JP2009259978A - Photoelectric conversion device and radiation image detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、光電変換デバイス、および、この光電変換デバイスを備えた放射線画像検出装置に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion device and a radiation image detection apparatus provided with the photoelectric conversion device.
グレッツェルらは酸化チタンなどの透明電極上に光電変換機能を有する有機色素の膜を形成することにより、アモルファスシリコン光電変換素子に近い性能を有する色素増感型の光電変換素子(グレッツェルセル)を報告している(たとえば、非特許文献1参照)。 Gretzel et al. Reported a dye-sensitized photoelectric conversion element (Gretzel cell) that has a performance close to that of an amorphous silicon photoelectric conversion element by forming a film of an organic dye having a photoelectric conversion function on a transparent electrode such as titanium oxide. (For example, refer nonpatent literature 1).
また、近年、ナノテクノロジーの手法を用いて、フラーレンを有する単分子膜を用いた色素増感型の光電変換素子についても報告されている(たとえば、特許文献1および2参照)。
In recent years, a dye-sensitized photoelectric conversion element using a monomolecular film having fullerene has also been reported using a nanotechnology technique (see, for example,
これら色素増感型の光電変換素子は、対電極との電気的接合を液体レドックス電解質などの電解液によって行う湿式の光電変換素子であるため、長期にわたって使用した場合には、上記電解液の枯渇により光電変換機能が著しく低下してしまい、光電変換素子として機能しなくなることが懸念される。 These dye-sensitized photoelectric conversion elements are wet photoelectric conversion elements in which electrical connection with the counter electrode is performed by an electrolytic solution such as a liquid redox electrolyte. Therefore, when used over a long period of time, the electrolyte solution is depleted. As a result, the photoelectric conversion function is remarkably deteriorated, and there is a concern that the photoelectric conversion element may not function.
このため、電解液を用いない有機色素(有機半導体材料)による光電変換素子として、透明電極と対電極との間に電子供与体層と電子受容体層とを挟んだヘテロ接合型(積層型)光電変換素子、あるいは透明電極と対電極との間に電子供与体と電子受容体とを混合した層を形成したバルクへテロ接合型光電変換素子が提案されている(たとえば、特許文献3参照)。 Therefore, as a photoelectric conversion element using an organic dye (organic semiconductor material) that does not use an electrolytic solution, a heterojunction type (laminated type) in which an electron donor layer and an electron acceptor layer are sandwiched between a transparent electrode and a counter electrode. There has been proposed a photoelectric conversion element or a bulk heterojunction photoelectric conversion element in which a layer in which an electron donor and an electron acceptor are mixed is formed between a transparent electrode and a counter electrode (see, for example, Patent Document 3). .
この光電変換素子では、光励起による電子供与体(あるいは電子供与体層)から電子受容体(あるいは電子受容体層)への電子の移動によって正孔と電子とが発生する。そして、内部電界により正孔は電子供与体間(あるいは電子供与体層間)を通り、一方の電極に運ばれ、電子は電子受容体間(あるいは電子受容体層間)を通り、もう一方の電極へ運ばれる。これにより、光電流が観測される。なお、ヘテロ接合型光電変換素子では、光吸収に伴う電荷分離が電子供与体層と電子受容体層の界面のみで生じるため、電荷発生量が非常に少ない。このため光電変換効率が低くなるという不都合がある。その一方、バルクヘテロ接合型光電変換素子では、電子供与体と電子受容体とが一様に混合されているため、ヘテロ接合型光電変換素子に比べて、上記界面が増加している。このため、光吸収効率が向上するので、光電変換効率が向上する。 In this photoelectric conversion element, holes and electrons are generated by the movement of electrons from the electron donor (or electron donor layer) to the electron acceptor (or electron acceptor layer) by photoexcitation. Then, due to the internal electric field, holes pass between the electron donors (or between the electron donor layers) and are carried to one electrode, and electrons pass between the electron acceptors (or between the electron acceptor layers) and to the other electrode. Carried. Thereby, a photocurrent is observed. Note that in the heterojunction photoelectric conversion element, charge separation accompanying light absorption occurs only at the interface between the electron donor layer and the electron acceptor layer, and thus the amount of generated charge is very small. For this reason, there is a disadvantage that the photoelectric conversion efficiency is lowered. On the other hand, since the electron donor and the electron acceptor are uniformly mixed in the bulk heterojunction photoelectric conversion element, the interface is increased as compared with the heterojunction photoelectric conversion element. For this reason, since light absorption efficiency improves, photoelectric conversion efficiency improves.
また、従来、上記バルクへテロ接合型光電変換素子を備え、イメージセンサとして機能する光電変換デバイスが知られている。図55は、従来の一例による光電変換デバイスの平面図である。図56は、図55の破線で囲まれた部分のA−A線に沿った断面図であり、図57は、図56の一部を拡大して示した断面図である。図55〜図57を参照して、従来の一例による光電変換デバイスの構造について説明する。従来の一例による光電変換デバイス5000では、図55に示すように、基板5001上に、複数の画素がマトリクス状に配列されている。これらの画素は、それぞれ、バルクへテロ接合型光電変換素子からなる光電変換部5010と、スイッチング素子として機能するトランジスタ部5020とを備えている。上記基板5001上には、上記画素と電気的に接続される行信号線5002および列信号線5003が形成されている。光電変換部5010は、図56に示すように、バルクへテロ接合膜からなる光電変換膜5011と、この光電変換膜5011を上下に挟む2つの電極(画素電極5012、共通電極5013)とから構成されている。
Conventionally, a photoelectric conversion device that includes the bulk heterojunction photoelectric conversion element and functions as an image sensor is known. FIG. 55 is a plan view of a photoelectric conversion device according to a conventional example. 56 is a cross-sectional view taken along the line AA of the portion surrounded by the broken line in FIG. 55, and FIG. 57 is a cross-sectional view showing an enlarged part of FIG. With reference to FIGS. 55 to 57, the structure of a conventional photoelectric conversion device will be described. In a
また、画素電極5012および光電変換膜5011は、図55に示すように、それぞれ、画素毎に分離されている。一方、共通電極5013は、複数の画素に渡って連続的に形成されている。そして、画素電極5012と共通電極5013との電気的な短絡を抑制するために、図56に示すように、バルクヘテロ接合膜からなる光電変換膜5011によって画素電極5012の側端面の一部が覆われている。
Further, the
しかしながら、上記した従来の光電変換デバイスでは、画素電極5012の側端面を覆うように光電変換膜5011をパターニングすることによって、図56および図57に示すように、光電変換膜5011に段差部5011aが形成されるので、光電変換膜5011上に共通電極5013を形成したときに、段差部5011aのエッジ部(角部)や光電変換膜5011の側端面5011bのエッジ部(角部)により、共通電極5013の厚みが部分的に小さくなる。具体的には、たとえば、図57のM1やM2の部位において、共通電極5013の厚みが小さくなってしまう。このため、共通電極5013に断線が生じ易くなるという不都合がある。これにより、製品品質のばらつきが大きくなり、製造歩留が低下するという問題点がある。また、共通電極5013が断線することによって、信頼性が低下するという問題点もある。
However, in the above-described conventional photoelectric conversion device, by patterning the
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な光電変換デバイスを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device capable of suppressing a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability. It is to be.
この発明のもう1つの目的は、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な放射線画像検出装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a radiological image detection apparatus capable of suppressing a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability.
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による光電変換デバイスは、光電変換部とトランジスタ部とを備えた画素が基板上にマトリクス状に配置された画素アレイにおいて、光電変換部とトランジスタ部とは、基板上に並置されており、光電変換部は、画素電極と、画素電極と対向する共通電極と、画素電極と共通電極との間に挟持された光電変換膜とを含み、光電変換膜は、バルクへテロ接合膜から構成されているとともに、隣り合う画素の画素電極に渡って連続的に形成されている。 In order to achieve the above object, a photoelectric conversion device according to a first aspect of the present invention is a pixel array in which pixels each including a photoelectric conversion unit and a transistor unit are arranged in a matrix on a substrate. The transistor portion is juxtaposed on the substrate, the photoelectric conversion portion includes a pixel electrode, a common electrode facing the pixel electrode, and a photoelectric conversion film sandwiched between the pixel electrode and the common electrode, The photoelectric conversion film is composed of a bulk heterojunction film and is continuously formed across pixel electrodes of adjacent pixels.
この第1の局面による光電変換デバイスでは、上記のように、光電変換膜を隣り合う画素の画素電極に渡って連続的に形成することにより、光電変換膜における共通電極と接するエッジ部(角部)の数を減らすことができる。すなわち、光電変換膜を連続的に形成することによって、光電変換膜を画素毎に分離して形成する場合に比べて、光電変換膜における側端面のエッジ部(角部)の形成数を減らすことができる。このため、光電変換膜上に共通電極を形成した際に、側端面のエッジ部(角部)の分だけ、共通電極と光電変換膜のエッジ部(角部)とが接する頻度を低減することができる。これにより、共通電極を断線し難くすることができる。したがって、製品品質のばらつきを低減することができるので、製造歩留の低下を抑制することができる。また、共通電極を断線し難くすることによって、信頼性の低下を抑制することができる。また、上記した構成では、画素電極の側端面の少なくとも一部が光電変換膜で覆われるので、画素電極と共通電極とが電気的に短絡するのを抑制することもできる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, as described above, the photoelectric conversion film is continuously formed across the pixel electrodes of the adjacent pixels, whereby the edge portion (corner portion) in contact with the common electrode in the photoelectric conversion film. ) Can be reduced. That is, by forming the photoelectric conversion film continuously, the number of edge portions (corner portions) formed on the side end face of the photoelectric conversion film is reduced as compared with the case where the photoelectric conversion film is formed separately for each pixel. Can do. For this reason, when the common electrode is formed on the photoelectric conversion film, the frequency of contact between the common electrode and the edge portion (corner portion) of the photoelectric conversion film is reduced by the edge portion (corner portion) of the side end face. Can do. This makes it difficult to disconnect the common electrode. Therefore, variation in product quality can be reduced, so that a decrease in manufacturing yield can be suppressed. Further, by making it difficult to disconnect the common electrode, it is possible to suppress a decrease in reliability. In the above-described configuration, since at least a part of the side end surface of the pixel electrode is covered with the photoelectric conversion film, the pixel electrode and the common electrode can be prevented from being electrically short-circuited.
なお、共通電極の厚みを大きくすることによっても共通電極を断線し難くすることが可能である一方、共通電極は、厚みが大きくなるにしたがい形成時に生じる応力(残留応力)が大きくなる。このため、厚みの大きい共通電極を形成することによって、下層(共通電極の下方)に加わる応力が増加するという不都合がある。これにより、下層に大きな応力が加わることに起因して、光電変換デバイスの特性が低下するという不都合がある。その一方、上記した第1の局面による光電変換デバイスでは、共通電極の厚みを大きくすることなく共通電極の断線を抑制することができるので、下層に大きな応力が加わるという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、光電変換デバイスの特性を低下させずに、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。 Note that it is possible to make the common electrode difficult to break by increasing the thickness of the common electrode. On the other hand, as the thickness of the common electrode increases, the stress (residual stress) generated during formation increases. For this reason, there is a disadvantage that the stress applied to the lower layer (below the common electrode) is increased by forming the thick common electrode. Accordingly, there is a disadvantage in that the characteristics of the photoelectric conversion device are deteriorated due to a large stress applied to the lower layer. On the other hand, in the photoelectric conversion device according to the first aspect described above, the disconnection of the common electrode can be suppressed without increasing the thickness of the common electrode. be able to. For this reason, it is possible to suppress a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability without deteriorating the characteristics of the photoelectric conversion device.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、好ましくは、光電変換膜は、行方向または列方向に延びるように連続的に形成されている。このように構成すれば、光電変換膜における共通電極と接するエッジ部(角部)の数を効果的に減らすことができるので、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, preferably, the photoelectric conversion film is continuously formed so as to extend in the row direction or the column direction. If comprised in this way, since the number of edge parts (corner part) which contact | connect a common electrode in a photoelectric converting film can be reduced effectively, the fall of a manufacturing yield and the fall of reliability are suppressed easily. Can do.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、好ましくは、光電変換膜は、行単位または列単位で連続的に形成されている。このように構成すれば、光電変換膜における共通電極と接するエッジ部(角部)の数をより効果的に減らすことができるので、より容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, the photoelectric conversion film is preferably formed continuously in units of rows or columns. With this configuration, the number of edge portions (corner portions) in contact with the common electrode in the photoelectric conversion film can be more effectively reduced, and thus it is possible to more easily suppress a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability. can do.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、好ましくは、共通電極は、行方向または列方向に延びるように、複数の画素に渡って連続的に形成されており、光電変換膜は、共通電極と同一方向に延びるように連続的に形成されている。このように構成すれば、光電変換膜における共通電極と接するエッジ部(角部)の数をさらに効果的に減らすことができるので、さらに容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, preferably, the common electrode is continuously formed over a plurality of pixels so as to extend in the row direction or the column direction, and the photoelectric conversion film includes the common electrode and It is formed continuously so as to extend in the same direction. With this configuration, the number of edge portions (corner portions) in contact with the common electrode in the photoelectric conversion film can be further effectively reduced, so that it is possible to more easily suppress a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability. can do.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、好ましくは、基板上に形成され、列方向に延びる信号線をさらに備え、トランジスタ部は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタから構成されているとともに、光電変換膜は、信号線と所定の距離を隔てた領域に、信号線と平行に延びるように連続的に形成されている。このように構成すれば、光電変換膜と信号線とが電気的に短絡するのを抑制しながら、光電変換膜を隣り合う画素の画素電極に渡って連続的に形成することができる。このため、上記のように構成することによって、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイスを容易に得ることができる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect described above, preferably, the photoelectric conversion device further includes a signal line formed on the substrate and extending in the column direction, the transistor unit is formed of a bottom-gate thin film transistor, and the photoelectric conversion film is The signal line is continuously formed in a region separated from the signal line by a predetermined distance so as to extend in parallel with the signal line. If comprised in this way, a photoelectric converting film can be continuously formed over the pixel electrode of an adjacent pixel, suppressing the electrical short circuit between a photoelectric converting film and a signal wire | line. For this reason, by configuring as described above, it is possible to easily obtain a photoelectric conversion device in which a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability are suppressed.
この場合において、好ましくは、画素構造が、奇数列と偶数列とで対称となるように構成されており、光電変換膜が2列単位で連続的に形成されている。このように構成すれば、共通電極をより断線し難くすることができるので、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイスをより容易に得ることができる。 In this case, preferably, the pixel structure is configured to be symmetrical between the odd-numbered columns and the even-numbered columns, and the photoelectric conversion films are continuously formed in units of two columns. With this configuration, the common electrode can be made more difficult to disconnect, and thus a photoelectric conversion device in which a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability are suppressed can be obtained more easily.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、好ましくは、基板上に形成され、行方向に延びるゲート線をさらに備え、トランジスタ部は、トップゲート型の薄膜トランジスタから構成されているとともに、光電変換膜は、ゲート線と所定の距離を隔てた領域に、ゲート線と平行に延びるように連続的に形成されている。このように構成すれば、光電変換膜とゲート線とが電気的に短絡するのを抑制しながら、光電変換膜を隣り合う画素の画素電極に渡って連続的に形成することができる。これにより、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な光電変換デバイスを得ることができる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, it is preferable that the photoelectric conversion device further includes a gate line formed on the substrate and extending in the row direction, the transistor unit includes a top-gate thin film transistor, and the photoelectric conversion film includes The gate line is continuously formed in a region separated from the gate line by a predetermined distance so as to extend in parallel with the gate line. If comprised in this way, a photoelectric converting film can be continuously formed over the pixel electrode of an adjacent pixel, suppressing the electrical short circuit between a photoelectric converting film and a gate line. Thereby, the photoelectric conversion device which can suppress the fall of manufacturing yield and the fall of reliability can be obtained easily.
