KR20100072363A - 방사선 검출 장치의 제조 방법, 방사선 검출 장치 및 방사선 촬상 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 기판, 기판 상에 배치된 절연층, 및 입사된 방사선을 전기 신호로 변환하는 변환 소자를 포함하고 절연층 상에 배치된 복수의 화소, 및 복수의 화소의 주변부에 배치된 접속 전극을 포함하는 매트릭스 어레이를 준비하는 단계, 매트릭스 어레이의 기판과 반대측에, 복수의 화소를 덮는 가요성 지지체를 고정하는 단계, 및 매트릭스 어레이로부터 기판을 박리하는 단계를 포함하여, 경량의 방사선 검출 장치를 실현하는 것이다.
Description
본 발명은 의료용 화상 진단 장치, 비파괴 검사 장치, 방사선을 사용한 분석 장치에 응용되는 방사선 검출 장치의 제조 방법, 방사선 검출 장치 및 방사선 촬상 시스템에 관한 것이다.
최근, 박막 트랜지스터(TFT)를 사용한 액정 디스플레이와 같은 표시 장치용의 매트릭스 패널의 제조 기술이 개발되어 왔다. 패널의 대형화와 함께 표시부의 대형화가 진행되어 왔다. 이 제조 기술은, TFT 등의 스위치 소자와 반도체에 의해 형성된 변환 소자(광전 변환 소자)를 포함하는 대면적의 에리어 센서로서 기능하는 매트릭스 패널에 응용된다. 매트릭스 패널은, 일본 특허 출원 공개 제2007-149749호에 기술된 것과 같이 X선을 포함하는 방사선을 가시광을 포함하는 광으로 변환하는 신틸레이터층(scintillator layer)과 조합되어, 의료용 X선 검출 장치와 같은 방사선 검출 장치의 분야에서 사용되고 있다.
한편, 유리 기판에 비하여, 중량이 감소되고, 충격 및 변형에 견디는 신뢰성이 증가될 것으로 기대할 수 있는 플라스틱 기판을 사용하여 가요성 표시 장치도 개발되고 있다.
미국 특허 제6,372,608호 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0047280호는 상기의 가요성 표시 장치로서 기능하는 매트릭스 패널의 제조 방법을 개시한다. 그들은, 유리 기판 상에 박리층(release layer)을 통하여 박막 소자를 형성하고, 박막 소자 위에 접착층을 통하여 플라스틱 기판 등의 전사체를 접속하고, 박리층에 레이저 등의 광을 조사하여 유리 기판을 박리하고, 박막 소자를 플라스틱 기판에 전사하여 형성함으로써 제조된다.
방사선 검출 장치는, 거치형과 가반형의 2가지 유형으로 분류된다. 두 유형의 장치 모두 중량이 감소되는 것이 바람직하다. 특히, 가반형에서는, 환자가 방사선 검출 장치를 들어 나르거나, 또는 촬상을 위해 환자 자신이 방사선 검출 장치를 들 수 있기 때문에, 장치의 질량이 더 감소되는 것이 바람직하다. 그러나, 상술한 특허 문헌 중 어느 것도 경량의 방사선 검출 장치의 최적인 구조를 실현할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은, 경량의 방사선 검출 장치를 제공하는 것이다.
상술된 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 방사선 검출 장치의 제조 방법은, 기판, 기판 상에 배치된 절연층, 및 입사된 방사선 또는 광을 전기 신호로 변환하는 변환 소자를 포함하고 절연층 상에 배치된 복수의 화소를 포함하는 매트릭스 어레이를 준비하는 단계; 상기 매트릭스 어레이의 기판과 반대측에, 복수의 화소를 덮는 가요성 지지체를 고정하는 단계; 및 상기 매트릭스 어레이로부터 기판을 박리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 경량의 방사선 검출 장치를 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 도면 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호들이 동일하거나 유사한 부분을 가리키는 첨부 도면들과 함께 하기의 발명의 상세한 설명을 숙독함으로써 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치의 방사선 검출 패널을 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 평면도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 방사선 검출 패널의 제조 방법을 도시하기 위해 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소에 대응하는 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 방사선 검출 패널의 제조 방법을 도시하기 위해 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소에 대응하는 단면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 방사선 검출 패널의 제조 방법을 도시하기 위해 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소에 대응하는 단면도들이다.
도 6은 도 2의 C-C'선을 따라 취해진 단면도이다.
도 7은 도 2의 D-D'선을 따라 취해진 단면도이다.
도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는 본 발명의 방사선 검출 장치의 제조 방법을 도시하는, 방사선 검출 패널과 외부 회로 접속 유닛을 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 제1 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 예인 방사선 검출 장치 및 그 제조 방법을 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 예인 방사선 검출 장치의 방사선 검출 패널의 평면도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 예인 방사선 검출 장치 및 그 제조 방법을 도시하는, 도 11의 E-E'선을 따라 취해진, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 13은 적층형의 방사선 검출 패널인 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 14는 직접형의 방사선 검출 패널인 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제3 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제2 응용 예인 방사선 검출 장치에의 X선의 입사 방향을 도시하는 일 화소의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제3 응용 예인 곡면을 갖는 방사선 검출 장치를 도시하는 개략도이다.
도 20a, 도 20b 및 도 20c는 본 발명의 제3 응용 예인 곡면을 갖는 방사선 검출 장치를 유지하는 유지 유닛을 도시하는 도면들이다.
도 21은 본 발명의 제4 응용 예인 방사선 검출 장치를 방사선 촬상 시스템에 적용한 경우를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 평면도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 방사선 검출 패널의 제조 방법을 도시하기 위해 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소에 대응하는 단면도들이다.
도 4a 및 도 4b는 방사선 검출 패널의 제조 방법을 도시하기 위해 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소에 대응하는 단면도들이다.
도 5a 및 도 5b는 방사선 검출 패널의 제조 방법을 도시하기 위해 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소에 대응하는 단면도들이다.
도 6은 도 2의 C-C'선을 따라 취해진 단면도이다.
도 7은 도 2의 D-D'선을 따라 취해진 단면도이다.
도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는 본 발명의 방사선 검출 장치의 제조 방법을 도시하는, 방사선 검출 패널과 외부 회로 접속 유닛을 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 제1 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 10a, 도 10b 및 도 10c는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 예인 방사선 검출 장치 및 그 제조 방법을 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 예인 방사선 검출 장치의 방사선 검출 패널의 평면도이다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 발명의 제1 예시적인 실시예의 다른 예인 방사선 검출 장치 및 그 제조 방법을 도시하는, 도 11의 E-E'선을 따라 취해진, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 13은 적층형의 방사선 검출 패널인 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 14는 직접형의 방사선 검출 패널인 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제3 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치를 도시하는, 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제2 응용 예인 방사선 검출 장치에의 X선의 입사 방향을 도시하는 일 화소의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제3 응용 예인 곡면을 갖는 방사선 검출 장치를 도시하는 개략도이다.
