KR20100044451A - Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 - Google Patents
Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100044451A KR20100044451A KR1020080103591A KR20080103591A KR20100044451A KR 20100044451 A KR20100044451 A KR 20100044451A KR 1020080103591 A KR1020080103591 A KR 1020080103591A KR 20080103591 A KR20080103591 A KR 20080103591A KR 20100044451 A KR20100044451 A KR 20100044451A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- detector
- ray image
- lead
- gas
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 55
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 39
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007472 ZnO—B2O3—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N ZrO Inorganic materials [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/085—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors the device being sensitive to very short wavelength, e.g. X-ray, Gamma-rays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 X-레이 이미지 검출용 디텍터에 관한 것으로서, 본 발명의 구성은 내부에 가스가 충진되는 밀폐공간을 갖는 디텍터 몸체와 상기 디텍터 몸체에 형성되는 전극과 상기 디텍터 몸체의 내부에 형성되어 픽셀을 구현하는 적어도 1 이상의 차단격벽, 그리고 상기 차단격벽으로 구획되어 픽셀을 형성하는 다수의 리드아웃 전극을 구비하며, 상기 리드아웃 전극의 하부에 형성되는 광도전체층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 박막트랜지스터를 이용한 엑스레이 검출기의 구조에서 벗어나, 각 픽셀에 전계가 인가되는 전극층과 정보를 읽기 위한 한 개의 리드아웃 전극을 형성하고, 그 하부에 광도전체층을 각각 형성함으로써, 검출신호량을 극대화시켜, 검출기 내부에 형성되는 전자를 효율적으로 읽을 수 있으며, 신호노이즈를 감소하여 고감도의 이미지를 구현할 수 있도록 한다.
X-레이, 리드아웃 전극, 차단격벽, 유전체, 광도전체(Photoconductor)
Description
본 발명은 픽셀에 전계가 인가되는 전극 층과 정보를 읽기 위한 한 개의 리드아웃 전극을 형성하고, 그 하부에 광도전체층을 각각 형성함으로써, 검출신호량을 극대화시켜, 검출기 내부에 형성되는 전자를 효율적으로 읽을 수 있으며, 신호노이즈를 감소하여 고감도의 이미지를 구현할 수 있는 X-레이 디텍터에 관한 것이다.
현재 의학용, 공학용 등으로 널리 사용되고 있는 X-레이 검사방법은 X-레이 감지필름을 사용하여 촬영하고, 그 결과를 알기 위하여 소정의 필름 인화단계를 거치게 된다. 그러나 이로 인해 일정시간이 흐른 후에 원하는 목적물에 대한 사진을 인지할 수 있다는 점에서 그 이용성에 있어서 시간이 길어지는 문제가 있었으며, 특히 촬영 후에 필름의 보관 및 보존이 어려워 필름 자체가 훼손되는 경우에는 결과물을 확인하기 어려운 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 TFT(Thin Film Transistor)를 이용한 X-레이 이미지 검출용 디텍터가 연구/개발되었다. 상기 TFT를 이용한 디텍 터는 TFT를 스위칭 소자로 사용하고 X-레이의 촬영 즉시 실시간으로 결과를 진단할 수 있는 이점을 구현할 수 있으며, 현재 상용화되고 있는 X-레이 신호 검출 방법은 간접방식과 직접방식으로 나눌 수 있다.
도 1은 종래의 간접방식으로 구현되는 X-레이 이미지 검출용 디텍터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 간접방식은 TFT(110) 상에 포토다이오드(Photodiode, 120))가 형성되고, 상기 포토다이오드(120) 상에 X-레이 신호를 가시광선으로 바꿔주는 신틸레이터(Scintillator, 130)를 도포하여 상기 신틸레이터(130)에 의해 가시광선으로 변환된 X-레이 신호를 포토다이오드(120)를 통해서 전기적 신호로 변환하여 TFT(110)의 커패시터에 저장해 두었다가 TFT(110)의 게이트 전극에 읽기 신호(readout signal)를 가하여 커패시터에 충전되어 있는 X-레이 신호를 읽어 들이는 방식이다.
