JPH1168078A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH1168078A
JPH1168078A JP9226720A JP22672097A JPH1168078A JP H1168078 A JPH1168078 A JP H1168078A JP 9226720 A JP9226720 A JP 9226720A JP 22672097 A JP22672097 A JP 22672097A JP H1168078 A JPH1168078 A JP H1168078A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像装置の絶縁破壊を防止して信頼性を向上
するとともに、ダイナミックレンジの大きい入射光に対
応する。 【解決手段】 絶縁成膜１１の一方の面の撮像領域１１
ａには画素電極１２がマトリクスアレイ状に配設され、
その外側の周辺領域１１ｂにはシールド電極１６が配設
されている。絶縁成膜１１のもう一方の面には画素電極
１２を駆動する駆動回路１５が配設されている。周辺領
域１１ｂに対向する領域に配設された駆動回路１５は、
光電変換膜１３に大きな電流が流れた場合でもシールド
電極１６により遮蔽されており、静電破壊が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光信号を電気信号に
変換することにより画像を得る撮像装置に関し、例えば
医療用Χ線診断装置の撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電変換素子を撮像素子として用いた撮
像装置はビデオカメラ、デジタルカメラ等に幅広く用い
られている。また、医療用Χ線診断装置に従来の銀塩フ
ィルムにかわって用いられている。近年では、医療分野
などにおいて治療を迅速的確に行うために患者の医療デ
ータをデータベース化する方向に進んでいる。Χ線撮影
して得られた画像データについてもデータベース化の要
求があり、撮影したΧ線画像のディジタル化を進めるこ
とがが望まれている。
【０００３】医療用Χ線診断装置では従来銀塩フィルム
を使用して診断画像の撮影を行ってきたが、この画像を
ディジタル化するためには、撮影したフィルムを現像し
た後、さらにスキャナ等で走査する必要がある。この方
法は手間と時間を要するだけではなく、スキャナで走査
する際に画像の品質が低下するという問題がある。
【０００４】最近は１インチ程度の極めて小さなサイズ
のＣＣＤカメラを使用し、直接ディジタルとして撮像す
る方式が実現されている。しかし、例えば人間の肺の撮
影をする場合、３０ｃｍ×３０ｃｍ程度の領域を撮影す
る必要があるため光を集光するための光学装置が必要と
なり、装置の大型化が問題になっている。
【０００５】これら２方式の問題を解決する方式とし
て、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）を半導体膜とし
て用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた撮像装置
が提案されている（例えばＵＳＰ第４６８９４８７
号）。図９はこのような撮像装置の構成を概略的に示す
ブロック図であり、図１０はａ−ＳｉＴＦＴを用いた撮
像装置の構成を概略的に示す図である。
【０００６】Χ線源５１から照射されたΧ線は被検体５
２を通過し、ａ−ＳｉＴＦＴ撮像装置５３の光電変換素
子に入射する。ａ−ＳｉＴＦＴ撮像デバイス５３は被検
体５２を透過したΧ線を、線量に対応したアナログ電気
信号に変換する。変換されたアナログ信号は時系列的に
