CN103829959B - X光平板侦测装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种X光平板侦测装置，包括：一薄膜晶体管基板；一光电感测层，是与薄膜晶体管基板电性连接，其中此光电感测层是包含多个光电感测元件以及多个吸光元件，且所述吸光元件是形成于所述光电感测元件彼此间的间隙；一闪烁层，是位于光电感测层上；以及一反射层，是设置于闪烁层上。

Description

X光平板侦测装置

技术领域

本发明是关于一种X光平板侦测装置，通过改良内部结构，以减少装置内的光反射次数，达到改善影像侦测的精确度的功效。

背景技术

X光平板侦测装置(X-rayflatpaneldetector)是一种侦测X光数字影像的装置，可应用于一般X光摄影、乳房X光摄影或心血管影像摄影等，相较于传统底片摄影，具有较好的影像质量、简单作业程序以及直接式数字影像的优点。

一般X光平板侦测装置是通过闪烁层(Scintillator)将X光A转换为可见光(如闪烁层内的箭头所示)，再通过光电感测层以及薄膜晶体管层将可见光信号转换为电信号，进而转换为数字影像。由于光电感测层是由光电感测元件阵列排列形成，其间隙可见薄膜晶体管层的金属导线的布设，以俯视角度观察光电感测层，估计约有65％的面积排列为光电感测元件，然约有25％的面积为薄膜晶体管层的金属导线。当经由闪烁层转换的可见光发散到金属导线时，可见光会由此金属导线反射，并通过一反射层将其反射回光电感测层。然而，若转换后的可见光经历太多次反射，则所侦测到的影像将会因光线的过度偏移而失去准确性。

有鉴于此，目前亟需研发一种能够降低闪烁层内可见光反射次数的X光平板侦测装置，以提高侦测影像的锐利度以及正确性。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种X光影像侦测装置，以便能通过降低闪烁层中可见光的反射次数以提高侦测影像的精确度及锐利度(sharpness)。

为达成上述目的，本发明是提供一种X光平板侦测装置，包括：一薄膜晶体管基板；一光电感测层，是位于薄膜晶体管基板上且与其电性连接，其中此光电感测层是包含多个光电感测元件以及多个吸光元件，且所述吸光元件可具有一吸光材质，且可形成于所述光电感测元件彼此间的间隙；一闪烁层，是位于上述光电感测层上；以及一反射层，是设置于闪烁层上。

上述的X光平板侦测装置可于反射层上还包含一碳纤维层，由此不干扰X光穿透至闪烁层，并能够吸收可见光。除上述态样外，当碳纤维层设置于反射层情况下，本发明的X光平板侦测装置中的反射层可为一反射阵列层，其中反射阵列层可包含多个反射区块，且反射区块的设置位置是投影对应于光电感测层的光电感测元件的设置位置。当由闪烁层转换的可见光发散至反射区块间的间隙时，其能被碳纤维层吸收而避免再次反射，由此达到较佳的影像精确度。

再者，除上述态样外，本发明更提供一种X光平板侦测装置，包括：一薄膜晶体管基板；一光电感测层，是位于薄膜晶体管基板上且与其电性连接，且此光电感测层是包含多个光电感测元件；一微透镜阵列层，是位于该光电感测层上，其中此微透镜阵列层包含多个微透镜；一闪烁层，是位于微透镜阵列层上；以及一反射层，是设置于闪烁层上。

上述态样的X光平板侦测装置可于微透镜阵列层上更设置一第一透光层。

除此之外，于微透镜阵列层及第一透光层间还可包含一第二透光层，且第二透光层的折射率是大于第一透光层的折射率，由此更提高或辅助提高聚光效果。

附图说明

为了详细说明本发明的结构、特征及功效所在，以下列举较佳实施例并配合下列附图说明如后，其中：

图1是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面示意图。

图2是本发明实施例的X光平板侦测装置的立体图。

图3是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面示意图。

图4是本发明实施例的X光平板侦测装置的立体图。

图5是本发明实施例的X光平板侦测装置的示意图。

图6是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面示意图。

图7是图6的局部放大示意图。

图8是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面部分示意图。

图9是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面部分示意图。

具体实施方式

以下是通过具体实施例说明本发明的实施方式，熟习此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。此外，本发明亦可通过其他不同具体实施例加以施行或应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

