CN101509977A - X射线探测器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种X射线探测器，包括：具有多个光电探测像素的面板，光电探测像素响应于X射线的探测产生电信号；栅极驱动器，向多个光电探测像素提供栅极信号，其中，光电探测像素响应于栅极信号输出电信号；读出集成电路，读出由光电探测像素输出的响应于栅极信号的电信号；主板，包括控制器，该控制器接收来自读出集成电路的电信号并将电信号转换为图像信号；连接至面板和主板上的薄膜，该薄膜包含将读出集成电路电连接到面板和主板的信号线，其中，读出集成电路安装在薄膜上；以及屏蔽层，覆盖薄膜并包含有导电材料，其中，该屏蔽层防止外部施加的电磁信号穿透薄膜。

Description

X射线探测器及其制造方法
本申请要求于2008年2月12日提交的韩国专利申请第2008-12632号的优先权及其根据35 U.S.C.§119产生的权益，其全部内容通过引证结合在此。
技术领域
本发明涉及一种X射线探测器。更具体说，本发明涉及一种能够消除由电子干扰引起的噪声的X射线探测器。
背景技术
一般来说，X射线探测器用于医学诊断仪器，其通过探测由穿过物体的X射线的吸收和传送而产生的X射线图像，来向显示装置提供物体的X射线图像。
现在，广泛地使用了一种采用了不需要照相胶片的数字射线照相术(“DR”)的平板(flat panel)X射线探测器。采用DR的平板X射线探测器包括设置在平板上的多个光电探测像素，以探测X射线发生器产生的X射线。如本文所述，X射线代表波长从大约0.01纳米到大约10纳米的电磁辐射。每个光电探测像素均包括光电二极管，所述光电二极管探测由X射线发生器产生的X射线并输出电信号；以及开关装置，其转换(switch)从光电二极管输出的电信号。
读出集成电路和栅极驱动器设置在平板的外部。读出集成电路读出来自平板的电信号，而栅极驱动器随后导通沿行方向排列的开关装置，以使读出集成电路能随后读出来自沿行方向排列的光电探测像素的电信号。读出集成电路输出的电信号通过设置在主板中的控制器进行处理，之后被转换为图像信号。转换后的图像信号被提供到显示装置以显示X射线图像。
一般来说，读出集成电路安装在将平板连接至主板的薄膜上。薄膜上设置了信号线，该信号线将平板电连接至主板。然而，输入读出集成电路或从读出集成电路输出的信号由于主板或者外部电子器械产生的电子干扰而失真。因此，用于显示由X射线探测器提供的图像信号的显示装置显示了具有噪声的图像，因此降低了X射线图像的显示质量。
发明内容
因此，本发明提供了一种能够消除由电子干扰引起的噪声的X射线探测器。
本发明还提供了一种制造该X射线探测器的方法。
在一个示例性实施例中，X射线探测器包括：面板(panel)，包括多个光电探测像素，所述光电探测像素用于响应于X射线的探测而产生电信号；栅极驱动器，用于向多个光电探测像素提供栅极信号，其中，光电探测像素响应于栅极信号输出电信号；读出集成电路，其用于读出响应于栅极信号而从光电探测像素输出的电信号；主板，包括控制器，该控制器用于接收来自读出集成电路的电信号，并将电信号转换为图像信号；薄膜，连接至面板和主板，薄膜包括将读出集成电路电连接到面板和主板的信号线，其中，读出集成电路安装在薄膜上；以及屏蔽层，用于覆盖薄膜，且包含有导电材料，其中，屏蔽层用于防止外部施加的电磁信号穿透薄膜。
在另一个示例性实施例中，一种制造X射线探测器(该X射线探测器包括：设置有光电探测像素的面板，所述光电探测像素通过将X射线转换为电信号来探测X射线；读出集成电路，读出从光电探测像素输出的电信号；以及设置有控制器的主板，所述控制器从读出集成电路接收电信号以将电信号转换为图像信号)的方法包括以下步骤：设置薄膜；在薄膜上安装读出集成电路；将薄膜连接至面板和主板，以将读出集成电路电连接到面板和主板；以及，在薄膜上设置包含有导电材料的屏蔽层，其中，屏蔽层用于保护通过薄膜的信号免受外部电子干扰的影响。
如上所述，屏蔽层形成在安装了读出集成电路的薄膜的外表面上，从而可以保护输入读出集成电路或从读出集成电路输出的信号不受外部电子干扰而失真。因此，显示装置可以显示其上没有形成线缺陷(line-defect)的X射线图像。
附图说明
下面结合附图进行详细说明，本发明的上述和其他优点将显而易见，其中：
