DE69533304T2 - Festkörperbildaufnahmevorrichtung - Google Patents
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Description
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen digitaler röntgenographischer Bilder. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensorplatte zum Aufnehmen und Auslesen elektrischer Ladungen, die ein latentes röntgenographisches Bild repräsentieren, wobei ein Sensorarray verwendet wird, das ein erweitertes Ladungskollektorelement aufweist, um ein ein Röntgenbild repräsentierendes elektrisches Signal zu erhalten.
- 2. Beschreibung des Standes der Technik
- Im Gegensatz zur traditionellen Radiographie, die einen lichtempfindlichen Silberhalidfilm verwendet, werden Röntgenbilder unter Verwendung einer strahlungsempfindlichen Schicht zur Aufnahme eines latenten röntgenographischen Bildes erzeugt. Abhängig von der Intensität der einfallenden Strahlung werden innerhalb eines die kleinste auflösbare Bildfläche definierenden Pixels (Bildelement) entweder elektrisch oder optisch durch die Röntgenstrahlung Ladungen erzeugt und unter Verwendung eines regelmäßig angeordneten Arrays diskreter Sensoren quantisiert, die zum Auslesen jeweils eine Schaltvorrichtung aufweisen. Das an Lee et al. am 7. Juni 1994 erteilte und an E. I. du Pont de Nemours and Company abgetretene U.S.-Patent Nr. 5 319 206 beschreibt ein System, das eine photoleitfähige Schicht zur Schaffung einer bildweise modulierten Flächenverteilung von Elektron-Loch-Paaren verwendet, die anschließend von einer elektroempfindlichen Vorrichtung, wie einem Dünnfilmtransistor, in entsprechende analoge Pixelwerte umgewandelt werden. Das am 16. November 1993 an Antonuk et al. erteilte und an die Universität von Michigan abgetretene U.S.-Patent Nr. 5 262 649 beschreibt ein System, das eine Phosphor- oder Szintillationsschicht zur Schaffung einer Verteilung von Photonen verwendet, die anschließend mittels einer lichtempfindlichen Vorrichtung, wie beispielsweise einer Diode aus amorphem Silizium, in eine ent sprechende bildweise modulierte Verteilung elektrischer Ladungen umgewandelt werden. Das am 19. Oktober 1993 an Tran erteilte und an die 3M Company abgetretene U.S.-Patent Nr. 5 254 480 beschreibt ein System, das eine lumineszierende Schicht zur Schaffung einer Photonenverteilung mit einer benachbarten photoleitfähigen Schicht kombiniert, um eine entsprechende bildweise modulierte Verteilung elektrischer Ladungen zu schaffen, die anschließend von einer elektroempfindlichen Vorrichtung in entsprechende analoge Pixelwerte umgewandelt werden.
- Eine all diesen Systemen gemeinsame Eigenschaft ist, daß die elektroempfindlichen oder lichtempfindlichen Vorrichtungen Signalladungen innerhalb diskreter Pixelflächen aufnehmen, die durch üblicherweise sich orthogonal kreuzende Spalten und Reihen von Nicht-Pixel-Zwischenräumen begrenzt sind. Dieses Merkmal tut der bildweisen modulierten Flächenverteilung der für das Auslesen verfügbaren elektrischen Ladungen Abbruch. Ein anderes Merkmal dieser Systeme besteht darin, daß die Schaltvorrichtung selbst negativ durch elektrische Ladungen beeinflußt werden kann, die nicht von dem Ladungskollektorteil des Sensors beseitigt werden und damit in der Nähe des aktiven Teils der Schaltvorrichtung bleiben. Ein weiteres Merkmal dieser Systeme besteht darin, daß die innerhalb jeder Pixelfläche aufgenommenen Signalladungen teilweise durch die von der Schaltvorrichtung besetzte Fläche begrenzt werden. In ihrer Kombination verringern all diese Eigenschaften den Rauschabstand der aufgenommenen Pixelwerte, wodurch sich die Qualität des Abbildungsvorgangs verringert oder der untersuchte Patient möglicherweise einer längeren Bestrahlung ausgesetzt werden muß.
