CN115117107A - 感测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种感测装置，其包含基材、第一晶体管、第二晶体管、第一光传感器、第二光传感器以及封装层。第一晶体管设置于基材的一侧。第二晶体管设置于基材的该侧。第一光传感器设置于第一晶体管上方，并电连接第一晶体管。第一光传感器配置以感测具有第一能量的光。第二光传感器设置于第二晶体管上方，并电连接第二晶体管。第二光传感器配置以感测具有第二能量的光。第一能量不同于第二能量。封装层覆盖第一光传感器与第二光传感器的至少部分侧壁。
Description
技术领域
本发明涉及一种感测装置，特别涉及一种用于拍摄X光照片的感测装置。
背景技术
双能量减影成像(dual energy subtraction imaging)是一种现有的成像技术，其已经被用来减少背景对胸部X光照相和血管照相中的疾病检测的影响。该方法基于骨骼和软组织的不同能量依赖吸收特性，通常产生两个原始影像，一个是低能量高对比度影像，而另一个是高能量低对比度影像。通过采用这两个影像的非线性组合，能够获得清晰的骨骼影像和软组织影像。这种成像技术将利用影像提高病理学的诊断和解剖学的描绘。
然而，现有的每一种X光传感器都只能针对其所对应的特定能量的X光进行吸收与侦测。若欲获得前述两种影像，需利用两种不同X光传感器分别以不同能量的X光拍摄人体两次，并无法减少X光的用量。
因此，如何提出一种可解决上述问题的感测装置，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可有解决上述问题的感测装置。
为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种感测装置包含基材、第一晶体管、第二晶体管、第一光传感器、第二光传感器以及封装层。第一晶体管设置于基材的一侧。第二晶体管设置于基材的该侧。第一光传感器设置于第一晶体管上方，并电连接第一晶体管。第一光传感器配置以感测具有第一能量的光。第二光传感器设置于第二晶体管上方，并电连接第二晶体管。第二光传感器配置以感测具有第二能量的光。第一能量不同于第二能量。封装层覆盖第一光传感器与第二光传感器的至少部分侧壁。
在本发明的一或多个实施方式中，第一光传感器包含第一下电极、第一光电导体以及第一上电极。第一下电极经由第一接合凸块电连接第一晶体管。第一光电导体接触且设置于第一下电极上，并配置以在照射到具有第一能量的光时产生电流。第一上电极接触设置于第一光电导体上。第二光传感器包含第二下电极、第二光电导体以及第二上电极。第二下电极经由第二接合凸块电连接第二晶体管。第二光电导体接触且设置于第二下电极上，并配置以在照射到具有第二能量的光时产生电流。第二上电极接触设置于第二光电导体上。
在本发明的一或多个实施方式中，第一光电导体的材料与第二光电导体的材料不同，且各包含Si、GaAs、A-Se、HgI2、CdZnTe、PbI2、PbO、TlBr及MAPbI3中的一者。
在本发明的一或多个实施方式中，感测装置进一步包含导电线路。导电线路连接第一上电极与第二上电极。
在本发明的一或多个实施方式中，第一光传感器包含第一闪烁体以及第一光电二极管。第一闪烁体配置以在照射到具有第一能量的光时产生可见光。第一光电二极管电连接第一晶体管，并配置以在照射到第一闪烁体的可见光时产生电流。第二光传感器包含第二闪烁体以及第二光电二极管。第二闪烁体配置以在照射到具有第二能量的光时产生可见光。第二光电二极管电连接第二晶体管，并配置以在照射到第二闪烁体的可见光时产生电流。
在本发明的一或多个实施方式中，第一闪烁体的材料与第二闪烁体的材料不同，且各包含CsI、Bi4Ge3O2、ZnSe、Gd2O2S、NaBiW2O8及CdWO4中的一者。
在本发明的一或多个实施方式中，感测装置进一步包含遮光层。遮光层至少位于第一闪烁体与第二光电二极管之间以及第二闪烁体与第一光电二极管之间。
在本发明的一或多个实施方式中，封装层完整覆盖第一光传感器与第二光传感器的侧壁。
在本发明的一或多个实施方式中，感测装置进一步包含第三晶体管以及第三光传感器。第三晶体管设置于基材的该侧。第三光传感器设置于第三晶体管上方，并电连接第三晶体管。第三光传感器配置以感测具有第三能量的光。第三能量不同于第一能量与第二能量。
