JP2007296337A - トモシンセシス及びスタチックイメージング用の非晶質セレンフラットパネルｘ線イメージャ - Google Patents
トモシンセシス及びスタチックイメージング用の非晶質セレンフラットパネルｘ線イメージャ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 デジタルフラットパネルＸ線イメージャを使用した改良したＸ線イメージング技術を提供する。
【解決手段】 ゴースト効果を低下させ且つ薄膜トランジスタアレイの適切なリーク電流特性により過剰電圧保護が与えられているフラットパネルＸ線イメージャが提供される。適宜の物質からなる上部電極が非晶質セレンをベースとした電荷発生器層のすぐ上側に設けられており、該層を横断しての電荷の輸送を可能とし、それによりゴーストを減少させる。代替的に、非絶縁性有機層を該上部電極と該電荷発生層との間に設けることが可能である。該薄膜トランジスタは、結像されるオブジェクトを介しての露光とマッチする範囲内のトランジスタを横断しての電圧で比較的ゆっくりと上昇するが、電荷発生器層の対応する領域がＸ線のより大きな量を受取る場合であっても保護をあたえるためにより高い範囲内において充分に一層高い割合で上昇するリーク電流を有している。該上部電極へ電圧が印加される。この電圧は５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内とすることが可能である。
【選択図】 図２
【解決手段】 ゴースト効果を低下させ且つ薄膜トランジスタアレイの適切なリーク電流特性により過剰電圧保護が与えられているフラットパネルＸ線イメージャが提供される。適宜の物質からなる上部電極が非晶質セレンをベースとした電荷発生器層のすぐ上側に設けられており、該層を横断しての電荷の輸送を可能とし、それによりゴーストを減少させる。代替的に、非絶縁性有機層を該上部電極と該電荷発生層との間に設けることが可能である。該薄膜トランジスタは、結像されるオブジェクトを介しての露光とマッチする範囲内のトランジスタを横断しての電圧で比較的ゆっくりと上昇するが、電荷発生器層の対応する領域がＸ線のより大きな量を受取る場合であっても保護をあたえるためにより高い範囲内において充分に一層高い割合で上昇するリーク電流を有している。該上部電極へ電圧が印加される。この電圧は５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内とすることが可能である。
【選択図】 図２
Description
本発明は、ラジオグラフィの分野に関するものであって、更に詳細には、デジタルフラットパネルＸ線イメージャを使用するＸ線イメージング技術に関するものである。
本願は、２００５年２月１６日に出願した米国特許出願第１１／０５９，２８２号の一部継続出願である２００６年１月２７日に出願した米国特許出願第１１／３４１，９２５号の一部継続出願であり、それらの米国特許出願の記載内容全体を引用により本明細書に取込む。
ドープした非晶質セレン電荷発生器層等の電荷発生器物質を使用し且つＸ線を直接的に電荷へ変換させ、従って、局所的なＸ線露光に関連する電気信号を発生させるフラットパネルＸ線イメージング装置が最近開発されている。例えば、米国特許第５，３１９，２０６号、及びＹｏｒｋｅｒ Ｊ．、Ｊｅｒｏｍｉｎ Ｌ．、Ｌｅｅ Ｄ．、Ｐａｌｅｃｋｉ Ｅ．、Ｇｏｌｄｅｎ Ｋ．、及びＪｉｎｇ Ｚ．、「セレンにおける直接的Ｘ線変換に基づくフルフィールドマンモグラフィ検知器の特性（Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｆｕｌｌ ｆｉｅｌｄ ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｄｉｒｅｃｔ Ｘ−ｒａｙ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｉｎ ｓｅｌｅｎｉｕｍ）」、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ４６８２、２１−２９（２００２）を参照すると良い。一般的なラジオグラフィ用及びマンモグラフィ用の市販バージョンは、マサチューセッツ州デッドフォードのホロジックインコーポレイテッド（「Ｈｏｌｏｇｉｃ」）及びデラウエア州ニューワークのダイレクトラジオグラフィコーポレイション（「ＤＲＣ」）から米国において１年以上前から入手可能である。ＤＲＣイメージャは、コネクチカット州ダンベリーのローラッドコーポレイション（「Ｌｏｒａｄ」）から米国において１年以上前から入手可能であるマンモグラフィシステムにおいて使用されている。このような直接変換パネルにおいて、電荷発生器物質は直接的にＸ線を電子と正孔の対へ変換させ、且つ、印加した電界の下で、該正孔及び電子は、隣接するピクセルへの横方向損失が非常に少ない状態で夫々の電極へ移動する。直接変換は、沃化セシウム等の物質においてＸ線がシンチレーションを発生させ且つその結果発生する光エネルギが検知される間接変換パネルよりもより良い空間分解能及びその他の利点を提供するものと考えられている。
上に参照したタイプの直接変換フラットパネルイメージャの構造を原理的に図１に例示してあるが縮尺通りのものではない。それは、上部電極１００と、該上部電極を非晶質セレンをベースとした電荷発生器層１０４から分離している電荷バリア層１０２（典型的に、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）から構成されている）と、二次元ピクセルアレイにパターン形成されている電子ブロッキング層１０６と、これもピクセルアレイにパターン化されている電荷回収電極１０８と、該電荷回収電極へ及び夫々の信号格納コンデンサ１１２へ結合されている夫々のトランジスタ１１０を有している薄膜トランジスタ（「ＴＦＴ」）アレイと、典型的にガラスから構成されている基板１１４と、夫々の格納コンデンサにおいて回収された電荷を電荷増幅器１１８へ該トランジスタが送給することを可能とする（ターンオン）ゲートパルス線１１６と、プログラム可能な高電圧電源１２０とを有している。例示したピクセル用の等価コンデンサ回路は、電荷バリア層を横断しての容量を表わすコンデンサ１２２と、該電荷発生器層を横断しての容量を表わすコンデンサ１２４と、該ピクセル用の電荷格納コンデンサの容量を表わすコンデンサ１２６とを有している。該電荷バリア層の機能のうちの１つは、例えば、画像形成中の被写体により減衰されることのないＸ線を受取る電荷発生層の領域において発生される電荷をコンデンサが格納する場合に、該電荷格納コンデンサ内に格納される電荷が高過ぎることとなる場合にブレークダウン損傷を被る場合がある薄膜トランジスタの保護である。例えば、マンモグラフィにおいては、フラットパネルイメージャの角部は、典型的に、乳房輪郭の外側にあり且つ乳房下側のイメージャの部分よりも一層大きな照射を受取る場合がある。該電荷バリア層は、該電荷発生器層の適宜の部分における電界を次第に減少させる電荷を回収することによりこのようなトランジスタを保護し、従って、そうでなければ、関連する電荷回収コンデンサにおいて回収する電荷の量を減少させる。
