KR20010090708A

KR20010090708A - 시간상수가 조정된 유전층을 구비한 직동식 방사선 투과사진용 영상 패널

Info

Publication number: KR20010090708A
Application number: KR1020017000198A
Authority: KR
Inventors: 리데니엘와이; 데이비스제임스이
Original assignee: 추후제출; 디렉트 라디오그래피 코포레이션
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-10-19
Also published as: JP2002520576A; DE69907485D1; CA2336333A1; DE69907485T2; US6194727B1; EP1114468A4; WO2000002255A1; EP1114468B1; EP1114468A1

Abstract

방사선 검출 센서(10)는 전하 저장 커패시터(14)와, 상기 전하 저장 커패시터 위의 방사선 검출층(50)과, 상기 방사선 검출층 위의 유전층(52)을 포함한다. 상기 유전층은 시간상수(τ= ρκε₀)가 0,050초 및 20초 사이에 설정되게 하는 조정된 저항률(ρ)을 가지며, 상기 κ는 유전층의 유전상수이며, ε₀는 자유공간의 유전율이다. 상기 방사선 검출층은 광도전체이며, 유전층은 선형의 세그먼트형 폴리우레탄이 적합하다.

Description

시간상수가 조정된 유전층을 구비한 직동식 방사선 투과 사진용 영상 패널{DIRECT RADIOGRAPHIC IMAGING PANEL HAVING A DIELECTRIC LAYER WITH AN ADJUSTED TIME CONSTANT}

입사 방사선을 그 강도를 표시하는 전기 전하로 직접 변환시킬 수 있는 방사선 검출기는 공지되어 있다. 전형적으로, 이러한 센서는 전하 저장 커패시터를 형성하기 위해 유전체에 의해 분리된 도전성의 중간전극 및 바닥전극이 구비된 복합 구조물을 포함한다. 광도전층인 방사선 검출층은 한쪽 전극에 위치된다. 상기 광도전층에는 다른 유전층이 위치되고, 유전층 위의 상부 전극은 센서 구조물을 완성시킨다. 도전성 전극과 광도전층 사이에는 전하 차단층이 제공되기도 한다.

상부 전극과 바닥 커패시터판 사이에는 충전 전압이 인가된다.

방사선에 노출됨에 따라, 노출 수준에 비례하는 전하는 바닥 및 중간전극으로 형성된 저장 커패시터에 축적된다. 저장된 전하의 판독은 통상적으로는 중간전극을 어드레싱한 후, 커패시터 전하를 전하 집적증폭기와 같은 전하 측정장치로 유동시키므로써 이루어진다.

이러한 다수의 센서는 방사선 검출 패널을 형성하기 위해 행렬식 어레이로 조립된다. 각각의 센서에 축적된 전하를 연속적으로 판독하므로써, 이러한 영상은 방사선으로 조사된 물체를 통과한 후 패널상에 입사되는 방사선의 강도를 나타낸다. 방사선이 X선이고 물체가 환자일 때, 최종 영상은 다수의 전하로서 포획된 X선 사진이다. 이러한 X선 사진은 음극선 튜브나 기타 다른 투시장치에 디스플레이될 수 있다.

커패시터에 저장된 전하는 명령에 따라 중간전극을 전하 측정장치의 입력부에 연결하는 스위치를 사용하여 판독된다. 실제로, 이러한 스위치는 통상적으로는 센서와 일체로 형성되고 그 소스 전극이 센서의 중간전극과 직접 연결되는 FET 트랜지스터이다. 드레인 전극과 게이트는 센서의 외측으로부터 접근할 수 있다. 드레인은 전하 인티그레이터(charge integrator)에 연결된다. 게이트에 인가된 전기 신호는 트랜지스터를 도전 상태로 절환하며, 검출을 위해 전하를 커패시터로부터 인티그레이터로 흐르게 한다.

상술한 기법은 본 기술분야에 공지된 것으로서, 다수의 문헌 및 특허 공보에 서술되어 있으며, 그 예로는 1994년 6월 7일자로 리 등에 허여된 미국 특허 제 5,319,206호와, 프로시딩즈 카 '95, 스프링거-베라그, 베를린, 피피.83에 게재되고 데닐 엘. 리, 노렌스 케이. 쳉, 로타 에스. 제로민 등이 함께 저술한 "새로운 직동식 디지탈 X선 검출기의 물리학"이라는 문헌을 들 수 있다. 상기 미국 특허와 문허은 본 발명에 참조인용되었다.