도 20a, 도 20b 및 도 20c는 본 발명의 제3 응용 예인 곡면을 갖는 방사선 검출 장치를 유지하는 유지 유닛을 도시하는 도면들이다.
도 21은 본 발명의 제4 응용 예인 방사선 검출 장치를 방사선 촬상 시스템에 적용한 경우를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 명세서에서 방사선은 X선 및 γ선의 전자파 및 α선 및 β선 등의 입자선을 포함한다는 것에 유의한다. 변환 소자는 적어도 광 또는 방사선을 전기 신호로 변환하는 반도체 디바이스를 칭한다.
(제1 실시예)
이하, 본 발명의 제1 실시예인 방사선 검출 장치의, 가요성을 갖는 매트릭스 패널(여기서는 가요성 방사선 검출 패널)에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 가요성 방사선 검출 패널과 외부 회로의 평면도이다. 도 2는 도 1의 A 부분의 확대 평면도이다. 도 3a 내지 도 3d, 도 4a, 도 4b 및 도 5는, 도 2의 B-B'선을 따라 취해진 일 화소의 단면도들을 사용하여 제조 방법을 도시하는 도면들이다. 도 6은 도 2의 C-C'선을 따라 취해진 단면도이다. 도 7은 도 2의 D-D'선을 따라 취해진 단면도이다. 도 8a 내지 도 8d는 제조 방법을 도시하는, 도 2의 C-C'선을 따라 취해진 단면도들이다. 또한, 도 9는 가요성 방사선 검출 패널을 외부 회로에 접속하기 위한 부분의 단면도이다.
본 예시적인 실시예에 따른 가요성 방사선 검출 패널(10)은, 도 1에 도시된 바와 같이 외부 디바이스에 접속되어, 방사선 검출 장치를 구성한다. 가요성 방사선 검출 패널(10)은, 외부 회로 중 하나인 구동 회로(22)를 포함하는 구동 회로 접속 유닛(23)을 통하여 게이트 구동 장치(21)에 접속되고, 또한, 다른 외부 회로인 판독 회로(32)를 포함하는 판독 회로 접속 유닛(33)을 통하여 판독 장치(31)에 접속된다. 가요성 방사선 검출 패널에는, 적어도 복수의 화소, 복수의 배선 및 복수의 화소의 주변부에 배치되고 복수의 배선의 각각에 전기적으로 접속된 접속 전극들이 배치된다. 복수의 화소는 변환 소자와 스위치 소자를 포함한다. 게이트 구동 장치는 스위치 소자(TFT)의 온, 오프를 제어한다. 판독 디바이스는 TFT로부터의 신호를 외부로 판독해내는 기능을 갖는다. 방사선 검출 패널(11)의 전자기 실드층(115)은 게이트 구동 장치(21)의 접지 단자(29)(GND 단자)에 전기적으로 접속된다.
도 2에서, 가요성 방사선 검출 패널(10)은, 변환 소자인 광전 변환 소자(12)와 TFT(13)를 각 화소(11)에 포함하고, 제1 절연층(103), AI층(115), 제5 절연층(112) 및 신틸레이터층(113)의 평면도가 도시된다. 또한, 접속 전극(24)이 구동 회로 접속 유닛(23)에 접속되는 접속부(25) 및 접속 전극(34)이 판독 회로 접속 유닛(33)에 접속되는 접속부(35)가 도시된다.
다음으로, 동작의 기본 원리에 대하여 설명한다. 광전 변환 소자(12)의 광전 변환층이 공핍화되도록 바이어스 선(16)(Vs선)에 바이어스를 인가한다. 예를 들어, 신호선(15)(Sig선)에 기준 전위(GND)를 인가하고, Vs선(16)에 10V를 인가한다. 이 상태에서, 피검체로 보내진 X선은, 피검체에 의해 공핍화되어서 투과되고, 여기에서는 도시하지 않은 가요성을 갖는 신틸레이터층(가요성 신틸레이터층)에서 가시광으로 변환되어 광전 변환 소자(12)에 입사하여, 전하로 변환된다. 전하는, 게이트 구동 장치(21)로부터 게이트선(14)(Vg선)에 인가되는 게이트 구동 펄스에 의해 턴 온된 TFT(13)를 통하여 Sig선(15)에 전송되어, 판독 장치(31)에 의해 외부로 판독된다. 그 후, Vs선(16)의 전위 변화에 의해, 광전 변환 소자(12)에서 발생되고 아직 전송되지 않은 잔류 전하가 제거된다. 이때 Vs선(16)의 바이어스는, 예를 들어 10V로부터 -5V로 변화한다. 잔류 전하는, TFT(13)를 사용한 전송에 의해 제거될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 방사선 검출 패널의 제조 단계들을 도시한다.
방사선 검출 패널은 광전 변환 소자 및 TFT, 나아가 신틸레이터층을 기판 상에 배치하여 형성한다. 하기에서, 단계들을 구체적으로 설명한다.
도 3a는 기판(101)의 준비 단계를 예시한다. 기판(101)은, 강성이 높고, 변환 소자 및 TFT의 형성을 위해 온도 저항성이 높은 재료를 사용한다. 특히, 유리 또는 세라믹으로 이루어지는 투명한 절연 기판이 사용될 수 있다. 도 3b는 박리층의 형성 단계를 도시하며, 기판(101) 상에 박리층(102)이 형성된다. 도 3c는, 절연층의 형성 단계를 도시하며, 박리층(102) 상에 제1 절연층(103) 및 제2 절연층(104)이 순차적으로 형성된다. 도 3d는 광전 변환 소자 및 TFT의 형성 단계를 도시하며, 우선, 제2 절연층(104) 상에 광전 변환 소자(12) 및 TFT(13)가 형성된다. 광전 변환 소자(12) 및 TFT(13) 상에는, 제4 절연층(111) 및 제5 절연층(112)이 형성된다. 위에서 설명된 단계들이 매트릭스 어레이(210)를 완성한다. 광전 변환 소자(12) 및 TFT(13)는, 제1 도전층(105), 제3 절연층(106), 진성 반도체층(107), 불순물이 도핑된 반도체층(108), 제2 도전층(109) 및 제3 도전층(110)이 순차적으로 피착된 후에 형성된다. 제1 도전층에 의해, 광전 변환 소자(12)의 하나의 전극, TFT(13)의 게이트 전극 및 Vg선(14)이 형성된다. 제2 도전층(109)에 의해, 광전 변환 소자(12)에 바이어스를 공급하는 Vs선(16), TFT(13)의 소스 및 드레인 전극, 및 Sig선(15)이 형성된다. 제3 도전층(110)에 의해, Vs선(16)에 공급된 바이어스를 광전 변환 소자(12)의 전체에 인가하는 전극이 형성되고, 전극은 투명하고 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 등으로 이루어진다. TFT(13)는 Vg선(14)과 공통적으로 형성된 게이트 전극을 형성하는 제1 도전층(105), 제3 절연층(106), 채널층인 진성 반도체층(107), 불순물이 도핑된 반도체층(108) 및 소스 및 드레인 전극과 Sig선(15)을 형성하는 제2 도전층(109)을 포함한다. 진성 반도체층(107), 불순물이 도핑된 반도체층(108) 및 광전 변환 소자(12)에는 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon, a-Si)이 전형적으로 사용된다. 그리고, TFT(13)에는 아몰퍼스 실리콘, 다결정 실리콘, 투명 아몰퍼스 산화물 반도체인 In-Ga-Zn-O(IGZO)가 사용된다. 제4 절연층(111)에는 광전 변환 소자나 TFT를 수분으로부터 보호하기 위하여 질화 실리콘(silicon nitride, SiN) 등의 무기 절연막이 사용된다. 제5 절연층(112)에는, 내충격성 및 평탄성을 제공하기 위하여 폴리이미드 등의 유기 절연막이 사용된다.
