KR100514108B1 - 2차원 화상검출기 - Google Patents

2차원 화상검출기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 2차원 화상검출기는, 화상정보를 수반하는 전자파를 전하로 변환하기 위한 광도전막; 광도전막의 전하를 수집하도록 광도전막에 접속된 화소전극이 배열되어 있는 화소배열층; 화소전극에 대하여 화소배열층을 통해 대향하게 위치하며, 수집된 전하를 검출하기 위해 게이트선, 소스선등을 형성하는 배선층; 및 화소배열층과 배선층과의 사이에 개재되는 제 1 및 제 2 절연보호막을 포함하는 액티브매트릭스 기판; 및 광도전막을 통해 화소배열층과 대향하는 위치에 배치되어, 화소전극과의 사이에 전계를 발생시키는 공통전극을 포함하며, 상기 공통전극은, 화소전극이 배열된 화소영역내에 형성되어 있다. 이로써, X-선의 과잉조사 등에 따른 고전압 인가에 의해 화소영역 외측에서의 절연파괴를 방지할 수 있다.

Description

2차원 화상검출기{TWO-DIMENSIONAL IMAGE SENSOR}
본 발명은 전자파(X-선, 가시광, 적외광 등)의 화상을 검출하는 2차원 화상검출기에 관한 것이다.
종래, 전자파의 2차원 화상검출기에는 2차원 매트릭스 형태로 배열된 반도체센서가 제공된다. 각 반도체센서에는 X-선, 가시광 및 다른 종류의 방사선(이하에서는, 이들을 대표하여 X-선에 대해서만 설명함)을 검출하여 전하(전자-정공)를 발생하는 전기스위치가 제공된다. 이 전기스위치는 각 행에서 순차 동작되어, 각 열에서 반도체센서에 의해 발생되는 전하를 측정한다.
이러한 종류의 2차원 화상검출기는, 예컨대 디. 엘. 리 등의 프로젝션 방사선촬영용의 새로운 디지털 검출기, SPIE, 2432, 페이지 237-249, 1995(1995년 5월 발행); 엘. 에스. 제로민등의 X-선 검출기 패널에서의 a-Si 액티브매트릭스 기술의 적용, SID '97 다이제스트, 페이지 91-94, 1997(1997년 5월 발행); 일본국 공개 특허 공보 제 1994-342098호(1994년 12월 13일 발행) 등에 개시되어 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 종래의 2차원 화상검출기의 구성 및 검출 원리에 대해 설명한다. 도 4는 종래의 2차원 화상검출기의 평면도, 및 이 평면도의 A-A 선 단면도이다. 또한, 도 5는 도 4의 2차원 화상검출기의 1화소를 나타낸 단면도이다. 도 4의 단면도는, 도 5에 나타낸 구성을 일부 간략화하여 나타내고 있다.
도 4 및 도 5에 나타낸 2차원 화상검출기는 액티브매트릭스 기판(101)상에 광도전막(102) 및 공통전극(상부공통전극)(103)이 순차 적층된 기본 구조를 갖고 있다.
상기 액티브매트릭스 기판(101)은, 유리기판(104); 상기 유리기판(104)상에 제공된 스위칭소자로서의 TFT(박막 트랜지스터)(105) 및 전하 축적 용량(Cs 용량)(106); 및 상기 부재들을 덮도록 제공된 화소전극(107)을 포함한다. 상기 TFT(l05), 전하축적용량(106) 및 화소전극(107)등에 의해 화소가 형성되어 있고, 이 화소가 X-Y 매트릭스상(2차원 행렬상)으로 배치되어 있다.
TFT(l05)는 게이트전극(108), 게이트절연막(109), a-Si(아모르퍼스 실리콘)층(i-층)(11O), a-Si층(n+층)(111), 소스전극(112), 및 드레인전극(113)에 의해 구성되어 있다. 또한, 전하축적용량(106)은 축적용량전극(Cs 전극)(114), 게이트절연막(109), 축적용량전극(113)(드레인전극(113)으로도 작용함)에 의해 구성되어 있다.
화소전극(107)은 TFT(l05), 전하축적용량(106) 및 이들에 접속된 전극배선과, 절연층(절연보호막)(115) 및 절연층(절연보호막)(116)에 의해 전기적으로 절연되어 있다. 또한, 화소전극(107)과 드레인전극(113)은 절연층(115,116)을 통해 형성된 콘택트홀(117)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 액티브매트릭스 기판(101)의 화소전극(107) 및 절연층(116)을 덮도록 광도전막(102)이 제공된다. 상기 광도전막(102)을 덮도록 공통전극(103)이 제공된다.
광도전막(102)은, X-선이 조사될 때, 내부에 전하(전자-정공)를 발생하게 된다. 상기 광도전막(102)은 검출하는 전자파의 파장에 따라 선택된 반도체재료(a-Se 등)로 제조된다.
상기 공통전극(103)과 축적용량전극(114)은 전압을 인가할 수 있도록 배열되어 있다.
상기 액티브매트릭스 기판(101)에서는, 절연층(115,116)의 하층에, 각 화소의 게이트전극(108), 소스전극(112) 및 축적용량전극(114)에 각각 접속되는 게이트(주사), 소스(신호), 및 Cs(용량)선등의 배선층(120)이 형성되어 있다. 또한, 도 4의 단면도에는 배선층(120)으로서 게이트선을 나타내고 있다.
상기 각 배선은 화소영역(118)(화소전극(107)이 형성되어 있는 영역)외측의 유리기판(104)의 에지에 도달할 때까지 연장되어 있다. 각 배선은, 유리기판(104)의 에지에서 TCP(테이프 캐리어 패키지)등을 통해, 주사제어회로, 신호처리회로 또는 다른 외부 회로(도시 안됨)에 접속되어 있다.
다음, 상기 2차원 화상검출기의 동작 원리에 대해서 설명한다. 공통전극(103)과 축적용량전극(114)에 전압을 인가한 상태로, 광도전막(l02)에 X-선이 조사되면, 광도전막(102) 내부에 전하(전자-정공)가 발생한다. 상기 발생된 전하는 인가 전압의 극성에 따라 각각 정 또는 부전극측으로 이동하여 전하축적용량(106)에 축적된다.
상기 게이트전극(108)으로의 입력신호에 TFT(105)가 반응하여 동작할 때 전하축적용량(106)에 축적된 전하가 소스전극(112)을 통해 방출될 수 있다.
