KR20160088125A - 방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치 - Google Patents

방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치 Download PDF

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Abstract

개시된 방사선 검출기에 따르면, 중금속을 포함하는 광도전층이 마련된 방사선 검출 모듈과, 상기 광도전층에 흐르는 전류를 검출하고 검출된 전류에 기초하여 상기 광도전층에 인가되는 전압을 제어하는 전압 제어부와, 상기 방사선 검출 모듈의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 광도전층을 밀봉하는 밀봉부를 포함할 수 있다.

Description

방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치{Radiation detector and radiation photographing apparatus including the same}
방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치에 관한 것이다.
엑스선(X-ray) 및 감마선(γ-ray)과 같은 방사선은 투과성이 강하여 이를 이용하면 물체의 내부를 볼 수 있다. 따라서 방사선은 의료 분야 및 비파괴 검사 등에 중요하게 쓰인다. 피사체 내부의 밀도에 따라서 방사선의 투과량이 달라지고, 이러한 투과량의 차이를 측정하여 피사체의 내부를 영상화할 수 있다.
방사선 투과량의 차이를 검출하기 위해 광도전체(photoconductor), 즉, 광전변환 물질이 사용될 수 있다. 광도전체에 방사선이 조사되면, 광도전체 내부에서 전자-정공 쌍(electron-hole pair)이 발생할 수 있고, 전자-정공 쌍은 전자와 정공으로 분리되어 전기적 신호로 변환될 수 있다. 대상체를 투과하여 광도전체에 주입된 방사선의 양(세기)에 따라, 광도전체에서 발생하는 전하량이 달라질 수 있고, 이러한 전하량의 차이를 이용해서 피사체의 내부를 영상화할 수 있다.
중금속을 포함하는 광도전층에 과전류가 흐를 때 나타날 수 있는 문제점을해결할 수 있는 방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
중금속을 포함하는 광도전층이 마련된 방사선 검출 모듈; 상기 광도전층에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류에 기초하여 상기 광도전층에 인가되는 전압을 제어하는 전압 제어부; 및 상기 방사선 검출 모듈의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 광도전층을 밀봉하는 밀봉부;를 포함하는 방사선 검출기를 제공할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중금속은, 비중이 4 이상인 금속일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중금속은, 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd), 티탄(Ti), 비스무스(Bi) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광도전층은, 요오드화 수은(HgI2), 요오드화납(PbI2), 산화납(PbO), 텔루르화카드뮴(CdTe), 텔루르화아연카드뮴(CdZnTe), 황화 카드뮬(CdS), 브롬화티탄(TiBr), 요오드화비스무스(BiI3) 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전압 제어부는, 상기 광도전층에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류에 기초하여, 상기 광도전층에 인가되는 전압을 차단하는 전압 차단부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전압 차단부는 상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류가 허용 전류보다 클 경우, 상기 광도전층에 인가되는 전압을 차단할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 허용 전류는 상기 광도전층의 허용 전류 밀도와 상기 광도전층의 면적의 곱이며, 상기 광도전층의 허용 전류 밀도는 10 μA(micro ampere)/cm2 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 밀봉부는, 상기 광도전층의 분해 물질이 외부로 유출되는 것을 차단하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광도전층의 분해 물질은 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd), 티탄(Ti), 비스무스(Bi) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 방사선 검출 모듈은, 상기 광도전층의 일 측에 배치되며 복수의 제1 전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 광도전층의 타 측에 배치되며 상기 어레이 기판에 대향하는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광도전층은, 상기 제2 전극이 배치되는 제1 면과, 상기 어레이 기판이 배치되는 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 측면을 포함하며, 상기 밀봉부는, 상기 광도전층의 상기 측면을 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 어레이 기판은, 상기 광도전층이 배치되는 제1 면과, 상기 재1 면과 반대 방향에 위치한 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 측면을 포함하며, 상기 밀봉부는, 상기 어레이 기판의 상기 측면 및 상기 제2 면을 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 전극은, 상기 광도전층이 배치되는 제2 면과, 상기 제2면과 반대 방향에 위치한 제1 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 측면을 포함하며, 상기 밀봉부는, 상기 제2 전극의 상기 측면을 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 밀봉부는, 상기 광도전층을 둘러싸는 제1 밀봉 부재와, 상기 제1 밀봉부재에 탄성적으로 접촉되며 상기 어레이 기판의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 밀봉 부재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방사선 검출기는, 상기 어레이 기판에 연결되며 상기 제1, 제2 밀봉 부재의 사이에 배치되는 구동 IC를 더 포함하며, 상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재는, 상기 구동 IC에 밀착되도록 탄성 재질을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방사선 검출부는, 상기 제2 전극에 연결되며 상기 제1, 제2 밀봉 부재의 사이에 배치되는 연결 배선을 더 포함하며, 상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재는, 상기 연결 배선에 밀착되도록 탄성 재질을 가질 수 있다.
상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재는, 실리콘(silicone)을 포함할 수있다.
일 실시예에 있어서, 상기 밀봉부는, 상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재의 사이에 배치되며, 상기 연결 배선을 둘러싸며, 상기 제1, 제2 밀봉 부재 및 상기 연결 배선에 밀착되도록 탄성 재질을 가지는 서브 밀봉 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 서브 밀봉 부재는, 실리콘(silicone)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방사선 검출기는 엑스선(X-ray) 검출기 또는 감마선(γ-ray) 검출기일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
대상체를 향해 방사선을 방출하는 방사선 발생기; 및 상기 대상체를 사이에 두고 상기 방사선 발생기와 대향하도록 배치되며, 상기 대상체를 투과한 방사선을 검출하며, 상술한 방사선 검출기;를 포함하는 방사선 촬영 장치를 제공할 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치는, 광도전층의 전류에 기초하여 광도전층에 대한 전압 인가를 제어하는 전압 제어부를 포함하여, 광도전층에 과전류가 흐르는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치는, 광도전층을 밀봉하는 밀봉부를 포함하여, 광도전층에 의한 유해 물질이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기를 개략적으로 나타낸 단면도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기의 어레이 기판의 개념적인 구조를 예시적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기의 회로 구성을 예시적으로 보여주는 회로도이다.
도 4는 방사선 검출기의 정상적인 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 광도전층의 일부에 과전류가 흐르는 모습 및 그에 따라 분해 물질이 발생되는 모습을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 광도전층에 과전류가 흐르는 원인을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 광도전층에 과전류가 흘러 분해 물질이 발생된 이후에 나타날 수 있는 현상을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 광도전층에 과전류가 흐를 때 방사선 검출 모듈에 나타나는 현상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기의 전압 제어부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 도 9의 전압 제어부를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기의 밀봉부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기의 밀봉부의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 따른 밀봉부의 구체적인 구조의 일 예를 보여주는 방사선 검출기의 사시도이다.