この場合において、好ましくは、画素構造が、奇数行と偶数行とで対称となるように構成されており、光電変換膜が2行単位で連続的に形成されている。このように構成すれば、共通電極をより断線し難くすることができるので、より容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な光電変換デバイスを得ることができる。 In this case, preferably, the pixel structure is configured to be symmetrical between the odd-numbered rows and the even-numbered rows, and the photoelectric conversion films are continuously formed in units of two rows. With this configuration, the common electrode can be made more difficult to disconnect, and thus a photoelectric conversion device that can more easily suppress a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability can be obtained.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、光電変換膜の少なくとも1つは、異なる分光感度を有していてもよい。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, at least one of the photoelectric conversion films may have different spectral sensitivities.
この場合において、好ましくは、光電変換膜は、赤色光に分光感度を有する第1光電変換膜、緑色光に分光感度を有する第2光電変換膜、および青色光に分光感度を有する第3光電変換膜を含んでいる。このように構成すれば、カラーフィルタなどを設けることなくカラー画像を得ることができるので、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能なカラーイメージセンサ(光電変換デバイス)を得ることができる。 In this case, preferably, the photoelectric conversion film is a first photoelectric conversion film having spectral sensitivity for red light, a second photoelectric conversion film having spectral sensitivity for green light, and a third photoelectric conversion film having spectral sensitivity for blue light. Contains a membrane. With this configuration, since a color image can be obtained without providing a color filter or the like, a color image sensor (photoelectric conversion device) that can easily suppress a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability. ) Can be obtained.
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、好ましくは、画素電極は、端部の少なくとも一部が傾斜形状に形成されている。このように構成すれば、画素電極の側端面を覆うように光電変換膜を形成したとしても、画素電極の側端面のエッジ部(角部)に起因して、光電変換膜の膜厚が部分的に小さくなるという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、光電変換膜の膜厚が小さくなることに起因して、膜厚が小さくなった部分に電界集中が発生するという不都合が生じるのを抑制することができるので、電界集中が発生することに起因して、リーク電流が増加するという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、暗電流が増加するのを抑制することができるので、S/N(Signal/Noise)比の劣化を抑制することができる。したがって、これによっても、信頼性の低下を抑制することができる。また、このような構成を上記第1の局面による光電変換デバイスに適用すれば、容易に、光電変換膜上に形成される共通電極を断線し難くすることができるので、さらに容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。なお、本発明の傾斜形状は、アール形状(R形状)を含む。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, preferably, at least a part of the end portion of the pixel electrode is formed in an inclined shape. With this configuration, even if the photoelectric conversion film is formed so as to cover the side end face of the pixel electrode, the film thickness of the photoelectric conversion film is partially due to the edge part (corner part) of the side end face of the pixel electrode. It is possible to suppress the occurrence of inconvenience that it becomes smaller. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of inconvenience that electric field concentration occurs in the portion where the film thickness is reduced due to the reduction in the film thickness of the photoelectric conversion film. It is possible to suppress the inconvenience that the leakage current increases due to the above. Thereby, since it can suppress that a dark current increases, deterioration of S / N (Signal / Noise) ratio can be suppressed. Therefore, this also can suppress a decrease in reliability. In addition, if such a configuration is applied to the photoelectric conversion device according to the first aspect, it is possible to easily prevent the common electrode formed on the photoelectric conversion film from being disconnected, and thus it is easier to manufacture. It is possible to suppress a decrease in yield and a decrease in reliability. The inclined shape of the present invention includes a round shape (R shape).
上記第1の局面による光電変換デバイスにおいて、光電変換膜は、溶媒に溶解可能な有機半導体材料から構成されているのが好ましい。このように構成すれば、印刷プロセスを用いて光電変換膜を形成することができるので、容易に、光電変換膜を隣り合う画素の画素電極に渡って連続的に形成することができる。 In the photoelectric conversion device according to the first aspect, the photoelectric conversion film is preferably made of an organic semiconductor material that can be dissolved in a solvent. If comprised in this way, since a photoelectric converting film can be formed using a printing process, a photoelectric converting film can be easily formed continuously over the pixel electrode of an adjacent pixel.
この発明の第2の局面による放射線画像検出装置は、上記第1の局面による光電変換デバイスを備えた放射線画像検出装置である。このように構成すれば、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な放射線画像検出装置を得ることができる。 A radiological image detection apparatus according to a second aspect of the present invention is a radiological image detection apparatus including the photoelectric conversion device according to the first aspect. If comprised in this way, the radiographic image detection apparatus which can suppress the fall of a manufacturing yield and the fall of reliability can be obtained easily.
以上のように、本発明によれば、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な光電変換デバイスを容易に得ることができる。 As described above, according to the present invention, a photoelectric conversion device capable of suppressing a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability can be easily obtained.
また、本発明によれば、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な放射線画像検出装置を容易に得ることができる。 Further, according to the present invention, it is possible to easily obtain a radiological image detection apparatus capable of suppressing a decrease in manufacturing yield and a decrease in reliability.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による光電変換デバイスの平面図である。図2は、図1の破線で囲まれた部分のA−A線に沿った断面図であり、図3は、図1の破線で囲まれた部分のB−B線に沿った断面図である。図4および図5は、本発明の第1実施形態による光電変換デバイスの構造を説明するための図である。まず、図1〜図5を参照して、本発明の第1実施形態による光電変換デバイス100の構造について説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a photoelectric conversion device according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of the portion surrounded by the broken line in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of the portion surrounded by the broken line in FIG. is there. 4 and 5 are views for explaining the structure of the photoelectric conversion device according to the first embodiment of the present invention. First, with reference to FIGS. 1-5, the structure of the
第1実施形態による光電変換デバイス100は、図1〜図3に示すように、光透過性を有するガラス基板1上に、複数の画素が二次元マトリクス状(二次元アレイ状)に配列された構造を有している。すなわち、第1実施形態による光電変換デバイス100は、ガラス基板1上に、画素アレイが形成された構造を有している。これらの画素は、それぞれ、光を電荷(電気エネルギ)に変換する光電変換部10(図2および図3参照)と、電荷による電気信号を読み出すためのスイッチング素子であるトランジスタ部20(図1および図2参照)とを備えている。また、光電変換部10とトランジスタ部20とは、ガラス基板1上に並置されている。なお、ガラス基板1は、本発明の「基板」の一例である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
また、トランジスタ部20は、図2に示すように、ボトムゲート型(ボトムコンタクト構造)の有機薄膜トランジスタ(有機TFT)20から構成されている。これらの有機TFT20は、図1に示すように、ガラス基板1上に二次元アレイ(二次元マトリクス)状に配置されており、これによって、ガラス基板1上に有機TFTアレイが形成されている。また、図1および図2に示すように、有機TFT20は、ゲート電極層21、ソース電極層22、ドレイン電極層23、絶縁層24、および有機半導体層25を含んでいる。
Further, as shown in FIG. 2, the
また、ガラス基板1上の画素間には、図1および図5に示すように、ゲート線として機能する第1導電層26が行方向に延びるように形成されているとともに、データ線(信号線)として機能する第2導電層27が列方向に延びるように形成されている。そして、同一の行に属する画素には、その行に対応する第1導電層26が電気的に接続されており、同一の列に属する画素には、その列に対応する第2導電層27が電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 5, a first
具体的には、ガラス基板1の上面上に、図5に示すように、第1導電層26、および第1導電層26と一体的に形成されたゲート電極層21が設けられている。この第1導電層26は、X方向(行方向)に延びるように形成されている一方、ゲート電極層21は、所定の位置において、第1導電層26と直交する方向(Y方向)に延びるように形成されている。なお、第1導電層26およびゲート電極層21は、それぞれ、複数設けられており、同一の行に属するゲート電極層21には、その行に対応する第1導電層26が電気的に接続(一体的に形成)されている。また、ガラス基板1の上面上には、図2〜図4に示すように、第1導電層26(図1、図5参照)およびゲート電極層21を覆うように全面に絶縁層24が形成されている。そして、ゲート電極層21上およびガラス基板1上の所定領域に、絶縁層24を介して、ソース電極層22およびドレイン電極層23が形成されている。
Specifically, as shown in FIG. 5, a first
また、上記ガラス基板1の上面上には、図1および図5に示すように、絶縁層24(図2〜図4参照)を介して第2導電層27が複数形成されている。これらの第2導電層27は、それぞれ、有機TFT20の近傍に第1導電層26と直交する方向(Y方向:列方向)に延びるように形成されている。そして、同一の列に属する有機TFT20のソース電極層22には、その列に対応する第2導電層27が電気的に接続されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 5, a plurality of second
また、ゲート電極層21の上部には、図1に示すように、有機半導体層25がソース電極層22およびドレイン電極層23の一部を覆うように形成されている。なお、有機半導体層25には、たとえば、ペンタセンなどを構成材料として用いることができる。また、有機半導体層25の構成材料として、溶媒に溶解または分散可能な有機半導体材料を用いることもできる。たとえば、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)などのポリチオフェン類、チオフェンの6量体を基本に側鎖を有するオリゴチオフェンなどの芳香族オリゴマー類、ペンタセンに置換基を持たせ溶解性を高めたペンタセン類、ポリフルオレンとチオフェンとの共重合体(F8T2)、ポリチエニレンビニレンまたはフタロシアニンなどを構成材料として用いることができる。このように、有機半導体層25を溶媒に溶解または分散可能な有機半導体材料から構成した場合には、印刷プロセスを用いて容易に有機半導体層25(有機TFT20)を形成することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 1, an
光電変換部10は、光電変換可能な有機半導体材料からなる光電変換膜11と、この光電変換膜11を上下に挟む2つの電極層(画素電極層12および共通電極層13)とを含んでいる。なお、画素電極層12は、本発明の「画素電極」の一例であり、共通電極層13は、本発明の「共通電極」の一例である。
The
画素電極層12は、ITO(Indium Tin Oxide)などの光透過性を有する導電性材料から構成されている。この画素電極層12は、画素毎に分離されているとともに、図2〜図4に示すように、画素領域における有機TFT20が形成されている領域以外の所定領域に、所定の平面積(パターン)で形成されている。そして、各々の画素電極層12は、各画素において、有機TFT20のドレイン電極層23と電気的(直接的)に接続されている。
The
ここで、第1実施形態では、図1に示すように、平面的に見て、画素構造が、奇数列の画素と偶数列の画素とで対称となるように構成されている。具体的には、第2導電層27が、X方向に、第2導電層27、画素、画素、第2導電層27の順に繰り返されて配列されている。そして、画素を構成する有機TFT20が第2導電層27側に配置されていることから、上記構成により、X方向において、隣り合う画素電極層12同士が近接配置された状態となっている。この隣り合う画素電極層12同士が近接配置された2画素の幅W1は、約150μmであり、画素のY方向の長さLは、約100μmである。
Here, in the first embodiment, as illustrated in FIG. 1, the pixel structure is configured to be symmetric between odd-numbered columns and even-numbered columns as viewed in a plan view. Specifically, the second
また、第1実施形態では、図5に示すように、隣り合う画素電極層12同士が近接配置された2画素の略中央部に、光電変換膜11(図1および図2参照)が形成される領域である光電変換膜形成領域30が設けられている。この光電変換膜形成領域30は、近接配置された画素電極層12に跨るように約100μmの幅W2を有するとともに、列方向(Y方向)に連続的に延びるように設けられている。このため、光電変換膜形成領域30は、画素の光電変換部10よりも大きい面積を有している。また、ガラス基板1の上面上には、図2に示すように、光電変換膜形成領域30を露出させる開口部が設けられたバンク35が形成されている。このバンク35は、約2μmの厚みを有するとともに、絶縁性を有する感光性有機高分子膜から構成されている。また、バンク35の上面には、撥液処理が施されている。また、第1実施形態による光電変換デバイス100では、バンク35は、JSR株式会社製の感光性有機高分子材料(PC403)を用いて形成されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the photoelectric conversion film 11 (see FIGS. 1 and 2) is formed in a substantially central portion of two pixels in which adjacent pixel electrode layers 12 are arranged close to each other. A photoelectric conversion