상기한 바와 같이 화소가 X-Y 매트릭스 형태로 배치되어 있기 때문에, 게이트전극(108)에 신호를 순차 공급하고 각 소스선에 대해 소스전극(112)을 통해 방출되는 전하를 검출함으로써, 2차원 화상정보를 발생할 수 있다.
그런데, 광도전막(102)의 전하변환효율은 그 광도전막(102)을 구성하는 재료에 따라 다르지만, 통상, 일정 이상의 전하변환효율을 얻기 위해서는, 광도전막(102)의 두께를 두껍게 해야 한다. 예컨대, a-Se 광도전막(102)은 약 0.5∼1.5mm 정도의 두께로 적층된다. 이 경우, 인가전압은 수 kV의 고전압이 필요하게 된다.
이 조건하에서, 화상검출시에, X-선이 지나치게 조사된 경우 또는 TFT(105)가 장시간 오프 상태로 방치된 경우에는, 전하의 축적에 따라 화소전극(107)에는 최대로 인가전압과 거의 같은 정도의 고전압이 인가된다. 따라서, 상기한 바와 같이 인가전압을 수 kV로 한 경우에는, 화소전극(107)에도 최대로 수 kV의 높은 전압부하가 생긴다.
이 전압부하가 TFT(105) 또는 전하축적용량(106)의 내압을 넘는 경우, 절연파괴에 의한 TFT(l05) 또는 전하축적용량(106)의 파괴가 발생하여, 화상검출기의 동작에 중대한 영향을 미칠 우려가 있다.
이 문제에 대하여, TFT(105) 및 전하축적용량(106)의 파괴를 방지하기 위해 각종 대책이 마련되고 있다. 구체적으로는, 보호용량의 형성(상기 일본국 공개 특허 공보 제 1994-342098호 등에 개시), 별도로 제공된 화소 내에 형성한 보호 회로에 의한 과잉축적전하의 방출(일본국 공개 특허 공보 제 1998-170658호(공개일 : 1998년 6월 26일)등에 개시), TFT 소자의 전압 항복 특성에 의한 과잉축적전하의 방출(브래드 폴리스척등의 디지털 유방 뢴트겐 조영법을 위한 직접 변환 검출기, 메디칼 이메징 피직스 SPIE, 1999, 볼륨 3659, 페이지 417-425(1999년 5월 발행) 등에 개시); 및 더블게이트구조 TFT에 의한 과잉축적전하의 방출(국제공개번호 WO96/34416(공개일 : 1996년 10월 31일) 등에 개시)등의 대책이 제시되어 있다.
상기 대책 중에서, 보호 용량의 형성 이외의 대책은, 기본적으로 화소영역(118)만으로 그 효과가 한정되어 있다. 또한, 보호용량의 형성은, 그 형성범위에 따라, 화소영역(118)외의 영역에 대하여도 효과적이지만, 축적전하의 리세트에 일정한 시간을 요하기 때문에, 동화상의 촬영에는 적당하지 않다.
여기서, 화소영역(118)을 둘러싸는 영역인 주변영역(R)에서의 상기 전압부하의 문제를 생각한다.
X-선 조사에 의해 화상검출이 가능한 영역(화상검출영역)은, 화소영역(118), 광도전막(102)이 형성되어 있는 영역, 및 공통전극(103)이 형성되어 있는 영역이 유리기판(104)의 기판면 법선 방향으로 중첩된 영역으로 한정된다.
따라서, 화소영역(118)을 최대한 이용하여 화상검출영역으로 하는 경우에는, 화소영역(118) 전체를 광도전막(102) 및 공통전극(103)으로 덮을 필요가 있다. 이 때, 위치 정밀도를 고려하여 화상검출영역의 설계시에, 도 4에 나타낸 바와 같이 광도전막(102) 및 공통전극(103)을 화소영역(118)의 외측에까지 연장되도록 설계하는 것이 일반적이다.
또한, 액티브매트릭스 기판(101)상의 화소영역(118)을 둘러싸는 주변영역(R)에서는, 절연층(115,116)의 하층에 주사선, 신호선 및 용량선을 형성하는 배선층(120)이 제공된다.
따라서, 주변영역(R)중에서, 배선층(120)과 광도전막(102) 및 공통전극(103)이 중첩된 영역에서는, 과잉 X-선 조사 등에 따라 광도전막(102)내에서 발생한 전하에 의해, 배선층(120)상의 절연층(115,116)에 고전압이 인가된다. 이로써, 화소영역(118)에서와 유사하게 절연층(115,116)이 절연파괴될 가능성이 생긴다.
그 결과, 배선층(120)의 각 배선과 접속되어 있는 전하축적용량(106)과 TFT(l05), 및 주사제어회로 및 신호처리회로 등도 파괴될 염려가 있다.
또한, 과잉 X-선 조사가 없는 경우라도, 주변영역(R)의 배선층(120)상의 공통전극(103)에 고압의 DC 전압이 인가된 상태가 길게 지속되면, 광도전막(102)에서 발생된 전하가 서서히 절연층(115,116)을 향해 흡인된다. 따라서, 절연층(115,116)상에 전하가 축적되어, 주사선, 신호선 및 용량선의 신호에 악영향을 주게 되는 경우가 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여, 액티브매트릭스 기판상에 제공된 광도전성을 갖는 반도체층 및 다른 층들을 적층한 2차원 화상검출기에서, 화소영역 외측에서 X-선의 과잉 조사 등에 따른 고전압 인가에 의한 절연파괴를 방지하는 것을 목적으로 하고 있다. 이로써, 정지 화상 및 동화상 모두를 검출할 수 있는, 대단히 높은 물리적 신뢰성을 갖는 2차원 화상검출기가 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 2차원 화상검출기는 :
화상정보를 수반하는 전자파를 전하로 변환하기 위한 변환층;
상기 변환층의 전하를 수집하도록 상기 변환층에 접속된 화소전극이 배열되어 있는 화소배열층; 상기 변환층에 대하여 상기 화소배열층을 통해 대향하게 위치하며, 수집한 전하를 검출하기 위한 전극배선을 형성하는 배선층; 및 상기 화소배열층과 배선층과의 사이에 개재되는 절연층을 포함하는 화소기판; 및
상기 변환층을 통해 상기 화소배열층에 대향하게 배치되어, 상기 화소전극과의 사이에서 전계를 발생시키는 상부 전극을 포함하며,
상기 상부전극은 상기 화소전극이 배열된 화소영역 내에 형성되어 있다.
