KR101655004B1 - Ｘ선 평판검출기의 제조방법 및 ｘ선 평판검출기용 ｔｆｔ 어레이 기판 - Google Patents
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Abstract
(과제)
X선 평판검출기의 제조 도중에 TFT 어레이의 검사 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
(해결수단)
X선 평판검출기의 TFT 어레이(21)를 형성하기 위해 사용된 부분의 주변에 공통배선 링(32)이 제공되며, 병렬 접속되고 서로-반대의 극성을 가진 2개의 보호 다이오드(34)의 쌍을 통해서 신호선(53)과 주사선(54)에 접속된 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)이 제조된다. X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)을 검사할 때, 검출회로의 증폭기와 동일한 기준 바이어스 전압이 신호선의 동일 측의 보호 다이오드와 공통배선 링을 위한 접속부의 근방에 제공된 외부전압인가용 패드로부터 인가되며, 박막 트랜지스터(41)를 온(ON)으로 스위칭하는 신호가 주사선 접속 패드(24)에 제공되고, 신호선(53)을 통해서 흐르는 전기 신호가 신호선 접속 패드(23)로부터 판독된다.
X선 평판검출기의 제조 도중에 TFT 어레이의 검사 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
(해결수단)
X선 평판검출기의 TFT 어레이(21)를 형성하기 위해 사용된 부분의 주변에 공통배선 링(32)이 제공되며, 병렬 접속되고 서로-반대의 극성을 가진 2개의 보호 다이오드(34)의 쌍을 통해서 신호선(53)과 주사선(54)에 접속된 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)이 제조된다. X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)을 검사할 때, 검출회로의 증폭기와 동일한 기준 바이어스 전압이 신호선의 동일 측의 보호 다이오드와 공통배선 링을 위한 접속부의 근방에 제공된 외부전압인가용 패드로부터 인가되며, 박막 트랜지스터(41)를 온(ON)으로 스위칭하는 신호가 주사선 접속 패드(24)에 제공되고, 신호선(53)을 통해서 흐르는 전기 신호가 신호선 접속 패드(23)로부터 판독된다.
Description
본 발명의 실시형태는 X선 평판검출기의 제조방법 및 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판에 관한 것이다.
근년 의료분야에서, 환자가 복수의 의료기관을 이용하는 일이 일반적이다. 그와 같은 경우에, 다른 의료기관의 데이터가 없어서 정확한 치료행위가 행해질 수 없을 가능성이 있다. 따라서, 치료를 신속 정확히 수행하기 위해 환자의 의료데이터를 데이터베이스화하는 방향으로 진전이 이루어지고 있다.
X선 촬영의 이미지 데이터에 대해서도 데이터베이스를 만드는 것이 바람직하다. 따라서, X선 촬영 이미지의 디지털화가 바람직하다. 의료용 X선 진단장치에서는, 종래, 할로겐화 은(silver halide) 필름을 사용해서 촬영이 수행되어 왔다. 할로겐화 은 필름에 촬상된 이미지 데이터를 디지털화하기 위해서는 촬영한 필름을 현상한 후 스캔 등에 의해 상기 촬영한 필름을 다시 스캔하는 것이 필요하며, 이것은 시간과 노력이 요구된다.
최근에는, 약 1인치의 CCD 카메라를 사용하여 직접 이미지를 디지털화하는 방법이 실현되어 있다. 그러나, 예를 들면 폐가 촬영되는 경우, 약 40 cm x 40 cm 의 영역을 촬영되고; 따라서 광을 집광하는 광학장치가 필요하므로; 상기 장치는 대형화되어 바람직하지 않다.
이들 두 방식의 문제를 해결하는 방법으로서, 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si TFT)를 사용하는 간접변환방식의 X선 평판검출기가 제안되어 있다. 이 X선 평판검출기는, 입사한 X선이 형광체 등에 의해 가시광으로 변환되고, 변환된 광이 각 화소(pixel)의 광전변환막에 의해 전하로 변환되는 간접변환 X선 평판검출기이다.
X선 평판검출기에서, 화소들은 종횡의 각 변에 화소가 수백 개 내지 수천 개의 어레이 구성으로 배열되어 있다. 각 화소는, a-Si로 이루어진 스위칭 TFT, 광전변환막 및 커패시터를 포함한다. 어레이 구성으로 배열된 화소들은 TFT 어레이로도 불린다.
X선 평판검출기에 사용하는 TFT 어레이에는, 어레이 제작 공정에서 발생하는 정전기에 의한 열화 및 파괴를 방지하기 위해 정전기 보호 다이오드가 형성된다. 한편, TFT 어레이에는 다양한 화소 및 배선의 결함이 존재하기 때문에 상기 결함들을 검출하여 불량인 어레이를 제거하기 위한 검사가 실행된다. 불량 어레이가 다음 공정에 투입되는 경우에 상기 공정 및 다음 공정에서 사용되는 부품에 손실이 발생하기 때문에 불량 어레이를 제거하는 것이 필요하다. 그러나, 보호 다이오드 자체가 누설 전류를 갖기 때문에 검사의 정밀도를 저하시키며; 불량 부품이 원치않게 투입될 가능성이 있다.
