(57)【要約】【課題】放射線感知装置を提供する。【解決手段】放射線感知装置は、基板、第一シンチレーター層、第二シンチレーター層、および、アレイ層を含んでいる。第一シンチレーター層は、基板の第一側に設置され、且つ、複数の第一ブロック壁、および、複数の第一シンチレーター素子を含んでいる。複数の第一シンチレーター素子は、複数の第一ブロック壁同士の間に位置する。第二シンチレーター層は、基板の第二側に設置され、且つ、第二側は第一側の反対側である。アレイ層は、第一シンチレーター層と第二シンチレーター層との間に位置し、且つ、複数の感光素子を有する。このほか、基板上の複数の第一ブロック壁の少なくとも一つのプロジェクションが、基板上の複数の感光素子の少なくとも一つのプロジェクションと重複する。【選択図】図１Ａ
2020202373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線感知装置であって、
基板と、
前記基板の第一側に設置され、且つ、複数の第一ブロック壁、および、複数の第一シンチレーター素子を含んでおり、前記複数の第一シンチレーター素子が、前記複数の第一ブロック壁同士の間に位置する第一シンチレーター層と、
前記基板の第二側に設置され、且つ、前記第二側は前記第一側の反対側である第二シンチレーター層と、
前記第一シンチレーター層と前記第二シンチレーター層との間に設置され、且つ、複数の感光素子を含んでいるアレイ層と、を備え、
前記基板上の前記複数の第一ブロック壁の少なくとも一つのプロジェクションが、前記基板上の前記複数の感光素子の少なくとも一つのプロジェクションと重複することを特徴とする放射線感知装置。 
【請求項２】
前記基板上の前記複数の第一ブロック壁の少なくとも一つの前記プロジェクションの面積は、前記基板上の前記複数の感光素子の少なくとも一つの前記プロジェクションの面積以上であることを特徴とする請求項１に記載の放射線感知装置。 
【請求項３】
前記第二シンチレーター層は、複数の第二ブロック壁、および、複数の第二シンチレーター素子を備え、且つ、前記複数の第二シンチレーター素子は、前記複数の第二ブロック壁同士の間に位置することを特徴とする請求項１に記載の放射線感知装置。 
【請求項４】
前記第一ブロック壁の数量は、前記第二ブロック壁の数量と異なることを特徴とする請求項３に記載の放射線感知装置。
【請求項５】
さらに、反射層を備え、前記反射層、および、前記基板は、前記第二シンチレーター層の２つの対向する側面にそれぞれ設置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線感知装置。 
【請求項６】
放射線感知装置であって、
基板と、
前記基板の第一側に設置される第一シンチレーター層と、
前記基板の第二側に設置され、且つ、前記第二側は前記第一側の反対側である第二シンチレーター層と、
前記第一シンチレーター層と前記第二シンチレーター層との間に設置され、且つ、複数の感光素子、および、少なくとも一つの遮光素子を含んでいるアレイ層と、を有し、
前記基板上の前記少なくとも一つの遮光素子のプロジェクションが、前記基板上の前記複数の感光素子の少なくとも一つのプロジェクションと重複することを特徴とする放射線感知装置。 
【請求項７】
前記少なくとも一つの遮光素子は、前記第一シンチレーター層と、前記複数の感光素子の少なくとも一つと、の間に設置されることを特徴とする請求項６に記載の放射線感知装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つの遮光素子は、前記第二シンチレーター層と、前記複数の感光素子の少なくとも一つと、の間に設置されることを特徴とする請求項６に記載の放射線感知装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの遮光素子は導電性材料を有し、且つ、前記感光素子の少なくとも一つに電気的に接続されることを特徴とする請求項６に記載の放射線感知装置。 
【請求項１０】
前記少なくとも一つの遮光素子は、駆動素子と重複することを特徴とする請求項６に記載の放射線感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１９年６月１０日に出願された中国特許出願第２０１９１０４９６４８１．２号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、放射線感知装置に関するものであって、特に、ブロック壁構造、あるいは、遮光構造を有する放射線感知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
感知装置は、各種電子デバイスに幅広く用いられている。その中でも放射線感知装置は、科学捜査(forensic sciences)における医療画像診断の補助ツール(medical diagnostic assisting tools)で幅広く用いられている。たとえば、放射線感知装置は、胸腔、乳房組織、あるいは、心臓血管系の放射線撮影に適用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の放射線撮影技術は、一般的に、二重エネルギー画像(dual-energy imaging)技術を用いて、鮮明なイメージを得る。この技術は、人体に対して、連続して、高エネルギー、および、低エネルギーの放射線(たとえば、Ｘ線)を照射することを必要とし、且つ、これらの二種の異なるエネルギーにより得られる画像に対して画像処理を実行する。しかし、二回の放射線照射中に人体が動かされる場合、ぼやけた画像になる。
【０００５】
現在の解決策は、二片のＸ線アレイパネル(X-ray array panel)を、同一の放射線フラットパネル検出器(flat panel detector)に設置する工程と、一回の放射線照射で、高エネルギー、および、低エネルギーの画像を同時に獲得する工程と、を含んでいる。しかしながら、その結果、この放射線フラットパネル検出器の全体の厚さ、および、重量が増加し、且つ、製造コストも大幅に増加する。
【０００６】
よって、放射線感知装置のパフォーマンスをさらに改善することができる構造設計の開発が、依然として現在の産業の目標の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態において、放射線感知装置が提供される。放射線感知装置は、基板、第一シンチレーター(scintillator)層、第二シンチレーター層、および、アレイ層を含んでいる。第一シンチレーターは基板の第一側に設置され、且つ、複数の第一ブロック壁、および、複数の第一シンチレーター素子を含んでいる。複数の第一シンチレーター素子が、複数の第一ブロック壁同士の間に位置する。第二シンチレーター層は基板の第二側に設置され、当該第二側は第一側の反対側である。アレイ層は、第一シンチレーター層と第二シンチレーター層との間に位置し、且つ、複数の感光素子を有する。このほか、基板上の複数の第一ブロック壁の少なくとも一つのプロジェクションは、基板上の複数の感光素子の少なくとも一つのプロジェクションと重複する。
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態において、放射線感知装置が提供される。放射線感知装置は、基板、第一シンチレーター層、第二シンチレーター層、および、アレイ層を含んでいる。第一シンチレーター層は基板の第一側に設置される。第二シンチレーター層は、基板の第二側に設置され、当該第二側は第一側の反対側である。アレイ層は、第一シンチレーター層と第二シンチレーター層との間に位置する。アレイ層は、複数の感光素子、および、少なくとも一つの遮光素子を有する。このほか、基板上の少なくとも一つの遮光素子のプロジェクションは、基板上の複数の感光素子の少なくとも一つのプロジェクションと重複する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、一回の放射線照射で、高エネルギーの鮮明な画像、および、低エネルギーの鮮明な画像が同時に得られる。また、従来の方法と比較して、本発明の実施形態において提供される放射線感知装置は単一部品構造を有し、これにより、放射線感知装置全体の重量を減少させることができ、あるいは、その機械強度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
添付図面を参照しながら、以下の実施形態において詳細な説明が与えられる。
【００１１】
添付の図面を参照して、以下の詳細な説明および実施例を読むことにより、本開示がより完全に理解されるだろう。
【図１Ａ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略断面構造図である。
【図１Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置のいくつかの素子のプロジェクション領域を示す概略図である。
【図２】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略断面構造図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略断面構造図である。
【図４Ａ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図４Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による局部のアレイ層の概略平面構造図である。