상기 구성에 따르면, 화소전극의 전하를 검출하기 위한 전극배선을 형성하고 있는 배선층, 절연층, 및 화소전극이 배열된 화소배열층이, 이 순서로 배치되어 화소기판이 구성된다. 이 화소기판의 화소배열층 상에, 전자파를 전하로 변환하는 변환층 및 화소전극과의 사이에 전계를 발생시키는 상부전극이, 이 순서로 적층되어 2차원 화상검출기를 구성하고 있다. 또한, 상기 구성에 따르면, 화소전극이 배열되어 있는 화소영역의 범위내에 상부전극이 형성되어 있다.
이 구성에 따르면, 상부전극이 화소영역내에 형성되어 있기 때문에, 화소영역 외측의 변환층상에 상부전극이 존재하지 않게 된다. 따라서, 변환층의 화소영역 외측의 영역에는 전압이 거의 인가되지 않는다. 그 결과, 상부전극과 화소전극 사이에 전계를 발생시키킬 때도, 상부전극으로부터 절연층 아래쪽으로 제공된 전극배선으로 향하는 전계는 거의 발생하지 않게 된다.
이로써, 변환층에서 발생된 전하가 상기 전계의 영향에 의해 전극배선 윗쪽의 절연층상에 축적되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 절연층으로의 전하의 지나친 축적을 방지할 수 있어서, 절연층이 절연 파괴됨을 방지할 수 있게 된다.
또한, 전극배선 윗쪽의 절연층상에 전하가 축적되는 것을 억제할 수 있음으로써, 축적되는 전하에 의한 전극배선의 전위 상승을 억제할 수 있게 된다. 이로써, 전극 배선의 전위 변동을 억제할 수 있음으로써, 전극 배선을 통해 전달되는 신호의 노이즈 성분을 억제할 수 있게 된다.
첨부 도면들을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 본 발명의 다른 목적, 특징, 및 장점을 완전하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 대해서 도 1(a) 내지 도 3(b)를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 실시예에서, 2차원 화상검출기의 일례로서 X-선 2차원 화상검출기에 대해 설명한다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 실시예의 2차원 화상검출기의 기본 구성을 나타내며, 도 1(a)는 평면도 및 그 평면도에서의 B-B선 단면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 단면도에서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 또한, 도 2는 2차원 화상검출기에서의 1화소를 나타낸 단면도이다. 또한, 일부 부재는 도 2a에만 도시되며 도 1(a)의 단면도 및 도 1(b)에서는 생략하여, 도면을 간략하게 나타낸다(특히, 도 1 (a)에서는 화소의 수를 적게 나타내고 있다). 또한, 이하의 설명에서 「영역」이란 2차원 화상검출기를 상부에서 표면측으로, 즉 도 1(a)와 같이 수직방향으로 본 경우에 설정된 범위를 나타내는 것이다.
도 1(a), 도 1(b) 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 2차원 화상검출기는 액티브매트릭스 기판(화소 기판)(1)상에 광도전막(광도전층, 반도체층, 변환층)(2) 및 공통 전극(상부 전극)(3)이 이 순서로 형성되어, 장치로서의 기본 부분이 구성되어 있다.
액티브매트릭스 기판(1)은 지지 기판인 유리 기판(4)과, 유리 기판(4)상에 형성된 다음 각 부재로 구성되어 있다. 유리 기판(4)상에는, 게이트전극(5), 게이트선(주사선, 전극 배선)(20), 축적 용량 전극(Cs 전극)(6), Cs선(용량선, 전극 배선)이 형성되어 있다. 또한, Cs 선은 도면의 간략화를 위해 도시하지 않고 있지만, 게이트전극(5), 게이트선(20) 및 축적 용량 전극(6)과 같은 층으로 이루어지는 것으로, 축적 용량 전극(6)의 연장부로서 연속으로 형성되어 있는 것이다.
이들 전극 및 배선을 덮고 있는, 유리 기판(4)상의 거의 전면에, 게이트 절연막(절연층)(7), 제 1 절연보호막(절연층)(8), 제 2 절연보호막(절연층)(9)이 형성되어 있다. 또한, 게이트절연막(7)과 제 1 절연보호막(8) 사이에는, 소스선(신호선, 전극 배선)(24)이 형성되어 있다.
이하의 명세서 전반에서, Cs선, 게이트선(20) 및 소스선(24)을 정리하여 전극 배선이라 칭한다. 이 전극 배선은 후술하는 화소 전극(10)에 의해 수집된 전하를 검출하기 위한 것이다. Cs 선은 축적 용량 전극(6)에 일정한 전위를 인가하여 전하 축적 용량(13)에 전하를 축적시키기 위한 것이다. 게이트선(20)은 게이트전극(5)에 신호를 보내어, TFT(12)의 스위칭동작을 이용함으로써 축적된 전하의 소스선(24)으로의 방출을 제어하기 위한 것이다. 소스선(24)은 TFT(12)를 통해 방출된 전하를 외부의 검출 회로등으로 전달하기 위한 것이다. 또한, 상기 전극배선이 형성된 층을 배선층이라 한다.
제 2 절연보호막(9)상에는, 복수의 화소전극(하부 전극)(10)이 배열된 화소 배열층이 형성되어 있다. 상기 각 화소전극(10)에 의해 화소가 구성되고, 화소가 배열된 영역 전체에 의해 화소 영역(18)이 구성된다. 또한, 이 화소가 액티브매트릭스 기판(1)상에 X-Y 매트릭스상(2차원 매트릭스 형태)으로 배치되어 있다.
또한, 액티브매트릭스 기판(1)의 유리 기판(4)상의 연관된 각 화소에 대해 스위칭소자인 TFT(박막 트랜지스터)(12) 및 전하 축적 용량(Cs 용량)(13)이 형성되어 있다. 상기 화소전극(10)은 TFT(12) 및 전하 축적 용량(13)의 윗쪽을 덮도록 형성되어 있다. 상기 TFT(12), 전하 축적 용량(13) 및 화소전극(10)등은 상기 연관된 화소들 상에 형성되어 있다.
TFT(12)는 게이트전극(5), 상기 게이트절연막(7), a-Si층(i층)(14), a-Si층(n+층)(15), 소스전극(11) 및 드레인전극(23)으로 형성되어 있다. 또한, 전하 축적 용량(13)은 상기 축적 용량 전극(6), 상기 게이트절연막(7), 및 축적 용량 전극(16)으로 형성되어 있다. 축적 용량 전극(16)은 드레인전극(23)과 동일 층으로 이루어지고, 드레인전극(23)의 연장부로서 연속적으로 형성되어 있다.
