放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置制造方法
放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供避免信号线的布线间间距狭小化的放射线检测元件。即，将构成放射线检测元件的像素形状设为六边形，将各像素排列成蜂窝状。并且构成为，在比像素的中央靠右侧或左侧处配置TFT开关，使得各像素内的TFT开关的位置对应每像素列而左右不同，且将通用接地布线呈大致直线状地配置于比像素电极靠下，上述通用接地布线将电荷蓄积电容的蓄积电容下部电极固定为规定电位。
【专利说明】放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。本发明尤其涉及将放射线直接转换为电荷的放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在多数放射线图像检测装置中，作为放射线检测元件，使用了在TFT(ThinFilm Transistor:薄膜晶体管)主动矩阵基板上配置X线感应层而能够将X线信息直接转换为数字数据的FPD (Flat Panel Detector:平板探测器)。为了提高该FPD的分解能力，减小像素尺寸较为有效。尤其是在吸收放射线并转换为电荷的光电转换层中使用了硒(Se)的直接转换方式的放射线检测元件中，像素尺寸有助于分解能力的提高。因此，近年来，尝试通过像素尺寸的高清化来提高画质。
[0003]另一方面，在FPD中，与像素尺寸的缩小成正比，能够收集的电荷量也减少，S/N下降，因此即使分解能力提高，综合性的画质DQE也会降低。因此，提出了以下方案(例如参照日本特开2003-255049号公报及日本特开2000-105278号公报):通过将像素形状设为六边形并将它们排列成蜂窝状，来维持分解能力的提高和S/N，并且提高光的利用率。
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题
[0005]日本特开2003-255049号公报中记载的装置是间接转换型的放射线检测装置，不具有用于蓄积光电转换所获得的电荷的电容(辅助电容)。因此，在该装置中，无需直接转换型的放射线图像检测装置这样的通用接地布线。因此，日本特开2003-255049号公报的图9中记载的偏压线103配置于光电转换部的上部，因此确保偏压线的设计自由度。另一方面，在直接转换型的放射线图像检测装置的情况下，上述辅助电容是必须的，必须配置偏压线。图7表示以下情况:在直接转换型放射线图像检测装置的放射线检测部中，将像素形状设为六边形并排列成蜂窝状，使像素内的TFT开关204的位置与像素形状为矩形时同样地，对于所有像素配置于相同方向上，为了使数据布线201和通用接地布线203不交叉，使通用接地布线203对应于数据布线201而蛇行弯曲。在这种情况下，在通用接地布线203左右弯曲的部分，产生与TFT开关的距离变小的部位(在图7中参照由虚线围成的部分。在该图7中，在向左弯曲的部分，与TFT开关的距离变近)。并且，因TFT开关和数据布线的距离变小，通用接地布线203与TFT开关发生冲突，通用接地布线的配置变得困难。并且，在使通用接地布线203变细时，布线的电阻上升，维持通用电压(接地)变得困难。
[0006]而且，当数据布线201和通用接地布线203接近时，数据布线和通用接地布线间的电容增加。由此，会显著妨碍放射线检测元件的像素的高清化，无法提高放射线检测元件的分解能力。[0007]本发明提供避免信号线的布线间间距的狭小化并实现高清化的放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。
[0008]用于解决问题的方法[0009]本发明的第一方式是一种放射线检测元件，具有:传感部，由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成；检测部，设于各像素，并且具有:收集电荷的像素电极、蓄积由该像素电极收集的电荷的蓄积电容及用于读出该蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件；多个扫描布线，彼此并排地配置，传送进行开关元件的开关控制的信号；多个数据布线，与扫描布线交叉并且沿着六边形的像素周缘的一部分弯曲地配置，传送与由开关元件读出的电荷对应的电信号；及多个通用布线，将蓄积电容的一个电极彼此相互连接而固定为规定电位，开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内，并且开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，通用布线在多个数据布线之间不与多个数据布线交叉地配置。
[0010]本发明的第二方式在上述第一方式中，通用布线在多个数据布线之间延伸地设成直线状或大致直线状。本发明的第三方式在上述方式中，多个通用布线经由蓄积电容及开关元件而与多个数据布线连接。而且，本发明的第四方式在上述第三方式中，蓄积电容和开关元件对应由多个扫描布线划分的每像素列交替地位于数据布线的一侧或另一侧。
[0011]本发明的第五方式在上述方式中，多个通用布线配置于比像素电极靠下层侧。并且，本发明的第六方式在上述第一至第四方式中，多个扫描布线、多个数据布线、多个通用布线和开关元件配置于传感部的下层侧。
[0012]本发明的第七方式在上述方式中，多个数据布线由与形成有多个扫描布线的金属层不同的且隔着绝缘膜的金属层形成。并且，本发明的第八方式在上述方式中，开关元件的栅极与扫描布线连接，漏极及源极中的一方与蓄积电容的一个电极连接，漏极及源极中的另一方与数据布线连接。
[0013]本发明的第九方式在上述方式中，像素电极与数据布线在截面方向上不重叠地配置。
[0014]本发明的第十方式在上述第九方式中，像素电极与通用布线在截面方向上重叠地配置。
[0015]本发明的第^^一方式在上述第九方式中，像素电极与蓄积电容在截面方向上重叠地配置。
[0016]本发明的第十二方式在上述方式中，像素电极的形状与六边形像素的形状大致相似，是具有比像素的面积小的面积且去除了角的大致六边形的形状。
[0017]本发明的第十三方式在上述方式中，像素电极的形状是具有比像素的面积小的面积的圆形。
[0018]本发明的第十四方式是一种放射线图像检测装置，具备:上述方式的放射线检测元件；扫描信号控制部，向多个扫描布线输出进行开关元件的开关控制的信号；及信号处理部，检测经由多个数据布线传送的电信号，对检测出的电信号实施规定的处理，生成数字图像数据，信号处理部将从由多个六边形构成的像素所获得的图像数据转换为表示多个大致正方形的像素排列成正方栅格的图像的图像数据，并生成数字图像数据。[0019]本发明的第十五方式是一种放射线图像检测面板，配置有放射线检测元件，该放射线检测元件具有传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内，并且开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
[0020]本发明的第十六方式是一种放射线图像检测装置，由配置有放射线检测元件的放射线图像检测面板拍摄放射线图像，该放射线检测元件具有传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内，并且开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
[0021]如此，根据本发明的上述方式，能够提供避免信号线的布线间间距的狭小化并实现高清化的放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置的整体构成的图。
[0023]图2是示意性地表示本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置的放射线检测元件中的像素单位的构造的俯视图。
[0024]图3是图2的A-A线剖视图。
[0025]图4是示意性地表示各像素中的TFT开关的配置位置的图。
[0026]图5A是示意性地表示本例示性实施方式的放射线检测元件的变形例中的像素构造的俯视图。
[0027]图5B是示意性地表示本例示性实施方式的放射线检测元件的变形例中的像素构造的俯视图。
[0028]图6是本例示性实施方式的放射线检测元件的变形例中的像素构造的剖视图。
