KR20120033842A - 방사선 검출 장치 및 방사선 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
영상의 해상도를 높일 수 있는 방사선 검출 장치 및 방사선 검출 방법이 제공된다. 일 측면에 따른 방사선 검출 장치는, 방사선을 전달하는 상부 전극층과, 상부 전극층으로부터 유입되는 전하를 막는 제1 절연층과, 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 광 도전층과, 플라즈마 방전으로부터 광 도전층을 보호하는 제2 절연층과, 제2 절연층에 대향하도록 형성된 하부 기판과, 제2 절연층 및 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽과, 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층과, 하부 기판에 형성되는 바닥 전극과, 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극과, 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 가스층 및 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함한다.
Description
엑스선과 같은 방사선을 검출하여 이미지 데이터를 생성하는 방사선 검출 장치 및 검출 방법에 관한 것이다.
디지털 방사선 검출 장치는 방사선 영상을 필름 없이 직접 엑스선 조사에 의하여 인체 내의 정보를 영상 검출 센서에서 전기적 영상 신호로 검출하여 디지털 영상을 획득하기 위한 장치이다. 디지털 방사선 검출 장치는 방사선 영상을 검출하는 방식에 따라 크게 직접 방식과 간접 방식으로 나누어진다. 직접 방식은 통상적으로 비정질 셀레늄(또는 비정질 실리콘)과 TFT(Thin Film Transistor)를 이용하여 인체를 투과한 방사선에 의해 발생된 전기적 신호를 직접 검출하는 방식이다. 간접 방식은, 방사선을 가시광선으로 바꿔주는 CsI와 같은 형광 물질을 사용하여 형광체에서 발생된 빛을 CCD 또는 광 다이오드 등의 수광 소자를 사용하여 방사선 영상을 획득하는 것으로, 직접 방식에 비해 해상도가 떨어진다.
종래의 TFT를 이용한 방사선 검출기는 노이즈가 크게 발생되며, 또한 대면적으로 갈수록 노이즈가 함께 증가하는 경향이 있으므로 DQE(detective quantum efficiency)를 감소하게 한다. 패널 내부의 픽셀 하나 당 한 개의 박막 트랜지스터가 필요하므로, 대면적이 어렵고 비용이 증가하게 된다.
영상의 해상도를 높일 수 있는 방사선 검출 장치 및 방사선 검출 방법이 제공된다.
일 측면에 따른 방사선 검출 장치는, 방사선을 전달하는 상부 전극층과, 상부 전극층으로부터 유입되는 전하를 막는 제1 절연층과, 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 광 도전층과, 플라즈마 방전으로부터 광 도전층을 보호하는 제2 절연층과, 제2 절연층에 대향하도록 형성된 하부 기판과, 제2 절연층 및 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽과, 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층과, 하부 기판에 형성되는 바닥 전극과, 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극과, 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 가스층 및 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함한다.
일 측면에 따른 방사선 검출 장치의 방사선 검출 방법은, 방사선 조사에 의하여 광 도전층에서 양전하 및 음전하 쌍을 생성하는 단계와, 상부 전극층에 인가되는 고전압에 의하여 양전하 또는 음전하가 광 도전층 및 제2 절연층 사이에 쌓이는 단계와, RF 전원 인가에 따라 가스층에서 플라즈마가 발생하는 단계와, 광 도전층 및 제2 절연층 사이에 쌓인 양전하 또는 음전하에 의하여, 가스층에서 플라즈마 발생에 따라 생성된 양이온 또는 음이온이 바닥 전극으로 축적되는 단계와, 바닥 전극에서 축적된 양이온 또는 음이온의 밀도를 판독하는 단계를 포함한다.
다른 측면에 따른 방사선 검출 장치는, 방사선을 전달하는 상부 전극층과, 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 제1 광 도전층과, 제1 광 도전층에서 광 도전성에 의해 생성된 전하를 수집하는 전하 수집층과, 배면광에 의해 광 도전성을 나타내는 제2 광 도전층과, 전하 수집층에 의해 수집된 전하에 의해 대전되며, 대전되는 전하량에 대응하며, 제2 광 도전층에서 광 도전성에 의해 생성된 전하를 판독하는 하부 투명 전극층과, 플라즈마 방전으로부터 하부 투명 전극층을 보호하기 위한 제1 절연층과, 제1 절연층에 대향하는 하부 기판과, 제1 절연층 및 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽과, 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층과, 하부 기판에 형성되는 바닥 전극과, 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극과, 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 가스층 및 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함한다.
다른 측면에 따른 방사선 검출 장치의 방사선 검출 방법은, 상부 전극층에 고전압이 인가된 상태에서 방사선 조사에 따라 제1 광 도전층에서 양전하 및 음전하 쌍이 생성되는 단계와, 생성된 양전하 및 음전하 쌍이 각각 상부 전극층 및 전하 수집층쪽으로 분리되는 단계와, 양전하 또는 음전하를 전하 수집층에서 수집하는 단계와, 제2 RF 전극에 RF 전원을 인가하여, 플라즈마 광을 발생시키는 단계와, 플라즈마 광에 의해 제2 광 도전층에서 양전하 및 음전하 쌍을 생성하는 단계와, 하부 투명 전극층으로부터 전하 수집층에 수집된 전하에 대응하며, 제2 광 도전층으로부터 전달된 전하에 대응하는 신호를 판독하는 단계와, 판독된 신호를 이용하여 방사선 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 플라즈마 광을 이용한 방사선 영상의 판독을 통하여 방사선 영상의 해상도를 높이고 복잡한 제조 공정을 개선할 수 있는 방사선 검출 장치 및 방사선 검출 방법을 제공할 수 있다. 또한, 플라즈마 발생을 위한 단순한 형태의 전극 구조를 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 또한, 플라즈마 광을 이용하여 방사선 영상 판독 뿐만 아니라 광 도전층의 초기화를 달성할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 방사선 검출 장치의 방사선 검출 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 방사선 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 방사선 검출 장치의 방사선 검출 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 방사선 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 방사선 검출 장치의 판독 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 방사선 검출 장치의 방사선 검출 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 방사선 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 방사선 검출 장치의 방사선 검출 동작을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 방사선 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 방사선 검출 장치의 판독 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1의 방사선 검출 장치(10)는 상부 전극층(101), 제2 절연층(102), 광 도전층(103), 제2 절연층(104) 및 플라즈마 발생부(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)를 포함한다.