-
DE 42 27 096 A offenbart eine Bildaufnahmeplatte, von der der erste Teil des Anspruchs 1 ausgeht. Die Bildaufnahmeplatte weist mehrere Sensoren auf, die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, wobei jeder Sensor eine Schaltvorrichtung und ein Sensorelement aufweist. Über den Sensoren ist eine photoleitfähige Schicht und eine obere Leitschicht vorgesehen. Diese Schichten sind durch eine Halbleiterschicht voneinander getrennt, welche dotiert ist, so daß sie keine Träger positiver Ladung, d. h. Löcher, leitet, sondern die Träger negativer Ladung (Elektronen) um so besser leitet. Eine weitere Halbleiterschicht ist zwischen dem leitfähigen Ladungskollektorelement und der photoleitfähigen Schicht vorgesehen. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die Bildaufnahmeplatte der vorliegenden Erfindung ist durch Anspruch 1 definiert.
- Die vorliegende Erfindung sieht eine Bildaufnahmeplatte vor, die eine Substratschicht aus dielektrischem Material mit einer Ober- und einer Unterseite aufweist. Nahe der Oberseite der Substratschicht sind mehrere Sensoren in einer Matrix aus Reihen und Spalten angeordnet. Die Sensoren weisen jeweils eine Schaltvorrichtung und ein Sensorelement auf. Ein Teil des Sensorelements bedeckt die Schaltvorrichtung flächenmäßig so, daß er im wesentlichen deckungsgleich damit ist. Vorzugsweise erstreckt sich das Sensorelement auch über wenigstens einen Teil des horizontalen Zwischenraums und/oder des vertikalen Zwischenraums, der die Sensorreihen bzw. Sensorspalten voneinander trennt.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische geschnittene Ansicht einer Bildaufnahmeplatte gemäß der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine schematische Draufsicht der in1 gezeigten Bildaufnahmeplatte. -
3 ist eine andere schematische Draufsicht der die vorliegende Erfindung darstellenden, in1 gezeigten Bildaufnahmeplatte. -
4 ist eine schematische geschnittene Teilansicht der die vorliegende Erfindung darstellenden Bildaufnahmeplatte. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
-
1 zeigt eine Bildaufnahmeplatte16 mit einer Substratschicht12 mit einer Oberseite2 und einer Unterseite7 . Die Stärke des dielektrischen Materials der Substratschicht12 reicht aus, um die Handhabung der Platte16 zu ermöglichen. - Über der Substratschicht
12 sind mehrere Sensoren17 (d. h.17a ,17b ,17c , ...17n ) angeordnet, die hier als Sensoren17n bezeichnet werden, die in einer zweidimensionalen Matrix aus Reihen und Spalten in der Nähe der Oberseite2 der Substratschicht12 angeordnet sind. Die Sensorreihen17n sind jeweils durch einen horizontalen Zwischenraum41 und die Sensorspalten17n jeweils durch einen vertikalen Zwischenraum43 (in3 gezeigt) voneinander getrennt. Jeder Sensor17n weist mindestens eine einer ersten Vielzahl diskreter winziger leitfähiger Elektroden18 (d. h.18a ,18b ,18c , ...18n ) auf, die hier als Mikroplatten18n bezeichnet werden. Vorzugsweise bestehen die Mikroplatten18n aus Aluminium. In der Regel, allerdings nicht zwangsläufig, werden sie unter Verwendung von auf dem Gebiet bekannten thermischen Aufbring- oder Sputtertechniken auf der Substratschicht12 aufgebracht und können aus einem sehr dünnen Film aus Metall, wie beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, Chrom, Indium-Zinnoxid, Titan, Platin oder dergleichen bestehen. Über dieser ersten Vielzahl von Mikroplatten18n ist ein kapazitives dielektrisches Material19 aufgetragen, das vorzugsweise aus Siliziumdioxid besteht; es können auch andere Materialien, wie Siliziumnitrid, verwendet werden. Auf der Substratschicht12 sind auch mehrere Schaltvorrichtung5 , vorzugsweise Transistoren, mit zwei Elektroden23 und14 und einem Gate21 aufgebracht. Jede Schaltvorrichtung5 ist von einer Passivierungsschicht98 bedeckt. -
