JP2019134009A - アクティブマトリクス基板、及びそれを備えたｘ線撮像パネル - Google Patents

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Abstract

【課題】Ｘ線撮像装置に用いられるアクティブマトリクス基板への水分の侵入を抑制し得る技術を提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板１は、各画素Ｐ１において、一対の電極と、当該一対の電極の間に設けられた半導体層とを有する光電変換素子１２と、光電変換素子１２を覆い、有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜１０６と、第１の平坦化膜１０６を覆う第１の無機絶縁膜１０７と、を備える。第１の平坦化膜１０６と第１の無機絶縁膜１０７は、画素領域の外側まで設けられている。画素領域の外側において、第１の平坦化膜１０６が露出しないように、第１の平坦化膜１０６は第１の無機絶縁膜１０７に覆われている。【選択図】図５

Description

本発明は、アクティブマトリクス基板、及びそれを備えたＸ線撮像パネルに関する。
従来より、画素ごとに、スイッチング素子と接続された光電変換素子を備えるアクティブマトリクス基板がＸ線撮像装置に用いられている。下記特許文献１には、このようなＸ線撮像装置への水分の侵入を抑制する技術が開示されている。この特許文献１のＸ線撮像装置は、光電変換基板上に設けられた蛍光体層を保護する保護膜と、光電変換基板とを接着する接着剤を介した水分の侵入を抑制する。具体的には、蛍光体層の端部を覆う保護膜が接着される光電変換基板上に溝部を形成する。溝部に接着剤が溜まることにより、保護膜と光電変換基板との接着部分に接着剤による液だまりができにくく、接着剤を介した水分の侵入が抑制される。
特許第６０７４１１１号公報
上記特許文献１のＸ線撮像装置では接着剤からの水分の侵入はある程度抑制される。しかしながら、光電変換基板に設けられた感光性有機材料からなる平坦化膜の端部は外気に曝されている。平坦化膜は高温になるほど吸湿性が高くなる。そのため、外気温が上昇して高湿状態になると、外気に露出した平坦化膜の端部から水分が侵入する可能性がある。平坦化膜を介して画素に水分が侵入すると、画素に設けられた光電変換素子やスイッチング素子のリーク電流が流れやすく、光の検出精度が低下する。
本発明は、Ｘ線撮像装置に用いられるアクティブマトリクス基板への水分の侵入を抑制し得る技術を提供する。
上記課題を解決する本発明のアクティブマトリクス基板は、複数の画素を含む画素領域を有するアクティブマトリクス基板において、前記複数の画素のそれぞれは、一対の電極と、当該一対の電極の間に設けられた半導体層とを有する光電変換素子と、前記光電変換素子を覆い、有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜と、前記第１の平坦化膜を覆う第１の無機絶縁膜と、を備え、前記第１の平坦化膜と前記第１の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側まで設けられており、前記画素領域の外側において、前記第１の平坦化膜が露出しないように、前記第１の平坦化膜は前記第１の無機絶縁膜に覆われている。
本発明によれば、Ｘ線撮像装置に用いられるアクティブマトリクス基板への水分の侵入を抑制することができる。
図１は、第１実施形態におけるＸ線撮像装置を示す模式図である。 図２は、図１に示すアクティブマトリクス基板の概略構成を示す模式図である。 図３は、図２に示すアクティブマトリクス基板の画素が設けられた画素部の一部を拡大した平面図である。 図４は、図３の画素部におけるＡ−Ａ線の断面図である。 図５は、図１に示すアクティブマトリクス基板における画素と端部領域の一部領域を拡大した断面図である。 図６は、第２実施形態におけるアクティブマトリクス基板の画素と端部領域の一部領域を拡大した断面図である。 図７は、第２実施形態の変形例におけるアクティブマトリクス基板の画素と端部領域の一部領域を拡大した断面図である。 図８は、第３実施形態の変形例におけるアクティブマトリクス基板の画素と端部領域の一部領域を拡大した断面図である。 図９は、第１実施形態におけるアクティブマトリクス基板にシンチレータが接着された状態の画素と端部領域の断面図である。
本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス基板は、複数の画素を含む画素領域を有するアクティブマトリクス基板において、前記複数の画素のそれぞれは、一対の電極と、当該一対の電極の間に設けられた半導体層とを有する光電変換素子と、前記光電変換素子を覆い、有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜と、前記第１の平坦化膜を覆う第１の無機絶縁膜と、を備え、前記第１の平坦化膜と前記第１の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側まで設けられており、前記画素領域の外側において、前記第１の平坦化膜が露出しないように、前記第１の平坦化膜は前記第１の無機絶縁膜に覆われている（第１の構成）。
