(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の検測ユニットに区画され、各前記検測ユニットの中に第１電極と光電変換構造とが設置されるアレイ基板であって、前記第１電極は前記光電変換構造の入光側の反対側に設置され、且つ前記光電変換構造に電気的に接続され、前記第１電極と前記光電変換構造との間に導電性の反射層を更に含み、前記反射層が前記光電変換構造に向かう表面は反射面であり、
前記反射層は前記第１電極に電気的に接続される導電膜層である、アレイ基板。
【請求項２】
前記反射層は前記第１電極と一体に形成される、請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
前記第１電極の材料は導電金属の酸化物を含み、前記反射層は前記金属の単体によって形成される、請求項２に記載のアレイ基板。
【請求項４】
各前記検測ユニットの中に薄膜トランジスターを更に１つ含み、前記薄膜トランジスターと前記第１電極との間に絶縁層が設置され、前記絶縁層において前記薄膜トランジスターのソースに対応する場所にビアホールが設置され、前記第１電極は前記ビアホールによって前記薄膜トランジスターのソースに接続される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアレイ基板。
【請求項５】
前記光電変換構造はフォトダイオードと第２電極とを含み、前記フォトダイオードの陰極層は前記第１電極に接続され、前記フォトダイオードの陽極層は前記第２電極に接続される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアレイ基板。
【請求項６】
アレイ基板を複数の検測ユニットに区画することと、
各前記検測ユニットの中に第１電極を含むパターンを形成することと、
前記第１電極のパターンに導電性の反射層のパターンを形成することと、
前記導電性の反射層のパターンに光電変換構造を形成することと、
を含み、
前記反射層の前記光電変換構造に向かう表面が反射面であり、
導電性の反射層のパターンを形成するステップは、前記第１電極に導電膜層を形成することを含み、
前記導電膜層が前記第１電極に接続される、
アレイ基板の作成方法。
【請求項７】
前記反射層は前記第１電極と一体に形成される、請求項６に記載の作成方法。
【請求項８】
前記第１電極の材料は導電性の金属酸化物を含み、導電性の反射層を形成するステップは、
反応チャンバに還元性気体を導入することによって、前記金属酸化物の中の一部の金属
単体を析出すること、を含む、
請求項７に記載の作成方法。
【請求項９】
前記金属酸化物は酸化インジウムスズである、請求項８に記載の作成方法。
【請求項１０】
前記還元性気体は水素である、請求項９に記載の作成方法。
【請求項１１】
前記水素の気体流量は２０〜５００ｓｃｃｍであって、導入時間は１０〜２００ｓであって、反応チャンバの気圧は１００〜３００ｍＴであって、反応チャンバのプラズマを形成するための電極の電力は４００〜８００Ｗである、請求項１０に記載の作成方法。
【請求項１２】
各前記検測ユニットの中に第１電極を含むパターンを形成するステップの前に、
各前記検測ユニットの中に薄膜トランジスターを形成することと、
前記薄膜トランジスターの上方に絶縁層を形成することと、
前記絶縁層において前記薄膜トランジスターのソースに対応する場所にビアホールを形成することによって、第１電極を前記薄膜トランジスターのソースに接続することと、
を更に含む、請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１３】
前記光電変換構造を形成するステップは、
フォトダイオードを形成し、このフォトダイオードの陰極層は前記第１電極に接続されることと、
前記フォトダイオードの陽極層の上方に透明な第２電極を含むパターンを形成することと、
を含む、請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアレイ基板と前記アレイ基板の光電変換構造に設置されたＸ線変換層とを含む、Ｘ線フラットパネルディテクター。
