CN102569318B - 矩阵衬底、检测设备、检测系统和驱动检测设备的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及矩阵衬底、检测设备、检测系统和驱动检测设备的方法。提供一种矩阵衬底，所述矩阵衬底实现高操作速度和高可靠性，并能够在连接端子数量有限的同时获得高质量图像。所述矩阵衬底包括按矩阵布置的像素、在列方向上布置的N个驱动线、P个连接端子和解复用器，其中，P小于N，所述解复用器设置在连接端子与驱动线之间并包括第一多晶半导体TFT和第一连接端子。所述解复用器还包括在连接端子之一与驱动线中的两个或更多个之间的第二多晶半导体TFT和第二控制线，第二控制线用于使驱动线保持具有使像素处于非选择状态的非选择电压。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及在医疗图像诊断装置、无损测试装置和使用放射线的分析装置中采用的矩阵衬底、检测设备和检测系统。
背景技术
最近几年，薄膜半导体制作技术被在制作具有像素的阵列(像素阵列)的矩阵衬底中采用，而且还被在制作采用所述矩阵衬底的检测设备和放射线检测设备中采用，所述像素每个包括诸如TFT(薄膜晶体管)的开关元件和诸如光电转换元件的转换元件的组合。
最近几年，已讨论了采用如下TFT的检测设备，所述TFT使用诸如多晶硅(p-Si)的多晶半导体。美国专利No.5536932公开了以下内容。检测设备包括具有多个p-SiTFT的解复用器，所述多个p-SiTFT布置在与外部移位寄存器的端子一一对应的外部栅极端子与多个栅极线(驱动线)之间，以使得p-SiTFT与所述多个栅极线对应。此外，所述解复用器包括用于使栅极线具有像素的TFT的截止状态电压的多个非晶硅(a-Si)TFT。a-SiTFT一直处于导通状态，并通过1至5MΩ的电阻器使栅极线保持截止状态电压。另一方面，当电阻比a-SiTFT的电阻低的p-SiTFT导通时，导通状态电压被供给栅极线。然而，在美国专利No.5536932中，由于通过a-SiTFT使栅极线保持具有截止状态电压，所以直到栅极线具有截止状态电压，需要长时间段。这是因为a-SiTFT的高电阻引起时间常数的影响，因此，直到栅极线具有截止状态电压，需要长时间段。
此外，由于5V的导通状态电压一直施加于a-SiTFT的栅极，所以a-SiTFT的Vth偏移很有可能发生，就可靠性而言，这是个大问题。
而且，当该配置用作检测设备的衬底时，在从像素阵列获得的信号中可能产生诸如串扰的伪像。由于a-SiTFT一直处于导通状态，所以根据其电阻值，应该保持截止状态电压的栅极线可受到来自通过a-SiTFT的电阻器被供给导通状态电压的栅极线的导通电压的影响。另外，当用于将截止状态电压供给a-SiTFT的线与数据线(信号线)交叉时，应该保持截止状态电压的影响的栅极线可能受到通过用于将截止状态电压供给a-SiTFT的线而引起的数据线的电势变化的影响。
发明内容
因此，本实施例的一个公开方面提供能够获得高质量图像的矩阵衬底、检测设备、检测系统和用于驱动该检测设备的方法，所述矩阵衬底能够在外部栅极端子数量有限的情况下确保高操作速度和可靠性。
根据实施例，提供一种矩阵衬底，所述矩阵衬底包括：多个像素，所述多个像素输出根据放射线或光束的电信号，并按矩阵布置；多个驱动线，所述多个驱动线在列方向上布置，所述多个驱动线中的每个驱动线在行方向上与多个像素共同连接；多个连接端子，所述多个连接端子将驱动像素的驱动电路与驱动线彼此连接，所述多个连接端子的数量比驱动线的数量少；和解复用器，所述解复用器布置在连接端子与驱动线之间，包括多个第一多晶硅薄膜晶体管(TFT)，并包括第一控制线，所述多个第一多晶硅TFT以一对一的方式与驱动线对应并将使像素处于选择状态的第一电压供给驱动线，所述第一控制线将第一多晶硅TFT的导通电压和非导通电压供给第一多晶硅TFT的控制电极。所述解复用器包括多个第二多晶硅TFT，并包括第二控制线，所述多个第二多晶硅TFT布置在连接端子与驱动线之间，以一对一的方式与驱动线对应，并使驱动线保持具有使像素处于非选择状态的第二电压，所述第二控制线将第二多晶硅TFT的导通电压和非导通电压供给第二多晶硅TFT的控制电极。
根据另一个实施例，提供一种检测设备，所述检测设备包括所述矩阵衬底、驱动电路和控制电路，所述控制电路将第一多晶硅TFT的导通电压和非导通电压供给第一控制线，并将第二多晶硅TFT的导通电压和非导通电压供给第二控制线。当用于将第一电压供给驱动线的电压被供给连接端子时，控制电路使所述第一多晶硅TFT中的位于连接端子与驱动线中的某些驱动线之间的一些第一多晶硅TFT处于导通状态，并使所述第二多晶硅TFT中的位于连接端子与所述某些驱动线之间的一些第二多晶硅TFT处于非导通状态，以使得第一电压被供给所述某些驱动线，使所述第一多晶硅TFT中的位于连接端子与驱动线中的与所述某些驱动线不同的其它驱动线之间的其它第一多晶硅TFT处于非导通状态，并使所述第二多晶硅TFT中的位于连接端子与所述其它驱动线之间的其它第二多晶硅TFT保持处于导通状态，以使得所述其它驱动线保持具有第二电压。
根据又一个实施例，提供一种检测系统，所述检测系统包括所述检测设备、信号处理器、记录单元、显示单元和发送处理器，所述信号处理器处理从检测设备供给的信号，所述记录单元记录从信号处理器供给的信号，所述显示单元显示从信号处理器供给的信号，所述发送处理器发送从信号处理器供给的信号。