Ａ／Ｄ変換部５７によりデジタル変換されイメージメモ
リ５８に記憶される。イメージメモリ５８は１枚もしく
は数枚分の画像データを記憶することかでき、制御部６
３からの制御信号により所定のアドレスにデータを順次
記憶する。演算処理部５９はイメージメモリ５８から画
像データを取りだして演算し、結果を再びイメージメモ
リに返還する。演算されたイメージメモリ５８の画像デ
ータはＤ／Ａ変換部６０によりアナログ信号に変換さ
れ、イメージモニタ６１などの外部処理回路にインター
フェースを介して出力される。したがって例えばイメー
ジモニタ６１に被検体５２のΧ線透過像が表示される。
【０００７】図１０において、撮像領域を構成する単位
要素となる画素ｅ１，１はａ−Ｓｉを半導体膜とした薄
膜トランジスタ１４４、光電変換膜１３および画素容量
１４２とにより構成され、画素ｅは例えば横２０００×
縦２０００個のマトリクスアレイ状（以下薄膜トランジ
スタアレイと呼ぶ）に構成されている。光電変換膜１４
０には電源１４８によりバイアス電圧が印加される。ａ
−ＳｉＴＦΤ１４４は信号線Ｓ１と走査線Ｇ１に接続し
ており、走査線駆動回路１５２から走査線を介してゲー
ト電極に印加される走査信号の電位によってオン・オフ
が制御される。信号線Ｓ１の終端は信号検出用の例えば
センスアンプなどの増幅器１５４に接続している。
【０００８】光電変換膜に光（この場合Ｘ線、軟Ｘ線な
ど）が入射すると光電変換膜１４０に電流が流れる状態
となり、画素容量１４２に電荷が蓄積される。走査線駆
動回路１５２で走査線を駆動し１つの走査線に接続して
いる全てのＴＦΤをオンにすると、蓄積された電荷は信
号線Ｓ１を通って増幅器１５４側に転送される。画素に
入射する光の量による電荷量の相違から、増幅器１５４
の出力振幅もこれに対応して変化する。
【０００９】図１０に示す方式では、増幅器１５４の出
力信号をＡ／Ｄ変換することで直接ディジタル画像を得
ることができる。さらに図中の画素領域はノートパソコ
ンに使用されているΤＦΤ−ＬＣＤ（薄膜トランジスタ
をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス
型液晶ディスプレイ）と同様な構造であり、薄型、大画
面の撮像装置が容易に製作可能である。
【００１０】Χ線を電荷に変換するａ−ＳｉＴＦΤ撮像
デバイスには２種類の方式がある。１つはΧ線を一度蛍
光体などにより可視光に変換し、さらに光電変換膜で電
荷に変換する間接変換と呼ばれる方式であり、もう１つ
はΧ線を光電変換膜で直接電荷に変換する直接変換と呼
ばれる方式である。
【００１１】間接変換方式では蛍光体により可視光に変
換するが、蛍光体内で光が散乱するため十分な解像度を
得るのが難しい。一方、直接変換方式では解像度劣化の
原因となる蛍光体を介す必要がないため、高解像度の画
質が得られるという利点がある。高解像度の画像を得る
ことは特に医療用の撮像としては必須の条件であり、直
接変換方式による撮像装置が注目されている。
【００１２】しかしながら、直接変換方式の撮像装置で
はΧ線を電子に変換させる効率を上げるために、光電変
換膜を厚く（例えば数１００［μｍ］から数［ｍｍ］程
度）成膜する必要がある。これに伴って光電変換膜に適
切な電界を印加するために数［ｋＶ］程度の高電圧を印
加しなくてはならない。
【００１３】図１１は直接変換方式の撮像装置の基本的
構造の例を概略的に示す図である。図１１（ａ）は撮像
装置の断面構造を概略的に示す図であり。図１１（ｂ）
は撮像装置の単位画素の等価回路を概略的に示す図であ
る。直接変換方式の撮像領域は、絶縁基板２０１上にａ
−ＳｉＴＦΤ１４４、蓄積容量電極２０２、信号線Ｓ
１、走査線Ｇ１、画素電極２０３、絶縁層２０４、光電
変換膜１４０、電圧供給用配線２０５を配設したもので
ある。蓄積容量電極２０２と画素電極２０３の間に絶縁
層２０４を挟持することにより信号蓄積容量Ｃｓを形成
する。電圧供給用配線２０５には数［ｋＶ］程度の高電
圧が印加されている。
【００１４】光電変換膜１４０は入射するΧ線量に比例
して抵抗が小さくなる。したがって所定線量のＸ線が光
電変換膜１４０に入射すると、電圧供給配線２０５と画
素電極２０３との間に電流が流れ、信号蓄積容量Ｃｓに
入射したΧ線量に応じた電荷が蓄積される。
【００１５】各画素に蓄積された電荷は、各画素に入射
するＸ線の量に比例するので、このような撮像画素を２
次元的に配列することにより被検体に対応したＸ線透過
像を電荷として検出することができる。
【００１６】一定の時間電荷を蓄積した後、走査線駆動
回路によりａ−ＳｉＴＦＴ１４４をオン状態にしてＣｓ
に蓄積した電荷を増幅器１５４を介して読みだし回路に
出力する。
【００１７】このような構造を有する直接変換方式の撮
像装置では、強いΧ線が入射すると光電変換膜１４０に
は大電流が流れることにり、画素電極２０３の電位は最
悪の場合電圧供給用配線２０５と同電位の数［ｋＶ］程
度まで上昇してしまうことになる。画素電極２０３と蓄
積容量電極２０２との間に数［ｋＶ］程度の大きな電位
差が生じると、絶縁層２０４が絶縁破壊を起こしΤＦＴ
アレイを破壊する恐れが大きい。
【００１８】したがって、画素電極２０３の電位を一定
電圧以下に抑える対策が必要になり、例えば画素内に保
護回路を内蔵する等の対策がなされている（例えば特願
平８−１６１９７７、特願平８−３２６９９３等）。
【００１９】ところで、数［ｋＶ］程度の高電圧は撮像
領域以外の部分にも印加される可能性があり、その部分
で絶縁破壊を起こし撮像領域の薄膜トランジスタアレイ
を破壊する恐れがある。通常、ＴＦＴを駆動する走査線
Ｇ１や信号を読み出す信号線Ｓ１は、走査線駆動回路１
５２、増幅器１５４にそれぞれ接続するため、基板の外
周部まで引き出されている。このためΧ線が入射した場
合、撮像領域と同様に撮像領域の周辺部においても、電
圧供給用配線２０５と走査線Ｇ１との間、または電圧供
給用配線２０５と信号線Ｓ１間との間に電流が流れるこ
とになる。数［ｋＶ］程度の高電圧が上記配線間に間挿
された絶縁層２０４に印加される状態になると絶縁破壊
を起こし撮像領域のＴＦＴアレイを破壊してしまう。
【００２０】上記のように走査線Ｇ１や信号線Ｓ１、さ
らに蓄積容量電極２０２等の配線と電圧供給用配線２０
５との間に高電圧が印加されると、撮像領域と同様にそ
の周辺部でも絶縁層２０４が絶縁破壊を起こして撮像装
置が破壊されてしまうという問題があった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたものである。すなわち本
発明は撮像の解像度低下を生じることなく、絶縁破壊の
生じにくい、信頼性の高い撮像装置を提供することを目
的とする。また本発明は入射光強度に対するダイナミッ
クレンジの大きな撮像装置を提供することを目的とす
る。さらに本発明は感度の高い撮像装置を提供すること
を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明の撮像装置は以下のような構成を備えて
いる。本発明の撮像装置は、第１の面と第２の面とを有
する基板と、画素電極がマトリクス状に配設された撮像
領域およびこの撮像領域を囲む周辺領域とを有する第１
の面と、前記基板の前記第１の面と対向した第２の面と
を有する絶縁性膜と、前記絶縁性膜の前記第１の面上に
前記撮像領域を覆うように配設された光電変換膜と、前
記光電変換膜上に前記撮像領域を覆うように配設され、
前記光電変換膜にバイアス電圧を印加する電圧印加手段
と、前記絶縁性膜の前記第２の面に前記画素電極と接続
して配設され、前記画素電極に誘起された電荷を蓄積す
るとともに選択的に出力する駆動手段と、前記絶縁性膜
の前記第１の面の前記周辺領域に配設され、前記駆動手
段と前記電圧印加手段との間を電磁気的に遮蔽するシー
ルド電極とを具備したことを特徴とする撮像装置。また
画素電極がマトリクス状に配設された撮像領域と、この
撮像領域を囲む周辺領域とを有する第１の面と、第２の
面とを有する絶縁性膜と、前記絶縁性膜の前記第１の面
上に前記撮像領域を覆うように配設された光電変換膜
と、前記光電変換膜上に前記撮像領域を覆うように配設
され、前記光電変換膜にバイアス電圧を印加する電圧印
加手段と、前記絶縁性膜の前記第２の面に前記画素電極
と接続して配設され、前記画素電極に誘起された電荷を
蓄積するとともに選択的に出力する駆動手段と、前記絶
縁性膜の前記第１の面の前記周辺領域に配設され、前記
駆動手段と前記電圧印加手段との間を電磁気的に遮蔽す
るシールド電極とを具備するようにしてもよい。
【００２３】また本発明の撮像装置は、前記シールド電
極に定電位を印加する手段と、前記シールド電極と前記
定電位を印加する手段との間に介挿された非線形素子と
をさらに具備するようにしてもよい。
【００２４】また例えば、画素電極がマトリクス状に配
設された撮像領域と、この撮像領域を囲む周辺領域とを
有する第１の面と、第２の面とを有する絶縁性膜と、前
記絶縁性膜の前記第１の面に前記撮像領域を覆うように
配設された光電変換膜と、前記光電変換膜の上側から前
記撮像領域を覆うように配設され、前記光電変換膜にバ
イアス電圧を印加する手段と、前記絶縁性膜の前記２の
面に前記画素電極と接続して配設され、前記画素電極に
誘起された電荷を蓄積する容量素子と、前記絶縁性膜の
第２の面に前記容量素子と接続して配設され、前記容量
素子に蓄積された電荷を選択的に出力する駆動手段と、
前記絶縁性膜の第２の面の前記周辺領域から前記撮像領
域まで延設された、前記スイッチング素子を駆動する走
査線および前記スイッチング素子が出力する電荷を読み
だすリード線とを具備するようにしてもよい。
【００２５】すなわち本発明の撮像装置は、Χ線を直接
電荷に変換する直接変換方式の撮像装置において、画素
領域および周辺領域に、走査線、信号線等と電圧印加手
段との間に高電圧が印加されて絶縁層に生じる絶縁破壊
を防止するためにシールド電極を配設したものである。
このような構成を採用することにより、高電圧は光電変
換膜にのみ印加されることになるため、画素電極の光入
射面と反対側の絶縁層が高電圧により絶縁破壊されるこ
とはなくなる。
【００２６】また周辺領域に配設されたシールド電極は
ショートリングの効果も有するため、アレイ基板製造中
の静電気等による薄膜トランジスタの破壊も防止され
る。したがって撮像装置の生産性も向上する。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の撮像装置について
さらに詳細に説明する。
【００２８】（実施形態１）図１は本発明の撮像装置の
構成の例を概略的に示す図である。図１（ａ）は本発明
の撮像装置の平面構造を概略的に示し、図１（ｂ）は本
発明の撮像装置の断面構造を模式的に示している。
【００２９】この撮像装置は、絶縁性膜１１の一方の第
１の面に画素電極１２がマトリクス状に配設された撮像
領域１１ａと、この撮像領域を囲む周辺領域１１ｂとを
有しており、絶縁性膜１１の画素電極１２形成面には、
少なくとも撮像領域１１ａを覆うように光電変換膜１３
が配設されている。光電変換膜１３上には、撮像領域１
１ａを覆うように、光電変換膜にバイアス電圧を印加す
るための電圧印加手段である導電性膜１４が配設されて
いる。絶縁性膜１１の画素電極１２形成面の反対側の第
２の面には、画素電極１２と接続して配設され、画素電
極１２に誘起された電荷を蓄積するとともに選択的に出
力する駆動回路１５が配設されたアレイ基板１０が配設
されている。この例では駆動回路１５は後述するよう
に、画素電極１５に誘起された電荷を蓄積する蓄積容量
素子Ｃｓと、この蓄積容量素子Ｃｓに蓄積された電荷を
選択的に出力するためのスイッチング素子である薄膜ト
ランジスタと、これらと接続した走査線Ｓ、信号線Ｇな
どの配線とから構成されている。
【００３０】そして、絶縁性膜１１の画素電極１２が配
設された第１の面の周辺領域１１ｂには、駆動手段１５
とバイアス電圧印加手段である導電性膜１４との間を電
磁気的に遮蔽するシールド電極１６が配設されている。
このシールド電極１６には例えば接地電位などの定電位
が印加され、周辺領域１１ｂに配設された駆動手段１５
に高電圧が印加されることを防止している。シールド電
極１６には、例えばダイオードなどの非線形素子を通じ
てあらかじめ定められた電位を印加するようにしてもよ
い。
【００３１】（実施形態２）以下に本発明の撮像装置の
さらに具体的な構成の例を説明する。図２は本発明の撮
像装置の平面構造の例を概略的に示す図であり、図３は
図２の撮像装置のＡ−Ａ´断面の構造の例を概略的に示
す図である。
【００３２】前述のように、絶縁性膜１１の一方の面に
は画素電極１２が２次元的にマトリクス配列された撮像
領域１１ａと、撮像領域１１ａの周辺を取り囲むような
周辺領域１１ｂとがある。画素電極１２は、スルーホー
ルなどを介して絶縁性膜１１の光電変換膜１３が配設さ
れた面（第１の面）と反対側の面（第２の面）に配設さ
れた蓄積容量素子Ｃｓに接続され、この蓄積容量素子は
薄膜トランジスタ１４４のソース電極１４４ｓに接続さ
れている。薄膜トランジスタ１４４のゲート電極１４４
ｇに走査線駆動回路１５２から走査線Ｇを介して走査信
号が印加されると、蓄積容量素子Ｃｓに蓄積された光入
射量に対応した電荷がソース電極１４４ｓ・ドレイン電
極１４４ｄを通じて信号線Ｓに出力される。
【００３３】このように、画素電極１２を撮像の単位要
素とした画素Ｐｍ，ｎが撮像領域１１ａにマトリクス配
列されており、各画素で検出した光入射量に応じた電荷
を信号線Ｓを介して読みだすことにより、画像データを
得ることができる。なお信号線Ｓをセンスアンプなどの
増幅器に接続し、信号を増幅してから出力するようにし
てもよい。
【００３４】したがって、走査線Ｇ、信号線Ｓ、蓄積容
量電極２０２に電圧を供給するＣｓ線などの駆動手段を
構成する配線は、画素領域１１ａから周辺領域１１ｂに
わたって配設されることになる。
【００３５】本発明の撮像装置では、絶縁性膜１１の第
１の面の周辺領域１１ｂに、シールド電極１６が配設さ
れており、さらにシールド電極１６を任意の電位に維持
するための手段である電極３０４が形成されている。
【００３６】走査線駆動回路１５２や増幅器１５４は周
辺領域１１ｂ内に配設するようにしてもよいし、さらに
外部に配設して、周辺領域１１ｂで接続するようにして
もよい。また光電変換膜１３および導電性膜１４は撮像
領域１１ａと周辺領域１１ｂ両方にまたがって形成され
ており、かつ導電性膜１４は周辺領域１１ｂを越えない
範囲で形成されている。したがって、導電性膜１４の端
部はシールド電極１６と対向するように配設されること
になる。
【００３７】絶縁性基板１０上に配設された、シールド
電極に電圧を印加するための電極３０４は外部電源３０
６に接続されており、任意の電位（例えば０［Ｖ］）が
印加される。また絶縁性基板１０上には走査線Ｇ、信号
線Ｓ、電源線３０５も同様に配設されている。これら走
査線Ｇ、信号線Ｓ、電源線３０５の上には絶縁性膜１１
が積層され、絶縁性膜１１には電極３０４とシールド電
極１６のコンタクトをとるスルーホールが形成されてい
る。画素電極２０３とシールド電極１６が絶縁性膜１１
上に形成され、その上に光電変換膜１３と導電性膜１４
が積層されている。導電性膜１４は高圧電源ケーブル３
０７により高電圧源３０８と接続されている。
【００３８】シールド電極１６は電極３０４と接続さ
れ、一定の電位に固定されている。ここでシールド電極
１６が例えば０［Ｖ］とし、走査線Ｇ、信号線Ｓ、電源
線３０５が例えば０〜３０［Ｖ］の範囲内に設定されて
いるとすると、絶縁性膜１１には最大でも３０［Ｖ］程
度の電圧が印加されるにすぎず、通常のＴＦΤアレイ製
造工程や、撮像時では絶縁破壊を起こすことはない。数
［ｋＶ］の高電圧は導電性膜１４とシールド電極１６と
の間の光電変換膜１３にのみすべて印加されることにな
る。また、撮像の際などに強度の大きいＸ線が入射して
も、絶縁性膜１１の光電変換膜１３が配設された面と反
対側のめんの撮像領域１１ａ、周辺領域１１ｂに配設さ
れた駆動回路１５を保護することができ、ダイナミック
レンジの大きな光入射に対応することができる。さら
に、バイアス電圧を大きくとることができるから、撮像
の感度を高くすることができる。
【００３９】（実施形態３）ところで、このようなマト
リクス状に薄膜トランジスタアレイが配設されたアレイ
基板１０を製造する際には、各層の形成時に若干の位置
ずれが生じる。このため多少の位置ずれが生じても撮像
装置の性能に影響を与えないように各層でマージンをも
って設計する必要がある。
【００４０】図４は、シールド電極１６、光電変換膜１
３、導電性膜１４の位置関係を概略的に示す図である。
図４のように各層の位置関係は、導電性膜１４の端部が
シールド電極１６に覆われ、シールド電極１６の端部が
光電変換膜１３に覆われるような関係に配設することが
望ましい。導電性膜１４の最も外側の部分が、シールド
電極１６と対向すうように派押せ津することは、前述の
ようにシールド電極１６の下側の絶縁層１１、駆動回路
１５を保護するため必須の条件である。シールド電極１
６の最外部が光電変換膜１３に覆われるような関係にこ
れらを配設することにより、高圧電源ケーブル３０７と
シールド電極１６間での放電を防止することができる。
すなわち、数［ｋＶ］の電位を持つ高電圧電源ケーブル
３０７と０［Ｖ］近辺の電位のシールド電極１６との間
に絶縁体である光電変換膜１３を挟むことにより、この
２つの間での放電の発生を抑制することができ、さらに
撮像装置の信頼性が向上する。なお高圧電源ケーブル３
０７とシールド電極１６間での放電を防止するためにさ
らに別の絶縁体を配設するようにしてもよい。
【００４１】（実施形態４）図５に光電変換膜１３の端
面の別の形状を示す。この例では光電変換膜１３の端面
を鈍角に形成している。すなわち、光電変換膜１３は導
電性膜１４最終端のすぐ外側近傍から、または少なくと
もシールド電極１６外側端部の少し内側から厚みを薄く
し、シールド電極１６外端部の外側までテーパー形状に
している。これにより、前述同様に絶縁性膜１１の絶縁
破壊を防止することができ、また高電圧電源ケーブル３
０７とシールド電極１６間の放電を防止することができ
る。
【００４２】このような構造にすることで、高電圧電源
ケーブル３０７と光電変換膜１３が直接接触することが
なくなり、シールド電極１６のない部分での絶縁性膜１
１の絶縁破壊を防止することができる。
【００４３】（実施形態５）図６は本発明の撮像装置の
平面構造の別の例を概略的に示す図であり、図７は図６
