[go: up one dir, main page]

JP2013156119A - Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system - Google Patents

Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system Download PDF

Info

Publication number
JP2013156119A
JP2013156119A JP2012016222A JP2012016222A JP2013156119A JP 2013156119 A JP2013156119 A JP 2013156119A JP 2012016222 A JP2012016222 A JP 2012016222A JP 2012016222 A JP2012016222 A JP 2012016222A JP 2013156119 A JP2013156119 A JP 2013156119A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation imaging
imaging apparatus
photoelectric conversion
wavelength conversion
sensor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012016222A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Ibuki
信哉 伊吹
Masahiro Hamano
正宏 浜野
Takao Shintani
隆夫 新谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display West Inc
Original Assignee
Japan Display West Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display West Inc filed Critical Japan Display West Inc
Priority to JP2012016222A priority Critical patent/JP2013156119A/en
Publication of JP2013156119A publication Critical patent/JP2013156119A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation imaging apparatus with reduced manufacturing costs.SOLUTION: A radiation imaging apparatus 1 comprises a sensor substrate 10 having: a plurality of photodiodes 111A as photoelectric conversion elements formed on a substrate 11; a thin-film transistor 111B as a driving element for the photodiodes 111A; and a wavelength conversion layer 20 which converts wavelengths of incident radiation into those in a sensitive region of the photoelectric conversion elements. The wavelength conversion layer 20 is directly formed within the sensor substrate 10, so that there is no need to additionally attach a substrate having a wavelength conversion layer, reducing manufacturing processes and thereby lowering manufacturing costs.

Description

本開示は、光電変換素子を含むセンサー基板を有する放射線撮像装置およびその製造方法、ならびにそのような放射線撮像装置を備えた放射線撮像表示システムに関する。   The present disclosure relates to a radiation imaging apparatus having a sensor substrate including a photoelectric conversion element, a manufacturing method thereof, and a radiation imaging display system including such a radiation imaging apparatus.

従来、各画素(撮像画素)に光電変換素子(フォトダイオード)を内蔵する撮像装置として、種々のものが提案されている。そのような光電変換素子を有する撮像装置の一例としては、いわゆる光学式のタッチパネルや、放射線撮像装置(例えば、特許文献1参照)などが挙げられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, various devices have been proposed as imaging devices in which photoelectric conversion elements (photodiodes) are built in each pixel (imaging pixel). As an example of an imaging apparatus having such a photoelectric conversion element, a so-called optical touch panel, a radiation imaging apparatus (see, for example, Patent Document 1), and the like can be given.

特開2007−332172号公報JP 2007-332172 A

ところで、上記した放射線撮像装置では一般に、製造コストをできるだけ抑えることが求められるため、製造コストを低減する手法の提案が望まれる。   By the way, in the radiation imaging apparatus described above, since it is generally required to suppress the manufacturing cost as much as possible, a proposal of a method for reducing the manufacturing cost is desired.

本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、製造コストを低減することが可能な放射線撮像装置およびその製造方法、ならびにそのような放射線撮像装置を備えた放射線撮像表示システムを提供することにある。   The present disclosure has been made in view of such problems, and an object of the present disclosure is to provide a radiation imaging apparatus capable of reducing the manufacturing cost, a manufacturing method thereof, and a radiation imaging display system including such a radiation imaging apparatus. It is to provide.

本開示の放射線撮像装置は、基板上に形成された複数の光電変換素子と、入射した放射線を光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層とを有するセンサー基板を備え、波長変換層がセンサー基板内に直接形成されているものである。   A radiation imaging apparatus of the present disclosure includes a sensor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed on a substrate and a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion elements, and the wavelength conversion layer includes It is formed directly in the sensor substrate.

本開示の放射線撮像表示システムは、上記本開示の放射線撮像装置と、この放射線撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備えたものである。   A radiation imaging display system according to the present disclosure includes the radiation imaging apparatus according to the present disclosure and a display device that performs image display based on an imaging signal obtained by the radiation imaging apparatus.

本開示の放射線撮像装置の製造方法は、センサー基板を形成する工程を含むようにしたものである。このセンサー基板を形成する工程は、基板上に複数の光電変換素子を形成する工程と、この光電変換素子の上層側に、入射した放射線を光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層を直接形成する工程とを含んでいる。   The manufacturing method of the radiation imaging apparatus of this indication includes the process of forming a sensor substrate. The step of forming the sensor substrate includes a step of forming a plurality of photoelectric conversion elements on the substrate, and a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion element on the upper layer side of the photoelectric conversion element. Forming directly.

本開示の放射線撮像装置およびその製造方法ならびに放射線撮像表示システムでは、入射した放射線を光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層が、センサー基板内に直接形成される。これにより、センサー基板上に波長変換部材が別途貼り合せられる場合と比べ、この貼り合せ工程が不要となる分、製造工程が少なくて済む。   In the radiation imaging apparatus, the manufacturing method thereof, and the radiation imaging display system of the present disclosure, the wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion element is directly formed in the sensor substrate. Thereby, compared with the case where the wavelength conversion member is separately bonded on the sensor substrate, the manufacturing process is reduced by the amount that the bonding process is unnecessary.