请参考图1及图2，图1是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面示意图；图2是本发明实施例的X光平板侦测装置的立体图。

图1及图2的X光平板侦测装置包含：一薄膜晶体管基板2；一光电感测层3，是与薄膜晶体管基板2电性连接，其中光电感测层3是包含多个光电感测元件31(例如：光电二极管)以及一吸光元件32，且吸光元件32是由一吸光材料形成于光电感测元件31彼此间的间隙；一闪烁层4，是包含一第一侧41及一第二侧42，其中闪烁层4是通过其第一侧41与光电感测层3连接；以及一反射层5，是设置于闪烁层4的第二侧42。

当X光穿透至闪烁层4时，闪烁层4是将X光转换为可见光(例如530nm光波长)，此时所转换的可见光会在闪烁层中朝四面八方发散，部分可见光会直接发散至光电感测元件31上并直接转换为电信号，部分可见光会通过反射层5的反射再到达光电感测元件31，然而部分直接或间接发散至薄膜晶体管基板2的金属导线21的可见光会因为吸光元件32而被吸收，由此降低闪烁层4内可见光的反射次数。

上述的闪烁层材料为能够将X光转换为可见光的材料，例如：CsI:Tl、Gd₂O₂S:Tb等，其他可能的亦有CsI:Na、CaWO₄、CdWO₄、NaI:Tl、BaFCl:Eu²⁺、BaSO₄:Eu²⁺、BaFBr:Eu²⁺、LaOBr:Tb³⁺、LaOBr:Tm³⁺、La₂O₂S:Tb³⁺、YTaO₄、YTaO₄:Nb、ZnS:Ag、ZnSiO₄:Mn²⁺、LiI:Eu²⁺、CeF₃等。

由此，图1及图2的装置不但能够降低可见光于闪烁层4内的多次反射，更能由此避免可见光多次反射而产生光信号偏移，以提高侦测影像的准确性。

请参考图3及图4，图3是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面示意图；图4是本发明实施例的X光平板侦测装置的立体图。

图3及图4的X光平板侦测装置大致与图1及图2的态样相同，差别在于图3及图4的反射层5是为反射阵列层，其由多个反射区块51阵列排列而形成，而在反射区块51之间则是镂空可使光穿透。除此之外，于反射层5上还包含一碳纤维层6，其具有不干扰X光A穿透至闪烁层4，且具有吸收可见光的特性。

此外，图3及图4的每一个反射区块51的设置位置是投影对应于光电感测层3的光电感测元件31的设置位置。前述图1及图2实施例部分可见光原本会通过反射层5的反射再到达光电感测元件31，而图3及图4的反射层5则是仅在投影位置对应于光电感测层3的光电感测元件31处设置有反射区块51，其余部分镂空，因此部分光线会直接穿透反射层5镂空处而被碳纤维层6吸收。因此，亦能降低因可见光于闪烁层4的第一侧41及第二侧42的多次反射所造成的光偏移，由此降低影像失真的可能，同样能够提高影像的锐利度。

请参考图5，图5的X光平板侦测装置大致与图3及图4的实施例大致相同，差别在于光电感测层3具有多个光电感测元件31，不具有吸光元件。由于每一个反射区块51的设置位置是投影对应于光电感测层3的光电感测元件31的设置位置，因此，图5的态样亦能够达大降低影像失真及提高影像锐利度的功效。请参考图6及图7，图6是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面示意图；图7是图6的局部放大示意图。

图6及图7实施例的X光平板侦测装置包括：一薄膜晶体管基板2；一光电感测层3，是与薄膜晶体管基板2电性连接，且此光电感测层3是包含多个光电感测元件31；一微透镜阵列层7，是包含多个微透镜71，每一微透镜71是包含有一曲面711以及一底面712，其中每一微透镜71是由其底面712而设置于每一光电感测元件31上，且每一微透镜71的曲面711是覆盖每一光电感测元件31的边缘；一第一透光层8，且此第一透光层8是设置于微透镜阵列层7上；一闪烁层4，是包含一第一侧41及一第二侧42，其中此闪烁层4是通过其第一侧41连接第一透光层8；以及一反射层5，是设置于闪烁层4的第二侧42。

