JP7361008B2 - 放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。

放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。Ｘ線検出器には、例えば、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、複数の光電変換部の上に設けられＸ線を蛍光に変換するシンチレータとが設けられている。また、光電変換部には、シンチレータからの蛍光を信号電荷に変換する光電変換素子、信号電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う薄膜トランジスタ、信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタなどが設けられている。

一般的には、Ｘ線検出器は、以下のようにしてＸ線画像を構成する。まず、外部から入力された信号によりＸ線の入射を認識する。次に、予め定められた時間の経過後に、読み出しを行う光電変換部の薄膜トランジスタをオン状態にして、蓄積された信号電荷を画像データ信号として読み出す。そして、各光電変換部毎に読み出された画像データ信号の値に基づいてＸ線画像を構成する。

ところが、各光電変換部毎に読み出された画像データ信号の値には、Ｘ線の線量に応じた値と、ノイズに応じた値が含まれている。そのため、Ｘ線画像を構成する際には、各光電変換部毎に読み出された画像データ信号の値からノイズに応じた値を差し引く、オフセット処理（オフセット補正）が行われる。

この場合、ノイズには大きく分けて、ランダムノイズと横引きノイズがある。ランダムノイズは、Ｘ線画像の全体に一様に分布して発生する。一方、横引きノイズは横方向もしくは縦方向に筋状に現われる。そのため、横引きノイズの方がランダムノイズよりも目立ちやすくなるので、横引きノイズの低減が求められる。
この様な横引きノイズの低減を図るために、Ｘ線の入射時に信号電荷を発生しないノイズ検出部を複数設け、複数のノイズ検出部により横引きノイズを検出する技術が提案されている。複数のノイズ検出部は、複数の光電変換部が設けられた領域（有効画素領域）の外側に並べて設けられる。

複数のノイズ検出部は、半導体製造プロセスを用いて、複数の光電変換部と一緒に形成することができる。ところが、信号電荷を発生しないノイズ検出部は、信号電荷を発生する光電変換部とは異なる構成を有しているので、ドライエッチングやウェットエッチングなどのプロセス条件が、複数の光電変換部が設けられた領域と、複数のノイズ検出部が設けられた領域とで異なるものとなる。

プロセス条件が異なる領域の境界においては、形成される要素の寸法などが変動しやすくなる。そのため、複数の光電変換部が設けられた領域と、複数のノイズ検出部が設けられた領域との境界の近傍に設けられた光電変換部においては、寸法などの変動に起因する画像特性のばらつきや、断線などが発生し易くなるので、Ｘ線画像の品質が低下するおそれがある。
そこで、ノイズを検出することができ、且つ、Ｘ線画像の品質を維持することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１１－９７４５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、ノイズを検出することができ、且つ、放射線画像の品質を維持することができる放射線検出器を提供することである。

実施形態に係る放射線検出器は、第１の方向に延びる複数の制御ラインと、前記第１の方向に直交する第２の方向に延びる複数のデータラインと、前記複数の制御ラインと、前記複数のデータラインと、により画された複数の領域のそれぞれに設けられた光電変換部と、複数の前記光電変換部が設けられた領域の外側に並べて設けられた複数のノイズ検出部と、前記複数の光電変換部のそれぞれに設けられた第１の薄膜トランジスタと、前記複数のノイズ検出部のそれぞれに設けられた第２の薄膜トランジスタと、に制御信号を入力する制御回路と、前記複数の光電変換部から画像データ信号を読み出し、前記複数のノイズ検出部からノイズ信号を読み出す信号検出回路と、前記読み出された画像データ信号と、前記読み出されたノイズ信号と、に基づいて放射線画像を構成する画像構成回路と、を備えている。前記信号検出回路は、前記ノイズ検出部に隣接する前記光電変換部からは前記画像データ信号を読み出さない、前記画像構成回路は、前記放射線画像を構成する際に、前記ノイズ検出部に隣接する前記光電変換部から読み出された前記画像データ信号を用いない、および、前記ノイズ検出部に隣接する前記光電変換部が、前記制御回路および前記信号検出回路の少なくともいずれかと電気的に接続されていない、の少なくともいずれかとなっている。

Ｘ線検出器を例示するための模式斜視図である。 Ｘ線検出器のブロック図である。 アレイ基板の回路図である。 ノイズ検出部を例示するための模式平面図である。 ノイズ検出部を例示するための模式平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、複数のノイズ検出部が設けられた領域の配置を例示するための模式平面図である。 他の実施形態に係るノイズ検出部の配置を例示するための模式平面図である。 他の実施形態に係るノイズ検出部の配置を例示するための模式平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、複数のノイズ検出部が設けられた領域の配置を例示するための模式平面図である。 他の実施形態に係るノイズ検出部を例示するための模式平面図である。 他の実施形態に係るノイズ検出部を例示するための模式平面図である。 複数のノイズ検出部が設けられた領域の配置を例示するための模式平面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。

