(57)【要約】  【課題】光電変換膜４の多結晶質層21に及ぼす下地の影響を低減し、均一で良好な性状の光電変換膜４を得ることができるＸ線検出器１を提供する。  【解決手段】ＴＦＴ基板３の下部電極９上に、非晶質層20、多結晶質層21を順に形成し、多層構造の光電変換膜４を形成する。非晶質層20により、ＴＦＴ基板３の表面の段差を埋め、さらには、下地の性状、特に結晶性を多結晶質層21に伝えない。ＴＦＴ基板３の下部電極９上に光電変換膜４を多層に形成したことで、光電変換膜４の多結晶質層21に及ぼす下地の影響を低減し、均一で良好な性状の光電変換膜４を得る。  【選択図】図１
2006093422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極を有する回路基板と、
この回路基板の下部電極上に多層に形成された光電変換膜と、
この光電変換膜上に形成された上部電極と
を具備していることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
多層の光電変換膜は、同一成分で形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線検出器。
【請求項３】
光電変換膜は、金属ヨウ化物の非晶質層と多結晶質層とが少なくとも２層以上積層されて形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線検出器。
【請求項４】
光電変換膜は、回路基板の下部電極上に非晶質層および多結晶質層の順に積層された２層構造と、回路基板の下部電極上に多結晶質層、非晶質層および多結晶質層の順に積層された３層構造のいずれか一方に形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のＸ線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を検出するＸ線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マトリクス状に配列された複数の画素を形成したＴＦＴ基板の表面に光電変換膜を形成したＸ線検出器が知られている。このＸ線検出器では、入射するＸ線を光電変換膜で電荷に変換し、変換した電荷を各画素の下部電極を通じて電荷蓄積用キャパシタに蓄積し、各画素のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を順次駆動して電荷蓄積用キャパシタに蓄積された電荷を出力している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、光電変換膜の密着性を向上させるためのバッファ膜をＴＦＴ基板上に形成し、このバッファ膜上に光電変換膜を形成したＸ線検出器がある。
【０００４】
このようなＸ線検出器では、光電変換膜をスパッタリング法あるいは蒸着法で形成することが多く、この場合、形成された光電変換膜は下地の結晶性や凹凸などの性状の影響を受けた多結晶質の膜となりやすい。
【特許文献１】特開２００３−２０９２３８号公報（第３−６頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、光電変換膜をＴＦＴ基板の表面にスパッタリングあるいは蒸着などの方法で形成すると、光電変換膜はＴＦＴ基板の表面の性状を反映した多結晶質の膜となりやすい。
【０００６】
ＴＦＴ基板の表面は、１画素ごとに下部電極となるＩＴＯ膜で覆われているが、画素と画素との間にはＩＴＯ膜はなく、層間絶縁膜が露出しており、さらに、ＴＦＴにつながった金属電極とＩＴＯ膜を電気的に接続するために層間絶縁膜中にコンタクトホールが形成されている。
【０００７】
このような構造のＴＦＴ基板の表面に光電変換膜を形成した場合、平坦なＩＴＯ膜上では良好な多結晶質の膜が形成できても、層間絶縁膜上では、層間絶縁膜がＩＴＯとは異なる性状を持つこと、および段差があることにより、良好な多結晶質の膜とはならなかった。一方、コンタクトホール中にも光電変換膜は形成されるが、コンタクトホールそのものが段差であること、およびコンタクトホール中に金属電極が存在することなどにより、やはり良好な多結晶質の膜とはならなかった。これらの部分で良好な多結晶質の膜が形成されない原因は、下地の性状、特に結晶性が光電変換膜の結晶性に影響を及ぼすことと、段差、突起、窪み、粒界などを起点として異物結晶が発生することが原因と考えられる。
【０００８】