상부 전극층(101)은 방사선을 전달한다. 여기에서, 방사선은, 엑스선(X-ray), 알파선(α-ray), 감마선(γ-ray) 등이 이용될 수 있다.
제1 절연층(102)은 상부 전극층(101)에 고전압이 인가될 때 상부 전극층(101)로부터 광 도전층(103)으로 유입되는 전하를 막는다.
광 도전층(103)은 상부 전극층(101)을 통해 전달된 방사선에 의해 광 도전성을 나타낸다. 광 도전층(103)은 방사선 조사에 따라 양전하(또는 정공) 및 음전하(또는 전자) 쌍을 생성한다. 광 도전층(103)은 전달된 방사선의 신호 강도에 비례하여 양전하 및 음전하 쌍을 생성한다. 상부 전극층(101) 위에 방사선에 의한 조사가 필요한 인체 또는 물체와 같은 대상체가 있는 경우, 대상체의 성분에 따라 광 도전층(103)에 전달되는 방사선 양이 달라질 수 있다. 광 도전층(103)은 비정질셀레늄(a-Se, amorphous selenium), As2Se3 또는 As 등을 함유한 비정질셀레늄 화합물일 수 있다.
제2 절연층(104)은 플라즈마 방전으로부터 광 도전층(103)을 보호한다.
플라즈마 발생부(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)는, 격벽(111), 가스층(112), 2개의 RF 전극(114, 116), 제3 절연층(113, 115), 바닥 전극(117), 하부 기판(118) 및 형광층(119)을 포함한다.
하부 기판(118)은 제2 절연층(104)에 대향하도록 형성된다.
가스층(112)은 격벽(111)에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으킨다. 플라즈마 광은 제2 절연층(104)을 통해 광 도전층(103)에 전달된다.
격벽(111)은 제2 절연층(104) 및 하부 기판(118) 내부에 셀 구조를 형성한다. 구체적으로는, 격벽(111)은 제2 절연층(104)과 제3 절연층(113, 115) 사이에 형성되어, 밀폐된 셀 구조를 형성시킨다. 격벽(111)은 방사선 검출 장치(10)의 픽셀을 구분하도록 형성된다. 격벽(111)은 픽셀 간의 크로스 토크를 방지하며, 2방향으로 둘러 싸여져 있거나 원하는 픽셀 모양에 따라 2 방향, 6 방향, 8 방향 등 여러 가지 모양을 가질 수 있으며, 기판의 해상력을 결정한다. 격벽(111)은 기존의 PDP 제작 방법으로 제작될 수 있으며, 각 픽셀 내에서 방사선의 반응 면적을 높이기 위하여 면적 및 높이가 조정될 수 있다.
바닥 전극(117)은 하부 기판(118)에 형성된다. 바닥 전극(117)은 쿼츠층(Quarts layer)(117-1) 및 전극층(electrode layer)(117-2)을 포함할 수 있다. 쿼츠층(117-1)은 가스층(112)에 접한다. 전극층(117-2)은 하부 기판(118)에 접하며 데이터 처리부(200)에 연결되도록 배치된다.
RF 전극(114, 116)은, 바닥 전극(117) 상부에 형성된다. 제1 RF 전극(114)은 접지되며, 제2 RF 전극(116)은 RF 전원 공급부(300)으로부터 RF 전원을 공급받도록 형성된다. 제2 RF 전극(116)에서 공급되는 RF 전원에 의해 가스층(112)에서 플라즈마가 발생된다. 이와 같은 픽셀 당 2개의 RF 전극(114, 116)에 의하여 플라즈마가 효율적으로 발생될 수 있다.
제3 절연층(113, 115)은 각각 2개의 RF 전극(114, 116)을 둘러싸도록 형성되어, 2개의 RF 전극(114, 116)을 가스층(112) 및 바닥 전극(117)과 절연한다.
형광층(119)은 격벽(111)을 따라 제3 절연층(113, 115)까지 가스층(112)을 둘러싸도록 형성된다. 형광층(119)은 가스층(112)에서 발생된 플라즈마 광이 반사되어 더 높은 조도의 플라즈마 광이 생성되도록 형성된다. 형광층(119)은 선택적으로 포함될 수 있다.
데이터 처리부(200)는 바닥 전극(117)에 접속된다. 데이터 처리부(200)는 바닥 전극(117)에 축적되는 양이온 또는 음이온 밀도를 계산하고, 계산된 밀도를 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 데이터 처리부(200)는 쿼츠층(117-1)에서 발생되는 공진 주파수의 진동 주기를 이용하여 바닥 전극(117)에 축적되는 양이온 또는 음이온의 밀도를 계산하고, 계산된 양이온 또는 음이온의 밀도에 기초하여 방사선 영상을 생성할 수 있다.
상세하게는, 가스층(112)에서의 플라즈마 발생에 의하여 가스층에서 생성된 이온들이 쿼츠층(117-1) 표면과 충돌한다. 쿼츠층(117-1)의 고유 진동 주파수(resonance frequency)는 미리 알 수 있으며, 쿼츠층(117-1)의 고유 진동 주파수의 진동 피크 사이의 시간 간격인 진동 주기는 쿼츠층(117-1)에 충돌되는 이온들의 밀도에 따르는 특성이 있다. 따라서, 소정의 감지 기간 동안 쿼츠층(117-1)에서 전달되는 진동 주파수가 전극층(117-2)을 통해 데이터 처리부(200)에 전달되고, 데이터 처리부(200)는 전달된 진동 주파수를 이용하여, 진동 주기를 결정하고, 결정된 진동 주기를 이용하여 쿼츠층(117-1)에 충돌된 이온들의 밀도를 계산할 수 있다.