以下に例示をするＸ線検出器１は、放射線画像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサである。
Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療や非破壊検査などに用いることができるが、用途に限定はない。

図１は、Ｘ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
なお、図１においては、バイアスライン２ｃ３などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図３は、アレイ基板２の回路図である。
図１～図３に示すように、Ｘ線検出器１には、例えば、アレイ基板２、信号処理回路３、画像構成回路４、およびシンチレータ５が設けられている。

アレイ基板２は、シンチレータ５によりＸ線から変換された蛍光（可視光）を電気信号に変換する。
アレイ基板２は、例えば、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、データライン（又はシグナルライン）２ｃ２、バイアスライン２ｃ３、および、ノイズ検出部２ｇを有する。
なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、バイアスライン２ｃ３、およびノイズ検出部２ｇの数などは例示をしたものに限定されるわけではない。

基板２ａは、板状を呈し、例えば、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の表面に複数設けられている。
光電変換部２ｂは、矩形状を呈し、複数の制御ライン２ｃ１と、複数のデータライン２ｃ２と、により画された複数の領域のそれぞれに設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。
なお、１つの光電変換部２ｂは、Ｘ線画像における１つの画素（pixel）に対応する。

複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、例えば、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２（第１の薄膜トランジスタの一例に相当する）が設けられている。 また、図３に示すように、光電変換素子２ｂ１において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、平板状を呈し、各薄膜トランジスタ２ｂ２の下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねることができる。

光電変換素子２ｂ１は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、蛍光が光電変換素子２ｂ１に入射することで生じた電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａ、ドレイン電極２ｂ２ｂ及びソース電極２ｂ２ｃを有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｂは、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１（電極２ｂ１ｂ）と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、対応するバイアスライン２ｃ３と電気的に接続される。
すなわち、薄膜トランジスタ２ｂ２は、対応する制御ライン２ｃ１と対応するデータライン２ｃ２とに電気的に接続されている。光電変換素子２ｂ１の基板２ａ側の電極２ｂ１ｂは、薄膜トランジスタ２ｂ２と電気的に接続されている（図５、図７、図８を参照）。

制御ライン２ｃ１は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン２ｃ１は、例えば、行方向（第１の方向の一例に相当する）に延びている。
１つの制御ライン２ｃ１は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線の他端は、信号処理回路３に設けられた制御回路３１と電気的に接続されている。

データライン２ｃ２は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。データライン２ｃ２は、例えば、行方向に直交する列方向（第２の方向の一例に相当する）に延びている。
１つのデータライン２ｃ２は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線の他端は、信号処理回路３に設けられた信号検出回路３２と電気的に接続されている。

バイアスライン２ｃ３は、データライン２ｃ２とデータライン２ｃ２との間に、データライン２ｃ２と平行に設けられている。
バイアスライン２ｃ３には、図示しないバイアス電源が電気的に接続されている。図示しないバイアス電源は、例えば、信号処理回路３などに設けることができる。
なお、バイアスライン２ｃ３は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。バイアスライン２ｃ３が設けられない場合には、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、バイアスライン２ｃ３に代えてグランドに電気的に接続される。

制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、およびバイアスライン２ｃ３は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。

保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、およびバイアスライン２ｃ３を覆っている。
保護層２ｆは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも１種を含む。

図３に示すように、ノイズ検出部２ｇは、複数設けられている。複数のノイズ検出部２ｇは、複数の光電変換部２ｂが設けられた領域（有効画素領域２０１）の外側に並べて設けられている。複数のノイズ検出部２ｇは、制御ライン２ｃ１およびデータライン２ｃ２の少なくともいずれかに沿って並んでいる。例えば、図３に示すように、複数のノイズ検出部２ｇは、データライン２ｃ２に沿って並べて設けることができる。複数のノイズ検出部２ｇは、例えば、制御ライン２ｃ１に沿って並べて設けることもできる。複数のノイズ検出部２ｇは、例えば、制御ライン２ｃ１およびデータライン２ｃ２に沿って並べて設けることもできる。
図３に例示をしたものは、複数のノイズ検出部２ｇが、有効画素領域２０１の一方の外側に設けられているが、有効画素領域２０１の二方の外側、三方の外側、四方の外側に設けられていてもよい。