さらに、第1実施形態では、バンク35の開口部によって囲まれた光電変換膜形成領域30に、約100nmの厚みで上記光電変換膜11が成膜されている。この光電変換膜11は、電子供与体と電子受容体とが混合されたバルクへテロ接合膜から構成されている。具体的には、光電変換膜11は、p型半導体ポリマーであるP3HT(poly(3−hexyl thiophene))とn型有機半導体分子であるPCBM(phenyl C61−butylic acid methyl ester)との混合溶液の液滴が光電変換膜形成領域30に吐出(塗布、付着)されることによって形成されている。
Furthermore, in the first embodiment, the
また、上記したバンク35の上面は、撥液処理によって上記混合溶液に対する撥液性が光電変換膜形成領域30に比べて高くなるように表面改質されている。具体的には、バンク35の上面に対する混合溶液の接触角が50°以上となるように構成されている。一方、光電変換膜形成領域30は、材質的に、混合溶液の接触角が20°以下となる親液性を有している。
Further, the upper surface of the
そして、図2に示すように、ガラス基板1上に形成されたバンク35(ハッチング部分)によって、隣り合う画素電極層12同士が近接配置された2画素の略中央部に、近接配置された画素電極層12に跨るように約100μmの幅を有し、列方向(Y方向)に連続的に延びるように光電変換膜11が形成(パターニング)されている。すなわち、上記光電変換膜11は、隣り合う画素の画素電極層12に渡って連続的に形成されている。具体的には、上記光電変換膜11は、図1に示すように、一方の第2導電層27と隣り合う他方の第2導電層27との間の領域(第2導電層27から所定の距離を隔てた領域)に、第2導電層27と平行(第2導電層27の延びる方向と同一方向)に延びるように形成されている。なお、第1実施形態では、光電変換膜11は、2列単位で形成されている。
Then, as shown in FIG. 2, the pixels arranged close to each other at a substantially central portion of the two pixels where the adjacent pixel electrode layers 12 are arranged close to each other by the bank 35 (hatched portion) formed on the
また、光電変換膜11の上面上には、約100nmの厚みを有するAl層からなる上記共通電極層13が所定の平面形状で形成されている。この共通電極層13は、各画素の光電変換部10にバイアスを印加する機能を有している。このため、共通電極層13は、平面的に見て、複数の画素に跨るように形成されている。具体的には、共通電極層13は、光電変換膜11と同一方向(列方向:Y方向)に延びるように連続的に形成されている。さらに、ガラス基板1の上面上には、上記した画素アレイを保護する絶縁性の保護膜36が全面に形成されている。また、共通電極層13は、光電変換膜11を介して、画素電極層12と対向するように形成されている。
On the upper surface of the
上記のように構成された第1実施形態による光電変換デバイス100では、図2に示すように、ガラス基板1の裏面側から光が入射されると、入射された光は、ガラス基板1および画素電極層12を透過して光電変換膜11に受光される。そして、光電変換膜11中において、光励起により電子供与体から電子受容体に電子が移動し、これによって、受光量に応じた電荷(正孔および電子)が発生する。また、光電変換膜11には、共通電極層13によってバイアスが印加されている。このため、正孔は、印加されているバイアスにより電子供与体間を通り一方の電極(共通電極層13)に運ばれる。その一方、電子は、印加されているバイアスにより電子受容体間を通りもう一方の電極(画素電極層12)に運ばれる。
In the
ここで、第1実施形態による光電変換デバイス100では、光電変換膜11は複数の画素の光電変換部10で共用されているものの、画素電極層12は画素毎に分離されているため、各画素の光電変換部10には、その画素に入射された光の強度に応じた光電流が流れる。そして、有機TFT20の駆動により、入射された光が画素毎に電気信号として第2導電層27から読み出される。これにより、画像が電気信号として読み取られる。
Here, in the
第1実施形態による光電変換デバイス100では、上記のように、光電変換膜11を隣り合う画素の画素電極層12に渡って連続的に形成することにより、光電変換膜11を画素毎に分離して形成した場合と異なり、隣り合う画素間に側端面が形成されるのを抑制することができる。このため、図3および図4に示すように、光電変換膜11における共通電極層13と接するエッジ部(角部)の数を、側端面のエッジ部(角部)の分だけ減らすことができる。これにより、共通電極層13を断線し難くすることができる。その結果、製品品質のばらつきを低減することができるので、製造歩留の低下を抑制することができる。また、共通電極層13を断線し難くすることによって、信頼性の低下を抑制することができる。
In the
また、上記した構成では、画素電極層12の側端面の少なくとも一部が光電変換膜11で覆われるので、光電変換膜11上に光電変換膜11と同一方向に延びるように共通電極層13を形成した場合でも、画素電極層12と共通電極層13とが電気的に短絡するのを抑制することができる。このため、これによって、信頼性の低下を抑制することができる。
In the configuration described above, at least a part of the side end surface of the
なお、共通電極層の厚みを大きくすることによっても共通電極層を断線し難くすることが可能である一方、共通電極層は、厚みが大きくなるにしたがい形成時に生じる応力(残留応力)が大きくなる。このため、厚みの大きい共通電極層を形成することによって、下層(共通電極層の下方)に加わる応力が増加するという不都合がある。これにより、下層に大きな応力が加わることに起因して、光電変換デバイスの特性が低下するという不都合がある。その一方、上記した第1実施形態による光電変換デバイス100では、共通電極層13の厚みを大きくすることなく共通電極層13を断線し難くすることができるので、下層に大きな応力が加わるという不都合が生じるのを抑制することができる。このため、光電変換デバイス100の特性を低下させずに、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。
It is possible to make the common electrode layer difficult to break by increasing the thickness of the common electrode layer. On the other hand, as the thickness of the common electrode layer increases, the stress (residual stress) generated during formation increases. . For this reason, there is a disadvantage that the stress applied to the lower layer (below the common electrode layer) is increased by forming the common electrode layer having a large thickness. Accordingly, there is a disadvantage in that the characteristics of the photoelectric conversion device are deteriorated due to a large stress applied to the lower layer. On the other hand, in the
また、第1実施形態では、光電変換膜11を2列単位で連続的に形成することによって、隣り合う画素間に側端面が形成されるのを効果的に抑制することができるので、光電変換膜11における共通電極層13と接するエッジ部(角部)の数をより効果的に減らすことができる。これにより、より容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することができる。
In the first embodiment, since the
また、第1実施形態では、有機TFT20をボトムゲート型に構成するとともに、光電変換膜11を、第2導電層27と所定の距離を隔てた領域に第2導電層27と平行に延びるように連続的に形成することによって、光電変換膜11と第2導電層27とが電気的に短絡するのを抑制しながら、光電変換膜11を隣り合う画素の画素電極層12に渡って連続的に形成することができる。なお、上記のように構成すれば、絶縁層などを別途形成することなく、有機TFT20や第2導電層27と光電変換膜11とが電気的に短絡するのを抑制することができる。このため、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイス100を得ることができる。
Further, in the first embodiment, the
また、第1実施形態では、平面的に見て、画素構造を奇数列と偶数列とで対称となるように構成することによって、共通電極層13をより断線し難くすることができるので、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイス100をより容易に得ることができる。
In the first embodiment, the
図6〜図13は、本発明の第1実施形態による光電変換デバイスの製造方法を説明するための図である。次に、図1〜図13を参照して、本発明の第1実施形態による光電変換デバイス100の製造方法について説明する。
6-13 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the photoelectric conversion device by 1st Embodiment of this invention. Next, with reference to FIGS. 1-13, the manufacturing method of the
まず、図5および図6に示すように、ガラス基板1の上面上に、有機TFTアレイを形成する。具体的には、ガラス基板1の上面上に、ゲート線として機能する第1導電層26(図5参照)、およびゲート電極層21を形成する。次に、第1導電層26およびゲート電極層21を覆うように、ガラス基板1上の全面に絶縁層24(図6参照)を形成する。次に、ゲート電極層21上およびガラス基板1上の所定領域に、絶縁層24を介してソース電極層22およびドレイン電極層23を形成する。そして、絶縁層24上の所定領域に、データ線として機能する第2導電層27(図5参照)を形成する。この際、第2導電層27は、ソース電極層22と電気的に接続されるように形成する。続いて、ゲート電極層21の上部に位置する領域に、ソース電極層22およびドレイン電極層23の一部を覆うように、有機半導体層25(図6参照)を形成する。これにより、ガラス基板1上に、ゲート電極層21、ソース電極層22、ドレイン電極層23、絶縁層24および有機半導体層25を含む有機TFT20が複数形成される。また、ガラス基板1上に、有機TFT20と電気的に接続され、信号線として機能する第1導電層26および第2導電層27が形成される。なお、ゲート線として機能する第1導電層26は、図3および図4に示したように、絶縁層24で覆われた状態となっている。
First, as shown in FIGS. 5 and 6, an organic TFT array is formed on the upper surface of the
ここで、第1実施形態では、第2導電層27は、ガラス基板1上に複数の画素が二次元マトリクス状に形成された際に、X方向に、第2導電層27、画素、画素、第2導電層27の順に繰り返し配列されるように形成する。これにより、ガラス基板1上に複数の画素が二次元マトリクス状に形成された際に、有機TFT20および第2導電層27が、平面的に見て、奇数列の画素と偶数列の画素とで対称となるように構成される。
Here, in the first embodiment, when the second
次に、絶縁層24上の画素領域となる領域内に、スパッタリングなどにより、ITOなどの光透過性を有する導電性材料からなる画素電極層12を形成する。この際、画素電極層12は、画素領域における有機TFT20が形成されている領域以外の所定領域に、有機TFT20のドレイン電極層23と電気的(直接的)に接続されるように形成する。また、画素電極層12は、画素毎に分離されるように形成する。さらに、画素電極層12は、奇数列の画素の画素電極層12と偶数列の画素電極層12とが近接するように形成する。
Next, the
続いて、図7および図8に示すように、ガラス基板1の上面上に、上記光電変換膜形成領域30を露出させる開口部が設けられたバンク35(ハッチング部分)を形成する。具体的には、まず、有機TFTアレイおよび画素電極層12が形成されたガラス基板1上の全面に、スピンコート法を用いて、約2μmの厚みを有する感光性有機高分子膜を形成する。なお、感光性有機高分子膜の形成には、JSR株式会社製の感光性有機高分子材料(PC403)を用いた。また、スピンコータの回転速度は1000rpmとした。
Subsequently, as shown in FIGS. 7 and 8, a bank 35 (hatched portion) provided with an opening for exposing the photoelectric conversion
次に、90℃で2分間プリベークを行い、感光性有機高分子膜を固化させる。そして、露光量200mJ/cm2でパターン露光を行った後、露光したガラス基板1に専用現像液を塗布する。そして、所定時間経過後に純水で専用現像液を洗い流し、現像を停止させ、水洗(リンス)を行う。これにより、感光性有機高分子膜の光電変換膜形成領域30に対応する部分が除去されて、感光性有機高分子膜に光電変換膜形成領域30を露出させる開口部が形成される。その後、ガラス基板1を220℃で約1分間加熱することによって、感光性有機高分子膜を本硬化させる。これにより、感光性有機高分子膜から構成され、光電変換膜形成領域30を露出させる開口部が設けられたバンク35がガラス基板1の上面上に形成される。
Next, prebaking is performed at 90 ° C. for 2 minutes to solidify the photosensitive organic polymer film. Then, after performing pattern exposure at an exposure amount of 200 mJ / cm 2 , a dedicated developer is applied to the exposed
そして、導入ガスにフッ素またはフッ素化合物を含むガスを使用し、フッ素化合物および酸素を含む減圧雰囲気下または大気圧雰囲気下でプラズマ照射を行う減圧プラズマ処理や大気圧プラズマ処理によって、バンク35の表面(上面)に撥液処理を施す。なお、フッ素またはフッ素化合物を含むガスとしては、CF4、SF6、およびCHF3などが挙げられる。 Then, by using a gas containing fluorine or a fluorine compound as an introduction gas and performing plasma irradiation in a reduced pressure atmosphere or an atmospheric pressure atmosphere containing the fluorine compound and oxygen, the surface of the bank 35 ( Apply liquid repellency to the top surface. Note that examples of the gas containing fluorine or a fluorine compound include CF 4 , SF 6 , and CHF 3 .
次に、インクジェット法を用いて、画素電極層12上に光電変換膜11を形成する。具体的には、図9および図10に示すように、P3HTとPCBMとの混合溶液の液滴11aをノズル40(図10参照)からバンク35の開口部の内側の領域(光電変換膜形成領域30)に向けて吐出する。吐出された液滴11aは、バンク35の開口部の側壁まで広がるため、バンク35の開口部の内側に混合溶液が塗布(充填)される。なお、ノズル40から混合溶液を吐出させるには、混合溶液の粘度を数cP程度にすればよい。また、インクジェット法における混合溶液の吐出量は、後述する塗布後の加熱処理により体積が減少した際に、光電変換膜11が所望の厚みになるような量とする。さらに、光電変換膜11の厚みが所望の厚みとなるように、乾燥後の重ね合わせ処理を行ってもよい。
Next, the
ここで、バンク35の表面(上面)には撥液処理が施されているため、混合溶液の液滴11aがバンク35上面に塗布された場合でも、塗布された液滴11aはバンク35の表面(上面)ではじかれて、開口部の内側の領域に流入する。このため、開口部の内側の領域(光電変換膜形成領域30)に確実に混合溶液を塗布(充填)することができる。また、光電変換膜形成領域30は、上記したように、画素の光電変換部10よりも大きい面積に形成されているため、画素の光電変換部10よりも大きな塗布面積となるような比較的大きな体積を有する液滴11aを吐出して、光電変換膜11を形成することができる。具体的には、図9に示すように、着弾直後の直径Dが70μm程度となるような液滴11aを吐出して、光電変換膜11を形成することができる。なお、上記インクジェット法としては、ピエゾジェット方式および熱による気泡発生により吐出する方式のいずれの方式であってもよいが、加熱によるインク(混合溶液)の変質がない点でピエゾジェット方式が好ましい。
Here, since the surface (upper surface) of the
続いて、開口部の内側の領域(光電変換膜形成領域30)に混合溶液が塗布されたガラス基板1を、窒素雰囲気下において、加熱温度100℃で約30分間アニール処理する。このアニール処理により、塗布された混合溶液の溶媒成分が除去されて、混合溶液の体積が減少する。これにより、図11および図12に示すように、約100nmの厚みを有するとともに、近接するように形成された画素電極層12に跨るように約100μmの幅を有し、かつ、列方向(Y方向)に連続的に延びるように形成された光電変換膜11が得られる。また、光電変換膜形成領域30の表面は、材質的に、混合溶液に対して親液性を示すため、良好な密着性を有する光電変換膜11が得られる。
Subsequently, the
また、上記したP3HTとPCBMとの混合溶液は、以下のようにして作製することができる。すなわち、図13に示すように、クロロホルムからなる溶媒中にP3HTを1wt%添加し、超音波を5分間印加する。これにより、P3HTが溶媒中に溶解し、P3HTが溶解された溶液が得られる。同様に、クロロホルムからなる溶媒中にPCBMを1wt%添加し、超音波を5分間印加する。これにより、PCBMが溶媒中に溶解し、PCBMが溶解された溶液が得られる。そして、これらの溶液を混合比率1:1(重量比)で混合し、さらに、超音波を5分間印加することによって、P3HTが溶解された溶液とPCBMが溶解された溶液とを均一に混合する。なお、混合時に超音波を印加することによって、P3HTまたはPCBMが溶け残っていた場合でも、これらが溶媒中に溶解される。このようにして、P3HTとPCBMとの混合溶液が得られる。なお、第1実施形態では、P3HTは、メルク株式会社製のものを使用し、PCBMは、フロンティアカーボン株式会社製のものを使用した。 Moreover, the above-mentioned mixed solution of P3HT and PCBM can be produced as follows. That is, as shown in FIG. 13, 1 wt% of P3HT is added to a solvent made of chloroform, and ultrasonic waves are applied for 5 minutes. Thereby, P3HT melt | dissolves in a solvent and the solution in which P3HT was melt | dissolved is obtained. Similarly, 1 wt% of PCBM is added to a solvent composed of chloroform, and ultrasonic waves are applied for 5 minutes. Thereby, PCBM melt | dissolves in a solvent and the solution in which PCBM was melt | dissolved is obtained. Then, these solutions are mixed at a mixing ratio of 1: 1 (weight ratio), and by further applying ultrasonic waves for 5 minutes, the solution in which P3HT is dissolved and the solution in which PCBM is dissolved are uniformly mixed. . In addition, even if P3HT or PCBM remains undissolved by applying ultrasonic waves during mixing, these are dissolved in the solvent. In this way, a mixed solution of P3HT and PCBM is obtained. In the first embodiment, P3HT manufactured by Merck & Co., Ltd. was used, and PCBM manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd. was used.