根据另外的实施例，提供一种用于驱动检测设备的方法，所述检测设备包括：多个像素，所述多个像素输出根据放射线或光束的电信号，并按矩阵布置；多个驱动线，所述多个驱动线在列方向上布置，所述多个驱动线中的每个驱动线在行方向上与多个像素共同连接；多个连接端子，所述多个连接端子将驱动像素的驱动电路与驱动线彼此连接，并且所述多个连接端子的数量比驱动线的数量少；和解复用器，所述解复用器布置在连接端子与驱动线之间，所述解复用器包括多个第一多晶硅TFT，并包括多个第二多晶硅TFT，所述多个第一多晶硅TFT以一对一的方式与驱动线对应并将使像素处于选择状态的第一电压供给驱动线，所述多个第二多晶硅TFT以一对一的方式与驱动线对应并使驱动线保持具有使像素处于非选择状态的第二电压。当用于将第一电压供给驱动线的电压被供给连接端子时，使所述第一多晶硅TFT中的位于连接端子与某些驱动线之间的一些第一多晶硅TFT处于导通状态，并使所述第二多晶硅TFT中的位于连接端子与所述某些驱动线之间的一些第二多晶硅TFT处于非导通状态，以使得第一电压被供给所述某些驱动线，使所述第一多晶硅TFT中的位于连接端子与驱动线中的与所述某些驱动线不同的其它驱动线之间的其它第一多晶硅TFT处于非导通状态，并使所述第二多晶硅TFT中的位于连接端子与所述其它驱动线之间的其它第二多晶硅TFT保持处于导通状态，以使得所述其它驱动线保持具有第二电压。
根据实施例，设置在矩阵衬底中的用于驱动的连接端子的数量减少到这样的数量，该数量基本上与通过将驱动线的数量除以解复用器的解复用处理的执行次数而获得的值与解复用处理的执行次数的两倍的总和相同。例如，对于2000行和2000列的矩阵中的像素阵列，当采用执行一对四的解复用处理的解复用器时，用于驱动的连接端子的数量为508。此外，由于解复用器包括多个第二多晶硅TFT和多个控制线以使得开关元件保持具有非导通电压，所以可获得具有高可靠性的第二多晶硅TFT。另外，当在检测设备中使用矩阵衬底时，可防止相邻驱动线和与第二控制线交叉的信号线的影响。因此，一个实施例提供能够获得高质量图像的矩阵衬底、检测设备、检测系统和用于驱动该检测设备的方法，所述矩阵衬底能够在外部栅极端子的数量有限的同时确保高操作速度和可靠性。
从以下参照附图对示例性实施例的描述，实施例的进一步的特征将变得明白。
附图说明
图1A是根据第一实施例的检测设备和矩阵衬底的等效电路图，图1B是时序图。
图2A是示出根据第一实施例的检测设备和矩阵衬底的像素的截面图，图2B是示出根据第一实施例的检测设备的概念图。
图3A是根据第二实施例的检测设备和矩阵衬底的等效电路图，图3B是时序图。
图4是根据第三实施例的检测设备和矩阵衬底的等效电路图。
图5A是根据第四实施例的检测设备和矩阵衬底的等效电路图，图5B是时序图。
图6A是根据第五实施例的检测设备和矩阵衬底的等效电路图，图6B是示意性截面图。
图7是示出根据第六实施例的检测设备对于检测系统的应用的概念图。
具体实施方式
以下，将参照附图对实施例进行详细描述。指出，在实施例中，除了通过由于放射性衰减而放出的粒子(包括光子)产生的α射线、β射线和γ射线之外，放射线还包括具有等于或大于α射线、β射线和γ射线的能量的光束，诸如X射线、粒子束和宇宙射线。
实施例的一个公开特征可被描述为通常被描绘为流程图、流程示图、时序图、结构图或框图的处理。虽然流程图或时序图可将操作或事件描述为顺序的处理，但是可并行地或同时地执行所述操作，或者所述事件可并行地或同时地发生。另外，操作或事件的次序可重新布置。当处理的操作完成时，该处理终止。处理可与方法、程序、过程、制造或制作方法、由装置、机器或逻辑电路等执行的操作序列对应。另外，“多个”可通过诸如M、N或P的整数变量表示。这些整数变量可以是大于1的正整数。
第一实施例
如图1A所示，根据第一实施例的用于检测设备的矩阵衬底和检测设备均包括有效像素区域(像素阵列)，该有效像素区域包括在支承衬底100上的按矩阵布置的多个像素101。像素101输出根据放射线或光的电信号。每个像素101包括开关元件103，开关元件103输出与由将放射线或光转换为电荷的转换元件102产生的电荷对应的电信号。此外，每个像素101包括将放射线或光转换为电荷的转换元件102。这里，在本实施例中，转换元件102包括将放射状射线转换为光束的闪烁体和将光束转换为电荷的光电转换元件。然而，实施例不限于此。可使用将放射状射线直接转换为电荷的直接转换元件作为转换元件102。此外，非晶硅薄膜晶体管(TFT)或多晶硅薄膜晶体管用作开关元件103。虽然在本实施例中硅用作半导体材料，但是实施例不限于此，可使用诸如锗的其它半导体材料。更优选地，交错式多晶硅TFT用作开关元件103。转换元件102具有与开关元件103的第一主电极电连接的第一电极，并具有与偏压线106电连接的第二电极。偏压线106与在列方向上布置的转换元件102的第二电极共同连接。在行方向上布置的多个偏压线106通过公共线107彼此连接，并变为通过连接端子109与外部电源电路(未显示)电连接的公共偏压线108。开关元件103具有与信号线105电连接的第二主电极。信号线105与在列方向上布置的多个开关元件103的第二主电极共同连接，在行方向上布置的多个信号线105通过连接端子119与外部读取电路(未显示)电连接。连接端子109和119布置在支承衬底100上的支承衬底100的一边的边缘部分与有效像素区域之间的部分中。复用器120设置在连接端子119与信号线105之间。复用器120包括开关121和开关122，开关121控制信号线105中的一些信号线105(例如，奇数列中的信号线105)与连接端子119之间的连接，开关122控制信号线105中的其它信号线105(例如，偶数列中的信号线105)与连接端子119之间的连接。开关121具有通过控制线123彼此连接的控制电极，并通过连接端子125被外部控制电路(未显示)控制。开关122具有通过控制线124彼此连接的控制电极，并通过连接端子126被外部控制电路(未显示)控制。
