JP4846562B2

JP4846562B2 - 二次元画像検出器

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Publication number: JP4846562B2
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Inventors: 修寺沼; 良弘和泉
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Description

本発明は、Ｘ線等の放射線、あるいは可視光、赤外線等の光線の画像を検出することができる二次元画像検出器に関する。

従来、Ｘ線等の放射線、あるいは可視光、赤外線等の光線の画像を検出することができる二次元画像検出器として、光感知半導体層にて発生した電荷を、従来の液晶表示装置に使用されているアクティブマトリクス基板上の各画素毎に収集して読み出して、画像化するものが知られている。その中で、１画素当たりのフィルファクター（開口率）の増大という効果を得ることを目的に、アクティブマトリクス基板のアドレス線（電極配線）やＴＦＴ素子上に、絶縁層を介して画素電極が重畳した構造（屋根型構造）が採用されている例がある。

例えば文献「W.den Boer,et al., “Similarities between TFT Arrays for D-irect-Conversion X-ray Sensors and High-Aperture AMLCDs",SID 98 DIGEST, PP.371-374, 1998」、「ＵＳＰ５，７８０，８７１」等に具体的な構造が記載されている。

図９は、上記屋根型構造のアクティブマトリクス基板を採用した二次元画像検出器の１画素当たりの構成を概略的に示す断面図である。

同図に示されているように、屋根型構造のアクティブマトリクス基板１０１上に光導電膜１０２が積層され、さらに該光導電膜１０２上に共通電極１０３が積層されることにより、二次元画像検出器の基本構造が形成されている。

上記屋根型構造のアクティブマトリクス基板１０１は、ガラス基板１０４上に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）１０５、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６が形成され、該ＴＦＴ１０５および該電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６の上部を、画素電極１０７が覆うことにより構成されている。

上記ＴＦＴ１０５は、ゲート電極１０８、ゲート絶縁膜１０９、ａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１１０、ａ−Ｓｉ膜（ｎ^＋層）１１１、ソース電極１１２、ドレイン電極１１３により形成されている。また、上記電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６は、蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１１４、ゲート絶縁膜１０９、およびもう一方の蓄積容量電極としての機能も兼ね備えているドレイン電極１１３により形成される。

上記電極配線（ゲート電極１０８およびソース電極１１２）、ＴＦＴ１０５、および電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６と、上記画素電極１０７とは、間に存在する絶縁層１１５により電気的に絶縁されている。また、上記画素電極１０７と上記ドレイン電極１１３とは、上記絶縁層１１５中に設けられたコンタクトホール１１６により導通状態にある。

上記光導電膜１０２には、Ｘ線等の放射線、あるいは可視光等の光線が照射されることにより電荷（電子−正孔）を発生する半導体材料が用いられる。

次に、上記二次元画像検出器の動作原理について説明する。

共通電極１０３と蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１１４との間に電圧を印加した状態で、Ｘ線等の放射線、あるいは可視光等の光線が光導電膜１０２上に照射されると、該光導電膜１０２の内部に電荷（電子−正孔）が発生する。発生した電荷は、印加電圧の方向に応じてそれぞれ正負電極側に移動し、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６に電荷が蓄積される。該電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６に蓄積された電荷は、ゲート電極１０８への入力信号でＴＦＴ１０５をオープン状態にすることによって、ソース電極１１２より外部に取り出すことが可能である。

電極配線（ゲート電極１０８およびソース電極１１２）、ＴＦＴ１０５、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１０６等は、ＸＹマトリクス状に設けられているため、ゲート電極１０８に入力する信号を線順次に走査することにより、二次元的に画像情報を得ることが可能となる。

上述したような屋根型構造のアクティブマトリクス基板を用いた二次元画像検出器においては、画素電極とアドレス線（電極配線）とを絶縁するために、両層の中間に、図９で示した絶縁膜１１５のような絶縁層が設けられている。該絶縁層としての使用が可能である材料としては、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、ポリイミド、アクリル樹脂等があるが、以下の理由により、各々使用材料として優劣が生じる。

