JP2006270559A - Light or radiation detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light or radiation detector wherein a function as a switch of a switching element can be delivered without changing the characteristic of the switching element. <P>SOLUTION: When a signal monitor circuit 15 detects stop of a start signal from an external host signal and an ON or OFF state of a thin film transistor being the switching element is consecutive in excess of a prescribed time set within a period wherein the characteristic of the thin film transistor is unchanged, a gate drive signal composite circuit 11 voluntarily controls ON/OFF switching drive of the thin film transistor through the configuration of the respective circuits 15, 11. Specifically, the start signal from a start signal generating circuit 14 is switched to be output to an output terminal O via an input terminal A of a signal switching circuit 13. As a result, the function of the thin film transistor as the switch can be delivered without changing the characteristic of the thin film transistor. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、医療分野、工業分野、さらには原子力分野などに用いられる光または放射線検出装置に関する。   The present invention relates to a light or radiation detection apparatus used in the medical field, the industrial field, and the nuclear field.

Ｘ線検出装置を例に採って説明する。Ｘ線検出装置はＸ線感応型のＸ線変換層（半導体層）を備えており、Ｘ線の入射によりＸ線変換層はキャリア（電荷情報）に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことでＸ線を検出する。キャリアの読出しを制御するには、薄膜トランジスタ（スイッチング素子）のＯＮ／ＯＦＦによって行われる。Ｘ線変換層としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる（例えば、非特許文献１参照）。   An X-ray detection apparatus will be described as an example. The X-ray detection apparatus includes an X-ray sensitive X-ray conversion layer (semiconductor layer), and the X-ray conversion layer converts into carriers (charge information) by the incidence of X-rays, and reads the converted carriers. To detect X-rays. The carrier reading is controlled by turning on and off a thin film transistor (switching element). As the X-ray conversion layer, an amorphous selenium (a-Se) film is used (for example, see Non-Patent Document 1).

被検体にＸ線を照射して放射線撮像を行う場合には、被検体を透過した放射線像がアモルファスセレン膜上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリアが膜内に発生する。その後、膜内で生成されたキャリアが、２次元状に配列されたキャリア収集電極に収集されて、所定時間（『蓄積時間』とも呼ばれる）分だけ積分された後、薄膜トランジスタを経由して外部に読み出される。
W. Zhao, et al. , "A flat panel detector for digital radiology using active matrix readout of amorphous selenium," Proc. SPIE Vol. 2708, pp. 523 - 531, 1996. When radiation imaging is performed by irradiating the subject with X-rays, a radiation image transmitted through the subject is projected onto the amorphous selenium film, and carriers proportional to the density of the image are generated in the film. After that, the carriers generated in the film are collected by the two-dimensionally arranged carrier collecting electrodes and integrated for a predetermined time (also referred to as “accumulation time”). Read out.
W. Zhao, et al., "A flat panel detector for digital radiology using active matrix readout of amorphous selenium," Proc. SPIE Vol. 2708, pp. 523-531, 1996.

薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のＯＮ／ＯＦＦ切り換えなどの駆動は、外部のホスト装置から一定時間毎に入力されるスタート信号に同期して開始される。したがって、そのスタート信号が何らかの理由で停止した場合には、ＴＦＴの駆動も同時に停止しまう。ＴＦＴの駆動が停止すると、ＴＦＴのＯＮまたはＯＦＦ状態が長時間にわたって継続されてしまう。すなわち、ＴＦＴのゲートにＯＮ電圧またはＯＦＦ電圧が長時間印加されてしまう。長時間にＯＮ電圧またはＯＦＦ電圧が印加され続けると、ＴＦＴの特性が変化して、例えばＯＮ／ＯＦＦのＴＦＴのしきい値電圧がシフトしてしまう。そして、スイッチング素子のスイッチとしての機能を喪失するという問題が生じる。スイッチング素子がＴＦＴの場合には、しきい値のシフトが顕著に出る。   Driving such as ON / OFF switching of the thin film transistor (TFT) is started in synchronization with a start signal input from an external host device at regular intervals. Therefore, when the start signal is stopped for some reason, the driving of the TFT is also stopped at the same time. When the driving of the TFT is stopped, the ON or OFF state of the TFT is continued for a long time. That is, an ON voltage or an OFF voltage is applied to the TFT gate for a long time. If the ON voltage or OFF voltage continues to be applied for a long time, the TFT characteristics change, and for example, the threshold voltage of the ON / OFF TFT shifts. And the problem that the function as a switch of a switching element is lost arises. When the switching element is a TFT, the threshold value shifts significantly.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スイッチング素子の特性が変化せずにスイッチング素子のスイッチとしての機能を発揮することができる光または放射線検出装置を提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a situation, Comprising: It provides the light or radiation detection apparatus which can exhibit the function as a switch of a switching element, without the characteristic of a switching element changing. Objective.

