Устройство обнаружения излучения, устройство формирования изображения излучения и система формирования изображения излучения

Устройство обнаружения излучения, устройство формирования изображения излучения и система формирования изображения излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству обнаружения излучения, включающему в себя преобразовательный элемент, преобразующий излучение или свет в носители электрического тока, и тонкопленочный транзистор (ТПТ), являющийся переключающим элементом в пикселе.

Устройство обнаружения излучения используют главным образом соответственно в качестве устройства обнаружения излучения, обнаруживающего излучение, и используют в качестве медицинского диагностического устройства, устройства для неразрушающего контроля, устройства анализа с использованием излучения и т.п. Вследствие этого в настоящем описании предполагается, что видимый свет или аналогичный, без ограничения альфа-лучам, бета-лучам, гамма-лучам и т.п., которые представляют собой пучки, создаваемые частицами (включая фотоны), испускаемыми при радиоактивном распаде, а также пучки, имеющие энергию, выраженную такой же степенью интенсивности, как пучки частиц, создающих, например, рентгеновское излучение, корпускулярное излучение, космическое излучение и т.п., включены в понятие «излучение».

Уровень техники

В последнее время быстро происходит увеличение размеров матричных панелей на тонкопленочных транзисторах, которые формируют на изолирующих подложках, и повышение скорости возбуждения матричных панелей на тонкопленочных транзисторах. Технологии изготовления жидкокристаллических панелей используют для двумерного датчика (например, устройства обнаружения излучения), включающего в себя полупроводниковые преобразовательные элементы, каждый из которых преобразует излучение, такое как рентгеновское излучение, в электрический сигнал. Как таковой полупроводниковый преобразовательный элемент представляет собой, например, полупроводниковый преобразовательный элемент, имеющий преобразующий длину волны слой (например, люминофорный слой), осуществляющий преобразование длины волны излучения, такого как рентгеновское излучение, в свет, такой как видимый свет, на поверхности полупроводникового преобразовательного элемента, и выполняющий фотоэлектрическое преобразование света, полупроводниковый преобразовательный элемент с использованием полупроводникового преобразующего материала, осуществляющего непосредственное преобразование излучения в электрический сигнал, и т.п.

На подложке, на которой в виде двумерной структуры расположены такие полупроводниковые преобразовательные элементы и тонкопленочные транзисторы для считывания электрических сигналов с полупроводниковых преобразовательных элементов, для считывания дозы облучения излучением осуществляется обнаружение дозы облучения излучением каждого пиксела или количества света, преобразованного из излучения. Хотя можно получить очень чувствительное устройство обнаружения излучения путем обнаружения дополнительных доз, но при этом необходимо размещать полупроводниковые преобразовательные элементы, эффективно используя все пространство при сохранении характеристик тонкопленочных транзисторов.

Поэтому в предшествующем уровне техники было предложено после образования матрицы тонкопленочных транзисторов наслаивать полупроводниковые преобразовательные элементы на матрицу тонкопленочных транзисторов для предотвращения ухудшения апертурных показателей тонкопленочных транзисторов и для повышения чувствительности. Например, в выложенной патентной заявке Японии №2004-15002 описаны полупроводниковые преобразовательные элементы, расположенные поверх тонкопленочных транзисторов.

Выравнивающий слой формируют на электроде истока и электроде стока тонкопленочного транзистора, а полупроводниковый преобразовательный элемент формируют поверх выравнивающего слоя. Выравнивающий слой обеспечивает уменьшение емкостной связи между тонкопленочным транзистором и полупроводниковым преобразовательным элементом, и, следовательно, становится возможным формирование полупроводникового преобразовательного элемента на тонкопленочном транзисторе и каждой разводке. Благодаря принятию такой конфигурации апертурный показатель полупроводникового преобразовательного элемента возрастает.