まず、樹脂類は、スピン塗布、フィルムラミネート等の手法による膜形成が可能である。一方、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ等はＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）蒸着により成膜するため、樹脂類と比較して製造コストが高い。更に、樹脂類であれば、スピン塗布等の方法により膜表面部を平坦に形成することが可能であるが、ＳｉＯ_ｘ、ＳｉＮ_ｘ等をＣＶＤ蒸着により成膜する場合は、形成膜に下層の凹凸が反映されるため、形成膜表面の平坦性に問題が生じる。二次元画像検出器において、絶縁層表面の凹凸は、アクティブマトリクス基板上部に成膜する光導電層に反映されて、検出性能の低下につながるため好ましくない。従って、絶縁層の表面を平坦に形成するためには、樹脂類を用いることが適当である。

次に、二次元画像検出器において、アドレス線（電極配線）と画素電極とが重畳される部分に発生する寄生容量は、信号ノイズ発生の主要因であるため、該信号ノイズの低減のために寄生容量を低減させる必要がある。従って、上記絶縁層は可能な限り厚膜であることが望ましいが、ＣＶＤ蒸着により成膜される場合、１μｍ以上の厚膜化は困難である。

しかし、樹脂類であれば、スピン塗布を用いることができるので、厚膜化は比較的容易である。さらに、樹脂類には一般的に誘電率の小さいものが各種存在するので、寄生容量を低減させることが可能である。

また、上記絶縁層には、画素電極とドレイン電極とを接続するためのコンタクトホールを形成する必要がある。該コンタクトホールはフォトリソグラフィ技術により形成されるが、アクリル樹脂のように感光性を有する材料の場合は、コンタクトホール形成に際して、レジスト塗布、エッチング等の処理が不要であるので、非感光性材料の場合と比較して工程の短縮に寄与する。

上記した理由により、上記絶縁層に使用する材料としては、低誘電率で感光性を有するアクリル等の樹脂類が好ましく、用いる方法としては、スピン塗布による成膜が好ましい。また、上記絶縁層に使用する材料としては、寄生容量低減のために、低誘電率であることが望ましい。
特開平１１−０６８０７８号公報（平成１１年３月９日公開）特開平１０−２８４７１０号公報（平成１０年１０月２３日公開）特開平０６−０２９４３１号公報（平成６年２月４日公開）特開平０６−０２１４１３号公報（平成６年１月２８日公開）実開昭６３−１５３５５７号公報（昭和６３年１０月７日公開）実開昭６１−０２７３５０号公報（昭和６１年２月１８日公開）特開昭６４−０２１９７５号公報（昭和６４年１月２５日公開）特開平１１−０８７６８３号公報（平成１１年３月３０日公開）

しかしながら、上記従来の二次元画像検出器に対して、上述したようなアクリル等の樹脂を絶縁層に使用した屋根型構造のアクティブマトリクス基板を採用する場合、次のような問題が生じる。

すなわち、上記従来のような屋根型構造のアクティブマトリクス基板の場合、樹脂からなる上記絶縁層が画素領域の周辺部で露出したものを使用していると、該絶縁層の材料劣化が装置としての信頼性に大きな影響を及ぼす虞れがある。具体的に、特に信頼性に影響を及ぼす要因として懸念されるのは、空気中の湿気である。アクリル等の樹脂類は一般に湿気に弱いため、このような樹脂類を用いる場合、空気中の湿気が原因となって、上記絶縁層の露出した部分から該絶縁層が剥れてしまい、変質等の劣化が経時的に進行するという現象は避けられない。また、アクリル等の樹脂類は、Ｘ線等の放射線により重合や分解等の劣化が発生しやすいという問題も有している。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、屋根型構造のアクティブマトリクス基板上に、光導電性を有する半導体層を積層した二次元画像検出器において、画素領域周辺部に露出した絶縁層の腐敗等の劣化により生じる装置性能の劣化を防ぎ、装置として高い信頼性を有する二次元画像検出器を提供することを課題とする。

