KR20230072148A - Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230072148A KR20230072148A KR1020210158588A KR20210158588A KR20230072148A KR 20230072148 A KR20230072148 A KR 20230072148A KR 1020210158588 A KR1020210158588 A KR 1020210158588A KR 20210158588 A KR20210158588 A KR 20210158588A KR 20230072148 A KR20230072148 A KR 20230072148A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photodiode
- sensing
- intraoral
- ray
- thin film
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 48
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 20
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A61B6/512—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/14—Applications or adaptations for dentistry
- A61B6/145—Applications or adaptations for dentistry by intraoral means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/4233—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
- A61B6/425—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using detectors specially adapted to be used in the interior of the body
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
Abstract
구강 내의 X선 영상의 검출을 위한 인트라오랄 X선 센서는 복수의 광 감지 픽셀이 형성되는 센싱 영역을 구비하는 센서 기판을 포함한다. 상기 각 광 감지 픽셀은 포토다이오드, 그리고 상기 포토다이오드에 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 포토다이오드 상에 형성된다.An intraoral X-ray sensor for detecting an X-ray image in the oral cavity includes a sensor substrate having a sensing region in which a plurality of light-sensing pixels are formed. Each light-sensing pixel includes a photodiode and a thin film transistor electrically connected to the photodiode, and the thin film transistor is formed on the photodiode.
Description
본 발명은 X선(X-ray) 촬영을 위한 X선 센서에 관한 것이며 보다 상세하게는 구강 내에 삽입되어 X선 촬영을 할 수 있는 인트라오랄 X선 센서(intraoral X-ray sensor)에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray sensor for X-ray imaging, and more particularly, to an intraoral X-ray sensor capable of X-ray imaging by being inserted into the oral cavity.
X선 센서는 X선을 이용하여 피사체의 이미지를 검출하기 위한 전기 신호를 생성하는 장치이다. X선 센서는 의료용 진단 장비와 같은 다양한 영상 검출 장비에 사용되고 있으며, 구강 내에 삽입되어 구강 내 치아 또는 치아 주변조직의 X선 영상을 얻기 위한 인트라오랄 X선 센서로도 사용되고 있다.An X-ray sensor is a device that generates an electrical signal for detecting an image of a subject using X-rays. The X-ray sensor is used in various image detection devices such as medical diagnostic equipment, and is also used as an intraoral X-ray sensor inserted into the oral cavity to obtain an X-ray image of teeth or tissues surrounding teeth in the oral cavity.
인트라오랄 X선 영상 촬영 방법으로는 아날로그 방식인 필름을 이용하는 방법, 디지털 방식으로는 CR을 이용하는 방식, 디지털 인트라오랄 X선 센서를 이용하는 방법으로 나뉘어질 수 있으며, 필름 방식은 필름을 현상하는 영상 촬영 후 현상 과정 등에 많은 시간이 걸린다는 점, 필름 보관이 어렵다는 점이 불편하고, CR 방식의 경우에는 데이터를 인출하고 저장된 데이터를 지워야 하는 등의 번거로운 점등이 있어 최근 디지털 방식의 인트라오랄 X선 센서가 많이 사용되고 있다. 디지털 방식의 인트라오랄 X선 센서는 투과된 X선을 감지하고 X선 투과량에 따른 전기 신호를 생성하도록 각각 구성되는 복수의 광 감지 픽셀을 포함한다. 복수의 광 감지 픽셀이 복수의 행과 열을 이루는 매트릭스 형태로 배열되며, 각 광 감지 픽셀은 X선에 의해 전기 신호를 출력하는 포토다이오드와 포토다이오드로부터 출력된 전기 신호를 전달하는 스위칭 소자를 포함한다. 인트라오랄 X선 센서의 스위칭 소자로 CMOS 트랜지스터가 주로 사용되고 있으며 박막 트랜지스터(TFT, thin film transistor)도 사용될 수는 있다.Intraoral X-ray imaging methods can be divided into methods using analog film, digital methods using CR, and methods using digital intraoral X-ray sensors. It is inconvenient that it takes a lot of time for the post-development process and it is difficult to store the film, and in the case of the CR method, there are cumbersome lights such as having to fetch data and erase stored data. It is being used. A digital type intraoral X-ray sensor includes a plurality of light-sensing pixels each configured to sense transmitted X-rays and generate an electrical signal according to an amount of X-ray transmission. A plurality of light-sensing pixels are arranged in a matrix form forming a plurality of rows and columns, and each light-sensing pixel includes a photodiode that outputs an electrical signal by X-rays and a switching element that transmits the electrical signal output from the photodiode. do. A CMOS transistor is mainly used as a switching element of an intraoral X-ray sensor, and a thin film transistor (TFT) may also be used.
