X射线装置的制作方法

x射线装置
技术领域
1.本揭露涉及一种x射线装置。


背景技术：

2.x射线装置可通过闪烁体将x射线转换成可见光，再经由x射线装置中的传感面板来感测可见光并进一步将其转换成对应于可见光的光强度分布的图像。一般而言，x射线装置可包括闪烁体、传感面板、软板和电路板等元件，而这些元件通常是通过接合工艺来彼此接合在一起。然而，众多且繁复的接合工艺易导致x射线装置难以达到高良率、低成本或轻量化等需求。


技术实现要素：

3.本揭露提供一种x射线装置，其有助于提升良率、降低成本或达到轻量化的目的。
4.根据本揭露的实施例，x射线装置包括可挠性基板、驱动集成电路以及闪烁体层。可挠性基板包括阵列部及延伸部。驱动集成电路设置在可挠性基板上。闪烁体层设置在所述可挠性基板上。
5.基于上述，在本揭露的实施例中，由于驱动集成电路和闪烁体层置在所述可挠性基板上，也就是说，可挠性基板可将如传感面板、软板和电路板等元件整合在一起，故可简化繁复的接合工艺而有助于提升良率、降低成本或达到轻量化的目的。
6.为让本揭露的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
7.包含附图以便进一步理解本揭露，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本揭露的实施例，并与描述一起用于解释本揭露的原理。
8.图1是根据本揭露一实施例的x射线装置的剖面示意图；
9.图2是图1中的传感结构于摊平状态下的俯视示意图；
10.图3是根据本揭露另一实施例的传感结构于摊平状态下的俯视示意图；
11.图4是图3中的传感结构在x射线装置中的剖面示意图；
12.图5是根据本揭露又一实施例的传感结构于摊平状态下的俯视示意图；
13.图6是图5中的传感结构在x射线装置中沿线a-a’所截取的剖面示意图；
14.图7是根据本揭露再一实施例的传感结构于摊平状态下的俯视示意图。
具体实施方式
15.通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本揭露。需注意的是，为了使读者能容易了解及附图的简洁，本揭露中的多张附图只示出电子装置的部分，且附图中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，附图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来
限制本揭露的范围。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域和/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。
16.本揭露通篇说明书与后附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域的技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“具有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“包括但不限定为
…”
的意思。
17.本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本揭露。应了解到，当元件或膜层被称为设置在另一个元件或膜层“上”或“连接”另一个元件或膜层时，所述元件或膜层可以直接在所述另一元件或膜层上或直接连接到所述另一元件或膜层，或者两者之间存在有插入的元件或膜层(非直接情况)。相反地，当元件或膜层被称为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接”另一个元件或膜层时，两者之间不存在有插入的元件或膜层。另外，当元件或膜层被称为与另一个元件重叠时，所述元件或膜层与所述另一元件或膜层至少部分重叠。
18.本文中所提到的术语“约”、“大约”、“实质上”或“大致上”通常代表落在给定数值或范围的10％范围内，或代表落在给定数值或范围的5％、3％、2％、1％或0.5％范围内。此外，用语“给定范围为第一数值至第二数值”、“给定范围落在第一数值至第二数值的范围内”表示所述给定范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。
19.在本揭露一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。此外，用语“电性连接”、“耦接”包含任何直接及间接的电性连接手段。