その後、蒸着法を用いて、光電変換膜11の上面上に、図1および図2に示したようなAl層からなる共通電極層13を形成する。具体的には、まず、成膜レート0.05nm/sec、成膜時間2000secで、約100nmの厚みを有する共通電極層13を光電変換膜11上に所定のパターン形状となるように形成する。そして、N2雰囲気下において、加熱温度100℃で30分間アニール処理を行う。これにより、光電変換膜11上に共通電極層13が形成される。また、光電変換膜11と、この光電変換膜11を上下に挟む2つの電極層(画素電極層12、共通電極層13)とを含む光電変換部10が、トランジスタ部(有機TFT)20と並置するようにガラス基板1上に形成される。
Thereafter, a
最後に、上記のようにして形成された画素アレイなどを保護する絶縁性の保護膜36を、ガラス基板1上の全面に形成する。このようにして、図1に示した本発明の第1実施形態による裏面入射型の光電変換デバイス100が製造される。
Finally, an insulating
第1実施形態では、上記のように、光電変換膜11を、溶媒に溶解可能な有機半導体材料から構成することによって、印刷プロセスを用いてバルクへテロ接合膜から光電変換膜11を形成することができる。これにより、容易に、隣り合う画素の画素電極層12に渡って連続的に形成された光電変換膜11を得ることができる。また、光電変換膜11を、インクジェット法を用いて形成することにより、光電変換膜11の形成に真空プロセスが不要であるとともに、塗布とパターニングとを同時に行うことができる。このため、短時間で光電変換膜11の形成を行うことができるとともに、材料資源の浪費をなくすことができる。これにより、容易に、製造コストを低減することができる。
In the first embodiment, as described above, by forming the
また、第1実施形態では、ガラス基板1上に、隣り合う画素の画素電極層12に渡って連続的に光電変換膜形成領域30を設けるとともに、その光電変換膜形成領域30に、光電変換膜11を形成することによって、光電変換膜形成領域30は、画素の光電変換部10よりも大きい面積に形成されているので、画素の光電変換部10よりも大きな塗布面積となるような比較的大きな体積を有する液滴11aを吐出して、光電変換膜形成領域30に光電変換膜11を形成することができる。このため、画素サイズを小さくした場合でも、良好な光電変換膜11を形成することができる。これにより、容易に、画素サイズの縮小化を図ることができる。すなわち、容易に、光電変換デバイス100の解像度を向上させることができる。
In the first embodiment, a photoelectric conversion
また、上記した第1実施形態の構成では、有機TFT(トランジスタ部)20と光電変換部10とが、ガラス基板1上に並置されているので、絶縁膜を形成することなく、有機TFT20と光電変換部10とを分離することができるとともに、有機TFT20と光電変換部10とをコンタクトホールなどを介さずに、互いに電気的に接続することができる。このため、製造工程において、有機TFT20と光電変換部10とを分離する絶縁膜を形成する工程、および、絶縁膜にコンタクトホールなどを形成する工程を削減することができる。これにより、製造工程が複雑化するのを抑制することができる。
In the configuration of the first embodiment described above, since the organic TFT (transistor part) 20 and the
また、第1実施形態では、データ線として機能する第2導電層27を、第2導電層27、画素、画素、第2導電層27の順に繰り返して配列することによって、X方向において、隣り合う画素電極層12同士を近接配置することができる。このため、容易に、光電変換膜11を隣り合う画素の光電変換部10(画素電極層12)に渡って連続的に形成することができる。
In the first embodiment, the second
また、第1実施形態では、光電変換膜11を、列方向(Y方向)に連続的に延びるように複数の画素の光電変換部10に渡って連続的に形成することによって、光電変換膜11の形成領域を大きく構成することができるので、画素サイズを小さくした場合でも、インクジェット法を用いて光電変換膜11をより良好に(より精度よく)形成することができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、ガラス基板1の上面上に、光電変換膜形成領域30を露出させる開口部が設けられたバンク35を形成することによって、インクジェット法を用いて光電変換膜11を形成する際に、バンク35の開口部の内側の領域(光電変換膜形成領域30)に混合溶液の液滴11aを吐出することにより、光電変換膜形成領域30に確実に光電変換膜11を形成することができるとともに、その領域において光電変換膜11の厚みを均一に近付けることができる。このため、インクジェット法を用いて光電変換膜11をさらに良好に(さらに精度よく)形成することができる。これにより、所望のパターン形状を有する光電変換膜11を容易に得ることができる。その結果、製造コストを低減しながら、画素サイズの縮小化を図ることが可能な光電変換デバイス100を容易に得ることができる。また、上記のように構成することによって、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイス100を容易に製造することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, the
図14は、第1実施形態の変形例による光電変換デバイスの一部を示した平面図であり、図15および図16は、第1実施形態の変形例による光電変換デバイスの一部を一部省略して示した平面図である。次に、図1および図14〜図16を参照して、第1実施形態の変形例による光電変換デバイス150について説明する。
FIG. 14 is a plan view showing a part of a photoelectric conversion device according to a modification of the first embodiment, and FIGS. 15 and 16 show a part of the photoelectric conversion device according to a modification of the first embodiment. It is the top view shown abbreviate | omitting. Next, a
この第1実施形態の変形例による光電変換デバイス150では、図14および図16に示すように、上記第1実施形態と同様、列方向(Y方向)に連続的に延びるように光電変換膜151が形成(パターニング)されている。この光電変換膜151は、第1導電層26に跨る部分の幅が小さくなるように構成されている。具体的には、第1実施形態の変形例では、光電変換膜151は、行方向(X方向)に隣接する2画素の画素電極層12に渡って連続的に形成された幅広部151aと、幅広部151aを列方向(Y方向)に一体的に連結する幅の狭い連結部151bとを含むように構成(パターニング)されている。
In the
また、光電変換膜151上には、所定のパターン形状を有する共通電極層113が、光電変換膜151と同一方向(列方向:Y方向)に延びるように形成されている。この共通電極層113は、光電変換膜151の幅広部151a上に形成された電極部113aと、光電変換膜151の連結部151b上に形成され、電極部113aを列方向に一体的に連結する配線部113bとを含むようにパターニングされている。なお、共通電極層113は、上記第1実施形態と同様、Al層から構成されている。また、第1実施形態の変形例では、光電変換部10は、光電変換膜11(図1参照)に代えて、光電変換膜151を含んでいる。また、共通電極層113は、本発明の「共通電極」の一例である。
Further, a
また、第1実施形態の変形例では、光電変換膜151を上記のようにパターニングするために、図15に示すような光電変換膜形成領域152が設けられており、この光電変換膜形成領域152を露出させるように、ガラス基板1上に形成されたバンク35(図14参照)の開口部がパターニングされている。そして、バンク35の開口部の内側の領域(光電変換膜形成領域152)に、上記した光電変換膜151が形成されている。
Further, in the modification of the first embodiment, in order to pattern the
第1実施形態の変形例のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。また、第1実施形態の変形例の効果は、上記第1実施形態と同様である。なお、第1実施形態の変形例による光電変換デバイス150は、バンク35の開口部のパターンを変更することによって、上記第1実施形態の製造方法と同様の製造方法を用いて製造することができる。
Other configurations of the modified example of the first embodiment are the same as those of the first embodiment. The effect of the modification of the first embodiment is the same as that of the first embodiment. Note that the
(第2実施形態)
図17および図18は、本発明の第2実施形態による光電変換デバイスの構造を示した断面図である。図19は、本発明の第2実施形態による光電変換デバイスの一部を示した断面図である。なお、図17は、図2に対応する断面を示しており、図18は、図4に対応する断面を示している。次に、図1および図17〜図19を参照して、本発明の第2実施形態による光電変換デバイス200の構造について説明する。
(Second Embodiment)
17 and 18 are cross-sectional views illustrating the structure of a photoelectric conversion device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 19 is a cross-sectional view showing a part of the photoelectric conversion device according to the second embodiment of the present invention. 17 shows a cross section corresponding to FIG. 2, and FIG. 18 shows a cross section corresponding to FIG. Next, with reference to FIG. 1 and FIGS. 17-19, the structure of the
この第2実施形態による光電変換デバイス200では、図17および図18に示すように、上記第1実施形態の構成において、画素電極層12の周端部が傾斜形状に形成されている。具体的には、図19に示すように、傾斜角度θが約45°となるように、画素電極層12の側端面が傾斜されている。また、上記第1実施形態と同様、一方の第2導電層27(図1参照)と隣り合う他方の第2導電層27との間の領域(第2導電層27から所定の距離を隔てた領域)には、光電変換膜11が、第2導電層27と平行(第2導電層27の延びる方向と同一方向)に延びるように2列単位で形成されている。
In the
ここで、第2実施形態では、図18に示すように、画素電極層12の周端部が傾斜形状に形成されることによって、画素電極層12上に形成される光電変換膜11の厚みが画素電極層12の端部で小さくなるのを抑制することが可能に構成されている。また、傾斜形状に形成された画素電極層12の周端部を覆うように光電変換膜11を形成することによって、光電変換膜11に形成される段差部11bの側壁が90°よりも小さい所定の傾斜角度で傾斜するように構成されている。このため、光電変換膜11上に形成される共通電極層13の厚みが光電変換膜11の段差部11bで小さくなるのを抑制することが可能となる。
Here, in the second embodiment, as shown in FIG. 18, the peripheral end portion of the
第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 Other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
第2実施形態による光電変換デバイス200では、上記のように、画素電極層12の周端部を傾斜形状に形成することによって、光電変換膜11の厚みが画素電極層12の端部で小さくなるのが抑制することができる。このため、光電変換膜11の厚みが小さくなることに起因して、厚みが小さくなった部分に電界集中が発生するという不都合が生じるのを抑制することができる。これにより、電界集中が発生することに起因して、リーク電流が増加するという不都合が生じるのを抑制することができるので、暗電流が増加するのを抑制することができる。その結果、S/N比の劣化を抑制することができる。
In the
また、第2実施形態では、上記のように、光電変換膜11上に形成される共通電極層13において、光電変換膜11の段差部11bで厚みが小さくなるのを抑制することが可能に構成されている。このため、容易に、共通電極層13を断線し難くすることができる。
Further, in the second embodiment, as described above, in the
なお、光電変換膜11に発生するリーク電流を低減するためには、周端部の傾斜角度θを45°以下にするのが好ましい。また、共通電極層13の断線を生じ難くするためには、周端部の傾斜角度θを80°以下にするのが好ましい。
In order to reduce the leak current generated in the
第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 Other effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
図20は、本発明の第2実施形態による光電変換デバイスの製造方法を説明するための断面図である。次に、図5〜図13、図17、図18および図20を参照して、本発明の第2実施形態による光電変換デバイス200の製造方法について説明する。なお、第2実施形態の製造方法では、画素電極層12の形成方法のみが上記第1実施形態と異なる。
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion device according to the second embodiment of the present invention. Next, with reference to FIGS. 5 to 13, 17, 18 and 20, a method for manufacturing the
具体的には、まず、図5および図6に示した第1実施形態と同様の方法を用いて、ガラス基板1上に複数の有機TFT20が二次元マトリクス状に配置された有機TFTアレイを形成する。次に、ガラス基板1上に、画素毎に分離された複数の画素電極層12を形成する。
Specifically, first, an organic TFT array in which a plurality of
ここで、第2実施形態では、図20に示すようなシャドーマスク210を用いて、スパッタリングなどで画素電極層12を形成する。このシャドーマスク210は、開口部210aが断面視において傾斜形状を有している。スパッタリングなどで画素電極層12を形成する場合、成膜される材料の軌道はランダムであるため、このようなシャドーマスク210を用いて画素電極層12を形成することにより、画素電極層12の周端部が傾斜形状に形成される。なお、画素電極層12の周端部は、シャドーマスク210の内側面に沿った傾斜形状に形成されるので、シャドーマスク210の内側面の傾斜角度を調整することにより、傾斜形状の傾斜角度θを所望の角度に制御することができる。
Here, in the second embodiment, the
その後、図7および図8に示した第1実施形態と同様の方法を用いて、ガラス基板1上にバンク35を形成するとともに、図9〜図13に示した第1実施形態と同様の方法を用いて、光電変換膜11を形成する。そして、上記第1実施形態と同様にして、光電変換膜11上に共通電極層13を形成した後、画素アレイなどを保護する保護膜36(図17および図18参照)をガラス基板1上の全面に形成する。
Thereafter, the
このようにして、本発明の第2実施形態による裏面入射型の光電変換デバイス200が製造される。
Thus, the back-illuminated
(第3実施形態)
図21は、本発明の第3実施形態による光電変換デバイスの一部を示した平面図である。図22は、本発明の第3実施形態による光電変換デバイスの構造を示した断面図である。図23は、本発明の第3実施形態による光電変換デバイスの一部を一部省略して示した平面図である。なお、図22は、図21の破線で囲まれた部分のA−A線に沿った断面を示している。続いて、図1および図21〜図23を参照して、本発明の第3実施形態による光電変換デバイス300の構造について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 21 is a plan view showing a part of the photoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 22 is a sectional view showing the structure of a photoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 23 is a plan view in which a part of the photoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention is omitted. FIG. 22 shows a cross section taken along the line AA of the portion surrounded by the broken line in FIG. Subsequently, the structure of the
この第3実施形態による光電変換デバイス300では、図22および図23に示すように、上記第2実施形態の構成において、光電変換膜形成領域30が親液性の高い親液領域(図23の斜線部分)となるように構成されている。すなわち、光電変換膜311が形成される前の光電変換膜形成領域30の表面には親液処理が施されており、これにより、P3HTとPCBMとの混合溶液に対する光電変換膜形成領域30表面の親液性がさらに高くなるように構成されている。その一方、光電変換膜形成領域30以外の領域は、上記混合溶液に対する親液性が光電変換膜形成領域30よりも小さいことから、親液領域に対して撥液領域となっている。
In the
そして、上記親液領域である光電変換膜形成領域30に、上記した混合溶液の液滴が吐出(塗布、付着)されることによって、図22に示すように、ガラス基板1の上面上に光電変換膜311が形成されている。この光電変換膜311は、図21に示すように、上記第1および第2実施形態と同様の構成およびパターン形状に形成されている。また、第3実施形態では、光電変換部10は、光電変換膜11(図1参照)および共通電極層13(図1参照)に代えて、光電変換膜311および共通電極層313を含んでいる。また、第3実施形態では、第1および第2実施形態と異なり、ガラス基板1の上面上にバンク35(図1参照)が形成されない構成となっている。
Then, the droplets of the mixed solution described above are ejected (applied and adhered) to the photoelectric conversion
また、光電変換膜311上には、上記第1および第2実施形態と同様、約100nmの厚みを有するAl層からなる共通電極層313が形成されている。この共通電極層313は、画素電極層12の上方に位置する電極部313aと、この電極部313aを列方向(Y方向)に一体的に連結する配線部313bとを含んでいる。なお、共通電極層313は、本発明の「共通電極」の一例である。
Further, a
第3実施形態のその他の構成は、上記第2実施形態と同様である。 Other configurations of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.
