提供一种能够以少量的X光照射来获得图像数据的成像装置。成像装置使用X光来获得图像且包括闪烁器及多个像素电路，这些像素电路排列成矩阵并与闪烁器重叠。在像素电路中使用具有极小截止态电流的晶体管使来自电荷累积部的电荷的泄漏能尽可能地降低，且累积操作在所有像素电路中能基本上同时地进行。累积操作与X光照射同步，使得X光照射量能降低。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像装置及用以驱动成像装置的方法
本专利技术的一个方式涉及一种包括闪烁器的成像装置及一种用以驱动成像装置的方法。
技术介绍
在医疗实践中，已广泛使用一种使用照相技术的医疗诊断成像装置。在使用医疗诊断成像装置的情况下，以X光来照射病人的特定部分(例如，骨头或肺部)，将X光胶片暴露于穿过特定部分的X光，且使X光胶片显影以可视化特定部分内部的状态。由于使用X光胶片的方法需要用于X光胶片的储存空间且它的维护是麻烦的，因此正在发展图像的数字化。作为用以数字化图像的方法，已知一种使用包括通过被X光照射而发射光的材料(光激发材料)的成像板的方法。通过使用扫描仪检测从成像板发射的光，能获得数字化的图像。成像板为一种涂上光激发磷光体且与X光胶片相比对X光吸收差异具有更高灵敏度的板。能抹除X光照射的数据，以便能再次使用成像板。然而，成像板所获得的数据是模拟的，其需要进行数字化的步骤。基于上述理由，最近能够直接获得数字数据的平板检测器(例如，专利文献1)受到瞩目。平板检测器具有两个系统，直接和间接转换系统。在直接转换系统中，使用X光检测元件将X光直接转换为电荷。在间接转换系统中，使用闪烁器将X光转换为可见光且使用光二极管将光转换为电荷。在这两个系统中，平板检测器包括排列成矩阵的多个像素电路。[专利文献1]日本专利申请公开第H11-311673号公报
技术实现思路
在使用X光的诊断性成像中，考虑到X光对人体的影响，对病人的X光暴露时间最好尽可能地短。也就是说，需要一种能够通过以相对较短时间的X光照射来获得图像数据的成像装置。因此，本专利技术的一个方式是提供一种能够以相对较少量的X光来获得图像数据的成像装置。另一目的在于提供一种用以驱动该成像装置的方法。本专利技术的一个方式为一种成像装置，其使用X光来获得图像且包括排列成具有多个列和多个行的矩阵并与闪烁器重叠的像素电路。通过在像素电路中使用具有极小截止态电流(off-statecurrent)的晶体管，能尽可能地降低从累积周期的末尾到读取周期中读取完最后一行期间来自电荷累积部的电荷的泄漏。于是，在所有像素电路中能基本上同时地进行累积操作，且通过使累积操作与X光照射同步能降低X光照射量。本专利技术的一个方式为一种成像装置，包括闪烁器及排列成具有多个列和多个行的矩阵并与闪烁器重叠的多个像素电路。每一个像素电路包括光电二极管、电荷累积部、第一晶体管、第二晶体管、及第三晶体管。第一晶体管的源极和漏极之一电连接于光电二极管。第一晶体管的源极和漏极中的另一个电连接于电荷累积部。第二晶体管的栅极电连接于电荷累积部。第二晶体管的源极和漏极之一电连接于第三晶体管的源极和漏极之一。至少第一晶体管包括由氧化物半导体形成的沟道形成区。重置该电荷累积部的操作是在多个像素电路中基本上同时地进行的，由光电二极管累积电荷的操作是在多个像素电路中基本上同时地进行，且读取信号的操作是对多个像素电路中的每个行顺序地进行。注意，在本说明书等中，使用如“第一”和“第二”的序数词以避免在组件之间混淆且不在数值上限制组件。再者，本专利技术的另一个方式为一种成像装置，包括闪烁器及排列成具有多个列和多个行的矩阵并与闪烁器重叠的多个像素电路。像素电路各包括光学传感器元件、电荷累积部、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、及第四晶体管。第一晶体管的源极和漏极之一电连接于光学传感器元件。第一晶体管的源极和漏极中的另一个电连接于电荷累积部。第二晶体管的栅极电连接于电荷累积部。第二晶体管的源极和漏极之一电连接于第三晶体管的源极和漏极之一。第四晶体管的源极和漏极之一电连接于电荷累积部。至少第一晶体管和第四晶体管各包括由氧化物半导体形成的沟道形成区。重置该电荷累积部的操作基本上是在多个像素电路中同时地进行的，由光学传感器元件累积电荷的操作基本上在多个像素电路中同时地进行，且读取信号的操作是对多个像素电路中的每个行顺序地进行。针对光学传感器元件，能使用光电二极管。另外，光学传感器元件能具有包括一对电极及i型非晶硅层的结构。第二晶体管及/或第三晶体管可以是一种包括由氧化物半导体形成的沟道形成区的晶体管。此外，本专利技术的另一个方式为一种用以驱动成像装置的方法，该成像装置包括闪烁器及多个像素电路，多个像素电路排列成具有多个列和多个行的矩阵并与闪烁器重叠。用以驱动成像装置的方法包括：第一步骤，执行基本上同时地重置包括在多个像素电路的每一个中的电荷累积部的操作；第二步骤，以X光来照射闪烁器，使得包括在多个像素电路的每一个中的光学传感器元件是以从闪烁器发射的光来照射的；第三步骤，执行基本上同时地由光学传感器元件在电荷累积部中累积电荷的操作；及第四步骤，对多个像素电路中的每个行顺序地执行读取信号的操作。第二步骤与第三步骤同步。本专利技术的一个方式能提供一种能够以相对少量X光照射来获得图像数据的成像装置。另外，本专利技术的一个方式能提供一种用以驱动成像装置的方法。附图说明图1示出成像装置；图2A和2B示出像素电路的配置；图3A至3C示出像素电路的操作的时序图；图4A和4B示出像素电路的配置；图5示出像素电路的配置；图6A至6C示出积分器电路；图7A和7B是示出全局快门系统和卷帘快门系统中的操作的时序图；图8是排列成矩阵的多个像素电路的电路图；图9是排列成矩阵的多个像素电路的电路图；图10是排列成矩阵的多个像素电路的电路图；图11是排列成矩阵的多个像素电路的电路图；图12A和12B是像素电路的布局的俯视图和截面图；图13A和13B是像素电路的布局的俯视图和截面图。具体实施方式以下将参考附图来详细说明本专利技术的实施方式。注意，本专利技术并不限于下面的说明，且所属
