本發(fā)明涉及探測儀器領(lǐng)域，尤其涉及X射線探測面板領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

X射線因為光子能量高、穿透力強的特點，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)透視檢查，工業(yè)探傷及在地鐵、機場、車站等地安檢。目前市場上銷售的X射線探測面板是以500～600微米厚的CsI:TlI(碘化鉈摻雜的碘化銫)柱狀晶體薄膜作為閃爍體材料，將高能量的X射線轉(zhuǎn)化為可見光，再被非晶硅光電探測器陣列探測并轉(zhuǎn)化為電壓電流信號，最后被Array背板收集并用外圍電路讀出，輸出至顯示器上最終形成圖像。該技術(shù)所使用的閃爍體利用了摻雜的碘化銫制成，但是摻雜的碘化銫含有的鉈及其化合物碘化鉈是劇毒物質(zhì)，會對人體產(chǎn)生極大的危害，所以制備此種面板需要對安全方面投入極大的成本。另外，若是使用純的不摻雜的碘化銫晶體則又達不到將X射線轉(zhuǎn)換為可見光進行檢測的目的。所以急需一種可以有一種新型X射線探測面板，危害小，成本低，又能達到檢測目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例公開一種X射線探測面板及其制備方法，涉及探測儀器領(lǐng)域，提供一種使用不摻雜鉈的閃爍體膜層作為為閃爍體的X射線探測面板，能在避免鉈及其碘化物對人體傷害的同時大大降低制備所述X射線探測面板的成本。為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一方面，提供一種X射線探測面板，包括襯底基板、設(shè)置在襯底基板上的開關(guān)陣列，設(shè)置在開關(guān)陣列上的光電探測器件陣列；還包括：蓋板、設(shè)置在蓋板上的閃爍體膜層；

其中蓋板設(shè)置有閃爍體層的一側(cè)與襯底基板設(shè)置有光電探測器件陣列的一側(cè)對盒封裝，其中閃爍體膜層和光電探測器件陣列之間設(shè)置有膠體量子點膜層；此處的閃爍體膜層，用于將X射線轉(zhuǎn)換為近紫外光；而膠體量子點膜層，用于將閃爍體膜層轉(zhuǎn)換的近紫外光轉(zhuǎn)換為可見光輸出；最后光電探測器件陣列則用于將膠體量子點膜層轉(zhuǎn)換的可見光轉(zhuǎn)換為電信號輸出。

本發(fā)明實施例中，具有的閃爍體膜層包括不摻雜的純碘化銫柱狀晶體，閃爍體膜層厚度1微米至2000微米，柱狀晶體直徑0.1微米至100微米。

另外，本發(fā)明實施例中的膠體量子點膜層包含膠體量子點，這些膠體量子點呈球形由三部分組成，分別是核、殼和有機配體，其核和殼可以采用以下材料或者其任意組合的合金的任意兩種：ZnO、ZnS、TiO₂、NbOx、CuO、NiO、V₂O₅、Cr₂O₃、In₂O₃、SnO₂、Ga₂O₃、MnO₂、Fe₂O₃、CoO₂、Al₂O₃、Tl₂O、GeO₂、PbO、ZrO₂、MoO₃、HfO₂、Ta₂O₅、WO₃、CdO、IrO₂、Rh₂O₃、RuO2、OsO₄、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、HgS、HgSe、HgTe、Se、C、Ge、Al₄N₃、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InN、InAs、InSb、Tl₃N、Tl₃P、Tl₃Sb、PbS、PbSe、PbTe、FeS、InSe、In₂S₃、Ga₂S₃、GaTe、SnSe、SnS、SnTe、MgS、MgSe、MgTe、CsTe、、CdZnSe、CdZnS、CuInS₂、CuInSe₂、Cd₃P₂、Cd₃As₂。

而膠體量子點上的有機配體材料則可以是：各種有機表面基團，例如：長鏈烷烴。

可選的，整個面板中的光電探測器可以是光電導(dǎo)型探測器、光伏型探測器、雪崩式探測器任一種，而制成這些光電探測器的材料可以是：非晶硅、氧化鋅等半導(dǎo)體材料或者氮化鎵、碳化硅、金剛石、類金剛石、氮化鋁、砷化鎵、氮化硼等寬禁帶半導(dǎo)體材料。

可選的，對于襯底基板和蓋板，其材料可以是厚度0.1毫米至1毫米的玻璃，也可以是常用的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、TAC(三聚氰酸三烯丙酯)或PI(聚酰亞胺)透明柔性襯底，厚度1微米至500微米。