도 4a 내지 도 5b는 신틸레이터층(113)과 전자기 실드층(115)의 형성 단계를 도시한다. 도 4a 및 도 4b는, 신틸레이터층(113)과 전자기 실드층(115)을 접착제로 미리 서로 고정하여 준비하고, 신틸레이터층측을 복수의 화소가 배치된 제5 절연층(112) 상에 접착층(114)으로 고정하는 단계를 도시한다. 도 5a 및 도 5b는, 제5 절연층(112) 상에 신틸레이터층(113)을 형성하고, 신틸레이터층(113) 상에 전자기 실드층(115)을 접착층(114)으로 고정하는 단계를 도시한다. 상술된 바와 같이, 복수의 화소, 신틸레이터층 및 전자기 실드층이 이 순서대로 적층된다. 전자기 실드층(115)은, 전자파의 차단 및 수분의 침입 방지를 목적으로 하여 제공되는 알루미늄으로 이루어지는 금속층으로 형성될 수 있다. 전자기 실드층은, 알루미늄 이외의 다른 금속으로 이루어질 수 있고, 금속과 수지의 피착에 의해 강도를 향상시키도록 형성될 수 있다. 가요성을 갖는 신틸레이터 부재(212)는, 신틸레이터층(113), 접착층(114) 및 전자기 실드층(115)을 포함한다. 기둥 형상 결정 구조를 갖는 요오드화 세슘(cesium iodide, CsI) 등의 신틸레이터 재료 및, 바인더와 혼합된 형광 입자를 포함하는 황산화 가돌리늄(gadolinium oxysulfides, GOS) 등의 신틸레이터 재료가 신틸레이터층에 사용될 수 있다. GOS는 CsI에 비하여 가요성이 높기 때문에, GOS가 더욱 바람직하다. 이제, 매트릭스 어레이(210)의 광전 변환 소자(12)와 TFT(13)의 각 층이 동시에 형성되어, 제조 프로세스가 간략화될 수 있는 예를 설명한다. 기판(101) 및 박리층(102)이 박리된 방사선 검출 패널(10)의 제1 절연층(103)으로부터 제5 절연층(112)까지의 구조를, 가요성을 갖는 매트릭스 어레이(211)(가요성 매트릭스 어레이)라고 칭한다. 가요성 매트릭스 어레이(211)는, 적어도 절연층, 절연층 상의 복수의 변환 소자, 복수의 배선, 및 복수의 배선의 각각에 전기적으로 접속된 접속 전극들을 포함한다. 상술된 바와 같이, 복수의 화소, 제1 신틸레이터층 및 전자기 실드층이 이 순서대로 적층된다. 매트릭스 어레이는, 예를 들어, 표면 또는/및 이면에 절연층을 추가로 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 도 2에 도시된 방사선 검출 패널과 외부 회로 접속 유닛(구동 회로 접속 유닛(23) 또는 판독 회로 접속 유닛(33))을 접속하는 접속부(25 및 35)의 구조를 설명한다. 도 6은 Vg선과 구동 회로 접속 유닛(23)의 접속부(25)의 단면도이다. Vg선과 접속 전극(24)은 제1 전극층(105)으로 형성된다. 즉, 제1 Vg선(14)은 접속 전극(24)에 전기적으로 접속된다. 또한, 도 7은 Sig선(15)과 판독 회로 접속 유닛(33)의 접속부(35)의 단면도이며, Sig선(15)을 형성하는 제2 도전층(109)은 접속 전극(34)을 형성하는 제1 도전층(105)에 접속된다. 상술한 바와 같이, Vg선(14) 및 Sig선(15) 등의 배선은 접속 전극(24 및 34)에 전기적으로 접속된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 박리층(102) 및 절연 기판(101)을 박리한 후, 접속 전극이 노출된다. 계속하여, 각 배선에 전기적으로 접속된 접속 전극(24)과 구동 회로 접속 전극(28)이 도전성 접착제(26)를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 접속 전극(34)과 회로 접속 전극(38)이 도전성 접착제(36)를 통하여 서로 전기적으로 접속된다. 즉, 방사선 검출 패널과 외부 회로 접속 유닛이 서로 전기적으로 접속된다. 구동 회로(22) 및 판독 회로(32)는, 각각 구동 회로 보호층(27) 및 판독 회로 보호층(37)에 의해 보호된다. 또한, 도면에 도시된 바와 같이, 각 배선이 외부 회로 접속 유닛에 전기적으로 접속되는 접속부와 대향하는 측에, 외부 회로 접속 유닛의 일부와 겹치도록 접착층(114) 및 전자기 실드층(115)이 형성된다. 즉, 신틸레이터 부재(212)의 전자기 실드층(115)은, 복수의 화소 및 접속 전극들에 대응하는 영역들에 배치되고, 가요성 매트릭스 어레이(211) 상에 고정되어 있는 가요성을 갖는 지지체이다.
도 8a 내지 도 8d에 본 예시적인 실시예의 방사선 검출 장치의 제조 방법을 도시한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 방사선 검출 패널의 일부인 접속부를 특별히 설명한다.
우선, 절연 기판(101) 및 박리층(102) 상에 광전 변환 소자(12) 및 TFT(13)를 형성하여, 매트릭스 어레이(210)를 준비한다. 그리고, 매트릭스 어레이(210) 상에 신틸레이터 부재(212)를 고정한다. 즉, 매트릭스 어레이의 기판측과는 반대측에서 복수의 화소를 덮도록 가요성 지지체를 고정한다. 도 8a는, 상술된 단계들에 의해 형성된 방사선 검출 패널이다.
