專利名稱：放射線檢測設備和放射線成像系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種放射線檢測設備和一種放射線成像系統。順便提
及的是，本說明書假設例如可見光的電磁波、X射線、a射線、p射線、Y射線等也被包括在放射線中。此外，轉換元件包括光電轉換元件，用于將光(例如可見光)轉換為電信號。
背景技術：
傳統上，用于醫療診斷成像的放射線照相分類為普通放射線照相，用于獲得靜止圖像(例如X射線放射線照相)；和熒光透視放射線照相，用于獲得運動圖像。對于每種放射線照相，根據場合需要，執行放射線照相的選擇，以包括選擇放射線照相設備。
近年來，已經關注平板檢測器，其包括傳感器板，在傳感器板上，在襯底上按矩陣布置各像素，每一像素包括轉換元件和開關元件，所述轉換元件用于將放射線或來自閃爍層的光轉換為電荷。以下，平板檢測器將簡寫為FPD。
特別地，如在WO 91/03745 ( PCT申請的公開的日文翻譯No.H07-502865 ) 、 USP 6,075,256 (日本專利申請特開No.H08-116044 )以及US 2003/0226974 (日本專利申請特開2004-015002 )中描述的那樣使用通過使用非晶體半導體(例如非晶硅)制備的轉換元件、以及通過使用非晶體半導體制備的薄膜晶體管。
以下，非晶體半導體將簡寫為a-Si，并且以下，薄膜晶體管將簡寫為TFT。前述FPD已經開始應用于從普通放射線照相到熒光透視放射線照相的廣泛范圍的放射線照相。
此外，這種設備被要求減少劑量(dosage)，并且通常總是要求通過改進開口率來改進信號輸出和減少噪聲。特別地，線路噪聲(linenoise)的減少帶來的重大效果是改進了 FPD的靈敏度。
已經考慮了消除線路噪聲生成因素(外部因素和內部因素)的方法以及進行補償的方法，并且提出了各種方法作為噪聲補償方法。例如，US 2006/0065845 (日本專利申請特開No.2006-101394 )提出的方法是通過平行于信號線布置噪聲補償線而從信號輸出減去因在信號線和柵極線的交叉部分處生成的寄生電容而產生的噪聲。在該文獻中，噪聲被看作偏移分量。
此外，通過分別獲取放射線照射之前的暗輸出以及放射線照射之后的光輸出，以及通過在獲取之后從光輸出扣除暗輸出，而獲得這種放射線檢測設備的圖像數據。
換句話說，為了獲得一幅圖像，總是需要從光輸出扣除暗輸出，并且因此，扣除對于高速操作(即，在運動圖像驅動中的操作速度的改進)變為大問題。
此時，雖然還考慮將暗輸出的讀取頻率抑制到最小，也就是說，通過使用初始暗輸出數據執行扣除，但可以說，鑒于圖像質量，期望每次都執行扣除，或者以特定頻率執行扣除。
作為示例，USP 6,696,687 (日本專利申請特開No.2001-56382 )還提出了提供在FPD的端部沒有光電轉換元件的偽(dummy)像素，并且將偽像素的輸出作為偏移輸出從圖像讀取輸出移除。
發明內容
然而，通過僅在配線交叉部分執行補償的補償方法不足以消除噪聲，該方法在US 2006/0065845 (曰本專利申請特開No.2006-101394 )中公開。
此外，通過USP 6,696,687 (日本專利申請特開No.2001-56382 )中公開的方法，消除因偏移分量(所謂的暗輸出)而產生的噪聲的精度不足，該方法從整個X射線檢測部分的光輸出扣除僅在X射線檢測部分的端部布置的偽像素的暗輸出。
因此，仍然尋求噪聲的減少，并且已在尋找一種獲得良好圖像的
6方法。
相應地，本發明目的是提供一種放射線檢測設備和一種放射線成像系統，二者皆能夠減少噪聲以獲得良好圖像。
作為用于解決上述問題的手段，本發明是一種放射線檢測設備，
包括多個像素，每一像素具有用于將入射放射線轉換為電信號的轉換元件以及連接到所述轉換元件的第一開關元件；第一信號線；未連接到所述轉換元件的第二開關元件和第二信號線；以及驅動配線，其中，所述第一開關元件具有電連接到所述第一信號線的第一主電極、電連接到所述轉換元件的第二主電極以及電連接到所述驅動配線的柵極電極，所述多個像素中的每一個還具有電連接到所述第二信號線的第一主電極以及電連接到與所述第一開關元件共用的驅動配線的柵極電極；以及用于輸出與來自第一開關元件和第二開關元件的輸出之間的差對應的信號的差分放大器。
