JP2002314754A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JP2002314754A JP2002314754A JP2001110061A JP2001110061A JP2002314754A JP 2002314754 A JP2002314754 A JP 2002314754A JP 2001110061 A JP2001110061 A JP 2001110061A JP 2001110061 A JP2001110061 A JP 2001110061A JP 2002314754 A JP2002314754 A JP 2002314754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- conversion device
- capacitor
- conversion element
- overvoltage protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Facsimile Heads (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量素子の過電圧による画素の欠陥などによ
り装置全体が故障することがなく、また、入射光量が極
度に強められた場合にも残像などの影響がない光電変換
装置を提供する。 【解決手段】 光電変換素子１と、前記光電変換素子に
接続され前記光電変換素子で発生した電荷を蓄積する容
量３とから成る画素を有する光電変換装置において、前
記容量３に接続され、該容量の過電圧を制限する過電圧
保護手段５と、該過電圧保護手段に接続され、前記制限
する電圧を設定する電圧設定手段６と、を有し、前記過
電圧保護手段６により、前記容量３の電位が、予め前記
電圧設定手段６で設定された電位を超えないようにする
ことを特徴とする光電変換装置。
り装置全体が故障することがなく、また、入射光量が極
度に強められた場合にも残像などの影響がない光電変換
装置を提供する。 【解決手段】 光電変換素子１と、前記光電変換素子に
接続され前記光電変換素子で発生した電荷を蓄積する容
量３とから成る画素を有する光電変換装置において、前
記容量３に接続され、該容量の過電圧を制限する過電圧
保護手段５と、該過電圧保護手段に接続され、前記制限
する電圧を設定する電圧設定手段６と、を有し、前記過
電圧保護手段６により、前記容量３の電位が、予め前記
電圧設定手段６で設定された電位を超えないようにする
ことを特徴とする光電変換装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線撮影装置、フ
ァクシミリ、スキャナーなどに用いられる光電変換装置
に関するものである。
ァクシミリ、スキャナーなどに用いられる光電変換装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の光電変換装置の概略の構
成を示す模式的回路図である。図において各画素は、光
電変換素子、ここでは、フォトダイオードＰ１〜Ｐ４と
薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）Ｔ１〜Ｔ４で構成され
ている。２は、光電変換素子に接続され、バイアス電圧
を印加する電源である。入射光によって光電変換素子で
発生した電荷は、薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）によ
り、読み出し回路４に転送される。読み出し回路４は、
一般に図示しないアンプ、アナログマルチプレクサ、Ａ
Ｄコンバーター、メモリなどにより構成されている。さ
らに７は、ＴＦＴＴ１〜Ｔ４のゲート電極にＴＦＴのｏ
ｎ、ｏｆｆを制御するゲートパルスＶｇ１〜Ｖｇ２を印
加するゲート駆動装置である。ゲート駆動装置７は、一
般に図示しないシフトレジスタなどにより構成される。
成を示す模式的回路図である。図において各画素は、光
電変換素子、ここでは、フォトダイオードＰ１〜Ｐ４と
薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）Ｔ１〜Ｔ４で構成され
ている。２は、光電変換素子に接続され、バイアス電圧
を印加する電源である。入射光によって光電変換素子で
発生した電荷は、薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）によ
り、読み出し回路４に転送される。読み出し回路４は、
一般に図示しないアンプ、アナログマルチプレクサ、Ａ
Ｄコンバーター、メモリなどにより構成されている。さ
らに７は、ＴＦＴＴ１〜Ｔ４のゲート電極にＴＦＴのｏ
ｎ、ｏｆｆを制御するゲートパルスＶｇ１〜Ｖｇ２を印
加するゲート駆動装置である。ゲート駆動装置７は、一
般に図示しないシフトレジスタなどにより構成される。
【０００３】光電変換素子には、アモルファスセレンあ
るいは、アモルファスシリコン材料が一般的に用いられ
る。またＴＦＴには、アモルファスシリコン材料あるい
はポリシリコン材料を用いるのが一般的である。
るいは、アモルファスシリコン材料が一般的に用いられ
る。またＴＦＴには、アモルファスシリコン材料あるい
はポリシリコン材料を用いるのが一般的である。
【０００４】図６は、従来の光電変換装置の読み取り動
作を説明するタイミング図である。図中Ｌｉｇｈｔは、
光照射のタイミングを示すものである。光照射により光