그러나 종래의 간접방식은 TFT(110) 위에 포토다이오드(120)를 제작하여야 하고, 또 그 위에 신틸레이터(130)를 증착하여야 하므로 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 제작 프로세스가 복잡하므로 공정의 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, X-레이 신호가 신틸레이터에 의해 가시광선으로 변환할 때 효율이 낮아 원 신호가 작아지며, 가시광선이 포토다이오드(120)를 거치면서 손실이 발생하여 마지막 TFT에 의해 검출되는 X-레이 신호가 작아지므로 검출되는 이미지 영상의 질이 떨어지는 문제가 있었다.
도 2는 종래의 직접방식으로 구현되는 X-레이 이미지 검출용 디텍터를 개략 적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 직접방식은 상기 간접방식과 유사하게 TFT를 사용하며, TFT(110) 상에 X-레이에 민감한 포토컨덕터(Photoconductor; a-Se, Csl, PbO, 140)가 형성되어 X-레이 신호를 전기적 신호로 전환하며, X-레이에 의해 발생한 전자를 TFT(110)의 커패시터에 저장한 후 게이트에 읽기 신호를 가하여 커패시터에 충전되어 있는 X-레이 신호를 읽어들이는 방식이다.
그러나 종래의 직접방식은 TFT(110) 상에 증착 및 도포 된 포토컨덕터(140)를 X-레이 신호에 활성화하기 위하여 포토컨덕터(140)에 수천 볼트의 고전압을 인가해야 한다. 따라서, 전력소모가 클 뿐만 아니라, 수천 볼트의 고전압으로 인해 기기의 안정성이 떨어지고, 많은 열이 발생하여 연속사용이 불가능한 문제가 있었다. 또한, 포토컨덕터(140)를 TFT(110) 상에 균일하게 증착 및 도포해야 하므로, 대형 평판 제작이 불가능한 문제가 있었다.
상기와 같이 종래의 TFT를 이용한 디텍터는 제조가 어려운 난점 이외에도, 패널 내부의 픽셀 하나당 한 개의 박막트랜지스터가 필요하므로 대면적이 어렵고 비용이 증가하게 되며, 감도가 낮아지는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 극복하기 위한 구조상의 변경을 통하여 극복하고자 하는 노력이 있었으나, 디지털 장비들 역시 낮은 X-선 변환효율과 이미지 특성(분해능, 휘도)의 저하, 영상의 왜곡현상, 과도한 환자 피폭량, 방사선 피폭에 의한 장비수명의 단축과 같은 많은 기술적 문제들을 내포하고 있어 그 임상적 적용이 미흡하며, 이러한 문제점들을 보완할 수 있는 획기적인 디지털 이미지 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정에서 최근 대체장비로써 디텍터를 PDP를 활용한 방안이 제시되었다. PDP는 복수 개의 전극이 코팅된 두 기판상에 Xe이나 Ne 등의 페닝 가스를 봉입한 후 방전 전압을 가하고, 이 방전전압으로 인하여 발생하는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체를 여기 시켜 소망하는 숫자, 문자 또는 그래픽을 얻는 영상 장치를 말한다.
도 3은 종래의 플라즈마 디스플레이(PDP)를 이용한 X-레이 이미지 검출용 디텍터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 플라즈마 디스플레이(PDP)를 이용한 검출기(200)는 방전 갭을 가지면서 인접하여 대향 배치되는 2개의 기판(210)과 상기 기판상의 대향면측에 형성된 유전층(220)과 상기 기판과 유전층의 사이에 형성된 전극층(230)과 상기 유전층의 사이에 형성되어 기판 내면에 밀폐 셀 구조를 형성시키는 격벽(240)과 상기 격벽과 기판의 내면 일 측 위에 형성되며, 방사선에 의해 자극되어 가시광선을 발생시키는 형광층(250)과 상기 격벽과 기판에 의해 형성되는 밀폐 셀 내부에 충진되어 방사선에 의해 자극되어 전자를 발생시키는 가스층(260)으로 구성된다.