従って、該電荷バリア層は、フラットパネル検知器におけるチャレンジのうちの１つ、即ち、薄膜トランジスタのブレークダウン保護を充足することに貢献する。別のチャレンジは、前のＸ線露光からのイメージャ内において回収した電荷を散逸させるのにかかる時間に起因するゴースト（１つ又はそれ以上の前の画像の残存物）である。ゴーストを除去するか又は少なくとも許容可能なレベルへ減少させるために種々の技術が開発され且つ市場において使用されている。それらは、Ｘ線露光間に可視光への露光による電荷消去、及びＸ線露光間における電極のバイアス電位を操作するための種々の態様を包含している。ゴーストを処理するのに必要な時間は、例えば、フルオロスコピー又はトモシンセシスのために迅速に相次いで画像を採取することを困難なものとさせる。
電荷バリア層なしで直接変換パネルを使用することは実際的なものではないということが報告されている。従って、直接変換パネルの分野における良く知られた研究者による１９９８年論文では、理論上はセレンをベースとした検知器の直接メタリゼーションは迅速なイメージングを可能とさせるものであるが、実験データに基づいて、このことは再現性がなく且つ不安定な結果を与えることとなると記載している。Ｐｏｌｉｓｃｈｕｋ Ｂ．、Ｓｈｕｋｒｉ Ｚ．、Ｌｅｇｒｏｓ Ａ．、及びＲｏｕｇｈｅｏｕｔ Ｈ．、「医学的イメージング適用例におけるスタチック及びダイナミックＸ線検知用セレン直接変換器構造（Ｓｅｌｅｎｉｕｍ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ Ｘ−ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」、ＳＰＩＥコンフェレンス・オン・フィジックス・オブ・メディカルイメージング、サンジィエゴ、カリフォルニア、１９９８年２月、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．３３３６、ｐｐ．４９４−５０４は、「実時間において、即ち３０フレーム／秒で動作することが可能なセレンをベースとしたＸ線検知器を開発するために、直接メタライズさせたセレン構成体が必要となる。半導体層の自由表面上に直接付着形成させた金属電極はショットキーコンタクトとして動作することが可能であることはソリッドステート理論において良く確立されている。」と記載している。次いで、この論文は、「より低い仕事関数［セレンよりも］を有する殆どの金属は、金属電極からの過剰な電荷の注入を最小とさせることが可能なビルトイン電位障壁を有するべきである」と述べているが、該論文は、実験は、「サンプル毎の変化及び接触不安定性はこれらのサンプルに関して共通に観測された」ことを示していること、及び「従って、暗電流を制限するためにショットキーコンタクトのみに依存したいずれのＸ線検知器も再現性がなく且つ不安定な結果を与えるものであったと結論された」ことを報告している。該論文は、上部電極と該セレンとの間にブロッキング層を包含する解決方法を提案しており、且つ「該上部ブロッキング層の役割は、金属電極からの正電荷の注入を制限するが、いずれのＸ線により発生された電子が該セレン層から該金属コンタクトへ阻止されずに移動することを可能とするためである」と述べている。該文献の著者はカナダケベック州のノランダアドバンストマテリアルズ（Ｎｏｒａｎｄａ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）からのものであり、その会社は、ＤＲＣに加えて、当時、フラットパネルセレンをベースとしたＸ線イメージャの主要な開発者であったと思われる。
多数の先の提案はフラットパネル検知器における高電圧保護の問題を取扱っている。該１９９８年論文の３人の著者及びその他二人の発明者に対して許可されている米国特許第６，３５３，２２９号は幾つかのこのような提案を参照している。１つは１欄、２４−３９行において引用されており且つピクセル電圧がある電位を超える場合にＴＦＴ構造におけるバックチャンネルを形成する特別のデュアルゲートＴＦＴ（薄膜トランジスタ）構造が関与することを報告している。Ｚｈａｏ Ｗ．、Ｌａｗ Ｊ．、Ｗａｅｃｈｎｅｒ Ｄ．、Ｈｕａｎｇ Ｚ．、及びＲｏｗｌａｎｄｓ Ｊ．、「高電圧保護を具備する非晶質セレン検知器のアクティブマトリクス読取を使用したデジタルラジオロジー（Ｄｉｇｉｔａｌ ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎｇ ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ｒｅａｄｏｕｔ ｏｆ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｅｌｅｎｉｕｍ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）」、１９９８年 Ｍｅｄ Ｐｈｙｓ２５（４）、ｐｐ．５３９−５４９を参照すると良い。別のものは１欄、４６−５７行（米国特許第５，１９８，６７３号）において記載されており且つ各ピクセル位置に存在する２番目の２端子保護装置の使用が関与すると記載されている。該特許は、又、「従来技術の説明」のセクションにおいて、従来技術の多数のその他のアイテムを参照しており、即ち、（１）１９９６年７月２５日に公開されたＰＣＴ国際出願ＷＯ９６／２２６１６、（２）Ｌｅｅ Ｄ．、Ｃｈｅｕｎｇ Ｌ．Ｋ．、及びＪｅｒｏｍｅｎ Ｌ．、「プロジェクションラジオグラフィ用の新しいデジタル検知器（Ａ ｎｅｗ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｆｏｒ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）」、１９９５、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．２４３２、ｐｐ．２３７−２４９、（３）米国特許第５，５９８，００４号及び第５，３９６，０７２号（「ＴＦＴアレイの高電圧保護については何も言及されていない［これらの特許において］」と記載）、（４）米国特許第５，５２８，０４３号（該特許は「セレンバイアスからの該回路の高電圧保護が達成されるか否かについて言及していない」と記載）、（５）米国特許第５，４３６，１０１号（「基板上のいずれかの要素のいずれかの高電圧保護についての言及がない」と記載）、及び（６）１９９８年３月４日に公開されており且つ同日に公開されたＥＰ０８２６９８３に対応するカナダ特許出願第２，１８４，６６７号（「この構成を高電圧保護のためにどのようにして使うことが可能であるかの表示は与えられていない」と記載）である。
