JP2009267025A - Photosensor, photosensor array, imaging element, and imaging apparatus - Google Patents

Photosensor, photosensor array, imaging element, and imaging apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photosensor which can reduce leakage current (dark current) generation in a photoelectric conversion layer even in the case where an organic compound is used for the photoelectric conversion layer, to provide a photosensor array, to provide an imaging element, and to provide an imaging apparatus. <P>SOLUTION: There are provided: the photosensor including a substrate, a photoelectric conversion layer which is an organic compound which produces electric charge using the incidence of light on a first surface of the substrate, and a pixel electrode for collecting electric charges produced in the photoelectric conversion layer and having a light collecting member for collecting incident light in the direction of the photoelectric conversion layer on a second surface opposed to the first surface of the substrate; the photosensor array including the photosensor; an imaging element; and the imaging apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置に関する。   The present invention relates to an optical sensor, an optical sensor array, an imaging element, and an imaging apparatus.

グレッツェルらは酸化チタン等の透明電極上に光電変換機能を有する有機色素の膜を形成することにより、アモルファスシリコン光電変換素子に近い性能を有する色素増感型光電変換素子(グレッツェルセル)を報告している(たとえば、非特許文献1参照)。   Gretzel et al. Reported a dye-sensitized photoelectric conversion element (Gretzel cell) that has a performance close to that of an amorphous silicon photoelectric conversion element by forming a film of an organic dye having a photoelectric conversion function on a transparent electrode such as titanium oxide. (For example, refer nonpatent literature 1).

また、近年、ナノテクノロジーの手法を用いて、フラーレンを有する単分子膜を用いた色素増感型光電変換素子についても報告されている(たとえば、特許文献1および特許文献2参照)。   In recent years, a dye-sensitized photoelectric conversion element using a monomolecular film having fullerene has also been reported using a nanotechnology technique (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

これらの色素増感型光電変換素子は、対電極との電気的接合を液体レドックス電解質等の電解液によって行なう湿式の光電変換素子であるため、長期にわたって使用した場合には、上記の電解液の枯渇により光電変換機能が著しく低下してしまい、光電変換素子として機能しなくなることが懸念される。   Since these dye-sensitized photoelectric conversion elements are wet photoelectric conversion elements that are electrically bonded to the counter electrode by an electrolytic solution such as a liquid redox electrolyte, when used over a long period of time, There is a concern that the photoelectric conversion function is remarkably deteriorated due to depletion, and the photoelectric conversion element does not function.

また、電解液を用いない有機色素による光電変換素子として、透明電極と対電極との間に電子供与体と電子受容体とを混合した層を形成したバルクヘテロ接合型光電変換素子、あるいは透明電極と対電極との間に電子供与体層と電子受容体層とを挟んだスタック型(積層型)光電変換素子が提案されている(たとえば、特許文献3参照)。   In addition, as a photoelectric conversion element using an organic dye that does not use an electrolytic solution, a bulk heterojunction photoelectric conversion element in which a layer in which an electron donor and an electron acceptor are mixed is formed between a transparent electrode and a counter electrode, or a transparent electrode A stack type (stacked type) photoelectric conversion element has been proposed in which an electron donor layer and an electron acceptor layer are sandwiched between a counter electrode (see, for example, Patent Document 3).

この光電変換素子の動作原理は、光励起により電子供与体(あるいは電子供与体層)から電子受容体(あるいは電子受容体層)への電子の移動により正孔と電子とが発生し、内部電界により正孔は電子供与体間(あるいは電子供与体層間)を通り、一方の電極に運ばれ、電子は電子受容体間(あるいは電子受容体層間)を通り、もう一方の電極へ運ばれ、光電流が観測されるというものである。   The operation principle of this photoelectric conversion element is that holes and electrons are generated by the movement of electrons from the electron donor (or electron donor layer) to the electron acceptor (or electron acceptor layer) by photoexcitation, and are generated by an internal electric field. Holes pass between electron donors (or between electron donor layers) and are transported to one electrode, electrons pass between electron acceptors (or between electron acceptor layers) and are transported to the other electrode, photocurrent Is observed.

次に、上記の構成の光電変換素子を応用したX線画像検出器について説明する。アモルファスシリコン光電変換素子は、太陽電池や複写機の感光ドラムとしての用途以外にも、フラットパネル型の放射線ディテクタ(FPD)として医療分野でも応用されている。また、有機色素による光電変換素子においても、FPDへの応用が提案されている(たとえば、特許文献4参照)。
特開2000−261016号公報 特開2002−94146号公報 特表2002−502129号公報 特開2003−50280号公報 Journal of the American Chemical Society 115 (1993) 6382
Next, an X-ray image detector to which the photoelectric conversion element having the above configuration is applied will be described. Amorphous silicon photoelectric conversion elements are used in the medical field as flat panel radiation detectors (FPDs) in addition to applications as photosensitive drums for solar cells and copying machines. Also, photoelectric conversion elements using organic dyes have been proposed for application to FPD (see, for example, Patent Document 4).
JP 2000-261016 A JP 2002-94146 A JP-T-2002-502129 JP 2003-50280 A Journal of the American Chemical Society 115 (1993) 6382

FPDとは、デジタル式のX線画像検出器の一種で、放射線画像をデジタル信号として読み出し、放射線写真フィルム(レントゲンフィルム等)を用いずに、パソコン等のモニターで診断することができるといったシステムである。FPDには、光電変換素子がX線を直接に吸収し、光電変換するもの(直接型FPD)と、蛍光体によってX線を蛍光に変換し、その蛍光を光電変換素子が吸収して光電変換するもの(間接型FPD)とがあり、アモルファスシリコン光電変換素子や有機色素による光電変換素子は、後者の間接型FPDに用いられる。   FPD is a kind of digital X-ray image detector that reads out radiographic images as digital signals and allows diagnosis on monitors such as personal computers without using radiographic films (such as X-ray films). is there. In FPD, a photoelectric conversion element absorbs X-rays directly and performs photoelectric conversion (direct FPD), and a fluorescent substance converts X-rays into fluorescence, and the fluorescence is absorbed by the photoelectric conversion element to perform photoelectric conversion. (Indirect type FPD), and amorphous silicon photoelectric conversion elements and organic dye photoelectric conversion elements are used for the latter indirect FPD.

アモルファスシリコン光電変換素子を用いた間接型FPDの利点は、従来のアナログシステムに匹敵するほどの高画質の画像が得られることであるが、アモルファスシリコン光電変換素子は、アモルファスシリコン等の無機半導体物質を薄膜トランジスタ(TFT)上に微細加工する必要があり、非常に高度な技術と設備とを要するため、製品価格が非常に上昇してしまうという問題があった。   The advantage of the indirect FPD using an amorphous silicon photoelectric conversion element is that a high-quality image comparable to a conventional analog system can be obtained. An amorphous silicon photoelectric conversion element is an inorganic semiconductor material such as amorphous silicon. There is a problem that the product price is extremely increased because it is necessary to finely process a thin film transistor on a thin film transistor (TFT), which requires very advanced technology and equipment.

一方、有機色素による光電変換素子を用いた間接型FPDは、有機物を用いるため加工が非常に容易であり、製品価格が非常に安くなるといった利点がある。   On the other hand, an indirect FPD using a photoelectric conversion element using an organic dye is advantageous in that it is very easy to process because it uses an organic substance, and the product price is very low.

しかしながら、有機色素による光電変換素子を用いた場合には、光電変換層におけるリーク電流(暗電流)が大きくなってしまい、暗く表示されるべき箇所が明るく表示されてしまうという問題があった。   However, when a photoelectric conversion element using an organic dye is used, there is a problem that a leak current (dark current) in the photoelectric conversion layer becomes large, and a portion that should be displayed darkly is displayed brightly.

このようなリーク電流の影響を小さくする方法としては、補助容量部を設けて、補助容量部の静電容量を利用するという方法がある。   As a method of reducing the influence of such a leakage current, there is a method of providing an auxiliary capacitance unit and using the capacitance of the auxiliary capacitance unit.

しかしながら、光電変換層について工夫せずに、補助容量部の静電容量を大きくするだけでは、読み出し時定数が増大して、情報の読み出しが遅くなるという問題があった。また、光電変換素子の構成上の制限から補助容量部を大きくすることができないという問題もあった。   However, only by increasing the capacitance of the auxiliary capacitance unit without devising the photoelectric conversion layer, there is a problem that the reading time constant increases and information reading is delayed. In addition, there is a problem that the auxiliary capacity portion cannot be increased due to limitations on the configuration of the photoelectric conversion element.

また、図18に、従来のCCDデバイスの画素部の一例の模式的な断面図を示す。このCCDデバイスの画素部は、数百μmの厚さのシリコン基板231上の光電変換素子230の受光面の面積が画素部の面積よりも小さい構成となっている。また、シリコン基板231上にはポリシリコン膜232も形成されており、ポリシリコン膜232および光電変換素子231の表面の一部には遮光膜233が形成されている。   FIG. 18 is a schematic sectional view showing an example of a pixel portion of a conventional CCD device. The pixel portion of this CCD device has a configuration in which the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion element 230 on the silicon substrate 231 having a thickness of several hundred μm is smaller than the area of the pixel portion. A polysilicon film 232 is also formed on the silicon substrate 231, and a light shielding film 233 is formed on part of the surfaces of the polysilicon film 232 and the photoelectric conversion element 231.

また、遮光膜233の上方にはインナーレンズ234が設置されており、インナーレンズ234の上方にはカラーフィルタ235が設置されている。さらに、カラーフィルタ235の上方にはマイクロレンズ236が設置されている。   An inner lens 234 is installed above the light shielding film 233, and a color filter 235 is installed above the inner lens 234. Further, a micro lens 236 is installed above the color filter 235.

そして、マイクロレンズ236の上方からの入射光237はマイクロレンズ236によって屈折し、カラーフィルタ235を通って、さらにインナーレンズ236によって屈折した後に、光電変換素子230に集光される。   The incident light 237 from above the microlens 236 is refracted by the microlens 236, passes through the color filter 235, is further refracted by the inner lens 236, and is then condensed on the photoelectric conversion element 230.

しかしながら、このCCDデバイスにおいては、画素部の面積が小さいために、光電変換素子230の上方にマイクロレンズ236およびインナーレンズ234を設置せざるを得なくなっており、これらのレンズによる入射光の吸収によるロスが生じるという問題があった。   However, in this CCD device, since the area of the pixel portion is small, the microlens 236 and the inner lens 234 have to be installed above the photoelectric conversion element 230, and these lenses absorb incident light. There was a problem of loss.

