KR20090034541A - 엑스-레이 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 엑스-레이검출기 - Google Patents
엑스-레이 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 엑스-레이검출기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090034541A KR20090034541A KR1020070099814A KR20070099814A KR20090034541A KR 20090034541 A KR20090034541 A KR 20090034541A KR 1020070099814 A KR1020070099814 A KR 1020070099814A KR 20070099814 A KR20070099814 A KR 20070099814A KR 20090034541 A KR20090034541 A KR 20090034541A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- array substrate
- cells
- ray
- ray detector
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
X-ray 검출기에서, 하나의 원판으로 이루어진 어레이 기판은 데이터 라인과 평핸하게 연장된 다수의 블록으로 분할되고, 어레이 기판의 일 측면에 게이트 드라이버가 구비되며, 어레이 기판의 다른 일 측면에 독출회로가 구비된다. 따라서, 게이트 드라이버와 독출회로를 구성하는 칩의 개수를 감소시킬 수 있다. 또한, X-ray 검출기는 어레이 기판의 다른 일 측면에 구비된 독출회로와 전기적으로 연결되고, 다수의 블록과 일대일 대응하여 구비되는 다수의 A/D 컨버터를 구비한다. 따라서, 다수의 A/D 컨버터 각각은 대응하는 블록으로부터 리드아웃된 신호를 동시에 입력받기 때문에, 리드아웃 시간의 손실을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 X-ray 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 X-ray 검출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, X-Ray를 검출하기 위해 사용되는 X-Ray 검출기의 한 기판인 어레이 기판 및 이를 갖는 X-Ray 검출기에 관한 것이다.
의료 진단 장치의 근본적인 영상처리를 하기 위한 방식이 바로 필름을 사용하지 않는 디지털 방사선 사진법(Digital Radiography : 이하 DR)이다. 상기한 DR 방식은 신틸레이터에서 입사되는 그린 광을 변환시키는 센서의 종류에 따라 CCD(charge coupled device) DR 방식, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) DR 방식 및 FP(flat panel) DR 방식으로 구분된다.
이러한 DR 방식중에서 상기 언급한 CCD DR 방식 및 CMOS DR 방식 은 센서의 크기가 작기 때문에 디지털 이미지화할 때는 화면을 확대하여야 하는 단점이 있다. 이러한 프로젝션(projection) DR 방식은 해상도,휘도 및 대비비등 전반적인 영상 처리에 있어서 단점이 된다.
상기한 DR 방식 중에서 FP DR 방식은 대형화 패널 및 이를 응용하여 포토 일 렉트릭(photo-electric) 센서와 1:1로 상호 매칭하여 가장 우수한 X-Ray 이미지를 구현할 수 있다. 현재 가장 진보된 DR 방식이 바로, 본 플랫 패널 X-ray 검출(Flat Panel X Ray Detecting : FPXD) 방식이다.
도 1은 종래의 플랫 패널 X-ray 검출기를 나타낸 평면도이다. 도 1에 도시된 X-ray 검출기는 특히 가로, 세로의 길이가 각각 약 300mm 이상인 흉부촬영용의 상용화 제품으로 많이 사용된다. 상기 X-ray 검출기는 타일구조로써 작은 어레이 기판(20) 4개를 붙여서 하나의 큰 어레이 기판을 구성하고 있다. 도 1을 참조하면, X-ray 검출기(30)는 다수 개의 행과 열로 이루어진 다수 개의 박막 트랜지스터(Thin Film transistor ; TFT)들로 이루어진 TFT 어레이(array)와, 상기 어레이에 연결된 독출회로(readout circuit ; 26), 게이트 드라이버(gate driver ; 28) 그리고 ADC(analogue digital converter ; 27)로 구성된다. 상기 어레이 기판(20)을 구성하는 각각의 셀(cell ; 22)들은 하나의 박막 트랜지스터(23)와, PIN 광 다이오드(photo diode)(24)로 이루어진다. 상기 PIN 광 다이오드(24)는 P형의 불순물을 포함하는 P형의 광 도전체층, 불순물을 함유하지 않는 광 도전체층 및 N형의 불순물을 포함하는 N형의 광 도전체층으로 이루어진 도전체층, 도전체층의 양단에 전압을 인가하기 위한 두 전극으로 이루어진다. 이어 상부에는 신틸레이터이 배치된다..