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換する半導体層を備え、変換された電荷情報を読み出すことで光または放射線を検出する光または放射線検出装置であって、ＯＮ／ＯＦＦによって前記電荷情報の読出しを制御するスイッチング素子と、外部からのスタート信号に同期して前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を制御するスイッチ駆動手段と、前記外部からのスタート信号を監視する監視手段とを備え、その監視手段が前記スタート信号の停止を検出して、スイッチング素子のＯＮまたはＯＦＦ状態が、スイッチング素子の特性が変化しない期間内で設定された所定時間を超えて継続したときに、前記スイッチ駆動手段からスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御するようにそれぞれを構成することを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention described in claim 1 includes a semiconductor layer that converts light or radiation information into charge information upon incidence of light or radiation, and detects light or radiation by reading the converted charge information. Or a radiation detection apparatus, wherein the switching element controls reading of the charge information by ON / OFF, and the switch driving means for controlling ON / OFF switching driving of the switching element in synchronization with an external start signal; Monitoring means for monitoring the start signal from the outside, the monitoring means detects the stop of the start signal, the ON or OFF state of the switching element is set within a period in which the characteristics of the switching element do not change ON / O of the switching element from the switch driving means when it continues over a predetermined time It is characterized in that each constitute a so voluntarily control the F switching drive.

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、スイッチング素子の他に、外部からのスタート信号に同期してスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を制御するスイッチ駆動手段と、上述した外部からのスタート信号を監視する監視手段とを備えている。その監視手段がスタート信号の停止を検出して、スイッチング素子のＯＮまたはＯＦＦ状態が、スイッチング素子の特性が変化しない期間内で設定された所定時間を超えて継続したときに、上述したスイッチ駆動手段からスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御するようにそれぞれを構成することで、スイッチング素子のＯＮまたはＯＦＦ状態が所定時間を超えて継続したことによるスイッチング素子の特性の変化を防止することができる。そして、スイッチ駆動手段からスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御することで、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動は継続して行われる。その結果、スイッチング素子の特性が変化せずにスイッチング素子のスイッチとしての機能を発揮することができる。   [Operation / Effect] According to the invention described in claim 1, in addition to the switching element, the switch driving means for controlling the ON / OFF switching drive of the switching element in synchronization with the start signal from the outside, and the above-described external And monitoring means for monitoring the start signal from. When the monitoring means detects the stop of the start signal and the ON or OFF state of the switching element continues for a predetermined time set within a period in which the characteristics of the switching element do not change, the switch driving means described above Are configured so as to spontaneously control the ON / OFF switching drive of the switching element, thereby preventing a change in the characteristics of the switching element due to the switching element's ON or OFF state continuing beyond a predetermined time. be able to. Further, the ON / OFF switching drive of the switching element is continuously performed by spontaneously controlling the ON / OFF switching drive of the switching element from the switch driving means. As a result, the function of the switching element as a switch can be exhibited without changing the characteristics of the switching element.

ここで、スイッチング素子の特性が変化する場合として、スイッチング動作自体に支障を来たす場合や、リーク電流が増加する等、本来の特性と異なる状態に変化する場合が該当する。また、所定時間として具体的な設定期間については、スイッチング素子によって異なるが、試行錯誤で支障が生じないことが明らかな期間を設定すればよい。   Here, the case where the characteristics of the switching element change corresponds to a case where the switching operation itself is hindered or a case where the switching element changes to a state different from the original characteristics, such as an increase in leakage current. Further, a specific setting period as the predetermined time may vary depending on the switching element, but a period in which it is clear that no trouble occurs by trial and error may be set.

上述した発明の一例では、装置は、変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する（請求項２に記載の発明）。また、上述した発明の他の例では、上述した半導体層は、光の入射により光の情報を電荷情報に変換する光感応型の層であって、装置は、変換された電荷情報を読み出すことで光を検出する（請求項５に記載の発明）。   In the example of the invention described above, the apparatus detects radiation by reading the converted charge information (the invention according to claim 2). In another example of the invention described above, the semiconductor layer described above is a light-sensitive layer that converts light information into charge information when light is incident thereon, and the device reads the converted charge information. The light is detected by (invention of claim 5).