1 zeigt ferner eine zweite Vielzahl von Mikroplatten4 (d. h.4a ,4b ,4c , ...4n ), die hier als Mikroplatten4n bezeichnet werden, wobei jede Mikroplatte4n auch Teil jedes Sensors17n ist. In der Regel sind die Mikroplatten4n unter Verwendung von thermischen Vakuumaufbring- oder Sputtertechniken über der Substratschicht12 aufgebracht und können aus einem sehr dünnen Film aus Metall, wie beispielsweise Gold, Silber, Kupfer, Chrom, Titan, Platin oder dergleichen bestehen. Vorzugsweise bestehen die Mikroplatten4n aus Aluminium oder Indium-Zinnoxid. - Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einer Vielzahl diskreter leichtfähiger Kollektorelemente
3 (d. h.,3a ,3b ,3c , ...3n ), die hier als leitfähige Kollektorelemente3n bezeichnet und mit den Mikroplatten4n verbunden sind. Die leitfähigen Kollektorelemente3n sind jeweils über den Schaltvorrichtungen5 und der Passivierungsschicht98 aufgebracht. Das Vorhandensein des leitfähigen Kollektorelements3n über der Schaltvorrichtung5 dient als wichtige Funktion des Leitens elektrischer Ladungen, die in dem Sensor17n entstehen können, indem die Bildaufnahmeplatte16 wiederholt einfallender Strahlung ausgesetzt wird, weg von der darunterliegenden Schaltvorrichtung5 . Das elektrische Feld von diesen ungewollten elektrischen Ladungen kann die Schalteigenschaften der Schaltvorrichtung5 negativ beeinflussen. Da die leitfähigen Kollektorelemente3n mit den Mikroplatten4n verbunden sind, werden die über den Schaltvorrichtungen5 angesammelten Ladungen von der Platte16 während eines Ausleseschritts entfernt und stehen zur Erzeugung eines schädlichen elektrischen Felds nicht zur Verfügung. -
2 zeigt wenigstens eine Schaltvorrichtung5 , die mit jeder Mikroplatte4n verbunden ist. Das Gate21 jeder Schaltvorrichtung5 ist mit einer Xn-Leitung11 und ihre Source oder ihr Drain mit einer Yn-Leitung13 verbunden. Aus den Mikroplatten4n und18n und dem kapazitiven dielektrischen Material19 ist ein Ladungsspeicherkondensator6 gebildet. Jede Mikroplatte4n ist auch mit der Elektrode14 der Schaltvorrichtung5 gebildet. Jede Mikroplatte18n ist unter Verwendung einer nicht gezeigten Leitung mit elektrischer Masse verbunden. Jede Schaltvorrichtung5 dient als bidirektionaler Schalter, der den Stromfluß zwischen den Yn-Leseleitungen13 und dem Ladungsspeicherkondensator6 in Abhängigkeit davon erlaubt, ob durch die Xn-Adreßleitungen11 eine Vorspannung an ihr Gate21 angelegt wird. Die Schaltvorrichtung5 ist vorzugsweise ein Dünnfilmfeldeffekttransistor (FET) mit einer Schicht15 aus hydriertem amorphem Silizium15 , einer Isolierschicht99 , einem leitfähigen Gate21 und den beiden leitfähigen Elektroden, wobei eine Elektrode23 mit den Yn-Leseleitungen13 und die andere Elektrode14 mit den Mikroplatten4n verbunden ist, wie in1 gezeigt. Die Transistoren könnten auch jeweils kristallines Silizium, polykristallines Silizium oder Kadmiumselenid verwenden. Die Transistoren sind auch jeweils von einer