따라서, 본 발명은 X선 평판검출기의 제조 과정에서 TFT 어레이의 검사 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, X선 평판검출기의 제조방법은: 절연기판, 복수의 화소, 주사선, 신호선, 주사선 접속 패드, 신호선 접속 패드, 공통배선 링, 보호 다이오드, 및 외부전압인가용 패드를 포함하는 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판을 제조하는 패널 제조 공정; 및 상기 외부전압인가용 패드에 기준 바이어스 전압을 인가하고, 상기 주사선 접속 패드에 상기 박막 트랜지스터를 온시키는 신호를 신호를 제공하고, 상기 신호선을 통해 흐르는 전기 신호를 상기 신호선 접속 패드로부터 판독함으로써, 상기 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판을 검사하는 검사 공정을 포함하고, 상기 복수의 화소는 상기 절연기판의 표면에 2차원 배열되고 박막 트랜지스터 및 광전변환막을 포함하며, 상기 주사선은 상기 복수의 화소의 각각의 행에 대해서 제공되고, 상기 신호선은 상기 복수의 화소의 각각의 열에 대해서 제공되고, 상기 주사선 접속 패드는 상기 주사선의 각각의 단부에 제공되고, 상기 신호선 접속 패드는 상기 신호선의 각각의 단부에 제공되고, 상기 공통배선 링은 상기 복수의 화소의 둘레에 제공되고, 상기 보호 다이오드는 상기 공통배선 링과 상기 주사선 사이 및 상기 공통배선 링과 상기 신호선 사이에 제공되고, 상기 외부전압인가용 패드는 상기 신호선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링과의 접속부와 상기 주사선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링과의 접속부와의 사이에 접속되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판은, 절연기판; 상기 절연기판의 표면에 2차원 배열되고, 박막 트랜지스터 및 광전변환막을 포함하는 복수의 화소; 상기 복수의 화소의 각각의 행에 대해서 제공된 주사선; 상기 복수의 화소의 각각의 열에 대해서 제공된 신호선; 상기 주사선의 단부에 제공된 주사선 접속 패드; 상기 신호선의 단부에 제공된 신호선 접속 패드; 상기 복수의 화소의 둘레에 제공된 공통배선 링; 상기 공통배선 링과 상기 주사선과의 사이 및 상기 공통배선 링과 상기 신호선과의 사이에 제공된 보호 다이오드; 및 상기 신호선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링을 위한 접속부와 상기 주사선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링을 위한 접속부와의 사이에 접속된 외부전압인가용 패드를 포함한다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 개략적 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 회로도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 TFT 어레이의 일부의 확대 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 증폭기 회로의 회로도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 7은 제3 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 8은 제4 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 회로도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 TFT 어레이의 일부의 확대 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 증폭기 회로의 회로도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 6은 제2 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 7은 제3 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
도 8은 제4 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
여러 가지 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 동일 또는 유사한 구성에는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.
[제1 실시형태]
도 1은 제1 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 개략적 사시도이다. 도 2는 본 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 회로도이다. 도 3은 본 실시형태에 따른 TFT 어레이의 일부의 확대 단면도이다. 도 4는 본 실시형태에 따른 X선 평판검출기의 증폭기 회로의 회로도이다.
X선 평판검출기(10)는 2차원 배열된 복수의 화소(20)를 포함한다. 화소(20)는 종횡의 각 변에 수백 개 내지 수천 개의 어레이 구성으로 배열되어 있다. 유리기판(11) 위에 어레이 구성으로 배열된 화소(20)를 TFT 어레이(21)라고 한다. 각 화소(20)는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)(41), 광전변환막(Photo Diode)(42), 및 커패시터(43)를 포함한다. 또한, 커패시터(43)를 제공하는 대신에 광전변환막의 커패시턴스 및 다른 소자 및/또는 배선의 부유 커패시턴스(stray capacitance)가 사용될 수 있다.
광전변환막(42)에는 바이어스 전원(51)으로부터의 바이어스 선(52)을 통해 음의 바이어스 전압이 인가된다. 박막 트랜지스터(41)는 신호선(53) 및 주사선(54)에 접속된다. 게이트 드라이버(47)는 주사선(54)을 통해서 박막 트랜지스터(41)의 온(ON)/오프(OFF)를 제어한다. 신호선(53)의 단자는 신호처리회로(48)에 접속된다.
TFT 어레이(21)의 표면은 보호절연막(67)으로 피복된다. 보호절연막(67)의 일부에는 개구가 형성되고; 바이어스 선(52), 신호선(53) 및 주사선(54)의 단부에 설치된 접속 패드(23, 24, 25) 등이 노출되어 있다. 보호절연막(67)의 표면에는 형광체(69)의 층이 형성된다. 형광체(69)의 표면은 Al 또는 TiO2의 반사막(미도시)으로 피복된다. 또한, 형광체(69) 및 상기 반사막은 보호층(미도시)으로 피복된다.
예를 들면, 바이어스 전원(51), 게이트 드라이버(47) 및 신호증폭기회로(48)는 회로기판(22) 위에 제공된다. 회로기판(22)은 TFT 어레이(21)의 배면 측에 배치된다. TFT 어레이(21)와 회로기판(22) 사이에는 예를 들면 납으로 만들어진 X선을 차단하는 차폐판(26)이 배치된다. TFT 어레이(21) 위의 신호선(53), 주사선(54) 및 바이어스 선(52)은, 신호처리회로(48), 게이트 드라이버(47) 및 바이어스 전원(51)에, 신호선(53), 주사선(54) 및 바이어스 선(52) 위에 각각 설치된 접속 패드(23, 24, 25)에 접속된 플렉시블 기판(93)에 의해 전기적으로 결합된다.