米国特許第６，３５３，２２９号は、「高電圧バイアス電極を負電位へ設定し且つＴＦＴが基本的に非導通状態であるようにＴＦＴ「オフ」ゲート電圧を所定の負の値に設定することにより」高電圧保護を達成することを提案している。該特許は、「常に幾らかのＴＦＴリークが存在する」ことを認識しているが、「それを最少とさせ且つＴＦＴを基本的に非導通状態とさせるために負の「オフ」電圧を調節することが可能である」ことを記載している。２欄、４９−６１行を参照すると良い。
先の論文及び特許は、上に引用した特許及び論文と一貫性があるものと思われる。米国特許第５，１３２，５４１号、第５，１８４，０８１号、第５，３９６，０７２号、第５，９４２，７５６号、及びＺｈａｏ Ｗ．及びＲｏｗｌａｎｄｓ Ｊ．Ａ．、「非晶質セレンを使用したラジオロジー用の大面積ソリッドステート検知器（Ａ ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｆｏｒ ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎｇ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｅｌｅｎｉｕｍ）」、ＳＰＩＥメディカルイメージング、 Ｖｏｌ．１．１６５１、ｐｐ．１３４−１４３、１９９２を参照すると良い。より最近の米国特許第６，４６９，３１２号は、図２において、主要成分として非晶質セレンを含有する記録側光導電層３上の電極２を例示しているが、電極層２の正面に波長変換層１を有しており、それはシンチレータとして作用し、従って非晶質セレン層３は光検知器として作用する。
上に引用した特許及び論文の各々は、あたかもそれらが本明細書において記載されているように引用によりその記載内容全体を本明細書に取込む。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、デジタルフラットパネルＸ線イメージャを使用した改良したＸ線イメージング技術を提供することを目的とする。
本明細書は、先に引用した特許及び論文における提案から逸脱し、且つ、それらとは幾分矛盾する新たなアプローチを開示するものである。この新たなアプローチは、上部電極とＸ線を電荷へ直接的に変化すべく作用するセレンをベースとした電荷発生器層との間に非絶縁性有機物質からなる層を配置させることを包含しており、且つ、保護のためにＴＦＴアレイトランジスタのリーク電流を意図的に使用する場合がある。この新たなアプローチにおいては、ＴＦＴアレイトランジスタのリーク電流特性は、該リーク電流が画像形成中の被写体に対して予測される典型的な範囲内の照射を測定するピクセルに対して比較的低いものであるが、該リーク電流は、例えば、イメージャの角部におけるピクセル等の画像形成中の被写体の外部にあり且つ該被写体により減衰されることのない照射を受けるピクセル等のより多くの照射を受取るピクセルに対するトランジスタブレークダウンを回避するのに充分に高いものである動作範囲を提供することが可能である。この新たなアプローチにおいては、該ＴＦＴリーク電流範囲は、高電圧ＴＦＴブレークダウンから保護するために設計された電荷発生器層と上部電極との間の電荷バリア層が存在しないにも拘わらずブレークダウン保護を与えることが可能である。
好適であるが非制限的な例において、非絶縁性有機物質からなる層をセレンをベースとした層の上に直接的に付着形成させるか又はその他の態様で形成することが可能である。該非絶縁性有機物質の上に直接的に上部金属電極を付着形成させるか又はその他の態様で形成することが可能である。上部電極と電荷発生器層との間には故意に電荷ブロッキング又は絶縁層を形成することは必要ではない。薄膜トランジスタのリーク電流は、選択した範囲に到達するまで該トランジスタにおける電圧と共に比較的遅い割合で上昇するが、その範囲より高い該トランジスタにおける電圧と共により一層急峻に上昇することが可能である。特定の回路形態に対する非制限的な例として、該リーク電流は、２０−２５ボルトの範囲におけるトランジスタ電圧に到達するまで低い割合で上昇するが、その範囲より高い電圧と共に一層急峻に上昇する。一層高い電圧においては、急峻に上昇するリーク電流がトランジスタブレークダウンに対するビルトイン保護を提供する。２０−２５ボルトの範囲は１例に過ぎず、異なる構造のＴＦＴアレイトランジスタ又はイメージャの場合において保護を達成するためにその他の範囲が適切な場合がある。
電圧が該上部電極へ印加される。この電圧は５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内とすることが可能である。
代替として、該上部電極はセレンをベースとした電荷発生器層の上に直接的に形成することが可能である。
図２を参照すると、本発明に基づくイメージャの非制限的な例が、電子的に非絶縁性の有機物質２０２上に付着形成させるか又はその他の態様で形成した上部金属電極１００を有している。該非絶縁性有機物質２０２は、非晶質セレンをベースとした電荷発生器層１０４の上側表面上に直接的に付着形成させるか又はその他の態様で形成することが可能である。図１に例示した場合と異なり、故意に付着形成させるか又はその他の態様で形成した電子バリア層は存在しない。電荷回収電極１０８が電荷発生器層１０４の下側であるか又はその底部表面に埋設してピクセル電極からなる二次元アレイにパターン形成されている。電子ブロッキング層１０６がピクセル電極１０８（電荷回収電極とも呼称される）を被覆することが可能である。電荷発生器層１０４と基板１１４との間に読取回路が介装されており、且つ該ピクセル電極と電気的に結合されている夫々の信号格納コンデンサ１１２、及び該ピクセル電極と該信号格納コンデンサとの間の接続部と電気的に結合されている夫々のゲート動作用トランジスタ１１０を有している薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを有している。トランジスタ１１０は通常オフ状態にあるが、ゲートパルス線１１６を介して送給されるゲート動作信号によりイネーブル（ターンオン）させることが可能であり、それにより信号格納コンデンサ内に蓄積された電荷を電荷増幅器１１８へ送給する。プログラム可能な高電圧電源１２０が接地及び接地されている信号格納コンデンサ１１２を相対的に上部電極１００に対して正電位を印加し、それにより電荷発生器層１０４内に電界を誘起させる。例えば、隣接する電荷回収電極１０８の間に電荷発生器層１０４の下側に延在する特別の電極を形成し且つ適宜バイアスさせることによって、付加的な電界を発生させることも可能である。図１は縮尺通りではなく、且つ上部電極１００上の保護層（例えば、上部電極上のパイレンパッシベーション、又は上部電極上の何等かの保護層）、及びマンモグラフィ用にＤＲＣから入手可能であり且つＬｏｒａｄによって使用されており且つ約２５×２９ｃｍの活性面積にわたり７０ミクロンのピッチにおける３５８４×４０９６正方形ピクセルを有するイメージングパネルの一部である種々のその他の機械的又は電気的コンポーネント等のイメージングパネルの良く知られたコンポーネントを省略してある。該電荷発生器層は約２００ミクロンの厚さとすることが可能であり且つ制御した量のドーパントにより熱的に安定化させることが可能である。該電荷発生器層を横断して約１，０００ボルトの電圧を使用することが可能であり、その結果１ミクロン厚さ当たり約５ボルトの電界が得られる。