電変換素子に光電荷が蓄積された後に、Ｖｇ１〜Ｖｇ２
に示されるようにゲート駆動装置７からゲートパルスが
印加され、ＴＦＴ Ｔ１、Ｔ３、続いて、ＴＦＴ Ｔ
２、Ｔ４がｏｎして光により発生した電荷が、読み出し
回路４へ転送される。転送された電荷は、読み出し回路
４で増幅され、ＡＤ変換され、画像信号としてメモリに
格納され、必要に応じてモニタなどに出力される。
作を説明するタイミング図である。図中Ｌｉｇｈｔは、
光照射のタイミングを示すものである。光照射により光
電変換素子に光電荷が蓄積された後に、Ｖｇ１〜Ｖｇ２
に示されるようにゲート駆動装置７からゲートパルスが
印加され、ＴＦＴ Ｔ１、Ｔ３、続いて、ＴＦＴ Ｔ
２、Ｔ４がｏｎして光により発生した電荷が、読み出し
回路４へ転送される。転送された電荷は、読み出し回路
４で増幅され、ＡＤ変換され、画像信号としてメモリに
格納され、必要に応じてモニタなどに出力される。
【０００５】しかしながら、一般に従来の光電変換装置
では、光電変換素子に絶縁破壊による欠陥がある場合、
ＴＦＴあるいは、読み出し回路に直接、バイアス電圧に
相当する高電圧が印加され装置全体の故障の原因となる
可能性があるという問題点を有していた。
では、光電変換素子に絶縁破壊による欠陥がある場合、
ＴＦＴあるいは、読み出し回路に直接、バイアス電圧に
相当する高電圧が印加され装置全体の故障の原因となる
可能性があるという問題点を有していた。
【０００６】また従来の光電変換装置では、光電変換素
子に絶縁破壊による欠陥が生じていなくても、何らかの
理由で入射光量が強大になった場合、ＴＦＴあるいは読
み出し回路に直接、バイアス電圧に相当する高電圧が印
加され、残像などが生じ正常な動作へ回復するのに時間
がかかるという問題点を有していた。
子に絶縁破壊による欠陥が生じていなくても、何らかの
理由で入射光量が強大になった場合、ＴＦＴあるいは読
み出し回路に直接、バイアス電圧に相当する高電圧が印
加され、残像などが生じ正常な動作へ回復するのに時間
がかかるという問題点を有していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の光電
変換装置においては、光電変換素子の欠陥により、ＴＦ
Ｔあるいは読み出し回路に直接、バイアス電圧が印加さ
れ、装置が故障する可能性があるという問題点を有して
いた。
変換装置においては、光電変換素子の欠陥により、ＴＦ
Ｔあるいは読み出し回路に直接、バイアス電圧が印加さ
れ、装置が故障する可能性があるという問題点を有して
いた。
【０００８】さらに、光電変換素子に欠陥がなくても、
入射光量が極度に強められた場合に、残像などが生じ、
正常な動作に回復するのに時間がかかるという問題点を
有していた。
入射光量が極度に強められた場合に、残像などが生じ、
正常な動作に回復するのに時間がかかるという問題点を
有していた。
【０００９】［発明の目的］本発明は、従来の光電変換
装置における上述の問題点を鑑みてなされたものであ
り、画素の欠陥などにより装置全体が故障することがな
く、また、入射光量が極度に強められた場合にも残像な
どの影響がない光電変換装置を提供することを目的とし
ている。
装置における上述の問題点を鑑みてなされたものであ
り、画素の欠陥などにより装置全体が故障することがな
く、また、入射光量が極度に強められた場合にも残像な
どの影響がない光電変換装置を提供することを目的とし
ている。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するために、本発明は、光電変換素子と、前記光電変
換素子に接続され前記光電変換素子で発生した電荷を蓄
積する容量とから成る画素を有する光電変換装置におい
て、前記容量に接続され、該容量の過電圧を制限する過
電圧保護手段と、該過電圧保護手段に接続され、前記制
限する電圧を設定する電圧設定手段と、を有し、前記過
電圧保護手段により、前記容量の電位が、予め前記電圧
設定手段で設定された電位を超えないようにすることを
特徴とする光電変換装置を手段とするものである。
決するために、本発明は、光電変換素子と、前記光電変
換素子に接続され前記光電変換素子で発生した電荷を蓄
積する容量とから成る画素を有する光電変換装置におい
て、前記容量に接続され、該容量の過電圧を制限する過
電圧保護手段と、該過電圧保護手段に接続され、前記制
限する電圧を設定する電圧設定手段と、を有し、前記過
電圧保護手段により、前記容量の電位が、予め前記電圧
設定手段で設定された電位を超えないようにすることを
特徴とする光電変換装置を手段とするものである。
【００１１】また、光電変換素子及び前記光電変換素子
に接続され、前記光電変換素子で発生した電荷を蓄積す
る容量から成る画素と、前記光電変換素子及び前記容量
と接続され、前記画素で発生した電荷を転送するための
電荷転送手段を有する光電変換装置において、前記容量
に接続され、該容量の過電圧を制限する過電圧保護手段
と、該過電圧保護手段に接続され、前記制限する電圧を
設定する電圧設定手段と、を有し、前記過電圧保護手段
により、前記容量の電位が、予め前記電圧設定手段で設
定された電位を超えないようにすることを特徴とする光
電変換装置でもある。
に接続され、前記光電変換素子で発生した電荷を蓄積す
る容量から成る画素と、前記光電変換素子及び前記容量
と接続され、前記画素で発生した電荷を転送するための
電荷転送手段を有する光電変換装置において、前記容量
に接続され、該容量の過電圧を制限する過電圧保護手段