图1是示出了根据本发明的X射线探测器的示例性实施例的俯视示意图。
图2是沿图1中示出的线I-I’的截面图。
图3A是示出了图1中描述的薄膜结构的示例性实施例的截面图。
图3B是示出了根据本发明的薄膜结构的另一示例性实施例的截面图；以及
图4是示出了具有图1中描述的X射线探测器的示例性实施例的X射线***的示例性实施例的视图。
具体实施方式
现在，将参考示出了本发明实施例的附图，在下文中完全地描述本发明。然而，本发明可以体现为许多不同的形式而不应当被解译为限定在本文中所阐述的实施例内。某种程度上，提供这些实施例将使得本公开更为详尽和完整，并将向本领域的技术人员完全地表达本发明的范围。相同的参考数字始终代表相同的元件。
需要理解，当元素被提到为位于另一个元素“上”时，其可以直接位于另一元素上，或两元素之间可以存在中间元素。相对地，当元素被提到为“直接”位于另一个元素“上”时，就不存在中间元素。如本文中所使用的，术语“和/或”包括任何和所有的一个或多个相关列举的事物的组合。
需要理解，虽然在本文中，术语第一、第二、第三等可以用于描述各种元素、部件、区域、层和/或截面，这些元素、部件、区域、层和/或截面不应当被这些术语所限定。这些术语仅用于将一个元素、部件、区域、层或截面与另一元素、部件、区域、层或截面区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元素、元件、区域、层或截面也可以被命名为第二元素、部件、区域、层或截面。
本文中所使用的专业术语的目的仅仅在于描述特定实施例而不期望成为对本发明的限定。如本文中所使用时，除非上下文明确指出，否则，单数形式的“一个(a)”、“一个(an)”和“这个”同样可以包括复数形式。还需要理解，当术语“包含”和/或“包含着”或“包括”和/或“包括着”在本说明书中使用时，其指定了一定的特征、区域、类型、步骤、操作、元素和/或元件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、区域、类型、步骤、操作、元素、元件和/或其组的存在或加入。
此外，可以在本文中使用例如“较低”或“底部”和“较高”或“顶部”等的相对性术语，以描述如图中所说明的一个元素和其他元素的关系。需要理解，相对性术语期望包括除了图中描述的方向之外的不同方向。例如，如果一个图中的装置被翻转，被描述为位于另一元素“较低”侧的元素在之后将位于另一元素的“较高”侧。因此，示例性术语“较低”能够包括“较低”和“较高”的方向，这取决于图中的特定方向。类似的，如果一个图中的装置被翻转，被描述为位于其它元素“之下”或“下方”的元素将位于其他元素“之上”。因此，示例性术语“之下”或“下方”能够包括“之上”和“之下”的方向。
除非另外规定，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的意义与本发明所属领域内普通技术人员所共同理解的意义相同。还需进一步理解，例如那些在通用词典中规定的术语，应当被解释与其相关领域和本公开的上下文中一致的意义，并且除非本文中特别规定，否则这些术语将不会被解释为理想的或过于形式化的意义。
在本文中参考横截面的说明来描述本发明的示例性实施例，该横截面说明是对本发明的理想实施例的示意性说明。这样，可以预期到，由于例如制造技术和/或公差，将会引起说明例中形状的变化。因此，本发明的实施例不应当被解译为限定在本文中说明的区域的特定形状内，而应当包括例如由于制造而产生的形状上的偏差。例如，示例性的，被说明或描述为平坦的区域可以具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，所说明的尖角可以是圆形的。因此，图中所说明的区域实质上是示意性的，并且其形状不期望说明区域的精确形状，也不期望限定本发明的范围。
在下文中将参考附图详细描述本发明。
图1是示出了根据本发明的X射线探测器的示例性实施例的俯视示意图，而图2是沿图1中示出的线I-I’的截面图。
参考图1，X射线探测器100包括面板110、栅极驱动器120、读出集成电路130、主板140和薄膜150。面板110包括多个光电探测(photo-detecting)像素，这些像素在一个示例性实施例中作为光电探测像素PP示出，每个像素均通过将探测到的X射线转换为电信号来探测由X射线发生器(未示出)输出的X射线。在一个示例性实施例中，光电探测像素PP在面板110上以矩阵形式排列。