[0029]图7是表示现有放射线检测装置的放射线检测部中的信号布线的俯视图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的例示性实施方式。图1表示本发明的例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置的整体构成。并且，图2是对于本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10示意性地表示像素单位的构造的俯视图。而且，图3是图2的A-A线剖视图。
[0031]图1所示的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，多个六边形像素20彼此相邻且多数排列成二维状，排列成蜂窝状的像素20构成像素区域。各像素20构成为包括传感部103、电荷蓄积电容5及薄膜晶体管4(也称为TFT开关)。各像素20中，传感部103 (参照图3)接受照射的放射线(X线)并产生电荷。电荷蓄积电容5蓄积由传感部103产生的电荷。薄膜晶体管4读出电荷蓄积电容5中蓄积的电荷。
[0032]此外，这里的像素形状的“六边形”不限于正六边形，也包括去除了角的大致六边形。并且，也包括例如沿图1的纸面上下方向压缩的扁平六边形等俯视观察呈大致六边形的形状。并且，将各像素20配置成蜂窝状是指，如图2及图4的像素列20a?20d所示，将第一像素列和第二像素列在与规定方向交叉的方向上交替地配置，并且上述第二像素列的像素20与上述第一像素列的相邻的像素间对应地配置，错开上述第一像素列的各像素20的排列间距的1/2而配置。第一像素列中，相同大小的六边形像素20在规定方向上排列有多个。第二像素列中，大小与第一像素列的像素20相同的六边形像素20在规定方向上排列有多个。
[0033]此外，在本例示性实施方式中，像素20是指如图1及图2所示由后述的数据布线3形成的大致六边形的区域。并且，像素20配置成蜂窝状即可，像素20的形状不限于大致六边形。
[0034]并且，在放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，多个扫描布线101沿一定方向(在图1中是横向)延伸地设置，多个数据布线3以沿纵向延伸的方式设置。扫描布线101是用于将各像素的TFT开关4设为0N/0FF的信号路径。数据布线3是用于读出电荷蓄积电容5中蓄积的电荷的信号路径。而且，在电荷蓄积电容5的一个电极上连接有沿纵向延伸设置的通用接地布线30 (也称为蓄积电容布线或者通用布线)。此外，在图1所示的放射线检测元件10中，为了便于说明及图示，例示配置有4条扫描布线Gl?G4、3条数据布线Dl?D3及4条通用接地布线30的构成。并且，放射线检测元件10采用以下构成:如下所述使用非晶硒等放射线一电荷转换材料将放射线直接转换为电荷。
[0035]在放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，扫描布线Gl?G4和通用接地布线30以相互正交的方式分别配置成直线状。并且，数据布线Dl?D3沿着六边形像素20的周缘呈锯齿状地(或以蛇行的方式)配置。此外，如下所述，设有光电转换层6，以覆盖电荷蓄积电容5及TFT开关4。光电转换层6例如使用半导体层。
[0036]信号处理部25具有检测流出到各数据布线Dl?D3的电荷作为电信号的信号检测器(未图示)，并对检测出的电信号实施规定的处理。并且，信号处理部25向各信号检测器及扫描信号控制部35输出表示信号检测时序的控制信号、表示扫描信号的输出时序的控制信号。其结果是，扫描信号控制部35接收来自信号处理部25的控制信号，向扫描布线Gl?G4输出用于将TFT开关4设为0N/0FF的信号。
[0037]更具体而言，在信号处理部25中，从各数据布线Dl?D3传送的电荷信号由放大器(未图示)放大，由采样保持电路(未图示)保持。由各采样保持电路保持的电荷信号依次输入到多路转换器(未图示)后，由A/D转换器(未图示)转换为数字图像数据。并且如图1所示，在信号处理部25连接有图像存储器90。从上述A/D转换器输出的数字图像数据依次存储于该图像存储器90。图像存储器90例如将拍摄到的放射线图像作为多帧量的数字图像数据进行存储。
[0038]在使用了上述放射线检测元件10的放射线图像检测装置100中，在拍摄放射线图像的情况下，在照射放射线(X线)的期间，对各扫描布线Gl?G4输出OFF信号，断开各TFT开关4，将后述的半导体层中产生的电荷蓄积于电荷蓄积电容5。并且，在读出图像的情况下，对各扫描布线Gl?G4逐行地依次输出ON信号，接通各TFT开关4，将各电荷蓄积电容5中蓄积的电荷作为电信号读出，并将读出的电信号转换为数字数据，从而获得放射线图像。
[0039]图2是对于放射线检测元件10示意性地表示像素单位的构造的俯视图。如图2所示，放射线检测元件10中配置有:多个扫描布线101，沿横向(行方向)并排配置；及多个数据布线3，与这些扫描布线101交叉，且沿着像素20的周缘弯曲并沿纵向(列方向)延伸地设置。并且，在放射线检测元件10中，多个通用接地布线30与多个扫描布线101正交且在多个数据布线3之间不与该多个数据布线3交叉地配置。
[0040]放射线检测元件10如图2的A-A线剖视图即图3所示形成如下构造:在绝缘性基板I上作为栅极布线层形成有栅极2、扫描布线101及蓄积电容下部电极14。通用接地布线30例如如图3所示，在绝缘性基板I上由与蓄积电容下部电极14等相同的金属层形成。
[0041]扫描布线101如图2所示，分别相对于由多个像素构成的像素列20a?20d各配置有一条，并与各像素20上形成的栅极2连接。用于该栅极2的栅极布线层例如使用Al或Cu或者以Al或Cu为主体的层叠膜形成。并且，在栅极布线层上，在一面上形成有绝缘膜15A，位于栅极2上的部位作为TFT开关4中的栅极绝缘膜而发挥作用。该绝缘膜15A例如由SiNx等构成,例如通过CVD (Chemical Vapor Deposition:化学气相沉淀)成膜法而形成。而且，在绝缘膜15A上的栅极2上呈岛状地形成有半导体活性层8。该半导体活性层8是TFT开关4的通道部，例如由非晶硅膜构成。
[0042]在这些栅极2等的上层形成有源极9及漏极13。在形成有源极9及漏极13的布线层上，与源极9、漏极13 —同地形成有数据布线3。并且，在绝缘膜15A上的、与蓄积电容下部电极14对应的位置上形成有蓄积电容上部电极16。漏极13与蓄积电容上部电极16连接。数据布线3沿着像素20的周缘，以在相邻的像素与像素之间迂回的方式弯曲配置，并与各像素列的像素20上形成的源极9连接。S卩，数据布线3沿着各像素20的周缘(6条边)中连续的3条边且在列方向上延伸地设置。
[0043]放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，各像素20中的TFT开关4的配置对应各像素列20a?20d成为不同的构成。具体而言，如图4所示，对于像素列20a?20d的各像素，TFT开关4配置于由将各像素沿纵向一分为二的线段(图中用单点划线表示)及各像素周缘中的连续设有数据布线3的3条边所围成的区域(以像素40为例，是由线段54和边51?53这三条边围成的区域)。即，对于像素列20a的像素，在区域al?a3配置TFT开关4，对于位于像素列20a的下段的像素列20b的像素，在区域a4?a6配置TFT开关4。以下同样地，在像素列20c中在区域a7?a9配置TFT开关4，在像素列20d中在区域alO?al2配置TFT开关4。
[0044]通过如此配置TFT开关4，在位于像素列20a的像素20中，配置于区域al?a3的TFT开关4的源极9与连续设于区域al?a3右侧的3条边的数据布线3连接。并且，在像素列20b的像素20中，配置于区域a4?a6的TFT开关4的源极9与连续设于区域a4?a6左侧的3条边的数据布线3连接。像素列20c及像素列20d也同样，在像素列20c中，连续设于区域a7?a9右侧的3条边的数据布线3和TFT开关4的源极9连接，在像素列20d中，连续设于区域alO?al2左侧的3条边的数据布线3和TFT开关4的源极9连接。[0045]其结果是，在放射线检测元件10中，回避了 TFT开关4和数据布线3的连接点且无需使通用接地布线30弯曲地配置。因此，如图2所示，在放射线检测元件10中，能够将通用接地布线30沿纵向(列方向)配置成直线状，能够避免不必要地提高通用接地布线的电阻。并且，通过将通用接地布线30配置成直线状，能够以较短距离将蓄积电容下部电极14彼此间连接。因此，通过有效地减小通用接地布线30的连接电阻、布线电阻，能够将接地布线及蓄积电容下部电极14稳定地保持为一定电压(例如接地电压)。此外，这里的通用接地布线30配置成直线状是指，在能够允许放射线检测元件10的制造工序中的误差的范围内维持直线状态。