【請求項１５】
請求項１４に記載のＸ線フラットパネルディテクターと表示装置とを含む、撮像システム。
【請求項１６】
制御装置を更に含む撮像システムであって、前記制御装置は前記Ｘ線フラットパネルディテクターに検測された電気信号を画像信号に変換し、表示装置を制御して前記画像信号に対応する画像を表示させる、請求項１５に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明実施例は、アレイ基板及びその作成方法と、アレイ基板を含むＸ線フラットパネルディテクターと、Ｘ線フラットパネルディテクターを含む撮像システムと、に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年以来フラットパネル探測技術は飛躍的に発展されている。フラットパネル探測技術は直接と間接との２種類に分けることができ、間接フラットパネルディテクターのキー部品は画像を受信するフラットパネルディテクター（ＦＰＤ）である。Ｘ線フラットパネルディテクターはアレイ基板を含み、このアレイ基板はＸ線変換層を含み、アレイ基板の各検測ユニットの中に薄膜トランジスターと非晶質シリコンフォトダイオードとを含む。非晶質シリコンフォトダイオードは逆電圧で作業し、Ｘ線がアレイ基板に照射される際に、Ｘ線変換層によってＸ線が可視光に変換されてから、非晶質シリコンフォトダイオードによって可視光が電気信号に変換されて、記憶され、駆動回路によって薄膜トランジスターが行ごとに開かれ、フォトダイオードより変換された電荷がデータ処理回路に送信され、データ処理回路は電気信号に対して拡大、アナログ／デジタル変換などの処理を更に行い、最後に画像情報が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非晶質シリコンフォトダイオードの中の非晶質シリコン薄膜は光誘起劣化のために、フォトダイオードが光に長時間に照射された後に光電変換効率が低下する。光誘起劣化の発生を減少させるために、非晶質シリコン薄膜の厚さを薄くしてもよい。一方、非晶質シリコン薄膜の厚さが薄くされた場合、入射光が十分に吸収されず、大量の光がフォトダイオード素子を透過し、フォトダイオードの変換効率が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの実施例は複数の検測ユニットに区画され、各検測ユニットの中に第１電極と光電変換構造とが設置されるアレイ基板であって、第１電極は光電変換構造の入光側の反対側に設置され、第１電極と光電変換構造との間に導電性の反射層を更に含み、反射層が光電変換構造に向かう表面は反射面である、アレイ基板である。
【０００５】
一部の例示において、反射層は第１電極に電気的接続される導電膜層である。
【０００６】
一部の例示において、反射層は第１電極と一体に形成される。
【０００７】
一部の例示において、第１電極の材料は導電金属の酸化物を含み、反射層は金属の単体によって形成される。
【０００８】
一部の例示において、反射層は第１電極の光電変換構造に向かう表面に対し還元反応を行うことで得られた金属の単体によって形成される。
【０００９】
一部の例示において、金属酸化物は酸化インジウムスズであって、反射層は酸化インジウムスズに対し還元反応を行うことで得られたスズの単体によって形成される。
【００１０】
一部の例示において、各検測ユニットの中に薄膜トランジスターを更に１つ含み、薄膜トランジスターと第１電極との間に絶縁層が設置され、絶縁層において薄膜トランジスターのソースに対応する場所にビアホールが設置され、第１電極はビアホールによって薄膜トランジスターのソースに接続される。
【００１１】
一部の例示において、光電変換構造はフォトダイオードと第２電極とを含み、フォトダイオードの陰極層は第１電極に接続され、フォトダイオードの陽極層は第２電極に接続される。
【００１２】
本発明のもう１つの実施例は、
アレイ基板を複数の検測ユニットに区画することと、
各検測ユニットの中に第１電極を含むパターンを形成することと、