本発明の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、格子状に配列された電極配線、各格子点毎に設けられたスイッチング素子、および該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される電荷蓄積容量上に、絶縁層を介して画素電極が配置されているアクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に設けられた光導電性を有する半導体層と、上記半導体層上において、上記絶縁層の配置領域内にさらに設けられた電極層とを備えるとともに、上記絶縁層は上記半導体層より広い領域に形成されており、上記電極層の少なくとも端部と上記半導体層の露出面と上記絶縁層の露出部とを覆う、Ｘ線が透過する材料からなる保護膜とを備え、Ｘ線画像を検出することを特徴としている。

また、上記の構成において、上記保護膜は、上記電極層と上記半導体層の露出面と上記絶縁層の露出部との全体を覆うことが望ましい。

また、上記の構成において、上記保護膜は、沿面放電を防止する絶縁膜であることが望ましい。

これにより、画素領域周辺部に露出した絶縁層の腐敗等の劣化により生じる装置性能の劣化を防ぎ、装置として高い信頼性を有する二次元画像検出器を提供することができる。

さらに、本発明の二次元画像検出器は、上述した全ての構成において、上記絶縁層が、樹脂からなる構成であることが望ましい。

上記の構成によれば、絶縁層に対して樹脂を用いることにより、該絶縁層を、例えばスピン塗布やフィルムラミネートにより形成することができる。従って、絶縁層の膜表面を平坦に形成することができ、さらには、絶縁層の厚膜化も容易に実現することができる。また、樹脂類は一般に誘電率の小さいものが各種存在するため、絶縁層を低誘電率で形成することも可能となる。

これにより、検出性能の低下を抑制して、且つ寄生容量を低減させて信号ノイズの発生を抑えた二次元画像検出器を、低コストで実現することができる。

本発明の二次元画像検出器は、以上のように、格子状に配列された電極配線、各格子点毎に設けられたスイッチング素子、および該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される電荷蓄積容量上に、絶縁層を介して画素電極が配置されているアクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に設けられた光導電性を有する半導体層と、上記半導体層上において、上記絶縁層の配置領域内にさらに設けられた電極層とを備えるとともに、上記絶縁層は上記半導体層より広い領域に形成されており、上記電極層の少なくとも端部と上記半導体層の露出面と上記絶縁層の露出部とを覆う、Ｘ線が透過する材料からなる保護膜とを備え、Ｘ線画像を検出するものである。

それゆえ、絶縁層の露出部分が外部雰囲気に曝されることによる材料劣化や、Ｘ線等の放射線を検出する場合の放射線被曝による材料劣化を抑制することが可能となるという効果を奏する。

〔参考形態〕
本発明の参考形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

本参考形態に係る二次元画像検出器は、Ｘ線感知二次元画像検出器である。

図１は、本参考形態における二次元画像検出器の基本構成を示す断面図である。また、図２は、上記二次元画像検出器の一画素あたりの構成を示す断面図である。また、図３は、上記二次元画像検出器において、以下に説明する積層された各膜の位置関係を概略的に示す説明図である。

図１に示すように、本参考形態における二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板１上に光導電膜（半導体層）２および共通電極（電極層）３が形成されることにより、装置としての基本部分が構成されている。該アクティブマトリクス基板１は、後述するゲート電極（電極配線）および蓄積容量電極（Ｃｓ電極）（図示せず）が設けられた支持基板であるガラス基板４上のほぼ全面に形成されたゲート絶縁膜５、該ゲート絶縁膜５上に形成された第１の絶縁保護膜６、該第１の絶縁保護膜６上に形成された第２の絶縁保護膜（絶縁層）７、および該第２の絶縁保護膜７上にマトリクス状に形成された、画素配列層としての複数の画素電極８を備えている。