また、ＴＦＴ基板の表面にバッファ膜を形成した場合、このバッファ膜には、導電性がありながらも隣り合う画素にはなるべく信号を伝えないという相反する特性が要求されるため、限られた材料を使い、膜厚を薄くしなければ用いることができなかった。このため、ＴＦＴ基板の表面にバッファ膜を形成しても、ＴＦＴ基板上の段差等をバッファ膜でなくすことは十分でなく、さらに、バッファ膜自体の結晶性も影響するため、光電変換膜は良好な多結晶質の膜にはならなかった。
【０００９】
そして、このような光電変換膜では、光電変換膜の不均一性に起因する光電変換特性の劣化、解像度の劣化、密着性の低下、さらには、歩留りの低下などが起こる問題がある。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光電変換膜の多結晶質層に及ぼす下地の影響を低減し、均一で良好な性状の光電変換膜を得ることができるＸ線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、下部電極を有する回路基板と、この回路基板の下部電極上に多層に形成された光電変換膜と、この光電変換膜上に形成された上部電極とを具備しているものである。
【００１２】
そして、回路基板の下部電極上に光電変換膜を多層に形成したことで、光電変換膜の多結晶質層に及ぼす下地の影響が低減され、均一で良好な性状の光電変換膜が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、回路基板の下部電極上に光電変換膜を多層に形成したことで、光電変換膜の多結晶質層に及ぼす下地の影響を低減でき、均一で良好な性状の光電変換膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１および図２において、１はＸ線検出器で、このＸ線検出器１は、マトリクス状に配列された複数の画素２を有する回路基板としてのアクティブマトリクス基板であるＴＦＴ基板３を備えている。
【００１６】
このＴＦＴ基板３の一主面である表面上には入射するＸ線を電気信号に変換する光電変換膜４が形成され、この光電変換膜４の一主面である表面上には上部電極５が形成されている。
【００１７】
ＴＦＴ基板３は、矩形平板状の透光性を有するガラスなどにて形成された絶縁基板としての支持基板６を備えている。この支持基板６の一主面である表面上には、各画素２毎に、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ)７と、電荷蓄積用キャパシタ８と、画素電極としてのＩＴＯ膜である下部電極９とが形成されている。そして、これらＴＦＴ７、電荷蓄積用キャパシタ８および下部電極９は、これらを１組とした格子状の配列を有しており、各組がＸ線画像の画素２に対応するように構成されている。
【００１８】
支持基板６上には、この支持基板６の行方向に沿った複数の制御ラインとしての制御電極11が配線されている。これら複数の制御電極11は、支持基板６上の各画素２間に位置し、この支持基板６の列方向に離間されて設けられている。これら制御電極11には、ＴＦＴ７のゲート電極12が電気的に接続されている。
【００１９】
さらに、支持基板６上には、この支持基板６の列方向に沿った複数の読出電極13が配線されている。これら複数の読出電極13は、支持基板６上の各画素２間に位置し、この支持基板６の行方向に離間されて設けられている。そして、これら複数の読出電極13には、ＴＦＴ７のソース電極14が電気的に接続されている。また、このＴＦＴ７のドレイン電極15は、電荷蓄積用キャパシタ８および下部電極９のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２０】
また、図１では、支持基板６の表面に形成されたＴＦＴ７および電荷蓄積用キャパシタ８などは省略しているが、これらＴＦＴ７および電荷蓄積用キャパシタ８などの表面には層間絶縁膜17が形成され、この層間絶縁膜17の表面に下部電極９が形成されている。層間絶縁膜17の一部にはＴＦＴ７のドレイン電極15に連通したコンタクトホール18が形成され、このコンタクトホール18を通じて下部電極９がＴＦＴ７のドレイン電極15に電気的に接続されている。
【００２１】
また、光電変換膜４は、例えばヨウ化水銀（ＨｇＩ２）などの金属ヨウ化物にて、ＴＦＴ７の表面全体に形成された非晶質層20とこの非晶質層20の表面に形成された多結晶質層21との多層構造に形成されている。
【００２２】
次に、第１の実施の形態の作用を説明する。
【００２３】
Ｘ線検出器１の光電変換膜４にＸ線が入射すると、Ｘ線で光電変換膜４が励起されて電荷に変換する。この電荷は、上部電極５による印加電界によって各下部電極９へと移動する。各下部電極９に移動した電荷は、各下部電極９に接続されたＴＦＴ７のゲート電極12が駆動状態となるまで、これらに各下部電極９に接続された電荷蓄積用キャパシタ８へと移動して蓄積される。
【００２４】
制御電極11の１つを駆動状態にすると、この駆動状態となった制御電極11に接続された１行のＴＦＴ７が駆動状態となる。
【００２５】
そして、この駆動状態となったそれぞれのＴＦＴ７に接続された電荷蓄積用キャパシタ８に蓄積された電荷が読出電極13へと出力される。
【００２６】
この結果、Ｘ線画像の特定の行の画素２に対応する信号が出力されるため、制御電極11の駆動制御によって、全てのＸ線画像の画素２に対応する信号を出力でき、この出力信号をデジタル画像信号に変換することにより、外部にＸ線画像として出力できる。
【００２７】
次に、光電変換膜４について説明する。
【００２８】
光電変換膜４を形成するには、まず、金属ヨウ化物を室温で真空蒸着することにより、ＴＦＴ基板３上に非晶質層20を直接形成する。
【００２９】
次いで、金属ヨウ化物を加熱しながら真空蒸着することにより、非晶質層20上に多結晶質層21を形成する。
【００３０】
このようにして得られた光電変換膜４は、非晶質層20と多結晶質層21とが積層された多層構造となる。この結果、ＴＦＴ基板３全体にわたって均一で良好な性状の多結晶質層21が得られる。そのため、より良好な画像が得られるＸ線検出器１を提供できる。
【００３１】
非晶質層20の役割は、ＴＦＴ７の表面の段差を埋め、さらには、下地の性状、特に結晶性を光電変換膜４の本体となる多結晶質層21に伝えないことにあると考えられる。
【００３２】
また、非晶質層20は光電変換膜４の多結晶質層21と同一材料（同一成分）であるため、バッファ膜を形成する場合とは異なり、非晶質層20と多結晶質層21との境界があいまいになり、光電変換膜４の特性を劣化させない効果がある。さらに、非晶質層20が存在することにより、光電変換膜４とＴＦＴ基板３との密着性が向上する効果も得られる。
【００３３】
次に、図３に第２の実施の形態を示す。
【００３４】
ＴＦＴ基板３の下部電極９上に多結晶質層21、非晶質層20および多結晶質層21の順に積層された３層構造の光電変換膜４を形成している。
【００３５】
そして、光電変換膜４を形成するには、まず、金属ヨウ化物を加熱しながら真空蒸着することにより、ＴＦＴ基板３上に多結晶質層21を直接形成する。次いで、金属ヨウ化物を室温で真空蒸着することにより、多結晶質層21上に非晶質層20を形成する。次いで、金属ヨウ化物を加熱しながら真空蒸着することにより、非晶質層20上に多結晶質層21を形成する。
【００３６】
このようにして得られた光電変換膜４は、多結晶質層21、非晶質層20、多結晶質層21が順に積層された３層構造となる。この結果、ＴＦＴ基板３全体にわたって均一で良好な性状の多結晶質層21が得られる。そのため、より良好な画像が得られるＸ線検出器１を提供できる。
【００３７】
この例では、非晶質層20を下部電極９上に直接形成できない場合、例えば、非晶質層成膜条件では下部電極９のＩＴＯ膜がダメージを受ける場合などに有効な方法である。
【００３８】
本実施の形態の場合でも、中間の非晶質層20は、その下部の多結晶質層21の表面の段差を埋め、さらには、ＴＦＴ基板３の性状の影響を受けた下部の多結晶質層21の性状を上部の多結晶質層21に伝えない役割を持つと考えられる。
【００３９】
また、３層構造の光電変換膜４は、同一材料（同一成分）で形成することにより、バッファ膜を形成する場合とは異なり、非晶質層20と多結晶質層21との境界があいまいになり、特性を劣化させない効果がある。
【００４０】
なお、非晶質膜20の材料は、光電変換特性を持つ材料であれば、多結晶質層21と異なる材料を用いてもよい。また、３層構造の光電変換膜４の場合には、光電変換特性を持つ材料であれば、３層とも異なる材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＸ線検出器の断面図である。
【図２】同上Ｘ線検出器を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すＸ線検出器の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    Ｘ線検出器
３    回路基板としてのＴＦＴ基板
４    光電変換膜
５    上部電極
９    下部電極
20    非晶質層
21    多結晶質層
【図１】
2006093422.tif 000003
【図２】
2006093422.tif 000004
【図３】
2006093422.tif 000005