また、前者（請求項２に記載の発明）のように変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する場合には、以下のようなものがある。例えば、上述した半導体層は、放射線の入射により放射線の情報を電荷情報に変換する放射線感応型の層であって、その放射線感応型の層で変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する（請求項３に記載の発明。また、例えば、装置は、放射線の入射により光に変換する変換層を備え、上述した半導体層）は、上述した変換層で変換された光により光の情報を電荷情報に変換する光感応型の層であって、その光感応型の層で変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する（請求項４に記載の発明）。   In the case of detecting radiation by reading out the converted charge information as in the former (the invention described in claim 2), there are the following. For example, the semiconductor layer described above is a radiation-sensitive layer that converts radiation information into charge information by the incidence of radiation, and detects the radiation by reading out the charge information converted by the radiation-sensitive layer. (Invention of Claim 3) Further, for example, the apparatus includes a conversion layer that converts light into light upon incidence of radiation, and the above-described semiconductor layer has the light information converted by the light converted by the conversion layer. Radiation is detected by reading out the charge information that is converted into charge information and is converted by the light-sensitive layer (the invention according to claim 4).

また、上述したこれらの発明において、上述したスイッチング素子は、薄膜トランジスタであるのが好ましい（請求項６に記載の発明）。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の場合には、長時間にＯＮ電圧またはＯＦＦ電圧が印加され続けるとしきい値のシフトが顕著に出る。したがって、この発明がスイッチング素子としてＴＦＴに適用することで、スイッチング素子の特性が変化せずにスイッチング素子のスイッチとしての機能をより一層発揮することができる。   In these inventions described above, the switching element described above is preferably a thin film transistor (the invention according to claim 6). In the case of a thin film transistor (TFT), the threshold value shifts significantly when the ON voltage or the OFF voltage is continuously applied for a long time. Therefore, when the present invention is applied to a TFT as a switching element, the function of the switching element as a switch can be further exhibited without changing the characteristics of the switching element.

この発明に係る光または放射線検出装置によれば、監視手段がスタート信号の停止を検出して、スイッチング素子のＯＮまたはＯＦＦ状態が、スイッチング素子の特性が変化しない期間内で設定された所定時間を超えて継続したときに、スイッチ駆動手段からスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御するようにそれぞれを構成することで、スイッチング素子の特性が変化せずにスイッチング素子のスイッチとしての機能を発揮することができる。   According to the light or radiation detection apparatus of the present invention, the monitoring unit detects the stop of the start signal, and the ON or OFF state of the switching element is set to a predetermined time set within a period in which the characteristics of the switching element do not change. By configuring each of the switching elements to control voluntarily the ON / OFF switching drive of the switching elements when the switching element continues, the function of the switching elements as a switch without changing the characteristics of the switching elements Can be demonstrated.

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る放射線検出装置の検出素子周辺を等価回路で表した回路図であり、図２は、平面的に表した回路図であり、図３は、放射線検出装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram in which the periphery of a detection element of the radiation detection apparatus according to the embodiment is represented by an equivalent circuit, FIG. 2 is a planar circuit diagram, and FIG. 3 is a control circuit of the radiation detection apparatus. It is a block diagram which shows the internal structure.

本実施例の放射線検出装置は、図１に示すように、例えばＸ線などの放射線が入射することによりキャリアが生成される放射線感応型の半導体厚膜１と、半導体厚膜１の表面に設けられた電圧印加電極２と、半導体厚膜１の放射線入射側とは反対側にある裏面に設けられたキャリア収集電極３と、キャリア収集電極３への収集キャリアを溜める電荷蓄積用のコンデンサＣａと、コンデンサＣａに蓄積された電荷を取り出すための通常時ＯＦＦ（遮断）の電荷取り出し用のスイッチ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒとを備えている。本実施例では、半導体厚膜１は放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質で形成されているが、光の入射によりキャリアが生成される光感応型の物質であってもよい。半導体厚膜１は、この発明における半導体層に、薄膜トランジスタＴｒは、この発明におけるスイッチング素子にそれぞれ相当する。   As shown in FIG. 1, the radiation detection apparatus according to the present embodiment is provided on a surface of the semiconductor thick film 1 and a radiation sensitive semiconductor thick film 1 in which carriers are generated when radiation such as X-rays enters. The applied voltage application electrode 2, the carrier collection electrode 3 provided on the back side opposite to the radiation incident side of the semiconductor thick film 1, and the charge storage capacitor Ca for collecting collected carriers to the carrier collection electrode 3. , And a thin film transistor (TFT) Tr that is a switching element for taking off charges that are normally OFF (blocked) for taking out the charges accumulated in the capacitor Ca. In this embodiment, the semiconductor thick film 1 is formed of a radiation sensitive material in which carriers are generated by the incidence of radiation, but may be a photosensitive material in which carriers are generated by the incidence of light. . The semiconductor thick film 1 corresponds to the semiconductor layer in this invention, and the thin film transistor Tr corresponds to the switching element in this invention.

この他に、本実施例では、薄膜トランジスタＴｒのソースに接続されているデータ線４と、薄膜トランジスタＴｒのゲートに接続されているゲート線５とを備えており、電圧印加電極２，半導体厚膜１，キャリア収集電極３，コンデンサＣａ，薄膜トランジスタＴｒ，データ線４およびゲート線５が絶縁基板６の上に積層されて構成されている。   In addition to this, in this embodiment, the data line 4 connected to the source of the thin film transistor Tr and the gate line 5 connected to the gate of the thin film transistor Tr are provided. , Carrier collection electrode 3, capacitor Ca, thin film transistor Tr, data line 4 and gate line 5 are laminated on insulating substrate 6.

