(57)【要約】【課題】露光量が少ないときのＳ／Ｎを改善した光電変換素子を提供する。【解決手段】基板上にマトリクス状に配列した、第１の電極と第２の電極を備えた複数の光電変換素子と、第２の電極に一方の入出力端子が接続された複数のスイッチ素子と、複数のスイッチ素子の他方の入出力端子を行方向または列方向に共通に接続する複数の読み出し線と、各読み出し線ごとに接続された光電変換素子の信号を読み出す読み出し回路と、複数のスイッチ素子の制御端子を読み出し線と異なる方向に共通に接続する複数の制御線と、各制御線に接続された、スイッチ素子のオン、オフを制御する走査駆動回路と、を有する光電変換装置において、読み出し線と制御線が交差する複数の部分の、読み出し線が敷設される層と制御線が敷設される層の間に、一定電圧を供給する電源またはグランドに接続されたガード線を敷設することを特徴とする光電変換装置。【選択図】図３
2007266395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマトリクス状に配列した、第１の電極と第２の電極を備えた複数の光電変換素子と、
２つの入出力端子と該入出力端子間のオン、オフを制御する制御端子を備えた複数のスイッチ素子と、
前記第２の電極に一方の入出力端子が接続された複数の前記スイッチ素子の他方の入出力端子を行方向または列方向に共通に接続する複数の読み出し線と、
各読み出し線ごとに接続された前記光電変換素子の信号を読み出す読み出し回路と、
複数の前記スイッチ素子の制御端子を読み出し線と異なる方向に共通に接続する複数の制御線と、
前記スイッチ素子のオン、オフを制御する制御信号を各前記制御線に出力する走査駆動回路と、
を有する光電変換装置において、
前記読み出し線と前記制御線が交差する部分の、前記読み出し線が敷設される層と前記制御線が敷設される層の間に、定電圧電源に接続されたガード線、またはグランドに接続されたガード線を互いに接触しないように敷設することを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記光電変換装置は、
前記光電変換素子の第１の電極に接続されたバイアス線と、
前記バイアス線に一定電圧を印加するバイアス電源回路と有し、
前記ガード線は直近の前記バイアス線を介して前記バイアス電源回路と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記光電変換装置は、
前記光電変換素子の第２の電極に電圧を印加するリファレンス電源を有し、
前記ガード線はリファレンス電源と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記光電変換素子は、
前記第２の電極と同一面上に前記第２の電極を囲む第３の電極を有し、
前記第３の電極は前記ガード線に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から放射線像の撮像には、増感紙と放射線写真フィルムを組み合わせたフィルムスクリーンシステムがよく用いられている。この方法によれば、被写体を透過した被写体の内部情報を含む放射線が増感紙によって放射線の強度に比例した可視光に変換され、その可視光が放射線写真フィルムを感光させることにより、放射線像がフィルム上に形成される。しかしながらこのようなフィルム方式では、撮像した放射線画像を医師が得るまでには、途中にフィルムの現像過程があるため、手間と時間を要する等の問題がある。
【０００３】
また、最近の技術の進歩により、医療業界において、放射線画像情報を放射線写真フィルムを介さずに直接電気信号として得たいという要求が高まりつつある。すなわち、放射線を蛍光体によって放射線の強度に比例した可視光に変換し、それを光電変換素子を用いて電気信号に変換することのできる半導体センサを用い、変換された電気信号を、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ（以降「ａ−ＴＦＴ」と呼ぶ）を用いた回路で読み出すフラットパネルディテクタ（以降「ＦＰＤ」と呼ぶ）を用いた放射線撮像装置が使用され始めている。
【０００４】
従来の放射線撮像装置の一例を図１を用いて説明する。
【０００５】
図１は、フォトダイオード１１とスイッチ素子８４から構成されるＮ行×Ｍ列の画素を有するＦＰＤの回路図である。
【０００６】
ＦＰＤ８０は間接型に分類されるタイプのものであり、放射線を可視光に変換する図示せぬ蛍光板と、蛍光板の可視光を光電変換するフォトダイオード１１、およびスイッチ素子８４を用いた読み出し回路を形成した回路基板９５から構成される。
【０００７】
図１には、この回路基板９５の回路および周辺回路を示す。
【０００８】
回路基板９５は、フォトダイオード１１およびスイッチ素子８４のそれぞれ１個の組み合わせで１つの画素を形成し、合わせて２行×３列の画素を有している。
【０００９】
