JP2006186031A - Photoelectric conversion device and radiation imager - Google Patents

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孝昌 石井
Chiori Mochizuki
千織 望月
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実 渡辺
Keiichi Nomura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device which is high in yield and sensitivity and can be manufactured at low cost. <P>SOLUTION: The photoelectric conversion device is provided with a photoelectric conversion substrate which includes a pixel part comprised of a capacitance element C11, a TFT (T11) as a photoelectric conversion element that is provided with a gate electrode 2, an insulating layer 3, a semiconductor layer 4 and a source-drain electrodes 6 and 7 having a switching function wherein one is connected with the capacitance element C11 and the other is connected with signal wiring, and a plurality of pixels are arranged two-dimensionally on an insulating substrate 1, a plurality of vias wirings connected with the capacitance elements C11, a plurality of driving wirings connected with the gate electrodes 2, and the signal wiring connected with either of the source-drain electrodes 6 and 7. The source-drain electrodes 6 and 7 are arranged in such a manner that they do not exist in an area wherein a gate electrode 22 is provided. The source-drain electrodes 6 and 7 are formed of ITO as an transparent electrode to take in more quantity of incident light. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光電変換装置及び放射線撮像装置に係り、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光電変換用基板及び光電変換装置、放射線撮像用基板及び放射線撮像装置に関する。また、スキャナなどに応用される画像読み取り装置に関する。なお、本明細書では、可視光等の電磁波やX線、α線、β線、γ線なども、放射線に含まれるものとする。   The present invention relates to a photoelectric conversion device and a radiation imaging device, and more particularly to a photoelectric conversion substrate, a photoelectric conversion device, and a radiation imaging substrate applied to a medical image diagnostic device, a nondestructive inspection device, an analysis device using radiation, and the like. And a radiation imaging apparatus. The present invention also relates to an image reading apparatus applied to a scanner or the like. In this specification, electromagnetic waves such as visible light, X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays, and the like are also included in the radiation.

従来この種の代表的な放射線撮像装置としては、特許文献1のようなPIN(Positive-Intrinsic-Negative)型光電変換素子とスイッチTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)とから構成されたPIN−TFT構造の光センサーを配置した放射線撮像用基板と、放射線を可視光に変換するための蛍光体とを組み合わせた放射線撮像装置が知られている。また、特許文献2のような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放射線撮像用基板と、放射線を可視光に変換するための蛍光体とを組み合わせた放射線撮像装置も知られている。   Conventionally, as a representative radiation imaging apparatus of this type, a PIN-TFT structure constituted by a PIN (Positive-Intrinsic-Negative) type photoelectric conversion element and a switch TFT (Thin Film Transistor) as disclosed in Patent Document 1. 2. Description of the Related Art A radiation imaging apparatus is known that combines a radiation imaging substrate on which an optical sensor is disposed and a phosphor for converting radiation into visible light. Further, a radiation imaging substrate on which a MIS-TFT structure optical sensor composed of a MIS (Metal-Insulator-Semiconductor) type photoelectric conversion element and a switch TFT as in Patent Document 2 is disposed, and radiation is converted into visible light. There is also known a radiation imaging apparatus in combination with a phosphor for the purpose.

ここでは、MIS−TFT構造の光センサーを用いた放射線撮像装置について説明する。   Here, a radiation imaging apparatus using an optical sensor having a MIS-TFT structure will be described.

図8は、従来例の放射線撮像装置の等価回路図、図9はその画素エリアの平面図である。P11〜P33は光電変換素子などの半導体変換素子、T11〜T33は薄膜トランジスタ(TFT)であり、それぞれ画素を構成し、図示しない絶縁基板上に二次元状に複数配置されて画素エリア(画素部)200を形成している。なお、ここでは画素エリア200の画素配列として3×3画素を例示しているが、実際には例えば2000×2000画素が放射線撮像用基板(絶縁基板)に配置されている。画素エリア200内の各画素には、共通のバイアス配線Vs1〜Vs3、共通のゲート配線Vg1〜Vg3、及び共通の信号配線Sig1〜Sig3が接続されている。   FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a conventional radiation imaging apparatus, and FIG. 9 is a plan view of the pixel area. P11 to P33 are semiconductor conversion elements such as photoelectric conversion elements, and T11 to T33 are thin film transistors (TFTs), each of which constitutes a pixel, and a plurality of two-dimensionally arranged pixel areas (pixel portions) on an insulating substrate (not shown). 200 is formed. Here, 3 × 3 pixels are illustrated as the pixel array of the pixel area 200, but actually, for example, 2000 × 2000 pixels are arranged on a radiation imaging substrate (insulating substrate). Common bias lines Vs1 to Vs3, common gate lines Vg1 to Vg3, and common signal lines Sig1 to Sig3 are connected to each pixel in the pixel area 200.

放射線撮像用基板は、所定の切断部で切断され、図示しないTCP(テープキャリアパッケージ)等のフレキシブルプリント配線基板を介して、信号配線Sig1〜Sig3及びバイアス配線Vs1〜Vs3が読み出し装置(読み出し回路部)201に、ゲート配線Vg1〜Vg3がゲート駆動装置(駆動回路部)202にそれぞれ接続されている。   The radiation imaging substrate is cut at a predetermined cutting portion, and signal wirings Sig1 to Sig3 and bias wirings Vs1 to Vs3 are read out via a flexible printed wiring board such as TCP (tape carrier package) (not shown). ) 201, gate wirings Vg <b> 1 to Vg <b> 3 are connected to a gate driving device (driving circuit unit) 202, respectively.

図示するように、画素エリア200内の各光電変換素子P11〜P33は、共通のバイアス配線Vs1〜Vs3に接続されており、読み出し装置201から一定バイアスが印加される。一方、画素エリア200内の各TFT(T11〜T33)は、そのゲート電極が共通のゲート配線Vg1〜Vg3に接続されており、ゲート駆動装置202から各TFT(T11〜T33)のゲートのON及びOFFが制御される。また、各TFT(T11〜T33)は、そのソース若しくはドレイン電極が共通の信号配線Sig1〜Sig3に接続されており、各信号配線Sig1〜Sig3は、読み出し装置201に接続されている。   As shown in the figure, the photoelectric conversion elements P11 to P33 in the pixel area 200 are connected to common bias wirings Vs1 to Vs3, and a constant bias is applied from the readout device 201. On the other hand, the gate electrodes of the TFTs (T11 to T33) in the pixel area 200 are connected to the common gate wirings Vg1 to Vg3, and the gates of the TFTs (T11 to T33) are turned on and off from the gate driving device 202. OFF is controlled. Each TFT (T11 to T33) has a source or drain electrode connected to a common signal wiring Sig1 to Sig3, and each signal wiring Sig1 to Sig3 is connected to the reading device 201.