이미 촬영을 위해 엑스선을 흡수한 방사선 검출 장치(10)에는 방사선 조사량에 비례하여 전하가 생성되고, 광 도전층(103)과 제1 절연층(102) 사이 그리고 광 도전층(103)와 제2 절연층(104) 사이에 전하가 쌓이게 된다. 따라서, 재촬영을 위해서는 배면광을 조사함으로써 광 도전층(103)의 전기적 상태를 중성으로 초기화시키는 과정이 필요하다.
일반적으로, 배면광 장치를 이용하여 재촬영을 하기 위해 방사선 검출 장치(10)의 초기화하는데 걸리는 시간은 대략 수초에서 수십 초 이상이다. 이는 의료 영상을 획득하는 시간을 지연시키기 때문에 환자나 촬영자에게 모두 불편함을 초래한다. 또한, 방사선 검출 장치(10)에 포함되는 광도전 물질에 필요 이상의 빛을 조사하여 전기적으로 중성화시키면, 장시간 사용했을 때에 광도전 물질 자체의 전기적 성능이 떨어지고 물질의 물리적 피로 누적에 의해 방사선 검출 장치(10)의 수명을 단축시킬 위험성이 있다.
일 실시예에 따르면, 바닥 전극(107)에 의해서 양이온 또는 음이온이 판독된 후, 광 도전층(103)에서 광 도전성이 전기적으로 중성화되도록 RF 전원 공급부(300)는 제2 RF 전극(116)에서 광 도전층(102)의 초기화를 위한 RF 전원을 인가할 수 있다.
RF 전원 공급부(300)은 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급한다. RF 전원 공급부(300)는 예를 들어, 13.56㎒, 2㎾의 RF 전원을 공급할 수 있다. RF 전원 공급부(300)는 방사선 영상 감지를 위하여 영상 감지 기간 동안 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급할 수 있다. 또한, RF 전원 공급부(300)는 방사선 영상 감지 후 광 도전층(103)을 초기화하기 위하여 RF 전원을 공급할 수 있다. 이를 통해, 플라즈마 광을 이용하여 방사선 영상 판독 뿐만 아니라 광 도전층(103)의 초기화를 달성할 수 있다.
RF 전원 공급부(300)는 RF 전원의 크기를 조절하여 배면광 즉, 플라즈마 광의 세기를 제어할 수 있다. 또한, RF 전원 공급부(300)는 RF 전원의 공급에 따른 플라즈마 광의 노출 시간을 제어할 수 있다. 따라서, RF 전원 공급부(300)는 플라즈마 광의 세기 및 노출 시간 조절을 통해서, 플라즈마 광의 발생량을 제어할 수 있다.
상세하게는, 도 1는 하나의 픽셀에 대응하는 방사선 검출 장치(10)의 구조를 나타내는 것으로, 데이터 처리부(200)는 픽셀별로, 어두운 부분은 방사선 흡수량이 높고, 밝은 부분은 방사선 흡수량이 높은 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 픽셀별로 광 도전층(103)의 초기화에 필요한 배면광 조사량은 다르게 된다. RF 전원 공급부(300)는 데이터 처리부(200)로부터 얻은 픽셀의 명도 값이 상대적으로 낮은 부분의 픽셀에는 배면광 조사량이 상대적으로 낮게 되도록 RF 전원의 크기 및 플라즈마 광 노출 시간을 조절할 수 있다. 또한, RF 전원 공급부(300)는 데이터 처리부(210)로부터 얻은 픽셀의 명도 값이 상대적으로 높은 부분의 픽셀에는 배면광 조사량이 상대적으로 높게 되도록 RF 전원의 크기 및 플라즈마 광 노출 시간을 조절할 수 있다.
이와 같은 방법으로, 픽셀별로, 광 도전층(103)의 초기화를 위한 플라즈마 광 조사량을 조절하면, 연속 촬영시에 촬영 간의 초기화를 위한 소모 시간을 줄일 수 있다. 또한, 방사선 검출 장치(10)의 광 도전층(103)이 필요 이상의 빛에 노출되어, 피로 누적 및 수명 단축의 문제가 발생하는 것을 개선할 수 있다.
전압 공급부(400)는 방사선 검출 장치(10)의 동작에 따라 상부 전극층(101)에 고전압을 인가하거나, 상부 전극층(101)을 접지 연결할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 방사선 검출 장치의 방사선 검출 동작을 나타내는 도면이다.
도 2a를 참조하면, 방사선 검출 장치(10)에 방사선이 조사된다. 방사선은 상부 전극층(101), 제1 절연층(102)을 거쳐 광 도전층(103)에 도달된다. 광 도전층(103)에서, 방사선에 의하여 양전하 및 음전하 쌍이 생성되고, 상부 전극층(101)에 인가되는 고전압에 의하여, 양전하 및 음전하가 각각 상부 전극층(101) 및 제2 절연층(104) 방향으로 이동한다. 예를 들어, 상부 전극층(101)에 음전위의 고전압이 인가되면, 광 도전층(103)에서 생성된 음전하가 광 도전층(103)과 제2 절연층(104) 사이에 이동하여 축적된다.
도 2b에 도시된 바와 같이 RF 전원 공급부(300)가 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급하면, RF 전극(114, 116) 사이에 전기장(E)이 발생된다. 이로 인해, 도 2c에 도시된 바와 같이, 가스층(112)에서 플라즈마가 발생되어, 가스층(112)에서 양이온 및 음이온이 생성된다.
제2 절연층(104) 방향으로 이동된 양전하 또는 음전하에 의하여, 바닥 전극(117)에 양이온 또는 음이온이 이동되어 축적될 수 있다. 광 도전층(103)에서 생성된 음전하가 광 도전층(103)과 제2 절연층(104) 사이에 이동하여 축적되는 경우, 바닥 전극(117)에는 음이온이 축적될 수 있다. 데이터 처리부(200)는 바닥 전극(117)에 축적된 이온 밀도 즉, 양이온 또는 음이온의 밀도를 계산하고, 계산된 이온 밀도를 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 방사선 영상은 광 도전층(103)과 제2 절연층(104) 사이에 이동하여 축적되는 전하에 대응하여 축적되는 바닥 전극(117)의 이온 밀도에 대응한다.