図１、図２に示すように、縦・横式２次元マトリックス状配列で多数個（例えば、1024個×1024個や4096×4096個）形成されたキャリア収集電極３ごとに、上述した各々のコンデンサＣａおよび薄膜トランジスタＴｒがそれぞれ接続されており、それらキャリア収集電極３，コンデンサＣａ，および薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極２は、全検出素子ＤＵの共通電極として全面にわたって形成されている。また、上述したデータ線４は、図２に示すように、横（Ｘ）方向に複数本に並列されているとともに、上述したゲート線５は、図２に示すように、縦（Ｙ）方向に複数本に並列されており、各々のデータ線４およびゲート線５は各検出素子ＤＵに接続されている。また、データ線４はアンプアレイ回路７に接続されており、ゲート線５はゲートドライバ回路８に接続されている。なお、検出素子ＤＵの配列個数は上述の1024個×1024個や4096×4096個だけでなく、実施形態に応じて配列個数を変更して使用することができる。したがって、検出素子ＤＵが１個のみの形態であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, each of the above-described carrier collection electrodes 3 formed in a large number (for example, 1024 × 1024 or 4096 × 4096) in a vertical / horizontal two-dimensional matrix arrangement is used. The capacitor Ca and the thin film transistor Tr are connected to each other, and the carrier collecting electrode 3, the capacitor Ca, and the thin film transistor Tr are separately formed as each detection element DU. The voltage application electrode 2 is formed over the entire surface as a common electrode of all the detection elements DU. Further, as shown in FIG. 2, the data lines 4 described above are arranged in parallel in the horizontal (X) direction, and the gate lines 5 described above are arranged in the vertical (Y) direction as shown in FIG. The data lines 4 and the gate lines 5 are connected to the detection elements DU. The data line 4 is connected to the amplifier array circuit 7, and the gate line 5 is connected to the gate driver circuit 8. The number of detector elements DU arranged is not limited to the above-mentioned 1024 × 1024 or 4096 × 4096, and the number of detector elements DU can be changed according to the embodiment. Therefore, the form with only one detection element DU may be sufficient.

検出素子ＤＵは２次元マトリックス状配列で絶縁基板６にパターン形成されており、検出素子ＤＵがパターン形成された絶縁基板６は『アクティブ・マトリクス基板』とも呼ばれている。   The detection elements DU are patterned on the insulating substrate 6 in a two-dimensional matrix arrangement, and the insulating substrate 6 on which the detection elements DU are patterned is also called an “active matrix substrate”.

上述したアンプアレイ回路７やゲートドライバ回路８は、制御回路１０に接続されている。制御回路１０は、アンプアレイ回路７やゲートドライバ回路８の動作を統括制御する。例えば、制御回路１０は、各ゲート線５を順次に駆動することで、アンプアレイ回路７から全画素の出力データを収集する。そして、最終的に２次元画像を構成する。   The amplifier array circuit 7 and the gate driver circuit 8 described above are connected to the control circuit 10. The control circuit 10 comprehensively controls operations of the amplifier array circuit 7 and the gate driver circuit 8. For example, the control circuit 10 collects output data of all pixels from the amplifier array circuit 7 by sequentially driving the gate lines 5. Finally, a two-dimensional image is constructed.

また、本実施例に係る放射線検出装置の検出素子ＤＵ周辺を作成する場合には、絶縁基板６の表面に、各種真空蒸着法による薄膜形成技術やフォトリソグラフィ法によるパターン技術を利用して、データ線４およびゲート線５を配線し、薄膜トランジスタＴｒ，コンデンサＣａ，キャリア収集電極３，半導体厚膜１，電圧印加電極２などを順に積層形成する。なお、半導体厚膜１を形成する半導体については、アモルファス型の半導体や多結晶型の半導体などに例示されるように、用途や耐電圧などに応じて適宜選択することができる。また、半導体厚膜１を形成する物質についても、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜などに例示されるように、特に限定されない。   In addition, when the periphery of the detection element DU of the radiation detection apparatus according to the present embodiment is created, data is obtained on the surface of the insulating substrate 6 by using a thin film formation technique by various vacuum deposition methods or a pattern technique by photolithography. The line 4 and the gate line 5 are wired, and the thin film transistor Tr, the capacitor Ca, the carrier collection electrode 3, the semiconductor thick film 1, the voltage application electrode 2, and the like are sequentially stacked. The semiconductor for forming the semiconductor thick film 1 can be appropriately selected according to the application, withstand voltage, etc., as exemplified by amorphous semiconductors and polycrystalline semiconductors. Further, the substance forming the semiconductor thick film 1 is not particularly limited as exemplified by an amorphous selenium (a-Se) film.