Passivierungsschicht98 bedeckt, deren Dicke vorzugsweise größer als die Dicke des dielektrischen Materials19 ist. Die Technologie zur Schaffung der Transistoren und Ladungsspeicherkondensatoren6 ist auf dem Gebiet bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Siehe hierzu beispielsweise "Modular Series on Solid State Devices", Band 5 der "Introduction to Microelectronics Fabrication" von R. C. Jaeger, veröffentlicht von Addison-Wesley im Jahre 1988. - Einrichtungen zum einzelnen elektronischen Zugreifen auf jede Schaltvorrichtung
5 sind in der Nähe der Oberseite2 der Substratschicht12 angeordnet. Vorzugsweise sind leitfähige Elektroden oder X1-, X2-, ... Xn-Adreßleitungen11 und leitfähige Elektroden oder Y1-, Y2-, ... Yn-Leseleitungen13 in horizontalen Zwischenräumen41 und vertikalen Zwischenräumen43 zwischen den Sensoren17n ausgelegt. Die Xn-Adreßleitungen11 sind über Anschlüsse oder Verbinder, die nicht speziell in den Zeichnungen dargestellt sind, einzeln entlang der Seiten oder Ränder der Platte16 zugänglich. Die Xn-Leitungen11 und Yn-Leitungen13 können aus derselben Aluminiumschicht gebildet sein, die zur Herstellung der Mikroplatten4n verwendet wird. Die Yn-Leitungen13 können nach Plazieren einer nicht gezeigten Isolierschicht über den Xn-Leitungen11 erzeugt werden, da die Xn-Leitungen11 und die Yn-Leitungen13 einander nicht elektrisch kontaktieren sollten. - Über der Oberseite der leitfähigen Kollektorelemente
3n ist eine Ladung blockierende Schicht10 aufgebracht, die eine solche Dicke aufweist, daß ein Auslecken von Ladung verhindert wird. Vorzugsweise wird die Ladung blockierende Schicht10 von einer auf den leitfähigen Kollektorelementen3n ausgebildeten Aluminiumoxidschicht gestellt, obwohl auch andere blockierende Grenzschichten, wie beispielsweise Indium-Zinnoxid, verwendet werden können. - Auf die Ladung blockierende Schicht
10 , die Adreß- und Leseleitungen11 und13 und die horizontalen Zwischenräume41 und die vertikalen Zwischenräume43 ist eine photoleitfähige Schicht8 aufgebracht, wodurch eine Röntgenstrahlabsorptionsschichterzeugt wird. Die Kombination aus den Schichten3n ,10 und8 verhält sich wie eine Sperrdiode, wobei sie einen Typus von Ladungsfluß in einer Richtung verhindert. Vorzugsweise zeigt die photoleitfähige Schicht8 einen sehr hohen spezifischen Dunkelwiderstand und kann amorphes Selen, Bleioxid, Thalliumbromid, Kadmiumtellurid, Kadmiumsulfid, Quecksilberjodid oder ein anderes derartiges Material, einschließlich organischer Materialien wie photoleitfähige Polymere, denen vorzugsweise photoleitfähige röntgenstrahlabsorbierende Verbindungen zugesetzt sind, aufweisen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die photoleitfähige Schicht8 etwa 300 bis 500 Mikrometer Selen auf, wodurch eine hohe Effizienz bei der Strahlungserfassung gegeben ist, und die Ladung blockierende Schicht10 weist eine Stärke von über 100 Ångström auf. Im Kontext der vorliegenden Erfindung bedeutet Photoleitfähigkeit, daß, wenn das photoleitfähige Material Röntgenstrahlung ausgesetzt ist, sein spezifischer Widerstand geringer ist als wenn dieses Ausgesetztsein nicht gegeben ist. Der verringerte spezifische Widerstand ergibt sich aus den Elektron-Loch-Paaren, die durch die einfallende Strahlung in dem Material erzeugt werden. Vorzugsweise sind die sich über die photoleitfähige Schicht8 bewegenden Ladungen direkt proportional zu der Intensität der einfallenden Strahlung. - Oben auf die Vorderseite der photoleitfähigen Schicht