第１の構成によれば、各画素には、光電変換素子を覆う第１の平坦化膜と、第１の平坦化膜を覆う第１の無機絶縁膜が設けられ、第１の平坦化膜と第１の無機絶縁膜は、画素領域の外側まで設けられる。画素領域の外側において、第１の平坦化膜が露出しないように第１の無機絶縁膜が覆っているため、第１の平坦化膜は外気に曝されない。有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜が外気に曝されないため、外気温の上昇によって高湿状態になっても、第１の平坦化膜から水分が侵入しにくく、画素への水分の侵入を抑制することができる。その結果、画素において光電変換素子のリーク電流が流れにくく、リーク電流による光の検出精度の低下を抑制することができる。
第１の構成において、前記第１の無機絶縁膜の少なくとも一部と重なり、有機系樹脂膜で構成された第２の平坦化膜をさらに備え、前記第２の平坦化膜は、前記画素領域の外側において、平面視で、前記第１の平坦化膜の端部と前記第１の無機絶縁膜を介して重なっていることとしてもよい（第２の構成）。
第２の構成によれば、画素領域の外側において、第１の平坦化膜の端部は、第１の無機絶縁膜と第２の平坦化膜とによって覆われる。そのため、第１の平坦化膜の端部が第１の無機絶縁膜だけで覆われている場合と比べ、第１の平坦化膜への水分の侵入をより抑制することができる。
第２の構成において、少なくとも前記画素領域の外側において、前記第２の平坦化膜を覆う第２の無機絶縁膜をさらに備え、前記第２の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側において、平面視で、前記第１の平坦化膜の端部と、前記第１の無機絶縁膜、前記第２の平坦化膜、及び前記第２の無機絶縁膜を介して重なっていることとしてもよい（第３の構成）。
第３の構成によれば、第１の平坦化膜の端部は、第１の無機絶縁膜、第２の平坦化膜、及び第２の無機絶縁膜の３つの絶縁膜によって覆われる。そのため、有機系樹脂膜で構成された第２の平坦化膜が第２の無機絶縁膜で覆われていない場合と比べ、第２の平坦化膜に水分が侵入しにくく、第１の平坦化膜への水分の侵入もより抑制することができる。
第１の構成において、前記第１の無機絶縁膜の少なくとも一部と重なり、有機系樹脂膜で構成された第２の平坦化膜と、少なくとも前記画素領域の外側において、前記第２の平坦化膜を覆う第２の無機絶縁膜と、をさらに備え、前記画素領域の外側において、前記第２の平坦化膜の端部は、前記第１の平坦化膜の端部よりも前記画素領域側に設けられ、前記第２の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側において、平面視で、前記第１の平坦化膜の端部と、前記第１の無機絶縁膜を介して重なっていることとしてもよい（第４の構成）。
第４の構成によれば、第１の無機絶縁膜の少なくとも一部と重なる有機系樹脂膜で構成された第２の平坦化膜と、画素領域の外側において、第２の平坦化膜を覆う第２の無機絶縁膜を備える。画素領域の外側において、第２の平坦化膜は第２の無機絶縁膜に覆われ、第１の平坦化膜の端部は、第１の無機絶縁膜と第２の無機絶縁膜とによって覆われる。そのため、有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜と第２の平坦膜は外気に曝されず、外気温の上昇によって高湿状態になっても、第１の平坦膜と第２の平坦膜に水分が侵入しにくい。
第１から第４のいずれかの構成であって、前記画素領域の外側において、前記第１の平坦化膜の端部と、当該第１の平坦化膜の端部を覆う前記第１の無機絶縁膜との間に設けられた金属膜をさらに備えることとしてもよい（第５の構成）。
第５の構成によれば、画素領域の外側において第１の平坦化膜の端部は金属膜と第１の無機絶縁膜とによって覆われる。そのため、第１の無機絶縁膜から水分が侵入しても、金属膜によって第１の平坦化膜に水分が浸透しにくく、第１の平坦化膜を介して画素に水分が侵入しにくい。
第５の構成であって、前記複数の画素のそれぞれにおいて、前記一対の電極の一方の電極と接続され、当該一方の電極に所定電圧を印加するバイアス配線をさらに備え、前記バイアス配線と前記金属膜は、同じ金属材料を含むこととしてもよい（第６の構成）。
第６の構成によれば、画素に設けられた光電変換素子に所定電圧を印加するバイアス配線と同じ工程で金属膜を作製することができる。
本発明の一実施形態に係るＸ線撮像パネルは、第１から第６のいずれかのアクティブマトリクス基板と、照射されるＸ線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、前記シンチレータを覆う防湿材と、を備え、前記アクティブマトリクス基板の画素領域の外側において、前記防湿材と前記アクティブマトリクス基板の表面とが接着されている（第７の構成）。