図３を参照すると、図１及び２と同一の構成要素には同一の参照番号を付してある。付加的な構成要素は、線１１６（Ｇ1）と類似しているがトランジスタ１１０のその他の行を司る付加的なゲートパルス線Ｇ2．．．Ｇn、夫々の行におけるトランジスタ１１０を選択的にイネーブルさせるために制御器３０４により制御されるゲートドライバ３００、及び夫々の列におけるトランジスタ１１０の出力をサンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路３０４へ供給する列読出し線Ｄ1．．．Ｄmである。マルチプレクサ３０６は回路３０４の出力を取り且つ制御器３０４により制御されるアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）３０８へ供給する。ＡＤＣ３０８からのデジタル化されたピクセル値は直列データポート３１０へ送給され、次いで、イメージバッファへ送給され、そこから、それらはディスプレイ、格納、伝送等のためのイメージデータへ適宜処理するために取ることが可能である。ピクセル電荷は個別的に読み出すことが可能であり、又は幾つかのピクセル（例えば、２×２ピクセルからなるアレイ）を空間分解能の犠牲においてより高い読取速度のために単一のサンプルへビニングさせることが可能である。該パネルは、例えば、２８ｋＶｐ、Ｌｏｒａｄ指定Ｍ４からのＸ線発生器により供給されるＭＯ／ＭＯスペクトル、３０秒のイメージサイクル及び６５ｃｍの供給源−検知器距離で、スクリーニングマンモグラフィ用のスタチックモードで動作させることが可能である。テスト目的のために、１乃至１６ｍＲの露光範囲を使用することが可能であり、それは乳癌スクリーニング用の１−１０ｍＲの典型的なドーズを包含している。一方、該パネルは、例えば、２８ｋＶｐ、Ｍｏ／Ｒｈスペクトル、０．５又は１．０秒のイメージサイクル及び２×２ピクセルビニング、及びイメージ当たり約０．５−１．５ｍＲの露光範囲において、即ち停止及び露光イメージングの１つのスイープにおいてダイナミックなトモシンセシスモードで約１０又は１１個のイメージを取ることが可能であるようにスタチックなスクリーニングモードに対し約１０倍小さなイメージ当たりのドーズ範囲においてダイナミックなトモシンセシスモードで動作させることが可能である。
該非絶縁性有機層（図２の２０２）は、正孔ブロッキング層とすることが可能であり且つ電源１２０及び上部電極１００から電荷発生層１０４へ正電荷が移動することを阻止することが可能である。然しながら、この非絶縁性有機層２０２は負電荷が電荷発生層１０４から上部電極１００へ流れることを許可することが可能である。非絶縁性有機層２０２は、従って、上部金属−半導体界面における正孔注入を阻止し、従って、検知器暗電流（Ｘ線が存在しない場合に検知される信号）を防止することが可能である。減少する暗電流は該検知器のダイナミックレンジを増加させ且つイメージ内のノイズを減少させる場合がある。
該非絶縁性有機層は、例えば、有機半導体とすることが可能である。使用することが可能な有機半導体の例は、フタロシアニン（Ｐｃ）、オキシジアゾール及びオキサゾール、ポリチオフェン、ペンタセン、オリゴチオフェン、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ＴＤＥＡ（テトラキスデメチルアミノエタン）、テトラカルボン酸二無水物、フラレン（Ｃ６０，Ｃ７０）、アリールアルカン、アリールアミン、ポリシリレン、ポリゲルマン、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）及び関連化合物及びピラゾリンを包含している。ここにリストした有機半導体は例として与えられるものであり本発明の実施例に基づいて使用することが可能な全ての非絶縁性有機層の排他的なリストとして提供されているものではない。
本発明の１実施例によれば、該非絶縁性有機層は５０オングストローム乃至１０，０００オングストロームの範囲内の厚さのものとすることが可能である。この範囲内の厚さは効果的なものであると考えられる。
図４に示した本発明の別の例によれば、上部電極１００は電荷発生層１０４と直接的に接触することが可能である。この実施例においては、図１に示した従来技術の検知器において使用されているようなパリレン層も図２に示した本発明の他の実施例において使用されているような非絶縁性有機層も存在していない。
本発明の両方の実施例（図２及び４）は、図１に示した従来技術のアプローチと比較して類似した特性及び利点を有することが可能である。例えば、両方の実施例は、例えば、毎秒３０フレームの範囲内のトモグラフィイメージングを可能とさせる場合がある。上述したように、本発明の両方の実施例は図３に示したイメージャ回路を使用することが可能である。
図５は図３及び４のイメージャの動作にとって特に重要である薄膜トランジスタ１１０のリーク電流特性を例示している。トランジスタのこの特定の例に見られるように、トランジスタがそのオフ状態にあり、且つトランジスタドレイン１１０ａ（夫々の信号格納コンデンサ１１２とピクセル電極１０８との間の接続部）における電圧が約２０ボルト未満であるか、又は少なくとも約２０−２５ボルトの範囲におけるどこかより小さい場合に、該トランジスタのリーク電流は比較的遅い割合で上昇する。然しながら、該トランジスタが未だにそのオフ状態にある場合には、該リーク電流は、１１２ａにおける電圧における上昇が約２０−２５ボルトの範囲より上である場合に、著しく一層高い割合で（より急峻に）上昇する。この例においては、リーク電流上昇の低い割合と高い割合との間の変曲点は２５ボルトよりも２０ボルトに一層近い。この例においては、該変曲点より上方における上昇は漸進的に一層急峻となる。正確な変曲点又はその変曲点が発生する範囲は特定のＴＦＴアレイの詳細に依存して変化する場合があるが、重要な特徴は、トランジスタの電圧ブレークダウン（即ち過剰電圧損傷）を回避するためにイメージャパネルの特定の使用に対して適切な電圧範囲より上方においてリークが充分に高い割合で増加するということである。
本発明の１実施例によれば、該トランジスタの各々のリーク電流は、２０ボルトのトランジスタ電圧において２ｐＡ未満であり且つ３５ボルトのトランジスタ電圧において２０ｐＡを超えている。
図６に例示したように、図２−４に例示したタイプのＸ線イメージャの利点のうちの１つは、図１に例示したタイプの従来技術のイメージャと比較して、ゴースト効果における劇的な減少である。図６は、現在ダイレクトラジオグラフィコーポレイションにより販売されているイメージングパネル（図１に例示したようなスタンダードのＤＲＣ検知器）のゴーストを図４に例示したタイプの同様のパネル（メタル・オン・セレンの検知器）と比較している。これら２つの検知器（Ｘ線イメージングパネル）の間の顕著な差異は、スタンダードのＤＲＣ検知器は電荷バリア層（図１における層１０２）を有しているが、本発明の実施例に基づく検知器においては、電荷発生器層１０４と直接接触している上部電極１００か、又は上部電極１００と電荷発生器層１０４との間の非絶縁性有機層２０２のいずれかを有している。これら３つのパネルはその他においては同一のものとすることが可能であり、同一のＴＦＴアレイを有している。然しながら、図２及び４に示した本発明の実施例に基づくトランジスタ１１０は異なる範囲で動作することが可能であり、その場合に、該トランジスタは、スタンダードのＤＲＣ検知器における絶縁性電荷バリア層１０２が防止するように設計されていた範囲内へドレイン１１０ａにおける電圧を拡張させることが許容される。