신호처리회로(48)는 판독(read-out) IC(80), 차동증폭회로(70), 및 AD 변환회로(71)를 포함한다. 판독 IC(80)는 적분증폭기(81), 리셋 샘플링부(82), 신호 샘플링부(83), 리셋 멀티플렉서(84), 및 신호 멀티플렉서(85)를 포함한다.
적분증폭기(81)는 신호선(53)에 접속된다. 신호선(53)에 접속되어 있지 않은 적분증폭기(81)의 입력단자(89)에는 기준 바이어스 전압이 인가된다. 적분증폭기(81)에는 리셋 스위치(86)가 제공된다. 적분증폭기(81)는 리셋 스위치(86)가 개방상태일 때 신호선(53)을 흐르는 전하를 적분하여 출력한다.
리셋 샘플링부(82)와 신호 샘플링부(83)는 서로 병렬로 접속되어 적분증폭기(81)의 출력에 접속된다. 리셋 샘플링부(82)와 신호 샘플링부(83)에는 각각 리셋 샘플링 스위치(87), 신호 샘플링 스위치(88), 리셋 샘플링 커패시터(91), 및 신호 샘플링 커패시터(92)가 제공된다.
리셋 멀티플렉서(84)는 차동증폭회로(70)의 한 입력과 리셋 샘플링부(82) 사이에 제공된다. 신호 멀티플렉서(85)는 차동증폭회로(70)의 다른 입력과 신호 샘플링부(83) 사이에 제공된다.
도 4에서, 적분증폭기(81), 리셋 샘플링부(82) 및 신호 샘플링부(83)가 각각 하나씩만 도시되어 있지만, 이것들은 모든 신호선(53)에 대해서 제공된다. 리셋 멀티플렉서(84) 및 신호 멀티플렉서(85)는 각각 하나의 리셋 샘플링부(82) 및 신호 샘플링부(83)에 접속되어 있지만, 실제로는, 리셋 멀티플렉서(84) 및 신호 멀티플렉서(85)는 복수의 신호선(53)에 대해서 제공된 리셋 샘플링부(82) 및 신호 샘플링부(83)에 접속된다.
X선이 형광체(69)에 입사하면, X선이 조사된 형광체(69) 중의 형광체가 형광을 방출한다. 상기 형광은 광전변환막(42)에 들어간다. 광전변환막(42)에서, 형광은 전하로 변환된다. 광전변환막(42)에는 전압이 인가되기 때문에, 변환된 전하는 각 화소(20)의 화소 전극에 유인되어 화소 전극을 통해 커패시터(43)에 축적된다.
본 실시형태에서는 형광막을 이용하는 간접변환형 X선 평판검출기를 설명되고 있지만, 직접변환형 X선 평판검출기에서도 동일한 효과가 얻어진다. 직접변환형 X선 평판검출기에서는, 형광막 및 반사막은 사용하지 않고; 포토다이오드인 광전변환막(42)에 의해 X선이 직접 전하로 변환된다. 이 경우에서 n층 및 p층의 순서는 인가 바이어스가 양인 경우에는 역전된다.
게이트 드라이버(47)에 의해 주사선(54)이 구동되고 1개의 주사선(54)에 접속되어 있는 1열의 스위칭용 박막 트랜지스터(41)가 온으로 전환될 때, 축적된 전하는 신호선(53)을 통해 신호처리회로(48)에 전달된다. 상기 전하는 박막 트랜지스터(41)을 이용해서 1회에 한 화소(20)씩 신호처리회로(48)에 입력되고; 상기 전하 신호는 CRT 등의 디스플레이에 표시 가능한 점 순차신호로 변환된다.
어떤 주사선(54)에 접속된 화소(20)로부터 화소 값을 판독하는 경우, 우선, 적분증폭기(81)의 리셋 스위치(86)가 폐쇄상태로부터 개방상태로 변경된다. 이것에 의해, 적분증폭기(81)가 리셋 상태로부터, 리셋 스위치(86)가 개방되어 적분 가능한 상태로 전환된다. 이때, 주사선(54)에 제공되는 게이트 신호는 오프, 즉 각 화소(20)의 박막 트랜지스터(41)가 개방상태이고, 각 화소(20)의 화소 값은 커패시터(43)에 여전히 유지된다.
다음, 리셋 샘플링부(82)의 리셋 샘플링 스위치(87)을 폐쇄하고, 소정 시간이 경과한 후에 개방함으로써, 상기 리셋 신호가 샘플링된다. 이것에 의해, 리셋 샘플링 커패시터(91)에 상기 리셋 상태의 신호가 샘플링되어 유지된다.
이렇게 리셋 샘플링이 완료된 후, 1개의 주사선(54)에 온(ON) 신호가 제공된다. 이것에 의해, 상기 주사선(54)에 접속된 박막 트랜지스터(41)가 폐쇄상태로 전환되고; 커패시터(43)에 유지된 전하는 적분증폭기(81)에 의해 적분된다. 화소 값의 샘플링을 위한 충분한 시간이 경과한 후, 게이트 신호가 오프 전환된다. 이것에 의해, 화소 값에 대응한 전하가 적분증폭기(81)의 커패시터에 축적된다.