그런 다음, 박리층(102)에 레이저를 조사하여 방사선 검출 패널로부터 절연 기판(101)과 박리층(102)을 박리한다. 도 8b는 박리 단계에 의해 분리되는 가요성 방사선 검출 패널, 기판(101) 및 박리층(102)을 도시한다.
그런 다음에, 제1 도전층(105)을 노출시키기 위하여 에칭을 행한다. 도 8c는 에칭 단계에 의해, 제1 절연층(103)과 제2 절연층(104)에 개구(20)가 형성된 가요성방사선 검출 패널을 도시한다.
그런 다음에, 개구(20) 상에 도전성 접착제(26)를 도포해 가요성 방사선 검출 패널을 구동 회로 접속 유닛에 전기적 및 기계적으로 접속한다. 도 8d는 접속 단계에 의해 형성된 가요성을 갖는 방사선 검출 장치를 도시한다.
또한, 가요성을 갖는 방사선 검출 장치는, 화상 처리 회로, 배터리 및 통신 유닛과 함께 케이스 본체 내에 수용된다.
도 9는 게이트 구동 장치(21)가 매트릭스 어레이(211)에 접속되고, 매트릭스 어레이(211)의 주변부를 너머 전자기 실드층(115)이 배치된 장치를 도시하는 단면도이다. 가요성 지지체가 가요성 매트릭스 어레이와 외부 회로 접속 유닛을 유지하는 구조에 의해, 가요성을 갖는 방사선 검출 장치의 신뢰성이 향상된다.
도 10a 내지 도 10c는, 도 8a 내지 도 9에서 도시된 구조와는 상이하게, 구동 회로 접속 유닛이 가요성 매트릭스 어레이(211)와 신틸레이터 부재(212)의 사이에 끼워지는 구조를 도시한다. 도 10a는 신틸레이터층의 형성 단계에 의해 제5 절연층(112) 상에 신틸레이터층(113)이 형성된 구조를 도시한다. 도 10b는 구동 회로 접속 유닛과 전자기 실드층의 접속 형성 단계를 도시한다. 기판(101)과는 반대측의 제3 절연층(106), 제4 절연층(111) 및 제5 절연층(112)에 개구가 형성되어, 도전성 접착제(26)로 접속 전극이 구동 회로 접속 유닛에 전기적으로 접속된다. 구동 회로 접속 유닛은 그 양쪽에서 전자기 실드층과 매트릭스 어레이(210) 사이에 끼워져 있다. 도 10c는, 박리 단계에 의해, 기판(101) 및 박리층(102)이 박리되어, 가요성 방사선 검출 패널을 형성한 상태를 도시한다. 도 11은 가요성 방사선 검출 패널의 도 1의 A 부분의 확대 평면도이며, 도 2의 전자기 실드층의 배치와 다른 전자기 실드층의 배치를 도시한다. 전자기 실드층(115)은 접속 전극(34)의 내측의 영역에 대응하여 배치되고, 복수의 화소(11)가 배치되는 영역을 덮는다.
도 12a 내지 도 12b는 도 11의 E-E'선을 따라 취해진 단면도이다. 도 12a는 매트릭스 어레이(210) 상에 신틸레이터 부재(212)를 고정하는 단계에 의해 형성된 방사선 검출 패널을 도시한다. 도 12b는, 구동 회로 접속 유닛을 접속하는 단계에 의해, 접속 전극(24) 상에 개구가 형성되어, 도전성 접착제(26)로 접속 전극이 구동 회로 접속 유닛에 전기적으로 접속된 상태를 도시한다. 도 12c는 박리 단계에 의해, 기판(101) 및 박리층(102)이 박리되어, 가요성 방사선 검출 패널이 완성된 상태를 도시한다.
전술된 바와 같이, 전자파의 차단 기능, 높은 강도 및 가요성을 갖는 전자기 실드층과, 외부 회로 접속 유닛의 사이에 가요성 매트릭스 어레이가 배치된다. 그리하여, 충격, 변형 및 노이즈에 대한 내성이 강하며, 경량이고 높은 신뢰성을 갖는 가요성 방사선 검출 장치를 실현할 수 있다.
또한, 전자기 실드층(115)이 접착층(114)을 통하여 외부 회로 접속 유닛(14)에 접속되면, 접속부의 강도를 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전자기 실드층(115)이 게이트 구동 장치의 접지 전극인 GND 단자에 접속되면, 전자기 실드층(115)은 전자기 실드로서 훨씬 더 향상된 효과들을 갖는다. 전자기 실드층(115)이 판독 장치의 GND 단자에 접속될 경우에, 유사한 효과가 생성될 수 있다.
본 예시적인 실시예에 따르면, 전자기 실드층(115)을 가요성 지지체로서 사용하여 접속부의 강도가 향상되는 예가 설명되었다. 그런데, 신틸레이터 부재에 포함되는 신틸레이터층(113), 접착층(114) 및 전자기 실드층(115) 모두가 가요성 지지체들이며, 그 각각이 고유한 기능을 갖는 기능층(가요성 기능층)이다. 그리하여, 층들이 큰 강도를 갖는 경우, 어느 층을 사용해도 유사한 효과가 생성될 수 있다. 본 예시적인 실시예에 따르면, 가요성 지지체인 가요성 기능층이 가요성 매트릭스 어레이의 제1 절연층(103)측과는 반대인 측에 고정된다.
도 2는 3×2 화소를 도시하지만, 실제로는 예를 들어 2000×2000 화소가 배치되어 가요성 방사선 검출 패널(10)을 형성한다는 것에 유의한다. 또한, 간접형의 방사선 검출 패널의 변환 소자에, MIS형 광전 변환 소자와는 다른 광전 변환 소자, 예를 들어 PIN형의 광전 변환 소자를 사용할 수 있다. 간접형의 방사선 검출 패널의 화소 구조는, 광전 변환 소자와 스위치 소자가 동일층에 형성되는 평면형, 또는 스위치 소자의 상부에 광전 변환 소자가 형성되는 적층형일 수 있다.