第１電極のパターンに導電性の反射層のパターンを形成することと、
導電性の反射層のパターンに光電変換構造を形成することと、
を含み、
反射層の光電変換構造に向かう表面が反射面である
アレイ基板の作成方法である。
【００１３】
一部の例示において、導電性の反射層のパターンを形成するステップは、第１電極に導電膜層を形成すること、を含む。
【００１４】
一部の例示において、反射層は第１電極と一体に形成される。
【００１５】
一部の例示において、第１電極の材料は導電性の金属酸化物を含み、導電性の反射層を形成するステップは、反応チャンバに還元性気体を導入することによって、金属酸化物の中の一部の金属単体を析出すること、を含む。
【００１６】
一部の例示において、金属酸化物は酸化インジウムスズである。
【００１７】
一部の例示において、還元性気体は水素である。
【００１８】
一部の例示において、水素の気体流量は２０〜５００ｓｃｃｍであって、導入時間は１０〜２００ｓであって、反応チャンバの気圧は１００〜３００ｍＴであって、反応チャンバのプラズマを形成するための電極の電力は４００〜８００Ｗである。
【００１９】
一部の例示において、各検測ユニットの中に第１電極を含むパターンを形成するステップの前に、
各検測ユニットの中に薄膜トランジスターを形成することと、
薄膜トランジスターの上方に絶縁層を形成することと、
絶縁層において薄膜トランジスターのソースに対応する場所にビアホールを設置することによって、第１電極を薄膜トランジスターのソースに接続することと、
を更に含む。
【００２０】
一部の例示において、光電変換構造を形成するステップは、
フォトダイオードを形成し、このフォトダイオードの陰極層は第１電極に接続されることと、
フォトダイオードの陽極層の上方に透明な第２電極を含むパターンを形成することと、
を含む。
【００２１】
本発明のもう１つの実施例は、上述のいずれかに記載のアレイ基板とアレイ基板の光電変換構造に設置されたＸ線変換層を含む、Ｘ線フラットパネルディテクターである。
【００２２】
本発明の更に１つの実施例は、上述のＸ線フラットパネルディテクターと表示装置とを含む、撮像システムである。
【００２３】
一部の例示において、撮像システムは制御装置を更に含み、制御装置はＸ線フラットパネルディテクターに検測された電気信号を画像信号に変換し、表示装置とを制御して画像信号に対応する画像を表示させる。
【００２４】
本願実施例の構成を明らかにするために、以下に実施例の図面を簡単に説明する。無論、以下の説明における図面はあくまでも本発明の実施例の一部に関するものであり、本発明を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の１つの実施例のＸ線フラットパネルディテクターの構造模式図である。
【図２】図２は、本発明の１つの実施例のアレイ基板の等価回路模式図である。
【図３】図３は、本発明の１つの実施例の撮像システムの模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明実施例の目的、構成及び効果を更に明確するために、以下に本発明実施例の図面と組み合わせて、本発明実施例の技術案を明瞭かつ全面に説明する。無論、説明した実施例は本発明の一部であり、すべての実施例ではない。説明した本発明の実施例に基づいて、当業者は創造的な努力をすることなく得られる他の実施例の全てが、本発明の保護範囲に含まれる。
【００２７】
本発明の少なくとも１つの実施例は複数の検測ユニットに区画されるアレイ基板であって、図１に示すように、各検測ユニットの中に第１電極２０と光電変換構造３０とが設置され、光電変換構造３０は第１電極２０に電気的に接続され、第１電極２０と光電変換構造３０との間に導電性の反射層４０を更に含み、反射層４０の光電変換構造３０に向かう表面は反射面である、アレイ基板である。例えば、図１に示すように、光線が光電変換構造３０の上方で光電変換構造３０の中に入射する場合に、光電変換構造３０の上側を入光側と呼んでもよい。よって、第１電極２０も反射層も光電構造３０の入光側の反対側に設置される。