20.在下述实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用，且依本说明书或权利要求所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本揭露涵盖的范围内。亦即，以下所举实施例可以在不脱离本揭露的精神下，将数个不同实施例中的技术特征进行替换、重组、混合以完成其他实施例。另外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名不同的元件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限，也并非用以限定元件的制造顺序或设置顺序。
21.图1是根据本揭露一实施例的x射线装置的剖面示意图。图2是图1中的传感结构于摊平状态下的俯视示意图。本揭露所称的俯视方向，例如可以是z方向。
22.请参照图1和图2，x射线装置1可包括传感结构10。传感结构10可包括可挠性基板100、闪烁体层120、支撑板130、驱动集成电路112与驱动集成电路114。可挠性基板100可包括阵列部102及延伸部104。边界102a可以是阵列部102及延伸部104的交界线。驱动集成电路112和/或驱动集成电路114可设置在可挠性基板100上。闪烁体层120可设置在可挠性基板100上。
23.在一些实施例中，可挠性基板100的阵列部102可包括多个传感单元(未示出)以及与这些传感单元电连接的多个电路(未示出)。在一些实施例中，这些传感单元可排列成阵列，以产生图像。至少一个传感单元可包括一个或多个开关元件以及与所述一个或多个开
关元件电连接的一个或多个传感元件。开关元件例如可包括薄膜晶体管，例如包括非晶硅(amorphous silicon)、低温多晶硅(low temperature poly-silicon，ltps)或金属氧化物(metal oxide)的顶栅极(top gate)、底栅极(bottom gate)或双栅极(dual gate or double gate)薄膜晶体管，但不限于此。在一些实施例中，不同的薄膜电晶体可具有上述不同的半导体材料。传感元件适于感测可见光并产生对应于可见光的光强度的电子信号。举例来说，传感元件可包括光电二极管(photodiode)。然而，传感单元的排列方式、每一个传感单元所包括的开关元件的数量、每一个传感单元所包括的传感元件的数量、开关元件的种类或感光元件的种类可依需求改变，而不以上述为限。与所述传感单元电连接的电路可包括数据线(data line,未示出)和栅极线(gate line,未示出)。举例来说，在开关元件为有源元件的情况下，栅极线可与有源元件的栅极电性连接；数据线可与有源元件的源极电性连接；而有源元件的漏极可与传感元件电性连接。然而，上述电性连接的方式可依据传感元件和/或开关元件的数量和/或种类不同而有所改变，而不以上述为限。
24.在一些实施例中，可挠性基板100的延伸部104可弯折至阵列部102的背侧，使得x射线装置1具有窄边框的设计。举例来说，延伸部104可在支撑板130的法线方向(例如z方向)上与阵列部102至少部分重叠，则原设置于阵列部102的周边电路可改为设置于延伸部104中，可减少阵列部102的周边空间，达到窄边框的设计。在一些实施例中，可挠性基板100的延伸部104可以是自阵列部102的边界102a沿x方向和/或y方向延伸的部分。在一些实施例中，x方向可以是与阵列部102中的栅极线的延伸方向大致平行的方向，y方向可以是与阵列部102中的数据线的延伸方向大致平行的方向。
25.在一些实施例中，可挠性基板100的材料可例如包括玻璃、石英、蓝宝石、聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚碳酸(polycarbonate，pc)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，pet)，或前述的组合，但不限于此。
26.在一些实施例中，驱动集成电路112和/或驱动集成电路114可设置于可挠性基板100的延伸部104上。请参照图2，在一实施例中，驱动集成电路112可设置于可挠性基板100的自阵列部102的边界102a沿y方向延伸的延伸部104中；而驱动集成电路114可设置于可挠性基板100的自阵列部102的一侧沿x方向延伸的延伸部104中，且x方向与y方向为不同方向。电性连接驱动集成电路112和/或驱动集成电路114和元件模块140的走线(未示出)可设置在延伸部104中。然而，本揭露不以上述为限。在另一实施例中，电性连接驱动集成电路112和/或驱动集成电路114和元件模块140的走线可部分设置于可挠性基板100的延伸部104上，而该走线的另一部分可设置于可挠性基板100的阵列部102上。详细来说，可挠性基板100中的延伸部104可包括自阵列部102延伸至延伸部104的电路，使得阵列部102中的元件(如传感单元)可与延伸部104的元件(如驱动集成电路112和/或驱动集成电路114)电性连接。在又另一实施例中，驱动集成电路112可设置于可挠性基板100的自阵列部102的一侧沿x方向延伸的延伸部104中；而驱动集成电路114可设置于可挠性基板100的自阵列部102的一侧沿y方向延伸的延伸部104中。