화소(20)의 커패시터(42)에 축적된 전하의 적분이 종료된 후, 신호 샘플링부(83)의 신호 샘플링 스위치(88)을 폐쇄되고, 소정의 시간이 경과한 후에 개방한다. 이것에 의해, 화소 값에 대응한 전압이 샘플링되어 신호 샘플링부(83)의 신호 샘플링 커패시터(92)에 유지된다.
이와 같이, 각 신호선(53)에 접속된 리셋 샘플링부(82) 및 신호 샘플링부(83)에서 리셋 신호 및 화소 값 신호의 적분이 샘플링된다. 각 신호선(53)에 접속된 리셋 샘플링부(82) 및 신호 샘플링부(83)에서 샘플링된 리셋 신호 및 화소 값 신호는, 리셋 멀티플렉서(84) 및 신호 멀티플렉서(85)에 의해 순차로 차동등폭기(70)에 전달된다. 차동증폭기(70)는 리셋 신호와 화소 값 신호의 차분을 연산한다. 차동증폭기(70)에 의해 아날로그 연산된 연산결과는 AD 변환회로(71)에 전달되어, 디지털 값으로 변환된다. 디지털 값으로 변환된 연산결과는 외부장치에 전달되어 예를 들면 화면 위에 표시된다.
발생하는 전하량은 화소(20)에 입사하는 광의 양에 따라 상이하며; 증폭기회로의 출력 진폭은 변화한다. 그 다음, 증폭기회로의 출력신호를 A/D 변환으로 디지털신호로 변환함으로써, 디지털 이미지가 직접 만들어질 수 있다. 화소(20)가 배열된 화소 영역은 TFT 어레이(21)이므로, 대화면을 가진 얇은 장치가 제작될 수 있다.
도 5는 본 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
이제, 도 1 내지 도 5를 참조하여 X선 평판검출기를 제조하는 방법을 설명한다. X선 평판검출기를 제조할 때, 우선, X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)이 만들어진다.
상기 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)은 TFT 어레이(21)의 유리기판(11)(도 1 참조)보다 큰 유리판(31)을 포함한다. TFT 어레이(21)에 포함되는 신호선(53), 주사선(54) 등의 배선과, 박막 트랜지스터(41), 광전변환막(42), 커패시터(43) 등의 소자가 상기 유기판(31) 위에 형성된다. 또한, 신호처리회로(48)에 접속된 접속 패드(23)(신호선 접속 패드)의 반대 측의 신호선(53)의 단부에도 패드(27)가 제공된다. 또한, 게이트 드라이버(47)에 접속된 접속 패드(24)(주사선 접속 패드)의 반대 측의 주사선(54)의 단부에도 패드(28)가 제공된다.
유리판(31) 위에는, TFT 어레이(21)를 형성하기 위해 사용된 부분의 외주에 정전기 보호용 보호 다이오드(34)가 제공된다. 서로 극성이 반대가 되도록 병렬 접속되는 2개의 보호 다이오드(34)가 쌍을 이루며; 상기 보호 다이오드(34)의 쌍은 신호선(53)의 양측 및 주사선(54)의 양측에 제공된다. 신호선(53) 및 주사선(54)에 대해 반대인 보호 다이오드(34)의 측은 공통배선 링(32)에 접속된다. 공통배선 링(32)은 TFT 어레이(21)를 형성하기 위해 사용된 부분 및 보호 다이오드(34)의 외주를 둘러싸고 제공된다. 보호 다이오드가 다이오드 특성을 갖는 한, 보호 다이오드는 통상의 p-n 또는 p-i-n의 다이오드이거나, 다이오드에 유사한 접속을 가진 TFT일 수 있다. 보호 다이오드의 회로는 한 쌍의 역 접속 다이오드를 추가로 조합시킴으로써 보호 효과를 강화시킨 회로구성을 가질 수 있다.
공통배선 링(32)에는 외부전압인가용 패드(33)가 제공된다. 외부전압인가용 패드(33)는 신호선(53)에 접속된 보호 다이오드(34)의 근방 2 곳에 제공되며, 신호처리회로(48)에 접속된 측과는 반대 측으로서, 보호 다이오드(34)와 공통배선 링(32)을 위한 접속부의 양측이다. 즉, 외부전압인가용 패드(32)는, 신호선(53)의 같은 측, 즉 도 5에서 상측인, 보호 다이오드(34)와 공통배선 링(32)을 위한 접속부와, 주사선(54)의 같은 측, 즉 도 5에서 좌측 또는 우측 어느 한 측인, 보호 다이오드(34)와 공통배선 링(32)을 위한 접속부와의 사이에, 접속된다. 공통배선 링(32)에는 배선저항(35)이 존재한다.
X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)을 제조하는 경우, 우선, 유리판(31) 위에 금속을 피착하고 이 금속의 일부를 에칭에 의해 제거하여, 박막 트랜지스터(41)의 게이트 전극(12)을 형성하기 위해 사용되는 패턴을 형성한다. 다음에, 플라즈마 CVD 법에 의해, 절연막(13)으로서 SiNx가 피착된다.
또한, 절연막(13)의 표면 위에, n형 불순물이 도입되는 아몰퍼스 실리콘(n+ a-Si) 층(15) 및 도핑되지 않은 a-Si 1층(14)이 피착된다. 그 다음, 상기 적층한 도핑되지 않은 a-Si 층(14) 및 n+ a-Si 층(15)을 에칭하여 a-Si의 섬(island)이 형성된다.