8 wird eine dielektrische Schicht20 mit einer Dicke von mehr als einem Mikrometer hinzugefügt. Als Schicht20 kann Mylar®-(d. h. Polyethylenterephthalat-)Folie mit einer Dicke von 25 Mikrometer auflaminiert werden oder ein dielektrisches Material wie Pyralen kann als Schicht20 aufgebracht werden. Über der dielektrischen Schicht20 kann eine abschließende Deckschicht9 aus gegenüber Röntgenstrahlung durchlässigem leitfähigem Material ausgebildet sein. -
3 zeigt die in der Nähe der Oberseite2 der Substratschicht12 in einer zweidimensionalen Matrix aus Reihen und Spalten angeordneten Sensoren17n , wobei die Reihen der Sensoren17n jeweils durch einen horizontalen Zwischenraum41 und die Spalten von Sensoren17n jeweils durch einen vertikalen Zwischenraum43 voneinander getrennt sind. Jeder Sensor17n weist eine Schaltvorrichtung5 und einen Ladungsspeicherkondensator6 auf. Zur Erleichterung der Darstellung der vorliegenden Erfindung sind die Mikroplatten4n gestrichelt und die leitfähigen Kollektorelemente3n in durchgezogenen Linien dargestellt. Der übliche Mittenabstand zwischen den Sensoren17n beträgt etwa 100 bis 200 Mikrometer, und die Breite des Spaltes45 bei den horizontalen Zwischenräumen41 und vertikalen Zwischenräumen43 beträgt üblicherweise etwa 25 bis 30 Mikrometer. Die Adreßleitungen11 und die Leseleitungen13 weisen üblicherweise eine Breite von 15 Mikrometer auf. -
3 zeigt ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, wobei das leitfähige Kollektorelement3n so angeordnet ist, daß es sich über die von der Schaltvorrichtung5 besetzten Bereich, wie zuvor beschrieben, hinaus erstreckt, so daß es wenigstens einen Teil des angrenzenden horizontalen Zwischenraums41 und/oder einen Teil des angrenzenden vertikalen Zwischenraums43 abdeckt. Infolge der Positionierung des leitfähigen Kollektorelements3n über der Schaltvorrichtung5 und über wenigstens einem Teil des horizontalen und/oder vertikalen Zwischenraums41 und43 wird auch die physische Bildaufnahmefläche vergrößert, so daß die geometrische Fülldichte erhöht wird. Füllfaktor ist ein Ausdruck, der zur Darstellung des Verhältnisses zwischen der aktiven Fläche in einem Pixel und der Gesamtfläche des Pixels verwendet wird. Bei der vorliegenden Platte16 ist dies der Bruchteil der Fläche in jedem Sensor17n , der zum Sammeln der von den Röntgenstrahlen erzeugten Ladungen wirksam ist. -
4 zeigt den unerwarteten Vorteil der Positionierung der leitfähigen Kollektorelemente3n über einen Teil der horizontalen Zwischenräume41 und/oder vertikalen Zwischenräume43 , die keine elektronische Struktur, beispielsweise die Adreßleitungen11 und/oder Leseleitungen13 , enthalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nimmt das elektrische Randfeld60 die in4 gezeigte Form an. Ungefähr eine Hälfte der von der auf die photoleitfähige Schicht8 über dem Spalt45 in der Nähe jedes Sensors17n einfallenden Strahlung erzeugten Ladungen wird von den diesen Sensor17n abdeckenden leitfähigen Kollektorelementen3n aufgenommen. Der effektive "Füllfaktor", wie er durch das Verhältnis der effektiven Ladungskollektorfläche zu der Fläche zwischen den Mittellinien des horizontalen Zwischenraums41 und des vertikalen Zwischenraums43 bestimmt wird, wird dadurch über denjenigen, der