[0046]图3所示的形成有源极9、漏极13、数据布线3及蓄积电容上部电极16的布线层(也称为源极布线层)例如使用Al或Cu或者以Al或Cu为主体的层叠膜形成。在源极9及漏极13和半导体活性层8之间形成有由杂质添加非晶硅等形成的杂质添加半导体层(未图示)。此外，TFT开关4根据由后述的下部电极11收集、蓄积的电荷的极性，使源极9和漏极13相反。
[0047]覆盖源极布线层而在基板I上的设有像素的区域的大致整个面(大致全部区域)上形成有TFT保护膜层15B。该TFT保护膜层15B例如由SiNx等构成，例如通过CVD成膜来形成。并且，在该TFT保护膜层15B上形成有涂布型的层间绝缘膜12。该层间绝缘膜12通过低介电常数(相对介电常数ε r=2?4)的感光性的有机材料(例如正感光性丙烯系树脂:在由甲基丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物构成的原料聚合物中混合了重氮萘醌系正感光剂的材料等)以I μ m?4μ m的膜厚形成。
[0048]在本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，通过该层间绝缘膜12将配置于层间绝缘膜12上层和下层的金属间的电容抑制得较低。并且，形成层间绝缘膜12的上述材料一般也具有作为平坦化膜的功能，也具有使下层的阶梯差平坦化的效果。在本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，在与该层间绝缘膜12及TFT保护膜层15B的蓄积电容上部电极16相向的位置上形成有接触孔17。
[0049]如图3所示，在层间绝缘膜12上，以对应各像素20分别掩埋接触孔17且覆盖像素区域的方式形成有传感部103的下部电极11。该下部电极11由非晶质透明导电氧化膜(ITO)构成，经由接触孔17而与蓄积电容上部电极16连接。其结果是，下部电极11和TFT开关4经由蓄积电容上部电极16而电连接。
[0050]如图1中虚线所示，下部电极11根据像素20的形状，形成为六边形、正六边形或去掉了角的大致六边形的形状。但是，下部电极11与像素20同样地配置成蜂窝状即可，下部电极11的形状不限于上述形状。
[0051]并且，下部电极11和数据布线3可以在截面方向(即以基板I为底部将各层层叠的层叠方向)上不重叠地配置。通过如此配置，能够降低下部电极11和数据布线3之间的附加电容，提高数据布线3中流动的信号的S/N。
[0052]在下部电极11上且在基板I上的设有像素20的像素区域的大致整个面上均匀地形成有光电转换层6。该光电转换层6通过照射X线等放射线,在内部产生电荷(电子一空穴)。即，光电转换层6具有导电性，用于将由放射线形成的图像信息转换为电荷信息，例如由以硒为主要成分的膜厚ΙΟΟμπι?ΙΟΟΟμπι的非晶质a-Se (非晶硒)构成。在此，主要成分是指具有50%以上的含有率。在光电转换层6上形成有上部电极7。该上部电极7与偏压电源(未图示)连接，从该偏压电源提供偏压(例如数kV)。上述多个扫描布线101、多个数据布线3、多个通用接地布线30及开关元件4配置于由光电转换层6构成的传感部103的下层侧。
[0053]接着，说明本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的动作。在向上述的上部电极7和蓄积电容下部电极14之间施加了偏压的状态下，当向光电转换层6照射X线时，在光电转换层6内产生电荷(电子一空穴对)。光电转换层6和电荷蓄积电容5是串联电连接的构造，因此在光电转换层6内产生的电子向+ (正)电极侧移动，空穴向一(负)电极侧移动。在图像检测时，从扫描信号控制部35向所有扫描布线101输出OFF信号(0V)，向TFT开关4的栅极2施加负偏压。由此，各TFT开关4保持为OFF状态。其结果是，在光电转换层6内产生的电子由下部电极11收集，蓄积于电荷蓄积电容5中。光电转换层6产生与照射的放射线量对应的电荷量，因此将与放射线所携带的图像信息对应的电荷蓄积于各像素的电荷蓄积电容5中。此外，向上部电极7和蓄积电容下部电极14之间施加上述数kV的电压，因此相对于在光电转换层6形成的电容,需要增大电荷蓄积电容5。
[0054]另一方面，在图像读出时，从扫描信号控制部35向各扫描布线101逐个地依次输出ON信号，向TFT开关4的栅极2经由扫描布线101依次施加ON信号(例如电压是+ 10?20V的信号)。由此，扫描布线方向的各像素列的各像素20的TFT开关4逐列地依次设为0N，逐列地将各像素20的电荷蓄积电容5中蓄积的电荷量所对应的电信号流出到数据布线
3。信号处理部25基于在各数据布线3流动的电信号，检测电荷蓄积电容5中蓄积的电荷量作为构成图像的像素的信息。由此，放射线检测元件10能够获得表示由照射的放射线所示的图像的图像信息。
[0055]如上所述，在本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置中，将构成放射线检测元件的像素形状设为六边形，将这些像素多数排列成二维状并形成蜂窝状，并且使各像素中的TFT开关的位置对应各像素列在左右方向上不同地配置。即，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置构成为，在由将各像素沿纵向一分为二的线段和各像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内配置TFT开关，并且将通用接地布线呈大致直线状地配置于比像素电极靠下侧。这样一来，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置在直接转换型的放射线图像检测装置中，能够以最短的通用接地布线相互连接各像素的电荷蓄积电容的蓄积电容下部电极。
[0056]并且，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置中，使TFT开关在由将各像素沿纵向一分为二的线段及像素的6条边中连续设有数据布线的3条边围成的区域内，对应各像素列相对于像素的中心线左右方向不同地交替配置。因此，不会象现有技术那样在TFT开关的配置位置上TFT开关和数据布线的距离变得狭小。而且，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置无需使通用接地布线对应于数据布线而蛇行弯曲，数据布线和通用接地布线也不会交叉。因此，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置能够抑制在数据布线中因感应等造成的噪音的增加，并抑制数据布线和通用接地布线间的电容增加。
[0057]并且，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置在放射线检测元件的制造工序中，能够防止数据布线和通用接地布线间的布线间间距的狭小化造成的放射线检测元件的制造成品率的下降。[0058]此外，在上述例示性实施方式中，说明了下部电极11根据像素20的形状而形成为六边形、正六边形或去除了角的大致六边形的形状的情况。但是，本发明不限于此。例如，作为上述例示性实施方式的放射线检测元件10的变形例，如图5A、图5B所示，下部电极11的形状也可以与像素20的形状不同，形成为去除了角的大致六边形的形状或者角附带了 R的大致六边形的形状(根据情况有时为圆形)。
[0059]在将多个大致六边形的像素20排列成蜂窝状以构成像素区域的情况下，从上述例示性实施方式的放射线检测元件10输出的图像数据成为表示各像素排列成蜂窝状的图像的图像数据。但是，多数打印机、监视器等普通的输出设备构成为处理各像素排列成正方栅格状的图像。因此，在上述例示性实施方式中，需要由信号处理部25进行以下处理:将从放射线检测元件10输出的图像数据转换为表示多个大致正方形的像素排列成正方栅格的图像的图像数据(像素密度转换)。此外，像素密度转换处理也可以在放射线图像检测装置100的外部进行。
[0060]但是，在像素密度转换中，在转换前的图像数据中含有较多的高频成分时，转换后的图像数据有时会产生蓬乱、不均等伪像。为了抑制这种伪像，现有技术中，在从蜂窝排列向正方栅格排列的像素密度转换时，需要进行去除高频成分的过滤处理。
[0061]另一方面，如本变形例的放射线检测元件10那样，在将下部电极11形成为去除了角的大致六边形的形状或角附带了 R的大致六边形的形状(根据情况有时为圆形)的情况下，向像素20和下部电极11之间的区域施加的电场强度减弱，对离开像素20中心的部分中的高频成分的灵敏度下降。因此，本变形例的放射线检测元件10通过降低高频成分的输入自身，在像素密度转换时，能够抑制由高频成分产生的伪像。并且，本变形例的放射线检测元件10通过从放射线检测时起抑制一定的高频成分，能够使之后的过滤处理简化。由此，本变形例的放射线检测元件10能够防止因过度的过滤处理造成的画质降低及由过滤处理的复杂化造成的处理速度的下降。而且，本变形例的放射线检测元件10由于下部电极11的角不存在，从而能够防止下部电极11的角部与其他布线等(例如数据布线3)在截面方向(即以基板I为底将各层层叠的层叠方向)上重叠。由此，本变形例的放射线检测元件10能够降低下部电极11与其他布线等重叠而产生的附加电容。