【図４Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による、図４Ｂの切断線Ｄ−Ｄ’に沿った放射線感知装置の概略断面構造図である。
【図５Ａ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図５Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図５Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図５Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図５Ｅ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図５Ｆ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である。
【図６Ａ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略断面構造図である。
【図６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置のいくつかの素子のプロジェクション領域を示す概略図である。
【図６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による図４Ｂの切断線Ｄ−Ｄ’に沿った放射線感知装置の概略断面構造図である。
【図７Ａ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の駆動回路の概略図である。
【図７Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の駆動回路の概略図である。
【図７Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の駆動回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の放射線感知装置の構造は、以下の記述で詳細に説明される。以下の詳細な説明において、説明目的のため、いくつかの特定の詳細、および、実施形態が記述されて、本発明の十分な理解を提供する。以下の詳細な説明に記述された特定の素子、および、構成が説明されて、本発明を明確に説明する。本明細書に記載される例示的な実施形態は、説明の目的のためだけに用いられ、本発明はそれらに限定されないことが明らかである。このほか、異なる実施形態の図面には、類似、および／または、対応する数字を用いて、類似、および／または、対応する要素を表示し、本発明を明確に記述する。しかしながら、異なる実施形態の図面における類似、および／または、対応する数字の使用は、異なる実施形態同士の間のいかなる相互関係を示唆しない。
【００１３】
本発明の図面中の要素や装置は、当業者に周知の任意の形態や構成で存在する場合があることを理解されたい。このほか、相対的な用語、例えば、“下方（lower）”、“底部（bottom）”、“上方（higher）”あるいは“頂部（top）”など、が実施形態において用いられて、図面における一要素と他の要素との間の相対的な関係を記述する。この図示された装置が上下さかさまになる場合、“下方”の要素が“上方”の要素になることが理解されよう。本発明の実施形態を図面とともに理解でき、且つ、本発明の図面もまた、本発明の記述の一部として考慮される。これらの図面が尺寸通りに描かれていないことを理解されたい。実際、これらの要素の尺寸は任意に拡大、あるいは、縮小されて、本発明の特徴を明確に示すだろう。
【００１４】
このほか、“第一”、“第二”、“第三”等の用語が本明細書で用いられて、各種要素、構成部品、あるいは、部分を記述する場合がある一方で、これらの要素、構成部品、あるいは、部分は、これらの用語により制限されないことを理解されたい。これらの用語は、ある要素、構成部品、あるいは、部分を別の要素、構成部品、あるいは、部分と区別するためだけに用いられる。よって、以下で説明される第一要素、構成部品、あるいは、部分が、本発明の教示を逸脱しない状況において、第二要素、構成部品、あるいは、部分と称される場合がある。
【００１５】
この明細書において、用語“略（about）”、“略（approximately）”、“実質的に（substantially）”および“一般的に（generally）”は、通常は表示された値の+/-10％を意味し、あるいは表示された値の+/-5％を意味し、あるいは表示された値の+/-3％を意味し、あるいは表示された値の+/-2％を意味し、あるいは表示された値の+/-1％を意味し、あるいは表示された値の+/-0.5％を意味している。本発明の表示された値は近似値である。特定の記述がないとき、表示された値は、“略（about）”、“略（approximately）”、“実質的に（substantially）”および“一般的に（generally）”の意味を含む。このほか、“範囲が第一値から第二値まで”という用語や、 “範囲が第一値と第二値との間”という用語は、この範囲が第一値と、第二値と、これらの間の別の値と、を含んでいることを意味する。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態において、接合、接続等に関する用語、たとえば、“接続”および“相互接続”は、特に定義されない限り、直接接触している二つの構造を称してもよく、あるいは、直接接触していない二つの構造で、これら二つの構造の間に別の構造があることを称してもしてもよい。さらに“接続”および“相互接続”に関する用語は、両方の構造が可動である場合、あるいは、両方の構造が固定される場合も含んでいる。
【００１７】
一つの素子、あるいは、層が、別の素子、あるいは、層の“上にある”と称されているとき、あるいは、別の素子、あるいは、層に“接続される”と称されているときは、当該別の素子、あるいは、層の上に直接ある可能性があり、または、他の素子、あるいは、層と直接接続する可能性があることを理解されたい。ある素子、あるいは、層が接続され、または素子、あるいは、層が間に介在する場合がある。反対に、一つの素子が別の素子、あるいは、層の“上に直接ある”と称されているとき、または別の素子、あるいは、層に“直接”接続されると称されているときは、間に介在する要素は存在しない。
【００１８】
特に定義されない限り、本明細書で用いられる全ての用語（技術的な用語、および、科学的な用語を含む）は、本発明が属する当業者により通常理解されるものと同一の意味を有する。たとえば通常使用される辞書で定義されたこれらの用語は、本発明の関連技術および背景、あるいは、文脈と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、開示された実施形態において特に定義されない限り、理想化された方式、あるいは、過度に形式的な方式で解釈されるべきではないことが理解されよう。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態において、放射線感知装置が提供され、当該放射線感知装置は、画素化(pixelated)されたシンチレーター(scintillator)層を含んでおり、あるいは、感光素子の部分に対応して設置される遮光素子を含んでいる。したがって、単一片の放射線アレイパネルが用いられる状況において、高エネルギー、および、低エネルギーの鮮明な画像が、画像処理後の一回の放射線照射で得ることができる。
【００２０】
図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置１０の概略断面構造図である。明確な説明のために、図１Ａは、放射線感知装置１０のいくつかの構成要素だけが示され、且つ、いくつかの構成要素の詳細な構造は、後続の図面中でさらに記述されることを理解されたい。このほか、いくつかの実施例によれば、追加の特徴が、以下で記述される放射線感知装置１０に追加される。いくつかの実施例によれば、放射線感知装置１０がＸ線感知装置を含んでいる場合があるが、これに限定されない。
【００２１】
図１Ａに示されるように、放射線感知装置１０は、基板１０２を含んでいる。基板１０２は、第一側１０２ａと、第一側１０２ａとは反対側の第二側１０２ｂとを有してもよく、つまり、第二側１０２ｂは、第一側１０２ａに対向している。基板１０２は、第一の厚さＴ1を有してもよい。いくつかの実施形態において、第一の厚さＴ1は、約１マイクロメーター(μm)〜約２００μmの範囲、あるいは、約５μm〜約８０μmの範囲であってもよいが、これに限定されない。たとえば、第一の厚さＴ1は、１０μm、２０μm、３０μm、４０μm、５０μm、６０μm、あるいは、７０μmであってもよい。
【００２２】
このほか、本発明の実施形態によれば、基板１０２の第一の厚さＴ1は、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)における最大厚さのことを指している。
【００２３】
いくつかの実施形態において、基板１０２は、剛性材料、あるいは、可撓材料を含んでいる。たとえば、いくつかの実施形態において、基板１０２の材料は、ポリカーボネート(ＰＣ)、ポリイミド(ＰＩ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ゴム、ガラスファイバー、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、基板１０２は、金属ガラスファイバー複合板、あるいは、プリント回路板を含んでもよいが、これに限定されない。