の撮像装置のＢ−Ｂ´断面の構造の例を概略的に示す図
である。
【００４４】なお図２、図３と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略することにする。
【００４５】図６において、絶縁性基板１０上には、ａ
−ＳｉＴＦΤ１４４と電荷蓄積容量Ｃｓと光電変換膜１
３と走査線Ｇと信号線Ｓで構成される画素Ｐｍ、ｎが２
次元に配列されている撮像領域１１ａと、撮像領域１１
ａの周辺に配置されている画素Ｐｍ、ｎの走査線Ｇと走
査線駆動回路１５２とを接続する配線Ｇ、信号線Ｓと増
幅器１５４とを接続するＣｓ線、蓄積容量電極２０２等
に任意の電位を供給する電源線３０５を接続する配線Ｌ
ｐが配置された周辺領域１１ｂとで形成されている。絶
縁性膜１１の第１の面の周辺領域１１ｂには上記配線の
他に、シールド電極１６と周辺部保護用の非線形素子で
あるダイオード４０１が形成されており、さらに、シー
ルド電極１６を任意の電位に固定するための電極３０４
が形成されている。
【００４６】走査線駆動回路１５２や増幅器１５４は周
辺領域１１ｂ内にあっても構わないし、周辺領域１１ｂ
のさらに外周部にあっても構わない。また光電変換膜１
３および導電性膜１４は撮像領域１１ａと周辺領域１１
ｂ両方にまたがって形成されており、且つ導電性膜１４
は周辺領域１１ｂを越えない範囲で形成されている。図
７に撮像領域１１ａと周辺領域１１ｂのＢ−Ｂ´におけ
る断面図を示す。絶縁性基板１０上に電極３０４と周辺
部保護用ダイオード４０１が形成されている。電極３０
４は外部電源３０６に接続されており、任意の電位（例
えば０［Ｖ］）に固定される。また絶縁性基板１０上に
は走査線Ｇ、信号線Ｓ、電源線３０５も同様に形成され
ている。これら走査線Ｇ、信号線Ｓ、電源線３０５の上
には絶縁性膜１１が積層され、絶縁性膜１１には電極３
０４および周辺部保護用ダイオード４０１とシールド電
極１６のコンタクトをとるスルーホールが形成されてい
る。画素電極２０３とシールド電極１６が絶縁性膜１１
上に形成され、その上に光電変換膜１３と導電性膜１４
が積層されている。導電性膜１４は高圧電源ケーブル３
０７により高電圧源３０８と接続される。
【００４７】強いΧ線が入射した直後には光電変換膜１
３には大電流が流れ、外部電源３０６等周辺回路、駆動
手段１５などを破壊する恐れがある。周辺領域を保護す
るためのダイオード４０１を採用することにより、外部
電源３０６に流れる電流を制限し、外部電源３０６等周
辺回路が破壊されるのを防止することができる。
【００４８】図８はダイオードの構成の例を示す等価回
路図である。図７の例では１個の薄膜トランジスタによ
りダイオードを形成しているが、例えば図８のように複
数個のΤＦＴで構成するようにしてもよいし、さらにこ
れらダイオードを組み合わせて用いるようにしてもよ
い。またΜＩΜ構造の非線形素子を用いることによって
もでも同様の効果を得ることができる。
【００４９】なお前述したシールド電極１６、光電変換
膜１３、導電性膜１４の位置関係はこの例の撮像装置に
適用するようにしてもよい。光電変換膜１３の形状につ
いても同様に適用可能である。
【００５０】以上説明した本発明の撮像装置の実施形態
では薄膜トランジスタはａ−Ｓｉ半導体膜を用いた薄膜
トランジスタを採用した例を説明したが、これ以外にも
例えばｐｏｌｙ−ＳｉＴＦΤ、μｃ−ＳｉＴＦΤなどを
用いるようにしてもよい。また逆スタガ構造の薄膜トラ
ンジスタの他に、スタガ構造、コプラナ構造の薄膜トラ
ンジスタを用いるようにしてもよい。
【００５１】また、例えば特願平８−１６１９７７、特
願平８−３２６９９３等に開示されたような画素内に保
護ダイオードを形成する方法を組み合わせて用いるよう
にしてもよく、これにより動画表示可能な撮像装置がよ
り容易に実現できるようになる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像装置
では、絶縁性膜の第１の面の撮像領域の周辺領域にシー
ルド電極を配設している。このような構造を採用するこ
とにより、高電圧は光電変換膜にのみ印加され、画素電
極の光入射面と反対側の絶縁層が高電圧により絶縁破壊
されるのを防止することができる。したがって薄膜トラ
ンジスタ、蓄積容量素子、これらと外部回路とを接続す
る配線などの画素電極の駆動手段にも高電圧が印加され
るのを防止することができる。これにより、Χ線入射量
に制限されずに撮影を行うことでき、操作性も向上す
る。さらに、バイアス電圧を大きくとることができるか
ら、撮像の感度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の構成の例を概略的に示す
図。
【図２】本発明の撮像装置の平面構造の例を概略的に示
す図。
【図３】図２の撮像装置のＡ−Ａ´断面の構造の例を概
略的に示す図。
【図４】シールド電極と、光電変換膜と、導電性膜との
位置関係を概略的に示す図。
【図５】光電変換膜の端面の形状を示す図。
【図６】本発明の撮像装置の平面構造の別の例を概略的
に示す図。
【図７】図６の撮像装置のＢ−Ｂ´断面の構造の例を概
略的に示す図。
【図８】ダイオードの構成の例を示す等価回路図。
【図９】薄膜トランジスタを用いた撮像装置の構成図を
示す図。
【図１０】撮像装置の薄膜トランジスタアレイ部を概略
的に示す等価回路図。
【図１１】従来の直接変換方式の撮像装置の基本的構造
の例を概略的に示す図。
【符号の説明】
１０………アレイ基板 １１………絶縁性膜 １１ａ……撮像領域 １１ｂ……周辺領域 １２………画素電極 １３………光電変換膜 １４………導電性膜 １５………駆動回路 １６………シールド電極 １４４……薄膜トランジスタ １５２……走査線駆動回路 ２０２……蓄積容量電極 ４０１……ダイオード
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｈ０４Ｎ 5/32

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の面と第２の面とを有する基板と、 画素電極がマトリクス状に配設された撮像領域およびこ
    の撮像領域を囲む周辺領域とを有する第１の面と、前記
    基板の前記第１の面と対向した第２の面とを有する絶縁
    性膜と、 前記絶縁性膜の前記第１の面上に前記撮像領域を覆うよ
    うに配設された光電変換膜と、 前記光電変換膜上に前記撮像領域を覆うように配設さ
    れ、前記光電変換膜にバイアス電圧を印加する電圧印加
    手段と、 前記絶縁性膜の前記第２の面に前記画素電極と接続して
    配設され、前記画素電極に誘起された電荷を蓄積すると
    ともに選択的に出力する駆動手段と、 前記絶縁性膜の前記第１の面の前記周辺領域に配設さ
    れ、前記駆動手段と前記電圧印加手段との間を電磁気的
    に遮蔽するシールド電極とを具備したことを特徴とする
    撮像装置。
  2. 【請求項２】 前記シールド電極に定電位を印加する手
    段と、前記シールド電極と前記定電位を印加する手段と
    の間に介挿された非線形素子とをさらに具備したことを
    特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
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