Раскрытие изобретения

Однако поскольку радиографию осуществляют в области, в которой доза облучения излучением является очень малой, например, с помощью радиографического датчика движущихся изображений устройства обнаружения излучения, то необходимо точно считывать очень небольшой сигнал с полупроводникового преобразовательного элемента. В таком случае необходимо, помимо всего прочего, повышать отношение сигнала к шуму устройства обнаружения излучения. Это может быть сделано путем использования, например, выравнивающего слоя и путем размещения полупроводникового преобразовательного элемента на выравнивающем слое для повышения апертурного показателя полупроводникового преобразовательного элемента и для повышения чувствительности полупроводникового преобразовательного элемента. Поэтому, помимо всего прочего, необходимо снижать шумы для повышения отношения сигнала к шуму. Ради этого необходимо уменьшать емкости сигнальной разводки и затворной разводки.

Настоящее изобретение направлено на повышение чувствительности и снижение шумов путем уменьшения паразитной емкости между сигнальной разводкой и затворной разводкой в двумерным образом расположенных пикселах устройства обнаружения излучения, каждый из которых состоит из связанных преобразовательного элемента, преобразующего излучение, исключая свет, или свет в носители электрического тока, и переключающего элемента. Кроме того, целью настоящего изобретения является повышение чувствительности и снижение шумов путем уменьшения паразитной емкости между преобразовательным элементом и разводкой. Кроме того, настоящим изобретением предоставляется устройство преобразования с высоким отношением сигнала к шуму, способное регистрировать качественное изображение, даже если уровень падающего излучения или падающего света является небольшим, в случае осуществления возбуждения с высокой скоростью при высокоскоростной радиографии или наличия движущегося изображения.

Для решения упомянутых выше задач устройство обнаружения излучения согласно настоящему изобретению включает в себя: пикселы, включающие в себя переключающие элементы, расположенные на изолирующей подложке, и преобразовательные элементы, расположенные над переключающими элементами, для преобразования излучения в носители электрического тока, при этом переключающие элементы и преобразовательные элементы соединены друг с другом, пикселы расположены двумерным образом на изолирующей подложке с образованием матрицы; затворную разводку, обычно соединенную с каждым из переключающих элементов, расположенных по направлению строк на изолирующей подложке; сигнальную разводку, обычно соединенную с каждым из переключающих элементов, расположенных по направлению столбцов; и множество изолирующих пленок, расположенных между переключающими элементами и преобразовательными элементами, при этом по меньшей мере одна из затворной разводки и сигнальной разводки расположена так, что находится между множеством изолирующих пленок.

Согласно настоящему изобретению одна из сигнальной разводки и затворной разводки расположена между двумя изолирующими слоями, в результате чего обеспечивается устройство обнаружения излучения с пониженной емкостью разводки, компактной компоновкой и малыми шумами. Поэтому даже в случае большого числа сигнальных разводок и затворных разводок, которые возбуждаются одновременно, большое число сигналов может быть считано одновременно. В результате во время обработки движущегося с большой скоростью изображения, даже в случае небольшой дозы падающего излучения, например, при ограничении на дозу излучения, при индикации может быть получена точная информация об изображении.

Кроме того, в настоящем описании преобразовательный элемент, преобразующий излучение в носители электрического тока, означает элемент, принимающий свет, такой как видимый свет, инфракрасный свет и т.п., и излучение, такое как рентгеновское излучение, альфа-лучи, бета-лучи, гамма-лучи и т.п., для преобразования получаемого света и получаемого излучения в носители электрического тока. Преобразовательный элемент включает в себя фотоэлектрический преобразовательный элемент, преобразующий свет, такой как видимый свет, инфракрасный свет и т.п., в носители электрического тока, и элемент, выполненный из аморфного селена или аналогичного материала, в качестве полупроводникового слоя для непосредственного преобразования излучения, такого как рентгеновское излучение и аналогичное, в носители электрического тока.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидными из нижеследующего описания, выполненного в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые или подобные детали на всех фигурах.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые включены в состав заявки и образуют часть ее, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и совместно с описанием служат для пояснения принципов изобретения.