【００２４】
さらに、放射線感知装置１０は、第一シンチレーター層１０４を含み、第一シンチレーター層１０４は、基板１０２の第一側１０２ａに設置されてもよい。特に、いくつかの実施例において、第一シンチレーター層１０４は、低エネルギー放射線（たとえば、図面中の点線、放射線Ｘ1）を、可視光(たとえば、図面の実線、可視光Ｌ1)に変換してもよい。
【００２５】
図１Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、第一シンチレーター層１０４は、複数の第一ブロック壁１０４Ａ、および、複数の第一シンチレーター素子１０４Ｂを含んでもよく、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、ブロック壁１０４Ａ同士の間に位置してもよい。言い換えると、いくつかの実施例において、第一シンチレーター層１０４は画素化され、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、互いに距離を隔てている（交互に設置されている）。
【００２６】
いくつかの実施形態において、物理的気相成長法（ＰＶＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、コーティングプロセス、その他の適切なプロセス、あるいは、それらの組み合わせが用いられて、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂを形成してもよい。物理的気相成長法プロセスは、たとえば、スパッタリングプロセス、蒸発プロセス、あるいは、パルスレーザー蒸着(pulsed laser deposition)を含んでもよい。化学気相堆積プロセスは、たとえば、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）プロセス、低温化学気相堆積（ＬＴＣＶＤ）プロセス、高速熱化学気相堆積（ＲＴＣＶＤ）プロセス、および、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセス、あるいは、原子層堆積(ＡＬＤ)プロセスを含んでもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態において、画素化された第一シンチレーター層１０４は、パターン形成プロセスにより形成される。パターン形成プロセスは、フォトリソグラフィープロセス、および、エッチングプロセスを含んでもよい。フォトリソグラフィープロセスは、これらに限定されないが、フォトレジストコーティング（たとえば、スピンコーティング)、ソフトベーキング(soft baking)、ハードベーキング(hard baking)、マスクアラインメント(mask alignment)、露光、露光後ベーキング(post-exposure baking)、フォトレジスト現像(photoresist development)、洗浄、および、乾燥を含んでもよい。エッチングプロセスは、ドライエッチングプロセス、あるいは、ウェットエッチングプロセスを含んでもよいが、これに限定されない。
【００２８】
いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａは、反射素材、空気、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよい。言い換えると、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａが、実質的に存在しない。いくつかのその他の実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａの反射素材は、高反射率（たとえば、９０％を超える）を有する材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａの反射素材は、マトリクスと、当該マトリクス中に分散された高反発係数粒子とを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、マトリクスは、有機樹脂、ガラスペースト、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、高反発係数粒子の材料は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、ニオブドープ酸化チタン（ＴＮＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、あるいは、それらの組み合わせを有するが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、上述の高反発係数粒子の材料のコーティングを、第一ブロック壁１０４Ａとして用いることもできる。
【００２９】
一方、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、放射線変換特性を有する材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、第一シンチレーター素子１０４Ｂの材料は、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、二硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを有するが、これに限定されない。このほか、放射線感知装置１０は、第二シンチレーター層１０６を含み、第二シンチレーター層１０６は、基板１０２の第二側１０２ｂに設置されてもよい。一組の放射線（放射線Ｘ1、および、Ｘ2）、および、可視光（可視光Ｌ1、および、Ｌ2）だけが、例として図面中で説明されていることを理解されたい。実際、各感光素子２０２は、その周辺に、対応する放射線、および／または、可視光を有してもよい。いくつかの実施例によれば、第二シンチレーター層１０６は、高エネルギーのために第一シンチレーター素子１０４Ｂを通過し、且つ、吸収されない放射線(たとえば、図中で示される点線、放射線Ｘ2)を、可視光（たとえば、図中の実線、可視光Ｌ2）に変換してもよい。このほか、いくつかの実施例によれば、第二シンチレーター層１０６もまた、第一シンチレーター層１０４の第一ブロック壁１０４Ａを通過し、吸収されない放射線(たとえば、放射線Ｘ1)を、可視光（たとえば、可視光Ｌ1)に変換してもよい。図１Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、第二シンチレーター層１０６が、非画素化層であってもよい。
【００３０】
第二シンチレーター層１０６は、放射線変換特性を有する材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、第二シンチレーター層１０６の材料は、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化トリウム（ＴｌＩ）、二硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、第一シンチレーター素子１０４Ｂの材料が、第二シンチレーター層１０６の材料と同一であってもよく、あるいは、異なってもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態において、前述の物理的気相成長法（ＰＶＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、コーティングプロセス、その他の適切なプロセス、あるいは、それらの組み合わせが用いられて、第二シンチレーター層１０６を形成してもよい。
【００３２】
このほか、第一シンチレーター層１０４（あるいは、第一シンチレーター素子１０４Ｂ）は第二の厚さＴ2を有し、第二シンチレーター層１０６は第三の厚さＴ3を有する。いくつかの実施形態において、第二シンチレーター層１０６の第三の厚さＴ3は、第一シンチレーター素子１０４Ｂの第二の厚さＴ2以上であってもよい。いくつかの実施形態において、第三の厚さＴ3と第二の厚さＴ2の比率は、０．５:１〜５:１の範囲、あるいは、２:１〜４:１、たとえば、３:１の範囲であってもよいが、これに限定されない。
【００３３】
さらに、本発明の実施形態によれば、第一シンチレーター層１０４(あるいは、第一シンチレーター素子１０４Ｂ)の第二の厚さＴ2、あるいは、第二シンチレーター層１０６の第三の厚さＴ3は、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)の最大厚さのことを指している。
【００３４】
第一シンチレーター層１０４、および、第二シンチレーター層１０６の実際の厚さを、吸収、あるいは、変換される放射線の波長の範囲、あるいは、エネルギー範囲に従って調整できることを理解されたい。一般に、シンチレーター層の厚さが厚くなるほど、吸収できる放射線のエネルギーも高くなる。
【００３５】