上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流(暗電流)の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置を提供することにある。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical sensor, an optical sensor array, and an optical sensor array that can reduce the amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer even when an organic compound is used for the photoelectric conversion layer. An object of the present invention is to provide an imaging device and an imaging device.

本発明は、基板と、基板の第1の表面上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、を備え、基板の第1の表面に対向する第2の表面上に、入射光を光電変換層の方向に集光するための集光部材を備えている光センサである。   The present invention includes a substrate, a photoelectric conversion layer that is an organic compound that generates a charge upon incidence of light on the first surface of the substrate, a pixel electrode for collecting the charge generated in the photoelectric conversion layer, And a light condensing member for condensing incident light in the direction of the photoelectric conversion layer on the second surface facing the first surface of the substrate.

ここで、本発明の光センサにおいては、基板の第1の表面上に補助容量部が設けられており、光電変換層における静電容量が補助容量部における静電容量よりも小さいことが好ましい。   Here, in the optical sensor of the present invention, it is preferable that the auxiliary capacitance portion is provided on the first surface of the substrate, and the capacitance in the photoelectric conversion layer is smaller than the capacitance in the auxiliary capacitance portion.

また、本発明の光センサにおいては、画素電極が基板の第1の表面上に直接形成されていてもよい。   In the photosensor of the present invention, the pixel electrode may be directly formed on the first surface of the substrate.

また、本発明の光センサにおいては、光電変換層の厚さが20nm以上200nm以下であることが好ましい。   Moreover, in the optical sensor of this invention, it is preferable that the thickness of a photoelectric converting layer is 20 nm or more and 200 nm or less.

また、本発明は、上記のいずれかの光センサが格子状に配列されている光センサアレイである。   Further, the present invention is an optical sensor array in which any of the above optical sensors is arranged in a lattice pattern.

また、本発明は、上記の光センサアレイを含む撮像素子である。
さらに、本発明は、上記の撮像素子を含む撮像装置である。
Moreover, this invention is an image pick-up element containing said optical sensor array.
Furthermore, this invention is an imaging device containing said imaging device.

本発明によれば、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流(暗電流)の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, there are provided an optical sensor, an optical sensor array, an imaging device, and an imaging device that can reduce the amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer even when an organic compound is used for the photoelectric conversion layer. can do.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings of the present invention, the same reference numerals represent the same or corresponding parts.

図1に、本発明の光センサの一例の模式的な断面図を示す。ここで、光センサは、基板1の一方の表面上に補助容量電極9およびゲート電極11が形成されており、補助容量電極9を覆うようにして絶縁膜15が形成されており、基板1の一部の表面および絶縁膜15の一部の表面を覆うようにして画素電極7が形成されている。また、画素電極7の一部の表面上には絶縁膜16が形成されている。   FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an example of the optical sensor of the present invention. Here, in the optical sensor, the auxiliary capacitance electrode 9 and the gate electrode 11 are formed on one surface of the substrate 1, and the insulating film 15 is formed so as to cover the auxiliary capacitance electrode 9. The pixel electrode 7 is formed so as to cover a part of the surface and a part of the surface of the insulating film 15. An insulating film 16 is formed on a part of the surface of the pixel electrode 7.

また、ゲート電極11を覆うようにしてゲート絶縁膜10が形成されている。そして、ゲート絶縁膜10上には、信号線212に電気的に接続するソース電極19と、画素電極7に電気的に接続するドレイン電極12とが所定の間隔を空けて向かい合うようにして形成されており、ドレイン電極12に電気的に接続するように画素電極7が形成されている。さらに、ソース電極19とドレイン電極12を覆ってゲート絶縁膜10に接するように活性層13が形成されている。そして、ゲート絶縁膜10、ゲート電極11、ドレイン電極12、ソース電極19および活性層13から能動素子としてのTFT(Thin Film Transistor)が構成されている。   A gate insulating film 10 is formed so as to cover the gate electrode 11. On the gate insulating film 10, the source electrode 19 electrically connected to the signal line 212 and the drain electrode 12 electrically connected to the pixel electrode 7 are formed to face each other with a predetermined interval. The pixel electrode 7 is formed so as to be electrically connected to the drain electrode 12. Further, an active layer 13 is formed so as to cover the source electrode 19 and the drain electrode 12 and to be in contact with the gate insulating film 10. The gate insulating film 10, the gate electrode 11, the drain electrode 12, the source electrode 19, and the active layer 13 constitute a TFT (Thin Film Transistor) as an active element.

また、このTFTと画素電極7の一部を覆うようにしてパッシベーション膜2が形成されており、パッシベーション膜2、画素電極7および絶縁膜16上には光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層6、共通電極5および保護膜3がこの順序で積層されている。   Further, a passivation film 2 is formed so as to cover the TFT and a part of the pixel electrode 7, and an organic compound that generates an electric charge upon incidence of light on the passivation film 2, the pixel electrode 7, and the insulating film 16. A certain photoelectric conversion layer 6, the common electrode 5, and the protective film 3 are laminated in this order.

また、基板1の画素電極7の形成側とは反対側の表面上には球面凸状の集光部材4が設置されている。本実施の形態においては、集光部材4は、集光部材4に入射する入射光を画素電極7を通して光電変換層6に集光する機能を有している。   A spherical convex condensing member 4 is provided on the surface of the substrate 1 opposite to the pixel electrode 7 formation side. In the present embodiment, the condensing member 4 has a function of condensing incident light incident on the condensing member 4 onto the photoelectric conversion layer 6 through the pixel electrode 7.

以上のような構成の光センサにおいては、集光部材4に入射した光は集光部材4で集光されて光電変換層6に入射し、当該光の入射によって光電変換層6で電荷が生じる。そして、共通電極5と画素電極7との間に印加されているバイアス電圧によって、画素電極7から電荷が取り出される。そして、画素電極7からTFTのドレイン電極12に電荷が転送される。   In the optical sensor having the above-described configuration, the light incident on the light collecting member 4 is collected by the light collecting member 4 and incident on the photoelectric conversion layer 6, and an electric charge is generated in the photoelectric conversion layer 6 by the incident light. . Then, charges are extracted from the pixel electrode 7 by a bias voltage applied between the common electrode 5 and the pixel electrode 7. Then, charges are transferred from the pixel electrode 7 to the drain electrode 12 of the TFT.

そして、ゲート電極11への電圧の印加により、TFTのドレイン電極12に保持されている電荷のソース電極19への転送が行なわれて信号線212から外部に取り出される。すなわち、ゲート電極11への電圧の印加の有無により、TFTの電荷の放出が制御される。   Then, by applying a voltage to the gate electrode 11, the charge held in the drain electrode 12 of the TFT is transferred to the source electrode 19 and taken out from the signal line 212 to the outside. That is, the discharge of the TFT charge is controlled depending on whether or not a voltage is applied to the gate electrode 11.

以上のような構成の本発明の光センサにおいては、基板1の画素電極7の形成側とは反対側の表面上に集光部材4が形成されており、この集光部材4に入射した光は集光して光電変換層6に入射させることができるため、光電変換層6に入射する光量を多くすることができる。   In the optical sensor of the present invention configured as described above, the light collecting member 4 is formed on the surface of the substrate 1 opposite to the side on which the pixel electrode 7 is formed, and the light incident on the light collecting member 4 is formed. Can be condensed and incident on the photoelectric conversion layer 6, so that the amount of light incident on the photoelectric conversion layer 6 can be increased.

したがって、本発明の光センサにおいては、光電変換層6の受光面の面積を小さくすることができるため、光電変換層6で発生するリーク電流(暗電流)の絶対量を低減することができることから、従来と比べて、光電変換層6に有機化合物を用いた場合でも光電変換層6におけるリーク電流(暗電流)の発生量を低減することができる。   Therefore, in the optical sensor of the present invention, since the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 6 can be reduced, the absolute amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer 6 can be reduced. Compared to the conventional case, even when an organic compound is used for the photoelectric conversion layer 6, the amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer 6 can be reduced.

すなわち、光電変換層6の受光面の面積を小さくすることにより、光電変換層6で発生するリーク電流(暗電流)の絶対量を低減することができるが、この場合には、光電変換層6の受光面の面積が小さくなる分だけ入射光の光量のロスが大きくなる。そこで、上記のように光電変換層6の受光面に集光することができる集光部材4を設置することにより入射光の光量のロスを抑えることができるようになる。   That is, by reducing the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 6, the absolute amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer 6 can be reduced. In this case, the photoelectric conversion layer 6 The loss of the amount of incident light increases as the area of the light receiving surface decreases. Therefore, the loss of the amount of incident light can be suppressed by installing the condensing member 4 that can condense on the light receiving surface of the photoelectric conversion layer 6 as described above.

たとえば、本発明の光センサにおいては、光電変換層6の表面の面積は1画素の画素エリアの面積の約20%程度まで小さくすることができ、これにより、光電変換層6で発生するリーク電流(暗電流)の絶対量を低減することができる。   For example, in the optical sensor of the present invention, the area of the surface of the photoelectric conversion layer 6 can be reduced to about 20% of the area of the pixel area of one pixel, thereby causing leakage current generated in the photoelectric conversion layer 6. The absolute amount of (dark current) can be reduced.

このような構成とすることにより、本発明の光センサにおいては、従来の光特性を維持しながら、光電変換層6におけるリーク電流(暗電流)の発生量を低減することができる。   With such a configuration, in the optical sensor of the present invention, the amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer 6 can be reduced while maintaining the conventional optical characteristics.

なお、集光部材4の直径dをたとえば100μm程度とし、集光部材4の高さhをたとえば40μm程度とした場合には、集光部材4を設けなかった場合には画素電極7の幅(たとえば30μm)よりも広い範囲に入射する光を画素電極7に集光することができる。   If the diameter d of the light collecting member 4 is about 100 μm and the height h of the light collecting member 4 is about 40 μm, for example, the width of the pixel electrode 7 ( For example, light incident in a wider range than 30 μm) can be collected on the pixel electrode 7.

ここで、本発明の光センサにおいては、光電変換層6における静電容量がTFTの補助容量部における静電容量よりも小さいことが好ましい。この場合には、光電変換層6におけるリーク電流(暗電流)の発生量をより低減することができる傾向にある。   Here, in the optical sensor of the present invention, it is preferable that the capacitance in the photoelectric conversion layer 6 is smaller than the capacitance in the auxiliary capacitance portion of the TFT. In this case, the amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer 6 tends to be further reduced.