每个开关元件103具有与驱动线104中的对应一个驱动线电连接的控制电极。每个驱动线104与在行方向上布置的开关元件103中的对应一些开关元件103的控制电极共同连接，在列方向上布置的驱动线104通过连接端子110与外部驱动电路(未显示)电连接。指出，连接端子110布置在支承衬底100上的与支承衬底100的所述一边不同的另一边的边缘部分与有效像素区域之间的部分中。此外，连接端子110的数量比驱动线104的数量少，即，比有效像素区域中的像素的行数少。然后，解复用器111设置在连接端子110与驱动线104之间。解复用器111在每个连接端子110与对应的两个或更多个驱动线104之间包括两个或更多个第一多晶半导体薄膜晶体管(TFT)112，所述第一多晶半导体TFT 112被布置为以一对一的方式与所述两个或更多个驱动线104对应。指出，在本实施例中，位于每个连接端子110与对应的两个或更多个驱动线104之间的元件称之为解复用器111的“单元块”。此外，在每个单元块中，与对应于第一行的驱动线104相关联的元件称之为“第一级”，与对应于第二行的驱动线104相关联的元件称之为“第二级”，并且类似地，后面的元件称之为“第三级”和“第四级”。在本实施例中，每个单元块包括两个第一多晶半导体TFT 112，诸如多晶硅TFT。每个单元块中的第一多晶半导体TFT 112用于将开关元件103的导通电压供给所述对应的两个或更多个驱动线104。每个第一多晶半导体TFT 112具有与对应连接端子110中的对应一个电连接的一个主电极和与驱动线104中的对应一个电连接的另一个主电极。指出，导通电压用于选择像素，并对应于本发明的第一电压。此外，提供第一控制线114a和114b，第一控制线114a和114b将用于第一多晶半导体TFT 112的导通电压和非导通电压供给第一多晶半导体TFT 112的控制电极。在本实施例中，设置所述两个第一控制线114a和114b，并且控制信号CLK1a和CLK1b分别通过第一连接端子116a和116b供给第一控制线114a和114b。单元块中所包括的第一级中的第一多晶半导体TFT 112的控制电极共同与第一控制线114a电连接。单元块中所包括的第二级中的第一多晶半导体TFT 112的控制电极共同与第一控制线114b电连接。第一控制线114与第一连接端子116a电连接，而第一控制线114b与第一连接端子116b电连接。指出，本实施例的解复用器111可执行一对二的解复用操作。然而，实施例不限于此，而是可采用任何解复用器，只要该解复用器可执行一对二或一对更多的解复用操作即可。指出，优选使用集成电路作为与连接端子连接的外部电路。当使用集成电路时，可将各种电路设置在相应集成电路上，或者可将所述电路中的一些或者全部所述电路设置在单个集成电路上。
解复用器111的每个单元块还包括以下两个元件。首先，每个单元块包括布置在连接端子110中的对应一个与驱动线104中的对应两个或更多个之间的多个第二多晶半导体薄膜晶体管(TFT)113，以使得第二多晶半导体TFT 113以一对一的方式与所述两个或更多个驱动线104对应。第二多晶半导体TFT 113使所述两个或更多个驱动线104保持具有开关元件103的非导通电压。指出，非导通电压使像素处于非选择状态，并对应于第二级。具体地讲，每个第二多晶半导体TFT 113使所述两个或更多个驱动线104保持具有非选择电压，以使得与所述两个或更多个驱动线104连接的像素保持处于非选择状态。每个第二多晶半导体TFT 113具有与驱动线104中的对应一个电连接的一个主电极，并具有与下述节点电连接的另一个主电极，开关元件103中的对应一些的非导通电压(Voff)将从外部电源电路(未显示)通过连接端子118供给所述节点。在本实施例中，每个单元块包括两个第二多晶半导体TFT 113。第二多晶半导体TFT113将开关元件103的非导通电压供给所述两个或更多个驱动线104。每个第二多晶半导体TFT 113的所述两个主电极之一与用于供给对于开关元件103的非导通电压(Voff)的连接端子118电连接，所述两个主电极中的另一个与驱动线104中的对应一个驱动线104电连接。接着，每个单元块包括第二控制线115a和115b，第二控制线115a和115b将用于第二多晶半导体TFT 113的导通电压和非导通电压供给第二多晶半导体TFT 113的控制电极。在本实施例中，设置所述两个第二控制线115a和115b，第二控制线115a和115b分别与从外部控制电路(未显示)通过第二连接端子117a和117b向其供给控制信号CLK2a和CLK2b的节点电连接。单元块中所包括的第一级中的第二多晶半导体TFT 113的控制电极共同与第二控制线115a电连接。单元块中所包括的第二级中的第二多晶半导体TFT 113的控制电极共同与第二控制线115b电连接。第二控制线115a与第二连接端子117a电连接，而第二控制线115b与第二连接端子117b电连接。