上記構成の放射線撮像装置において、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、図示しない蛍光体層で可視光に変換され、この可視光が光電変換素子P11〜P33に入射し、電荷に変換される。この電荷は、ゲート駆動装置202により印加されるゲート駆動パルスによりTFT(T11〜T33)を介して信号配線Sig1〜Sig3に転送され、読み出し装置201により外部に読み出される。
特表平10−511817号公報 特開平08−116044号公報
In the radiation imaging apparatus having the above-described configuration, the X-rays exposed toward the subject are attenuated and transmitted by the subject, and are converted into visible light by a phosphor layer (not shown). The visible light is converted into a photoelectric conversion element. It enters P11 to P33 and is converted into electric charge. This electric charge is transferred to the signal wirings Sig1 to Sig3 through the TFTs (T11 to T33) by the gate driving pulse applied by the gate driving device 202, and is read out to the outside by the reading device 201.
Japanese National Patent Publication No. 10-511817 JP 08-116044 A

近年、TFTを用いた液晶パネルの製造技術の進展により、パネルの大型化と共に表示部の大画面化が進んでいる。また、この製造技術は半導体変換素子(光電変換素子)とTFTを有する大面積エリアセンサに応用され、例えばX線撮像装置のような放射線撮像装置等の各分野で利用されている。   2. Description of the Related Art In recent years, with the development of liquid crystal panel manufacturing technology using TFTs, the screen size of a display unit has been increased along with the increase in size of the panel. This manufacturing technique is applied to a large area sensor having a semiconductor conversion element (photoelectric conversion element) and a TFT, and is used in various fields such as a radiation imaging apparatus such as an X-ray imaging apparatus.

しかしながら、放射線撮像装置(X線撮像装置)は、液晶ディスプレイとは異なり、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、高感度化を目的として、特許文献1のようにTFTを形成した後、そのTFT上に、感度に影響する開口率を十分得るため、PIN型光電変換素子を形成する放射線撮像装置の提案が成されている。この場合、TFTと光電変換素子を別々に形成するため、製造工程が複雑になり、歩留まり低下や製造コストの上昇といった課題がある。   However, unlike a liquid crystal display, a radiation imaging apparatus (X-ray imaging apparatus) has a feature of digitally converting a minute signal and outputting an image. For this reason, for the purpose of increasing the sensitivity, after forming a TFT as in Patent Document 1, in order to obtain a sufficient aperture ratio that affects sensitivity on the TFT, a radiation imaging apparatus that forms a PIN photoelectric conversion element is used. A proposal has been made. In this case, since the TFT and the photoelectric conversion element are formed separately, the manufacturing process becomes complicated, and there are problems such as a decrease in yield and an increase in manufacturing cost.

また、放射線撮像装置においては、高感度化と製造工程の簡略化の両立を目的として、特許文献2のようにMIS型光電変換素子とTFTを同時形成する提案が成されている。この場合、光電変換素子とTFTの光電変換層(第1の半導体層)は同時形成されるため、同等の膜厚となる。よって、高感度化のために光電変換層を厚膜にすればTFTのON抵抗が大きくなり、転送能力が低下する。そこで、TFTサイズを大きくすると、開口率が低下する。よって、光電変換素子とTFTは、双方の特性のバランスが取れたサイズに設定され、感度特性と価格のバランスは取れている。しかしながら、更なる高感度化が望まれている。   In addition, in the radiation imaging apparatus, for the purpose of achieving both high sensitivity and simplification of the manufacturing process, a proposal has been made to simultaneously form the MIS photoelectric conversion element and the TFT as in Patent Document 2. In this case, since the photoelectric conversion element and the photoelectric conversion layer (first semiconductor layer) of the TFT are formed at the same time, the film thickness is equivalent. Therefore, if the photoelectric conversion layer is made thick to increase the sensitivity, the ON resistance of the TFT increases and the transfer capability decreases. Therefore, when the TFT size is increased, the aperture ratio decreases. Therefore, the photoelectric conversion element and the TFT are set to a size that balances the characteristics of both, and the sensitivity characteristics and the price are balanced. However, further enhancement of sensitivity is desired.

即ち、特許文献1、2のどちらにおいても、低価格化と高機能化、特に高感度化が共に実現されていると言うには不十分である。   That is, in both Patent Documents 1 and 2, it is insufficient to say that both low cost and high functionality, particularly high sensitivity, are realized.

また、高感度化を実現するためには、開口率を上げることはもちろんであるが、TFTの転送能力を低下させることなく低ノイズ化することが重要である。特に、エリアセンサを画像読み取り装置として用いる場合、素子が2次元配列されるため、1次元配列のラインセンサに比べTFTの出力を読み出す信号配線の寄生容量が増加し、ノイズが大きくなるためである。つまり、高感度化を達成するためには、ノイズの低減が必要であり、これは放射線撮像装置に限らず、画像読み取り装置においても課題となる。   In order to achieve high sensitivity, not only increasing the aperture ratio, it is important to reduce noise without degrading the transfer capability of the TFT. In particular, when the area sensor is used as an image reading device, the elements are two-dimensionally arranged, and therefore, the parasitic capacitance of the signal wiring for reading out the output of the TFT is increased and noise is increased as compared with the one-dimensionally arranged line sensor. . That is, in order to achieve high sensitivity, it is necessary to reduce noise. This is a problem not only in the radiation imaging apparatus but also in the image reading apparatus.

本発明では、このような従来の事情を考慮して成されたもので、高歩留まりで安価に製造できる高感度な画像読み取り装置及び放射線撮像装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in consideration of such a conventional situation, and an object thereof is to provide a high-sensitivity image reading apparatus and radiation imaging apparatus that can be manufactured at a high yield and at a low cost.

上記目的を達成するため、本発明に係る光電変換装置は、基板上に、容量素子と、ゲート電極、絶縁層、半導体層、及び一方が前記容量素子に接続され且つ他方が信号配線に接続されるソース・ドレイン電極を有する光電変換素子と、からなる画素が2次元状に複数配設された画素部と、複数の前記容量素子と接続された複数のバイアス配線と、複数の前記ゲート電極と接続された複数の駆動配線と、複数の前記ソース・ドレイン電極の一方と接続された信号配線と、を含む光電変換基板を有し、前記ソース・ドレイン電極は、前記ゲート電極の配設された領域上に存在しないよう配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a photoelectric conversion device according to the present invention includes a capacitor, a gate electrode, an insulating layer, a semiconductor layer, and one connected to the capacitor and the other connected to a signal wiring on a substrate. A photoelectric conversion element having source / drain electrodes, a pixel portion in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally, a plurality of bias wirings connected to the plurality of capacitance elements, and a plurality of the gate electrodes, A photoelectric conversion substrate including a plurality of connected drive wirings and a signal wiring connected to one of the plurality of source / drain electrodes, wherein the source / drain electrodes are provided with the gate electrodes It is arranged so that it does not exist on the area.

本発明において、前記ソース・ドレイン電極は、前記領域より大きい開口領域を有して配置されることがより望ましい。   In the present invention, it is more preferable that the source / drain electrodes are arranged to have an opening region larger than the region.