도 14a는 도 13의 XIVa-XIVa선을 따라 절취한 단면도이며, 도 14b는 도 14a의 제1, 제2 밀봉 부재가 탄성 접촉한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 15a는 도 13의 XVa-XVa선을 따라 절취한 단면도이며, 도 15b는 도 15a의 제1, 제2 밀봉 부재가 탄성 접촉한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 16는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기를 포함한 방사선 촬영 장치의 외관을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 방사선 검출기 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(10)를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(10)의 어레이 기판(110)의 개념적인 구조를 예시적으로 보여주는 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(10)의 회로 구성을 예시적으로 보여주는 회로도이다. 방사선 검출기(10)는 엑스선(X-ray) 검출기 또는 감마선(γ-ray) 검출기일 수 있다.
도 1을 참조하면, 방사선 검출기(10)는 광도전층(130)이 마련된 방사선 검출 모듈(100)을 포함할 수 있다. 방사선 검출 모듈(100)은, 복수의 제1 전극(111)을 포함하는 어레이 기판(110), 어레이 기판(110)과 이격되도록 배치된 제2 전극(120) 및 광도전층(130)에 전압을 인가하는 전압 인가부(140)를 더 포함할 수 있다.
광도전층(130)은 광전 변환층이라고 할 수 있다. 제1 전극(111)은 하부 전극(bottom electrode) 또는 픽셀 전극(pixel electrode)이라고 할 수 있으며, 제2 전극(120)은 상부 전극(top electrode)이라고 할 수 있다.
전압 인가부(140)는 제1 전극(111)과 제2 전극(120) 사이에 전압을 인가하여 광도전층(130)에 전기장(electric field)을 형성한다. 편의상 도 1에서는, 제2 전극(120)에 (-) 전압이 인가된 예를 도시하였으나, 제2 전극(120)에 (-) 전압이 인가되며, 제1 전극(111)에 (+) 전압이 인가될 수도 있다.
방사선 검출기(10)는, 전기장이 형성된 광도전층(130)을 이용하여 대상체(O; 도 4 참조)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다. 방사선은 엑스선(X-ray) 또는 감마선(γ-ray)일 수 있다.
광도전층(130)은, 광도전성 입자와 바인더가 혼합된 구조, 즉, PIB(Particle-In-Binder) 구조를 가질 수 있다. 광도전성 입자는 광도전층(130)에 광도전 특성, 다시 말해, 광전 변환 특성을 부여하는 역할을 하고, 바인더는 광도전성 입자와 혼합되어 접착력을 부여하는 역할을 할 수 있다. 바인더에 의해 광도전층(130)의 형성 공정이 용이해질 수 있다. 광도전성 분말과 바인더 물질 및 용제 등을 포함하는 페이스트(paste)를 도포하고 열처리(건조)함으로써, 광도전층(130)을 형성할 수 있다. 광도전층(130)의 두께는 100∼250 ㎛ 정도, 예컨대, 120∼180 ㎛ 정도일 수 있다.
광도전층(130)을 구성하는 광도전성 입자와 바인더에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
광도전성 입자는, 중금속을 포함할 수 있다. 여기서, 중금속은 비중이 4 이상인 금속일 수 있다. 예를 들어, 중금속은 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd), 티탄(Ti), 비스무스(Bi) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광도전성 입자는, 예컨대, HgI2, PbI2, PbO, TiBr, CdTe, CdZnTe, CdS, BiI3 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 물질들은 원자량 및 밀도가 커서 얇은 두께에서도 방사선을 잘 흡수할 수 있고, 방사선에 의한 이온화 에너지(ionization energy)가 작기 때문에 우수한 광도전 특징을 나타낼 수 있다. 특히, 요오드화 수은(HgI2)가 우수한 광도전 특징을 가질 수 있다.
바인더는 광도전성 입자와 혼합되어 접착력을 부여하는 역할을 한다. 바인더는 유기 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 바인더는 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 폴리에스테르(polyester)계 물질, 페녹시(phenoxy)계 물질, 폴리비닐 포르말(polyvinyl formal)계 물질, 폴리아미드(polyamide)계 물질, 폴리스티렌(polystyrene)계 물질, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 물질, 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate)계 물질, 폴리우레탄(polyurethane)계 물질, 에폭시(epoxy)계 물질 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광도전층(130)은 페이스트로부터 저온(약 150℃ 이하) 열처리(건조) 공정을 통해 형성될 수 있으므로, 열처리에 의해 바인더가 제거되지 않고 유지될 수 있다. 바인더의 종류 및 함유량은 광도전층(130)의 특성(감도 등)에 영향을 줄 수 있다.
부가해서, 필요에 따라, 광도전층(130)은 소정의 첨가제(additive)를 더 포함할 수도 있다. 상기 첨가제는, 예컨대, 분산제(dispersant), 소포제(defoamer), 레벨링제(leveling agent) 등으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 함유량, 즉, 광도전성 입자, 바인더 및 상기 첨가제의 혼합물에 대한 상기 첨가제의 함유량은 약 3 wt% 이하, 예컨대, 0.1∼3 wt% 정도일 수 있다.
이러한 광도전층(130)의 일측에는 복수의 제1 전극(111)을 포함하는 어레이 기판(110)이 배치되며, 광도전층(130)의 타측에는 제2 전극(120)이 배치된다. 제2 전극(120)은 어레이 기판(110)에 대향하도록 배치된다.
도 2를 참조하면, 어레이 기판(110)은 제1 전극(111)에 연결된 커패시터(CP)(capacitor) 및 TFT(thin film transistor) 소자(TR)를 포함할 수 있다. 커패시터(CP)와 TFT 소자(TR)는 전기적으로 연결될 수 있다.
광도전층(130)에 방사선이 조사됨에 따라, 커패시터(CP)에 소정의 전압이 형성된다. 커패시터(CP)에 걸리는 소정의 전압은, 광도전층(130)에 조사된 방사선 량에 따라 달라진다. 이러한 소정의 전압은, TFT소자(TR)의 동작에 의하여 전기적 신호로 읽힐 수 있다.
도 3을 참조하면, 어레이 기판(110)에는 복수의 제1 전극(111), 복수의 커패시터(CP) 및 복수의 TFT 소자(TR)가 형성될 수 있다.