박막 트랜지스터(TFT, thin film transistor)를 스위칭 소자로 사용하는 인트라오랄 X선 센서는 기판 상에 박막 트랜지스터 스위칭 소자를 먼저 형성한 후 포토다이오드(photodiode)를 형성하여 제조된다. 이때 포토다이오드와 박막 트랜지스터가 동일 평면 상에서 나누어진 영역에 각각 형성되기 때문에, 즉 포토다이오드가 박막 트랜지스터 스위칭 소자의 영역을 제외한 영역 상에 형성되기 때문에, 박막 트랜지스터 스위칭 소자의 영역으로 인해 개별 포토다이오드의 영역이 감소된다. 예를 들어, 박막 트랜지스터 스위칭 소자가 정사각형 형태의 영역을 갖도록 형성되고, 포토다이오드는 정사각형에서 박막 트랜지스터 스위칭 소자의 영역 및 일정한 이격 거리만큼의 영역을 제외한 영역에 형성되며, 이로 인해 박막 트랜지스터 스위칭 소자로 인해 포토다이오드의 영역이 감소된다. 포토다이오드의 크기에 따라 TFT 인트라오랄 X선 센서의 충진율(fill factor)이 결정되며, 충진율은 X선 센서의 성능을 판별하는 중요한 기준 중 하나이다. 특히 픽셀의 크기가 작을수록 충진율의 크기는 제품 특성을 결정하는 더욱 중요한 요소가 된다. 기존의 인트라오랄 X선 센서는 앞서 설명한 바와 같이 박막 트랜지스터 스위칭 소자와 포토다이오드가 동일 평면 상에 형성되기 때문에 포토다이오드의 영역이 감소되며 이로 인해 충진율이 낮아진다는 문제를 갖는다.An intraoral X-ray sensor using a thin film transistor (TFT) as a switching element is manufactured by first forming a thin film transistor switching element on a substrate and then forming a photodiode. At this time, since the photodiode and the thin film transistor are formed in areas divided on the same plane, that is, since the photodiode is formed on an area excluding the area of the thin film transistor switching element, the area of the thin film transistor switching element causes the individual photodiodes to area is reduced. For example, the thin film transistor switching element is formed to have a square-shaped area, and the photodiode is formed in an area excluding the area of the thin film transistor switching element and an area of a certain separation distance from the square, thereby forming a thin film transistor switching element. As a result, the area of the photodiode is reduced. The fill factor of the TFT intraoral X-ray sensor is determined according to the size of the photodiode, and the fill factor is one of the important criteria for determining the performance of the X-ray sensor. In particular, as the pixel size is smaller, the size of the fill factor becomes a more important factor in determining product characteristics. As described above, the existing intraoral X-ray sensor has a problem in that the area of the photodiode is reduced because the thin film transistor switching element and the photodiode are formed on the same plane, thereby lowering the filling factor.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 포토다이오드의 영역의 비율의 높여 향상된 성능을 갖는 인트라오랄 X선 센서를 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide an intraoral X-ray sensor having improved performance by increasing the photodiode area ratio.
본 발명의 실시예에 따른 구강 내의 X선 영상의 검출을 위한 인트라오랄 X선 센서는 복수의 광 감지 픽셀이 형성되는 센싱 영역을 구비하는 센서 기판을 포함한다. 상기 각 광 감지 픽셀은 포토다이오드, 그리고 상기 포토다이오드에 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 포토다이오드 상에 형성된다.An intraoral X-ray sensor for detecting an X-ray image in an oral cavity according to an embodiment of the present invention includes a sensor substrate having a sensing region in which a plurality of light-sensing pixels are formed. Each light-sensing pixel includes a photodiode and a thin film transistor electrically connected to the photodiode, and the thin film transistor is formed on the photodiode.
상기 센서 기판은 휘어질 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 센서 기판은 리드아웃 회로 및 인터페이스 보드가 각각 연결되는 한 쌍의 연결 패드가 형성되며 상기 센싱 영역과 이격되는 연결 영역, 그리고 상기 연결 영역과 상기 센싱 영역을 연결하는 중간 영역을 포함할 수 있다. 상기 중간 영역은 휘어져 상기 리드아웃 회로와 상기 인터페이스 보드가 상기 센싱 영역의 후방에 위치하도록 구성될 수 있다.The sensor substrate may be formed to be bendable. The sensor substrate may include a connection area formed with a pair of connection pads to which a lead-out circuit and an interface board are respectively connected and spaced apart from the sensing area, and a middle area connecting the connection area and the sensing area. The intermediate region may be bent so that the readout circuit and the interface board are positioned behind the sensing region.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서는 X선을 수신하여 가시광선을 출력하는 섬광체 층을 더 포함할 수 있고, 상기 섬광체 층은 상기 센서 기판의 양측 면 중 상기 포토다이오드와 상기 박막 트랜지스터가 형성되는 면의 반대편의 면에 배치될 수 있다.The intraoral X-ray sensor according to another embodiment of the present invention may further include a scintillator layer that receives X-rays and outputs visible light, and the scintillator layer includes the photodiode and the thin film among both sides of the sensor substrate. It may be disposed on a side opposite to the side on which the transistor is formed.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서는 상기 포토다이오드와 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 센서 기판 상에 형성되는 보호막을 더 포함할 수 있다.The intraoral X-ray sensor according to another embodiment of the present invention may further include a protective layer formed on the sensor substrate to cover the photodiode and the thin film transistor.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서는 상기 리드아웃 회로의 전방에 위치하도록 상기 보호막 상에 형성되는 X선 차단 층을 더 포함할 수 있다.The intraoral X-ray sensor according to another embodiment of the present invention may further include an X-ray blocking layer formed on the passivation layer to be positioned in front of the read-out circuit.