上記光導電膜２は、上記アクティブマトリクス基板１上のほぼ全面に形成されており、上記第２の絶縁保護膜７の端部、すなわち第２の絶縁保護膜７における画素領域（表示領域）の周辺部分を完全に覆っている。

上記共通電極３は、上記光導電膜２上のほぼ全面に形成され、かつ、上記第２の絶縁保護膜７が形成されている領域よりも狭い領域に形成されている。すなわち、上記共通電極３は、第２の絶縁保護膜７の配置領域内に形成されている。

また、本参考形態に係る二次元画像検出器においては、上記画素電極８は一辺１３０μｍの正方形で、画素ピッチが１５０μｍである。また、画素領域（表示領域）全体は一辺が約４３０ｍｍの正方形である。

以下に、図２に基づいて、本参考形態における二次元画像検出器の構成について、詳細に説明する。

ガラス基板４上にＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート電極９とソース電極１０）、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称する）１１、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１２等が設けられている。

具体的には、上記ガラス基板４としては、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製＃７０５９や＃１７３７）が用いられている。該ガラス基板４上に、Ｔａ（タンタル）、Ａ１（アルミニウム）等の金属膜からなるゲート電極９および蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１３が配置されている。

上記ゲート電極９および蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１３上を覆うように、上記ガラス基板４のほぼ全面に、ＳｉＮ_ｘやＳｉＯ_ｘからなるゲート絶縁膜５が設けられている。該ゲート絶縁膜５は、電荷蓄積容量（Ｃｓ）１２の構成要素としての機能も兼ねている。尚、該ゲート絶縁膜５としては、ＳｉＮ_ｘやＳｉＯ_ｘだけでなく、ゲート電極９と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１３とを陽極酸化した陽極酸化膜を併用する場合もある。

上記ゲート電極９の上部に、上記ゲート絶縁膜５を介して、ＴＦＴ１１のチャネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１４と、ソース電極１０・ドレイン電極１６とのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ^＋層）１５とが設けられている。

上記ａ−Ｓｉ膜（ｎ^＋層）１５上に、ＴａやＡｌ等の金属膜からなるソース電極１０とドレイン電極１６（Ｃｓ電極を兼ねる）とが設けられている。

以上のように、上記ＴＦＴ１１および電荷蓄積容量１２等が形成されたガラス基板４のほぼ全面を覆う形で、ＳｉＮ_ｘからなる第１の絶縁保護膜６が設けられている。更に、上記第１の絶縁保護膜６上のほぼ全面を覆うように、厚さ約３μｍの第２の絶縁保護膜７が設けられている。該第２の絶縁保護膜７には、感光性を有する有機絶縁膜、例えばアクリル樹脂が用いられている。

上記第２の絶縁保護膜７上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる画素電極８が設けられている。第２の絶縁保護膜７にはコンタクトホール１７が設けられており、該コンタクトホール１７を介して画素電極８とドレイン電極１６とが短絡している。

尚、ここでは、ＴＦＴ素子として、ａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造のＴＦＴを用いたが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いてもよいし、スタガ構造にしてもよい。

次に、上述したように作製したアクティブマトリクス基板１の画素領域上に、ａ−Ｓｅからなる膜厚約０．５〜１ｍｍの光導電膜２が設けられている。ａ−Ｓｅにより形成される上記光導電膜２は、画素領域全体に加えて、画素領域の端部に露出した第２の絶縁保護膜７も覆うように形成される。

さらに、上記光導電膜２上に、画素領域１８（図３参照）を覆う形でＡｕ（金）からなる共通電極３が配置される。該共通電極３は、画素領域１８よりも大きく、第２の絶縁保護膜７の形成領域よりも小さい領域に形成されている。

以上のような構成からなる本参考形態に係る二次元画像検出器は、図３に示すように、上記第２の絶縁保護膜７が画素領域１８より外側の領域まで設けられている。本参考形態においては、上記第２の絶縁保護膜７は画素領域１８より約５ｍｍ外側の領域まで設けられている。また、上記光導電膜２は、上記第２の絶縁保護膜７の端部より更に１〜１０ｍｍ外側の領域まで成膜されているので、上記第２の絶縁保護膜７の露出部分は上記光導電膜２にて完全に覆われることになる。