제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인(GL)이 소정 간격 이격하여 배치될 수 있다. 복수의 게이트 라인(GL)과 교차하는 데이터 라인(DL)이 구비될 수 있다. 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)의 교차부 각각에 TFT 소자(TR)가 구비될 수 있다. 각각의 TFT 소자(TR)에 연결된 커패시터(CP)가 구비될 수 있다. 각각의 커패시터(CP)는 도 2와 같이 제1 전극(111)이 연결될 수 있다. 하나의 TFT 소자(TR)와 그에 연결된 커패시터(CP) 및 제1 전극(111)은 하나의 픽셀 영역(PX)을 구성한다고 할 수 있다. 복수의 픽셀 영역(PX)이 복수의 열 및 행을 이루도록 배열될 수 있다.
어레이 기판(110)에는, 구동 IC(141, 142)가 연결될 수 있다. 구동 IC(141, 142)는 게이트 구동부(141)와 리드아웃(Readout) 회로부(142)를 포함할 수 있다. 게이트 구동부(141)는 어레이 기판(110)에 형성된 복수의 게이트 라인(GL)에 연결된다. 리드아웃 회로부(142)는 어레이 기판(110)에 형성된 복수의 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다. 게이트 구동부(141) 및 리드아웃 회로부(142)의 구체적인 구성은 잘 알려진바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기와 같이 복수의 픽셀 영역(PX)을 가지는 방사선 검출 모듈(100)은, 픽셀 영역(PX) 단위로 방사선을 검출하게 된다. 픽셀 영역(PX) 별로 조사된 방사선 량은 다를 수 있으며, 그에 따라 픽셀 영역(PX)에서 변환된 전기적 신호가 다를 수 있다. 따라서, 이러한 전기적 신호의 차이를 통해, 대상체(O)의 내부를 영상화할 수 있다.
도면에 도시되어 있지 않지만, 제2 전극(120) 상에는 패시베이션층(미도시)이 형성될 수 있다. 패시베이션층은 제2 전극(120)의 산화를 방지할 수 있다.
도 4는 방사선 검출기(10)의 정상적인 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 전압 인가부(140)에 의해 광도전층(130)에 전압이 인가됨에 따라 광도전층(130)에 전기장(E)이 형성된다.
전압 인가부(140)에 의해 인가되는 전압은 고전압일 수 있다. 광도전층(130)에 고전압을 인가함으로써, 방사선에 대한 광도전층(130)의 민감도를 향상시킬 수 있다. 고전압은 수 십 ~ 수 천 볼트(volt) 일 수 있다. 방사선 검출을 위한 고전압은 광도전층(130)의 재질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 광도전층(130)이 요오드화 수은(HgI2)일 경우, 고전압으로서 50 V ~ 200 V의 전압이 사용될 수 있다.
상기와 같이 전기장(E)이 형성된 광도전층(130)에 대상체(O)를 투과한 방사선(R1)이 입사됨에 따라, 광도전층(130)에서 전자-정공 쌍(electron-hole pair)이 발생한다. 전자-정공 쌍은 전자(e)와 정공(h)으로 분리되어, 각각 제1 전극(111)과 제2 전극(120)으로 이동한다. 전자(e)와 정공(h)이 이동함에 따라 전기적 신호로 변환될 수 있다. 예를 들어, 커패시터(CP; 도 2 참조)에 소정의 전압이 형성된다. 커패시터(CP)에 걸리는 소정의 전압은, 광도전층(130)에 조사된 방사선 량에 따라 달라진다. 이러한 소정의 전압은, TFT소자(TR; 도 2 참조)의 동작에 의하여 전기적 신호로 읽힐 수 있다.
방사선의 투과량에 따라 픽셀 영역(PX) 별로 전기적 신호가 다르게 나타날 수 있다. 예를 들어, 전하 발생량이 달라질 수 있다. 이러한 차이에 기초해서, 대상체(O)의 내부를 영상화할 수 있다.
상술한 것처럼, 전기장(E)이 형성된 광도전층(130)에 방사선이 입사될 경우, 전자-정공 쌍이 발생하고, 이러한 전자-정공 쌍이 분리 이동됨에 따라 광도전층(130)에 전류가 흐르게 된다.
광도전층(130)의 단위 면적당 흐르는 전류가 높을 수록 광도전층(130)의 온도는 증가한다. 즉, 광도전층(130)의 전류 밀도가 높을수록 광도전층(130)의 온도는 증가한다.
만일 광도전층(130)의 전류 밀도가 정상 범위를 벗어나 현저하게 증가될 경우, 광도전층(130)의 온도 역시 현저히 증가하게 되며, 그로 인해 광도전층(130)을 이루는 물질이 열에 의해 분해될 수 있다.
이하에서는, 광도전층(130)의 전류 밀도가 정상 범위를 벗어날 경우 나타나는 문제점을 구체적으로 살펴보기로 한다. 다만, 광도전층(130)의 단위 영역마다 전류 밀도를 직접적으로 측정하는 것이 어려운 점을 고려하여, 이하에서는 광도전층(130)의 전류를 중심으로 살펴보기로 한다.
도 5a 및 도 5b는 광도전층(130)의 일부에 과전류가 흐르는 모습 및 그에 따라 분해 물질(DM)이 발생되는 모습을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 광도전층(130)의 일부 영역(X)에서는 다른 영역(Y)과 달리, 과전류가 흐를 수 있다. 광도전층(130)의 일부 영역(X)에 전류(c)가 집중될 수 있다. 광도전층(130)의 일부 영역(X)에 흐르는 전류 밀도는 정상 범위를 벗어날 수 있다. 그리하여, 광도전층(130)의 일부 영역(X)은 수 백℃ 이상으로 가열될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 광도전층(130)의 일부 영역(X)이 수 백℃ 이상으로 가열됨에 따라, 해당 영역(X)에서는 광도전층(130)을 이루는 물질이 열에 의해 분해될 수 있다. 즉, 광도전층(130)에서는, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 발생될 수 있다. 분해 물질(DM)은 도 5b와 같이 기체 상태로 발생될 수 있다.
광도전층(130)이 중금속을 포함할 경우, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)에는 중금속이 포함될 수 있다. 즉, 인체에 치명적인 유해 물질이 발생될 수 있다.
광도전층(130)은 HgI2, PbI2, PbO, TiBr, CdTe, CdZnTe, CdS, BiI3 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 경우, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)에는, 중금속, 예를 들어, 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd), 티탄(Ti), 비스무스(Bi) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 즉, 유해 물질인 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd) 등이 발생될 수 있다.
일 예로서, 광도전층(130)이 요오드화 수은(HgI2)을 포함할 경우, 광도전층(130)이 200 ℃이상으로 가열될 때, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)에 수은(Hg)이 포함될 수 있다.