的普通技术人员将容易了解能在不脱离本专利技术的精神和范围下以各种方式来修改模式和细节。再者，本专利技术并不被视为限于实施方式的说明。注意，在用以示出实施方式的所有附图中，相同的部分或具有类似功能的部分由相同符号表示，且可省略其重复的说明。实施方式1在本实施方式中，参考附图来说明本专利技术的一个方式的一种成像装置。图1所示的成像装置100包括具有光学传感器的传感器衬底101和将诸如X光的辐射转换为可见光的闪烁器102。传感器衬底101和闪烁器102彼此重叠。X光104从X光源103穿过对象106发射到闪烁器102，且被转换为可见光105。该可见光由包括在传感器衬底101中的光学传感器感测，由此获得图像数据。闪烁器102由吸收如X光或γ光的射线的能量以发射可见光的物质或包含该物质的材料形成。例如，已知如Gd2O2S:Tb、Gd2O2S:Pr、Gd2O2S:Eu、和BaFCl:Eu的材料及其中分散有这些材料中的任一种的树脂或陶瓷。传感器衬底101包括排列成矩阵的多个像素电路。像素电路的实例示出在图2A中。像素电路200包括光电二极管220、第一晶体管201、第二晶体管202、及第三晶体管203，且充当光学传感器。光电二极管220的阳极电连接于第一布线211(RS)；光电二极管220的阴极电连接于第一晶体管201的源极和漏极之一；第一晶体管201的源极和漏极中的另一个电连接于布线205(FD)；第一晶体管201的栅极电连接于第二布线212(TX)；第二晶体管202的源极和漏极之一电连接于第四布线214(GND)；第二晶体管202的源极和漏极中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种成像装置，包括：闪烁器；及多个像素电路，排列成具有多个列和多个行的矩阵并与所述闪烁器重叠，所述多个像素电路各包括：光电二极管；电荷累积部；第一晶体管；第二晶体管；及第三晶体管，其中所述第一晶体管的源极和漏极之一电连接于所述光电二极管，其中所述第一晶体管的所述源极和所述漏极中的另一个电连接于所述电荷累积部，其中所述第二晶体管的栅极电连接于所述电荷累积部，其中所述第二晶体管的源极和漏极之一电连接于所述第三晶体管的源极和漏极之一，其中至少所述第一晶体管包括沟道形成区，所述沟道形成区包括氧化物半导体，其中重置所述电荷累积部的操作是在所述多个像素电路中基本上同时地进行的，其中由所述光电二极管累积电荷的操作是在所述多个像素电路中基本上同时地进行的，其中读取信号的操作对所述多个像素电路中的每个行顺序地进行，及其中在一个行中的所述像素电路的所述第三晶体管的栅极电连接于一布线。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.23 JP 2012-1842951.一种成像装置，包括：闪烁器；及多个像素电路，排列成具有多个列和多个行的矩阵并与所述闪烁器重叠；所述多个像素电路各包括：电荷累积部；第一晶体管；第二晶体管；第三晶体管；所述第一晶体管上的第一绝缘膜；以及所述第一绝缘膜上的光电二极管；其中所述第一晶体管的源极和漏极中的一方通过所述第一绝缘膜中形成的开口电连接于所述光电二极管的阴极和阳极中的一个，其中所述第一晶体管的所述源极和所述漏极中的另一方电连接于所述电荷累积部，其中所述第二晶体管的栅极电连接于所述电荷累积部，其中所述第二晶体管的源极和漏极中的一方电连接于所述第三晶体管的源极和漏极中的一方，其中所述第一晶体管包括沟道形成区，所述沟道形成区包括氧化物半导体，其中重置所述电荷累积部的工作在所述多个像素电路中实质上同时地进行，其中由所述光电二极管累积电荷的工作在所述多个像素电路中实质上同时地进行，其中读取信号的工作对所述多个像素电路中的每个列顺序地进行，及其中在一个列中的所述多个像素电路的所述第三晶体管的栅极电连接于布线。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述第二晶体管的沟道形成区包括氧化物半导体。3.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述第三晶体管的沟道形成区包括氧化物半导体。4.一种成像装置，包括：闪烁器；及多个像素电路，排列成具有多个列和多个行的矩阵并与所述闪烁器重叠；所述多个像素电路各包括：电荷累积部；第一晶体管；第二晶体管；第三晶体管；第四晶体管；所述第一晶体管上的第一绝缘膜；以及所述第一绝缘膜上的光学传感器元件；其中所述第一晶体管的源极和漏极中的一方通过所述第一绝缘膜中形成的开口电连接于所述光学传感器元件的阴极和阳极中的一个，其中所述第一晶体管的所述源极和所述漏极中的另一方电连接于所述电荷累积部，其中所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑川义元，池田隆之，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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