【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光又は放射線を検出する撮像用基板に係わり、特に医療用画像診断装置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置などに応用される撮像用基板に関するものである。なお、本明細書では、Ｘ線、α線、β線、γ線などの高エネルギー線を放射線という。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、従来の放射線撮像装置の等価回路図である。図１８は、図１７に示した放射線撮像装置の平面図である。また、図１９は放射線撮像装置の概略図、図２０は放射線撮像装置の撮像用基板の１画素の断面図である。図２０に示すように、撮像用基板上に接着層を介して蛍光体層が形成されて放射線検出用の撮像基板が構成される。
【０００３】
Ｐ１１〜Ｐ４４は光電変換素子、Ｔ１１〜Ｔ４４は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、光電変換素子と薄膜トランジスタとでそれぞれ画素を構成している。
なお、ここでは画素エリア１２０に４×４画素を示しているが、実際には例えば１０００×２０００画素が絶縁基板１１０上に配置されて撮像用基板１００を構成している。
【０００４】
図示するように、光電変換素子Ｐ１１〜Ｐ４４は列ごとに共通のバイアス線Ｖｓ１〜Ｖｓ４にそれぞれ接続されており、読み出し装置１０１からバイアス線Ｖｓ１〜Ｖｓ４に一定バイアスが印加されている。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１１〜Ｔ４４のゲート電極は、行ごとに共通のゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ４にそれぞれ接続されており、ゲート駆動装置１０２から行ごとに薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ４４のゲートのＯＮ、ＯＦＦを制御する。又、薄膜トランジスタＴ１１〜Ｔ４４のソース若しくはドレイン電極は、列ごとに共通の信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４にそれぞれ接続されており、信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４は、読み出し装置１０１に接続されている。
【０００５】
被検体に向けて曝射されたＸ線は、被検体により減衰を受けて透過し、図２０に示す蛍光体層１１９で可視光等の、光電変換素子で電気信号に変換可能な波長の光に変換され、この光が光電変換素子に入射し、電荷に変換される。この電荷は、ゲート駆動装置１０２により印加されるゲート駆動パルスによりＴＦＴを介して信号線に転送され、読み出し装置１０１により外部に読み出される。その後、共通のバイアス線により、光電変換素子で発生し転送されきれなかった電荷が除去される。
【０００６】
従来この種の代表的な放射線撮像装置としては、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型光電変換素子とスイッチＴＦＴとから構成されたＭＩＳ−ＴＦＴ構造の光センサーを配置した光電変換用基板と、Ｘ線等の放射線を可視光等の光に変換するための波長変換体となる蛍光体を組み合わせて放射線検出用の撮像用基板を作製し、この放射線検出用の撮像用基板に読み出し装置やゲート駆動装置を接続して放射線撮像装置を構成する。
【０００７】
放射線撮像装置は、撮像用基板を図２１に示す切断部１２１で切断し、切断後の撮像用基板をＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等のプリント配線基板を介して、図１９のように信号線及びバイアス線は読み出し装置１０１に、ゲート線はゲート駆動装置１０２にそれぞれ接続し構成される。ここで、読み出し装置１０１に接続されるＴＣＰをＴＣＰ−Ａ、ゲート駆動装置１０２に接続されるＴＣＰをＴＣＰ−Ｄとする。１２２はＴＣＰ−Ａ接続用パッド、１２３はＴＣＰ−Ｄ接続用パッドである。
【０００８】
図２２は、図２１の切断部近傍の拡大図である。層構成は図２０のように、ＭＩＳ型光電変換素子は絶縁基板１１０上に第１の電極層（下部電極）１１１、第１の絶縁層１１２、第１の半導体層１１３、ｎ＋型半導体層１１４、第２の電極層１１５を積層して構成され、下部電極はＴＦＴのソース・ドレイン電極（第２の電極層１１５′）と接続されている。ＴＦＴは絶縁基板１１０上にゲート電極層（第１の電極層）１１１′、ゲート絶縁層（第１の絶縁層）１１２′、第１の半導体層１１３′、オーミックコンタクト層（ｎ＋型半導体層）１１４′、ソース・ドレイン電極（第２の電極層）１１５′を備えている。各Ｖｇ線はＴＦＴのゲート電極が形成される電極層１１１′に、各Ｓｉｇ線はソース・ドレイン電極を形成する層１１５′にそれぞれ接続されている。第１の電極層１１１、第１の絶縁層１１２、第１の半導体層１１３、ｎ＋型半導体層１１４、第２の電極層１１５は、それぞれゲート電極層１１１′、ゲート絶縁層１１２′、第１の半導体層１１３′、オーミックコンタクト層１１４′、ソース・ドレイン電極１１５′と同一層から構成される。
【０００９】
第２の電極層１１５、ソース・ドレイン電極１１５′上には第２の絶縁層１１６、有機保護層１１７が形成され、その上に蛍光体層が接着層１１８を介して設けられる。
【００１０】
なお上記構成は特許文献１に開示されており、基板切断方法については特許文献２に記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平０８−１１６０４４号
【特許文献２】
特開平０９−２８９１８１号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＴＦＴを用いた液晶パネルの製造技術の発展や、光電変換素子を有するエリアセンサーの各分野への利用（例えばＸ線撮像装置）の進展により、ＴＦＴを用いたパネルの大量生産が可能となっている。また、放射線撮像装置は液晶パネル等とは異なり、微小信号をディジタル変換して画像出力するという特徴を持っている。このため、製造工程で基板が帯電し、例えば信号線とゲート線に電位差が生じた場合には、読み出し用ＴＦＴのＶｔｈシフトが起こり、微小信号の読み出しができなくなってしまう。また、前述の電位差が大きい場合には、デバイス破壊が起こり、大量生産を行なう製造ラインでは大きな歩留まりの低下につながる。
【００１３】
本発明では、製造工程で基板が帯電した場合でも、静電気によるデバイスの能力低下及び破壊が発生しない撮像用基板、及び放射線撮像装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像用基板は、絶縁基板上に、入射した光又は放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子に接続された第１のスイッチ素子と、前記変換素子にバイアスを印加する第１の配線と、前記第１のスイッチ素子に駆動信号を供給する第２の配線と、前記変換素子にて変換された電気信号を読み出す第３の配線と、を備えた画素エリアを有する撮像用基板において、
前記画素エリア周辺にガードリングを形成し、前記ガードリングを第２のスイッチ素子を介して前記画素エリアの前記第１から第３の配線のうちの少なくとも一つの配線と接続したことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の放射線撮像装置は、上記本発明の撮像用基板を、前記画素エリアと第２のスイッチ素子との間又は前記第２のスイッチ素子と前記ガードリングとの間で切断し、前記変換素子及び第１のスイッチ素子を駆動し、前記第１のスイッチ素子から電気信号を読み出すための手段と、前記画素エリアの前記第１から第３の配線とを接続してなるものである。
【００１６】
なお、後述する実施形態の説明において、ガードリングを含む領域又はガードリングと第２のスイッチ素子とを含む領域の切断前の基板と、ガードリングを含む領域又はガードリングと第２のスイッチ素子とを含む領域を切断後の基板をともに撮像用基板と記しているが、上記本発明の撮像用基板はガードリングを含む領域又はガードリングと第２のスイッチ素子とを含む領域の切断前の基板をいう。
【００１７】
本発明の撮像用基板は、変換素子が光電変換素子であるときに、光電変換素子上に蛍光体層を配置しない場合には入射した光を電気信号に変換する光電変換用基板となり、光電変換素子上に波長変換体となる蛍光体を配置した場合には放射線撮像用基板となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
〔実施形態１〕