다음에, 화소 영역 내외의 콘택트에 대응하는 영역의 절연막(13)을 에칭하여 콘택트 구멍(contact hole)이 만들어진다. 이들 막 위에, 약 50 nm의 Mo, 약 350 nm의 Al, 그리고 추가로 약 20 nm 내지 약 50 nm의 Mo를 스퍼터링에 의해 적층함으로써, 보조전극(18), 신호선(45), 및 그 밖의 배선이 형성된다.
다음에, SiNx를 피착하여 보호막(17)이 추가로 형성된다. 그 후, 화소 전극, n+ a-Si 층(62), a-Si 층(16), p형 불순물이 도입된 아몰퍼스 실리콘(p+ a-Si) 층(63)을 순차로 피착하고, 또한 상기 표면 위에 ITO층(64)을 형성하여, 포토다이오드(PD)가 형성된다. 이 포토다이오드는 광전변환막(42)을 형성하기 위해 사용된다.
또한, 이 막들의 표면에는, SiN의 보호막(65, 66)이 순차적으로 형성되며; 광전변환막(42)과의 콘택트 구멍이 만들어진다. 이 막들 위에는, Al의 바이어스 선(52)이, 광전변환막(42)의 상부 전극인 ITO 층(64)과 접촉되게 형성된다.
다음, 이 막들의 표면 위에 보호절연막(67)이 형성되고; 접속패드(23, 24, 25), 그 밖의 패드(27, 28), 및 외부전압인가용 패드(33)의 부분들에 콘택트용 구멍이 형성된다.
공통배선 링(32)은 게이트 전극(12)의 형성과 동일한 공정으로 금속을 패터닝하여 형성된다. 또한, 보호 다이오드(34)는 박막 트랜지스터(41)의 제조와 동일 공정으로 반도체를 적층하여 형성된다. 이와 같이, 공통배선 링(32) 및 보호 다이오드(34)를 X선 검출기용 TFT 어레이 기판(30)의 제조의 앞선 단계에서 제조하는 것에 의해, 후속 공정에서의 정전기의 영향이 저감될 수 있다.
이와 같은 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)을 제조한 후, TFT 어레이(21)를 형성하기 위해 사용된 부분의 검사가 수행된다. 이 검사에서, 프로브 또는 다른 수단에 의해 외부전압인가용 패드(33)에 기준 바이어스 전압이 인가된다.
또한, 신호처리회로(48)에 접속된 접속 패드(23)의 반대 측의 패드(27)에 소정의 기준 바이어스 전압이 인가된다. 기준 바이어스 전압은 신호선(53)에 접속되지 않은 신호처리회로(48)의 적분 증폭기(81)의 입력단자(89)에 인가된 바이어스 전압이다. 이 기준 바이어스 전압은 예를 들면 1.5V이다. 신호처리회로(48)와 같은 신호판독회로(미도시)가, 프로브 및 기타 수단에 의해, 신호처리회로(48)에 접속된 접속 패드(23)에 접속된다.
이 상태에서, 주사선(54)의 양단의 접속 패드(24, 28)이 사이에 소정의 전압이 인가된다. 이 소정의 전압에 대해서는, 박막 트랜지스터(41)의 역 바이어스의 누설 전류가 충분히 작도록, X선 평판검출기(10)의 구동전압 또는 그것에 가까운 전압을 선택하면 충분하며; 예를 들면 9V가 인가된다. 이것에 의해, TFT 어레이(21) 위의 커패시터(43)로부터 접속 패드(23)를 통해서 전하 신호가 신호판독회로에 송신된다. 이 전하신호를 사용하여, TFT 어레이(21) 위의 박막 트랜지스터(41) 등과 같은 소자의 건전성이 확인된다.
TFT 어레이(21)를 검사할 때, 공통배선 링(32)에 전압이 인가되지 않으면, TFT 어레이(21)의 외주에 배치된 정전기 보호용의 보호 다이오드(34)에는 누설 전류가 흐른다. 이 누설 전류는 신호 판독회로에 송신된 검출신호 값을 변화시키므로; 검사 정밀도가 악화한다. 특히, 미약한 전하신호를 취급하는 X선 평판검출기에서는 그 악화가 현저하다.
상기 보호 다이오드(34)의 누설 전류는 보호 다이오드(34)에 인가되는 전압을 작게 함으로써 감소시키는 것이 가능하다. 본 실시형태에서는, 공통배선 링(32)에 기준 바이어스 전압이 인가되기 때문에, 보호 다이오드(34)의 양단에는 거의 동일한 전압이 인가된다. 즉, 보호 다이오드(34)에 인가되는 전압은 거의 0이 된다. 이것에 의해, 보호 다이오드(34)에 흐르는 전류는 거의 0 또는 극히 작은 값이 된다. 따라서, X선 평판검출기의 검사공정에서의 검사 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.
이와 같이, TFT 어레이(21)의 건전성이 확인된 후, 신호선(53)의 양단에 제공된 접속 패드(23, 27)와 보호 다이오드(34)와의 사이, 및 주사선(54)의 양단에 제공된 접속 패드(24) 및 패드(28)와의 사이에서, 유리판(31), 공통배선 등이 절단된다. 이와 같이, TFT 어레이(21)를 유리판(31)으로부터 잘라낸다.