[0062]此外，在上述例示性实施方式中，说明了放射线图像检测装置的放射线检测元件，但放射线检测元件的适用范围不限于此。例如，也可以将该放射线检测元件适用于放射线图像检测面板(例如Fro等，但不限于此)，而且也可以作为将具有该放射线检测元件的放射线图像检测面板用于摄像的放射线图像检测装置(例如乳腺摄影装置、立式X线摄影装置、卧式X线摄影装置、CT摄影装置、电子暗盒等，但不限于此)而适用。
[0063]并且，在上述例示性实施方式中，将通用接地布线30配置于绝缘性基板I上。但本发明不限于此。例如，通用接地布线30只要配置于收集由光电转换层6产生的电荷的下部电极11之下的任一层即可。由此，通用接地布线30能够避免向传感部103照射的放射线的照射效率的下降。
[0064]并且如图6所示，下部电极11和通用接地布线30也可以在截面方向(即以基板I为底将各层层叠的层叠方向)上重叠地配置。即使在如此配置的情况下，通用接地布线30与数据布线3不同，构成图像数据的信号不会在通用接地布线30流动，因此也很少对图像的S/N产生影响。另一方面，在上述配置的情况下，能够扩大下部电极11，因此在相向电极7和下部电极11之间产生电场而收集由光电转换层6产生的电荷时，能够将由光电转换层6产生的电荷有效地送到下部电极11。
[0065]并且，如图6所示，下部电极11和电荷蓄积电容5 (尤其是蓄积电容上部电极14和下部电极16)也可以在截面方向上重叠地配置。在如此配置的情况下也能够扩大下部电极11，因此在相向电极7和下部电极11之间产生电场而收集由光电转换层6产生的电荷时，能够将由光电转换层6产生的电荷有效地送到下部电极11。
[0066]并且，在本例示性实施方式中，本发明的放射线无特别限定，可以适用X线、α线、Y线等。
[0067]日本申请2011-177327的公开内容整体通过参照而并入本说明书中。
[0068]本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术规格通过参照而并入本说明书中，通过参照而并入各文献、专利申请及技术规格等同于它们被具体且单独地记载了。
【权利要求】
1.一种放射线检测元件，具备: 传感部，由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成； 检测部，设于上述各像素，并且具有:收集上述电荷的像素电极、蓄积由该像素电极收集的电荷的蓄积电容及用于读出该蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件； 多个扫描布线，彼此并排地配置，传送进行上述开关元件的开关控制的信号； 多个数据布线，与上述扫描布线交叉并且沿着上述六边形的像素周缘的一部分弯曲地配置，传送与由上述开关元件读出的上述电荷对应的电信号 '及 多个通用布线，将上述蓄积电容的一个电极彼此相互连接而固定为规定电位， 上述开关元件配置于由在与上述多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将上述像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有上述数据布线的3条边所围成的区域内，并且上述开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，上述通用布线在上述多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地配置。
2.根据权利要求1所述的放射线检测元件，其中， 上述通用布线在上述多个数据布线之间延伸地设成直线状或大致直线状。
3.根据权利要求1或2所述的放射线检测元件，其中， 上述多个通用布线经由上述蓄积电容和上述开关元件而与上述多个数据布线连接。
4.根据权利要求3所述的放射线检测元件，其中，` 上述蓄积电容和上述开关元件对应由上述多个扫描布线划分的每像素列交替地位于上述数据布线的一侧或另一侧。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述多个通用布线配置于比上述像素电极靠下层侧。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述多个扫描布线、上述多个数据布线、上述多个通用布线和上述开关元件配置于上述传感部的下层侧。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述多个数据布线由与形成有上述多个扫描布线的金属层不同的且隔着绝缘膜的金属层形成。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述开关元件的栅极与上述扫描布线连接，漏极和源极中的一方与上述蓄积电容的一个电极连接，漏极和源极中的另一方与上述数据布线连接。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极与上述数据布线在截面方向上不重叠地配置。
10.根据权利要求9所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极与上述通用布线在截面方向上重叠地配置。
11.根据权利要求9所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极与上述蓄积电容在截面方向上重叠地配置。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极的形状与上述六边形像素的形状大致相似，是具有比上述像素的面积小的面积且去除了角的大致六边形的形状。
13.根据权利要求1~11中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极的形状是具有比上述像素的面积小的面积的圆形。
14.一种放射线图像检测装置，具备: 权利要求1~13中任一项所述的放射线检测元件； 扫描信号控制部，向上述多个扫描布线输出进行上述开关元件的开关控制的信号；及 信号处理部，检测经由上述多个数据布线传送的上述电信号，对检测出的上述电信号实施规定的处理，生成数字图像数据， 上述信号处理部将从由上述多个六边形构成的像素所获得的图像数据转换为表示多个大致正方形的像素排列成正方栅格的图像的图像数据，并生成上述数字图像数据。
15.一种放射线图像检测面板， 配置有放射线检测元件，该放射线检测元件具备传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着上述六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将上述像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有上述数据布线的3条边所围成的区域内，并且上述开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将上述蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在上述多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
16.一种放射线图像检测装置， 由配置有放射线检测元件的放射线图像检测面板拍摄放射线图像，该放射线检测元件具有传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着上述六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将上述像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有上述数据布线的3条边所围成的区域内，并且上述开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将上述蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在上述多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