以下、本発明の撮像用基板、及び放射線撮像装置の第１の実施形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の撮像用基板の等価回路図、図２は図１の切断部近傍の拡大図である。また、図３は第２のスイッチ素子とガードリングの層構成を示す断面図である。
【００２０】
撮像用基板１０は、変換素子となるＭＩＳ型光電変換素子Ｐ１１〜Ｐ４４と第１のスイッチ素子（ＴＦＴ）Ｔ１１〜Ｔ４４とから構成されたＭＩＳ−ＴＦＴ構造の光センサーを配置した光電変換用基板と、Ｘ線等の放射線を可視光等の光に変換するための波長変換体となる蛍光体とを組み合わせて放射線撮像用基板を構成したもので、その構成は後述する点を除き図２０〜図２２の構成と同様であり、その他の駆動原理も図１７〜図１９を用いて説明した従来例と同様なのでここでは説明を省略する。
【００２１】
図１、図２において、Ｐ１１〜４４は光電変換素子、Ｔ１１〜Ｔ４４は第１のスイッチ素子（ＴＦＴ）であり、光電変換素子と薄膜トランジスタとでそれぞれ画素を構成している。なお、ここでは画素エリアに４×４画素を示しているが、実際には例えば１０００×２０００画素が絶縁基板１１上に配置されて撮像用基板１０を構成している。
【００２２】
本実施形態では、光電変換素子と第１のスイッチ素子から成る画素エリア１２の周辺にガードリング１３を形成し、第２のスイッチ素子１５を介して画素エリア１２のいずれかの配線と接続している。ここでは、図３に示すようにガードリングは第１の電極層２１′、及び第２の電極層２５′で形成されている。また、第２のスイッチ素子は第１のスイッチ素子と同様の層構成となっている。
【００２３】
図３に示すように、第２のスイッチ素子は絶縁基板２０上に第１の電極層２１、第１の絶縁層２２、第１の半導体層２３、オーミックコンタクト層２４、第２の電極層２５、第２の絶縁層２６を積層して構成されている。ガードリングは絶縁基板２０上に第１の電極層２１′、第２の電極層２５′、第２の絶縁層２６′を備えている。第１の電極層２１′、第２の電極層２５′、第２の絶縁層２６′は、それぞれ第１の電極層２１、第２の電極層２５、第２の絶縁層２６と同一層から構成される。
【００２４】
放射線撮像装置は、撮像用基板を図１に示す切断部１４で切断し、切断後の撮像用基板をＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等のプリント配線基板を介して、図１９のように信号線及びバイアス線は読み出し装置１０１に、ゲート線はゲート駆動装置１０２にそれぞれ接続し構成される。ここで、読み出し装置１０１に接続されるＴＣＰはＴＣＰ−Ａ、ゲート駆動装置１０２に接続されるＴＣＰはＴＣＰ−Ｄであり、１７はＴＣＰ−Ａ接続用パッド、１６はＴＣＰ−Ｄ接続用パッドである。
【００２５】
上記実施形態の構成によれば、例えば絶縁基板が帯電しても、ガードリングにより信号線、バイアス線、ゲート線が接続されているため、各配線間に電位差が生じにくい。
【００２６】
第２のスイッチ素子のＴＦＴ（絶縁ゲート型トランジスタ）はチャネル長Ｌ２が、第１のスイッチ素子のＴＦＴ（絶縁ゲート型トランジスタ）のチャネル長Ｌ１に比べ大きく設定することが望ましく、その場合、抵抗が大きく、例えば信号線とゲート線に電位差が生じても、大電流が流れることはないため、第１のスイッチ素子等をより十分に保護できる。
【００２７】
更に、ガードリングと各配線は第２のスイッチ素子を介して接続されているが、第２のスイッチ素子はソースとドレイン間に電位差が生じなければＯＦＦ状態となる構造なので、ＴＣＰ接続用パッドを利用したパネル検査も行なうことができる。
【００２８】
ガードリングは信号線、バイアス線、ゲート線と接続されるものとして説明したが、少なくとの一本の配線と接続されていれば静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる等の効果がある。
【００２９】
以上のように、画素エリア周辺に形成されたガードリングを、第２のスイッチ素子を介して画素エリアのいずれかの配線と接続し、画素エリアとガードリングとの間で絶縁基板の切断を行うことにより、製造工程で基板が帯電した場合でも、静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる効果をもつ。
【００３０】
〔実施形態２〕
以下、本発明の撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を図面を用いて説明する。図４は本発明の放射線撮像装置の等価回路図、図５は平面図である。また、図６は放射線撮像装置の概略図、図７は撮像用基板の等価回路図、図８は図７の切断部近傍の拡大図である。更に、図９は第２のスイッチ素子（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）とガードリングの層構成を示す断面図である。なお、図１〜図３を用いて説明した実施形態１の各構成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図４、図５において、Ｐ１１〜４４は光電変換素子、Ｔ１１〜Ｔ４４は第１のスイッチ素子（ＴＦＴ）である。図示するように光電変換素子Ｐ１１〜Ｐ４４は列ごとに共通のバイアス線Ｖｓ１〜Ｖｓ４にそれぞれ接続されており、読み出し装置３１、３０から一定バイアスが印加されている。各薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔ１１〜Ｔ４４のゲート電極は行ごとに共通のゲート線Ｖｇ１〜Ｖｇ４にそれぞれ接続されており、各ゲート線はゲート駆動装置３２、３３に接続されている。また図示するように上部２ラインの各ＴＦＴのソースまたはドレイン電極は共通の信号線Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４にそれぞれ接続されており、Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ４は読み出し装置３１に接続されている。同様に下部２ラインの各ＴＦＴのソースまたはドレイン電極は共通の信号線Ｓｉｇ５〜Ｓｉｇ８にそれぞれ接続されており、Ｓｉｇ５〜Ｓｉｇ８は読み出し装置３０に接続されている。
【００３２】
ゲート線、バイアス線が２つのゲート駆動装置と２つの読み出し装置に接続されるのは、例えば、ゲート駆動装置が片側しかなく、ゲート線が断線していた場合は、断線部から先の信号は出てこないことになるが、２つのゲート駆動装置に接続されていれば、これを防ぐ事ができる等の利点があるからである。バイアス線に関しても同様である。
【００３３】
本実施形態では図７のように、光電変換素子と第１のスイッチ素子から成る画素エリア１２の周辺にガードリング１３を形成し、第２のスイッチ素子１５ａ（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）を介して画素エリア１２のいずれかの配線と接続している。ＴＦＴ１はゲートがドレインに接続された絶縁ゲート型トランジスタであり、ＴＦＴ２はゲートがソースに接続された絶縁ゲート型トランジスタであり、ＴＦＴ１とＴＦＴ２とは並列に接続されて、ガードリング１３と各配線（信号線、ゲート線、バイアス線）とに接続されている。
【００３４】
放射線撮像装置は、撮像用基板を図７に示す切断部１４で切断し、切断後の撮像用基板をＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等のプリント配線基板を介して、図６のように信号線及びバイアス線は読み出し装置３０、３１に、ゲート線はゲート駆動装置３２、３３にそれぞれ接続し構成される。ここで、読み出し装置３０，３１に接続されるＴＣＰはＴＣＰ−Ａ、ゲート駆動装置３２、３３に接続されるＴＣＰはＴＣＰ−Ｄであり、図８において、１７はＴＣＰ−Ａ接続用パッド、１６はＴＣＰ−Ｄ接続用パッドである。
【００３５】
ここでは、図９のようにガードリングは光電変換素子と同様の層構成で、第２のスイッチ素子は第１のスイッチ素子と同様の層構成となっている。
【００３６】
図９に示すように、第２のスイッチ素子（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）は絶縁基板２０上に第１の電極層２１、第１の絶縁層２２、第１の半導体層２３、オーミックコンタクト層２４、第２の電極層２５、第２の絶縁層２６を積層して構成されている。ガードリングは絶縁基板２０上に第１の電極層２１′、第１の絶縁層２２′、第１の半導体層２３′、ｎ＋型半導体層２４′、第２の電極層２５′、第２の絶縁層２６′を備えている。第１の電極層２１、第１の絶縁層２２、第１の半導体層２３、オーミックコンタクト層２４、第２の電極層２５、第２の絶縁層２６はそれぞれ第１の電極層２１′、第１の絶縁層２２′、第１の半導体層２３′、ｎ＋型半導体層２４′、第２の電極層２５′、第２の絶縁層２６′と同一層から構成される。
【００３７】