図１のスイッチ素子８４は、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、スイッチ素子８４の入出力端子であるソースは読み出し線９３ａ、９３ｂ、９３ｃへ接続され、入出力端子であるドレインは各フォトダイオード１１のカソード電極３に、それぞれ接続されている。
【００１０】
スイッチ素子８４のゲートは制御線８５ａ、８５ｂへ接続されている。フォトダイオード１１のアノード電極４はバイアス線８３に接続され、バイアス線８３はバイアス電源８２に接続され、バイアス電圧Ｖ１が印加されている。
【００１１】
制御線８５ａ，８５ｂは、それぞれ走査駆動回路８６の出力端子Ｇ1，Ｇ2に接続され、読み出し線９３ａ，９３ｂ，９３ｃは、それぞれＯＰアンプ９０の−入力端子に接続されている。また、ＯＰアンプ９０の＋入力端子にはリファレンス電源２０からリファレンス電圧Ｖ２が供給されている。ＯＰアンプ９０の−入力端子と出力との間にはコンデンサ９１とスイッチ９２が並列に接続され、読み出し回路９９を構成している。
【００１２】
読み出し回路９９は公知の積分回路であり、−入力端子に流入した電流はコンデンサ９１で積分され、入力電流の積分値が出力電圧となる。スイッチ９２はコンデンサ９１の両端を短絡し、リセットするために設けられている。
【００１３】
走査駆動回路８６はスイッチ素子８４の駆動手段である。走査駆動回路８６の出力端子Ｇ1，Ｇ2は制御線８５ａ，８５ｂに接続されており、正の電圧を順に出力し制御線８５ａ，８５ｂを走査する。走査駆動回路８６から正の電圧が出力されると、同一制御線に接続されているスイッチ素子８４がオンになり、カソード電極３は読み出し線９３ａ，９３ｂ，９３ｃを介してＯＰアンプ９０の−入力端子と接続される。
【００１４】
蛍光板（不図示）は、上述の回路基板を覆い、蛍光板で発生した可視光がフォトダイオード１１に入射するように構成されている。
【００１５】
初期化モードでは、スイッチ９２はオンであり、ＯＰアンプ９０の出力電圧はリファレンス電圧Ｖ２と同じ電圧である。走査駆動回路８６が制御線８５ａ，８５ｂをハイにすると、その制御線に接続されているスイッチ素子８４がすべてオンになり、カソード電極３にリファレンス電圧Ｖ２が印加される。リファレンス電圧Ｖ２＞バイアス電圧Ｖ１であり、フォトダイオード１１は逆バイアスの電圧が印加される。
【００１６】
光電変換モードでは、走査駆動回路８６が制御線８５ａ，８５ｂをロウにして、スイッチ素子８４がすべてオフにした後、図示せぬ放射線照射装置から放射線の曝射が開始される。放射線が曝射されると、放射線の曝射を受けた蛍光板が蛍光を発し、それを受光したフォトダイオード１１は、内部で電子−ホール対が発生する。そのため、フォトダイオード１１に充電されていた電荷は、発生した電子−ホール対の分だけ減少する。この間、スイッチ９２はすべてオンである。
【００１７】
放射線の曝射に続いて、読み出し走査が行われる。読み出し走査の時、スイッチ９２はオフである。走査駆動回路８６は、順次制御線８５ａ，８５ｂに正の電圧を出力して、スイッチ素子８４をオンにすると、読み出し線９３に電流が流れ、ＯＰアンプ９０から電荷−電圧変換された電圧が出力される。電荷−電圧変換された電圧は、放射線曝射の時、フォトダイオード１１から放電により消滅した電荷に相当する。このようにして、蛍光板に入射した放射線の画像が、電圧として二次元的に読み出される。
【００１８】
ところで、回路基板９５上の制御線８５の各々が平行に敷設される層と読み出し線９３の各々が平行に敷設される層とは、絶縁膜の層を挟んで、図１の紙面の垂直方向に互いが重なるように形成されている。つまり、制御線８５と読み出し線９３とは別々の層（レイヤ）として形成されていて、かつ相互に短絡することがないようにされている。そのため、制御線８５と読み出し線９３が交差する部分には寄生容量６０が発生する。そのため、読み出し線９３の電圧を一定とした場合には、制御線８５の電圧によってこの交差部容量に電荷が蓄積されることになる。
【００１９】
制御線８５の電圧が一定である、というような理想的な状態を想定すると、前記交差部に蓄積される電荷量も一定であり、特に大きな問題は生じない。しかしながら、走査駆動回路８６は一般的にデジタル部とアナログ部を有し、デジタル部からのノイズを拾いやすい。
【００２０】
そのため、制御線８５にはノイズ電圧が重畳し、前記交差部容量に蓄積される電荷が時間変動することになる。そして、この電荷の変化は、読み出し線９３に伝わり、検出信号におけるノイズ成分となる。このノイズ成分は、同一の制御線８５に連なるフォトダイオード１１においては、同じ電圧の変動が加わることになるので、結果、同一のノイズ成分がマトリックス各行について固有に加わることになる。
【００２１】
制御線８５がデジタル部からのノイズを拾わないように、デジタル部のノイズを非常に低いレベルにすることも考えられるが、回路が複雑になり、コストアップになるという問題がある。