本発明において、前記容量素子は、前記光に応じて前記半導体層で発生した前記電荷を蓄積し、前記光電変換素子は、前記駆動配線からの駆動信号により前記容量素子に蓄積された前記電荷を前記信号配線に転送してもよい。また、本発明において、前記容量素子に、あらかじめ電荷を蓄積し、前記光電変換素子は、前記容量素子に蓄積された前記電荷を前記光に応じて放電し、前記駆動配線からの駆動信号により、前記容量素子の残りの電荷を前記信号配線に転送してもよい。   In the present invention, the capacitive element accumulates the electric charge generated in the semiconductor layer in response to the light, and the photoelectric conversion element accumulates the electric charge accumulated in the capacitive element by a driving signal from the driving wiring. You may transfer to the said signal wiring. Further, in the present invention, charge is accumulated in the capacitor element in advance, and the photoelectric conversion element discharges the charge accumulated in the capacitor element according to the light, and by a drive signal from the drive wiring, The remaining charge of the capacitive element may be transferred to the signal wiring.

本発明において、前記駆動配線に接続された駆動回路部と、前記信号配線に接続された読み出し回路部と、を更に有してもよい。前記バイアス配線は、前記駆動回路部内に設けられたバイアス電源に接続されていてもよい。前記バイアス配線は、前記読み出し回路部内に設けられたバイアス電源に接続されていてもよい。前記ソース・ドレイン電極は、透明電極により構成されていてもよい。前記画素部の存在する領域上に配置される絶縁層と、前記絶縁層上に配置される保護層とをさらに有し、前記保護層の表面が平面状に形成されていてもよい。   In the present invention, a drive circuit portion connected to the drive wiring and a readout circuit portion connected to the signal wiring may be further included. The bias wiring may be connected to a bias power source provided in the drive circuit unit. The bias wiring may be connected to a bias power source provided in the readout circuit unit. The source / drain electrodes may be constituted by transparent electrodes. It may further include an insulating layer disposed on a region where the pixel portion exists and a protective layer disposed on the insulating layer, and the surface of the protective layer may be formed in a planar shape.

本発明に係る放射線撮像装置は、上記いずれか1項に記載の光電変換装置と、入射される放射線を前記光電変換装置の光電変換素子が感知可能な光に変換する波長変換体とを有すること特徴とする。   A radiation imaging apparatus according to the present invention includes any one of the photoelectric conversion apparatuses according to any one of the above and a wavelength converter that converts incident radiation into light that can be detected by a photoelectric conversion element of the photoelectric conversion apparatus. Features.

本発明によれば、容量素子と、スイッチ機能を有する光電変換素子(ゲート電極、絶縁層、半導体層、一方が容量素子に接続され、他方が信号配線に接続されるソース・ドレイン電極)を有し、この光電変換素子のソース電極若しくはドレイン電極とゲート電極がオーバーラップしない構成としたため、製造プロセスを簡略化し、高歩留まりで安価に製造でき、かつ転送能力を低下させることなく低ノイズ化が達成可能な画像読み取り装置及び放射線撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, a capacitive element and a photoelectric conversion element having a switching function (a gate electrode, an insulating layer, a semiconductor layer, one of which is connected to the capacitive element and the other is connected to a signal wiring) are provided. In addition, since the source electrode or drain electrode of the photoelectric conversion element is configured not to overlap with the gate electrode, the manufacturing process is simplified, it can be manufactured at a high yield and at a low cost, and low noise can be achieved without reducing the transfer capability. A possible image reading apparatus and radiation imaging apparatus can be provided.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施形態の光電変換装置を用いた放射線撮像装置は、絶縁基板上に、複数個の容量素子と、容量素子に接続された複数個のスイッチ機能を有する光電変換素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)がマトリクス状に配設され、容量素子にバイアスを印加するバイアス配線と、スイッチ素子に駆動信号を供給するゲート配線と、TFTの出力を読み出す信号配線とから成る放射線撮像用基板と、放射線を波長変換する波長変換体を有し、TFTに入射する放射線量に応じた信号を出力する構成で、TFTのソース電極若しくはドレイン電極とゲート電極がオーバーラップしないよう構成したものである。本実施形態において、TFTのソース若しくはドレイン電極が透明電極で形成されている。   In the radiation imaging apparatus using the photoelectric conversion device of the present embodiment, a plurality of capacitive elements and a TFT (thin film transistor) as a photoelectric conversion element having a plurality of switching functions connected to the capacitive element are provided on an insulating substrate. A radiation imaging substrate comprising a bias wiring for applying a bias to the capacitive element, a gate wiring for supplying a drive signal to the switch element, and a signal wiring for reading the TFT output, and wavelength conversion of radiation. In this configuration, a signal corresponding to the amount of radiation incident on the TFT is output, and the source electrode or drain electrode of the TFT and the gate electrode do not overlap. In the present embodiment, the source or drain electrode of the TFT is formed of a transparent electrode.

本発明の光電変換装置を用いた放射線撮像装置の実施例について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a radiation imaging apparatus using the photoelectric conversion apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施例の放射線撮像装置の等価回路図、図2はその平面図、図3は図2中のA−A'線に沿った1画素の断面図である。   FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the radiation imaging apparatus of the present embodiment, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a cross-sectional view of one pixel along the line AA ′ in FIG.

本実施例の放射線撮像装置は、容量素子と、スイッチ及び光電変換素子として機能するTFT(薄膜トランジスタ)とから構成された光電変換装置としての放射線撮像用基板と、放射線を可視光に変換するための波長変換体としての蛍光体とを組み合わせたものである。   The radiation imaging apparatus according to the present embodiment includes a capacitive imaging element, a radiation imaging substrate as a photoelectric conversion apparatus configured by a TFT (thin film transistor) functioning as a switch and a photoelectric conversion element, and a radiation imaging device for converting radiation into visible light. A phosphor as a wavelength converter is combined.

放射線撮像用基板は、図1のように、容量素子と、スイッチ及び光電変換素子として機能するTFTとから構成される。C11〜C33は容量素子、T11〜T33はスイッチ及び光電変換素子となるTFTであり、それぞれ画素を構成し、絶縁基板上に二次元状に複数配置されて画素エリア(画素部)100を形成している。なお、ここでは画素エリア100の画素配列として3×3画素を示しているが、実際には例えば2000×2000画素が絶縁基板に配置されている。画素エリア100の各画素には、共通の信号配線Sig1〜Sig3、バイアス配線Vs1〜Vs3、及びゲート配線Vg1〜Vg3がそれぞれ接続される。   As shown in FIG. 1, the radiation imaging substrate includes a capacitive element and a TFT that functions as a switch and a photoelectric conversion element. C11 to C33 are capacitive elements, and T11 to T33 are TFTs serving as switches and photoelectric conversion elements. Each of them constitutes a pixel, and a plurality of two-dimensionally arranged pixels are formed on an insulating substrate to form a pixel area (pixel portion) 100. ing. Here, 3 × 3 pixels are shown as the pixel arrangement of the pixel area 100, but actually, for example, 2000 × 2000 pixels are arranged on an insulating substrate. To each pixel in the pixel area 100, common signal wirings Sig1 to Sig3, bias wirings Vs1 to Vs3, and gate wirings Vg1 to Vg3 are connected, respectively.