上記実施形態の構成によれば、例えば絶縁基板が帯電しても、ガードリングにより信号線、バイアス線、ゲート線が接続されているため、各配線間に電位差が生じにくい。
【００３８】
第２のスイッチ素子のＴＦＴ１、ＴＦＴ２はチャネル長Ｌ２が、第１のスイッチ素子のＴＦＴのチャネル長Ｌ１に比べ大きく設定することが望ましく、その場合、抵抗が大きく、例えば信号線とゲート線に電位差が生じても、大電流が流れることはない。そして第２のスイッチ素子は第１のスイッチ素子と同様の層構成であり、ソースとゲートが接続された素子と、ドレインとゲートが接続された素子が並列に接続されている。よって電流がどちらの方向に流れた場合でも、第１のスイッチ素子等を保護できる。
【００３９】
更に、ガードリングと各配線は第２のスイッチ素子を介して接続されているが、第２のスイッチ素子はソースとドレイン間に電位差が生じなければＯＦＦ状態となる構造なので、ＴＣＰ接続用パッドを利用したパネル検査も行なうことができる。
【００４０】
また、図８のように各ＴＣＰ接続用パッドと第２のスイッチ素子を接続する接続用配線を、例えばＩＴＯ膜で形成する事により、切断後の接続用配線の腐食を防止できる。
【００４１】
ガードリングは信号線、バイアス線、ゲート線と接続されるものとして説明したが、少なくとの一本の配線と接続されていれば静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる等の効果がある。
【００４２】
以上のように、画素エリア周辺に形成されたガードリングを、第２のスイッチ素子を介して画素エリアのいずれかの配線と接続し、画素エリアとガードリングとの間に絶縁基板の切断部を設けることにより、製造工程で基板が帯電した場合でも、静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる効果をもつ。
【００４３】
〔実施形態３〕
以下、本発明の撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を図面を用いて説明する。図１０は本発明の放射線撮像装置の等価回路図、図１１は平面図である。また、図１２は１画素の断面図、図１３は撮像用基板の等価回路図、図１４は図１３の切断部近傍の拡大図である。更に、図１５は第２のスイッチ素子（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）とガードリングの層構成を示す断面図である。なお、本実施形態では変換素子として、ＭＩＳ型光電変換素子の代わりにＰＩＮ型光電変換素子を用いた。
【００４４】
撮像用基板７０は、変換素子となるＰＩＮ型光電変換素子Ｐ１１〜Ｐ４４と第１のスイッチ（ＴＦＴ）Ｔ１１〜Ｔ４４とから構成されたＰＩＮ−ＴＦＴ構造の光センサーを配置した光電変換用基板と、放射線を可視光等の光に変換するための波長変換体となる蛍光体を組み合わせた放射線撮像用基板を構成したものである。
【００４５】
図１０、図１１において、Ｐ１１〜４４は光電変換素子、Ｔ１１〜Ｔ４４は第１のスイッチ素子（ＴＦＴ）であり、光電変換素子と薄膜トランジスタとでそれぞれ画素を構成している。なお、ここでは画素エリア７２に４×４画素を示しているが、実際には例えば１０００×２０００画素が絶縁基板７１上に配置されて撮像用基板７０を構成している。
【００４６】
本実施形態では、図１３に示すように、光電変換素子と第１のスイッチ素子から成る画素エリア７２の周辺にガードリング７３を形成し、第２のスイッチ素子７５を介して画素エリア７２のいずれかの配線と接続している。ここでは、図１５のようにガードリング、第２のスイッチ素子は図１２に示す第１のスイッチ素子と同様の層構成となっている。
【００４７】
図１２に示すように、ＰＩＮ型光電変換素子は絶縁基板５０上に第１の絶縁層５２、オーミックコンタクト層５５、第２の電極層５６、ｎ型半導体層５７、真性半導体層５８、ｐ型半導体層５９、第３の電極層６０，第３の絶縁層６１を積層して構成される。また、第１のスイッチ素子は絶縁基板５０上に第１の電極層５１、第１の絶縁層５２、第１の半導体層５３、第２の絶縁層５４、オーミックコンタクト層５５、第２の電極層（ソース・ドレイン電極）５６、第３の絶縁層６１を積層して構成される。第３の絶縁層６１上には有機保護層６２が形成され、その上に蛍光層６４が接着層６３を介して設けられる。
【００４８】
図１５に示すように、第２のスイッチ素子（ＴＦＴ１、ＴＦＴ２）は絶縁基板５０上に第１の電極層５１、第１の絶縁層５２、第１の半導体層５３、第２の絶縁層５４、オーミックコンタクト層５５、第２の電極層５６、第３の絶縁層６１を積層して構成されている。ガードリングは絶縁基板５０上に第１の電極層５１′、第１の絶縁層５２′、第１の半導体層５３′、第２の絶縁層５４′、オーミックコンタクト層５５′、第２の電極層５６′、第３の電極層６２、第３の絶縁層６１′を備えている。第１の電極層５１、第１の絶縁層５２、第１の半導体層５３、第２の絶縁層５４、オーミックコンタクト層５５、第２の電極層５６、第３の絶縁層６１はそれぞれ第１の電極層５１′、第１の絶縁層５２′、第１の半導体層５３′、第２の絶縁層５４′、オーミックコンタクト層５５′、第２の電極層５６′、第３の絶縁層６１′と同一層から構成される。
【００４９】
放射線撮像装置は、撮像用用基板を図１３に示す切断部７４で切断し、切断後の撮像用基板をＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）等のプリント配線基板を介して、図１０のように信号線及びバイアス線は読み出し装置４０に、ゲート線はゲート駆動装置４１にそれぞれ接続し構成される。
【００５０】
上記実施形態の構成によれば、例えば絶縁基板が帯電しても、ガードリングにより信号線、バイアス線、ゲート線が接続されているため、各配線間に電位差が生じにくい。
【００５１】
第２のスイッチ素子のＴＦＴ１、ＴＦＴ２はチャネル長Ｌ２が、第１のスイッチ素子のＴＦＴのチャネル長Ｌ１に比べ大きく設定することが望ましく、その場合、抵抗が大きく、例えば信号線とゲート線に電位差が生じても、大電流が流れることはないため、第１のスイッチ素子等を保護できる。そして第２のスイッチ素子は第１のスイッチ素子と同様の層構成であり、ソースとゲートが接続された素子と、ドレインとゲートが接続された素子が並列に接続されている。よって電流がどちらの方向に流れた場合でも、第１のスイッチ素子等を保護できる。
【００５２】
更に、ガードリングと各配線は第２のスイッチ素子を介して接続されているが、第２のスイッチ素子はソースとドレイン間に電位差が生じなければＯＦＦ状態となる構造なので、ＴＣＰ接続用パッドを利用したパネル検査も行なうことができる。
【００５３】
ガードリングは信号線、バイアス線、ゲート線と接続されるものとして説明したが、少なくとの一本の配線と接続されていれば静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる等の効果がある。
【００５４】
以上のように、画素エリア周辺に形成されたガードリングを、第２のスイッチ素子を介して画素エリアのいずれかの配線と接続し、画素エリアとガードリングとの間に絶縁基板の切断部を設けることにより、製造工程で基板が帯電した場合でも、静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる効果をもつ。
【００５５】
そして、本実施形態では第２のスイッチ素子とガードリングとの間に切断部を設けているため、絶縁基板の切断時の静電気によるデバイスの能力低下及び破壊も防止できる効果をもつ。
【００５６】
図１６は本発明による放射線撮像装置のＸ線診断システムへの応用例を示したものである。
【００５７】
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレーターを上部に実装した光電変換装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレーターは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。
【００５８】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【００５９】
以上説明した各実施形態の撮像用基板は、絶縁基板上にＭＩＳ型光電変換素子とスイッチＴＦＴとから構成されたＭＩＳ−ＴＦＴ構造の光センサーを配置し、この基板に放射線を可視光等の光に変換するための蛍光体を組み合わせることで放射線検出用の撮像用基板としたものであったが、本発明の撮像用基板はこの構成に限定されず、例えば、変換素子としてＸ線等の放射線を直接変換する直接変換膜としての、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）や多結晶ＣｄＳ等を用いることができ、かかる場合、蛍光体を組み合わせることなく放射線検出を行うことができ、かかる撮像用基板も本発明の範疇に含まれるものとする。さらに、本実施形態の撮像用基板は蛍光体を組み合わせない場合は光電変換用基板であり、かかる撮像用基板も本発明の範疇に含まれるものとする。