本発明の実施例の検知器（図２及び４のＸ線イメージャ）が示す低ゴースト特性は、図１のスタンダードのＤＲＣ検知器と比較して迅速なイメージングを可能とさせる。図２−４のＸ線イメージャはダイレクトラジオロジーコーポレイションにより現在販売されているイメージャにおいて使用されているものと同一か又は類似したＸ線露光間のゴーストイメージを消去させるための技術を使用することが可能であるが、代替的に、このような消去動作なしで図２−４のイメージャを使用することが可能である。
上部電極１００は、典型的に、元素金属又は合金又はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の無機酸化物であるが、有機導体をその代わりに使用することが可能である。上部電極１００の物質は、好適には、電荷発生器層１０４よりもより低い仕事関数を有している。好適には、上部電極１００は、電極１００から非絶縁性有機層２０２への正電荷の電荷発生層１０４内への注入を阻止しながら、電荷発生器層１０４から非絶縁性有機層２０２への負の電荷の電極１００内への自由な流れを許容するような物質から構成されている。必要というわけではないが、好適には、上部電極１００の物質は次の特性、即ち仕事関数＜４．０電子ボルト、電気的固有抵抗＜５５μΩ・ｃｍ、原子番号＜６０を有している。更に、上部電極１００の物質は、好適には、非絶縁性有機層２０２又は電荷発生層１０４と接触している場合に化学的に安定であり、固体の形態において可燃性ではなく且つ爆発性でも腐食性でもなく、有毒性又は発ガン性又は放射性が非常に高いものではなく、且つデポジション即ち付着又はイメージングパネルの残りの構成を形成する場合に適合性のあるその他のプロセスにより上部電極１００を形成することを可能とするものである。クロム（Ｃｒ）は、例えば、その他の厚さとすることが適切な場合もあるが、約５０乃至約１０，０００オングストロームの範囲内の厚さにおいて上述した基準を満足する適切な物質の１つの例であると思料される。
クロムは、部分的には、それが２４という低い原子番号を有しており、従って薄い層で付着形成される場合に殆どＸ線放射を吸収するものではないので、該上部電極を形成するための適切な物質であると思料される。更に、その高い溶融温度（Ｔc＝１８７５℃）のために、室温におけるセレンに対するその拡散係数は非常に低い。このことは、大きく且つ不安定な暗電流信号を形成することによりイメージャ性能を著しく劣化させる可能性のあるＣｒ−Ｓｅ合金層の形成を防止することが可能である。
該上部電極が厚過ぎるか又は薄過ぎる場合には、製造及び／又は動作期間中に構造的一体性を減少させる場合があり及び／又はＸ線吸収レベルを許容不可能なレベルへ増加させる場合がある。従って、最適な上部電極の厚さを選択することが有益的である。
実験により、約１５０オングストローム乃至約２０００オングストロームの範囲内のクロム層は満足のいく結果を発生することを示しており、且つ約５０オングストローム乃至約１０，０００オングストロームの範囲内のクロム層も満足のいく結果を発生するものと思料される。
ＩＴＯ及び元素形態におけるか又は互いに又はその他の元素との合金における支配的な金属としてのＡｌも、適切な金属の例であると思料される。別の考慮事項は、セレンとの熱膨張適合性であり、そのことは、該上部電極の組成、厚さ、又は形成技術に関し条件を課す場合がある。
Ｘ線イメージング技術における一般的な過程の下において、Ｘ線イメージングパネルの予測される動作条件の下でブレークダウンを回避するためにトランジスタのリーク電流に依存することの能力は驚くべきものである。例えば、市販されている図１に例示した従来技術のパネルのマンモグラフィにおける使用において、電荷バリア層１０２無しでは、このように高い量の電荷が個別的な信号格納コンデンサ１１２において蓄積し、そのコンデンサ電圧は該コンデンサにおける誘電体及び／又は薄膜トランジスタ１１０におけるチャンネルを損傷するのに充分高いレベルへ上昇し、イメージングパネルの永久的な損傷となるものと考えられていた。１つの計算ではリーク電流がゼロであると仮定し、且つマンモグラフィＸ線エネルギの下において、イメージングパネルは４．５８×１０-15クーロン／Ｍｒ／ピクセル蓄積するものと推定している。最大Ｘ線露光レートが５Ｒ／秒である場合には、コンデンサ１１２における最大蓄積電荷は１秒で２．３×１０-11クーロンである。この理論計算は信号格納コンデンサ１１２を横断しての３４．７ボルトの電圧となる。実際には、大きく密度の高い乳房の場合には、露光レートは３Ｒ／秒に一層近い。これはリーク電流がないと仮定した場合の推定であるが、ＤＲＣにより供給された現在のマンモグラフィイメージングパネル（図１）におけるＴＦＴの実際の測定値は、約２０−２５ボルトにわたり増加する電圧と共に迅速に増加するドレイン対ソースのリーク電流を示している。ドレインにおける約３０ボルトにおいて、そのリーク電流は２４ｐＡであると補間され、それは該信号格納コンデンサの電位が２５ボルトを超えて上昇する場合にリークするのに丁度充分な過剰電荷である。従って、この迅速に上昇するリーク電流は自己保護メカニズムとなり、それは１０２（図１）のような電荷バリア層及びそのゴースト効果無しで済ますことを可能とする。
上述したパラメータにおいての図２−４に基づくマンモグラフィパネルのスクリーニングモードに対するテスト及び計算は以下のことを示している。
・予測される露光範囲における良好な直線性（図７Ａ参照）
・良好なプレサンプリング変調伝達関数（ＭＴＦ）（図８Ａ参照）
・予測される範囲にわたっての異なる露光に対する空間周波数の関数としての良好なノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）（図９参照）
・次式、
ＤＱＥ（ｆ，Ｘ）＝（Ｓ（Ｘ）×ＭＴＦ（ｆ））2／（Φ（Ｘ）×ＮＰＳ（ｆ，Ｘ））
尚、Ｓ（Ｘ）はある露光Ｘにおける測定された信号であり、Φ（Ｘ）は露光Ｘにおける単位面積当たりの入射光子フルエンスである（図１０Ａ−１０Ｂ参照）、
に基づく出力における入射信号対ノイズ比を転送する場合のイメージングシステムの効率を測定する複合パラメータとして検出量子効率（ＤＱＥ）として表現された良好な効率
・２８ｋＶｐ、Ｍｏ／Ｍｏスペクトルで、イメージング表面の一部を１．０ｍｍ厚さの鉛のシート片で被覆した状態でイメージャを２．６Ｒの大きな「ゴースト」露光へ露光させた場合のテストにおける経過時間（図１１参照）の関数としての良好なゴースト特性。３０秒の後に、第一読取フレームを９ｍＲの一層低いドーズにおいて採取し、該鉛を除去し且つＸ線ビームを４ｃｍのルーサイト（Ｌｕｃｉｔｅ）を介してフィルタさせた。該ルーサイトファントム位置内外の興味のある２５６×２５６ピクセル領域における平均検知器信号を比較し、且つゴーストの大きさは、