每个光电探测像素PP包括光电二极管PD和晶体管Tr。光电二极管PD探测从X射线发生器产生的X射线，并将X射线转换为电信号。光电二极管PD的第一电极连接到晶体管Tr的输入电极或源电极，光电二极管PD的第二电极连接到施加有偏置电压的偏置线BL。同时，晶体管Tr的控制电极或栅电极通过栅极线GL电连接到栅极驱动器120，并且晶体管Tr的输出电极或漏电极通过数据线DL电连接到读出集成电路130。
如图2中所示，面板110具有基板111，其上布置有光电探测像素PP。虽然有多个光电探测像素PP形成在基板111上，但在图2中仅示出了一个光电探测像素。
参照图2，晶体管Tr的控制电极112a形成在基板111上。在一个示例性实施例中，控制电极112a包括有金属层，该金属层基本上类似于栅极线GL(见图1)的金属层。控制电极112a被栅极绝缘层113覆盖，该绝缘层上形成有晶体管Tr的有源层(activelayer)112b。晶体管Tr的输入电极112c和输出电极112d形成在有源层112b上。输入电极112c与输出电极112d之间相隔预定的距离。
在本示例性实施例中，晶体管Tr的输入电极112c与光电二极管PD的第一电极114a集成，使得它们彼此电连接。备选的示例性实施例包括这样的结构：其中，输入电极112c和第一电极114a可以单独形成，随后电连接。硅层114b形成在第一电极114a上。尽管图2中未示出，硅层114b的示例性实施例包括这样的结构：其中，硅层114b可以具有堆叠结构，在其中，n-型硅层、本征硅层和p-型硅层相继堆叠。第二电极114c包括透明导电层，该层的示例性实施例包括铟锡氧化物(“ITO”)和铟锌氧化物(“IZO”)，该透明导电层面对第一电极114a而形成在硅层114b之上。
具有上述结构的光电二极管PD和晶体管Tr被设置在基板111上，并覆盖有保护层115。保护层115具有接触孔115a，光电二极管PD的第二电极114c通过该孔暴露。偏置线BL通过接触孔115a电连接到光电二极管PD的第二电极114c。
此外，绝缘层116被设置在保护层115上，以覆盖偏置线BL并使面板110的表面平坦化。闪烁器(scintillator)170设置在面板110的上表面上，即，在绝缘层116上。闪烁器170接收来自X射线发生器的X射线，并将X射线转换为光电二极管PD可探测的光线。然后，光电二极管PD可探测的光线向面板110输出。在一个示例性实施例中，闪烁器170可以将X射线转换为波长550nm的绿光，即，可见光谱中的光。在一个示例性实施例中，闪烁器170可以包括碘化铯。
再次参照图1，栅极驱动器120向形成在面板110上的光电探测像素提供栅极信号。详细地说，当栅极信号施加到栅极线GL上时，晶体管Tr导通，且从光电二极管PD提供的电信号通过输出电极112d输出到数据线DL。从输出电极112d输出的电信号通过数据线DL而提供到读出集成电路130。在本示例性实施例中，以集成电路(“IC”)的形式配备栅极驱动器120，并将栅极驱动器安装在面板110的一侧。在另一示例性实施例中，栅极驱动器120可以通过薄膜形成工艺(thin film forming process)而与面板110集成。
读出集成电路130读出响应于栅极信号而导通的光电探测像素PP输出的电信号。主板140设置有控制电路(未示出)，该控制电路接收来自读出集成电路130的电信号，以将电信号转换为图像信号。从控制电路产生的图像信号被提供到显示装置(将参考图4详细介绍)。因此，由X射线发生器拍摄的图像可以显示在显示装置上。读出集成电路130安装在薄膜150上，而薄膜150附在面板110和主板140上。
如图2中所示，薄膜150的上下表面被屏蔽层160覆盖。在读出集成电路130安装在薄膜150上之后，可以施加屏蔽层160。屏蔽层160屏蔽从外部向薄膜150施加的电子干扰。在本发明的一个示例性实施例中，屏蔽层160可以接地。示例性实施例同样包括这样的结构：其中，屏蔽层160可以包括铜薄膜。
图3A是示出了图1中描述的薄膜结构的示例性实施例的详细的截面图。