次に、制御回路１０の内部構成について図３を参照して説明する。制御回路１０は、図３に示すように、ゲート駆動信号合成回路１１、アンプ駆動信号合成回路１２、信号切り換え回路１３、スタート信号発生回路１４、信号監視回路１５を備えている。   Next, the internal configuration of the control circuit 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the control circuit 10 includes a gate drive signal synthesis circuit 11, an amplifier drive signal synthesis circuit 12, a signal switching circuit 13, a start signal generation circuit 14, and a signal monitoring circuit 15.

ゲート駆動信号合成回路１１は、ゲートドライバ回路８に接続されているとともに、アンプ駆動信号合成回路１２は、アンプアレイ回路７に接続されている。ゲート駆動信号合成回路１１は、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を制御するゲート駆動信号を合成する。アンプ駆動信号合成回路１２は、検出素子ＤＵを選択してアンプアレイ回路７で増幅を行うアンプ駆動信号を合成する。ゲート駆動信号合成回路１１は、この発明におけるスイッチ駆動手段に相当する。   The gate drive signal synthesis circuit 11 is connected to the gate driver circuit 8, and the amplifier drive signal synthesis circuit 12 is connected to the amplifier array circuit 7. The gate drive signal synthesis circuit 11 synthesizes a gate drive signal for controlling ON / OFF switching drive of the thin film transistor Tr as a switching element. The amplifier drive signal synthesis circuit 12 selects the detection element DU and synthesizes an amplifier drive signal to be amplified by the amplifier array circuit 7. The gate drive signal synthesis circuit 11 corresponds to the switch drive means in this invention.

信号切り換え回路１３は、Ａ入力端子、Ｂ入力端子、Ｃ入力端子を備えているとともに、Ｏ出力端子を備えている。信号切り換え回路１３では、Ｃ入力端子からの制御によって、Ａ入力端子に入力される信号またはＢ入力端子に入力される信号のいずれか一方が選択的にＯ出力端子に出力されるように構成されている。信号切り換え回路１３のＯ出力端子には、上述したゲート駆動信号合成回路１１およびアンプ駆動信号合成回路１２が接続されている。また、信号切り換え回路１３のＡ入力端子には、スタート信号発生回路１４からの出力が接続されるとともに、Ｂ入力端子には、外部のホスト装置（図示省略）からのスタート信号が接続されている。通常時には、ホスト装置からのスタート信号がＢ入力端子を介してＯ出力端子に出力されるようになっている。   The signal switching circuit 13 includes an A input terminal, a B input terminal, a C input terminal, and an O output terminal. The signal switching circuit 13 is configured to selectively output either the signal input to the A input terminal or the signal input to the B input terminal to the O output terminal by the control from the C input terminal. ing. The above-described gate drive signal synthesis circuit 11 and amplifier drive signal synthesis circuit 12 are connected to the O output terminal of the signal switching circuit 13. The output from the start signal generating circuit 14 is connected to the A input terminal of the signal switching circuit 13 and the start signal from an external host device (not shown) is connected to the B input terminal. . Normally, a start signal from the host device is output to the O output terminal via the B input terminal.

信号監視回路１５は、ホスト装置からのスタート信号を監視する。予め決定された所定時間にわたってホスト装置からのスタート信号が途絶えると、信号監視回路１５は信号切り換え回路１３のＣ入力端子に信号を送る。そして、通常時においてホスト装置からのスタート信号を、Ｂ入力端子を介してＯ出力端子に出力していたのを、スタート信号発生回路１４からのスタート信号を、Ａ入力端子を介してＯ出力端子に出力するように、Ｂ入力端子からＡ入力端子に切り換える。信号監視回路１５は、この発明における監視手段に相当する。   The signal monitoring circuit 15 monitors a start signal from the host device. When the start signal from the host device is interrupted for a predetermined time, the signal monitoring circuit 15 sends a signal to the C input terminal of the signal switching circuit 13. The normal start signal from the host device is output to the O output terminal via the B input terminal. The start signal from the start signal generation circuit 14 is output to the O output terminal via the A input terminal. Switch from the B input terminal to the A input terminal. The signal monitoring circuit 15 corresponds to the monitoring means in this invention.