このほか、放射線感知装置１０はさらに、アレイ層２００を含んでいる。アレイ層２００は、第一シンチレーター層１０４と第二シンチレーター層１０６との間に位置し、且つ、アレイ層２００は、複数の感光素子２０２を有してもよい。いくつかの実施形態において、感光素子２０２が基板１０２上に設置され、且つ、基板１０２の第一側１０２ａに位置し、つまり、感光素子２０２、および、第一シンチレーター層１０４は、基板１０２の同一側に位置する。いくつかの実施例において、アレイ層２００が、基板１０２の第一側１０２ａに設置されてもよく、あるいは、第二側１０２ｂに設置されてもよい。いくつかの実施形態において、感光素子２０２がフォトダイオードを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施例において、放射線感知装置１０が、たとえば、Ｘ線感知装置であってもよい。たとえば、フォトダイオードは、第一シンチレーター層１０４、あるいは、第二シンチレーター層１０６の変換により生成される可視光を電荷に変換し、それを感知画素に保存することができ、その後、(たとえば、図４Ｃに示されるような)駆動素子３００をオンにしたりオフにしたりすることにより、対応する電荷を読み取ることができ、電荷データを生成するとともに、計算により、それをデジタル画像に変換する。
【００３６】
いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２が、第一ブロック壁１０４Ａに対応して設置されてもよい。言い換えると、いくつかの実施形態において、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)において、一部の感光素子２０２(たとえば、図中、２０２ａと名前を付けられた感光素子)が、第一ブロック壁１０４Ａと重複してもよい。
【００３７】
具体的には、本発明のいくつかの実施形態による基板１０２上の放射線感知装置１０の一部の素子(たとえば、図１Ａ中の領域Ａ1における感光素子２０２、および、第一ブロック壁１０４Ａ)のプロジェクション領域を示す図１Ｂを参照する。図１Ｂに示されるように、感光素子２０２が、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)で、プロジェクション２０２Ｐを有してもよく、第一ブロック壁１０４Ａが、基板１０２上で、プロジェクション１０４ＡＰを有してもよい。基板１０２上の第一ブロック壁１０４Ａのプロジェクション１０４ＡＰが、基板１０２上の対応する感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐと重複してもよい。いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐは、第一ブロック壁１０４Ａのプロジェクション１０４ＡＰ内に全体が位置してもよい。このほか、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａのプロジェクション１０４ＡＰの面積は、感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐの面積以上であってもよい。いくつかの実施形態において、基板１０２上の第一シンチレーター素子１０４Ｂのプロジェクション１０４ＢＰもまた、基板１０２上の対応する感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐと重複してもよい。いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐもまた、第一シンチレーター素子１０４Ｂのプロジェクション１０４ＢＰ内に全体が位置してもよい。
【００３８】
さらに、図１Ａ、および、図１Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２が、第一シンチレーター素子１０４Ｂに対応して設置されてもよい。言い換えると、いくつかの実施形態において、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)において、一部の感光素子２０２(たとえば、図面において、２０２ｂと名前を付けられた感光素子)は、第一シンチレーター素子１０４Ｂと重複する。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態において、“重複”という用語は、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)において、全体的に重複すること、あるいは、部分的に重複することを指していることを理解されたい。
【００４０】
上述の配置において、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ｂ)は、第一シンチレーター層１０４を介した低エネルギー放射線Ｘ1の変換により生成される可視光Ｌ1と、第二シンチレーター層１０６を介した高エネルギー放射線Ｘ2の変換により生成される可視光Ｌ2と、を同時に受光することができる。受光された可視光Ｌ1、および、可視光Ｌ2は処理されて、高エネルギー放射線の信号と低エネルギー放射線の信号との重畳から変換される画像を生成することができる。一方、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ａ)は、第二シンチレーター層１０６を介した低エネルギー放射線Ｘ1の変換により生成される可視光Ｌ1を少なくとも受光し、受光された可視光Ｌ1は処理されて、低エネルギー放射線信号から変換されるイメージを生成することができる。いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ａ、あるいは、感光素子２０２ｂ)はさらに、エネルギーが高エネルギー放射線の範囲と低エネルギー放射線の範囲とで重複している範囲にある放射線を受けることができる。
【００４１】
一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ｂ)により生成される、高エネルギー放射線、および、低エネルギー放射線に対応する撮像結果と、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ａ)により生成される低エネルギー放射線に対応する撮像結果と、にしたがって、画像データの計算を実行でき、高エネルギー放射線の画像(たとえば、骨部分の画像が鮮明である)と、低エネルギー放射線の画像(組織部分の画像が鮮明である)と、を別々に得ることができる。
【００４２】
たとえば、いくつかの実施形態において、高エネルギー放射線、および、低エネルギー放射線の撮像結果と、低エネルギー放射線の画像と、における特定の部位(たとえば、骨や組織)での信号パラメータに対して、重み付け減法(weighted subtraction)が実行されてもよい。たとえば、二つの撮像結果の信号パラメータ値に特定の倍率を乗じるとともに減算して、高エネルギー放射線、および、低エネルギー放射線の明確な画像をそれぞれ得ている。
【００４３】
このほか、本発明のいくつかの実施形態によれば、放射線は、低エネルギーから高エネルギーを有し、高エネルギー放射線のエネルギー範囲が、低エネルギー放射線のエネルギー範囲と部分的に重複し、当該“高エネルギー放射線”とは、当該重複する範囲外から高エネルギーまでの放射線を意味し、当該“低エネルギー放射線”は、低エネルギーから当該重複する範囲外までの放射線を意味することを理解されたい。さらに、本発明は、“高エネルギー放射線”および“低エネルギー放射線”が、前述で定義される相対関係を有する限り、当該“高エネルギー放射線”および“低エネルギー放射線”の特定の数値範囲を制限しない。
【００４４】
さらに、いくつかの実施形態において、感光素子２０２は、第一シンチレーター層１０４(あるいは、第一シンチレーター素子１０４Ｂ)から第一の距離Ｄ1だけ離れ、感光素子２０２は、第二シンチレーター層１０６から第二の距離(図示されない)だけ離れ、当該第二の距離を、基板１０２の厚さ(つまり、第一の厚さＴ1)と見なすことができる。いくつかの実施形態において、第一の距離Ｄ1は、第二の距離(第一の厚さＴ1)以下である。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、第一の距離Ｄ1は、感光素子２０２と第一シンチレーター素子１０４Ｂとの間の最小距離のことを指しており、第二の距離Ｄ2は、感光素子２０２と第二シンチレーター層１０６との間の最小距離のことを指している。
【００４６】
引き続き、図１Ａを参照すると、いくつかの実施形態において、アレイ層２００はさらに、絶縁構造２０４を含んでいる。いくつかの実施形態において、絶縁構造２０４は、感光素子２０２を基板２００上にパッケージして固定することができる。いくつかの実施形態において、感光素子２０２は、絶縁構造２０４に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態において、絶縁構造２０４は、シングルレイヤー構造、あるいは、マルチレイヤー構造を有してもよい。たとえば、いくつかの実施例において、絶縁構造２０４は、さらに、複数の絶縁層を有してもよく、たとえば、図４Ｃ、あるいは、図６Ｃに示されるように、第一絶縁層４０２、第二絶縁層４０４、第三絶縁層４０６、および、第四絶縁層４０８など、を有してもよい。本発明の実施形態における感光素子２０２(絶縁構造２０４を含む)の詳細な構造は以下でさらに記述される。
【００４７】
いくつかの実施形態において、前述の物理的気相成長法(ＰＶＤ)プロセス、化学気相堆積(ＣＶＤ)プロセス、コーティングプロセス、その他の適切なプロセス、あるいは、それらの組み合わせが用いられて、絶縁構造２０４を形成してもよい。
【００４８】