이렇게 형성된 TFT 어레이(21)의 표면 위에, CsI;Tl의 형광막을 형성하거나 또는 GOS의 분말 시트를 적층하여 형광체(69)가 형성된다. 또한 형광체(69)의 표면에 Al 또는 TiO2로 반사막이 형성되며; 최상부에 보호층이 형성된다. 보호막을 형성한 후, 회로기판(22) 등에 접속하여 X선 평판검출기(10)가 완성되며, 하우징(미도시)에 수용된다. 형광체(69)는 전술한 예에 한정되지 않고 다른 형광물질이 이용될 수도 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, X선 평판검출기의 검사공정에서의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 불량의 TFT 어레이(21)가 다음 공정에 공급될 가능성이 감소할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 6은 제2 실시형태에 의한 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
본 실시형태의 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)에는, 제1 실시형태의 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)(도 5 참조)에 외부전압인가용 패드(33)가 추가된다. 본 실시형태에서는, 외부전압인가용 패드(33)는 신호선(53)의 한 패드(27) 측에 제공된 보호 다이오드(34)와 공통배선 링(32)을 위한 접속부의 양측의 2 곳만이 아니라, 신호선(53)과 신호처리회로(48)(도 1 참조)를 위한 접속부로서 사용되는 접속 패드(23) 측에 제공된 보호 다이오드(34) 및 공통배선 링(32)을 위한 접속부의 양측의 2 곳에도 제공된다.
검사에서, 각각의 외부전압인가용 패드(33)에 상기 소정의 기준 바이어스 전압이 인가된다. 신호선(53)의 한 패드(27) 측에 제공된 보호 다이오드(34) 및 공통배선 링(32)을 위한 접속부와, 신호선(53)과 신호처리회로(48)(도 1 참조)를 위한 접속부로서 사용되는 접속 패드(23) 측에 제공된 보호 다이오드(34) 및 공통배선 링(32)을 위한 접속부의 한 쪽에, 상기 소정의 기준 바이어스 전압이 인가되는 경우에, 공통배선 링(32)의 배선저항(35)의 존재에 의해, 공통배선 링(32)의 전위가 이 신호선(53)들의 양측 사이에서 원치 않게 다른 경우가 있다.
그러나, 본 실시형태에서, 신호선(53)의 양측에서 공통배선 링(32)에 소정의 기준 바이어스 전압이 인가되고 있기 때문에, 신호선(53)의 양측에서 공통배선 링(32)의 전위가 거의 일정하게 하는 것이 가능하다. 그 결과, 보호 다이오드(34)에 흐르는 누설 전류가 추가로 감소되는 것이 가능하다. 따라서, X선 평판검출기의 검출공정에서의 검사 정밀도가 향상될 수 있다.
또한, 신호선(53)의 단부의 접속 패드(23, 27)에 인가되는 전압과, 주사선(54)의 단부의 접속 패드(24, 28)에 인가되는 전압은 다르다. 그러므로, 신호처리부의 증폭기에 인가되는 전압이 영향을 받는다.
여기서, 신호선(53)의 양측에 제공된 보호 다이오드(34)의 그룹에 접속된 부분, 및 주사선(54)의 양측에 제공된 보호 다이오드(34)의 그룹에 접속된 부분에서 공통배선 링(32)이 낮은 저항을 갖도록 설정하고; 신호선(53) 측의 보호 다이오드(34)에 대한 접속부분 및 주사선(54) 측의 보호 다이오드(34)에 대한 접속부분에서는 공통배선 링(32)이 높은 저항을 갖도록 설정될 수 있다. 즉, 신호선(53)의 동일한 측에 제공된 접속 패드(23, 27)의 그룹의 내측, 및 주사선(54)의 동일한 측에 제공된 접속 패드(24, 28)의 그룹의 내측에서는 공통배선 링(32) 배선저항을 작게 하고; 상기 그룹들 사이의 접속부분들에서 공통배선 링(32)의 배선저항이 높게 설정된다.
이것은 단위 길이당 배선저항을 패드 그룹들 내보다 패드 그룹들 사이에서 더 높게 설정하는 것에 의해 실현될 수 있다. 예를 들면, Al 등의 낮은 저항 금속으로 낮은 저항배선을 형성하고, 또한 ITO 등의 투명 전극으로 높은 저항배선을 형성하면 충분하다.
[제3 실시형태]
도 7은 제3 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로도이다.
본 실시형태의 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)에서는, 제1 실시형태의 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)(도 5 참조)에 접속배선(36)이 추가된다. 이 접속배선(36)은 외부전압인가용 패드(33)와의 접속부의 근방에서 공통배선 링(32)에 접속하고, 신호선(53)과 신호처리회로(48)(도 1 참조)를 위한 접속부로서 사용되는 접속 패드(23) 측에 제공된 보호 다이오드(34)와 공통배선 링(32)을 위한 접속부의 근방에서 공통배선 링(32)에 접속된다. 상기 접속배선(36)의 전기저항은 비저항이 작은 예를 들면 금속 등을 이용하여, 공통배선 링(32)에 존재하는 배선저항(35)보다 작도록 설정된다. 접속배선(36)의 전위 강하는 1V 이하로 하는 것이 바람직하다.