수은(Hg)은, 인체에 유입되었을 때 신장과 간에 축적되어 기능을 저하시킬 수 있다. 또한, 체내에 축적된 수은 량이 소정 범위, 예를 들어 30 ppm 이상이 되면 중독 현상을 일으키게 되며, 이는 만성 신경계질환으로 인한 운동장애, 언어장애, 난청 등이 발생할 수 있다. 또한, 심할 경우, 사지가 마비되고 죽음에까지 이르게 된다. 뿐만 아니라, 임산부의 경우, 태아의 신경계질환을 유발할 수 있다.
기체 상태로 발생된 유해 물질은, 인체의 호흡기는 물론 피부를 통해서 인체에 흡수될 수 있다. 그에 따라, 인체에 대한 유해 물질의 흡수율이 증가될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 광도전층(130)에 과전류가 흐르는 원인을 설명하기 위한 도면이다. 광도전층(130)에 과전류가 흐르는 원인은 다양할 수 있다.
일 예로서, 광도전층(130)을 형성하는 과정에서, 의도치 않게 광도전층(130)에 도 6a와 같이 전도성 이물질(FM)이 일부 포함될 수 있다. 이러한 전도성 이물질(FM)은, 광도전층(130)의 전도성보다 높은 전도성을 가진다. 즉, 광도전층(130)에서 전도성 이물질(FM)이 포함된 영역은 다른 영역에 비해 저항이 작다. 그리하여, 전도성 이물질(FM)을 포함한 광도전층(130)에 전류(c)가 흐를 경우, 화살표와 같이 전도성 이물질(FM)이 포함된 영역으로 전류(c)가 집중되어, 광도전층(130)의 일부 영역에서 과전류가 흐를 수 있다.
다른 예로서, 도 6b와 같이 방사선(R1)이 광도전층(130)의 일부 영역(X')에 집중적으로 조사될 수 있다. 그에 따라, 광도전층(130)의 일부 영역(X')에 에이징(aging) 또는 열화가 집중된다. 그리하여, 방사선(R1)이 집중 조사되는 영역(X')에서 전류(c)가 집중되어, 과전류가 흐를 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 광도전층(130)에 과전류가 흘러 분해 물질(DM)이 발생된 이후에 나타날 수 있는 현상을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5b에서 설명한 것처럼, 광도전층(130)의 일부 영역에서 분해 물질(DM)이 발생된 경우, 해당 영역(X)은 도 7a와 같이 물성이 변할 수 있다. 예를 들어, 광도전층(130)의 일부 영역(X)은 도전성이 증가할 수 있다.
광도전층(130)의 일부 영역(X)의 도전성이 증가함에 따라, 저항은 작아지게 된다. 그에 따라, 전류(c)가 흐를 때 광도전층(130)의 일부 영역(X)에서는 도 7b와 같이 이전의 과전류보다 큰 과전류가 흐르게 된다. 그리하여, 광도전층(130)의 일부 영역(X)에서 발생하는 분해 물질(DM)의 발생량은 더욱 증가할 수 있으며, 상기 일부 영역(X)에 인접한 영역들(X1, X2)의 물성까지도 변할 수 있다.
상기와 같은 과정은, 전류(c)가 흐를 때마다 반복적으로 나타날 수 있으며, 그리하여, 과전류가 흐르는 영역 및 광도전층(130)의 분해 물질(DM)의 발생량은 더욱 증가하게 된다. 심할 경우, 광도전층(130)이 타버리는 현상이 나타나며, 이는 방사선 검출 모듈(100)의 화재(fire)로 이어질 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 광도전층(130)에 과전류가 흐를 때 방사선 검출 모듈(100)에 나타나는 현상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8a를 참조하면, 방사선 검출 모듈(100)은 픽셀 영역(PX) 단위로 구분될 수 있다. 픽셀 영역(PX1) 하나에 과전류가 흘렀을 때, 해당 픽셀 영역(PX1)에서는 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 발생되고 해당 픽셀 영역(PX1)의 물성이 변할 수 있다. 예를 들어, 해당 픽셀 영역(PX1)의 도전성은 다른 픽셀 영역의 도전성보다 커질 수 있다.
이러한 상태에서, 계속해서 전류가 흐르게 될 경우, 도 8b, 8c와 같이, 주변 픽셀 영역 중 적어도 일부 픽셀 영역(PX2, PX3, PX4, PX5)에서는 도 8a처럼 분해 물질(DM)이 발생되고 도전성이 변할 수 있다. 심할 경우, 도 8c와 같이, 픽셀 영역들 중 적어도 일부(PX1)가 타 버리는 현상이 발생될 수 있으며, 이는 방사선 검출 모듈(100)의 화재(fire)로 이어질 수도 있다.
상술한 것처럼 광도전층(130)에 과전류가 흘렀을 때 나타날 수 있는 현상 또는 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예에 따른 방사선 검출기(10)는, 도 1과 같이, 2가지 구성 요소인 전압 제어부(200) 및 밀봉부(300)를 더 포함한다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 전압 제어부(200) 및 밀봉부(300) 각각에 대하여 자세히 설명한다.
도 9는 도 1에 따른 방사선 검출기(10)의 전압 제어부(200)를 설명하기 위한 개념도이다. 도 10은 도 9의 전압 제어부(200)를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9 및 도 10을 참조하며, 전압 제어부(200)는, 광도전층(130)에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류에 기초하여 전압 인가부(140)의 전압 인가 여부를 제어한다. 전압 제어부(200)는, 광도전층(130)에 흐르는 전류에 따라 광도전층(130)에 대한 전압 인가 여부를 결정함으로써, 광도전층(130)에 과전류가 흐르는 것을 억제할 수 있다.
전압 제어부(200)는, 광도전층(130)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부(210)와, 검출된 전류에 기초하여 전압 차단 여부를 제어하는 전압 차단부(221, 223)를 포함한다.
전류 검출부(210)는, 연결 배선(151)을 통해, 제2 전극(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전류 검출부(210)는 제2 전극(120)을 통해 광도전층(130)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 전류 검출부(210)의 구체적인 구성은 잘 알려진바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
전압 차단부(221, 223)는, 전류 검출부(210)에 의해 검출된 전류가 허용 전류보다 클 경우, 광도전층(130)에 인가되는 전압을 차단할 수 있다. 전압 차단부(221, 223)는, 전류 판단부(221)와 전압 차단 제어부(223)를 포함한다. 전압 차단부(221, 223)는, 전류 판단부(221)와 전압 인가부(140) 사이에 배치될 수 있다.