このほか、図１Ａに示されるように、いくつかの実施例において、放射線感知装置１０は、任意で、反射層１０８を含んでもよく、反射層１０８、および、基板１０２は、第二シンチレーター層１０６の２つの対向する側面にそれぞれ設置される。反射層１０８は、第一シンチレーター層１０４、あるいは、第二シンチレーター層１０６により生成される可視光の利用率を改善することができる。しかしながら、いくつかの実施例において、放射線感知装置１０が、反射層１０８を有さなくてもよく(たとえば、図２、および、図３で示される実施形態)、その結果、画像の解像度を改善している。
【００４９】
反射層１０８は、高反射率(たとえば、９０％を超える)を有する材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、反射層１０８の反射素材は、マトリクス、および、当該マトリクス内に分散する高反発係数粒子を含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、マトリクスは、有機樹脂、ガラスペースト、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、高反発係数粒子の材料は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、ニオブドープ酸化チタン(niobium-doped titanium oxide、ＴＮＯ)、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、あるいは、それらの組み合わせを有するが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、上記の高反発係数粒子の材料のコーティングを反射層１０８として用いることもできる。
【００５０】
いくつかの実施形態において、前述の物理的気相成長法(ＰＶＤ)プロセス、化学気相堆積 (ＣＶＤ)プロセス、コーティングプロセス、その他の適切なプロセス、あるいは、それらの組み合わせが用いられて、反射層１０８を形成してもよい。次に、本発明のその他のいくつかの実施形態による放射線感知装置２０の概略構造断面図である図２を参照する。以下の文脈における前述と同一、あるいは、類似する要素は、同一、あるいは、類似する数字で表示され、且つ、それらの材料、製造方法、および、機能は、前述と同一、あるいは、類似するため、以下の文脈で繰り返さないことを理解されたい。
【００５１】
図２で示される実施形態は、図１Ａに示される実施形態に類似している。これらの実施形態同士の間の差異は、図２に示される放射線感知装置２０において、第二シンチレーター層１０６もまた、複数の第二ブロック壁１０６Ａ、および、複数の第二シンチレーター素子１０６Ｂを含んでもよく、第二シンチレーター素子１０６Ｂが、第二ブロック壁１０６Ａ同士の間に位置することを含んでいる。言い換えると、本実施形態において、第二シンチレーター層１０６は画素化されてもよく、第二ブロック壁１０６Ａおよび第二シンチレーター素子１０６Ｂは、互いに距離を隔てている（交互に設置されている）。
【００５２】
いくつかの実施形態において、第二シンチレーター素子１０６Ｂが、感光素子２０２に対応して設置されてもよい。言い換えると、いくつかの実施形態において、第二シンチレーター素子１０６Ｂは、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)で、感光素子２０２と重複する。いくつかの実施形態において、基板１０２の法線方向において、第二ブロック壁１０６Ａと感光素子２０２は重複せず、つまり、基板１０２上の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐ(図示されない)は、基板１０２上の隣接する二つの第二ブロック壁１０６Ａのプロジェクション(図示されない)同士の間に設置される。
【００５３】
本実施形態において、第二シンチレーター素子１０６Ｂは、高エネルギーのために第一シンチレーター素子１０４Ｂを通過し、且つ、吸収されない放射線(たとえば、放射線Ｘ2)を、可視光(たとえば、可視光Ｌ2)に変換することができる。このほか、第二シンチレーター層１０６もまた、第一シンチレーター層１０４の第一ブロック壁１０４Ａを通過し、吸収されない放射線(たとえば、放射線Ｘ1)を、可視光(たとえば、可視光Ｌ1)に変換することができる。
【００５４】
さらに、第二ブロック壁１０６Ａ、および、第二シンチレーター素子１０６Ｂの材料および形成方法は、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂと同様であり、したがって、ここでは説明を繰り返さない。このほか、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａの数量と、第二ブロック壁１０６Ａの数量とが異なってもよい。特に、いくつかの実施例において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第二ブロック壁１０６Ａの数量は、同一の断面(たとえば、ＸＺ平面)における第一ブロック壁１０４Ａ、および、第二ブロック壁の数量のことを指している。さらに、いくつかの実施例によれば、第一ブロック壁１０４Ａ、第二ブロック壁１０６Ａ、および、感光素子２０２は、この断面において同時に存在している必要がある。
【００５５】
次に、本発明のその他のいくつかの実施形態による放射線感知装置３０の概略断面構造図である図３を参照する。図３に示される実施形態は、図１Ａに示される実施形態と類似している。これらの実施形態同士の間の差異は、図３に示される放射線感知装置３０において、第一シンチレーター層１０４は非画素化層であり、第二シンチレーター層１０６が画素化されていることを含んでいる。特に、第二シンチレーター層１０６は、複数の第二ブロック壁１０６Ａ、および、複数の第二シンチレーター素子１０６Ｂを含んでおり、つまり、感光素子２０２と非画素化の第一シンチレーター層１０４とが、基板１０２の同一側に位置している。
【００５６】
本実施形態において、一部の感光素子２０２が、第二ブロック壁１０６Ａに対応して設置されてもよい。言い換えると、基板１０２の法線方向において、一部の感光素子２０２(たとえば、図面で２０２ａと名前を付けられた感光素子)は、第二ブロック壁１０６Ａと重複してもよい。特に、本実施形態において、基板１０２上の第二ブロック壁１０６Ａのプロジェクション(図示されない)が、基板１０２上の一部の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐ(図示されない)と重複している。
【００５７】
このほか、本実施形態において、一部の感光素子２０２が、第二シンチレーター素子１０６Ｂに対応して設置されてもよい。言い換えると、基板１０２の法線方向において、一部の感光素子２０２(たとえば、図面で２０２ｂと名前を付けられた感光素子)は、第二シンチレーター素子１０６Ｂと重複してもよい。
【００５８】
上記の構成において、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ｂ)は、第一シンチレーター層１０４を介した低エネルギー放射線Ｘ1の変換により生成される可視光Ｌ1と、第二シンチレーター層１０６を介した高エネルギー放射線Ｘ2の変換により生成される可視光Ｌ2と、を同時に受光することができる。一方、一部の感光素子２０２ (たとえば、感光素子２０２ａ)は、第一シンチレーター層１０４を介した低エネルギー放射線Ｘ1の変換により生成される可視光Ｌ1を少なくとも受光することができる。
【００５９】
次に、本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置１０の概略平面構造図である図４Ａを参照する。図４Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、第一シンチレーター層１０４の第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、互いに交互になるような方法で配置されてもよいが、本発明は、これに限定されない。いくつかのその他の実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂの適切な配置は、実際の要求に応じて調整されてもよいことを理解されたい。このほか、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、それぞれ一つの画素領域に対応してもよいが、本発明は、これに限定されない。
【００６０】
より具体的には、本発明のいくつかの実施例による、図４Ａに示される領域Ａ2のアレイ層２００の概略平面構造図である図４Ｂを参照する。アレイ層２００の詳細な構造を明確に説明するために、図４Ｂにおいて一部の素子(たとえば、絶縁構造２０４)が省略されていることを理解されたい。
【００６１】
図４Ｂに示されるように、アレイ層２００は、感光素子２０２に加えて、駆動素子３００と、当該駆動素子３００に電気的に接続されるデータラインＤＬ、スキャンライン(ゲートライン)ＧＬ、および、バイアスラインＢＬと、をさらに含んでもよい。特に、感光素子２０２は、光エネルギーを電気信号に変換することができ、駆動素子３００は、感光素子２０２により生成される電気信号を読み取り、オンまたはオフになるように画素を制御することができる。いくつかの実施形態において、駆動素子３００が、薄膜トランジスタ (ＴＦＴ)を含んでもよい。いくつかの実施形態において、データラインＤＬ、スキャンラインＧＬ、および、バイアスラインＢＬが、それぞれ、駆動素子３００、および、感光素子２０２に電気的に接続され、共に作動して、駆動素子３００、および、感光素子２０２を制御してもよく、つまり、画素領域を制御してもよい。
【００６２】