이러한 구성에 있어서, PDP 구조를 이용한 디지털 X-레이 이미지 검출기에서, 인체를 투과한 X-레이가 가스층(260)에 도달하게 되면 가스층(260)은 X-레이 에 의해 전자, 정공 쌍이 발생하게 되는 데 이러한 가스층(260)에 의한 방사선의 전자 방출 효과를 이용하여 PDP 구조를 방사선 디텍터 기판으로 사용하는 것이다. 또한, 가스층(260)과 상호작용을 하지 못한 X-레이 는 가스층(260) 아래에 위치한 형광층(250)과 상호작용하고 그 결과 가시광선이 발생하게 되는데, 이때 발생된 가 시광선을 일함수가 낮은 광음극층(미도시) 전자를 방출시켜 방사선 디텍터 기판으로 사용하는 것이다. 상기 방출된 전자는 상기 기판 위에 위치한 전극에 의해 가속되어 가스층(260) 내의 가스를 이온화시키거나 또는 바로 전극에 도달하게 된다.
가스가 이온화되면서 전자, 정공 쌍이 발생하게 되며 이 전자 역시 전기장에 의해 가속되어 다른 가스를 이온화시키거나 수집 전극으로 끌려가게 된다. 이렇게 수집된 전자들은 리드아웃 장치로 출력된 전기적 신호들은 영상 데이터로 변환되어 영상으로 출력하면 방사선 이미지가 생성되게 된다.
그러나 이러한 PDP를 이용한 검출기는 상부기판에서 엑스레이 흡수율이 매우 높아 감도가 낮으며, 내부 구조중의 필수요소라 할 수 있는 격벽을 세우기가 어렵다. 특히 상기 격벽을 이용하여 가스층의 공간을 마련하여야 하는데 이 경우 격벽이 무너지는 경우가 빈번하여 제조상의 수율이 낮고, 또한 격벽을 미세하게 제조하기도 어렵다는 문제도 발생하였다. 특히 복잡한 설계와 낮은 감도로 인한 품질상의 문제가 있으며, 형광층의 고른 도포가 극히 어려운바, 이로 인한 엑스레이의 감도 역시 현저하게 떨어지는 문제와 가스 충진 공간의 보다 폭넓은 확보가 어려운 문제도 발생하였다.
또한, 상하 좌우 픽셀 간에 경계가 불분명하여 각 픽셀 간에 간섭작용이 발생하여 높은 질의 이미지 영상을 구현하는데 한계가 있는 문제도 발생하였다.
특히 기판을 형성의 재질이 글라스(galss)인바, 가스량을 1 기압 이상으로 주입하기 힘들며, 따라서 상대적으로 X-레이와 반응하는 가스량이 적어 신호량이 약하다는 문제점을 아울러 내포하는바, 동일한 가스압력으로 공급된 가스량에서도 신호량을 극대화할 수 있는 구조가 필요하게 된다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 픽셀에 전계가 인가되는 전극층과 정보를 읽기 위한 한 개의 리드아웃 전극을 형성하고, 그 하부에 광도전체층을 각각 형성함으로써, 검출신호량을 극대화시켜, 검출기 내부에 형성되는 전자를 효율적으로 수집할 수 있으며, 동시에 신호노이즈를 감소하여 고해상도의 이미지를 구현할 수 있는 X-레이 디텍터를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 구조로서, 내부에 가스가 충진되는 밀폐공간을 갖는 디텍터 몸체와 상기 디텍터 몸체에 형성되는 전극; 상기 디텍터 몸체의 내부에 형성되어 픽셀을 구현하는 적어도 1 이상의 차단격벽; 상기 차단격벽으로 구획되어 픽셀을 형성하는 다수의 리드아웃 전극; 상기 리드아웃 전극의 하부에 형성되는 광도전체층; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터를 제공할 수 있도록 한다. 입사되는 X 선이 가스와 충돌하여 발생하는 전자 이외에 광도전체와 충돌하여 발생하는 전자를 부가시킴으로써, 검출신호량의 증대를 구현할 수 있도록 하며, 이로써, 고해상도, 고대조도의 대면적 디지털 방사선 영상을 제공할 수 있도록 한다.