と、該過電圧保護手段に接続され、前記制限する電圧を
設定する電圧設定手段と、を有し、前記過電圧保護手段
により、前記容量の電位が、予め前記電圧設定手段で設
定された電位を超えないようにすることを特徴とする光
電変換装置でもある。
【００１２】また、前記過電圧保護手段は、半導体材料
としてアモルファスシリコンを用いた第１のダイオード
である光電変換装置であっても良い。
としてアモルファスシリコンを用いた第１のダイオード
である光電変換装置であっても良い。
【００１３】また、前記過電圧保護手段は、半導体材料
としてアモルファスシリコンを用いた第１の薄膜トラン
ジスタであり、前記容量と前記薄膜トランジスタのドレ
インおよびゲート電極を接続していることを特徴とする
光電変換装置であっても良い。
としてアモルファスシリコンを用いた第１の薄膜トラン
ジスタであり、前記容量と前記薄膜トランジスタのドレ
インおよびゲート電極を接続していることを特徴とする
光電変換装置であっても良い。
【００１４】また、前記電荷転送手段は、半導体材料と
してアモルファスシリコンを用いた第２のダイオードで
あることを特徴とする光電変換装置であっても良い。
してアモルファスシリコンを用いた第２のダイオードで
あることを特徴とする光電変換装置であっても良い。
【００１５】また、前記電荷転送手段は、半導体材料と
してアモルファスシリコンを用いた第２の薄膜トランジ
スタであることを特徴とする光電変換装置であっても良
い。
してアモルファスシリコンを用いた第２の薄膜トランジ
スタであることを特徴とする光電変換装置であっても良
い。
【００１６】また、前記容量と、前記過電圧保護手段を
形成する前記第１のダイオードは、同一の層構成を有す
ることを特徴とする光電変換装置であっても良い。
形成する前記第１のダイオードは、同一の層構成を有す
ることを特徴とする光電変換装置であっても良い。
【００１７】また、前記容量と、前記過電圧保護手段を
形成する前記第１の薄膜トランジスタは、同一の層構成
を有することを特徴とする光電変換装置であっても良
い。
形成する前記第１の薄膜トランジスタは、同一の層構成
を有することを特徴とする光電変換装置であっても良
い。
【００１８】また、前記過電圧保護手段を形成する前記
第１のダイオードと、前記電荷転送手段を形成する前記
第２のダイオードは、同一の層構成を有することを特徴
とする光電変換装置であっても良い。
第１のダイオードと、前記電荷転送手段を形成する前記
第２のダイオードは、同一の層構成を有することを特徴
とする光電変換装置であっても良い。
【００１９】また、前記過電圧保護手段を形成する前記
第１の薄膜トランジスタと、前記電荷転送手段を形成す
る前記第２の薄膜トランジスタは、同一の層構成を有す
ることを特徴とする光電変換装置であっても良い。
第１の薄膜トランジスタと、前記電荷転送手段を形成す
る前記第２の薄膜トランジスタは、同一の層構成を有す
ることを特徴とする光電変換装置であっても良い。
【００２０】また、前記光電変換素子は、Ｘ線を吸収
し、電荷に変換する半導体材料を用いることを特徴とす
る光電変換装置であっても良い。
し、電荷に変換する半導体材料を用いることを特徴とす
る光電変換装置であっても良い。
【００２１】また、前記光電変換素子は、半導体材料と
してアモルファスセレンを用いることを特徴とする光電
変換装置であっても良い。
してアモルファスセレンを用いることを特徴とする光電
変換装置であっても良い。
【００２２】また、前記光電変換素子は、半導体材料と
してＰｂＩ2 を用いることを特徴とする光電変換装置で
あっても良い。
してＰｂＩ2 を用いることを特徴とする光電変換装置で
あっても良い。
【００２３】また、前記光電変換素子は、半導体材料と
してＣｄＺｎＴｅを用いることを特徴とする光電変換装
置であっても良い。
してＣｄＺｎＴｅを用いることを特徴とする光電変換装
置であっても良い。
【００２４】また、前記光電変換素子は、半導体材料と
してアモルファスシリコンを用いることを特徴とする光
電変換装置であっても良い。
してアモルファスシリコンを用いることを特徴とする光
電変換装置であっても良い。
【００２５】また、前記電圧設定手段は、前記容量の電
位を、前記電荷転送手段である前記第２の薄膜トランジ
スタのゲート電極に印加される最大電圧以下になるよう
に設定することを特徴とする光電変換装置であっても良
い。
位を、前記電荷転送手段である前記第２の薄膜トランジ
スタのゲート電極に印加される最大電圧以下になるよう
に設定することを特徴とする光電変換装置であっても良
い。
【００２６】［作用］本発明によれば、図１に示すよう
に、各画素が、光電変換素子１と、前記光電変換素子１
に接続され前記光電変換素子１で発生した電荷を蓄積す
る容量３から成る光電変換装置において、過電圧保護手
段（回路)５と、電圧設定手段（第２の電源)６とを有
し、前記過電圧保護手段５により、前記容量３の電位
が、予め電圧設定手段（第２の電源）６で与えられた電
位を越えないようにすることができる。
に、各画素が、光電変換素子１と、前記光電変換素子１
に接続され前記光電変換素子１で発生した電荷を蓄積す
る容量３から成る光電変換装置において、過電圧保護手
段（回路)５と、電圧設定手段（第２の電源)６とを有
し、前記過電圧保護手段５により、前記容量３の電位
が、予め電圧設定手段（第２の電源）６で与えられた電
位を越えないようにすることができる。
【００２７】すなわち、容量（コンデンサ）３の電位Ｖ