本開示の放射線撮像装置およびその製造方法ならびに放射線撮像表示システムによれば、入射した放射線を光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層が、センサー基板内に直接形成されるようにしたので、製造工程を削減することができ、製造コストを低減することが可能となる。   According to the radiation imaging apparatus, the manufacturing method thereof, and the radiation imaging display system of the present disclosure, the wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion element is directly formed in the sensor substrate. The manufacturing process can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

本開示の一実施の形態に係る放射線撮像装置の構成例を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structural example of the radiation imaging device which concerns on one embodiment of this indication. 図1に示したセンサー基板の構成例を表すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor substrate illustrated in FIG. 1. 図1に示したセンサー基板の構成例を表す平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration example of a sensor substrate illustrated in FIG. 1. 図3中に示したIII−III線に沿った断面構成例を表す図である。It is a figure showing the cross-sectional structural example along the III-III line | wire shown in FIG. 図1に示した放射線撮像装置の製造方法における一工程に表す断面図である。It is sectional drawing represented to 1 process in the manufacturing method of the radiation imaging device shown in FIG. 図5に続く工程を表す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a process following FIG. 5. 図6に続く工程を表す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process following FIG. 6. 図7に続く工程を表す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional diagram illustrating a process following the process in FIG. 7. 図8に続く工程を表す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional diagram illustrating a process following the process in FIG. 8. 比較例に係る放射線撮像装置の構成および作用を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure and effect | action of the radiation imaging device which concerns on a comparative example. 適用例に係る放射線撮像表示システムの概略構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing schematic structure of the radiation imaging display system which concerns on an application example.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

1.実施の形態(波長変換層がセンサー基板内に直接形成された放射線撮像装置の例)
2.適用例(放射線撮像表示システムへの適用例)
3.変形例
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.

1. Embodiment (example of radiation imaging apparatus in which wavelength conversion layer is directly formed in sensor substrate)
2. Application example (application example to radiation imaging display system)
3. Modified example

<実施の形態>
[放射線撮像装置1の断面構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る放射線撮像装置(放射線撮像装置1)の断面構成例を表すものである。放射線撮像装置1は、α線、β線、γ線、X線に代表される放射線を波長変換して受光し、放射線に基づく画像情報を読み取る(被写体を撮像する)ものである。この放射線撮像装置1は、医療用をはじめ、手荷物検査等のその他の非破壊検査用のX線撮像装置として好適に用いられるものである。
<Embodiment>
[Cross-sectional configuration of radiation imaging apparatus 1]
FIG. 1 illustrates a cross-sectional configuration example of a radiation imaging apparatus (radiation imaging apparatus 1) according to an embodiment of the present disclosure. The radiation imaging apparatus 1 receives radiation after wavelength conversion of radiation represented by α rays, β rays, γ rays, and X rays, and reads image information based on the radiation (images a subject). The radiation imaging apparatus 1 is suitably used as an X-ray imaging apparatus for medical use and other nondestructive inspections such as baggage inspection.

放射線撮像装置1は、センサー基板10内に後述する波長変換層20(波長変換部)が内蔵された(直接形成された)ものである。つまり、波長変換層20は、センサー基板10と同一のモジュールとして一体的に作製されたものである。   The radiation imaging apparatus 1 includes a sensor substrate 10 in which a wavelength conversion layer 20 (wavelength conversion unit) described later is built (formed directly). That is, the wavelength conversion layer 20 is integrally manufactured as the same module as the sensor substrate 10.

センサー基板10は、複数の画素(後述する単位画素P)を有している。このセンサー基板10は、基板11の表面に、複数のフォトダイオード111A(光電変換素子)と、このフォトダイオード111Aの駆動素子としての薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)111Bとを含む画素回路が形成されたものである。本実施の形態では、これらのフォトダイオード111Aおよび薄膜トランジスタ111Bは、ガラス等よりなる基板11上に並設されており、それらの一部(ここでは、後述のゲート絶縁膜121,第1層間絶縁膜112A,第2層間絶縁膜112B)が互いに共通の層となっている。   The sensor substrate 10 has a plurality of pixels (unit pixels P described later). In the sensor substrate 10, a pixel circuit including a plurality of photodiodes 111A (photoelectric conversion elements) and thin film transistors (TFTs) 111B as driving elements of the photodiodes 111A is formed on the surface of the substrate 11. It is a thing. In the present embodiment, the photodiode 111A and the thin film transistor 111B are juxtaposed on the substrate 11 made of glass or the like, and part of them (here, a gate insulating film 121 and a first interlayer insulating film described later). 112A and the second interlayer insulating film 112B) are common layers.

ゲート絶縁膜121は、基板11上に設けられており、例えば酸化シリコン(SiO2)膜、酸窒化シリコン(SiON)膜および窒化シリコン膜(SiN)のうちの1種よりなる単層膜またはそれらのうちの2種以上よりなる積層膜により構成されている。 The gate insulating film 121 is provided on the substrate 11, for example, a single layer film made of one of a silicon oxide (SiO 2 ) film, a silicon oxynitride (SiON) film, and a silicon nitride film (SiN), or these It is comprised by the laminated film which consists of 2 or more types of these.

第1層間絶縁膜112Aは、ゲート絶縁膜121上に設けられており、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜からなる。この第1層間絶縁膜112Aはまた、後述する薄膜トランジスタ111B上を覆う保護膜(パッシベーション膜)としても機能するようになっている。   The first interlayer insulating film 112A is provided on the gate insulating film 121 and is made of an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film. The first interlayer insulating film 112A also functions as a protective film (passivation film) that covers a thin film transistor 111B described later.