複数のノイズ検出部２ｇのそれぞれには、例えば、容量部２ｇ１、および薄膜トランジスタ２ｂ２（第２の薄膜トランジスタの一例に相当する）が設けられている。薄膜トランジスタ２ｂ２は、対応する制御ライン２ｃ１と対応するデータライン２ｃ２とに電気的に接続されている。容量部２ｇ１は薄膜トランジスタ２ｂ２と電気的に接続されている。
なお、光電変換部２ｂに蓄積キャパシタ２ｂ３が設けられる場合には、ノイズ検出部２ｇにも蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることもできる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、容量部２ｇ１の下に設けることができる。
容量部２ｇ１は、例えば、金属などの導電性材料から形成することができる。容量部２ｇ１が導電性材料から形成されていれば、シンチレータ５で発生した蛍光が容量部２ｇ１に入射したとしても信号電荷の発生はほとんどない。容量部２ｇ１は、例えば、光電変換素子２ｂ１の電極２ｂ１ｂと同じ材料から形成することができる。容量部２ｇ１は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。

ノイズ検出部２ｇに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｂは、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｃは、対応する容量部２ｇ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。
なお、ノイズ検出部２ｇに関する詳細は後述する。

信号処理回路３は、アレイ基板２の、シンチレータ５側とは反対側に設けられている。 図２に示すように、信号処理回路３には、例えば、制御回路３１と、信号検出回路３２とが設けられている。
制御回路３１は、複数の光電変換部２ｂのそれぞれに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２と、複数のノイズ検出部２ｇのそれぞれに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２と、に制御信号Ｓａを入力する。制御回路３１は、薄膜トランジスタ２ｂ２のオン状態とオフ状態を切り替える。

制御回路３１は、例えば、複数のゲートドライバ３１ａと行選択回路３１ｂとを有する。
行選択回路３１ｂには、画像構成回路４などから制御信号Ｓａが入力される。行選択回路３１ｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ３１ａに制御信号Ｓａを入力する。
ゲートドライバ３１ａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓａを入力する。
例えば、制御回路３１は、フレキシブルプリント基板２ｅ１を介して、制御信号Ｓａを各制御ライン２ｃ１毎に順次入力する。
制御ライン２ｃ１に入力された制御信号Ｓａにより、光電変換部２ｂに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、蓄積キャパシタ２ｂ３からの信号電荷（画像データ信号Ｓｂ）が受信できるようになる。

信号検出回路３２は、複数の光電変換部２ｂから画像データ信号Ｓｂを読み出し、複数のノイズ検出部２ｇからノイズ信号Ｎを読み出す。例えば、信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態の時に、画像構成回路４からのサンプリング信号に従って、データライン２ｃ２およびフレキシブルプリント基板２ｅ２を介して蓄積キャパシタ２ｂ３から画像データ信号Ｓｂを読み出す。

例えば、画像データ信号Ｓｂは、以下のようにして読み出すことができる。
まず、制御回路３１によって薄膜トランジスタ２ｂ２が順次オン状態となる。薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となることで、バイアスライン２ｃ３を介して一定の電荷が蓄積キャパシタ２ｂ３に蓄積される。次に、薄膜トランジスタ２ｂ２をオフ状態にする。Ｘ線が照射されると、シンチレータ５によりＸ線が蛍光に変換される。蛍光が光電変換素子２ｂ１に入射すると、光電効果によって電荷（電子およびホール）が発生し、発生した電荷と、蓄積キャパシタ２ｂ３に蓄積されている電荷（異種電荷）とが結合して蓄積されている電荷が減少する。次に、制御回路３１は、薄膜トランジスタ２ｂ２を順次オン状態にする。信号検出回路３２は、サンプリング信号に従って各蓄積キャパシタ２ｂ３に蓄積されている減少した電荷（画像データ信号Ｓｂ）をデータライン２ｃ２を介して読み出す。

また、信号検出回路３２は、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態の時に、データライン２ｃ２およびフレキシブルプリント基板２ｅ２を介してノイズ検出部２ｇからノイズ電流（ノイズ信号Ｎ）を読み出す。

画像構成回路４は、配線４ａを介して、信号検出回路３２と電気的に接続されている。なお、画像構成回路４は、信号処理回路３と一体化されていてもよいし、無線により信号検出回路３２とデータ通信を行うようにしてもよい。
画像構成回路４は、読み出された画像データ信号Ｓｂと、読み出されたノイズ信号Ｎと、に基づいて、Ｘ線画像を構成する。構成されたＸ線画像のデータは、画像構成回路４から外部の機器に向けて出力される。

シンチレータ５は、複数の光電変換部２ｂが設けられた領域の上に設けられ、入射するＸ線を蛍光に変換する。シンチレータ５は、基板２ａ上の有効画素領域２０１を覆うように設けられている。なお、シンチレータ５は、複数の光電変換部２ｂと複数のノイズ検出部２ｇとが設けられた領域を覆うように設けることもできる。
シンチレータ５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいはヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ５が形成される。
また、シンチレータ５は、例えば、酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ）などを用いて形成することもできる。この場合、各光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ５を設けることができる。