根據本發明的放射線檢測設備和放射線成像系統，可以減少噪聲，并且因此可以獲得良好圖像。
從結合附圖進行的以下描述，本發明的其它特征和優點將是清楚的，在附圖中，同樣的標號在整個附圖中表示相同或相似的部分。
結合附圖從以下示例性實施例的描述，本發明的進一步的特征將變得清楚。
合并到說明書中并且構成說明書的一部分的附圖示出本發明的各實施例，并且連同描述一起用于解釋本發明的原理。
圖1是示出作為本發明第 一 實施例的放射線檢測設備的配置的示意性電路圖。
圖2是本發明第 一實施例的放射線檢測設備的 一個像素的示意性平面圖。
圖3是沿著圖2中線3-3取得的示意性截面圖。
圖4是本發明第一實施例的放射線檢測設備的應用示例的一個像素的示意性平面圖。
圖5是沿著圖4的線5-5取得的示意性截面圖。 圖6是本發明第 一 實施例的放射線檢測設備的應用示例的示意性 電路圖。
圖7是示出作為本發明第二實施例的放射線檢測設備的配置的示 意性電路圖。
圖8是本發明第二實施例的放射線檢測設備的 一個像素的示意性 平面圖。
圖9是沿著圖8中線9-9取得的示意性截面圖。 圖10是示出作為本發明第二實施例的放射線檢測設備的配置的 示意性電路圖。
圖11是本發明第二實施例的放射線檢測設備的一個像素的示意 性平面圖。
圖12是沿著圖11中線12-12取得的示意性截面圖。 圖13是示出作為本發明第三實施例的放射線檢測設備的配置的 示意性電路圖。
圖14是本發明第三實施例的放射線檢測設備的一個像素的示意 性平面圖。
圖15是沿著圖1的線15-15取得的示意性截面圖。
圖16是示出考慮本發明第三實施例的開口率而縮小偽光電轉換
元件的情況的示意性電路圖。
圖17是作為本發明第四實施例的放射線檢測設備的一個像素的
示意性平面圖。
圖18是沿著圖17的線18-18取得的示意性截面圖。
圖19是示出作為本發明第五實施例的放射線檢測設備的配置的
示意性電路圖。
圖20是示出根據本發明的適當實施例的放射線檢測設備應用于 作為放射性診斷系統的放射線成像系統的情況的應用示例的視圖。
圖21是示出根據本發明實施例的放射線檢測設備的結構的透視圖。
圖22是示出其中在用于放射線檢測的襯底的頂部布置閃爍層以 用于將放射線(例如X射線)轉換為光(例如可見光)的結構的透視 圖。
圖23是閃爍板的截面圖。
具體實施例方式
在下面，將參照附圖描述用于實現本發明的示例性實施例。 (第一實施例)
圖1是示出作為本發明第 一實施例的放射線檢測設備的配置的示 意性電路圖。在本發明中，放射線可以是可見光。
如圖1所示，放射線檢測設備包括PIN型光電轉換元件101， 作為轉換元件，用于將入射放射線轉換為電信號；以及傳輸TFT102， 作為第一開關元件。此外，放射線檢測設備包括驅動線103,電連 接到傳輸TFT 102的柵極電極；以及第一信號線104,電連接到作為 傳輸TFT 102的主電極的源極電極或漏極電極。傳輸TFT 102包括 第一主電極，電連接到第一信號線104;第二主電極，電連接到轉換 元件101;以及操作為控制電極的柵極電極，電連接到驅動配線。
放射線檢測設備還包括偏置線105，用于提供偏置電位，所述偏 置線105電連接到PIN型光電轉換元件101，作為第一偏置線。此外， 放射線檢測設備還包括偽TFT12,作為第二開關元件。PIN型光電 轉換元件IOI、傳輸TFT102、偽TFT12、第一信號線104、第二信 號線14、驅動線103和偏置線105-皮形成在絕緣襯底上，用于形成放 射線檢測襯底30。偽TFT 12具有與傳輸TFT 102幾乎相同的結構。
具有幾乎相同的結構表明，傳輸TFT 102和偽TFT 12均具有幾 乎相同的寄生電容。放射線檢測設備還包括作為第二信號線的偽信號 線14，其具有與第一信號線104幾乎相同的結構，并且連接到偽TFT 12的源極電極或漏極電極(其為偽TFT 12的主電極)。偽TFT 12 包括第一主電極，電連接到第二信號線；以及柵極電極，電連接到驅動配線。