27.可依照x射线装置1的设计需求，将驱动集成电路112或驱动集成电路114电连接至不同的电路。在一实施例中，若驱动集成电路112电连接至数据线，驱动集成电路112可以是读出集成电路(read out integrated circuit，roic)；若驱动集成电路114电连接至栅极线，驱动集成电路114可以是栅极驱动集成电路(gate driver ic)，但不限于此。在另一实
施例中，驱动集成电路112可以电连接至栅极线；而驱动集成电路114可以电连接至数据线。驱动集成电路112和驱动集成电路114可彼此相同或不同。请参照图1和图2，值得注意的是，图1可示意两种不同的观测方向，而驱动集成电路可以因观测方向不同，而代表不同的驱动集成电路，也就是说，若由图2的观测方向a上观测，则图1中的驱动集成电路为驱动集成电路112；由图2的观测方向b上观测，则图1中的驱动集成电路为驱动集成电路114。
28.在一些实施例中，可挠性基板100的延伸部104在邻近阵列部102的边界处(如边界102a)具有多个间隙106。如此一来，当延伸部104弯折至阵列部102的背侧时，可降低可挠性基板100于弯折处所产生的应力，以提升制程的质量或提升制程良率。然而，本揭露不限于此。在另一些实施例中，可挠性基板100的延伸部104在邻近阵列部102的边界处也可不包含多个间隙106。在一些实施例中，驱动集成电路112和/或驱动集成电路114可设置在相邻的两个间隙106之间，但不限于此。值得注意的是，图2所示的多个间隙106仅为本揭露的一示例，本揭露不限于此，在一些实施例中，多个间隙106的形状、数量、密度或排列方式等可不限制。
29.在一些实施例中，闪烁体层120可与阵列部102中的传感区对应设置。举例来说，闪烁体层120可在支撑板130的法线方向(例如z方向)上与阵列部102中的传感区至少部分重叠。在一些实施例中，闪烁体层120的材料可包括碘化铯(csi)，但不以此为限。在其他实施例中，闪烁体层120的材料可包括适于将入射至x射线装置1中的x射线转换成可见光的其他种类的无机闪烁体或有机闪烁体。在一些实施例中，闪烁体层120可通过沉积工艺而形成在可挠性基板100上。沉积工艺可包括蒸镀工艺，但不以此为限。
30.支撑板130可设置在可挠性基板100的阵列部102上，换句话说，支撑板130与阵列部102对应设置，详细来说，于支撑板130的法线方向上，支撑板130与阵列部102至少部分重叠，且支撑板130与闪烁体层120设置在可挠性基板100的不同侧。如此一来，在可挠性基板100的阵列部102上形成其他膜层时，这些膜层在制造过程中不易受到外力影响而变形，使得形成于可挠性基板100上的膜层(如闪烁体层120)可以具有良好的平坦度或稳定性，有助于提升良率。在一些实施例中，支撑板130可为硬质支撑板。举例来说，支撑板130的材料可包括玻璃、陶瓷或不锈钢，但不以此为限。在一些实施例中，请参照图2，于俯视方向上，阵列部102可以定义为与支撑板130重叠的部分，例如边界102a可以是阵列部102与延伸部104间的交界线，亦可以是支撑板130的边界，与支撑板130未重叠的部分皆可定义为延伸部104。
31.在一些实施例中，x射线装置1还可包括元件模块140。元件模块140的排列方式和/或数量可依需求改变。在一些实施例中，元件模块140可包括无源元件，例如电容、电阻或电感等元件。元件模块140可设置在可挠性基板100的延伸部104上。在一些实施例中，可通过表面安装技术(surface mounting technology，smt)来将元件模块140安装至可挠性基板100的延伸部104上，如此可省略包含元件模块的电路板而有助于提升良率、降低成本或达到轻量化的目的，但本揭露不限于此。
32.在一些实施例中，x射线装置1还可包括外壳12。外壳12可围绕可挠性基板100。详细来说，请参照图1，外壳12可包括入光部12a以及承载部12b。入光部12a设置在x射线装置1的入光侧，其中x射线(例如图1所目标箭头x)经由入光部12a进入x射线装置1。入光部12a的材质例如可包括碳纤维(carbon fiber)，但不以此为限。承载部12b与入光部12a连接，且承载部12b与入光部12a形成至少容纳传感结构10的空间s。也就是说，空间s至少容纳可挠性
基板100、驱动集成电路112、驱动集成电路114以及闪烁体层120。承载部12b的材料可以是适于承载传感结构10的任何材质，于此不多加限制。
33.以下，将通过图2来举例说明传感结构的制造方法，但本揭露并不以此为限。
34.在一些实施例中，传感结构10可经由以下步骤制造。首先，提供包含阵列部102及延伸部104的可挠性基板100，其中可挠性基板100可包含形成于阵列部102中的闪烁体层120。接着，于可挠性基板100的延伸部104和/或阵列部102上形成驱动集成电路112和/或驱动集成电路114。之后，于可挠性基板100的延伸部104中形成元件模块140。在一些实施例中，驱动集成电路112和/或驱动集成电路114可通过接合工艺来形成于可挠性基板100上。在一些实施例中，元件模块140可通过表面安装技术来将元件模块140安装至可挠性基板100的延伸部104上。