その他、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ５の表面側（Ｘ線の入射面側）を覆うように図示しない反射層を設けることができる。
また、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ５の特性と図示しない反射層の特性が劣化するのを抑制するために、シンチレータ５と図示しない反射層を覆う図示しない防湿体を設けることができる。

次に、ノイズ検出部２ｇについてさらに説明する。
Ｘ線画像に現れるノイズには、大きく分けてランダムノイズと横引きノイズがある。ランダムノイズは、Ｘ線画像の全体に一様に分布して発生するため、特定の模様や輪郭を持たない。これに対して、横引きノイズは、Ｘ線画像の横方向もしくは縦方向に筋状に現われる。この場合、Ｘ線画像は人間が見るものであるため、模様や輪郭のないランダムノイズよりも、模様や輪郭を有する横引きノイズの方がＸ線画像の品質に与える影響が大きい。そのため、Ｘ線検出器においては、横引きノイズの低減が求められる。

横引きノイズの発生源は、主に、制御回路３１であると考えられている。例えば、制御回路３１において発生したノイズや、制御回路３１を駆動するための電源線のノイズが、制御ライン２ｃ１に侵入する場合がある。制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２との間には、薄膜トランジスタ２ｂ２が電気的に接続されている。そのため、薄膜トランジスタ２ｂ２がオフ状態となっていれば、制御ライン２ｃ１からデータライン２ｃ２にノイズが侵入しないとも考えられる。ところが、薄膜トランジスタ２ｂ２の近傍には光電変換素子２ｂ１が配置されている。そのため、光電変換素子２ｂ１の電極２ｂ１ｂと、薄膜トランジスタ２ｂ２との間に線間容量（浮遊容量）が発生し、静電結合により、制御ライン２ｃ１からデータライン２ｃ２にノイズが侵入する場合がある。制御ライン２ｃ１からデータライン２ｃ２にノイズが侵入すると、横引きノイズが発生する。

この場合、制御回路３１や電源線において発生するノイズを減らせば、横引きノイズを低減させることができる。しかしながら、この様なノイズ対策を講じれば、Ｘ線検出器１の構造が複雑となり、高価格化を招くことになる。
そのため、一般的には、横引きノイズを検出するノイズ検出部を複数設け、各光電変換部２ｂから出力された画像データ信号Ｓｂの値から、検出された横引きノイズに応じた値を差し引く、オフセット処理が行われる。

図４および図５は、ノイズ検出部２ｇを例示するための模式平面図である。
なお、図４および図５においては、バイアスライン２ｃ３を省いて描いている。
図４および図５に示すように、光電変換部２ｂに設けられた光電変換素子２ｂ１は、ｐｎ接合またはｐｉｎ構造を有する半導体層２ｂ１ａと、半導体層２ｂ１ａの基板２ａ側に設けられた電極２ｂ１ｂとを有する。電極２ｂ１ｂは、薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｃと電気的に接続されている。

ノイズ検出部２ｇには半導体層２ｂ１ａが設けられていない。例えば、ノイズ検出部２ｇには、容量部２ｇ１、薄膜トランジスタ２ｂ２、および蓄積キャパシタ２ｂ３が設けられている。ノイズ検出部２ｇには半導体層２ｂ１ａが設けられていないので、ノイズ検出部２ｇからの出力には、Ｘ線の線量に応じた値が含まれておらず、ノイズに応じた値が含まれている。
そのため、各光電変換部２ｂから出力された画像データ信号Ｓｂの値から、ノイズ検出部２ｇから出力されたノイズ信号Ｎの値を差し引けば、横引きノイズが抑制されたＸ線画像を得ることができる。なお、オフセット処理に用いる値は、例えば、複数のノイズ検出部２ｇから出力されたノイズ信号Ｎの値の平均値とすることができる。

前述したように、光電変換素子２ｂ１の電極２ｂ１ｂと、薄膜トランジスタ２ｂ２との間に線間容量が発生すると、静電結合により、制御ライン２ｃ１からデータライン２ｃ２にノイズが侵入する。
そのため、容量部２ｇ１と、薄膜トランジスタ２ｂ２との間の線間容量が、電極２ｂ１ｂと、薄膜トランジスタ２ｂ２との間の線間容量と同程度となれば、横引きノイズの検出精度を向上させることができる。

同程度の線間容量が発生するようにするためには、容量部２ｇ１と、薄膜トランジスタ２ｂ２との間の寸法Ｓ３、Ｓ４が、電極２ｂ１ｂと、薄膜トランジスタ２ｂ２との間の寸法Ｓ１、Ｓ２とそれぞれ同じ程度となるようにすればよい。
すなわち、ノイズ検出部２ｇに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２と容量部２ｇ１との間の隙間寸法は、光電変換部２ｂに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２と電極２ｂ１ｂとの間の隙間寸法と略同一となるようにすればよい。なお、本明細書において、略同一とは製造誤差程度の違いを許容することである。