第７の構成によれば、各画素には、光電変換素子を覆う第１の平坦化膜と、第１の平坦化膜を覆う第１の無機絶縁膜が設けられ、第１の平坦化膜と第１の無機絶縁膜は、画素領域の外側まで設けられる。画素領域の外側において、第１の平坦化膜が露出しないように第１の無機絶縁膜が覆っているため、第１の平坦化膜は外気に曝されない。有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜が外気に曝されないため、外気温の上昇によって高湿状態になっても、第１の平坦化膜から水分が侵入しにくく、画素への水分の侵入を抑制することができる。その結果、画素において光電変換素子のリーク電流が流れにくく、リーク電流によるＸ線の検出精度の低下を抑制することができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［第１実施形態］
（構成）
図１は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板を適用したＸ線撮像装置を示す模式図である。Ｘ線撮像装置１００は、アクティブマトリクス基板１と、制御部２とを備える。制御部２は、ゲート制御部２Ａと信号読出部２Ｂとを含む。被写体Ｓに対しＸ線源３からＸ線が照射される。被写体Ｓを透過したＸ線は、アクティブマトリクス基板１の上部に配置されたシンチレータ４において蛍光（以下、シンチレーション光）に変換される。Ｘ線撮像装置１００は、シンチレーション光をアクティブマトリクス基板１及び制御部２において撮像することにより、Ｘ線画像を取得する。
図２は、アクティブマトリクス基板１の概略構成を示す模式図である。図２に示すように、アクティブマトリクス基板１には、複数のソース配線１０と、複数のソース配線１０と交差する複数のゲート配線１１とが形成されている。ゲート配線１１は、ゲート制御部２Ａと接続され、ソース配線１０は、信号読出部２Ｂと接続されている。
アクティブマトリクス基板１は、ソース配線１０とゲート配線１１とが交差する位置に、ソース配線１０及びゲート配線１１に接続されたＴＦＴ１３を有する。また、ソース配線１０とゲート配線１１とで囲まれた領域（以下、画素）には、フォトダイオード１２が設けられている。画素において、フォトダイオード１２により、被写体Ｓを透過したＸ線を変換したシンチレーション光がその光量に応じた電荷に変換される。
アクティブマトリクス基板１における各ゲート配線１１は、ゲート制御部２Ａにおいて順次選択状態に切り替えられ、選択状態のゲート配線１１に接続されたＴＦＴ１３がオン状態となる。ＴＦＴ１３がオン状態になると、フォトダイオード１２において変換された電荷に応じた信号がソース配線１０を介して信号読出部２Ｂに出力される。
図３は、図２に示すアクティブマトリクス基板１における一部の画素を拡大した平面図である。
図３に示すように、ゲート配線１１及びソース配線１０に囲まれた画素Ｐ１にフォトダイオード１２とＴＦＴ１３とを有する。
フォトダイオード１２は、一対の電極と、一対の電極の間に設けられた光電変換層とを有する。ＴＦＴ１３は、ゲート配線１１と一体化されたゲート電極１３ａと、半導体活性層１３ｂと、ソース配線１０と一体化されたソース電極１３ｃと、ドレイン電極１３ｄとを有する。ドレイン電極１３ｄと、フォトダイオード１２の一方の電極は、コンタクトホールＣＨ１を介して接続されている。
また、フォトダイオード１２と画素内で重なるようにバイアス配線１６が配置され、フォトダイオード１２とバイアス配線１６はコンタクトホールＣＨ２を介して接続されている。バイアス配線１６は、フォトダイオード１２に対してバイアス電圧を供給する。
ここで、画素Ｐ１のＡ−Ａ線の断面構造について説明する。図４は、図３の画素Ｐ１のＡ−Ａ線の断面図である。図４に示すように、基板１０１上に、ゲート配線１１（図３参照）と一体化されたゲート電極１３ａと、ゲート絶縁膜１０２とが形成されている。基板１０１は、絶縁性を有する基板であり、例えば、ガラス基板等で構成される。
ゲート電極１３ａ及びゲート配線１１は、この例において、２層の金属膜が積層された積層構造を有する。２層の金属膜は、下層から順にタングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）からなる金属膜で構成されてもよい。この場合、下層と上層の各金属膜の膜厚はそれぞれ、例えば３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下程度と、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度が好ましい。なお、ゲート電極１３ａ及びゲート配線１１は２層構造に限らず、単層又は２層以上の複数層で構成されていてもよい。また、ゲート電極１３ａ及びゲート配線１１の材料及び膜厚は一例であり、上記に限定されない。
ゲート絶縁膜１０２は、ゲート電極１３ａを覆う。ゲート絶縁膜１０２は、この例において、２層の無機絶縁膜が積層された積層構造を有する。２層の無機絶縁膜は、下層から順に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）からなる無機絶縁膜で構成されてもよい。この場合、下層と上層の無機絶縁膜の膜厚はそれぞれ、例えば３００ｎｍと５０ｎｍ程度が好ましい。酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）は、薄膜であるほど劣化しにくいため、膜厚は、１０ｎｍ以上、１５ｎｍ以下程度がより好ましい。なお、ゲート絶縁膜１０２は２層構造に限らず、単層又は２層以上の複数層で構成されていてもよい。また、ゲート絶縁膜１０２の材料及び膜厚は上記に限定されない。