于是，各PIN型光電轉換元件101、傳輸TFT 102和偽TFT 12 構成像素。如圖1所示，存在多個像素。可以沿著一個方向和另一方 向以二維方式來布置多個像素。根據本實施例，如圖1所示，以矩陣 來布置像素。在一個方向上布置的多個像素的像素行中的每一像素的 傳輸TFT 102的柵極電極和偽TFT 12的柵極電極連接到驅動電極驅 動線103。
在另一方向上布置的多個像素的像素列中的每一像素的傳輸 TFT 102的第一主電極電連接到第一信號線104。而且，像素列中的 每一像素的偽TFT 12的第一主電極電連接到偽信號線14。
相同像素中存在的傳輸TFT 102中的一個和偽TFT 12中的一個 的柵極電極電連接到公共驅動線103中的一個。偽TFT 12充當偽開 關元件。放射線檢測設備還包括操作為差分單元的差分放大器21， 輸出對應于第一開關元件的輸出與第二開關元件的輸出之間的差的信 號；緩沖放大器22;和積分放大器23。放射線檢測設備還包括信號處 理電路106、 A/D轉換器108、以及用于驅動傳輸TFT 102和偽TFT 12 的驅動電路107。差分單元可以是任何單元，只要該單元能夠進行減 法運算，即使該單元不是差分放大器。在此，差分放大器21、緩沖放 大器22和積分放大器23布置在放射線檢測襯底30的外部，并且電連 接到放射線檢測襯底30。
然而，差分放大器21、緩沖放大器22和積分放大器23可以被布 置為作為放射線檢測襯底30的絕緣襯底的IC芯片。在此情況下，放 射線檢測襯底30配備有差分單元。
在本實施例中，由未示出的閃爍層將放射線(X射線、oc射線、P 射線或y射線)轉換為可見光，由PIN型光電轉換元件101對可見光 進行光電轉換。因此，光電轉換元件101充當傳感器。
通過操作傳輸TFT102， PIN型光電轉換元件101中累積的電荷 通過信號線104而輸出。所述輸出是包括在操作傳輸TFT102時來自 設備外部的影響或設備中的影響(例如從設備的電源混入的噪聲分量)
10的信號。
于是，噪聲分量的每一大小有時隨時間而改變。
通過操作偽TFT 12而經過偽信號線14輸出的電荷變為在操作時 因來自設備外部的影響或設備中的影響而生成的噪聲分量的信號。并 且，操作傳輸TFT和放射線檢測襯底30是接通每一 TFT。也就是說， 當第一開關和第二開關處于接通狀態時，電信號被提供給像素列的第 一信號線，并且噪聲被提供給像素列的第二信號線。
于是，連接到與傳輸TFT 102共享的每一驅動線103的偽TFT 12 與傳輸TFT 102同時地操作。因此，可以通過在相同像素中從傳輸 TFT 102所獲得的輸出中扣除除了在配線交叉部分之外還有偽信號線 14和偽TFT 12上出現的噪聲分量來獲得適當信號(pertinent signal )。
因此，可以在所有像素中合適地執行線路噪聲的減少，線路噪聲 是與對于驅動線103給出的TFT 102的驅動電位的定時有關的噪聲。
此外，與驅動線103的交叉部分處的寄生電容(大約整體的一半) 以及TFT部分處的寄生電容(大約整體的一半)被生成在信號線104 上。相應地，可以通過使得寄生電容在偽信號線14上也幾乎相同來有 效地減少線路噪聲。
圖2是本實施例的放射線檢測設備的像素的示意性平面圖。在圖 2中，標號與圖l中的標號相同。
圖3是在圖2中線3-3處的示意性截面圖。
如圖3所示，絕緣襯底100例如是玻璃村底，傳輸TFT 102包括 柵極電極201、柵絕緣膜202、半導體層203、作為各個主電極的源極 電極和漏極電極204、以及保護膜205。
此外，光電轉換元件101包括下電極206、半導體層207、上電 極208 (其為透明導電膜)、偏置線209、以及保護層210。
另一方面，偽TFT12包括柵極電極301、半導體層303、作為主 電極的源極電極或漏極電極304、以及保護膜305 (保護膜205和保護 膜305由相同保護膜制成)。像素還包括層間絕緣層403和布置在光 電轉換元件101上的保護層212 (最后保護層)。
ii本實施例中的偽TFT 12的主電極僅包括電連接到偽信號線14 的源極電極或漏極電極304。