この場合、容量部２ｇ１の材料は、電極２ｂ１ｂの材料と同じにすることが好ましい。 容量部２ｇ１の厚みは、電極２ｂ１ｂの厚みと同程度となるようにすることが好ましい。
また、容量部２ｇ１の、薄膜トランジスタ２ｂ２と対峙する側の辺２ｇ１ａ、２ｇ１ｂの長さは、電極２ｂ１ｂの、薄膜トランジスタ２ｂ２と対峙する側の辺２ｂ２ｄ、２ｂ２ｅの長さと同程度となるようにすることが好ましい。

ここで、近年においては、Ｘ線検出器１の小型化が求められている。この場合、複数の光電変換部２ｂが設けられた有効画素領域２０１は、Ｘ線画像の撮影を行う領域であるため小さくすることは困難である。
一方、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２は、Ｘ線画像の撮影を行う領域ではないので、横引きノイズの検出ができるのであれば小さくすることは可能である。
また、容量部２ｇ１の辺２ｇ１ａと対峙する辺２ｇ１ｃの位置や、辺２ｇ１ｂと対峙する辺２ｇ１ｄの位置は、線間容量に与える影響が少ない。

そのため、図４に示すように、複数のノイズ検出部２ｇをデータライン２ｃ２に沿って並べる場合には、容量部２ｇ１の、データライン２ｃ２が延びる方向と直交する方向の長さＬｇ１を、電極２ｂ１ｂの、データライン２ｃ２が延びる方向と直交する方向の長さＬｂ１よりも短くすることができる。
また、図５に示すように、複数のノイズ検出部２ｇを制御ライン２ｃ１に沿って並べる場合には、容量部２ｇ１の、制御ライン２ｃ１が延びる方向と直交する方向の長さＬｇ２を、電極２ｂ１ｂの、制御ライン２ｃ１が延びる方向と直交する方向の長さＬｂ２よりも短くすることができる。
なお、以上においては、長さＬｇ１または長さＬｇ２を短くする場合を例示したが、長さＬｇ１および長さＬｇ２を短くすることもできる。
すなわち、制御ライン２ｃ１が延びる方向、および、データライン２ｃ２が延びる方向の少なくともいずれかの方向において、容量部２ｇ１の長さは、電極２ｂ１ｂの長さよりも短くなっている。
容量部２ｇ１は、電極２ｂ１ｂの一部を切り欠いたものとしてもよい。この様にすれば、複数の容量部２ｇ１と、複数の電極２ｂ１ｂを同一の工程で形成することができるので、生産性の向上と製造コストの低減を図ることができる。

図６（ａ）、（ｂ）は、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２の配置を例示するための模式平面図である。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２は、有効画素領域２０１の外側に設けることができる。
例えば、図６（ａ）は、図４に例示をした場合、すなわち、複数のノイズ検出部２ｇがデータライン２ｃ２に沿って並べられている場合である。この場合、例えば、図６（ａ）に示すように、複数のデータライン２ｃ２が並ぶ方向において、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２は、有効画素領域２０１の両側に１つずつ設けることができる。

例えば、図６（ｂ）は、図５に例示をした場合、すなわち、複数のノイズ検出部２ｇが制御ライン２ｃ１に沿って並べられている場合である。この場合、例えば、図６（ｂ）に示すように、複数の制御ライン２ｃ１が並ぶ方向において、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２は、有効画素領域２０１の両側に１つずつ設けることができる。

この様にすると、図６（ａ）に示すように、領域２０２が設けられた分だけＸ線検出器１が大きくなることになる。しかしながら、図４に示すように、容量部２ｇ１の、データライン２ｃ２が延びる方向と直交する方向の長さＬｇ１が、電極２ｂ１ｂの、データライン２ｃ２が延びる方向と直交する方向の長さＬｂ１よりも短くなっている。そのため、Ｘ線検出器１のサイズが大きくなるのを抑制することができる。

また、図６（ｂ）に示すように、領域２０２が設けられた分だけＸ線検出器１が大きくなることになる。しかしながら、図５に示すように、容量部２ｇ１の、制御ライン２ｃ１が延びる方向と直交する方向の長さＬｇ２が、電極２ｂ１ｂの、制御ライン２ｃ１が延びる方向と直交する方向の長さＬｂ２よりも短くなっている。そのため、Ｘ線検出器１のサイズが大きくなるのを抑制することができる。

なお、複数のデータライン２ｃ２が並ぶ方向、または、複数の制御ライン２ｃ１が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の片側に領域２０２を１つ設けることもできる。
この様にすれば、ノイズを検出することができ、且つ、Ｘ線検出器１のサイズが大きくなるのをさらに抑制することができる。