도 3은 일 실시예에 따른 방사선 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 방사선이 조사되면(310), 광 도전층(103)에서 양전하 및 음전하 쌍을 생성한다(320).
상부 전극층(101)에 인가되는 고전압에 의하여 양전하 또는 음전하가 분리되고, 분리된 양전하 또는 음전하가 광 도전층(103) 및 제2 절연층(104) 사이에 쌓인다(330). 예를 들어, 상부 전극층(101)에 음(-) 전위의 고전압이 인가되면, 광 도전층(103) 및 제2 절연층(104) 사이로 음전하가 축적된다.
제1 RF 전극(114)을 접지한 상태에서, 제2 RF 전극(116)으로 RF 전원을 인가함에 따라 가스층(112)에서 플라즈마가 발생한다(340).
광 도전층(130) 및 제2 절연층(104) 사이에 쌓인 양전하 또는 음전하에 대응하는, 플라즈마 발생에 따라 생성된 양이온 또는 음이온이 바닥 전극(117)으로 이동한다(350). 전술한 바와 같이, 광 도전층(103) 및 제2 절연층(104) 사이에 음전하가 축적되면, 바닥 전극(117)으로 음이온이 이동할 것이다.
바닥 전극(117)에서 이동된 양이온 또는 음이온의 밀도가 판독되어 방사선 영상이 생성될 수 있다(360).
도 4는 다른 실시예에 따른 방사선 검출 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4의 방사선 검출 장치(20)는 상부 전극층(121), 제1 광 도전층(122), 전하 수집층(123), 제2 광 도전층(124), 하부 투명 전극층(125), 제1 절연층(126) 및 플라즈마 발생부(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)를 포함한다.
상부 전극층(121)은 방사선을 제1 광 도전층(122)으로 전달한다.
제1 광 도전층(122)은 방사선에 의해 광 도전성을 나타낸다. 즉, 제1 광 도전층(122)은 방사선 조사에 따라 양전하(또는 정공) 및 음전하(또는 전자) 쌍을 생성한다. 제1 광 도전층(122)은 전달된 방사선의 신호 강도에 비례하여 양전하 및 음하 쌍을 생성한다. 상부 전극층(101) 위에 방사선에 의한 조사가 필요한 인체 또는 물체와 같은 대상체가 있는 경우, 대상체의 성분에 따라 제1 광 도전층(122)에 전달되는 방사선 양이 달라질 수 있다. 제1 광 도전층(122)은 비정질셀레늄(a-Se, amorphous selenium), As2Se3 또는 As 등을 함유한 비정질셀레늄 화합물일 수 있다.
전하 수집층(123)은 제1 광 도전층(122)에서 광 도전성에 의한 전하를 수집하여 플로팅 전극(floating electrode)으로 동작한다. 전하 수집층(123)이 전하를 수집하는 것은, 전하 수집층(123)에 의해 제1 광 도전층(122)과 전하 수집층(123) 사이에 쌓이는 전하를 블로킹하는 것을 포함한다. 블로킹된 전자는 외부에 전기장이나 온도 변화에 의해 에너지 장벽이 낮아지면, 전자가 장벽을 지나갈 수 있게 된다. 제1 광 도전층(102)의 두께(d1)는 제2 광 도전층(104)의 두께(d2)보다 훨씬 두껍게 되도록 형성하여, 제1 광 도전층(122)에 걸리는 전기장이 상대적으로 제2 광 도전층(124)에 걸리는 전기장보다 훨씬 작도록 구성하게 되면, 제1 광 도전층(122)과 전하 수집층(123) 사이의 에너지 장벽을 넘을 수 있는 외부 에너지가 없으므로, 전하가 전하 수집층(103)에 블로킹될 수 있다.
이와 같은 원리에 의해 전하 수집층(123)에 방사선 조사에 따른 영상에 대응하는 전하를 수집하기 위해서, 전하 수집층(123)은 메탈층, 유전체층 또는 메탈층 및 유전체층의 조합으로 구성될 수 있다.
전하 수집층(123)이 메탈층인 경우, 은, 구리, 금, 알루미늄, 칼슘, 텅스텐, 아연, 니켈, 철, 플래티늄, 주석, 납, 망간, 콘스탄탄(constantan), 수은, 니크롬(nichrome), 카본, 게르마늄, 실리콘, 유리, 쿼츠(Quartz), PET(polyethylene terephthalate), 테플론 등이 이용될 수 있다. 유전체층으로는, BCB, 파릴린(Parylene), a-C:H(F), PI(Polyimide), 폴리아릴렌 에테르(Polyarylene ether), FAC(Fluorinated Amorphous Carbon)과 같은 유기 유전 물질, SiO2, Si3N4, Polysilsequioxane, Methyl silane 등과 같은 무기 유전 물질, Xetogel/Aerogel, PCL(Polycaprolactone) 등과 같은 다공성 유전 물질 등이 이용될 수 있다. 전하 수집층(123)을 메탈층, 유전체층, 또는 메탈층 및 유전체층의 조합으로 구성하면, 제1 광 도전층(122)에서 생성된 전하를 효율적으로 전달받을 수 있으며, 제조가 간단하며, 짧은 시간에 저비용으로 방사선 검출 장치를 제조할 수 있다. 특히, 전하 수집층(123)을 도핑된 반도체를 이용하는 경우에 비하여 제조 비용을 줄이고 쉽게 제조할 있게 된다.
제2 광 도전층(124)은 판독을 위한 배면광에 의해 광 도전성을 나타낸다. 즉, 제2 광 도전층(124)은 전달된 배면광의 신호 강도에 비례하여 양전하 및 음전하 쌍을 생성한다. 제2 광 도전층(124)은 비정질셀레늄(a-Se, amorphous selenium), As2Se3 또는 As 등을 함유한 비정질셀레늄 화합물일 수 있다.