【００６０】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の好適な実施の態様は以下に説明する態様である。
【００６１】
（実施態様１） 絶縁基板上に、入射した光又は放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子に接続された第１のスイッチ素子と、前記変換素子にバイアスを印加する第１の配線と、前記第１のスイッチ素子に駆動信号を供給する第２の配線と、前記変換素子にて変換された電気信号を読み出す第３の配線と、を備えた画素エリアを有する撮像用基板において、
前記画素エリア周辺にガードリングを形成し、前記ガードリングを第２のスイッチ素子を介して前記画素エリアの前記第１から第３の配線のうちの少なくとも一つの配線と接続したことを特徴とする撮像用基板。
【００６２】
（実施態様２） 前記変換素子は入射した光を電気信号に変換する光電変換素子であって、少なくとも前記光電変換素子上に放射線を光に変換する波長変換体を配置した実施態様１記載の撮像用基板。
【００６３】
（実施態様３） 前記第２のスイッチ素子が、前記画素エリアの配線１本に対して複数個接続されていることを特徴とする実施態様１又は２に記載の撮像用基板。
【００６４】
（実施態様４） 前記第２のスイッチ素子が、ゲートがソース又はドレインに接続された絶縁ゲート型トランジスタである実施態様１から３のいずれかに記載の撮像用基板。
【００６５】
（実施態様５） 前記画素エリアの配線１本に対して複数個接続された第２のスイッチ素子が、少なくともゲートがソースに接続された絶縁ゲート型トランジスタとゲートがドレインに接続された絶縁ゲート型トランジスタとが並列に接続されて構成されていることを特徴とする実施態様３に記載の撮像用基板。
【００６６】
（実施態様６） 前記第１のスイッチ素子は絶縁ゲート型トランジスタであって、前記第２のスイッチ素子の絶縁ゲート型トランジスタのチャネル長Ｌ２が、前記第１のスイッチ素子の絶縁ゲート型トランジスタのチャネル長Ｌ１より大きいことを特徴とする実施態様４又は５に記載の撮像用基板。
【００６７】
（実施態様７） 前記画素エリアの配線と前記第２のスイッチ素子、若しくは前記第２のスイッチ素子と前記ガードリングの少なくともいずれかがＩＴＯ膜で接続されていることを特徴とする実施態様１から６のいずれかに記載の撮像用基板。
【００６８】
（実施態様８） 実施態様１から７のいずれかに記載の撮像用基板を、前記画素エリアと第２のスイッチ素子との間又は前記第２のスイッチ素子と前記ガードリングとの間で切断し、前記変換素子及び第１のスイッチ素子を駆動し、前記第１のスイッチ素子から電気信号を読み出すための手段と、前記画素エリアの前記第１から第３の配線とを接続してなる放射線撮像装置。
【００６９】
（実施態様９） 実施態様８に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、
前記放射線を発生させるための放射線源とを具備することを特徴とする放射線撮像システム。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造工程で基板が帯電した場合でも、静電気によるデバイスの能力低下及び破壊を防止できる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第１の実施形態を説明する絶縁基板上の等価回路図である。
【図２】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第１の実施形態を説明する切断部近傍の拡大図である。
【図３】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第１の実施形態を説明する、第２のスイッチ素子とガードリングの断面図である。
【図４】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を説明する等価回路図である。
【図５】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を説明する平面図である。
【図６】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を説明する概略図である。
【図７】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を説明する絶縁基板上の等価回路図である。
【図８】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を説明する切断部近傍の拡大図である。
【図９】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第２の実施形態を説明する、第２のスイッチ素子とガードリングの断面図である。
【図１０】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を説明する等価回路図である。
【図１１】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を説明する平面図である。
【図１２】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を説明する１画素の断面図である。
【図１３】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を説明する絶縁基板上の等価回路図である。
【図１４】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を説明する切断部近傍の拡大図である。
【図１５】本発明の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の第３の実施形態を説明する、第２のスイッチ素子とガードリングの断面図である。
【図１６】本発明による放射線撮像装置のＸ線診断システムへの応用例を示したものである。
【図１７】従来の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の等価回路図である。
【図１８】従来の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の平面図である。
【図１９】従来の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の概略図である。
【図２０】従来の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の１画素の断面図である。
【図２１】従来の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の絶縁基板上の等価回路図である。
【図２２】従来の放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置の切断部近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１０，７０ 撮像用基板
１１，７１ 絶縁基板
１２，７２ 画素エリア
１３，７３ ガードリング
１４，７４ 切断部
１５，１５ａ，７５ 第２のスイッチ素子
１６，７６ ＴＣＰ−Ｄ接続用パッド
１７，７７ ＴＣＰ−Ａ接続用パッド
３０，３１，４０ 読み出し装置
３２，３３，４１ ゲート駆動装置
Ｐ１１〜Ｐ４４ 光電変換素子
Ｔ１１〜Ｔ４４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
Ｖｇ１〜Ｖｇ４ 共通のゲート線
Ｓｉｇ１〜Ｓｉｇ８ 共通の信号線
Ｖｓ１〜Ｖｓ４ 共通バイアス線
ＴＣＰ テープキャリアパッケージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging substrate for detecting light or radiation, and more particularly to an imaging substrate applied to a medical image diagnostic device, a nondestructive inspection device, an analyzer using radiation, and the like. In this specification, high-energy rays such as X-rays, α-rays, β-rays, and γ-rays are referred to as radiation.