另一方面，提供一種X射線探測面板的制作方法，包括：

通過構(gòu)圖工藝在襯底基板上形成開關(guān)陣列；通過構(gòu)圖工藝在開關(guān)陣列上形成光電探測器件陣列；在電探測器件陣列上形成膠體量子點薄膜；在蓋板上形成閃爍體膜層；將蓋板設(shè)置有閃爍體膜層的一側(cè)與襯底基板設(shè)置有光電探測器件陣列對盒后封裝。

需要說明的是，其中光電探測器件陣列上形成膠體量子點薄膜的方法可以是采用涂布工藝將膠體量子點溶液涂布在電探測器件陣列上形成膠體量子點薄膜或者將含有膠體量子點材料的有機膜直接貼附在光電探測器件陣列上任一種。

可選的，涂布工藝可以是旋涂或噴墨打印或氣溶膠打印或激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)印或納米壓印等工藝的任一種。

另外，X射線探測面板的封裝可以使用淀積工藝制成單層或多層封裝薄膜進行封裝，也可以使用Dam(壩狀物)膠和Filler(填充物)膠方式進行封裝，也可以是上下玻璃基板之間使用激光燒結(jié)frit(玻璃原料)方式進行封裝，或者是這三者的混合或疊加進行封裝。

上述方案中，提供的X射線探測面板包括：襯底基板、設(shè)置在襯底基板上的開關(guān)陣列，設(shè)置在開關(guān)陣列上的光電探測器件陣列；還包括：蓋板、設(shè)置在蓋板上的閃爍體膜層；其中蓋板設(shè)置有閃爍體膜層的一側(cè)與襯底基板設(shè)置有光電探測器件陣列的一側(cè)對盒封裝，其中閃爍體膜層和光電探測器件陣列之間設(shè)置有膠體量子點膜層；閃爍體層，用于將X射線轉(zhuǎn)換為近紫外光；膠體量子點膜層，用于將閃爍體薄膜轉(zhuǎn)換的近紫外光轉(zhuǎn)換為可見光輸出；光電探測器件陣列，用于將膠體量子點膜層轉(zhuǎn)換的可見光轉(zhuǎn)換為電信號輸出。因為該面板使用不摻雜鉈的閃爍體膜層作為閃爍體，并且在整個結(jié)構(gòu)中加入膠體量子點膜層，所以在避免了鉈及含鉈碘化物對人體的巨大傷害和減少了在制造X射線探測面板時在安全方面付出的大量成本的同時，可以順利完成對于X射線的探測。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的X射線探測面板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)提供的閃爍體特性示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的膠體量子點的特性示意圖；

圖4本發(fā)明實施例提供的膠體量子點結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的X射線探測面板制備方法流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供一種X射線探測面板，包括襯底基板6、設(shè)置在襯底基板6上的開關(guān)陣列5，設(shè)置在開關(guān)陣列5上的光電探測器件陣列4；還包括：蓋板1、設(shè)置在蓋板1上的閃爍體膜層2；

其中，蓋板1設(shè)置有閃爍體膜層的2一側(cè)與襯底基板6設(shè)置有光電探測器件陣列4的一側(cè)對盒封裝，其中閃爍體膜層2和光電探測器件陣列4之間設(shè)置有膠體量子點膜層3。

閃爍體膜層2，例如用于將X射線轉(zhuǎn)換為近紫外光。

膠體量子點膜層3，例如用于將閃爍體膜層2轉(zhuǎn)換的近紫外光轉(zhuǎn)換為可見光輸出。

光電探測器件陣列4，例如用于將膠體量子點膜層3轉(zhuǎn)換的可見光轉(zhuǎn)換為電信號輸出。

其中，示例性的，為了清楚的說明上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)然不限于如下方式，如圖1所示，自下而上依次為襯底基板6、開關(guān)陣列5、光電探測器陣列4、膠體量子點膜層3、閃爍體膜層2、封裝單元7和蓋板1。

對于作為制備X射線探測面板時的底層基板襯底基板6而言，襯底基板采用的材料可以是以下任一種：玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纖維素和聚酰亞胺透明柔性襯底。

示例性的，其材料可以是0.1mm至1mm的玻璃，也可以是常用的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、厚度1微米至500微米的TAC(三聚氰酸三烯丙酯)和PI(聚酰亞胺)透明柔性襯底。

示例性的，對于位于襯底基板6之上的作為收集電信號進行輸出的開關(guān)陣列5而言，可以使用非晶體硅薄膜晶體管或非晶體氧化銦鎵鋅薄膜晶體管或低溫多晶氧化銦鎵鋅薄膜晶體管或低溫多晶硅薄膜晶體管或氮氧化鋅薄膜晶體管或氧化銦鋅薄膜晶體管亦或是有機物薄膜晶體管等制備而成。

對于如圖1所示的閃爍體膜層2而言，由于常見的由摻雜碘化銫含有鉈及含鉈碘化物，會對人體產(chǎn)生大量傷害，同時由于成本和安全問題，報廢的X射線探測面板不能直接丟棄處理而是要對其中的貴金屬鉈進行回收處理，會造成很大的成本付出。