전류 판단부(221)는 전류 검출부(210)에 의해 검출된 전류가 광도전층(130)의 허용 전류를 벗어나는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 전류 판단부(221)는 검출된 전류가 광도전층(130)의 허용 전류보다 큰지 여부를 판단한다.
광도전층(130)의 허용 전류는, 광도전층(130)의 허용 전류 밀도와 광도전층(130)의 면적의 곱일 수 있다.
광도전층(130)의 허용 전류 밀도는, 광도전층(130)에 전류가 흐르더라도 광도전층(130)이 열에 의해 분해되지 않는 전류 밀도(current density)를 의미한다. 광도전층(130)의 허용 전류 밀도는, 10 μA(micro ampere)/cm2 이하일 수 있다. 다만, 광도전층(130)의 허용 전류 밀도의 범위는 이에 한정되는 것은 아니며, 광도전층(130)을 구성하는 물질에 따라 달라질 수 있다.
광도전층(130)의 면적은, 방사선 검출기(10)의 용도 등에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 맘모그래피용 방사선 검출기(10)의 경우, 광도전층(130)의 면적은 720 cm2 일 수 있다.
광도전층(130)의 허용 전류 밀도가 10 μA(micro ampere)/cm2 이하이고 광도전층(130)의 면적이 720 cm2 일 경우, 광도전층(130)의 허용 전류는 7.2 mA 이하일 수 있다.
전류 판단부(221)에 의해, 검출된 전류가 허용 전류보다 크다고 판단될 경우, 전압 차단 제어부(223)는 전압 인가부(140)에 의한 전압 인가를 차단한다. 반면, 검출된 전류가 허용 전류와 같거나 작다고 판단될 경우, 전압 차단 제어부(223)는 전압 인가부(140)에 의한 전압 인가를 유지한다.
예를 들어, 검출된 전류가 7.2mA를 초과할 경우, 전압 차단부(221, 223)는 광도전층(130)에 인가되는 전압을 차단한다. 반면, 검출된 전류가 7.2 mA 이하일 경우, 전압 차단부(221, 223)는 광도전층(130)에 인가되는 전압을 유지한다.
전압 제어부(200)는, 전류 검출 동작과 전압 제어 동작 사이의 시간 간격을 수μsec 이내로 설정할 수 있다. 예를 들어, 전압 제어부(200)는 전류 검출 동작과 전압 제어 동작 사이의 시간이 10 μsec 미만이 되도록 설정할 수 있다. 그리하여, 전압 제어 과정에서 광도전층(130)에 의한 분해 물질(DM)의 발생을 최소화할 수 있다.
상기와 같이, 전압 차단부(221, 223)는, 광도전층(130)에 흐르는 전류에 기초하여, 광도전층(130)에 대한 전압인가 여부를 제어함으로써, 광도전층(130)에 허용 전류를 벗어난 과전류가 흐르는 것을 방지 또는 감소시킬 수 있다.
도 11은 도 1에 따른 방사선 검출기(10)의 밀봉부(300)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에서는, 밀봉부(300)를 개념적으로 도시하였으며, 그 구체적인 형상은 광도전층(130)을 포함한 방사선 검출 모듈(100)의 형상에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
도 11을 참조하면, 밀봉부(300)는 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 외부로 유출되는 것을 차단하도록 구성될 수 있다. 밀봉부(300)는 방사선 검출 모듈(100)의 적어도 일부를 둘러싸며 광도전층(130)을 밀봉할 수 있다.
광도전층(130)은, 제2 전극(120)이 배치되는 제1면과, 어레이 기판(110)이 배치되는 제2면과, 제1면과 제2면을 연결하는 측면을 포함할 수 있다. 어레이 기판(110)은 광도전층(130)이 배치되는 제1면과, 제1면과 반대 방향에 위치한 제2면과, 제1면과 제2면을 연결하는 측면을 포함할 수 있다. 제2 전극(120)은 광도전층(130)이 배치되는 제2면과, 제2면과 반대 방향에 위치한 제1면과, 제1면과 제2면을 연결하는 측면을 포함할 수 있다. 제1면은 상면이라 할 수 있으며, 제2 면은 하면이라 할 수 있다.
밀봉부(300)는 광도전층(130)의 측면을 둘러쌀 수 있다. 밀봉부(300)는, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 유출되는 주요 경로인 광도전층(130)의 측면을 둘러싸, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
밀봉부(300)는, 어레이 기판(110)의 측면 및 제2면을 더 둘러쌀 수 있다. 이를 통해, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 어레이 기판(110)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 밀봉부(300)는 제2 전극(120)의 측면을 더 둘러쌀 수 있다. 그에 따라, 밀봉부(300)는 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 제2 전극(120)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
밀봉부(300)는 적어도 내면이 탄성 변형될 수 있다. 밀봉부(300)의 내부 크기는 방사선 검출 모듈(100)의 외부 크기와 동일하거나 작을 수 있다. 여기서, 밀봉부(300)의 내부 크기는 외력에 의해 가압되지 않은 상태일 때의 내부 크기를 의미한다. 탄성 변형 가능한 밀봉부(300)가 방사선 검출 모듈(100)을 둘러쌈으로써, 방사선 검출 모듈(100)과 밀봉부(300) 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그에 따라, 밀봉부(300)에 의해 광도전층(130)이 밀봉될 수 있다.
밀봉부(300)가 광도전층(130)을 밀봉함으로써, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 밀봉부(300)는 광도전층(130)을 둘러싸는 물리적인 구조를 통해 분해 물질(DM)이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 따라서, 상술한 전압 제어부(200)에도 불구하고 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 발생하더라도, 밀봉부(300)에 의해 분해 물질(DM)이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
밀봉부(300)는 실리콘(silicone)을 포함할 수 있다. 밀봉부(300)는 적어도 내측 부분이 실리콘을 포함할 수 있다. 도 11에서는 편의상 밀봉부(300)의 내측 부분과 외측 부분이 하나의 물질로 구성된 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 밀봉부(300)의 내측 부분과 외측 부분의 재질이 다를 수도 있다. 여기서, 밀봉부(300)의 내측 부분은 밀봉부(300)에서 방사선 검출 모듈(100)을 향하는 부분을 의미하며, 외측 부분은 내측 부분의 외측에 배치된 부분을 의미한다.
다만, 밀봉부(300)의 재질은 실리콘에 한정되지는 아니하며, 방사선 검출 모듈(100)과 접촉하여 탄성 변형되고, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)을 차단할 수 있는 것이라면, 다른 물질이 채용될 수도 있다. 예를 들어, 밀봉부(300)는 폴리우레탄(polyurethane) 또는 불소(Fluorine) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(10)의 밀봉부(300)의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 밀봉부(300)는 서로 탄성 접촉하는 제1 밀봉 부재(310)와 제2 밀봉 부재(320)를 포함할 수 있다.
