[發明專利]用于數字X射線檢測器的薄膜晶體管陣列基板

有效

• 申請號: 201310454886.2
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103839948A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 金旲奎;河晟峰
• 申請（專利權）人: 樂金顯示有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L29/786;G01T1/36
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術領域

本發明涉及數字X射線檢測器。更具體地說，本發明涉及減少漏電流和噪聲的用于數字X射線檢測器的薄膜晶體管陣列基板。

背景技術

一般來說，X射線是容易穿過物體的短波長輻射，并且X射線的透射率根據物體的密度來確定。即，可以通過穿過該物體的X射線的量來間接觀察物體的內部狀態。

X射線檢測器是檢測穿過物體的X射線的量的裝置。X射線檢測器檢測X射線的透射率，并且通過顯示裝置顯示物體的內部狀態。X射線檢測器通常可以用作醫學檢查工具、非破壞性檢查工具等。

近年來，利用數字射線攝影術（digital?radiography，下面成為“DR”）而不使用膠片的數字X射線檢測器被廣泛用作X射線檢測器。

用于數字X射線檢測器的薄膜晶體管陣列的每一個單元都包括：光電二極管（PIN二極管），其接收X射線，將其轉換成可見光并將該可見光轉換成電信號；薄膜晶體管，其形成在光電二極管下面，并且將來自光電二極管的電信號輸出至數據線。

圖1是例示普通數字X射線檢測器的構造的視圖。

如圖1所示，該普通數字X射線檢測器包括：薄膜晶體管陣列基板110、偏壓供應器120、選通驅動器130、讀出集成電路150、時序控制器180以及電源電壓供應器190。

該讀出集成電路150包括信號檢測器160和復用器170。

該薄膜晶體管陣列基板110檢測從能量源發射的X射線，將所檢測的X射線光電轉換成電信號，并輸出該電信號。薄膜晶體管陣列基板110包括：多條選通線（GL），在與選通線（GL）垂直的方向上設置的用于限定各個單元區的多條數據線（DL），以及按矩陣形式設置在由選通線和數據線限定的相應單元區中的多個光敏像素（P）。

每一個光敏像素（P）都包括：光電二極管（PD），其檢測X射線并輸出檢測信號（例如，光檢測電壓）；至少一個切換裝置，用于響應于選通脈沖向數據線輸出來自光電二極管（PD）的檢測信號。例如，該切換裝置是晶體管。下面，對切換裝置是晶體管的實施方式進行描述。

光電二極管（PD）感測從能量源10發射的X射線，并將所感測的信號輸出為檢測信號。光電二極管（PD）是通過光電效應將入射光轉換成電檢測信號的裝置，并且例如是PIN（具有按次序層壓的p型半導體層、本征（I）半導體層以及n型半導體層）二極管。

偏壓供應器120通過多條偏壓線（BL）施加驅動電壓。偏壓供應器120可以向光電二極管（PD）施加預定電壓，或者選擇性地向其施加反向偏壓或正向偏壓。

選通驅動器130通過選通線（GL）順序地施加具有選通導通（gate-on）電壓電平的選通脈沖。另外，選通驅動器130可以向多條復位線（RL）施加具有選通導通電壓電平的復位脈沖。該選通導通電壓電平是接通光敏像素（P）的晶體管的電壓電平。光敏像素（P）的晶體管可以響應于選通脈沖或復位脈沖而接通。

響應于選通脈沖而從光電二極管（PD）輸出的檢測信號通過數據線（DL）輸入至讀出集成電路150。選通驅動器130可以按IC形式安裝在薄膜晶體管陣列基板110的一側處，或者通過薄膜工藝形成在諸如薄膜晶體管陣列基板110的基板上。

讀出集成電路150響應于選通脈沖，讀出從接通的晶體管輸出的檢測信號。讀出集成電路150讀出從用于讀出偏移圖像的偏移讀出區和用于讀出X射線曝光之后的檢測信號的X射線讀出區中的光敏像素P輸出的檢測信號。

讀出集成電路150可以包括信號檢測器160和復用器170。

信號檢測器160包括多個放大單元，其一對一地對應于數據線（DL），并且每一個放大單元都包括：放大器（OP）、電容器（CP）以及復位裝置（SW）。

時序控制器180生成起始信號（STV）、時鐘信號（CPV）等，并將其輸出至選通驅動器130，以便控制選通驅動器130的操作。另外，時序控制器180生成讀出控制信號（ROC）、讀出時鐘信號（CLK）等，并將其輸出至讀出集成電路150，以便控制讀出集成電路150的操作。選通驅動器130和讀出集成電路150可以利用分離的時鐘信號來操作。

電源電壓供應器190通過電源電壓線（VDD）向光敏像素（P）供應電源電壓。

下面，對用于X射線檢測器的薄膜晶體管陣列的單位單元結構進行描述。

圖2是例示用于數字X射線檢測器的常規薄膜晶體管陣列基板的單位單元的電路構造的視圖，圖3是例示用于數字X射線檢測器的常規薄膜晶體管陣列基板的單位單元的平面圖，而圖4是用于數字X射線檢測器的常規薄膜晶體管陣列基板的單位單元的、沿線I-I'截取的截面圖。