[0002]
[Prior art]
FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of a conventional radiation imaging apparatus. FIG. 18 is a plan view of the radiation imaging apparatus shown in FIG. FIG. 19 is a schematic diagram of a radiation imaging apparatus, and FIG. 20 is a cross-sectional view of one pixel of an imaging substrate of the radiation imaging apparatus. As shown in FIG. 20, a phosphor layer is formed on an imaging substrate via an adhesive layer to constitute an imaging substrate for radiation detection.
[0003]
P11 to P44 denote photoelectric conversion elements, and T11 to T44 denote thin film transistors (TFTs). Each pixel is composed of the photoelectric conversion element and the thin film transistor.
Here, 4 × 4 pixels are shown in the pixel area 120, but actually, for example, 1000 × 2000 pixels are arranged on the insulating substrate 110 to constitute the imaging substrate 100.
[0004]
As shown, the photoelectric conversion elements P11 to P44 are connected to common bias lines Vs1 to Vs4 for each column, and a constant bias is applied to the bias lines Vs1 to Vs4 from the reading device 101. The gate electrodes of the thin film transistors (TFTs) T11 to T44 are connected to common gate lines Vg1 to Vg4 for each row, respectively, and the gate driver 102 controls ON / OFF of the gates of the thin film transistors T11 to T44 for each row. . The source or drain electrodes of the thin film transistors T11 to T44 are connected to common signal lines Sig1 to Sig4 for each column, and the signal lines Sig1 to Sig4 are connected to the reading device 101.
[0005]
The X-rays emitted toward the subject are attenuated and transmitted by the subject, and are light having a wavelength such as visible light that can be converted into an electric signal by the photoelectric conversion element in the phosphor layer 119 shown in FIG. This light is incident on the photoelectric conversion element and is converted into electric charges. This charge is transferred to a signal line via a TFT by a gate driving pulse applied by the gate driving device 102 and read out by the reading device 101 to the outside. Thereafter, the charges generated in the photoelectric conversion element and not transferred can be removed by the common bias line.
[0006]
2. Description of the Related Art Conventionally, a typical radiation imaging apparatus of this type includes a photoelectric conversion substrate on which an optical sensor having a MIS-TFT structure including a MIS (Metal Insulator Semiconductor) type photoelectric conversion element and a switch TFT is arranged, and an X-ray or the like. A radiation detecting imaging substrate is manufactured by combining a phosphor that serves as a wavelength converter for converting the radiation into light such as visible light, and a reading device and a gate driving device are mounted on the radiation detecting imaging substrate. The radiation imaging apparatus is configured by being connected.
[0007]
In the radiation imaging apparatus, the imaging substrate is cut by a cutting unit 121 shown in FIG. 21, and the cut imaging substrate is passed through a printed wiring board such as a TCP (tape carrier package) as shown in FIG. The bias line is connected to the reading device 101, and the gate line is connected to the gate driving device 102. Here, TCP connected to the reading device 101 is TCP-A, and TCP connected to the gate driving device 102 is TCP-D. Reference numeral 122 denotes a TCP-A connection pad, and reference numeral 123 denotes a TCP-D connection pad.
[0008]
FIG. 22 is an enlarged view of the vicinity of the cut portion in FIG. As shown in FIG. 20, the MIS type photoelectric conversion element has a first electrode layer (lower electrode) 111, a first insulating layer 112, a first semiconductor layer 113, + The lower electrode is connected to a source / drain electrode (second electrode layer 115 ′) of the TFT. The TFT includes a gate electrode layer (first electrode layer) 111 ', a gate insulating layer (first insulating layer) 112', a first semiconductor layer 113 ', and an ohmic contact layer (n) on an insulating substrate 110. + (Semiconductor layer) 114 'and source / drain electrodes (second electrode layer) 115'. Each Vg line is connected to an electrode layer 111 'on which a gate electrode of a TFT is formed, and each Sig line is connected to a layer 115' for forming source / drain electrodes. First electrode layer 111, first insulating layer 112, first semiconductor layer 113, n + The type semiconductor layer 114 and the second electrode layer 115 are formed from the same layer as the gate electrode layer 111 ', the gate insulating layer 112', the first semiconductor layer 113 ', the ohmic contact layer 114', and the source / drain electrodes 115 ', respectively. Be composed.
[0009]
A second insulating layer 116 and an organic protective layer 117 are formed on the second electrode layer 115 and the source / drain electrodes 115 ′, and a phosphor layer is provided thereover via an adhesive layer 118.
[0010]
The above configuration is disclosed in Patent Literature 1, and the method of cutting the substrate is described in Patent Literature 2.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 08-116044 A
[Patent Document 2]
JP-A-09-289181
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, with the development of manufacturing technology of liquid crystal panels using TFTs and the use of area sensors having photoelectric conversion elements in various fields (for example, X-ray imaging devices), it is possible to mass-produce panels using TFTs. Has become. Further, unlike a liquid crystal panel or the like, a radiation imaging apparatus has a feature that a minute signal is converted into a digital signal and an image is output. For this reason, when the substrate is charged in the manufacturing process and, for example, a potential difference occurs between the signal line and the gate line, the Vth shift of the reading TFT occurs, and it becomes impossible to read a minute signal. In addition, when the above-mentioned potential difference is large, device destruction occurs, leading to a large decrease in yield in a production line for mass production.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an imaging substrate and a radiation imaging apparatus in which the performance of a device is not degraded or destroyed by static electricity even when the substrate is charged in a manufacturing process.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The imaging substrate according to the present invention, on an insulating substrate, applies a bias to the conversion element for converting incident light or radiation into an electric signal, a first switch element connected to the conversion element, and the conversion element. An image pickup device having a pixel area including a first wiring, a second wiring for supplying a drive signal to the first switch element, and a third wiring for reading out an electric signal converted by the conversion element. In the substrate for
A guard ring is formed around the pixel area, and the guard ring is connected to at least one of the first to third wires of the pixel area via a second switch element. Things.