ゴースト（％）＝（（信号（内）−信号（外））／信号（内）×１００％
の正規化した差として計算した。
・良好なプレサンプリング変調伝達関数（ＭＴＦ）（図８Ａ参照）
・予測される範囲にわたっての異なる露光に対する空間周波数の関数としての良好なノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）（図９参照）
・次式、
ＤＱＥ（ｆ，Ｘ）＝（Ｓ（Ｘ）×ＭＴＦ（ｆ））2／（Φ（Ｘ）×ＮＰＳ（ｆ，Ｘ））
尚、Ｓ（Ｘ）はある露光Ｘにおける測定された信号であり、Φ（Ｘ）は露光Ｘにおける単位面積当たりの入射光子フルエンスである（図１０Ａ−１０Ｂ参照）、
に基づく出力における入射信号対ノイズ比を転送する場合のイメージングシステムの効率を測定する複合パラメータとして検出量子効率（ＤＱＥ）として表現された良好な効率
・２８ｋＶｐ、Ｍｏ／Ｍｏスペクトルで、イメージング表面の一部を１．０ｍｍ厚さの鉛のシート片で被覆した状態でイメージャを２．６Ｒの大きな「ゴースト」露光へ露光させた場合のテストにおける経過時間（図１１参照）の関数としての良好なゴースト特性。３０秒の後に、第一読取フレームを９ｍＲの一層低いドーズにおいて採取し、該鉛を除去し且つＸ線ビームを４ｃｍのルーサイト（Ｌｕｃｉｔｅ）を介してフィルタさせた。該ルーサイトファントム位置内外の興味のある２５６×２５６ピクセル領域における平均検知器信号を比較し、且つゴーストの大きさは、
ゴースト（％）＝（（信号（内）−信号（外））／信号（内）×１００％
の正規化した差として計算した。
上述したパラメータにおいて、図２−４に基づくマンモグラフィパネルのトモシンセシスモードに対するテスト及び計算も以下のことを示している。
・予測される露光範囲においての良好な直線性（図７Ｂ参照）
・良好なプレサンプリング変調伝達関数（ＭＴＦ）（図８Ｂ参照）
・スクリーニングモードにおいてであるがトモシンセシスパラメータにおいて使用した方法を使用して計算した検出量子効率（ＤＱＥ）として表わされる良好な効率（図１０Ｃ）
・良好なイメージ遅延特性（図１２）、尚遅延は、イメージング面積の半分を１．０ｍｍの厚さの鉛シートによって被覆した状態で２８ｋＶｐにおいての単一の高露光に対してイメージャを露光させ、次いで０．５秒の間隔において一連の暗イメージフレームを読み出すことにより調べた。２つのテストを行い、１つは１６４ｍＲの高ドーズの場合であり、他方は５８ｍＲの場合である。遅延は高ドーズに露光させたシールドしていない面積と鉛によりシールドした他の半分との間のダークカウント即ち暗係数における正規化した差として計算した。
・良好なプレサンプリング変調伝達関数（ＭＴＦ）（図８Ｂ参照）
・スクリーニングモードにおいてであるがトモシンセシスパラメータにおいて使用した方法を使用して計算した検出量子効率（ＤＱＥ）として表わされる良好な効率（図１０Ｃ）
・良好なイメージ遅延特性（図１２）、尚遅延は、イメージング面積の半分を１．０ｍｍの厚さの鉛シートによって被覆した状態で２８ｋＶｐにおいての単一の高露光に対してイメージャを露光させ、次いで０．５秒の間隔において一連の暗イメージフレームを読み出すことにより調べた。２つのテストを行い、１つは１６４ｍＲの高ドーズの場合であり、他方は５８ｍＲの場合である。遅延は高ドーズに露光させたシールドしていない面積と鉛によりシールドした他の半分との間のダークカウント即ち暗係数における正規化した差として計算した。
遅延（％）＝（（ダークカウント（遮蔽無し）−ダークカウント（遮蔽有り））／ダークカウント（シールド有り）×１００％
・イメージャの一部を４．２ｃｍの厚さのアクリルブロックで被覆した状態で３６ｋＶｐ及びＭｏ／Ｒｈスペクトルでの１７７ｍＲの高ゴースト露光へイメージャを露光させることにより調べた時間の関数としての良好な残留イメージゴースト（図１３）。次いで、該アクリルブロックを除去し且つ各イメージフレームに対して５．２９ｍＲにおいて、一連の読取ドーズイメージが１．０秒間隔で続いた。
・イメージャの一部を４．２ｃｍの厚さのアクリルブロックで被覆した状態で３６ｋＶｐ及びＭｏ／Ｒｈスペクトルでの１７７ｍＲの高ゴースト露光へイメージャを露光させることにより調べた時間の関数としての良好な残留イメージゴースト（図１３）。次いで、該アクリルブロックを除去し且つ各イメージフレームに対して５．２９ｍＲにおいて、一連の読取ドーズイメージが１．０秒間隔で続いた。
例えば図１に示したように、上部電極１００と電荷発生層１０４との間において、絶縁性パリレン層１０２又は別の意図的に形成したか又は故意に付加した絶縁層を有する本発明の実施例によれば、上部電極１００へ印加される電圧は２．７５ｋＶとすることが可能である。この電圧はプログラム可能な高電圧電源１２０によって印加することが可能である。この電圧は、電荷発生層１０４を透過し且つ該電荷発生層内における電子・正孔対の発生及び電荷キャリアの輸送及び回収に影響を与える電界を確立するために使用することが可能である。
約２．７５ｋＶにおいて、検知器ＤＱＥ（検出量子効率）、ＭＴＦ（変調伝達関数）、感度等が許容可能なレベルにあることが判明している。
例えば図２及び４に示したように、絶縁性パリレン層１０２を有することのない本発明の実施例によれば、上部電極１００へ印加される電圧は、絶縁性パリレン層１０２を有する実施例において印加される電圧よりも低いものとすることが可能である。何故ならば、使用された場合に、絶縁性パリレン層１０２は電荷発生層１０４を横断しての電圧を減少させることに貢献するからである。付加的に、パリレン・セレン界面は、電荷をトラップすることが可能であり、従って、電荷発生層１０４を横断しての実効的な電界を減少させる。
例えば、７５０Ｖ乃至１，０００Ｖの範囲内の電圧は、絶縁性パリレン層１０２を有することのない実施例に対して使用されている。この範囲内の電圧を使用することは、絶縁性パリレン層１０２を有する実施例に対して２．７５ｋＶの使用と一貫性のある結果（検知器ＤＱＥ、ＭＴＦ、感度等）を発生することが示されている。
更に、絶縁性パリレン層１０２を有することのない本発明の実施例の場合には、７５０Ｖを超える電圧が効果的であるものと考えられる。例えば、最大で２０００Ｖまでの電圧を使用することが可能である。何故ならば、電荷発生層１０４における電子・正孔対発生に対するＸ線光発生効率は、電界と共に増加する電界依存性であることが知られているからである。更に、電荷発生層１０４を横断しての電子及び正孔の両方の電荷キャリアの輸送及び回収はより高い電界により促進される。従って、より高い電圧、例えば１５００又は２０００ボルトを印加する場合にＸ線信号は増加するものと予測される。
約２０００ボルトの後は、これもより高い電界と共に増加する暗電流が許容不可能なレベルに到達する場合があると思われる。従って、好適な電圧は最大で２０００ボルトまでとすることが可能である。