도 13은, 적층형 구조의 방사선 검출 패널을 도시한다. 도 6의 구성 요소와 유사한 구성 요소는 유사한 참조 번호로 표시하고, 그 설명은 생략한다. 도 13은, 스위치 소자 상에 절연층(111) 및 절연층(112)을 통하여, 하부 전극이 되는 도전층(125), 절연층(126), 진성 반도체층(127), 불순물이 도핑된 반도체층(128), 도전층(129) 및 투명 전극이 되는 도전층(110)을 갖는 MIS형 광전 변환 소자를 포함한다는 점에서 도 6과 다르다. 도 13은, MIS형 광전 변환 소자 상에 SiN 등의 무기 절연 재료를 갖는 절연층(151), 폴리이미드 등의 유기 절연 재료를 포함하는 절연층(152)을 더 포함한다. 또한, 본 예시적인 실시예에 따르면, CsI 등의 신틸레이터층(113)이 제5 절연층(112) 또는 절연층(152) 상에 직접 적층된다. 다른 예로서, CsI 등의 신틸레이터층을 구비하는, 탄소보드나, 수지, 금속, 또는 금속과 수지의 적층 필름을 포함하는 신틸레이터 부재가 가요성 매트릭스 어레이에 접착층에서 접합된 방사선 검출 패널이 사용될 수 있다. 이 경우에, 가요성을 갖는 신틸레이터 부재가 가요성 매트릭스 어레이의 접속 전극을 덮어서 고정됨으로써 강도가 향상된다. 가요성 매트릭스 어레이(211)에 접착층에서 접합되는 신틸레이터 부재는 신틸레이터 패널이라고도 칭한다. 플라스틱으로 이루어지는 접착층(114)은 가요성을 갖는 수지일 수 있고, 아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 올레핀계 및 실리콘계의 군에 포함되는 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 핫-멜트 수지인 열가소성 수지가, 무용제로 단시간에 접착될 수 있기 때문에 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계 및 에폭시계 등의 핫-멜트 수지를 사용할 수 있다. CsI의 조해성을 갖는 신틸레이터층이 다른 부재에 접착될 때, 무용제의 핫-멜트 수지가 사용될 수 있다.
본 예시적인 실시예에 따르면, 광전 변환 소자와 신틸레이터층이 조합된 간접형의 방사선 검출 패널이 설명되었지만, 직접형의 방사선 검출 패널도 유사한 효과를 생성할 수 있다. 즉, 도 14에 예시된 바와 같이 광전 변환 소자 대신에, X선γ선, 또는 α선 및 β선 등의 입자선을 직접 전기 신호(전하)로 변환하는 아몰퍼스 셀레늄 등의 반도체층(127)을 도전층(125)의 전극과 도전층(110)의 전극 사이에 끼운 변환 소자가 사용된다. 본 예시적인 실시예는 상술된 변환 소자를 사용하는 직접형의 방사선 검출 패널에 적용할 수 있다. 직접형의 방사선 검출 패널이 사용되는 경우에는, 고전압이 인가되는 변환 소자를 덮고 보호하기 위한 절연층(115)이 가요성 지지체(232)로서 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 및 제3 예시적인 실시예에 대하여 설명한다. 이들 실시예는 제1 예시적인 실시예에서 설명된 가요성 매트릭스 어레이 상에 고정된 가요성 지지체와는 반대측에 가요성 지지체를 더 포함한다. 즉, 가요성 지지체가, 절연 기판 및 박리층이 박리된 절연층측에도 배치되도록 가요성 매트릭스 어레이의 양면에 고정된다.
(제2 실시예)
우선, 본 발명의 제2 예시적인 실시예에 따른 방사선 검출 장치를, 도면을 참조하여 설명한다. 본 예시적인 실시예의 방사선 검출 장치의 평면도 및 그 기본적인 동작 원리는 제1 예시적인 실시예의 동작 원리와 유사하고, 그 설명은 생략한다.
도 15 및 도 16은 방사선 검출 장치에 포함된 가요성 방사선 검출 패널을 외부 회로 접속 유닛에 접속하기 위한 부분의 단면도들이다.
도 15에서, 본 예시적인 실시예에 따른 가요성 방사선 검출 패널은, 제1 예시적인 실시예와 유사하게, 광전 변환 소자(12) 및 TFT(13) 상에 순차적으로 배치된 제4 절연층(111) 및 제5 절연층(112)으로 이루어진 가요성 매트릭스 어레이를 포함한다. 가요성 매트릭스 어레이 상에는 신틸레이터 부재(212)가 고정된다. 제1 신틸레이터 부재(212)는 제1 신틸레이터층(121), 접착층(122) 및 전자기 실드층(123)을 포함한다. 더욱 구체적으로는, X선을 가시광선으로 파장 변환하는 제1 신틸레이터층(121)인 CsI가 가요성 매트릭스 어레이 상에 직접 증착되어 있다. 또한, CsI 상에는 접착층(122)과, 전자파의 차단 및 수분의 침입 방지를 목적으로 배치된 알루미늄(Al)을 포함하는 전자기 실드층(123)이 배치된다. 미리 고정된 제1 신틸레이터층과 제1 전자기 실드층의 제1 신틸레이터층측을 매트릭스 어레이의 복수의 화소 상에 접착제에 의해 고정할 수 있다. 박리층(102) 및 절연 기판(101)은 박리되어서, 노출된 접속 전극과 게이트 구동 장치(21)가 도전성 접착제를 통하여 서로 접속된다. 이때, 전자기 실드층(123)이 게이트 구동 장치(21)의 일부와 겹치도록 배치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 가요성 매트릭스 어레이(221)의 제1 신틸레이터층(121)을 포함하는 제1 신틸레이터 부재측과는 반대측인, 게이트 구동 장치(21)가 접속되는 측에 제2 도전층(125)을 포함하는 제2 신틸레이터 부재(213)도 배치된다. 제2 신틸레이터 부재(213)는 제2 신틸레이터층 및 제2 신틸레이터층을 지지하는 신틸레이터층 지지판(124)을 포함한다. 제1 신틸레이터 부재(212)는 접착층(126)에 의해 가요성 매트릭스 어레이(221) 상에 고정된다. 이러한 구성에 의해, X선이 입사하는 측에 배치된 제1 신틸레이터층(121)에서 가시광선으로 변환되지 않은 X선이, 가요성 매트릭스 어레이(221)의 제1 신틸레이터층(121)측과는 반대측에 배치된 제2 도전층(125)에서 가시광선으로 변환된다.