なお、光電変換層6における静電容量C1は下記の式(1)により算出することができ、補助容量部における静電容量C2は下記の式(2)により算出することができる。   In addition, the electrostatic capacitance C1 in the photoelectric conversion layer 6 can be calculated by the following equation (1), and the electrostatic capacitance C2 in the auxiliary capacitance portion can be calculated by the following equation (2).

C1=(光電変換層6の比誘電率ε1)×(真空誘電率ε0)×(画素電極7の光電変換層6と接触している表面の面積S1)/(画素電極7上の光電変換層6の厚さD1) …(1)
C2=(補助容量電極9の表面を覆うゲート絶縁膜15の比誘電率ε2)×(真空誘電率ε0)×(補助容量電極9の表面の面積S2)/(補助容量電極9の表面を覆うゲート絶縁膜15の厚さD2) …(2)
また、光電変換層6の厚さD1は20nm以上200nm以下であることが好ましい。光電変換層6の厚さD1が20nm未満である場合には光電変換層6中の凝集物が原因となって、リーク電流(暗電流)が急激に増大するおそれがある。光電変換層6の厚さD1が200nmを超える場合には光電変換層6において電流が流れる領域が大きくなってリーク電流(暗電流)が急激に増大するおそれがある。
C1 = (relative permittivity ε1 of photoelectric conversion layer 6) × (vacuum permittivity ε 0 ) × (area S1 of surface of pixel electrode 7 in contact with photoelectric conversion layer 6) / (photoelectric conversion on pixel electrode 7) Layer 6 thickness D1) (1)
C2 = (the relative dielectric constant ε2 of the gate insulating film 15 covering the surface of the auxiliary capacitance electrode 9) × (vacuum dielectric constant ε 0 ) × (area S2 of the surface of the auxiliary capacitance electrode 9) / (the surface of the auxiliary capacitance electrode 9) Thickness D2 of gate insulating film 15 to cover (2)
Moreover, it is preferable that the thickness D1 of the photoelectric converting layer 6 is 20 nm or more and 200 nm or less. When the thickness D1 of the photoelectric conversion layer 6 is less than 20 nm, the leakage current (dark current) may increase rapidly due to aggregates in the photoelectric conversion layer 6. When the thickness D1 of the photoelectric conversion layer 6 exceeds 200 nm, a region in which the current flows in the photoelectric conversion layer 6 becomes large, and the leakage current (dark current) may increase rapidly.

図13(a)に実験装置の一例の模式的な上面構成図を示し、図13(b)に図13(a)に示す実験装置の模式的な断面構成図を示す。図13(a)および図13(b)に示すように、この実験装置は、ガラス基板183上に、ITOからなる下部電極182、P3HT(Poly(3-hexylthiophene))とPCBM(phenyl C61-butyric acid methyl ester)との混合物からなるバルクヘテロ接合型の光電変換層6、およびAlからなる上部電極181を順次積層した素子を10個並列に接続した構成となっている。なお、図13(a)および図13(b)においては、説明の便宜のため、2個の素子のみを示している。   FIG. 13A shows a schematic top view of an example of the experimental apparatus, and FIG. 13B shows a schematic cross-sectional structure of the experimental apparatus shown in FIG. As shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), this experimental apparatus includes a lower electrode 182 made of ITO, P3HT (Poly (3-hexylthiophene)) and PCBM (phenyl C61-butyric) on a glass substrate 183. 10 elements in which a bulk heterojunction photoelectric conversion layer 6 made of a mixture with acid methyl ester) and an upper electrode 181 made of Al are sequentially laminated are connected in parallel. In FIGS. 13A and 13B, only two elements are shown for convenience of explanation.

ここで、上部電極181は1辺が180μmの正方形状に形成されており、光電変換層6および下部電極182はそれぞれ1辺が400μmの正方形状に形成されている。   Here, the upper electrode 181 is formed in a square shape having a side of 180 μm, and the photoelectric conversion layer 6 and the lower electrode 182 are each formed in a square shape having a side of 400 μm.

この実験装置は以下のようにして作製されたものである。まず、ITO付きガラス基板のITOの表面上にフォトリソグラフィ技術を用いて下部電極182の形状となるレジストパターンを形成し、レジストパターンにより覆われていないITOをエッチングすることによってガラス基板183上にITOからなる下部電極182を形成する。   This experimental apparatus was produced as follows. First, a resist pattern having the shape of the lower electrode 182 is formed on the surface of ITO of the glass substrate with ITO using a photolithography technique, and the ITO not covered with the resist pattern is etched to form ITO on the glass substrate 183. A lower electrode 182 made of is formed.

次に、CF4ガスを用いた減圧プラズマ法によって下部電極182が形成されたガラス基板183の全体を撥液処理する。そして、ガラス基板183の表面の下部電極182以外の部分をメタルマスクで遮蔽した後にUVオゾン照射することによって下部電極182の親液処理をする。 Next, the entire glass substrate 183 on which the lower electrode 182 is formed is subjected to a liquid repellent treatment by a low pressure plasma method using CF 4 gas. Then, a portion other than the lower electrode 182 on the surface of the glass substrate 183 is shielded with a metal mask, and then UV ozone irradiation is performed to lyophilicize the lower electrode 182.

その後、P3HTとPCBMとの混合液をガラス基板183の表面の全体にスピンコート法により塗布する。これにより、上記の親液処理がされた下部電極182の部分のみに光電変換層6が形成される。最後にメタルマスクを用いてAlを上部電極181の形状に真空蒸着法により光電変換層6の表面上に蒸着させることによって、図13(a)および図13(b)に示す構成の実験装置を作製した。   Thereafter, a mixed solution of P3HT and PCBM is applied to the entire surface of the glass substrate 183 by a spin coating method. Thereby, the photoelectric conversion layer 6 is formed only in the part of the lower electrode 182 that has been subjected to the lyophilic treatment. Finally, using a metal mask, Al was deposited on the surface of the photoelectric conversion layer 6 in the shape of the upper electrode 181 by a vacuum deposition method, whereby the experimental apparatus having the configuration shown in FIGS. 13A and 13B was obtained. Produced.

なお、P3HTとPCBMとの混合液は、図14に示すようにして作製された。まず、メルク社製のP3HTを1重量%添加したクロロホルムに超音波を5分間印加した溶液192を第1の容器190に収容し、フロンティアカーボン社製のPCBMを1重量%添加したクロロホルムに超音波を5分間印加した溶液193を第2の容器191に収容した。そして、第1の容器190に収容された溶液192と第2の容器191に収容された溶液193とを混合比率(重量比)が1:1の割合で混合するように第3の容器194中に収容し、その後、超音波を5分間印加することによってP3HTとPCBMとの混合液195を作製した。   A mixed solution of P3HT and PCBM was produced as shown in FIG. First, a solution 192 obtained by applying ultrasonic waves for 5 minutes to chloroform added with 1% by weight of P3HT manufactured by Merck Co., Ltd. was placed in the first container 190, and ultrasonic waves were applied to chloroform added with 1% by weight of PCBM manufactured by Frontier Carbon. The solution 193 to which was applied for 5 minutes was accommodated in the second container 191. In the third container 194, the solution 192 accommodated in the first container 190 and the solution 193 accommodated in the second container 191 are mixed at a mixing ratio (weight ratio) of 1: 1. Then, an ultrasonic wave was applied for 5 minutes to prepare a mixed solution 195 of P3HT and PCBM.

そして、上記のようにして、光電変換層6の厚さ(上部電極181と下部電極182との間の最短距離)の異なる(10nm〜1000nm)実験装置をそれぞれ作製し、それぞれの実験装置の上部電極181に0ボルトの電圧を印加するとともに、下部電極182に−2ボルトの電圧を印加して、電流密度を測定した。その結果を表1に示す。なお、電流密度の測定時には、実験装置を構成する素子は暗箱内に設置された。   Then, as described above, experimental devices having different thicknesses (the shortest distance between the upper electrode 181 and the lower electrode 182) of the photoelectric conversion layer 6 (10 nm to 1000 nm) are manufactured, and the upper portions of the respective experimental devices are formed. A voltage of 0 volts was applied to the electrode 181 and a voltage of -2 volts was applied to the lower electrode 182 to measure the current density. The results are shown in Table 1. At the time of measuring the current density, the elements constituting the experimental device were installed in a dark box.

Figure 2009267025
Figure 2009267025

表1に示すように、光電変換層6の厚さが20nm以上200nm以下である場合には測定した電流密度は0.1μA/cm2となって、光電変換層6の厚さが18nm以下の場合および205nm以上の場合と比べて電流密度が低減できていることが確認された。 As shown in Table 1, when the thickness of the photoelectric conversion layer 6 is 20 nm or more and 200 nm or less, the measured current density is 0.1 μA / cm 2 and the thickness of the photoelectric conversion layer 6 is 18 nm or less. It was confirmed that the current density was reduced as compared with the case of 205 nm or more.

これは、光電変換層6の厚さが18nm以下である場合には、未溶解のP3HTおよび/またはPCBMが凝集物となってリークパスを生じていると考えられるためである。確認のために、図14に示すようにして作製したP3HTとPCBMとの混合液195をガラス基板の表面上に塗布し、顕微鏡観察を行なったところ、粒径が10〜20nm弱程度の凝集物が多く観察された。   This is because when the thickness of the photoelectric conversion layer 6 is 18 nm or less, it is considered that undissolved P3HT and / or PCBM are aggregated to form a leak path. For confirmation, a liquid mixture 195 of P3HT and PCBM produced as shown in FIG. 14 was applied on the surface of a glass substrate and observed with a microscope. As a result, an aggregate having a particle size of about 10 to 20 nm was observed. Many were observed.

また、光電変換層6の厚さが200nmを超えている場合には、光電変換層6において電流が流れる領域が大きく、すなわち、電界が広がるためと考えられる。また、光電変換層6が厚く形成されることによる光電変換層6のムラに起因する電界集中も考えられる。   Moreover, when the thickness of the photoelectric converting layer 6 exceeds 200 nm, it is thought that the area | region where an electric current flows in the photoelectric converting layer 6 is large, ie, an electric field spreads. Moreover, the electric field concentration resulting from the nonuniformity of the photoelectric converting layer 6 by forming the photoelectric converting layer 6 thick is also considered.

なお、上記において、基板1の材料としては、入射光を透過させることが可能な絶縁性材料であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ガラス基板またはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム基板を用いることができる。   In the above, the material of the substrate 1 can be used without particular limitation as long as it is an insulating material capable of transmitting incident light. For example, a glass substrate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate ( PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), etc. A film substrate can be used.