更に、絶縁性パリレン層１０２を有するものでない本発明の実施例の場合には、７５０Ｖより低い電圧が効果的なものであると思われる。７５０Ｖより低い印加電圧は、システムノイズを減少させることが可能であり、特に、本発明のＸ線検知器がトモグラフィイメージングのために使用される場合にそうである。ノイズレベルを減少させることにより、Ｘ線検知器に対する信号・ノイズ比（Ｓ／Ｎ）は、特定のＸ線露光レベル（ドーズ）に対して増加される場合がある。
ＤＱＥは、理想的には、検知器出力（Ｓ／Ｎ）の平方に比例する。従って、システムノイズが減少するに従い、非常に低いＸ線ドーズレベルの場合を除いて、ＤＱＥは増加する。従って、所望のＤＱＥレベルを達成するためにより低い印加電圧を使用することが可能である。従って、５００ボルト程度までの低い電圧が効果的なものであると予測される。
従って、絶縁性パリレン層１０２を有するものでない本発明の好適実施例は５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を使用する。従って、絶縁性パリレン層１０２を有するものでない本発明の別の好適な実施例は、５００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を使用する。従って、絶縁性パリレン層１０２を有するものでない本発明の別の好適実施例は、７５０Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を使用する。従って、絶縁性パリレン層１０２を有するものでない本発明の別の好適実施例は７５０Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を使用する。従って、絶縁性パリレン層１０２を有するものでない本発明の別の好適な実施例は１０００Ｖの電圧を使用する。
上述したグラフはパネルの例の特定の形態に対してのものであり、本発明の異なる実施例又は異なるテスト条件でもって異なる結果が得られる場合があることは明らかである。
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種々の変形が可能であることは勿論である。
１００ 上部電極
１０４ 電荷発生器層
１０６ 電子ブロッキング層
１０８ 電荷回収電極
１１０ ゲート動作用トランジスタ
１１２ 信号格納コンデンサ
１１６ ゲートパルス線
１１８ 電荷増幅器
２０２ 非絶縁性有機物質
１０４ 電荷発生器層
１０６ 電子ブロッキング層
１０８ 電荷回収電極
１１０ ゲート動作用トランジスタ
１１２ 信号格納コンデンサ
１１６ ゲートパルス線
１１８ 電荷増幅器
２０２ 非絶縁性有機物質
Claims (25)
- セレンをベースとした層のすぐ上に上部電極が設けられており且つ医学的イメージングにおいて結像されるオブジェクトにより減衰されることのないＸ線を受取る該層の１つの領域から電荷を回収する電荷格納コンデンサとトランジスタが結合されている場合であってもブレークダウン保護を与えるリーク電流特性を具備する薄膜トランジスタアレイが設けられており低ゴーストを示すデジタルフラットパネルＸ線マンモグラフィイメージャにおいて、
上側表面を有する基板が設けられており、
該基板の該上側表面にわたりセレンをベースとした電荷発生器層が設けられており、前記セレンをベースとした電荷発生器層も上側表面を有しており、
該電荷発生器層の該上側表面と物理的且つ電気的に接触し且つすぐその上に上部電極が設けられており、
該基板と該電荷発生器層との間に電荷回収電極が設けられており、前記電荷回収電極はピクセル電極からなる二次元アレイにパターン化されており、
前記電荷発生器層はＸ線照射に応答して電荷を発生し、且つ前記ピクセル電極は１つ又はそれ以上の選択した電界が該電荷発生器層内に確立されている場合に該電荷発生器層の夫々の領域において発生される一方の極性の電荷を回収し、
読出し回路も該基板と該電荷発生器層との間に設けられており、前記読出し回路は前記ピクセル電極と結合されており且つそれにより回収した電荷を格納している夫々の信号格納コンデンサを有しており、更に、前記信号格納コンデンサと結合されている夫々のゲート動作用トランジスタからなる薄膜トランジスタアレイを有しており、
前記ゲート動作用トランジスタの各々は、それが夫々の格納コンデンサから外部回路へ電荷を通過させるオン状態とそれがリーク電流を通過させるオフ状態との間で選択的にスイッチされ、
前記ゲート動作用トランジスタの各々のリーク電流は、２０−２５ボルトの範囲より下側においては夫々のコンデンサにおいて電位における上昇と共に比較的低い割合で上昇するが、前記範囲より高い場合には夫々のコンデンサにおける電位上昇と共に著しく一層高い割合で上昇し、それにより医学的イメージングにおいて前記イメージャで結像されるオブジェクトにより減衰されることのないＸ線を受取る該電荷発生器層の１つの領域において発生される電荷を夫々のピクセル電極が回収する場合であってもブレークダウン損傷から該トランジスタを保護し、
電源が該上部電極に対し５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加する、
ことを特徴とするイメージャ。 - 請求項１において、該電源が５００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項１において、該電源が７５０Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項１において、該電源が７５０Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項１において、該電源が１０００Ｖを印加することを特徴とするイメージャ。
- 低ゴースト及び迅速な回復時間を示すデジタルフラットパネルＸ線イメージャにおいて、
基板が設けられており且つ該基板にわたってセレンをベースとした電荷発生器層が設けられており、
該電荷発生器層の上側表面と物理的且つ電気的に接触し且つそのすぐ上に上部電極が設けられており、
該基板と該電荷発生器層との間に電荷回収電極が設けられており、前記電荷回収電極はピクセル電極からなる二次元アレイに分割されており、
該基板と該電荷発生器層との間に読出し回路が設けられており、前記読出し回路は、前記ピクセル電極と結合されており且つそれにより該電荷発生器層から回収された電荷を格納する夫々の信号格納コンデンサを有しており、更に、前記信号格納コンデンサと結合されている夫々のゲート動作用トランジスタからなる薄膜トランジスタアレイを有しており、
前記ゲート動作用トランジスタの各々は、それが夫々の格納コンデンサから外部回路へ電荷を通過させるオン状態とそれがリーク電流を通過させるオフ状態との間で選択的にスイッチされ、
前記ゲート動作用トランジスタの各々のリーク電流は、スレッシュホールドレベルに到達するまで夫々のコンデンサにおける電位上昇と共に比較的低い割合で上昇するが、前記レベルより上においては夫々のコンデンサにおける電位上昇と共に著しく一層速い割合で上昇し、それにより該トランジスタをブレークダウン損傷から保護しており、