그러나, 상술한 바와 같은 간소화된 센서와 트랜지스터 구조물은 과잉노출될위험이 있다. "노출"이라는 용어는 본 발명에서는 방사선이 센서에 충돌하는 시간과 입사 방사선 강도의 곱을 표시하기 위해 사용된다.

검출기가 방사선에 노출되었을 때, 전자구멍 쌍(electron-hole pair)은 인가된 충전 전압으로 생성된 전기장의 영향하에서 상부 및 중간전극을 향해 각각 이동하는 방사선 검출층에 생성된다. 만일 상기 전하가 자유로운 이동이 허용된다면, 중간전극과 바닥전극 사이에 형성된 커패시터에 축적되어 있는 전하는 지속적으로 증가한다. 이러한 지속적인 전하 증가는 중간전극에 나타나는 전압에서 관련의 전압 증가를 초래하게 되고, 궁극적으로는 전하 저장 커패시터에 연결된 관련의 트랜지스터 절환요소에 불행한 결과를 초래하게 된다. 방사선 검출층과 상부 전극 사이에 유전층이 존재하게 되면, 유입되는 전하에 장벽을 제공하여 방사선 검출층과 유전층 사이의 인터페이스에서 축적을 시작하게 되므로 이러한 위험이 제거된다. 이와 같이 축적된 전하는 인가된 전하장과 대향하는 제2전하장을 설정하므로써, 부가적인 전하 유입을 방지하고 중간전극에서의 상승 전압에 대한 한계치를 제공한다.

이것은 과잉노출이라는 문제점에 대한 해결책이 될 수는 있지만, 유전체/광도전체 인터페이스상에 축적된 전하는 일련의 센서 노출과 간섭하게 된다.

이러한 잔류 전하 효과를 제거하기 위해, 포획된 전하가 제거되는 부가적인 처리단계를 필요로 하게 된다. 이러한 부가적인 단계는 시간소모적인 것은 아니지만, 그러나 다음과 같은 이유로 인해 이러한 형태의 센서가 투시용과 같은 지속적인 실시간 영상처리를 위해 사용되는 것은 금지된다.

본 발명은 방사선 센서에 관한 것으로서, 특히 저항률이 조정된 유전층이 구비된 다수의 방사선 센서를 포함하는 방사선 검출 패널에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방사선 센서를 도시한 도면.

도 2는 도 1에 도시된 형태의 다수의 센서를 포함하는 패널을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 센서의 간단화된 전기 등가회로를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 센서와, 이러한 센서를 포함하며 단일의 노출동작중 과잉노출로 인한 불합리한 손상이 방지되며 실시간 투시용으로 사용시 빠른 응답을 부여하는 관련의 패널을 제공하는 것이다.

상술한 바와 같은 목적은 다음과 같은 요소를 포함하는 본 발명에 따른 방사선 센서에 의해 달성된다.

※전하 저장 커패시터.

※상기 전하 저장 커패시터상에서의 방사선 검출층.

※상기 방사선 검출층 위에서의 유전층. 상기 유전층은 0,05초 및 20초 사이에서 선택된 시간상수(τ= ρκε₀)를 가지며, 상기 ρ는 저항률이고, κ는 유전층의 유전상수이며, ε₀는 자유공간의 유전율이다.

※상기 유전층 위의 상부 도전층.

본 발명은 다음과 같은 요소를 포함하는 형태의 방사선 검출 센서를 형성하는 방법을 포함한다.

※전하 저장 커패시터.

※상기 전하 저장 커패시터 위에서의 방사선 검출층.

※상기 방사선 검출층 위에서의 유전층.

※상기 유전층 위의 상부 도전층.

상기 방법은 시간상수(τ= ρκε₀)가 0,05초와 20초 사이에서 설정되도록 유전층의 저항률(ρ)을 조정하는 단계를 포함하며, 상기 κ는 유전층의 유전상수이다.

상기 유전층은 저항률(ρ)이 상기와 같이 조정되는 선형의 세그먼트형 폴리우레탄일 수도 있다.