ｃは、第２の電源（電圧設定手段）６で設定された電位
Ｖａ＋Ｖｔｈ（Ｖｔｈは、過電圧保護回路５であるＴＦ
Ｔのしきい値電圧）に達するまでは、入射Ｘ線量と比例
して上昇するが、容量３の電位が、第２の電源（電圧設
定手段）６によって設定された値（Ｖａ＋Ｖｔｈ）を越
えると、過電圧保護回路５であるＴＦＴの働きにより、
容量の電位Ｖｃは、それ以上、上昇しない。
ｃは、第２の電源（電圧設定手段）６で設定された電位
Ｖａ＋Ｖｔｈ（Ｖｔｈは、過電圧保護回路５であるＴＦ
Ｔのしきい値電圧）に達するまでは、入射Ｘ線量と比例
して上昇するが、容量３の電位が、第２の電源（電圧設
定手段）６によって設定された値（Ｖａ＋Ｖｔｈ）を越
えると、過電圧保護回路５であるＴＦＴの働きにより、
容量の電位Ｖｃは、それ以上、上昇しない。
【００２８】これにより、簡単な構成で、光電変換素子
の絶縁破壊による装置全体の故障を防ぎ、また、入射光
量あるいは入射Ｘ線量が極度に増しても残像などの影響
のない高性能な光電変換装置を実現できる。
の絶縁破壊による装置全体の故障を防ぎ、また、入射光
量あるいは入射Ｘ線量が極度に増しても残像などの影響
のない高性能な光電変換装置を実現できる。
【００２９】
【実施例】以下で本発明の実施例について図を用いて詳
しく説明する。
しく説明する。
【００３０】［第１の実施例］図１は、本発明の光電変
換装置の第１の実施例の模式的回路図である。本実施例
は、Ｘ線撮影装置への応用例である。図中１は、アモル
ファスセレンあるいはＰｂＩ2 などＸ線を吸収して電荷
へ変換する半導体材料を用いた光電変換素子であり、第
１の電源２によって電界（Ｖｈｖ）が印加されている。
３は、光電変換素子で生じた電荷を蓄積する容量であ
り、４は、容量３の電位を検出する読み出し手段であ
る。
換装置の第１の実施例の模式的回路図である。本実施例
は、Ｘ線撮影装置への応用例である。図中１は、アモル
ファスセレンあるいはＰｂＩ2 などＸ線を吸収して電荷
へ変換する半導体材料を用いた光電変換素子であり、第
１の電源２によって電界（Ｖｈｖ）が印加されている。
３は、光電変換素子で生じた電荷を蓄積する容量であ
り、４は、容量３の電位を検出する読み出し手段であ
る。
【００３１】また５は、容量３の電位が、設定以上にな
るのを防ぐ過電圧保護回路であり、本実施例では、ＴＦ
Ｔのドレイン電極とゲート電極を接続して構成されてい
る。さらに、ＴＦＴのソース電極は、電圧Ｖａに設定さ
れた第２の電源６に接続されている。
るのを防ぐ過電圧保護回路であり、本実施例では、ＴＦ
Ｔのドレイン電極とゲート電極を接続して構成されてい
る。さらに、ＴＦＴのソース電極は、電圧Ｖａに設定さ
れた第２の電源６に接続されている。
【００３２】本実施例のＸ線撮影装置のように、一般
に、アモルファスセレンあるいは、ＰｂＩ2 などの半導
体材料を用いた光電変換素子において、高いＸ線−電荷
変換効率を得るには、半導体層の膜厚を厚くし、さらに
高電界を印加する必要がある。例えばアモルファスセレ
ンの場合、膜厚は、１００μｍ以上、必要な電界Ｖｈｖ
は、約１００Ｖ以上である。
に、アモルファスセレンあるいは、ＰｂＩ2 などの半導
体材料を用いた光電変換素子において、高いＸ線−電荷
変換効率を得るには、半導体層の膜厚を厚くし、さらに
高電界を印加する必要がある。例えばアモルファスセレ
ンの場合、膜厚は、１００μｍ以上、必要な電界Ｖｈｖ
は、約１００Ｖ以上である。
【００３３】したがって、なんらかの理由で、入射Ｘ線
量が増大する、あるいは１の光電変換素子内に絶縁破壊
性の欠陥が生じるなどの場合に、容量素子３の電位が著
しく上昇する場合がある。
量が増大する、あるいは１の光電変換素子内に絶縁破壊
性の欠陥が生じるなどの場合に、容量素子３の電位が著
しく上昇する場合がある。
【００３４】図２は、本実施例における入射Ｘ線量と容
量３の電位の関係を示す。図示されるように、容量３の
電位が、およそ第２の電源６で設定されたＶａ＋Ｖｔｈ
（Ｖｔｈは、過電圧保護回路であるＴＦＴのしきい値電
圧）に達するまで、Ｘ線量と容量の電位すなわちセンサ
出力は、比例する。しかしながら、容量の電位が、電源
６によって設定された値（Ｖａ＋Ｖｔｈ）を越えると、
過電圧保護回路５であるＴＦＴの働きにより、図示され
るように、電位は、それ以上、上昇せず、残像あるい
は、装置の破壊を防いでいる。
量３の電位の関係を示す。図示されるように、容量３の
電位が、およそ第２の電源６で設定されたＶａ＋Ｖｔｈ
（Ｖｔｈは、過電圧保護回路であるＴＦＴのしきい値電
圧）に達するまで、Ｘ線量と容量の電位すなわちセンサ
出力は、比例する。しかしながら、容量の電位が、電源
６によって設定された値（Ｖａ＋Ｖｔｈ）を越えると、
過電圧保護回路５であるＴＦＴの働きにより、図示され
るように、電位は、それ以上、上昇せず、残像あるい
は、装置の破壊を防いでいる。
【００３５】［第２の実施例］図３は、本発明の光電変
換装置の第２の実施例の模式的回路図である。本実施例
は、２次元Ｘ線撮影装置への応用例である。図中Ｓ１〜
Ｓ４は、第１の電源２に接続されたアモルファスセレン
半導体材料などを用いた光電変換素子である。高いＸ線
−電荷変換効率を実現するために、第１の電源２は、一
般に５００Ｖ程度の高電圧に設定される。図中、ＴＨ１
〜ＴＨ４は、容量の電位が規定以上になるのを防ぐ過電
圧保護回路であり、Ｔ１〜Ｔ４は、光電変換素子Ｓ１〜
Ｓ４で生じ容量Ｃ１〜Ｃ４に蓄積された電荷を、読み出
し手段４に転送するための電荷転送用の薄膜トランジス
タ（以下ＴＦＴ）である。