【００２８】
本発明の少なくとも１つの実施例において、光電変換構造３０は入射光線を電気信号に変換し、第１電極２０に送信するためのものであって、アレイ基板の第１電極２０と光電変換構造３０との間に反射層４０を含むため、光電変換構造３０が一部の入射光線を電気信号に変換した後に、電気信号に変換されていない他の入射光線が反射層４０の反射で再び光電変換構造３０を通ることによって、光電変換構造３０が光電変換を再度行い、光線の利用率が向上される。
【００２９】
光電変換ユニット３０はフォトダイオード３１を含んでもよい。例えば、図１に示すように、フォトダイオード３１はＮ型非晶質シリコン膜層３１ａと、Ｎ型非晶質シリコン膜層３１ａの上方に設置された真性非晶質シリコン膜層３１ｂと、真性非晶質シリコン膜層３１ｂの上方に設置されたＰ型非晶質シリコン膜層３１ｃと、を含む。フォトダイオード３１は可視光の照射によって正孔電子対を生成し、電子はＮ型非晶質シリコン膜層に向かって移動し、正孔はＰ型非晶質シリコン膜層に向かって移動する。
【００３０】
本発明実施例において、反射層４０と第１電極２０との接続方式に対し具体的な限定がされない。本発明の少なくとも１つの実施例において、反射層４０は第１電極２０に接続する導電膜層でもよく、第１電極２０と光電変換構造３０との間に形成される一層の反射膜層でもよく、例えば金属反射膜層である。例えば、気相堆積物の方式で第１電極の上表面に透光しない膜層を形成してもよく、光電変換構造３０で変換されていない可視光線は導電膜層の反射によって光電変換構造３０に戻る。
【００３１】
本発明の少なくとも１つの実施例において、反射層４０は第１電極２０と一体に形成される。
【００３２】
例えば、第１電極２０を作成する材料は導電性の金属酸化物でもよく、反射層４０は第１電極２０の発光ダイオード３０に向かう表面に対し還元反応を行うことで得られた金属単体層によって形成されることで、他の材料が反射層として入ることが避けられ、作成工程が簡略化される。
【００３３】
例えば、金属酸化物は酸化インジウムスズでもよく、反射層４０は酸化インジウムスズに対し還元反応を行うことで得られたスズの単体によって形成される。スズの単体の析出によって透明であった第１電極の透過率が減少され、第１電極の表面に反射層が形成されることで、入射光線に対し拡散反射を行うことができる。
【００３４】
更に、図１に示すように、アレイ基板の各検測ユニットの中に薄膜トランジスター７０を更に含み、この薄膜トランジスター７０は基底１０に設置され、薄膜トランジスター７０と第１電極との間に絶縁層８０が設置され、絶縁層８０において薄膜トランジスター７０のソースに対応する場所にビアホールが設置され、第１電極２０はビアホールによって薄膜トランジスター７０のソースに接続される。本発明において薄膜トランジスター７０のソースとドレインに対し厳密な区分はされておらず、第１電極２０は薄膜トランジスター７０のソースに接続してもよく、ドレインに接続してもよい。
【００３５】
図１に示すように、光電変換構造３０はフォトダイオード３１と第２電極３２を含んでもよく、フォトダイオード３１の陰極層は第１電極２０に接続され、フォトダイオード３１の陽極層は第２電極３２に接続される。前文に記載のように、フォトダイオード３１はＮ型非晶質シリコン膜層３１ａと、真性非晶質シリコン膜層３１ｂと、Ｐ型非晶質シリコン膜層３１ｃとを含んでもよい。フォトダイオード３１の陰極層はＮ型非晶質シリコン膜層３１ａであり、陽極層はＰ型非晶質シリコン膜層３１ｃである。
【００３６】
図２に示すのはアレイ基板の等価回路模式図である。アレイ基板にゲートラインＧとデータラインＤとが設置され、ゲートラインＧとデータラインＤはアレイ基板を複数の検測ユニットに区画する。アレイ基板が作業する際に、第２電極３２に逆電圧を与えることでフォトダイオード３１を開く。可視光がアレイ基板を照射すると、フォトダイオード３１が一部の可視光を光電変換し、電子正孔対が生成される。電子は電場によって第１電極２０に移動する。信号を読む際に、駆動回路９１は行ごとに検測ユニットに駆動信号を提供することによって、行ごとに検測ユニットの中の薄膜トランジスター７０を開き、第１電極２０を薄膜トランジスター７０のソースとドレインによってデータ処理回路９２に導通し、第１電極２０の電荷量を検測する。