35.图3是根据本揭露另一实施例的传感结构于摊平状态下的俯视示意图。图4是图3中的传感结构在x射线装置中的剖面示意图。图3和图4中的传感结构20大致上相同于图1和图2中的传感结构10，其不同的地方在于可挠性基板100a的延伸部104在邻近阵列部102的边界(例如边界102a)处不包含多个间隙106，且传感结构20还包括载板150，其他相同或相似元件使用相同或相似标号，其余构件的连接关系、材料及其制程已于前文中进行详尽地描述，故于下文中不再重复赘述。值得注意的是，虽然图3所示出的可挠性基板100a的延伸部104在邻近阵列部102的边界处不包含多个间隙106，但此仅为本揭露的其中一个实施例，在另一个实施例中，可挠性基板100a的延伸部104在邻近阵列部102的边界处可包含多个间隙106。
36.请参照图3和图4，x射线装置2中的传感结构20还可包括载板150。在一些实施例中，载板150可设置在延伸部104上，且载板150可与驱动集成电路112和/或驱动集成电路114设置在可挠性基板100a的不同侧。例如，驱动集成电路112和/或驱动集成电路114可设置在可挠性基板100a的面100a1上，载板150可设置在可挠性基板100a的面100a2上，面100a1与面100a2为不同面，且面100a1与面100a2对应设置。在另一实施例中，载板150可以是在形成x射线装置2的制造过程中留下来的元件的部分，也就是说，在x射线装置2的制造过程中，可先将可挠性基板100a设置于载板150上，再将闪烁体层120、驱动集成电路112或驱动集成电路114等元件设置于可挠性基板100a上后，使用例如激光剥离(laser lift-off)的方式将载板150与可挠性基板100a部分剥离，并留下设置于延伸部104上的载板150，如此可使可挠性基板100a的延伸部104上形成的其他膜层或安置的其他元件(例如元件模块140、驱动集成电路112或驱动集成电路114)不易受到外力影响而变形，使得延伸部104具有良好的平坦度或增加延伸部104上形成的其他膜层或安置的其他元件(例如元件模块140、驱动集成电路112或驱动集成电路114)的稳定性，有助于提升良率。在一些实施例中，载板150可为硬质载板。举例来说，载板150的材料可包括玻璃、陶瓷或不锈钢，但不以此为限。在一些实施例中，请参照图4，可挠性基板100a的延伸部104的边界(例如边界104a)可以与载板150的边界大致切齐，但本揭露不限于此。在另一实施例中，载板150的边界可凸出于延伸部104的边界104a。
37.图5是根据本揭露又一实施例的传感结构于摊平状态下的俯视示意图。图6是图5中的传感结构在x射线装置中沿线a-a’所截取的剖面示意图。图5和图6中的传感结构30大致上相同于图3和图4中的传感结构20，其不同之处在于可挠性基板100b的延伸部104自阵
列部102的边界102a沿y方向延伸，而可挠性基板100b可包含或不包含自阵列部102的一侧沿x方向延伸的延伸部104，也就是说，该阵列部102的一侧可以沿x方向延伸，也可以不沿x方向延伸，视设计条件而定。图5中的传感结构30还包含线路结构170，线路结构170可以包含多条走线，其他相同或相似元件使用相同或相似标号，其余构件的连接关系、材料及其制程已于前文中进行详尽地描述，故于下文中不再重复赘述。理应理解的是，为了更佳地理解，一些元件将在图5中被省略和/或简化，但本揭露不限于此。也就是说，虽然图5仅绘出两条走线，但本揭露不限于此，线路结构170亦可包含例如朝x方向延伸的走线，同理，图6中的可挠性基板100b与闪烁体层120间亦可包含其他层别，驱动集成电路114与走线之间，或走线与可挠性基板100b可包含其他层别，举例来说，驱动集成电路114与走线之间可包含固态透明光学胶(optical clear adhesive，oca)或异方性导电胶(anisotropic conductive film；acf)，本揭露不限于此。走线与可挠性基板100b可包含绝缘层或功能层，功能层可以是平坦层，本揭露不限于此。值得注意的是，图5的载板150之边界凸出于延伸部104的边界104a仅为一示例，本揭露不限于此，在另一实施例中，可挠性基板100b的延伸部104的边界104a可以与载板150的边界大致切齐。请参照图5和图6，在本揭露的一些实施例中，电性连接驱动集成电路112和元件模块140的走线(未示出)可设置在延伸部104中；而电性连接驱动集成电路114和元件模块140的走线170a1、170a2可设置在阵列部102上。详细来说，电性连接驱动集成电路114和元件模块140的走线使用阵列走线(wire on array,woa)的方式串接元件模块140，如此可有助于窄边框的设计。在一实施例中，走线170a1、170a2可以设置在例如驱动集成电路114与可挠性基板100b之间。在一些实施例中，驱动电路112可随着延伸部104弯折至支撑板130的背面而设置在支撑板130的背面，此架构与图4的剖面示意图类似，可同步参考，因此驱动集成电路112和驱动集成电路114在x射线装置3中可位于不同的水平处。在一些实施例中，传感结构30可选择性的包括载板150。在一些实施例中，驱动集成电路114可以是栅极驱动集成电路并设置于阵列部102上，亦即驱动集成电路114与阵列部102上的栅极线(未示出)电连接。