ゲート絶縁膜１０２を介してゲート電極１３ａの上に、半導体活性層１３ｂと、半導体活性層１３ｂに接続されたソース電極１３ｃ及びドレイン電極１３ｄとが設けられている。
半導体活性層１３ｂは、ゲート絶縁膜１０２に接して形成されている。半導体活性層１３ｂは、酸化物半導体からなる。酸化物半導体は、例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及び亜鉛（Ｚｎ）を所定の比率で含有するアモルファス酸化物半導体等を用いてもよい。この場合、半導体活性層１３ｂの膜厚は、例えば１００ｎｍ程度が好ましい。ただし、半導体活性層１３ｂの材料及び膜厚は上記に限定されない。
ソース電極１３ｃ及びドレイン電極１３ｄは、ゲート絶縁膜１０２の上において半導体活性層１３ｂの一部と接するように配置されている。この例において、ソース電極１３ｃは、ソース配線１０（図３参照）と一体的に形成されている。ソース電極１３ｃ及びドレイン電極１３ｄは、３つの金属膜が積層された積層構造を有する。３層の金属膜は、下層から順にチタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）からなる金属膜で構成されてもよい。この場合、これら３層の膜厚は、下層から順に、５０ｎｍ、３００ｎｍ、５０ｎｍ程度が好ましい。なお、ソース電極１３ｃ及びドレイン電極１３ｄは３層構造に限らず、単層又は２層以上の複数層で構成されていてもよい。また、ソース電極１３ｃ及びドレイン電極１３ｄの材料及び膜厚は上記に限定されない。
ゲート絶縁膜１０２の上に、ソース電極１３ｃ及びドレイン電極１３ｄと重なるように第１絶縁膜１０３が設けられている。第１絶縁膜１０３は、ドレイン電極１３ｄの上にコンタクトホールＣＨ１を有する。この例において、第１絶縁膜１０３は、２つの無機絶縁膜が積層された積層構造を有する。２層の無機絶縁膜は、下層から順に酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）からなる無機絶縁膜で構成されてもよい。この場合、下層と上層の無機絶縁膜の膜厚はそれぞれ、３００ｎｍ、２００ｎｍ程度が好ましい。なお、第１絶縁膜１０３は２層構造に限らず、単層又は２層以上の複数層で構成されていてもよい。なお、第１絶縁膜１０３を単層で構成する場合は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）だけで構成する。また、第１絶縁膜１０３の材料及び膜厚は上記に限定されない。
第１絶縁膜１０３の上には、フォトダイオード１２の一方の電極（以下、下部電極）１４ａと、第２絶縁膜１０４とが設けられている。下部電極１４ａは、コンタクトホールＣＨ１を介してドレイン電極１３ｄと接続されている。
下部電極１４ａは、この例において、３つの金属膜が積層された積層構造を有する。３層の金属膜は、例えば、下層から順に、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）からなる金属膜で構成されてもよい。この場合、これら３層の膜厚は、下層から順に、例えば５０ｎｍ、３００ｎｍ、５０ｎｍ程度が好ましい。なお、下部電極１４ａは３層構造に限らず、単層又は２層以上の複数層で構成されてもよい。また、下部電極１４ａの材料及び膜厚は上記に限定されない。
第２絶縁膜１０４は、下部電極１４ａの一部と重なり、下部電極１４ａ上に開口を有する。この例において、第２絶縁膜１０４は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる無機絶縁膜で構成される。この場合、第２絶縁膜１０４の膜厚は、例えば３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下程度が好ましい。ただし、第２絶縁膜１０４の材料及び膜厚は上記に限定されない。
下部電極１４ａの上部に光電変換層１５が設けられ、第２絶縁膜１０４の開口を介して下部電極１４ａと光電変換層１５とが接続されている。
光電変換層１５は、ｎ型非晶質半導体層１５１、真性非晶質半導体層１５２と、ｐ型非晶質半導体層１５３が順に積層されて構成されている。
ｎ型非晶質半導体層１５１は、ｎ型不純物（例えば、リン）がドーピングされたアモルファスシリコンからなる。
真性非晶質半導体層１５２は、真性のアモルファスシリコンからなる。真性非晶質半導体層１５２は、ｎ型非晶質半導体層１５１に接して形成されている。
ｐ型非晶質半導体層１５３は、ｐ型不純物（例えば、ボロン）がドーピングされたアモルファスシリコンからなる。ｐ型非晶質半導体層１５３は、真性非晶質半導体層１５２に接して形成されている。