電源が該上部電極へ５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加する、
ことを特徴とするイメージャ。 - 請求項６において、該電源が５００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項６において、該電源が７５０Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項６において、該電源が７５０Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項６において、該電源が１０００Ｖを印加することを特徴とするイメージャ。
- 医学的Ｘ線イメージング方法において、
非晶質セレンをベースとした電荷発生層の１つの主面と電気的に接触しており且つすぐその上に形成した上部電極層、及び該電荷発生層の反対側の主面における薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイであって、Ｘ線照射に応答して該電荷発生層の夫々の領域において発生される電荷を回収する信号格納要素と結合されている夫々のゲート動作用トランジスタを有しているＴＦＴアレイを有しているデジタルフラットパネルＸ線イメージャを用意し、
前記イメージャでオブジェクトの医学的イメージングを実施し、前記オブジェクトは該電荷発生層の前記領域の全てではなく幾つかにおいてＸ線照射を減衰させ、
前記トランジスタは、該オブジェクトのイメージングを可能とするために該オブジェクトを介しての照射に対応するトランジスタ電圧において充分に低いものであるがトランジスタブレークダウンに抗するために該オブジェクトにより減衰されることのない照射に対応するトランジスタ電圧において充分に高いものであるリーク電流を有しており、
該上部電極に対して５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加させる、
ことを特徴とする方法。 - 請求項１１において、該印加電圧が５００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項１１において、該印加電圧が７５０Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項１１において、該印加電圧が７５０Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項１１において、該印加電圧が１０００Ｖであることを特徴とする方法。
- 低ゴースト及び迅速な回復時間を示すデジタルフラットパネルＸ線イメージャにおいて、
上側表面を有する基板が設けられており、
Ｘ線に応答して電荷を発生するためにセレンをベースとした電荷発生器層が該基板の該上側表面上に設けられており、
該セレンをベースとした電荷発生器層の上側表面と物理的に接触し且つすぐその上側に非絶縁性有機層が設けられており、
該非絶縁性有機層の上側表面と物理的に接触し且つすぐその上側に上部電極が設けられており、
該基板と該電荷発生器層との間に電荷回収電極が設けられており、前記電荷回収電極はピクセル電極からなる二次元アレイに分割されており、
該基板と該電荷発生器層との間に読出し回路も設けられており、前記読出し回路は、前記ピクセル電極と結合されており且つ該電荷発生層からそれにより回収された電荷を格納する夫々の信号格納コンデンサを有しており、更に、前記信号格納コンデンサと結合されている夫々のゲート動作用トランジスタからなる薄膜トランジスタアレイを有しており、
前記ゲート動作用トランジスタの各々は、それが該夫々の格納コンデンサから外部回路へ電荷を通過させるオン状態とそれがリーク電流を通過させるオフ状態との間で選択的にスイッチされ、
前記ゲート動作用トランジスタの各々のリーク電流は、２０−２５ボルトの範囲より下側においては夫々のコンデンサにおける電位上昇と共に比較的低い割合で上昇するが、前記範囲より上側においては夫々のコンデンサにおける電位上昇と共に著しく一層高い割合で増加し、
電源が該上部電極へ５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加する、
ことを特徴とするイメージャ。 - 請求項１６において、該電源が５００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項１６において、該電源が７５０Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項１６において、該電源が７５０Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加することを特徴とするイメージャ。
- 請求項１６において、該電源が１０００Ｖを印加することを特徴とするイメージャ。
- 医学的Ｘ線イメージング方法において、
Ｘ線に応答して電荷を発生する非晶質セレンをベースとした電荷発生層と、該電荷発生層の上部表面上の非絶縁性有機層と、該非絶縁性有機層の上部表面上の上部電極と、該電荷発生層の底部表面上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイであって、Ｘ線照射に応答して該電荷発生層の夫々の領域において発生される電荷を回収する信号格納要素と結合されている夫々のゲート動作用トランジスタを有しているＴＦＴアレイとを有しているデジタルフラットパネルＸ線イメージャを用意し、
前記イメージャでオブジェクトの医学的イメージングを実施し、前記オブジェクトは該電荷発生層の前記領域の全てではなく幾つかにおいてＸ線照射を減衰させ、
前記トランジスタは、該オブジェクトのイメージングを可能とするために該オブジェクトを介しての照射に対応するトランジスタ電圧において充分に低いものであるが、トランジスタブレークダウンに抗するために該オブジェクトにより減衰されることのない照射に対応するトランジスタ電圧において充分に高いものであるリーク電流を有しており、該上部電極に対して５００Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内の電圧を印加させる、
ことを特徴とする方法。 - 請求項２１において、該印加電圧が５００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項２１において、該印加電圧が７５０Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項２１において、該印加電圧が７５０Ｖ乃至２０００Ｖの範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項２１において、該印加電圧が１０００Ｖであることを特徴とする方法。
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