また、複数のデータライン２ｃ２が並ぶ方向、および複数の制御ライン２ｃ１が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の両側に領域２０２を１つずつ設けることもできる。すなわち、有効画素領域２０１を囲む様に領域２０２を設けることもできる。この様な場合にも、Ｘ線検出器１のサイズが大きくなるのを抑制することができる。
以上に説明したように、有効画素領域２０１の外側の少なくとも一方の側に領域２０２を設けることができる。

前述したように、オフセット処理に用いる値は、複数のノイズ検出部２ｇから出力されたノイズ信号Ｎの値の平均値とすることができる。そのため、ノイズ検出部２ｇの数を多くすれば、ノイズを精度良く検出することができ、ひいては横引きノイズの除去の精度を向上させることができる。この場合、領域２０２の数が多くなれば、ノイズ検出部２ｇの数を多くすることができる。

ただし、領域２０２の数が増えれば、その分だけＸ線検出器１のサイズが大きくなることになる。しかしながら、前述したように、領域２０２は、サイズを小さくすることができる。そのため、領域２０２の数を増やしたとしてもＸ線検出器１のサイズが大きくなるのを抑制することができる。領域２０２の数や配置は、Ｘ線検出器１の仕様や用途などに応じて適宜決定することができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係るＸ線検出器１とすれば、横引きノイズを検出することができる。また、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２を小さくすることができる。そのため、ノイズを検出することができ、且つ、Ｘ線検出器１のサイズが大きくなるのを抑制することができる。

ここで、前述したように、ノイズ検出部２ｇの数を多くすれば、ノイズを精度良く検出することができ、ひいては横引きノイズの除去の精度を向上させることができる。
例えば、複数のデータライン２ｃ２のそれぞれに、複数のノイズ検出部２ｇを電気的に接続することができる。例えば、複数の制御ライン２ｃ１のそれぞれに、複数のノイズ検出部２ｇを電気的に接続することができる。すなわち、複数の領域２０２を並べて設けることができる。この様にすれば、ノイズ検出部２ｇの数を多くすることができるので、ノイズを精度良く検出することができ、ひいては横引きノイズの除去の精度を向上させることができる。

図７および図８は、他の実施形態に係るノイズ検出部２ｇの配置を例示するための模式平面図である。
なお、図７および図８においては、バイアスライン２ｃ３を省いて描いている。
図９（ａ）、（ｂ）は、複数のノイズ検出部２ｇが設けられた領域２０２の配置を例示するための模式平面図である。
図７に示すように、例えば、隣接する２本のデータライン２ｃ２のそれぞれに、複数のノイズ検出部２ｇを電気的に接続することができる。この場合、例えば、図９（ａ）に示すように、複数のデータライン２ｃ２が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の両側に領域２０２を２つずつ設けることができる。なお、例えば、複数のデータライン２ｃ２が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の片側に領域２０２を２つ設けることもできる。

図８に示すように、例えば、隣接する２本の制御ライン２ｃ１のそれぞれに、複数のノイズ検出部２ｇを電気的に接続することができる。この場合、例えば、図９（ｂ）に示すように、複数の制御ライン２ｃ１が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の両側に領域２０２を２つずつ設けることができる。なお、例えば、複数の制御ライン２ｃ１が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の片側に領域２０２を２つ設けることもできる。

なお、複数のデータライン２ｃ２が並ぶ方向、および複数の制御ライン２ｃ１が並ぶ方向において、有効画素領域２０１の両側に領域２０２を２つずつ設けることもできる。すなわち、有効画素領域２０１を囲む様に領域２０２を２重に設けることができる。
なお、有効画素領域２０１の外側の少なくとも一方の側に領域２０２を２つ設ける場合を例示したが、領域２０２を３つ以上設けることもできる。

例えば、複数の光電変換部２ｂが設けられた有効画素領域２０１の外側に、複数のデータライン２ｃ２を制御ライン２ｃ１が延びる方向に並べて設け、この複数のデータライン２ｃ２のそれぞれに複数のノイズ検出部２ｇを電気的に接続することができる。
例えば、複数の光電変換部２ｂが設けられた有効画素領域２０１の外側に、複数の制御ライン２ｃ１をデータライン２ｃ２が延びる方向に並べて設け、この複数の制御ライン２ｃ１のそれぞれに複数のノイズ検出部２ｇを電気的に接続することができる。

ただし、領域２０２の数が増えれば、その分だけＸ線検出器１が大きくなることになる。しかしながら、前述したように、領域２０２は、サイズを小さくすることができる。そのため、領域２０２の数を増やしたとしてもＸ線検出器１のサイズが大きくなるのを抑制することができる。領域２０２の数や配置は、Ｘ線検出器１の仕様や用途などに応じて適宜決定することができる。

