[发明专利]放射线检测设备和放射线图像拾取系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种放射线检测设备，该放射线检测设备检测诸如可见光、红外线、X射线、α射线、β射线和γ射线的放射线。具体地讲，本发明适合于涉及如下放射线检测设备，该放射线检测设备检测诸如X射线、α射线、β射线和γ射线的放射线，并且该放射线检测设备应用于使用放射线的医学诊断成像系统、无损检验设备和分析设备。

在本说明书中，放射线将包括诸如可见光和红外线的光以及诸如X射线、α射线、β射线和γ射线的电离放射线。转换元件为将放射线转换为电信号的元件。转换元件将包括光电转换元件和半导体元件，光电转换元件将诸如可见光和红外线的光转换为电信号，半导体元件将诸如X射线、α射线、β射线和γ射线的放射线转换为电信号。波长转换器将把诸如X射线和γ射线的入射放射线转换为具有可被光电转换元件检测到的波长范围的光。

背景技术

众所周知，使用诸如氢化非晶硅(以下缩写为a-Si)的非单晶半导体的转换元件为这样的转换元件，该转换元件将包括诸如可见光和红外线的光、X射线、α射线、β射线和γ射线的放射线转换为电信号。使用平板检测器(以下缩写为FPD)的放射线检测设备作为使用转换元件的放射线检测设备而受到关注。在FPD中，按两维矩阵布置多个像素。像素包括在绝缘基板上由非单晶半导体制备的转换元件和由非单晶半导体制备的诸如薄膜晶体管(以下缩写为TFT)的开关元件。在FPD中，在将预定偏压施加到转换元件的同时，转换元件将具有图像信息的放射线转换为电荷，可通过用开关元件读取电荷来获得基于图像信息的电信号。对于由非单晶半导体构成的转换元件，有时，对转换元件的长时间的偏压施加引起传感器特性的劣化。因此，尝试通过如下方式来减轻由于长时间使用而引起的传感器特性的劣化，即，除了在摄取图像时之外，将零电势偏压施加到转换元件，而仅在摄取图像时将预定偏压施加到转换元件。然而，当仅在摄取图像时将预定偏压施加到转换元件时，由非单晶半导体中的缺陷能级所捕获的电荷等产生不必要的电流，有时，由于由该不必要的电流所引起的噪声而导致作为信噪比的灵敏度降低。由缺陷能级所捕获的电荷所产生的不必要的电流为非单晶半导体的固有问题。

可通过在将预定偏压施加到转换元件之后的特定间隔内提供如下备用周期来减少由不必要的电流所引起的灵敏度的降低，在所述备用周期期间，不从转换元件读取信号。然而，从即刻性的观点来讲，由于提供了在其期间不从转换元件读取信号的备用周期，所以在实际的设备操作中需要改进备用周期。

因此，如在公开号为2002/0024016的美国专利中所公开的，公知一种驱动方法和设备，在该驱动方法和设备中，在放射线之前用不具有图像信息的光照射属于由a-Si构成的转换元件的光电转换元件，从而该转换元件可在将预定偏压施加到该转换元件之后立即摄取图像。公开号为2002/0024016的美国专利中所公开的设备具有如下结构，在该结构中，在提供光电转换元件的基板的背面布置用于发射不具有图像信息的光的光源，来自该光源的光透射穿过光电转换元件或者在像素之间透射，光电转换元件的光接受表面接受该光。公开号为2002/0014592的美国专利也公开了一种类似的构造。

在光电转换元件中总是要求改进灵敏度，即，改进输出和减小噪声。具体地讲，可引用数值孔径的改进作为输出的改进的示例，所述数值孔径是一个像素中的转换元件的占用面积比率。另一方面，可引用互连部分阻抗的减小(即每个互连部分的宽度的增加)作为噪声减小的示例。也就是说，为了获得高性能的放射线检测设备，需要同时实现互连部分宽度的增加和数值孔径的改进。

因此，想到这样一种方法，即，通过减小一个像素中的转换元件和开关元件之间的间距或者转换元件和信号互连部分或驱动互连部分之间的间距来使数值孔径增加或者使互连部分宽度变宽。然而，在以上方法中，虽然由于减小了来自基板背面的光穿过的间距而改进了灵敏度，但是为了根据间距减小来补偿灵敏度的降低，延长了从基板背面的必要光照射时间。也就是说，丢失了操作即刻性。

在以上方法中，高输出光源用于简单地确保操作即刻性和实现最大灵敏度是可能的。在基板背面布置的高输出光源发射不具有图像信息的光。然而，不能形成紧凑的设备，并且有时，会引起成本增加。

当从基板背面执行光照射时，除了转换元件之后，光还照射诸如TFT的开关元件。因此，一种可能情况是，由于还在作为半导体元件的开关元件中产生光电转换，所以在开关元件中丢失开关功能。

发明内容