상기한 X-ray 검출기(30)를 통해서 취득된 이미지의 품질은 일반적으로 어레이(200)내의 각 라인(21a,21b)의 균일도(uniformity), 포토다이오드의 균일도(uniformity), 결함(defect), 그리고 누설전류 레벨(leakage level)의 차이 등에 의하여 많이 저하된다. 따라서, 실제 사용시에는 이미지의 품질이 저하되는 것을 막기 위해서 게이트 라인(21a) 및 데이터 라인(21b)에 대한 오프셋(offset)을 조정하는 이미지 보정(image correction)을 수행하여야 한다.
그러나 도 1에 도시된 어레이 기판(20) 4개를 붙여서 하나의 큰 어레이 기판로 구성된(타일구조) X-ray 검출기(30)를 사용하는 경우, 게이트 라인(21a) 및 데이터 라인(21b)이 어레이 기판(20) 별로 분리되어 있으므로, 오프셋(offset) 보정이 부정확해질 뿐만 아니라, 4개의 어레이 기판(20)마다 외부직접회로를 본딩(Bonding)해야 하므로 불량률도 증가하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 리드아웃(Readout) 시간의 손실없이 외부직접회로(Gate IC, ROIC 등)의 개수를 최소화시켜 수율 및 원가절감을 향상시키는 X-ray 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 X-ray 검출기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 X-ray 검출기용 어레이 기판의 제조방법 및 X-ray 검출기의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 X-ray 검출기용 어레이 기판은 다수의 셀 및 광차단막을 포함한다. 다수의 셀 각각은 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되고 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드로 이루어져 광량에 대응하는 전하를 축적한다. 상기 광차단막은 다수의 셀 중 주변부에 구비된 더미 화소들을 커버하여 상기 광이 상기 더미화소들 측으로 제공되지 않도록 차단한다.
여기서, 상기 광차단막은 광 패터닝이 가능한 carbon 계열의 유기물질로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 X-ray 검출기는 어레이 기판, 게이트 드라이버 및 독출회로를 포함한다. 어레이 기판에는 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되고 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드로 이루어져 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀이 어레이된다. 또한, 상기 어레이 기판은 상기 데이터선과 평행한 다수의 블록으로 분할된다.
상기 게이트 드라이버는 상기 어레이 기판의 일 측면에 배치되고, 상기 다수의 셀에 연결되며, 스캐닝 동작을 통해 상기 다수의 셀 중 하나의 행을 선택한다. 상기 독출회로는 상기 어레이 기판의 다른 일 측면에 배치되고, 상기 다수의 셀에 연결되며,선택된 상기 하나의 행에 포함된 셀에서 축적된 전하를 독출한다.
또한, X-ray 검출기는 상기 어레이 기판의 상기 다른 일 측면에 인접하여 상기 다수의 블록에 일대일 대응하도록 구비되고, 상기 독출회로로부터 신호를 동시에 입력받아서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 다수의 A/D 컨버터를 더 포함한다.
본 발명의 X-ray 검출기용 어레이 기판의 제조방법에 따르면, X-ray로부터 변환된 광을 입력받아 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀이 형성된다. 다음, 다수의 셀 중 주변부에 구비된 더미 화소들을 커버하여 상기 광이 상기 더미화소들 측으로 제공되지 않도록 차단하는 광차단막이 형성된다.
상기 다수의 셀 각각을 형성하는 단계는 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선 및 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드를 형성하는 단계를 포함한 다.
본 발명의 X-ray 검출기용 어레이 기판의 제조방법에 따르면, 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되고 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드로 이루어져 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀이 어레이된 어레이 기판이 형성된다. 상기 어레이 기판은 하나의 원판으로 이루어지고, 상기 데이터선과 평행한 다수의 블록으로 분할된다.