此時，在傳輸TFT102中，歐姆層處于源極電極和漏極電極204 與半導體層203之間，并且在溝道部分中被移除。另一方面，在偽TFT 12中，采用的結構是歐姆層存在于源極電極或漏極電極304之下， 并且歐姆層在包括溝道部分的其它區域中被移除。這種結構用于使得 偽信號線14上存在的寄生電容幾乎相同。
信號線104和偽4言號線14、以及傳輸TFT 102和偽TFT 12分別 通過相同工藝而制成，從而它們分別具有相同的層配置和相同的尺寸。 順便提及的是，如上所述，偽TFT 12沒有與和電連接到偽TFT 12的 偽信號線14的源極電極或漏極電極304相對的主電極對應的電極部 分。
在本實施例中，信號線104與傳輸TFT 102之間的位置關系以及 偽信號線14與偽TFT 12之間的位置關系在左右方向上是相同的關 系。換句話說，配置是這樣的沿著作為基準的驅動線103，偽信號 線14和偽TFT 12的位置被布置為相對于信號線104和傳輸TFT 102 發生偏移。這種配置目的在于，因外部因素產生的影響相似地施加在 信號線104和偽信號線14二者上。因此，可以獲得具有有效減少的噪 聲分量的信號。
圖4示出本實施例的應用示例，并且該示例與圖2所示的結構不 同之處在于，光電轉換元件IOI是層疊的，從而被布置為覆蓋傳輸TFT 102和偽TFT 12。
圖5是沿著圖4中線4-4取得的示意性截面圖。光電轉換元件101 的下電極206與電連接到信號配線104的傳輸TFT 102的主電極203 之間的距離、以及下電極206與電連接到偽信號配線14的主電極204 之間的距離基本上是相同的。
因此，光電轉換元件101的下電極206與傳輸TFT 102的主電極 204之間生成的寄生電容以及下電極206與偽TFT 12的主電極304之 間生成的寄生電容基本上是相同的。因此，可以有效地減少線路噪聲。在信號線104上，寄生電容在與驅動線103交叉的部分(大約整 體的三分之一)、TFT部分(大約整體的三分之一)、以及與光電轉 換元件101交疊的部分(大約整體的三分之一)處生成。相應地，通 過使得寄生電容在偽信號線14上也幾乎相同，可以有效地減少線路噪 聲。
此外，因為光電轉換元件101的開口率可以甚至在包括偽TFT 12 的配置中被改進，所以圖4和圖5所示的配置是合適的。
圖6是示出作為圖l所示的放射線檢測設備的應用示例的配置的 示意性電路圖。
在差分放大器21和緩沖放大器22中依次處理來自像素的信號的 配置被示出，代替在積分放大器23、緩沖放大器22和差分放大器21 中依次處理信號。
通過前述配置，來自傳輸TFT 102和偽TFT 12的信號可以輸入 到差分放大器21，而不穿過積分放大器23和緩沖放大器22，并且因 此，移除噪聲的精度被改進。 (第二實施例)
圖7是示出作為本發明第二實施例的放射線檢測設備的配置的示 意性電路圖。本實施例采用雙柵極結構，其中，傳輸TFT 102和偽 TFT 12中的每一個包括串聯的兩個TFT，其柵極電極連接到各公共 驅動線103之一。于是，如下所述，傳輸TFT 102和偽TFT 12是多 晶硅TFT。通過將傳輸TFT 102和偽TFT 12配置為具有雙柵極結構， 可以減少每一TFT 102和12的漏電流，并且因此，可以減少噪聲， 以使得能夠獲得良好圖像。
圖8是本實施例的放射線檢測設備的一個像素的示意性平面圖。 在圖8中，標號與圖7的標號相同。圖9是沿著圖8中線9-9取得的 示意性截面圖。
如圖9所示，絕緣襯底100例如是玻璃襯底，傳輸TFT 102包括 柵極電極201、柵絕緣膜202、多晶珪半導體層603、 604和605、以 及保護膜205。在此，半導體層604是作為傳輸TFT 102的主電極的源極電極和漏極電極，并且是摻雜了雜質元素的半導體區域。半導體
層605是比半導體層604摻雜得低的半導體區域。半導體層603為非 摻雜半導體區域、或摻雜得非常低的半導體區域。
另一方面，偽TFT 12包括柵極電極301、半導體層703、 704和 705、以及保護膜305 (保護膜205和保護膜305是以相同保護膜形成 的)。像素還包括層間絕緣層403和布置在光電轉換元件101上的保 護層212 (最后保護層)。