また、上記において、パッシベーション膜2および保護膜3の材料としてはそれぞれ、たとえばポリイミド等を用いることができる。   Moreover, in the above, as a material of the passivation film 2 and the protective film 3, respectively, a polyimide etc. can be used, for example.

また、上記において、集光部材4の材料としては、入射光を透過することが可能な材料であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリイミド系等の樹脂を用いることができる。樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂等のいずれも用いることが可能である。   In the above, the material of the light collecting member 4 can be used without particular limitation as long as it is a material that can transmit incident light. For example, acrylic, urethane, epoxy, polyimide, etc. Resin can be used. As the resin, any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, and the like can be used.

また、上記において、共通電極5、補助容量電極9、ゲート電極11、ドレイン電極12、信号線212およびソース電極19としては、それぞれ導電性材料であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、Al、Cr、Au、Ag等の金属、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、SnO、ZnO等の透明導電膜または従来から公知の導電性有機材料等を用いることができる。また、画素電極7は、入射光を透過させるために上記の透明導電膜等の入射光を透過させる導電性材料を用いることが好ましい。   In the above, the common electrode 5, the auxiliary capacitance electrode 9, the gate electrode 11, the drain electrode 12, the signal line 212, and the source electrode 19 can be used without any particular limitation as long as they are conductive materials. Metals such as Cr, Au, and Ag, transparent conductive films such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), SnO, and ZnO, or conventionally known conductive organic materials can be used. The pixel electrode 7 is preferably made of a conductive material that transmits incident light, such as the above-described transparent conductive film, in order to transmit incident light.

また、上記において、光電変換層6としては、光の入射により電荷を生じさせる従来から公知の有機化合物を用いることができ、たとえば、電子供与体として機能する有機化合物と電子受容体として機能する有機化合物とを混合した層からなるバルクヘテロ接合型または電子供与体として機能する有機化合物からなる層と電子受容体として機能する有機化合物からなる層とを積層したスタック型の光電変換層等を用いることができる。ここで、電子供与体として機能する有機化合物としてはP3HT等を用いることができ、電子受容体として機能する有機化合物としてはPCBM等を用いることができる。   In the above, as the photoelectric conversion layer 6, a conventionally known organic compound that generates a charge upon incidence of light can be used. For example, an organic compound that functions as an electron donor and an organic that functions as an electron acceptor. It is possible to use a stack type photoelectric conversion layer or the like in which a layer composed of a compound heterogeneous layer or a layer composed of an organic compound functioning as an electron donor and a layer composed of an organic compound functioning as an electron acceptor are stacked. it can. Here, P3HT or the like can be used as the organic compound that functions as an electron donor, and PCBM or the like can be used as an organic compound that functions as an electron acceptor.

また、上記においては、光電変換層6と画素電極7との間に、たとえば、PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))とPSS(Poly(4-styrenesulfonate))との混合物からなるバッファ層等が形成されていてもよい。   In the above, between the photoelectric conversion layer 6 and the pixel electrode 7, for example, a buffer layer made of a mixture of PEDOT (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) and PSS (Poly (4-styrenesulfonate)), etc. May be formed.

また、上記において、ゲート絶縁膜10、絶縁膜15および絶縁膜16としては、絶縁性材料であれば特に限定なく用いることができるが、たとえば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリイミド系等の可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。   In the above, the gate insulating film 10, the insulating film 15, and the insulating film 16 can be used without particular limitation as long as they are insulating materials. For example, acrylic, urethane, epoxy, polyimide, and the like can be used. A plastic resin, a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or the like can be used.

また、上記において、活性層13としては、絶縁性有機材料に限定されるものではないが、印刷や塗布等の方法により活性層13を形成することができる点で絶縁性有機材料を用いることが好ましい。活性層13に用いられる絶縁性有機材料としては、たとえば、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)等のポリチオフェン類、チオフェンの6量体を基本に側鎖を有するオリゴチオフェン等の芳香族オリゴマー類、ペンタセンに置換基を持たせ溶解性を高めたペンタセン類、フルオレンとバイチオフェンとの共重合体(F8T2)、ポリチエニレンビニレンまたはフタロシアニン等を用いることができる。   In the above, the active layer 13 is not limited to an insulating organic material, but an insulating organic material is used in that the active layer 13 can be formed by a method such as printing or coating. preferable. Examples of the insulating organic material used for the active layer 13 include polythiophenes such as poly (3-hexylthiophene), aromatic oligomers such as oligothiophene having side chains based on a thiophene hexamer, and pentacene. Pentacenes having a substituent and enhanced solubility, a copolymer of fluorene and bithiophene (F8T2), polythienylene vinylene, phthalocyanine, or the like can be used.

以下に、上記の構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例について説明する。まず、図2の模式的断面図に示すように、基板1上に帯状にパターンニングされたゲート電極11および補助容量電極9を形成する。   Below, an example of the manufacturing method of the optical sensor of this invention which has said structure is demonstrated. First, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 2, the gate electrode 11 and the auxiliary capacitance electrode 9 patterned in a strip shape are formed on the substrate 1.

ここで、ゲート電極11および補助容量電極9は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、基板1の表面上に、ゲート電極11および補助容量電極9の形成領域以外の領域を被覆するようにレジストパターンを形成し、真空蒸着法等によって金属等を積層した後に、リフトオフによって積層した金属等とともにレジストパターンを除去することにより形成することができる。   Here, the gate electrode 11 and the auxiliary capacitance electrode 9 are resists so as to cover the region other than the formation region of the gate electrode 11 and the auxiliary capacitance electrode 9 on the surface of the substrate 1 by using, for example, a photolithography technique. After forming a pattern and laminating a metal or the like by a vacuum vapor deposition method or the like, it can be formed by removing the resist pattern together with the metal or the like laminated by lift-off.

なお、ゲート電極11および補助容量電極9の形成方法は上記の方法に限定されず、ゲート電極11および補助容量電極9を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、上記以外にもマスク蒸着法または各種印刷法等を用いることもできる。   The formation method of the gate electrode 11 and the auxiliary capacitance electrode 9 is not limited to the above method, and any method can be used as long as the formation method can pattern the gate electrode 11 and the auxiliary capacitance electrode 9 into a desired shape. For example, in addition to the above, a mask vapor deposition method or various printing methods can also be used.

次に、図3の模式的断面図に示すように、ゲート電極11を覆うようにしてゲート絶縁膜10を形成し、そのゲート絶縁膜10上に、信号線212に電気的に接続するソース電極19と、ソース電極19と所定の間隔を空けて向かい合うドレイン電極12と、ドレイン電極12に電気的に接続する画素電極7と、を所定の間隔を空けて向かい合うようにして形成した後に、ソース電極19とドレイン電極12とを覆ってゲート絶縁膜10に接する活性層13を形成する。また、画素電極7は、補助容量電極9上に絶縁膜15を形成した後に絶縁膜15を覆うようにして形成される。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3, the gate insulating film 10 is formed so as to cover the gate electrode 11, and the source electrode electrically connected to the signal line 212 is formed on the gate insulating film 10. 19, the drain electrode 12 facing the source electrode 19 with a predetermined gap, and the pixel electrode 7 electrically connected to the drain electrode 12 so as to face each other with a predetermined gap, and then forming the source electrode An active layer 13 that covers the gate electrode 19 and the drain electrode 12 and is in contact with the gate insulating film 10 is formed. The pixel electrode 7 is formed so as to cover the insulating film 15 after forming the insulating film 15 on the auxiliary capacitance electrode 9.

ここで、ゲート絶縁膜10、絶縁膜15および絶縁膜16の形成方法としては、ゲート絶縁膜10を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ゲート絶縁膜10、絶縁膜15および絶縁膜16を構成する樹脂を塗布する方法等を用いることができる。   Here, as a method for forming the gate insulating film 10, the insulating film 15, and the insulating film 16, any method can be used as long as the gate insulating film 10 can be patterned into a desired shape. A method of applying a resin constituting the film 10, the insulating film 15, and the insulating film 16 can be used.

また、画素電極7、信号線212、ソース電極19およびドレイン電極12の形成方法は、画素電極7、ソース電極19およびドレイン電極12を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば上記のゲート電極11および補助容量電極9の形成方法と同様の方法で形成することができる。   Further, the method for forming the pixel electrode 7, the signal line 212, the source electrode 19 and the drain electrode 12 is not particularly limited as long as the pixel electrode 7, the source electrode 19 and the drain electrode 12 can be patterned into desired shapes. For example, the gate electrode 11 and the auxiliary capacitance electrode 9 can be formed by the same method.

また、活性層13の形成方法も特に限定されず、たとえば、活性層13を構成する絶縁性有機材料を印刷または塗布する方法により形成することができる。   Moreover, the formation method of the active layer 13 is not specifically limited, For example, it can form by the method of printing or apply | coating the insulating organic material which comprises the active layer 13. FIG.

以上により、ゲート絶縁膜10、ゲート電極11、ドレイン電極12、ソース電極19および活性層13からなるTFTが形成される。   As described above, a TFT including the gate insulating film 10, the gate electrode 11, the drain electrode 12, the source electrode 19, and the active layer 13 is formed.

次に、TFTと画素電極7の一部を覆うようにしてパッシベーション膜2および絶縁膜16を形成する。その後、図4の模式的断面図に示すように、パッシベーション膜2、画素電極7および絶縁膜16上に光電変換層6および共通電極5をこの順序で積層する。   Next, the passivation film 2 and the insulating film 16 are formed so as to cover a part of the TFT and the pixel electrode 7. Thereafter, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4, the photoelectric conversion layer 6 and the common electrode 5 are laminated in this order on the passivation film 2, the pixel electrode 7, and the insulating film 16.

ここで、パッシベーション膜2の形成方法は特に限定されないが、たとえば、ポリイミド等の樹脂をスピンコート法等で塗布する方法等を用いることができる。   Here, the method for forming the passivation film 2 is not particularly limited, and for example, a method of applying a resin such as polyimide by a spin coating method or the like can be used.

また、光電変換層6の形成方法も特に限定されないが、たとえば、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物の液状前駆体をスピンコート法等で塗布した後に乾燥する方法等を用いることができる。   Also, the method for forming the photoelectric conversion layer 6 is not particularly limited. For example, a method of drying after applying a liquid precursor of an organic compound that generates an electric charge by incidence of light by a spin coating method or the like can be used.

また、共通電極5の形成方法も特に限定されないが、たとえば真空蒸着法等によって金属等を積層する方法等を用いることができる。   Also, the method for forming the common electrode 5 is not particularly limited, and for example, a method of laminating metals or the like by a vacuum deposition method or the like can be used.