하부 투명 전극층(125)은 전하 수집층(123)에 의해 수집된 전하에 의해 대전된다. 하부 투명 전극층(105)은 배면광(여기에서, 플라즈마 광)이 제2 광 도전층(124)에 도달될 수 있도록 투명한 물질로 형성된다. 하부 투명 전극층(105)은 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 물질로 형성될 수 있다. 제2 광 도전층(124)에서 배면광에 의해 양전하 및 음전하 쌍이 생성되면, 하부 투명 전극층(125)에는 전하 수집층(123)에서 수집된 전하에 대응하는 반대 극성의 전하가 대전된다.
데이터 처리부(200)는 하부 투명 전극층(125)으로부터 대전된 전하에 대응하는 신호를 판독하여 방사선 영상을 생성한다. 도 1의 방사선 검출 장치(10)는 실제 이용되는 방사선 검출 장치의 한 픽셀에 대응하는 구조의 단면을 나타내는 것으로, 방사선 영상을 구성하는 픽셀 어레이에서 픽셀 별로 또는 픽셀 행 또는 픽셀 열 단위로 하부 투명 전극층(105)에 판독된 신호를 이용하여 전체 방사선 영상이 획득될 수 있다.
제1 절연층(126)은 플라즈마 방전으로부터 하부 투명 전극층(125)을 보호한다.
플라즈마 발생부(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)의 구성은 도 1의 플라즈마 발생부(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)와 동일한 구성 및 동작을 수행한다.
하부 기판(118)은 제1 절연층(126)에 대향하도록 형성된다. 격벽(111)은 제1 절연층(126) 및 하부 기판(118) 내부에 셀 구조를 형성한다. 가스층(112)은 격벽(111)에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으킨다. 바닥 전극(117)은 하부 기판(118)상에 배치된다. 제3 절연층(113, 115)은 각각 2개의 RF 전극(114, 116)을 둘러싸도록 형성되어 가스층(112) 및 바닥 전극(117)과 절연한다. RF 전극(114, 116)은, 바닥 전극(117) 상부에 형성된다. 제1 RF 전극(114)은 접지 연결되며, 제2 RF 전극(116)은 가스층(112)에서 플라즈마를 발생하기 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된다. 형광층(119)은 격벽(111)을 따라 제3 절연층(113, 115)까지 가스층을 둘러싸도록 형성된다. 형광층(119)은 선택적으로 포함될 수 있다.
데이터 처리부(210)는 하부 투명 전극층(125)에 연결되어 판독된 전하에 대응하는 신호를 이용하여 방사선 영상을 생성한다.
RF 전원 공급부(300)은 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급한다. RF 전원 공급부(300)는 예를 들어, 13.56㎒, 2㎾의 RF 전원을 공급할 수 있다. RF 전원 공급부(300)는 방사선 영상 판독을 위하여 영상 감지 기간 동안 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급할 수 있다. 또한, RF 전원 공급부(300)는 방사선 영상 감지 후 제2 광 도전층(124)을 초기화하기 위하여 RF 전원을 공급할 수 있다. 이를 통해, 플라즈마 광을 이용하여 방사선 영상 판독 뿐만 아니라 제2 광 도전층(124)의 초기화를 달성할 수 있다.
RF 전원 공급부(300)는 RF 전원의 크기를 조절하여 배면광 즉, 플라즈마 광의 세기를 제어할 수 있다. 또한, RF 전원 공급부(300)는 RF 전원의 공급에 따른 플라즈마 광의 노출 시간을 제어할 수 있다. 따라서, RF 전원 공급부(300)는 플라즈마 광의 세기 및 노출 시간 조절을 통해서, 플라즈마 광의 발생량을 제어할 수 있다.
전압 공급부(400)는 방사선 검출 장치(10)의 동작에 따라 상부 전극층(101)에 고전압을 인가하거나, 상부 전극층(101)을 접지 연결할 수 있다. RF 전원 공급부(300)은 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급한다.
감지부(500)는 바닥 전극(117)에 연결되어 가스층(112)에서 플라즈마 발생에 의해 생성된 양이온 또는 음이온의 밀도를 측정한다. 감지부(500)는 도 1 내지 도 2c의 방사선 검출 장치(10)에서 데이터 처리부(200)의 동작과 같이, 소정의 감지 기간 동안 쿼츠층(117-1)에서 전달되는 진동 주파수가 전극층(117-2)을 통해 데이터 처리부(200)에 전달되고, 데이터 처리부(200)는 전달된 진동 주파수를 이용하여, 진동 주기를 결정하고, 결정된 진동 주기를 이용하여 쿼츠층(117-1)에 충돌된 이온들의 밀도를 계산할 수 있다. 그러나, 방사선 검출 장치(10)에서는 데이터 처리부(200)는 바닥 전극(117)에 축적되는 양이온 또는 음이온의 밀도를 계산하는데 비하여, 감지부(500)에서 감지되는 이온 밀도는 플라즈마 이온의 극성과 무관한 가스층(112)에서 바닥전극에 충돌하는 양이온 및 음이온 모두의 밀도인 점에서 차이가 있다.
RF 전원 공급부(300)는 제2 광 도전층(124)의 광 도전성을 전기적으로 중성화 즉, 제2 광 도전층(124)의 초기화를 위하여, 데이터 처리부(210)에서 얻은 영상의 명도 값을 기초로 RF 전원을 조절하여 제2 RF 전극(116)에 인가할 수 있다. 이를 위해, RF 전원 공급부(300) 및 데이터 처리부(210)는 서로 통신하도록 구성될 수 있다.
도 4는 하나의 픽셀에 대응하는 방사선 검출 장치(10)의 구조를 나타내는 것으로, 데이터 처리부(210)는 픽셀별로, 어두운 부분은 방사선 흡수량이 높고, 밝은 부분은 방사선 흡수량이 높은 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 픽셀별로 제2 광 도전층(124)의 초기화에 필요한 배면광 조사량은 다르게 된다. RF 전원 공급부(300)는 데이터 처리부(210)로부터 얻은 명도 값이 상대적으로 낮은 부분의 픽셀에는 배면광 조사량이 상대적으로 낮게 되도록 RF 전원의 크기 및 플라즈마 광 노출 시간을 조절할 수 있다. 또한, RF 전원 공급부(300)는 데이터 처리부(210)로부터 얻은 명도 값이 상대적으로 높은 부분의 픽셀에는 배면광 조사량이 상대적으로 높게 되도록 RF 전원의 크기 및 플라즈마 광 노출 시간을 조절할 수 있다.