(フォトダイオード111A)
フォトダイオード111Aは、入射光の光量(受光量)に応じた電荷量の電荷(光電荷)を発生して内部に蓄積する光電変換素子であり、例えばPIN(Positive Intrinsic Negative Diode)型のフォトダイオードからなる。フォトダイオード111Aでは、その感度域が例えば可視域となっている(受光波長帯域が可視域である)。このフォトダイオード111Aは、例えば、基板11上の選択的な領域に、ゲート絶縁膜121および第1層間絶縁膜112Aを介して配設されている。
(Photodiode 111A)
The photodiode 111A is a photoelectric conversion element that generates a charge (photocharge) having a charge amount corresponding to the amount of incident light (amount of received light) and accumulates the charge therein, for example, a PIN (Positive Intrinsic Negative Diode) type photodiode. Consists of. In the photodiode 111A, the sensitivity range is, for example, the visible range (the light reception wavelength band is the visible range). For example, the photodiode 111A is disposed in a selective region on the substrate 11 via a gate insulating film 121 and a first interlayer insulating film 112A.

具体的には、フォトダイオード111Aは、第1層間絶縁膜112A上に、下部電極124、n型半導体層125N、i型半導体層125I、p型半導体層125Pおよび上部電極126がこの順に積層されてなる。なお、ここでは、基板側(下部側)にn型半導体層125N、上部側にp型半導体層125Pをそれぞれ設けた例を挙げたが、これと逆の構造、すなわち下部側(基板側)をp型半導体層、上部側をn型半導体層とした構造であってもよい。   Specifically, in the photodiode 111A, the lower electrode 124, the n-type semiconductor layer 125N, the i-type semiconductor layer 125I, the p-type semiconductor layer 125P, and the upper electrode 126 are stacked in this order on the first interlayer insulating film 112A. Become. In this example, the n-type semiconductor layer 125N is provided on the substrate side (lower side) and the p-type semiconductor layer 125P is provided on the upper side, but the opposite structure, that is, the lower side (substrate side) is provided. A structure in which a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer on the upper side may be employed.

下部電極124は、光電変換層(n型半導体層125N,i型半導体層125I,p型半導体層125P)から信号電荷を読み出すための電極であり、ここでは薄膜トランジスタ111Bにおける後述するドレイン電極123Dに接続されている。このような下部電極124は、例えば、モリブデン(Mo),アルミニウム(Al),モリブデンが積層された3層構造(Mo/Al/Mo)からなる。   The lower electrode 124 is an electrode for reading signal charges from the photoelectric conversion layer (n-type semiconductor layer 125N, i-type semiconductor layer 125I, p-type semiconductor layer 125P), and is connected to a drain electrode 123D described later in the thin film transistor 111B. Has been. The lower electrode 124 has a three-layer structure (Mo / Al / Mo) in which molybdenum (Mo), aluminum (Al), and molybdenum are stacked, for example.

n型半導体層125Nは、例えば非晶質シリコン(アモルファスシリコン:a−Si)により構成され、n+領域を形成するものである。このn型半導体層125Nの厚みは、例えば10nm〜50nm程度である。   The n-type semiconductor layer 125N is made of amorphous silicon (amorphous silicon: a-Si), for example, and forms an n + region. The thickness of the n-type semiconductor layer 125N is, for example, about 10 nm to 50 nm.

i型半導体層125Iは、n型半導体層125Nおよびp型半導体層125Pよりも導電性の低い半導体層、例えばノンドープの真性半導体層であり、例えば非晶質シリコン(a−Si)により構成されている。このi型半導体層125Iの厚みは、例えば400nm〜1000nm程度であるが、厚みが大きい程、光感度を高めることができる。   The i-type semiconductor layer 125I is a semiconductor layer having lower conductivity than the n-type semiconductor layer 125N and the p-type semiconductor layer 125P, for example, an undoped intrinsic semiconductor layer, and is made of, for example, amorphous silicon (a-Si). Yes. The thickness of the i-type semiconductor layer 125I is, for example, about 400 nm to 1000 nm. The greater the thickness, the higher the photosensitivity.

p型半導体層125Pは、例えば非晶質シリコン(a−Si)により構成され、p+領域を形成するものである。このp型半導体層125Pの厚みは、例えば40nm〜50nm程度である。   The p-type semiconductor layer 125P is made of amorphous silicon (a-Si), for example, and forms a p + region. The thickness of the p-type semiconductor layer 125P is, for example, about 40 nm to 50 nm.

上部電極126は、例えば光電変換の際の基準電位(バイアス電位)を前述した光電変換層へ供給するための電極であり、基準電位供給用の電源配線である配線層127に接続されている。この上部電極126は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により構成されている。   The upper electrode 126 is an electrode for supplying, for example, a reference potential (bias potential) at the time of photoelectric conversion to the above-described photoelectric conversion layer, and is connected to a wiring layer 127 which is a power supply wiring for supplying a reference potential. The upper electrode 126 is made of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide).