次に、図5の模式的断面図に示すように、共通電極5の表面上に保護膜3を形成するとともに、基板1の画素電極7の形成側とは反対側の表面上に集光部材4を形成する。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5, the protective film 3 is formed on the surface of the common electrode 5, and the light collecting member is formed on the surface of the substrate 1 opposite to the side on which the pixel electrode 7 is formed. 4 is formed.

ここで、保護膜3の形成方法も特に限定されないが、たとえば、ポリイミド等の樹脂をスピンコート法等で塗布する方法等を用いることができる。   Here, the method for forming the protective film 3 is not particularly limited, and for example, a method of applying a resin such as polyimide by a spin coating method or the like can be used.

また、集光部材4は、たとえば、別途形成した集光部材4を基板1の表面に接着剤等を用いて貼り付けることにより設置することができる。   Moreover, the condensing member 4 can be installed, for example, by attaching the separately formed condensing member 4 to the surface of the substrate 1 using an adhesive or the like.

以上により、図1に示す構成の本発明の光センサを作製することができる。
なお、本発明に用いられる集光部材4は、たとえば以下のようにして作製することができる。ここで、集光部材の作製方法の一例を図6〜図8に図解する。
As described above, the optical sensor of the present invention having the configuration shown in FIG. 1 can be manufactured.
In addition, the condensing member 4 used for this invention can be produced as follows, for example. Here, an example of a method for producing the light collecting member is illustrated in FIGS.

まず、図6の模式的構成図に示すように、片面が易接着処理された2軸延伸PETで厚さが75μmのフィルム基材140をプライマーの塗布ロール143と圧胴ロール144との間を通過させる。ここで、インキパン142に収容されたプライマー141は、塗布ロール143に転写され、塗布ロール143に転写されたプライマーは、フィルム基材140が塗布ロール143と圧胴ロール144との間を通過する時にフィルム基材140に転写される。   First, as shown in the schematic configuration diagram of FIG. 6, a film base 140 having a thickness of 75 μm is formed between the primer application roll 143 and the impression cylinder roll 144 with biaxially stretched PET whose one surface is easily bonded. Let it pass. Here, the primer 141 accommodated in the ink pan 142 is transferred to the coating roll 143, and the primer transferred to the coating roll 143 passes when the film substrate 140 passes between the coating roll 143 and the impression cylinder roll 144. Transferred to the film substrate 140.

次に、プライマーの転写後のフィルム基材140は乾燥ゾーン145で乾燥された後に、フィルム基材140のプライマー塗布側の表面を、ノズル塗工装置1410から排出された紫外線硬化性樹脂1411が凹部に充填されたロール凹版149の表面上にニップロール146によって密着させる。   Next, after the film substrate 140 after the transfer of the primer is dried in the drying zone 145, the UV curable resin 1411 discharged from the nozzle coating device 1410 is recessed on the surface of the film substrate 140 on the primer application side. The nip roll 146 is brought into close contact with the surface of the roll intaglio 149 filled in the nip.

続いて、紫外線照射装置147から紫外線を紫外線硬化性樹脂1411に照射することによって、紫外線硬化性樹脂1411を硬化させてフィルム基材140と一体化させる。   Subsequently, the ultraviolet curable resin 1411 is cured by irradiating the ultraviolet curable resin 1411 with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation device 147, and is integrated with the film substrate 140.

その後、フィルム基材140がニップロール148を通過する時に、ロール凹版149からフィルム基材140を剥離することによって賦型フィルムシート1412を得る。   Thereafter, when the film substrate 140 passes through the nip roll 148, the film substrate 140 is peeled from the roll intaglio 149 to obtain a shaped film sheet 1412.

ここで、上記において、紫外線硬化性樹脂1411としては、たとえば、ウレタンアクリル系多官能プレポリマーを主成分とするもの等を用いることができる。   Here, in the above, as the ultraviolet curable resin 1411, for example, a resin mainly composed of a urethane acrylic polyfunctional prepolymer can be used.

図7に、上記のようにして作製した賦型フィルムシート1412の一例の模式的な斜視図を示す。ここで、図7(a)に示す構成の賦型フィルムシート1412においては、紫外線硬化性樹脂1411が三角プリズム形状に形成されている。また、図7(b)に示す賦型フィルムシート1412においては、紫外線硬化性樹脂1411が波形状に形成されている。また、図7(c)に示す賦型フィルムシート1412においては、紫外線硬化性樹脂1411がピラミッド形状に形成されている。   In FIG. 7, the typical perspective view of an example of the shaping film sheet 1412 produced as mentioned above is shown. Here, in the shaping film sheet 1412 having the configuration shown in FIG. 7A, the ultraviolet curable resin 1411 is formed in a triangular prism shape. Moreover, in the shaping film sheet 1412 shown in FIG.7 (b), the ultraviolet curable resin 1411 is formed in the waveform. Moreover, in the shaping film sheet 1412 shown in FIG.7 (c), the ultraviolet curable resin 1411 is formed in the pyramid shape.

次に、図8(a)の模式的断面図に示すように、たとえば図7(a)に示す賦型フィルムシート1412を射出成形機の金型内にセットする。ここで、賦型フィルムシート1412は、平板状の雌型166と口の字状の雌型165との間に挟まれ、口の字状の雌型165側に開口部163を有する雄型164が設置されている。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 8A, for example, the shaped film sheet 1412 shown in FIG. 7A is set in a mold of an injection molding machine. Here, the shaping film sheet 1412 is sandwiched between a flat-shaped female mold 166 and a mouth-shaped female mold 165, and a male mold 164 having an opening 163 on the mouth-shaped female mold 165 side. Is installed.

続いて、図8(b)の模式的断面図に示すように、口の字状の雌型165の表面上に雄型164が接するようにして設置される。そして、図8(c)の模式的断面図に示すように、雄型164の開口部163から樹脂167を注入する。その後、樹脂167を冷却等することによって樹脂167を硬化させる。   Subsequently, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 8B, the male mold 164 is placed on the surface of the mouth-shaped female mold 165 so as to be in contact therewith. And resin 167 is inject | poured from the opening part 163 of the male type | mold 164, as shown to the typical sectional drawing of FIG.8 (c). Thereafter, the resin 167 is cured by cooling the resin 167 or the like.

次に、図8(d)の模式的断面図に示すように、口の字状の雌型165、平板状の雌型166および雄型164をそれぞれ互いに引き離すことによって脱型を行なう。そして、樹脂167が硬化された後の賦型フィルムシート1412を射出成形機の金型から取り出し、図8(e)の模式的断面図に示すように、賦型フィルムシート1412から樹脂167を脱離させる。その後、賦型フィルムシート1412から脱離させた樹脂167から集光部材4が形成される。   Next, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 8D, demolding is performed by pulling apart the mouth-shaped female mold 165, the flat female mold 166, and the male mold 164 from each other. Then, the molded film sheet 1412 after the resin 167 is cured is taken out from the mold of the injection molding machine, and the resin 167 is removed from the molded film sheet 1412 as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. Let go. Thereafter, the light collecting member 4 is formed from the resin 167 detached from the shaping film sheet 1412.

また、集光部材の作製方法の他の一例を図9(a)〜(c)の模式的断面図に図解する。   Further, another example of the method for producing the light collecting member is illustrated in the schematic cross-sectional views of FIGS.

まず、図9(a)に示すように、たとえば図7(b)に示す構成の賦型フィルムシート1412を加熱プレス機の金型内にセットする。ここで、賦型フィルムシート1412は、上部加熱板170と下部加熱板174との間に樹脂167とともに設置する。   First, as shown in FIG. 9A, for example, a shaped film sheet 1412 having a configuration shown in FIG. 7B is set in a mold of a hot press machine. Here, the shaping film sheet 1412 is installed together with the resin 167 between the upper heating plate 170 and the lower heating plate 174.

次に、図9(b)に示すように、上部加熱板170を下部加熱板174側にプレスすることによって樹脂167を加熱して溶融させるとともに賦型フィルムシート1412の紫外線硬化性樹脂1411の形状に樹脂167を成形する。   Next, as shown in FIG. 9B, the upper heating plate 170 is pressed to the lower heating plate 174 side to heat and melt the resin 167 and the shape of the ultraviolet curable resin 1411 of the shaped film sheet 1412. Resin 167 is molded into

続いて、成形された樹脂167を冷却等することによって樹脂167を硬化させた後に、図9(c)に示すように、賦型フィルムシート1412から樹脂167を脱離させる。そして、樹脂167が硬化された後の賦型フィルムシート1412を加熱プレス機から取り出し、その後、賦型フィルムシート1412から脱離させた樹脂167から集光部材4が形成される。   Subsequently, after the molded resin 167 is cured by cooling or the like, the resin 167 is detached from the shaped film sheet 1412 as shown in FIG. 9C. Then, the shaping film sheet 1412 after the resin 167 is cured is taken out from the heating press, and then the light collecting member 4 is formed from the resin 167 detached from the shaping film sheet 1412.

さらに、集光部材の作製方法のさらに他の一例を図10および図11の模式的断面図ならびに図12の模式的構成図に図解する。   Furthermore, still another example of the method for producing the light collecting member is illustrated in the schematic cross-sectional views of FIGS. 10 and 11 and the schematic configuration diagram of FIG.

まず、図10に示すように、基板1の表面上にたとえば樹脂をスピンコート法で塗布する方法等によってレンズ材層101を積層し、そのレンズ材層101の表面上にレジスト102を積層した積層体を形成する。   First, as shown in FIG. 10, a lens material layer 101 is laminated on the surface of the substrate 1 by, for example, a method of applying a resin by spin coating, and a resist 102 is laminated on the surface of the lens material layer 101. Form the body.

ここで、レジスト102としては、ノボラック系ポジ型レジスト等を用いることができ、レジスト102は、たとえばレンズ材層101の全面に形成された後にフォトリソグラフィ技術を利用して所定の形状にパターンニングされ、加熱されることによって軟化させて半球状に形成される。   Here, a novolac positive resist or the like can be used as the resist 102. The resist 102 is formed on the entire surface of the lens material layer 101 and then patterned into a predetermined shape using a photolithography technique. When heated, it is softened to form a hemisphere.