화소전극(10)은 TFT(12), 전하 축적 용량(13) 및 이들 부재에 접속된 상기 각 배선으로부터, 그들 사이에 개재된 상기 제 1 및 제 2 절연보호막(8,9)에 의해 전기적으로 절연되어 있다. 화소전극(10)과 드레인전극(23)은 제 1 및 제 2 절연보호막(8,9)에 형성된 콘택트홀(17)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
상기 게이트선(20), 소스선(24) 및 Cs 선은, 각각, 각 화소의 게이트전극(5), 소스전극(11) 및 축적 용량 전극(6)에 접속되어 있다. 도 1(a)의 단면도 및 도 1(b)에는 게이트선(20)이 나타나 있다.
상기 각 배선은 화소영역(18) 외측의 유리 기판(4)의 에지에 도달할 때까지 연장되어 있고, 유리 기판(4)의 에지에서, TAB 등을 통해 주사 제어회로 및 신호 처리 회로 등의 외부 장치(도시 안됨)와 접속되어 있다.
액티브매트릭스 기판(1)의 화소전극(10) 및 제 2 절연보호막(9)을 덮 도록 광도전막(2)이 제공된다. 상기 광도전막(2)을 덮도록 공통전극(3)이 제공된다.
광도전막(2)은 X-선이 조사됨에 의해 내부에 전하(전자-정공)를 발생하는 것이다. 즉, 광도전막(2)은 화상정보를 수반하는 X-선을 전하로 변환하기 위한 것이다. 이 광도전막(2)의 재료로는 검출될 전자파의 파장에 따라 선택된 반도체 재료(a-Se 등)가 주로 사용된다.
상기 광도전막(2)과 화소전극(1O) 사이는 전기적으로 도통하게 되어, 광도전막(2)에 의해 발생한 전하를 화소전극(10)에 의해 수집할 수 있도록 되어 있다.
공통전극(3)과 축적 용량 전극(6)에 전압을 인가할 수 있도록 고압 전원(도시 안됨)이 접속되어 있다. 이 고압 전원에 의해 공통전극(3)과 축적 용량 전극(6)에 전압을 인가함으로써, 전하 축적 용량(13)을 통해 공통 전극(3)과 화소전극(10) 사이에 전계를 발생시킬 수 있다.
다음에, 상기 2차원 화상검출기의 동작 원리에 대해서 설명한다. 공통전극(3)과 축적 용량 전극(6)에 전압을 인가한 상태로, X-선이 광도전막(2)에 조사되면, 광도전막(2) 내부에 전하(전자-정공)가 발생한다. 발생된 전하는 인가전압에 의해 발생하는 전계의 방향에 따라 각각 정 또는 부 전극측으로 이동하여, 전하 축적 용량(13)에 전하가 축적된다.
전하 축적 용량(13)에 축적된 전하는 게이트전극(5)으로의 입력 신호에 응답하여 TFT(12)를 온 상태로 함에 의해, 소스전극(11)을 통해 외부로 방출된다.
상기한 바와 같이 화소가 X-Y 매트릭스 형태로 배치되기 때문에, 게이트전극(5)에 입력되는 신호를 순차 공급하고 각 소스선(24)에 대해 소스전극(11)을 통해 방출된 전하를 검출함에 의해, 2차원 화상정보를 얻는 것이 가능해진다.
다음, 본 실시예의 2차원 화상검출기의 제조 방법 등에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 유리기판(4)상에, 격자상으로 배치되는 게이트선(2O) 및 소스선(24), Cs선, 스위칭소자인 TFT(12), 전하 축적 용량(13) 등이 형성된다.
상기 유리기판(4)으로는, 예컨대 무알칼리 유리기판(예컨대, 코닝사 #7059 및 #1737등)을 이용할 수 있다. 이 유리기판(4)상에, Ta(탄탈), Al(알루미늄) 또는 다른 금속으로 된 금속막을 진공 증착하여 이루어지는 게이트전극(5) 및 축적 용량 전극(6)을 형성한다. 이들은 유리기판(4)상에 상기 금속막을 스퍼터링에 의해 두께 약 3000Å으로 성막한 후, 원하는 형상으로 에칭함에 의해 형성한다.
상기 게이트전극(5) 및 축적 용량 전극(6)을 덮도록, 유리기판(4)의 거의 전면에 SiNx(질화 실리콘), SiOx(산화 실리콘), 또는 다른 재료로 이루어지는 게이트절연막(7)을 CVD법에 의해 두께 약 3500Å로 성막한다. 이 게이트절연막(7)은, 전하 축적 용량(13)에 대한 유전체로서의 기능도 겸하고 있다. 상기 게이트절연막(7)은 SiNx, SiOx등으로 제조되는 것으로 제한되지 않고, 게이트전극(5) 및 축적 용량 전극(6)을 양극산화하여 형성되는 양극산화막을 이러한 종류의 게이트절연막(7)과 병용할 수 있다.
게이트전극(5)의 윗쪽에는, 게이트절연막(7)을 통해, TFT(12)의 채널부로 되는 i층(14)이 제공되고, 이 i층(14)과 소스전극(11) 및 드레인전극(23) 사이에서 콘택트로서 작용하는 n+층(15)이 i층(14)위에 제공된다. 이들 층은, CVD법에 의해 a-Si를, 각각 약 1000Å, 약 400Å의 두께가 되도록 성막하여, 그 a-Si막을 원하는 형상으로 에칭함에 의해 형성될 수 있다.
n+층(15)상에는, 소스전극(11) 및 드레인전극(23)이 축적 용량 전극(16)과 동일층으로 형성된다. 특히, 이들은 상기 게이트전극(5) 및 축적 용량 전극(6)과 같이, Ta, A1 또는 다른 금속등의 금속막을 진공증착하여 두께 약 3000Å의 막을 형성하도록 스퍼터링한 후, 상기 금속막을 원하는 패턴으로 에칭하여 형성된다.
이 방식으로 TFT(12) 및 전하 축적 용량(13)등을 형성한 유리기판(4)의 거의 전면을 덮도록 제 1 절연보호막(8)을 형성한다. 이 제 1 절연보호막(8)은, SiNx 를 CVD법으로 두께 약 3000Å으로 성막한 후, 콘택트홀(17)이 제공되는 드레인전극(23)상에서 소정 부분의 SiNx 막을 제거함에 의해 형성된다.
다음, 제 1 절연보호막(8)상의 거의 전면을 덮도록 제 2 절연보호막(9)을 형성한다. 이 제 2 절연보호막(9)은 감광성을 갖는 아크릴 수지 등을 두께 약 3μm로 성막하고 포토리소그라피 기술에 의해 상기 막을 패터닝하여 콘택트홀(17) 부분으로 될 제 1 절연보호막(8)의 부분에 콘택트홀(17)을 형성함으로써 제조된다.