【００２２】
そのため、放射線を入射させないようにしたシールド画素からの出力を、放射線が通常通り入射する非シールド画素の出力から差し引くことによって、このようなノイズの補正を行なう方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【００２３】
また、画素部と読み出し部を分離可能な構成とし、それぞれのノイズを別々のステップで検出して高精度に補正を行う方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１９７０５３号公報
【特許文献２】特開２００１−９９９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、特許文献１、特許文献２で開示されている方法では、画像データ取得後にノイズ補正処理を行うため、所望の画像が得られるまでに時間がかかるという課題があった。
【００２５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、画像読み出し時のノイズを低減し、ノイズ補正処理が不要な光電変換装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
１．
基板上にマトリクス状に配列した、第１の電極と第２の電極を備えた複数の光電変換素子と、
２つの入出力端子と該入出力端子間のオン、オフを制御する制御端子を備えた複数のスイッチ素子と、
前記第２の電極に一方の入出力端子が接続された複数の前記スイッチ素子の他方の入出力端子を行方向または列方向に共通に接続する複数の読み出し線と、
各読み出し線ごとに接続された前記光電変換素子の信号を読み出す読み出し回路と、
複数の前記スイッチ素子の制御端子を読み出し線と異なる方向に共通に接続する複数の制御線と、
前記スイッチ素子のオン、オフを制御する制御信号を各前記制御線に出力する走査駆動回路と、
を有する光電変換装置において、
前記読み出し線と前記制御線が交差する部分の、前記読み出し線が敷設される層と前記制御線が敷設される層の間に、定電圧電源に接続されたガード線、またはグランドに接続されたガード線を互いに接触しないように敷設することを特徴とする光電変換装置。
【００２７】
２．
前記光電変換装置は、
前記光電変換素子の第１の電極に接続されたバイアス線と、
前記バイアス線に一定電圧を印加するバイアス電源回路と有し、
前記ガード線は直近の前記バイアス線を介して前記バイアス電源回路と接続されていることを特徴とする１に記載の光電変換装置。
【００２８】
３．
前記光電変換装置は、
前記光電変換素子の第２の電極に電圧を印加するリファレンス電源を有し、
前記ガード線はリファレンス電源と接続されていることを特徴とする１に記載の光電変換装置。
【００２９】
４．
前記光電変換素子は、
前記第２の電極と同一面上に前記第２の電極を囲む第３の電極を有し、
前記第３の電極は前記ガード線に接続されていることを特徴とする１乃至３の何れか一項に記載の光電変換装置。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、画像読み出し時のノイズを低減し、ノイズ補正処理が不要な光電変換装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、実施形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
図２は第１の実施形態の光電変換装置の回路図、図３は第１の実施形態の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した図面である。
【００３３】
図２と図３を用いて、一例としてフォトダイオード１１とスイッチ素子８４から構成される３行×３列の画素を有するＦＰＤの回路に本発明を適用した場合について説明する。以下、本発明の第１の電極はアノード電極４、第２の電極はカソード電極３である。なお、図１で説明した機能要素と同機能を有する機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００３４】
図３（ａ）は、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’部の断面図である。
【００３５】
はじめに図３（ａ）について説明する。図３（ａ）には、基板９５上の、図２の２行１列目のフォトダイオード１１ｄとスイッチ素子８４ｄと、２行２列目のフォトダイオード１１ｅとスイッチ素子８４ｄと、制御線８５ｂと読み出し線９３ａとバイアス線８３ａ、バイアス線８３ｂと、ガード線１００ａを図示している。
【００３６】
図２の回路図通りに、フォトダイオード１１ｄのカソード電極３ｄは接続線７２ｄによりスイッチ素子８４ｄの入出力端子であるドレインと接続されている。
【００３７】