図１０および図１１は、他の実施形態に係るノイズ検出部２ｇａを例示するための模式平面図である。
なお、図１０および図１１においては、バイアスライン２ｃ３を省いて描いている。
図１０および図１１に示すように、ノイズ検出部２ｇａには、例えば、電極２ｂ１ｂ、薄膜トランジスタ２ｂ２、および蓄積キャパシタ２ｂ３が設けられている。すなわち、ノイズ検出部２ｇａは、光電変換部２ｂから半導体層２ｂ１ａを削除したものとすることができる。この場合、ノイズ検出部２ｇａに設けられた電極２ｂ１ｂが、前述したノイズ検出部２ｇに設けられた容量部２ｇ１に相当する。

複数のノイズ検出部２ｇａは、例えば、有効画素領域２０１の外側に並べて設けられる。例えば、図１０に示すように、複数のノイズ検出部２ｇａは、データライン２ｃ２が延びる方向に並べて設けることができる。図１１に示すように、複数のノイズ検出部２ｇａは、制御ライン２ｃ１が延びる方向に並べて設けることもできる。また、複数のノイズ検出部２ｇａは、データライン２ｃ２が延びる方向、および制御ライン２ｃ１が延びる方向に並べて設ることもできる。

図１２は、複数のノイズ検出部２ｇａが設けられた領域２０２ａの配置を例示するための模式平面図である。
図１２に示すように、複数のノイズ検出部２ｇａが設けられた領域２０２ａは、有効画素領域２０１の外側に設けられている。図１２に例示をしたものの場合には、有効画素領域２０１の両側に領域２０２ａが１つずつ設けられている。前述した領域２０２の場合と同様に、領域２０２ａは、有効画素領域２０１の外側の少なくとも一方の側に設けることができる。

前述したノイズ検出部２ｇの場合と同様に、ノイズ検出部２ｇａには半導体層２ｂ１ａが設けられていないので、ノイズ検出部２ｇａからの出力には、Ｘ線の線量に応じた値が含まれておらず、ノイズに応じた値が含まれている。
そのため、各光電変換部２ｂから出力された画像データ信号Ｓｂの値から、ノイズ検出部２ｇａから出力されたノイズ信号Ｎの値を差し引けば、横引きノイズが抑制されたＸ線画像を得ることができる。なお、オフセット処理に用いる値は、複数のノイズ検出部２ｇａから出力されたノイズ信号Ｎの値の平均値とすることができる。

この場合、ノイズ検出部２ｇａが、光電変換部２ｂから半導体層２ｂ１ａを削除したものであれば、ノイズ検出部２ｇａにおける電極２ｂ１ｂと、薄膜トランジスタ２ｂ２との間の寸法Ｓ３ａ、Ｓ４ａが、光電変換部２ｂにおける電極２ｂ１ｂと、薄膜トランジスタ２ｂ２との間の寸法Ｓ１、Ｓ２とそれぞれ略同一となる。そのため、ノイズ検出部２ｇａにおける線間容量が、光電変換部２ｂにおける線間容量と略同一となるので、横引きノイズの検出精度を向上させるのが容易となる。
一方、Ｘ線検出器１の小型化を考慮すると、前述したノイズ検出部２ｇとすることが好ましい。そのため、Ｘ線検出器１の仕様や用途などに応じて、ノイズ検出部の形態を適宜選択することができる。

ここで、複数の光電変換部２ｂ、複数の制御ライン２ｃ１、複数のデータライン２ｃ２、複数のバイアスライン２ｃ３、および複数のノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）は、スパッタリングなどの成膜法、フォトリソグラフィ法、ドライエッチングやウェットエッチングなどのエッチング法などの半導体製造プロセスを用いて基板２ａの上に形成される。

この場合、複数のノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）は、複数の光電変換部２ｂと構成が似ているため、複数のノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）と複数の光電変換部２ｂは、一緒に形成することができる。ところが、複数の光電変換部２ｂには、半導体層２ｂ１ａが形成されるが、複数のノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）には、半導体層２ｂ１ａが形成されない。そのため、ドライエッチングやウェットエッチングなどのプロセス条件が、複数の光電変換部２ｂが設けられた有効画素領域２０１と、複数のノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）が設けられた領域２０２（２０２ａ）とで異なるものとなる。

プロセス条件が異なる有効画素領域２０１と領域２０２（２０２ａ）との境界の近傍においては、形成される要素の寸法などが変動しやすくなる。この場合、光電変換部２ｂにおいて寸法などの変動が生じると、画像特性がばらついたり、断線が発生したりして、Ｘ線画像の品質が低下するおそれがある。