[0015]
The radiation imaging apparatus according to the aspect of the invention may be configured such that the imaging substrate according to the aspect of the invention is cut between the pixel area and a second switch element or between the second switch element and the guard ring. And means for driving a first switch element and reading out an electric signal from the first switch element, and connecting the first to third wirings in the pixel area.
[0016]
In the description of the embodiments described below, the substrate before cutting the region including the guard ring or the region including the guard ring and the second switch element, and the region including the guard ring or the guard ring and the second switch element Although the substrate after cutting the region including is described as an imaging substrate, the imaging substrate of the present invention is a substrate including a guard ring or a substrate including a guard ring and a second switch element before cutting. Say.
[0017]
The imaging substrate of the present invention is a photoelectric conversion substrate that converts incident light into an electric signal when a phosphor layer is not disposed on the photoelectric conversion element when the conversion element is a photoelectric conversion element. When a fluorescent substance serving as a wavelength converter is arranged on the element, it becomes a radiation imaging substrate.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
[Embodiment 1]
Hereinafter, a first embodiment of an imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the imaging substrate of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a cut portion in FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a layer configuration of the second switch element and the guard ring.
[0020]
The imaging substrate 10 includes a photoelectric conversion substrate on which an optical sensor having a MIS-TFT structure including MIS-type photoelectric conversion elements P11 to P44 serving as conversion elements and first switch elements (TFTs) T11 to T44 is disposed. A radiation imaging substrate is configured by combining a phosphor serving as a wavelength converter for converting radiation such as X-rays into light such as visible light, and the configuration thereof is illustrated in FIGS. 22 and the other driving principles are the same as those of the conventional example described with reference to FIGS.
[0021]
1 and 2, P11 to P44 are photoelectric conversion elements, T11 to T44 are first switch elements (TFTs), and each pixel is composed of the photoelectric conversion element and the thin film transistor. Here, 4 × 4 pixels are shown in the pixel area, but in actuality, for example, 1000 × 2000 pixels are arranged on the insulating substrate 11 to constitute the imaging substrate 10.
[0022]
In the present embodiment, a guard ring 13 is formed around a pixel area 12 including a photoelectric conversion element and a first switch element, and is connected to one of the wirings of the pixel area 12 via a second switch element 15. I have. Here, as shown in FIG. 3, the guard ring is formed by a first electrode layer 21 'and a second electrode layer 25'. The second switch element has the same layer configuration as the first switch element.
[0023]
As shown in FIG. 3, the second switch element includes a first electrode layer 21, a first insulating layer 22, a first semiconductor layer 23, an ohmic contact layer 24, and a second electrode layer 25 on an insulating substrate 20. , A second insulating layer 26. The guard ring includes a first electrode layer 21 ′, a second electrode layer 25 ′, and a second insulating layer 26 ′ on an insulating substrate 20. The first electrode layer 21 ', the second electrode layer 25', and the second insulating layer 26 'are formed from the same layer as the first electrode layer 21, the second electrode layer 25, and the second insulating layer 26, respectively. Be composed.
[0024]
The radiation imaging apparatus cuts the imaging substrate by the cutting unit 14 shown in FIG. 1 and cuts the imaging substrate through a printed wiring board such as a TCP (tape carrier package) as shown in FIG. The bias line is connected to the reading device 101, and the gate line is connected to the gate driving device 102. Here, TCP connected to the reading device 101 is TCP-A, TCP connected to the gate drive device 102 is TCP-D, 17 is a TCP-A connection pad, and 16 is a TCP-D connection pad. is there.
[0025]
According to the configuration of the above-described embodiment, for example, even if the insulating substrate is charged, since the signal lines, the bias lines, and the gate lines are connected by the guard ring, a potential difference is hardly generated between the wirings.
[0026]
The channel length L2 of the TFT (insulated gate transistor) of the second switch element is desirably set to be larger than the channel length L1 of the TFT (insulated gate transistor) of the first switch element. Even if there is a large potential difference between the signal line and the gate line, a large current does not flow, so that the first switch element and the like can be protected more sufficiently.
[0027]
Further, the guard ring and each wiring are connected via a second switch element. Since the second switch element is in an OFF state unless a potential difference occurs between the source and the drain, a TCP connection pad is used. The panel inspection using can also be performed.
[0028]
The guard ring has been described as being connected to the signal line, the bias line, and the gate line. However, if it is connected to at least one of the wirings, it is possible to prevent the device performance from being degraded and destroyed due to static electricity. .
[0029]
As described above, the guard ring formed around the pixel area is connected to any wiring of the pixel area via the second switch element, and the insulating substrate is cut between the pixel area and the guard ring. Thereby, even when the substrate is charged in the manufacturing process, there is an effect that the performance degradation and destruction of the device due to static electricity can be prevented.
[0030]
[Embodiment 2]
Hereinafter, a second embodiment of an imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the radiation imaging apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a plan view. 6 is a schematic diagram of a radiation imaging apparatus, FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an imaging substrate, and FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of a cut portion in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the layer configuration of the second switch elements (TFT1, TFT2) and the guard ring. The same components as those of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0031]
4 and 5, P11 to 44 are photoelectric conversion elements, and T11 to T44 are first switch elements (TFTs). As illustrated, the photoelectric conversion elements P11 to P44 are connected to common bias lines Vs1 to Vs4 for each column, and a constant bias is applied from the reading devices 31 and 30. The gate electrodes of the thin film transistors (TFT) T11 to T44 are connected to common gate lines Vg1 to Vg4 for each row, respectively, and the gate lines are connected to gate driving devices 32 and 33, respectively. As shown in the figure, the source or drain electrodes of the upper two lines of TFTs are connected to common signal lines Sig1 to Sig4, respectively, and Sig1 to Sig4 are connected to the reading device 31. Similarly, the source or drain electrodes of the TFTs in the lower two lines are connected to common signal lines Sig5 to Sig8, respectively, and Sig5 to Sig8 are connected to the reading device 30.
[0032]
The reason why the gate line and the bias line are connected to the two gate driving devices and the two reading devices is that, for example, when the gate driving device is on only one side and the gate line is disconnected, the signal ahead of the disconnection portion is This is because, if it is connected to two gate driving devices, there is an advantage that this can be prevented. The same applies to the bias line.
[0033]
In this embodiment, as shown in FIG. 7, a guard ring 13 is formed around a pixel area 12 composed of a photoelectric conversion element and a first switch element, and the pixel area is formed via a second switch element 15a (TFT1, TFT2). Twelve wirings. TFT1 is an insulated gate transistor having a gate connected to a drain, TFT2 is an insulated gate transistor having a gate connected to a source, and TFT1 and TFT2 are connected in parallel to form a guard ring 13 and each wiring ( Signal lines, gate lines, and bias lines).
[0034]
The radiation imaging apparatus cuts the imaging substrate at the cutting section 14 shown in FIG. 7, and cuts the imaging substrate through a printed wiring board such as a TCP (tape carrier package) as shown in FIG. The bias line is connected to the reading devices 30 and 31, and the gate line is connected to the gate driving devices 32 and 33, respectively. Here, the TCP connected to the readout devices 30 and 31 is TCP-A, and the TCP connected to the gate drive devices 32 and 33 is TCP-D. In FIG. 8, reference numeral 17 denotes a TCP-A connection pad; Denotes a TCP-D connection pad.