이러한 구조를 구현하기 위해, 상술한 상기 광도전체층은 MgO, HgI2, CdS, CdTe, a-Se 중 선택되는 어느 하나로 형성할 수 있다.
또한, 상술한 구조에서 상기 디텍터 몸체는 상부기판과 하부기판을 포함하며, 상기 전극은 상부기판에 형성시키는 2 전극구조로 형성할 수 있다.
아울러 위 2 전극 구조 이외에, 상기 디텍터 몸체는 상부기판과 하부기판을 포함하며, 상기 전극은 상부기판에 형성되는 제1전극과 하부기판상에 형성되는 제2전극으로 형성되는 3 전극 구조로 형성할 수도 있다.
특히 위 3 전극 구조의 디텍터의 경우에는 상기 제2전극의 상부에는 유전체층을 더 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 픽셀을 구현하는 상기 차단격벽은 상기 리드아웃 전극보다 높게 형성되며, 적어도 일부가 상부기판과 맞닿지 않는 구조로 형성할 수 있으며, 그 재료는 세라믹, 플라스틱, 고분자막 중 선택된 어느 하나의 재료에 의해 형성될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 전극에 인가된 전압에 의해 형성되는 전자 및 정공에 의한 신호량을 리드아웃 전극으로부터 읽어들이는 회로부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 전극 또는 리드아웃 전극은 실버(sliver) 전극일 수 있다.
또한, 상기 충진되는 가스는 순수 페닝가스로서 Xe, Kr, Ar, Ne, He 중 선택된 어느 하나 또는 이들 중 선택되는 2 이상의 가스를 혼합한 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기존의 박막트랜지스터를 이용한 엑스레이 검출기의 구조에서 벗어나, 각 픽셀에 전계가 인가되는 전극층과 정보를 읽기 위한 한 개의 리드아웃 전극을 형성하고, 그 하부에 광도전체층을 각각 형성함으로써, 검출신호량을 극대화시켜, 검출기 내부에 형성되는 전자를 효율적으로 읽을 수 있으며, 신호노이즈를 감소하여 고해상도의 이미지를 구현할 수 있도록 한다.
특히 본 발명에 따른 구조에서는, 밀폐공간으로 형성되는 가스 충진공간을 확보하는 동시에 각 픽셀 즉 리드아웃 전극별로 차단격벽을 통하여 구분하도록 하여, 전자가 이웃하는 픽셀에 영향을 주는 크로스 토크 현상을 막을 수 있도록 하는 효과도 있다.
또한, 상부 및 하부기판에 전극을 형성하는 3상 구조로 형성하는 경우에는 하부 전극을 통한 전계의 인가로 디텍팅의 속도를 향상시키며, 각 전극 간에 유전체층을 형성하여 전극 간 통전을 효율적으로 제거함과 아울러 리드아웃 전극을 보호하는 기능을 구현할 수 있도록 한다.
현재 상용되는 TFT를 이용한 X-레이 이미지 검출용 디텍터와 비교하여 TFT, 포토다이오드, 신틸레이터 및 포토컨덕터를 사용하지 않아 제작 프로세스가 간단하고 대형 평판 제작이 가능한 탁월한 효과가 발생한다.
그리고 다수의 전극 라인으로 미세픽셀 제작을 용이하게 하고, 이를 통한 정보검출의 편의성을 획기적으로 단축시켜 대면적 기판에서도 효율적으로 영상정보를 수집할 수 있는 엑스레이 디텍팅을 검출할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 구성과 작용을 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 X-레이 이미지 검출용 디텍터(이하 "디텍터"라 한다.)의 구성을 나타낸 개념도이다.
본 발명에 따른 디텍터는 디텍터몸체(310,320)와 내부에 가스가 충진되어 가스층(360)을 구비하며, 디텍터 몸체에 형성되는 전극(330a), 그리고 상기 디텍터 몸체의 내부에 형성되어 픽셀을 구현하는 다수의 차단격벽(350)을 구비한다. 아울러 상기 차단격벽으로 구획되어 형성되는 픽셀공간에는 다수의 리드아웃 전극(330b)를 구비하며, 상기 리드아웃 전극의 하부에는 광도전체층(340)이 형성된다.