次に、図11に示すように、半球状のレジスト102およびレンズ材層101をエッチングする。このエッチングは、たとえばCF4およびO2の混合ガスをエッチングガス103として用いた異方性の反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)とすることができる。また、このRIEは、レジスト102とレンズ材層101とのエッチング選択比がほぼ1となるような条件で行なうことができる。これにより、レジスト102の半球状の形状がレンズ材層101に転写されて、半球状のレンズ材層101からなる集光部材4が形成される。 Next, as shown in FIG. 11, the hemispherical resist 102 and the lens material layer 101 are etched. This etching can be anisotropic reactive ion etching (RIE) using, for example, a mixed gas of CF 4 and O 2 as the etching gas 103. This RIE can be performed under the condition that the etching selection ratio between the resist 102 and the lens material layer 101 is approximately 1. Thereby, the hemispherical shape of the resist 102 is transferred to the lens material layer 101, and the light collecting member 4 made of the hemispherical lens material layer 101 is formed.

図12に、上記のRIEに用いることができる装置の一例としてマグネトロンRIE装置の模式的な構成を示す。図12に示すように、マグネトロンRIE装置107は、チャンバー106内に互いに平行に配置された上部電極109および下部電極108を有している。上部電極109には磁石104が設けられており、磁界が形成される。また、下部電極108には上記の積層体110が設置されており高周波電源105から下部電極108に高周波電圧が印加される。ここで、高周波電源105の電力を変化させることにより積層体110に入射するイオンのエネルギが制御される。   FIG. 12 shows a schematic configuration of a magnetron RIE apparatus as an example of an apparatus that can be used for the above RIE. As shown in FIG. 12, the magnetron RIE apparatus 107 has an upper electrode 109 and a lower electrode 108 that are arranged in parallel to each other in a chamber 106. The upper electrode 109 is provided with a magnet 104 to form a magnetic field. Further, the laminated body 110 is installed on the lower electrode 108, and a high frequency voltage is applied to the lower electrode 108 from the high frequency power source 105. Here, the energy of ions incident on the stacked body 110 is controlled by changing the power of the high-frequency power source 105.

なお、集光部材4の形成方法は上記の方法に限定されず、たとえば、フォトリソグラフィ技術、マイクロコンタクトプリント、ダイシング(切削)加工、電気鋳造法等を利用して適宜作製することが可能である。   In addition, the formation method of the condensing member 4 is not limited to said method, For example, it can produce suitably using a photolithographic technique, microcontact printing, a dicing (cutting) process, an electrocasting method, etc. .

また、上記構成の本発明の光センサは、格子状に配列させられることによって光センサアレイを構成し、そのように構成された光センサはたとえば撮像素子に好適に用いることができる。また、本発明の光センサを含む撮像素子は、たとえばFPD等の撮像装置に好適に用いることができる。   Moreover, the optical sensor of the present invention having the above-described configuration forms an optical sensor array by being arranged in a lattice pattern, and the optical sensor configured as such can be suitably used for an imaging device, for example. In addition, the imaging device including the optical sensor of the present invention can be suitably used for an imaging device such as an FPD.

図15に、本発明の光センサが格子状に配列させられることによって形成された光センサアレイを含む撮像素子の一例である放射線画像検出器の模式的な斜視透視図を示す。   FIG. 15 is a schematic perspective perspective view of a radiographic image detector which is an example of an imaging device including an optical sensor array formed by arranging optical sensors of the present invention in a grid pattern.

ここで、放射線画像検出器には、撮像パネル201、放射線画像検出器の動作を制御する制御回路205、書き換え可能な読み出し専用メモリ(たとえばフラッシュメモリ)等を用いて撮像パネル201から出力された画像信号を記憶し、記憶した画像信号の読み出しが可能なメモリ部206、放射線画像検出器の動作を切り換えるための操作部203、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部206に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部202、撮像パネル201を駆動して画像信号を得るために必要とされる電力を供給する電源部209、放射線画像検出器とその放射線画像検出器を含む撮像装置の画像処理部との間で通信を行うための通信用のコネクタ204およびこれらを収納する筐体200が設けられている。   Here, the radiographic image detector includes an image output from the imaging panel 201 using the imaging panel 201, a control circuit 205 that controls the operation of the radiographic image detector, a rewritable read-only memory (for example, a flash memory), and the like. A memory unit 206 capable of storing signals and reading out the stored image signals, an operation unit 203 for switching the operation of the radiation image detector, completion of radiographic image capturing preparation and a predetermined amount of image signals in the memory unit 206 Display unit 202 indicating that data has been written, power supply unit 209 that supplies power required to drive imaging panel 201 to obtain an image signal, radiation image detector, and imaging apparatus including the radiation image detector A communication connector 204 for performing communication with the image processing unit and a housing 200 for housing these are provided.

また、撮像パネル201は、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電荷を読み出す走査駆動回路208および蓄積された電荷を画像信号として出力する信号選択回路207を有している。   In addition, the imaging panel 201 includes a scanning drive circuit 208 that reads out accumulated charges according to the intensity of irradiated radiation, and a signal selection circuit 207 that outputs the accumulated charges as an image signal.

図16に、図15に示す放射線画像検出器の回路構成を示す。撮像パネル201にはたとえば図1に示される本発明の光センサが設置されており、本発明の光センサの1つの画素電極7が放射線画像の1画素に対応する。なお、この放射線画像検出器においては、画素電極7は本発明の光センサに照射された放射線の強度に応じて蓄積された電荷を読み出すために用いられる。   FIG. 16 shows a circuit configuration of the radiation image detector shown in FIG. For example, the optical sensor of the present invention shown in FIG. 1 is installed on the imaging panel 201, and one pixel electrode 7 of the optical sensor of the present invention corresponds to one pixel of the radiation image. In this radiographic image detector, the pixel electrode 7 is used for reading out the accumulated electric charge according to the intensity of the radiation applied to the photosensor of the present invention.

ここで、画素間には走査線213−1、213−2、213−3・・・213−mと信号線212−1、212−2、212−3、・・・212−nとがたとえば直交するように配設されている。   Here, scanning lines 213-1, 212-2, 213-3,... 213-m and signal lines 212-1, 212-2, 212-3,. They are arranged so as to be orthogonal.

また、撮像パネル201には、図1に示される本発明の光センサのゲート絶縁膜10、ゲート電極11、ドレイン電極12、ソース電極19および活性層13から構成されているTFT211−(1,1)が設置されている。   In addition, the imaging panel 201 includes a TFT 211- (1, 1) composed of the gate insulating film 10, the gate electrode 11, the drain electrode 12, the source electrode 19 and the active layer 13 of the photosensor of the present invention shown in FIG. ) Is installed.

なお、上記で説明したように、画素電極7およびTFT211−(1,1)は電気的に接続されている。また、撮像パネル201に設置された本発明の光センサのTFTのゲート電極11は走査線213−1に接続されており、ソース電極19は信号線212−1に接続されている。   Note that, as described above, the pixel electrode 7 and the TFT 211- (1, 1) are electrically connected. Further, the gate electrode 11 of the TFT of the optical sensor of the present invention installed on the imaging panel 201 is connected to the scanning line 213-1, and the source electrode 19 is connected to the signal line 212-1.

また、本発明の光センサのTFTのドレイン電極12は画素電極7に接続されている。また、本発明の光センサの共通電極5は図示しないバイアス電源に接続されており、共通電極5には負のバイアス電圧が印加されている。ここでは、1つの画素に注目して説明したが、他の画素についても同様に、画素電極、TFT、走査線および信号線が接続されている。   Further, the drain electrode 12 of the TFT of the photosensor of the present invention is connected to the pixel electrode 7. The common electrode 5 of the photosensor of the present invention is connected to a bias power source (not shown), and a negative bias voltage is applied to the common electrode 5. Here, the description has been made by paying attention to one pixel, but pixel electrodes, TFTs, scanning lines, and signal lines are similarly connected to other pixels.

また、撮像パネル201には、信号線212−1、212−2、212−3、・・・212−nに、たとえばドレイン電極が接続された初期化用のトランジスタ215−1、215−2、215−3、・・・215−nが設けられている。この初期化用のトランジスタ215−1、215−2、215−3、・・・215−nのソース電極は接地されている。また、この初期化用のトランジスタ215−1、215−2、215−3、・・・215−nのゲート電極はリセット線214と接続されている。   In addition, the imaging panel 201 includes initialization transistors 215-1 and 215-2, for example, drain electrodes connected to the signal lines 212-1, 212-2, 212-3,. 215-3,... 215-n are provided. The source electrodes of the initialization transistors 215-1, 215-2, 215-3,... 215-n are grounded. Further, the gate electrodes of the initialization transistors 215-1, 215-2, 215-3,... 215-n are connected to the reset line 214.

また、撮像パネル201の走査線213−1、213−2、213−3・・・213−mとリセット線214は走査駆動回路208に接続されている。   In addition, the scanning lines 213-1, 213-2, 213-3... 213 -m and the reset line 214 of the imaging panel 201 are connected to the scanning drive circuit 208.

このような回路構成を有する放射線画像検出器においては、走査駆動回路208から走査線213−1、213−2、213−3・・・213−mのうちの1つ走査線213−p(pは1〜mのいずれか1つの値)に読出信号RSが供給されると、この走査線223−pに接続されたTFT211−(p,1)〜211−(p,n)がオン状態にされて、蓄積された電荷が信号線212−1、212−2、212−3〜212−nにそれぞれ読み出される。信号線212−1、212−2、212−3〜212−nは、信号選択回路207の信号変換器216−1、216−2、216−3、・・・216−nに接続されており、信号変換器216−1、216−2、216−3、・・・216−nでは信号線212−1、212−2、212−3〜212−n上に読み出された電荷量に比例する電圧信号SV−1、SV−2、SV−3、・・・SV−nを生成する。この信号変換器216−1、216−2、216−3、・・・216−nから出力された電圧信号SV−1、SV−2、SV−3、・・・SV−nはレジスタ217に供給される。   In the radiographic image detector having such a circuit configuration, one of the scanning lines 213-1, 213-2, 213-3, ... 213-m from the scanning drive circuit 208 is scanned 213-p (p When the readout signal RS is supplied to any one of 1 to m), the TFTs 211- (p, 1) to 211- (p, n) connected to the scanning line 223-p are turned on. Thus, the accumulated charges are read out to the signal lines 212-1, 212-2, 212-3 to 212-n, respectively. The signal lines 212-1, 212-2, 212-3 to 212-n are connected to signal converters 216-1, 216-2, 216-3, ... 216-n of the signal selection circuit 207. , Signal converters 216-1, 216-2, 216-3,... 216-n are proportional to the amount of charge read out on signal lines 212-1, 212-2, 212-3 to 212-n. To generate voltage signals SV-1, SV-2, SV-3,... SV-n. The voltage signals SV-1, SV-2, SV-3,... SV-n output from the signal converters 216-1, 216-2, 216-3,. Supplied.