본 발명의 실시예에 따른 구강 내의 X선 영상의 검출을 위한 인트라오랄 X선 센서를 제조하기 위한 제조 방법은, 복수의 광 감지 픽셀이 형성되는 센싱 영역, 상기 센싱 영역과 분리된 연결 영역, 그리고 상기 센싱 영역과 상기 연결 영역을 연결하는 중간 영역을 구비하는 센서 기판을 준비하는 단계, 상기 연결 영역 상에 상기 광 감지 픽셀의 출력 신호를 전송받도록 형성되는 리드아웃 회로를 형성하는 단계, 상기 연결 영역 상에 상기 리드아웃 회로의 출력 신호와 상기 광 감지 픽셀을 구동하기 위한 구동 신호의 입출력을 위한 인터페이스 보드를 상기 연결 영역 상에 형성하는 단계, 그리고 상기 중간 영역을 휘어 상기 연결 영역에 연결된 상기 리드아웃 회로와 상기 인터페이스 보드가 상기 센싱 영역의 후방에 위치하도록 하는 단계를 포함한다.A manufacturing method for manufacturing an intraoral X-ray sensor for detecting an X-ray image in the oral cavity according to an embodiment of the present invention includes a sensing region in which a plurality of light-sensing pixels are formed, a connection region separated from the sensing region, and preparing a sensor substrate having an intermediate region connecting the sensing region and the connection region; forming a readout circuit on the connection region to receive an output signal of the light-sensing pixel; forming an interface board for input/output of an output signal of the lead-out circuit and a driving signal for driving the light-sensing pixel on the connection area, and bending the middle area to connect the lead-out to the connection area. and positioning the circuit and the interface board behind the sensing area.
상기 박막 트랜지스터는 상기 포토다이오드 상에 형성될 수 있다.The thin film transistor may be formed on the photodiode.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제조 방법은 상기 포토다이오드와 상기 박막 트랜지스터를 덮는 보호막을 상기 센서 기판 상에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method according to another embodiment of the present invention may further include forming a protective film on the sensor substrate to cover the photodiode and the thin film transistor.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제조 방법은 상기 보호막 상에 상기 리드아웃 회로의 전방에 위치하는 X선 차단 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The manufacturing method according to another embodiment of the present invention may further include forming an X-ray blocking layer positioned in front of the readout circuit on the passivation layer.
본 발명에 의하면, 광 감지 픽셀의 박막 트랜지스터가 포토다이오드 상에 형성되기 때문에, 픽셀의 전체 면적에 대한 포토다이오드의 면적의 비율이 증가될 수 있어 광 감지 성능이 향상될 수 있다.According to the present invention, since the thin film transistor of the light-sensing pixel is formed on the photodiode, the ratio of the area of the photodiode to the total area of the pixel can be increased, so that light-sensing performance can be improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서의 광 감지 픽셀과 인터페이스가 형성된 센서 기판의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서의 광 감지 픽셀의 전기 회로도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서의 섬광체, 기판 및 기판 상에 차례로 형성된 포토다이오드와 스위칭 소자를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서의 포토다이오드와 그 위에 형성된 스위칭 소자의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서의 제조 공정을 개략적으로 도시한다.1 is a schematic plan view of a sensor substrate on which light sensing pixels and interfaces of an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention are formed.
2 is a diagram showing an electrical circuit diagram of a photo-sensing pixel of an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a scintillator of an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention, a substrate, and a photodiode and a switching element sequentially formed on the substrate.
5 is a plan view of a photodiode of an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention and a switching element formed thereon.
6 schematically illustrates a manufacturing process of an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서는 구강 내에 삽입되어 치아 또는 주변 조직의 X선 영상을 획득하기 위한 전기 신호를 생성할 수 있도록 구성된다. 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서는 X선 생성 장치에 의해 생성되어 치아 또는 주변 조직을 통과한 X선을 감지하고 그에 따른 전기 신호를 생성할 수 있도록 구성된다. 본 발명의 인트라오랄 X선 센서는 외부로부터 작동을 위한 전기 신호를 수신할 수 있도록 구성되고 X선 감지에 의해 생성된 출력 전기 신호를 출력한다. 출력 전기 신호는 영상 표시 장치로 전송되어 해당하는 X선 영상을 표시하기 위해 사용될 수 있다.An intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention is inserted into the oral cavity and is configured to generate an electrical signal for acquiring an X-ray image of teeth or surrounding tissues. An intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention is configured to detect X-rays generated by an X-ray generator and passing through teeth or surrounding tissues and generate electrical signals accordingly. The intraoral X-ray sensor of the present invention is configured to receive an electrical signal for operation from the outside and outputs an output electrical signal generated by X-ray detection. The output electrical signal may be transmitted to an image display device and used to display a corresponding X-ray image.