上述した所定時間は、スイッチング素子に相当する薄膜トランジスタＴｒの特性が変化しない期間内で設定された時間である。薄膜トランジスタＴｒに代表されるスイッチング素子の特性が変化する場合として、スイッチング動作自体に支障を来たす場合や、リーク電流が増加する等、本来の特性と異なる状態に変化する場合が該当する。また、所定時間として具体的な設定期間については、スイッチング素子によって異なるが、試行錯誤で支障が生じないことが明らかな期間を設定すればよい。本実施例のように、スイッチング素子が薄膜トランジスタＴｒの場合には、５秒から１分程度が望ましい。   The predetermined time described above is a time set within a period in which the characteristics of the thin film transistor Tr corresponding to the switching element do not change. As a case where the characteristics of the switching element represented by the thin film transistor Tr change, a case where the switching operation itself is disturbed or a case where the characteristics change to a state different from the original characteristics such as an increase in leakage current is applicable. Further, a specific setting period as the predetermined time may vary depending on the switching element, but a period in which it is clear that no trouble occurs by trial and error may be set. As in this embodiment, when the switching element is a thin film transistor Tr, it is preferably about 5 seconds to 1 minute.

続いて、本実施例に係る放射線装置の作用について説明する。電圧印加電極２に高電圧（例えば数１００Ｖ〜数１０ｋＶ程度）のバイアス電圧ＶAを印加した状態で、検出対象である放射線を入射させる。このバイアス電圧ＶAの印加の制御についても制御回路１０から行う。 Subsequently, the operation of the radiation apparatus according to the present embodiment will be described. In a state where a high voltage (for example, about several hundred volts to several tens of kV) bias voltage V A is applied to the voltage application electrode 2, radiation to be detected is incident. The control of the application of the bias voltage V A is also performed from the control circuit 10.

通常時には、外部のホスト装置からのスタート信号に同期してゲート駆動信号合成回路１１はゲート駆動信号を合成して、ゲートドライバ回路８を介して、各ゲート線５を順次に駆動して、ゲート線５に接続された薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を制御する。   In a normal state, the gate drive signal synthesizing circuit 11 synthesizes the gate drive signals in synchronism with the start signal from the external host device, and sequentially drives the gate lines 5 via the gate driver circuit 8, thereby The on / off switching drive of the thin film transistor Tr connected to the line 5 is controlled.

放射線の入射によってキャリアが生成されて、そのキャリアが電荷情報として電荷蓄積用のコンデンサＣａに蓄積される。ゲートドライバ回路８の信号取り出し用の走査信号（すなわちゲート駆動信号）によって、ゲート線５が選択されて、さらに選択されたゲート線５に接続されている検出素子ＤＵが選択指定される。その指定された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積された電荷が、選択されたゲート線５の信号によってＯＮ状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、データ線４に読み出される。   Carriers are generated by the incidence of radiation, and the carriers are stored in the charge storage capacitor Ca as charge information. A gate line 5 is selected by a scanning signal for extracting a signal from the gate driver circuit 8 (that is, a gate drive signal), and a detection element DU connected to the selected gate line 5 is selected and designated. The electric charge accumulated in the capacitor Ca of the designated detection element DU is read out to the data line 4 via the thin film transistor Tr that has been turned on by the signal of the selected gate line 5.

また、各検出素子ＤＵのアドレス（番地）指定は、データ線４およびゲート線５の信号取り出し用の走査信号（ゲート線５の場合にはゲート駆動信号、データ線４の場合にはアンプ駆動信号）に基づいて行われる。アンプアレイ回路７やゲートドライバ回路８に信号取り出し用の走査信号が送り込まれると、ゲートドライバ回路８から縦（Ｙ）方向の走査信号（ゲート駆動信号）に従って各検出素子ＤＵが選択される。選択された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積された電荷が、データ線４を介してアンプアレイ回路７に送り出され増幅される。そして、横（Ｘ）方向の走査信号（アンプ駆動信号）に従ってアンプアレイ回路７が切り換えられることによって、全画素の出力データとしてアンプアレイ回路７から出力される。   Also, the address (address) designation of each detection element DU is a scanning signal for extracting signals from the data line 4 and the gate line 5 (a gate drive signal in the case of the gate line 5 and an amplifier drive signal in the case of the data line 4). ). When a scanning signal for signal extraction is sent to the amplifier array circuit 7 or the gate driver circuit 8, each detection element DU is selected from the gate driver circuit 8 in accordance with a scanning signal (gate driving signal) in the longitudinal (Y) direction. The charge accumulated in the capacitor Ca of the selected detection element DU is sent to the amplifier array circuit 7 via the data line 4 and amplified. Then, the amplifier array circuit 7 is switched in accordance with the scanning signal (amplifier drive signal) in the horizontal (X) direction, and is output from the amplifier array circuit 7 as output data of all pixels.

上述の動作によって、例えばＸ線透視撮影装置の透視Ｘ線像の検出に本実施例に係るシステムを用いた場合、データ線４を介して外部に読み出された電荷情報が画像情報に変換されて、Ｘ線透視画像として出力される。   With the above-described operation, for example, when the system according to the present embodiment is used to detect a fluoroscopic X-ray image of an X-ray fluoroscopic apparatus, the charge information read to the outside via the data line 4 is converted into image information. And output as an X-ray fluoroscopic image.