마지막으로, 본 발명은 다수의 방사선 센서를 포함하는 방사선 검출 패널을 포함하며, 상기 각각의 센서는 다음과 같은 요소를 포함한다.

※※전하 저장 커패시터.

※상기 전하 저장 커패시터 위에서의 방사선 검출층.

※상기 방사선 검출층 위에서의 유전층. 상기 유전층은 0,005 및 20초 사이에서 선택된 시간상수(τ= ρκε₀)를 가지며, 상기 ρ는 저항률이고, κ는 유전층의 유전상수이다.

※상기 유전층 위의 상부 도전층.

상기 τ는 1초 근방이 적합하다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도면에서, 유사한 구성요소에는 동일한 도면부호가 부여되었다.

도 1에는 본 발명에 따른 센서(10)의 내부 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 센서는 유리, 세라믹, 또는 센서를 포함하는 회로와 층을 지지하기에 충분한 기계적 강도를 제공할 수 있는 기타 다른 적절한 재료인 기판(30)상에 설치된다. 도 1에는 제1 또는 도전성의 바닥 마이크로평판(32)과 제2마이크로평판(36)을 형성하도록 서로 인접하여 위치된 2개의 도전성 요소가 도시되어 있다. 유전층(34)은 전하 축적 커패시터(14)를 형성하기 위해 2개의 마이크로평판 사이에 위치된다. 상기 도전성 요소는 인듐-주석-산화물과 같은 얇은 도전성 재료층이나, 20Å과 100Å 사이의 얇은 층이다.

FET 트랜지스터(40)는 기판(30)상에 설치된다. 이러한 트랜지스터는 게이트 전극(42)과, 전형적으로 Si 인 반도체(43)와, 전형적으로 +Si층인 접촉층(44)과, 소스 전극(46)과, 드레인 전극(48)을 포함한다. 상기 소스 전극(48)은 제2도전성 마이크로평판(36)에 연결되며, 드레인 전극(48)은 FET(40)를 전하 검출기에 연결하는 접점으로 이어지는 도전체에 연결된다. 마이크로평판의 어레이에 연결되는 FET 트랜지스터를 제조하는 기법은 널리 공지되어 있다(예를 들어, 이러한 트랜지스터의 제조과정과 그 구조를 상세히 서술하고 있는 덴 보어 등에 허여된 미국 특허 5,641,974호).

전형적으로 광도전층(50)이며 매우 어둡고 높은 저항률을 나타내는 방사선 검출층은 이미 침착되어 있는 층 위에 놓인다. 특히 의료용으로 사용되는 방사선 사진에 있어서, 입사 방사선은 X선이며, 방사선 검출층은 X선 광도전체이다. 상기 광도전층은 비정질 셀레늄, 납 요오드화물, 납 산화물, 탈륨 브롬화물, 카드뮴 텔루르화합물, 카드뮴 황화물, 수은 요오드화물, 또는 기타 다른 물질을 포함한다. 상기 광도전층은 포획된 방사선이 X선일 때 광도전성을 나타내는 X선 흡수 성분으로 로딩되는 폴리머와 같은 유기물도 포함할 수 있다.

양호한 실시예에서, 이러한 층은 두께가 300 내지 500㎛의 연속한 비정질 셀레늄층이다.

유전층(52)은 광도전층 위에 위치되며, 도전성 상부 전극(20)은 유전층 위에 위치된다. 상부 전극(20)은 인듐-주석-산화물의 층이며, 크롬 및 알루미늄 등과 같은 기타 다른 도전성 재료도 사용될 수 있다. 상기 상부 전극은 검출하고자 하는 방사선을 통과시킬 수 있도록 선택되어야 한다. 상기 방사선이 X선일 때, 상부 전극은 이러한 방사선이 관통할 수 있는 도전층인 것이 바람직하다.

무방향성 전하 차단층 또는 절연층인 얇은 층(54)은 제2마이크로평판과 광도전층 사이에 위치되며, 상기 차단층은 전하 형태나 비전하 형태 즉, 양전하 또는 음전하를 통과시키며, 상기 절연층은 마이크로평판과 광도전체 사이에서는 전하 흐름을 허용하지 않는다. 이와 같은 무방향성 전하 차단층은 본 기술분야에 널리 공지된 것으로서, 광도전체와 대면하는 마이크로평판면에 형성되는 전형적인 비도전성 산화물이다. 본 발명에 참조인용되고 본 출원인에게 양도되어 현재 계류중인미국 특허출원 08/987,485호는 무방향성 차단층이 아닌 절연층의 사용에 대해 서술하고 있다.