이후, 상기 다수의 셀에 연결되어 스캐닝 동작을 통해 상기 다수의 셀 중 하나의 행을 선택하는 게이트 드라이버가 상기 어레이 기판의 일 측면에 배치되고, 상기 다수의 셀에 연결되어 선택된 상기 하나의 행에 포함된 셀에서 축적된 전하를 독출하는 독출회로가 상기 어레이 기판의 다른 일 측면에 배치된다.
이와 같은 X-ray 검출기는 데이터 라인들을 분할/그룹화하고, 각 그룹 별로 ADC를 구비함으로써, 데이터 라인들로부터 리드아웃된 신호는 동시에 병렬적으로 각각의 ADC로 전송된다. 따라서, 게이트 드라이버 그리고 독출회로의 개수를 감소시킬 수 있고, 그 결과 원가절감을 달성할 수 있는 반면 readout 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 어레이 기판의 주변부에 블랙 매트릭스 물질로 이루어진 광차단막 및 광차단막의 하부에 구비된 더미화소를 더 배치함으로써, 실시간으로 게인, 오프셋 보정(correction)을 수행할 수 있고, 그 결과 X-ray 검출기로부터 검출된 X-ray 이미지의 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 PIN 광 다이오드를 가지는 X-ray 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 X-ray 검출기의 실시예들을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 플랫 패널 X-ray 검출기를 갖는 X-ray 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, X-ray 시스템(100)은 환자(190)의 소정의 영역(180)(즉, 검사하고자 하는 영역)에 X-ray(160)을 발생하기 위한 X-ray 발생장치(140), 투과된 X-ray를 검출하기 위한 X-ray 검출기(300), 검출된 X-ray 영상을 취득하고 이를 처리하기 위한 화상취득 및 처리 제어부(400), 그리고 화상취득 및 처리제어부(400)의 제어에 의해 취득된 X-ray 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치(500)를 포함한다.
상기 X-ray 시스템(100)에서, 환자(190)의 소정 영역(180)에 X-ray(160)가 투과되면, X-ray 검출기(300)는 조사된 X-ray(160)의 양에 비례하는 빛의 강도를 가지는 X-ray 영상을 제공하고, X-ray 검출기(300)를 통해 제공되는 X-ray 영상은 화상취득 및 처리 제어부(400)의 제어에 의해 취득되고 저장된다. 그리고, 상기 디스플레이 장치(500)는 취득된 X-ray 영상을 실시간으로 디스플레이 한다. 여기서, 상기 디스플레이 장치(500)는 디지털 데이터 포맷의 X-ray 영상 데이터를 디스플레이 할 수 있는 평판 디스플레이(liquid crystal display ; LCD)장치 등으로 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 X-ray 검출기(300)는 다수의 어레이(220)가 구비된 어레이 기판(200), 상기 어레이 기판(200)의 어느 한 측면에만 구비된 게이트 드라이버(280) 및 상기 어레이 기판(200)의 다른 한 측면에만 구비된 독출회로 (260)를 포함한다.
상기 X-ray 검출기(300)는 상기 어레이 기판(200) 상에 구비되는 신틸레이터층(350)을 더 포함한다. 상기 신틸레이터층(350)은 환자(190)를 통과한 X-ray(160)를 가시광선으로 변환한 후 상기 어레이 기판(200) 측으로 제공하는 역할을 수행한다.
도 3은 도 1에 도시된 X-ray 검출기를 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 PIN 정션 다이오드의 단면도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 본원 발명에서 제안하는 X-ray 검출기(300)는 다수 개의 어레이 기판으로 이루어진 타일(Tile)구조로 형성되지 않고 하나의 원판 글래스(glass)로 이루어진 단일 어레이 기판(200)을 포함한다.
상기 어레이 기판(200)에는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 셀(220) 이 어레이된다. 또한, 상기 어레이 기판은 데이터 라인(202)와 평행하게 연장된 4개의 블록으로 분할된다.