이와 같은 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판(30)이 이용되는 경우에, 검사시에 외부전압인가용 패드(33)에 소정의 기준 바이어스 전압을 인가할 때, 신호선(53) 및 신호처리부를 위한 접속부로서 사용되는 접속 패드(23) 측에 제공된 보호 다이오드(34) 및 공통배선 링(32)을 위한 접속부의 전위도 외부전압인가용 패드(33)의 전위와 거의 동일하게 된다. 그 결과, 보호 다이오드(34)에 흐르는 누설 전류가 추가로 감소할 수 있다. 따라서, X선 평판검출기의 검사공정에서의 검사 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 검사시에 기준 바이어스 전압을 인가하기 위한 프로브 및 회로는 신호선(53)의 한 단부 측만을 위한 것일 수 있기 때문에, 제2 실시형태와 비교하여 검사장치 등의 비용이 더 낮아질 수 있다.
[제4 실시형태]
도 8은 제4 실시형태에 따른 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판의 개략적 회로이다.
본 실시형태에서, 외부전압인가용 패드(33)의 위치가 제2 실시형태와 다르다. 본 실시형태에서, 신호선(53)에 제공된 접속 패드(23)는 직선 모양으로 배열되어 있다. 외부전압인가용 패드(33)는 신호선(53) 위에 제공된 접속 패드(23)의 배열의 양단에 접속 패드(23)과 같은 직선 모양으로 배열되도록 배치된다. 따라서, TFT 어레이(21)를 잘라낸 후의 제품 중에 외부전원인가용 패드(33)가 잔존한다.
또한, 외부전압인가용 패드(33)와 공통배선 링(32)의 사이의 일부는, 절단되는 TFT 어레이(21) 내에 잔존하기 때문에, 신호선(53) 등과 다른 재료의 배선을 사용하는 것은 곤란하다. 그러므로, 외부전압인가용 패드(33)와 공통배선 링(32)의 사이는 저항을 통해서 접속된다. 그러므로, 약간의 전압 강하가 발생하지만, 그런 전압 강하의 크기는 보호 다이오드(34)의 문턱 전압보다도 낮게 설정되는 것이 가능하기 때문에, 실질적으로 검사에 영향을 주지 않는다.
이와 같은 X선 평판검출기에서도, X선 평판검출기의 검사공정에서의 검사 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 그 결과, 불량의 TFT 어레이(21)가 다음 공정에 공급되는 가능성을 감소시킬 수 있다.
또한, 외부전압인가용 패드(33)를 신호선(53)에 제공된 접속 패드(23)와 같은 직선 모양으로 배열하는 것에 의해, 검사용 프로브를 간단히 접촉시키는 것이 가능하다. 그 결과 검사가 용이하게 된다.
종종, 접속 패드(23)는 신호를 처리하는 IC의 처리 비트 수에 의해 그룹으로 형성되는 경우가 있다. 서로 인접한 그룹들 사이에는 어느 정도의 간격이 형성된다. 이와 같은 그룹의 접속 패드(23)의 배열의 양측에 외부전원인가용 패드(33)가 설치될 수도 있다.
또한 개방 단부를 가진 배선이 외부전압인가용 패드(33)로부터 신호선(53)을 따라 연장될 수 있다. 그와 같은 배선을 제공함으로써, 신호선(53)을 통해 화소(20)로부터 전송된 신호에 외부의 영향으로 인해 노이즈가 포함될 가능성이 감소한다.
[다른 실시형태]
본 발명의 여러 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예시로서 제시된 것이며 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규한 실시형태는 다른 다양한 형태로 실시될 수 있으며; 다양한 생략, 치환, 및 변경이 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 그와 같은 실시예 및 그 변형은 본 발명의 범위 및 요지에 포함되며 특허청구범위의 청구항 및 그 균등의 범위 내에 포함된다.
10: X선 평판검출기 11: 유리기판
12: 게이트 전극 13: 절연막
14: 도핑되지 않은 a-Si 층 15: n+ a-Si 층
17: 보호막 18: 보조 전극
20: 화소 21: TFT 어레이
22: 회로기판 23, 24, 25, 26: 접속 패드
27, 28: 패드
30: X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판
31: 유리판 32: 공통배선 링
33: 외부전압인가용 패드 34: 보호 다이오드
35: 배선저항 36: 접속배선
41: 박막 트랜지스터 42: 광전변환막
43: 커패시터 47: 게이트 드라이버
48: 신호처리회로 51: 바이어스 전원
52: 바이어스 선 53: 신호선
54: 주사선 62: n+ a-Si 층
63: p+ a-Si 층 64: ITO 층
65, 66: 보호막 67: 보호 절연막
69: 형광체 70: 차동증폭회로
71: AD 변환회로 80: 판독 IC
81: 적분증폭기 82: 리셋 샘플링부
83: 신호 샘플링부 84: 리셋 멀티플렉서
85: 신호 멀티플렉서 86: 리셋 스위치
87: 리셋 샘플링 스위치 88: 신호 샘플링 스위치
91: 리셋 샘플링 커패시터 92: 신호 샘플링 커패시터
12: 게이트 전극 13: 절연막
14: 도핑되지 않은 a-Si 층 15: n+ a-Si 층
17: 보호막 18: 보조 전극
20: 화소 21: TFT 어레이
22: 회로기판 23, 24, 25, 26: 접속 패드
27, 28: 패드
30: X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판
31: 유리판 32: 공통배선 링
33: 외부전압인가용 패드 34: 보호 다이오드
35: 배선저항 36: 접속배선
41: 박막 트랜지스터 42: 광전변환막
43: 커패시터 47: 게이트 드라이버
48: 신호처리회로 51: 바이어스 전원
52: 바이어스 선 53: 신호선
54: 주사선 62: n+ a-Si 층
63: p+ a-Si 층 64: ITO 층
65, 66: 보호막 67: 보호 절연막
69: 형광체 70: 차동증폭회로
71: AD 변환회로 80: 판독 IC
81: 적분증폭기 82: 리셋 샘플링부
83: 신호 샘플링부 84: 리셋 멀티플렉서
85: 신호 멀티플렉서 86: 리셋 스위치
87: 리셋 샘플링 스위치 88: 신호 샘플링 스위치
91: 리셋 샘플링 커패시터 92: 신호 샘플링 커패시터
Claims (12)
- X선 평판검출기를 제조하는 방법에 있어서,