【文档编号】G01T1/24GK103765589SQ201280039337
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】冈田美广 申请人:富士胶片株式会社
【专利摘要】本发明提供避免信号线的布线间间距狭小化的放射线检测元件。即，将构成放射线检测元件的像素形状设为六边形，将各像素排列成蜂窝状。并且构成为，在比像素的中央靠右侧或左侧处配置TFT开关，使得各像素内的TFT开关的位置对应每像素列而左右不同，且将通用接地布线呈大致直线状地配置于比像素电极靠下，上述通用接地布线将电荷蓄积电容的蓄积电容下部电极固定为规定电位。
【专利说明】放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。本发明尤其涉及将放射线直接转换为电荷的放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在多数放射线图像检测装置中，作为放射线检测元件，使用了在TFT(ThinFilm Transistor:薄膜晶体管)主动矩阵基板上配置X线感应层而能够将X线信息直接转换为数字数据的FPD (Flat Panel Detector:平板探测器)。为了提高该FPD的分解能力，减小像素尺寸较为有效。尤其是在吸收放射线并转换为电荷的光电转换层中使用了硒(Se)的直接转换方式的放射线检测元件中，像素尺寸有助于分解能力的提高。因此，近年来，尝试通过像素尺寸的高清化来提高画质。
[0003]另一方面，在FPD中，与像素尺寸的缩小成正比，能够收集的电荷量也减少，S/N下降，因此即使分解能力提高，综合性的画质DQE也会降低。因此，提出了以下方案(例如参照日本特开2003-255049号公报及日本特开2000-105278号公报):通过将像素形状设为六边形并将它们排列成蜂窝状，来维持分解能力的提高和S/N，并且提高光的利用率。
【发明内容】
[0004]发明要解决的问题
[0005]日本特开2003-255049号公报中记载的装置是间接转换型的放射线检测装置，不具有用于蓄积光电转换所获得的电荷的电容(辅助电容)。因此，在该装置中，无需直接转换型的放射线图像检测装置这样的通用接地布线。因此，日本特开2003-255049号公报的图9中记载的偏压线103配置于光电转换部的上部，因此确保偏压线的设计自由度。另一方面，在直接转换型的放射线图像检测装置的情况下，上述辅助电容是必须的，必须配置偏压线。图7表示以下情况:在直接转换型放射线图像检测装置的放射线检测部中，将像素形状设为六边形并排列成蜂窝状，使像素内的TFT开关204的位置与像素形状为矩形时同样地，对于所有像素配置于相同方向上，为了使数据布线201和通用接地布线203不交叉，使通用接地布线203对应于数据布线201而蛇行弯曲。在这种情况下，在通用接地布线203左右弯曲的部分，产生与TFT开关的距离变小的部位(在图7中参照由虚线围成的部分。在该图7中，在向左弯曲的部分，与TFT开关的距离变近)。并且，因TFT开关和数据布线的距离变小，通用接地布线203与TFT开关发生冲突，通用接地布线的配置变得困难。并且，在使通用接地布线203变细时，布线的电阻上升，维持通用电压(接地)变得困难。
[0006]而且，当数据布线201和通用接地布线203接近时，数据布线和通用接地布线间的电容增加。由此，会显著妨碍放射线检测元件的像素的高清化，无法提高放射线检测元件的分解能力。[0007]本发明提供避免信号线的布线间间距的狭小化并实现高清化的放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。
[0008]用于解决问题的方法[0009]本发明的第一方式是一种放射线检测元件，具有:传感部，由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成；检测部，设于各像素，并且具有:收集电荷的像素电极、蓄积由该像素电极收集的电荷的蓄积电容及用于读出该蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件；多个扫描布线，彼此并排地配置，传送进行开关元件的开关控制的信号；多个数据布线，与扫描布线交叉并且沿着六边形的像素周缘的一部分弯曲地配置，传送与由开关元件读出的电荷对应的电信号；及多个通用布线，将蓄积电容的一个电极彼此相互连接而固定为规定电位，开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内，并且开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，通用布线在多个数据布线之间不与多个数据布线交叉地配置。
[0010]本发明的第二方式在上述第一方式中，通用布线在多个数据布线之间延伸地设成直线状或大致直线状。本发明的第三方式在上述方式中，多个通用布线经由蓄积电容及开关元件而与多个数据布线连接。而且，本发明的第四方式在上述第三方式中，蓄积电容和开关元件对应由多个扫描布线划分的每像素列交替地位于数据布线的一侧或另一侧。
[0011]本发明的第五方式在上述方式中，多个通用布线配置于比像素电极靠下层侧。并且，本发明的第六方式在上述第一至第四方式中，多个扫描布线、多个数据布线、多个通用布线和开关元件配置于传感部的下层侧。
[0012]本发明的第七方式在上述方式中，多个数据布线由与形成有多个扫描布线的金属层不同的且隔着绝缘膜的金属层形成。并且，本发明的第八方式在上述方式中，开关元件的栅极与扫描布线连接，漏极及源极中的一方与蓄积电容的一个电极连接，漏极及源极中的另一方与数据布线连接。
[0013]本发明的第九方式在上述方式中，像素电极与数据布线在截面方向上不重叠地配置。
[0014]本发明的第十方式在上述第九方式中，像素电极与通用布线在截面方向上重叠地配置。
[0015]本发明的第^^一方式在上述第九方式中，像素电极与蓄积电容在截面方向上重叠地配置。
[0016]本发明的第十二方式在上述方式中，像素电极的形状与六边形像素的形状大致相似，是具有比像素的面积小的面积且去除了角的大致六边形的形状。
[0017]本发明的第十三方式在上述方式中，像素电极的形状是具有比像素的面积小的面积的圆形。
[0018]本发明的第十四方式是一种放射线图像检测装置，具备:上述方式的放射线检测元件；扫描信号控制部，向多个扫描布线输出进行开关元件的开关控制的信号；及信号处理部，检测经由多个数据布线传送的电信号，对检测出的电信号实施规定的处理，生成数字图像数据，信号处理部将从由多个六边形构成的像素所获得的图像数据转换为表示多个大致正方形的像素排列成正方栅格的图像的图像数据，并生成数字图像数据。[0019]本发明的第十五方式是一种放射线图像检测面板，配置有放射线检测元件，该放射线检测元件具有传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内，并且开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
[0020]本发明的第十六方式是一种放射线图像检测装置，由配置有放射线检测元件的放射线图像检测面板拍摄放射线图像，该放射线检测元件具有传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内，并且开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
[0021]如此，根据本发明的上述方式，能够提供避免信号线的布线间间距的狭小化并实现高清化的放射线检测元件、放射线图像检测面板及放射线图像检测装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置的整体构成的图。
[0023]图2是示意性地表示本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置的放射线检测元件中的像素单位的构造的俯视图。
[0024]图3是图2的A-A线剖视图。
[0025]图4是示意性地表示各像素中的TFT开关的配置位置的图。
[0026]图5A是示意性地表示本例示性实施方式的放射线检测元件的变形例中的像素构造的俯视图。
[0027]图5B是示意性地表示本例示性实施方式的放射线检测元件的变形例中的像素构造的俯视图。
[0028]图6是本例示性实施方式的放射线检测元件的变形例中的像素构造的剖视图。