lediglich von den geometrischen Abmessungen her zu erwarten ist, erhöht, und die sich ergebende Signal-Rausch-Leistung der Sensoren17n wird gleichzeitig in unerwarteter Weise erhöht. Der effektive Füllfaktor nimmt beispielsweise von etwa 50–60% auf etwa 90% für den Fall zu, daß das leitfähige Kollektorelement3n in einem Sensor von 129 Quadratmikrometer so ausgeweitet wird, daß es ein Schaltelement von 30 mal 50 Quadratmikrometer abdeckt, wobei das leitfähige Kollektorelement3n auch um etwa die Hälfte der Breite eines angrenzenden horizontalen Zwischenraums von 10 Mikrometer und eines angrenzenden vertikalen Zwischenraums von 10 Mikrometer, die den Sensor von 129 Quadratmikrometer umgeben, ausgedehnt wird. - Die gesamte Platte
16 kann durch Aufbringen der Sensoren17n , der Ladung blockierenden Schichten10 , der photoleitfähigen Schicht8 , der dielektrischen Schicht20 und der oberen Leitschicht9 auf eine dielektrische Substratschicht12 hergestellt werden. Die Schaltvorrichtungen5 sind in die Zwischenräume zwischen den Mikroplatten18n auf der Substratschicht12 eingebaut. Die Herstellung kann beispielsweise durch plasmagestützte chemische Dampfabscheidung, Vakuumaufdampfung, Laminierung oder Sputtern erfolgen. - Wie in
2 gezeigt, ist jede Yn-Leitung13 mit einem Ladungsverstärkungsdetektor36 , üblicherweise einem Operationsverstärker, verbunden, um die Ladung von den Kondensatoren6 zu messen. Jeder Detektor36 erzeugt einen Spannungsausgang, der proportional zu dieser Ladung und folglich zu der Intensität der auf diesen Sensor17n einfallenden Strahlung ist. Der Ausgang der Detektoren36 kann sequentiell abgetastet werden, um ein Ausgangssignal zu erhalten, und die Technologie zur Ausführung desselben ist auf dem Gebiet wohlbekannt. Ferner ist in1 zusätzlich zu der oben beschriebenen, mit der Platte16 und den Xn-Leitungen11 und Yn-Leitungen13 verbundenen Schaltungsanordnung ein zusätzlicher Anschluß zum Zugriff auf die obere Leitschicht9 und die erste Vielzahl von Mikroplatten18n vorgesehen, um die obere Leitschicht9 und die erste Vielzahl von Mikroplatten18n mit einer (nicht gezeigten) Energiequelle zu verbinden, die imstande ist, die Betriebsspannungen zu liefern. - Während der Bestrahlung durch Röntgenstrahlen trifft die bildweise modulierte Röntgenstrahlung auf die Platte
16 auf. Die Röntgenstrahlen erzeugen überschüssige Elektron-Loch-Paare innerhalb der photoleitfähigen Schicht8 und bei Vorhandensein des durch die Spannungsdifferenz zwischen der oberen Leitschicht9 und den Mikroplatten18n verursachten elektrischen Felds wandern die Löcher zu der Grenzfläche zwischen der photoleitfähigen Schicht8 und den Ladung blockierenden Schichten10 in dem Bereich über den leitfähigen Kollektorelementen3n . Die Menge der in der photoleitfähigen Schicht8 erzeugten Elektron-Loch-Paare hängt von der Intensität der bildweise modulierten Röntgenstrahlung ab, die auf die Bildaufnahmeplatte16 auftrifft. Die Ladung blockierenden Schichten10 und die dielektrische Sperrschicht20 verhindern in Kombination einen Ladungsaufbau auf den Ladungsspeicherkondensatoren6 aufgrund von Kriechstrom. Wenn an die obere Leitschicht9 eine positive Betriebsspannung angelegt wird, verhindert die dielektrische Sperrschicht20 , daß Löcher aus der oberen Leitschicht9 in die photoleitfähige Schicht8 injiziert werden, und die Ladung blockierenden Schichten10 verhindern, daß Elektronen von den Ladungskollektorelementen3n in die photoleitfähige Schicht8 injiziert werden, wodurch verhindert wird, daß jeglicher sich ergebende Kriechstrom über der photoleitfähigen Schicht8 einen zusätzlichen Ladungsaufbau, der nicht auf das Röntgenstrahlbild zurückgeht, auf den Speicherkondensatoren6 verursacht. - Nach einem vorbestimmten Zeitraum wird die Strahlung gestoppt und es treffen keine Röntgenstrahlen mehr auf die Bildaufnahmeplatte