제1 밀봉 부재(310)는 광도전층(130)을 둘러쌀 수 있다. 제1 밀봉 부재(310)는 제2 전극(120)의 적어도 일부를 더 둘러쌀 수 있다. 제2 밀봉 부재(320)는 어레이 기판(110)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 이러한 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)가 탄성 접촉함으로써, 광도전층(130)을 밀봉할 수 있다.
탄성 접촉하는 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 사이로, 제2 전극(120)과 전압 인가부(140)를 연결하는 연결 배선(미도시)과 어레이 기판(110)에 연결된 구동 IC(142)가 배치될 수 있다. 이를 통해, 연결 배선(151)과 구동 IC(142)를 밀봉부(300) 외부로 인출함에 따라 발생할 수 있는 광도전층(130)의 분해 물질(DM)의 유출을 방지할 수 있다.
도 13은 도 12에 따른 밀봉부(300)의 구체적인 구조의 일 예를 보여주는 방사선 검출기(10)의 사시도이다. 도 14a는 도 13의 XIVa-XIVa선을 따라 절취한 단면도이며, 도 14b는 도 14a의 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)가 탄성 접촉한 상태를 나타낸 단면도이다. 도 15a는 도 13의 XVa-XVa선을 따라 절취한 단면도이며, 도 15b는 도 15a의 제1, 제2 밀봉 부재(320)가 탄성 접촉한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 13을 참조하면, 밀봉부(300a)는 방사선 검출 모듈(100)을 둘러싸는 것으로서, 제1 밀봉 부재(310)와 제2 밀봉 부재(320)를 포함한다. 제1 밀봉 부재(310)는, 제2 전극(120)의 적어도 일부와 광도전층(130)을 둘러싸며, 제2 밀봉 부재(320)는 어레이 기판(110)의 적어도 일부를 둘러싼다. 제1 밀봉 부재(310)와 제2 밀봉 부재(320)는, 서로 탄성적으로 접촉하며, 광도전층(130)을 밀봉할 수 있다.
어레이 기판(110)에는 구동 IC(141, 142), 예를 들어, 복수의 게이트 구동부(141)와 복수의 리드아웃 회로부(142)가 연결된다. 도면상 도시되어 있지 않지만, 게이트 구동부(141)는 어레이 기판(110)에 포함된 TFT 소자(TR)에 연결된 게이트 라인(GL)에 연결되며, 리드아웃 회로부(142)는 어레이 기판(110)에 포함된 TFT 소자(TR)에 연결된 데이터 라인(DL)에 연결된다. 도면상 도시되어 있지 않지만, 구동 IC(141, 142)는 메인 보드(미도시)에 연결된다.
제2 전극(120)에는 연결 배선(151)이 연결된다. 도면상 도시되어 있지 않지만, 연결 배선(151)은 전류 검출부(210), 전압 인가부(140)에 전기적으로 연결된다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 구동 IC(142)는, 제1 밀봉 부재(310)와 제2 밀봉 부재(320)의 사이에 배치되며, 적어도 일부가 밀봉부(300a)의 외부로 인출될 수 있다. 제1 밀봉 부재(310) 및 제2 밀봉 부재(320)는, 구동 IC(142)에 밀착되도록 탄성 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)는, 실리콘을 포함할 수 있다.
구동 IC(142)가 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 사이에 배치된 상태에서, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)를 서로 접촉시킨다. 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)는 탄성 재질을 가지기 때문에, 구동 IC(142)와 접촉하는 영역이 탄성 변형된다. 그에 따라, 구동 IC(142)와 밀봉부(300a) 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 구동 IC(142)가 외부로부터 밀봉부(300a)를 관통하여 어레이 기판(110)에 연결되면서도, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
만일, 구동 IC(142)가 밀봉부(300a)의 외부로 인출되지 않고 밀봉부(300a)의 내부에 배치될 경우, 밀봉부(300a)의 내부는 구동 IC(142)로 인해 과열될 수 있다. 이는, 구동 IC(141, 142) 중 리드아웃 회로부(142)가 약 80도까지 가열될 수 있기 때문이다. 그러나, 본 실시예에서는, 구동 IC(141, 142)를 외부로 인출함으로써, 광도전층(130)을 밀봉하면서도 구동 IC(141, 142)로 인해 광도전층(130)이 과열되는 것을 방지할 수 있다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 연결 배선(151)은 제1 밀봉 부재(310)와 제2 밀봉 부재(320) 사이에 배치되며, 밀봉부(300a)의 외부로 인출될 수 있다. 제1 밀봉 부재(310) 및 제2 밀봉 부재(320)는 연결 배선(151)에 밀착되도록 탄성 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)는, 실리콘을 포함할 수 있다.
연결 배선(151)이 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 사이에 배치된 상태에서, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)를 서로 접촉시킨다. 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)는 탄성 재질을 가지기 때문에, 연결 배선(151)과 접촉하는 영역이 탄성 변형된다.
제1 밀봉 부재(310), 제2 밀봉 부재(320)는, 연결 배선(151)에 대응하는 위치에 연결 배선(151)의 적어도 일부가 삽입될 수 있는 삽입 홈(311, 321)이 형성될 수 있다. 삽입 홈(311, 321)은 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 모두에 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 중 어느 하나에 형성될 수도 있다.
밀봉부(300a)는, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)의 사이에 배치되며, 연결 배선(151)을 둘러싸는 서브 밀봉 부재(330)를 더 포함할 수 있다.
서브 밀봉 부재(330)는 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 및 연결 배선(151)에 밀착 되도록 탄성 재질을 가질 수 있다. 서브 밀봉 부재(330)는, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320)에 의해 가압될 때 탄성 변형될 수 있다. 서브 밀봉 부재(330)는, 실리콘을 포함할 수 있다.
탄성 변형되는 서브 밀봉 부재(330)에 의해, 제1, 제2 밀봉 부재(310, 320) 사이에 배치된 연결 배선(151)의 주변에 틈새가 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 그에 따라, 연결 배선(151)의 지름이 1 mm 이상으로 커지더라도, 연결 배선(151)의 주변에 틈새 발생을 방지할 수 있다.
상술한 것처럼, 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 검출기(10)는 2가지 구성, 즉 전압 제어부(200) 및 밀봉부(300)(300a)를 포함한다. 이를 통해, 광도전층(130)에 과전류가 흐름으로써 나타날 수 있는 피해를 확실하게 방지할 수 있다.