이와 같은 방법으로, 픽셀별로, 제2 광 도전층(124)의 초기화를 위한 플라즈마 광 조사량을 조절하면, 연속 촬영시에 촬영 간의 초기화를 위한 소모 시간을 줄일 수 있다. 또한, 방사선 검출 장치(20)의 제2 광 도전층(124)이 필요 이상의 빛에 노출되어, 피로 누적 및 수명 단축의 문제가 발생하는 것을 개선할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4의 방사선 검출 장치의 방사선 검출 동작을 나타내는 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, X선과 같은 방사선이 조사되면, 상부 전극층(121)을 통해 방사선이 제1 광 도전층(122)에 전달되고, 제1 광 도전층(122)내에서 양전하 및 음전하 쌍이 생성된다. 상부 전극층(121)에 높은 전압이 인가되어, 양전하 및 음전하가 상하로 분리된다. 상부 전극층(121)에 음 전위가 걸리면, 양전하는 상부 전극층(121)쪽으로 이동하고, 음전하는 전하 수집층(123)쪽으로 이동한다.
도 5b를 참조하면, 제1 광 도전층(122)에서 생성된 음전하는 전하 수집층(123)으로 이동되어, 전하 수집층(123)은 제1 광 도전층(122)의 음전하를 수집한다. 전술한 바와 같이, 전하 수집층(123)이 전하를 수집하는 동작은, 제1 광 도전층(122)과 전하 수집층(123) 사이의 계면에 전하가 쌓이는 것을 의미한다. 전하 수집층(123)과 제1 광 도전층(122)의 계면에서 쌓이는 음전하는 제1 광 도전층(122)에 걸리는 전기장에 의해 블로킹될 수 있다. 이하에서, 전하 수집층(123)은 메탈층인 경우를 예로 들어 설명한다.
방사선 검출 장치(10) 위에 인체와 같은 대상물이 있는 경우, 방사선의 대상물을 투과한 정도가 대상물의 성분 및 형태에 따라 다를 것이므로, 상부 전극층(121)에서 생성되는 양전하 및 음전하 쌍 및 전하 수집층(123)에서 수집되는 음전하의 양도 달라질 것이다. 따라서, 전하 수집층(123)에 의해 수집된 음전하는 검출되는 영상에 대응한다.
또한, 전하 수집층(123)에 음전하가 수집되면, 제2 광 도전층(124)이 커패시터로 기능하게 되어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 하부 투명 전극층(125)에는 양전하가 대전된다. 하부 투명 전극층(125)에는 전하 수집층(123)에서 수집된 음전하의 개수에 대응하는 양전하가 대전된다. 이와 같은 방사선 영상 촬영 단계가 종료하면, 상부 전극층(121)에 고전압 인가가 중단되고, 접지 연결된다.
다음으로, 영상 판독 과정에 대하여 설명한다.
도 5c를 참조하면, RF 전원 공급부(300)가 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급하면, 가스층(112)에서 플라즈마 광이 발생된다. 발생된 플라즈마 광은 배면광으로서 하부 투명 전극층(125)을 투과하여 제2 광 도전층(124)에 도달한다.
RF 전원 공급부(300)가 제1 RF 전극(114)이 접지된 상태에서 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 공급하면, RF 전극(114, 116) 사이에 전기장(E)이 발생된다. 이로 인해, 가스층(112)에서 플라즈마가 발생되어, 가스층(112)에서 양이온 및 음이온이 생성된다. 또한, 제2 광 도전층(124)은 가스층(112)으로부터 도달된 플라즈마 광으로 인하여 양전하 및 음전하 쌍을 생성한다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 하부 투명 전극층(115)에 대전된 양전하에 의해 제2 광 도전층(114)에 의해 생성된 음전하가 영상 처리부(200)로 판독되어 영상 신호 처리될 수 있다. 제2 광 도전층(124)에서 생성된 양전하는 전하 수집층(123)에 의해 수집된 음전하에 의하여 전하 수집층(123)으로 이동하여, 전하 수집층(123)은 중성화된다.
도 6은 다른 실시예에 따른 방사선 검출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상부 전극층(121)에 고전압이 인가되고(610), 고전압이 인가된 상태에서 방사선 조사된다(620). 방사선 조사에 따라 제1 광 도전층(122)에서 양전하 및 음전하 쌍이 생성된다(630).
생성된 양전하 및 음전하 쌍이 각각 상부 전극층(121) 및 전하 수집층(123)쪽으로 분리되어, 양전하 또는 음전하가 전하 수집층(103)에 누적되어 수집된다(640).
이와 같은 방식으로 방사선 검출 장치(20)에 방사선 영상이 촬상되고, 방사선 영상 판독 단계로 진행한다. 방사선 영상 촬영 단계가 종료하면, 상부 전극층(121)에 고전압 인가가 중단되고, 접지 연결된다. 제1 RF 전극(114)이 접지된 상태에서, 제2 RF 전극(116)에 RF 전원을 인가하여 발생된 플라즈마 광이 제2 광 도전층(124) 방향으로 배면광으로서 조사된다(650).
플라즈마 광에 의해 제2 광 도전층(124)에서 양전하 및 음전하 쌍이 생성된다(660).
하부 투명 전극층(125)으로부터 전하 수집층(123)에 수집된 전하에 대응하며, 제2 광 도전층(124)으로부터 전달된 전하에 대응하는 신호가 판독된다(670). 데이터 처리부(210)는 판독된 신호를 이용하여 방사선 영상을 생성한다(680).
도 7은 방사선 검출 장치의 판독 동작을 설명하기 위한 도면이다.