상기 어레이 기판(200)의 일 측면에는 상기 다수의 셀(220) 에 연결된 독출 회로(readout circuit ; 260)가 배치되고, 상기 어레이 기판(200)의 다른 일 측면에는 상기 다수의 셀(220)에 연결된 게이트 드라이버(gate driver ; 280)가 구비된다. 또한, ADC(analogue digital converter ; 270)는 상기 어레이 기판(200)의 상기 다른 일 측면에 인접하여 구비되고 상기 독출회로(270)에 전기적으로 연결된다. 본 발명의 일 예로, 상기 게이트 드라이버(280) 및 상기 독출회로(270)는 다수개의 칩으로 이루어질 수 있다. 상기 ADC는 상기 4개의 블록에 일대일 대응하도록 구비된 4개의 칩으로 이루어지고, 상기 독출회로(270)를 구성하는 하나 이상의 칩에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 어레이를 구성하는 각각의 셀(cell ; 220)들은 박막 트랜지스터(230), PIN 정션 다이오드(240), 게이트 라인(201) 및 데이터 라인(202)을 포함한다. 상기 PIN 정션 다이오드(240)는 X-Ray 소오스(140, 도 2에 도시됨)에서 방출되는 X-ray(160)가 환자(190)를 투과하여 신틸레이터(350)에서 변환된 가시광선(예를 들어, 그린 광) 을 입력받는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 PIN 정션 다이오드(240)는 진성(intrinsic) 실리콘층(241) 및 상기 진성 실리콘층(241)을 사이에 두고 서로 마주보는 P형 실리콘층(242) 및 N형 실리콘층(243)으로 이루어진다. 상기 진성 실리콘층에 상기 가시광선이 입사되면, 실리콘(Si)이 해리되어 전자(electron)와 정공(hole)으로 분해가 된다. 이렇게 해리된 상태에서 상기 P형 실리콘층(242)에 네가티브 전압(negative voltage)(대략 5-7V 정도)으로 바이어싱을 해주면 네가티브 전하(negative charge)인 전자가 상기 N형 실리콘층(243)으로 이동하게 된다. 이렇게 상기 N형 실리콘 층(243)으로 이동된 전자가 어레이 기판(200)상에 구비된 박막 트랜지스터(230)의 소오스 층에 축적되고, 박막 트랜지스터(230)가 게이트 라인으로 제공된 게이트 신호에 응답하여 턴-온되면, 축적된 전하가 데이터 라인으로 리딩(reading)되어 독출회로(260)에 축적되게 된다.
다시 도 3을 참조하면, 이러한 방식으로 각 픽셀 별로 리딩되는 신호는 광전류 단위의 아날로그형 신호이다. 리딩된 아날로그형 신호는 셀(220) 단위별로 입사되는 광량에 따라 각각 다르게 나타나게 된다. 이렇게 각각 양적으로 셀(220) 별로 다르게 나타나는 아날로그 신호는 ADC(270)를 거쳐 디지털 신호로 변환된 후 최종적으로 모니터에 디지털 이미지로 구현된다. 일반적으로, 독출회로(260)에서 광전변환된 신호를 읽을 때 한 개의 게이트 라인의 정보를 동시에 독출회로(260)에서 읽고 각 독출회로(260)의 채널 수만큼의 신호를 순차적으로 MUX를 통해 출력하여 ADC(270)로 보낸다. 이와 같이 방식으로 신호를 처리하다보니 리드아웃(readout) 시간이 길어진다.
따라서, 도 3에서 보는 바와 같이 본원 발명에서는 어레이 기판(200)에 포함된 한 개의 게이트 라인의 정보를 동시에 상기 어레이 기판(200)의 모든 독출회로(260)에서 읽고 각 독출회로(260)의 채널 수만큼의 신호를 순차적으로 MUX를 통해 출력하여 ADC(270)로 보내는 대신, 데이터 라인을 일정부분 분할/그룹화 하여 어레이 기판을 다수의 블록으로 구분하고, 각 블록에 대응하는 독출회로에 연결된 동시에 병렬적으로 각각의 ADC(270)로 보낸다. 따라서, 본원 발명에서는 data 분할 구동의 개수만큼의 ADC(270)를 구비한다.