즉, 본 예시적인 실시예의 방사선 검출 장치는, MIS형 광전 변환 소자가 2개의 신틸레이터층 사이에 끼워져 있는 구조를 갖기 때문에, 종래의 방사선 검출 장치에 비해 고감도일 수 있다. 종래의 방사선 검출 장치에 따르면, 절연 기판인 유리 기판이 존재하기 때문에, 유리 기판과 제2 신틸레이터층을 서로 접합할 필요가 있다. 유리 기판의 두께는 적어도 200μm이다. 따라서, 제2 신틸레이터층을 배치 해도, 제2 신틸레이터층에서 변환된 가시광선은 유리 내에서 산란하여, 감도는 향상될 수 있지만, 해상도가 열화한다고 하는 문제를 야기한다. 즉, 상술된 방법에 의해 감도를 향상시키는 것은, 방사선 검출 패널의 유리를 제거함으로써 실현될 수 있다. 또한, 유리 기판 대신에 플라스틱 기판 상에 화소를 배치하고 그 위에 제1 및 제2 신틸레이터층을 배치한 경우는, 유사하게, 플라스틱 기판이 두껍기 때문에 해상도가 낮다. 제2 신틸레이터층을 배치한 구조에서 높은 해상도를 얻기 위해서는, 광전 변환 소자와 제2 신틸레이터층 사이의 거리가 50μm 이하, 더 바람직하게는 30μm 이하이고, 가장 바람직하게는 10μm 이하이다. 광전 변환 소자와 제2 신틸레이터층 사이의 거리는 100nm 이상일 수 있다. 이것은, 광전 변환 소자와 제2 신틸레이터층 사이에 배치되는 SiN막 등을 포함하는 무기 절연층이 100nm이상의 막 두께를 가질 때, 광전 변환 소자 및 TFT에의 수분에 의한 영향을 감소시킬 수 있기 때문이다.
신틸레이터층에 입사하는 X선은, X선의 입사측으로부터 신틸레이터층에 흡수된다. 두꺼운 신틸레이터층은 X선의 입사측에서 발생한 광선을, 얇은 신틸레이터층보다 용이하게 흡수할 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 2개의 신틸레이터층이 배치되는 경우에, 동일한 광선량을 생성하기 위하여, 2개의 신틸레이터층 전체의 두께가, 매트릭스 어레이의 일측에만 배치될 경우의 신틸레이터층의 두께보다 얇게 될 수 있다. 따라서, 직접 피착되는 제1 신틸레이터층(121)은 제1 예시적인 실시예의 것보다 얇게 될 수 있기 때문에, 제1 신틸레이터층(121)의 형성 시간 및 택트 타임(tact time)이 감소될 수 있다.
또한 본 예시적인 실시예에 따르면, 방사선 검출 패널을 게이트 구동 장치(21)에 접속하기 위한 부분이, 제1 신틸레이터 부재(212)의 구성 요소와 제2 신틸레이터 부재(213)의 구성 요소 사이에 끼워지도록 형성되기 때문에, 제1 예시적인 실시예에 비하여 접속부의 강도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 판독 장치는 게이트 구동 장치와 유사한 구조를 가질 수 있다.
또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 매트릭스 어레이가 2개의 전자기 실드층 사이에 끼워짐으로써 형성될 수 있다. 도 15와 유사하게, 매트릭스 어레이(231)의 제1 신틸레이터층(131)과 대향하는 측에 제2 신틸레이터층(136)이 배치된다. 가요성 매트릭스 어레이(231)는 제1 전자기 실드층(133)과 제2 전자기 실드층(134) 사이에 끼워짐으로써 형성될 수 있다. 제1 전자기 실드층(133)은 접착층(132)에 의해 접착되고, 제2 신틸레이터층(136)은 접착층(137)에 의해 접착되며, 제2 전자기 실드층(134)은 접착층(135)에 의해 접착된다. 이러한 구성은 노이즈를 한층 더 감소시킬 수 있다.
상술된 바와 같이, 충격, 변형 및 노이즈에 내성이 강하며, 경량이고 높은 신뢰성과 함께 고감도를 갖는 가요성 방사선 검출 장치가 실현될 수 있다.
(제3 실시예)
하기에서는, 본 발명의 제3 예시적인 실시예인 방사선 검출 장치에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 본 예시적인 실시예의 방사선 검출 장치의 평면도 및 기본적인 동작 원리는 제1 예시적인 실시예의 평면도 및 동작 원리와 유사하기 때문에, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
도 17은 방사선 검출 장치에 포함되는 가요성 방사선 검출 패널을 게이트 구동 장치에 접속하기 위한 부분을 예시한다.
방사선 검출 장치를 사용하여 동화상 촬상과 같이 연속하여 촬상을 행할 때, 방사선 검출 패널에 같은 강도로 X선이 입사하고 있음에도 불구하고 출력이 조금씩 감소할 수 있다. 즉, 감도가 변화할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 광전 변환 소자에 강한 광선을 조사한 후 촬상을 행하는 방법이 알려져 있다.
종래의 방사선 검출 장치에 따르면, 신틸레이터층과 대향하는 측, 즉, 절연 기판인 유리 기판 상에 일렉트로 루미네센스(electroluminescence, EL)나 발광 다이오드(light-emitting diode, LED) 등의 발광층을 갖는 광원이 접착된다. 이로 인해, 방사선 검출 장치의 두께 및 중량이 증가된다.
본 예시적인 실시예에 따르면, 방사선 검출 패널로부터 유리 기판을 박리한 후, 가요성 지지체이며 발광하는 기능층으로서의 광원(가요성 광원)이 가요성 매트릭스 어레이의 신틸레이터층과 반대측에 배치된다. 도 17에서, 도 9와 유사하게, 신틸레이터층(141) 상에 접착층(142) 및 전자기 실드층(143)이 형성된다. 도 9와 비교하여 또한, 발광층(145)과 발광층 지지판(144)을 포함하는 광원(242)이, 가요성 매트릭스 어레이(241) 상에 접착층(146)에 의해 고정된다.
이러한 구성은, 방사선 검출 장치의 경량화를 실현할 수 있다. 또한, 도면에 도시한 바와 같이, 가요성 방사선 검출 패널을 게이트 구동 장치에 접속하기 위한 부분이, 전자기 실드층과 광원 사이에 끼워져서 형성되기 때문에, 제1 예시적인 실시예에 비해 접속부의 강도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 판독 장치도 게이트 구동 장치와 유사한 구성을 가질 수 있다.
상술된 바와 같이, 충격, 변형 및 노이즈에 내성이 강하며, 경량이고 높은 신뢰성을 갖는 가요성 방사선 검출 장치를 실현할 수 있다.
(제4 실시예)
본 응용예에 따르면, 방사선 검출 패널에 유리와 같은 절연 기판을 사용하지 않기 때문에, 경량이며 소형이고, 또한 훨씬 얇은 핸디형 방사선 검출 장치가 실현될 수 있다. 피검체인 환자는, 방사선 검출 장치를 그의 팔 아래에 유지시키고, 환자측이 X선으로 조사된다. 방사선 검출 장치가 얇기 때문에 장치를 용이하게 환자의 팔 아래에 유지시킬 수 있고, 또한 방사선 검출 장치가 경량이기 때문에 촬상을 행할 동안 장치가 용이하게 고정적으로 유지될 수 있다. 환자의 팔에 의해 유지되는 방사선 검출 장치의 측면은, 도 1에 도시된 바와 같은 주변 회로에 접속되지 않기 때문에, 방사선 검출 패널의 단부까지 화소의 배치가 가능하다. 그리하여, 장치 단부까지 촬상이 행해질 수 있다.