(薄膜トランジスタ111B)
薄膜トランジスタ111Bは、例えば電界効果トランジスタ(FET:Field Effect Transistor)からなる。この薄膜トランジスタ11Bでは、基板11上に、例えばチタン(Ti),Al,Mo,タングステン(W),クロム(Cr)等からなるゲート電極120が形成され、このゲート電極120上に前述したゲート絶縁膜121が形成されている。
(Thin film transistor 111B)
The thin film transistor 111B is made of, for example, a field effect transistor (FET). In the thin film transistor 11B, a gate electrode 120 made of, for example, titanium (Ti), Al, Mo, tungsten (W), chromium (Cr) or the like is formed on the substrate 11, and the gate insulating film described above is formed on the gate electrode 120. 121 is formed.

また、ゲート絶縁膜121上には半導体層122が形成されており、この半導体層122はチャネル領域を有している。半導体層122は、例えば多結晶シリコン、微結晶シリコンまたは非晶質シリコンにより構成されている。あるいは、酸化インジウムガリウム亜鉛(InGaZnO)または酸化亜鉛(ZnO)等の酸化物半導体により構成されていてもよい。   A semiconductor layer 122 is formed over the gate insulating film 121, and the semiconductor layer 122 has a channel region. The semiconductor layer 122 is made of, for example, polycrystalline silicon, microcrystalline silicon, or amorphous silicon. Or you may be comprised by oxide semiconductors, such as indium gallium zinc oxide (InGaZnO) or zinc oxide (ZnO).

このような半導体層122上には、読出し用の信号線や各種の配線に接続された、ソース電極123Sおよびドレイン電極123Dが形成されている。具体的には、ここでは、ドレイン電極123Dがフォトダイオード111Aにおける下部電極124に接続され、ソース電極123Sが後述する垂直信号線18(ソース線)に接続されている。これらのソース電極123Sおよびドレイン電極123Dはそれぞれ、例えば、Ti,Al,Mo,W,Cr等により構成されている。   On the semiconductor layer 122, a source electrode 123S and a drain electrode 123D connected to a signal line for reading and various wirings are formed. Specifically, here, the drain electrode 123D is connected to the lower electrode 124 in the photodiode 111A, and the source electrode 123S is connected to a vertical signal line 18 (source line) described later. Each of the source electrode 123S and the drain electrode 123D is made of, for example, Ti, Al, Mo, W, Cr, or the like.

センサー基板10ではまた、このようなフォトダイオード111Aおよび薄膜トランジスタ111Bの上層に、第2層間絶縁膜112B、平坦化膜113、保護膜114および波長変換層20がこの順に設けられている。   In the sensor substrate 10, the second interlayer insulating film 112B, the planarizing film 113, the protective film 114, and the wavelength conversion layer 20 are provided in this order on the photodiode 111A and the thin film transistor 111B.

第2層間絶縁膜112Bは、薄膜トランジスタ111B上と、フォトダイオード111Aにおける側面および上面(上部電極127上)の端部とを覆うように設けられており、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜からなる。   The second interlayer insulating film 112B is provided so as to cover the thin film transistor 111B and end portions of the side surface and the upper surface (on the upper electrode 127) of the photodiode 111A. For example, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is provided. It consists of a membrane.

平坦化膜113は、フォトダイオード111Aおよび薄膜トランジスタ111Bの上層側に配設されており、例えばポリイミド等の透明樹脂材料からなる。この平坦化膜113の厚みは、フォトダイオード111Aの形成領域を除いた部分(平坦部)において、例えば2.1μm程度以下であることが望ましい。後述する迷光(隣接画素からの入射光)の入射を抑止する作用と、平坦化作用(断線の防止作用)とを両立させるためである。この平坦化膜113にはまた、フォトダイオード111Aの形成領域付近に対応して、開口部H1が形成されている。この開口部H1の側面はテーパ状となっており、この側面はフォトダイオード111Aの上部電極126上に配置されている。   The planarizing film 113 is disposed on the upper layer side of the photodiode 111A and the thin film transistor 111B and is made of a transparent resin material such as polyimide. The thickness of the flattened film 113 is desirably about 2.1 μm or less, for example, in a portion (flat portion) excluding the formation region of the photodiode 111A. This is to achieve both the action of suppressing the incidence of stray light (incident light from adjacent pixels), which will be described later, and the flattening action (breaking prevention action). In the planarizing film 113, an opening H1 is formed corresponding to the vicinity of the formation region of the photodiode 111A. The side surface of the opening H1 is tapered, and this side surface is disposed on the upper electrode 126 of the photodiode 111A.

保護膜114は、上部電極126、配線層127および平坦化膜113上の全面に設けられており、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の絶縁膜からなる。   The protective film 114 is provided on the entire surface of the upper electrode 126, the wiring layer 127, and the planarizing film 113, and is made of an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film.

(波長変換層20)
波長変換層20は、外部から入射した放射線(例えばX線)をフォトダイオード111Aの感度域(可視域)に波長変換するものである。この波長変換層20は、前述したように、センサー基板10内に直接形成されている(センサー基板10と同一のモジュールとして一体的に作製されたものとなっている)。また、特に本実施の形態では、この波長変換層20は、フォトダイオード111Aの形成領域に対応して選択的に形成されている。具体的には、波長変換層20が、平坦化膜113の開口部H1内に埋め込まれている(埋設されている,埋め込み形成されている)。
(Wavelength conversion layer 20)
The wavelength conversion layer 20 converts the wavelength of radiation (for example, X-rays) incident from outside into the sensitivity range (visible range) of the photodiode 111A. As described above, the wavelength conversion layer 20 is directly formed in the sensor substrate 10 (which is integrally formed as the same module as the sensor substrate 10). Particularly in the present embodiment, the wavelength conversion layer 20 is selectively formed corresponding to the formation region of the photodiode 111A. Specifically, the wavelength conversion layer 20 is embedded in the opening H1 of the planarization film 113 (embedded or embedded).

