射线照相成像系统的制作方法_2

文档序号:8289817阅读:来源:国知局
描线G和η条数据线D。
[0051 ] 在辐射检测器42中,扫描线Gl到G3设置为与数据线D和公用接地线30交叉。数据线D沿着具有六角形像素区域的像素20的外围边缘,布局为Z形(zigzag)图案(以便蜿蜒而行),以便绕过这些像素20。S卩,数据线D在列方向上延伸,同时沿着每个个别像素20 (individual pixel)的外围边缘(6条边)的3条邻边伸展。
[0052]在本示范性实施例的辐射检测器45中,如果,例如公用接地线30也设置为Z形图案(以便蜿蜒而行)以匹配数据线D,那么可能出现各种问题,例如,在向左或向右蜿蜒而行的部分处出现像素20中的TFT开关4a、4b之间的间隔狭窄的位置、公用接地线30和TFT开关4a、4b冲突,和/或数据线D和公用接地线30之间的电容增大。因此如图2中所说明,本示范性实施例的辐射检测器42布局有沿着行方向(图2中的水平方向)伸展而彼此平行排列的多条扫描线Gl到G3,以及设置为沿着列方向(图2中的垂直方向)延伸以便与扫描线Gl到G3交叉并沿着像素20的外围边缘弯曲的多条数据线Dl到D6。
[0053]每个像素20内部的TFT开关4a、4b等也布局为朝向一条边,以便确保每个像素20中的特定自由空间,且公用接地线30布局为穿过这些自由空间。例如,TFT开关4a、4b等设置在以下区域中,所述区域是:由沿着列方向(图2中的垂直方向)将每个像素20分为两半的线段、和所述每个像素20外围提供数据线D处的3条边所环绕而成。即,针对给定像素行中的像素,将TFT开关4a、4b等布局在右半边区域中,且针对在列方向上位于所述给定像素行上方及下方的像素行中的像素20,将TFT开关4a、4b等布局在左半边区域中。
[0054]因此,公用接地线30可设置为直线,其在数据线Dl到D6之间与扫描线Gl到G3交叉,而不与数据线Dl到D6交叉。因此,在直接转换型射线照相图像检测器42中,每个像素20的电荷存储电容器5的存储电容器下电极11是:可由最短的公用接地线30而互相连接在一起。也不需要使所述公用接地线30蜿蜒而行以匹配数据线D。由于数据线D与公用接地线30之间也没有交叉,因此不会出现如数据线中的电感的影响所导致的噪声(noise)增加,以及数据线D与公用接地线30之间的线间电容(interline capacitance)的增加。
[0055]也可在不使用直线公用接地线30的情况下,提高辐射检测设备的分辨率,所述公用接地线30阻碍了所述辐射检测元件10的像素20的较高清晰度。另外,在辐射检测元件10的制造工艺中,可避免由于数据线D与公用接地线30之间的线间间隔(interlinepitch)变窄而造成的所述辐射检测设备的制造良率的下降。应注意,将公用接地线30设置为直线意谓着:直的状态维持于一范围内,所述范围可在允许辐射检测元件10的制造工艺中出现制造误差的同时而获得。
[0056]当使用辐射检测器42使射线照相图像成像时,在使用外部辐射(X射线)辐照期间,向第一扫描线Gl输出切断信号且每个TFT开关4a切断,并向第二扫描线G2和第三扫描线G3输出切断信号,且每个TFT开关4b切断。因此,半导体层中产生的电荷积聚在每个电荷存储电容器5中。
[0057]当读取图像时,例如读取静态图像时,一次一条线按顺序向第一扫描线Gl-O到G1-7输出接通信号,从而接通每个像素20中的TFT开关4a。或者,例如当读取视频图像时,向第二扫描线G2-0到G2-3同时输出接通信号,且接着向第三扫描线G3-0到G3-3同时输出接通信号,从而接通像素群中的多个像素的TFT开关4b。由此将每个电荷存储电容器5中所积聚的电荷作为电信号而读取,且通过将所读取的电信号转换为数字数据而获得射线照相图像。