スイッチ素子８４ｄの入出力端子であるソースは、読み出し線９３ａと接続されている。図３（ａ）には図示せぬスイッチ素子８４ｄのゲート電極は、制御線８５ｂと接続している。フォトダイオード１１ｅも同様であり、説明を省略する。ガード線１００ａ1は読み出し線９３ａと並行して敷設され、制御線８５ｂと交差する部分では、読み出し線９３ａ方向にガード線１００ａ2の部分が飛び出している。
【００３８】
次に、図３（ｂ）の断面図を用いて、制御線８５ｂに沿った断面の垂直方向の位置関係について説明する。最初に読み出し線９３ａを含む断面を説明する。基板１上の制御線８５ｂの上に、絶縁層７１を形成し、さらにその上にガード線１００ａが敷設されている。ガード線１００ａの上層にはパッシベーション層７０を設け、その上に読み出し線９３ａが敷設されている。また、バイアス線８３もパッシベーション層７０上に敷設されている。
【００３９】
このように、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の、制御線８５ｂと読み出し線９３ａの間には、絶縁層７１、ガード線１００ａ2、パッシベーション層７０の順に積層されている。絶縁層７１を挟んで制御線８５ｂとガード線１００ａ2の間と、パッシベーション層７０を挟んで読み出し線９３ａとガード線１００ａ2の間でそれぞれ寄生容量６１ｄ、寄生容量６２ｄが発生するが、ガード線１００ａは図２の回路図に示すようにグランドに接続されているので、寄生容量６１ｄ、寄生容量６２ｄの一方を、ガード線１００ａを介して接地することになる。そのため、従来のように制御線８５ｂで発生したノイズ電圧が、寄生容量を介して読み出し線９３に伝わることが無いので、画像読み出し時のノイズを低減することができる。
【００４０】
なお、読み出し線９３とガード線１００の間で発生する寄生容量６２が大きくなると、読み出し線９３の周波数特性に影響するので、できるだけ小さくなるようにすることが望ましい。そのためには、読み出し線９３の直下または直上に並行してガード線１００を配設することは避け、図３に示すように読み出し線９３とガード線１００ａ1の部分が垂直方向に重なった位置関係にならないように配線し、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分に向けて最短距離でガード線１００ａ2を配線した。
【００４１】
また、本実施形態では、ガード線１００をグランドに接続した例を説明したが、一定電圧を供給する電源に接続しても同様の効果が得られる。
【００４２】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００４３】
図４は第２の実施形態の光電変換装置の回路図、図５は第２の実施形態の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した図面である。なお、図２で説明した機能要素と同機能を有する機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００４４】
図４と図２の回路図の違いは、図４にはガード線１００の列方向の配線部分であるガード線１００ａ1、１００ｂ1が無く、ガード線１００ａ2とガード線１００ｂ2がバイアス線８３ｂ、バイアス線８３ｃとそれぞれ接続していることである。図４の回路図に示すように、ガード線１００はバイアス線８３を介してバイアス電源回路８２に接続されているので、一定電圧Ｖ１がガード線１００とバイアス線８３に与えられる。
【００４５】
図５（ａ）は、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’部の断面図である。
【００４６】
図５（ａ）に図示するように、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分に敷設されているガード線１００ａ2とバイアス線８３ｂは一体に配線されている。
【００４７】
次に、図５（ｂ）の断面図を用いて、制御線８５ｂに沿った断面の垂直方向の位置関係について説明する。最初に読み出し線９３ａを含む断面を説明する。基板１上の制御線８５ｂの上に、絶縁層７１を形成し、さらにその上にガード線１００ａ2とバイアス線８３ｂが敷設されている。ガード線１００ａ2とバイアス線８３ｂの上層にはパッシベーション層７０を設け、その上に読み出し線９３ａが敷設されている。
【００４８】
このように、第１の実施形態と同様に、絶縁層７１を挟んで制御線８５ｂとガード線１００ａ2の間と、パッシベーション層７０を挟んで読み出し線９３ａとガード線１００ａ2の間でそれぞれ寄生容量６３ｄ、寄生容量６４ｄが発生するが、ガード線１００ａ2は図４の回路図に示すようにバイアス電源回路８２に接続されているので、寄生容量６３ｄ、寄生容量６４ｄの一方をバイアス線８３ｂを介してバイアス電源回路８２の供給する電圧に固定することになる。そのため、従来のように制御線８５ｂで発生したノイズ電圧が、寄生容量を介して読み出し線９３に伝わることが無いので、画像読み出し時のノイズを低減することができる。また、本実施形態ではガード線１００の配線部分であるガード線１００ａ1、１００ｂ1を設けず、直近のバイアス線８３に接続するので、開口率を上げることができるとともに、工程を簡略化することができる。