通常時と相違して、予め決定された所定時間にわたってホスト装置からのスタート信号が途絶えた場合には、通常時においてホスト装置からのスタート信号を、Ｂ入力端子を介してＯ出力端子に出力していたのを、スタート信号発生回路１４からのスタート信号を、Ａ入力端子を介してＯ出力端子に出力するように切り換える。この切り換えによって、スタート信号発生回路１４からのゲート駆動信号が、ゲート駆動信号合成回路１１を介して、薄膜トランジスタＴｒに自発的に出力される。つまり、ホスト装置からのスタート信号に同期することなくゲート駆動信号合成回路１１はゲート駆動信号を自発的に合成して、薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御する。   Unlike the normal time, when the start signal from the host device is interrupted for a predetermined time, the start signal from the host device is output to the O output terminal via the B input terminal in the normal time. However, the start signal from the start signal generation circuit 14 is switched to be output to the O output terminal via the A input terminal. By this switching, the gate drive signal from the start signal generation circuit 14 is spontaneously output to the thin film transistor Tr via the gate drive signal synthesis circuit 11. That is, the gate drive signal synthesizing circuit 11 spontaneously synthesizes the gate drive signal without synchronizing with the start signal from the host device, and spontaneously controls the ON / OFF switching drive of the thin film transistor Tr.

上述した本実施例に係る放射線検出装置によれば、スイッチング素子である薄膜トランジスタＴｒの他に、外部のホスト装置からのスタート信号に同期して薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を制御するゲート駆動信号合成回路１１と、上述したスタート信号を監視する信号監視回路１５とを備えている。その信号監視回路１５がスタート信号の停止を検出して、薄膜トランジスタＴｒのＯＮまたはＯＦＦ状態が、薄膜トランジスタＴｒの特性が変化しない期間内で設定された所定時間を超えて継続したときに、上述したゲート駆動信号合成回路１１から薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御するようにそれぞれを構成することで、薄膜トランジスタＴｒのＯＮまたはＯＦＦ状態が所定時間を超えて継続したことによる薄膜トランジスタＴｒの特性の変化を防止することができる。そして、ゲート駆動信号合成回路１１から薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御することで、薄膜トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動は継続して行われる。その結果、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒの特性が変化せずにＴＦＴのスイッチとしての機能を発揮することができる。   According to the above-described radiation detection apparatus according to the present embodiment, in addition to the thin film transistor Tr serving as a switching element, a gate drive signal for controlling ON / OFF switching drive of the thin film transistor Tr in synchronization with a start signal from an external host device. A synthesis circuit 11 and a signal monitoring circuit 15 for monitoring the above-described start signal are provided. When the signal monitoring circuit 15 detects the stop of the start signal and the ON or OFF state of the thin film transistor Tr continues for a predetermined time set within a period in which the characteristics of the thin film transistor Tr do not change, the gate described above By configuring each of the drive signal synthesis circuit 11 to spontaneously control the ON / OFF switching drive of the thin film transistor Tr, the characteristics of the thin film transistor Tr due to the ON or OFF state of the thin film transistor Tr continuing for a predetermined time or longer. Can be prevented. Then, the ON / OFF switching drive of the thin film transistor Tr is continuously performed by spontaneously controlling the ON / OFF switching drive of the thin film transistor Tr from the gate drive signal synthesis circuit 11. As a result, the function of the TFT switch can be exhibited without changing the characteristics of the thin film transistor (TFT) Tr.

本実施例のように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いる場合には、長時間にＯＮ電圧またはＯＦＦ電圧が印加され続けるとしきい値のシフトが顕著に出る。したがって、本実施例のようにこの発明がスイッチング素子としてＴＦＴに適用することで、スイッチング素子の特性が変化せずにスイッチング素子のスイッチとしての機能をより一層発揮することができる。   When a thin film transistor (TFT) is used as a switching element as in this embodiment, the threshold value shifts significantly when the ON voltage or OFF voltage is continuously applied for a long time. Therefore, when the present invention is applied to a TFT as a switching element as in this embodiment, the function of the switching element as a switch can be further exhibited without changing the characteristics of the switching element.

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.