在本发明的一或多个实施方式中，具有第一能量的光与具有第二能量的光为分别具有不同波长的X光。
综上所述，在本发明的感测装置中，配置以感测具有第一能量的光的第一光传感器与配置以感测具有第二能量的光的第二光传感器设置于基材的同一侧。由此，当以能量范围涵盖第一能量与第二能量的光拍摄人体时，通过人体的光可同时被第一光传感器与第二光传感器感测到，因此可仅经过一次拍摄即获得两种影像。换言之，本发明的感测装置可有效减少X光的用量。此两种影像后续可经加权组合而获得清晰的骨骼影像和软组织影像。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关的附图中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附的附图的说明如下：
图1为本发明一实施方式的感测装置的局部剖面图；
图2为图1的感测装置于一实施方式中的局部示意图；
图3为图1的感测装置于另一实施方式中的局部示意图；
图4为本发明另一实施方式的感测装置的局部剖面图；
图5为图4的感测装置于一实施方式中的局部示意图；
图6为图4的感测装置于另一实施方式中的局部示意图；
图7为本发明另一实施方式的感测装置的局部示意图。
符号说明
100,200,300:感测装置
110:基材
121a:第一晶体管
121b:第二晶体管
121c:第三晶体管
122a,122b:导电层
123a,123b:导电垫
130,230:第一光传感器
131:第一下电极
132:第一光电导体
133:第一上电极
140,240:第二光传感器
141:第二下电极
142:第二光电导体
143:第二上电极
151:第一接合凸块
152:第二接合凸块
160:封装层
170:导电线路
231:第一闪烁体
232:第一光电二极管
241:第二闪烁体
242:第二光电二极管
270:粘合胶
280:遮光层
330:第三光传感器
TA:TFT阵列基板
TPA:TFT-PD阵列基板
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。
请参照图1，其为绘示根据本发明一实施方式的感测装置100的局部剖面图。如图1所示，在本实施方式中，感测装置100包含基材110、第一晶体管121a以及第二晶体管121b。举例来说，第一晶体管121a与第二晶体管121b为薄膜晶体管(Thin-Film Transistor；TFT)，其具体结构在此恕不赘述。此外，在第一晶体管121a与第二晶体管121b下、中及上可弹性地增设介电层以提供缓冲、绝缘与保护的用途。在一些实施方式中，基材110上可设置更多个第一晶体管121a与第二晶体管121b，以构成TFT阵列基板TA。
在一些实施方式中，基材110的材料包含玻璃，但本发明并不以此为限。
如图1所示，在本实施方式中，感测装置100进一步包含第一光传感器130以及第二光传感器140。第一光传感器130设置于第一晶体管121a上方，并电连接第一晶体管121a。第一光传感器130配置以感测具有第一能量的光。第二光传感器140设置于第二晶体管121b上方，并电连接第二晶体管121b。第二光传感器140配置以感测具有第二能量的光。第一能量不同于第二能量。举例来说，具有第一能量的光与具有第二能量的光为分别具有不同波长的X光。
具体来说，第一光传感器130包含第一下电极131、第一光电导体(photoconductor)132以及第一上电极133。第一光电导体132接触且设置于第一下电极131上，并配置以在照射到具有第一能量的光时产生电流。详言之，当第一光电导体132在照射到具有第一能量的光时，会使得材料中的电子远离它们的原子，进而可在材料内产生空穴和电子等自由电荷。第一上电极133接触设置于第一光电导体132上。另外，TFT阵列基板TA上进一步设有导电层122a以及导电垫123a。导电垫123a经由导电层122a电连接第一晶体管121a。第一下电极131经由第一接合凸块151电连接导电垫123a，致使第一光电导体132电连接第一晶体管121a。由此，第一光电导体132所产生的电流即可传递至第一晶体管121a。在一些实施方式中，第一接合凸块151为锡凸块，但本发明并不以此为限。