このほか、図４Ｃを同時に参照する。図４Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による図４Ｂの切断線Ｄ−Ｄ’に沿った放射線感知装置１０の概略断面構造図である。アレイ層２００と第一シンチレーター層１０４(第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂを含む)との間の関係を明確に説明するため、図４Ｃが、図４Ａに示される領域Ａ2に対応する領域Ａ2’の断面構造図を説明していることを理解されたい。たとえば、領域Ａ2は、一組の感光素子２０２、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂに対応し、領域Ａ2’は、一組の感光素子２０２、および、第一ブロック壁１０４Ａに対応する。
【００６３】
図４Ｂ、および、図４Ｃに示されるように、駆動素子３００は、基板１０２上に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、駆動素子３００は、ゲート電極層３０２、アクティブ層３０４、ドレイン電極層３０６、および、ソース電極層３０８を含んでもよい。いくつかの実施形態において、ゲート電極層３０２が、スキャンラインＧＬに電気的に接続されてもよく、ドレイン電極層３０６が、データラインＤＬに電気的に接続されてもよく、ソース電極層３０８が、感光素子２０２に電気的に接続されてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態において、ゲート電極層３０２の材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銅合金、アルミニウム合金、モリブデン合金、タングステン合金、金合金、クロム合金、ニッケル合金、プラチナ合金、チタン合金、その他の適切な金属材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、アクティブ層３０４の材料は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、金属窒化物、金属酸化物、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、上記のドレイン電極層３０６、および、ソース電極層３０８の材料は、これに限定されないが、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、および、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、銅合金、アルミニウム合金、モリブデン合金、タングステン合金、金合金、クロム合金、ニッケル合金、プラチナ合金、チタン合金、その他の適切な金属材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。
【００６５】
このほか、図４Ｃに示される実施形態において、駆動素子３００は、ボトムゲート薄膜トランジスタであるが、いくつかのその他の実施形態において、駆動素子３００が、トップゲート薄膜トランジスタであることを理解されたい。
【００６６】
いくつかの実施形態において、アレイ層２００における絶縁構造２０４が、第一絶縁層４０２、および、第二絶縁層４０４をさらに含んでもよい。第一絶縁層４０２が、ゲート電極層３０２とアクティブ層３０４との間に設置されてもよく、第二絶縁層４０４が、第一絶縁層４０２上に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、第一絶縁層４０２が、ゲート誘電体層として機能することができる。
【００６７】
特に、いくつかの実施形態において、第一絶縁層４０２、および、第二絶縁層４０４は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、high-k 誘電材、その他の適切な誘電体材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよく、または、無機材料、有機材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、それらに限定されない。high-k 誘電材は、金属酸化物、金属窒化物、金属シリサイド、金属アルミネート(metal aluminate)、ケイ酸ジルコニウム(zirconium silicate)、ジルコニウムアルミネート(zirconium aluminate)、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、それらに限定されない。無機材料は、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、それらに限定されない。有機材料は、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリエチレン、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、それらに限定されない。
【００６８】
このほか、図４Ｃに示されるように、感光素子２０２は、第一電極３１０、第二電極３１２、および、半導体層３１４を含んでもよく、半導体層３１４は、第一電極３１０と第二電極３１２との間に設置されてもよい。上述のように、ソース電極層３０８が、感光素子２０２に電気的に接続されてもよい。特に、いくつかの実施形態において、感光素子２０２の第二電極３１２が、ビアＶ1により、駆動素子３００に電気的に接続されてもよい。一方、いくつかの実施形態において、感光素子２０２の第一電極３１０が、ビアＶ2により、バイアスラインＢＬに電気的に接続されてもよい。このほか、この図に示されるビアＶ1は、基板１０２の法線方向で、感光素子２０２と重複しないが、いくつかのその他の実施形態において、ビアＶ1が、感光素子２０２と重複する場合があることを理解されたい。たとえば、ビアＶ1が、感光素子２０２の下に直接設置されてもよい。さらに、ビアＶ1が感光素子２０２と重複する実施形態において、第二絶縁層４０４の厚さを増加させる必要がある。
【００６９】
いくつかの実施形態において、半導体層３１４は、n-i-p構造、あるいは、p-i-n構造を有してもよい。いくつかの実施形態において、ｐ型半導体層材料は、III族元素、たとえば、ボロン、アルミニウム、ガリウム、あるいは、その他の適切なドーピング要素をドープしたアモルファスシリコン半導体を含んでもよいが、これに限定されない。いくつかの実施形態において、ｎ型半導体層材料は、Ｖ族元素、たとえば、窒素、リン、ヒ素、あるいは、その他の適切なドーピング要素、あるいは、それらの組み合わせをドープしたアモルファスシリコン半導体を含んでもよいが、これに限定されない。
【００７０】
いくつかの実施形態において、第一電極３１０、および、第二電極３１２の材料は、金属導電性材料、透明導電性材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。金属導電性材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅合金、アルミニウム合金、タングステン合金、チタン合金、金合金、プラチナ合金、ニッケル合金、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。透明導電性材料は 透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含んでもよい。たとえば、透明導電性酸化物は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウムスズ亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）、アンチモン亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。
【００７１】
いくつかの実施形態において、アレイ層２００は、第三絶縁層４０６、および、第四絶縁層４０８をさらに含んでもよい。第三絶縁層４０６が、感光素子２０２上に設置されてもよく、第四絶縁層４０８が、第三絶縁層４０６上に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、第三絶縁層４０６、および、第四絶縁層４０８の材料は、上記の第一絶縁層、および、第二絶縁層と同様であり、したがって、ここでは繰り返さない。
【００７２】
図４Ｃに示されるように、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、第四絶縁層４０８上に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、基板１０２の法線方向において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、二つの対応する感光素子２０２とそれぞれ重複する。基板１０２の法線方向において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、二つの対応する感光素子２０２の半導体層３１４とそれぞれ重複することを注意されたい。さらに本発明のいくつかの実施形態において、図１Ｂに示される基板１０２上の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐを、基板１０２上の半導体層３１４のプロジェクションと見なすことができることを理解されたい。