このような画素エリア100が形成された絶縁基板は、所定の切断部で切断され、図示しない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、信号配線Sig1〜Sig3及びバイアス配線Vs1〜Vs3が読み出し装置(読み出し回路部)101に、ゲート配線Vg1〜Vg3がゲート駆動装置(駆動回路部)102にそれぞれ接続される。バイアス配線Vs1〜Vs3は、読み出し装置101内に設けたバイアス電源(図示しない)に接続される。   The insulating substrate on which the pixel area 100 is formed is cut at a predetermined cutting portion, and the signal wirings Sig1 to Sig3 and the bias wirings Vs1 to Vs3 are passed through a printed wiring board such as TCP (tape carrier package) not shown. Are connected to a reading device (reading circuit portion) 101, and gate wirings Vg1 to Vg3 are connected to a gate driving device (driving circuit portion) 102, respectively. The bias wirings Vs1 to Vs3 are connected to a bias power source (not shown) provided in the reading device 101.

図示するように、画素エリア100内の各容量素子C11〜C33は、一方の電極が共通のバイアス配線Vs1〜Vs3に接続されており、読み出し装置101のバイアス電源(図示しない)から一定バイアスが印加される。一方、画素エリア100内の各TFT(T11〜T33)のゲート電極は、共通のゲート配線Vg1〜Vg3に接続されており、ゲート駆動装置102からTFT(T11〜T33)のゲートのON及びOFFが制御される。また、各TFT(T11〜T33)のソース若しくはドレイン電極は、その一方が各容量素子C11〜C33の他方の電極に、またその他方が共通の信号配線Sig1〜Sig3にそれぞれ接続されており、各信号配線Sig1〜Sig3は、読み出し装置101に接続されている。   As shown in the figure, each of the capacitive elements C11 to C33 in the pixel area 100 has one electrode connected to a common bias wiring Vs1 to Vs3, and a constant bias is applied from a bias power source (not shown) of the reading device 101. Is done. On the other hand, the gate electrodes of the TFTs (T11 to T33) in the pixel area 100 are connected to the common gate wirings Vg1 to Vg3, and the gates of the TFTs (T11 to T33) are turned on and off from the gate driving device 102. Be controlled. Further, one of the source or drain electrodes of the TFTs (T11 to T33) is connected to the other electrode of each of the capacitive elements C11 to C33, and the other is connected to the common signal wirings Sig1 to Sig3. The signal wirings Sig1 to Sig3 are connected to the reading device 101.

TFT(T11〜T33)のそれぞれには、図2の平面図に示すように、複数のソース電極若しくはドレイン電極が、各容量素子C11〜C33と信号配線Sig1〜Sig3との間の領域で、その信号配線Sig1〜Sig3の方向に直交する方向に延びて所定間隔で形成されている。こうすることで、TFTサイズを大きくしている。   As shown in the plan view of FIG. 2, each of the TFTs (T11 to T33) includes a plurality of source electrodes or drain electrodes in a region between the capacitive elements C11 to C33 and the signal wirings Sig1 to Sig3. The signal wirings Sig1 to Sig3 are formed at predetermined intervals extending in a direction orthogonal to the direction of the signal wirings Sig1 to Sig3. In this way, the TFT size is increased.

上記放射線撮像装置の層構成は、図3に示すように、絶縁基板1上にTFT(T11)及び容量素子C11を備えたものとなっている。図3の例では図2の平面図中のA−A’線に沿った1画素を例示しているが、他の画素の層構成も同様である。   As shown in FIG. 3, the layer configuration of the radiation imaging apparatus includes a TFT (T11) and a capacitive element C11 on an insulating substrate 1. In the example of FIG. 3, one pixel along the line A-A ′ in the plan view of FIG. 2 is illustrated, but the layer configuration of other pixels is the same.

TFT(T11)は、ゲート電極を形成する第1の電極層2、ゲート絶縁層を形成する第1の絶縁層3、アモルファスシリコン(a−Si)等の光電変換層を形成する第1の半導体層4、例えばn型半導体層から成るオーミックコンタクト層5、及びソース・ドレイン電極を形成する第2の電極層6、7を備えている。   The TFT (T11) includes a first electrode layer 2 that forms a gate electrode, a first insulating layer 3 that forms a gate insulating layer, and a first semiconductor that forms a photoelectric conversion layer such as amorphous silicon (a-Si). A layer 4, for example, an ohmic contact layer 5 made of an n-type semiconductor layer, and second electrode layers 6 and 7 for forming source / drain electrodes are provided.

ソース・ドレイン電極(第2の電極層6、7)と、ゲート電極(第1の電極層2)とは互いにオーバーラップしないように配置されている。言い換えると、ソース・ドレイン電極(第2の電極層6、7)は、ゲート電極(第1の電極層2)の配設された領域上に存在しないように、より望ましくは、ゲート電極(第1の電極層2)の配設された領域より大きい開口領域を有して配置されている。こうすることで、ソース・ドレイン電極がゲート電極とオーバーラップすることにより発生する信号配線の寄生容量を小さくすることができ、低ノイズ化が達成可能である。また、ソース・ドレイン電極とゲート電極との距離をより大きくすることにより寄生容量はより低下するため、開口領域はゲート電極の配設された領域より大きいことがより望ましい。また、ソース・ドレイン電極の形成時にアライメントずれが発生し、ソース・ドレイン電極とゲート電極とがオーバーラップすることを防ぐためにも、開口領域はゲート電極の配設された領域より大きいことがより望ましい。   The source / drain electrodes (second electrode layers 6 and 7) and the gate electrode (first electrode layer 2) are arranged so as not to overlap each other. In other words, it is more desirable that the source / drain electrodes (second electrode layers 6 and 7) do not exist on the region where the gate electrode (first electrode layer 2) is disposed. 1 has an opening area larger than the area where the electrode layer 2) is disposed. By doing so, the parasitic capacitance of the signal wiring generated when the source / drain electrodes overlap with the gate electrode can be reduced, and low noise can be achieved. Further, since the parasitic capacitance is further reduced by increasing the distance between the source / drain electrodes and the gate electrode, the opening region is more preferably larger than the region where the gate electrode is disposed. Further, it is more desirable that the opening region is larger than the region where the gate electrode is provided in order to prevent alignment misalignment when the source / drain electrode is formed and the source / drain electrode and the gate electrode overlap. .

ソース・ドレイン電極(第2の電極層6、7)は、光電変換層(第1の半導体層4)に対しより多くの入射光量を得るために、透明電極であるITO(Indium Tin Oxide)から構成されている。   The source / drain electrodes (second electrode layers 6 and 7) are made of ITO (Indium Tin Oxide), which is a transparent electrode, in order to obtain a larger amount of incident light with respect to the photoelectric conversion layer (first semiconductor layer 4). It is configured.

容量素子C11は、G電極を形成する第1の電極層8、絶縁層を形成する第1の絶縁層9、D電極を形成する第3の電極層10から構成され、G電極(第1の電極層8)は、TFT(T11)のソース・ドレイン電極(第2の電極層6、7)の一方と接続されている。   The capacitive element C11 includes a first electrode layer 8 that forms a G electrode, a first insulating layer 9 that forms an insulating layer, and a third electrode layer 10 that forms a D electrode. The electrode layer 8) is connected to one of the source / drain electrodes (second electrode layers 6 and 7) of the TFT (T11).