接下来，将参照图1A和图1B对根据实施例的解复用器111的操作进行描述。这里，在图1B中，供给与第一行和第二行中的驱动线104对应的连接端子110之一的控制信号用VGPAD1表示，供给与第三行和第四行中的驱动线104对应的连接端子110之一的控制信号用VGPAD2表示。这同样适用于后面的行，供给与第(n-1)行和第n行中的驱动线104对应的连接端子110之一的控制信号用VGPADn/2表示。此外，供给第一连接端子116a的控制信号用CLK1a表示，供给第二连接端子117a的控制信号用CLK2a表示，供给第一连接端子116b的控制信号用CLK1b表示，供给第二连接端子117b的控制信号用CLK2b表示。此外，第一行至第n行中的驱动线104的电压用VG1至VGn表示。
首先，控制信号VGPAD1具有比开关元件103的导通电压大的电压(以下称之为“电压Vcom”)，控制信号VGPAD2至VGPADn/2具有开关元件103的非导通电压(以下称之为“非导通电压Voff”)。在这种情况下，控制信号CLK1a和CLK2b对应于第一多晶半导体TFT 112和第二多晶半导体TFT 113的导通电压(以下称之为“高电平”)。另一方面，控制信号CLK1b和CLK2a具有第一多晶半导体TFT 112和第二多晶半导体TFT 113的非导通电压(以下称之为“低电平”)。通过这种方式，与作为预定驱动线的第一行中的驱动线104对应的电压VG1变为开关元件103的导通电压(以下称之为“导通电压Von”)，与其它驱动线104对应的电压VG2至VGn变为非导通电压Voff。接着，在控制信号VGPAD1保持具有电压Vcom、控制信号VGPAD2至VGPADn/2保持具有非导通电压Voff的同时，控制信号CLK1a和CLK2b变为低电平，控制信号CLK1b和CLK2a变为高电平。因此，电压VG2变为导通电压Von，电压VG1以及电压VG3至VGn变为非导通电压Voff。该操作对应于由解复用器111使用第一单元块执行的解复用操作。
接着，在控制信号VGPAD2具有电压Vcom，控制信号VGPAD1以及控制信号VGPAD3至VGPADn/2具有非导通电压Voff的同时，使控制信号CLK1a和CLK2b处于高电平，并使控制信号CLK1b和CLK2a处于低电平。因此，电压VG3变为导通电压Von，电压VG1和VG2以及电压VG4至VGn对应于非导通电压Voff。接着，在控制信号VGPAD2保持具有电压Vcom，控制信号VGPAD1以及控制信号VGPAD3至VGPADn/2保持具有非导通电压Voff的同时，使控制信号CLK1a和CLK2b处于低电平，并使控制信号CLK1b和CLK2a处于高电平。因此，电压VG4变为导通电压Von，电压VG1至VG3以及电压VG5至VGn对应于非导通电压Voff。该操作对应于由解复用器111使用第二单元块执行的解复用操作。顺序地对后面的单元块执行相同的操作，直到对解复用器111的第n/2单元块执行的复用操作终止为止，以使得逐行顺序地扫描开关元件103。
如上所述，在实施例中，解复用器111的使用将与外部驱动电路连接的连接端子110的数量最多抑制为1/(单元块数量)。指出，作为连接端子的全部数量，用于单元块中所包括的元件的第一连接端子116a和116b以及第二连接端子117a和117b的数量与被供给开关元件103的非导通电压的连接端子118的数量被相加。此外，为了使驱动线104保持具有开关元件103的非导通电压，使用第二多晶半导体TFT 113，在所述第二多晶半导体TFT 113中，导通状态和非导通状态由供给第二控制线115a和115b的控制信号控制。通过这种方式，导通电压通过导通状态下的第一多晶半导体TFT 112供给开关元件103，或者非导通电压通过导通状态下的第一多晶半导体TFT 112或者导通状态下的第二多晶半导体TFT 113供给开关元件103。具体地讲，必然是这样的情况，即，由于非导通电压被供给第二多晶半导体TFT 113，所以第二多晶半导体TFT 113一直处于导通状态。因此，与一般技术不同，通过用作电阻器的处于导通状态的第二多晶半导体TFT 113，非导通电压不一直被供给驱动线104。因此，即使当节点受到与被供给彼此相邻的驱动线104以及开关元件103的非导通电压(Voff)的线交叉的信号线的影响时，也防止驱动线104受到受影响的节点的影响。由于第二多晶半导体TFT 113不是一直接收导通电压，所以确保高可靠性。因此，可在通过解复用器111抑制外部栅极端子的数量的同时提供这样的矩阵衬底和检测设备，该矩阵衬底和检测设备使用高速多晶半导体TFT，并且能够高速且高可靠性地获得高质量图像。指出，在本实施例中，非导通电压Voff被供给控制信号VGPAD1至VGPADn/2。然而，这不意味着与通过第二多晶半导体TFT 113供给的非导通电压Voff相同的电压应该被供给控制信号VGPAD1至VGPADn/2。等于或小于开关元件103的阈值的电压(其用作开关元件103的非导通电压)应该被供给驱动线104，并且供给控制信号VGPAD1至VGPADn/2的与电压Vcom不同的电压应该对应于这样的电压。
