(57)【要約】【課題】Ｘ線検出膜とＴＦＴブロックとから構成されるＸ線検出器において、接地電極に接続する配線を施すための隙間がない場合でもリーク電流を抑制する。【解決手段】Ｘ線検出膜であるＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素において、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０から画素容量部３０に電荷を入力する上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極３２とが、各電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して直接的に接続されるよう構成する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線のエネルギーを電荷に変換する複数のＸ線検出膜を、該Ｘ線検出膜により変換された電荷を蓄積する画素容量部と該画素容量部から電荷を取り出すＴＦＴスイッチ部とからなる画素を複数有するＴＦＴアレイの上に並べて構成されるＸ線検出器であって、
前記Ｘ線検出膜の端部の下に位置する画素において、該Ｘ線検出膜から前記画素容量部に電荷を入力する画素電極と接地電極とが、両電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して、直接的に接続されていることを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
前記画素電極と前記接地電極とは、製造プロセスに含まれる所定の工程において両電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して、直接的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項３】
前記画素電極と前記接地電極とは、両電極の間に挟まれる構成物を貫通して当該接地電極まで達するように当該画素電極をレーザーで加工することによって、直接的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項４】
前記Ｘ線検出膜は、カドミウムテルライドが材料として用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＸ線検出器。
【請求項５】
Ｘ線のエネルギーを電荷に変換する複数のＸ線検出膜を、該Ｘ線検出膜により変換された電荷を蓄積する画素容量部と該画素容量部から電荷を取り出すＴＦＴスイッチ部とからなる画素を複数有するＴＦＴアレイの上に並べて構成されるＸ線検出器の製造方法であって、
前記Ｘ線検出膜の端部の下に位置する画素において、該Ｘ線検出膜から前記画素容量部に電荷を入力する画素電極と接地電極とを、両電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して、直接的に接続する電極接続ステップを含んだことを特徴とするＸ線検出器の製造方法。
【請求項６】
前記画素電極と前記接地電極との間に挟まれる構成物を貫通する穴を設ける穴貫設ステップをさらに含み、
前記電極接続ステップは、前記画素電極と前記接地電極とを、前記穴貫設ステップにより設けられた穴を介して、直接的に接続することを特徴とする請求項５に記載のＸ線検出器の製造方法。
【請求項７】
前記電極接続ステップは、前記画素電極と前記接地電極とを、両電極の間に挟まれた構成物を貫通して当該接地電極まで達するように当該画素電極をレーザーで加工することによって、直接的に接続することを特徴とする請求項５に記載のＸ線検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線診断装置などに用いられるＸ線検出器およびＸ線検出器の製造方法に関し、特に、ノイズの原因となるリーク電流を抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線診断装置などに用いられるＸ線検出器は、従来のフィルム・スクリーン系やＩ．Ｉ−ＴＶ（Image Intensifier TV）系のものから、薄型であり、かつ、画質が優れたディジタル画像を即時に出力することが可能な平面検出器に置き換えられつつある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この平面検出器は、基本的には、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）などを材料としたＸ線検出膜を、画素容量部およびＴＦＴスイッチ部からなる画素を複数備えたＴＦＴ（Thin Film Transistor）アレイの上に付加して構成される。かかる平面検出器では、Ｘ線が照射されると、Ｘ線検出膜によってＸ線のエネルギーが電荷に変換され、変換された電荷がＴＦＴアレイの各画素容量部に蓄積される。そして、各画素容量部に蓄積された電荷が画素ごとにＴＦＴスイッチ部によって取り出され、取り出された電荷を画素値としてディジタル画像が作成される。
【０００４】
また、最近では、かかる平面検出器におけるＸ線検出膜の材料として、ａ−Ｓｅなどと比べてＸ線の吸収効率が高いカドミウムテルライド（ＣｄＴｅ）が注目されている。図７は、Ｘ線検出膜の材料としてＣｄＴｅが用いられたＸ線検出器を示す図である。同図（ａ）に示すように、ＣｄＴｅをＸ線検出膜として用いる場合、平面検出器は、柱状に成長したＣｄＴｅの単結晶から切り出された複数のＣｄＴｅ単結晶ブロックをＴＦＴアレイ上に並べることによって構成される。