그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 X-ray 검출기(300)에서는 게이트 드라이버(280) 그리고 독출회로(260)의 개수가 줄어듬에 따라, 원가절감을 달성할 수 있으면서 readout 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
상기의 구조 및 특성을 갖는 X-ray 검출기를 통해 검출된 X-ray 이미지(image)의 품질은 일반적으로 어레이 기판(200)내의 각 라인(201,202)의 균일도(uniformity), 포토다이오드의 균일도(uniformity), 결함(defect), 그리고 누설전류 레벨(leakage level) 차이 등에 영향을 받는다.
도 5는 게이트 라인(201) 및 데이터 라인(202)에 대한 이미지 오프셋을 보정하지 않은 종래의 X-ray 영상을 나타낸 도면이다. 도 6은 게이트 라인 및 데이터 라인에 대한 이미지 오프셋을 보정한 본 발명에 따른 X-ray 영상을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 종래의 경우 각 라인별 심한 오프셋치의 차이로 인해서 X-ray 영상에 가로줄 및 세로줄이 나타나는 것을 볼 수 있다.
기존에 게인(gain), 오프셋(offset) 보정(correction)을 하는 방법은, 패널 제작 후에 패널의 각 라인(게이트, 데이터 라인 별) 이미지 오프셋 레벨을 X-ray가 입사하지 않을 때의 다크영상 (dark image)을 측정하여 실제 X-ray가 입사했을 때의 영상 데이터와 비교하여 오프셋 레벨을 설정한다. 그러나 패널 제작 후 사용 기간에 따라서 게인(gain), 오프셋(offset)이 a-Si TFT 특성 변화에 따라서 점차적으로 변화하게 됨에 따라, 상기의 게인(gain), 오프셋(offset) 보정(correction)을 주기적으로 수행하여야 하는데, 보정을 수행하지 않은 경우 도 5와 같이 부정확한 영상을 취득하게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 실시간으로 항시 게인(gain), 오프셋(offset) 보정(correction)을 수행하면, 도 5에 도시된 X-ray 영상에서 발생된 세로줄 및 가로줄 얼룩이 제거되어 X-ray 영상의 품질이 개선될 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 X-ray 검출기를 나타낸 평면도이다. 단, 도 7에 도시된 구성요소 중 도 3에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 X-ray 검출기(301)는 실시간으로 항시 게인(gain), 오프셋(offset) 보정(correction)을 수행할 수 있게끔 광차단막(370)을 포함한다. 상기 광차단막(370)의 하부에는 다수의 셀과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀(미도시)이 구비된다. 광차단막(370)은 어레이 기판(200) 최 외곽에 폐루프 형상의 더미 라인(dummy line)으로 이루어지며, 광이 더미 픽셀에 구비된 PIN 정션 다이오드로 제공되지 않도록 확실하게 차단한다.따라서, 상기 더미 픽셀에서 읽은 신호를 기준(reference)으로 하여 검출된 X-ray 이미지를 보정한다. 즉, 데이터 라인(202)이나 게이트 라인(201)의 전기적 특성에 의해 위치에 따라서 읽어들이는 신호가 다를 수가 있다. 여기서, 상기 광차단막(370)의 하부에 구비된 더미 픽셀의 양 끝단 신호의 차이를 보고 데이터 라인(202)이나 게이트 라인(201)의 전기적 특성에 의해 발생되는 오프셋의 편차를 판단한 후 편차가 발생한 만큼 오프셋 수치를 보정한다. 따라서, X-ray 이미지의 품질을 개선할 수 있다.
또한, 어레이 기판(200)에 구비되는 박막트랜지스터(230, 도 3에 도시됨)는 반도체 물질로 되어있어서 온도 변화에 따라 조금씩 특성이 변화된다. 따라서, 실제적으로 온도가 변화할 때마다 실시간으로 신호를 피드백을 받아서 온도 변화로 인해서 박막트랜지스터(230)의 특성이 변화한 만큼 오프셋 수치를 보정을 하여야 할 필요가 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 광차단막은 불투명한 유기물질인 블랙 레진(blackresin)으로 이루어진다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 X-ray 검출기를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 비직접 방식의 플랫 패널 X-ray 검출기를 갖는 X-ray 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 X-ray 검출기의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 PIN 정션 다이오드의 단면도이다.