【００４９】
次に、第３の実施形態について説明する。
【００５０】
図６は第３の実施形態の光電変換装置の回路図、図７は第３の実施形態の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した図面である。
【００５１】
第３の実施形態の光電変換装置では、図６に示すように、第３の電極１０３を設けたフォトダイオード１４を光電変換素子として用い、ガード線１００と第３の電極１０３を接続して、リファレンス電源２０から定電圧をガード線１００と第３の電極１０３に供給するものである。
【００５２】
図６と図２の回路図の違いは、第３電極線１０９が設けられていること、図６の第３電極線１０９とガード線１００ａ、１００ｂがリファレンス電源２０に接続されていること、第３電極線１０９とガード線１００ａ、１００ｂは、それぞれの列方向の第３の電極１０３に接続されていることである。なお、第３電極線１０９は、ガード線１００が無い列のフォトダイオード１４の第３の電極１０３に一定電圧を与えるために設けられている。また、図２で説明したカソード電極３とアノード電極４は、図６では第２の電極１０２と第１の電極１０１に相当する。その他の同機能を持つ機能素子については同番号を付し、説明を省略する。
【００５３】
次に図７を図３と比較して説明する。
【００５４】
図７（ａ）は、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ’部の断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ’部の断面図である。
【００５５】
最初に図７（ａ）について説明する。
【００５６】
図７（ａ）の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分は図３（ａ）と同じ構成であり、読み出し線９３ａの方向にガード線１００ａのガード線１００ａ2の部分が突起している。
【００５７】
図６の回路図通りに、フォトダイオード１４ｄの第２の電極１０２ｄは接続線７２ｄによりスイッチ素子８４ｄのドレインと接続されている。スイッチ素子８４ｄのソースは読み出し線９３ａと接続されている。図７（ａ）には図示せぬスイッチ素子８４ｄのゲート電極は、制御線８５ｂと接続している。フォトダイオード１４ｄの第３の電極１０３ｄは第２の電極１０２ｄを囲むように設けられ、接続線１１５ｄにより第３電極線１０９と接続されている。第３の電極１０３ｄについては後で詳しく説明する。
【００５８】
また、フォトダイオード１４ｅの第２の電極１０２ｅは接続線７２ｅによりスイッチ素子８４ｅのドレインと接続されている。スイッチ素子８４ｅのソースは、図７（ａ）には図示せぬ読み出し線９３ａと接続されている。図７（ａ）には図示せぬスイッチ素子８４ｅのゲート電極は、制御線８５ｂと接続している。フォトダイオード１４ｅの第３の電極１０３ｅは第２の電極１０２ｅを囲むように設けられ、接続線１１５ｅによりガード線１００ａと接続されている。
【００５９】
次に、図７（ｂ）の断面図を用いて、制御線８５ｂに沿った断面の垂直方向の位置関係について説明する。最初に読み出し線９３ａを含む断面を説明する。基板１上の制御線８５ｂの上に、絶縁層７１を形成し、さらにその上にガード線１００ａが敷設されている。ガード線１００ａの上層にはパッシベーション層７０を設け、その上に読み出し線９３ａとバイアス線８３ｂが敷設されている。
【００６０】
図３と同様に、制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の、制御線８５ｂと読み出し線９３ａの間には、ガード線１００ａ2が形成されていて、絶縁層７１、ガード線１００ａ2、パッシベーション層７０の順に積層されている。第１の実施形態と同様に、寄生容量６１ｄ、寄生容量６２ｄが発生するが、ガード線１００ａ2は図６の回路図に示すようにリファレンス電源２０に接続されているので、寄生容量６１ｄ、寄生容量６２ｄの一方を、ガード線１００ａ2を介してリファレンス電源２０の供給するリファレンス電圧Ｖ２に固定することになる。そのため、従来のように制御線８５ｂで発生したノイズ電圧が、寄生容量を介して読み出し線９３に伝わることが無いので、画像読み出し時のノイズを低減することができる。
【００６１】
図７（ｂ）の左側には絶縁層７１の上に、第３電極線１０９、バイアス線８３ａが配設され、上層にはパッシベーション層７０が設けられている。
【００６２】
次に、図７（ｃ）の断面図を用いて、フォトダイオード１４の断面構成について説明する。
【００６３】