На чертежах:

фиг.1 - вид сверху, иллюстрирующий пикселы устройства обнаружения излучения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - сечение, полученное по линии 2-2 на фиг.1;

фиг.3 - упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - вид сверху пикселов устройства обнаружения излучения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - сечение, полученное по линии 5-5 на фиг.4;

фиг.6 - упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения настоящего изобретения, показанного на фиг.4 и 5;

фиг.7 - еще один вид сверху, иллюстрирующий пикселы устройства обнаружения излучения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, причем этот вид отличается от вида, показанного на фиг.4;

фиг.8 - сечение, полученное вдоль линии 8-8 на фиг.7;

фиг.9 - дополнительный вид сверху, иллюстрирующий пикселы устройства обнаружения излучения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, причем этот вид отличается от вида, показанного на фиг.4 и 7;

фиг.10 - упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения, показанного на фиг.9;

фиг.11 - вид сверху пикселов устройства обнаружения излучения согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.12 - сечение, полученное по линии 12-12 на фиг.11;

фиг.13 - упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.14 - сечение пиксела устройства обнаружения излучения согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, полученное по линии, соответствующей линии 2-2, показанной на фиг.1;

фиг.15 - сечение, иллюстрирующее пограничную часть области, где первая и вторая изолирующие пленки, показанные на фиг.14, расположены, и области, где они не расположены;

фиг.16 - вид сверху пикселов устройства обнаружения излучения согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.17 - сечение, полученное по линии 17-17 на фиг.16;

фиг.18 - упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.19 - концептуальная схема, иллюстрирующая взаимосвязь между пикселной областью на подложке и периферийными схемами устройства изображения излучения согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.20 - еще одна упрощенная эквивалентная схема соединений устройства обнаружения излучения согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения, и эта схема отличается от схемы, показанной на фиг.13;

фиг.21 - вид сверху пикселов устройства обнаружения излучения согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.22 - сечение, полученное по линии 22-22 на фиг.16;

фигуры 23А и 23В - схематические виды конфигураций, иллюстрирующие пример монтажа в корпусе устройства формирования изображения излучения (рентгеновского) согласно настоящему изобретению, при этом на фиг.23А представлен вид сверху, на фиг.23В представлено сечение;

фиг.24 - вид, иллюстрирующий пример применения устройства формирования изображения излучения согласно настоящему изобретению в системе формирования изображения излучения;

фиг.25 - вид сверху, иллюстрирующий пикселы устройства обнаружения излучения согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.26 - сечение, полученное по линии 26-26 на фиг.25.

Осуществление изобретения

Ниже со ссылками на приложенные чертежи будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Хотя нижеследующие варианты осуществления будут описаны применительно к случаям построения устройства обнаружения излучения, но устройство обнаружения излучения настоящего изобретения не ограничено устройством обнаружения излучения, преобразующим излучение, такое как рентгеновское излучение, альфа-лучи, гамма-лучи и т.п., в носители электрического тока, а также может быть использовано в качестве фотоэлектрического преобразовательного устройства, преобразующего свет, такой как видимый свет, инфракрасный свет и т.п., в электрический сигнал. Кроме того, устройство формирования изображения излучения представляет собой устройство, включающее в себя подложку чувствительных элементов и периферийные схемы, которые могут восприниматься как устройство обнаружения излучения.

(Первый вариант осуществления)

Сначала описывается первый вариант осуществления настоящего изобретения.

На фиг. с 1 по 3 представлены соответственно вид сверху, сечение пикселов устройства обнаружения излучения и упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что множество изолирующих пленок располагают между переключающими элементами и преобразовательными элементами, и в том, что по меньшей мере одну из затворной разводки и сигнальной разводки располагают в области, находящейся между изолирующими пленками. Более того, это касается всех вариантов осуществления.

