[发明专利]射线探测器

说明书

本发明涉及把薄膜晶体管(TFT)用做读出用的开关器件的射线探测器。

把TFT用做各个象素的开关器件的射线探测器，采用反复进行在玻璃基板的一侧的面上生成薄膜，借助于刻蚀进行图形化重叠地形成薄膜，再次进行图形化这样的工序的办法形成。

图1示出了现有的射线探测器的构成。射线探测器具有配置成网格状的多个象素203。各个象素203由可以直接把入射射线(例如X射线)变换成电荷的由硒构成的光电变换器件102、储存所产生的电荷的电容器103和信号读出用TFT101构成。储存在各个象素的电容器103中的电荷，通过TFT101和信号线105被读出到积分电路112中。

如图2所示，栅极驱动器108采用改变垂直选择线106的电位的办法，切换TFT101的导通(ON)/截止(OFF)。在TFT101在ON/OFF之间进行切换之际，从TFT101中将产生偏移电压ΔVout。偏移电压ΔVout可以用下式给出。

ΔVout＝(Cgs/Cout)×(Von-Voff)

如图3所示，其中，Cgs是TFT101的栅极和信号线之间的实效电容器，Von是TFT101的ON电压，Voff是TFT101的OFF电压，Cout是积分电路112的电容器110的电容。

即，在Cout小的情况下，ΔVout将变大。特别是在把射线探测器使用于X线透视中的情况下，相应于微小的检测信号，积分电路112的电容器110要使用电容Cout小的电容器，有必要对信号电压进行放大。与信号电压一起，偏移电压(offset voltage)ΔVout也被放大，变得非常大。放大后的偏移电压ΔVout使得积分电路112的动态范围实效上变窄。此外，放大后的偏移电压ΔVout还使积分电路112饱和。这些是S/N降低的原因。

本发明的目的是在射线探测器中提高S/N比。

射线探测器具备：矩阵状地排列的把入射射线变换成电荷的多个电荷变换器件；储存由该电荷变换器件产生的电荷的多个电容器；读出储存在该电容器中的电荷的电荷读出器件。除借助于电荷读出器件的ON/OFF切换等产生的储存在电容器中的电荷以外的电荷，能借助于调整装置消除。借助于此，提高S/N比。

本发明的其它的目的和优点，将在以下的说明中提出来，通过说明或实施本发明的实施例，部分目的和优点将会了解得更为清楚。本发明的目的和优点，可以利用下边特别指出的手段及其组合来实现。

附图的简单说明

结合于并构成本说明的一部分的附图，用来说明本发明的优选实施例，并结合上述概述和下边将要详细叙述的优选实施例，解释本发明的原理。

图1是现有的射线探测器的构成图。

图2是现有的(射线探测器的)动作说明图。

图3是现有的象素和积分电路的等效电路图。

图4是本发明的实施例1的射线探测器的构成图。

图5是实施例1的动作说明图。

图6示出了图4的积分电路的输出信号。

图7是图4的象素、虚设象素和积分电路的等效电路图。

图8是本发明的实施例2的动作说明图。

图9是本发明的实施例3的射线探测器的等效电路图。

图10是实施例3的动作说明图。

图11是本发明的实施例4的动作说明图。

图12是本发明的实施例5的动作说明图。

图13A-图13D示出了图4的虚设象素的各种变形。

图14是实施例1到实施例5的象素阵列的平面图。

图15-图19示出了实施例6的象素阵列区间的各种变形。

图20A-20D示出了图14-图19的虚设象素的各种变形。

图21示出了在实施例6中对虚设象素的输出误差的允许度。

图22是本发明的实施例7的动作说明图。

图23示出了在本发明的实施例8中，对虚设象素的TFT的栅极信号的恰当范围。

图24是本发明的实施例9的射线探测器的构成图。

图25是实施例9的动作说明图。    

图26是在实施例1-实施例9中对积分电路的输出信号的采样动作说明图。

图27A是本发明的实施例10的射线探测器的构成图。

图27B示出了根据图27A的控制部分的控制从栅极驱动器提供给虚设象素的TFT的栅极信号。

图28示出了在实施例1-实施例10中积分电路的变形例。

图29是装载了实施例1-实施例10的射线探测器的射线诊断装置的构成图。

以下，用理想的实施例详细说明本发明。

实施例1