フォトダイオード１４ｄ、１４ｅは同じ断面構成であり、ここではフォトダイオード、１４ｅについて説明する。
【００６４】
基板１上に形成された絶縁層７１上に、アノード電極１０１ｅ、Ｎ型半導体層４３、ｉ型半導体層４４、Ｐ型半導体層４５の順に積層され、Ｐ型半導体層４５の上に第２の電極１０２ｅと第３の電極１０３ｅが形成されている。フォトダイオード１４ｅは、Ｐ型半導体層４５、ｉ型半導体層４４、Ｎ型半導体層４３から成るＰＩＮ（Ｐ−Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−Ｎ）型の光電変換層と、第１の電極１０１ｅ、第２の電極１０２ｅ、第３の電極１０３ｅの各電極から構成されている。
【００６５】
フォトダイオード１４ｅの周囲はパッシベーション層７０が設けられている。また、第３の電極１０３ｅとガード線１００ａは接続線１１５ｅで接続されている。
【００６６】
第３の電極１０３ｅはフォトダイオード１４ｅのリーク電流を低減するために設けられている。以下、従来のフォトダイオード１１を例に、リーク電流について説明する。
【００６７】
図１で説明したように、初期化モードでは、アノード電極４にはバイアス電圧Ｖ１、カソード電極３にはリファレンス電圧Ｖ２が印加される。フォトダイオード１１が逆バイアスになるよう、リファレンス電圧Ｖ２＞バイアス電圧Ｖ１である。このような、逆バイアス状態でも、フォトダイオードの光電変換層にはトラップ準位が存在するためリーク電流が発生する。リーク電流はショットノイズの原因であり、光電変換出力信号のＳ／Ｎを悪くする要因である。
【００６８】
光電変換モードでは、走査駆動回路８６が制御線８５ａ，８５ｂをロウにして、スイッチ素子８４をすべてオフにした後、フォトダイオード１１に光を照射するので、電子−ホール対が発生すると第２の電極１０２ｅの電位は下がってくる。そのため露光量が増すとリーク電流は減少してくるが、露光量の少ないときの方がリーク電流が多く、Ｓ／Ｎの点で問題であった。
【００６９】
本実施形態では、第３の電極１０３ｅは、ガード線１００ａ1を介してリファレンス電源２０の供給するリファレンス電圧Ｖ２に固定されるので、第３の電極１０３ｅからアノード電極４には常に一定のリーク電流が流れる。しかしながら、第３の電極１０３ｅは第２の電極１０２ｅとは分離して設けられているので、このリーク電流は第２の電極１０２ｅの電位には影響を及ぼさない。そのため、このリーク電流によるノイズが信号出力に加わることはない。
【００７０】
このように、第３の電極１０３を設けた光電変換素子を用いた場合でも、ガード線１００から第３の電極１０３に電源を供給するので、基板内の配線を共通化することができ、フォトダイオードの開口率を上げることができる。
【００７１】
なお、本実施形態ではフォトダイオードとしてＰＩＮ型フォトダイオードを例に説明したが、本発明はＰＮ型フォトダイオード、ショットキー型フォトダイオード、あるいはフォトダイオードと同等の機能を持つＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）型光電変換素子にも適用できる。また、本実施形態では、第２の電極１０２がカソード電極であり、第１の電極１０１がアノード電極である場合について説明したが、第２の電極１０２がアノードであり、第１の電極１０１がカソードである場合についても適用できる。
【００７２】
以上このように、本発明によれば、画像読み出し時のノイズを低減し、ノイズ補正処理が不要な光電変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の放射線撮像装置の回路図である。
【図２】本発明に係わる第１の実施形態の光電変換装置の回路図である。
【図３】第１の実施形態の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した図面である。
【図４】第１の実施形態のＰＩＮ型フォトダイオード１１を有するＦＰＤの回路図である。
【図５】第２の実施形態の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した図面である。
【図６】本発明に係わる第３の実施形態の光電変換装置の回路図である。
【図７】第３の実施形態の制御線８５ｂと読み出し線９３ａが交差する部分の周辺を拡大した図面である。
【符号の説明】
【００７４】
１  基板
３  カソード電極
４  アノード電極
１１  フォトダイオード
２０  リファレンス電源
４３  Ｎ型半導体層
４４  ｉ型半導体層
４５  Ｐ型半導体層
６０  寄生容量
７０  パッシベーション層
７１  絶縁層
１００  ガード線
１０１  第１の電極
１０２  第２の電極
１０３  第３の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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