通過前述配置，可以使得連接到偽信號線14的寄生電容與連接 到信號線104的寄生電容幾乎相同。此外，雖然按圖9所示的配置來 提供偽TFT12的兩個柵極電極301，但可以采用這樣的配置在構成 雙柵極結構的兩個TFT中的每一個中，僅連接到各偽信號線14之一 的TFT包括柵極電極。 (第三實施例)
圖10是示出作為本發明第二實施例的放射線檢測設備的配置的 示意性電路圖。
如圖10所示，放射線檢測設備包括能夠提供偏置電位的電源 501、以及用于偽TFT 12的基準電壓配線502。其它組件由與前面附 圖中記號相同的記號來表示。
也是在本實施例中，與第一實施例相似，偽信號線14和偽TFT 12 分別具有與信號線104以及傳輸TFT 102相同的層配置和相同的大 小。
圖11是本實施例的放射線檢測設備的像素的示意性平面圖。在 圖11中，標號與圖IO中的標號相同。圖12是沿著圖11中線12-12 取得的示意性截面圖。
源極電極和漏極電極304 (它們是偽TFT 12的主電極)中的第 一電極電連接到偽信號線14,而源極電極和漏極電極304中的第二電 極電連接到基準電壓配線502,其為固定電位的供應線。例如，外殼 接地用于固定電位。因此，與第一實施例相似，偽TFT 12未連接到 光電轉才灸元件101。
14本實施例在層間絕緣層403被布置在光電轉換元件101和TFT 102之間的配置中采用了用于使得光電轉換元件101的下電極206的 影響最小的結構。具體來說，本實施例可以適合地用在光電轉換元件 101的下電極206的影響無法忽略的情況下，例如層間絕緣膜的介電 常數高的情況，或難以形成厚膜的情況。
在上述實施例中，期望分別以幾乎相同的結構形成信號線104和 傳輸TFT102、以及偽信號線14和偽TFT 12。此外，因為電場和》茲 場的方向特性特別地充當線路噪聲的外在因素，所以期望在與圖10 所示相同的方向上布置各個元件的位置。 (第四實施例)
圖13是示出作為本發明第四實施例的放射線檢測設備的配置的 示意性電路圖。
如圖13所示，放射線檢測設備包括PIN型光電轉換元件101、 傳輸TFT 102、傳輸TFT 102的驅動線103、信號線104、以及PIN 型光電轉換元件101的偏置線105。此外，放射線檢測設備包括作 為偽轉換元件的偽PIN型光電轉換元件(偽光電轉換元件)11,其具 有與PIN型光電轉換元件101幾乎相同的結構；以及偽TFT 12，其 具有與傳輸TFT 102幾乎相同的結構。此外，放射線檢測設備還包括 偽信號線14,其具有與信號線104幾乎相同的結構；以及偽PIN型光 電轉換元件11的偏置線15，作為第二偏置線。PIN型光電轉換元件 101、傳輸TFT 102、偽PIN型光電轉換元件11、偽TFT 12、第一信 號線104、第二信號線14、驅動線103和偏置線105、 15形成在絕緣 襯底上，用于形成放射線檢測襯底30。
在此情況下，偽TFT 12的柵極電極電連接到驅動線103,于是 傳輸TFT 102和偽TFT 12同時操作。
放射線檢測設備還包括差分放大器21、緩沖放大器22和積分放 大器23。
此外，為了檢測暗輸出，偽光電轉換元件11被遮光，以免任何 光進入。因此，偽光電轉換元件ll形成為簡單電容(電容器器件)。如果偏置線15和105以能夠遮蔽入射光的金屬層(例如鋁)制成，則 可以通過使用與偏置線15和105相同的金屬層來布置偽光電轉換元件 11。因此，可以簡化偽光電轉換元件11的制造工藝。在放射線檢測設備中，放射線通過未示出的閃爍層轉換為可見 光，并且轉換后的光由光電轉換元件101進行光電轉換。通過操作傳輸TFT102,光電轉換元件101中累積的電荷通過信 號線104而輸出。輸出包括暗輸出，即偏移輸出。可以通過從輸出扣除包括相同像素中布置的偽信號線部分、偽光 電轉換元件11和偽TFT 12的輸出的偏移輸出來獲得適當信號。通過 在每一像素中布置光電轉換元件101和偽光電轉換元件11中的每一個 以及TFT 102和偽TFT 12中的每一個，即使在像素區域中生成溫度 分布，也可以獲得適當信號。圖14是本實施例的放射線檢測設備的像素的示意性平面圖。在 圖14中，標號與圖13中的標號相同。圖15是沿著圖14中線15-15取得的示意性截面圖。如圖15所示，傳輸TFT102包括柵極電極201、柵絕緣膜202、 半導體層203、源極電極和漏極電極204和保護膜205。