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出器１は、以下の（１）～（３）の少なくともいずれかとなるようにしている。
（１）信号検出回路３２は、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂからは画像データ信号Ｓｂを読み出さない。
（２）画像構成回路４は、Ｘ線画像を構成する際に、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂから読み出された画像データ信号Ｓｂを用いない。
（３）ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂが、制御回路３１および信号検出回路３２の少なくともいずれかと電気的に接続されていない。

（３）の場合には、例えば、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂが、対応する制御ライン２ｃ１および対応するデータライン２ｃ２の少なくともいずれかと電気的に接続されていないようにする。例えば、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂに設けられた薄膜トランジスタ２ｂ２の電極や配線を断線させる。例えば、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂが接続されたデータライン２ｃ２を断線させる。例えば、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する光電変換部２ｂが接続されたデータライン２ｃ２とフレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた配線とを接続しないようにする。

（１）～（３）の少なくともいずれかとなるようにすれば、有効画素領域２０１と領域２０２（２０２ａ）との境界の近傍に形成された光電変換部２ｂにおいて寸法などの変動が生じたとしても、Ｘ線画像の品質を維持することができる。

なお、ノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）に隣接する第１の光電変換部２ｂと、第１の光電変換部２ｂを挟んでノイズ検出部２ｇ（２ｇａ）とは反対側に設けられた第２の光電変換部２ｂと、において、（１）～（３）の少なくともいずれかとなるようにすることもできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ Ｘ線検出器、２ アレイ基板、２ａ 基板、２ｂ 光電変換部、２ｂ１ 光電変換素子、２ｂ１ａ 半導体層、２ｂ１ｂ 電極、２ｂ２ 薄膜トランジスタ、２ｃ１ 制御ライン、２ｃ２ データライン、２ｇ ノイズ検出部、２ｇ１ 容量部、２ｇａ ノイズ検出部、３ 信号処理回路、４ 画像構成回路、５ シンチレータ、３１ 制御回路、３２ 信号検出回路、２０１ 有効画素領域、２０２ 領域、２０２ａ 領域

Claims (6)

1. 第１の方向に延びる複数の制御ラインと、
   前記第１の方向に直交する第２の方向に延びる複数のデータラインと、
   前記複数の制御ラインと、前記複数のデータラインと、により画された複数の領域のそれぞれに設けられた光電変換部と、
   複数の前記光電変換部が設けられた領域の外側に並べて設けられた複数のノイズ検出部と、
   前記複数の光電変換部のそれぞれに設けられた第１の薄膜トランジスタと、前記複数のノイズ検出部のそれぞれに設けられた第２の薄膜トランジスタと、に制御信号を入力する制御回路と、
   前記複数の光電変換部から画像データ信号を読み出し、前記複数のノイズ検出部からノイズ信号を読み出す信号検出回路と、
   前記読み出された画像データ信号と、前記読み出されたノイズ信号と、に基づいて放射線画像を構成する画像構成回路と、
   を備え、
   前記信号検出回路は、前記ノイズ検出部に隣接する前記光電変換部からは前記画像データ信号を読み出さない、
   前記画像構成回路は、前記放射線画像を構成する際に、前記ノイズ検出部に隣接する前記光電変換部から読み出された前記画像データ信号を用いない、および、
   前記ノイズ検出部に隣接する前記光電変換部が、前記制御回路および前記信号検出回路の少なくともいずれかと電気的に接続されていない、
   の少なくともいずれかとなっている放射線検出器。
2. 前記複数の光電変換部のそれぞれは、前記第１の薄膜トランジスタと電気的に接続された電極を有する光電変換素子を有し、
   前記複数のノイズ検出部のそれぞれは、前記第２の薄膜トランジスタと電気的に接続された容量部を有し、
   前記第１の方向および前記第２の方向の少なくともいずれかの方向において、前記容量部の長さは、前記電極の長さよりも短い請求項１記載の放射線検出器。
3. 前記第２の薄膜トランジスタと前記容量部との間の隙間寸法は、前記第１の薄膜トランジスタと前記電極との間の隙間寸法と略同一である請求項２に記載の放射線検出器。
4. 前記容量部は、前記電極と同じ材料を含んでいる請求項２または３に記載の放射線検出器。
5. 前記複数のノイズ検出部は、前記データラインに沿って並べて設けられ、
   前記容量部の前記第１の方向の長さは、前記電極の前記第１の方向の長さよりも短い請求項２～４のいずれか１つに記載の放射線検出器。
6. 前記複数のノイズ検出部は、前記制御ラインに沿って並べて設けられ、
   前記容量部の前記第２の方向の長さは、前記電極の前記第２の方向の長さよりも短い請求項２～５のいずれか１つに記載の放射線検出器。

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