도 1에는 본 발명의 인트라오랄 X선 센서의 매트릭스 형태로 배열된 복수의 광 감지 픽셀과 인터페이스 회로가 형성된 센서 기판(10)의 개략적인 평면도가 도시되어 있으며, 도면에는 지지 케이스, 외부 하우징 등의 도시가 생략되어 있다. 센서 기판(10)은 구강 내에 삽입될 수 있는 형태를 가질 수 있으며, 외부 하우징 내에 수용될 수 있다. 도 1에는 센서 기판이 예시적으로 도시되어 있으나 센서 기판의 형상은 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.1 is a schematic plan view of a
센서 기판(10)은 X선을 감지하고 감지된 X선에 따른 전기 신호를 출력하는 복수의 광 감지 픽셀(11)을 포함할 수 있다. 광 감지 픽셀(11)은 복수의 행(row)과 열(column)을 이루도록 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. 도 1에는 30개의 광 감지 픽셀(11)이 6개의 행과 5개의 열을 이루도록 배열되는 경우가 예시적으로 도시되어 있으나 광 감지 픽셀의 개수, 및 행과 열의 개수가 이에 한정되지 않는다. 센서 기판(10)은 인트라오랄 X선 센서의 벤더블(bendable) 특성의 확보를 위해 플렉서블(flexible)하도록 구성되는 기판 상에 복수의 광 감지 픽셀(11)을 형성하여 구성될 수 있다.The
각 광 감지 픽셀(11)은 박막 트랜지스터(111)와 포토다이오드(112)를 포함한다. 박막 트랜지스터(111)와 포토다이오드(112)는 기존에 X선 센서에서 알려진 바와 같이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 박막 트랜지스터(111)는 저온다결정실리콘(LTPS, Low Temperature Polycrystalline Silicon) 재료 기반의 박막 트랜지스터일 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각 박막 트랜지스터(111)는 게이트 전극(G), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함할 수 있으며, 포토다이오드(112)의 캐소드(cathode)가 드레인 전극(D)에 전기적으로 연결될 수 있다.Each photo-
본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서는 바이어스(bias) 전압을 포토다이오드(112)에 인가한 상태에서 X선에 의해 포토 다이오드에 의해 유발되는 광 검출 전기 신호를 행(도 1 및 도 2에서 횡방향) 단위로 순차적으로 읽어낼 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 바이어스 전압의 인가를 위한 복수의 바이어스 라인(bias line)(12), 복수의 광 감지 픽셀 배열에 행 단위로 박막 트랜지스터(111)를 턴-온 시키기 위한 게이트 신호의 인가를 위한 복수의 게이트 라인(gate line)(13), 각 픽셀의 광 검출 전기 신호의 출력을 위한 복수의 데이터 라인(data line)(14)이 구비될 수 있다.In the intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention, a photodetection electric signal induced by the photodiode is generated by X-rays in a state in which a bias voltage is applied to the photodiode 112 (FIG. 1 and FIG. 2 in the horizontal direction) can be configured to be read sequentially in units. To this end, a plurality of
예를 들어, 바이어스 라인(12)은 각 열(도 1 및 도 2에서 상하방향) 별로 구비되며 각 열의 광 감지 픽셀(11)의 포토다이오드(112)의 애노드(anode)에 연결되어 포토다이오드(112)에 바이어스 전압을 인가할 수 있도록 구성된다. 바이어스 라인(12)은 바이어스 연결 라인(17)을 통해 외부 회로와의 전기적 연결을 위한 인터페이스 보드(30)가 체결되는 연결 패드(105)에 전기적으로 연결될 수 있다.For example, the