この例において、ｎ型非晶質半導体層１５１、真性非晶質半導体層１５２、及びｐ型非晶質半導体層１５３の膜厚はそれぞれ、例えば、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度、２００ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下程度、１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下程度であることが好ましい。なお、ｎ型非晶質半導体層１５１、真性非晶質半導体層１５２、及びｐ型非晶質半導体層１５３のドーパント及び膜厚は上記に限定されない。
ｐ型非晶質半導体層１５３の上には、フォトダイオード１２のもう一方の電極（以下、上部電極）１４ｂが設けられている。上部電極１４ｂは、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜で構成される。この場合、上部電極１４ｂの膜厚は、例えば１００ｎｍ程度が好ましい。ただし、上部電極１４ｂの材料及び膜厚はこれに限定されない。
フォトダイオード１２の上で離間するように第３絶縁膜１０５が第２絶縁膜１０４上に設けられている。この例において、第３絶縁膜１０５は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）からなる無機絶縁膜で構成されていてもよい。この場合、第３絶縁膜１０５の膜厚は、例えば３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下程度が好ましい。なお、第３絶縁膜１０５の材料及び膜厚は一例であり上記に限定されない。
また、第３絶縁膜１０５の上には、第１の平坦化膜としての第４絶縁膜１０６が設けられている。フォトダイオード１２上において第３絶縁膜１０５と第４絶縁膜１０６とを貫通するコンタクトホールＣＨ２が形成されている。この例において、第４絶縁膜１０６は、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂などの有機系透明樹脂で構成されてもよい。この場合、第４絶縁膜１０６の膜厚は、例えば３．０μｍ程度が好ましい。なお、第４絶縁膜１０６の材料及び膜厚は上記に限定されない。
第４絶縁膜１０６の上に、バイアス配線１６が設けられている。バイアス配線１６は、コンタクトホールＣＨ２においてフォトダイオード１２の上部電極１４ｂと接続されている。バイアス配線１６は、制御部２（図１参照）に接続されている。バイアス配線１６は、制御部２から入力されるバイアス電圧を上部電極１４ｂに印加する。
この例において、バイアス配線１６は、金属層１６１と透明導電層１６２が積層された積層構造を有する。この例において、金属層１６１は、３つの金属膜からなる積層構造を有する。３層の金属膜は、下層から順にチタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）からなる金属膜で構成されてもよい。この場合、３層の金属膜の膜厚は、下層から順に、５０ｎｍ程度、３００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下程度、５０ｎｍ程度が好ましい。また、透明導電層１６２は、例えばＩＴＯで構成され、その膜厚は１００ｎｍ程度が好ましい。なお、バイアス配線１６は単層又は２層以上の複数層で構成されていてもよい。また、バイアス配線１６の材料及び膜厚は上記に限定されない。
第４絶縁膜１０６上には、バイアス配線１６を覆う第５絶縁膜１０７が設けられている。この例において、第５絶縁膜１０７は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜で構成されてもよい。この場合、第５絶縁膜１０７の膜厚は、例えば２００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下程度が好ましい。なお、第５絶縁膜１０７の材料及び膜厚は一例であり、上記に限定されない。
第５絶縁膜１０７を覆うように、第２の平坦化膜としての第６絶縁膜１０８が設けられている。第６絶縁膜１０８は、例えば、アクリル系樹脂又はシロキサン系樹脂からなる有機系透明樹脂で構成されてもよい。この場合、第６絶縁膜１０８の膜厚は、例えば３．０μｍ程度が好ましい。なお、第６絶縁膜１０８の材料及び膜厚は一例であり、上記に限定されない。
一の画素Ｐ１における断面構造は以上の通りである。次に、アクティブマトリクス基板１における全画素領域より外側、すなわち、アクティブマトリクス基板１における端部領域の構造について説明する。
図５は、アクティブマトリクス基板１の画素Ｐ１と、アクティブマトリクス基板１の一辺における端部領域Ｐ１の一部を拡大した断面図である。図５において、図４と同じ構成には図４と同じ符号を付している。以下、端部領域Ｐ２の構造について具体的に説明する。なお、図５では、便宜上、アクティブマトリクス基板１の一辺における端部領域の断面を示しているが、他の辺における端部領域も図５と同様に構成されているものとする。