次に、上記二次元画像検出器の製造方法について詳細に説明する。

本参考形態に係る二次元画像検出器を構成しているアクティブマトリクス基板１は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板と同じプロセスで形成することが可能である。

第１の工程では、無アルカリガラス基板であるガラス基板４上に、Ｔａ、Ａｌ等の金属膜を、スパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして、ゲート電極９を形成する。この時、同時に蓄積容量電極（Ｃｓ電極）１３も形成する。

第２の工程では、ＳｉＮ_ｘやＳｉＯ_ｘをＣＶＤ法により厚さ約３５００Åに成膜して、ゲート絶縁膜５を形成する。

第３の工程では、ａ−Ｓｉ膜（ｉ層）、ａ−Ｓｉ膜（ｎ^＋層）を、厚さが各々約１０００Å、約４００ÅになるようにＣＶＤ法にて成膜し、所望の形状にパターニングして、ゲート電極９の上部にａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１４およびａ−Ｓｉ膜（ｎ^＋層）１５を形成する。

第４の工程では、ＴａやＡｌ等の金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして、ソース電極１０とドレイン電極１６とを形成する。

第５の工程では、ＳｉＮ_ｘをＣＶＤ法で厚さ約３０００Åに成膜し、後の工程でコンタクトホール１７が形成されるドレイン電極１６上部の所定の部分のみ上記ＳｉＮ_ｘ膜を除去して、第１の絶縁保護膜６を形成する。

第６の工程では、例えば感光性を有するアクリル樹脂等の有機絶縁膜を成膜して第２の絶縁保護膜７を形成し、フォトリソグラフィ技術によるパターニングにて、該第２の絶縁保護膜７の所定の場所にコンタクトホール１７を形成する。

第７の工程では、ＩＴＯをスパッタ蒸着法で厚さ約２０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして画素電極８を形成する。この時、第２の絶縁保護膜７に設けたコンタクトホール１７を介して、画素電極８とドレイン電極１６とが短絡するようにしておく。

以上のような工程により完成したアクティブマトリクス基板１上に、真空蒸着法を用いてａ−Ｓｅ膜を厚さ約０．５〜１ｍｍになるように成膜し、光導電膜２を形成する。この際、該光導電膜２は、上記第２の絶縁保護膜７の形成領域よりも広い領域に、該第２の絶縁保護膜７の端部を完全に覆うように形成される。尚、この時の温度は常温である。

さらに、上記光導電膜２上で、且つ上記第２の絶縁保護膜７の形成領域よりも狭い領域に、真空蒸着法を用いてＡｕを膜厚約２０００Åに成膜して、共通電極３を形成する。

以上のような工程により、二次元画像検出器の基本構成部が形成される。

本参考形態に係る二次元画像検出器は、上述したように、アクリル樹脂からなる第２の絶縁保護膜７において、画素領域１８の周辺部に露出した部分を、ａ−Ｓｅからなる光導電膜２で完全に覆う構造となっている。従って、上記のように画素領域１８の周辺部に露出した第２の絶縁保護膜７は、外部雰囲気と構造的に接触することがないので、外部雰囲気中に含まれる湿気等の影響によるアクリル樹脂の膜剥れや材料劣化が発生しない。また、上記のように画素領域１８の周辺部に露出した第２の絶縁保護膜７は、Ｘ線に直接曝されることがないため、被曝による樹脂の材料劣化が抑制される。

また、本参考形態に係る二次元画像検出器においては、光導電膜２としてａ−Ｓｅからなる膜が０．５〜１．０ｍｍ程度の膜厚で形成されており、この際の共通電極３への印加電圧は数ｋＶ〜数十ｋＶの高電圧である。ここで、該共通電極３の形成領域を第２の絶縁保護膜７の形成領域よりも小さくすることにより、共通電極３が第２の絶縁保護膜７の不在領域に存在しなくなる。それゆえ、第２の絶縁保護膜７の不在領域の光導電膜２に高電圧が印加されることがない。