방사선 검출 장치(30)는 도 4의 방사선 검출 장치(20)의 전체적 구조를 나타내는 도면이다. 도 7에서 원형 영역(700)은 플라즈마 방전 영역을 나타낸다. 플라즈마 방전 영역(700)에 연결된 수평 방향의 2개의 라인은 각각 제1 RF 전극(114) 및 제2 RF 전극(116)의 라인을 나타낸다. RF 전원 공급부(300)가 픽셀 어레이(720)의 열마다 RF 전원을 공급함으로써, 픽셀 어레이(720)의 열마다 방사선 영상이 판독되어, 전체 픽셀 어레이(720)에 대한 방사선 영상이 획득될 수 있다.
예를 들어, 첫 번째 열의 픽셀(710)에 RF 전원이 공급되어 턴 온 되면, 첫 번째 열의 픽셀(710)에서 빛이 방출되고, 방출된 플라즈마 광에 의해, 도 3의 하부 투명 전극층(125)으로부터 방사선 영상이 판독될 수 있다. 다음으로, 첫 번째 열의 픽셀(710)의 RF 전원 공급이 중단되고, 두 번째 열의 픽셀에 RF 전원이 공급된다. 이와 같은 동작을 반복하여, 전체 픽셀 어레이(720)에 대해 방사선 영상이 판독될 수 있다.
도 7의 방사선 검출 장치(30)가 픽셀별로 도 1의 방사선 검출 장치(10)의 구조를 가지는 경우, 데이터 처리부(210)에 대응되는 데이터 처리부(200)는 도 1의 바닥 전극(117)에 연결되고, 감지부(500)는 포함되지 않을 것이다.
본 발명의 일 양상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
Claims (18)
- 방사선을 전달하는 상부 전극층;
상부 전극층으로부터 유입되는 전하를 막는 제1 절연층;
상기 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 광 도전층;
플라즈마 방전으로부터 상기 광 도전층을 보호하는 제2 절연층;
상기 제2 절연층에 대향하도록 형성된 하부 기판;
상기 제2 절연층 및 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽;
상기 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층;
상기 하부 기판에 형성되는 바닥 전극;
상기 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극; 및
상기 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 RF 전극 및 제2 RF 전극을 상기 가스층 및 상기 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함하는 방사선 검출 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광 도전층에서, 상기 방사선에 의하여 양전하 및 음전하 쌍이 생성되고, 상기 상부 전극층에 인가되는 고전압에 의하여, 상기 양전하 및 상기 음전하가 각각 상기 상부 전극층 및 상기 제2 절연층 방향으로 분리되는 방사선 검출 장치. - 제1항에 있어서,
상기 RF 전원에 의하여 상기 가스층에서 양이온 및 음이온이 생성되고, 상기 플라즈마 발생부 방향으로 분리된 상기 양전하 또는 상기 음전하에 의하여, 상기 바닥 전극으로 상기 양이온 또는 상기 음이온이 축적되는 방사선 검출 장치. - 제3항에 있어서,
상기 바닥 전극에 접속되며, 상기 바닥 전극으로 축적된 상기 양이온 또는 상기 음이온의 밀도를 계산하고, 상기 계산된 밀도를 이용하여 방사선 영상을 생성하는 데이터 처리부를 더 포함하는 방사선 검출 장치. - 제3항에 있어서,
상기 바닥 전극은,
상기 가스층에 접하는 쿼츠층; 및
상기 하부 기판에 접하는 전극층을 포함하고,
상기 데이터 처리부는 상기 쿼츠층에서 발생되는 공진 주파수의 진동 주기를 이용하여 상기 바닥 전극에 쌓이는 양이온 또는 음이온의 밀도를 계산하고, 계산된 양이온 또는 음이온의 밀도에 기초하여 방사선 영상을 생성하는 방사선 검출 장치. - 제3항에 있어서,
상기 바닥 전극에 의해서 방사선 영상에 대응하는 상기 양이온 또는 상기 음이온의 밀도가 판독된 후, 상기 광 도전층에서 광 도전성이 전기적으로 중성화되도록 상기 제2 RF 전극에 초기화를 위한 RF 전원이 인가되는 방사선 검출 장치. - 방사선을 전달하는 상부 전극층; 상부 전극층으로부터 유입되는 전하를 막는 제1 절연층; 상기 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 광 도전층; 플라즈마 방전으로부터 상기 광 도전층을 보호하는 제2 절연층; 상기 절연층에 대향하는 하부 기판; 상기 절연층 및 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽; 상기 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층; 상기 하부 기판에 형성되는 바닥 전극; 상기 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극; 및 ; 및 상기 제1 RF 전극 및 상기 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 RF 전극 및 상기 제2 RF 전극을 상기 가스층 및 상기 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함하는 방사선 검출 장치의 동작 방법으로서,
상기 방사선 조사에 의하여 상기 광 도전층에서 양전하 및 음전하 쌍을 생성하는 단계;
상기 상부 전극층에 인가되는 고전압에 의하여 상기 양전하 또는 상기 음전하가 상기 광 도전층 및 상기 제2 절연층 사이에 쌓이는 단계;
상기 RF 전원 인가에 따라 상기 가스층에서 플라즈마가 발생하는 단계;
상기 광 도전층 및 상기 제2 절연층 사이에 쌓인 상기 양전하 또는 상기 음전하에 의하여, 상기 가스층에서 플라즈마 발생에 따라 생성된 양이온 또는 음이온이 상기 바닥 전극으로 축적되는 단계; 및
상기 바닥 전극에서 상기 축적된 양이온 또는 음이온의 밀도를 판독하는 단계를 포함하는 방사선 검출 방법. - 제7항에 있어서,
상기 바닥 전극에서 상기 이동된 양이온 또는 음이온의 밀도를 판독하는 단계는,
상기 바닥 전극의 쿼츠층에서 발생되는 공진 주파수의 진동 주기를 이용하여 상기 바닥 전극에 쌓이는 양이온 또는 음이온의 밀도를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 양이온 또는 음이온의 밀도에 기초하여 방사선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 방사선 검출 방법. - 제7항에 있어서,