절연기판, 복수의 화소, 주사선, 신호선, 주사선 접속 패드, 신호선 접속 패드, 공통배선 링, 보호 다이오드, 및 외부전압인가용 패드를 포함하는 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판을 제조하는 패널 제조 공정; 및
상기 외부전압인가용 패드에 기준 바이어스 전압을 인가하고, 상기 주사선 접속 패드에 박막 트랜지스터를 온시키는 신호를 제공하고, 상기 신호선을 통해 흐르는 전기 신호를 상기 신호선 접속 패드로부터 판독함으로써, 상기 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판을 검사하는 검사 공정을 포함하고,
상기 복수의 화소는 상기 절연기판의 표면에 2차원 배열되고 상기 박막 트랜지스터 및 광전변환막을 포함하며,
상기 주사선은 상기 복수의 화소의 각각의 행에 대해서 제공되고,
상기 신호선은 상기 복수의 화소의 각각의 열에 대해서 제공되고,
상기 주사선 접속 패드는 상기 주사선의 각각의 단부에 제공되고,
상기 신호선 접속 패드는 상기 신호선의 각각의 단부에 제공되고,
상기 공통배선 링은 상기 복수의 화소의 둘레에 제공되고,
상기 보호 다이오드는 상기 공통배선 링과 상기 주사선 사이 및 상기 공통배선 링과 상기 신호선 사이에 제공되고,
상기 외부전압인가용 패드는 상기 신호선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링과의 접속부 및 상기 주사선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링과의 접속부와의 사이에 접속되는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 보호 다이오드는 서로 병렬 접속된 쌍으로 제공되고, 상기 쌍은 서로 반대 극성을 가지는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기준 바이어스 전압은 상기 검사 공정에서 판독된 상기 전기신호를 위한 증폭기 회로에 제공된 바이어스 전압과 같은, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외부전압인가용 패드는 상기 신호선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링을 위한 접속부의 양측에 제공되는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 외부전압인가용 패드는 상기 신호선의 양측의 각각의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링을 위한 접속부의 근방에 제공되는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 신호선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링 사이의 접속부분들 사이의 전기 저항은 상기 신호선에 접속된 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링 사이의 접속부분 및 상기 주사선에 접속된 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링 사이의 접속부분과의 사이의 전기 저항보다 더 작은, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 외부전압인가용 패드의 근방을 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링 사이에서 상기 신호선의 반대 측의 접속부의 근방에 접속하는 상기 공통배선 링의 전기 저항보다 작은 전기 저항을 가진 접속배선을 추가로 포함하는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 검사공정 후에 상기 화소를 피복하는 형광체 층을 형성하는 형광체 형성 공정을 추가로 포함하는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공통배선 링과 상기 신호선 접속 패드 사이 그리고 상기 공통배선 링과 상기 주사선 접속 패드 사이에서 상기 X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판을 절단하여 제거하는 패널 절단 공정을 추가로 포함하는, X선 평판검출기 제조 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 패널 절단 공정 후에 상기 TFT를 구동하는 게이트 구동회로를 상기 주사선 접속 패드에 접속하는 공정; 및
상기 패널 절단 공정 후에 상기 화소에 설치된 커패시터로부터 전하 신호를 판독하는 신호 판독회로를 상기 신호선 접속 패드에 접속하는 공정을 추가로 포함하는, X선 평판검출기 제조 방법. - X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판에 있어서,
절연기판;
상기 절연기판의 표면에 2차원 배열되고, 박막 트랜지스터 및 광전변환막을 포함하는 복수의 화소;
상기 복수의 화소의 각각의 행에 대해서 제공된 주사선;
상기 복수의 화소의 각각의 열에 대해서 제공된 신호선;
상기 주사선의 단부에 제공된 주사선 접속 패드;
상기 신호선의 단부에 제공된 신호선 접속 패드;
상기 복수의 화소의 둘레에 제공된 공통배선 링;
상기 공통배선 링과 상기 주사선과의 사이 및 상기 공통배선 링과 상기 신호선과의 사이에 제공된 보호 다이오드; 및
상기 신호선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링을 위한 접속부 및 상기 주사선의 동일 측의 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링을 위한 접속부와의 사이에 접속된 외부전압인가용 패드를 포함하는, X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판. - 제 11 항에 있어서,
상기 외부전압인가용 패드의 근방을 상기 보호 다이오드와 상기 공통배선 링 사이에서 상기 신호선의 반대 측의 접속부의 근방에 접속하는 상기 공통배선 링의 전기 저항보다 작은 전기 저항을 가진 접속배선을 추가로 포함하는, X선 평판검출기용 TFT 어레이 기판.
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