相似地，第二光传感器140包含第二下电极141、第二光电导体142以及第二上电极143。第二光电导体142接触且设置于第二下电极141上，并配置以在照射到具有第二能量的光时产生电流。详言之，当第二光电导体142在照射到具有第二能量的光时，会使得材料中的电子远离它们的原子，进而可在材料内产生空穴和电子等自由电荷。第二上电极143接触设置于第二光电导体142上。另外，TFT阵列基板TA上进一步设有导电层122b以及导电垫123b。导电垫123b经由导电层122b电连接第二晶体管121b。第二下电极141经由第二接合凸块152电连接导电垫123b，致使第二光电导体142电连接第二晶体管121b。由此，第二光电导体142所产生的电流即可传递至第二晶体管121b。在一些实施方式中，第二接合凸块152为锡凸块，但本发明并不以此为限。
由于第一光电导体132与第二光电导体142是在分别照射到具有第一能量的光与具有第二能量的光时直接产生电流，因此可以称本实施方式的第一光传感器130与第二光传感器140为直接式(Direct type)光传感器。
在一些实施方式中，第一光电导体132的材料与第二光电导体142的材料不同，且各包含Si、GaAs、A-Se、HgI2、CdZnTe、PbI2、PbO、TlBr及MAPbI3中的一者。
如图1所示，在本实施方式中，感测装置100进一步包含封装层160以及导电线路170。封装层160完整覆盖第一光传感器130的侧壁与第二光传感器140的侧壁。在实际应用中，可先采用巨量转移技术将大量的第一光传感器130与第二光传感器140转移至TFT阵列基板TA上(利用第一接合凸块151与第二接合凸块152进行接合)，接着以封装层160将所有第一光传感器130与第二光传感器140进行封装，再制作连接所有第一上电极133与第二上电极143的导电线路170。
通过前述结构配置，当以能量范围涵盖第一能量与第二能量的光拍摄人体时，通过人体的光可同时被第一光传感器130与第二光传感器140感测到，因此可仅经过一次拍摄即获得两种影像。换言之，本实施方式的感测装置100可有效减少X光的用量。此两种影像后续可经加权组合而获得清晰的骨骼影像和软组织影像。
请参照图2，其为绘示图1的感测装置100于一实施方式中的局部示意图。如图2所示，在本实施方式中，第一光传感器130在横向方向上依序排列，第二光传感器140在横向方向上依序排列，且第一光传感器130与第二光传感器140在纵向方向上交替排列。
然而，本发明并不以此为限。请参照图3，其为绘示图1的感测装置100于另一实施方式中的局部示意图。如图3所示，在本实施方式中，第一光传感器130与第二光传感器140在横向方向上交替排列，且在纵向方向上亦交替排列。
请参照图4，其为绘示根据本发明另一实施方式的感测装置200的局部剖面图。如图1所示，在本实施方式中，感测装置200包含基材110、第一晶体管121a、第二晶体管121b、第一光电二极管(photodiode)232以及第二光电二极管242，其中基材110、第一晶体管121a、第二晶体管121b相同或相似于图1所示的实施方式，在此恕不赘述，可参照以上相关说明。在一些实施方式中，基材110上可设置更多个第一晶体管121a、第二晶体管121b、第一光电二极管232与第二光电二极管242，以构成TFT-PD阵列基板TPA。
如图4所示，在本实施方式中，感测装置200包含第一光传感器230以及第二光传感器240。第一光传感器230设置于第一晶体管121a上方，并电连接第一晶体管121a。第一光传感器230配置以感测具有第一能量的光。第二光传感器240设置于第二晶体管121b上方，并电连接第二晶体管121b。第二光传感器240配置以感测具有第二能量的光。第一能量不同于第二能量。举例来说，具有第一能量的光与具有第二能量的光为分别具有不同波长的X光。