센서를 형성하는 양호한 기법으로는 도전성 및 유전성 절연 재료의 교번층의 진공침착을 들 수 있으며, 이것은 본 기술분야에 공지되어 있다. 이러한 기법은 예를 들어 1998년에 애디슨-웨슬리에 의해 출판된 알.시. 제거의 마이크로일렉트로닉스 제조 입문의 "고체상태 장치상에서의 모듈러 시리즈"에 서술되어 있다.

충전 전압을 센서에 인가하는 프로그램가능한 파워 서플라이는 도시되지 않았다. 상기 파워 서플라이는 저장 커패시터의 바닥 마이크로평판(32)과 상부 전극(20)에 연결된다.

도 2에서, 다수의 센서(10)는 방사선에 의해 생성된 영상을 포획할 수 있는 영상 패널을 제공하는 지지구조물(12)상에 어레이된다. 이러한 패널은 단일 유니트로서 이루어지거나, 또는 필요로 하는 크기를 얻기 위해 다수의 소형 패널이 조합될 수도 있다. 1996년 10월에 리 등에 허여된 미국 특허 5,381,014호에는 소형 유니트를 이용하여 대형 패널을 제조하는 기법이 서술되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 검출기를 포함하는 복합층 구조물은 모두 직렬로 연결된 다수의 커패시터를 형성한다. 검출기가 절연층을 포함하는 경우에는, 4개의 주 커패시터 즉, Cd, Cse, Cin, Cst 가 모두 직렬로 연결된다. 상기 Cd는 상부 전극(20)과 방사선 검출층 상부면(51)에 의해 형성된 커패시터로서, 상부 전극과 방사선 검출층을 분리시키는 유전층(52)을 포함한다. 상기 Cse는 방사선 검출층(50)의 상부면(51)과 절연층(54)에 의해 형성된 커패시터이고, Cin은 방사선검출층(50)과 절연층(54) 사이의 인터페이스에 의해 형성된 커패시터이며, Cst는 중간 및 바닥 마이크로평판(36, 32)에 의해 형성된 저장 커패시터이다.

상기 리 등에 의한 문헌에 서술된 바와 같이, 커패시터값은 방사선 검출층을 횡단하여 10 V/micron 필드가 초기에 인가되도록 최적화된다.

도 3은 센서의 전기적 등가를 도시한 도면으로서, 커패시터(Cd, Cse, Cin, Cst)는 저항(Rd, Rse, Rin, Rst)에 병렬연결된 순수 커패시터(Cd', Cse', Cin', Cst')로 표시된다.

커패시터(Cd)는 저항과 병렬인 커패시터의 등가회로로 표시되며, 시간상수(τ)와 연관되어 있다.

(1) τ= RdCd'

(a) Rd = ρL/A 이며, ρ는 커패시터에서 유전층(52)의 저항률이고, "A"는 제2전극의 면적이며, "L"은 유전층 두께이다.

(b) Cd' = κε₀A/L 이며, κ는 재료의 유전상수이고, ε₀= 8,85 ×10^-14Farad/CM 은 자유공간의 유전율이다(진공시 κ= 1)

상기 (a)와 (b)를 (1)에 대입하면, 다음과 같다.

(2) τ= ρκε₀

따라서, 유전층과 연관된 시간상수는 유전물질의 저항률에 의존하며, 이러한 시간상수는 유전물질의 저항률을 변화시키므로써 조정될 수 있다.

작동시, 방사선에 노출됨에 따라, 방사선 검출층에는 전자구멍 쌍이 발생된다. 상부 전극에 인가된 충전 전압이 포지티브일 때, 전자는 광도전체/유전체 인터페이스를 향해 표류하여 그곳에 수집되므로써, 광도전체에 역전 필드(reverse field)를 설정한다. 이러한 역전 필드는 인가된 필드와 대향하기 때문에, 궁극적으로 또 다른 전하 유입이 정지되는 지점으로 증식된다.