【００３７】
本発明の少なくとも１つの実施例は、
アレイ基板を複数の検測ユニットに区画することと、
各検測ユニットの中に第１電極を含むパターンを形成することと、
第１電極のパターンに導電性の反射層を含むパターンを形成することと、
導電性の反射層のパターンに光電変換構造を形成することと、
を含み、
反射層の光電変換構造に向かう表面が反射面である
アレイ基板の作成方法である。
【００３８】
導電性の反射層を含むパターンを形成するステップは、第１電極の上方に導電膜層を形成することを含んでもよい。例えば、まず第１電極に反射層を作成する導電材料を堆積し、その後にリソグラフィパターニング工程によって反射層を含むパターンを形成する。
【００３９】
前文に記載のように、反射層は第１電極と一体に形成されてもよい。
【００４０】
例えば、第１電極を形成する材料は導電性の金属酸化物を含み、導電性の反射層を形成するステップは、
反応チャンバに還元性気体を導入することによって、金属酸化物の中の一部の金属単体を析出すること、を含む。
【００４１】
例えば、金属酸化物は酸化インジウムスズである。第１電極を形成する材料は酸化インジウムスズを含む際に、還元性気体は水素でもよく、水素と酸化インジウムスズが還元反応を発生することによって、酸化インジウムスズの中の一部のスズの単体を析出し、スズの単体は第１電極の表面に反射層として形成される。
【００４２】
勿論、第１電極は他の金属酸化物でもよく、例えば酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）で、亜鉛の単体を還元するための還元性気体を導入することによって、酸化インジウム亜鉛の中の亜鉛の単体を析出し、反射層を形成する。
【００４３】
例えば、反応チャンバの中に水素を導入する際に、工程パラメータは、水素の気体流量が２０〜５００ｓｃｃｍであって、導入時間が１０〜２００ｓであって、反応チャンバの気圧が１００〜３００ｍＴであって、反応チャンバのプラズマを形成するための電極の電力が４００〜８００Ｗである。
【００４４】
工程において、各工程パラメータを調整することによって金属単体の析出状況を制御することができる。例えば、各パラメータを調整することによって金属単体を析出した後に、第１電極と金属単体が形成した一体の光透過率は金属単体未析出の際の第１電極の光透過率の２０％〜３０％である。
【００４５】
例えば、水素の気体流量は２００ｓｃｃｍであって、導入時間は１００ｓであって、反応チャンバの気圧は２００ｍＴであって、反応チャンバのプラズマを形成する電極の電力は６００Ｗである。
【００４６】
更に、各検測ユニットの中に第１電極を含むパターンを形成するステップの前に、
各検測ユニットの中に薄膜トランジスターを形成することと、
薄膜トランジスターの上方に絶縁層を形成することと、
絶縁層において薄膜トランジスターのソースに対応する場所にビアホールを形成することによって、第１電極を薄膜トランジスターのソースに接続することと、
を更に含む。
【００４７】
例えば、まず、基底にゲートを含むパターンを形成する。要するに基底にゲート金属層を形成してから、パターニング工程によってゲートを含むパターンを形成する。アレイ基板はゲートラインを含んでもよく、ゲートラインはゲートと同時に形成してもよい。
【００４８】
次に、ソースとドレインとを含むパターンを形成する。ゲートを形成した後に、ゲート絶縁層を先に堆積してから、ゲート絶縁層にソースドレイン金属層を形成し、次にリソグラフィパターニング工程によってソースとドレイン電極とを形成する。
【００４９】
次に、絶縁層を形成し、且つ絶縁層におけるソースに対応する場所にビアホールを形成し、このビアホールは第１電極とソースを接続するためのものである。第１電極を形成する際に、まず第１電極材料層を堆積する。ビアホールがソースに対応する場所に設置されるため、第１電極材料層はビアホールによってソースに接続される。その後にリソグラフィパターニング工程によって第１電極を含むパターンを形成する。