상술한 디텍터 몸체를 구성은 기본적으로 상부기판(310) 및 하부기판(320)이 일정간격을 두고 이격되며, 상부기판의 아랫면에는 전극(330a)이 형성될 수 있도록 한다. 상기 상부전극은 실버(sliver)전극을 사용함이 바람직하며, 기본적으로는 전면(全面)전극으로 형성함이 바람직하다. 본 발명에서는 기본적으로 상부기판의 하면에 상부전극을 형성하였으나, 이와는 별도의 구조로 기판의 내부 또는 외부에 형성하는 것도 가능하다.
특히, 상기 상부기판(310)과 하부기판(320)은 PDP구조를 형성하는 다양한 소재로 활용이 가능하며, 일례로는 소다 글라스(soda), PD200 등이 이용될 수 있다. 물론 상기 상부기판은 X-레이 투과율이 높은 재료를 사용하여 가능한 얇게 형성(soda glass 2T, 3T)하는 것이 바람직하다. 또한, 하부기판은 일반적으로 상부기 판과 같은 재료를 사용하며, 열팽창 정도가 상부기판과 맞는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 차단격벽(350)은 하부기판상에 형성되며, 기본적으로는 리드아웃 전극(330b) 간에 수직으로 세워지는 구조물로 형성할 수 있다. 상기 차단격벽은 리드아웃 전극을 구획함과 동시에 영상이미지의 기본 단위인 각 픽셀을 형성한다. 각각의 리드아웃 전극의 사이를 구획하여 하나의 픽셀을 형성하는 차단격벽(350)은 하부기판상에 수직으로 형성되며, 다만 상부기판과는 닿지 않도록 형성함이 바람직하다. 이러한 차단격벽(350)은 세라믹, 플라스틱 및 고분자 등의 재료로 형성시킬 수 있으며, X-레이에 안정한 물질을 사용한다.
상술한 차단격벽(350)의 높이는 각 픽셀을 구획하기 위하여 상기 리드아웃전극보다는 높아야 하지만, 차단격벽의 높이가 상부기판과 맞닿는 경우에는 각 픽셀을 완전히 차단하여 가스의 흐름을 차단하고, 장시간 사용을 하는 경우에는 화상의 문제를 야기할 수 있다. 그러므로 차단격벽의 높이는 리드아웃 전극보다는 높게 형성하되, 상부기판과는 맞닿지 않도록 형성함이 바람직하다. 이러한 차단격벽의 형성은 에칭, 스크린 프린팅, 증착방법 등으로 형성될 수 있다. 상기 상부 및 하부기판으로 이격되는 공간을 밀폐하기 위해서는, 패널의 전체적인 외부를 실링(sealing) 하는 지지부(상부기판과 하부기판의 테두리를 봉합밀폐하는 부분)포함하여 구성함이 바람직하다.
상기 차단격벽(350)에 의해 구획되는 단위 공간에는 리드아웃전극(330b)이 형성되며, 리드아웃 전극의 하부에는 광도전체층(340)이 형성된다. 상기 리드아웃 전극 역시 실버전극으로 형성할 수 있다.
상기 광도전체층(340)은 리드아웃 전극의 상부에 형성되는 것도 가능하나, 더욱 바람직하게는 리드아웃전극의 하부에 형성됨이 바람직하다. 이는 리드아웃 전극 위에 광도전체가 형성되면, Gas에 의해 발생되는 전자의 검출(detecting)을 방해하기 때문이다. 이러한 광도전체 층을 형성하는 재료로는 MgO, HgI2, CdS, CdTe, a-Se 중 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다. 이로써, 입사되는 X-레이와 가스층에 의해 발생하는 전자 이외에도, 상기 광도전체 층과 충돌하는 X-레이에 의해 발생하는 전자가 존재하게 되므로, 검출되는 신호량이 증대하여 신호의 효율성을 높일 수 있게 된다.