На фиг.1 представлен вид сверху пикселов устройства обнаружения излучения согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 представлен схематический вид сверху, иллюстрирующий пикселную часть, состоящую из двух строк и двух столбцов эффективной пикселной области, где пикселы, в каждом из которых имеется связь преобразовательного элемента, преобразующего излучение в электрический сигнал (носители электрического тока), с переключающим элементом, расположены на изолирующей подложке с образованием матрицы.

Преобразовательный элемент согласно настоящему варианту осуществления представляет собой полупроводниковый преобразовательный элемент, выполненный, например, из гидрогенизированного аморфного кремния, который преобразует свет, такой как видимый свет, инфракрасный свет и т.п., и излучение, такое как рентгеновское излучение, гамма-лучи и т.п., в носители электрического тока. Например, когда фотоэлектрический преобразовательный элемент, который преобразует свет, такой как видимый свет и т.п., в электрический сигнал, но непосредственно не преобразует никаких излучений, таких как рентгеновское излучение и т.п., используют в качестве полупроводникового преобразовательного элемента, то на фотоэлектрическом преобразовательном элементе располагают люминофорный слой в качестве преобразующего длину волны слоя (сцинтиллятора), осуществляющего преобразование излучения в свет, такой как видимый свет, который может быть преобразован фотоэлектрическим способом.

На фиг.1 тонкопленочный транзистор, который представляет собой переключающий элемент, имеет три электрода, один электрод 123 (электрод истока), другой электрод 124 (электрод стока) и электрод 136 затвора. Сигнальная разводка 121, соединенная с блоком схем обработки сигналов, осуществляющим процесс считывания накопленных носителей электрического тока, соединена с электродом 123 истока тонкопленочного транзистора. Кроме того, затворная разводка 122, соединенная с блоком схем возбудителей затворов, осуществляющим управление включением или выключением тонкопленочного транзистора, соединена с электродом 136 затвора тонкопленочного транзистора. Канальный участок 125 тонкопленочного транзистора находится между электродом 123 истока и электродом 124 стока, и прохождением или прекращением движения носителей электрического тока через канальный участок 125 можно управлять путем регулирования напряжения электрода 136 затвора.

Затворная разводка 122 обычно соединена с тонкопленочными транзисторами множества пикселов, расположенных по направлению строк, а сигнальная разводка 121 обычно соединена с тонкопленочными транзисторами множества пикселов, расположенных по направлению столбцов.

В данном случае «направление строк» и «направление столбцов» представляют собой выражения, относящиеся к размещению множества пикселов с образованием двумерной матрицы, и с этой точки зрения строка и столбец могут быть взаимно заменены. А именно направление затворной разводки 122 может рассматриваться как направление столбцов, а направление сигнальной разводки может рассматриваться как направление строк.

Полупроводниковый преобразовательный элемент состоит из нижнего электрода 126, светоприемной области 128, области разводки 127 смещения и расположен на верхней поверхности тонкопленочного транзистора. Нижний электрод 126 соединен с электродом 124 стока через сквозное отверстие.

Сигнальная разводка 121 расположена под нижним электродом 126 и соединена с электродом 123 истока, расположенным на дополнительной нижней части по отношению к сигнальной разводке 121, через сквозное отверстие. Однако нет необходимости в том, чтобы нижний электрод 126 полупроводникового преобразовательного элемента и сигнальная разводка 121 двумерным образом перекрывали друг друга, как показано на фиг.1, и если возникнет необходимость, они могут быть расположены без перекрытия друг друга. Сигнальная разводка 121 расположена так, что находится между изолирующей пленкой, расположенной под нижним электродом 126, и изолирующей пленкой, покрывающей участок тонкопленочного транзистора, состоящий из электрода истока, электрода стока и т.п.