16 auf. Das Anlegen der Betriebsspannung an die obere Leitschicht9 entfällt dann, wodurch ein röntgenografisches Bild in der Platte16 in Form einer bildweise modulierten Ladungsverteilung in den von den Mikroplatten4n und18n und dem dielektrischen Material19 gebildeten Kondensatoren6 aufgenommen wird. Die Schaltvorrichtungen5 werden sequentiell adressiert und leitend gemacht, indem eine entsprechende Triggerspannung an die Xn-Leitungen11 und damit an die Gates21 der Schaltvorrichtungen5 angelegt wird. Dies bewirkt, daß die in den entsprechenden Ladungsspeicherkondensatoren6 gespeicherten Ladungen durch die Yn-Leitungen13 zum Eingang der Ladungsdetektoren36 strömen. Die Ladungsdetektoren36 erzeugen einen Spannungsausgang, der proportional zu der an der jeweiligen Yn-Leitung13 erkannten Ladung ist. Der Ausgang der Ladungsverstärkungsdetektoren36 wird sequentiell abgetastet, um ein elektrisches Signal zu erhalten, das die Ladungsverteilung in den Ladungsspeicherkondensatoren6 repräsentiert, wobei jeder Kondensator ein Pixel des Bildes repräsentiert. Nachdem die Signale von einer Reihe Pixel entlang einer Xn-Leitung11 ausgelesen sind, wird die nächste Xn-Leitung11 adressiert und der Vorgang wiederholt, bis sämtliche Ladungsspeicherkondensatoren6 abgetastet worden sind und das komplette Bild ausgelesen worden ist. - Bei der vorliegenden Erfindung wahrt die von den leitfähigen Kollektorelementen
3n über den Schaltvorrichtungen5 vorgesehene elektronische Abschirmabdeckung die Unversehrtheit der Schalteigenschaften der Schaltvorrichtungen5 . In Abwesenheit der leitfähigen Kollektorelemente3n über den Schaltvorrichtungen5 könnten elektrische Ladungen, die dadurch, daß sie wiederholt der Strahlung ausgesetzt sind, erzeugt werden und sich ansammeln und in der photoleitfähigen Schicht8 an der Grenzfläche zwischen den Ladung blockierenden Schichten10 und der photoleitfähigen Schicht8 eingeschlossen werden, ein ungewolltes elektrisches Feld erzeugen und die Schaltvorrichtungen5 nachteilig beeinflussen, wodurch die Auflösung des sich ergebenden Röntgenbilds verschlechtert wird. Durch das Wegleiten von in der Nähe der Schaltvorrichtungen5 vorhandener elektrischer Ladungen zu den mit den Sourceelektroden14 der Schaltvorrichtungen5 verbundenen Mikroplatten4 wird dieser nachteilige Effekt beseitigt. - Ferner steigert die vorliegende Erfindung des Ausdehnens eines leitfähigen Kollektorelements
3n über die von der Schaltvorrichtung5 besetzte Fläche hinaus derart, daß wenigstens ein Teil des angrenzenden horizontalen Zwischenraums41 und/oder ein Teil des angrenzenden vertikalen Zwischenraums43 abgedeckt ist, den elektrisch wirksamen "Füllfaktor" über den geometrischen "Füllfaktor" hinaus, wie zuvor in3 dargestellt. Die sich ergebende Steigerung bei der Bildaufnahmeeffizienz ist von Vorteil dahingehend, daß ein zu untersuchender Patient reduzierter Strahlung ausgesetzt wird.