ゲート配線Vg1は、第1の電極層で形成され、TFT(T11)のゲート電極(第1の電極層2)に接続されている。信号配線Sig1は、第3の電極層で形成され、TFT(T11)のソース・ドレイン電極(第2の電極層6、7)の他方に接続されている。バイアス配線Vs1は、第3の電極層で形成され、容量素子C11のD電極(第3の電極層10)に接続されている。   The gate wiring Vg1 is formed of the first electrode layer, and is connected to the gate electrode (first electrode layer 2) of the TFT (T11). The signal wiring Sig1 is formed of a third electrode layer, and is connected to the other of the source / drain electrodes (second electrode layers 6 and 7) of the TFT (T11). The bias wiring Vs1 is formed of a third electrode layer, and is connected to the D electrode (third electrode layer 10) of the capacitor C11.

これらの上層には、SiNx等から成る第2の絶縁層11、ポリイミド等から成る有機保護層12が形成されている。有機保護層12は、下位層を保護するほか、蛍光体層14が形成される表面形状をTFT(T11)のソース・ドレイン電極の配置形状に沿った複雑な凹凸形状から、フラット(平面)状にする等の役割も担う。   On these layers, a second insulating layer 11 made of SiNx or the like and an organic protective layer 12 made of polyimide or the like are formed. In addition to protecting the lower layer, the organic protective layer 12 changes the surface shape on which the phosphor layer 14 is formed from a complicated uneven shape along the arrangement shape of the source / drain electrodes of the TFT (T11) to a flat (planar) shape. Also play a role such as.

さらにその上層には、接着層13を介して蛍光体層14が配置されている。蛍光体層14は、例えば第1の半導体層4がアモルファスシリコン(a−Si)の場合には、a−Siの感光波長と実質的に近い発光波長を持つCsI等の柱状結晶構造を有するアルカリハライド系の材料が望ましい。また、接着層13を設けず、直接蒸着による形成でも構わない。さらに、蛍光体層14は、CsIのほか、酸硫化ガドリニウム(Gd)等の粒子状結晶構造を有する蛍光体材料で構成してもよい。 Furthermore, a phosphor layer 14 is disposed on the upper layer via an adhesive layer 13. For example, when the first semiconductor layer 4 is amorphous silicon (a-Si), the phosphor layer 14 is an alkali having a columnar crystal structure such as CsI having an emission wavelength substantially close to the photosensitive wavelength of a-Si. Halide-based materials are desirable. Further, it may be formed by direct vapor deposition without providing the adhesive layer 13. Further, the phosphor layer 14 may be made of a phosphor material having a particulate crystal structure such as gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S 3 ) in addition to CsI.

次に、本実施例の動作を説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

まず、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3に示す蛍光体層14で可視光に変換され、この可視光がスイッチ及び光電変換素子として機能するTFT(T11〜T33)に入射し、電荷に変換される。この電荷は、容量素子C11〜C33に蓄積され、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(T11〜T33)を介して信号配線Sig1〜Sig3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、共通のバイアス配線Vs1〜Vs3により、若しくはTFT(T11〜T33)を介して容量素子C11〜C33をリセットする。   First, X-rays exposed toward the subject are attenuated and transmitted by the subject, and are converted into visible light by the phosphor layer 14 shown in FIG. 3, and the visible light is used as a switch and a photoelectric conversion element. It enters the functioning TFT (T11 to T33) and is converted into electric charge. This electric charge is accumulated in the capacitive elements C11 to C33, transferred to the signal wirings Sig1 to Sig3 via the TFTs (T11 to T33) by the gate driving pulse applied by the gate driving device 102, and read out to the outside by the reading device 101. It is. Thereafter, the capacitive elements C11 to C33 are reset by the common bias wirings Vs1 to Vs3 or via the TFTs (T11 to T33).

従って、本実施例の放射線撮像装置によれば、容量素子とTFTとの互いの層構成を比較すると、容量素子形成のためだけに形成された層は一つもないため、製造プロセスの簡略化が可能となる。なお、本実施例では、容量素子C11側において透明電極(第2の電極層6、7)及びオーミックコンタクト層5が除去された形態を例示しているが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、容量素子側の透明電極及びオーミックコンタクト層は除去しなくても良い。   Therefore, according to the radiation imaging apparatus of the present embodiment, comparing the mutual layer configuration of the capacitive element and the TFT, there is no layer formed only for the capacitive element formation, so that the manufacturing process can be simplified. It becomes possible. In the present embodiment, the transparent electrode (second electrode layers 6 and 7) and the ohmic contact layer 5 are removed on the capacitive element C11 side, but the present invention is not necessarily limited thereto. The transparent electrode and the ohmic contact layer on the capacitor element side are not necessarily removed.

また、本実施例の放射線撮像装置によれば、TFTがスイッチ機能のほか光電変換素子の機能も有する構成であるため、TFTサイズを大きくすることにより、高感度化と転送能力の向上といった二つの効果を持つことが可能である。さらに、TFTのソース・ドレイン電極に透明電極を用いているため、より一層受光面積が大きくなり、更なる高感度化が可能となる。   In addition, according to the radiation imaging apparatus of the present embodiment, since the TFT has a function of a photoelectric conversion element in addition to the switch function, increasing the TFT size can increase the sensitivity and improve the transfer capability. It is possible to have an effect. Furthermore, since transparent electrodes are used as the source / drain electrodes of the TFT, the light receiving area is further increased, and further sensitivity enhancement is possible.

さらに、本実施例の放射線撮像装置によれば、TFTのソース・ドレイン電極とゲート電極がオーバーラップしないように配置されているため、信号配線の寄生容量を小さくでき、低ノイズ化が達成可能である。   Furthermore, according to the radiation imaging apparatus of this embodiment, since the TFT source / drain electrode and the gate electrode are arranged so as not to overlap, the parasitic capacitance of the signal wiring can be reduced, and low noise can be achieved. is there.

次に、本発明の光電変換装置を用いた画像読み取り装置の実施例2について、図面を参照して説明する。   Next, a second embodiment of the image reading apparatus using the photoelectric conversion device of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施例の画像読み取り装置は、絶縁基板上に、複数個の容量素子と、容量素子に接続された複数個のスイッチ機能を有する光電変換素子としてのTFTがマトリクス状に配設され、容量素子にバイアスを印加するバイアス配線と、スイッチ素子に駆動信号を供給するゲート配線と、TFTの出力を読み出す信号配線とから成る光電変換基板を有し、TFTに入射する光量に応じた信号を出力する構成で、TFTのソース電極若しくはドレイン電極とゲート電極がオーバーラップしないよう構成したものである。この構成において、TFTのソース若しくはドレイン電極が透明電極で形成されている。   In the image reading apparatus of this embodiment, a plurality of capacitor elements and TFTs as photoelectric conversion elements having a plurality of switch functions connected to the capacitor elements are arranged in a matrix on an insulating substrate. A photoelectric conversion substrate having a bias wiring for applying a bias to the gate, a gate wiring for supplying a drive signal to the switch element, and a signal wiring for reading the output of the TFT is output, and a signal corresponding to the amount of light incident on the TFT is output. The structure is such that the source electrode or drain electrode of the TFT does not overlap with the gate electrode. In this configuration, the source or drain electrode of the TFT is formed of a transparent electrode.