[0035]
Here, as shown in FIG. 9, the guard ring has the same layer configuration as the photoelectric conversion element, and the second switch element has the same layer configuration as the first switch element.
[0036]
As shown in FIG. 9, the second switch elements (TFT1, TFT2) are formed on an insulating substrate 20 by a first electrode layer 21, a first insulating layer 22, a first semiconductor layer 23, an ohmic contact layer 24, The second electrode layer 25 and the second insulating layer 26 are stacked. The guard ring includes a first electrode layer 21 ', a first insulating layer 22', a first semiconductor layer 23 ', n + It has a mold semiconductor layer 24 ', a second electrode layer 25', and a second insulating layer 26 '. The first electrode layer 21, the first insulating layer 22, the first semiconductor layer 23, the ohmic contact layer 24, the second electrode layer 25, and the second insulating layer 26 are the first electrode layer 21 ', 1 insulating layer 22 ', first semiconductor layer 23', n + It is composed of the same layer as the mold semiconductor layer 24 ', the second electrode layer 25', and the second insulating layer 26 '.
[0037]
According to the configuration of the above-described embodiment, for example, even if the insulating substrate is charged, since the signal lines, the bias lines, and the gate lines are connected by the guard ring, a potential difference is hardly generated between the wirings.
[0038]
It is desirable that the channel length L2 of the TFTs 1 and 2 of the second switch element is set to be larger than the channel length L1 of the TFT of the first switch element. Does not cause a large current to flow. The second switch element has the same layer configuration as the first switch element, and an element having a source and a gate connected and an element having a drain and a gate connected in parallel. Therefore, regardless of the direction in which the current flows, the first switch element and the like can be protected.
[0039]
Further, the guard ring and each wiring are connected via a second switch element. Since the second switch element is in an OFF state unless a potential difference occurs between the source and the drain, a TCP connection pad is used. The panel inspection using can also be performed.
[0040]
Further, as shown in FIG. 8, by forming the connection wiring for connecting each TCP connection pad and the second switch element with, for example, an ITO film, corrosion of the connection wiring after cutting can be prevented.
[0041]
The guard ring has been described as being connected to the signal line, the bias line, and the gate line. However, if it is connected to at least one of the wirings, it is possible to prevent the device performance from being degraded and destroyed due to static electricity. .
[0042]
As described above, the guard ring formed around the pixel area is connected to one of the wirings of the pixel area via the second switch element, and the cut portion of the insulating substrate is provided between the pixel area and the guard ring. By providing such a structure, even when the substrate is charged in the manufacturing process, the device has an effect of preventing the device from being degraded and destroyed due to static electricity.
[0043]
[Embodiment 3]
Hereinafter, a third embodiment of the imaging substrate and the radiation imaging apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the radiation imaging apparatus of the present invention, and FIG. 11 is a plan view. FIG. 12 is a cross-sectional view of one pixel, FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of an imaging substrate, and FIG. 14 is an enlarged view of the vicinity of a cut portion in FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the layer structure of the second switch elements (TFT1, TFT2) and the guard ring. In this embodiment, a PIN type photoelectric conversion element is used as the conversion element instead of the MIS type photoelectric conversion element.
[0044]
The imaging substrate 70 includes a photoelectric conversion substrate on which an optical sensor having a PIN-TFT structure including PIN photoelectric conversion elements P11 to P44 serving as conversion elements and first switches (TFTs) T11 to T44 is arranged; A radiation imaging substrate is formed by combining a fluorescent substance serving as a wavelength converter for converting radiation into light such as visible light.
[0045]
10 and 11, P11 to 44 are photoelectric conversion elements, T11 to T44 are first switch elements (TFTs), and each pixel is formed by the photoelectric conversion element and the thin film transistor. Here, 4 × 4 pixels are shown in the pixel area 72, but actually, for example, 1000 × 2000 pixels are arranged on the insulating substrate 71 to constitute the imaging substrate 70.
[0046]
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a guard ring 73 is formed around a pixel area 72 including a photoelectric conversion element and a first switch element, and a guard ring 73 is formed via a second switch element 75. Connected to the wiring. Here, as shown in FIG. 15, the guard ring and the second switch element have the same layer configuration as the first switch element shown in FIG.
[0047]
As shown in FIG. 12, the PIN type photoelectric conversion element has a first insulating layer 52, an ohmic contact layer 55, a second electrode layer 56, an n-type semiconductor layer 57, an intrinsic semiconductor layer 58, a p-type The semiconductor layer 59, the third electrode layer 60, and the third insulating layer 61 are stacked. The first switch element includes a first electrode layer 51, a first insulating layer 52, a first semiconductor layer 53, a second insulating layer 54, an ohmic contact layer 55, and a second electrode on an insulating substrate 50. A layer (source / drain electrode) 56 and a third insulating layer 61 are stacked. An organic protective layer 62 is formed on the third insulating layer 61, and a fluorescent layer 64 is provided thereover via an adhesive layer 63.
[0048]
As shown in FIG. 15, the second switch elements (TFT1, TFT2) are formed on an insulating substrate 50 by a first electrode layer 51, a first insulating layer 52, a first semiconductor layer 53, and a second insulating layer 54. , An ohmic contact layer 55, a second electrode layer 56, and a third insulating layer 61. The guard ring includes a first electrode layer 51 ', a first insulating layer 52', a first semiconductor layer 53 ', a second insulating layer 54', an ohmic contact layer 55 ', and a second electrode on the insulating substrate 50. It has a layer 56 ', a third electrode layer 62, and a third insulating layer 61'. The first electrode layer 51, the first insulating layer 52, the first semiconductor layer 53, the second insulating layer 54, the ohmic contact layer 55, the second electrode layer 56, and the third insulating layer 61 are each a first insulating layer. Electrode layer 51 ', first insulating layer 52', first semiconductor layer 53 ', second insulating layer 54', ohmic contact layer 55 ', second electrode layer 56', third insulating layer 61 'And the same layer.
[0049]
The radiation imaging apparatus cuts the imaging substrate at a cutting unit 74 shown in FIG. 13 and cuts the imaging substrate through a printed wiring board such as a TCP (tape carrier package) as shown in FIG. The bias line is connected to the reading device 40, and the gate line is connected to the gate driving device 41.
[0050]
According to the configuration of the above-described embodiment, for example, even if the insulating substrate is charged, since the signal lines, the bias lines, and the gate lines are connected by the guard ring, a potential difference is hardly generated between the wirings.
[0051]
It is desirable that the channel length L2 of the TFTs 1 and 2 of the second switch element is set to be larger than the channel length L1 of the TFT of the first switch element. Occurs, a large current does not flow, so that the first switch element and the like can be protected. The second switch element has the same layer configuration as the first switch element, and an element having a source and a gate connected and an element having a drain and a gate connected in parallel. Therefore, no matter which direction the current flows, the first switch element and the like can be protected.