此外，光電轉換元件101包括下電極206、半導體層207、透明 上電極208、偏置線209以及保護層210。另一方面，偽TFT12包括柵極電極301、半導體層303、源極電 極和漏極電極304、以及保護膜305。此外，偽光電轉換元件ll包括下電極306、半導體層307、以及 作為第二偏置線的偏置線309,偏置線309共享偽光電轉換元件11的 上電極的功能。傳輸TFT 102和偽TFT 12、以及光電轉換元件101和偽光電轉 換元件ll分別具有相同的層配置，并且分別以相同工藝而形成。換句 話說，TFT 102和12中的每一個以及光電轉換元件101和11中的每一個分別具有幾乎相同的電容。在本實施例中，偽信號線14、偽TFT12和偽光電轉換元件11、 以及信號線104、傳輸TFT 102和光電轉換元件101分別具有相同的 層配置和相同尺寸，但還可以縮小偽光電轉換元件11和/或偽TFT 12。 在此情況下，通過將來自偽信號線14的輸出乘以一個系數以執行扣 除，從而使得能夠進行縮小。從偽光電轉換元件(偽TFT) 11的電容 C2相對于光電轉換元件(TFT) 101的電容C1的比來獲得所述系數。Cl/C2 = (sO x sSl x Sl/Ll)/(sO x sS2 x S2/L2)其中，sO是真空的介電常數，sS是絕緣材料的介電常數，S是電 極面積；L是電極間距離。圖16是考慮開口率而縮小偽光電轉換元件11的情況的示意性電路圖。(第五實施例)圖17是作為本發明第五實施例的放射線檢測設備的像素的示意 性平面圖。本實施例是第四實施例的另一示例。因此，電路配置與第 三實施例的配置相同。圖18是沿著圖17中線18-18取得的示意性截面圖。如圖18所示，具有金屬-絕緣體半導體(MIS)型結構的偽光電 轉換元件ll包括連接到未示出的固定電位的下電極401。此外，偽光 電轉換元件11包括上電極402，其電連接到偽TFT 12。光電轉換元 件IOI被層疊為被布置在傳輸TFT 102、偽TFT 12和偽光電轉換元 件11之上，以通過光電轉換元件101與TFT 102和12以及偽光電轉 換元件11之間設置的層間絕緣層403來覆蓋它們。閃爍層(未示出) 將放射線轉換為可見光，閃爍層被布置在作為轉換元件的光電轉換元 件101上。本配置具有比TFT 102和光電轉換元件101 ,皮布置在平面 中的配置大的光接收部分的開口率。在本實施例中，偽信號線14和偽TFT 12分別具有與信號線104 以及傳輸TFT 102相同的層配置和相同的大小，與第三實施例相似。此外，偽光電轉換元件11和光電轉換元件101具有幾乎相同的電容。偽光電轉換元件ll被遮光，以免來自閃爍層的任何光進入偽光 電轉換元件11。相應地，偽光電轉換元件11形成為簡單電容(電容 器器件)。作為結果，可以從信號輸出有效地扣除暗輸出。 (第六實施例)圖19是示出作為本發明第六實施例的放射線檢測設備的配置的 示意性電路圖。如圖19所示，放射線檢測設備包括用于重置光電轉換元件101 的作為第三開關元件的重置TFT 601、重置偏置線602、重置電源603、 以及由與前面實施例相同標號表示的其它組件。PIN型光電轉換元件 101、傳輸TFT 102、偽PIN型光電轉換元件11、偽TFT 12、第一信 號線104、第二信號線14、驅動線103和重置TFT601以及重置偏置 線602形成在絕緣襯底上，用于形成放射線檢測襯底30。也是在本實施例中，偽信號線14和偽TFT 12分別具有與信號線 104以及傳輸TFT IOI相同的層配置和相同的大小，與第五實施例相 似。此外，偽光電轉換元件11和光電轉換元件101具有幾乎相同的 電容。此外，未示出的偏置線分別連接到偽光電轉換元件ll和光電轉 換元件101。作為結果，可以從信號輸出有效地扣除暗輸出。 根據上述實施例，各元件被布置為使得信號線104和偽信號線 14與柵極線的交叉部分的數量可以是相同的。通過如上所述使得交叉 部分的數量相同，當TFT的數量大時，可以獲得適當信號。雖然已經在本說明書中描述了組合將X射線等轉換為可見光的 閃爍器與PIN型光電轉換元件101的間接FPD,但也可以使用采用 MIS型光電轉換元件的間接FPD。