図4は、本実施例の画像読み取り装置の等価回路図、図5は平面図、図6は図5中のB−B'線に沿った1画素の断面図である。   4 is an equivalent circuit diagram of the image reading apparatus of the present embodiment, FIG. 5 is a plan view, and FIG. 6 is a cross-sectional view of one pixel along the line BB ′ in FIG.

本実施例の画像読み取り装置は、容量素子と、スイッチ及び光電変換素子として機能するTFT(薄膜トランジスタ)とから構成された光電変換装置としての光電変換基板と、被写体に光を照射する光照射装置であるバックライトとを組み合わせた画像読み取り装置である。   The image reading apparatus of the present embodiment is a photoelectric conversion substrate as a photoelectric conversion apparatus including a capacitive element, a TFT (thin film transistor) that functions as a switch and a photoelectric conversion element, and a light irradiation apparatus that irradiates light on a subject. This is an image reading apparatus combined with a certain backlight.

光電変換基板は、図4のように、容量素子と、スイッチ及び光電変換素子として機能するTFTとから構成される。C11〜C33は容量素子、T11〜T33はスイッチ及び光電変換素子となるTFTであり、それぞれ画素を構成し、絶縁基板上に二次元状に複数配置されて画素エリア(画素部)100を形成している。なお、ここでは画素エリア100の画素配列として3×3画素を示しているが、実際には例えば2000×1000画素が絶縁基板に配置されている。   As shown in FIG. 4, the photoelectric conversion substrate includes a capacitive element and a TFT that functions as a switch and a photoelectric conversion element. C11 to C33 are capacitive elements, and T11 to T33 are TFTs serving as switches and photoelectric conversion elements. Each of them constitutes a pixel, and a plurality of two-dimensionally arranged pixels are formed on an insulating substrate to form a pixel area (pixel portion) 100. ing. Here, 3 × 3 pixels are shown as the pixel arrangement of the pixel area 100, but actually, for example, 2000 × 1000 pixels are arranged on the insulating substrate.

絶縁基板(光電変換基板)は、所定の切断部で切断され、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、信号配線Sig1〜Sig3は読み出し装置101に、バイアス配線Vs1〜Vs3及びゲート配線Vg1〜Vg3はゲート駆動装置102にそれぞれ接続される。バイアス配線Vs1〜Vs3は、ゲート駆動装置102内に設けたバイアス電源(図示しない)に接続される。   The insulating substrate (photoelectric conversion substrate) is cut at a predetermined cutting portion, and the signal wirings Sig1 to Sig3 are connected to the reading device 101 via the printed wiring board such as TCP (tape carrier package), the bias wirings Vs1 to Vs3 and the gate. The wirings Vg1 to Vg3 are connected to the gate driving device 102, respectively. The bias lines Vs1 to Vs3 are connected to a bias power source (not shown) provided in the gate driving device 102.

図示するように、容量素子C11〜C33は共通のバイアス配線Vs1〜Vs3に接続されており、ゲート駆動装置102から一定バイアスが印加される。各TFT(T11〜T33)のゲート電極は、共通のゲート配線Vg1〜Vg3に接続されており、ゲート駆動装置102からTFT(T11〜T33)のゲートのON及びOFFを制御する。また、各TFT(T11〜T33)のソース若しくはドレイン電極は、共通の信号配線Sig1〜Sig3に接続されており、各信号配線Sig1〜Sig3は、読み出し装置101に接続されている。   As shown in the figure, the capacitive elements C11 to C33 are connected to common bias lines Vs1 to Vs3, and a constant bias is applied from the gate driving device 102. The gate electrodes of the TFTs (T11 to T33) are connected to the common gate wirings Vg1 to Vg3, and the gate driving device 102 controls the ON and OFF of the gates of the TFTs (T11 to T33). The source or drain electrode of each TFT (T11 to T33) is connected to common signal wirings Sig1 to Sig3, and each signal wiring Sig1 to Sig3 is connected to the reading device 101.

TFT(T11〜T33)のそれぞれには、図5の平面図に示すように、複数のソース電極若しくはドレイン電極が、各容量素子C11〜C33と信号配線Sig1〜Sig3との間の領域で、その信号配線Sig1〜Sig3の方向に直交する方向に延びて所定間隔で形成されている。こうすることで、TFTサイズを大きくしている。   As shown in the plan view of FIG. 5, each of the TFTs (T11 to T33) includes a plurality of source electrodes or drain electrodes in a region between the capacitive elements C11 to C33 and the signal wirings Sig1 to Sig3. The signal wirings Sig1 to Sig3 are formed at predetermined intervals extending in a direction orthogonal to the direction of the signal wirings Sig1 to Sig3. In this way, the TFT size is increased.

上記画像読み取り装置の層構成は、図3に示すように、絶縁基板21上にTFT(T11)及び容量素子C11を備えたものとなっている。   As shown in FIG. 3, the layer configuration of the image reading apparatus includes a TFT (T11) and a capacitor C11 on an insulating substrate 21.

TFT(T11)は、ゲート電極を形成する第1の電極層22、ゲート絶縁層を形成する第1の絶縁層23、光電変換層を形成する第1の半導体層24、n型半導体層等から成るオーミックコンタクト層25、ソース・ドレイン電極を形成する第2の電極層26、27を備えている。   The TFT (T11) includes a first electrode layer 22 that forms a gate electrode, a first insulating layer 23 that forms a gate insulating layer, a first semiconductor layer 24 that forms a photoelectric conversion layer, an n-type semiconductor layer, and the like. An ohmic contact layer 25 and second electrode layers 26 and 27 for forming source / drain electrodes are provided.

ソース・ドレイン電極(第2の電極層26、27)と、ゲート電極(第1の電極層22)とは互いにオーバーラップしないように配置されている。即ち、ソース・ドレイン電極(第2の電極層26、27)は、ゲート電極(第1の電極層22)の配設された領域上に存在しないように、より望ましくは、ゲート電極(第1の電極層2)の配設された領域より大きい開口領域を有して配置されている。こうすることで、ソース・ドレイン電極がゲート電極とオーバーラップすることにより発生する信号配線の寄生容量を小さくすることができ、低ノイズ化が達成可能である。また、ソース・ドレイン電極とゲート電極との距離をより大きくすることにより寄生容量はより低下するため、開口領域はゲート電極の配設された領域より大きいことがより望ましい。また、ソース・ドレイン電極の形成時にアライメントずれが発生し、ソース・ドレイン電極とゲート電極とがオーバーラップすることを防ぐためにも、開口領域はゲート電極の配設された領域より大きいことがより望ましい。   The source / drain electrodes (second electrode layers 26 and 27) and the gate electrode (first electrode layer 22) are arranged so as not to overlap each other. That is, it is more desirable that the source / drain electrodes (second electrode layers 26 and 27) do not exist on the region where the gate electrode (first electrode layer 22) is disposed. The electrode layer 2) is disposed with an opening region larger than the region where the electrode layer 2) is disposed. By doing so, the parasitic capacitance of the signal wiring generated when the source / drain electrodes overlap with the gate electrode can be reduced, and low noise can be achieved. Further, since the parasitic capacitance is further reduced by increasing the distance between the source / drain electrodes and the gate electrode, the opening region is more preferably larger than the region where the gate electrode is disposed. Further, it is more desirable that the opening region is larger than the region where the gate electrode is provided in order to prevent alignment misalignment when the source / drain electrode is formed and the source / drain electrode and the gate electrode overlap. .