レジスタ217では、供給された電圧信号が順次選択されて、A/D変換器218で(たとえば、12ビットないし14ビットの)1つの走査線に対するディジタルの画像信号DPとされて制御回路205に供給される。また、制御回路205は、走査駆動回路208に読出信号RCを供給して、走査線213−1、213−2、213−3・・・213−mの各々について順次、走査駆動回路208を介して読出信号RSを供給して画像走査を行い、上記と同様にして走査線毎のディジタルの画像信号を取り込む。そして、放射線画像の画像信号の生成を行う。なお、制御回路205は、制御信号SCを信号選択回路207に供給して、信号選択回路207の制御を行なう。   In the register 217, the supplied voltage signal is sequentially selected and converted into a digital image signal DP for one scanning line (for example, 12 bits to 14 bits) by the A / D converter 218 and supplied to the control circuit 205. Is done. Further, the control circuit 205 supplies a read signal RC to the scanning drive circuit 208, and sequentially passes through the scanning drive circuit 208 for each of the scanning lines 213-1, 213-2, 213-3, ... 213-m. The readout signal RS is supplied to scan the image, and the digital image signal for each scanning line is taken in the same manner as described above. And the image signal of a radiographic image is produced | generated. Note that the control circuit 205 controls the signal selection circuit 207 by supplying the control signal SC to the signal selection circuit 207.

なお、走査駆動回路208からリセット信号RTをリセット線214に供給してトランジスタ215−1〜215−nをオン状態とするとともに、走査線213−1〜213−mに読出信号RSを供給してTFT211−(1,1)〜211(m,n)をオン状態とすると、蓄えられた電荷が初期化用のトランジスタ215−1、215−2、215−3、・・・215−nを介して放出して撮像パネル201の初期化を行なうことができる。   Note that the reset signal RT is supplied from the scanning drive circuit 208 to the reset line 214 to turn on the transistors 215-1 to 215-n, and the readout signal RS is supplied to the scanning lines 213-1 to 213-m. When the TFTs 211-(1, 1) to 211 (m, n) are turned on, the stored charges are passed through initialization transistors 215-1, 215-2, 215-3,. And the imaging panel 201 can be initialized.

また、制御回路205には、表示部202、操作部203、コネクタ204およびメモリ部206が接続されており、これらは電源部209からの電力の供給により駆動する。ここで、制御回路205においては、操作部203からの操作信号PSに基づいて放射線画像検出器の動作が制御される。操作部203には複数のスイッチが設けられており、操作部203からのスイッチ操作に応じた操作信号PSが制御回路205に供給されることにより、制御回路205にて撮像パネル201の初期化や放射線画像の画像信号の生成が行われる。また、放射線画像の画像信号の生成は、放射線発生器から放射線照射終了信号DFEがコネクタ204を介して供給されたときに行うものとすることもできる。さらに、制御回路205で生成した画像信号DTをメモリ部206に記憶させる処理等も行うことができる。また、制御回路205から表示信号DSを表示部202に供給することによって、表示部202は放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部206に所定量の画像信号が書き込まれたことを表示する。 In addition, a display unit 202, an operation unit 203, a connector 204, and a memory unit 206 are connected to the control circuit 205, and these are driven by supplying power from the power supply unit 209. Here, the control circuit 205 controls the operation of the radiation image detector based on the operation signal PS from the operation unit 203. The operation unit 203 includes a plurality of switches. When the operation signal PS corresponding to the switch operation from the operation unit 203 is supplied to the control circuit 205, the control circuit 205 initializes the imaging panel 201. Generation of an image signal of the radiation image is performed. The generation of the image signal of the radiation image may be performed when the radiation irradiation end signal DFE is supplied from the radiation generator via the connector 204. Further, processing for storing the image signal DT generated by the control circuit 205 in the memory unit 206 can be performed. Further, by supplying the display signal DS from the control circuit 205 to the display unit 202, the display unit 202 displays the completion of radiographic image capturing preparation and the fact that a predetermined amount of image signal has been written in the memory unit 206.

図17に、図15に示す構成の放射線画像検出器を含む撮像装置の一例の模式的な構成を示す。ここで、この撮像装置においては、放射線発生器222から放射された放射線は、被写体(医療施設ではたとえば患者)220を通して図15に示す構成の放射線画像検出器221に照射される。そして、放射線画像検出器221では、照射された放射線の強度に基づいて画像信号DFEを生成する。この生成された画像信号DFEは、放射線画像検出器221に接続されている画像処理部223によって読み出される。または、放射線画像検出器221に装着されたたとえば半導体メモリカード等の携帯可能な記録媒体に蓄積された後、この記録媒体を放射線画像検出器221から取り外して画像処理部223に装着することによって画像処理部223に供給される。 FIG. 17 shows a schematic configuration of an example of an imaging apparatus including the radiation image detector configured as shown in FIG. Here, in this imaging apparatus, the radiation emitted from the radiation generator 222 is applied to the radiation image detector 221 having the configuration shown in FIG. 15 through the subject (for example, a patient in a medical facility) 220. Then, the radiation image detector 221 generates an image signal DFE based on the intensity of the irradiated radiation. The generated image signal DFE is read out by the image processing unit 223 connected to the radiation image detector 221. Alternatively, after being stored in a portable recording medium such as a semiconductor memory card attached to the radiation image detector 221, the recording medium is detached from the radiation image detector 221 and attached to the image processing unit 223. It is supplied to the processing unit 223.

画像処理部223においては、放射線画像検出器221で生成された画像信号DFEに対してシェーディング補正やゲイン補正、階調補正、エッジ強調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理等を施して、診断等に適した画像信号となるように処理を行なうことができる。また、画像処理部223には、陰極管や液晶表示素子あるいはプロジェクタ等を用いて構成された画像表示部225が接続されており、この画像表示部225においては、画像処理中の画像信号や画像処理完了後の画像信号に基づく画像を表示することができる。 In the image processing unit 223, the image signal DFE generated by the radiation image detector 221 is subjected to shading correction, gain correction, gradation correction, edge enhancement processing, dynamic range compression processing, and the like, and is suitable for diagnosis and the like. It is possible to perform processing so as to obtain an image signal. The image processing unit 223 is connected to an image display unit 225 configured using a cathode ray tube, a liquid crystal display element, a projector, or the like. An image based on the image signal after the completion of processing can be displayed.

また、画像処理部223においては、画像の拡大や縮小を行うとともに画像信号の蓄積や転送を容易とするために画像信号の圧縮や伸長処理も行なうことができる。このため、画像表示部225に表示されている画像を拡大したり縮小することで、撮影部位の確認や処理状態を容易に行うことができる。また、表示された画像や表示された画像の領域を指定させて、指定された画像や指定された領域に対して適切な画像処理を自動的に行うことも可能となる。   In addition, the image processing unit 223 can perform image signal compression and expansion in order to enlarge and reduce the image and to facilitate storage and transfer of the image signal. For this reason, by confirming that the image displayed on the image display unit 225 is enlarged or reduced, it is possible to easily check the imaging region and to perform the processing state. In addition, it is possible to designate a displayed image or a region of the displayed image and automatically perform appropriate image processing on the designated image or the designated region.

また、画像処理部223には、キーボード、マウス、ポインターなどを用いて構成された情報入力部224が接続されており、この情報入力部224によって患者情報等を入力し、付加情報を画像信号に付け加えることができる。また、画像処理の指定や画像信号の保存や読み出し、ネットワークを介した画像信号の送受信を行う際の指示等も情報入力部224から行なわれる。   The image processing unit 223 is connected to an information input unit 224 configured using a keyboard, a mouse, a pointer, and the like. Patient information and the like are input by the information input unit 224, and additional information is converted into an image signal. Can be added. The information input unit 224 also designates image processing, stores and reads out image signals, and instructs when performing transmission / reception of image signals via a network.

また、画像処理部223には、さらに、画像出力部228、画像保存部226およびコンピュータ支援画像自動診断部(CAD)227がそれぞれ接続されている。   Further, an image output unit 228, an image storage unit 226, and a computer-aided image automatic diagnosis unit (CAD) 227 are further connected to the image processing unit 223, respectively.

また、画像出力部228では、記録紙やフイルム等に放射線画像を表示させて出力する。たとえば、銀塩写真フィルムを用いるものとして、画像信号に基づき露光を行ない、この露光された銀塩写真フィルムの現像処理を行なうことで放射線画像を銀画像として描き出して出力することができる。   The image output unit 228 displays and outputs a radiation image on a recording sheet, a film, or the like. For example, assuming that a silver salt photographic film is used, exposure is performed based on the image signal, and the exposed silver salt photographic film is developed to draw and output a radiographic image as a silver image.

また、記録紙に放射線画像を印刷して出力する場合には、画像信号に基づいてインクに圧力をかけて細いノズルの先端からインクを記録紙に吹き付けて印刷するインクジェットプリンタ、画像信号に基づいてインクを溶融あるいは昇華させて記録紙に画像を転写するサーマルプリンタ、画像信号に基づきレーザ光で感光体上を走査して、感光体上に付着したトナーを紙に転写してから熱と圧力で定着させることにより記録紙に画像を形成するレーザプリンタ等を用いて画像出力部228を構成することができる。   In addition, when printing and outputting a radiographic image on recording paper, an ink jet printer that applies pressure to the ink based on the image signal and sprays the ink on the recording paper from the tip of a thin nozzle, and prints based on the image signal A thermal printer that melts or sublimates ink and transfers an image onto recording paper. Scans the photoconductor with a laser beam based on the image signal, transfers the toner adhering to the photoconductor to the paper, and then uses heat and pressure. The image output unit 228 can be configured using a laser printer or the like that forms an image on recording paper by fixing.

また、画像保存部226においては、放射線画像の画像信号を必要に応じて適宜読み出すことができるように保存することができる。この画像保存部226は、たとえば磁気的、ホログラム素子、穿孔、色素分布変化等を利用することにより画像信号を保存することができる。   Further, the image storage unit 226 can store the radiographic image signal so that it can be read out as needed. The image storage unit 226 can store an image signal by using, for example, magnetic, hologram element, perforation, dye distribution change, and the like.

また、CAD227は、たとえば、撮影された放射線画像のコンピュータ処理やコンピュータ解析を行い、診断に必要な情報を医師に提供することで病変の見落としがないように診断支援を行なうことができる。また、CAD227は、たとえば、コンピュータ処理やコンピュータ解析結果に基づいて、診断を自動的に行なうことができる。   In addition, the CAD 227 can perform diagnosis support so that a lesion is not overlooked by, for example, performing computer processing or computer analysis of a captured radiographic image and providing doctors with information necessary for diagnosis. The CAD 227 can automatically perform diagnosis based on, for example, computer processing or computer analysis results.