[0029]图7是表示现有放射线检测装置的放射线检测部中的信号布线的俯视图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的例示性实施方式。图1表示本发明的例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置的整体构成。并且，图2是对于本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10示意性地表示像素单位的构造的俯视图。而且，图3是图2的A-A线剖视图。
[0031]图1所示的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，多个六边形像素20彼此相邻且多数排列成二维状，排列成蜂窝状的像素20构成像素区域。各像素20构成为包括传感部103、电荷蓄积电容5及薄膜晶体管4(也称为TFT开关)。各像素20中，传感部103 (参照图3)接受照射的放射线(X线)并产生电荷。电荷蓄积电容5蓄积由传感部103产生的电荷。薄膜晶体管4读出电荷蓄积电容5中蓄积的电荷。
[0032]此外，这里的像素形状的“六边形”不限于正六边形，也包括去除了角的大致六边形。并且，也包括例如沿图1的纸面上下方向压缩的扁平六边形等俯视观察呈大致六边形的形状。并且，将各像素20配置成蜂窝状是指，如图2及图4的像素列20a?20d所示，将第一像素列和第二像素列在与规定方向交叉的方向上交替地配置，并且上述第二像素列的像素20与上述第一像素列的相邻的像素间对应地配置，错开上述第一像素列的各像素20的排列间距的1/2而配置。第一像素列中，相同大小的六边形像素20在规定方向上排列有多个。第二像素列中，大小与第一像素列的像素20相同的六边形像素20在规定方向上排列有多个。
[0033]此外，在本例示性实施方式中，像素20是指如图1及图2所示由后述的数据布线3形成的大致六边形的区域。并且，像素20配置成蜂窝状即可，像素20的形状不限于大致六边形。
[0034]并且，在放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，多个扫描布线101沿一定方向(在图1中是横向)延伸地设置，多个数据布线3以沿纵向延伸的方式设置。扫描布线101是用于将各像素的TFT开关4设为0N/0FF的信号路径。数据布线3是用于读出电荷蓄积电容5中蓄积的电荷的信号路径。而且，在电荷蓄积电容5的一个电极上连接有沿纵向延伸设置的通用接地布线30 (也称为蓄积电容布线或者通用布线)。此外，在图1所示的放射线检测元件10中，为了便于说明及图示，例示配置有4条扫描布线Gl?G4、3条数据布线Dl?D3及4条通用接地布线30的构成。并且，放射线检测元件10采用以下构成:如下所述使用非晶硒等放射线一电荷转换材料将放射线直接转换为电荷。
[0035]在放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，扫描布线Gl?G4和通用接地布线30以相互正交的方式分别配置成直线状。并且，数据布线Dl?D3沿着六边形像素20的周缘呈锯齿状地(或以蛇行的方式)配置。此外，如下所述，设有光电转换层6，以覆盖电荷蓄积电容5及TFT开关4。光电转换层6例如使用半导体层。
[0036]信号处理部25具有检测流出到各数据布线Dl?D3的电荷作为电信号的信号检测器(未图示)，并对检测出的电信号实施规定的处理。并且，信号处理部25向各信号检测器及扫描信号控制部35输出表示信号检测时序的控制信号、表示扫描信号的输出时序的控制信号。其结果是，扫描信号控制部35接收来自信号处理部25的控制信号，向扫描布线Gl?G4输出用于将TFT开关4设为0N/0FF的信号。
[0037]更具体而言，在信号处理部25中，从各数据布线Dl?D3传送的电荷信号由放大器(未图示)放大，由采样保持电路(未图示)保持。由各采样保持电路保持的电荷信号依次输入到多路转换器(未图示)后，由A/D转换器(未图示)转换为数字图像数据。并且如图1所示，在信号处理部25连接有图像存储器90。从上述A/D转换器输出的数字图像数据依次存储于该图像存储器90。图像存储器90例如将拍摄到的放射线图像作为多帧量的数字图像数据进行存储。
[0038]在使用了上述放射线检测元件10的放射线图像检测装置100中，在拍摄放射线图像的情况下，在照射放射线(X线)的期间，对各扫描布线Gl?G4输出OFF信号，断开各TFT开关4，将后述的半导体层中产生的电荷蓄积于电荷蓄积电容5。并且，在读出图像的情况下，对各扫描布线Gl?G4逐行地依次输出ON信号，接通各TFT开关4，将各电荷蓄积电容5中蓄积的电荷作为电信号读出，并将读出的电信号转换为数字数据，从而获得放射线图像。
[0039]图2是对于放射线检测元件10示意性地表示像素单位的构造的俯视图。如图2所示，放射线检测元件10中配置有:多个扫描布线101，沿横向(行方向)并排配置；及多个数据布线3，与这些扫描布线101交叉，且沿着像素20的周缘弯曲并沿纵向(列方向)延伸地设置。并且，在放射线检测元件10中，多个通用接地布线30与多个扫描布线101正交且在多个数据布线3之间不与该多个数据布线3交叉地配置。
[0040]放射线检测元件10如图2的A-A线剖视图即图3所示形成如下构造:在绝缘性基板I上作为栅极布线层形成有栅极2、扫描布线101及蓄积电容下部电极14。通用接地布线30例如如图3所示，在绝缘性基板I上由与蓄积电容下部电极14等相同的金属层形成。
[0041]扫描布线101如图2所示，分别相对于由多个像素构成的像素列20a?20d各配置有一条，并与各像素20上形成的栅极2连接。用于该栅极2的栅极布线层例如使用Al或Cu或者以Al或Cu为主体的层叠膜形成。并且，在栅极布线层上，在一面上形成有绝缘膜15A，位于栅极2上的部位作为TFT开关4中的栅极绝缘膜而发挥作用。该绝缘膜15A例如由SiNx等构成,例如通过CVD (Chemical Vapor Deposition:化学气相沉淀)成膜法而形成。而且，在绝缘膜15A上的栅极2上呈岛状地形成有半导体活性层8。该半导体活性层8是TFT开关4的通道部，例如由非晶硅膜构成。
[0042]在这些栅极2等的上层形成有源极9及漏极13。在形成有源极9及漏极13的布线层上，与源极9、漏极13 —同地形成有数据布线3。并且，在绝缘膜15A上的、与蓄积电容下部电极14对应的位置上形成有蓄积电容上部电极16。漏极13与蓄积电容上部电极16连接。数据布线3沿着像素20的周缘，以在相邻的像素与像素之间迂回的方式弯曲配置，并与各像素列的像素20上形成的源极9连接。S卩，数据布线3沿着各像素20的周缘(6条边)中连续的3条边且在列方向上延伸地设置。
[0043]放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，各像素20中的TFT开关4的配置对应各像素列20a?20d成为不同的构成。具体而言，如图4所示，对于像素列20a?20d的各像素，TFT开关4配置于由将各像素沿纵向一分为二的线段(图中用单点划线表示)及各像素周缘中的连续设有数据布线3的3条边所围成的区域(以像素40为例，是由线段54和边51?53这三条边围成的区域)。即，对于像素列20a的像素，在区域al?a3配置TFT开关4，对于位于像素列20a的下段的像素列20b的像素，在区域a4?a6配置TFT开关4。以下同样地，在像素列20c中在区域a7?a9配置TFT开关4，在像素列20d中在区域alO?al2配置TFT开关4。
[0044]通过如此配置TFT开关4，在位于像素列20a的像素20中，配置于区域al?a3的TFT开关4的源极9与连续设于区域al?a3右侧的3条边的数据布线3连接。并且，在像素列20b的像素20中，配置于区域a4?a6的TFT开关4的源极9与连续设于区域a4?a6左侧的3条边的数据布线3连接。像素列20c及像素列20d也同样，在像素列20c中，连续设于区域a7?a9右侧的3条边的数据布线3和TFT开关4的源极9连接，在像素列20d中，连续设于区域alO?al2左侧的3条边的数据布线3和TFT开关4的源极9连接。[0045]其结果是，在放射线检测元件10中，回避了 TFT开关4和数据布线3的连接点且无需使通用接地布线30弯曲地配置。因此，如图2所示，在放射线检测元件10中，能够将通用接地布线30沿纵向(列方向)配置成直线状，能够避免不必要地提高通用接地布线的电阻。并且，通过将通用接地布线30配置成直线状，能够以较短距离将蓄积电容下部电极14彼此间连接。因此，通过有效地减小通用接地布线30的连接电阻、布线电阻，能够将接地布线及蓄积电容下部电极14稳定地保持为一定电压(例如接地电压)。此外，这里的通用接地布线30配置成直线状是指，在能够允许放射线检测元件10的制造工序中的误差的范围内维持直线状态。