（１）上述した実施例では、入射した放射線を半導体厚膜１（半導体層）によって電荷情報に直接に変換した、「直接変換型」の放射線検出器をこの発明は適用したが、入射した放射線をシンチレータなどの変換層によって光に変換し、光感応型の物質で形成された半導体層によってその光を電荷情報に変換する「間接変換型」の放射線検出器をこの発明は適用してもよい。光感応型の半導体層については、上述した実施例と同じような厚膜で形成してもよいし、フォトダイオードで形成してもよい。   (1) In the above-described embodiments, the present invention is applied to a “direct conversion type” radiation detector in which incident radiation is directly converted into charge information by the semiconductor thick film 1 (semiconductor layer). The present invention may be applied to an “indirect conversion type” radiation detector that converts a light into light information by a semiconductor layer formed of a light-sensitive material by converting the light into light by a conversion layer such as a scintillator . The photosensitive semiconductor layer may be formed of a thick film similar to the above-described embodiment, or may be formed of a photodiode.

（２）上述した実施例では、薄膜トランジスタをスイッチング素子として用いたが、通常用いられるスイッチング素子であれば、薄膜トランジスタに限定されない。   (2) In the above-described embodiments, the thin film transistor is used as the switching element. However, the switching element is not limited to the thin film transistor as long as it is a commonly used switching element.

実施例に係る放射線検出装置の検出素子周辺を等価回路で表した回路図である。It is the circuit diagram which represented the detection element periphery of the radiation detection apparatus which concerns on an Example by the equivalent circuit. 平面的に表した回路図である。It is a circuit diagram represented in a plane. 放射線検出装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the control circuit of a radiation detection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ … 半導体厚膜
Ｔｒ … 薄膜トランジスタ
１１ … ゲート駆動信号合成回路
１５ … 信号監視回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor thick film Tr ... Thin-film transistor 11 ... Gate drive signal synthetic | combination circuit 15 ... Signal monitoring circuit

Claims (6)

光または放射線の入射により前記光または放射線の情報を電荷情報に変換する半導体層を備え、変換された電荷情報を読み出すことで光または放射線を検出する光または放射線検出装置であって、ＯＮ／ＯＦＦによって前記電荷情報の読出しを制御するスイッチング素子と、外部からのスタート信号に同期して前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を制御するスイッチ駆動手段と、前記外部からのスタート信号を監視する監視手段とを備え、その監視手段が前記スタート信号の停止を検出して、スイッチング素子のＯＮまたはＯＦＦ状態が、スイッチング素子の特性が変化しない期間内で設定された所定時間を超えて継続したときに、前記スイッチ駆動手段からスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り換え駆動を自発的に制御するようにそれぞれを構成することを特徴とする光または放射線検出装置。   A light or radiation detection device comprising a semiconductor layer for converting light or radiation information into charge information upon incidence of light or radiation, and detecting light or radiation by reading the converted charge information, ON / OFF A switching element for controlling reading of the charge information by the switch, a switch driving means for controlling ON / OFF switching driving of the switching element in synchronization with an external start signal, and a monitoring means for monitoring the external start signal And the monitoring means detects the stop of the start signal, and when the ON or OFF state of the switching element continues beyond a predetermined time set within a period in which the characteristics of the switching element do not change, The switch driving means spontaneously controls the ON / OFF switching drive of the switching element. Light or radiation detecting apparatus characterized by constituting each sea urchin. 請求項１に記載の光または放射線検出装置において、前記装置は、変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出することを特徴とする光または放射線検出装置。   The light or radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the apparatus detects radiation by reading out the converted charge information. 請求項２に記載の光または放射線検出装置において、前記半導体層は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報に変換する放射線感応型の層であって、その放射線感応型の層で変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出することを特徴とする光または放射線検出装置。   3. The light or radiation detection apparatus according to claim 2, wherein the semiconductor layer is a radiation sensitive layer that converts information of the radiation into charge information upon incidence of radiation, and is converted by the radiation sensitive layer. A light or radiation detection device that detects radiation by reading out the charged information. 請求項２に記載の光または放射線検出装置において、前記装置は、放射線の入射により光に変換する変換層を備え、前記半導体層は、前記変換層で変換された光により前記光の情報を電荷情報に変換する光感応型の層であって、その光感応型の層で変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出することを特徴とする光または放射線検出装置。   3. The light or radiation detection device according to claim 2, wherein the device includes a conversion layer that converts light into light upon incidence of radiation, and the semiconductor layer charges the light information by the light converted by the conversion layer. A light or radiation detection apparatus, characterized in that it is a light-sensitive layer that converts information, and detects radiation by reading out charge information converted by the light-sensitive layer. 請求項１に記載の光または放射線検出装置において、前記半導体層は、光の入射により前記光の情報を電荷情報に変換する光感応型の層であって、前記装置は、変換された電荷情報を読み出すことで光を検出することを特徴とする光または放射線検出装置。   The light or radiation detection device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is a light-sensitive layer that converts information of the light into charge information upon incidence of light, and the device includes the converted charge information. A light or radiation detection device that detects light by reading out. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光または放射線検出装置において、前記スイッチング素子が、薄膜トランジスタであることを特徴とする光または放射線検出装置。
6. The light or radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the switching element is a thin film transistor.
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