容量素子C11は、G電極を形成する第1の電極層28、絶縁層を形成する第1の絶縁層29、D電極を形成する第2の電極層30から構成されている。容量素子C11のD電極(第2の電極層30)と、TFT(T11)のソース・ドレイン電極(第2の電極層26、27)とは、同一の第2の電極層で形成され、D電極(第2の電極層30)とソース若しくはドレイン電極(第2の電極層26、27)は接続されている。   The capacitive element C11 includes a first electrode layer 28 that forms a G electrode, a first insulating layer 29 that forms an insulating layer, and a second electrode layer 30 that forms a D electrode. The D electrode (second electrode layer 30) of the capacitive element C11 and the source / drain electrodes (second electrode layers 26, 27) of the TFT (T11) are formed of the same second electrode layer, and D The electrode (second electrode layer 30) and the source or drain electrode (second electrode layers 26, 27) are connected.

ゲート配線Vg1は、第1の電極層から形成され、TFT(T11)のゲート電極(第1の電極層22)に接続されている。信号配線Sig1は、第2の電極層から形成され、ソース・ドレイン電極(第2の電極層26、27)に接続されている。バイアス配線Vs1は、第1の電極層で形成され、容量素子C11のG電極(第1の電極層28)に接続されている。   The gate wiring Vg1 is formed from the first electrode layer, and is connected to the gate electrode (first electrode layer 22) of the TFT (T11). The signal wiring Sig1 is formed from the second electrode layer and is connected to the source / drain electrodes (second electrode layers 26 and 27). The bias wiring Vs1 is formed of the first electrode layer, and is connected to the G electrode (first electrode layer 28) of the capacitor C11.

これらの上層には、SiNx等から成る第2の絶縁層31、ポリイミド等から成る有機保護層32が形成されている。   On these layers, a second insulating layer 31 made of SiNx or the like and an organic protective layer 32 made of polyimide or the like are formed.

また、TFT(T11)の下層には、絶縁基板21を介して遮光層41が形成されている。これは、バックライト51から照射される、被写体(原稿)OBの反射光以外の光による、TFT(T11)の明電流の発生を防止することを目的としている。   A light shielding layer 41 is formed below the TFT (T11) with the insulating substrate 21 interposed therebetween. This is intended to prevent generation of a bright current of the TFT (T11) due to light other than the reflected light of the subject (original) OB irradiated from the backlight 51.

次に、上記画像読み取り装置の動作を説明する。   Next, the operation of the image reading apparatus will be described.

まず、バイアス配線Vs1〜Vs3とTFT(T11〜T33)を用いて、容量素子C11〜C33に一定電荷をチャージする。この時、TFT(T11〜T33)はONする。その後、TFT(T11〜T33)をOFFした状態でバックライト51から光を照射する。この光は、光電変換基板の素子間を透過し、被写体(原稿)OBの画像情報に応じて反射する。反射光は、スイッチ及び光電変換素子として機能するTFT(T11〜T33)に入射し、TFT(T11〜T33)のソース・ドレイン間に電流(明電流)が流れ、容量素子C11〜C33にチャージした電荷が放電される。続いて、バックライト51をOFFし、ゲート駆動装置102と読み出し装置101によりTFT(T11〜T33)を順次ONしていく。これによって容量素子C11〜C33に残存している電荷が、信号配線Sig1〜Sig3に転送され、外部に読み出される。   First, using the bias wirings Vs1 to Vs3 and the TFTs (T11 to T33), the capacitors C11 to C33 are charged with a constant charge. At this time, the TFTs (T11 to T33) are turned on. Thereafter, light is emitted from the backlight 51 with the TFTs (T11 to T33) turned off. This light is transmitted between the elements of the photoelectric conversion substrate and reflected according to the image information of the subject (original) OB. The reflected light enters the TFTs (T11 to T33) functioning as switches and photoelectric conversion elements, and a current (bright current) flows between the sources and drains of the TFTs (T11 to T33) to charge the capacitive elements C11 to C33. The charge is discharged. Subsequently, the backlight 51 is turned off, and the TFTs (T11 to T33) are sequentially turned on by the gate driving device 102 and the reading device 101. As a result, charges remaining in the capacitive elements C11 to C33 are transferred to the signal wirings Sig1 to Sig3 and read out to the outside.

従って、本実施例の光電変換装置及びそれを用いた画像読み取り装置によれば、上記実施例1と同様に、容量素子とTFTとの層構成(図6)を比較すると、容量素子形成のためだけに形成された層は一つないため、製造プロセスの簡略化が可能となる。なお、容量素子側のオーミックコンタクト層は除去しなくても良い。   Therefore, according to the photoelectric conversion device of this embodiment and the image reading device using the photoelectric conversion device, when the layer configuration (FIG. 6) of the capacitance element and the TFT is compared as in the first embodiment, the capacitance element is formed. Since only one layer is not formed, the manufacturing process can be simplified. Note that the ohmic contact layer on the capacitor element side may not be removed.

また、本実施例の光電変換装置及びそれを用いた画像読み取り装置によれば、上記実施例1と同様に、TFTが光電変換素子の機能も有するため、TFTサイズを大きくすることにより、高感度化と転送能力の向上といった二つの効果を持つことが可能である。   Further, according to the photoelectric conversion device of this embodiment and the image reading apparatus using the same, since the TFT also has a function of a photoelectric conversion element as in the first embodiment, it is possible to increase the sensitivity by increasing the TFT size. It is possible to have two effects, that is, the improvement of transmission performance and transfer capability.

更に、本実施例の光電変換装置及びそれを用いた画像読み取り装置によれば、上記実施例1と同様に、TFTのソース・ドレイン電極とゲート電極はオーバーラップしないように配置されているため、信号配線の寄生容量を小さくでき、低ノイズ化が達成可能である。
[応用例1]
図7は、本発明による光電変換装置を用いた放射線撮像装置のX線診断システムへの応用例を示したものである。
Further, according to the photoelectric conversion device of the present embodiment and the image reading device using the photoelectric conversion device, the source / drain electrodes and the gate electrodes of the TFTs are arranged so as not to overlap as in the first embodiment. The parasitic capacitance of the signal wiring can be reduced, and noise reduction can be achieved.
[Application Example 1]
FIG. 7 shows an application example of the radiation imaging apparatus using the photoelectric conversion apparatus according to the present invention to an X-ray diagnostic system.