参照图3A，薄膜150包括第一绝缘层151、信号线152和第二绝缘层153。信号线152被设置在第一绝缘层151上，以将读出集成电路130电连接至设置在面板110上的数据线DL以及设置在主板140上的控制电路。第二绝缘层153与第一绝缘层151相对排列，以覆盖设置在第一绝缘层151上的信号线152。
同时，屏蔽层160覆盖第一绝缘层151和第二绝缘层153的外表面，以防止通过信号线152传输的信号由于外部电子干扰而失真。因此，如果薄膜150被屏蔽层160覆盖，则显示装置可以显示基于从X射线探测器100提供的图像信号的X射线图像，而不会使显示质量恶化。
图3B是示出了根据本发明的薄膜结构的另一示例性实施例的截面图。参照图3B，根据本发明的另一实施例的薄膜150包括第一绝缘层151、信号线152、第二绝缘层153、第一接地互连(groundinterconnection)154、第三绝缘层155、第二接地互连156和第四绝缘层157。
第一接地互连154被设置在第二绝缘层153的外表面上，并可以接地。第一接地互连154被面对着第二绝缘层153的第三绝缘层155覆盖。同时，第二接地互连156形成在第一绝缘层151的外表面上，并可以接地。第二接地互连156被面对着第一绝缘层151的第四绝缘层157覆盖。
类似于前述示例性实施例，屏蔽层160形成在第三绝缘层155和第四绝缘层157的外表面上，以屏蔽来自外部的电子干扰。在一个示例性实施例中，屏蔽层160可以连接到第一接地互连154或第二接地互连156，使得屏蔽层160可以接地。在一个示例性实施例中，屏蔽层160可以电连接到读出集成电路130的接地端。
图4是示出了具有图1中描述的X射线探测器示例性实施例的X射线***的示例性实施例的视图。
参考图4，X射线***200包括：X射线发生器210，其向病人50的预定区域51的(即检查区域)方向产生X射线211；X射线探测器100，其探测已经穿透病人50的预定区域51的X射线211；以及显示装置220，其通过接收对应于由X射线探测器100所探测出的X射线211的图像信号来显示图像。尽管X射线***200的本示例性实施例是根据病人50的成像进行描述的，对于本领域普通技术人员显而易见的是，X射线***200的这个示例性实施例可以适用于需要X射线成像的广泛应用范围内，例如行李检查等。
在这样的X射线***200中，如果X射线照射到病人50的预定区域51上，设置在X射线探测器100的面板110和病人50之间的闪烁器170将已经通过病人50的X射线211转换为绿光，以将绿光提供到面板110。
由于已经参考图1和图2详细描述了X射线探测器100，下面将不再进一步介绍。
X射线探测器100获得对应于穿透病人50的X射线211的图像信号，然后将该图像信号提供到显示装置220。因此，显示装置220可以实时地显示对应于图像信号的X射线图像。作为本发明的实例，显示装置220可以包括液晶显示器(“LCD”)，以及本领域普通技术人员公知的各种其他种类的显示器。
虽然已经描述了本发明的示例性实施例，应理解，本发明不应仅限于这些示例性实施例，而本领域普通技术人员可以根据所附权利要求在本发明的精神和范围内做出各种变化和修改。

Claims (17)

1.一种X射线探测器，包括：
面板，包括多个光电探测像素，所述光电探测像素用于响应于X射线的探测而产生电信号；
栅极驱动器，用于向所述多个光电探测像素提供栅极信号，其中，所述光电探测像素响应于所述栅极信号输出所述电信号；
读出集成电路，用于读出响应于所述栅极信号而从所述光电探测像素输出的所述电信号；
主板，包括控制器，所述控制器用于接收来自所述读出集成电路的电信号，并将所述电信号转换为图像信号；
薄膜，连接至所述面板和所述主板，所述薄膜包括将所述读出集成电路电连接至所述面板和所述主板的信号线，其中，所述读出集成电路安装在所述薄膜上；以及
屏蔽层，用于覆盖所述薄膜，并包含有导电材料，
其中，所述屏蔽层用于防止外部施加的电磁信号穿透所述薄膜。
2.根据权利要求1所述的X射线探测器，其中，所述屏蔽层接收地电压。
3.根据权利要求2所述的X射线探测器，其中，所述屏蔽层包含有铜薄膜。
4.根据权利要求1所述的X射线探测器，其中，所述薄膜包括：
第一绝缘层，所述第一绝缘层上设置有所述信号线；以及
第二绝缘层，用于覆盖所述第一绝缘层上的所述信号线。