[0058]信号处理部25 (signal processing set1n)包含:信号检测器(图式中未图示),将从每条数据线Dl到D6流出的电荷作为电信号来检测,且使所检测的电信号经历特定处理。信号处理部25也向所述信号检测器输出表示信号检测时序的控制信号,并向扫描信号控制部35输出表示扫描信号输出时序的控制信号。因此,在从信号处理部25接收到所述控制信号时,扫描信号控制部35向第一扫描线Gl-O到G1-7输出信号以接通/切断TFT开关4a。扫描信号控制部35也向第二扫描线G2-0到G2-3和第三扫描线G3-0到G3-3输出信号以接通/切断TFT开关4b。
[0059]由个别数据线Dl到D3传输的电荷信号在信号处理部25中由放大器放大,且保持在抽样保持电路(图式中未图示)中。由个别抽样保持电路保持的电荷信号按顺序输入到复用器(multiplexer)(图式中未图示),且接着由A/D转换器转换为数字图像数据。应注意,图像存储器90连接到信号处理部25,且从A/D转换器输出的数字图像数据按顺序存储在图像存储器90中。例如,图像存储器90存储多个帧的所成像的射线照相图像的数字图像数据。
[0060]图3说明包含根据第一示范性实施例的辐射检测器42的辐射检测元件10的单个像素的部分截面图。如图3所示,辐射检测器42的辐射检测元件10为栅电极2、扫描线G(图3中未图示)以及存储电容器下电极14在绝缘基板I上形成为栅极布线层的结构。形成有源电极9、漏电极13、数据线D以及存储电容器上电极16的布线层(也称为源极布线层)是使用例如Al或Cu或主要是Al或Cu的层状薄膜而形成。掺有杂质的半导体层(图式中未图示),例如掺有杂质的非晶娃是形成在半导体作用层8 (semiconductor activelayer)与源电极9和漏电极13之间。应注意,根据下电极11所收集并积聚的电荷的极性,在TFT开关4a、4b中,颠倒源电极9和漏电极13。
[0061]栅电极2的栅极布线层是使用例如Al或Cu、或主要是Al或Cu的层状薄膜而形成。绝缘薄膜15A形成在所述栅极布线层的一个面上,且栅电极2上方的绝缘薄膜15A的位置充当TFT开关4a、4b的栅极绝缘薄膜。绝缘薄膜15A例如由SiNx配置而成,且例如通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposit1n ;CVD)薄膜形成工艺而形成。半导体作用层8在每个栅电极2上方的绝缘薄膜15A上形成有岛形状。半导体作用层8是TFT开关4a、4b的沟道(channel)部分,且,例如由非晶硅薄膜形成。
[0062]源电极9和漏电极13形成在栅电极2上方的层中。在形成了源电极9和漏电极13的布线层中,数据线D也与源电极9和漏电极13 —起形成。存储电容器上电极16也形成在绝缘薄膜15A上、对应于存储电容器下电极14的位置处。漏电极13连接到存储电容器上电极16。数据线D设置为以上文描述的方式沿着像素20的外围边缘伸展,弯曲以便在一个像素和邻近像素之间绕过。数据线D连接到形成在每个像素行中的像素20中的源电极9。
[0063]TFT保护层15B形成在基板I上提供了像素的区域的实质上整个表面(实质上所有区域)上,以便覆盖源极布线层。TFT保护层15B通过例如CVD薄膜形成方法,而由例如SiNJ^材料所形成。接着,在TFT保护层15B上形成经涂布的层间绝缘薄膜12。层间绝缘薄膜12由薄膜厚度为I微米到4微米的低介电常数(比介电常数ε r= 2到4)的光敏有机材料形成(此等材料的实例包含正性光敏丙烯酸系树脂材料,所述材料具有通过使甲基丙稀酸(methacrylic acid)和甲基丙稀酸缩水甘油脂(glycidyl methacrylate)共聚合而形成的原料聚合物,并与二叠氮萘醌(naphthoquinone diazide)正性光敏剂混合)。