このような波長変換層20は、例えば放射線(X線)を可視光に変換するシンチレータ(蛍光体)を用いて構成され、ここでは特に、液体シンチレータを用いて構成されているのが望ましい。このような蛍光体としては、例えば、ヨウ化セシウム(CsI)にタリウム(Tl)を添加したもの(CsI;Tl)、酸化硫黄カドミウム(Gd22S)にテルビウム(Tb)を添加したもの、BaFX(XはCl,Br,I等)等が挙げられる。 Such a wavelength conversion layer 20 is configured by using, for example, a scintillator (phosphor) that converts radiation (X-rays) into visible light, and it is particularly preferable that the wavelength conversion layer 20 be configured by using a liquid scintillator. Examples of such phosphors include those obtained by adding thallium (Tl) to cesium iodide (CsI) (CsI; Tl), and those obtained by adding terbium (Tb) to sulfur cadmium oxide (Gd 2 O 2 S). BaFX (X is Cl, Br, I, etc.) and the like.

なお、詳細は後述するが、液体シンチレータからなる波長変換層20は、例えば、センサー基板10内(例えば開口部H1内)に、インクジェット法等を用いて液体シンチレータが滴下されることにより形成されるようになっている。   In addition, although mentioned later for details, the wavelength conversion layer 20 which consists of a liquid scintillator is formed when a liquid scintillator is dripped using the inkjet method etc. in the sensor board | substrate 10 (for example, inside opening part H1), for example. It is like that.

[センサー基板10の詳細構成]
図2は、上記のようなセンサー基板10の機能ブロック構成を表したものである。センサー基板10は、基板11上に、撮像領域(撮像部)としての画素部12を有すると共に、この画素部12の周辺領域に、例えば行走査部13、水平選択部14、列走査部15およびシステム制御部16からなる周辺回路(駆動回路)を有している。
[Detailed Configuration of Sensor Board 10]
FIG. 2 shows a functional block configuration of the sensor substrate 10 as described above. The sensor substrate 10 has a pixel unit 12 as an imaging region (imaging unit) on a substrate 11, and a row scanning unit 13, a horizontal selection unit 14, a column scanning unit 15, and the like are arranged in a peripheral region of the pixel unit 12. A peripheral circuit (drive circuit) including the system control unit 16 is included.

(画素部12)
画素部12は、例えば行列状に2次元配置された単位画素P(以下、単に「画素」と記述する場合もある)を有し、単位画素Pは、前述のフォトダイオード111Aおよび薄膜トランジスタ111Bを含んでいる。この単位画素Pには、例えば画素行ごとに画素駆動線17(例えば行選択線およびリセット制御線等:ゲート線)が配線され、画素列ごとに垂直信号線18(ソース線)が配線されている。画素駆動線17は、単位画素Pからの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線17の一端は、行走査部13の各行に対応した出力端に接続されている。
(Pixel part 12)
The pixel unit 12 includes, for example, unit pixels P that are two-dimensionally arranged in a matrix (hereinafter sometimes simply referred to as “pixels”), and the unit pixel P includes the photodiode 111A and the thin film transistor 111B described above. It is out. In the unit pixel P, for example, a pixel drive line 17 (for example, a row selection line and a reset control line: a gate line) is wired for each pixel row, and a vertical signal line 18 (source line) is wired for each pixel column. Yes. The pixel drive line 17 transmits a drive signal for reading a signal from the unit pixel P. One end of the pixel drive line 17 is connected to an output end corresponding to each row of the row scanning unit 13.

ここで図3は、センサー基板10(画素部12)における単位画素Pの平面構成例を表したものである。このように単位画素Pでは、薄膜トランジスタ111B(駆動素子)におけるドレイン電極123Dがフォトダイオード111Aにおける下部電極124に接続され、ソース電極123Sが垂直信号線18に接続されている。なお、この図3中に示したII−II線に沿った断面構成例が、図1に示したセンサー基板10の断面構成に対応している。   Here, FIG. 3 illustrates a planar configuration example of the unit pixel P in the sensor substrate 10 (pixel unit 12). Thus, in the unit pixel P, the drain electrode 123D of the thin film transistor 111B (driving element) is connected to the lower electrode 124 of the photodiode 111A, and the source electrode 123S is connected to the vertical signal line 18. 3 corresponds to the cross-sectional configuration of the sensor substrate 10 shown in FIG. 1. The cross-sectional configuration example along the line II-II shown in FIG.

一方、図4は、図3中に示したIII−III線に沿った、センサー基板10の断面構成例を表したものである。この図4に示した断面構成は、基本的には図1に示した断面構成と同様であるが、基板11上において薄膜トランジスタ111Bの代わりに垂直信号線18が形成されている。具体的には、ゲート絶縁膜121と第1層間絶縁膜112Aとの間の選択的な領域(図1における薄膜トランジスタ111Bの形成領域に対応)に、垂直信号線18が設けられている。   On the other hand, FIG. 4 shows a cross-sectional configuration example of the sensor substrate 10 taken along the line III-III shown in FIG. The cross-sectional configuration shown in FIG. 4 is basically the same as the cross-sectional configuration shown in FIG. 1, but the vertical signal line 18 is formed on the substrate 11 instead of the thin film transistor 111B. Specifically, the vertical signal line 18 is provided in a selective region (corresponding to the formation region of the thin film transistor 111B in FIG. 1) between the gate insulating film 121 and the first interlayer insulating film 112A.