[0046]图3所示的形成有源极9、漏极13、数据布线3及蓄积电容上部电极16的布线层(也称为源极布线层)例如使用Al或Cu或者以Al或Cu为主体的层叠膜形成。在源极9及漏极13和半导体活性层8之间形成有由杂质添加非晶硅等形成的杂质添加半导体层(未图示)。此外，TFT开关4根据由后述的下部电极11收集、蓄积的电荷的极性，使源极9和漏极13相反。
[0047]覆盖源极布线层而在基板I上的设有像素的区域的大致整个面(大致全部区域)上形成有TFT保护膜层15B。该TFT保护膜层15B例如由SiNx等构成，例如通过CVD成膜来形成。并且，在该TFT保护膜层15B上形成有涂布型的层间绝缘膜12。该层间绝缘膜12通过低介电常数(相对介电常数ε r=2?4)的感光性的有机材料(例如正感光性丙烯系树脂:在由甲基丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物构成的原料聚合物中混合了重氮萘醌系正感光剂的材料等)以I μ m?4μ m的膜厚形成。
[0048]在本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，通过该层间绝缘膜12将配置于层间绝缘膜12上层和下层的金属间的电容抑制得较低。并且，形成层间绝缘膜12的上述材料一般也具有作为平坦化膜的功能，也具有使下层的阶梯差平坦化的效果。在本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的放射线检测元件10中，在与该层间绝缘膜12及TFT保护膜层15B的蓄积电容上部电极16相向的位置上形成有接触孔17。
[0049]如图3所示，在层间绝缘膜12上，以对应各像素20分别掩埋接触孔17且覆盖像素区域的方式形成有传感部103的下部电极11。该下部电极11由非晶质透明导电氧化膜(ITO)构成，经由接触孔17而与蓄积电容上部电极16连接。其结果是，下部电极11和TFT开关4经由蓄积电容上部电极16而电连接。
[0050]如图1中虚线所示，下部电极11根据像素20的形状，形成为六边形、正六边形或去掉了角的大致六边形的形状。但是，下部电极11与像素20同样地配置成蜂窝状即可，下部电极11的形状不限于上述形状。
[0051]并且，下部电极11和数据布线3可以在截面方向(即以基板I为底部将各层层叠的层叠方向)上不重叠地配置。通过如此配置，能够降低下部电极11和数据布线3之间的附加电容，提高数据布线3中流动的信号的S/N。
[0052]在下部电极11上且在基板I上的设有像素20的像素区域的大致整个面上均匀地形成有光电转换层6。该光电转换层6通过照射X线等放射线,在内部产生电荷(电子一空穴)。即，光电转换层6具有导电性，用于将由放射线形成的图像信息转换为电荷信息，例如由以硒为主要成分的膜厚ΙΟΟμπι?ΙΟΟΟμπι的非晶质a-Se (非晶硒)构成。在此，主要成分是指具有50%以上的含有率。在光电转换层6上形成有上部电极7。该上部电极7与偏压电源(未图示)连接，从该偏压电源提供偏压(例如数kV)。上述多个扫描布线101、多个数据布线3、多个通用接地布线30及开关元件4配置于由光电转换层6构成的传感部103的下层侧。
[0053]接着，说明本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置100的动作。在向上述的上部电极7和蓄积电容下部电极14之间施加了偏压的状态下，当向光电转换层6照射X线时，在光电转换层6内产生电荷(电子一空穴对)。光电转换层6和电荷蓄积电容5是串联电连接的构造，因此在光电转换层6内产生的电子向+ (正)电极侧移动，空穴向一(负)电极侧移动。在图像检测时，从扫描信号控制部35向所有扫描布线101输出OFF信号(0V)，向TFT开关4的栅极2施加负偏压。由此，各TFT开关4保持为OFF状态。其结果是，在光电转换层6内产生的电子由下部电极11收集，蓄积于电荷蓄积电容5中。光电转换层6产生与照射的放射线量对应的电荷量，因此将与放射线所携带的图像信息对应的电荷蓄积于各像素的电荷蓄积电容5中。此外，向上部电极7和蓄积电容下部电极14之间施加上述数kV的电压，因此相对于在光电转换层6形成的电容,需要增大电荷蓄积电容5。
[0054]另一方面，在图像读出时，从扫描信号控制部35向各扫描布线101逐个地依次输出ON信号，向TFT开关4的栅极2经由扫描布线101依次施加ON信号(例如电压是+ 10?20V的信号)。由此，扫描布线方向的各像素列的各像素20的TFT开关4逐列地依次设为0N，逐列地将各像素20的电荷蓄积电容5中蓄积的电荷量所对应的电信号流出到数据布线
3。信号处理部25基于在各数据布线3流动的电信号，检测电荷蓄积电容5中蓄积的电荷量作为构成图像的像素的信息。由此，放射线检测元件10能够获得表示由照射的放射线所示的图像的图像信息。
[0055]如上所述，在本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置中，将构成放射线检测元件的像素形状设为六边形，将这些像素多数排列成二维状并形成蜂窝状，并且使各像素中的TFT开关的位置对应各像素列在左右方向上不同地配置。即，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置构成为，在由将各像素沿纵向一分为二的线段和各像素周缘中的连续设有数据布线的3条边所围成的区域内配置TFT开关，并且将通用接地布线呈大致直线状地配置于比像素电极靠下侧。这样一来，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置在直接转换型的放射线图像检测装置中，能够以最短的通用接地布线相互连接各像素的电荷蓄积电容的蓄积电容下部电极。
[0056]并且，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置中，使TFT开关在由将各像素沿纵向一分为二的线段及像素的6条边中连续设有数据布线的3条边围成的区域内，对应各像素列相对于像素的中心线左右方向不同地交替配置。因此，不会象现有技术那样在TFT开关的配置位置上TFT开关和数据布线的距离变得狭小。而且，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置无需使通用接地布线对应于数据布线而蛇行弯曲，数据布线和通用接地布线也不会交叉。因此，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置能够抑制在数据布线中因感应等造成的噪音的增加，并抑制数据布线和通用接地布线间的电容增加。
[0057]并且，本例示性实施方式涉及的放射线图像检测装置在放射线检测元件的制造工序中，能够防止数据布线和通用接地布线间的布线间间距的狭小化造成的放射线检测元件的制造成品率的下降。[0058]此外，在上述例示性实施方式中，说明了下部电极11根据像素20的形状而形成为六边形、正六边形或去除了角的大致六边形的形状的情况。但是，本发明不限于此。例如，作为上述例示性实施方式的放射线检测元件10的变形例，如图5A、图5B所示，下部电极11的形状也可以与像素20的形状不同，形成为去除了角的大致六边形的形状或者角附带了 R的大致六边形的形状(根据情况有时为圆形)。
[0059]在将多个大致六边形的像素20排列成蜂窝状以构成像素区域的情况下，从上述例示性实施方式的放射线检测元件10输出的图像数据成为表示各像素排列成蜂窝状的图像的图像数据。但是，多数打印机、监视器等普通的输出设备构成为处理各像素排列成正方栅格状的图像。因此，在上述例示性实施方式中，需要由信号处理部25进行以下处理:将从放射线检测元件10输出的图像数据转换为表示多个大致正方形的像素排列成正方栅格的图像的图像数据(像素密度转换)。此外，像素密度转换处理也可以在放射线图像检测装置100的外部进行。
[0060]但是，在像素密度转换中，在转换前的图像数据中含有较多的高频成分时，转换后的图像数据有时会产生蓬乱、不均等伪像。为了抑制这种伪像，现有技术中，在从蜂窝排列向正方栅格排列的像素密度转换时，需要进行去除高频成分的过滤处理。
[0061]另一方面，如本变形例的放射线检测元件10那样，在将下部电极11形成为去除了角的大致六边形的形状或角附带了 R的大致六边形的形状(根据情况有时为圆形)的情况下，向像素20和下部电极11之间的区域施加的电场强度减弱，对离开像素20中心的部分中的高频成分的灵敏度下降。因此，本变形例的放射线检测元件10通过降低高频成分的输入自身，在像素密度转换时，能够抑制由高频成分产生的伪像。并且，本变形例的放射线检测元件10通过从放射线检测时起抑制一定的高频成分，能够使之后的过滤处理简化。由此，本变形例的放射线检测元件10能够防止因过度的过滤处理造成的画质降低及由过滤处理的复杂化造成的处理速度的下降。而且，本变形例的放射线检测元件10由于下部电极11的角不存在，从而能够防止下部电极11的角部与其他布线等(例如数据布线3)在截面方向(即以基板I为底将各层层叠的层叠方向)上重叠。由此，本变形例的放射线检测元件10能够降低下部电极11与其他布线等重叠而产生的附加电容。