従って、ゲート電極９、ソース電極１０、および電荷蓄積容量（Ｃｓ）１２等の上に設けられている第１の絶縁保護膜６に高電圧が直接印加されることがないので、電極配線上の絶縁破壊、すなわち第１の絶縁保護膜６の破壊を防止することができる。また、第１の絶縁保護膜６の寄生容量の発生も抑制することが可能であり、信号ノイズの発生を抑制して、装置の信頼性を向上させる効果も得ることができる。

図４に比較例として、第２の絶縁保護膜７であるアクリル樹脂の端部が露出している構成の二次元画像検出器を示す。この場合、アクリル樹脂からなる第２の絶縁保護膜７の露出部１９が、外気に触れて劣化しやすいといった問題が発生する。

なお、本参考形態では、第２の絶縁保護膜７に感光性を有するアクリル樹脂を用いたが、感光性の有無に関わらず他の樹脂を用いても構わない。また、樹脂以外の絶縁材料を用いても構わない。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、説明の便宜上、前記した参考形態で説明した構成と同一の構成については同じ参照番号を付記し、その説明を省略する。

本実施の形態に係る二次元画像検出器の基本部分の構成、および製造方法は、前記した参考形態および実施の形態１に係る二次元画像検出器とほぼ同様である。ただし、本実施の形態に係る二次元画像検出器には、光導電膜にて第２の絶縁保護膜の露出部を覆う構造は採用されていない。

図５は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の基本構成を概略的に示す断面図である。同図に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板１上に光導電膜２および共通電極３が形成されることにより、装置としての基本部分が構成されている。

第２の絶縁保護膜７は光導電膜２より広い領域に形成されており、その端部は光導電膜２にて覆われない露出部３１となっている。該露出部３１を覆うように、エポキシ樹脂からなる第３の絶縁保護膜３２が設けられている。該第３の絶縁保護膜３２は、それ自体の材料劣化を考慮して、上記第２の絶縁保護膜７の露出部３１の端部よりも外側へ、余裕を持たせて形成されることが好ましい。そこで、本実施の形態では、上記第３の絶縁保護膜３２が、第２の絶縁保護膜７の露出部３１の端部より約１ｃｍ程度外側まで覆うように配置されている。

以上のように、本実施の形態に係る二次元画像検出器においては、アクリル樹脂からなる第２の絶縁保護膜７の露出部３１が、エポキシ樹脂からなる第３の絶縁保護膜３２により完全に覆われている。従って、構造的に第２の絶縁保護膜７の露出部３１が外部雰囲気と接触することがないので、外部雰囲気中に含まれる湿気等の影響による、第２の絶縁保護膜７の膜剥がれや材料劣化の発生を抑制することができる。また、同様の理由から、アクリル樹脂からなる第２の絶縁保護膜７がＸ線に直接曝されることがないので、被曝による樹脂の材料劣化も抑制することができる。

尚、本実施の形態においては、第３の絶縁保護膜３２としてエポキシ樹脂を使用したが、エポキシ樹脂と同等の絶縁性を有する他の材料、例えばポリイミドを用いても構わない。

また、上記第３の絶縁保護膜３２は、第２の絶縁保護膜７の露出部３１を完全に覆いさえしていればよく、その形状および形成領域に関して特に制約されるものではない。例えば、図６に示すように、第３の絶縁保護膜３２を、共通電極３、光導電膜２、および第２の絶縁体膜７の露出部３１の全体を覆うように、装置表面に配置することも可能である。このように、装置表面を第３の絶縁保護膜３２で覆うことにより、第２の絶縁保護膜７の露出部３１の保護に加え、装置表面の結露を防止することも可能となる。