所以本發(fā)明實施例的閃爍體膜層由不摻雜的純碘化銫制成的柱狀晶體構(gòu)成；另外，閃爍體膜層2厚度為1微米至2000微米，純碘化銫柱狀晶體的直徑為0.1微米至100微米。

另外，如圖2所示，含有雜質(zhì)鈉或者鉈的碘化銫和不含雜質(zhì)的碘化銫構(gòu)成的閃爍體對于X射線的光致發(fā)光圖譜的峰值和范圍都是有較大差異，圖2中橫軸表示波長(Wavelength)單位為納米(nm)，縱軸為強度(lntensity)其中純碘化銫CsI的光致發(fā)光圖譜的范圍為200-600nm，含有雜質(zhì)鈉的碘化銫CsI(Na)的光致發(fā)光圖譜的范圍為300-600nm，含有雜質(zhì)鉈的碘化銫CsI(TI)的光致發(fā)光圖譜的范圍為350-700nm。由于可見光的光譜范圍在390nm-780nm之間，因此常見的X射線探測面板為了能更好的對X射線經(jīng)過閃爍體轉(zhuǎn)換后的光進行有效監(jiān)測，一般都是使用含鉈的碘化銫制作的閃爍體將X射線準(zhǔn)換為可見光后檢測，但是本發(fā)明實施例為了能避免鉈對人體的傷害，采用了純的碘化銫作為制成閃爍體的原料，由于這種閃爍體會將X射線準(zhǔn)換為近紫外光，所以本發(fā)明實施例還要在X射線探測面板結(jié)構(gòu)中加入如圖1的膠體量子點膜層3，通過光致發(fā)光原理將閃爍體膜層2轉(zhuǎn)換的近紫外光再轉(zhuǎn)換為可見光。這樣，就避免了一般X射線探測面板存在的對人體傷害大和制作成本高的缺陷。

對于上述膠體量子點膜層3而言，本發(fā)明創(chuàng)新性的采用了和一般探測領(lǐng)域中不太一樣的膠體量子點，一般的自組裝InAs量子點的光致發(fā)光波長只能在1.2微米到1.6微米之間；而本發(fā)明實施例使用的膠體量子點膜層使用的膠體量子點包含:核、殼和有機配體；膠體量子點直徑范圍為：1納米至50納米；其主要由化學(xué)合成制備。

示例性的，如圖4所示，膠體量子點一般呈球形由核401、殼402和有機配體403三部分構(gòu)成，其直徑范圍一般的尺寸是2～6納米，最常用的是2納米至8納米，小于或接近激子的玻爾半徑，因此具有量子限域效應(yīng)，相應(yīng)地體材料中連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變?yōu)榉至⒌哪芗壗Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致發(fā)光顏色具有尺寸依賴性而且有高斯對稱的窄帶發(fā)射譜(半高寬30納米左右)；核外包覆的殼結(jié)構(gòu)由寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)成，可以鈍化表面的非輻射復(fù)合中心，將激子限制在核結(jié)構(gòu)中，遠離表面缺陷態(tài)，可使其光致熒光效率達到90％以上。

進一步的，所述膠體量子點核和殼采用以下材料或者其任意組合的合金的任意兩種：ZnO、ZnS、TiO₂、NbOx、CuO、NiO、V2O5、Cr2O3、In2O3、SnO2、Ga2O3、MnO2、Fe2O3、CoO2、Al2O3、Tl2O、GeO2、PbO、ZrO2、MoO3、HfO2、Ta2O5、WO3、CdO、IrO2、Rh2O3、RuO2、OsO4、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、HgS、HgSe、HgTe、Se、C、Ge、Al4N3、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InP、InN、InAs、InSb、Tl3N、Tl3P、Tl3Sb、PbS、PbSe、PbTe、FeS、InSe、In2S3、Ga2S3、GaTe、SnSe、SnS、SnTe、MgS、MgSe、MgTe、CsTe、、CdZnSe、CdZnS、CuInS2、CuInSe2、Cd3P2、Cd3As2。所述膠體量子點的有機配體為有機表面基團材料；示例性的，其可以是長鏈烷烴，最常用的是十八胺。

如圖3所示，該膠體量子點光致發(fā)光圖譜涵蓋了深藍色、淺藍色、綠色、橘黃色和紅色五種光，通過化學(xué)合成時精確控制膠體量子點納米晶體的尺寸就可以精確控制其光致發(fā)光波長。

對于位于開關(guān)陣列5之上的用來將膠體量子點膜層3轉(zhuǎn)換的近紫外光轉(zhuǎn)化為電信號的光電探測器陣列4選用的光電探測器要采用以下至少一種：光電導(dǎo)型探測器、光伏型探測器、雪崩式探測器。