換装置の第２の実施例の模式的回路図である。本実施例
は、２次元Ｘ線撮影装置への応用例である。図中Ｓ１〜
Ｓ４は、第１の電源２に接続されたアモルファスセレン
半導体材料などを用いた光電変換素子である。高いＸ線
−電荷変換効率を実現するために、第１の電源２は、一
般に５００Ｖ程度の高電圧に設定される。図中、ＴＨ１
〜ＴＨ４は、容量の電位が規定以上になるのを防ぐ過電
圧保護回路であり、Ｔ１〜Ｔ４は、光電変換素子Ｓ１〜
Ｓ４で生じ容量Ｃ１〜Ｃ４に蓄積された電荷を、読み出
し手段４に転送するための電荷転送用の薄膜トランジス
タ（以下ＴＦＴ）である。
【００３６】本実施例では、過電圧保護回路ＴＨ１〜Ｔ
Ｈ４を、ＴＦＴのドレイン電極とゲート電極を接続する
ことにより形成している。また、過電圧保護回路ＴＨ１
〜ＴＨ４のソース電極は、保護電圧Ｖａを設定する第２
の電源６に接続されている。一般的に、ＴＦＴ Ｔ１〜
Ｔ４およびＴＨ１〜ＴＨ４あるいは、容量Ｃ１〜Ｃ４の
材料としては、アモルファスシリコンなどが用いられ
る。
Ｈ４を、ＴＦＴのドレイン電極とゲート電極を接続する
ことにより形成している。また、過電圧保護回路ＴＨ１
〜ＴＨ４のソース電極は、保護電圧Ｖａを設定する第２
の電源６に接続されている。一般的に、ＴＦＴ Ｔ１〜
Ｔ４およびＴＨ１〜ＴＨ４あるいは、容量Ｃ１〜Ｃ４の
材料としては、アモルファスシリコンなどが用いられ
る。
【００３７】第１の電源２で設定されるバイアス電圧Ｖ
ｈｖと、第２の電源６で設定される保護電圧Ｖａは、 Ｖｈｖ＞Ｖａ の関係が成り立つように設定されている。
ｈｖと、第２の電源６で設定される保護電圧Ｖａは、 Ｖｈｖ＞Ｖａ の関係が成り立つように設定されている。
【００３８】あるいは、さらに、ＴＦＴ Ｔ１〜Ｔ４の
ｏｎ時のゲート電圧をＶｏｎとし、 Ｖａ＝Ｖｏｎ のように、容量Ｃ１〜Ｃ４の電位が、ＴＦＴのゲート電
圧をＶｏｎを超えないように（厳密には、Ｖｏｎ−Ｖｔ
ｈを超えないように）設定されている。
ｏｎ時のゲート電圧をＶｏｎとし、 Ｖａ＝Ｖｏｎ のように、容量Ｃ１〜Ｃ４の電位が、ＴＦＴのゲート電
圧をＶｏｎを超えないように（厳密には、Ｖｏｎ−Ｖｔ
ｈを超えないように）設定されている。
【００３９】入射光すなわち入射Ｘ線によって光電変換
素子Ｓ１〜Ｓ４で発生した電荷は、電荷転送用ＴＦＴ
Ｔ１〜Ｔ４により、読み出し回路４に転送される。読み
出し回路４は、一般に図示しないアンプ、アナログマル
チプレクサ、ＡＤコンバーター、メモリなどにより構成
されている。さらに７は、ＴＦＴ Ｔ１〜Ｔ４のゲート
電極にＴＦＴのｏｎ、ｏｆｆを制御するゲートパルスＶ
ｇ１〜Ｖｇ２を印加するゲート駆動装置である。ゲート
駆動装置７は、一般に図示しないシフトレジスタなどに
より構成される。読み出し回路４へ転送された電荷は増
幅され、ＡＤ変換され、画像信号としてメモリに格納さ
れ、必要に応じてモニタなどに出力される。
素子Ｓ１〜Ｓ４で発生した電荷は、電荷転送用ＴＦＴ
Ｔ１〜Ｔ４により、読み出し回路４に転送される。読み
出し回路４は、一般に図示しないアンプ、アナログマル
チプレクサ、ＡＤコンバーター、メモリなどにより構成
されている。さらに７は、ＴＦＴ Ｔ１〜Ｔ４のゲート
電極にＴＦＴのｏｎ、ｏｆｆを制御するゲートパルスＶ
ｇ１〜Ｖｇ２を印加するゲート駆動装置である。ゲート
駆動装置７は、一般に図示しないシフトレジスタなどに
より構成される。読み出し回路４へ転送された電荷は増
幅され、ＡＤ変換され、画像信号としてメモリに格納さ
れ、必要に応じてモニタなどに出力される。
【００４０】図４は、本発明の光電変換装置の第２の実
施例の層構成を示す断面図である。本図において、電荷
蓄積用容量、電荷転送用ＴＦＴ、過電圧保護用ＴＦＴ
は、それぞれアモルファスシリコンプロセスで同時に成
膜、形成され、図示しない配線により、電源、読み出し
手段、ゲート駆動手段などと接続されている。一方光電
変換素子は、上記の電荷蓄積用容量、転送用ＴＦＴ、お
よび過電圧保護用ＴＦＴを形成後アモルファスセレンを
全面に成膜することにより形成されている。
施例の層構成を示す断面図である。本図において、電荷
蓄積用容量、電荷転送用ＴＦＴ、過電圧保護用ＴＦＴ
は、それぞれアモルファスシリコンプロセスで同時に成
膜、形成され、図示しない配線により、電源、読み出し
手段、ゲート駆動手段などと接続されている。一方光電
変換素子は、上記の電荷蓄積用容量、転送用ＴＦＴ、お
よび過電圧保護用ＴＦＴを形成後アモルファスセレンを
全面に成膜することにより形成されている。
【００４１】［第３の実施例］図７は本発明の光電変換
装置の第３の実施例の模式的回路図である。本実施例は
第１の実施例と同様にＸ線撮像装置への応用例である。
装置の第３の実施例の模式的回路図である。本実施例は
第１の実施例と同様にＸ線撮像装置への応用例である。
【００４２】図中、１はアモルファスセレン、ヨウ化
鉛、ヨウ化水銀、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰなど
のＸ線を吸収して電荷へ変換する半導体材料を用いた光
電変換素子であり、第１の電源により電界Ｖｈｖが印加
されている。３は光電変換素子で生じた電荷を蓄積する
容量であり、４は容量に蓄積された電荷量を検出する読
み出し装置である。
鉛、ヨウ化水銀、ＣｄＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰなど
のＸ線を吸収して電荷へ変換する半導体材料を用いた光
電変換素子であり、第１の電源により電界Ｖｈｖが印加