유전층과 방사선 검출층 사이의 인터페이스에 포획된 전하는 영구적으로 포획되는 것이 아니기 때문에, 궁극적으로는 확산되며, 회로 시간상수(τ)에 의해 결정된 비율로 RdCd'를 통해 흐른다.

유전 물질의 저항률(ρ)을 변화시키므로써 τ가 조정되고, 이에 따라 방사선 검출기와 확산될 유전체 사이의 인터페이스상에 축적되는 전하를 위한 시간도 조정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 지지체상에 어레이된 다수의 방사선 검출 센서는 영상을 포획하는 패널을 생성하는데 사용된다. 각각의 검출기는 픽셀(PIXEL)이나 화소를 형성한다. 상기 패널은 먼저 상부 전극과 바닥 마이크로평판 사이에 충전 전압을 인가하므로써 충전될 수 있다. 그후, 영상 정보를 변조된 강도로 이송하는 방사선에 노출된다. 상기 방사선은 설정된 시간동안 패널에 충돌하며, 방사선 강도에 비례하는 전하가 저장 커패시터에서 발생되어 이에 저장된다. 적절한 신호처리(리 등에 허여된 미국 특허 5,648,660호에 서술된 형태)는 패널의 검출기에서 모든 저장 커패시터에 축적된 전하를 회복시켜 가시 영상을 재구성한다.

의료용 방사선으로는 2가지의 상이한 용도로 사용되고 있으며, X선을 포획하는 영상 패널과 관련된 작동 모드는 영상을 발생시킨다. 이러한 용도는 (a)화상을 생성하는 단발 영상처리와, (b)연속한 실시간 영상 관찰로 불리워진다.

첫번째 영상처리는 일반적으로 방사선 투과 사진법(radiography)으로 언급되며, X선 사진으로 공지되어 있는 화상을 단발 노출시키는 단계를 포함한다. 이러한 노출은 전형적으로 수밀리세컨드로 짧고, 때로는 0,002초 정도로 짧으며, 방사선의 강도는 높다.

두번째 방법은 일반적으로 형광투시법(fluoroscopy)으로 공지되어 있는 실시간의 연속한 영상 포획 및 디스플레이를 필요로 한다. 이 경우, 방사선 노출은 매우 길며, 방사선 레벨은 낮다. 수분간의 노출이 일반적이며, 디스플레이는 패널로부터 연속하여 얻어지는 다수의 영상에 대한 실시간 디스플레이로 구성되어 있다. 영상은 초당 30개 영상으로 급속히 디스플레이되어, 이동 잔상을 생성한다. 이러한 용도에서는 각각의 전하 저장 커패시터가 판독되어 0,020 내지 0,100초 마다 빈번히 방전된다.

상술한 바와 같이, X선 사진인 경우 커패시터는 노출이 종료될 때까지 방전되기 때문에, 높은 수준의 노출은 중간전극에서의 전압을 절환 요소가 손상될 수 있는 지점까지 상승시킨다. 따라서, 광도전체와 유전체의 인터페이스에 전하를 축적하여 카운터 바이어싱 필드르 생산하므로써, 전하 저장 커패시터에 전하 축적을 제한하여 과도한 전압이 전개되는 것을 방지하고 절환요소의 손상을 방지하는 것이바람직하다. 이에 따라, 화상 포획에 사용할 수 있는 패널에 있어서, 유전층은 이에 관련된 매우 긴 시간상수(τ)를 갖는다. 한편, 형광투시용에 있어서, 방사선 강도는 낮고, 저장 커패시터는 판독중 반복적으로 방전된다. 이러한 판독은 수밀리세컨드마다 반복되어, 과도한 전하 축적과 이에 따른 절환요소 손상을 방지한다.

이러한 두가지 용도에서는 인공물(artifact)이 없는 영상을 얻는 것이 바람직하다. 이것은 일련의 영상 노출이 발생되기 전에, 광도전체와 유전체 사이의 인터페이스에 포획된 전하에 의해 형성되는 바이어싱 필드가 존재하지 않거나, 또는 패널 전체 영역에 대해 적어도 균일하거나 일정할 것을 요구하게 된다.