[0064]在根据本示范性实施例的辐射检测器42的辐射检测元件10中,设置在层间绝缘薄膜12上方与层间绝缘薄膜12下方的层中的金属之间的金属间电容是:由层间绝缘薄膜12而抑制得小。通常,层间绝缘薄膜12的材料也充当平坦化薄膜,呈现出使下层中的梯级变平的效果。在辐射检测器42的辐射检测元件10中,接触孔17形成在层间绝缘薄膜12和TFT保护层15B中、对应于存储电容器上电极16的位置处。
[0065]对于每个像素20,每个传感器部分103的下电极11形成在所述层间绝缘薄膜12上,以便覆盖像素区域,同时也填充每个接触孔17。所述下电极11由非晶透明导电氧化物薄膜(ITO)形成,并通过接触孔17连接到存储电容器上电极16。因此,下电极11和TFT开关4a、4b通过存储电容器上电极16电连接。应注意,虽然下电极11优选形成为与像素20的像素区域的形状匹配的形状,但是不限于此。例如,当像素20的像素区域为正六角形时,下电极11优选形成为略小的正六角形,以免触碰邻近像素的下电极。类似地,当像素20的像素区域形成为扁平六角形时,下电极11优选形成为略小的六角形。只要下电极的像素布局配置为六角形栅格(lattice),可使用斜角六角形的或正方形的下电极11来配置。
[0066]光电转换层6是:在基板I上提供像素20的像素区域的实质上整个表面上方,均匀地形成在下电极11上。在使用例如X射线的辐射辐照时,光电转换层6在内部产生电荷(电子-空穴)。换句话说,光电转换层6具有电导性质,且用于将图像数据从辐射转换为电荷数据。例如,光电转换层6可由以砸作为主要成分且薄膜厚度为100微米到1000微米的非晶砸(a-Se)形成。应注意,所述主要成分意谓着:包含50%及以上的比例。上电极7形成在光电转换层6上。上电极7连接到偏压电源(图式中未图示),且从所述偏压电源供应偏压电压(例如,若干千伏)。多条扫描线G1、G2、G3、数据线3、公用接地线30和TFT开关4a、4b设置在:由光电转换层6配置的传感器部分103的下层侧。
[0067]在辐射检测器42的辐射检测元件10中,栅电极2、第一到第三扫描线Gl到G3和存储电容器下电极14在基板I上形成为栅极布线层,且公用接地线30形成在基板I上,例如与存储电容器下电极14相同的金属层中。
[0068]接下来是与根据本示范性实施例的辐射检测器42的操作有关的解释。在跨越上电极7和存储电容器下电极14施加偏压电压的状态下,当将X射线辐照到光电转换层6上时,光电转换层6中产生电荷(电子-空穴对)。光电转换层6和电荷存储电容器5串联电连接,且因而光电转换层6中产生的电子迀移到+(正)电极侧,且空穴迀移到_(负)电极侧。
[0069]在图像检测期间,将切断信号(例如,O伏)从扫描信号控制部35输出到第一扫描线Gl-O到G1-7、第二扫描线G2-0到G2-3和第三扫描线G3-0到G3-3,从而向TFT开关4a、4b的栅电极施加负偏压。每个TFT开关4a、4b由此维持为切断状态。因此,光电转换层6中产生的电子由下电极11收集,且积聚在电荷存储电容器5中。光电转换层6根据所辐照的辐射的量而产生电荷量,且因而根据辐射所携带的图像数据的电荷积聚在每个像素的电荷存储电容器5中。应注意,由于上文参考的若干千伏的电压跨越上电极7和存储电容器下电极14而施加,所以提供给电荷存储电容器5的电容需要大于光电转换层6所形成的电容。
[0070]在图像读取期间,如上文所述,根据来自图像处理装置50的指令,辐射检测器42在静态成像模式或视频成像模式中执行。当指令用于静态成像模式时,信号处理部25控制扫描信号控制部35,以使得扫描信号从第二扫描线G2-0到G2-3、第三扫描线G3-0到G3-3输出,以切断每个像素20中的TFT开关4b。信号处理部25也控制扫描信号控制部35,以从第一扫描线Gl-O到G1-7按顺序施加例如+10伏到20伏的电压的接通信号到每个TFT开关4a的栅极,以便接通每个像素20中的TFT开关4a。由此针对每个像素行,将每个像素20中的TFT开关4a按顺序切换到接通状态,由TFT开关4a从传感器部分103读取电荷,且将对应于这些电荷的信号输出到数据线D。