されている。３は光電変換素子で生じた電荷を蓄積する
容量であり、４は容量に蓄積された電荷量を検出する読
み出し装置である。
【００４３】本実施例では容量３の電位が設定以上にな
るのを防ぐために、保護ダイオードの役割を持つアモル
ファスシリコンを材料とする第１のダイオードが設けら
れている。第１の保護ダイオードの働きで、容量３の電
位はＶａ＋Ｖｆ（Ｖｆはアモルファスシリコンダイオー
ドの順方向電圧）を越えることがない。
るのを防ぐために、保護ダイオードの役割を持つアモル
ファスシリコンを材料とする第１のダイオードが設けら
れている。第１の保護ダイオードの働きで、容量３の電
位はＶａ＋Ｖｆ（Ｖｆはアモルファスシリコンダイオー
ドの順方向電圧）を越えることがない。
【００４４】また本実施例では容量３の電荷を読み出し
装置４へ転送するスイッチとして、第２のダイオードを
設けている。第２のダイオードも第１のダイオードと同
様にアモルファスシリコンを材料としている。
装置４へ転送するスイッチとして、第２のダイオードを
設けている。第２のダイオードも第１のダイオードと同
様にアモルファスシリコンを材料としている。
【００４５】第２の実施例と同様に、本実施例によれば
容量３、保護のための第１のダイオード、電荷転送用の
第２のダイオードをアモルファスシリコンプロセスで形
成することができる。
容量３、保護のための第１のダイオード、電荷転送用の
第２のダイオードをアモルファスシリコンプロセスで形
成することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で、光電変換素子の絶縁破壊による装置全体
の故障を防ぎ、また、入射光量あるいは入射Ｘ線量が極
度に増しても残像などの影響のない高性能な光電変換装
置を実現できる。
簡単な構成で、光電変換素子の絶縁破壊による装置全体
の故障を防ぎ、また、入射光量あるいは入射Ｘ線量が極
度に増しても残像などの影響のない高性能な光電変換装
置を実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例の模式的回路図である。
【図２】本発明の第１の実施例の過電圧保護回路の動作
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施例の模式的回路図である。
【図４】本発明の第２の実施例の光電変換装置の断面図
である。
である。
【図５】従来技術の模式的回路図である。
【図６】従来技術の動作を説明するタイミング図であ
る。
る。
【図７】本発明の光電変換装置の第３の実施例の模式的
回路図である。
回路図である。
１ 光電変換素子 ２ 第１の電源 ３ 容量（コンデンサ) ４ 読み出し回路 ５ 過電圧保護回路（手段） ６ 第２の電源（電圧設定手段） ７ ゲート駆動回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/09 Ｇ０１Ｔ 1/20 Ｅ ５Ｆ０８８ 31/10 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｃ Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｋ 5/335 31/00 Ａ // Ｇ０１Ｔ 1/20 31/10 Ｇ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG19 GG20 GG21 JJ05 JJ09 JJ35 KK40 LL12 LL30 4M118 AA08 AA10 AB01 BA05 CA03 CA14 CB02 CB05 CB06 FB09 FB13 FB16 GA10 5C024 AX01 AX11 CY00 EX00 GX18 HX35 HX40 HX41 5C051 AA01 BA02 DA06 DB01 DB06 DB08 DB14 DB18 DC02 DC03 DC07 DE03 5F049 MB05 NA17 NB05 UA20 WA07 5F088 AA11 AB01 AB05 AB09 BA10 BB03 EA04 EA08 KA08 KA10 LA07
Claims (17)
- 【請求項１】 光電変換素子と、前記光電変換素子に接
続され前記光電変換素子で発生した電荷を蓄積する容量
とから成る画素を有する光電変換装置において、 前記容量に接続され、該容量の過電圧を制限する過電圧
保護手段と、 該過電圧保護手段に接続され、前記制限する電圧を設定
する電圧設定手段と、を有し、 前記過電圧保護手段により、前記容量の電位が、予め前
記電圧設定手段で設定された電位を超えないようにする
ことを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２】 光電変換素子及び前記光電変換素子に接
続され、前記光電変換素子で発生した電荷を蓄積する容
量から成る画素と、前記光電変換素子及び前記容量と接
続され、前記画素で発生した電荷を転送するための電荷
転送手段を有する光電変換装置において、 前記容量に接続され、該容量の過電圧を制限する過電圧
保護手段と、 該過電圧保護手段に接続され、前記制限する電圧を設定
する電圧設定手段と、を有し、 前記過電圧保護手段により、前記容量の電位が、予め前
記電圧設定手段で設定された電位を超えないようにする
ことを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項３】 前記容量は、誘電体材料としてアモルフ