【００７３】
いくつかの実施形態において、基板１０２の法線方向において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、駆動素子３００と重複してもよく、あるいは、重複しなくてもよい。このほか、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａの面積、あるいは、第一シンチレーター素子１０４Ｂの面積が、画素領域の面積以下であってもよいが、これに限定されない。
【００７４】
上述のように、異なる実施形態によれば、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、異なる配置を有してもよい。具体的には、本発明のその他のいくつかの実施形態による放射線感知装置の概略平面構造図である図５Ａ〜図５Ｆを参照する。
【００７５】
図５Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、一列で交互に配置されてもよく、あるいは、一行で交互に配置されてもよい。本実施形態において、同一の行の第一ブロック壁１０４Ａ、あるいは、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、同一の行の画素領域に対応してもよいが、本発明は、これに限定されない。いくつかの実施形態において、画素領域が、一つの感光素子２０２、および、一つの駆動素子３００を含んでもよいが、本発明は、これに限定されない。たとえば、いくつかのその他の実施形態において、画素領域は、一つの感光素子２０２、および、複数の駆動素子３００の組み合わせを含んでもよい。
【００７６】
さらに、図５Ｂに示されるように、いくつかの実施形態において、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、第一ブロック壁１０４Ａ内に分散してもよく、第一ブロック壁１０４Ａが、第一シンチレーター素子１０４Ｂ周辺に設置されてもよい。本実施形態において、各第一シンチレーター素子１０４Ｂが、一つの画素領域に対応してもよく、第一ブロック壁１０４Ａが、複数の画素領域、たとえば、隣接する画素領域など、に対応してもよいが、本発明は、これに限定されない。
【００７７】
このほか、図４Ａ、図５Ａ、および、図５Ｂに示される実施形態において、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、四辺が等しい四角形状を有しているが、本発明は、これに限定されない。異なる実施形態によれば、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、実際の要求に応じて、適切な形状を有することを理解されたい。たとえば、図５Ｃ〜図５Ｆに示されるように、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、等しくない四辺を備えた四角形状を有してもよい。
【００７８】
特に、図５Ｃ、および、図５Ｄに示されるように、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、縦方向(たとえば、Ｙ方向)の辺長が、横方向(たとえば、Ｘ方向)の辺長より大きい四角形状を有してもよい。さらに、図５Ｅ、および、図５Ｆに示されるように、いくつかの実施形態において、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂは、横方向(たとえば、Ｘ方向)の辺長が、縦方向(たとえば、Ｙ方向)の辺長より大きい四角形状を有してもよい。さらに、図５Ｃ、および、図５Ｅにおいて、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、交互に設置される。図５Ｄ、および、図５Ｆにおいて、第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂが、同一方向に沿って配置される。いくつかの実施形態において、第一シンチレーター素子１０４Ｂ、および、第一ブロック壁１０４Ａがそれぞれ、一つの画素領域に対応してもよいが、本発明は、これに限定されない。たとえば、いくつかのその他の実施形態において、二つの隣接する第一ブロック壁１０４Ａ、二つの隣接する第一シンチレーター素子１０４Ｂ、あるいは、二つの隣接する第一ブロック壁１０４Ａおよび第一シンチレーター素子１０４Ｂは、(たとえば、図中の領域Ａ3に示されるように）四辺が等しい四角形状を形成する場合がある。
【００７９】
次に、本発明のその他のいくつかの実施形態による放射線感知装置４０の概略断面構造図である図６Ａを参照する。図６Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、第一シンチレーター層１０４、および、第二シンチレーター層１０６が、両方とも、画素化されていなくてもよい。いくつかの実施形態において、アレイ層２００は、遮光素子５０２をさらに含んでもよい。遮光素子５０２は、一部の感光素子２０２上に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、遮光素子５０２は、第一シンチレーター層１０４と感光素子２０２との間に設置される。その他の実施形態において、遮光素子５０２は、第二シンチレーター層１０６と感光素子２０２との間に設置される。
【００８０】
いくつかの実施例において、第一シンチレーター層１０４は、低エネルギー放射線(たとえば、図面に示された放射線Ｘ1など）を可視光(たとえば、図面に示された可視光Ｌ1など）に変換してもよい。さらに、第二シンチレーター層１０６は、高エネルギーのために吸収されない状態で第一シンチレーター層１０４を通過する放射線(たとえば、図面に示された放射線Ｘ2など）を、可視光(たとえば、図面に示された可視光Ｌ2など）に変換してもよい。
【００８１】
いくつかの実施形態において、遮光素子５０２が、一部の感光素子２０２に対応して設置されてもよい。言い換えると、いくつかの実施形態において、基板１０２の法線方向(たとえば、図面中に示されるＺ方向)において、遮光素子５０２は、一部の感光素子２０２(たとえば、図面で２０２ａと名前を付けられた感光素子)と重複してもよい。
【００８２】
具体的には、本発明のいくつかの実施形態による基板１０２上の放射線感知装置４０(たとえば、図６Ａ中の領域Ａ4における感光素子２０２、および、遮光素子５０２)のいくつかの要素のプロジェクション領域を示している概略図である図６Ｂを参照する。図６Ｂに示されるように、感光素子２０２が、基板上にプロジェクション２０２Ｐを有してもよく、遮光素子５０２が、基板１０２上にプロジェクション５０２Ｐを有してもよい。基板１０２上の遮光素子５０２のプロジェクション５０２Ｐが、基板１０２上の一部の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐと重複してもよい。いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐは、遮光素子５０２のプロジェクション５０２Ｐ内に全体が位置してもよい。このほか、いくつかの実施形態において、遮光素子５０２のプロジェクション５０２Ｐの面積は、感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐの面積以上である。このほか、本発明のいくつかの実施形態において、図６Ｂに示される基板１０２上の感光素子２０２のプロジェクション２０２Ｐは、基板１０２の半導体層３１４のプロジェクションと見なすことができることを理解されたい。
【００８３】
引き続き、図６Ａを参照する。いくつかの実施形態によれば、第一シンチレーター層１０４が、低エネルギー放射線(たとえば、図面に示された放射線Ｘ1など）を、可視光(たとえば、図面に示された可視光Ｌ1など）に変換してもよい。このほか、第二シンチレーター層１０６が、高エネルギーのために第二シンチレーター層１０４に吸収されない状態で第一シンチレーター層１０４を通過する放射線(たとえば、図面に示された放射線Ｘ2など）を、可視光(たとえば、図面に示された可視光Ｌ2など）に変換してもよい。
【００８４】
上述のように、本発明のいくつかの実施形態による図６Ａ、および、図６Ｂを参照すると、基板１０２上の遮光素子５０２のプロジェクション５０２Ｐは、基板１０２上の一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ａ)のプロジェクション２０２Ｐと重複する。つまり、一部の感光素子２０２を、遮光素子５０２に対応して設置することができる。
【００８５】
上述の構成において、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ｂ)は、第一シンチレーター層１０４を介した低エネルギー放射線Ｘ1の変換により生成される可視光Ｌ1と、第二シンチレーター層１０６を介した高エネルギー放射線Ｘ2の変換により生成される可視光Ｌ2とを同時に受光することができる。受光した可視光Ｌ1、および、可視光Ｌ2が処理されて、高エネルギー放射線信号、および、低エネルギー放射線信号の重畳から変換された画像を生成することができる。一方、遮光素子５０２が、第一シンチレーター層１０４の変換により生成される可視光Ｌ1を遮蔽するため、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２a)は、第二シンチレーター層１０６を介した高エネルギー放射線Ｘ2の変換により生成される可視光Ｌ2を少なくとも受光する。受光した可視光Ｌ2が処理されて、高エネルギー放射線信号から変換された画像を生成することができる。いくつかの実施形態において、一部の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ａ、あるいは、感光素子２０２ｂ)は、高エネルギー放射線と低エネルギー放射線との間で重複する範囲であるエネルギーの放射線をさらに受けることができる。高エネルギー画像、および、低エネルギー画像を得るその後の方法は上述と同様であり、したがって、ここでは詳細を繰り返さない。