상기 바닥 전극에 의해서 상기 양이온 또는 상기 음이온의 밀도가 판독된 후, 상기 광 도전층의 광 도전성이 전기적으로 중성화되도록 초기화를 위한 RF 전원을 인가하는 단계를 더 포함하는 방사선 검출 방법. - 방사선을 전달하는 상부 전극층;
상기 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 제1 광 도전층;
상기 제1 광 도전층에서 광 도전성에 의해 생성된 전하를 수집하는 전하 수집층;
배면광에 의해 광 도전성을 나타내는 제2 광 도전층;
상기 전하 수집층에 의해 수집된 전하에 의해 대전되며, 상기 대전되는 전하량에 대응하며, 상기 제2 광 도전층에서 상기 광 도전성에 의해 생성된 전하를 판독하는 하부 투명 전극층;
플라즈마 방전으로부터 상기 하부 투명 전극층을 보호하기 위한 제1 절연층;
상기 제1 절연층에 대향하는 하부 기판;
상기 제1 절연층 및 상기 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽;
상기 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층;
상기 하부 기판에 형성되는 바닥 전극;
상기 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극; 및
상기 제1 RF 전극 및 상기 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 상기 제1 RF 전극 및 상기 제2 RF 전극을 상기 가스층 및 상기 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함하는 방사선 검출 장치. - 제10항에 있어서,
상기 하부 투명 전극층에 연결되어 상기 하부 투명 전극층으로부터 판독된 전하에 대응하는 신호를 이용하여 방사선 영상을 생성하는 데이터 처리부를 더 포함하는 방사선 검출 장치. - 제10항에 있어서,
상기 바닥 전극에 연결되어 상기 가스층에서 플라즈마 발생에 의해 생성된 양이온 또는 음이온의 밀도를 측정하는 감지부를 더 포함하는 방사선 검출 장치. - 제12항에 있어서,
상기 바닥 전극은,
상기 가스층에 접하는 쿼츠층; 및
상기 하부 기판에 접하는 전극층을 포함하고,
상기 감지부는 상기 쿼츠층에서 발생되는 공진 주파수의 진동 주기를 이용하여 상기 바닥 전극에 쌓이는 양이온 또는 음이온의 밀도를 계산하고, 계산된 양이온 또는 음이온의 밀도에 기초하여 방사선 영상을 생성하는 방사선 검출 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제2 RF 전극에 RF 전원을 공급하는 RF 전원 공급부를 더 포함하고,
상기 RF 전원 공급부는, 상기 제2 광 도전층의 광 도전성이 전기적으로 중성화하기 위하여, 상기 데이터 처리부에서 생성된 영상의 픽셀의 명도 값에 기초하여 상기 RF 전극에 인가되는 RF 전원을 조절하여 인가하는 방사선 검출 장치. - 제10항에 있어서,
상기 전하 수집층은 메탈, 유전체, 또는 메탈층 및 유전체층의 조합인 방사선 검출 장치. - 방사선을 전달하는 상부 전극층; 상기 방사선에 의해 광 도전성을 나타내는 제1 광 도전층; 상기 제1 광 도전층에서 광 도전성에 의해 생성된 전하를 수집하는 전하 수집층; 배면광에 의해 광 도전성을 나타내는 제2 광 도전층; 상기 전하 수집층에 의해 수집된 전하에 의해 대전되며, 상기 대전되는 전하량에 대응하며, 상기 제2 광 도전층에서 상기 광 도전성에 의해 생성된 전하를 판독하는 하부 투명 전극층; 플라즈마 방전으로부터 상기 하부 투명 전극층을 보호하기 위한 제1 절연층; 상기 제1 절연층에 대향하는 하부 기판; 상기 제1 절연층 및 하부 기판 내부에 셀 구조를 형성하는 격벽; 상기 격벽에 의해 형성되는 셀 구조의 내부 챔버에 포함되어 플라즈마 발광을 일으키는 가스층; 상기 하부 기판에 형성되는 바닥 전극; 상기 바닥 전극 상부에 형성되며, 접지 연결되는 제1 RF 전극 및 플라즈마 발생을 위한 RF 전원이 인가되도록 형성된 제2 RF 전극; 및 상기 제1 RF 전극 및 상기 제2 RF 전극을 둘러싸도록 형성되어 상기 가스층 및 상기 바닥 전극과 절연하는 제3 절연층을 포함하는 방사선 검출 장치의 방사선 검출 방법으로서,
상기 상부 전극층에 고전압이 인가된 상태에서 상기 방사선 조사에 따라 상기 제1 광 도전층에서 양전하 및 음전하 쌍이 생성되는 단계;
상기 생성된 양전하 및 음전하 쌍이 각각 상기 상부 전극층 및 상기 전하 수집층쪽으로 분리되는 단계;
상기 양전하 또는 상기 음전하를 상기 전하 수집층에서 수집하는 단계;
상기 제2 RF 전극에 RF 전원을 인가하여, 플라즈마 광을 발생시키는 단계;
상기 플라즈마 광에 의해 상기 제2 광 도전층에서 양전하 및 음전하 쌍을 생성하는 단계;
상기 하부 투명 전극층으로부터 상기 전하 수집층에 수집된 전하에 대응하며, 상기 제2 광 도전층으로부터 전달된 전하에 대응하는 신호를 판독하는 단계; 및
상기 판독된 신호를 이용하여 방사선 영상을 생성하는 단계를 포함하는 방사선 검출 방법. - 제16항에 있어서,
상기 바닥 전극에 포함되는 쿼츠층에서 발생되는 공진 주파수의 진동 주기를 이용하여 상기 가스층에서 플라즈마 발생에 의해 생성된 양이온 또는 음이온의 밀도를 감지하는 단계를 더 포함하는 방사선 검출 방법. - 제16항에 있어서,
상기 제2 광 도전층을 전기적으로 중성화하기 위하여, 상기 방사선 영상의 픽셀의 명도 값에 기초하여 RF 전원을 조절하여 상기 제2 RF 전극에 인가하는 단계를 더 포함하는 방사선 검출 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20150417 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
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|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180504 Year of fee payment: 7 |
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190507 Year of fee payment: 8 |