게이트 라인(13)은 각 행 별로 구비되며 각 행의 광 감지 픽셀(11)의 박막 트랜지스터(111)의 게이트 전극(G)에 연결되어 게이트 신호(턴-온 전압)를 인가할 수 있도록 구성된다. 이때 복수의 게이트 라인(13)은 각 행별 턴-온 작동을 위해 게이트 드라이버(gate driver)(15)에 연결될 수 있다. 게이트 드라이버(15)는 게이트 연결 라인(16)을 통해 외부 회로와의 전기적 연결을 위한 인터페이스 보드(30)가 체결되는 연결 패드(105)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 수신되는 게이트 신호를 각 행 별로 순차적으로 인가할 수 있도록 작동한다.The
데이터 라인(14)은 각 열 별로 구비될 수 있으며 각 열의 광 감지 픽셀(11)의 박막 트랜지스터(111)의 소스 전극(S)에 전기적으로 연결된다. 복수의 데이터 라인(14)은 리드아웃 회로(20)가 연결되는 연결 패드(104)까지 연장된다. 각 광 감지 픽셀(11)의 출력 전기 신호를 데이터 라인(14)을 통해 리드아웃 회로(20)로 전송된다. 리드아웃 회로(20)는 전기 신호의 증폭을 위한 다수의 증폭기와 멀티플렉서를 포함할 수 있으며, 리드아웃 회로(20)에서 출력된 출력 신호는 인터페이스 보드(interface board)(30)를 통해 외부 연결선을 통해 X선 영상 장치의 메인 컨트롤러로 전송되어 X선 영상을 만들기 위해 사용될 수 있다.The
치아 또는 주변 조직을 통과한 X선이 인트라오랄 X선 센서의 센서 기판(10)에 조사되는 상태에서 바이어스 라인(12)을 통해 바이어스 전압이 포토다이오드(112)에 인가되고 게이트 라인(13)을 통해 행 별로 박막 트랜지스터(111)가 순차적으로 턴-온되면, 포토 다이오드(112)에서 출력된 전기 신호가 턴-온된 박막 트랜지스터(111)를 통해 데이터 라인(14)으로 인가된다. 출력 전기 신호는 데이터 라인(14)에 연결된 리드아웃 회로(20)로 입력되어 증폭된 후 인터페이스 보드(30)를 통해 외부 연결선을 통해 출력된다. 이때 게이트 신호에 의해 광 감지 픽셀(11)이 행 단위로 순차로 턴-온되므로 출력 전기 신호도 행 단위로 리드아웃 회로(20)로 전송될 수 있다. 이에 의해 X선 영상 장치는 인트라오랄 X선 센서의 출력 전기 신호를 이용하여 X선 영상을 표시할 수 있다.In a state in which the
센서 기판(10)은 복수의 광 감지 픽셀(11)이 배열되는 센싱 영역(R1), 센싱 영역(R1)과 분리된 연결 영역(R3), 그리고 센싱 영역(R1)과 연결 영역(R3)을 연결하는 중간 영역(R2)을 포함할 수 있다. 리드아웃 회로(20)는 연결 영역(R3)에 형성되는 연결 패드(104)에 장착될 수 있고, 인터페이스 보드(30) 역시 연결 영역(R3)에 형성되는 연결 패드(105)에 장착될 수 있다. 연결 패드(104, 105)는 전기 신호의 전달을 위한 도전 패턴을 포함할 수 있고, 리드아웃 회로(20) 및 인터페이스 보드(30)는 대응하는 도전 패턴을 통해 연결 패드(104, 105)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.The
도 3 내지 도 5를 참조하면, 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)를 각각 포함하는 복수의 광 감지 픽셀(11)이 형성된 센서 기판(10)의 센싱 영역(R1)의 일측 면, 도 3에서 상면에 형성된다. 한편, 간접 방식의 X선 센서의 경우 섬광체 층(50)이 구비될 수 있으며, 섬광체 층(50)은 광 감지 픽셀(11)이 형성된 면의 반대편에 배치될 수 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 센서 기판(10)의 일측에 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)가 배치되고, 센서 기판(10)의 다른 일측에 섬광체 층(50)이 배치된다. X선 생성 장치에 의해 방사된 X선은 조사 대상을 통과한 후 섬광체 층(50)으로 입사되고 섬광체 층(50)은 입사된 X선에 의해 여기되어 가시광선을 발산한다. 즉, X선은 도 3에서 섬광체 층(50)의 아래에서 위로 진행하여 섬광체 층(50)으로 입사된다. 섬광체 층(50)에서 발산된 섬광이 포토다이오드(112)로 유입되고, 포토다이오드(112)는 위에서 설명된 바와 같이 입사된 섬광에 따른 전기 신호를 박막 트랜지스터(111)로 인가한다. 도 3에는 도시의 편의상 광 감지 픽셀(11)이 생략되어 있으며, 도 4에서 섬광체 층(50), 센서 기판(10), 포토다이오드(112) 및 박막 트랜지스터(111)의 두께는 도시의 편의를 위해 임의로 나타나 있다. 센서 기판(10)은 휘어질 수 있는 폴리아미드(PI) 재질로 형성될 수 있으며, 더 구체적으로 투명한 불소계 폴리아미드 재질로 형성될 수 있다. 이때, 폴리아미드 재질의 센서 기판(10)은 빛 번짐의 문제를 줄이기 위해 작은 두께, 예를 들어 30 내지 40 ㎛를 갖도록 형성될 수 있다.3 to 5, one side surface of the sensing region R1 of the