38.图7是根据本揭露再一实施例的传感结构于摊平状态下的俯视示意图。图7中的传感结构40大致上相同于图2中的传感结构10，其不同的地方在于传感结构40还包括电路板160，其他相同或相似元件使用相同或相似标号，其余构件的连接关系、材料及其制程已于前文中进行详尽地描述，故于下文中不再重复赘述。
39.请参照图7，传感结构40还包括电路板160。在一些实施例中，电路板160可设置在延伸部104上。电路板160可包括元件模块140，且元件模块140设置在电路板160上，而驱动集成电路112和/或驱动集成电路114可经由电路板160中的线路来与元件模块140电性连接。在另一实施例中，于支撑部130的法线方向上，电路板160与延伸部104部分重叠。此外，可挠性基板100c的延伸部104在邻近阵列部102的边界102a处可选择性地包含多个间隙，例如图2中的多个间隙106。在一些实施例中，可挠性基板100c的延伸部104可自阵列部102的一侧(例如边界102a)沿y方向延伸。如此一来，驱动集成电路112可经由电路板160中的线路来与元件模块140电性连接。
40.在另一实施例中，电性连接驱动电路114和元件模块140的走线(未示出)可设置在阵列部102中，也就是说，可参照图5的结构(例如不设置沿x方向延伸的延伸部104)，电性连接驱动电路114和元件模块140的走线可使用阵列走线的方式串接元件模块140，减少沿x方
向延伸的延伸部104和与该延伸部104部分重叠的电路板160所占用的空间，如此可有助于窄边框的设计。在一些实施例中，驱动集成电路114可以是栅极驱动集成电路并设置于阵列部102上，且可挠性基板100c可包含或不包含自阵列部102的一侧沿x方向延伸的延伸部104，也就是说，该阵列部102的一侧可以沿x方向延伸出一延伸部104，也可以不沿x方向延伸，视设计条件而定。
41.综上所述，在本揭露的实施例中，由于驱动集成电路和闪烁体层置在所述可挠性基板上，也就是说，可挠性基板可将如传感面板、软板和/或电路板等元件整合在一起，可简化繁复的接合工艺，有助于提升良率、降低成本或达到轻量化的目的。在一些实施例中，可挠性基板的延伸部在邻近阵列部的边界处可具有多个间隙，如此可降低可挠性基板于弯折处所产生的应力，以提升制程的质量。在一些实施例中，驱动集成电路可设置于阵列部上，该驱动集成电路可经由阵列走线的方式串接阵列部中的元件模块，可以助于窄边框的设计。在一些实施例中，传感结构还可包括设置在可挠性基板的阵列部上的支撑板，在可挠性基板的阵列部上形成其他膜层时，这些膜层在制造过程中不易受到外力影响而变形，使得形成于可挠性基板上的膜层具有良好的平坦度或稳定性，有助于提升良率。在一些实施例中，传感结构还可包括置在延伸部上的载板，如此在可挠性基板的延伸部上形成其他膜层或安置其他元件时，这些膜层或其他元件在制造过程或安置过程中不易受到外力影响而变形，使得形成于可挠性基板上的膜层或其他元件具有良好的平坦度或稳定性，有助于提升良率。
42.以上各实施例仅用以说明本揭露的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本揭露进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本揭露各实施例技术方案的范围，实施例间特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用。
43.虽然本揭露的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域的技术人员在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作更改、替代与润饰，且各实施例间的特征可任意互相混合替换而成其他新实施例。此外，本揭露的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，本领域的技术人员可从本揭露揭示内容中理解现有或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本揭露使用。因此，本揭露的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本揭露的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。本揭露的保护范围当视随附的权利要求所界定的为准。