(周辺回路)
図2に示した行走査部13は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部12の各画素Pを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部13によって選択走査された画素行の各画素Pから出力される信号(撮像信号)は、垂直信号線18の各々を通して水平選択部14に供給される。
(Peripheral circuit)
The row scanning unit 13 illustrated in FIG. 2 includes a shift register, an address decoder, and the like, and is a pixel driving unit that drives each pixel P of the pixel unit 12 in units of rows, for example. A signal (imaging signal) output from each pixel P in the pixel row selected and scanned by the row scanning unit 13 is supplied to the horizontal selection unit 14 through each vertical signal line 18.

水平選択部14は、垂直信号線18ごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。   The horizontal selection unit 14 is configured by an amplifier, a horizontal selection switch, and the like provided for each vertical signal line 18.

列走査部15は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部14の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部15による選択走査により、垂直信号線18の各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線19に出力され、この水平信号線19を通して基板11の外部へ伝送されるようになっている。   The column scanning unit 15 is configured by a shift register, an address decoder, and the like, and drives each of the horizontal selection switches of the horizontal selection unit 14 in order while scanning. By the selective scanning by the column scanning unit 15, the signal of each pixel transmitted through each of the vertical signal lines 18 is sequentially output to the horizontal signal line 19 and is transmitted to the outside of the substrate 11 through the horizontal signal line 19. It has become.

なお、これらの行走査部13、水平選択部14、列走査部15および水平信号線19からなる回路部分は、基板11上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御IC(Integrated Circuit)に配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。   The circuit portion including the row scanning unit 13, the horizontal selection unit 14, the column scanning unit 15, and the horizontal signal line 19 may be formed directly on the substrate 11, or may be an external control IC (Integrated Circuit). ) May be provided. In addition, these circuit portions may be formed on another substrate connected by a cable or the like.

システム制御部16は、基板11の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータなどを受け取り、また、放射線撮像装置1の内部情報などのデータを出力するものである。システム制御部16は更に、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、このタイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、行走査部13、水平選択部14および列走査部15などの周辺回路の駆動制御を行うようになっている。   The system control unit 16 receives a clock given from the outside of the substrate 11, data for instructing an operation mode, and the like, and outputs data such as internal information of the radiation imaging apparatus 1. The system control unit 16 further includes a timing generator that generates various timing signals. Based on the various timing signals generated by the timing generator, the row scanning unit 13, the horizontal selection unit 14, the column scanning unit 15, and the like. The peripheral circuit is driven and controlled.

[撮像装置1の製造方法]
上記のような放射線撮像装置1は、例えば次のようにして製造することができる。図5〜図9は、放射線撮像装置1の製造方法(センサー基板10の製造方法)の一例を、工程順に断面図で表したものである。
[Manufacturing Method of Imaging Device 1]
The radiation imaging apparatus 1 as described above can be manufactured, for example, as follows. 5 to 9 show an example of a method for manufacturing the radiation imaging apparatus 1 (a method for manufacturing the sensor substrate 10) in cross-sectional view in the order of steps.

まず、図5に示したように、例えばガラスよりなる基板11上に、薄膜トランジスタ111Bを、公知の薄膜プロセスにより形成する。続いて、この薄膜トランジスタ111B上に、前述した材料からなる第1層間絶縁膜112Aを、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。そののち、薄膜トランジスタ111Bにおけるドレイン電極123Dと電気的に接続するようにして、前述した材料からなる下部電極124を、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。   First, as shown in FIG. 5, a thin film transistor 111B is formed on a substrate 11 made of glass, for example, by a known thin film process. Subsequently, a first interlayer insulating film 112A made of the above-described material is formed on the thin film transistor 111B by using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method and a photolithography method. After that, the lower electrode 124 made of the above-described material is formed by using, for example, a sputtering method and a photolithography method so as to be electrically connected to the drain electrode 123D in the thin film transistor 111B.

次いで、図6に示したように、第1層間絶縁膜112A上の全面に、前述した材料からなるn型半導体層125N、i型半導体層125Iおよびp型半導体層125Pをこの順に、例えばCVD法により成膜する。そののち、p型半導体層125P上のフォトダイオード111Aの形成予定領域に、前述した材料からなる上部電極126を、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。   Next, as shown in FIG. 6, an n-type semiconductor layer 125N, an i-type semiconductor layer 125I, and a p-type semiconductor layer 125P made of the above-described materials are formed in this order on the entire surface of the first interlayer insulating film 112A, for example, by CVD. The film is formed by After that, the upper electrode 126 made of the above-described material is formed in a region where the photodiode 111A is to be formed on the p-type semiconductor layer 125P by using, for example, a sputtering method and a photolithography method.