また、放射線画像の画像信号は、上述の画像出力部228、画像保存部226およびCAD227だけでなく、いわゆるLAN、インターネットおよびPACS(医療画像ネットワーク)等のネットワーク2214を介して、病院施設内の他の部署あるいは遠隔地にも送付することができる。   In addition, the image signal of the radiographic image is not limited to the image output unit 228, the image storage unit 226, and the CAD 227 described above, but is transmitted to other hospital facilities via a network 2214 such as a so-called LAN, the Internet, and a PACS (medical image network). Can also be sent to other departments or remote locations.

また、このネットワーク2214を介して、CT(Computed Tomography)229やMRI(Magnetic Resonance Imaging)2210から得られた画像信号、CR(Computed Radiography)や他のFPD2211から得られた画像信号、およびその他の検査情報等も送付可能とされており、放射線画像検出器221で得られた放射線画像と比較検討するために、ネットワーク2214を介して送付されてきた画像信号や検査情報等を画像表示部225で表示したり画像出力部228から出力させることもできる。   Also, through this network 2214, image signals obtained from CT (Computed Tomography) 229 and MRI (Magnetic Resonance Imaging) 2210, image signals obtained from CR (Computed Radiography) and other FPDs 2211, and other inspections. Information etc. can also be sent, and the image display unit 225 displays image signals, inspection information, etc. sent via the network 2214 for comparison with the radiographic image obtained by the radiographic image detector 221. Or output from the image output unit 228.

また、送付されてきた画像信号や検査情報等を画像保存部226に保存させることもできる。また、放射線画像検出器221で得られた放射線画像の画像信号等を外部画像保存装置2212に保存させるものとしたり、外部画像表示装置2213の表示画面上に、放射線画像検出器221で得られた放射線画像を表示することも行なうこともできる。   Further, the transmitted image signal, inspection information, and the like can be stored in the image storage unit 226. Further, the image signal of the radiographic image obtained by the radiographic image detector 221 is stored in the external image storage device 2212, or obtained on the display screen of the external image display device 2213 by the radiographic image detector 221. A radiographic image can be displayed or performed.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明によれば、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流(暗電流)の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, there are provided an optical sensor, an optical sensor array, an imaging device, and an imaging device that can reduce the amount of leakage current (dark current) generated in the photoelectric conversion layer even when an organic compound is used for the photoelectric conversion layer. can do.

本発明の光センサの一例の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of an example of the optical sensor of this invention. 図1に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which illustrates a part of process of an example of the manufacturing method of the optical sensor of this invention which has the structure shown in FIG. 図1に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which illustrates a part of process of an example of the manufacturing method of the optical sensor of this invention which has the structure shown in FIG. 図1に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which illustrates a part of process of an example of the manufacturing method of the optical sensor of this invention which has the structure shown in FIG. 図1に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which illustrates a part of process of an example of the manufacturing method of the optical sensor of this invention which has the structure shown in FIG. 本発明に用いられる集光部材の作製方法の一例を図解する模式的な構成図である。It is a typical block diagram illustrating an example of the manufacturing method of the condensing member used for this invention. (a)〜(c)は本発明に用いられる賦型フィルムシートの一例の模式的な斜視図である。(A)-(c) is a typical perspective view of an example of the shaping film sheet used for this invention. (a)〜(e)は本発明に用いられる集光部材の作製方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。(A)-(e) is typical sectional drawing illustrating a part of process of an example of the preparation method of the condensing member used for this invention. (a)〜(c)は本発明に用いられる集光部材の作製方法の他の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。(A)-(c) is typical sectional drawing illustrating a part of process of another example of the preparation methods of the condensing member used for this invention. 本発明に用いられる集光部材の作製方法のさらに他の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of another example of the manufacturing method of the condensing member used for this invention. 本発明に用いられる集光部材の作製方法のさらに他の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。It is typical sectional drawing illustrating a part of process of another example of the manufacturing method of the condensing member used for this invention. 本発明に用いられる集光部材の作製方法に用いられる装置の一例の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of an example of the apparatus used for the preparation method of the condensing member used for this invention. (a)は実験装置の一例の模式的な上面構成図であり、(b)は(a)に示す実験装置の模式的な断面構成図である。(A) is a typical upper surface block diagram of an example of an experimental apparatus, (b) is a typical cross-sectional block diagram of the experimental apparatus shown to (a). 実験で用いられた光電変換層を作製するための混合液の調製方法を図解する模式図である。It is a schematic diagram illustrating the preparation method of the liquid mixture for producing the photoelectric converting layer used by experiment. 本発明の光センサが格子状に配列させられることによって形成された光センサアレイを含む撮像素子の一例である放射線画像検出器の模式的な斜視透視図である。It is a typical perspective perspective view of the radiographic image detector which is an example of the image pick-up element containing the optical sensor array formed by arranging the optical sensor of this invention in a grid | lattice form. 図15に示す放射線画像検出器の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the radiographic image detector shown in FIG. 図15に示す構成の放射線画像検出器を含む撮像装置の一例の模式的な構成図である。It is a typical block diagram of an example of an imaging device containing the radiographic image detector of a structure shown in FIG. 従来のCCDデバイスの画素部の一例の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of an example of the pixel part of the conventional CCD device.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板、2 パッシベーション膜、3 保護膜、4 集光部材、5 共通電極、6 光電変換層、7 画素電極、9 補助容量電極、10 ゲート絶縁膜、11 ゲート電極、12 ドレイン電極、13 活性層、14 領域、15,16 絶縁膜、19 ソース電極、101 レンズ材層、102 レジスト、103 エッチングガス、104 磁石、105 高周波電源、106 チャンバー、107 マグネトロンRIE装置、108 下部電極、109 上部電極、110 積層体、140 フィルム基材、141 プライマー、142 インキパン、143 塗布ロール、144 圧胴ロール、145 乾燥ゾーン、146,148 ニップロール、147 紫外線照射装置、149 ロール凹版、163 開口部、164 雄型、165,166 雌型、167 樹脂、170 上部加熱板、174 下部加熱板、181 上部電極、182 下部電極、183 ガラス電極、190 第1の容器、191 第2の容器、192,193 溶液、194 第3の容器、195 混合液、200 筐体、201 撮像パネル、202 表示部、203 操作部、204 コネクタ、205 制御回路、206 メモリ部、207 信号選択回路、208 走査駆動回路、209 電源部、211 TFT、212 信号線、213 走査線、214 リセット線、215 トランジスタ、216 信号変換器、217 レジスタ、218 A/D変換器、220 被写体、221 放射線画像検出器、222 放射線発生器、223 画像処理部、224 情報入力部、225 画像表示部、226 画像保存部、227 CAD、228 画像出力部、229 CT、1410 ノズル塗工装置、1411 紫外線硬化性樹脂、1412 賦型フィルムシート、2210 MRI、2211 FPD、2212 外部画像保存装置、2213 外部画像表示装置、2214 ネットワーク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate, 2 Passivation film, 3 Protective film, 4 Condensing member, 5 Common electrode, 6 Photoelectric conversion layer, 7 Pixel electrode, 9 Auxiliary capacitance electrode, 10 Gate insulating film, 11 Gate electrode, 12 Drain electrode, 13 Active layer , 14 region, 15, 16 insulating film, 19 source electrode, 101 lens material layer, 102 resist, 103 etching gas, 104 magnet, 105 high frequency power source, 106 chamber, 107 magnetron RIE apparatus, 108 lower electrode, 109 upper electrode, 110 Laminate, 140 Film base, 141 Primer, 142 Ink pan, 143 Application roll, 144 Impression roll, 145 Drying zone, 146, 148 Nip roll, 147 UV irradiation device, 149 Roll intaglio, 163 Opening, 164 Male, 165 166 Female type 167 resin, 170 upper heating plate, 174 lower heating plate, 181 upper electrode, 182 lower electrode, 183 glass electrode, 190 first container, 191 second container, 192, 193 solution, 194 third container, 195 mixing Liquid, 200 housing, 201 imaging panel, 202 display unit, 203 operation unit, 204 connector, 205 control circuit, 206 memory unit, 207 signal selection circuit, 208 scan drive circuit, 209 power supply unit, 211 TFT, 212 signal line, 213 scanning line, 214 reset line, 215 transistor, 216 signal converter, 217 register, 218 A / D converter, 220 subject, 221 radiation image detector, 222 radiation generator, 223 image processing unit, 224 information input unit, 225 Image display unit, 226 Image storage unit, 227 AD, 228 an image output unit, 229 CT, 1410 nozzle coating apparatus, 1411 UV-curable resin, 1412 shaped film sheet, 2210 MRI, 2211 FPD, 2212 external image storage device, 2213 an external image display device, 2214 network.

Claims (7)

基板と、前記基板の第1の表面上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、前記光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、を備え、
前記基板の第1の表面に対向する第2の表面上に、入射光を前記光電変換層の方向に集光するための集光部材を備えている、光センサ。
A substrate, a photoelectric conversion layer that is an organic compound that generates charge by incidence of light on the first surface of the substrate, and a pixel electrode for collecting charges generated in the photoelectric conversion layer ,
An optical sensor comprising a condensing member for condensing incident light in the direction of the photoelectric conversion layer on a second surface facing the first surface of the substrate.
前記基板の第1の表面上に補助容量部が設けられており、前記光電変換層における静電容量が前記補助容量部における静電容量よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載の光センサ。   The auxiliary capacitance unit is provided on the first surface of the substrate, and the capacitance of the photoelectric conversion layer is smaller than the capacitance of the auxiliary capacitance unit. Optical sensor. 前記画素電極が前記基板の第1の表面上に直接形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の光センサ。   The optical sensor according to claim 1, wherein the pixel electrode is formed directly on the first surface of the substrate. 前記光電変換層の厚さが20nm以上200nm以下であることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の光センサ。   The optical sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the photoelectric conversion layer has a thickness of 20 nm to 200 nm. 請求項1から4のいずれかに記載の光センサが格子状に配列されていることを特徴とする、光センサアレイ。   5. An optical sensor array, wherein the optical sensors according to claim 1 are arranged in a lattice pattern. 請求項5に記載の光センサアレイを含む、撮像素子。   An image sensor comprising the photosensor array according to claim 5. 請求項6に記載の撮像素子を含む、撮像装置。   An imaging device including the imaging device according to claim 6.
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