아울러, 상기의 구조물이 완성된 후에 고온에서 진공 배기를 진행하여 최종적으로 가스층을 주입하여 전체적인 디텍터를 완성하게 된다. 상기 가스층(360)은 순수 페닝가스로서 Xe, Kr, Ar, Ne, He 중 선택된 어느 하나 또는 이들 중 선택되는 2 이상의 가스를 혼합가스를 적용할 수 있다. 즉 혼합가스인 경우에는 일례로, Xe+Ne, Kr+Ne, Ar+Ne, Xe+CO2, Kr+CO2, Ar+CO2, Xe+CH4, Kr+CH4, Ar+CH4 등으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 엑스레이 이미지 검출용 디텍터를 이용한 검출방법을 설명하면, 이를테면 가스층과 광도전체 층에 X-레이가 충돌하고, 이 경우 가스층이 이온화가 진행되고, 광도전체 층에서도 전자가 발생하게 된다. 이온화된 가스층의 정공은 상부전극으로 모이게 되고, 이온화된 전자는 리드아웃 전극으로 수집되게 된다. 이 경우 리드아웃 전극 간에는 차단격벽의 존재로 인해 가스층에서 이온화된 전자 는 직진하여 리드아웃 전극으로 쌓이게 되고, 이 전하 신호를 읽어들여 각 픽셀이 구현되게 된다.
따라서, 차단격벽은 상하 좌우 픽셀의 간섭작용 없이 고화질의 영상을 구현할 수 있게 하며, 나아가 광도전체 층의 존재로 수집되는 전자의 량이 극대화되는 것이다. 이처럼, 본 발명에는 전계 형성으로 인해 가스가 이온화되고, 각 픽셀 부분에 축적된 이온화된 전자 및 정공에 의한 신호량을 리드아웃 전극을 통해 순차적으로 읽어 들이는 회로부(370)을 구비함이 더욱 바람직하다.
도 5를 참조하여 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하기로 한다. 동일한 구성의 부호는 도 4와 동일하다. 따라서 추가되는 구성을 중심으로 실시예를 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 것은 하부기판상에 전극을 하나 더 형성하는 3상 전극 구조로 본 발명에 따른 디텍터를 구현하는 것이다. 즉 상부기판에 형성되는 전극을 제1전극(330a)으로 하고, 하부기판상에 형성되는 전극을 제2전극(330c), 그리고 각 단위 픽셀에 형성되는 리드아웃전극(330b)의 전극 구조를 형성하는 것이다.
구체적으로는 도 4에 제시된 구조의 디텍터에, 부가적으로 하부기판(320)의 윗면에는 제2전극(330c)이 구비하고, 상기 광도전체와 하부전극 사이에는 유전체(380)층을 형성할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극을 형성하는 방법은 첫 번째로 상부기판 및 하부기판에 전극을 전면인쇄하고, 노광, 현상공정을 통해 패턴을 형성할 수도 있고, 또 다른 방법으로 형성된 패턴을 제판을 이용하여 인쇄하여 전극을 형성할 수도 있다. 이렇게 패턴이 형성된 제1 및 제2전극은 상술한 리드아웃 전극 과는 교차하도록 배치할 수 있다. 상기 제1전극과 제2전극은 전계를 인가하며, 리드아웃 전극은 전자를 수집하는 역할을 한다. 제2전극을 추가함으로써, 본 발명의 디텍터는 신호의 노이즈를 감소시키는 효과를 구현할 수 있게 된다.
아울러 상기 유전체층(380)은 리드아웃 전극과 하부전극의 통전을 방지하고, 하부전극을 보호하는 역할을 수행한다. 상부 유전체층은 다양한 두께로 적용하는 것도 가능하지만, 20~100㎛으로 형성할 수 있다. 이러한 유전체층을 형성하는 방법으로는 스크린 인쇄법을 이용할 수 있다.