図５に示すように、端部領域Ｐ２には、基板１０１上にゲート絶縁膜１０２が設けられ、ゲート絶縁膜１０２上に第１絶縁膜１０３が設けられている。第１絶縁膜１０３上には、第２絶縁膜１０４が設けられ、第２絶縁膜１０４上に第３絶縁膜１０５が設けられている。第３絶縁膜１０５上には、第４絶縁膜１０６が設けられ、第４絶縁膜１０６を覆うように第５絶縁膜１０７が設けられている。第４絶縁膜１０６の端部の位置ｘ１は、第５絶縁膜１０７の端部の位置ｘ２よりも内側（画素Ｐ１側）に配置されている。つまり、第４絶縁膜１０６の端部は第５絶縁膜１０７によって完全に覆われる。
また、第５絶縁膜１０７の上には、第６絶縁膜１０８が設けられている。第６絶縁膜１０８の端部の位置ｘ３は、第４絶縁膜１０６の端部の位置ｘ１と第５絶縁膜１０７の端部位置ｘ２の間に配置されている。つまり、第４絶縁膜１０６の端部は、第５絶縁膜１０７及び第６絶縁膜１０８によって覆われている。
このように、フォトダイオード１２を覆う有機系樹脂膜からなる第４絶縁膜１０６の端部は、無機絶縁膜からなる第５絶縁膜１０７と、有機系樹脂膜からなる第６絶縁膜１０８によって完全に覆われ、外気に露出されない。そのため、外気の温度が上昇し、仮に第６絶縁膜１０８から水分が侵入しても、第５絶縁膜１０７に水分が浸透しにくく、第４絶縁膜１０６への水分の侵入が抑制される。その結果、画素Ｐ１におけるフォトダイオード１２やＴＦＴ１３（図４参照）のリーク電流が流れにくく、Ｘ線の検出精度を向上させることができる。
なお、端部領域Ｐ２に設けられた上記各絶縁膜は、画素Ｐ１に設けられた各絶縁膜の形成と同時に作製することができる。
（Ｘ線撮像装置１００の動作）
ここで、図１に示すＸ線撮像装置１００の動作について説明しておく。まず、Ｘ線源３からＸ線が照射される。このとき、制御部２は、バイアス配線１６（図３等参照）に所定の電圧（バイアス電圧）を印加する。Ｘ線源３から照射されたＸ線は、被写体Ｓを透過し、シンチレータ４に入射する。シンチレータ４に入射したＸ線は蛍光（シンチレーション光）に変換され、アクティブマトリクス基板１にシンチレーション光が入射する。アクティブマトリクス基板１における各画素に設けられたフォトダイオード１２にシンチレーション光が入射すると、フォトダイオード１２により、シンチレーション光の光量に応じた電荷に変化される。フォトダイオード１２で変換された電荷に応じた信号は、ＴＦＴ１３（図３等参照）がゲート制御部２Ａからゲート配線１１を介して出力されるゲート電圧（プラスの電圧）に応じてＯＮ状態となっているときに、ソース配線１０を通じて信号読出部２Ｂ（図２等参照）に読み出される。そして、読み出された信号に応じたＸ線画像が、制御部２において生成される。
［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態と異なる端部領域Ｐ２の構造について説明する。図６は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１Ａの画素Ｐ１と端部領域Ｐ２の一部を拡大した断面図である。図６において、第１実施形態と同じ構成には第１実施形態と同じ符号を付している。以下、主として第１実施形態と異なる構成について説明する。
図６に示すように、アクティブマトリクス基板１Ａの端部領域Ｐ２は、第６絶縁膜１０８の端部の位置ｘ３１が第４絶縁膜１０６の端部の位置ｘ１よりも内側（画素Ｐ１側）に配置されている。また、画素Ｐ１及び端部領域Ｐ２において、第６絶縁膜１０８を覆うように第７絶縁膜１０９が設けられている。
第７絶縁膜１０９は、この例において、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機絶縁膜で構成され、膜厚は、例えば１５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であるが、第７絶縁膜１０９の材料及び膜厚はこれに限定されない。
第７絶縁膜１０９の端部は、第５絶縁膜１０７の端部と略同じ位置ｘ２に配置され、第６絶縁膜１０８の端部は第７絶縁膜１０９によって完全に覆われる。また、第４絶縁膜１０６の端部は、無機絶縁膜である第５絶縁膜１０７と第７絶縁膜１０９によって覆われる。そのため、有機系樹脂膜で構成された第６絶縁膜１０８は、第７絶縁膜１０９に覆われることで、第６絶縁膜１０８に水分が浸透しにくい。また、有機系樹脂膜で構成された第４絶縁膜１０６の端部は、第５絶縁膜１０７と第７絶縁膜１０９の２層の無機絶縁膜によって覆われるため、第１実施形態よりも第４絶縁膜１０６に水分が浸透しにくくすることができる。
（変形例）
上述した第２実施形態において、第６絶縁膜１０８の端部の位置が第４絶縁膜１０６の端部の位置ｘ１と第５絶縁膜１０７の端部の位置ｘ２の間に設けられていてもよい。図７は、本変形例のアクティブマトリクス基板１Ｂにおける画素Ｐ１と端部領域Ｐ２の一部領域の断面図である。図７において、第２実施形態と同じ構成には第２実施形態と同じ符号を付している。
図７に示すように、第６絶縁膜１０８の端部の位置ｘ３は、第４絶縁膜１０６の端部の位置ｘ１と第５絶縁膜１０７の端部の位置ｘ２の間に配置されている。そのため、第４絶縁膜１０６の端部は、無機絶縁膜である第５絶縁膜１０７と、有機系樹脂膜で構成された第６絶縁膜１０８と、無機絶縁膜である第７絶縁膜１０９によって覆われる。つまり、この場合、フォトダイオード１２を覆う第４絶縁膜１０６の端部は３層の絶縁膜によって覆われる。そのため、第２実施形態よりも第４絶縁膜１０６への水分の浸透をより抑制することができ、Ｘ線の検出精度をさらに向上させることができる。