환언하면, 이것은 광도전체와 유전층 사이의 인터페이스에서의 전하가 완전히 확산되거나 또는 실질적으로 균일한 레벨로 급속히 상승한 후 일정하게 유지되어야만 하는 것을 의미한다.

단발 영상이 수분 마다 얻어지는 방사선 투과 사진용으로 사용하고자 하는 패널에서는 필요로 하는 과잉노출 방지를 제공하기 위해 수초 또는 20초 정도의 시간상수를 갖는 유전체가 사용된다. 노출 사이에 충분한 시간이 제공될 경우, 포획된 전하는 확산될 것이다. 노출 사이에 충분한 시간이 제공될 경우, 1996년 10월 8일자로 리 등에 허여된 미국 특허 5,563,421호에 서술된 바와 같이, 전하의 확산이나 노출전 광에 의한 패널의 플러딩과 같은 인공물 제거를 보장할 수 있는 다른 방법도 사용될 수 있다.

형광투시용으로 사용하기 위한 패널에 대해서는 판독 사이의 인터페이스에서의 축적 전하의 거의 완전한 확산을 보장하기 위해 수밀리세컨드 정도의 낮은 시간상수가 바람직하다. 따라서, 50 밀리세컨드 또는 이보다 낮은 시간상수가 요구된다.

유전체 재료의 시간상수를 약 1초로 조정하게 되므로써, 이제는 2가지 형태의 의료용 방사선에 사용할 수 있는 이중목적용 패널을 생산할 수 있게 되었다. 이러한 시간상수는 상기 인터페이스에 포획된 전하가 장기간의 형광투시용 영상처리중 급속히 확산될 수 있게 하는데, 상기 장기간의 시간은 전하 저장 커패시터에 축적된 전압으로 인한 트랜지스터의 손상을 방지하는데 필요로 하는 전하 축적을 제공하기 위해 단발 영상처리에 사용되는 짧은 방사선 투과 노출보다는 길다.

본 발명에 따른 유전층에 유용하게 사용되는 유전체 재료는 선형의 세그먼트형 폴리우레탄으로서, 이러한 폴리우레탄은 페르가몬 출판사에 의한 1989년 유럽. 폴림.제이., 25권, 1297-1302 페이지에 게재된 앨런 더블유. 맥렌나한과 알란 후터 및 리챠드 에이. 페스릭 저 "선형의 세그먼트형 폴리우레탄 전해질-Ⅱ 도전성 및 그 관련 특성"에 서술되어 있다.

실시예:

방사선 투과 사진용 및 형광투시용으로 사용되며 다수의 검출기 어레이를 포함하는 패널은 유리기판상에 다수의 제1마이크로평판의 어레이를 침착하고, 각각의 마이크로평판에 인접한 공간에 TFT 절환 트랜지스터를 설치하므로써 구성된다. 필요로 하는 연결 리드는 TFT의 게이트와 드레인을 패널측을 따라 연결 포인트에 연결하는 마이크로평판 사이에 위치된다. 제1마이크로평판으로의 전기적 접근을 제공하기 위해 부가의 리드가 위치된다. 다수의 제1마이크로평판과 리드 및 TFT에는유전층이 위치되며, 이러한 층 위에 다수의 제2마이크로평판이 침착되어 TFT 모듈이 생성된다. 패시베이션층은 중간 마이크로평판 위에 생성되어 무방향성 전하차단층으로 작용하며, 코팅된 광도전층과 마이크로평판 사이의 직접적인 전기 접촉을 방지한다. 마지막으로, TFT 소스 전극은 중간 마이크로평판에 연결된다.

실제로, TFT 모듈은 본 기술분야에 공지되어 있는 커패시터와 트랜지스터의 미세제조용 기법을 사용하여 제조된다. 이러한 내용은 예를 들어 본원에 참조인용된 상술한 미국 특허 5,641,974호에 서술되어 있다.

이어서, 종래의 진공 침착기법에 의해 셀레늄 광도전체의 방사선 검출층이 TFT 모듈에 인가된다.

진공 침착의 기법 및 장치는 본 기술분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있다. 이러한 내용은 예를 들어 미국 뉴져지 소재의 이디, 알.에프. 번샤 및 이디, 노이어스 출판사의 박막 및 코팅을 위한 침착 기법 핸드북 제 2판에 서술되어 있다. 셀레늄의 물리적 진공 침착은 예를 들어 미국 특허 2,753,278호에 서술되어 있다.