【００８６】
次に、本発明のその他のいくつかの実施形態による図４Ｂの切断線Ｄ−Ｄ’に沿った放射線感知装置４０の概略断面構造図である図６Ｃを参照する。図６Ｃは、図６Ａに示される領域Ａ4内の遮光素子５０２に対応する二組の感光素子２０２(たとえば、感光素子２０２ｂ)の概略断面構造図を説明する。図６Ｃに示されるように、いくつかの実施形態において、遮光素子５０２(たとえば、遮光素子５０２ａ)が、アレイ層２００の絶縁構造２０４(たとえば、第三絶縁層４０６)上に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、遮光素子５０２(たとえば、遮光素子５０２ａ)が、駆動素子３００と重複してもよい。いくつかの実施形態において、遮光素子５０２は、感光素子２０２と第一シンチレーター層１０４との間の任意の位置に設置されてもよい。
【００８７】
いくつかの実施形態において、遮光素子５０２は、遮光特性を有する材料を含んでもよい。たとえば、遮光素子５０２は、高反射率の材料、あるいは、低反射率の材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、遮光素子５０２の材料が、ブラックフォトレジスト、あるいは、ホワイトフォトレジストを含んでもよい。いくつかの実施形態において、遮光素子５０２は、有機樹脂、ガラスペースト、その他の適切な材料、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。
【００８８】
このほか、いくつかのその他の実施形態において、遮光素子５０２の材料は、導電性材料、たとえば、金属導電性材料を含んでもよい。金属導電性材料は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅合金、アルミニウム合金、タングステン合金、チタン合金、金合金、プラチナ合金、ニッケル合金、あるいは、それらの組み合わせを含んでもよいが、これに限定されない。図６Ｃに示されるように、いくつかの実施形態において、第一電極３１０に電気的に接続されるバイアスラインＢＬは、遮光素子５０２ｂとして用いられてもよい。いくつかの実施形態において、バイアスラインＢＬが、一方向(たとえば、Ｘ方向)に延び、且つ、基板１０２の法線方向で、感光素子２０２と重複してもよい。
【００８９】
このほか、図６Ｃに示される実施形態は、二種の遮光素子(つまり、遮光素子５０２ａ、および、遮光素子５０２ｂ)を同時に含んでいる一方で、異なる実施形態によれば、設計要求に従って、追加の遮光素子(たとえば、遮光素子５０２ａ)が単独で用いられてもよく、あるいは、バイアスラインＢＬ(たとえば、遮光素子５０２ｂ)が、遮光素子として単独で用いられてもよく、または、これらが組み合わされて用いられてもよいことを理解されたい。
【００９０】
いくつかの実施形態において、前述の物理的気相成長法(ＰＶＤ)プロセス、化学気相堆積(ＣＶＤ)プロセス、コーティングプロセス、その他の適切なプロセス、あるいは、それらの組み合わせが用いられて、遮光素子５０２を形成してもよい。このほか、いくつかの実施形態において、遮光素子５０２をパターン形成プロセスにより形成することができる。
【００９１】
次に、本発明のいくつかの実施形態による放射線感知装置の駆動回路を示す概略図である図７Ａ〜図７Ｃを参照する。図７Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、駆動素子３００、および、感光素子２０２が、一つのデータラインＤＬ、および、一つのスキャンラインＧＬ(１Ｄ１Ｇ)の駆動方式を用いて制御されてもよい。いくつかの実施形態において、データラインＤＬとスキャンラインＧＬの交点により形成される領域が、一つの画素領域に対応してもよい。さらに、いくつかの実施形態において、駆動素子３００、および、感光素子２０２が、一つのデータラインＤＬ、および、二つのスキャンラインＧＬ(たとえば、図７Ｂに示される１Ｄ２Ｇ)の駆動方式を用いている区域、あるいは、二つのデータラインＤＬ、および、一つのスキャンラインＧＬ(たとえば、図７Ｃに示される２Ｄ１Ｇ)の駆動方式を用いている区域により、駆動素子３００、および、感光素子２０２を独立して制御してもよい。駆動素子３００および受光素子２０２は制御されている。いくつかの実施形態において、図７Ｂに示されるように、データラインＤＬの配置を減少させることができ、これにより、製造コストを削減している。いくつかのその他の実施形態において、図７Ｃに示されるように、スキャンラインＧＬの配置を増加させることができ、これにより、信号読み取り速度を増加させている。
【００９２】
しかしながら、本発明の実施形態において、放射線感知装置の駆動回路、あるいは、駆動方式は上述のものに限定されないことを理解されたい。第一ブロック壁１０４Ａ、および、第一シンチレーター素子１０４Ｂの配置、あるいは、遮光素子５０２の配置に従って、適切な駆動回路、あるいは、駆動方式を、それに応じて調整することができる。
【００９３】
総合すると、本発明のいくつかの実施形態によれば、提供される放射線感知装置が、画素化されたシンチレーター層、一部の感光素子に対応して設置される遮光素子、あるいは、それらの組み合わせを含んでいる。したがって、一つの放射線アレイパネルが用いられる状況において、一回の放射線照射で、高エネルギーの鮮明な画像、および、低エネルギーの鮮明な画像を同時に得ることができる。二つの放射線アレイパネルを用いる一般的な方法と比較して、本発明の実施形態において提供される放射線感知装置は単一部品構造を有し、これにより、放射線感知装置全体の重量を減少させ、あるいは、その機械強度を改善する。
【００９４】
開示される実施形態、および、それらの利点はすでに詳細に記述されているが、添付の特許請求の範囲により定義される開示の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書で様々な変更、置換、および代替を行うことができることを理解されたい。例えば、本明細書に記載される特徴、機能、プロセス、および材料の多くは、本発明の範囲内にとどまりながら変更されてもよいことが、当業者により容易に理解されるであろう。さらに、本出願の保護範囲は、明細書で記述される特定の実施形態中のプロセス、機器、製造、物質の組成、手段、方法、および、工程に限定されることを意図していない。当業者なら本発明から容易に理解するように、実質的に同一の機能を実行するか、または実質的に達成する、現行、あるいは、将来開発されるプロセス、機器、製造、物質の組成、手段、方法、あるいは、工程は、ここで記述される対応する実施形態と、実質上同じ機能を実行する、あるいは、実質上同じ結果を達成できるのであれば、本発明にしたがって使用することができる。よって、本発明の保護範囲は、このようなプロセス、機器、製造、物質の組成、手段、方法、または工程をその範囲内に含むことを意図している。このほか、各請求項は、個別の実施形態を構成し、且つ、各種請求項と実施形態の組み合わせも本発明の請求する範囲に含まれる。様々な実施形態の特徴は、それらが本開示の精神および範囲から逸脱しない限り、任意の組み合わせで使用することができる。本発明の保護の範囲は、添付の請求項の範囲の定義に従う。本発明では好ましい実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想を脱しない範囲内で各種の変形を加えることができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０、２０、３０、４０  放射線感知装置
１０２  基板
１０２ａ  第一側
１０２ｂ  第二側
１０４  第一シンチレーター層
１０４Ａ  第一ブロック壁
１０４ＡＰ  プロジェクション
１０４Ｂ  第一シンチレーター素子
１０４ＢＰ  プロジェクション
１０６  第二シンチレーター層
１０６Ａ  第二ブロック壁
１０６Ｂ  第二シンチレーター素子
１０８  反射層
２００  アレイ層
２０２、２０２ａ、２０２ｂ  感光素子
２０２Ｐ  プロジェクション
２０４  絶縁構造
３００  駆動素子
３０２  ゲート電極層
３０４  アクティブ層
３０６  ドレイン電極層
３０８  ソース電極層
３１０  第一電極
３１２  第二電極
３１４  半導体層
４０２  第一絶縁層
４０４  第二絶縁層
４０６  第三絶縁層
４０８  第四絶縁層
５０２、５０２ａ、５０２ｂ  遮光素子
５０２Ｐ  プロジェクション
Ａ1、Ａ2、Ａ2’、Ａ3、Ａ4   領域
Ｄ1  第一の距離
ＤＬ  データライン
ＧＬ  スキャンライン
ＢＬ  バイアスライン
Ｄ−Ｄ’  切断線
Ｌ1、Ｌ2  可視光
Ｔ1  第一の厚さ
Ｔ2  第二の厚さ
Ｔ3  第三の厚さ
Ｖ1、Ｖ2  ビア
Ｘ1、Ｘ2  放射線
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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