［第３実施形態］
上述した第２実施形態では、第４絶縁膜１０６の端部を無機絶縁膜である２層の第５絶縁膜１０７と第７絶縁膜１０９とで覆う構成について説明した。本実施形態では、第４絶縁膜１０６の端部を１つの無機絶縁膜と金属膜とで覆う構成について説明する。
図８は、本実施形態におけるアクティブマトリクス基板１Ｃの画素Ｐ１と端部領域Ｐ２の一部を拡大した断面図である。図８において、第２実施形態と同じ構成には第２実施形態と同じ符号を付している。以下、主として第２実施形態と異なる構成について説明する。
図８に示すように、アクティブマトリクス基板１Ｃにおける画素Ｐ１と端部領域Ｐ２は、第６絶縁膜１０８上に第７絶縁膜１０９（図６参照）が設けられていない。また、端部領域Ｐ２において、第４絶縁膜１０６と第５絶縁膜１０７の間には、第４絶縁膜１０６の端部を覆う金属膜１１０が設けられている。
金属膜１１０の端部の位置ｘ４は、第５絶縁膜１０７の端部の位置ｘ２よりも内側（画素Ｐ１側）に配置されている。金属膜１１０は、第４絶縁膜１０６の端部を覆い、外気に露出された第５絶縁膜１０７の一部と重なるように設けられる。
この例において、金属膜１１０は、画素Ｐ１に設けられたバイアス配線１６と同じ材料からなる２層構造を有する。そのため、金属膜１１０は、画素Ｐ１のバイアス配線１６を作製する工程で同時に作製することができる。
なお、ここでは、金属膜１１０は、バイアス配線１６と同じ材料で構成されているが、バイアス配線１６と異なる金属材料で構成されてもよい。また、金属膜１１０は、単層又は２層以上の複数層で構成されていてもよい。
このように、本実施形態では、有機系樹脂膜で構成された第４絶縁膜１０６の端部が金属膜１１０で覆われ、金属膜１１０を無機絶縁膜である第５絶縁膜１０７が覆う。金属膜１１０は、外気に露出された無機絶縁膜である第５絶縁膜１０７の一部と重なっているため、仮に、外気に露出した第５絶縁膜１０７の部分から水分が侵入しても、金属膜１１０によって、フォトダイオード１２を覆う第４絶縁膜１０６に水分が浸透しにくい。よって、第２実施形態よりも画素Ｐ１への水分の侵入が抑制され、Ｘ線の検出精度を向上させることができる。
［第４実施形態］
本実施形態では、上述した第１実施形態におけるアクティブマトリクス基板１と、シンチレータ４とが接着されたモジュール構造（Ｘ線撮像パネル）について説明する。
図９は、アクティブマトリクス基板１にシンチレータ４が接着された状態の画素Ｐ１と端部領域Ｐ２の断面図である。なお、図９において、第１実施形態と同じ構成には第１実施形態と同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。
図９に示すように、アクティブマトリクス基板１の表面、すなわち、第６絶縁膜１０８の上にシンチレータ４が設けられる。
シンチレータ４を覆うように、シート状の光反射材２１１が設けられている。光反射材２１１は、シンチレータ４で発光した光のうち、Ｘ線の入射側に向かう光をアクティブマトリクス基板１側に反射させる。
また、光反射材２１１を覆うようにシート状の防湿材２１２が設けられ、防湿材２１２は、シール材２１３によってアクティブマトリクス基板１の表面と接着される。具体的には、防湿材２１２は、端部領域Ｐ２における第６絶縁膜１０８の端部を覆うように、アクティブマトリクス基板１と接着される。防湿材２１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を材料として含んでもよい。
上述したように、アクティブマトリクス基板１の画素Ｐ１に設けられたフォトダイオード１２を覆う第４絶縁膜１０６の端部は第５絶縁膜１０７と第６絶縁膜１０８によって覆われる。また、シンチレータ４の上には防湿材２１２が設けられ、第６絶縁膜１０８の端部は防湿材２１２によって覆われる。つまり、第６絶縁膜１０８は外気に露出されない。そのため、外気温の上昇によって高湿状態となっても、第６絶縁膜１０８から水分が侵入しにくく、画素Ｐ１への水分の侵入を抑制することができ、Ｘ線の検出精度を向上させることができる。
なお、ここでは、第１実施形態のアクティブマトリクス基板１とシンチレータ４とを接着したモジュール構造を例に説明したが、上述した第２実施形態及びその変形例と、第３実施形態におけるそれぞれのアクティブマトリクス基板１Ａ〜１Ｃをシンチレータ４に接着する場合も上記と同様に構成することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
（１）上述した第１実施形態及び第２実施形態において、アクティブマトリクス基板の端部領域Ｐ２に、第３実施形態における金属膜１１０がさらに設けられていてもよい。この場合においても、第３実施形態と同様、金属膜１１０は、有機系樹脂膜で構成された第４絶縁膜１０６の端部を覆うように配置する。このように構成することにより、第１及び第２実施形態と比べ、第４絶縁膜１０６の端部からの水分の侵入をより抑制することができる。