具体来说，第一光传感器230包含第一闪烁体(scintillator)231以及前述第一光电二极管232。第一闪烁体231配置以在照射到具有第一能量的光时产生可见光。第一光电二极管232电连接第一晶体管121a，并配置以在照射到第一闪烁体231的可见光时产生电流。详言之，第一光电二极管232的基础结构通常是一个PN接面或者PIN结。当第一光电二极管232在照射到具有第一能量的光时，会激发出自由电子，从而产生电流。另外，TFT-PD阵列基板TPA上进一步设有导电层122a。第一光电二极管232经由导电层122a电连接第一晶体管121a。由此，第一光电二极管232所产生的电流即可传递至第一晶体管121a。
相似地，第二光传感器240包含第二闪烁体241以及前述第二光电二极管242。第二闪烁体241配置以在照射到具有第二能量的光时产生可见光。第二光电二极管242电连接第二晶体管121b，并配置以在照射到第二闪烁体241的可见光时产生电流。详言之，第二光电二极管242的基础结构通常是一个PN接面或者PIN结。当第二光电二极管242在照射到具有第二能量的光时，会激发出自由电子，从而产生电流。另外，TFT-PD阵列基板TPA上进一步设有导电层122b。第二光电二极管242经由导电层122b电连接第二晶体管121b。由此，第二光电二极管242所产生的电流即可传递至第二晶体管121b。
由于第一光电二极管232与第二光电二极管242是接收到可见光才产生电流，并非在分别照射到具有第一能量的光与具有第二能量的光时直接产生电流，因此可以称本实施方式的第一光传感器230与第二光传感器240为间接式(Indirect type)光传感器。
在一些实施方式中，第一闪烁体231的材料与第二闪烁体241的材料不同，且各包含CsI、Bi4Ge3O2、ZnSe、Gd2O2S、NaBiW2O8及CdWO4中的一者。
在一些实施方式中，感测装置200进一步包含封装层160。封装层160覆盖第一光传感器230的部分侧壁与第二光传感器240的部分侧壁。详言之，封装层160完整封装第一闪烁体231与第二闪烁体241。在实际应用中，可先以封装层160将所有第一闪烁体231与第二闪烁体241进行封装，再采用巨量转移技术将大量的第一光传感器230与第二光传感器240转移至TFT-PD阵列基板TPA上(利用粘合胶270进行粘合)。
在一些实施方式中，感测装置200进一步包含遮光层280。遮光层280设置在TFT-PD阵列基板TPA上且环绕第一闪烁体231与第二闪烁体241，并至少位于第一闪烁体231与第二光电二极管242之间以及第二闪烁体241与第一光电二极管232之间。由此，即可有效避免第二光电二极管242被第一闪烁体231所发出的可见光激发而产生电流，并可有效避免第一光电二极管232被第二闪烁体241所发出的可见光激发而产生电流。
在一些实施方式中，第一闪烁体231与第二闪烁体241为柱状晶体。第一闪烁体231所产生的可见光可准直朝向下方的第一闪烁体231传播。第二闪烁体241所产生的可见光可准直朝向下方的第二闪烁体241传播。在此情况下，前述遮光层280可省略。
通过前述结构配置，当以能量范围涵盖第一能量与第二能量的光拍摄人体时，通过人体的光可同时被第一光传感器230与第二光传感器240感测到，因此可仅经过一次拍摄即获得两种影像。换言之，本实施方式的感测装置200同样可有效减少X光的用量。此两种影像后续可经加权组合而获得清晰的骨骼影像和软组织影像。
请参照图5，其为绘示图4的感测装置200于一实施方式中的局部示意图。如图5所示，在本实施方式中，第一光传感器230在横向方向上依序排列，第二光传感器240在横向方向上依序排列，且第一光传感器230与第二光传感器240在纵向方向上交替排列。
然而，本发明并不以此为限。请参照图6，其为绘示图4的感测装置200在另一实施方式中的局部示意图。如图6所示，在本实施方式中，第一光传感器230与第二光传感器240在横向方向上交替排列，且在纵向方向上亦交替排列。
请参照图7，其为绘示根据本发明另一实施方式的感测装置300的局部示意图。如图7所示，在本实施方式中，感测装置300除了包含图1所示的基材110、第一晶体管121a、第二晶体管121b、第一光传感器130、第二光传感器140与封装层160之外，进一步包含第三晶体管121c以及第三光传感器330。第三晶体管121c设置于基材110的该侧。第三光传感器330设置于第三晶体管121c上方，并电连接第三晶体管121c。第三光传感器330配置以感测具有第三能量的光。第三能量不同于第一能量与第二能量。第三光传感器330亦为直接式光传感器，其详细结构可参照第一光传感器130或第二光传感器140，在此恕不赘述。