図24〜図27は、本発明の第3実施形態による光電変換デバイスの製造方法を説明するための図である。次に、図5、図6、図9、図10、図20〜図22および図24〜図27を参照して、本発明の第3実施形態による光電変換デバイス300の製造方法について説明する。
24 to 27 are views for explaining a method of manufacturing a photoelectric conversion device according to the third embodiment of the present invention. Next, a manufacturing method of the
まず、図5および図6に示した第1実施形態と同様の方法を用いて、ガラス基板1上に複数の有機TFT20が二次元マトリクス状に配置された有機TFTアレイを形成する。次に、図20に示した第2実施形態と同様の方法を用いて、画素毎に分離された複数の画素電極層12を形成する。これにより、画素電極層12の周端部は、上記第2実施形態と同様、傾斜形状に形成される。
First, an organic TFT array in which a plurality of
続いて、光電変換膜形成領域30に親液処理を施す。具体的には、図24に示すように、光電変換膜形成領域30に対応する部分に開口部を有するメタルマスク320をガラス基板1の上面上に配置し、UVオゾン装置(図示せず)を用いて、UVオゾン装置の紫外線ランプ(図示せず)が生成するオゾンを照射する。これにより、メタルマスク320の開口部を介して、光電変換膜形成領域30にオゾンが照射されるので、光電変換膜形成領域30の表面が改質されて、光電変換膜形成領域30の親液性が高められる。なお、UVオゾン装置には、ウシオ電機株式会社製のUER20−172を用いた。また、光源には、波長172nm、222nmおよび308nmの3つの紫外線ランプを用いた。さらに、オゾン照射時間は30分間とした。
Subsequently, a lyophilic process is performed on the photoelectric conversion
上記親液処理により、図25に示すように、光電変換膜形成領域30が親液領域となり、光電変換膜形成領域30以外の領域が撥液領域となる。
By the lyophilic process, as shown in FIG. 25, the photoelectric conversion
次に、図9および図10に示した第1実施形態と同様の方法を用いて、ガラス基板1上の光電変換膜形成領域30に光電変換膜311を形成する。具体的には、図26に示すように、P3HTとPCBMとの混合溶液の液滴311aを光電変換膜形成領域30に向けて吐出する。吐出された液滴311aは、親液領域である光電変換膜形成領域30内で広がる一方、撥液領域に達すると広がりが抑止される。これにより、光電変換膜形成領域(親液領域)30に精度よく混合溶液が塗布される。その後、上記第1実施形態と同様のアニール処理を施すことによって、図27に示すように、光電変換膜形成領域(親液領域)30と同じ平面形状を有する光電変換膜311が得られる。
Next, the
その後、上記第1および第2実施形態と同様の方法により、光電変換膜311の上面上に、図21および図22に示したようなAl層からなる共通電極層313を形成する。最後に、上記第1および第2実施形態と同様、画素アレイなどを保護する保護膜36をガラス基板1上の全面に形成する。このようにして、本発明の第3実施形態による裏面入射型の光電変換デバイス300が製造される。
Thereafter, a
第3実施形態では、上記のように、光電変換膜形成領域30に親液処理を施すことによって、光電変換膜形成領域30を他の領域に比べて親液性の大きな領域(親液領域)とすることができる。そして、親液領域である光電変換膜形成領域30にP3HTとPCBMとの混合溶液の液滴311aを塗布すれば、塗布された混合溶液は光電変換膜形成領域30内で濡れ広がるとともに、撥液領域との境界部分で濡れ広がりが抑止される。このため、光電変換膜形成領域30に精度よく光電変換膜311を形成することができるとともに、その領域において光電変換膜311の厚みを均一に近付けることができる。これにより、所望のパターン形状を有する光電変換膜311を容易に形成することができる。その結果、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイス300を容易に製造することができる。また、上記のように構成することによって、製造コストを低減しながら、画素サイズの縮小化を図ることが可能な光電変換デバイス300を容易に製造することができる。
In the third embodiment, as described above, the photoelectric conversion
なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1および第2実施形態と同様である。 The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first and second embodiments.
(第4実施形態)
図28は、本発明の第4実施形態による光電変換デバイスの構造を示した断面図である。図29は、本発明の第4実施形態による光電変換デバイスの一部を示した平面図である。図30は、本発明の第4実施形態による光電変換デバイスの一部を一部省略して示した平面図である。なお、図28は、図29の破線で囲まれた部分のA−A線に沿った断面を示している。次に、図1および図28〜図30を参照して、本発明の第4実施形態による光電変換デバイス400の構造について説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 28 is a sectional view showing the structure of a photoelectric conversion device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 29 is a plan view showing a part of the photoelectric conversion device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 30 is a plan view in which a part of the photoelectric conversion device according to the fourth embodiment of the present invention is omitted. FIG. 28 shows a cross section taken along the line AA of the portion surrounded by the broken line in FIG. Next, the structure of the
この第4実施形態による光電変換デバイス400では、図28に示すように、ガラス基板1の上面上に約500nmの厚みを有する光電変換膜411がスクリーン印刷法によって形成されている。具体的には、ガラス基板1上に、上記した第1〜第3実施形態と同様の光電変換膜形成領域30(図30参照)が設けられており、図28および図29に示すように、その光電変換膜形成領域30に、P3HTとPCBMとが混合されたバルクへテロ接合膜からなる光電変換膜411がスクリーン印刷法によって形成されている。この光電変換膜411は、上記第1〜第3実施形態と同様の平面形状にパターニングされている。
In the
また、図28および図29に示すように、光電変換膜411上には、上記第3実施形態と同様の共通電極層413が形成されている。なお、共通電極層413は、本発明の「共通電極」の一例である。また、第4実施形態では、光電変換部10は、光電変換膜11(図1参照)および共通電極層13(図1参照)に代えて、光電変換膜411および共通電極層413を含んでいる。また、第4実施形態では、上記第3実施形態と同様、ガラス基板1の上面上にバンク35(図1参照)が形成されない構成となっている。
As shown in FIGS. 28 and 29, a
第4実施形態のその他の構成は、上記第2実施形態と同様である。 Other configurations of the fourth embodiment are the same as those of the second embodiment.
図31は、本発明の第4実施形態による光電変換デバイスの製造方法を説明するための平面図である。次に、図5、図6、図20および図28〜図31を参照して、本発明の第4実施形態による光電変換デバイス400の製造方法について説明する。
FIG. 31 is a plan view for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion device according to the fourth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIGS. 5, 6, 20, and 28 to 31, a method for manufacturing the
まず、図5および図6に示した第1実施形態と同様の方法を用いて、ガラス基板1上に複数の有機TFT20が二次元マトリクス状に配置された有機TFTアレイを形成する。次に、図20に示した第2実施形態と同様の方法を用いて、画素毎に分離された複数の画素電極層12を形成する。これにより、画素電極層12の周端部は、上記第2実施形態と同様、傾斜形状に形成される。
First, an organic TFT array in which a plurality of
続いて、図31に示すように、光電変換膜形成領域30(図30参照)に、スクリーン印刷法を用いてP3HTとPCBMとの混合溶液を塗布する。そして、窒素雰囲気下において、加熱温度100℃で約30分間アニール処理を行う。これにより、光電変換膜形成領域30に約500nmの厚みを有するとともに、上記第1〜第3実施形態と同様のパターン形状(平面形状)を有する光電変換膜411が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 31, a mixed solution of P3HT and PCBM is applied to the photoelectric conversion film forming region 30 (see FIG. 30) using a screen printing method. Then, annealing is performed for about 30 minutes at a heating temperature of 100 ° C. in a nitrogen atmosphere. Thereby, the
なお、第4実施形態では、線径φ15μmでメッシュ数500のスクリーン版(図示せず)を用いるとともに、乳剤厚を10μmとし、かつ、カレンダーブラスト処理有りの条件でスクリーン印刷を行った。さらに、印刷クリアランス(スクリーン版とガラス基板1との間の間隔)を1.5mmとし、印刷スピードを100mm/secとした。 In the fourth embodiment, a screen plate (not shown) having a wire diameter of 15 μm and a mesh number of 500 was used, and the screen was printed under the condition that the emulsion thickness was 10 μm and the calendar blasting was performed. Furthermore, the printing clearance (interval between the screen plate and the glass substrate 1) was 1.5 mm, and the printing speed was 100 mm / sec.
その後、上記第1実施形態と同様の方法により、光電変換膜411の上面上に、図28および図29に示したようなAl層からなる共通電極層413を形成する。なお、共通電極層413は、第3実施形態と同様の形状にパターニングする。最後に、上記第1〜第3実施形態と同様に、画素アレイなどを保護する保護膜36(図28参照)をガラス基板1上の全面に形成する。このようにして、本発明の第4実施形態による裏面入射型の光電変換デバイス400が製造される。
Thereafter, a
第4実施形態では、上記のように、光電変換膜411を、スクリーン印刷法を用いて形成することによって、容易に光電変換膜411を形成することができるので、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイス400を容易に製造することができる。上記のように構成することによって、光電変換デバイス400の製造コストを低減することができる。また、
In the fourth embodiment, as described above, by forming the
なお、第4実施形態のその効果は、上記第1〜第3実施形態と同様である。 The effect of the fourth embodiment is the same as that of the first to third embodiments.
(第5実施形態)
図32および図33は、本発明の第5実施形態による光電変換デバイスの構造を示した断面図である。図34は、本発明の第5実施形態による光電変換デバイスの一部を示した平面図である。なお、図32は、図34の破線で囲まれた部分のA−A線に沿った断面を示しており、図33は、図34のB−B線に沿った断面を示している。次に、図1および図32〜図34を参照して、本発明の第5実施形態による光電変換デバイス500の構造について説明する。
(Fifth embodiment)
32 and 33 are cross-sectional views illustrating the structure of a photoelectric conversion device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 34 is a plan view showing a part of the photoelectric conversion device according to the fifth embodiment of the present invention. 32 shows a cross section taken along the line AA of the portion surrounded by the broken line in FIG. 34, and FIG. 33 shows a cross section taken along the line BB in FIG. Next, the structure of a
この第5実施形態による光電変換デバイス500では、図32に示すように、ガラス基板1の上面上に、約100nmの厚みを有する光電変換膜511がスピンコート法によって形成されている。具体的には、ガラス基板1上に、上記した第1〜第4実施形態と同様の光電変換膜形成領域30が設けられており、図32および図34に示すように、その光電変換膜形成領域30に、P3HTとPCBMとが混合されたバルクへテロ接合膜からなる光電変換膜511がスピンコート法によって形成されている。この光電変換膜511は、上記第1〜第4実施形態と同様の平面形状にパターニングされている。
In the
ここで、第5実施形態では、上記光電変換膜511がスピンコート法によって形成されることにより、図33に示すように、光電変換膜511の上面が平坦化されている。また、図34に示すように、平坦化された光電変換膜511上には、上記第3および第4実施形態と同様の共通電極層513が形成されている。
Here, in the fifth embodiment, the
なお、共通電極層513は、本発明の「共通電極」の一例である。また、第5実施形態では、光電変換部10は、光電変換膜11(図1参照)および共通電極層13(図1参照)に代えて、光電変換膜511および共通電極層513を含んでいる。また、第5実施形態では、上記第3および第4実施形態と同様、ガラス基板1の上面上にバンク35(図1参照)が形成されない構成となっている。
The
第5実施形態のその他の構成は、上記第2および第4実施形態と同様である。 Other configurations of the fifth embodiment are the same as those of the second and fourth embodiments.
図35〜図37は、本発明の第5実施形態による光電変換デバイスの製造方法を説明するための図である。次に、図20および図32〜図37を参照して、本発明の第5実施形態による光電変換デバイス500の製造方法について説明する。
35 to 37 are views for explaining a method of manufacturing a photoelectric conversion device according to the fifth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIG. 20 and FIGS. 32-37, the manufacturing method of the
まず、上記第1〜第4実施形態と同様にして、ガラス基板1上に複数の有機TFT20が二次元マトリクス状に配置された有機TFTアレイを形成する。次に、図20に示した第2実施形態と同様の方法を用いて、周端部が傾斜形状に形成された複数の画素電極層12を形成する。
First, as in the first to fourth embodiments, an organic TFT array in which a plurality of
続いて、図35に示すように、有機TFTアレイおよび画素電極層12などが形成されたガラス基板1上の全面に、スピンコート法を用いて、P3HTとPCBMとが混合された混合溶液を所定の厚みで塗布する。これにより、ガラス基板1上に塗布膜(光電変換膜)511aが形成される。なお、スピンコータの回転速度は、1500rpmとし、混合溶液の塗布開始から20秒後にスピンコータの回転を停止させた。さらに、混合溶液を塗布する際には、孔径0.45μmのフィルターを用いて溶液中に含まれる半導体材料の凝集物や不純物の除去を行った。
Subsequently, as shown in FIG. 35, a predetermined mixed solution in which P3HT and PCBM are mixed is formed on the entire surface of the
次に、図36および図37に示すように、図示しない拭き取り装置を用いて、ガラス基板1上に塗布された塗布膜(光電変換膜)511aの所定領域をストライプ状に拭き取ることにより、上記塗布膜(光電変換膜)511aを第1〜第4実施形態と同様の平面形状にパターニングする。具体的には、拭き取り装置に備わる拭き取り具(図示せず)を所望の間隔で平行移動させることにより、塗布膜(光電変換膜)511aをパターニングする。その後、上記第1実施形態と同様の条件でアニール処理を行う。これにより、約100nmの厚みを有するとともに、2列単位で列方向に連続的に形成された光電変換膜511が形成される。
Next, as shown in FIG. 36 and FIG. 37, by using a wiping device (not shown), a predetermined region of the coating film (photoelectric conversion film) 511 a applied on the
その後、上記第1実施形態と同様の方法により、光電変換膜511の上面上に、図32〜図34に示したようなAl層からなる共通電極層513を形成する。なお、共通電極層513は、第3および第4実施形態と同様の形状にパターニングする。最後に、上記第1〜第4実施形態と同様、画素アレイなどを保護する保護膜36(図32および図33参照)をガラス基板1上の全面に形成する。このようにして、本発明の第5実施形態による裏面入射型の光電変換デバイス500が製造される。
Thereafter, a
第5実施形態では、上記のように、光電変換膜511を、スピンコート法を用いて形成することによって、ガラス基板1上の凹凸部分を埋め込むように光電変換膜511を形成することができる。このため、ガラス基板1上に光電変換膜511を形成した際に、画素電極層12のエッジ部(角部)の影響を緩和することができる。これにより、画素電極層12のエッジ部(角部)によって光電変換膜511に厚みの小さい部分が形成されるのを抑制することができるので、リーク電流を低減することができる。また、光電変換膜511をスピンコート法で形成することにより、光電変換膜511の上面を平坦化することができるので、光電変換膜511上に形成される共通電極層513を断線し難くすることができる。
In the fifth embodiment, as described above, the
なお、第5実施形態では、画素電極層12の周端部を傾斜形状に形成したが、画素電極層12の周端部を傾斜形状に形成しなくても、上記効果を得ることができる。
In the fifth embodiment, the peripheral end of the
第5実施形態のその他の効果は、上記第1〜第4実施形態と同様である。 Other effects of the fifth embodiment are the same as those of the first to fourth embodiments.
(第6実施形態)
図38は、本発明の第6実施形態による光電変換デバイスの構造を示した断面図である。次に、図1および図38を参照して、本発明の第6実施形態による光電変換デバイス600の構造について説明する。
(Sixth embodiment)
FIG. 38 is a sectional view showing the structure of a photoelectric conversion device according to the sixth embodiment of the present invention. Next, the structure of the
この第6実施形態による光電変換デバイス600では、ガラス基板1の上面上に、約300nmの厚みを有する光電変換膜611が共蒸着法によって形成されている。具体的には、ガラス基板1上に、上記した第1〜第5実施形態と同様の光電変換膜形成領域30が設けられており、その光電変換膜形成領域30に、CuPc(銅フタロシアニン)とC60(フラーレンC60)とが混ざり合ったバルクへテロ接合膜からなる光電変換膜611が共蒸着法によって形成されている。この光電変換膜611は、上記第1〜第5実施形態と同様の平面形状にパターニングされている。なお、CuPcとC60との材料寄与率は1:1である。
In the
また、光電変換膜611上には、上記第3〜第5実施形態と同様の共通電極層613が形成されている。なお、共通電極層613は、本発明の「共通電極」の一例である。また、第6実施形態では、光電変換部10は、光電変換膜11(図1参照)および共通電極層13(図1参照)に代えて、光電変換膜611および共通電極層613を含んでいる。また、第6実施形態では、上記第3〜第5実施形態と同様、ガラス基板1の上面上にバンク35(図1参照)が形成されない構成となっている。
In addition, a
第6実施形態のその他の構成は、上記第2、第4および第5実施形態と同様である。 Other configurations of the sixth embodiment are the same as those of the second, fourth, and fifth embodiments.
図39および図40は、本発明の第6実施形態による光電変換デバイスの製造方法を説明するための図である。次に、図38〜図40を参照して、本発明の第6実施形態による光電変換デバイス600の製造方法について説明する。
39 and 40 are views for explaining a method of manufacturing a photoelectric conversion device according to the sixth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIGS. 38-40, the manufacturing method of the
まず、上記第1〜第5実施形態と同様にして、ガラス基板1上に複数の有機TFT20が二次元マトリクス状に配置された有機TFTアレイを形成する。次に、図20に示した第2実施形態と同様の方法を用いて、周端部が傾斜形状に形成された複数の画素電極層12を形成する。
First, similarly to the first to fifth embodiments, an organic TFT array in which a plurality of
続いて、図39に示すように、ガラス基板1上に、共蒸着法を用いて、CuPcとC60とが混ざり合ったバルクへテロ接合膜からなる光電変換膜611を形成する。具体的には、図40に示すように、真空容器650内に、有機TFTアレイなどが形成されたガラス基板1を配置する。次に、蒸着源660および670から同時に有機材料(CuPc)660aおよび有機材料(C60)670aを蒸発させ、ガラス基板1上に両有機材料を混合しながら堆積させる。このとき、成膜速度は、それぞれ、0.1nm/secとする。これにより、成膜速度比が1:1となるので、バルクへテロ接合膜におけるCuPcとC60との材料寄与率は1:1となる。
Subsequently, as shown in FIG. 39, a
また、上記共蒸着法で光電変換膜611を形成する際に、図39に示すようなシャドーマスク680を用いることによって、光電変換膜611を上記第1〜第5実施形態と同様の平面形状にパターニングする。
Further, when the
その後、上記第1実施形態と同様の方法により、光電変換膜611の上面上に、図38に示したようなAl層からなる共通電極層613を形成する。なお、共通電極層613は、上記第3〜第5実施形態と同様の形状にパターニングする。最後に、上記第1〜第5実施形態と同様、画素アレイなどを保護する保護膜36(図38参照)をガラス基板1上の全面に形成する。このようにして、本発明の第6実施形態による裏面入射型の光電変換デバイス600が製造される。
Thereafter, a
なお、第6実施形態の効果は、上記第1〜第5実施形態と同様である。 The effects of the sixth embodiment are the same as those of the first to fifth embodiments.
(第7実施形態)
図41は、本発明の第7実施形態による光電変換デバイスの平面図である。図42は、図41の破線で囲まれた部分のA−A線に沿った断面図であり、図43は、図41の破線で囲まれた部分のB−B線に沿った断面図である。次に、図1および図41〜図43を参照して、本発明の第7実施形態による光電変換デバイス700の構造について説明する。
(Seventh embodiment)
FIG. 41 is a plan view of a photoelectric conversion device according to a seventh embodiment of the present invention. 42 is a cross-sectional view taken along the line AA of the portion surrounded by the broken line in FIG. 41, and FIG. 43 is a cross-sectional view taken along the line BB of the portion surrounded by the broken line in FIG. is there. Next, the structure of the
第7実施形態による光電変換デバイス700は、図41および図42に示すように、上記第1〜第6実施形態と異なり、トランジスタ部を構成する有機TFT720がトップゲート型に構成されている。このトップゲート型に構成された有機TFT720は、ゲート電極層721、ソース電極層722、ドレイン電極層723、絶縁層724、および有機半導体層725を含んでおり、ガラス基板1上に絶縁膜701を介して二次元アレイ(二次元マトリクス)状に配置されている。上記ゲート電極層721には、図41に示すように、ゲート線として機能する上記第1導電層726が一体的に連結されている。また、上記ソース電極層722には、信号線として機能する第2導電層727が一体的に連結されている。
As shown in FIGS. 41 and 42, the
また、画素領域における有機TFT720が形成されている領域以外の所定領域には、画素毎に分離され、所定の平面積(パターン)を有する画素電極層712が形成されている。この画素電極層712は、上記第1〜第6実施形態と同様、ITOなどの光透過性を有する導電性材料から構成されている。また、画素電極層712は、絶縁層724に形成されたコンタクトホール724aを介して、有機TFT720のドレイン電極層723と電気的に接続されている。また、画素電極層712の周端部は、図42および図43に示すように、上記第2〜第6実施形態と同様、傾斜形状に形成されている。
Further, in a predetermined region other than the region where the
また、上記した第1導電層726および第2導電層727は、ガラス基板1上における各画素間に、互いに直交するように配設されている。具体的には、第1導電層726は、行方向(X方向)に延びるように形成されており、第2導電層727は、列方向(Y方向)に延びるように形成されている。
Further, the first
ここで、第7実施形態では、ガラス基板1の上面上に、バルクへテロ接合膜からなる光電変換膜711が行方向(X方向)に延びるように連続的に形成されている。すなわち、第7実施形態では、上記光電変換膜711は、行方向に隣り合う画素の画素電極層712に渡って連続的に形成されている。具体的には、上記光電変換膜711は、一方の第1導電層726と隣り合う他方の第1導電層726との間の領域(第1導電層726から所定の距離を隔てた領域)に、第1導電層726と平行(第1導電層726の延びる方向と同一方向)に延びるように形成されている。また、第7実施形態では、光電変換デバイス700の画素構造が、奇数行と偶数行とで同一構造となるように構成されている。このため、上記した光電変換膜711は、1行単位で形成されている。
Here, in the seventh embodiment, a
また、光電変換膜711上には、光電変換膜711を介して画素電極層712と対向する共通電極層713が形成されている。この共通電極層713は、上記第1〜第6実施形態と同様、約100nmの厚みを有するAl層から構成されており、光電変換膜711と同一方向(行方向:X方向)に延びるように連続的に形成されている。なお、画素電極層712および共通電極層713は、それぞれ、本発明の「画素電極」および「共通電極」の一例である。
In addition, a
そして、上記した光電変換膜711と、この光電変換膜711を挟持する画素電極層712および共通電極層713とによって、光電変換部710が構成されている。この光電変換部710と上記トランジスタ部(有機TFT)720とは、ガラス基板1上に並置されている。
The above-described
また、第7実施形態では、光電変換膜711は、互いに異なる分光感度を有するように構成されている。具体的には、光電変換膜711は、赤色光に分光感度を有する第1光電変換膜711R、緑色光に分光感度を有する第2光電変換膜711Gおよび青色光に分光感度を有する第3光電変換膜711Bを含んでいる。これらの光電変換膜711R、711Gおよび711Bは、列方向に、たとえば、第1光電変換膜711R、第2光電変換膜711G、および第3光電変換膜711Bの順に繰り返し配列されている。
In the seventh embodiment, the
なお、赤色光に分光感度を有する第1光電変換膜711Rは、たとえば、ZnPcとC60とが混ざり合ったバルクへテロ接合膜から構成されている。このような第1光電変換膜711Rは、たとえば、共蒸着法を用いて、ZnPcとC60とを混合しながら堆積させることにより形成することができる。
The first
また、緑色光に分光感度を有する第2光電変換膜711Gは、たとえば、R6G(Rhodamin 6G)が添加されたPMPS(ポリ(メチルフェニルシラン))から構成されている。このような第2光電変換膜711Gは、たとえば、R6GおよびPMPSを混合したクロロホルム溶液を、スピンコート法を用いて塗布することにより形成することができる。
The second
また、青色光に分光感度を有する第3光電変換膜711Bは、たとえば、C6(Coumarin 6)が添加されたPHPPS(ポリ[(m−ヘキシルオキシフェニル)−フェニルシラン])から構成されている。このような第3光電変換膜711Bは、たとえば、C6とPHPPSとを混合したクロロホルム溶液を、スピンコート法を用いて塗布することにより形成することができる。
The third
なお、第7実施形態では、上記第3〜第6実施形態と同様、ガラス基板1の上面上にバンク35(図1参照)が形成されない構成となっている。
In the seventh embodiment, as in the third to sixth embodiments, the bank 35 (see FIG. 1) is not formed on the upper surface of the
また、ガラス基板1の上面上には、上記第1〜第6実施形態と同様、形成された画素アレイなどを保護するための絶縁性の保護膜36が全面に形成されている。
In addition, an insulating
第7実施形態では、上記のように、光電変換膜711を、赤色光に分光感度を有する第1光電変換膜711R、緑色光に分光感度を有する第2光電変換膜711G、および青色光に分光感度を有する第3光電変換膜711Bを含むように構成することによって、カラーフィルタなどを設けることなくカラー画像を得ることができる。このため、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能なカラーイメージセンサ(光電変換デバイス700)を得ることができる。
In the seventh embodiment, as described above, the
また、第7実施形態では、光電変換膜711を、行方向に延びるように(1行単位で)連続的に形成することによって、上記第1〜第6実施形態と同様に、共通電極層713を断線し難くすることができる。
In the seventh embodiment, the
また、第7実施形態では、有機TFT720をトップゲート型に構成するとともに、光電変換膜711を、第1導電層726と所定の距離を隔てた領域に第1導電層726と平行に延びるように連続的に形成することによって、光電変換膜711と第1導電層726とが電気的に短絡するのを抑制しながら、光電変換膜711を隣り合う画素の画素電極層712に渡って連続的に形成することができる。なお、上記のように構成すれば、絶縁層などを別途形成することなく、有機TFT720や第1導電層726と光電変換膜711とが電気的に短絡するのを抑制することができる。このため、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下が抑制された光電変換デバイス700を得ることができる。
In the seventh embodiment, the
第7実施形態のその他の効果は、上記第1〜第6実施形態と同様である。 The other effects of the seventh embodiment are the same as those of the first to sixth embodiments.
(第8実施形態)
図44は、本発明の第8実施形態による放射線画像検出装置の構造を示した斜視図である。図45は、本発明の第8実施形態による放射線画像検出装置の撮像パネルの一部を示した断面図である。図46は、本発明の第8実施形態による放射線画像検出装置の回路構成を示した図である。次に、図44〜図46を参照して、この第8実施形態では、本発明が適用された撮像パネル1100を備えた放射線画像検出装置1000の一例について説明する。
(Eighth embodiment)
FIG. 44 is a perspective view showing the structure of a radiation image detection apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 45 is a cross-sectional view showing a part of the imaging panel of the radiological image detection apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 46 is a diagram showing a circuit configuration of the radiation image detection apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. Next, with reference to FIGS. 44 to 46, in the eighth embodiment, an example of a radiation
第8実施形態による放射線画像検出装置1000は、図44に示すように、撮像パネル1100と、放射線画像検出装置1000の動作を制御する制御回路1300と、書き換え可能な読み出し専用メモリ(たとえば、フラッシュメモリ)などを用いて撮像パネル1100から出力された画像信号を記録するメモリ部1400と、放射線画像検出装置1000の動作を切り替えるための操作部1500と、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部1400に所定量の画像信号が書き込まれたことを表示する表示部1600と、撮像パネル1100を駆動して画像信号を得るために必要とされる電力を供給する電源部1700と、放射線画像検出装置1000と外部機器との間で通信を行うための通信用コネクタ1800と、これらを収納する筐体1900とを備えている。
As shown in FIG. 44, the radiation
撮像パネル1100は、図44および図45に示すように、入射された放射線を波長が300nm〜800nmの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波(光)に変換するシンチレータ層1110と、シンチレータ層1110によって変換された光を電気エネルギに変換して蓄積する光電変換デバイス1200と、蓄積された電気エネルギを読み出す走査駆動回路1120と、蓄積された電気エネルギを画像信号として出力する信号選択回路1130とを含んでいる。なお、第8実施形態では、光電変換デバイス1200は上面入射型に構成されている。
As shown in FIGS. 44 and 45, the
また、光電変換デバイス1200は、ガラス基板1上に、複数の画素が二次元マトリクス状に配列された構造を有している。具体的には、図45に示すように、各画素は、スイッチング素子として機能する有機TFT20と、光電変換を行う光電変換部10とを備えており、有機TFT20と光電変換部10とがガラス基板1上に並置されて形成されている。この光電変換部10は、上記第1〜第7実施形態と同様、画素電極層1212と、光電変換膜1211と、共通電極層1213とを含んでいる。また、第8実施形態では、画素電極層1212と光電変換膜1211との間は、たとえば、PEDOT・PSS(poly(3,4−ethylenedioxythiphene)・polystyrene sulphonic acid)やポリアニリンなどからなるホールブロック層1214が設けられている。また、光電変換膜1211と共通電極層1213との間には、たとえば、BCP、Alq3、BAlq、C60、LiF、TiOxなどからなる電子ブロック層1215が設けられている。
The
また、画素電極層1212は、画素毎に分離されているとともに、隣り合う画素電極層1212同士が近接して配置されている。一方、光電変換部10の下層側には、電気エネルギを蓄積するためのコンデンサ1216が画素毎に設けられており、上記画素電極層1212は、コンデンサ1216の一方の電極として機能する収集電極層1216aを介して、有機TFT20のドレイン電極層23と電気的に接続されている。なお、画素電極層1212は、クロムなどから構成されている。
The
画素電極層1212上には、ホールブロック層1214が形成されており、このホールブロック層1214上には、光電変換膜1211が形成されている。この光電変換膜1211は、上記第1および第2実施形態と同様、p型半導体ポリマーであるP3HTとn型有機半導体分子であるPCBMとが混合されたバルクへテロ接合膜から構成されている。すなわち、光電変換膜1211は、P3HTとPCBMとの混合溶液の液滴を、インクジェット法を用いて吐出(塗布、付着)することによって形成されている。また、光電変換膜1211は、上記第1〜第6実施形態と同様、隣接する画素の光電変換部10に渡って連続的に形成されている。さらに、ガラス基板1上の所定領域には、光電変換膜1211をパターニングするためのバンク35が形成されている。
A
また、光電変換膜1211の上面上には、電子ブロック層1215が形成されており、この電子ブロック層1215上には、ITOなどの透明導電材料からなる共通電極層1213が形成されている。なお、上記したホールブロック層1214は、画素電極層1212へのキャリア(電子)受け渡し効率を向上させる機能を有しており、電子ブロック層1215は、共通電極層1213へのキャリア(正孔)受け渡し効率を向上させる機能を有している。
An
また、共通電極層1213上およびバンク35の上面上には、ガラス基板1の上面全面を覆うように、絶縁性の隔膜(保護膜)1217が形成されている。そして、この隔膜1217上に、上記したシンチレータ層1110が設けられている。このシンチレータ層1110は、蛍光体を主たる成分とするものであり、入射した放射線に基づいて、波長が300nm〜800nmの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波(光)を出力する機能を有している。具体的には、シンチレータ層1110は、セシウムアイオダイド(CsI:Tl)やガドリニウムオキシサルファイド(Gd2O2S:Tb)などから構成されている。セシウムアイオダイドやガドリニウムオキシサルファイドは、X線吸収および発光効率が高いため、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。また、セシウムアイオダイドについては、柱状結晶構造のシンチレータ層1110を形成することが可能である。この場合、柱状結晶では光ガイド効果、すなわち、結晶内での発光が柱状結晶の側面より外に放射されてしまうことを少なくできる効果が得られる。このため、鮮鋭性の低下を抑制することが可能であり、蛍光体層膜厚を厚くすることによりX線吸収が増加し粒状性を向上できる。
In addition, an insulating diaphragm (protective film) 1217 is formed on the
一方、撮像パネル1100(光電変換デバイス1200)の画素間には、図46に示すように、走査線1220−1〜1220−mと信号線1230−1〜1230−nとが直交するように配設されている。この走査線1220−1〜1220−mには、有機TFT20のゲート電極層21(図45参照)が電気的に接続されており、信号線1230−1〜1230−nには、有機TFT20のソース電極層23(図45参照)が電気的に接続されている。なお、走査線1220−1〜1220−mは、本発明の「ゲート線」の一例である。
On the other hand, as shown in FIG. 46, the scanning lines 1220-1 to 1220-m and the signal lines 1230-1 to 1230-n are arranged between the pixels of the imaging panel 1100 (photoelectric conversion device 1200). It is installed. A gate electrode layer 21 (see FIG. 45) of the
また、撮像パネル1100(光電変換デバイス1200)には、信号線1230−1〜1230−nに、たとえばドレイン電極が接続された初期化用のTFT1240−1〜1240−nが設けられている。このTFT1240−1〜1240−nのソース電極は接地されている。また、TFT1240−1〜1240−nのゲート電極はリセット線1241と接続されている。
The imaging panel 1100 (photoelectric conversion device 1200) is provided with initialization TFTs 1240-1 to 1240-n, for example, drain electrodes connected to the signal lines 1230-1 to 1230-n. The source electrodes of the TFTs 1240-1 to 1240-n are grounded. The gate electrodes of the TFTs 1240-1 to 1240-n are connected to the
走査線1220−1〜1220−mおよびリセット線1241は、走査駆動回路1120に接続されている。走査駆動回路1120から走査線1220−1〜1220−mのうちの1つの走査線1220−p(pは1〜mのいずれかの値)に読出信号RSが供給されると、この走査線1220−pに接続された有機TFT20がオン状態にされて、コンデンサ1216−(p,1)〜1216−(p,n)に蓄積された電気エネルギが信号線1230−1〜1230−nにそれぞれ読み出される。信号線1230−1〜1230−nは、それぞれ、信号選択回路1130の信号変換器1131−1〜1131−nに接続されており、信号変換器1131−1〜1131−nにおいて、信号線1230−1〜1230−n上に読み出された電気エネルギ量に比例する電圧信号SV−1〜SV−nが生成される。この信号変換器1131−1〜1131−nから出力された電圧信号SV−1〜SV−nはレジスタ1132に供給される。
The scanning lines 1220-1 to 1220 -m and the
レジスタ1132では、供給された電圧信号が順次選択されて、A/D変換器1133で(たとえば、12ビットないし14ビットの)1つの走査線に対するデジタルの画像信号とされる。また、制御回路1300は、走査線1220−1〜1220−mの各々に、上記した走査駆動回路1120を介して読出信号RSを供給し、画像走査を行うとともに、走査線1220−1〜1220−m毎のデジタル画像信号を取り込んで、放射線画像の画像信号の生成を行う。この画像信号は制御回路1300に供給される。
In the
なお、走査駆動回路1120からリセット信号RTをリセット線1241に供給してTFT1240−1〜1240−nをオン状態にするとともに、走査線1220−1〜1220−mに読出信号RSを供給して有機TFT20をオン状態とすると、コンデンサ1216−(1,1)〜1216−(m,n)に蓄積された電気エネルギが有機TFT20を介して放出され、撮像パネル1100の初期化を行うことができる。
Note that the reset signal RT is supplied from the
制御回路1300には、メモリ部1400、操作部1500、表示部1600および通信用コネクタ1800などが接続されており、操作部1500からの操作信号PSに基づいて放射線画像検出装置1000の動作が制御される。また、操作部1500には複数のスイッチが設けられており、操作部1500からのスイッチ操作に応じた操作信号PSに基づき、撮像パネル1100の初期化や放射線画像の画像信号の生成が行われる。
A
また、電源部1700は、マンガン電池、ニッケル・カドミウム電池、水銀電池、鉛電池などの一次電池、充電可能な二次電池などからなり、図44に示すように、撮像パネル1100の裏面側に配置されている。また、電源部1700は、放射線画像検出装置1000を薄型化するために、平板状に形成されている。
The
また、筐体1900は、外部からの衝撃に耐え、かつ重量ができるだけ軽い素材であるアルミニウムまたはその合金から構成されている。筐体1900の放射線入射面側は、放射線を透過し易い非金属(たとえば、カーボン繊維など)を用いて構成されている。また、放射線入射面とは反対側である背面側においては、放射線が放射線画像検出装置1000を透過してしまうのを抑制するために、または、放射線画像検出装置1000を構成する素材が放射線を吸収することで生じる2次放射線からの影響を防ぐために、放射線を効果的に吸収する材料(たとえば、鉛板など)から構成されている。
The
第8実施形態では、上記のように、光電変換デバイス1200の光電変換膜1211を、隣接する画素の画素電極層1212に渡って連続的に形成することにより、容易に、製造歩留の低下および信頼性の低下を抑制することが可能な放射線画像検出装置1000を得ることができる。
In the eighth embodiment, as described above, the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第8実施形態では、基板にガラス基板を用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、ガラス基板以外のプラスチックフィルムなどを基板として用いてもよい。プラスチックフィルムとしては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、およびセルロースアセテートプロピオネート(CAP)などからなるフィルムが挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムには、トリオクチルホスフェートやジブチルフタレートなどの可塑剤を添加してもよく、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系などの紫外線吸収剤を添加してもよい。また、テトラエトキシシランなどの無機高分子の原料を添加し、化学触媒や熱、光などのエネルギを付与することにより高分子量化する、いわゆる有機−無機ポリマーハイブリッド法を適用して作製した樹脂を原料として用いてもよい。 For example, although the example which used the glass substrate for the board | substrate was shown in the said 1st-8th embodiment, this invention is not restricted to this, You may use plastic films other than a glass substrate as a board | substrate. Examples of the plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polycarbonate (PC), Examples thereof include films made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP) and the like. In addition, plasticizers such as trioctyl phosphate and dibutyl phthalate may be added to these plastic films, and ultraviolet absorbers such as benzotriazole and benzophenone may be added. In addition, a resin prepared by applying a so-called organic-inorganic polymer hybrid method in which a raw material of an inorganic polymer such as tetraethoxysilane is added and the molecular weight is increased by applying energy such as a chemical catalyst, heat, or light. It may be used as a raw material.
また、上記第1〜第6および第8実施形態では、トランジスタ部を、ボトムゲート型のボトムコンタクト構造を有する有機TFTから構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、ボトムコンタクト構造以外のトップコンタクト構造を有する有機TFTからトランジスタ部を構成してもよい。 In the first to sixth and eighth embodiments, the transistor portion is composed of the organic TFT having the bottom gate type bottom contact structure. However, the present invention is not limited to this, and the bottom contact structure is used. The transistor portion may be composed of an organic TFT having a top contact structure other than the above.
また、上記第1〜第8実施形態では、トランジスタ部を有機TFTから構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、有機TFT以外のたとえば無機TFTからトランジスタ部を構成してもよい。 In the first to eighth embodiments, the example in which the transistor portion is configured from the organic TFT has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the transistor portion may be configured from, for example, an inorganic TFT other than the organic TFT. .
また、上記第1〜第8実施形態において、共通電極層は、塗布型電極材料を用いてインクジェット法やディスペンサーなどで塗布することによって形成してもよい。塗布型電極材料としては、たとえば、PEDOT/PSSなどが挙げられる。 Moreover, in the said 1st-8th embodiment, you may form a common electrode layer by apply | coating with an inkjet method, a dispenser, etc. using a coating type electrode material. Examples of the coating type electrode material include PEDOT / PSS.
また、上記第1〜第6および第8実施形態では、P3HTとPCBMとが混合された混合溶液を用いて光電変換膜を構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、溶媒に溶解または分散可能な有機半導体(有機化合物)材料であれば、上記した材料以外のものを用いて光電変換膜を構成してもよい。たとえば導電性高分子材料(π共役系高分子材料やシリコン系高分子材料など)を用いて光電変換膜を構成してもよい。導電性高分子材料としては、たとえば、ポリ(2−メトキシ、5−(2'エチルヘキシロキシ)−p−フェニレンビニレン)そしてポリ(3−アルキルチオフェン)などが挙げられる。また「有機EL材料とディスプレイ(2001年2月28日株式会社シー・エム・シー発行)」の第190頁〜第203頁に記載されている化合物や、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第81頁〜第99頁に記載されている化合物などが挙げられる。また、図47に示すような基本骨格を有する導電性高分子化合物や、図48〜図51に示すようなπ共役系高分子化合物、さらに、図52および図53に示すようなπ共役系以外の導電性化合物を用いて光電変換膜を形成することもできる。なお、光電変換可能な有機化合物として好ましいものは導電性高分子化合物であり、より好ましいものはπ共役系高分子化合物である。また、溶媒に溶解または分散可能であれば、高分子材料以外の低分子系材料を用いることもできる。 Moreover, in the said 1st-6th and 8th Embodiment, although the example which comprised the photoelectric converting film using the mixed solution with which P3HT and PCBM were mixed was shown, this invention is not restricted to this, A solvent is used. As long as it is a soluble or dispersible organic semiconductor (organic compound) material, the photoelectric conversion film may be formed using materials other than those described above. For example, the photoelectric conversion film may be formed using a conductive polymer material (eg, a π-conjugated polymer material or a silicon polymer material). Examples of the conductive polymer material include poly (2-methoxy, 5- (2′ethylhexyloxy) -p-phenylene vinylene) and poly (3-alkylthiophene). In addition, the compounds described on pages 190 to 203 of “Organic EL materials and displays (issued by CMC Corporation on February 28, 2001)”, “Organic EL elements and the forefront of industrialization ( The compounds described on pages 81 to 99 of "November 30, 1998, NTS Corporation") can be used. In addition, a conductive polymer compound having a basic skeleton as shown in FIG. 47, a π-conjugated polymer compound as shown in FIGS. 48 to 51, and other than the π-conjugated system as shown in FIGS. A photoelectric conversion film can also be formed using the conductive compound. A preferable organic compound capable of photoelectric conversion is a conductive polymer compound, and a more preferable one is a π-conjugated polymer compound. In addition, a low molecular material other than the high molecular material can be used as long as it can be dissolved or dispersed in the solvent.
また、上記第1〜第6および第8実施形態では、奇数列と偶数列とで対称となるように画素構造を構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、奇数列と偶数列とで同一構造となるように画素構造を構成してもよい。 In the first to sixth and eighth embodiments, the example in which the pixel structure is configured to be symmetric with respect to the odd-numbered columns and the even-numbered columns has been shown. You may comprise a pixel structure so that it may become the same structure with a column.
なお、上記第1〜第6および第8実施形態において、分光感度の異なる光電変換膜を備えることによって、カラー画像が得られるように構成することもできる。 In addition, in the said 1st-6th and 8th embodiment, it can also comprise so that a color image may be obtained by providing the photoelectric converting film from which spectral sensitivity differs.
また、上記第1〜第7実施形態では、光電変換デバイスを裏面入射型に構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、光電変換デバイスを上面入射型に構成してもよい。この場合、共通電極層は透明であることが必要となるので、共通電極層をITOやZnOなどの透明電極材料を用いて形成すればよい。また、上面入射型に構成することによって、上記第1〜第7実施形態の構成を有する光電変換デバイスを、第8実施形態による放射線画像検出装置の撮像パネルに用いることができる。 Moreover, in the said 1st-7th embodiment, although the example which comprised the photoelectric conversion device to the back incidence type was shown, this invention is not restricted to this, You may comprise a photoelectric conversion device in a top incidence type. In this case, since the common electrode layer needs to be transparent, the common electrode layer may be formed using a transparent electrode material such as ITO or ZnO. In addition, by configuring the top incidence type, the photoelectric conversion device having the configuration of the first to seventh embodiments can be used for the imaging panel of the radiation image detection apparatus according to the eighth embodiment.
また、上記第1〜第7実施形態において、必要に応じて、上記第8実施形態に示したようなブロック層を形成してもよい。具体的には、たとえば、画素電極層と光電変換膜との間にPEDOT・PSSやポリアニリンなどからなるホールブロック層を設けるとともに、光電変換膜と共通電極層との間にBCP、Alq3、BAlq、C60、LiF、TiOxなどからなる電子ブロック層を設けてもよい。また、光電変換膜と各電極(画素電極層、共通電極層)との間に、ブロック層以外の機能層を付加してもよい。 Moreover, in the said 1st-7th embodiment, you may form a block layer as shown in the said 8th Embodiment as needed. Specifically, for example, a hole block layer made of PEDOT / PSS or polyaniline is provided between the pixel electrode layer and the photoelectric conversion film, and BCP, Alq 3 , BAlq are provided between the photoelectric conversion film and the common electrode layer. An electron blocking layer made of C60, LiF, TiOx, or the like may be provided. Moreover, you may add functional layers other than a block layer between a photoelectric converting film and each electrode (a pixel electrode layer, a common electrode layer).
また、上記第2〜第8実施形態では、開口部の断面形状が傾斜形状を有するシャドーマスクを用いてスパッタリングなどで画素電極層を形成することにより、画素電極層の周端部を傾斜形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記以外の方法を用いることによって、画素電極層の周端部を傾斜形状に形成してもよい。上記以外の方法としては、たとえば、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジストを所望のパターンに形成した後、このフォトレジストをマスクとして、中性ラジカルを用いたμ波ダウンフローエッチング加工を行う方法が考えられる。この場合、酸素ラジカルによってフォトレジストを後退させながら画素電極層のエッチングを行うことができるので、周端部が傾斜形状を有する画素電極層を形成することができる。 In the second to eighth embodiments, the pixel electrode layer is formed by sputtering or the like using a shadow mask whose opening has an inclined shape, so that the peripheral edge of the pixel electrode layer has an inclined shape. Although the formed example is shown, the present invention is not limited to this, and the peripheral end portion of the pixel electrode layer may be formed in an inclined shape by using a method other than the above. As a method other than the above, for example, a method of forming a photoresist in a desired pattern by using a photolithography technique and performing a μ-wave downflow etching process using a neutral radical by using the photoresist as a mask is considered. It is done. In this case, the pixel electrode layer can be etched while receding the photoresist with oxygen radicals, so that a pixel electrode layer having a peripheral shape with an inclined shape can be formed.
なお、上記した画素電極層の周端部をR形状に形成してもよい。このようなR形状は、たとえば、インクジェット法を用いて画素電極層を形成する際に、乾燥条件などを調整することによって形成することが可能である。 Note that the peripheral end portion of the pixel electrode layer may be formed in an R shape. Such an R shape can be formed, for example, by adjusting the drying conditions and the like when the pixel electrode layer is formed using an inkjet method.
また、上記第3〜第8実施形態では、第2実施形態と同様、画素電極層の周端部を傾斜形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、画素電極層の周端部を傾斜形状に形成しない構成にしてもよい。 In the third to eighth embodiments, as in the second embodiment, the peripheral end of the pixel electrode layer is formed in an inclined shape. However, the present invention is not limited to this, and the pixel electrode layer You may make it the structure which does not form a surrounding edge part in an inclined shape.
また、上記第1、第2および第8実施形態では、JSR株式会社製の感光性有機高分子材料(PC403)を用いてバンクを形成した例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、東レ株式会社製のポリイミド系樹脂(DL−1000)や日本ゼオン株式会社製のノボラッグ系樹脂(WIX−2)などの感光性有機材料を用いてバンクを形成してもよい。また、上記以外の絶縁材料を用いてバンクを形成してもよい。 Moreover, in the said 1st, 2nd and 8th embodiment, although the example which formed the bank using the photosensitive organic polymer material (PC403) by JSR Corporation was shown, this invention is not restricted to this, For example, the bank may be formed using a photosensitive organic material such as polyimide resin (DL-1000) manufactured by Toray Industries, Inc. or Novolag resin (WIX-2) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. Further, the bank may be formed using an insulating material other than the above.