На фиг.2 представлено сечение, полученное по линии 2-2 на фиг.2. В верхней части его показан полупроводниковый преобразовательный элемент, а в нижней части его показан тонкопленочный транзистор. На фиг.2 показан пример расположения разводки в области, находящейся для уменьшения емкости сигнальной разводки между первой изолирующей пленкой и второй изолирующей пленкой над электродом истока или электродом стока.

Полупроводниковый преобразовательный элемент в верхней части представляет собой полупроводниковый преобразовательный элемент со структурой металл-диэлектрик-полупроводник, состоящий из четвертого слоя 108 металлизации, изолирующей пленки 110 полупроводникового преобразовательного элемента, второго полупроводникового слоя 111 с высоким сопротивлением, второго примесного полупроводникового слоя 112, который является омическим контактным слоем, и прозрачного электродного слоя 113. Полупроводниковый преобразовательный элемент может осуществлять фотоэлектрическое преобразование света, такого как видимый свет и т.п.. Тонкопленочный транзистор в нижней части состоит из следующих компонентов: первого слоя 101 металлизации, расположенного на изолирующей подложке, изолирующей пленки 102 затвора, расположенной поверх первого слоя 101 металлизации, первого полупроводникового слоя 103 с высоким сопротивлением, расположенного поверх изолирующей пленки 102 затвора, первых примесных полупроводниковых слоев 104, расположенных поверх первого полупроводникового слоя 103 с высоким сопротивлением, и вторых слоев 105 металлизации, расположенных поверх первых примесных полупроводниковых слоев. Первая изолирующая пленка 106 и вторая изолирующая пленка 109 расположены между участком тонкопленочного транзистора и полупроводниковым преобразовательным элементом, а третьи слои 107 металлизации расположены поверх вторых слоев 105 металлизации. Люминофорный слой 116 расположен поверх защитного слоя 117.

Прозрачный электродный слой 113, выполненный, например, из оксида индия и олова или аналогичного материала, расположен поверх второго примесного полупроводникового слоя 112. Когда второй примесный полупроводниковый слой 112 имеет низкое сопротивление, то второй примесный полупроводниковый слой 112 может быть также использован в качестве электродного слоя, и прозрачный электродный слой 113 не является необходимым. Пятые слои 114 металлизации являются разводкой смещения, предназначенной для приложения напряжения к прозрачному электродному слою 113 и соединенной с общим возбудителем электродов, расположенным вне подложки. Вследствие этого, хотя пятые слои 114 металлизации расположены поверх прозрачного электродного слоя 113, касаясь электрода 113, пятые слои 114 металлизации могут быть расположены так, что будут покрываться прозрачным электродным слоем 113. Кроме того, разводка смещения может быть расположена в пикселе где угодно. Однако в случае полупроводникового преобразовательного элемента, преобразующего излучение в видимый свет с целью преобразования видимого света в носители электрического тока вторым полупроводниковым слоем 111 с высоким сопротивлением, свет может приниматься всей поверхностью области, в которой носители электрического тока легко собираются при нахождении разводки смещения в области, где не расположен четвертый слой 108 металлизации, который является нижним электродом полупроводникового преобразовательного элемента. Вследствие этого полупроводниковый преобразовательный элемент является еще более предпочтительным.