본 발명의 실시예에 따르면, 도 4 및 도 5를 참조하면, 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)가 센서 기판(10)의 표면의 픽셀 영역의 일정 부분을 각각 차지하도록 형성되는 것이 아니라, 포토다이오드(112)가 센서 기판(10)의 표면에 먼저 형성되고 박막 트랜지스터(111)가 포토다이오드(112) 상에 형성된다. 이에 의해 정해진 픽셀 크기에서 픽셀의 면적에 대해 포토다이오드(112)의 면적의 비율을 극대화할 수 있으며, 이에 의해 포토다이오드(112)의 충진율을 극대화하여 포토다이오드(112)의 특성을 효율적으로 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, referring to FIGS. 4 and 5 , the
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 센서 기판(10)의 일측 면, 즉 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)가 형성된 면에 고정되는 보호막(40)이 구비될 수 있다. 보호막(40)은 센서 기판(10)의 센싱 영역(R1)을 덮도록 형성될 수 있으며, 보호막(40)은 인트라오랄 X선 센서의 벤더블 특성의 구현을 위해 휘어질 수 있도록 예를 들어 휘어질 수 있는 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the
또한 앞에서 설명한 바와 같이, 센서 기판(10)의 중간 영역(R2)이 휘어져 연결 패드(104, 105)에 각각 연결되는 리드아웃 회로(20)와 인터페이스 보드(30)가 섬광체 층(50)의 반대편에 위치하도록 구성된다. X선 영상 장치의 본체에 연결되는 커넥터가 인터페이스 보드(30)에 연결됨으로써 센서 기판(10)과의 신호 입출력이 이루어질 수 있다.In addition, as described above, the middle region R2 of the
도 1에는 리드아웃 회로(20)와 인터페이스 보드(30)가 설치되지 않은 상태에서 센서 기판(10)이 휘어지기 전의 상태가 도시되어 있으며, 도 3에는 완성된 인트라오랄 X선 센서에서 연결 영역(R3)이 보호막(40)의 후방에 위치하도록 센서 기판(10)이 휘어진 상태가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 기판(10)이 휘어진 상태로 설치되기 때문에 센서 기판(10)의 연결 영역(R3)에 연결되는 리드아웃 회로(20)와 인터페이스 보드(30) 역시 보호막(40)의 후방에 위치한다. 이에 의해 센서 기판(10)의 휘어진 구조에 의해 리드아웃 회로(20) 및 인터페이스 보드(30)가 광 감지 픽셀(11)의 영역 및 보호막(40)의 후방에 배치될 수 있으며, 기존과 달리 COF과 같은 별도의 연결 부재 없이 전기적 연결이 구현될 수 있다.1 shows a state before the
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호막(40)이 리드아웃 회로(20)를 커버하는 X선 차단 층(41)을 포함할 수 있다. 예를 들어, X선 차단 층(41)은 코팅된 구리 막으로 형성될 수 있다. 리드아웃 회로(20)가 X선 차단 층(41)에 의해 커버됨으로써 리드아웃 회로(20)가 X선에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the
이하에서 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 인트라오랄 X선 센서를 제조하기 위한 각 공정이 차례로 도시되어 있다. 제조 방법의 각 공정의 순서는 도 6에 도시된 것에 한정되지 않고 필요와 공정 효율 등에 따라 변경될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 . 6 sequentially shows each process for manufacturing an intraoral X-ray sensor according to an embodiment of the present invention. The order of each process of the manufacturing method is not limited to that shown in FIG. 6 and may be changed according to needs and process efficiency.