另外，也可以使用采用將X射線等 直接轉換為電荷的直接轉換元件(例如a-Se)的直接FPD。此外，本 發明對可見光檢測設備發揮相同的效果。使用a-Si和多晶Si的TFT 配置通過它們對于本發明的應用而帶來相同的效果。圖21是示出根據本發明實施例的放射線檢測設備的結構的透視 圖。在放射線檢測襯底30的頂部，閃爍器45被布置用于將X射線轉 換為光(例如可見光)。在其周圍，布置柵極驅動器電路單元42 (操 作為驅動器)和信號處理電路41。公共電極驅動器電路單元在附圖中 未示出，但被布置在信號處理電路41側。在使用將放射線轉換為光(例 如可見光)的直接轉換型元件作為轉換元件的情況下，閃爍器45將不 是必要的。42表示被設置為柵極驅動器電路的一部分的IC。 44表示 被設置為信號處理電路的一部分的IC。 IC 44可以包括操作為差分單 元的差分放大器21、緩沖放大器22、積分放大器23和其它外圍電路。 46表示柔性村底。對于將用于將X射線轉換為光(例如可見光)的閃爍器45布置 在i文射線檢測襯底30的頂部，如圖22所示，閃爍層54可以通過氣相 沉積而直接形成在放射線檢測襯底30上。如圖22所示，在用于保護放射線檢測襯底30的硅氮化物(silicon nitride)的第一保護層50上，可以布置有機樹脂層的第二保護層51。 第二保護層51并非不可缺少，可以省略。在第一保護層50(或第二 保護層51)上，形成閃爍層54。閃爍層54可以通過氣相沉積工藝等 而直接形成在放射線檢測襯底30上。在閃爍層54上，提供防潮保護 層52和反射層53。防潮保護層52防止潮濕滲透進入閃爍層54。并且， 反射層53將來自閃爍層54的光反射到放射線檢測襯底30側。作為在放射線檢測襯底30上布置用于將X射線轉換為光(例如 可見光)的閃爍器45的其它結構，可以使用其中圖23所示的閃爍板 和放射線檢測襯底30通過粘接劑而接合的結構。如圖23所示，閃爍 板包括透射X射線的例如非晶碳的材料的基板60、反射光的無機膜 61、閃爍層62以及有機膜的防潮保護膜63。 (第七實施例)圖20是示出根據本發明的適當實施例的放射線檢測設備應用于 作為放射性診斷系統的放射線成像系統的情況的應用示例的視圖。根 據本實施例，放射線是X射線、Y射線、或粒子射線(例如a射線、13射線等)。由作為放射線源的放射線管1001生成的放射線1002透射對象 (病患等)1003的身體的一部分1004 (例如胸部)，并且進入在其上 部安裝有閃爍器的放射線檢測設備1100。作為放射線檢測設備1100， 可以使用上述實施例中描述的放射線檢測設備。入射放射線1002包括對象1003的內部的信息。在放射線檢測設 備1100中，閃爍器與放射線1002的入射對應地發射光，并且電信息 是通過對所發射的光進行光電轉換而獲得的。此外，在放射線檢測設備1100中，放射線1002可以直接轉換為 電荷，以獲得電信息。所述信息被轉換為數字信息，并且經受作為信 號處理單元的圖像處理器1005的圖像處理，以顯示在控制室中作為顯 示單元的顯示器1006上。此外，可以由傳輸單元1007 (例如無線電路或有線電路(例如電 話線路))將所述信息傳遞到遠程地點。由此，在另一地點，所述信息可以顯示在作為顯示單元的顯示器 1008上，或者可以通過作為存儲單元(所述單元被安裝在醫生室等中) 的膠片處理器1009被保存在記錄介質(例如光盤)中。因此，醫生也可以在遠程地點執行診斷。此外，膠片處理器1009可以連接到作為打印單元的激光打印機， 并且由傳輸單元1007所傳遞的信息可以被記錄在記錄介質(例如膠 片)上。由于在不脫離本發明精神和范圍的情況下，可以產生本發明的許 多明顯廣泛不同的實施例，因此應理解，除了如權利要求中所限定的 那樣之外，本發明不限于其特定實施例。雖然已經參照示例性實施例描述了本發明，但應理解，本發明不 限于所公開的示例性實施例。所附權利要求的范圍與最寬泛的解釋一 致，從而包括所有這樣的修改和等同結構及功能。工業應用性本發明可以用在醫療診斷成像設備、無損檢查系統以及使用放射 線的分析器中。本申請要求于2007年7月19日提交的日本專利申請 No.2007-188206以及于2008年7月1日提交的日本專利申請 No.2008-172621的權益，它們在此全部引入作為參考。