상기 유전체층을 형성하는 재료는 PbO- SiO2- B2O3- Al2O3계 유리, P2O5-ZnO계, Bi2O3-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계 , BaO-B2O3-Al2O3계 유리 등을 고려할 수 있으며, 특히 바람직하게는 PbO- SiO2- B2O3- Al2O3계 유리를 사용할 수 있으며, 이를 통해 유리안정화 및 내전압특성이 우수하고, 결정화를 방지할 수 있는 장점을 구현할 수 있다. 또한, PbO- SiO2- B2O3- Al2O3계 유리 재료에, 전극 반응성을 억제하기 위한 CuO를 첨가하거나, 또는 소성온도 및 유전율을 조절하기 위해 TiO2 를 더 포함시킬 수 있다. 다만, 유전체층의 소성 온도를 낮추기 위해 유리의 연화점을 저하시키기 위한 성분으로, Na2O, K2O, Li2O 등의 알칼리 금속 산화물을 추가적으로 포함하면 전극 변색 및 알카리 이온의 이동에 의한 통전이 발생 할 수 있으므로 사용하지 않는 것이 바람직하다.또한, 상기 유전체층을 형성하는 유리 소재에 세라믹 필러(예를 들면, filler(TiO2, Al2O3, ZnO, ZrO 등) 를 더 포함하여 형성할 수도 있다.
도 6은 광도전체의 유무에 따른 디텍터의 신호량을 비교한 그래프이다.
도시된 바와 같이, 광도전체가 없는 경우(a)에 비하여, 광도전체가 있는 경우(b)에 방사선 조사시의 신호량이 증가되는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 PDP 타입의 디텍터에서 가스에 의한 전자발생과 광도전체에 의한 전자발생을 부가하게 됨으로써, 신호량을 증대하는 효과를 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1 내지 도 3은 종래의 기술에 따른 X-레이 이미지 티텍터의 구동방식에 대한 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 X-레이 이미지 검출용 디텍터의 구성을 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 X-레이 이미지 검출용 디텍터의 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
Claims (10)
- 내부에 가스가 충진되는 밀폐공간을 갖는 디텍터 몸체와 상기 디텍터 몸체에 형성되는 전극;상기 디텍터 몸체의 내부에 형성되어 픽셀을 구현하는 적어도 1 이상의 차단격벽;상기 차단격벽으로 구획되어 픽셀을 형성하는 다수의 리드아웃 전극; 및상기 리드아웃 전극의 하부에 형성되는 광도전체층;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 1에 있어서,상기 광도전체층은 MgO, HgI2, CdS, CdTe, a-Se 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 1에 있어서,상기 디텍터 몸체는 상부기판과 하부기판을 포함하며, 상기 전극은 상부기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 1에 있어서,상기 디텍터 몸체는 상부기판과 하부기판을 포함하며, 상기 전극은 상부기판에 형성되는 제1전극과 하부기판상에 형성되는 제2전극으로 형성되는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 4에 있어서,상기 제2전극의 상부에는 유전체층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 3 또는 4에 있어서,상기 차단격벽은 상기 리드아웃 전극보다 높게 형성되며, 적어도 일부가 상부기판과 맞닿지 않는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 6에 있어서,상기 차단격벽은 세라믹, 플라스틱, 고분자막 중 선택된 어느 하나의 재료에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 3 또는 4에 있어서,상기 제1전극 및 제2전극에 인가된 전압에 의해 형성되는 전자 및 정공에 의한 신호량을 리드아웃 전극으로부터 읽어들이는 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 3 또는 4에 있어서,상기 전극 또는 리드아웃 전극은 실버(sliver) 전극인 것을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
- 청구항 1에 있어서,상기 충진되는 가스는 순수 페닝가스로서 Xe, Kr, Ar, Ne, He 중 선택된 어느 하나 또는 이들 중 선택되는 2 이상의 가스를 혼합한 것임을 특징으로 하는 X-레이 이미지 검출용 디텍터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080103591A KR101475043B1 (ko) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080103591A KR101475043B1 (ko) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100044451A true KR20100044451A (ko) | 2010-04-30 |
| KR101475043B1 KR101475043B1 (ko) | 2014-12-23 |
Family
ID=42219150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080103591A KR101475043B1 (ko) | 2008-10-22 | 2008-10-22 | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101475043B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8766202B2 (en) | 2011-02-18 | 2014-07-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray detectors including diffusion barrier films |
| US8963096B2 (en) | 2010-03-30 | 2015-02-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray detector including oxide semiconductor transistor |