ァスシリコンを用いることを特徴とする請求項１又は２
記載の光電変換装置。 - 【請求項４】 前記過電圧保護手段は、半導体材料とし
てアモルファスシリコンを用いた第１のダイオードであ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光
電変換装置。 - 【請求項５】 前記過電圧保護手段は、半導体材料とし
てアモルファスシリコンを用いた第１の薄膜トランジス
タであり、前記容量と前記薄膜トランジスタのドレイン
およびゲート電極を接続していることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の光電変換装置。 - 【請求項６】 前記電荷転送手段は、半導体材料として
アモルファスシリコンを用いた第２のダイオードである
ことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の光電
変換装置。 - 【請求項７】 前記電荷転送手段は、半導体材料として
アモルファスシリコンを用いた第２の薄膜トランジスタ
であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載
の光電変換装置。 - 【請求項８】 前記容量と、前記過電圧保護手段を形成
する前記第１のダイオードは、同一の層構成を有するこ
とを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の光電変
換装置。 - 【請求項９】 前記容量と、前記過電圧保護手段を形成
する前記第１の薄膜トランジスタは、同一の層構成を有
することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の
光電変換装置。 - 【請求項１０】 前記過電圧保護手段を形成する前記第
１のダイオードと、前記電荷転送手段を形成する前記第
２のダイオードは、同一の層構成を有することを特徴と
する請求項６又は８記載の光電変換装置。 - 【請求項１１】 前記過電圧保護手段を形成する前記第
１の薄膜トランジスタと、前記電荷転送手段を形成する
前記第２の薄膜トランジスタは、同一の層構成を有する
ことを特徴とする請求項７又は９記載の光電変換装置。 - 【請求項１２】 前記光電変換素子は、Ｘ線を吸収し、
電荷に変換する半導体材料を用いることを特徴とする請
求項１〜１１のいずれかに記載の光電変換装置。 - 【請求項１３】 前記光電変換素子は、半導体材料とし
てアモルファスセレンを用いることを特徴とする請求項
１２記載の光電変換装置。 - 【請求項１４】 前記光電変換素子は、半導体材料とし
てＰｂＩ2 を用いることを特徴とする請求項１２記載の
光電変換装置。 - 【請求項１５】 前記光電変換素子は、半導体材料とし
てＣｄＺｎＴｅを用いることを特徴とする請求項１２記
載の光電変換装置。 - 【請求項１６】 前記光電変換素子は、半導体材料とし
てアモルファスシリコンを用いることを特徴とする請求
項１〜１１のいずれかに記載の光電変換装置。 - 【請求項１７】 前記電圧設定手段は、前記容量の電位
を、前記電荷転送手段である前記第２の薄膜トランジス
タのゲート電極に印加される最大電圧以下になるように
設定することを特徴とする請求項７〜９のいずれか、又
は請求項１１〜１６のいずれかに記載の光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110061A JP2002314754A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110061A JP2002314754A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 光電変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002314754A true JP2002314754A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18961904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001110061A Pending JP2002314754A (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002314754A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004311593A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Sharp Corp | 電磁波検出器およびアクティブマトリクス基板 |
| JP2009033701A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 画像検出装置および画像検出器の駆動方法 |
| US9691808B2 (en) | 2014-08-08 | 2017-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Radiation detector with diffusion stop layer |