도 5는 게이트 라인 및 데이터 라인에 대한 이미지 오프셋 보정을 조정하지 않았을 경우의 X-ray 영상을 나타낸 도면이다.
도 6은 게이트 라인 및 데이터 라인에 대한 이미지 오프셋을 조정한 본 발명에 따른 X-ray 영상을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 X-ray 검출기를 나타낸 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : X-ray 시스템 200 : 어레이 기판
220 : 셀 230 : 박막 트랜지스터
240 : 광 다이오드 260 : 독출회로
270 : ADC 280 : 게이트 드라이버
300 : X-ray 검출기 350 : 신틸레이터
370 : 광차단막 400 : 화상취득 및 처리 제어부
500 : 디스플레이 장치
Claims (18)
- 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되고 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드로 이루어져 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀; 및다수의 셀 중 주변부에 구비된 더미 화소들을 커버하여 상기 광이 상기 더미화소들 측으로 제공되지 않도록 차단하는 광차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기용 어레이 기판.
- 제1항에 있어서, 상기 광차단막은 광 패터닝이 가능한 carbon 계열의 유기물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기용 어레이 기판.
- 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되고 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드로 이루어져 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀이 어레이되고, 상기 데이터선과 평행한 방향으로 분할된 다수의 블록을 포함하는 어레이 기판;상기 어레이 기판의 일 측면에 배치되어 상기 게이트선의 일단부에 연결되며, 스캐닝 동작을 통해 상기 다수의 셀 중 하나의 행을 선택하는 게이트 드라이 버; 및상기 어레이 기판의 다른 일 측면에 배치되어 상기 데이터선의 일단부에 연결되며, 선택된 상기 하나의 행에 포함된 셀에서 축적된 전하를 독출하는 독출회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제3항에 있어서, 상기 어레이 기판의 상기 다른 일 측면에 인접하여 상기 다수의 블록에 일대일 대응하도록 구비되고, 상기 독출회로로부터 신호를 동시에 입력받아서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 다수의 A/D 컨버터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제4항에 있어서, 상기 독출회로는 다수개의 칩으로 이루어지고,상기 다수의 A/D 컨버터 각각은 상기 다수개의 칩 중 대응하는 하나 이상의 칩과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제3항에 있어서, 상기 광 다이오드는,상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 하부 전극, 상기 하부 전극 상에 형성되어 있는 광 도전체층 및 상기 광 도전체층 상에 형성되어 있는 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제3항에 있어서, 상기 어레이 기판의 상부에 구비되고, 외부로부터 제공된 상기 X-ray를 가시광선으로 변환하여 상기 어레이 기판 측으로 제공하는 신틸레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제3항에 있어서, 상기 어레이 기판은 블랙 매트릭스 물질로 이루어져 상기 어레이 기판의 주변부를 커버하는 광차단막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제8항에 있어서, 상기 다수의 셀 중 상기 광차단막의 하부에 구비되는 더미 화소에는 상기 광차단막에 의해서 광이 입사되지 않으므로, 상기 더미화소에서는 블랙 기준 데이터가 출력되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- 제8항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스 물질은 광 패터닝이 가능한 carbon 계열의 유기물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기.
- X-ray로부터 변환된 광을 입력받아 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀을 형성하는 단계; 및다수의 셀 중 주변부에 구비된 더미 화소들을 커버하여 상기 광이 상기 더미화소들 측으로 제공되지 않도록 차단하는 광차단막을 형성하는 단계를 포함하고,상기 다수의 셀 각각을 형성하는 단계는,일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의 하는 데이터선 및 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 및상기 박막 트랜지스터에 연결되어 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기용 어레이 기판의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 상기 광차단막은 광 패터닝이 가능한 carbon 계열의 유기물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기용 어레이 기판의 제조방법.