제 2 절연보호막(9)상에는 ITO(인듐 주석 산화물)를 진공증착법으로 두께 약 2000Å의 막을 형성하도록 스퍼터링한 후 원하는 패턴으로 에칭하여 화소전극(10)을 형성한다. 이 때, 제 1 및 제 2 절연보호막(8,9)을 통해 제공된 콘택트홀(17)에서 화소전극(10)과 드레인전극(23) 사이를 전기적으로 도통시킨다(단락시킨다).
본 실시예에서는, 상기한 바와 같이, 액티브매트릭스 기판(1)으로서 화소전극(10)이 TFT(12) 바로 위에 배치된 소위 루프형(roof) 구조를 채용하고 있지만, 상기 액티브매트릭스 기판(1)은 비루프형 구조를 채용할 수도 있다. 또한, 스위칭소자로서 a-Si를 이용하는 반전 스태거 구조의 TFT(12)를 이용하였지만, 이것으로 제한되지 않고, p-Si(폴리실리콘)를 이용하거나 또는 TFT(12)가 스태거 구조로 될 수도 있다.
이렇게 하여 형성된 액티브매트릭스 기판(1)의 화소영역(18)상에 a-Se로 이루어지는 광도전막(2)을 형성한다. 이 광도전막(2)은 진공증착법에 의해 막두께가 약 0.5∼1.5mm로 되도록 성막하여, 화소영역(18) 전체를 덮도록 형성한다.
상기 광도전막(2)상에 화소영역(18)을 덮도록 Au(금)로 된 막두께 약 2000Å의 공통전극(3)을 진공증착법에 의해 형성한다.
다음, 본 실시예의 2차원 화상검출기에서의 화소영역(18)의 주변부의 구조에 대해서 설명한다. 화소영역(18)은, 상기한 바와 같이, 화소가 배열되어 있는 영역 전체를 나타낸다. 화소영역(18)에 배치된 각 화소중, 화상검출시에 실제로 화상 검출에 기여하는 유효 화소가 배치된 영역을 화상 검출 영역(19)이라 한다. 도 1(a)의 평면도에서는, 화상검출영역(19)을 두꺼운 실선으로 둘러싸고 있다.
상기 광도전막(2)은 전술한 이유로서 액티브매트릭스 기판(1)의 화소영역(18)을 완전히 덮도록 화소영역(18)보다 크게 형성되어 있다. 즉, 그 이유는, 상기한 바와 같이, 광도전막(2)과 액티브매트릭스 기판(1)의 화소영역(18)의 위치 정밀도를 고려하고 있기 때문이다. 또한, 이 구성에 의해, 화소영역(18)이 노출된 상태로 되는 것을 방지하여 화소영역(18)을 광도전막(2)에 의해 보호할 수 있다.
또한, 상기 공통전극(3)은 화소영역(18)내에 제공된다. 화상검출영역(19)은 공통전극(3)이 형성되어 있는 영역(이하, 공통전극영역이라 함)내에 제공된다.
화상검출영역(19)을 공통전극 영역내에 설정함에 의해, 화상검출영역(19) 외측의 화소전극(10)을 후술하는 절연 파괴의 방지를 위해 특화시켜, 검출되는 화상의 품위가 열화됨을 방지할 수 있다. 또한, 소정의 화상검출영역(19)의 사이즈에 따라 화소영역(18)의 사이즈를 조정할 수 있다.
여기서는, 화소전극(10)을 일변이 130μm인 정방형으로 하고, 화소 피치를 150μm로 하고 있다. 또한, 화소영역(18)을 한 변이 약 432.1mm인 정방형으로, 공통전극(3)을 한 변이 약 430.6mm인 정방형으로, 화상검출영역(19)을 한 변이 약 430mm인 정방형으로 하고 있다.
더 구체적으로, 공통전극(3) 및 화소영역(18)을 유리기판(4)의 표면에 수직한 방향으로 적층시켜서, 공통전극(3)의 각 변의 외측에 각각 5열의 화소가 위치하도록 배치한다. 즉, 공통전극(3)의 각 변의 외측에 수직 방향으로 5개의 화소가 나란히 있도록 배치한다. 따라서, 공통전극(3)은 화소영역(18)에 대하여, 그의 각 변이 5화소와 동등의 간격만큼 화소 영역의 연관된 변으로부터 떨어져 있도록 배치된다.
공통전극(3)의 외주 부근을 상기한 바와 같이 구성함에 의해, 본 2차원 화상검출기는 이하의 효과를 얻을 수 있다. 이하의 설명에서, "중첩" 이란 유리기판(4)의 표면에 수직한 방향으로 볼 때 서로 겹쳐 있는 상태를 나타내는 것이다.
화소영역(18)(화상검출영역(19)도 포함함)의 부분이 공통전극(3)과 중첩되는 영역에 대해 설명한다. 이 영역에서는, X-선 조사량에 따라 광도전막(2)내에 전하가 발생한다. 이 전하는 화소전극(10)에 의해 전송되어 전하 축적 용량(13)에 축적된다. 축적된 전하는 각 프레임에 대한 화상 데이터가 독출될 때 방출된다. 화상검출영역(19)의 외측에 있는 화소, 즉 화상검출시에 화상 검출에 기여하지 않는 비유효 화소에서는, 화상 데이터의 독출은 단지 축적전하 용량(13)을 방출하는 것만으로 간단하게 행하여진다.
따라서, 통상의 화상검출동작에서는, 이 영역에 전하가 지나치게 축적되어 전하 축적 용량(13)에 고전압이 인가되는 경우는 일어나기 어렵다. 따라서, 이 경우에 전하축적용량(13)에서 절연 파괴가 발생할 가능성이 적다.
또한, X-선이 지나치게 조사됨에 의해 화소영역(18)에 과도한 양의 전하가 축적되어, 전하 축적 용량(13)에 고전압이 인가되는 문제를 해결하기 위해서는, 과잉 축적 전하의 방출을 위한 기구를 제공하면 된다. 과잉 축적 전하의 방출 기구로는, 예컨대 보호 회로에 의한 것, TFT(12)의 전압항복 특성에 의한 것, 더블 게이트 구조의 TFT를 이용하는 것 중에서 적절게 선택하면 된다. 상기한 기구를 포함함으로써, 전하축적용량(13)의 절연파괴를 방지할 수 있게 된다.