Claims (5)
- Bildaufnahmeplatte mit einer Substratschicht (
12 ) aus dielektrischem Material, die eine Ober- und einer Unterseite aufweist, und mehreren strahlungsempfindlichen Sensoren (17n ), die nahe der Oberseite der Substratschicht in einer Matrix aus Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei die Sensoren voneinander durch Zwischenräume (41 ,43 ) beabstandet sind, wobei jeder der Sensoren (17 ) aufweist: eine Schaltvorrichtung (5 ) und ein Sensorelement mit einer ersten Mikroplatte (18n ), die über der Substratschicht (12 ) angeordnet und mit mindestens einer der Schaltvorrichtungen verbunden ist, eine über der ersten Mikroplatte (18n ) angeordnete erste dielektrische Schicht (19 ), eine über der ersten dielektrischen Schicht (19 ) angeordnete und elektrisch mit der Schaltvorrichtung (5 ) verbundene zweite Mikroplatte (4n ), ein leitfähiges Ladungskollektorelement (3n ), das über der zweiten Mikroplatte (4n ) angeordnet und elektrisch mit dieser verbunden ist und sich in die das Sensorelement umgebenden Zwischenräume erstreckt, eine photoleitfähige Schicht (8 ), die über dem leitfähigen Ladungskollektorelement (3n ) angeordnet ist, und eine obere leitfähige Schicht (9 ), die über der photoleitfähigen Schicht (8 ) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination von einer isolierenden dielektrischen Schicht (20 ) zwischen der photoleitfähigen Schicht (8 ) und der oberen leitfähigen Schicht (9 ), und einer elektrisch isolierenden Schicht, die eine Ladung blockierende Grenzschicht (10 ) zwischen dem leitfähigen Ladungskollektorelement (3n ) und der photoleitfähigen Schicht (8 ) bildet, wobei die elektrisch isolierende Schicht aus Aluminiumoxid, Indium-Zinn-Oxid oder dergleichen besteht und das Injizieren von Elektronen in die photoleitfähige Schicht (8 ) aus den Ladungskollektorelementen (3n ) verhindert, wobei das leitfähige Ladungskollektorelement das Schaltelement so bedeckt, daß es im wesentlichen deckungsgleich mit diesem ist. - Bildaufnahmeplatte nach Anspruch 1, bei der die dielektrische Schicht (
20 ) im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat oder Parylen besteht. - Platte nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer nahe der Oberseite der Substratschicht (
12 ) angeordneten Einrichtung zum elektronischen Zugreifen auf jede einzelne der Schaltvorrichtungen (5 ). - Platte nach einem der Ansprüche 1–3, bei der jede Schaltvorrichtung (
5 ) einen Dünnfilm-Feldeffekttransistor (FET) aufweist, dessen Source mit dem Sensorelement verbunden ist und dessen Drain und Gate jeweils mit der Zugriffseinrichtung verbunden sind. - Platte nach einem der Ansprüche 1–4, bei der die photoleitfähige Schicht (
8 ), die dielektrische Sperrschicht (19 ) und die obere leitfähige Schicht (9 ) jeweils als durchgehende Schichten über dem leitfähigen Ladungskollektorelement (3n ) angeordnet sind.
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