【０００５】
なお、一般的に、平面検出器では、ノイズの原因となるリーク電流（漏れ電流）が生じることが知られているが、ＣｄＴｅ単結晶ブロックを用いた場合、リーク電流は、各ブロックの端部において大きくなる。そのため、ＣｄＴｅをＸ線検出膜の材料として用いる場合には、たとえば、図７（ｂ）および（ｃ）に示すように、単結晶ブロックごとに、リーク電流を接地電極（ＧＮＤ）に流すためのガードリング電極が付設される。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９００４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＣｄＴｅ単結晶ブロックごとにガードリング電極を付設する場合に、ＴＦＴアレイ上に各ＣｄＴｅ単結晶ブロックが稠密に並べられていた場合には、ＴＦＴアレイ上に各ガードリング電極から接地電極に接続する配線を施すための隙間がないという問題がある。リーク電流の抑制は、画質のよいディジタル画像を得るためには必ず行われる必要がある。そのため、いかにして、Ｘ線検出膜が稠密に並べられていた場合にリーク電流を抑制するかが、極めて重要な課題となっている。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線検出膜が稠密に並べられていた場合でもリーク電流を抑制することができるＸ線検出器およびＸ線検出器の製造方法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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、Ｘ線のエネルギーを電荷に変換する複数のＸ線検出膜を該Ｘ線検出膜により変換された電荷を蓄積する画素容量部および該画素容量部から電荷を取り出すＴＦＴスイッチ部からなる画素を複数有するＴＦＴアレイの上に並べて構成されるＸ線検出器であって、前記Ｘ線検出膜の端部の下に位置する画素において、Ｘ線検出膜から前記画素容量部に電荷を入力する画素電極と接地電極とが、両電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して直接的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５記載の本発明は、Ｘ線のエネルギーを電荷に変換する複数のＸ線検出膜を、該Ｘ線検出膜により変換された電荷を蓄積する画素容量部および該画素容量部から電荷を取り出すＴＦＴスイッチ部からなる画素を複数有するＴＦＴアレイの上に並べて構成されるＸ線検出器の製造方法であって、前記Ｘ線検出膜の端部の下に位置する画素において、前記Ｘ線検出膜から前記画素容量部に電荷を入力する画素電極と接地電極とを、両電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して直接的に接続する電極接続ステップを含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１または５記載の本発明によれば、Ｘ線検出膜の端部を流れるリーク電流が画素電極から接地電極へ直接流れ出るようになり、Ｘ線検出膜が稠密に並べられていた場合でもリーク電流を抑制することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線検出器およびＸ線検出器の製造方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下では、Ｘ線検出膜の材料としてＣｄＴｅを用いた平面検出器について説明する。
【実施例】
【００１３】
まず、本実施例に係る平面検出器の構成について説明する。図１は、本実施例に係る平面検出器の構成を説明するための説明図である。同図に示すように、この平面検出器は、Ｘ線検出膜となる複数のＣｄＴｅ単結晶ブロック１０と、ＴＦＴアレイ２０とから構成されている。
【００１４】
複数のＣｄＴｅ単結晶ブロック１０は、ＣｄＴｅ単結晶から切り出された単結晶ブロックであり、それぞれ、照射されたＸ線のエネルギーを電荷に変換する。これらＣｄＴｅ単結晶ブロック１０は、ＴＦＴアレイ２０の上面に並べられ、それぞれＸ線検出膜として機能する。
【００１５】
ＴＦＴアレイ２０は、複数の画素容量部３０およびＴＦＴスイッチ部４０からなる画素がマトリクス状に２次元配列されて構成された２次元スイッチングパネルである。ここで、画素容量部３０は、各ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０により変換された電荷を蓄積するコンデンサであり、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０から電荷を入力するための画素電極や、絶縁膜に挟まれた金属、リーク電流を放出するための接地電極などを有している。
【００１６】
また、ＴＦＴスイッチ部４０は、各画素容量部３０から電荷を取り出す半導体スイッチであり、図示していない駆動回路からの駆動信号を入力するゲート線や、画素容量部３０から取り出した電荷を流す信号線に接続されている。
【００１７】
かかる平面検出器において、照射されたＸ線を確実に検出するためには、複数のＣｄＴｅ単結晶ブロック１０をＴＦＴアレイ２０上に稠密に並べる必要がある。しかし、その場合には、ＴＦＴアレイ２０上で、リーク電流を接地電極に流す配線を施すための十分な隙間がなくなってしまう。
【００１８】