한편, 화소영역(18)중 일부가 공통전극(3)과 중첩되지 않는 영역에 대해서 설명한다. 이 영역에서는, 구조적으로 공통전극(3)에서의 전압 인가가 거의 없기 때문에, X-선의 조사에 의해 광도전막(2)내에 발생한 전하가 화소전극(10)을 통해 전하축적용량(13)에 축적되는 비율은 적다. 그러나, 공통전극(3)의 에지에서 비스듬한 방향으로 발생하는 전계에 의해 공통전극(3)과 중첩되지 않는 광도전막(2)의 부분에서도 전계가 발생할 수 있다.
이 문제에 대하여 본 2차원 화상검출기에서는, 상기한 바와 같이, 공통전극(3)의 각 변의 외측에 배치된 5개의 라인의 화소들로 구성되어 공통전극(3)과 중복되지 않은 화소의 영역(이하, 버퍼영역(25)이라 함)을 설정하고 있다. 따라서, 상기 액티브매트릭스 기판(1)은 광도전막(2)에서 발생되어 비스듬한 방향의 전계의 영향에 의해 버퍼영역(25)으로 이동되는 거의 대부분의 전하를 버퍼 영역(25)에 축적할 수 있다. 상기 버퍼영역(25)에 화소가 형성되어 있기 때문에, 전하는 전하축적용량(13)에 축적되어 상기한 경우와 같이 각 프레임에 대한 화상데이터가 독출될 때 방출되어 폐기될 수 있다. 따라서, 과잉 전하 축적에 의해 상기 영역에서 절연 파괴가 발생할 가능성도 작다.
또한, 이 효과는 X-선이 지나치게 조사된 경우에도 물론 유효하지만, X-선이 조사되지 않은 경우에도, 광도전막(2)을 통해 흐르는 암전류에 의해 축적된 전하로 인한 전위 상승을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 특히 신호의 독출시의 소스선(24)의 전위 변동을 효과적으로 억제할 수 있어서, 신호의 노이즈 성분을 억제할 수도 있다.
이와 같이, 버퍼영역(25)의 화소전극(10)은 그 아래쪽으로 형성되어 있는 절연층 및 배선층을 전하로부터 차폐하는 실드전극으로서의 기능을 갖고 있다. 따라서, 버퍼영역(25)의 화소전극(10)을 실드전극으로 구별한 경우, 화상 검출 영역(19)에서 발견되는 다른 화소전극(10)은 화상정보를 검출하기 위해 주로 사용된다.
화소영역(18) 외측의 영역, 즉 화소전극(10)이 존재하지 않는 영역에대해서 설명한다. 이 영역에서는, 공통전극(3)이 존재하지 않기 때문에, 구조적으로 공통전극(3)으로부터 광도전막(2)으로의 전압 인가가 거의 없다. 또한, 이 영역은 상기 버퍼영역(25)에 의해 공통전극(3)으로부터의 거리가 멀기 때문에, 공통전극(3)의 에지에서 비스듬한 방향으로 발생하는 전계에 의한 영향도 거의 없다.
따라서, 상기 영역에서는, 제 1 및 제 2 절연보호막(8,9)의 아래쪽에 게이트선(20), 소스선(24) 및 Cs선 등의 배선이 형성되어 있지만, 상기한 바와 같이 공통전극(3)에서 발생한 전계의 영향이 거의 없기 때문에, 제 2 절연보호막(9)상에 전하가 거의 축적되지 않는다. 따라서, 전하의 과잉 축적에 의한 고전압 인가에 의해 절연 파괴가 발생할 가능성이 작다.
여기서는, 버퍼영역(25)을 5개의 화소로 설정하였지만, 이것으로 제한되지 않고 공통전극(3)이 화소영역(18)내에 제공되는 것만이 필요할 뿐이다. 또한, 공통전극(3)이 화소영역(18)내의 가장 바깥쪽에 배열된 화소전극(10)에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 버퍼영역(25)의 화소전극(10)이 공통전극(3)과 대향하지 않기 때문에, 공통전극(3)과 대향하는 화소전극(10)보다 전하의 축적량이 적어진다. 따라서, 상기 비스듬한 방향의 전계로 인한 전하의 축적을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
다음에, 본 실시예의 변형예에 대해서 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하여 설명한다. 도 3(a) 및 도 3(b)는 상기 변형예의 2차원 화상검출기의 기본 구성을 나타내며, 도 3(a)는 평면도, 및 이 평면도에서의 C-C선 단면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 단면도에서 원으로 둘러싼 부분의 확대도이다. 도 3(a) 및 도 3(b)는, 각각 상기 2차원 화상검출기를 나타낸 도 1(a) 및 도 1(b)에 대응하는 도면이다. 따라서, 도 3(a) 및 도 3(b)에서는, 도 1(a) 및 도 1(b)에서 설명한 구성 요소와 동등의 기능 및 작용을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일의 부호로 나타내며, 그에 대한 설명을 생략한다.
상기 변형예의 2차원 화상검출기는 상기한 2차원 화상검출기의 구성과 동일하지만, 다른 점은 X-선 실드 부재(차폐 부재)(21) 및 절연막(22)이 추가된 점이다.
상기 절연막(22)은 실리콘 수지등으로 이루어져 있고, 광도전막(2) 및 공통전극(3)을 덮도록 형성되어 있다. 광도전막(2)과 중첩되는 절연막(22)의 영역을 덮도록 공통전극(3)과 중복되지 않는 상기 절연막(22)상의 부분에 Pb(납)등으로 된 X-선 실드부재(21)가 제공된다. 즉, X-선 실드부재(21)는 절연막(22)에 의해 광도전막(2) 및 공통전극(3)으로부터 절연되어 있다.
이 구조에서는, 광도전막(2)의 공통전극(3)과 중첩되지 않는 부분을 X-선 실드부재(21)가 덮고 있기 때문에, 광도전막(2)에 의한 상기 부분에서의 전하의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 본 2차원 화상검출기에서는, 화소영역(18)의 외측의 영역에, 공통전극(3)으로부터의 전압 인가가 작고, X-선 조사에 의한 전하의 발생량을 작게 할 수 있기 때문에, 버퍼 영역(25)의 효과에 더하여, 액티브매트릭스 기판(1)상의 제 2 절연보호막(9)에서의 전하의 과잉 축적에 의한 절연 파괴를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
상기 X-선 실드부재(21)는 광도전막(2)의 적어도 일부와 중첩되도록 화소영역(18) 외측에 배치되어 X-선이 입사하는 광도전막(2) 측상에 위치하는 경우 화소영역(18)의 외측에서 상기 효과를 발생시킨다. 광도전막(2) 전체와 중첩되도록 X-선 실드 부재(21)가 화소영역(18) 외측에 배치되면 특히 바람직하다.