| KR101495963B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2015-02-26 | 인제대학교 산학협력단 | 반도체, 엑스레이 검출기용 소자 및 반도체 제조방법 |
| US9348037B2 (en) | 2010-04-01 | 2016-05-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray pixels including double photoconductors and X-ray detectors including the X-ray pixels |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100551569B1 (ko) * | 2003-11-04 | 2006-02-13 | 남상희 | 플라즈마 디스플레이 패널 구조를 이용한 디지털 엑스레이 검출기판 |
| US7256402B1 (en) * | 2004-04-15 | 2007-08-14 | Denny Lee | Flat panel X-ray imager with a grid structure |
| KR100660466B1 (ko) * | 2005-02-01 | 2006-12-22 | 남상희 | 에프이디 소자를 이용한 엑스레이 검출기판 |
| US7507512B2 (en) * | 2005-11-29 | 2009-03-24 | General Electric Company | Particle-in-binder X-ray sensitive coating using polyimide binder |
-
2008
- 2008-10-22 KR KR1020080103591A patent/KR101475043B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8963096B2 (en) | 2010-03-30 | 2015-02-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray detector including oxide semiconductor transistor |
| US9348037B2 (en) | 2010-04-01 | 2016-05-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray pixels including double photoconductors and X-ray detectors including the X-ray pixels |
| US8766202B2 (en) | 2011-02-18 | 2014-07-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | X-ray detectors including diffusion barrier films |
| KR101495963B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2015-02-26 | 인제대학교 산학협력단 | 반도체, 엑스레이 검출기용 소자 및 반도체 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101475043B1 (ko) | 2014-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20170322326A1 (en) | Plasma panel based ionizing-particle radiation detector | |
| JP5023058B2 (ja) | プラズマパネルによる電離放射線計数検出装置及び電離放射線の検出方法 | |
| US20100072383A1 (en) | Radiation detecting element | |
| KR20160143800A (ko) | 어레이 기판 및 그 제조 방법, x-선 평판 검출기 및 카메라 시스템 | |
| AU778579B2 (en) | A method and an apparatus for radiography and a radiation detector | |
| KR20100011101A (ko) | 엑스레이 이미지 검출용 디텍터 | |
| KR20100044451A (ko) | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 | |
| KR101475046B1 (ko) | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 | |
| US20090278053A1 (en) | Plasma panel based ionizing-photon radiation detector | |
| KR100551569B1 (ko) | 플라즈마 디스플레이 패널 구조를 이용한 디지털 엑스레이 검출기판 | |
| US8581198B2 (en) | Apparatus and method for detecting radiation | |
| KR101490514B1 (ko) | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 | |
| KR20080105518A (ko) | 엑스레이 디텍터 및 엑스레이 디텍팅 방법 | |
| US8415634B2 (en) | Apparatus and method for detecting radiation | |
| KR101610158B1 (ko) | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 | |
| KR101515130B1 (ko) | 증폭층 내장형 라인형 ｘ-레이 이미지 검출 디텍터 | |
| JP2005268722A (ja) | 放射線検出器およびその製造方法 | |
| WO2008147135A1 (en) | X-ray detector and image-detecting method by the same | |
| JP2010212087A (ja) | 撮像素子及び耐放射線カメラ | |
| KR101570520B1 (ko) | 라인형 ｘ-레이 이미지 검출 디텍터 | |
| KR20090044424A (ko) | Ｘ-레이 이미지 검출용 디텍터 및 그 방법 | |
| KR20080062343A (ko) | 플라즈마 디스플레이 패널 기반의 디지털 방사선 검출기 및그 제어방법 | |
| KR101475042B1 (ko) | 라인형 ｘ-레이 이미지 검출 디텍터 | |
| KR20030031927A (ko) | 패시브 매트릭스 형태의 엑스레이 검출기 | |
| KR101475041B1 (ko) | 라인형 ｘ-레이 이미지 검출 디텍터 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |