JPH0990048A - 放射線検出装置 - Google Patents
放射線検出装置Info
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 遮光部材の配置、膜厚、遮光波長を適性化す
ることにより、ＴＦＴリーク電流による光検出器のＳ／
Ｎ比の低下や、開口率低下によるＳ／Ｎ比の低下のな
い、精細なパターンを可能とする放射線検出装置を実現
する。 【解決手段】 蛍光体３２０と、光電変換素子Ｓと該光
電変換素子で変換された電荷を転送するＴＦＴ…Ｔとを
有する放射線検出装置において、前記ＴＦＴ…Ｔの保護
膜３０７上に直接、遮光部材３０８を設けたことを特徴
とする放射線検出装置。また、前記遮光部材３０８は、
前記蛍光体３２０が発する波長の光、又は、前記ＴＦＴ
…Ｔに感応する波長の光に対してのみ選択的に遮光する
部材であることを特徴とする放射線検出装置。
ることにより、ＴＦＴリーク電流による光検出器のＳ／
Ｎ比の低下や、開口率低下によるＳ／Ｎ比の低下のな
い、精細なパターンを可能とする放射線検出装置を実現
する。 【解決手段】 蛍光体３２０と、光電変換素子Ｓと該光
電変換素子で変換された電荷を転送するＴＦＴ…Ｔとを
有する放射線検出装置において、前記ＴＦＴ…Ｔの保護
膜３０７上に直接、遮光部材３０８を設けたことを特徴
とする放射線検出装置。また、前記遮光部材３０８は、
前記蛍光体３２０が発する波長の光、又は、前記ＴＦＴ
…Ｔに感応する波長の光に対してのみ選択的に遮光する
部材であることを特徴とする放射線検出装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線やγ線などの
放射線を蛍光板により可視光等に変換し、この変換光を
半導体光検出素子により検出する放射線検出装置に関す
る。
放射線を蛍光板により可視光等に変換し、この変換光を
半導体光検出素子により検出する放射線検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の放射線検出装置は、光検
出器と蛍光体の組み合わせにより、種々考案されてお
り、光検出器を複数の画素に分割することにより、位置
情報、又は、画像情報を得ることができる。
出器と蛍光体の組み合わせにより、種々考案されてお
り、光検出器を複数の画素に分割することにより、位置
情報、又は、画像情報を得ることができる。
【０００３】先ず、一般的な２次元光検出器について説
明する。
明する。
【０００４】従来、ファクシミリ、デジタル複写機、或
いは、放射線検出装置などの読み取り系としては縮小光
学系とＣＣＤ型センサーを用いた読み取り系が用いられ
ている。しかしながら、近年、非晶質シリコン（以下ａ
−Ｓｉ膜と略記）に代表される光電変換半導体材料の開
発により、光電変換素子を大面積基板に形成し、情報源
と等倍の光学系で読みとる密着型センサーの開発が進み
実用化されつつある。特に、ａ−Ｓｉ膜は光電変換材料
としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下
ＴＦＴと略記）の半導体材料としても用いることがで
き、更に、大面積化が可能であるといった利点がある。
いは、放射線検出装置などの読み取り系としては縮小光
学系とＣＣＤ型センサーを用いた読み取り系が用いられ
ている。しかしながら、近年、非晶質シリコン（以下ａ
−Ｓｉ膜と略記）に代表される光電変換半導体材料の開
発により、光電変換素子を大面積基板に形成し、情報源
と等倍の光学系で読みとる密着型センサーの開発が進み
実用化されつつある。特に、ａ−Ｓｉ膜は光電変換材料
としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下
ＴＦＴと略記）の半導体材料としても用いることがで
き、更に、大面積化が可能であるといった利点がある。
【０００５】図９は、従来のＰＩＮ型と称されるフォト
ダイオード型光センサーを用いた光検出器の構成の一例
の模式的平面図である。図９において、１０１はＰＩＮ
型センサー部、１０２はスイッチＴＦＴ部、１０３はデ
ーターライン、１０４はゲートライン、１０５はバイア
スラインである。各画素はセンサー部とスイッチＴＦＴ
部より構成され、ＰＩＮ型センサーはスイッチＴＦＴに
接続され、スイッチＴＦＴはデーターラインに接続され
ている。
ダイオード型光センサーを用いた光検出器の構成の一例
の模式的平面図である。図９において、１０１はＰＩＮ
型センサー部、１０２はスイッチＴＦＴ部、１０３はデ
ーターライン、１０４はゲートライン、１０５はバイア
スラインである。各画素はセンサー部とスイッチＴＦＴ
部より構成され、ＰＩＮ型センサーはスイッチＴＦＴに
接続され、スイッチＴＦＴはデーターラインに接続され
ている。
【０００６】図１０は、図９に示した１画素の模式的断
面図である。図１０において、２０１はガラス基板、２
０２はＣｒゲート電極、２０３はＳｉＮゲート絶縁膜、
２０４はｉ型非晶質Ｓｉ、２０５はｎ+ 型非晶質Ｓｉ、
２０６はＡｌＳ−Ｄ電極、２０７はＳｉＮチャネル保護
膜、２１０，２１１，２１２はそれぞれｐ型、ｉ型、ｎ
型非晶質Ｓｉ、２１３はＣｒ電極、２１４はＩＴＯ透明
電極である。
面図である。図１０において、２０１はガラス基板、２
０２はＣｒゲート電極、２０３はＳｉＮゲート絶縁膜、
２０４はｉ型非晶質Ｓｉ、２０５はｎ+ 型非晶質Ｓｉ、
２０６はＡｌＳ−Ｄ電極、２０７はＳｉＮチャネル保護
膜、２１０，２１１，２１２はそれぞれｐ型、ｉ型、ｎ
型非晶質Ｓｉ、２１３はＣｒ電極、２１４はＩＴＯ透明
電極である。
【０００７】放射線検出装置の構成としては、上述の光
センサーとＴＦＴを１画素として、２次元配置した光検
出器上に、一様に、又は、個別画素毎に蛍光体が配置さ
れた構造が一般的である。
センサーとＴＦＴを１画素として、２次元配置した光検
出器上に、一様に、又は、個別画素毎に蛍光体が配置さ
れた構造が一般的である。
【０００８】この様な構成において、放射線画像が蛍光
体に入射すると、この蛍光体により変換された光が光検
出器に入射し、光電変換部において光電変換され、変換
された電荷が、ＴＦＴにより転送され画像情報が得られ
る。
体に入射すると、この蛍光体により変換された光が光検
出器に入射し、光電変換部において光電変換され、変換
された電荷が、ＴＦＴにより転送され画像情報が得られ
る。
【０００９】しかしながら、蛍光体からの変換光は、同
時にセンサー部以外のＴＦＴ部にも入射する。その結
果、リーク電流の増大となり、間接的にセンサーＳ／Ｎ
比を低下させるという問題があった。
時にセンサー部以外のＴＦＴ部にも入射する。その結
果、リーク電流の増大となり、間接的にセンサーＳ／Ｎ
比を低下させるという問題があった。
【００１０】そこで、ＴＦＴの遮光は、従来一般的に
は、蛍光体を画素分割してその間に金属などを埋め込ん
でＭＴＦの改良とともに、ＴＦＴへの光入射を根本的に
防ぐといった方法が提案されている。
は、蛍光体を画素分割してその間に金属などを埋め込ん
でＭＴＦの改良とともに、ＴＦＴへの光入射を根本的に
防ぐといった方法が提案されている。
【００１１】図１２は、この様な構成を示す模式的断面
図である。図中、３０１はガラス基板、Ｔはスイッチ素
子ＴＦＴ部、Ｓは光電変換素子部、３１５は保護膜、３
１６は画素分割された蛍光体、３１７はスペーサーであ
る。
図である。図中、３０１はガラス基板、Ｔはスイッチ素
子ＴＦＴ部、Ｓは光電変換素子部、３１５は保護膜、３
１６は画素分割された蛍光体、３１７はスペーサーであ
る。
【００１２】このような構成を実現するには、画素分割
された蛍光体を張り合せる方法、または、画素毎に選択
的に蛍光体を積層する方法があるが、上述の様な蛍光体
を低価格で、歩留まり良く大面積で作成することは現実
的には不可能である。
された蛍光体を張り合せる方法、または、画素毎に選択
的に蛍光体を積層する方法があるが、上述の様な蛍光体
を低価格で、歩留まり良く大面積で作成することは現実
的には不可能である。
【００１３】一方、遮光能力の高い金属薄膜（数１００
０Å程度）、又は、グラファイトを含有したアクリル系
樹脂の遮光膜をＴＦＴに直接配置する構成が、低価格で
歩留まり良く実現する上では最良の方法と考えられる
が、そもそも導電性材料であるためＴＦＴチャネル部の
バックゲートとしてＴＦＴ動作に影響を与えたり、ま
た、新たな容量を形成するため、スイッチ速度を低下さ
せるという問題点が発生する。
０Å程度）、又は、グラファイトを含有したアクリル系
樹脂の遮光膜をＴＦＴに直接配置する構成が、低価格で
歩留まり良く実現する上では最良の方法と考えられる
が、そもそも導電性材料であるためＴＦＴチャネル部の
バックゲートとしてＴＦＴ動作に影響を与えたり、ま
た、新たな容量を形成するため、スイッチ速度を低下さ
せるという問題点が発生する。
【００１４】そこで、この欠点を補うためにＴＦＴサイ
ズを大きくした場合、開口率の低下など、光検出器全体
に与える影響は大きく、現実的ではない。
ズを大きくした場合、開口率の低下など、光検出器全体
に与える影響は大きく、現実的ではない。
【００１５】また、上述の金属薄膜などをＴＦＴ上へ直
接配置せず、電気的に十分距離を開けて配置する構成が
考えられる。図１３に模式的断面図を示す。図中４０１
はガラス基板、Ｔはスイッチ素子ＴＦＴ部、Ｓは光電変
換素子部、４１５は保護膜、４１６は蛍光体、４１７は
透明フィルムなどの電気的なスペーサー、４１８は遮光
膜である。しかし、この様な構成では、遮光膜をＴＦＴ
から離すために、逆に隣接画素からの漏れ光によりＴＦ
Ｔへの光入射が起こるといった問題が発生する。
接配置せず、電気的に十分距離を開けて配置する構成が
考えられる。図１３に模式的断面図を示す。図中４０１
はガラス基板、Ｔはスイッチ素子ＴＦＴ部、Ｓは光電変
換素子部、４１５は保護膜、４１６は蛍光体、４１７は
透明フィルムなどの電気的なスペーサー、４１８は遮光
膜である。しかし、この様な構成では、遮光膜をＴＦＴ
から離すために、逆に隣接画素からの漏れ光によりＴＦ
Ｔへの光入射が起こるといった問題が発生する。
【００１６】そこで、現在では、絶縁材料である顔料系
の遮光材料を使用する試みがなされているが、顔料系材
料を用いた遮光層は、先に述べた導電性材料を用いた遮
光層に比べて、同一の遮光を行うには、遮光膜の厚みが
数μ程度必要となり、この様な厚膜の遮光膜を実現する
上での問題点としては、第一に、２次元センサーに必要
な大面積基板に厚膜で均一に塗布できないという点と、
更に、パターン精度が十分に確保できないという点があ
る。
の遮光材料を使用する試みがなされているが、顔料系材
料を用いた遮光層は、先に述べた導電性材料を用いた遮
光層に比べて、同一の遮光を行うには、遮光膜の厚みが
数μ程度必要となり、この様な厚膜の遮光膜を実現する
上での問題点としては、第一に、２次元センサーに必要
な大面積基板に厚膜で均一に塗布できないという点と、
更に、パターン精度が十分に確保できないという点があ
る。
【００１７】言い換えれば、精細なパターンを実現する
には薄膜化が必要であり、逆に、ラフなパターンである
ならば厚膜化が可能であるともいえる。
には薄膜化が必要であり、逆に、ラフなパターンである
ならば厚膜化が可能であるともいえる。
【００１８】図１１に、本従来例の絶縁遮光膜の膜厚と
波長５５０ｎｍの光の透過率及びパターン精度として最
小加工線幅を示す。
波長５５０ｎｍの光の透過率及びパターン精度として最
小加工線幅を示す。
【００１９】本発明者らの検討では、一つの目安とし
て、ａ−Ｓｉ膜を用いたＴＦＴ及び光センサーで構成さ
れている光検出器での、十分なＳ／Ｎ比を得るために
は、ＴＦＴに入射する光をａ−Ｓｉ膜の最大感度を示す
波長５５０ｎｍでの透過率として、およそ１％以下であ
ることが必要であり、そのためには、遮光膜の厚みは通
常２〜３μｍとなる。
て、ａ−Ｓｉ膜を用いたＴＦＴ及び光センサーで構成さ
れている光検出器での、十分なＳ／Ｎ比を得るために
は、ＴＦＴに入射する光をａ−Ｓｉ膜の最大感度を示す
波長５５０ｎｍでの透過率として、およそ１％以下であ
ることが必要であり、そのためには、遮光膜の厚みは通
常２〜３μｍとなる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】光検出器の開口率を低
下させることなく遮光を行うには、１０μ程度のパター
ン精度が必要となるが、上述した従来の遮光膜の厚み２
〜３μｍにおいては、パターン精度は２０〜３０μ程度
となるため、光検出器の開口率を低下させるという問題
が生じる。
下させることなく遮光を行うには、１０μ程度のパター
ン精度が必要となるが、上述した従来の遮光膜の厚み２
〜３μｍにおいては、パターン精度は２０〜３０μ程度
となるため、光検出器の開口率を低下させるという問題
が生じる。
【００２１】つまり、遮光膜を薄膜化すれば、光検出器
の開口率の低下を防ぐことはできても、ＴＦＴへの入射
光によるリーク電流による光検出器のＳ／Ｎ比の低下を
招き、逆に、遮光膜を厚膜化すればＴＦＴへの入射光を
防ぐことはできても、光検出器の開口率低下によるＳ／
Ｎ比の低下を招くという解決すべき課題がある。
の開口率の低下を防ぐことはできても、ＴＦＴへの入射
光によるリーク電流による光検出器のＳ／Ｎ比の低下を
招き、逆に、遮光膜を厚膜化すればＴＦＴへの入射光を
防ぐことはできても、光検出器の開口率低下によるＳ／
Ｎ比の低下を招くという解決すべき課題がある。
【００２２】［発明の目的］本発明の目的は、遮光部材
の配置、膜厚、遮光波長を適性化することにより、ＴＦ
Ｔリーク電流による光検出器のＳ／Ｎ比の低下や、開口
率低下によるＳ／Ｎ比の低下のない、精細なパターンを
可能とする放射線検出装置を実現することにある。
の配置、膜厚、遮光波長を適性化することにより、ＴＦ
Ｔリーク電流による光検出器のＳ／Ｎ比の低下や、開口
率低下によるＳ／Ｎ比の低下のない、精細なパターンを
可能とする放射線検出装置を実現することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するため、以下の手段を提供する。
を解決するため、以下の手段を提供する。
【００２４】［１］ 蛍光体と、光電変換素子と該光電
変換素子で変換された電荷を転送するＴＦＴとを有する
放射線検出装置において、前記ＴＦＴの保護膜上に直
接、遮光部材を設けたことを特徴とする放射線検出装
置。
変換素子で変換された電荷を転送するＴＦＴとを有する
放射線検出装置において、前記ＴＦＴの保護膜上に直
接、遮光部材を設けたことを特徴とする放射線検出装
置。
【００２５】［２］ 前記遮光部材は、前記蛍光体が発
する波長の光、又は、前記ＴＦＴに感応する波長の光に
対してのみ選択的に遮光する部材であることを特徴とす
る［１］記載の放射線検出装置。
する波長の光、又は、前記ＴＦＴに感応する波長の光に
対してのみ選択的に遮光する部材であることを特徴とす
る［１］記載の放射線検出装置。
【００２６】
［作用］本発明に係る放射線検出装置は、蛍光体と光検
出器のスイッチ素子（ＴＦＴ）部との間に遮光部材を挟
み込み一体化されており、この遮光部材は、実際にスイ
ッチ素子（ＴＦＴ）に入射の可能性のある波長の光に対
してのみ機能し、不必要な波長に対する遮光能力はな
い。
出器のスイッチ素子（ＴＦＴ）部との間に遮光部材を挟
み込み一体化されており、この遮光部材は、実際にスイ
ッチ素子（ＴＦＴ）に入射の可能性のある波長の光に対
してのみ機能し、不必要な波長に対する遮光能力はな
い。
【００２７】上記［１］の手段によれば、ＴＦＴの保護
膜上に直接、精度良く遮光膜を配置することにより、従
来のように蛍光体の画素分割といった方法を必要とせ
ず、低価格で歩留まり良く、ＴＦＴへの入射光を防ぐこ
とができるという作用が得られる。
膜上に直接、精度良く遮光膜を配置することにより、従
来のように蛍光体の画素分割といった方法を必要とせ
ず、低価格で歩留まり良く、ＴＦＴへの入射光を防ぐこ
とができるという作用が得られる。
【００２８】また、上記［２］の手段によれば、本発明
の遮光部材は、蛍光体からの発光波長、又は、ＴＦＴに
感度を有する波長に対して選択的に吸収、又は、反射し
て遮光することによって、スイッチ素子であるＴＦＴの
リーク電流を低減させ、光検出器のＳ／Ｎ比の高い放射
線検出装置を提供することが可能となる。
の遮光部材は、蛍光体からの発光波長、又は、ＴＦＴに
感度を有する波長に対して選択的に吸収、又は、反射し
て遮光することによって、スイッチ素子であるＴＦＴの
リーク電流を低減させ、光検出器のＳ／Ｎ比の高い放射
線検出装置を提供することが可能となる。
【００２９】この様に、遮光すべき波長の光に合わせて
遮光部材を選択、又は、遮光部材に合わせて、蛍光体、
半導体材料を選択することにより、従来の遮光膜の薄膜
化が可能となる。
遮光部材を選択、又は、遮光部材に合わせて、蛍光体、
半導体材料を選択することにより、従来の遮光膜の薄膜
化が可能となる。
【００３０】本発明の作用を、更に具体的に説明するた
め、従来例で取り上げたａ−Ｓｉ薄膜を用いた光検出器
を例として以下に述べる。
め、従来例で取り上げたａ−Ｓｉ薄膜を用いた光検出器
を例として以下に述べる。
【００３１】図４は、ａ−Ｓｉ膜の光感度としてＰＩＮ
型フォトダイオードの相対感度の波長依存を示す図であ
る。
型フォトダイオードの相対感度の波長依存を示す図であ
る。
【００３２】また、図５は、蛍光体としてＣｓＩ：Ｔｌ
の相対発光強度の波長依存を示す図である。ＴＦＴのリ
ーク電流は、概ね、このａ−Ｓｉ膜の光感度と蛍光体の
発光強度の積に比例している。
の相対発光強度の波長依存を示す図である。ＴＦＴのリ
ーク電流は、概ね、このａ−Ｓｉ膜の光感度と蛍光体の
発光強度の積に比例している。
【００３３】ここで、ａ−Ｓｉ膜の感度の波長依存をｆ
s （λ）と表し、波長λ１〜λ２の光に対する感度の全
感度に対する比率Ｑs 、波長λ１〜λ２における積分を
［λ１〜λ２］∫、全波長における積分を［全波長］
∫、 Ｑｓ＝［λ１〜λ２］∫ｆｓ（λ）ｄλ／［全波長］∫
ｆｓ（λ）ｄλ と仮定すると、例えば、Ｑｓ＞０．９９、即ち、９９％
以上の感度が得られる波長λ１、λ２が設定でき、言い
換えれば、λ１からλ２までの光に対して完全に遮光可
能な材料を使用すれば、仮に、全波長において均一な強
度の入射光に対しても、この遮光膜を用いることによ
り、リーク電流を１％まで低減可能となる。
s （λ）と表し、波長λ１〜λ２の光に対する感度の全
感度に対する比率Ｑs 、波長λ１〜λ２における積分を
［λ１〜λ２］∫、全波長における積分を［全波長］
∫、 Ｑｓ＝［λ１〜λ２］∫ｆｓ（λ）ｄλ／［全波長］∫
ｆｓ（λ）ｄλ と仮定すると、例えば、Ｑｓ＞０．９９、即ち、９９％
以上の感度が得られる波長λ１、λ２が設定でき、言い
換えれば、λ１からλ２までの光に対して完全に遮光可
能な材料を使用すれば、仮に、全波長において均一な強
度の入射光に対しても、この遮光膜を用いることによ
り、リーク電流を１％まで低減可能となる。
【００３４】また、蛍光体の発光強度の波長依存をｆｆ
（λ）と表し、波長λ１〜λ２の光に対する発光強度の
全発光強度に対する比率Ｑｆ、波長λ１〜λ２における
積分を［λ１〜λ２］∫、全波長における積分を［全波
長］∫、 Ｑｆ＝［λ１〜λ２］∫ｆ（λ）ｄλ／［全波長］∫ｆ
ｆ（λ）ｄλ と仮定すると、同様に、Ｑｆ＞０．９９、即ち、９９％
以上の感度が得られる波長λ１、λ２が設定でき、遮光
膜がλ１からλ２までの光に対して完全に遮光可能であ
れば、仮に、全波長において均一な感度の材料に対して
も、この遮光膜を用いることにより、リーク電流を１％
まで低減できる。
（λ）と表し、波長λ１〜λ２の光に対する発光強度の
全発光強度に対する比率Ｑｆ、波長λ１〜λ２における
積分を［λ１〜λ２］∫、全波長における積分を［全波
長］∫、 Ｑｆ＝［λ１〜λ２］∫ｆ（λ）ｄλ／［全波長］∫ｆ
ｆ（λ）ｄλ と仮定すると、同様に、Ｑｆ＞０．９９、即ち、９９％
以上の感度が得られる波長λ１、λ２が設定でき、遮光
膜がλ１からλ２までの光に対して完全に遮光可能であ
れば、仮に、全波長において均一な感度の材料に対して
も、この遮光膜を用いることにより、リーク電流を１％
まで低減できる。
【００３５】しかし、実際には遮光すべき波長は、ａ−
Ｓｉ膜の感度と蛍光体の発光強度との積で決まる。この
積は、結局ＴＦＴのリーク電流そのものの大きさに比例
したものと考えられ、これを総合感度と考え、更に、 Ｑｓｆ＝［λ１〜λ２］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）ｄλ／
［全波長］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）ｄλ と仮定して、Ｑｓｆ＞０．９９となるλ１、λ２が設定
でき、遮光膜がλ１からλ２までの光に対して完全に遮
光可能であれば、ＴＦＴリーク電流は概ね１％へ低減で
きる。勿論、遮光膜にも波長分散があり、また、膜厚に
より透過率も異なる。透過率をＴ（λ）と表わし、 Ｑｓｆｔ＝［λ１〜λ２］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）Ｔ
（λ）ｄλ／［全波長］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）ｄλ と仮定して、全波長に対して、Ｑｓｆｔ＞０．９９とな
るセンサー材料、蛍光体、遮光膜材料及び膜厚を選定す
ることにより、目標のリーク電流まで低減可能となる。
Ｓｉ膜の感度と蛍光体の発光強度との積で決まる。この
積は、結局ＴＦＴのリーク電流そのものの大きさに比例
したものと考えられ、これを総合感度と考え、更に、 Ｑｓｆ＝［λ１〜λ２］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）ｄλ／
［全波長］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）ｄλ と仮定して、Ｑｓｆ＞０．９９となるλ１、λ２が設定
でき、遮光膜がλ１からλ２までの光に対して完全に遮
光可能であれば、ＴＦＴリーク電流は概ね１％へ低減で
きる。勿論、遮光膜にも波長分散があり、また、膜厚に
より透過率も異なる。透過率をＴ（λ）と表わし、 Ｑｓｆｔ＝［λ１〜λ２］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）Ｔ
（λ）ｄλ／［全波長］∫ｆｓ（λ）ｆｆ（λ）ｄλ と仮定して、全波長に対して、Ｑｓｆｔ＞０．９９とな
るセンサー材料、蛍光体、遮光膜材料及び膜厚を選定す
ることにより、目標のリーク電流まで低減可能となる。
【００３６】図６にａ−Ｓｉ膜の感度とＣｓＩ：Ｔｌを
用いた蛍光体の発光強度との積、即ち、総合感度と遮光
膜の透過率を示す。総合感度の最も大きい５５０ｎｍに
最大吸収、又は、反射のある遮光膜を用いれば十分であ
り、この時、上述のＱｓｆｔ＞０．９９を満足する様な
膜厚を設定すればよいことが確認できる。以下、本発明
の実施形態について、詳細に説明する。
用いた蛍光体の発光強度との積、即ち、総合感度と遮光
膜の透過率を示す。総合感度の最も大きい５５０ｎｍに
最大吸収、又は、反射のある遮光膜を用いれば十分であ
り、この時、上述のＱｓｆｔ＞０．９９を満足する様な
膜厚を設定すればよいことが確認できる。以下、本発明
の実施形態について、詳細に説明する。
【００３７】［実施形態１］図１に本実施形態の光検出
器の１画素の模式的断面図を示す。図１中、Ｔはスイッ
チ素子ＴＦＴ部、Ｓは光検出器、３０１はガラス基板、
３０２はＣｒゲート電極、３０３はＳｉＮゲート絶縁
膜、３０４はｉ型非晶質Ｓｉ、３０５はｎ+ 型非晶質Ｓ
ｉ、３０６はＡｌＳ−Ｄ電極、３０７はＳｉＮ保護膜、
３０８は赤色遮光膜である。また、３１０，３１１，３
１２はそれぞれｐ型、ｉ型、ｎ型非晶質Ｓｉである。ま
た、３２０は蛍光体増感紙を使用してあり、遮光膜３０
８上に配置されている。このように、遮光膜３０８は、
蛍光体３２０とＴＦＴとの間に直接配置され、一体的に
構成されている。図２は、本実施形態の蛍光体の相対発
光強度を示す図である。図２に示すように、蛍光体に入
射した放射線、例えば、Ｘ線は、蛍光体により５５０ｎ
ｍ付近に最大発光強度のある可視光に変換され、光検出
器に入射するが、本実施形態では６５０ｎｍ付近に最大
透過率を示す赤色フィルター遮光膜を配置している。
器の１画素の模式的断面図を示す。図１中、Ｔはスイッ
チ素子ＴＦＴ部、Ｓは光検出器、３０１はガラス基板、
３０２はＣｒゲート電極、３０３はＳｉＮゲート絶縁
膜、３０４はｉ型非晶質Ｓｉ、３０５はｎ+ 型非晶質Ｓ
ｉ、３０６はＡｌＳ−Ｄ電極、３０７はＳｉＮ保護膜、
３０８は赤色遮光膜である。また、３１０，３１１，３
１２はそれぞれｐ型、ｉ型、ｎ型非晶質Ｓｉである。ま
た、３２０は蛍光体増感紙を使用してあり、遮光膜３０
８上に配置されている。このように、遮光膜３０８は、
蛍光体３２０とＴＦＴとの間に直接配置され、一体的に
構成されている。図２は、本実施形態の蛍光体の相対発
光強度を示す図である。図２に示すように、蛍光体に入
射した放射線、例えば、Ｘ線は、蛍光体により５５０ｎ
ｍ付近に最大発光強度のある可視光に変換され、光検出
器に入射するが、本実施形態では６５０ｎｍ付近に最大
透過率を示す赤色フィルター遮光膜を配置している。
【００３８】図３に、本遮光膜の透過率の波長依存を示
す。上述より明らかな様に、蛍光体の最大発光強度を示
す波長と遮光膜の最大透過率を示す波長とが異なる、す
なわち、本実施形態の遮光膜は、蛍光体が発する波長の
光に対してのみ選択的に遮光する部材であることを特徴
とする。
す。上述より明らかな様に、蛍光体の最大発光強度を示
す波長と遮光膜の最大透過率を示す波長とが異なる、す
なわち、本実施形態の遮光膜は、蛍光体が発する波長の
光に対してのみ選択的に遮光する部材であることを特徴
とする。
【００３９】また、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴの場合、グ
リーンの光に対して感応するが、本実施形態の赤色フィ
ルター遮光膜は、従来の黒色遮光部材などに比較して、
このグリーンの光のみを効率良く遮光することができ
る。
リーンの光に対して感応するが、本実施形態の赤色フィ
ルター遮光膜は、従来の黒色遮光部材などに比較して、
このグリーンの光のみを効率良く遮光することができ
る。
【００４０】このため、本遮光膜は、パターン精度が確
保できる最大厚みの２μ以下の薄膜化が可能となり、そ
の結果、遮光膜のパターン精度も十分満足でき、センサ
ー開口率を低下させることなく、更に、ＴＦＴのリーク
電流を低減できるため、センサーのＳ／Ｎが向上でき
る。 ［実施形態２］図７は、第２の実施形態の光検出器の１
画素の模式的断面図を示す。図７中、Ｓは光センサー
部、ＴはＴＦＴ部であり、３０１はガラス基板、３０２
はＣｒゲート電極、３０３はＳｉＮゲート絶縁膜、３０
４はｉ型非晶質Ｓｉ、３０５はｎ + 型非晶質Ｓｉ、３０
６はＡｌＳ−Ｄ電極、３０７はＳｉＮ保護膜、３０８は
マゼンタフィルター遮光膜である。また、３１４はＩＴ
Ｏ透明電極である。また、３２０は、ＣｓＩ：Ｔｌを用
いた蛍光体であり、遮光膜３０８を介してＰＩ保護膜上
に配置される。
保できる最大厚みの２μ以下の薄膜化が可能となり、そ
の結果、遮光膜のパターン精度も十分満足でき、センサ
ー開口率を低下させることなく、更に、ＴＦＴのリーク
電流を低減できるため、センサーのＳ／Ｎが向上でき
る。 ［実施形態２］図７は、第２の実施形態の光検出器の１
画素の模式的断面図を示す。図７中、Ｓは光センサー
部、ＴはＴＦＴ部であり、３０１はガラス基板、３０２
はＣｒゲート電極、３０３はＳｉＮゲート絶縁膜、３０
４はｉ型非晶質Ｓｉ、３０５はｎ + 型非晶質Ｓｉ、３０
６はＡｌＳ−Ｄ電極、３０７はＳｉＮ保護膜、３０８は
マゼンタフィルター遮光膜である。また、３１４はＩＴ
Ｏ透明電極である。また、３２０は、ＣｓＩ：Ｔｌを用
いた蛍光体であり、遮光膜３０８を介してＰＩ保護膜上
に配置される。
【００４１】図８に、本実施形態での蛍光体の相対発光
強度と本遮光膜の透過率を示す。実施形態１と同様、本
蛍光体の発光強度は、図５に既に示したごとく、蛍光体
の最大発光強度を示す波長と遮光膜の最大透過率を示す
波長とが異なるため、すなわち、蛍光体が発する波長の
光に対してのみ選択的に遮光する遮光膜であるため、本
遮光膜は２μ以下の薄膜化が可能となる。
強度と本遮光膜の透過率を示す。実施形態１と同様、本
蛍光体の発光強度は、図５に既に示したごとく、蛍光体
の最大発光強度を示す波長と遮光膜の最大透過率を示す
波長とが異なるため、すなわち、蛍光体が発する波長の
光に対してのみ選択的に遮光する遮光膜であるため、本
遮光膜は２μ以下の薄膜化が可能となる。
【００４２】また、ａ−Ｓｉを用いたＴＦＴの場合、グ
リーンの光に対して感応するが、本実施形態のマゼンタ
フィルター遮光膜は、従来の黒色遮光部材などに比較し
て、このグリーンの光のみを効率良く遮光することがで
きる。
リーンの光に対して感応するが、本実施形態のマゼンタ
フィルター遮光膜は、従来の黒色遮光部材などに比較し
て、このグリーンの光のみを効率良く遮光することがで
きる。
【００４３】このため、本遮光膜は、パターン精度が確
保できる最大厚みの２μ以下の薄膜化が可能となり、そ
の結果、遮光膜のパターン精度も十分満足でき、センサ
ー開口率を低下させることなく、更に、ＴＦＴのリーク
電流を低減できるため、センサーのＳ／Ｎが向上でき
る。
保できる最大厚みの２μ以下の薄膜化が可能となり、そ
の結果、遮光膜のパターン精度も十分満足でき、センサ
ー開口率を低下させることなく、更に、ＴＦＴのリーク
電流を低減できるため、センサーのＳ／Ｎが向上でき
る。
【００４４】また、本発明の遮光部材とＴＦＴとの距離
は、画素ピッチ幅以下で形成されるため、ＭＴＦを低下
させることなく遮光可能となる。
は、画素ピッチ幅以下で形成されるため、ＭＴＦを低下
させることなく遮光可能となる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、放
射線検出装置における遮光部材を、蛍光体からの発光波
長、又は、ＴＦＴに感度を有する波長に対して選択的に
吸収、或いは、反射できる遮光部材とすることにより、
従来、必要とされていた遮光膜の厚みを薄膜化しても、
スイッチ素子であるＴＦＴを十分遮光でき、リーク電流
を低減させ、Ｓ／Ｎ比の高い放射線検出装置を実現する
ことが可能となる。
射線検出装置における遮光部材を、蛍光体からの発光波
長、又は、ＴＦＴに感度を有する波長に対して選択的に
吸収、或いは、反射できる遮光部材とすることにより、
従来、必要とされていた遮光膜の厚みを薄膜化しても、
スイッチ素子であるＴＦＴを十分遮光でき、リーク電流
を低減させ、Ｓ／Ｎ比の高い放射線検出装置を実現する
ことが可能となる。
【００４６】また、薄膜化により、精細なパターンの実
用が可能となり、センサー開口率を低下させることがな
くなるという効果も、同時に得られる。
用が可能となり、センサー開口率を低下させることがな
くなるという効果も、同時に得られる。
【図１】実施形態１の光検出器の１画素の模式的断面図
である。
である。
【図２】蛍光体（増感紙）の相対発光強度を示す図であ
る。
る。
【図３】赤色フィルターの透過率の波長分散を示す図を
示す図である。
示す図である。
【図４】ａ−Ｓｉ膜の相対感度を示す図である。
【図５】蛍光体ＣｓＩ：Ｔｌの相対発光強度を示す図で
ある。
ある。
【図６】ａ−Ｓｉ膜と蛍光体ＣｓＩ：Ｔｌによる総合感
度と遮光膜の透過率を示す図である。
度と遮光膜の透過率を示す図である。
【図７】実施形態２の光検出器の１画素の模式的断面図
である。
である。
【図８】マゼンタフィルターの透過率の波長分散を示す
図である。
図である。
【図９】従来の光検出器の模式的平面図である。
【図１０】従来の光検出器の模式的断面図である。
【図１１】従来の遮光膜の膜厚と透過率及びパターン精
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
【図１２】従来の光検出器の模式的断面図である。
【図１３】従来の光検出器の模式的断面図である。
１０１ ＰＩＮ型センサー部 １０２ スイッチＴＦＴ部 １０３ データーライン １０４ ゲートライン １０５ バイアスライン ２０１，３０１ ガラス基板 ２０２，３０２ Ｃｒゲート電極 ２０３，３０３ ＳｉＮゲート絶縁膜 ２０４，３０４ ｉ型型非晶質Ｓｉ ２０５，３０５ ｎ+ 型非晶質Ｓｉ ２０６，３０６ ＡｌＳ−Ｄ電極 ２０７，３０７ ＳｉＮ保護膜 ３０８ 遮光膜 ２１０，２１１，２１２ ｐ型、ｉ型、ｎ型非晶質Ｓｉ ３１０，３１１，３１２ それぞれｐ型、ｉ型、ｎ型
非晶質Ｓｉ ２１３ Ｃｒ電極 ２１４ ＩＴＯ透明電極 ３２０ 蛍光体 Ｓ 光センサー部 Ｔ ＴＦＴ部
非晶質Ｓｉ ２１３ Ｃｒ電極 ２１４ ＩＴＯ透明電極 ３２０ 蛍光体 Ｓ 光センサー部 Ｔ ＴＦＴ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 慎市 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 林 眞一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 冨名腰 章 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 森下 正和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 多胡 晃 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田村 敏和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 蛍光体と、光電変換素子と該光電変換素
子で変換された電荷を転送するＴＦＴとを有する放射線
検出装置において、 前記ＴＦＴの保護膜上に直接、遮光部材を設けたことを
特徴とする放射線検出装置。 - 【請求項２】 前記遮光部材は、前記蛍光体が発する波
長の光、又は、前記ＴＦＴに感応する波長の光に対して
のみ選択的に遮光する部材であることを特徴とする請求
項１記載の放射線検出装置。 - 【請求項３】 前記光電変換素子及び前記ＴＦＴに用い
られる半導体層は非晶質シリコンであることを特徴とす
る請求項１記載の放射線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7250513A JPH0990048A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 放射線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7250513A JPH0990048A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 放射線検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0990048A true JPH0990048A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17209015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7250513A Pending JPH0990048A (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 放射線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0990048A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6410921B1 (en) | 1998-01-30 | 2002-06-25 | Konica Corporation | X-ray image recording system and x-ray image recording method |
| EP1484707A2 (en) | 2003-06-03 | 2004-12-08 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Medical image system, and medical image processing method |
| US7167581B2 (en) | 2000-04-04 | 2007-01-23 | Konica Corporation | Medical image processing method and apparatus for discriminating body parts |
| JP2007101256A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Fujifilm Corp | Ｘ線撮像装置及びｘ線ｃｔ装置 |
| US7359541B2 (en) | 2000-04-28 | 2008-04-15 | Konica Corporation | Radiation image processing apparatus |
| US8036443B2 (en) | 2005-05-31 | 2011-10-11 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Image processing method and image processor |
| CN102891150A (zh) * | 2011-07-22 | 2013-01-23 | 中国科学院微电子研究所 | 紫外探测器的像素结构、紫外探测器系统及其制造方法 |
| JP2013258314A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Sony Corp | 撮像装置および撮像表示システム |
| CN108604609A (zh) * | 2016-02-08 | 2018-09-28 | 松下知识产权经营株式会社 | 波长变换元件以及光源装置 |
| CN109841642A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-04 | 上海交通大学 | 一种防x射线干扰的x射线平板探测器 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP7250513A patent/JPH0990048A/ja active Pending
Cited By (13)
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| EP3416197A4 (en) * | 2016-02-08 | 2019-06-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | WAVE LENGTH CONVERTING ELEMENT AND LIGHT SOURCE DEVICE |
| CN109841642A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-06-04 | 上海交通大学 | 一种防x射线干扰的x射线平板探测器 |
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