X-선 실드 부재(21)는 상기 Pb 외에, Ta, W 또는 Ba를 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 이들 재료들중 하나로 X-선 실드부재(21)를 형성함으로써 X-선 등의 방사선의 차폐 효과를 향상시킬 수 있다.
이제 본 2차원 화상검출기의 특징을 도 1(a) 내지 도 3(b)를 참조하여 설명한다.
본 2차원 화상검출기는 :
지지기판(유리기판(4))상에 격자상으로 배열된 전극 배선(게이트선(20), 소스선(24) 및 Cs선);
각 격자점에 제공된 스위칭소자(TFT(12));
상기 스위칭소자를 통해 상기 전극배선에 접속된 전하 축적 용량(13); 및
각 격자점에 제공되어 전하축적용량(13)에 접속된 화소전극(10)으로 이루어지는 화소배열층을 포함하는 액티브 매트릭스 기판(1)을 갖고 있다.
또한, 본 2차원 화상검출기는 상기 화소배열층 표면에 형성된 광도전성을 갖는 반도체층(광도전막(2)) 및 상기 반도체층 표면에 형성된 전극층(공통전극(3))을 갖고 있다. 상기 전극층은, 상기 화소배열층이 형성된 영역(화소영역(18))내에, 상기 화소배열층과 중첩되어 제공된다.
이 구성에 의해, 화소전극(10)이 존재하지 않는 영역 윗쪽에 형성된 반도체층에는 전압이 거의 인가되지 않는다. 따라서, 전극배선의 윗쪽에 형성되어 있는 절연층상에 축적되는 전하량이 감소되어, 전하의 과잉 축적에의한 절연 파괴를 방지할 수 있다.
상기 전극층은 상기 화소배열층의 적어도 1개의 라인의 화소들에 의해 둘러싸인 영역에 제공됨이 바람직하다.
상기 화소배열층의 상기 전극층과 중첩된 부분에, 화상 정보를 검출하는 화상검출영역(19)이 설정되는 것이 바람직하다.
적어도 상기 화소배열층과 중복되지 않는 상기 반도체층의 부분상에, 방사선 실드 부재(방사선 차폐 마스크, X-선 차폐부재(21))가 제공되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 방사선 실드 부재는 Pb, Ta, W 및 Ba 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 화상정보를 수반하는 X-선을 검출하기 위한 2차원 X-선 화상검출기에 대해서 설명하였지만, 이와 다르게, 가시광 및 적외광등의 다른 파장의 전자파를 화상정보를 얻도록 이용할 수 있다. 검출하고자 하는 전자파의 조사에 의해, 전하를 발생할 수 있는 재료를 적절하게 선택하여 광도전막(2)을 제조해야 한다.
이상과 같이, 본 발명의 2차원 화상검출기는,
화상정보를 수반하는 전자파를 전하로 변환하기 위한 변환층;
상기 변환층의 전하를 수집하도록 상기 변환층에 접속된 화소전극이 배열되어 있는 화소배열층; 상기 변환층에 대하여 상기 화소배열층을 통해 대향하고 있으며, 수집한 전하를 검출하기 위한 전극배선을 제공하는 배선층; 및 상기 화소배열층과 배선층 사이에 개재되는 절연층을 포함하는 화소기판; 및
상기 변환층을 통해 상기 화소배열층과 대향하는 위치에 배치되며, 상기 화소전극과의 사이에서 전계를 발생시키는 상부전극을 포함하며,
상기 상부전극은 상기 화소전극이 배열된 화소영역내에 형성되어 있다.
본 발명의 2차원 화상검출기는, 상기한 2차원 화상검출기의 모든 특징들을 포함하며, 또한,
상기 상부전극이 상기 화소영역의 최외측에 배열된 화소전극에 의해 둘러싸인 영역에 형성되어 있다.
상기 구성에 따르면, 상부전극은, 화소영역의 적어도 1 라인의 화소들에 의해 둘러싸인 영역에 제공된다. 즉, 화소영역에 있어서, 어떤 화소전극은 상기 중첩된 상부전극의 하방에 제공되는 반면, 다른 전극들은 그렇지 않으며, 상기 후자 그룹의 화소전극들은 전자 그룹의 화소전극들을 둘러싸도록 배치된다.
상부전극의 일부가 절연층의 하방에 제공된 전극배선과 대향하지 않는 경우에도, 상부전극의 에지에서 전극배선을 향하여 비스듬한 방향으로 전계가 발생할 수 있다. 이 전계의 영향에 의해, 상부전극과 직접 대향하지 않는 절연층상의 영역이라도, 중첩되는 상부전극과 직접 대향하는 영역 근방이면, 전하가 축적될 수 있다.
상기 구성에서는, 이 문제를 화소영역의 에지에 하나 이상의 화소전극을 "버퍼영역"으로서 제공함에 의해 해결한다. 상기 버퍼영역은 상기 비스듬한 방향의 전계의 영향에 의해 전하가 절연층상에 축적됨을 억제할 수 있다.
상기 버퍼영역에서의 화소전극은 상부전극과 대향하지 않기 때문에, 상부전극과 대향하고 있는 화소전극보다 전하의 축적량이 적어진다. 따라서, 버퍼영역에서의 화소전극은 전하를 축적하기 쉽게 되고, 상기 비스듬한 방향의 전계의 영향에 의한 절연층으로의 전하의 축적을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 버퍼영역은 화소전극으로 이루어져 있기 때문에, 화상을 검출하기 위한 전하의 독출시에, 축적된 전하를 정기적으로 방출하여 폐기할 수 있다. 이로써, 상기 비스듬한 방향의 전계의 영향에 의한 절연층으로의 전하의 축적을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
이 결과, 절연층으로의 전하의 축적을 방지함에 따라 절연파괴의 억제효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 화소영역의 외측 영역으로의 전하의 축적, 및 그에 따른 절연파괴도 억제할 수 있다.
본 발명의 2차원 화상검출기는, 상기한 2차원 화상검출기의 특징을 모두 포함하며, 또한 화상정보를 수반하는 전자파를, 상기 변환층을 통해 상부전극과 대향하는 위치에 배치된 화소영역의 일부분에서 검출하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상부전극과 대향하는 화소영역의 일부가 화상정보를 검출하는 영역, 즉 화상검출영역으로 설정된다.