權利要求
1.一種放射線檢測設備，包括多個像素，每一像素具有用于將入射放射線轉換為電信號的轉換元件、連接到所述轉換元件的第一開關元件以及未連接到所述轉換元件的第二開關元件；第一信號線；第二信號線；以及驅動配線，其中，所述第一開關元件具有電連接到所述第一信號線的第一主電極、電連接到所述轉換元件的第二主電極以及電連接到所述驅動配線的柵極電極，所述第二開關元件具有電連接到所述第二信號線的第一主電極以及電連接到與所述第一開關元件共用的所述驅動配線的柵極電極，以及差分裝置，用于輸出與來自第一開關元件和第二開關元件的輸出之間的差對應的信號。
2. 根據權利要求1的放射線檢測設備，其中， 所述轉換元件被布置為覆蓋所述第一開關元件和第二開關元件。
3. 根據權利要求1的放射線檢測設備，還包括 基準電壓配線，其中，所述第二開關元件具有電連接到所述基準電壓配線的第二主電極。
4. 根據權利要求1的放射線檢測設備，其中， 每一像素還包括偽轉換元件，并且所述第二開關元件具有電連接到所述偽轉換元件的第二主電極。
5. 根據權利要求4的放射線檢測設備，其中， 所述偽轉換元件被遮光，以用于檢測暗輸出。
6. 根據權利要求1的放射線檢測設備，還包括 第三開關元件，用于重置所述轉換元件，其中，所述第三開關元件被電連接到所述轉換元件。
7. 根據權利要求1的放射線檢測設備，其中， 所述放射線是光，所述轉換元件是用于將入射光轉換為電信號的光電轉換元件，以及在所述光電轉換元件上布置閃爍器。
8. 根據權利要求1的放射線檢測設備，還包括差分單元，用于在從所述第一信號線輸出的信號與從所述第二信 號線輸出的信號之間進行差分，其中，所述差分單元電連接到放射線 檢測襯底。
9. 一種放射線檢測襯底，包括多個像素，每一像素具有用于將入射放射線轉換為電信號的轉換 元件、連接到所述轉換元件的第 一開關元件以及未連接到所述轉換元 件的第二開關元件；驅動配線，其被電連接到在一個方向上布置的多個像素的像素行 中的每一像素的第一開關元件和第二開關元件的控制電極；第一信號線，其被電連接到在另一方向上布置的多個像素的像素列中的每一像素的第一開關元件的第一主電極；以及第二信號線，其被電連接到在所述像素列中的每一像素的第二開關元件的第一主電極，其中，所述第一開關元件具有電連接到所述轉換元件的第二主電極， 所述第二開關元件具有電連接到所述第二信號線的第一主電極以及電連接到與所述第一開關元件共用的所述驅動配線的柵極電極， 以及當所述像素行的所述第一開關元件和第二開關元件處于接通狀 態時，所述電信號被輸出到所述像素列的第一信號線，并且噪聲信號 被輸出到所述像素列的第二信號線。
10. —種放射線檢測設備，包括 根據權利要求9的放射線檢測襯底；以及差分單元，用于在從所述第一信號線輸出的電信號與從所述第二 信號線輸出的噪聲之間進行差分，其中，所述差分單元電連接到所述 放射線檢測村底。
11. 一種放射線成像系統，包括根據權利要求1至6中的任意一項的放射線檢測設備；以及 信號處理單元，用于處理來自所述放射線檢測設備的信號。
全文摘要
一種放射線檢測設備，能夠獲得包括減少的噪聲的良好圖像，所述放射線檢測設備包括多個像素，每一像素具有用于將入射放射線轉換為電信號的光電轉換元件以及連接到所述光電轉換元件的第一開關元件和未連接到所述轉換元件的第二開關元件；第一信號線；第二信號線；以及驅動線，其中，所述第一開關元件具有電連接到所述第一信號線的第一主電極、電連接到所述光電轉換元件的第二主電極、以及電連接到所述驅動線的柵極電極，所述第二開關元件具有連接到所述第二信號線的第一主電極以及電連接到與所述第一開關元件共用的驅動配線的柵極電極；以及用于輸出與來自所述第一開關元件和第二開關元件的輸出之間的差對應的信號的差分裝置。
文檔編號H04N5/335GK101682687SQ20088002061
公開日2010年3月24日 申請日期2008年7月18日 優先權日2007年7月19日
發明者望月千織, 渡邊實, 石井孝昌 申請人:佳能株式會社