전압 제어부(200)는, 광도전층(130)에 과전류가 흐르는 것을 제어함으로써, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 밀봉부(300)(300a)는, 전압 제어부(200)에 의한 제어에도 불구하고, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 발생할 경우, 외부로 분해 물질(DM)이 유출되는 것을 차단할 수 있다.
만일 방사선 검출기(10)에 밀봉부(300)(300a) 없이 전압 제어부(200)만 포함될 경우, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 외부로 유출될 수 있다. 일 예로서, 전압 제어부(200)가 환경적인 요인 등에 의해 오동작하거나 작동하지 않을 수 있으며, 그리하여 광도전층(130)에 과전류가 흘러 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 발생할 수 있다. 다른 예로서, 전압 제어부(200)가 정상 작동하더라도, 광도전층(130)의 일부 영역에서 과전류가 흐를 수 있다. 즉, 광도전층(130)의 전체 전류는 허용 전류에 해당한다 하더라도, 일부 영역에서는 허용 전류를 벗어난 과전류가 흐를 수 있다. 그로 인해 광도전층(130)에서 분해 물질(DM)이 발생할 수 있다.
만일 방사선 검출기(10)에 전압 제어부(200) 없이 밀봉부(300)(300a)만 포함될 경우, 광도전층(130)이 타버리는 현상을 막을 수는 없으며, 이는 제품의 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 예를 들어, 광도전층(130)에 계속해서 과전류가 흐를 경우, 상술한 것처럼 광도전층(130)의 물성이 변하는 영역이 증가하게 되고, 그에 따라 분해 물질(DM)의 발생이 증가하게 된다. 발생한 분해 물질(DM)이 밀봉부(300)(300a)에 의해 밀봉 가능한 범위를 벗어날 경우, 광도전층(130)의 분해 물질(DM)이 외부로 유출될 수 있다. 또한, 과전류가 계속해서 광도전층(130)에 흐를 경우 광도전층(130)이 타버릴 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는, 전압 제어부(200)에 의해 과전류가 흐르는 것을 억제함으로써 광도전층(130)에 과전류가 흘렀을 때 나타날 수 있는 피해를 1차적으로 방지하고, 밀봉부(300)(300a)에 의해 분해 물질(DM)의 유출을 차단함으로써 광도전층(130)에 과전류가 흘렀을 때 나타날 수 있는 피해를 2차적으로 방지할 수 있다. 즉, 2 단계에 걸쳐, 광도전층(130)에 과전류가 흘렀을 때 나타날 수 있는 피해를 방지함으로써, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 16는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출기(10)를 포함하는 방사선 촬영 장치(1)의 외관을 도시한 도면이다. 도 16에 도시된 방사선 촬영 장치(1)는 유방을 촬영하는 맘모그래피 장치이다. 그러나, 본 발명의 방사선 촬영 장치(1)는 맘모그래피 장치에 한정되지 않으며, 방사선을 이용하여 대상체(O)를 촬영하는 방사선 촬영 장치(1)에는 모두 적용될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 방사선 촬영 장치(1)는 대상체(O)를 투과한 방사선을 검출하는 것으로서, 상술한 실시예들에 따른 방사선 검출기(10)를 포함한다.
방사선 촬영 장치(1)는, 방사선을 방출하는 방사선 발생기(20) 및 대상체(O)와 접촉 가능한 패널(32, 34)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 방사선 촬영 장치(1)는 방사선 발생기(20), 방사선 검출기(10) 및 패널(32, 34)을 지지하는 갠트리(40)를 더 포함할 수 있고, 갠트리(40)를 지지하는 본체(50)를 더 포함할 수 있다.
본체(50)에는 방사선 촬영 장치(1)가 동작할 수 있도록 사용자 명령을 입력할 수 있는 사용자 입력부(52), 투과된 방사선에 대응하는 영상을 생성하는 신호 처리부(미도시) 및 생성된 영상을 표시하는 표시부(56) 및 방사선 촬영 장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 구비될 수도 있다. 사용자 제어부(52), 신호 처리부(미도시), 표시부(56) 및 제어부(미도시)는 반드시 본체(50)에 구비될 필요는 없으며, 유선 또는 무선에 의해 방사선 촬영 장치(1)와 통신 가능한 외부기기로 구현될 수도 있다.
또한, 갠트리(40)는 갠트리 구동부(42)를 통해 본체(50)에 고정될 수 있다. 상기한 갠트리(40)는 본체(50)의 일측면에 종방향을 따라 배치될 수 있으며, 갠트리 구동부(42)는 상기한 갠트리(40)를 360° 또는 일정 각도로 회전시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 갠트리 구동부(42)는 갠트리(40)를 본체(50)에 종방향으로 승강 변위되도록 구동할 수도 있다. 그리하여, 갠트리(40)는 갠트리 구동부(42)에 의해 본체(50)의 종방향을 따라 상 또는 하 방향으로 이동하여 대상체(O)에 맞춰 높낮이가 조절될 수 있으며, 갠트리 구동부(42)에 의해 갠트리(40)가 회전할 수 있다.
그리고, 갠트리(40)의 전면에는 대상체(O)와 접촉 가능한 패널(32, 34), 예를 들어, 제1 및 제2 패널(32, 34)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 패널(32, 34)은 갠트리(40) 전면에 종방향을 따라 구비된 가이드홈(44)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 그리하여, 제1 및 제2 패널(32, 34)의 사이에 대상체(O), 예를 들어, 환자의 유방이 배치되면, 제1 및 제2 패널(32, 34) 중 적어도 하나가 상기한 대상체(O)를 압박하여 대상체(O)를 압축할 수 있다. 예를 들어, 제2 패널(34)을 상 또는 하 방향으로 이동시켜 제2 패널(34)의 상면에 대상체(O)를 안착시킨 후 제1 패널(32)을 하 방향으로 이동시켜 대상체(O)를 압박하여 대상체(O)를 압축시킬 수 있다.
제1 패널(32)의 상부에는 방사선을 발생시키는 방사선 발생기(20)가 마련될 수 있다. 상기한 방사선 발생기(20)는 제1 패널(32)과 일정 거리(d)를 유지하면서 대상체(O)로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 방사선 발생기(20)는 제1 패널(32)과 일체화되어 제1 패널(32)과 함께 가이드홈(44)을 따라 이동할 수 있다.