Сигнальная разводка 121, показанная на фиг.1, образована из третьего слоя 107 металлизации, показанного на фиг.2, и расположена в области, находящейся между первой изолирующей пленкой 106 и второй изолирующей пленкой 109. Вследствие этого, когда, например, пленку, имеющую толщину тонкой пленки и высокую относительную диэлектрическую постоянную, используют в качестве первой изолирующей пленки 106 или второй изолирующей пленки 109, то пленка образует большую емкость с нижним электродом полупроводникового преобразовательного элемента, выполненного из четвертого слоя металлизации, расположенного в верхней части. Кроме того, пленка образует большую емкость с затворной разводкой (непоказанной), соединенной с электродом затвора, выполненным из первого слоя 101 металлизации, на участке пересечения с затворной разводкой. Поэтому предпочтительно, чтобы первую изолирующую пленку 106 и вторую изолирующую пленку 109 можно было формировать имеющими большую толщину и низкую диэлектрическую постоянную. В настоящем варианте осуществления использована изолирующая пленка, выполненная из органического материала, имеющего низкую относительную диэлектрическую постоянную. В качестве органического материала является предпочтительным такой материал, как полиимидная смола, акриловая смола или аналогичные, который имеет хорошую характеристику теплового сопротивления. Кроме того, является предпочтительным материал, имеющий относительную диэлектрическую постоянную в пределах диапазона от около 2,5 до около 4. Предпочтительно, чтобы толщина слоя для изолирующей пленки, выполненной из органического материала, была 1 мкм или больше даже в области, где толщина пленки является небольшой. Однако, например, в качестве толстых пленок могут быть образованы пленка оксида кремния, имеющая относительную диэлектрическую постоянную в пределах диапазона от около 3,5 до около 4,5, и пленка нитрида кремния, которая имеет относительную диэлектрическую постоянную в пределах диапазона от около 5,5 до около 7,5 и хорошую изоляционную способность, причем эти пленки имеют сравнительно низкие относительные диэлектрические постоянные среди неорганических материалов. Тем самым становится возможным уменьшение емкости затворной разводки, пересекающейся с сигнальной разводкой, и емкости полупроводникового преобразовательного элемента, расположенного в верхней части, и сигнальной разводки.

В то же время, поскольку изолирующая пленка, имеющая толщину 1 мкм или больше и выполненная, например, из органического материала, упомянутого выше, расположена на участке пересечения сигнальной разводки и затворной разводки, емкость может быть значительно снижена. Кроме того, имеется сигнальная разводка 121, которая расположена в области, находящейся между первой изолирующей пленкой 106 и второй изолирующей пленкой 109. Даже при условии, что имеется затворная разводка 122, показанная на фиг.1, емкость, образованная затворной разводкой 122 и сигнальной разводкой 121, может быть уменьшена, и также может быть уменьшена емкость относительно полупроводникового преобразовательного элемента. В случае, когда затворная разводка 122 расположена, как и третий слой 107 металлизации, в области, находящейся между первой изолирующей пленкой 106 и второй изолирующей пленкой 109, то затворная разводка 122 образована из первого слоя 101 металлизации, проходящего через сквозное отверстие. Но в то же время сигнальная разводка 121 образована из того же самого слоя металлизации, что и электрод истока и электрод стока тонкопленочного транзистора.

В случае использования изолирующей пленки, выполненной из органического материала, изолирующая пленка может быть легко образована в случае использования, например, фоточувствительной полиимидной смолы или фоточувствительной акриловой смолы и применения технологических операций (1) формирования изолирующей пленки из органического материала, (2) экспонирования, (3) проявления и удаления и (4) отжига. Кроме того, для верхней части может быть использован способ структурирования путем использования фотолитографического метода с использованием фоточувствительного резиста и осуществления удаления его, например, сухим травлением.

Кроме того, хотя полупроводниковый преобразовательный элемент в верхней части описан как полупроводниковый преобразовательный элемент со структурой металл-диэлектрик-полупроводник, показанный на фиг.2, может быть использован полупроводниковый преобразовательный элемент p-i-n-типа, состоящий из полупроводникового слоя n-типа, второго полупроводникового слоя с высоким сопротивлением и полупроводникового слоя p-типа. В то же время в случае полупроводникового преобразовательного элемента p-i-n-типа, когда сопротивления полупроводникового слоя p-типа и полупроводникового слоя n-типа небольшие, аналогичным образом полупроводниковый слой p-типа и полупроводниковый слой n-типа также можно использовать в качестве электродных слоев. Кроме того, в качестве полупроводникового преобразовательного элемента могут быть использованы аморфный селен, теллурид кадмия и т.п., которые осуществляют непосредственное преобразование излучения и которые непосредственно преобразуют излучение в носители электрического тока.