続いて、図7に示したように、形成したn型半導体層125N、i型半導体層125Iおよびp型半導体層125Pの積層構造を、例えばドライエッチング法を用いて、所定の形状にパターニングする。これにより、基板11上にフォトダイオード111Aが形成される。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the stacked structure of the formed n-type semiconductor layer 125N, i-type semiconductor layer 125I, and p-type semiconductor layer 125P is patterned into a predetermined shape by using, for example, a dry etching method. As a result, the photodiode 111 </ b> A is formed on the substrate 11.

次いで、図8に示したように、前述した材料からなる第2層間絶縁膜112Bを、例えばCVD法およびフォトリソグラフィ法を用いて、薄膜トランジスタ111B上と、フォトダイオード111Aにおける側面および上面(上部電極127上)の端部とを覆うように形成する。そののち、この第2層間絶縁膜112B上(フォトダイオード111Aおよび薄膜トランジスタ111Bの上層側)の全面に、前述した材料からなる平坦化膜113を、例えばCVD法を用いて成膜する。そして、例えばフォトリソグラフィ法を用いてエッチング(ドライエッチング等)を行うことにより、この平坦化膜113におけるフォトダイオード111Aの形成領域に対応して開口部H1を形成する。   Next, as shown in FIG. 8, the second interlayer insulating film 112B made of the above-described material is formed on the thin film transistor 111B and on the side surface and top surface (upper electrode 127) of the photodiode 111A using, for example, the CVD method and the photolithography method. It is formed so as to cover the upper part. Thereafter, a planarizing film 113 made of the above-described material is formed on the entire surface of the second interlayer insulating film 112B (on the upper side of the photodiode 111A and the thin film transistor 111B) by using, for example, a CVD method. Then, for example, by performing etching (dry etching or the like) using a photolithography method, the opening H1 is formed corresponding to the formation region of the photodiode 111A in the planarization film 113.

続いて、図9に示したように、平坦化膜113における開口部H1内(上部電極126上)に、例えばAl,Cu等からなる配線層127を、例えばスパッタ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。次いで、平坦化膜113、上部電極126および配線層127上の全面に、前述した材料からなる保護膜114を、例えばCVD法を用いて成膜する。   Subsequently, as shown in FIG. 9, a wiring layer 127 made of, for example, Al, Cu or the like is formed in the opening H1 (on the upper electrode 126) in the planarizing film 113 by using, for example, a sputtering method and a photolithography method. Form. Next, the protective film 114 made of the above-described material is formed on the entire surface of the planarizing film 113, the upper electrode 126, and the wiring layer 127 by using, for example, a CVD method.

そののち、フォトダイオード111Aの上層側(ここでは、保護膜114上における開口部H1内)に、前述した材料(シンチレータ)からなる波長変換層20を直接形成する。つまり、ここでは波長変換層20を、フォトダイオード111Aの形成領域に対応して選択的に形成する(開口部H1内に埋め込み形成する)。この際、例えば図9中に示したように、インクジェット法等を用いて開口部H1内に液体シンチレータを滴下することにより、液体シンチレータからなる波長変換層20を形成することが望ましい。以上により、図1に示したセンサー基板10(放射線撮像装置1)が完成する。   After that, the wavelength conversion layer 20 made of the above-described material (scintillator) is directly formed on the upper layer side of the photodiode 111A (here, in the opening H1 on the protective film 114). That is, here, the wavelength conversion layer 20 is selectively formed corresponding to the formation region of the photodiode 111A (embedded in the opening H1). At this time, for example, as shown in FIG. 9, it is desirable to form the wavelength conversion layer 20 made of the liquid scintillator by dropping the liquid scintillator into the opening H1 using an ink jet method or the like. Thus, the sensor substrate 10 (radiation imaging apparatus 1) shown in FIG. 1 is completed.

[撮像装置1の作用・効果]
(1.撮像動作)
この放射線撮像装置1では、例えば図示しない放射線源(例えばX線源)から照射され、被写体(検出体)を透過した放射線が入射すると、この入射した放射線が波長変換後に光電変換され、被写体の画像が電気信号(撮像信号)として得られる。詳細には、放射線撮像装置1に入射した放射線は、まず、センサー基板10内の波長変換層20において、フォトダイオード111Aの感度域(ここでは可視域)の波長に変換される(波長変換層20において可視光を発光する)。
[Operation and Effect of Imaging Device 1]
(1. Imaging operation)
In this radiation imaging apparatus 1, for example, when radiation irradiated from a radiation source (not shown) (for example, an X-ray source) and transmitted through a subject (detector) is incident, the incident radiation is photoelectrically converted after wavelength conversion, and an image of the subject is obtained. Is obtained as an electrical signal (imaging signal). Specifically, the radiation incident on the radiation imaging apparatus 1 is first converted into a wavelength in the sensitivity region (here, the visible region) of the photodiode 111A in the wavelength conversion layer 20 in the sensor substrate 10 (wavelength conversion layer 20). Emits visible light).

次いで、センサー基板10では、フォトダイオード111Aの一端(例えば、上部電極126)に、配線127を介して所定の基準電位(バイアス電位)が印加されると、上部電極126の側から入射した光が、その受光量に応じた電荷量の信号電荷に変換される(光電変換がなされる)。この光電変換によって発生した信号電荷は、フォトダイオード111Aの他端(例えば、下部電極124)側から光電流として取り出される。   Next, in the sensor substrate 10, when a predetermined reference potential (bias potential) is applied to one end (for example, the upper electrode 126) of the photodiode 111 </ b> A via the wiring 127, light incident from the upper electrode 126 side is generated. Then, it is converted into a signal charge having a charge amount corresponding to the received light amount (photoelectric conversion is performed). The signal charge generated by this photoelectric conversion is taken out as a photocurrent from the other end (for example, the lower electrode 124) side of the photodiode 111A.