| WO2021192770A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 受光装置及び測距装置 |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001110061A patent/JP2002314754A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004311593A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-11-04 | Sharp Corp | 電磁波検出器およびアクティブマトリクス基板 |
| JP2009033701A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-02-12 | Fujifilm Corp | 画像検出装置および画像検出器の駆動方法 |
| US9691808B2 (en) | 2014-08-08 | 2017-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Radiation detector with diffusion stop layer |
| WO2021192770A1 (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 受光装置及び測距装置 |
| CN115280519A (zh) * | 2020-03-24 | 2022-11-01 | 索尼半导体解决方案公司 | 光接收装置和测距装置 |
| US11725983B2 (en) | 2020-03-24 | 2023-08-15 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Light receiving device and distance measuring device comprising a circuit to protect a circuit element of a readout circuit from overvoltage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8424764B2 (en) | Photoelectric conversion device, method for driving photoelectric conversion device, radiation imaging device, and method for driving radiation imaging device | |
| JP4307230B2 (ja) | 放射線撮像装置及び放射線撮像方法 | |
| US8519344B2 (en) | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system | |
| JP4441294B2 (ja) | 放射線撮像装置及びその制御方法 | |
| JP3457676B2 (ja) | 放射線像形成パネル | |
| US6818899B2 (en) | Radiographic image pickup apparatus and method of driving the apparatus | |
| US7595831B2 (en) | Imaging apparatus, radiation imaging apparatus, and radiation imaging system | |
| JP2011199816A5 (ja) | ||
| US20130100327A1 (en) | Image pickup unit and image pickup display system | |
| KR101951486B1 (ko) | 신호 전달 장치 및 촬상 표시 시스템 | |
| KR20150135214A (ko) | 촬상 장치 및 촬상 표시 시스템 | |
| JP4343893B2 (ja) | 光電変換装置、放射線読取装置及び光電変換装置の駆動方法 | |
| JP7027175B2 (ja) | 半導体装置および機器 | |
| JP3696176B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP2002314754A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP6727847B2 (ja) | 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の制御方法 | |
| KR20180113618A (ko) | 판독 동안 비례 전하 이득을 갖는 방사선 촬상 검출기 | |
| US6940552B1 (en) | Photoelectric conversion device | |
| JP4066531B2 (ja) | 放射線検出器 | |
| US10326948B2 (en) | Radiation imaging apparatus, radiation imaging system, and control method for radiation imaging apparatus | |
| JP2005123621A (ja) | 固体イメージャ用蓄電キャパシタ設計 | |
| JPS6211832B2 (ja) | ||
| JP2000022126A (ja) | 固体撮像装置 |