(제5 실시예)
도 18은 본 발명에 따른 방사선 검출 장치에의 X선의 입사 방향을 도시하는 일 화소의 단면도이다.
여기에서는, 제1 예시적인 실시예에 따른 방사선 검출 패널을 사용한 예를 설명한다. 도 18에 도시된 바와 같이, 화소의 상방에는 전자기 실드층이 되는 금속층이 배치되기 때문에, X선이 화소의 상방으로부터 입사될 때, X선이 금속층에 의해 감쇠된다. 그리하여, 환자를 투과한 X선량보다 신틸레이터층에 입사한 X선량이 감소한다. 한편, 화소의 하방으로부터 X선(802)을 입사시킬 때, 화소의 하방에는 유리 등의 두꺼운 기판이 존재하지 않기 때문에, X선은 많이 감쇠되지 않는다. 그리하여, 방사선 검출 패널은 화소의 하방으로부터 X선이 입사하도록 방사선 검출 장치에 배치될 수 있다.
(제6 실시예)
도 19는 본 발명의 제3 응용예인 곡면을 갖는 방사선 검출 장치를 도시하는 개략도이다.
본 응용예에 따르면, 방사선 검출 패널이 가요성을 갖기 때문에, 방사선 검출 장치가 만곡될 수 있다. 통상, X선원(901)은 점광원이기 때문에, X선(902)은 도면에 도시된 바와 같이 부채형으로 퍼진다. 종래는 부채형으로 퍼진 X선이 방사선 검출 장치(909)에 거의 수직으로 입사하여 화상의 왜곡을 감소시키도록, X선원(901)과, 피검체(903) 및 방사선 검출 장치(909) 사이의 거리 d1이 충분히 길게 설정된다. 한편, 방사선 검출 장치(910)가 곡면을 갖는 경우에는, X선의 퍼짐에 따라서 장치를 만곡시킬 수 있기 때문에, X선원(901)과 방사선 검출 장치(910) 사이의 거리가 짧을 경우에도, X선(902)이 방사선 검출 장치(910)에 거의 수직으로 입사한다. 즉, 본 발명에 따른 방사선 검출 패널을, 곡면을 갖는 방사선 검출 장치에 응용하여 X선원과 방사선 검출 장치 사이의 거리를 거리 d2로 감소시킬 수 있고, 검사를 위한 공간도 감소시킬 수 있다. 또한, 양호한 화상을 얻기 위해서는, 장치가 만곡될 때, 장치를 특정 형상으로 유지하는 것이 필요하다. 그리하여, 도 20a 내지 도 20c에 도시한 바와 같이, 방사선 검출 장치를 유지하기 위한 지지 유닛(920)이 사용될 수 있다. 도 20a에 도시된 지지 유닛(920)은 만곡된 오목부(921)를 포함하는 케이스이며, 케이스 내부에 방사선 검출 장치를 삽입하여 유지한다. 지지 유닛의 재료는, 만곡된 방사선 검출 장치의 형상을 유지하기에 충분한 경도를 갖고, 방사선의 흡수가 적은 재료가 사용될 수 있다. 아크릴 등의 수지가 사용될 수 있다. 도 20b에 도시된 지지 유닛(920)은, 서로 대향하는 2변에 배치된 가이드 레일(922)을 포함하는 부재이며, 가이드 레일을 따라 방사선 검출 장치를 삽입하여 유지한다. 이러한 구조가 사용될 때, 도 20a에 도시된 구조와는 달리, 방사선 검출 장치의 방사선의 입사측이 개방되어 있기 때문에, 지지 유닛의 재료에는 투명 수지나 금속이 사용된다. 도 20c에서, 지지 유닛(920)은 진공 장치(도시 안됨)를 포함하여, 방사선 검출 장치를 개구(923)를 통하여 흡인하고, 압력에 의해 장치를 유지한다. 이러한 구성을 채용할 때, 도 20b와 유사하게, 지지 유닛의 재료는 수지나 금속도 사용된다. 이외에, 지지 유닛(920)이 자석을 포함함으로써 방사선 검출 장치가 자기력에 의해 유지될 수 있다. 방사선 검출 장치가 각각의 결합부에서 고정된다면, 지지 유닛에 의해 방사선 검출 장치가 고정되어, 그 위치가 안정화될 수 있다. 지지 유닛에서 제공되는 결합용 훅과, 방사선 검출 장치에서 제공되는 결합용 홈에 의해 결합부를 고정하는 방법이 있다.
(제7 실시예)
도 21은 본 발명의 방사선 검출 장치를 방사선 촬상 시스템에 적용한 경우의 응용예를 예시하는 도면이다. 방사선 촬상 시스템은 방사선 검출 장치와 방사선원, 신호 처리 유닛, 표시 유닛, 전송 유닛 및 기억 유닛 중 적어도 1개를 포함한다.
방사선 튜브(1001)에서 발생되며 방사선원인 방사선(1002)은, 피검체(환자, 1003)의 흉부 등의 몸 부위(1004)를 투과하고, 신틸레이터를 그 상부에 실장한 방사선 검출 장치(1100)에 입사한다. 입사한 방사선(또는 광)(1002)은 환자(1003)의 체내부에 대한 정보를 포함한다. 방사선 검출 장치(1100)에서는, 입사 방사선(1002)에 따라 신틸레이터가 발광하고, 광전 변환되어 전기적 정보를 얻는다. 방사선 검출 장치(1100)에서는, 방사선(1002)을 직접 전하로 변환하여, 전기적 정보를 얻을 수 있다. 이 정보는 디지털로 변환되어, 신호 처리 유닛으로서의 화상 프로세서(1005)에 의해 화상 처리되어서, 제어실에 제공된 표시 유닛으로서의 디스플레이(1006)에 표시된다.
또한, 이 정보는 무선 전송 또는 전화 회선 등의 유선 전송 유닛(1007)에 의해 원격지에 전송될 수 있다. 그리하여, 다른 장소의 닥터룸에 제공된, 표시 유닛으로서 기능하는 디스플레이(1008) 상에 정보를 표시하거나, 또는 저장 유닛으로서 기능하는 데이터 저장소(1009)에 의해 광 디스크 및 반도체 메모리 등의 기록 매체에 저장할 수 있어, 의사가 원격지로부터 진단하는 것을 가능하게 한다. 또한, 데이터 저장소(1009)는 인쇄 유닛으로서 기능하는 레이저 프린터(1011)에 접속되어, 전송 유닛(1007)에 의해 전송된 정보를 필름(1010) 등의 기록 매체에 저장한다.