（２）上述した第２実施形態及びその変形例において、画素Ｐ１の第６絶縁膜１０８上に、無機絶縁膜である第７絶縁膜１０９が設けられる例を説明したが、少なくとも、端部領域Ｐ２において、第４絶縁膜１０６の端部と平面視で重なるように第７絶縁膜１０９が設けられていればよい。
（３）上述した第１実施形態から第４実施形態において、アクティブマトリクス基板の端部領域Ｐ２における第１の平坦化膜としての第４絶縁膜１０６の端部は、少なくとも無機絶縁膜からなる第５絶縁膜１０７で覆われていればよい。このように構成しても、第４絶縁膜１０６の端部が外気に曝されないため、外気温の上昇によって高湿状態になっても、第４絶縁膜１０６の端部から水分が侵入しにくい。
１，１Ａ〜１Ｃ…アクティブマトリクス基板、２…制御部、２Ａ…ゲート制御部、２Ｂ…信号読出部、３…Ｘ線源、４…シンチレータ、１０…ソース配線、１１…ゲート配線、１２…フォトダイオード、１３…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１３ａ…ゲート電極、１３ｂ…半導体活性層、１３ｃ…ソース電極、１３ｄ…ドレイン電極、１４ａ…下部電極、１４ｂ…上部電極、１５…光電変換層、１６…バイアス配線、１００…Ｘ線撮像装置、１０１…基板、１０２…ゲート絶縁膜、１０３…第１絶縁膜、１０４…第２絶縁膜（第１の平坦化膜）、１０５…第３絶縁膜、１０６…第４絶縁膜、１０７…第５絶縁膜、１０８…第６絶縁膜（第２の平坦化膜）、１０９…第７絶縁膜、１１０…金属膜、１５１…ｎ型非晶質半導体層、１５２…真性非晶質半導体層、１５３…ｐ型非晶質半導体層、２１１…光反射材、２１２…防湿材、２１３…シール材

Claims (7)

  1. 複数の画素を含む画素領域を有するアクティブマトリクス基板において、
    前記複数の画素のそれぞれは、
    一対の電極と、当該一対の電極の間に設けられた半導体層とを有する光電変換素子と、
    前記光電変換素子を覆い、有機系樹脂膜で構成された第１の平坦化膜と、
    前記第１の平坦化膜を覆う第１の無機絶縁膜と、を備え、
    前記第１の平坦化膜と前記第１の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側まで設けられており、
    前記画素領域の外側において、前記第１の平坦化膜が露出しないように、前記第１の平坦化膜は前記第１の無機絶縁膜に覆われている、アクティブマトリクス基板。
  2. 前記第１の無機絶縁膜の少なくとも一部と重なり、有機系樹脂膜で構成された第２の平坦化膜をさらに備え、
    前記第２の平坦化膜は、前記画素領域の外側において、平面視で、前記第１の平坦化膜の端部と前記第１の無機絶縁膜を介して重なっている、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
  3. 少なくとも前記画素領域の外側において、前記第２の平坦化膜を覆う第２の無機絶縁膜をさらに備え、
    前記第２の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側において、平面視で、前記第１の平坦化膜の端部と、前記第１の無機絶縁膜、前記第２の平坦化膜、及び前記第２の無機絶縁膜を介して重なっている、請求項２に記載のアクティブマトリクス基板。
  4. 前記第１の無機絶縁膜の少なくとも一部と重なり、有機系樹脂膜で構成された第２の平坦化膜と、
    少なくとも前記画素領域の外側において、前記第２の平坦化膜を覆う第２の無機絶縁膜と、をさらに備え、
    前記画素領域の外側において、前記第２の平坦化膜の端部は、前記第１の平坦化膜の端部よりも前記画素領域側に設けられ、
    前記第２の無機絶縁膜は、前記画素領域の外側において、平面視で、前記第１の平坦化膜の端部と、前記第１の無機絶縁膜を介して重なっている、請求項１に記載のアクティブマトリクス基板。
  5. 前記画素領域の外側において、前記第１の平坦化膜の端部と、当該第１の平坦化膜の端部を覆う前記第１の無機絶縁膜との間に設けられた金属膜をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板。
  6. 前記複数の画素のそれぞれにおいて、
    前記一対の電極の一方の電極と接続され、当該一方の電極に所定電圧を印加するバイアス配線をさらに備え、
    前記バイアス配線と前記金属膜は、同じ金属材料を含む、請求項５に記載のアクティブマトリクス基板。
  7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のアクティブマトリクス基板と、
    照射されるＸ線をシンチレーション光に変換するシンチレータと、
    前記シンチレータを覆う防湿材と、を備え、
    前記アクティブマトリクス基板の画素領域の外側において、前記防湿材と前記アクティブマトリクス基板の表面とが接着されている、Ｘ線撮像パネル。
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