На фиг.3 представлена упрощенная эквивалентная схема соединений устройства формирования изображения излучения, показанного на фиг.1 и 2.

Устройство формирования изображения излучения является примером устройства формирования изображения излучения, состоящего из пикселов, расположенных с образованием матрицы, подложки, включающей в себя затворную разводку или сигнальную разводку, при этом каждая включает в себя ряд шин, соответствующих строкам и столбцам соответственно, блок схем обработки сигналов, блок схем возбудителей затворов и блок схем общего возбудителя электродов, каждый из которых расположен вблизи подложки. Каждый пиксел образован парой из полупроводникового преобразовательного элемента и тонкопленочного транзистора.

На подложке 160 с образованием матрицы расположены пикселы, в каждом из которых участок 152 тонкопленочного транзистора и участок 153 полупроводникового преобразовательного элемента связаны друг с другом. Затворная разводка 154 и сигнальная разводка 155 соединены с участком 152 тонкопленочных транзисторов, а разводка 157 смещения от блока 156 схем общего возбудителя электродов соединена с участком 153 полупроводниковых преобразовательных элементов.

Сигнальная разводка 155 соединена с S1-S6 блока 150 схем обработки сигналов, расположенного вне подложки 160, а изображение формируется путем считывания носителей электрического тока, образуемых на участке 153 полупроводниковых преобразовательных элементов, с помощью блока 152 тонкопленочных транзисторов. Затворная разводка 154 соединена с блоком 151 схем возбудителей затвором, расположенным аналогичным образом вне подложки 160, а напряжения на электродах затворов регулируются с помощью G1-G6 для осуществления управления включением/выключением блоков 152 тонкопленочных транзисторов. Блок 156 схем общего возбудителя электродов регулирует напряжения, подаваемые на полупроводниковые преобразовательные элементы, и, в частности, обеспечивает напряжения на полупроводниковых слоях с высоким сопротивлением в полупроводниковых преобразовательных элементах. В то же время, например, можно выбирать смещение для осуществления обеднения носителями и смещение для осуществления накопления носителей и регулировать величину подаваемых напряжений, чтобы регулировать напряженность электрического поля. В частности, в случае использования полупроводникового преобразовательного элемента со структурой металл-диэлектрик-полупроводник необходимо регулировать напряжение для выведения дырок или электронов на границе раздела изолирующей пленки и полупроводникового слоя с высоким сопротивлением после считывания носителей электрического тока, и регулирование напряжения осуществляется посредством блока 156 схем общего возбудителя электродов.

Хотя на фиг.3 каждая шина разводки 157 смещения расположена в центре каждого из блоков 153 полупроводниковых преобразовательных элементов, можно считать, что на самом деле шины находятся в областях, где не располагаются четвертые слои 108 металлизации, которые являются нижними электродами полупроводниковых преобразовательных элементов.

Два блока 150 схем обработки сигналов и два блока 151 схем возбудителей затворов могут быть расположены на верхней и нижней сторонах и на левой и правой сторонах соответственно. В случае расположения блоков 150 схем обработки сигналов на верхней и нижней сторонах сигнальная разводка 121 может быть разделена в центре на две части, например, для регулирования сигналов верхней половины посредством блоков схем обработки сигналов на верхней стороне и для регулирования сигналов нижней половины посредством блоков схем обработки сигналов на нижней стороне. В случае, когда блоки 151 схем возбудителей затворов расположены на правой и левой сторонах, затворная разводка 122 может быть разделена в центре на две части или затворная разводка 122 может быть присоединена на левой стороне.

(Второй вариант осуществления)

Описывается второй вариант осуществления настоящего изобретения.