[0071]因而,在辐射检测器42中,在静态成像模式中,对应于每个像素行中的每个像素20,电荷信号在所有数据线Dl到D6中流动。因此,可获得表示图像的图像数据,所述图像表示辐照到辐射检测器42的辐射检测元件10上的辐射。在信号处理部25中,接着电荷信号转换为数字信号,且基于对应于所述电荷信号的图像数据,产生射线照相图像。
[0072]接下来是与视频成像模式有关的解释。在根据本示范性实施例的辐射检测器42中,图2中所说明的多个像素20中,例如,4个像素PO到P3形成像素群PG0,4个像素P4到P7形成像素群PG1,四个像素P8到Pll形成像素群PG2,4个像素P12到P15形成像素群PG3,4个像素P16到P19形成像素群PG4。在这5个像素群中,像素群PGO的像素PO、像素群PGl的像素P4以及像素群PG2的像素P8中的每个TFT开关4b的栅电极是连接到第二扫描线G2-0。像素群PGO的像素Pl到P3、像素群PGl的像素P5到P7以及像素群PG2的像素P9到Pll中的每个TFT开关4b的栅电极是连接到第二扫描线G2-1。
[0073]类似地,像素群PG3的像素P12和像素群PG4的像素P16中的每个TFT开关4b的栅电极是连接到第二扫描线G2-2,且像素群PG3的像素P13到P15和像素群PG4的像素P17到P19中的每个TFT开关4b的栅电极是连接到第二扫描线G2-3。在辐射检测元件10中,由像素P20到P23、像素P24到P27、像素P28到P31、像素P32到P35和像素P36到P39而配置的像素群(PG5到PG9)与第三扫描线G3-0到G3-3的连接的图案,与上文所述的从像素群PGO到PG4到第二扫描线G2-0到G2-3的连接相似。
[0074]当指示对辐射检测器42采用视频成像模式时,信号处理部25控制扫描信号控制部35,以便切断每个像素20的TFT开关4a,并从第一扫描线Gl-O到G1-7向每个像素20的TFT开关4a的每个栅电极输出切断信号。
[0075]信号处理部25也控制扫描信号控制部35,以同时驱动第二扫描线G2-0到G2_3,而输出扫描信号(接通信号)。当所述接通信号同时输出到第二扫描线G2-0到G2-3时,接通像素群PGO到PG4中的所有像素20的TFT开关4b。结果是,组合像素群PGO的四个个别像素PO到P3的每个电荷存储电容器5中所积聚的电荷,并将所组合的电荷信号输出到数据线D2。类似地,像素群PG3的四个个别像素P12到P15的所组合的电荷信号输出到数据线D3,像素群PGl的四个个别像素P4到P7的所组合的电荷信号输出到数据线D4,像素群PG4的四个个别像素P16到P19的所组合的电荷信号输出到数据线D5,且像素群PG2的四个个别像素P8到Pll的所组合的电荷信号输出到数据线D6。
[0076]接着信号处理部25控制扫描信号控制部35,以同时驱动第三扫描线G3-0到G3-3,且向其输出扫描信号(接通信号)。当所述接通信号同时输出到第三扫描线G3-0到G3-3时,接通像素群PG5到PG9中的所有像素20的TFT开关4b。结果是,来自像素群PG5的四个像素的所组合的电荷信号输出到数据线D2,像素群PG8的四个像素的所组合的电荷信号输出到数据线D3,像素群PG6的四个像素的所组合的电荷信号输出到数据线D4,像素群PG9的四个像素的所组合的电荷信号输出到数据线D5,像素群PG7的四个像素的所组合的电荷信号输出到数据线D6。
[0077]因而,当在视频成像模式中时,在多个像素群中的每一个中,组合(合并)四个个别像素中所积聚的电荷,且将对应于所合并的电荷的电荷信号输出到相应数据线,其中,每一个像素群是由来自于配置辐射检测元件10的多个像素20的四个预先指定的像素而配置。这意谓着,当执行视频成像时,由于以2像素X 2像素执行合并处理,因此,可使用静态成像模式的速率的4倍速率执行成像。