[0062]此外，在上述例示性实施方式中，说明了放射线图像检测装置的放射线检测元件，但放射线检测元件的适用范围不限于此。例如，也可以将该放射线检测元件适用于放射线图像检测面板(例如Fro等，但不限于此)，而且也可以作为将具有该放射线检测元件的放射线图像检测面板用于摄像的放射线图像检测装置(例如乳腺摄影装置、立式X线摄影装置、卧式X线摄影装置、CT摄影装置、电子暗盒等，但不限于此)而适用。
[0063]并且，在上述例示性实施方式中，将通用接地布线30配置于绝缘性基板I上。但本发明不限于此。例如，通用接地布线30只要配置于收集由光电转换层6产生的电荷的下部电极11之下的任一层即可。由此，通用接地布线30能够避免向传感部103照射的放射线的照射效率的下降。
[0064]并且如图6所示，下部电极11和通用接地布线30也可以在截面方向(即以基板I为底将各层层叠的层叠方向)上重叠地配置。即使在如此配置的情况下，通用接地布线30与数据布线3不同，构成图像数据的信号不会在通用接地布线30流动，因此也很少对图像的S/N产生影响。另一方面，在上述配置的情况下，能够扩大下部电极11，因此在相向电极7和下部电极11之间产生电场而收集由光电转换层6产生的电荷时，能够将由光电转换层6产生的电荷有效地送到下部电极11。
[0065]并且，如图6所示，下部电极11和电荷蓄积电容5 (尤其是蓄积电容上部电极14和下部电极16)也可以在截面方向上重叠地配置。在如此配置的情况下也能够扩大下部电极11，因此在相向电极7和下部电极11之间产生电场而收集由光电转换层6产生的电荷时，能够将由光电转换层6产生的电荷有效地送到下部电极11。
[0066]并且，在本例示性实施方式中，本发明的放射线无特别限定，可以适用X线、α线、Y线等。
[0067]日本申请2011-177327的公开内容整体通过参照而并入本说明书中。
[0068]本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术规格通过参照而并入本说明书中，通过参照而并入各文献、专利申请及技术规格等同于它们被具体且单独地记载了。
【权利要求】
1.一种放射线检测元件，具备: 传感部，由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成； 检测部，设于上述各像素，并且具有:收集上述电荷的像素电极、蓄积由该像素电极收集的电荷的蓄积电容及用于读出该蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件； 多个扫描布线，彼此并排地配置，传送进行上述开关元件的开关控制的信号； 多个数据布线，与上述扫描布线交叉并且沿着上述六边形的像素周缘的一部分弯曲地配置，传送与由上述开关元件读出的上述电荷对应的电信号 '及 多个通用布线，将上述蓄积电容的一个电极彼此相互连接而固定为规定电位， 上述开关元件配置于由在与上述多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将上述像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有上述数据布线的3条边所围成的区域内，并且上述开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，上述通用布线在上述多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地配置。
2.根据权利要求1所述的放射线检测元件，其中， 上述通用布线在上述多个数据布线之间延伸地设成直线状或大致直线状。
3.根据权利要求1或2所述的放射线检测元件，其中， 上述多个通用布线经由上述蓄积电容和上述开关元件而与上述多个数据布线连接。
4.根据权利要求3所述的放射线检测元件，其中，` 上述蓄积电容和上述开关元件对应由上述多个扫描布线划分的每像素列交替地位于上述数据布线的一侧或另一侧。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述多个通用布线配置于比上述像素电极靠下层侧。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述多个扫描布线、上述多个数据布线、上述多个通用布线和上述开关元件配置于上述传感部的下层侧。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述多个数据布线由与形成有上述多个扫描布线的金属层不同的且隔着绝缘膜的金属层形成。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述开关元件的栅极与上述扫描布线连接，漏极和源极中的一方与上述蓄积电容的一个电极连接，漏极和源极中的另一方与上述数据布线连接。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极与上述数据布线在截面方向上不重叠地配置。
10.根据权利要求9所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极与上述通用布线在截面方向上重叠地配置。
11.根据权利要求9所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极与上述蓄积电容在截面方向上重叠地配置。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极的形状与上述六边形像素的形状大致相似，是具有比上述像素的面积小的面积且去除了角的大致六边形的形状。
13.根据权利要求1~11中任一项所述的放射线检测元件，其中， 上述像素电极的形状是具有比上述像素的面积小的面积的圆形。
14.一种放射线图像检测装置，具备: 权利要求1~13中任一项所述的放射线检测元件； 扫描信号控制部，向上述多个扫描布线输出进行上述开关元件的开关控制的信号；及 信号处理部，检测经由上述多个数据布线传送的上述电信号，对检测出的上述电信号实施规定的处理，生成数字图像数据， 上述信号处理部将从由上述多个六边形构成的像素所获得的图像数据转换为表示多个大致正方形的像素排列成正方栅格的图像的图像数据，并生成上述数字图像数据。
15.一种放射线图像检测面板， 配置有放射线检测元件，该放射线检测元件具备传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着上述六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将上述像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有上述数据布线的3条边所围成的区域内，并且上述开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将上述蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在上述多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
16.一种放射线图像检测装置， 由配置有放射线检测元件的放射线图像检测面板拍摄放射线图像，该放射线检测元件具有传感部，该传感部由具有接受放射线的照射而产生电荷的半导体膜且彼此相邻并排列成二维状的多个六边形像素构成，多个数据布线沿着上述六边形像素的周缘弯曲地配置，用于读出蓄积电容所蓄积的电荷的开关元件配置于由在与多个扫描布线的延伸设置方向交叉的方向上将上述像素一分为二的线段和该像素周缘中的连续设有上述数据布线的3条边所围成的区域内，并且上述开关元件与连续设于该3条边的数据布线连接，用于将上述蓄积电容的一个电极固定为规定电位的通用布线在上述多个数据布线之间不与该多个数据布线交叉地延伸设成大致直线状。
【文档编号】G01T1/24GK103765589SQ201280039337
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】冈田美广 申请人:富士胶片株式会社
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