이어서, 유전층이 블레이드 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 기법에 의해 셀레늄 광도전체 위에 코팅된다. 유전체 재료는 폴리우레탄 글리콜을 함께 사용하므로써 저항률이 ρ= 3,76 ×10¹²Ohm-cm가 되도록 조정되는 선형 폴리우레탄이다. 여기서, κ= 3 이고, ε₀= 8,85 ×10^-14이므로, 최종적인 시간상수는 1초가 된다.

상기 유전층은 셀레늄층 위에 40 미크론의 두께로 코팅된다. 상부의 도전성 전극은 얇은 금속층을 유전체 위에 침착하여 패널을 완성하므로써 유전층 위에 위치된다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims

전하 저장 커패시터와,

상기 전하 저장 커패시터 위에서의 방사선 검출층과,

상기 방사선 검출층 위에서의 유전층과,

상기 유전층 위의 상부 도전층을 포함하며,

상기 유전층은 0,5초 및 20초 사이에서 선택된 시간상수(τ= ρκε₀)를 가지며, 상기 ρ는 저항률이고, κ는 유전층의 유전상수이며, ε₀는 자유공간의 유전율인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제1항에 있어서, 상기 방사선 검출층은 광도전체인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제1항에 있어서, 상기 방사선 검출층은 X선 광도전체인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제1항에 있어서, 상기 유전층은 선형의 센그먼트형 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제1항에 있어서, 상기 유전층은 폴리우레탄 글리콜을 함유한 선형의 센그먼트형 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제1항에 있어서, τ는 0,050초 내지 20초 사이인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제1항에 있어서, τ는 1초인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
제7항에 있어서, 상기 방사선 검출층은 셀레늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서.
다수의 방사선 센서를 포함하는 방사선 검출 패널에서, 상기 각각의 센서는

전하 저장 커패시터와,

상기 전하 저장 커패시터 위에서의 방사선 검출층과,

상기 방사선 검출층 위에서의 유전층과,

상기 유전층 위의 상부 도전층을 포함하며,

상기 유전층은 0,050초 및 20초 사이에서 선택된 시간상수(τ= ρκε₀)를 가지며, 상기 ρ는 저항률이고, κ는 유전층의 유전상수이며, ε₀는 자유공간의 유전율인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 패널.
제9항에 있어서, 상기 방사선 검출층은 다수의 센서들중 하나이상의 센서로 연장되는 연속한 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 패널.
제10항에 있어서, 상기 유전층은 다수의 센서들중 하나이상의 센서로 연장되는 연속한 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 패널.
제9항에 있어서, τ는 0,050초 내지 20초 사이인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 패널.
제9항에 있어서, τ는 1초인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 패널.
전하 저장 커패시터와, 상기 전하 저장 커패시터 위에서의 방사선 검출층과, 상기 방사선 검출층 위에서의 유전층과, 상기 유전층 위의 상부 도전층과, 상기 전하 저장 커패시터에 연결된 스위치를 포함하는 방사선 검출 센서 형성방법에 있어서,

시간상수(τ= ρκε₀)가 0,050초 및 20초 사이에 설정되도록 유전층의 저항률(ρ)을 조정하는 단계와,

방사선 검출층에 상기 저항률이 조정된 유전층을 코팅하는 단계를 포함하며,

κ는 유전층의 유전상수이며, ε₀는 자유공간의 유전율인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서 형성방법.
제14항에 있어서, 유전체는 선형의 세그먼트형 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서 형성방법.
제14항에 있어서, 유전체는 에틸렌 글리콜을 함유하는 선형의 세그먼트형 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서 형성방법.
제14항에 있어서, 유전체 시간상수는 0,050초 및 20초 사이로 조정되는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서 형성방법.
제14항에 있어서, 유전체 시간상수는 1초로 조정되는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서 형성방법.
제14항에 있어서, 상기 조정 단계는 시간상수(τ= ρκε₀)가 0,050초 및 20초 사이에 설정되도록 유전체 재료를 선택하는 단계를 포함하며, 상기 κ는 유전층의 유전상수이며, ε₀는 자유공간의 유전율인 것을 특징으로 하는 방사선 검출 센서 형성방법.