そこで、本実施例に係る平面検出器では、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部を流れるリーク電流がＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素電極から接地電極へ直接流れ出るようにし、これにより、Ｘ線検出膜が稠密に並べられていた場合でもリーク電流を抑制することができるようにしている。
【００１９】
図２は、本実施例に係る平面検出器の概念を説明するための回路図である。同図は、所定のＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置するひとつの画素を示している。同図に示すように、本実施例に係る平面検出器では、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０（ＣｄＴｅ）の端部の下に位置する画素において、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０から画素容量部（Ｃｓ）に電荷を入力する画素電極と接地電極（ＧＮＤ）とを直接的に接続して短絡している。
【００２０】
以下、上述した画素電極と接地電極との接続について具体的に説明する。図３および４は、本実施例に係る平面検出器における画素電極と接地電極との接続を説明するための図（１）および（２）である。同図は、上面にＣｄＴｅ単結晶ブロック１０が付加される前のＴＦＴアレイ２０の断面を示しており、ＴＦＴアレイ２０が有する画素のうち、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置するひとつの画素の断面を示している。
【００２１】
図３に示すように、この画素では、画素容量部３０は、ガラス基板３１の上に、接地電極（ＧＮＤ）３２、絶縁膜３３、電荷を蓄えるための金属３４、絶縁膜３５、絶縁膜３６、画素電極３７、有機膜３８、上部画素電極３９を順に積層して構成されている。また、ＴＦＴスイッチ部は、ガラス基板３１の上に、絶縁膜３３、ゲート電極４１、絶縁膜３５、半導体４２、金属４３、絶縁膜３６、有機膜３８、上部画素電極３９を順に積層することにより構成されている。
【００２２】
そして、同図に示すように、この画素では、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０から画素容量部３０に電荷を入力する上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極（ＧＮＤ）３２とが、両電極の間に挟まれる絶縁膜３３、金属３４、絶縁膜３５、絶縁膜３６および有機膜３８を貫通して設けられた穴を介して直接的に接続されている。
【００２３】
このように、ＴＦＴアレイ２０が有する画素のうち、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置するひとつの画素において、上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極（ＧＮＤ）３２とを直接的に接続することによって、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部を流れるリーク電流が上部画素電極３９から接地電極へ直接流れ出るようになる。
【００２４】
次に、上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極３２とを直接的に接続する方法について説明する。たとえば、まず、ＴＦＴアレイ２０の設計段階において、ＴＦＴアレイ２０が有する画素のうち、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素を、画素電極３７と接地電極３２とを接続する画素として決定しておく。
【００２５】
続いて、プロセス設計の段階で、決定しておいた画素のみ、上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極３２との間に挟まれる絶縁膜３３、金属３４、絶縁膜３５、絶縁膜３６および有機膜３８を貫通する穴を設ける工程を追加する。
【００２６】
そして、後続する工程において、図３に示したように、追加した工程により設けられた穴を介して上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極３２とが直接的に接続されるように、それぞれの電極を形成する。
【００２７】
または、たとえば、ＴＦＴアレイ２０の設計段階において、図４に示すように、あらかじめ、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素に上部画素電極３９、画素電極３７および金属３４を接続する穴を設けておく。この穴は、ＴＦＴアレイ２０の設計において通常設けられるものであり、ＴＦＴアレイ２０の製造における歩留まりが低下しない程度の大きさとされる。
【００２８】
続いて、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素を、画素電極３７と接地電極３２とを接続する画素として決定しておく。
【００２９】
そして、製造時に全ての構成物を積層した後に、あらかじめ設けられている穴から、上部画素電極３９、画素電極３７および金属３４の接続部に対して自動または手動でレーザーを照射し、それぞれの電極の間に挟まれた構成物を貫通して接地電極３２まで達するように上部画素電極３９および画素電極３７を加工する。これにより、図３に示したように、上部画素電極３９および画素電極３７が、接地電極３２に直接的に接続される。
【００３０】
上述してきたように、本実施例では、Ｘ線検出膜であるＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素において、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０から画素容量部３０に電荷を入力する上部画素電極３９および画素電極３７と接地電極３２とが、各電極の間に挟まれる構成物を貫通して設けられた穴を介して直接的に接続されるよう構成したので、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部を流れるリーク電流が上部画素電極３９および画素電極３７から接地電極３２へ直接流れ出るようになり、Ｘ線検出膜であるＣｄＴｅ単結晶ブロックが稠密に並べられていた場合でもリーク電流を抑制することが可能になる。
【００３１】
なお、上記実施例では、画素容量部３０において、電荷を蓄えるための金属３４がひとつ含まれる場合について説明したが、ＴＦＴアレイを製造する際には、歩留まりを向上するための施策として、ひとつの画素容量部において複数の金属が用いられる場合がある。本発明は、この場合についても同様に適用することが可能である。
【００３２】
図５および６は、画素容量部において複数の金属が用いられた場合の画素電極と接地電極との接続を説明するための図（１）および（２）である。これらの図は、画素容量部においてふたつの金属３４ａおよび３４ｂが用いられた場合を示しており、金属３４ａおよび３４ｂに対応して、画素電極３７も、画素電極３７ａおよび３７ｂに分けられている。
【００３３】
この場合には、ＴＦＴアレイの設計段階において、図５に示すように、あらかじめ、ＣｄＴｅ単結晶ブロック１０の端部の下に位置する画素に上部画素電極３９、画素電極３７ａおよび金属３４ａを接続する穴、ならびに、上部画素電極３９、画素電極３７ｂおよび金属３４ｂを接続する穴をそれぞれ設けておく。
【００３４】
そして、製造時に全ての構成物を積層した後に、ふたつの穴から、上部画素電極３９、画素電極３７ａおよび金属３４ａ、ならびに、上部画素電極３９、画素電極３７ｂおよび金属３４ｂの接続部それぞれに対して自動または手動でレーザーを照射し、それぞれの電極の間に挟まれた構成物を貫通して接地電極３２まで達するように、上部画素電極３９、画素電極３７ａおよび３７ｂを加工する。これにより、図６に示すように、上部画素電極３９および画素電極３７ａ、ならびに、上部画素電極３９および画素電極３７ｂが接地電極３２に直接的に接続される。
【００３５】
このように、複数の箇所（穴）にレーザーを照射して複数の画素電極と接地電極とを直接的に接続することによって、レーザーによる加工を施す際に失敗が生じる可能性を考慮した場合でも、画素容量部ごとに少なくともひとつの箇所で画素電極と接地電極との接続が成功していればリーク電流が上部画素電極３９から接地電極へ直接流れ出ることになる。これにより、ＴＦＴアレイ２０全体としてレーザー加工における失敗の確率を低減することが可能になり、ＴＦＴアレイ２０の製造における歩留まりを向上することができる。
【００３６】
なお、本実施例では、Ｘ線検出膜の材料としてＣｄＴｅが用いられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブロック形状に形成された他の化合物がＸ線検出膜として用いられる場合にも同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明に係るＸ線検出器およびＸ線検出器の製造方法は、Ｘ線検出膜とＴＦＴアレイとから構成される平面検出器に有用であり、特に、Ｘ線検出膜の材料としてＣｄＴｅが用いられている場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例に係る平面検出器の構成を説明するための説明図である。
【図２】本実施例に係る平面検出器の概念を説明するための回路図である。
【図３】本実施例に係る平面検出器における画素電極と接地電極との接続を説明するための図（１）である。
【図４】本実施例に係る平面検出器における画素電極と接地電極との接続を説明するための図（２）である。
【図５】画素容量部において複数の金属が用いられた場合の画素電極と接地電極との接続を説明するための図（１）である。
【図６】画素容量部において複数の金属が用いられた場合の画素電極と接地電極との接続を説明するための図（２）である。
【図７】Ｘ線検出膜の材料としてＣｄＴｅが用いられたＸ線検出器を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    ＣｄＴｅ単結晶ブロック
２０    ＴＦＴアレイ
３０    画素容量部
３１    ガラス基板
３２    接地電極（ＧＮＤ）
３３，３５，３６    絶縁膜
３４，３４ａ，３４ｂ    金属
３７，３７ａ，３７ｂ    画素電極
３８    有機膜
３９    上部画素電極
４０    ＴＦＴスイッチ部
４１    ゲート電極
４２    半導体
４３    金属
【図１】
2009076774.tif 000003
【図２】
2009076774.tif 000004
【図３】
2009076774.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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