[发明专利]检测装置和放射线检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及适用于医疗成像装置、非破坏性测试装置或使用放射线的分析装置等的检测装置，并且还涉及放射线检测装置和放射线检测系统。

背景技术

近年来，在通过使用薄膜晶体管(TFT)制造液晶面板的技术中取得很大的进展，这使得能够实现大尺寸显示面板或大尺寸显示屏。该技术也适于制造大尺寸区域传感器(检测装置)，该大尺寸区域传感器(检测装置)具有通过使用半导体实现的诸如光电转换元件的转换元件和诸如TFT的开关元件。这种区域传感器可与荧光部件组合以执行波长转换，即，将诸如X射线的放射线转换成可见光等，以被用作诸如医疗X射线检测装置的放射线检测装置。一般地，在放射线检测装置中使用的像素结构可被分成两种类型，即，在同一平面中设置转换元件和开关元件的单平面型和在开关元件之上设置(层叠)转换元件的层叠型。在单平面型的制造中，可通过使用同一半导体制造处理来制造转换元件和开关元件，这允许制造处理的简化。在层叠型检测装置的情况下，与单平面型相比，在开关元件之上提供转换元件使得能够增大各像素中的转换元件的尺寸。因此，与单平面型检测装置能够提供的相比，层叠型检测装置能够提供更大的信号、更高的信号噪声比和更高的灵敏度。

在放射线检测装置中，特别是在医疗X射线检测装置中，需要减少患者暴露于放射线的量。为了满足这种需要，实现具有高的灵敏度和高的信号噪声(S/N)比的传感器是重要的。下面，关于噪声给出解释。噪声由许多的来源产生。可以是噪声源的器件/元件包含转换元件、开关元件、信号线、积分放大器和外围电路。以下，由信号线产生的噪声被称为信号线噪声。当信号线具有寄生电容C时，信号线噪声由下式给出：

信号线噪声＝√kTC

以下，由积分放大器产生的噪声将被称为放大器噪声。在使用具有反馈电容Cf的积分放大器作为电荷读取放大器的情况下，该放大器噪声由下式给出：

放大器噪声＝C/Cf×放大器输入处的噪声

因此，信号线的寄生电容C的减小是减小检测装置的噪声的有效技术。即，为了实现高的灵敏度，通过减小信号线的寄生电容来减小噪声是有效的。

在检测装置中，还需要增大驱动速度。当供给驱动脉冲以控制开关元件的接通/断开所通过的驱动线具有电容Cg和电阻Rg时，该驱动线的时间常数τ由下式给出：

τ＝Cg×Rg

因此，如果驱动线的电容和/或电阻增大，那么驱动线的时间常数τ增大。这可使通过驱动线传送的驱动脉冲衰减并导致驱动脉冲变得不鲜明(dull)或畸变。因此，如果开关元件的接通时间段减少，那么不鲜明可使得开关元件难以对于设计的必要时间段处于接通状态中。即，不鲜明使得难以减少接通时间段，这使得难以增大驱动速度。

日本专利公开No.2002-76360公开了一种实现具有电阻被减小的信号/驱动线(以下，简称为线)的单平面型放射线检测装置的技术。美国专利申请No.2009/0004768提出减小层叠型放射线检测装置中的互连线的电阻的技术。

在检测装置中，还需要减小像素间距、增加像素数量、增加灵敏度和增大驱动速度。特别地，医疗X射线检测装置包含诸如X射线乳房照相装置、能够拍摄运动图像的X射线透射检测装置等的各种类型，并且，与一般的X射线检测装置相比，在这些各种类型的医疗X射线装置中更强烈地需要减小像素间距和增加像素数量。

在这种检测装置中，随着像素间距的减小和像素数量的增加，互连线的数量以及信号线和驱动线之间的相交部分的数量增加。作为结果，与信号线和驱动线相关的电容增大。特别地，在诸如在美国专利申请No.2009/0004768中公开的那样的层叠型检测装置中，信号线和转换元件之间的相交部分的数量也出现增加，这引起与信号线相关的电容的进一步增大。作为结果，由与信号线相关的电容引起的噪声增大，这导致灵敏度的降低。因此，需要通过减小与信号线相关的电容来减小噪声的技术。还需要减小与驱动线相关的时间常数。并且，在层叠型检测装置中，必须考虑驱动线和转换元件之间的相交部分的影响以及信号线和驱动线之间的相交部分的影响。

如上所述，在检测装置中，特别是在放射线检测装置中，在使用层叠结构作为像素结构以实现高灵敏度的情况下，也必须实现灵敏度的增加和驱动速度的增大。

发明内容

鉴于以上情况，本发明提供在检测装置特别是具有以小的间隔布置的像素的层叠型检测装置中通过减小信号线电容来实现噪声减小并通过减小与驱动线相关的时间常数来增大驱动速度的技术。