また、上記第1、第2、第3および第8実施形態では、有機半導体材料が溶解された液滴を塗布する方法として、インクジェット法を用いたが、本発明はこれに限らず、インクジェット法以外の方法を用いて、有機半導体材料が溶解(または分散)された液滴を塗布してもよい。たとえば、ディスペンサーで有機半導体材料が溶解(または分散)された液滴を塗布してもよい。 In the first, second, third, and eighth embodiments, the ink jet method is used as a method of applying the droplets in which the organic semiconductor material is dissolved. However, the present invention is not limited to this, and the ink jet method is used. Other methods may be used to apply the droplets in which the organic semiconductor material is dissolved (or dispersed). For example, a droplet in which the organic semiconductor material is dissolved (or dispersed) may be applied with a dispenser.
また、上記第1実施形態では、バンクの表面に撥液処理を施した例を示したが、上記処理に加えて、バンクの開口部の内側の領域(光電変換膜形成領域)に親液処理を施してもよい。 In the first embodiment, the example in which the liquid repellent process is performed on the surface of the bank is shown. In addition to the above process, a lyophilic process is performed on the area inside the opening of the bank (photoelectric conversion film forming area). May be applied.
また、上記第6実施形態では、共蒸着の蒸着源に、CuPcとC60とを用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、バルクへテロ接合膜を形成可能であれば、上記した材料以外の有機材料を蒸着源として用いることもできる。 Moreover, in the said 6th Embodiment, although the example which used CuPc and C60 was shown for the vapor deposition source of co-evaporation, this invention is not restricted to this, If a bulk heterojunction film | membrane can be formed, the above-mentioned Organic materials other than the above materials can also be used as a deposition source.
また、上記第7実施形態では、光電変換膜を、赤色光に分光感度を有する第1光電変換膜、緑色光に分光感度を有する第2光電変換膜および青色光に分光感度を有する第3光電変換膜を含むように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、他の分光感度を有する光電変換膜をさらに含むように構成してもよい。また、上記した組み合わせ以外の組み合わせとなるように、光電変換膜を構成してもよい。すなわち、RGB以外の構成にしてもよい。さらに、上記第1〜第6実施形態と同様の有機材料から光電変換膜を構成してもよい。この場合、上記第1〜第6実施形態と同様の方法を用いて光電変換膜を形成することができる。 In the seventh embodiment, the photoelectric conversion film includes a first photoelectric conversion film having spectral sensitivity for red light, a second photoelectric conversion film having spectral sensitivity for green light, and a third photoelectric film having spectral sensitivity for blue light. Although an example in which the conversion film is included is shown, the present invention is not limited to this, and may be configured to further include a photoelectric conversion film having other spectral sensitivity. Moreover, you may comprise a photoelectric converting film so that it may become a combination other than an above-described combination. That is, a configuration other than RGB may be used. Furthermore, you may comprise a photoelectric converting film from the organic material similar to the said 1st-6th embodiment. In this case, the photoelectric conversion film can be formed using the same method as in the first to sixth embodiments.
また、上記第7実施形態では、画素構造を、奇数行と偶数行とで同一構造となるように構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、図54に示すように、奇数行と偶数行とで対称となるように画素構造を構成してもよい。この場合、2行単位で光電変換膜811を構成するとともに、その光電変換膜811上に、光電変換膜811と同一方向(X方向)に延びる共通電極層813を形成するのが好ましい。
Further, in the seventh embodiment, the example in which the pixel structure is configured so that the odd-numbered rows and the even-numbered rows have the same structure is shown. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. You may comprise a pixel structure so that it may become symmetrical with a row and an even-numbered row. In this case, it is preferable that the
また、上記第8実施形態では、本発明の光電変換デバイスを放射線画像検出装置に用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、上記放射線画像検出装置以外のたとえば密着型画像読取装置(スキャナー)などにも本発明の光電変換デバイスを用いることができる。 In the eighth embodiment, an example in which the photoelectric conversion device of the present invention is used in a radiological image detection apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, a contact image reading apparatus other than the radiographic image detection apparatus. The photoelectric conversion device of the present invention can also be used for (scanner) and the like.
また、上記第8実施形態では、画素電極層と光電変換膜との間に、ホールブロック層を設けるとともに、光電変換膜と共通電極層との間に、電子ブロック層を設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、ホールブロック層および電子ブロック層を設けない構成にしてもよい。 Moreover, in the said 8th Embodiment, while providing the hole block layer between the pixel electrode layer and the photoelectric converting film, the example which provided the electronic block layer between the photoelectric converting film and the common electrode layer was shown. However, the present invention is not limited to this, and the hole block layer and the electron block layer may be omitted.
また、上記第8実施形態では、撮像パネル(光電変換デバイス)の光電変換部の下層側に、電気エネルギを蓄積するためのコンデンサを設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、上記コンデンサを設けない構成にすることもできる。 Moreover, in the said 8th Embodiment, although the example which provided the capacitor | condenser for accumulating electrical energy in the lower layer side of the photoelectric conversion part of the imaging panel (photoelectric conversion device) was shown, this invention is not limited to this, A configuration in which the capacitor is not provided may be employed.
なお、上記第8実施形態では、シンチレータ層をセシウムアイオダイドやガドリニウムオキシサルファイドなどから構成した例を示したが、本発明はこれに限らず、上記以外の蛍光体を主たる成分として構成することができる。セシウムアイオダイドやガドリニウムオキシサルファイド以外の蛍光体としては、CaWO4、CaWO4:Pb、MgWOなどのタングステン酸塩系蛍光体、Y2O2S:Tb、Gd2O2S:Tb、La2O2S:Tb、(Y,Gd)2O2S:Tb、(Y,Gd)2O2S:Tb,Tmなどのテルビウム賦活希土類酸硫化物系蛍光体、YPO4:Tb、GdPO4:Tb、LaPO4:Tbなどのテルビウム賦活希土類燐酸塩系蛍光体、LaOBr:Tb、LaOBr:Tb,Tm、LaOCl:Tb、LaOCl:Tb,Tm、GdOBr:Tb、GdOBr:Tb,Tm、GdOCl:Tb、GdOCl:Tb,Tmなどのテルビウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、LaOBr:Tm、LaOCl:Tmなどのツリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、LaOBr:Gd、LuOCl:Gdなどのガドリニウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、GdOBr:Ce、GdOCl:Ce、(Gd,Y)OBr:Ce、(Gd,Y)OCl:Ceなどのセリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、BaSO4:Pb、BaSO4:Eu2+、(Ba,Sr)SO4:Eu2+などの硫酸バリウム系蛍光体、Ba3(PO4)2:Eu2+、(Ba2PO4)2:Eu2+、Sr3(PO4)2:Eu2+、(Sr2PO4)2:Eu2+などの2価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属燐酸塩系蛍光体、BaFCl:Eu2+、BaFBr:Eu2+、BaFCl:Eu2+,Tb、BaFCl:Eu2+,Tb、BaF2・BaCl2・KCl:Eu2+、(Ba,Mg)F2・BaCl2・KCl:Eu2+などの2価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体、CsI:Na、CsI:Tl、NaI、KI:Tlなどの沃化物系蛍光体、ZnS:Ag、(Zn,Cd)S:Ag、(Zn,Cd)S:Cu、(Zn,Cd)S:Cu,Agなどの硫化物系蛍光体、HfP2O7、HfP2O7:Cu、Hf3(PO4)4などの燐酸ハフニウム系蛍光体、YTaO4、YTaO4:Tm、YTaO4:Nb、(Y,Sr)TaO4:Nb、LuTaO4、LuTaO4:Tm、LuTaO4:Nb、(Lu,Sr)TaO4:Nb、GdTaO4:Tm、Mg4Ta2O9:Nb、Gd2O3・Ta2O5・B2O3:Tbなどのタンタル酸塩系蛍光体、および、Gd2O2S:Eu3+、(La,Gd,Lu)2Si2O7:Eu、ZnSiO4:Mn、Sr2P2O7:Eu、などが挙げられる。なお、シンチレータ層を構成する蛍光体は、放射線の照射によって可視、紫外または赤外領域などの受光素子が感度を持つ領域の電磁波を出力する蛍光体であれば、上記以外の蛍光体であってもよい。また、蛍光体粒子の直径は、7μm以下、好ましくは、4μm以下である。蛍光体粒子の直径が小さいほど、シンチレータ層内での光の散乱を防ぐことが可能となるので、高い鮮鋭度を得ることができる。
In the eighth embodiment, the example in which the scintillator layer is composed of cesium iodide, gadolinium oxysulfide, or the like has been shown. However, the present invention is not limited to this, and phosphors other than the above may be configured as the main component. it can. Phosphors other than cesium iodide and gadolinium oxysulfide include tungstate phosphors such as CaWO 4 , CaWO 4 : Pb, MgWO, Y 2 O 2 S: Tb, Gd 2 O 2 S: Tb, La 2 Terbium-activated rare earth oxysulfide phosphors such as O 2 S: Tb, (Y, Gd) 2 O 2 S: Tb, (Y, Gd) 2 O 2 S: Tb, Tm, YPO 4 : Tb, GdPO 4 : Tb, LaPO 4 : Terbium activated rare earth phosphate phosphor such as Tb, LaOBr: Tb, LaOBr: Tb, Tm, LaOCl: Tb, LaOCl: Tb, Tm, GdOBr: Tb, GdOBr: Tb, Tm, GdOCl: Terbium-activated rare earth oxyhalide phosphors such as Tb and GdOCl: Tb and Tm, and thulium such as LaOBr: Tm and LaOCl: Tm Active rare earth oxyhalide-based phosphors, gadolinium-activated rare earth oxyhalide-based phosphors such as LaOBr: Gd and LuOCl: Gd, GdOBr: Ce, GdOCl: Ce, (Gd, Y) OBr: Ce, (Gd, Y) Cerium-activated rare earth oxyhalide phosphors such as OCl: Ce, barium sulfate phosphors such as BaSO 4 : Pb, BaSO 4 : Eu 2+ , (Ba, Sr) SO 4 : Eu 2+ , Ba 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , (Ba 2 PO 4 ) 2 : Eu 2+ , Sr 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , (Sr 2 PO 4 ) 2 : Eu 2+ activation such as Eu 2+ Alkaline earth metal phosphors, BaFCl: Eu 2+ , BaFBr: Eu 2+ , BaFCl: Eu 2+ , Tb, BaFCl: Eu 2+ , Tb, BaF 2 .BaCl 2 .KCl: Eu 2+ , ( a, Mg) F 2 · BaCl 2 · KCl:
また、上記した蛍光体粒子は、たとえば、ポリウレタン、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、各種合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂などのバインダーに分散される。蛍光体粒子が分散されるバインダーとしては、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロースが好ましい。このような好ましいバインダーを用いることで、蛍光体の分散性を高め、蛍光体の充填率を高くすることが可能となり、粒状性の向上に寄与する。 The phosphor particles described above are, for example, polyurethane, vinyl chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, polyamide resin, polyvinyl butyral, cellulose derivative, styrene-butadiene copolymer, It is dispersed in binders such as various synthetic rubber resins, phenol resins, epoxy resins, urea resins, melanin resins, phenoxy resins, silicon resins, acrylic resins, and urea formamide resins. As the binder in which the phosphor particles are dispersed, polyurethane, polyester, vinyl chloride copolymer, polyvinyl butyral, and nitrocellulose are preferable. By using such a preferable binder, it becomes possible to increase the dispersibility of the phosphor and increase the filling rate of the phosphor, which contributes to the improvement of the graininess.
1 ガラス基板(基板)
10、710 光電変換部
11、151、311、411、511、
611、711 光電変換膜
151a 幅広部
151b 連結部
11a、311a 液滴
11b 段差部
12、712 画素電極層(画素電極)
13、113、313、413、513、
613、713 共通電極層(共通電極)
113b、313b 配線部
113a、313a 電極部
20、720 トランジスタ部、有機TFT
21、721 ゲート電極層
22、722 ソース電極層
23、723 ドレイン電極層
24、724 絶縁層
25、725 有機半導体層
30、152 光電変換膜形成領域
35 バンク
36、1217 保護膜、隔膜
100、150、200、300、400、
500、600、700、1200 光電変換デバイス
711R 第1光電変換膜
711G 第2光電変換膜
711B 第3光電変換膜
1000 放射線画像検出装置
1100 撮像パネル
1110 シンチレータ層
1120 走査駆動回路
1130 信号選択回路
1131 信号変換器
1214 ホールブロック層
1215 電子ブロック層
1216 コンデンサ
1216a 収集電極層
1220 走査線(ゲート線)
1230 信号線
1 Glass substrate (substrate)
10, 710
611, 711
13, 113, 313, 413, 513,
613, 713 Common electrode layer (common electrode)
113b,
21, 721
500, 600, 700, 1200
1230 Signal line
Claims (13)
前記光電変換部と前記トランジスタ部とは、前記基板上に並置されており、
前記光電変換部は、画素電極と、前記画素電極と対向する共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に挟持された光電変換膜とを含み、
前記光電変換膜は、バルクへテロ接合膜から構成されているとともに、隣り合う画素の前記画素電極に渡って連続的に形成されていることを特徴とする、光電変換デバイス。 In a pixel array in which pixels including a photoelectric conversion unit and a transistor unit are arranged in a matrix on a substrate,
The photoelectric conversion unit and the transistor unit are juxtaposed on the substrate,
The photoelectric conversion unit includes a pixel electrode, a common electrode facing the pixel electrode, and a photoelectric conversion film sandwiched between the pixel electrode and the common electrode,
The photoelectric conversion device is composed of a bulk heterojunction film and is continuously formed across the pixel electrodes of adjacent pixels.
前記光電変換膜は、前記共通電極と同一方向に延びるように連続的に形成されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換デバイス。 The common electrode is continuously formed over a plurality of pixels so as to extend in a row direction or a column direction,
The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion film is continuously formed so as to extend in the same direction as the common electrode.
前記トランジスタ部は、ボトムゲート型の薄膜トランジスタから構成されているとともに、前記光電変換膜は、前記信号線と所定の距離を隔てた領域に、前記信号線と平行に延びるように連続的に形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換デバイス。 A signal line formed on the substrate and extending in a column direction;
The transistor portion is composed of a bottom-gate thin film transistor, and the photoelectric conversion film is continuously formed in a region spaced a predetermined distance from the signal line so as to extend in parallel with the signal line. The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the photoelectric conversion device is provided.
前記光電変換膜が2列単位で連続的に形成されていることを特徴とする、請求項5に記載の光電変換デバイス。 The pixel structure is configured to be symmetric between odd and even columns,
The photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the photoelectric conversion film is continuously formed in units of two rows.
前記トランジスタ部は、トップゲート型の薄膜トランジスタから構成されているとともに、前記光電変換膜は、前記ゲート線と所定の距離を隔てた領域に、前記ゲート線と平行に延びるように連続的に形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換デバイス。 A gate line formed on the substrate and extending in a row direction;
The transistor portion is composed of a top gate type thin film transistor, and the photoelectric conversion film is continuously formed in a region separated from the gate line by a predetermined distance so as to extend in parallel with the gate line. The photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 4, wherein the photoelectric conversion device is provided.
前記光電変換膜が2行単位で連続的に形成されていることを特徴とする、請求項7に記載の光電変換デバイス。 The pixel structure is configured to be symmetrical between odd and even rows,
The photoelectric conversion device according to claim 7, wherein the photoelectric conversion film is continuously formed in units of two rows.
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