また、装置動作時、共通電極３には数ｋＶ〜数十ｋＶの高電圧が印加されているが、装置表面を第３の絶縁保護膜３２で覆うことにより、沿面放電を防止することができるという効果も得られる。

このような構成の場合、第３の絶縁保護膜３２は、画像検出領域すなわち共通電極３の形成領域を被覆しているので、該第３の絶縁保護膜３２を、Ｘ線を遮蔽する性質を有する材料を用いて形成することはできない。但し、本実施の形態における第３の絶縁保護膜３２の材料として上記した、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド等の樹脂はＸ線を十分に透過するので、使用可能である。

〔他の参考形態〕
本発明の他の参考形態について図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、説明の便宜上、前記した実施の形態１で説明した構成と同一の構成については同じ参照番号を付記し、その説明を省略する。

本参考形態に係る二次元画像検出器の基本部分の構成、および製造方法は、前記した参考形態および実施の形態１に係る二次元画像検出器とほぼ同様である。ただし、本参考形態に係る二次元画像検出器には、光導電膜にて第２の絶縁保護膜の露出部を覆う構造は採用されていない。

図７は、本参考形態に係る二次元画像検出器の基本構成を概略的に示す断面図である。同図に示すように、アクティブマトリクス基板１上にａ−Ｓｅからなる光導電膜２、およびＡｕからなる共通電極３を形成して構成される二次元画像検出器の基本構成部が、容器（遮蔽部材）２０中に挿入されており、該容器２０の内部雰囲気はＮ_２（窒素）ガスで置換されている。該容器２０には、Ｘ線に対して透過性の優れた材料、例えばカーボン等が用いられている。二次元画像検出器の基本構成部を容器２０に挿入した後、該容器２０の内部雰囲気を、一定量のＮ_２ガスで継続して置換することにより、本参考形態に係る二次元画像検出器が形成される。

以上のような構成により、アクリル樹脂で形成された第２の絶縁保護膜７の露出部２１は、上記容器２０にて外部雰囲気より遮蔽されているので、湿気を含んだ外部雰囲気と接触することがない。従って、湿気によるアクリル樹脂の膜剥れや材料劣化の発生を防ぐことができる。

なお、本参考形態では、光導電膜２で第２の絶縁保護膜７の露出部２１を覆っていないが、前記参考形態および実施の形態１と同様に、第２の絶縁保護膜の露出部２１を覆う構成としても構わない。また、置換ガスとしては、Ｎ_２の他にもＡｒ（アルゴン）等の不活性ガスやドライガスを使用することも可能である。

また、容器２０の内部雰囲気を減圧することによっても、第２の絶縁保護膜７を外部雰囲気より遮蔽することができる。また、減圧度に関しては一律ではなく、装置への負荷等を考慮して適宜設定すればよい。

また、容器２０がＸ線に対して透過性の優れた材料からなることを考慮して、図８に示すように、画像検出領域外すなわち共通電極３の存在しない領域の上部であって、且つ容器２０の外側表面上に、Ｘ線遮蔽部材２２を設けることも可能である。このような構成により、第２の絶縁保護膜７の露出部２１がＸ線に直接曝されることがなくなるので、該露出部２１部分の有機絶縁膜の重合や分解等の材料劣化を、さらに抑制することが可能となる。

尚、Ｘ線遮蔽部材２２には、Ｔａ、Ｐｂ（鉛）、Ｗ（タングステン）、Ｂａ（バリウム）等の、高い放射線遮蔽効果を有する材料を適宜使用する。

ここで、本発明に係る二次元画像検出器の特徴部分をまとめると、以下のようになる。

本発明に係る二次元画像検出器は、支持基板上に格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される電荷蓄積容量と、該電極配線、スイッチング素子および電荷蓄積容量上に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に、各格子毎に設けられた画素電極とからなる画素配列層を有するアクティブマトリクス基板と、上記画素配列層上のほぼ全面に形成された光導電性を有する半導体層と、上記半導体層上のほぼ全面に形成される電極層とを有する二次元画像検出器において、上記半導体層は、上記絶縁層より広い領域に形成されており、上記絶縁層の端部が上記半導体層に覆われていることを特徴としている。