[0052]
Further, the guard ring and each wiring are connected via a second switch element. Since the second switch element is in an OFF state unless a potential difference occurs between the source and the drain, a TCP connection pad is used. The panel inspection using can also be performed.
[0053]
The guard ring has been described as being connected to the signal line, the bias line, and the gate line. However, if it is connected to at least one of the wirings, it is possible to prevent the device performance from being degraded and destroyed due to static electricity. .
[0054]
As described above, the guard ring formed around the pixel area is connected to one of the wirings of the pixel area via the second switch element, and the cut portion of the insulating substrate is provided between the pixel area and the guard ring. By providing such a structure, even when the substrate is charged in the manufacturing process, the device has an effect of preventing the device from being degraded and destroyed due to static electricity.
[0055]
Further, in the present embodiment, since the cut portion is provided between the second switch element and the guard ring, there is an effect that the capability reduction and destruction of the device due to static electricity at the time of cutting the insulating substrate can be prevented.
[0056]
FIG. 16 shows an example of application of the radiation imaging apparatus according to the present invention to an X-ray diagnostic system.
[0057]
X-rays 6060 generated by the X-ray tube 6050 pass through the chest 6062 of the patient or subject 6061 and enter the photoelectric conversion device 6040 having a scintillator mounted on the upper part. The incident X-ray contains information on the inside of the body of the patient 6061. The scintillator emits light in response to the incidence of X-rays, and photoelectrically converts the light to obtain electrical information. This information is converted into digital data, image-processed by an image processor 6070 serving as signal processing means, and can be observed on a display 6080 serving as display means in a control room.
[0058]
Further, this information can be transferred to a remote place by a transmission processing means such as a telephone line 6090, and can be displayed on a display 6081 serving as a display means such as a doctor room at another place or can be stored in a recording means such as an optical disk. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. Further, it can be recorded on a film 6110 as a recording medium by a film processor 6100 as a recording means.
[0059]
In the imaging substrate of each of the embodiments described above, an optical sensor having a MIS-TFT structure including a MIS-type photoelectric conversion element and a switch TFT is disposed on an insulating substrate, and radiation such as visible light is applied to the substrate. Although an imaging substrate for radiation detection was obtained by combining a phosphor for converting the radiation into an image, the imaging substrate of the present invention is not limited to this configuration. Amorphous selenium (a-Se), polycrystalline CdS, or the like can be used as a direct conversion film for directly converting the light. In such a case, radiation detection can be performed without combining a phosphor, and such an imaging substrate can be used. It shall fall within the scope of the present invention. Furthermore, the imaging substrate of the present embodiment is a photoelectric conversion substrate when no phosphor is combined, and such an imaging substrate is also included in the scope of the present invention.
[0060]
The embodiments of the present invention have been described above, but the preferred embodiments of the present invention are the following.
[0061]
(Embodiment 1) A conversion element for converting incident light or radiation into an electric signal on an insulating substrate, a first switch element connected to the conversion element, and a first for applying a bias to the conversion element An imaging substrate having a pixel area including a wiring, a second wiring for supplying a drive signal to the first switch element, and a third wiring for reading an electric signal converted by the conversion element. ,
A guard ring is formed around the pixel area, and the guard ring is connected to at least one of the first to third wires of the pixel area via a second switch element. Imaging substrate.
[0062]
(Embodiment 2) The imaging according to Embodiment 1, wherein the conversion element is a photoelectric conversion element that converts incident light into an electric signal, and at least a wavelength converter that converts radiation into light is disposed on the photoelectric conversion element. Substrate.
[0063]
(Embodiment 3) The imaging substrate according to embodiment 1 or 2, wherein a plurality of the second switch elements are connected to one wiring in the pixel area.
[0064]
(Embodiment 4) The imaging substrate according to any one of Embodiments 1 to 3, wherein the second switch element is an insulated gate transistor having a gate connected to a source or a drain.
[0065]
(Embodiment 5) A plurality of second switch elements connected to one wiring in the pixel area are an insulated gate transistor in which at least a gate is connected to a source and an insulated gate transistor in which a gate is connected to a drain. The imaging substrate according to embodiment 3, wherein the transistor and the transistor are connected in parallel.
[0066]
(Embodiment 6) The first switch element is an insulated gate transistor, and the channel length L2 of the insulated gate transistor of the second switch element is equal to the channel length of the insulated gate transistor of the first switch element. The imaging substrate according to embodiment 4 or 5, wherein the substrate is longer than the length L1.
[0067]
(Embodiment 7) From Embodiment 1, wherein at least one of the wiring of the pixel area and the second switch element, or the second switch element and the guard ring is connected by an ITO film. 7. The imaging substrate according to any one of 6.
[0068]
(Eighth Embodiment) The imaging substrate according to any one of the first to seventh embodiments is cut between the pixel area and a second switch element or between the second switch element and the guard ring. A radiation imaging unit configured to connect the means for driving the conversion element and the first switch element to read out an electric signal from the first switch element, and the first to third wirings in the pixel area; apparatus.
[0069]
(Embodiment 9) The radiation imaging apparatus according to Embodiment 8,
Signal processing means for processing a signal from the radiation imaging apparatus;
Recording means for recording a signal from the signal processing means,
Display means for displaying a signal from the signal processing means,
Transmission processing means for transmitting a signal from the signal processing means,
A radiation source for generating the radiation.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the substrate is charged in the manufacturing process, it is possible to obtain the effect of preventing the device from being degraded and destroyed due to static electricity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram on an insulating substrate for explaining a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of a cut section for explaining a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a second switch element and a guard ring for explaining a first embodiment of the radiation imaging substrate and the radiation imaging apparatus of the present invention.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram on an insulating substrate illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of a cut section for explaining a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a second switch element and a guard ring for explaining a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view of one pixel for explaining a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an equivalent circuit diagram on an insulating substrate illustrating a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an enlarged view of the vicinity of a cut section for explaining a radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a second switch element and a guard ring for explaining a third embodiment of the radiation imaging substrate and the radiation imaging apparatus of the present invention.
FIG. 16 shows an application example of the radiation imaging apparatus according to the present invention to an X-ray diagnostic system.
FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of a conventional radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus.
FIG. 18 is a plan view of a conventional radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus.
FIG. 19 is a schematic view of a conventional radiation imaging substrate and a radiation imaging apparatus.
FIG. 20 is a cross-sectional view of a conventional radiation imaging substrate and one pixel of the radiation imaging apparatus.
FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of a conventional radiation imaging substrate and an insulating substrate of the radiation imaging apparatus.
FIG. 22 is an enlarged view of a conventional radiation imaging substrate and the vicinity of a cut portion of the radiation imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
10,70 Imaging substrate
11,71 Insulating substrate
12,72 pixel area
13,73 guard ring
14,74 Cutting part
15, 15a, 75 second switch element
16,76 TCP-D connection pad
17,77 TCP-A connection pad
30, 31, 40 reading device
32,33,41 Gate drive device
P11-P44 Photoelectric conversion element
T11-T44 Thin Film Transistor (TFT)
Vg1 to Vg4 Common gate line
Sig1 to Sig8 Common signal line
Vs1 to Vs4 Common bias line
TCP tape carrier package