接下来，将参照图2A对每个像素101的截面配置进行描述。在根据本实施例的每个像素101中，转换元件102和开关元件103一对一地彼此面对。开关元件103包括设置在具有绝缘表面的诸如玻璃衬底的支承衬底100上的第一半导体层201、第一含杂质(extrinsic)半导体层202、第一绝缘层203、第一导电层204、第二绝缘层205和第二导电层206。第一半导体层201用作TFT沟道区，第一含杂质半导体层202用作源极区域或漏极区域，第一绝缘层203用作栅绝缘膜，第一导电层204用作栅极，第二导电层206用作源极或漏极。这里，栅极对应于以上参照图1A和图1B描述的控制电极，源极或漏极对应于主电极。指出，在图2A和图2B中，多晶硅交错式TFT用作第一半导体层201。因此，第一半导体层201具有与第一多晶半导体TFT 112和第二多晶半导体TFT 113的层配置相同的层配置，并实现简单的处理步骤。然后，转换元件102布置在覆盖开关元件103的第三绝缘层207上。构成转换元件102的光电转换元件包括第四导电层209、第二含杂质半导体层210、第二半导体层211、第三含杂质半导体层212、第五导电层213和第六导电层214。第四导电层209通过第三导电层208与用作开关元件103的第一主电极的第二导电层206电连接，并用作第一电极。p型杂质注入到第二含杂质半导体层210中，n型杂质注入到第三含杂质半导体层212中。第二半导体层211用作光电转换元件的光电转换层，第五导电层213用作偏压线106，第六导电层214用作第二电极。然后，闪烁体216设置在用作覆盖多个光电转换元件的平坦化层的第四绝缘层215上。使用一般的气相外延法(气相沉积法)、蚀刻技术或光刻技术适当地形成转换元件102和开关元件103。指出，虽然在本实施例中以使用第二含杂质半导体层210的PIN光电二极管作为光电转换元件的示例，但是实施例不限于此，可采用使用绝缘层，而不是第二含杂质半导体层210的MIS光电传感器。
接下来，将参照图2B对根据一个实施例的检测设备的配置进行描述。检测设备200包括至少具有像素阵列、解复用器111和连接端子110的支承衬底100。检测设备200包括检测单元223，其具有支承衬底100、驱动像素阵列的驱动电路221和将从像素阵列输出的电信号作为图像数据输出的读取电路222。驱动电路221与连接端子110电连接，并输出电压Vcom和非导通电压Voff。具体地讲，第二半导体层211控制像素的选择状态和非选择状态，以便驱动像素。读取电路222与连接端子119电连接。检测设备200还包括信号处理器224、控制电路225和电源电路226，信号处理器224处理并输出从检测单元223供给的图像数据，控制电路225通过将控制信号供给组件来控制检测单元223的操作，电源电路226将偏压供给所述组件。信号处理器224从控制计算机(未显示)接收控制信号，并将控制信号供给控制电路225。此外，信号处理器224在照射期间从读取电路222接收关于信号线105的电势的信息，并将该信息供给控制计算机(未显示)。电源电路226合并调节器，所述调节器从外部电源(未显示)或合并的电池接收电压，并供给像素阵列、驱动电路221和读取电路222中所需的电压。电源电路226与连接端子109和118电连接。控制电路225与第一连接端子116a和116b以及第二连接端子117a和117b电连接，并输出控制信号CLK1a至CLK2b。此外，控制电路225与连接端子125电连接。指出，虽然驱动电路221、读取电路222、信号处理器224、控制电路225和电源电路226均被显示为块，但是这不意味着它们均被配置为单个集成电路。它们均可由多个集成电路配置，并且可替换地，可将它们全部设置在单个集成电路上。此外，显而易见的是，上述的描述可适当地应用于其它实施例。
第二实施例
接下来，将参照图3A和图3B对第二实施例进行描述。指出，以下仅对与第一实施例不同的部分进行详细描述，与第一实施例的组件相同的组件用相同的标号表示，并省略其详细描述。
如图1B所示，供给第一控制线114a的控制信号CLK1a和供给第二控制线115b的控制信号CLK2b具有相同相位。此外，供给第一控制线114b的控制信号CLK1b和供给第二控制线115a的控制信号CLK2a具有相同相位。因此，如图3A所示，在本实施例中，第一连接端子116和第二连接端子117b被集成为控制端子302，第一连接端子116b和第二连接端子117a被集成为控制端子303。此外，被供给具有相同相位的信号的第一控制线114a和第二控制线115b被集成为控制线304，第一控制线114b和第二控制线115a被集成为控制线305。
通过这种方式，当与第一实施例相比时，与解复用器301中所包括的元件连接的控制端子302的数量和控制端子303的数量可减少到一半。因此，当与第一实施例相比时，在用于检测设备的整个矩阵衬底中，连接端子的数量可进一步减少。
而且，如图3B所示，外部驱动电路(未显示)被设置为：在其中电压Vcom被供给控制信号VGPAD1至VGPADn/2的时间段被设置为比在其中控制信号CLK1a、CLK2b、CLK2a和CLK1b为高电平的时间段短，并且电压Vcom被连续供给每个连接端子110两次。通过这种方式，在供给某一行中的驱动线104的电压固定为非导通电压Voff之后，供给另一行中的另一驱动线104的电压被设置为导通电压Von。因此，当与第一实施例相比时，供给其它驱动线104的电压的影响减小。指出，这可类似地应用于第一实施例。
第三实施例
指出，虽然被供给具有相同相位的控制信号的控制端子被集成并且被供给相同控制信号的控制线被集成，但是实施例不限于此，可采用任何配置，只要可共享连接端子即可。将参照图4对第三实施例进行描述。指出，以下仅对与第一实施例不同的部分进行详细描述，与第一实施例的组件相同的组件用相同标号表示，并省略其详细描述。