さらに、上記の構成において、本発明に係る二次元画像検出器は、前記電極層が、前記絶縁層と同等、あるいはそれより狭い領域に形成されている構成とすることもできる。

また、本発明に係る二次元画像検出器は、上記絶縁層の端部が上記光導電層にて覆われる構成の代わりに、上記絶縁層の端部を樹脂等の保護膜にて覆う構成としてもよい。

また、本発明に係る二次元画像検出器は、支持基板上に格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される電荷蓄積容量と、該電極配線、スイッチング素子及び電荷蓄積容量上に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に、各格子毎に設けられた画素電極とからなる画素配列層を有するアクティブマトリクス基板と、上記画素配列層上のほぼ全面に形成された光導電性を有する半導体層と、上記半導体層上のほぼ全面に形成される電極層を有する二次元画像検出器において、上記アクティブマトリクス基板、半導体層、および電極層からなる二次元画像検出器の構成部が、外部雰囲気より遮蔽されている構成としてもよい。

さらに、上記の構成において、本発明に係る二次元画像検出器は、前記アクティブマトリクス基板、半導体層、および電極層からなる二次元画像検出器の構成部は、不活性ガス雰囲気下、ドライガス雰囲気下、あるいは減圧雰囲気下の何れかに維持されることによって、外部雰囲気より遮蔽されている構成とすることもできる。

本発明の参考形態に係る二次元画像検出器の構成を概略的に示す、該二次元画像検出器の端部周辺の断面図である。上記二次元画像検出器における一画素あたりの構成を示す断面図である。上記二次元画像検出器において、積層された各膜の位置関係を概略的に示す説明図である。上記二次元画像検出器に対する比較例として用いられる二次元画像検出器の構成を概略的に示す断面図である。本発明の一実施の形態に係る二次元画像検出器の構成を概略的に示す、該二次元画像検出器の端部周辺の断面図である。上記二次元画像検出器の参考例である二次元画像検出器の構成を概略的に示す、該二次元画像検出器の端部周辺の断面図である。本発明の他の参考形態に係る二次元画像検出器の構成を概略的に示す、該二次元画像検出器の端部周辺の断面図である。上記二次元画像検出器の改良例である二次元画像検出器の構成を概略的に示す、該二次元画像検出器の端部周辺の断面図である。従来の、屋根型構造が採用されている二次元画像検出器の構成を概略的に示す断面図である。

符号の説明

１アクティブマトリクス基板
２光導電膜（半導体層）
３共通電極（電極層）
７第２の絶縁保護膜（絶縁層）
８画素電極
９ゲート電極（電極配線）
１０ソース電極（電極配線）
１１薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（スイッチング素子）
１２電荷蓄積容量
２０容器（遮蔽部材）
２１露出部（端部）
２２Ｘ線遮蔽部材
３１露出部（端部）
３２第３の絶縁保護膜（保護膜）

Claims

格子状に配列された電極配線、各格子点に設けられたスイッチング素子、および該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される電荷蓄積容量上に、感光性を有する有機絶縁膜を介して画素電極が配置されているアクティブマトリクス基板と、
上記アクティブマトリクス基板上に設けられた光導電性を有する半導体層と、
上記半導体層上において、上記有機絶縁膜の配置領域内にさらに設けられた電極層とを備えるとともに、
上記有機絶縁膜は上記半導体層より広い領域に形成されており、
上記電極層の端部と上記半導体層の露出面と上記有機絶縁膜の露出部とを覆うように形成領域が制約されているとともに、Ｘ線を遮蔽する材料からなる保護膜を備え、Ｘ線画像を検出することを特徴とする二次元画像検出器。
上記有機絶縁膜が、樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の二次元画像検出器。