[0078]如上文所述,将合并扫描线G (G2与G3)分为多个群(G2与G3),并在针对每个所述群中的移位的时序,将用于所述TFT开关4b的扫描信号发送到属于每个所述群中的扫描线Go因此,当在每个时序而组合及读取多个像素群的电荷时,不通过相同数据线D传输对应于从不同像素群读取的所组合的电荷量的电荷信号。
[0079]图4说明上文所述的在视频成像模式中经历合并的像素和像素群的布局。应注意,在图4中,已针对邻近像素群中的每个像素改变底纹图案(shading pattern),以使得较易于将相应像素群彼此区分。
[0080]在图4中所说明的实例中,如上文所述,辐射检测器42的辐射检测元件10指定由4个邻近像素形成的像素群A、B、C、D、E、F、Go每个像素群由4个像素配置而成,所述4个像素是由:多个像素中的第一像素、位于与第一像素行邻近的行中的各自彼此邻近的第二像素和第三像素、以及位于与第二像素与第三像素行邻近的行中的第四像素所配置而成。所述4个像素经设置以使得第一像素的两条邻边和第四像素的两条邻边分别与第二像素和第三像素相应一条边邻近,以便位于第二像素和第三像素之间。
[0081]换句话说,每个像素群可定义为4个像素的组合,所述4个像素是由:经设置以使得每个像素的两条邻边分别与剩余2个像素的一条边互相邻近的3个像素、和经设置以使得两条邻边分别与所述3个像素中的2个像素的一条边互相邻近的I个像素所配置而成。4个像素的组合也可描述为:由彼此并排设置的2对互相邻近的像素所形成的4个像素的组合,其中,第一对的I个像素的2条邻边分别设置为与另一对的2个像素中的每个像素的I条边互相邻近。
[0082]当如上所述,指示在本示范性实施例的辐射检测器42中使用静态成像模式时,信号处理部25接通辐射检测器42中的每个像素20中的TFT开关4a,从每个所述像素读出电荷,且向数据线D输出对应于所述电荷的信号。由于将具有六角形像素区域的像素用作本示范性实施例的辐射检测器42的辐射检测元件10中的个别像素,因此,可在水平、垂直和对角线方向中的每个方向上确保高分辨率。
[0083]然而,在视频成像模式中,由于如上所述信号处理部25接通配置每个像素群的4个像素内的TFT开关4b,所述4个像素充当单个像素,且执行合并以组合4个像素的电荷。应注意,在图4中,由4个像素形成的像素群A、B、C、D、E、F、G中的每个像素群的重心的位置是以黑点来定位,且分别指示为a、b、C、d、e、f、g。
[0084]在图4中所指示的实例中,当针对每个像素群执行4像素合并时,通过将其他像素群的重心a-b-e-g-f-c-a与位于中心的像素群D的重心d进行连接,来形成正六角形。也可看出,这些像素群的重心之间的距离,即在d到a、d到b、d到e、d到g、d到f、d到c这6个方向上的距离,彼此全部相等。因而,通过使每个像素20成为六角形,在合并之前,可在水平、垂直和对角线方向中的每个方向上确保均匀分辨率。另外,由于通过将像素群的重心连接在一起也形成正六角形,因此,在合并之后,也可在水平、垂直和对角线方向中的每个方向上确保均匀分辨率。
[0085]即,确定每个像素群中的每个像素的组合,以使得多个六角形区域排列为蜂巢形图案。通过使用例如像素群A、B、C、D、E、F、G的轮廓所环绕而成的每个区域的重心a、b、c、d、e、f、g,每个六角形区域形成为包含:内部的I个重心d、以及由连接位于重心d外围的6个个别重心a、b、e、g、f、c的线段形成的六角形区域。因此,本示范性实施例可抑制合并之后,像素位置(像素群的重心位置)在水平、垂直和
当前第2页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1