- 일 방향으로 연장된 게이트선, 상기 게이트선과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결되고 X-ray로부터 변환된 광을 입력받는 광 다이오드로 이루어져 광량에 대응하는 전하를 축적하는 다수의 셀이 어레이되고, 상기 데이터선과 평행한 다수의 블록으로 분할된 어레이 기판을 형성하는 단계;상기 다수의 셀에 연결되어 스캐닝 동작을 통해 상기 다수의 셀 중 하나의 행을 선택하는 게이트 드라이버를 상기 어레이 기판의 일 측면에 배치하는 단계; 및상기 다수의 셀에 연결되어 선택된 상기 하나의 행에 포함된 셀에서 축적된 전하를 독출하는 독출회로를 상기 어레이 기판의 다른 일 측면에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 다수의 블록에 일대일 대응하도록 구비되고, 상기 독출회로로부터 신호를 입력받아서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 다수의 A/D 컨버터를 상기 어레이 기판의 상기 다른 일 측면에 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 독출회로는 다수개의 칩으로 이루어지고,상기 다수의 A/D 컨버터 각각은 상기 다수개의 칩 중 대응하는 하나 이상의 칩과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 외부로부터 제공된 상기 X-ray를 가시광선으로 변환하여 상기 어레이 기판 측으로 제공하는 신틸레이터를 상기 어레이 기판의 상부에 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 어레이 기판을 형성하는 단계는,블랙 매트릭스 물질로 이루어져 상기 어레이 기판의 주변부를 커버하는 광차단막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기의 제조방법.
- 제17항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스 물질은 광 패터닝이 가능한 carbon 계열의 유기물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 X-ray 검출기의 제조방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070099814A KR20090034541A (ko) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | 엑스-레이 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 엑스-레이검출기 |
| US12/245,194 US8044362B2 (en) | 2007-10-04 | 2008-10-03 | Array substrate for X-ray detector, method of manufacturing the same, X-ray detector having the same installed therein, and method of manufacturing X-ray detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070099814A KR20090034541A (ko) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | 엑스-레이 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 엑스-레이검출기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090034541A true KR20090034541A (ko) | 2009-04-08 |
Family
ID=40533280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070099814A KR20090034541A (ko) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | 엑스-레이 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 엑스-레이검출기 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8044362B2 (ko) |
| KR (1) | KR20090034541A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150079662A (ko) * | 2012-10-30 | 2015-07-08 | 케어스트림 헬스 인코포레이티드 | 디지털 방사선 촬영 검출기들을 위한 전하 주입 보상 |
| KR20170136196A (ko) * | 2016-06-01 | 2017-12-11 | 엘지전자 주식회사 | 엑스레이 검출 장치 및 그를 이용한 엑스레이 영상 시스템 |
| CN109196385A (zh) * | 2016-05-26 | 2019-01-11 | 皇家飞利浦有限公司 | 多功能辐射检测器 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101769587B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2017-08-21 | 삼성디스플레이 주식회사 | 엑스레이 검출기 및 엑스레이 검출기 구동 방법 |
| CN103165629B (zh) * | 2011-12-14 | 2016-04-27 | 上海天马微电子有限公司 | 一种平板型x射线图像传感器 |
| US8792618B2 (en) | 2011-12-31 | 2014-07-29 | Carestream Health, Inc. | Radiographic detector including block address pixel architecture, imaging apparatus and methods using the same |
| JP5965665B2 (ja) | 2012-02-23 | 2016-08-10 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 検出器モジュール、遮光部材および放射線検出装置並びに放射線断層撮影装置 |
| CN110582708A (zh) * | 2017-05-01 | 2019-12-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 多层辐射探测器 |
| CN113766878B (zh) * | 2020-03-27 | 2023-07-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | X射线平板探测器及其图像校正方法 |
| JP7534123B2 (ja) | 2020-05-12 | 2024-08-14 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | Ｘ線検出器及びｘ線ｃｔ装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5912465A (en) * | 1995-09-05 | 1999-06-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric converter |
| JP3544075B2 (ja) | 1995-09-05 | 2004-07-21 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置の製造方法 |
| JP2001320035A (ja) | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Shimadzu Corp | 二次元放射線検出器 |