도 6의 (a)를 참조하면, 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)가 센서 기판(10) 상에 형성된다. 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)는 도 6의 (a)에 점선으로 도시되어 있고, 그 이하의 공정의 도면에서는 생략되었다. 앞에서 설명한 대로, 센서 기판(10)의 센싱 영역(R1)의 각 광 감지 픽셀에 해당하는 부분에 포토다이오드(112)가 먼저 형성되고, 박막 트랜지스터(111)는 포토다이오드(112) 위에 형성된다. 또한 도면에 도시되지 않았으나, 센서 기판(10)의 연결 영역(R3)에 연결 패드(104, 105)가 형성될 수 있다.Referring to (a) of FIG. 6 , a
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 보호막(40)이 센서 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 이때, 보호막(40)은 센싱 영역(R1)을 전체적으로 덮어 광 감지 픽셀의 매트릭스를 덮도록 형성될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 보호막(40)은 도 6의 (a)에서 형성된 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)를 덮도록 형성될 수 있다. X선 차단 층(41)은 보호막(40)을 형성한 후에 보호막(40)의 상의 정해진 영역에 형성될 수 있다.As shown in (b) of FIG. 6 , a
도 6의 (c) 및 (d)를 참조하면, 리드아웃 회로(20)와 인터페이스 보드(30)가 센서 기판(10)의 연결 영역(R3)에 연결될 수 있다.Referring to (c) and (d) of FIG. 6 , the
도 6의 (e)를 참조하면, 섬광체 층(50)이 센서 기판(10)의 양측 면 중 포토다이오드(112)와 박막 트랜지스터(111)가 형성된 면의 반대편의 면에 형성될 수 있다.Referring to (e) of FIG. 6 , the
그리고 도 6의(f)를 참조하면, 센서 기판(10)의 중간 영역(R2)을 휘어서 리드아웃 회로(20)와 인터페이스 보드(30)가 연결된 연결 영역(R3)을 보호막(40)의 후방으로 이동시킨다. 도면에 명시되지는 않았으나, 리드아웃 회로(20)와 인터페이스 보드(30)의 위치를 고정하기 위한 별도의 공정이 이루어지거나 별도의 고정 수단을 설치하는 공정이 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 6(f), the middle region R2 of the
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and it is recognized that the embodiments of the present invention are easily changed by those skilled in the art to which the present invention belongs and are equivalent. including all changes and modifications within the scope of
10: 센서 기판
R1: 센싱 영역
R3: 연결 영역
R2: 중간 영역
11: 광 감지 픽셀
111: 박막 트랜지스터
112: 포토다이오드
12: 바이어스 라인
13: 게이트 라인
14: 데이터 라인
15: 게이트 드라이버
16, 17: 연결 라인
20: 리드아웃 회로
30: 인터페이스 보드
104, 105: 연결 패드
40: 보호막
41: X선 차단 층
50: 섬광체 층10: sensor board
R1: sensing area
R3: connection area
R2: middle region
11: light detection pixel
111: thin film transistor
112: photodiode
12: bias line
13: gate line
14: data line
15: gate driver
16, 17: connection line
20: readout circuit
30: interface board
104, 105: connection pad
40: shield
41: X-ray blocking layer
50: scintillator layer
Claims (9)
복수의 광 감지 픽셀이 형성되는 센싱 영역을 구비하는 센서 기판을 포함하고,
상기 각 광 감지 픽셀은 포토다이오드, 그리고 상기 포토다이오드에 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터를 포함하고,
상기 박막 트랜지스터는 상기 포토다이오드 상에 형성되는
인트라오랄 X선 센서.As an intraoral X-ray sensor for detecting an X-ray image in the oral cavity,
A sensor substrate having a sensing region in which a plurality of light-sensing pixels are formed;
Each light-sensing pixel includes a photodiode and a thin film transistor electrically connected to the photodiode;
The thin film transistor is formed on the photodiode
Intraoral X-ray sensor.
상기 센서 기판은 휘어질 수 있도록 형성되고,
상기 센서 기판은 리드아웃 회로 및 인터페이스 보드가 각각 연결되는 한 쌍의 연결 패드가 형성되며 상기 센싱 영역과 이격되는 연결 영역, 그리고 상기 연결 영역과 상기 센싱 영역을 연결하는 중간 영역을 포함하고,
상기 중간 영역은 휘어져 상기 리드아웃 회로와 상기 인터페이스 보드가 상기 센싱 영역의 후방에 위치하도록 구성되는
인트라오랄 X선 센서.In paragraph 1,
The sensor substrate is formed to be bendable,
The sensor substrate includes a connection area in which a pair of connection pads to which a lead-out circuit and an interface board are respectively connected and spaced apart from the sensing area, and a middle area connecting the connection area and the sensing area,
The middle region is bent so that the readout circuit and the interface board are positioned behind the sensing region.
Intraoral X-ray sensor.
X선을 수신하여 가시광선을 출력하는 섬광체 층을 더 포함하고,
상기 섬광체 층은 상기 센서 기판의 양측 면 중 상기 포토다이오드와 상기 박막 트랜지스터가 형성되는 면의 반대편의 면에 배치되는
인트라오랄 X선 센서.In paragraph 2,
Further comprising a scintillator layer for receiving X-rays and outputting visible light;
The scintillator layer is disposed on a surface opposite to the surface on which the photodiode and the thin film transistor are formed among both sides of the sensor substrate
Intraoral X-ray sensor.
상기 포토다이오드와 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 상기 센서 기판 상에 형성되는 보호막을 더 포함하는 인트라오랄 X선 센서.In paragraph 3,
The intraoral X-ray sensor further comprises a protective film formed on the sensor substrate to cover the photodiode and the thin film transistor.
상기 리드아웃 회로의 전방에 위치하도록 상기 보호막 상에 형성되는 X선 차단 층을 더 포함하는 인트라오랄 X선 센서.In paragraph 4,
The intraoral X-ray sensor further comprises an X-ray blocking layer formed on the protective film to be positioned in front of the read-out circuit.