이 구성에서는, 상부전극과 대향하는 화소전극이 화상정보를 검출하도록 이용되고, 그 이외의 화소전극은 상기한 절연파괴의 방지를 위한 목적으로 특화시킬 수 있다. 이로써, 검출하는 화상의 품위가 열화됨을 방지할 수 있다.
본 발명의 2차원 화상검출기는 상기 2차원 화상검출기의 특징을 모두 포함하며, 또한 상기 변환층의 적어도 일부분과 중첩되도록 상기 화상정보를 수반하는 전자파가 입사하는 변환층의 측면상의, 상기 화소영역 외측에 배치되어, 상기 전자파를 차폐하기 위한 실드부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 따르면, 상부전극이 형성되어 있지 않은 변환층의 일부와 중첩되도록 전자파를 차폐하는 실드 부재가 제공되어 있다.
이 구성에서는, 변환층의 화소영역 외측의 영역에서, 전자파의 조사에 의한 전하의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다. 즉, 이 구성에 따르면, 상기 화소 외측 영역에서, 상기한 전계의 영향을 억제하는 효과는 물론이고, 전하의 발생도 억제할 수 있다. 이로써, 화소영역 외측의 절연층상 으로의 전하의 축적을 더욱 억제할 수 있고, 과잉 전하의 축적에 의한 절연파괴를 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 2차원 화상검출기는 상기 실드 부재를 포함한 2차원 화상검출기의 모든 특징을 포함하며, 또한 상기 화상정보를 수반하는 전자파가 X-선이고, 상기 실드 부재가 Pb, Ta, W 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구성에서는, 실드 부재에 의한 X-선의 차폐효과를 향상시킬 수 있다. 따라서, 절연파괴를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
이상 본 발명이 설명되었지만, 여러 가지 방식으로 변경될 수 있음은 분명하다. 이러한 변화는 본 발명의 정신과 범위에서 벗어난 것으로 간주되지 않으며, 당업자라면 이러한 모든 변화는 첨부된 특허청구의 범위에 포함되는 것임을 명백하게 알 수 있을 것이다.
도 1(a) 및 도 1(b)는 본 발명에 따른 일 실시예의 2차원 화상검출기의 기본 구성을 나타낸 도면으로서, 도 1(a)는 평면도, 및 이 평면도의 B-B 선 단면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 단면도에서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도,
도 2는 도 1(a) 및 도 1(b)의 2차원 화상검출기의 1화소를 나타낸 단면도,
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명에 따른 일 변형예의 2차원 화상검출기의 기본 구성을 나타낸 도면으로서, 도 3(a)는 평면도, 및 이 평면도의 C-C 선 단면도이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 단면도에서 원으로 둘러싸인 부분의 확대도,
도 4는 종래의 2차원 화상검출기의 평면도 및 이 평면도의 A-A선 단면도, 도 5는 도 4의 2차원 화상검출기의 1화소를 나타낸 단면도이다.
삭제

Claims (10)

  1. 전자파에 의한 화상정보를 전하로 변환하기 위한 변환층;
    상기 변환층의 전하를 수집하도록 이 변환층에 접속된 화소 전극이 배열되어 있는 화소배열층, 상기 변환층에 대하여 상기 화소배열층을 통해 위치하고, 수집한 전하를 검출하기 위한 전극배선을 형성하는 배선층, 및 상기 화소배열층과 배선층 사이에 개재되는 절연층을 포함하는 화소기판; 및
    상기 변환층을 통해 상기 화소배열층과 대향하는 위치에 배치되고, 상기 화소전극과의 사이에 전계를 발생시키기 위한 상부전극을 포함하며,
    상기 상부전극이, 상기 화소전극이 배열된 영역인 화소 영역 내에 있어서 최외주에 배열된 화소전극보다 내측에 수렴하도록 형성되어 있고, 상부전극이 형성되어 있는 영역내에 화상검출영역이 형성되어 있는, 2차원 화상검출기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화소영역에 있어서의, 상기 변환층을 통해 상기 상부전극과 대향하는 영역에서, 상기 화상정보를 검출하는 2차원 화상검출기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 화소배열층이,
    상기 변환층을 통해 상기 상부전극과 대향하고, 전하로 변환된 화상정보를 검출하기 위한 화상검출영역; 및
    상기 화상검출영역의 외측에 위치하고 상기 상부전극과 대향하지 않는 버퍼영역을 포함하는 2차원 화상검출기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 변환층에 대하여 상기 화상정보를 수반하는 전자파가 입사하는 측의 위치에, 상기 화소영역 외측의 영역에 있고, 또한, 상기 변환층이 형성되어 있는 영역의 적어도 일부를 덮도록 하여, 상기 전자파를 차폐하기 위한 실드 부재를 더 포함하는 2차원 화상검출기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 화상정보를 수반하는 전자파가 X-선이고,
    상기 실드부재가 Pb, Ta, W 및 Ba로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 2차원 화상검출기.
  7. 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소전극을 갖는 액티브매트릭스 기판;
    상기 액티브매트릭스 기판상에 있어서 상기 복수의 화소전극에 전기적으로 접속됨과 동시에 상기 복수의 화소전극을 덮도록 형성되고, 입사하는 전자파에 의한 화상정보를 전하로 변환하기 위한 변환층; 및
    상기 변환층을 통해 상기 액티브매트릭스 기판과 대향하게 제공되며, 상기 화소전극과의 사이에 전압이 인가되는 상부전극을 포함하고,
    상기 복수의 화소전극이 배치된 화소영역은, 상기 액티브매트릭스 기판에 있어서의 상기 상부전극과 대향하는 영역을 포함하고, 또한 상기 상부전극과 대향하는 영역보다 크고,
    상기 상부전극은, 상기 화소영역내에 있어서 최외주에 배열된 화소전극보다 내측에 수렴하도록 형성되어 있고, 상부전극이 형성되어 있는 영역내에 화상검출영역이 형성되어 있는, 2차원 화상검출기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 화소영역은,
    상기 변환층을 통해 상기 상부전극과 대향하고 있고, 전하로 변환된 화상정보를 검출하기 위한 복수의 화소전극이 배치된 화상검출영역; 및
    상기 화상검출영역의 외측에 위치하고, 상기 상부전극과 대향하지 않는 복수의 화소전극이 배치된 버퍼영역을 포함하는 2차원 화상검출기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 버퍼영역이 상기 화상검출영역을 둘러싸고 있는 2차원 화상검출기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 버퍼영역에 배치된 화소전극은, 상기 변환층으로부터의 전하를 배출할 수 있는 2차원 화상검출기.
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