| JP2003255051A (ja) | 2002-02-28 | 2003-09-10 | Shimadzu Corp | ２次元アレイ型放射線検出器 |
| JP2004037382A (ja) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Toshiba Corp | 放射線検出器及び放射線診断装置 |
| KR100956338B1 (ko) * | 2002-12-11 | 2010-05-06 | 삼성전자주식회사 | Ｘ-ｒａｙ 검출기용 박막 트랜지스터 어레이 기판 |
| JP2007148347A (ja) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Samsung Electronics Co Ltd | 液晶表示装置及びこれを利用した端末機 |
| US7834321B2 (en) * | 2006-07-14 | 2010-11-16 | Carestream Health, Inc. | Apparatus for asymmetric dual-screen digital radiography |
| KR100789609B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2007-12-27 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
-
2007
- 2007-10-04 KR KR1020070099814A patent/KR20090034541A/ko not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-10-03 US US12/245,194 patent/US8044362B2/en active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150079662A (ko) * | 2012-10-30 | 2015-07-08 | 케어스트림 헬스 인코포레이티드 | 디지털 방사선 촬영 검출기들을 위한 전하 주입 보상 |
| CN109196385A (zh) * | 2016-05-26 | 2019-01-11 | 皇家飞利浦有限公司 | 多功能辐射检测器 |
| CN109196385B (zh) * | 2016-05-26 | 2023-08-15 | 皇家飞利浦有限公司 | 多功能辐射检测器 |
| KR20170136196A (ko) * | 2016-06-01 | 2017-12-11 | 엘지전자 주식회사 | 엑스레이 검출 장치 및 그를 이용한 엑스레이 영상 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8044362B2 (en) | 2011-10-25 |
| US20090095914A1 (en) | 2009-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20090034541A (ko) | 엑스-레이 검출기용 어레이 기판 및 이를 갖는 엑스-레이검출기 | |
| US8384041B2 (en) | Digital radiographic imaging arrays with reduced noise | |
| US7408167B2 (en) | Imaging apparatus, radiation imaging apparatus, and radiation imaging system | |
| US11280919B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
| US7880145B2 (en) | Radiation imaging apparatus and its driving method and program | |
| US7557355B2 (en) | Image pickup apparatus and radiation image pickup apparatus | |
| US7724874B2 (en) | Radiation imaging apparatus, driving method thereof and radiation imaging system | |
| US8866090B2 (en) | Radiation detecting element and radiographic imaging device | |
| CN101401219B (zh) | 在x射线成像仪中将直接转换的x射线的影响最小化 | |
| US11075237B2 (en) | Solid-state image sensor, signal processing method and electronic apparatus | |
| US11487027B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
| US8199236B2 (en) | Device and pixel architecture for high resolution digital | |
| TWI509785B (zh) | Solid-state imaging device and X-ray CT device containing the same | |
| CN103491284A (zh) | 摄像部、摄像单元及摄像显示系统 | |
| US20100329421A1 (en) | Suppression of direct detection events in x-ray detectors | |
| US20110121189A1 (en) | Radiation detector | |
| US8624991B2 (en) | Image pickup apparatus for reading a signal from a panel detector | |
| US7164115B2 (en) | Photoelectric conversion apparatus, manufacturing method therefor, and X-ray imaging apparatus | |
| US10136075B2 (en) | Compensation circuit for an x-ray detector | |
| JP5654305B2 (ja) | 光センサアレイ | |
| JP5258940B2 (ja) | 撮像装置及び放射線撮像システム | |
| EP2555508A1 (en) | Radiological image detector and driving method thereof | |
| JP2021052287A (ja) | 放射線撮像装置及び放射線撮像システム | |
| CA2609838A1 (en) | Fully integrated active pixel sensor imaging architectures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| B601 | Maintenance of original decision after re-examination before a trial | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20140722 Effective date: 20150824 Free format text: TRIAL NUMBER: 2014101004504; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20140722 Effective date: 20150824 |
|
| S901 | Examination by remand of revocation | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| S601 | Decision to reject again after remand of revocation |