구체적으로, 제1 패널(32)이 대상체(O)를 압박한 상태에서 방사선 발생기(20)가 대상체(O)에 방사선을 발생하기 때문에 방사선 발생기(20)와 대상체(O)와의 거리를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 방사선 발생기(20)와 대상체(O)간의 거리는 약 10cm이내일 수 있다. 그리하여, 방사선이 대상체(O) 이외에 다른 영역으로 방사되는 것을 방지할 수 있어 방사선 피폭을 최소화할 수 있다. 방사선 발생기(20)와 대상체(O)와의 거리를 최소화하기 위해 방사선 발생기(20)는 대상체(O)의 상면에 접하게 배치될 수도 있다.
그리고, 제2 패널(34)의 하부에는 대상체(O)를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출기(10)가 마련될 수 있다. 방사선 검출기(10)도 제2 패널(34)과 일정 거리를 유지하면서 대상체(O)로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 방사선 검출기(10)는 제2 패널(34)과 일체화되어 제2 패널(34)과 함께 가이드홈(44)을 따라 이동할 수 있다.
지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 방사선 검출기(10) 및 이를 포함하는 방사선 촬영 장치(1)에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 설명에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 이는 다양한 다른 변형이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.
1 : 방사선 촬영장치 10 : 방사선 검출기
100 : 방사선 검출 모듈 110 : 어레이 기판
111 : 제1 전극 120 : 제2 전극
130 : 광도전층 140 : 전압 인가부
141, 142 : 구동 IC 151 : 연결 배선
200 : 전압 제어부 210 : 전류 검출부
220 : 전압 차단부 221 : 전류 판단부
223 : 전압 차단 제어부 300 : 밀봉부
310 : 제1 밀봉 부재 311 : 삽입 홈
320 : 제2 밀봉 부재 321 : 삽입 홈
330 : 서브 밀봉 부재 CP : 커패시터
TR : TFT 소자 O : 대상체
R1 : 방사선

Claims (21)

  1. 중금속을 포함하는 광도전층이 마련된 방사선 검출 모듈;
    상기 광도전층에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류에 기초하여 상기 광도전층에 인가되는 전압을 제어하는 전압 제어부; 및
    상기 방사선 검출 모듈의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 광도전층을 밀봉하는 밀봉부;를 포함하는, 방사선 검출기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중금속은, 비중이 4 이상인 금속인, 방사선 검출기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중금속은, 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd), 티탄(Ti), 비스무스(Bi) 중 적어도 하나를 포함하는, 방사선 검출기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광도전층은, 요오드화 수은(HgI2), 요오드화납(PbI2), 산화납(PbO), 텔루르화카드뮴(CdTe), 텔루르화아연카드뮴(CdZnTe), 황화 카드뮬(CdS), 브롬화티탄(TiBr), 요오드화비스무스(BiI3) 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는, 방사선 검출기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 제어부는,
    상기 광도전층에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와,
    상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류에 기초하여, 상기 광도전층에 인가되는 전압을 차단하는 전압 차단부를 포함하는, 방사선 검출기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전압 차단부는, 상기 전류 검출부에 의해 검출된 전류가 허용 전류보다 클 경우, 상기 광도전층에 인가되는 전압을 차단하는, 방사선 검출기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 허용 전류는 상기 광도전층의 허용 전류 밀도와 상기 광도전층의 면적의 곱이며,
    상기 광도전층의 허용 전류 밀도는 10 μA(micro ampere)/cm2 이하인, 방사선 검출기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉부는, 상기 광도전층의 분해 물질이 외부로 유출되는 것을 차단하도록 구성된, 방사선 검출기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광도전층의 분해 물질은 수은(Hg), 카드뮬(Cd), 납(Pd), 티탄(Ti), 비스무스(Bi) 중 적어도 하나를 포함하는, 방사선 검출기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 방사선 검출 모듈은,
    상기 광도전층의 일 측에 배치되며 복수의 제1 전극을 포함하는 어레이 기판과, 상기 광도전층의 타 측에 배치되며 상기 어레이 기판에 대향하는 제2 전극을 더 포함하는, 방사선 검출기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광도전층은, 상기 제2 전극이 배치되는 제1 면과, 상기 어레이 기판이 배치되는 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 측면을 포함하며,
    상기 밀봉부는, 상기 광도전층의 상기 측면을 둘러싸는, 방사선 검출기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 어레이 기판은, 상기 광도전층이 배치되는 제1 면과, 상기 제1 면과 반대 방향에 위치한 제2 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 측면을 포함하며,
    상기 밀봉부는, 상기 어레이 기판의 상기 측면 및 상기 제2 면을 둘러싸는, 방사선 검출기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 전극은, 상기 광도전층이 배치되는 제2 면과, 상기 제2 면과 반대 방향에 위치한 제1 면과, 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 측면을 포함하며,
    상기 밀봉부는, 상기 제2 전극의 상기 측면을 둘러싸는, 방사선 검출기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 밀봉부는,
    상기 광도전층을 둘러싸는 제1 밀봉 부재와,
    상기 제1 밀봉부재에 탄성적으로 접촉되며 상기 어레이 기판의 적어도 일부를 둘러싸는 제2 밀봉 부재를 포함하는, 방사선 검출기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 방사선 검출기는, 상기 어레이 기판에 연결되며 상기 제1, 제2 밀봉 부재의 사이에 배치되는 구동 IC를 더 포함하며,
    상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재는, 상기 구동 IC에 밀착되도록 탄성 재질을 가지는, 방사선 검출기.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 방사선 검출부는, 상기 제2 전극에 연결되며 상기 제1, 제2 밀봉 부재의 사이에 배치되는 연결 배선을 더 포함하며,
    상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재는, 상기 연결 배선에 밀착되도록 탄성 재질을 가지는, 방사선 검출기.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재는, 실리콘(silicone)을 포함하는, 방사선 검출기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 밀봉부는,
    상기 제1 밀봉 부재와 상기 제2 밀봉 부재의 사이에 배치되며, 상기 연결 배선을 둘러싸며, 상기 제1, 제2 밀봉 부재 및 상기 연결 배선에 밀착되도록 탄성 재질을 가지는 서브 밀봉 부재를 더 포함하는, 방사선 검출기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 서브 밀봉 부재는, 실리콘(silicone)을 포함하는, 방사선 검출기.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 검출기는 엑스선(X-ray) 검출기 또는 감마선(γ-ray) 검출기인, 방사선 검출기.
  21. 대상체를 향해 방사선을 방출하는 방사선 발생기; 및
    상기 대상체를 사이에 두고 상기 방사선 발생기와 대향하도록 배치되며, 상기 대상체를 투과한 방사선을 검출하며, 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 방사선 검출기;를 포함하는 방사선 촬영 장치.
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