前述第一透光层8的目的可用于覆盖微透镜阵列层7上以达到平坦化表面来辅助闪烁层4设置于微透镜阵列层7上，此外，亦能协助微透镜阵列层7聚光，也就是当微透镜阵列层7的折射率大于第一透光层8的折射率时，则第一透光层8能够协助微透镜阵列层7达到较佳的聚光效果，较佳情况下，微透镜阵列层7的折射率与第一透光层8的折射率的比值是大于1。另外，较佳的第一透光层8材料为光学胶(opticalglue)(折射率为1.4-1.5)。

于微透镜阵列层7中，每一微透镜71至少须于覆盖光电感测元件31边缘的位置上具有曲面711，以将发散的可见光聚光至其对应的光电感测元件上31，增加可见光的利用性。除此之外，微透镜71未必须具有连续且整体的曲面711，举例来说，除了覆盖光电感测元件31边缘位置的微透镜71具有曲面711之外，其余部分可呈现平坦状。

请参考图8，图8是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面部分示意图。于本实施例中，每一微透镜71的曲面711与其底面712的交界点的切线B与微透镜71的底面712具有一夹角α。

此夹角的角度范围可依照微透镜71材料、光电感测元件31之间的设置距离或光电感测元件31的长宽度等因素而调整，较佳的夹角角度可介于15°-65°间，较佳的微透镜71材料可为PFA(polyfluoroalkoxy)(折射率为1.4-1.6)。

于图8实施例中，微透镜71的材料为PFA(polyfluoroalkoxy)(折射率1.55)，第一透光层8的材料为光学胶(opticalglue)(折射率1.45)，且α夹角为35°。以斯涅尔(Snell)定律计算，当入射光角度为35°时，微透镜71折射光角度为32.5°，显然本实施例的微透镜阵列层7及第一透光层8的设计可达到聚光至光电感测元件31的效果。

请参考图9，图9是本发明实施例的X光平板侦测装置剖面部分示意图。

图9实施例与图8实施例大致相同，差别在于图9实施例的微透镜阵列层7及第一透光层8间还可包含一第二透光层9，由此更提高或辅助提高聚光效果。具体来说，当本发明X光平板侦测装置在包含有第二透光层9下，第二透光层9的折射率是大于第一透光层8的折射率，通过此相对折射率条件，以提高微透镜阵列层7的聚光效果，并达到较高的可见光利用率。除此之外，假使微透镜阵列层7与第一透光层8的折射率差太小而无法达到良好的聚光效果时，第二透光层9的功能是能够调整可见光偏折率，以辅助第一透光层8以及微透镜阵列层7的聚光效果，也就是当第一透光层8以及微透镜阵列层7的折射率相差太小时，则第二透光层9需选择具有较高折射率的材料，以改善微透镜阵列层7的聚光效果。基本上，微透镜阵列层7、第一透光层8及第二透光层9的折射率是依材料不同而有所差异，使用者可依照所需的聚光需求而选择。

举例而言，当微透镜71折射率趋近于第一透光层8的折射率1.45，故于微透镜71与第一透光层8之间更设置一层第二透光层9，由此欲改善折射光的偏转角度，以改善聚光效果。

在此，第二透光层9材料微SiNx，折射率为1.9。

同样以斯涅尔(Snell)定律计算，当入射光角度为35°时，则折射至第二透光层的光角度为26°。显然，具有高折射率的第二透光层9的功用确实能够调整折射于微透镜71的入射光角度，增加其聚光效果，以达到较佳的可见光利用性。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (5)

1.一种X光平板侦测装置，包括：

一薄膜晶体管基板；

一光电感测层，位于该薄膜晶体管基板上且与其电性连接，其中该光电感测层包含多个在一水平方向上排列的光电感测元件以及多个吸光元件，且所述吸光元件形成于所述光电感测元件彼此间在该水平方向上的间隙；

一闪烁层，位于该光电感测层上；以及

一反射层，设置于该闪烁层上。

2.如权利要求1所述的X光平板侦测装置，其中该X光平板侦测装置还包含一碳纤维层于该反射层上。

3.如权利要求1所述的X光平板侦测装置，其中所述吸光元件具有一吸光材质。

4.如权利要求1所述的X光平板侦测装置，其中该反射层包含多个反射区块。

5.如权利要求4所述的X光平板侦测装置，其中所述反射区块的位置投影对应于所述光电感测元件的位置。