복수의 광 감지 픽셀이 형성되는 센싱 영역, 상기 센싱 영역과 분리된 연결 영역, 그리고 상기 센싱 영역과 상기 연결 영역을 연결하는 중간 영역을 구비하는 센서 기판을 준비하는 단계,
상기 연결 영역 상에 상기 광 감지 픽셀의 출력 신호를 전송받도록 형성되는 리드아웃 회로를 형성하는 단계,
상기 연결 영역 상에 상기 리드아웃 회로의 출력 신호와 상기 광 감지 픽셀을 구동하기 위한 구동 신호의 입출력을 위한 인터페이스 보드를 상기 연결 영역 상에 형성하는 단계, 그리고
상기 중간 영역을 휘어 상기 연결 영역에 연결된 상기 리드아웃 회로와 상기 인터페이스 보드가 상기 센싱 영역의 후방에 위치하도록 하는 단계
를 포함하는 인트라오랄 X선 센서.As a manufacturing method for manufacturing an intraoral X-ray sensor for detecting an X-ray image in the oral cavity,
Preparing a sensor substrate having a sensing area in which a plurality of photo-sensing pixels are formed, a connection area separated from the sensing area, and an intermediate area connecting the sensing area and the connection area;
Forming a readout circuit formed to receive an output signal of the light-sensing pixel on the connection area;
Forming an interface board for inputting and outputting an output signal of the read-out circuit and a driving signal for driving the light-sensing pixel on the connection area on the connection area; and
bending the intermediate region so that the interface board and the lead-out circuit connected to the connection region are positioned behind the sensing region;
Intraoral X-ray sensor comprising a.
상기 박막 트랜지스터는 상기 포토다이오드 상에 형성되는 제조 방법.In paragraph 6,
The thin film transistor is formed on the photodiode.
상기 포토다이오드와 상기 박막 트랜지스터를 덮는 보호막을 상기 센서 기판 상에 형성하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.In paragraph 6,
The manufacturing method further comprising forming a protective film covering the photodiode and the thin film transistor on the sensor substrate.
상기 보호막 상에 상기 리드아웃 회로의 전방에 위치하는 X선 차단 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 제조 방법.In paragraph 6,
The manufacturing method further comprising the step of forming an X-ray blocking layer located in front of the read-out circuit on the protective film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210158588A KR20230072148A (en) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210158588A KR20230072148A (en) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230072148A true KR20230072148A (en) | 2023-05-24 |
Family
ID=86540936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210158588A KR20230072148A (en) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230072148A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090028884A (en) | 2007-09-17 | 2009-03-20 | 삼성전자주식회사 | Method for detecting x-ray and x-ray detecting apparatus for carrying out the method |
KR20090102185A (en) | 2008-03-25 | 2009-09-30 | 삼성전자주식회사 | Method of driding x-ray detector and x-ray detector using the same |
KR20170018881A (en) | 2015-08-10 | 2017-02-20 | 주식회사 레이언스 | Intraoral sensor |
-
2021
- 2021-11-17 KR KR1020210158588A patent/KR20230072148A/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090028884A (en) | 2007-09-17 | 2009-03-20 | 삼성전자주식회사 | Method for detecting x-ray and x-ray detecting apparatus for carrying out the method |
KR20090102185A (en) | 2008-03-25 | 2009-09-30 | 삼성전자주식회사 | Method of driding x-ray detector and x-ray detector using the same |
KR20170018881A (en) | 2015-08-10 | 2017-02-20 | 주식회사 레이언스 | Intraoral sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6480670B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
JP6570315B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
JP6442163B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
JP5235350B2 (en) | Imaging apparatus and radiation imaging system | |
KR101441630B1 (en) | X-ray detector and making method of x-ray detector | |
KR101965259B1 (en) | X-ray detector | |
US8759785B2 (en) | Detection apparatus and radiation detection system | |
US20110147596A1 (en) | Photoelectric conversion device and radiation detection device | |
JP5013754B2 (en) | Electromagnetic wave detection device, radiation detection device, radiation detection system, and laser processing method | |
US10921466B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
JP6530600B2 (en) | Radiation detection apparatus and radiation detection system | |
JP2017220616A (en) | Imaging apparatus and radiation imaging system | |
US6753915B1 (en) | Photoelectric Conversion Apparatus and Image Pickup Apparatus having an Optimally Positioned Driving Wire | |
KR101084265B1 (en) | X-ray detector | |
JP2010245078A (en) | Photoelectric conversion device and x-ray imaging device | |
JP2012079820A (en) | Detector and radiation detection system | |
JP6470508B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
JP7410678B2 (en) | Radiation imaging devices and radiation imaging systems | |
KR20230072148A (en) | Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof | |
JP2007294900A (en) | Imaging apparatus | |
RU2388112C1 (en) | Device for emission detection, device for emission image generation and system for emission image generation | |
KR102344857B1 (en) | Intraoral X-ray sensor and manufacturing method thereof | |
JP6929327B2 (en) | Radiation imaging device and radiation imaging system | |
JP2006005150A (en) | Imaging device and radiographic imaging device and radiographic imaging system | |
JP6555893B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination | ||
J201 | Request for trial against refusal decision |