通过前述结构配置，当以能量范围涵盖第一能量、第二能量与第三能量的光拍摄人体时，通过人体的光可同时被第一光传感器130、第二光传感器140与第三光传感器330感测到，因此可仅经过一次拍摄即获得三种影像。换言之，本实施方式的感测装置300可有效减少X光的用量。此三种影像后续可经加权组合而获得更加清晰的骨骼影像和软组织影像。
在实际应用中，图4所示的感测装置200也可依据图7的实施方式的类似原理增设除了第一光传感器130与第二光传感器140之外的第三种间接式光传感器以获得三种影像。
由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，于本发明的感测装置中，配置以感测具有第一能量的光的第一光传感器与配置以感测具有第二能量的光的第二光传感器设置于基材的同一侧。由此，当以能量范围涵盖第一能量与第二能量的光拍摄人体时，通过人体的光可同时被第一光传感器与第二光传感器感测到，因此可仅经过一次拍摄即获得两种影像。换言之，本发明的感测装置可有效减少X光的用量。此两种影像后续可经加权组合而获得清晰的骨骼影像和软组织影像。
虽然结合以上实施方式公开了本发明，然而其并不用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种感测装置，包含：
基材；
第一晶体管，设置于该基材的一侧；
第二晶体管，设置于该基材的该侧；
第一光传感器，设置于该第一晶体管上方，并电连接该第一晶体管，该第一光传感器配置以感测具有第一能量的光；
第二光传感器，设置于该第二晶体管上方，并电连接该第二晶体管，该第二光传感器配置以感测具有第二能量的光，其中该第一能量不同于该第二能量；以及
封装层，覆盖该第一光传感器与该第二光传感器的至少部分侧壁。
2.如权利要求1所述的感测装置，其中该第一光传感器包含：
第一下电极，经由第一接合凸块电连接该第一晶体管；
第一光电导体，接触且设置于该第一下电极上，并配置以在照射到具有该第一能量的该光时产生电流；以及
第一上电极，接触设置于该第一光电导体上，
其中该第二光传感器包含：
第二下电极，经由第二接合凸块电连接该第二晶体管；
第二光电导体，接触且设置于该第二下电极上，并配置以在照射到具有该第二能量的该光时产生电流；以及
第二上电极，接触设置于该第二光电导体上。
3.如权利要求2所述的感测装置，其中该第一光电导体的材料与该第二光电导体的材料不同，且各包含Si、GaAs、A-Se、HgI2、CdZnTe、PbI2、PbO、TlBr及MAPbI3中的一者。
4.如权利要求2所述的感测装置，进一步包含导电线路连接该第一上电极与该第二上电极。
5.如权利要求1所述的感测装置，其中该第一光传感器包含：
第一闪烁体，配置以在照射到具有该第一能量的该光时产生可见光；以及
第一光电二极管，电连接该第一晶体管，并配置以在照射到该第一闪烁体的该可见光时产生电流，
其中该第二光传感器包含：
第二闪烁体，配置以在照射到具有该第二能量的该光时产生可见光；以及
第二光电二极管，电连接该第二晶体管，并配置以在照射到该第二闪烁体的该可见光时产生电流。
6.如权利要求5所述的感测装置，其中该第一闪烁体的材料与该第二闪烁体的材料不同，且各包含CsI、Bi4Ge3O2、ZnSe、Gd2O2S、NaBiW2O8及CdWO4中的一者。
7.如权利要求5所述的感测装置，进一步包含遮光层至少位于该第一闪烁体与该第二光电二极管之间以及该第二闪烁体与该第一光电二极管之间。
8.如权利要求1所述的感测装置，其中该封装层完整覆盖该第一光传感器与该第二光传感器的侧壁。
9.如权利要求1所述的感测装置，进一步包含：
第三晶体管，设置于该基材的该侧；以及
第三光传感器，设置于该第三晶体管上方，并电连接该第三晶体管，该第三光传感器配置以感测具有第三能量的光，其中该第三能量不同于该第一能量与该第二能量。
10.如权利要求1所述的感测装置，其中具有该第一能量的该光与具有该第二能量的该光为分别具有不同波长的X光。
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