5.根据权利要求4所述的X射线探测器，其中，所述屏蔽层覆盖所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的外表面。
6.根据权利要求4所述的X射线探测器，其中，所述薄膜包括：
第一接地互连，所述第一接地互连设置在所述第一绝缘层的外表面上；
第三绝缘层，用于覆盖所述第一接地互连；
第二接地互连，所述第二接地互连设置在所述第二绝缘层的外表面上；以及
第四绝缘层，用于覆盖所述第二接地互连。
7.根据权利要求6所述的X射线探测器，其中，所述屏蔽层覆盖所述第三绝缘层和所述第四绝缘层的外表面。
8.根据权利要求1所述的X射线探测器，进一步包括：闪烁器，所述闪烁器设置在所述面板上，并且用于将X射线转换为具有能够被所述光电探测像素探测到的波长带的光。
9.根据权利要求8所述的X射线探测器，其中，每个所述光电探测像素均包括：
光电二极管，用于探测从所述闪烁器输出的光，并输出对应于所探测到的光的所述电信号；以及
开关装置，用于控制来自所述光电二极管的所述电信号经由输入电极以及从输出电极输出的通路。
10.根据权利要求9所述的X射线探测器，其中，所述开关装置包括晶体管，而所述面板包括：
栅极线，所述栅极线连接到所述晶体管的控制电极，并且用于接收来自所述栅极驱动器的栅极信号；以及
数据线，所述数据线连接到所诉晶体管的输出电极，并且用于向所述读出集成电路提供所述电信号。
11.一种制造X射线探测器的方法，所述X射线探测器包括：面板，所述面板设置有光电探测像素，所述光电探测像素通过将所述X射线转换为电信号来探测X射线；读出集成电路，所述读出集成电路读出从所述光电探测像素输出的所述电信号；以及主板，所述主板设置有控制器，所述控制器接收来自所述读出集成电路的所述电信号，以将所述电信号转换为图像信号，所述方法包括以下步骤：
设置薄膜；
在所述薄膜上安装所述读出集成电路；
将所述薄膜连接至所述面板和所述主板，以将所述读出集成电路电连接至所述面板和所述主板；以及
在所述薄膜上设置包含有导电材料的屏蔽层，其中，所述屏蔽层用于保护通过所述薄膜的信号免受外部电子干扰。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述屏蔽层包含有铜薄膜。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述的设置薄膜的步骤包括：
在信号线的上表面设置第一绝缘层，其中，所述信号线用于传输所述电信号；以及
在所述信号线的下表面设置第二绝缘层，以覆盖所述信号线。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述屏蔽层覆盖所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的外表面。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：
在所述第一绝缘层的外表面上设置第一接地互连；
设置第三绝缘层以覆盖所述第一接地互连；
在所述第二绝缘层的外表面上设置第二接地互连；以及
设置第四绝缘层以覆盖所述第二接地互连。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述屏蔽层覆盖所述第三绝缘层和所述第四绝缘层的外表面。
17.一种X射线***，包括：
X射线发生器，用于产生X射线；
面板，包括多个光电探测像素，所述光电探测像素用于响应于来自所述X射线发生器的X射线的探测而产生电信号；
栅极驱动器，用于向所述多个光电探测像素提供栅极信号，其中，所述光电探测像素响应于所述栅极信号输出所述电信号；
读出集成电路，用于读出响应于栅极信号而从所述光电探测像素输出的所述电信号；
主板，包括控制器，所述控制器用于接收来自所述读出集成电路的电信号，并将所述电信号转换为图像信号；
薄膜，连接至所述面板和所述主板，所述薄膜包括将所述读出集成电路电连接至所述面板和所述主板的信号线，其中，所述读出集成电路安装在所述薄膜上；
屏蔽层，其覆盖所述薄膜并包含有导电材料；
显示装置，连接到所述主板，并用于显示对应于从所述主板提供的图像信号的图像，
其中，所述屏蔽层用于防止外部施加的电磁信号穿透所述薄膜。
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