На фиг. с 4 по 10 представлены виды сверху и сечения устройства обнаружения излучения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения и упрощенные эквивалентные схемы соединений устройства обнаружения излучения.

Сущность настоящего варианта осуществления заключается в том, что множество шин сигнальной разводки подводят ко множеству пикселов одного столбца, и в том, что множество пикселов одного столбца распределяют к каждой шине сигнальной разводки для того, чтобы каждая шина сигнальной разводки была соединена с тонкопленочными транзисторами распределенных пикселов.

На фиг.4 представлен вид сверху пикселов устройства обнаружения излучения согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 представлен схематический вид сверху, иллюстрирующий пикселную часть, состоящую из двух строк и двух столбцов в эффективной пикселной области, где пикселы, в каждом из которых связаны преобразовательный элемент, преобразующий излучение в электрический сигнал, и переключающий элемент, расположены на изолирующей подложке с образованием матрицы. Размещены четыре шины сигнальной разводки. Пикселы одного столбца распределены по два по порядку и соответствуют шинам сигнальной разводки двух систем.

Полупроводниковые преобразовательные элементы согласно настоящему варианту осуществления также являются полупроводниковыми преобразовательными элементами, преобразующими излучение в электрические сигналы. В случае использования фотоэлектрических преобразовательных элементов, преобразующих свет, такой как видимый свет, в электрические сигналы, люминофорный слой расположен поверх фотоэлектрических преобразовательных элементов.

Описываются тонкопленочные транзисторы, которые являются переключающими элементами. Каждый из одной группы их представляет собой тонкопленочный транзистор, который состоит из трех электродов, первого электрода 131 истока, первого электрода 132 стока и первого электрода 138 затвора, которые расположены на изолирующей подложке. Каждый из другой группы их представляет собой тонкопленочный транзистор, который состоит из трех электродов, второго электрода 133 истока, второго электрода 134 стока и второго электрода 139 затвора. Тонкопленочные транзисторы подразделены на эти две системы тонкопленочных транзисторов. Пикселы каждого столбца распределены в две группы по порядку, и две шины сигнальной разводки, соединенные с блоком 150 схем обработки сигналов, осуществляющим процесс считывания накопленных носителей электрического тока, расположены в каждом столбце. А именно шины сигнальной разводки подразделены на первую сигнальную разводку 129, соединенную с первым электродом 131 истока, и вторую сигнальную разводку 130, соединенную со вторым электродом 133 истока. Кроме того, блок 151 схем возбуждения затворов, который управляет включением или выключением тонкопленочных транзисторов, соединен с первой затворной разводкой 140, соединенной с первым электродом 138 затвора, и со второй затворной разводкой 141, соединенной со вторым электродом 139 затвора. Канальный участок 125 тонкопленочного транзистора имеется между каждым электродом истока и каждым электродом стока, и можно управлять прохождением носителей электрического тока через канальную часть 125 и прекращать прохождение путем регулирования напряжения каждого электрода затвора.

Полупроводниковый преобразовательный элемент состоит из нижнего электрода 126, светоприемной области 128 и разводки 127 смещения и расположен поверх верхних поверхностей тонкопленочного транзистора. Из числа нижних электродов 126 два нижних электрода, расположенных на верхней стороне вида, соединены с первыми электродами 132 стоков через сквозные отверстия, а два нижних электрода, расположенных на нижней стороне вида, соединены со вторыми электродами 134 стоков через сквозные отверстия.

После того, как осуществилось облучение излучением, а носители электрического тока накопились в пикселах в соответствии с дозой облучения, информация передается через тонкопленочные транзисторы в блок 150 схем обработки сигналов. В данном случае для увеличения числа сигналов, которые могут быть переданы одновременно, шины сигнальной разводки разделены на две системы. На фиг.4 сигнальная разводка, соединенная с первыми электродами 131 истоков тонкопленочных транзисторов, соединенных с первой затворной разводкой 140, определена как первая сигнальная разводка 129. Си