【００５０】
前文に記載のように、光電変換構造は第２電極とフォトダイオードとを含んでもよく、光電変換構造を形成するステップは、
フォトダイオードを形成し、このフォトダイオードの陰極層は第１電極に接続され、例えば、Ｎ型非晶質シリコン膜層と、真性非晶質シリコン膜層と、Ｐ型非晶質シリコン膜層と、を順番で形成してから、リソグラフィパターニング工程によってフォトダイオードを形成してもよいことと、
フォトダイオードの陽極層の上方に透明な第２電極を含むパターンを形成することと、
を含んでもよい。
【００５１】
以上は本発明実施例に係るアレイ基板及びその作成方法の説明である。第１電極と光電変換構造との間に反射層が設置され、フォトダイオードを通す入射光線は反射層の反射によって再度光電変換構造を通すことで、光線の利用率が向上されることがわかる。そして、還元性気体によって第１電極の中の金属単体を析出し反射層を形成するため、他の材料を入れて反射層を作成しなくてもよく、作成工程が簡略化されるとともに、反射層は薄膜トランジスターを遮ることもできるため、薄膜トランジスターを保護するための遮光層を余分に作成する必要がなく、作成コストが低減される。
【００５２】
本発明の少なくとも１つの実施例は、上述のアレイ基板とアレイ基板の光電変換構造に設置されるＸ線変換層６０（図１に示すように）を含むＸ線フラットパネルディテクターである。
【００５３】
Ｘ線変換層６０はシンチレーターを含む膜層であって、シンチレーターはＸ線の露出によってＸ線光子を可視光に変換することができ、シンチレーターはヨウ化セシウムであってもよい。
【００５４】
Ｘ線がＸ線フラットパネルディテクターを照射する際に、Ｘ線変換層はＸ線を可視光に変換することができ、各検測ユニットの中の光電変換構造は可視光を電気信号に変換することができる。アレイ基板の駆動回路は駆動信号を提供することによってアレイ基板にある薄膜トランジスターを行ごとに開くことで、アレイ基板にある検測ユニットの信号を行ごとに検測する。本発明実施例に記載のアレイ基板は光線の利用率を向上することができるため、アレイ基板を含むＸ線フラットパネルディテクターの検測精度もそれに応じて向上される。
【００５５】
本発明の少なくとも１つの実施例は上述のＸ線フラットパネルディテクターと表示装置とを含む撮像システムである。例えば、図３に示すように、この撮像システムは制御装置を更に含む。例えば、この撮像システムは医療検査に応用され、Ｘ線フラットパネルディテクターに検測された電気信号を制御装置（例えばコンピューター）に送信することができ、制御装置は電気信号を画像信号に変換し、表示装置を制御し対応する画像を表示させることで、Ｘ線の分布を直観的に見抜く。本発明実施例におけるＸ線フラットパネルディテクターの検測精度がより高いため、撮像システムに表示された画像は更に明瞭で正確である。
【００５６】
以上に記載したのは、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の実施形態の例示に過ぎない。本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって確定される。
【００５７】
本願は、２０１５年３月３日出願の中国特許出願第２０１５１００９５３０３．０に基づく優先権を要求し、そのすべての内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００５８】
２０  第１電極
３０  光電変換構造
３１  フォトダイオード
３１ａ  Ｎ型非晶質シリコン膜層
３１ｂ  真性非晶質シリコン膜層
３１ｃ  Ｐ型非晶質シリコン膜層
３２  第２電極
４０  反射層
６０  Ｘ線変換層
７０  薄膜トランジスター
８０  絶縁層
９１  駆動回路
９２  データ処理回路
Ｇ  ゲートライン
Ｄ  データライン
【図１】
0006588473.tif 000002
【図２】
0006588473.tif 000003
【図３】
0006588473.tif 000004