명백히 광범위하게 다양한 본 발명의 다수의 실시예들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있으므로, 본 발명은 청구항에서 정의된 것을 제외하고 그 특정한 실시예들로 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은 2007년 11월 5일자로 출원된 일본 특허 출원 제2007-287402호 및 2008년 10월 23일자로 출원된 일본 특허 출원 제2008-273193호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
Claims (29)
- 방사선 검출 장치의 제조 방법이며,
기판, 상기 기판 상에 배치된 절연층, 및 입사된 방사선 또는 광을 전기 신호로 변환하는 변환 소자를 포함하고 상기 절연층 상에 배치된 복수의 화소를 포함하는 매트릭스 어레이를 준비하는 단계;
상기 매트릭스 어레이의 상기 기판과 반대측에 상기 복수의 화소를 덮는 가요성 지지체를 고정하는 단계; 및
상기 매트릭스 어레이로부터 상기 기판을 박리하는 단계를 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가요성 지지체는, 제1 전자기 실드층이며,
상기 가요성 지지체를 고정하는 단계에서, 제1 신틸레이터층(scintillator layer)을 상기 복수의 화소 상에 고정하고, 상기 제1 신틸레이터층 상에 상기 제1 전자기 실드층을 고정하여, 상기 복수의 화소, 상기 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 전자기 실드층이 이 순서로 적층된 적층 구조체를 형성하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가요성 지지체는 제1 전자기 실드층이며,
상기 가요성 지지체를 고정하는 단계에서, 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 신틸레이터층에 미리 고정된 상기 제1 전자기 실드층을 상기 복수의 화소 상에 고정하여, 상기 복수의 화소, 상기 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 전자기 실드층이 이 순서로 적층된 적층 구조체를 형성하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가요성 지지체는 제1 신틸레이터층이며,
상기 가요성 지지체를 고정하는 단계에서, 제1 전자기 실드층을 상기 복수의 화소 상에 고정하고, 금속층을 갖는 상기 제1 전자기 실드층을 상기 제1 신틸레이터층 상에 고정하여 상기 복수의 화소, 상기 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 전자기 실드층이 이 순서로 적층된 적층 구조체를 형성하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가요성 지지체는 제1 신틸레이터층이며,
상기 가요성 지지체를 고정하는 단계에서, 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 신틸레이터층에 미리 고정된 금속층을 갖는 제1 전자기 실드층을 상기 복수의 화소 상에 고정하고, 상기 제1 전자기 실드층을 상기 제1 신틸레이터층 상에 고정하여, 상기 복수의 화소, 상기 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 전자기 실드층이 이 순서로 적층된 적층 구조체를 형성하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 절연층의 상기 기판이 박리된 측의 표면에, 제2 신틸레이터층을 고정하는 단계를 더 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 절연층의 상기 기판이 박리된 측의 표면에, 제2 신틸레이터층을 고정하고, 상기 제2 신틸레이터층 상에 제2 전자기 실드층을 고정하는 단계를 더 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 절연층의 상기 기판이 박리된 측의 표면에, 제2 신틸레이터층과 상기 제2 신틸레이터층에 미리 고정된 제2 전자기 실드층을 고정하는 단계를 더 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 변환 소자와 상기 제2 신틸레이터층 사이의 거리가 100nm 내지 50μm인, 방사선 검출 장치의 제조 방법 - 제1항에 있어서,
상기 매트릭스 어레이는, 상기 복수의 화소의 주변부에 배치된 접속 전극을 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 가요성 지지체는, 또한 상기 접속 전극을 덮는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 접속 전극을 외부 회로에 접속하는 단계를 더 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 가요성 지지체는, 또한 상기 외부 회로의 적어도 일부를 덮는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 접속 전극을 접속하는 단계는, 상기 기판을 박리하는 단계 후에 상기 절연층측에서 행하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
전자기 실드층을 상기 외부 회로의 접지 전극에 전기적으로 접속하는 단계를 더 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
가요성 매트릭스 어레이의, 상기 기판이 박리되고 상기 가요성 지지체와 반대측 표면에 가요성 광원을 고정하는 단계를 더 포함하는, 방사선 검출 장치의 제조 방법. - 절연층, 및 입사된 방사선 또는 광을 전기 신호로 변환하는 변환 소자를 포함하고 상기 절연층 상에 배치된 복수의 화소를 포함하는 가요성 매트릭스 어레이; 및
상기 복수의 화소를 마주보는 상기 가요성 매트릭스 어레이측에 배치되고 상기 복수의 화소를 덮는 가요성 지지체를 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제17항에 있어서,
상기 가요성 지지체는, 금속층을 갖는 제1 전자기 실드층을 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제18항에 있어서,
상기 제1 전자기 실드층과 상기 복수의 화소의 사이에 배치된 제1 신틸레이터층을 더 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제17항에 있어서,
상기 가요성 지지체는 제1 신틸레이터층을 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제17항에 있어서,
상기 매트릭스 어레이는, 상기 복수의 화소의 주변에 배치된 접속 전극을 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제21항에 있어서,
상기 가요성 지지체는 또한 상기 접속 전극을 덮는, 방사선 검출 장치. - 제22항에 있어서,
상기 접속 전극에 전기적으로 접속된 외부 회로를 더 포함하고,
상기 가요성 지지체는 또한 상기 외부 회로의 적어도 일부를 덮는, 방사선 검출 장치. - 제23항에 있어서,
전자기 실드층은 상기 외부 회로의 접지 전극과 전기적으로 접속되는, 방사선 검출 장치. - 제17항에 있어서,
제2 신틸레이터층, 상기 가요성 매트릭스 어레이, 상기 제1 신틸레이터층 및 상기 제1 전자기 실드층이 이 순서대로 적층된 적층 구조체를 형성하도록 배치되는 제2 신틸레이터층을 더 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제25항에 있어서,
상기 변환 소자와 상기 제2 신틸레이터층 사이의 거리는 100nm 내지 50μm인, 방사선 검출 장치. - 제17항에 있어서,
상기 가요성 매트릭스 어레이의, 상기 가요성 지지체측과는 반대측에 배치된 가요성 광원을 더 포함하는, 방사선 검출 장치. - 제17항에 있어서,
상기 변환 소자는 상기 입사된 방사선을 상기 전기 신호로 직접 변환하고, 상기 가요성 지지체는 절연층인, 방사선 검출 장치. - 제17항에 따른 방사선 검출 장치;
상기 방사선 검출 장치로부터의 신호를 처리하는 신호 처리 유닛;
상기 신호 처리 유닛으로부터의 신호를 기록하는 기록 유닛;
상기 신호 처리 유닛으로부터의 신호를 표시하는 표시 유닛;
상기 신호 처리 유닛으로부터의 신호를 전송하는 전송 유닛; 및
방사선을 생성하기 위한 방사선 생성원을 포함하는, 방사선 촬상 장치.
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