如图1B所示，供给第一控制线114a的控制信号CLK1a和供给第一控制线114b的控制信号CLK1b具有不同相位。此外，供给第二控制线115a的控制信号CLK2a和供给第二控制线115b的控制信号CLK2b具有相反相位。因此，在本实施例中，如图4所示，第一连接端子116a和第一连接端子116b被集成为连接端子402，第二连接端子117a和第二连接端子117b被集成为连接端子403。图1B所示中的控制信号CLK1a被供给连接端子402，图1B中所示的控制信号CLK1b被供给连接端子403。此外，用于使控制信号的相位反相的反相器404设置在连接端子402与第二控制线115a之间以及连接端子403与第二控制线115b之间。
通过这种方式，当与第一实施例相比时，与解复用器401中所包括的元件连接的控制端子402的数量和控制端子403的数量可减少到一半。因此，当与第一实施例相比时，作为整个矩阵衬底，连接端子的数量进一步减少。
第四实施例
接下来，将参照图5A和图5B对第四实施例进行描述。指出，以下仅对与第一实施例至第三实施例不同的部分进行详细描述，与第一实施例至第三实施例的组件相同的组件用相同的标号表示，并省略其详细描述。
如图5A所示，在本实施例中，将下述组件添加到根据第一实施例至第三实施例的配置。首先，将连接端子502设置在支承衬底100上，连接端子502供给在相加模式下处于高电平的控制信号Vadd。控制信号Vadd从外部控制电路(未显示)供给。第二，解复用器501包括连接端子110与驱动线104之间的第三多晶半导体薄膜晶体管(TFT)503。第三多晶半导体TFT 503对应于驱动线104，并与第一多晶半导体TFT 112并列地布置。第三，解复用器501包括控制线504，控制线504将第三多晶半导体TFT 503的控制电极与连接端子502彼此电连接。由于如上所述那样配置解复用器501，所以提供相加模式，并且在相加模式下在信号线105中将从多行中的像素输出的电信号平均。
如图5B所示，在相加模式下，使控制信号Vadd保持处于高电平，并使控制信号CLK1a至CLK2b保持处于低电平。因此，使第一多晶半导体TFT 112和第二多晶TFT 113保持处于非导通状态，并使第三多晶半导体TFT 503保持处于导通状态。因此，由于控制信号VGPAD1至VGPADn/2通过第三多晶半导体TFT 503被供给驱动线104，所以导通电压Von根据控制信号VGPAD1至VGPADn/2以两行为单位同时被供给驱动线104。指出，在本实施例的非相加模式(正常模式)下，采用第一实施例至第三实施例之一，因此，省略其详细描述。
根据本实施例，除了第一实施例至第三实施例之外，还可提供能够在相加模式和非相加模式下工作的用于检测设备的矩阵衬底和检测设备。
第五实施例
接下来，将参照图6A和图6B对第五实施例进行描述。指出，以下仅对与第一实施例至第四实施例不同的部分进行详细描述，与第一实施例至第四实施例的组件相同的组件用相同的标号表示，并省略其详细描述。
在根据该实施例的解复用器中，多晶TFT应该在高速操作时具有低电阻。因此，多晶半导体TFT的尺寸变大，具有大尺寸的TFT被布置为与有效像素区域中的第一列中的像素相邻。因此，由于解复用器的操作，解复用器可影响解复用器附近的像素。具体地讲，在如图2A所示的转换元件102设置在开关元件103上方的像素配置中，用作转换元件102的第一电极的第四导电层209可能受到影响。因此，在本实施例中，如图6A所示那样添加以下组件。首先，将被供给固定电势的连接端子602设置在支承衬底100上。所述固定电势从例如外部电源电路(未显示)供给。第二，解复用器601包括屏蔽部分603，所述屏蔽部分603从上方至少覆盖多个第一多晶半导体TFT112和多个第二多晶半导体TFT 113。如图6B所示的截面图所示，屏蔽部分603设置在第一多晶半导体TFT 112和第二多晶半导体TFT 113上。用作转换元件102的第一电极的第四导电层209和第二半导体层211适合用作屏蔽部分603。由于如上所述那样配置解复用器601，所以解复用器的操作对位于解复用器附近的像素的影响较小。
第六实施例
将参照图7对使用根据实施例的放射线检测设备的放射线检测系统的应用示例进行描述。
由作为放射线源的x射线管6050产生的x射线6060透射穿过受检查者6061的胸部6062，并遇到本实施例的检测设备6040。遇到的x射线包括关于受检查者6061的身体内部的信息。闪烁体216响应于x射线的照射而发光，并使用光电转换元件对所得光进行光电转换，以便获得电信息。该信息可被转换为数字信息，并在用作信号处理单元的图像处理器6070对该信息进行图像处理之后通过安装在控制室中的用作显示单元的显示器6080观察该信息。
此外，该信息可通过诸如电话线6090的发送处理单元发送到远程位置，可显示在安装在诸如医生室的另一个位置中的用作显示单元的显示器6081中，并可存储在诸如光盘的记录单元中，以使得远程位置的医生可进行诊断。此外，该信息可通过用作记录单元的胶片处理器6100记录在用作记录介质的胶片6110中。
尽管已参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解本发明不限于所公开的示例性实施例。应该给予权利要求的范围以最广泛的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (11)