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(蛍光体)を上部に実装した放射線撮像装置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。   X-rays 6060 generated by the X-ray tube 6050 pass through the chest 6062 of the patient or subject 6061 and enter a radiation imaging apparatus 6040 having a scintillator (phosphor) mounted thereon. This incident X-ray includes information inside the body of the patient 6061. The scintillator emits light in response to the incidence of X-rays, and this is photoelectrically converted to obtain electrical information. This information can be digitally converted and image-processed by an image processor 6070 as a signal processing means, and can be observed on a display 6080 as a display means in a control room.

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。   Further, this information can be transferred to a remote place by 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 in another place or stored in a recording means such as an optical disk. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. Moreover, it can also record on the film 6110 used as a recording medium by the film processor 6100 used as a recording means.

以上説明したように、本発明は、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光電変換用基板及び光電変換装置、放射線撮像用基板、及び放射線撮像装置や、スキャナなどに応用される画像読み取り装置等の用途にも適用できる。   As described above, the present invention relates to a photoelectric conversion substrate and a photoelectric conversion device, a radiation imaging substrate, and a radiation imaging device that are applied to a medical diagnostic imaging device, a nondestructive inspection device, an analysis device using radiation, and the like. It can also be applied to applications such as image reading devices applied to scanners and the like.

本発明の光電変換装置を用いた実施例1による放射線撮像装置の等価回路図である。It is the equivalent circuit schematic of the radiation imaging device by Example 1 using the photoelectric conversion apparatus of this invention. 図1に示す放射線撮像装置の平面図である。It is a top view of the radiation imaging device shown in FIG. 図2中のA−A’線に沿った1画素の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of one pixel along the line A-A ′ in FIG. 2. 本発明の応用例による画像読み取り装置の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of an image reading device according to an application example of the present invention. 図4に示す本発明の光電変換装置を用いた画像読み取り装置の平面図である。It is a top view of the image reading apparatus using the photoelectric conversion apparatus of this invention shown in FIG. 図5中のB−B’線に沿った1画素の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of one pixel taken along line B-B ′ in FIG. 5. 本発明の光電変換装置を用いた放射線撮像装置のX線診断システムへの応用例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the application example to the X-ray diagnostic system of the radiation imaging device using the photoelectric conversion apparatus of this invention. 従来例の放射線撮像装置の等価回路図である。It is the equivalent circuit schematic of the radiation imaging device of a prior art example. 図8に示す放射線撮像装置の平面図である。It is a top view of the radiation imaging device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 画素エリア(画素部)
101 読み出し装置(読み出し回路部)
102 ゲート駆動装置(駆動回路部)
P11〜P33 光電変換素子(半導体変換素子)
C11〜C33 容量素子
T11〜T33 薄膜トランジスタ(TFT)
Vg1〜3 共通ゲート配線
Sig1〜3 共通信号配線
Vs1〜3 共通バイアス配線
100 pixel area (pixel part)
101 Reading device (reading circuit unit)
102 Gate drive device (drive circuit section)
P11 to P33 Photoelectric conversion element (semiconductor conversion element)
C11 to C33 Capacitance elements T11 to T33 Thin film transistors (TFTs)
Vg1 to 3 Common gate wiring Sig1 to 3 Common signal wiring Vs1 to 3 Common bias wiring

Claims (10)

基板上に、容量素子と、ゲート電極、絶縁層、半導体層、及び一方が前記容量素子に接続され且つ他方が信号配線に接続されるソース・ドレイン電極を有する光電変換素子と、からなる画素が2次元状に複数配設された画素部と、複数の前記容量素子と接続された複数のバイアス配線と、複数の前記ゲート電極と接続された複数の駆動配線と、複数の前記ソース・ドレイン電極の一方と接続された前記信号配線と、を含む光電変換基板を有し、
前記ソース・ドレイン電極は、前記ゲート電極の配設された領域上に存在しないよう配置されていることを特徴とする光電変換装置。
A pixel comprising a capacitor and a photoelectric conversion element having a gate electrode, an insulating layer, a semiconductor layer, and a source / drain electrode, one of which is connected to the capacitor and the other is connected to a signal wiring, over a substrate. A plurality of two-dimensionally arranged pixel portions, a plurality of bias wirings connected to the plurality of capacitive elements, a plurality of driving wirings connected to the plurality of gate electrodes, and a plurality of the source / drain electrodes The signal wiring connected to one of the, and a photoelectric conversion substrate,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the source / drain electrodes are arranged so as not to exist on a region where the gate electrode is provided.
前記ソース・ドレイン電極は、前記領域より大きい開口領域を有して配置されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the source / drain electrodes are arranged to have an opening region larger than the region. 前記容量素子は、前記光に応じて前記半導体層で発生した前記電荷を蓄積し、
前記光電変換素子は、前記駆動配線からの駆動信号により前記容量素子に蓄積された前記電荷を前記信号配線に転送することを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。
The capacitive element accumulates the charge generated in the semiconductor layer in response to the light,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element transfers the electric charge accumulated in the capacitor element to the signal wiring in accordance with a driving signal from the driving wiring.
前記容量素子に、あらかじめ電荷を蓄積し、
前記光電変換素子は、前記容量素子に蓄積された前記電荷を前記光に応じて放電し、前記駆動配線からの駆動信号により、前記容量素子の残りの電荷を前記信号配線に転送することを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置。
In the capacitor element, charges are accumulated in advance,
The photoelectric conversion element discharges the electric charge accumulated in the capacitive element according to the light, and transfers the remaining electric charge of the capacitive element to the signal wiring in accordance with a driving signal from the driving wiring. The photoelectric conversion device according to claim 1 or 2.
前記駆動配線に接続された駆動回路部と、
前記信号配線に接続された読み出し回路部と、を更に有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
A drive circuit unit connected to the drive wiring;
5. The photoelectric conversion device according to claim 1, further comprising a readout circuit portion connected to the signal wiring.
前記バイアス配線は、前記駆動回路部内に設けられたバイアス電源に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion apparatus according to claim 5, wherein the bias wiring is connected to a bias power source provided in the drive circuit unit. 前記バイアス配線は、前記読み出し回路部内に設けられたバイアス電源に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the bias wiring is connected to a bias power source provided in the readout circuit unit. 前記ソース・ドレイン電極は、透明電極により構成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光電変換装置。   The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the source / drain electrodes are configured by transparent electrodes. 前記画素部の存在する領域上に配置される絶縁層と、
前記絶縁層上に配置される保護層とをさらに有し、
前記保護層の表面が平面状に形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光電変換装置。
An insulating layer disposed on a region where the pixel portion exists;
A protective layer disposed on the insulating layer;
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a surface of the protective layer is formed in a planar shape.
請求項1から9のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
入射される放射線を前記光電変換装置の光電変換素子が感知可能な光に変換する波長変換体とを有することを特徴とする放射線撮像装置。
The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 9,
A radiation imaging apparatus comprising: a wavelength converter that converts incident radiation into light that can be sensed by a photoelectric conversion element of the photoelectric conversion apparatus.
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