示例性的，制備這些光電探測器可以使用非晶硅制備，也可以用別的如氧化鋅等半導(dǎo)體材料制備，也可以使用諸如氮化鎵、碳化硅、金剛石、類金剛石、氮化鋁、砷化鎵、氮化硼等寬禁帶半導(dǎo)體薄膜制備。

需要說明的是，在選擇組成光電探測器陣列4的光電探測器時應(yīng)當(dāng)考慮到其上的膠體量子點膜層3所轉(zhuǎn)換出的光波長以及其材料因素，選擇合適的與其配合組裝。

對于在最上方的蓋板1，其采用以下任一種材料：

玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯、三醋酸纖維素和聚酰亞胺透明柔性襯底。

示例性的，蓋板材料可以是0.1mm至1mm的玻璃，也可以是常用的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、厚度1微米至500微米的TAC(三聚氰酸三烯丙酯)和PI(聚酰亞胺)透明柔性襯底。閃爍體膜層通過在蓋板上采用真空蒸鍍或磁控濺射或電子束蒸發(fā)或溶膠凝膠法或激光濺射或等離子體化學(xué)氣相淀積或原子層沉積或金屬有機化學(xué)氣相淀積或分子束外延等工藝制備。

對于起封裝固定作用的封裝單元7，其可以使用淀積工藝制成的單層或多層封裝薄膜(可有機薄膜或無機薄膜或者兩者的疊層)封裝，也可以使用Dam膠&Filler膠方式封裝，也可以是上下玻璃基板之間使用激光燒結(jié)frit方式封裝，或者是這三者的混合或疊加，在此不做具體限制。

參照圖5所示，本發(fā)明實施例還提供一種X射線探測面板制備方法，包括如下步驟：

501、通過構(gòu)圖工藝在襯底基板上形成開關(guān)陣列。

具體的，在制作工藝中實施步驟501，首先要對襯底基板進行清洗，而后采用磁控濺射、曝光、顯影、干法刻蝕、濕法刻蝕、等離子體化學(xué)氣相淀積、清洗、退火等半導(dǎo)體工藝在襯底基板上制備開關(guān)陣列；

502、通過構(gòu)圖工藝在開關(guān)陣列上形成光電探測器件陣列。

具體的，步驟502的圖工藝是指：采用磁控濺射、曝光、顯影、干法刻蝕、濕法刻蝕、等離子體化學(xué)氣相淀積、清洗、退火等半導(dǎo)體工藝在開關(guān)陣列上制備光電探測器。

503、在光電探測器件陣列上形成膠體量子點膜層。

具體的，在制作工藝中實施步驟503要在光電探測器陣列上采用旋涂或噴墨打印或氣溶膠打印或激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)印或納米壓印等涂布工藝涂布膠體量子點溶液形成膠體量子點膜層或者使用含膠體量子點的有機膜貼附在光電探測器上形成膠體量子點膜層。

504、在蓋板上形成閃爍體膜層。

具體的，在制作工藝中實施步驟504，需要先清洗蓋板，而后在其上采用真空蒸鍍或磁控濺射或電子束蒸發(fā)或溶膠凝膠法或激光濺射或等離子體化學(xué)氣相淀積或原子層沉積或金屬有機化學(xué)氣相淀積或分子束外延等工藝制備純的不摻雜的碘化銫柱狀晶體薄膜作為閃爍體膜層。

505、采用真空對盒工藝，將蓋板設(shè)置有閃爍體膜層的一側(cè)與襯底基板設(shè)置有光電探測器件陣列的一側(cè)對盒后封裝。

具體的，在制造工藝中，封裝方式可以使用淀積工藝制成的單層或多層封裝薄膜(可有機薄膜或無機薄膜或者兩者的疊層)封裝，也可以使用Dam膠&Filler膠方式封裝，也可以是上下玻璃基板之間使用激光燒結(jié)frit方式封裝，或者是這三者的混合或疊加。

上述方法中，閃爍體層可將X射線轉(zhuǎn)換為近紫外光；膠體量子點膜層可將閃爍體薄膜轉(zhuǎn)換的近紫外光轉(zhuǎn)換為可見光輸出；光電探測器件陣列可將膠體量子點膜層轉(zhuǎn)換的可見光轉(zhuǎn)換為電信號輸出。因為形成的面板使用不摻雜鉈的閃爍體膜層作為閃爍體，并且在整個結(jié)構(gòu)中加入膠體量子點膜層，所以在避免了鉈及含鉈碘化物對人體的巨大傷害和減少了在制造X射線探測面板時在安全方面付出的大量成本的同時，可以順利完成對于X射線的探測。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。