1.一种用于检测设备的矩阵衬底，包括：
多个像素，所述多个像素按矩阵布置，其中，所述多个像素中的每个像素包括转换元件和薄膜晶体管，所述转换元件用于将放射线或光束转换为电荷，所述薄膜晶体管用于输出与由转换元件产生的电荷对应的电信号，所述转换元件具有第一电极、第二电极、以及布置在第一电极和第二电极之间的半导体层，所述薄膜晶体管具有栅极电极、源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述漏极电极之一与第一电极连接；
多个驱动线，所述多个驱动线在列方向上布置，所述多个驱动线中的每个驱动线与所述栅极电极连接并且在行方向上与多个像素共同连接；
多个连接端子，所述多个连接端子被配置为将驱动所述像素的驱动电路和所述驱动线彼此连接，所述多个连接端子的数量比所述驱动线的数量少；和
解复用器，所述解复用器被配置为包括多个第一多晶半导体薄膜晶体管和第一控制线(114)，其中，所述多个第一多晶半导体薄膜晶体管布置在所述连接端子与所述驱动线之间并且以一对一的方式与所述驱动线对应，所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的每个被配置为将使各自连接的像素处于各自的选择状态的第一电压供给所述驱动线，所述第一控制线被配置为将具有所述第一多晶半导体薄膜晶体管的导通电压和所述第一多晶半导体薄膜晶体管的非导通电压的第一控制信号供给所述第一多晶半导体薄膜晶体管的控制电极，
其中，所述解复用器还包括多个第二多晶半导体薄膜晶体管和第二控制线(115)，其中，所述多个第二多晶半导体薄膜晶体管布置在所述连接端子与所述驱动线之间并且以一对一的方式与所述驱动线对应，所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的每个被配置为使所述驱动线保持具有使各自连接的像素处于各自的非选择状态的第二电压，所述第二控制线被配置为将具有所述第二多晶半导体薄膜晶体管的导通电压和所述第二多晶半导体薄膜晶体管的非导通电压的第二控制信号供给所述第二多晶半导体薄膜晶体管的控制电极。
2.根据权利要求1所述的矩阵衬底，还包括：
第一连接端子，所述第一连接端子与所述第一控制线电连接；和
第二连接端子，所述第二连接端子与所述第二控制线电连接，
其中，所述解复用器包括布置在所述多个连接端子之一与所述驱动线中的两个或更多个之间的单元块，所述单元块包括所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的两个或更多个并包括所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的两个或更多个。
3.根据权利要求2所述的矩阵衬底，
其中，所述单元块包括所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的两个和所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的两个，并执行一对二的解复用操作，并且
与所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的一个第一多晶半导体薄膜晶体管的控制电极连接的第一连接端子与所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的一个第二多晶半导体薄膜晶体管的控制电极电连接，所述一个第一多晶半导体薄膜晶体管与所述驱动线中的与所述单元块连接的并对应于第一行的一个驱动线连接，所述一个第二多晶半导体薄膜晶体管与所述驱动线中的与所述单元块连接的并对应于第二行的一个驱动线连接。
4.根据权利要求2所述的矩阵衬底，
其中，所述单元块包括所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的两个和所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的两个，并执行一对二的解复用操作，并且
与所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的一个第一多晶半导体薄膜晶体管的控制电极连接的第一连接端子通过反相器与所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的一个第二多晶半导体薄膜晶体管的控制电极电连接，所述一个第一多晶半导体薄膜晶体管与所述驱动线中的与所述单元块连接的并对应于第一行的一个驱动线连接，所述一个第二多晶半导体薄膜晶体管与所述驱动线中的与所述单元块连接的并对应于所述第一行的一个驱动线连接。
5.根据权利要求1所述的矩阵衬底，
其中，所述解复用器还包括在所述连接端子与所述驱动线之间的与所述第一多晶半导体薄膜晶体管并列布置的多个第三多晶半导体薄膜晶体管，并且
所述第三多晶半导体薄膜晶体管的控制电极在相加模式下共同地与被供给所述第三多晶半导体薄膜晶体管的导通电压的连接端子电连接。
6.根据权利要求1所述的矩阵衬底，
其中，所述解复用器还包括屏蔽部分，所述屏蔽部分从上方覆盖所述第一多晶半导体薄膜晶体管和所述第二多晶半导体薄膜晶体管，并与被供给固定电势的连接端子电连接。
7.根据权利要求1所述的矩阵衬底，
