[发明专利]X射线图像传感器及其制作方法、平板探测器

说明书

本发明提供一种X射线图像传感器及其制作方法、平板探测器，X射线图像传感器至少包括：传感器面板；位于传感器面板上的栅极驱动层，栅极驱动层至少包括m条行扫描线以及分别与m条行扫描线垂直的n条第一列读出线，每条第一列读出线均被m条行扫描线隔断为m‑1条读出线段；位于栅极驱动层上的具有多个过孔的栅隔离层；位于栅隔离层上的源漏层，源漏层至少包括与n条第一列读出线的位置一一对应的n条第二列读出线，每条第二列读出线和与其位置对应的第一列读出线的m‑1条读出线段分别通过过孔实现并联连接。本发明通过并联两条列读出线的方式有效降低数据读出线的寄生电阻，RC时间缩短，行扫描时间缩短，从而使得积分电路读取时间减小。

技术领域

本发明涉及探测器技术领域，特别是涉及一种X射线图像传感器及其制作方法、平板探测器。

背景技术

数字化X射线摄影(Digital Radiography，简称DR)，是上世纪90年代发展起来的X射线摄影新技术，以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字X射线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。DR的技术核心是平板探测器，平板探测器是一种精密且贵重的设备，对成像质量起着决定性的作用。平板探测器是DR系统中X射线的接收装置。在DR系统中，高压发生器和球管控制X射线的输出，X射线穿过物体并发生衰减，衰减后的X射线经过平板探测器后转变为可见光后，并经过光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器(Analog/Digital Converter，ADC)转为数字信号，输入到计算机处理。

非晶硅X射线平板探测器的主要结构包括：X射线入射面(通常选取碳板材质)、闪烁体、X射线图像传感器、外围信号积分读取电路、结构外壳等几部分。X射线平板探测器的成像过程需要经历“X射线”到“可见光”再到“电子”的转化过程。在图像拍摄过程中，X射线首先会入射到X射线图形传感器上表面的光电转化层，即闪烁体层，闪烁体一般选材碘化铯或硫氧化钆，在X射线的照射下，闪烁体层可以将入射的X射线转化为可见光，可见光激发X射线传感器上的PD光电二极管产生光生电子，随后通过外围积分放大电路将光生电子积分读出，转化成电路上比较容易处理的电压信号，再将该电压信号通过模数转换器转换为量化的数字信号通过数据接口发送至上位机，至此整个光电信号转换与读出工作完成。在上位机上得到的就是带有诊断信息的经过数字量化的数字图像，由于是数字图像，可以很容易的进行各种数字图像处理。

常规的X射线图像传感器设计，如图1所示，是由尺寸大小均等的像素阵列组成，成像区域每一像素元由具有光敏特性的非晶硅光电二极管1及TFT开关管2组成。其中行扫描线3控制TFT开关管2的导通与截止，数据读出线4(位于与行扫描线3垂直的列方向)配合行扫描线3完成非晶硅光电二极管1存储光电荷的转移。位于同一行所有像素元的行扫描线3共用一条，当该条行扫描线3打开时，位于该行的所有TFT开关管2被打开，此时所有数据读出线4将该行所有光电二极管1中存储的光电荷积分读出，完成一次光电信号的转移，通过分时选通功能，依次顺序打开所有行扫描线3，打开每条行扫描线3的同时，外围信号积分读取电路配合读出当前打开行扫描线3所对应的所有列信号，由此构成了一副完整的采集图像。

非晶硅平板探测器的外围电路主要由时序控制器、行驱动电路、读出电路、A/D转换电路，通信及控制电路组成，如图2所示(图中未全部示出)。在时序控制器的统一指挥下行驱动电路将像素元的电荷逐行检出，然后积分转化成电压信号，电压信号经过A/D转换电路转换为相应的数字信号，该数字信号对应着非晶硅面板的图像矩阵中对应的采集像素点的灰阶值，完成一幅数字图像的采集后，将采集到的数字灰阶图像传输到上位机显示。