其中，所述第一电压是所述薄膜晶体管的导通电压，所述第二电压是所述薄膜晶体管的非导通电压。
8.根据权利要求7所述的矩阵衬底，
其中，所述转换元件包括闪烁体和光电转换元件，所述闪烁体将放射线转换为光束，所述光电转换元件将光束转换为电荷，并且
所述薄膜晶体管是交错式多晶半导体薄膜晶体管，所述第一多晶半导体薄膜晶体管和所述第二多晶半导体薄膜晶体管是交错式多晶半导体薄膜晶体管。
9.一种检测设备，包括：
根据权利要求1所述的矩阵衬底；
根据权利要求1所述的驱动电路；和
控制电路，所述控制电路被配置为将所述第一多晶半导体薄膜晶体管的导通电压和所述第一多晶半导体薄膜晶体管的非导通电压供给所述第一控制线，并将所述第二多晶半导体薄膜晶体管的导通电压和非导通电压供给所述第二控制线，
其中，当用于将所述第一电压供给所述驱动线的电压被供给所述连接端子时，所述控制电路适于使所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述驱动线中的某些驱动线之间的一些第一多晶半导体薄膜晶体管处于各自的导通状态，并使所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述某些驱动线之间的一些第二多晶半导体薄膜晶体管处于各自的非导通状态，以使得所述第一电压被供给所述某些驱动线，使所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述驱动线中的与所述某些驱动线不同的其它驱动线之间的其它第一多晶半导体薄膜晶体管处于各自的非导通状态，并使所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述其它驱动线之间的其它第二多晶半导体薄膜晶体管保持处于各自的导通状态，以使得所述其它驱动线保持具有所述第二电压。
10.一种检测系统，包括：
根据权利要求9所述的检测设备；
信号处理器，所述信号处理器被配置为处理从所述检测设备供给的信号；
记录单元，所述记录单元被配置为记录从所述信号处理器供给的信号；
显示单元，所述显示单元被配置为显示从所述信号处理器供给的信号；和
发送处理器，所述发送处理器被配置为发送从所述信号处理器供给的信号。
11.一种用于驱动检测设备的方法，所述检测设备包括：多个像素，所述多个像素输出根据放射线或光束的电信号并按矩阵布置，其中，所述多个像素中的每个像素包括转换元件和薄膜晶体管，所述转换元件用于将放射线或光束转换为电荷，所述薄膜晶体管用于输出与由转换元件产生的电荷对应的电信号，所述转换元件具有第一电极、第二电极、以及布置在第一电极和第二电极之间的半导体层，所述薄膜晶体管具有栅极电极、源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述漏极电极之一与第一电极连接；多个驱动线，所述多个驱动线在列方向上布置，并且所述多个驱动线中的每个驱动线与所述栅极电极连接并且在行方向上与多个像素共同连接；多个连接端子，所述多个连接端子将驱动所述像素的驱动电路与所述驱动线彼此连接，所述多个连接端子的数量比所述驱动线的数量少；和解复用器，所述解复用器布置在所述连接端子与所述驱动线之间，包括多个第一多晶半导体薄膜晶体管和第一控制线(114)，并还包括多个第二多晶半导体薄膜晶体管和第二控制线(115)，其中，所述多个第一多晶半导体薄膜晶体管以一对一的方式与所述驱动线对应，所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的每个被配置为将使各自连接的像素处于各自的选择状态的第一电压供给所述驱动线，所述第一控制线被配置为将具有所述第一多晶半导体薄膜晶体管的导通电压和所述第一多晶半导体薄膜晶体管的非导通电压的第一控制信号供给所述第一多晶半导体薄膜晶体管的控制电极，所述多个第二多晶半导体薄膜晶体管以一对一的方式与所述驱动线对应，所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的每个被配置为使所述驱动线保持具有使各自连接的像素处于各自的非选择状态的第二电压，所述第二控制线被配置为将具有所述第二多晶半导体薄膜晶体管的导通电压和所述第二多晶半导体薄膜晶体管的非导通电压的第二控制信号供给所述第二多晶半导体薄膜晶体管的控制电极，
其中，当用于将所述第一电压供给所述驱动线的电压被供给所述连接端子时，使所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述驱动线中的某些驱动线之间的一些第一多晶半导体薄膜晶体管处于导通状态，并使所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述某些驱动线之间的一些第二多晶半导体薄膜晶体管处于非导通状态，以使得所述第一电压被供给所述某些驱动线，使所述第一多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述驱动线中的与所述某些驱动线不同的其它驱动线之间的其它第一多晶半导体薄膜晶体管处于非导通状态，并使所述第二多晶半导体薄膜晶体管中的位于所述连接端子与所述其它驱动线之间的其它第二多晶半导体薄膜晶体管保持处于导通状态，以使得所述其它驱动线保持具有所述第二电压。
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