詳細には、フォトダイオード111Aにおける光電変換によって発生した電荷は光電流として読み出され、薄膜トランジスタ111Bから撮像信号として出力される。このようにして出力された撮像信号は、行走査部13から画素駆動線17を介して伝送される行走査信号に従って、垂直信号線18に出力される(読み出される)。垂直信号線18に出力された撮像信号は、垂直信号線18を通じて画素列ごとに、水平選択部14へ出力される。そして、列走査部15による選択走査により、垂直信号線18の各々を通して伝送される各画素の撮像信号が順番に水平信号線19に出力され、この水平信号線19を通して基板11の外部へ伝送される(出力データDoutが外部へ出力される)。以上のようにして、放射線撮像装置1において放射線を用いた撮像画像が得られる。   Specifically, the charge generated by photoelectric conversion in the photodiode 111A is read out as a photocurrent and output as an imaging signal from the thin film transistor 111B. The imaging signal output in this way is output (read out) to the vertical signal line 18 in accordance with the row scanning signal transmitted from the row scanning unit 13 via the pixel drive line 17. The imaging signal output to the vertical signal line 18 is output to the horizontal selection unit 14 for each pixel column through the vertical signal line 18. Then, by the selective scanning by the column scanning unit 15, the imaging signal of each pixel transmitted through each of the vertical signal lines 18 is sequentially output to the horizontal signal line 19, and is transmitted to the outside of the substrate 11 through the horizontal signal line 19. (Output data Dout is output to the outside). As described above, a captured image using radiation is obtained in the radiation imaging apparatus 1.

(2.センサー基板10における作用)
ここで、図1および図10を参照して、本実施の形態の放射線撮像装置1(センサー基板10)における作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
(2. Action in sensor substrate 10)
Here, with reference to FIG. 1 and FIG. 10, the effect | action in the radiation imaging device 1 (sensor board | substrate 10) of this Embodiment is demonstrated in detail, comparing with a comparative example.

(比較例)
図10は、比較例に係る放射線撮像装置(放射線撮像装置100)の断面構成を表したものである。この比較例の放射線撮像装置100は、図1に示した本実施の形態の放射線撮像装置1とは異なり、センサー基板101および波長変換部材102とが個別に設けられている。具体的には、この放射線撮像装置100では、センサー基板101上にシンチレータを用いた波長変換部材102(シンチレータプレート)が貼り合せられており、これらのセンサー基板101および波長変換部材102が別々のモジュールとして作製されたものとなっている。なお、センサー基板101では、センサー基板10における平坦化膜113に対応する第1平坦化膜113Aと、保護膜114上の全面に設けられた第2平坦化膜113Bとの2層の平坦化膜が設けられている。
(Comparative example)
FIG. 10 illustrates a cross-sectional configuration of a radiation imaging apparatus (radiation imaging apparatus 100) according to a comparative example. Unlike the radiation imaging apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 1, the radiation imaging apparatus 100 of this comparative example is provided with a sensor substrate 101 and a wavelength conversion member 102 individually. Specifically, in the radiation imaging apparatus 100, a wavelength conversion member 102 (scintillator plate) using a scintillator is bonded to a sensor substrate 101, and the sensor substrate 101 and the wavelength conversion member 102 are separate modules. It has been produced as. Note that in the sensor substrate 101, a two-layer planarization film of a first planarization film 113 </ b> A corresponding to the planarization film 113 in the sensor substrate 10 and a second planarization film 113 </ b> B provided on the entire surface of the protective film 114. Is provided.

この放射線撮像装置100では、上記したように、センサー基板101上に波長変換部材102が別途貼り合せられている。このため、これらの貼り合せ工程の分、製造工程が増加し、製造コストが増大してしまう。また、この貼り合せを行うため、保護膜114上にも平坦化膜(第2平坦化膜113B)を設ける必要が生じ、この点でも製造コストが増大する。   In this radiation imaging apparatus 100, as described above, the wavelength conversion member 102 is separately bonded onto the sensor substrate 101. For this reason, a manufacturing process will increase by the part of these bonding processes, and manufacturing cost will increase. In addition, in order to perform this bonding, it is necessary to provide a planarization film (second planarization film 113B) also on the protective film 114, which also increases the manufacturing cost.

更に、図10中に示したように、波長変換部材102から出射した可視光L101は、第2平坦化膜113Bを介してフォトダイオード111Aへと入射するため、この第2平坦化膜113Bの厚みの分、可視光L101が減衰してしまう。このような可視光L101の減衰は、フォトダイオード111Aから得られる撮像信号におけるS/N比の低下を招き、撮像画像の画質劣化につながる。   Furthermore, as shown in FIG. 10, since the visible light L101 emitted from the wavelength conversion member 102 enters the photodiode 111A via the second planarization film 113B, the thickness of the second planarization film 113B. Therefore, the visible light L101 is attenuated. Such attenuation of the visible light L101 causes a decrease in the S / N ratio in the image pickup signal obtained from the photodiode 111A, leading to deterioration of the image quality of the picked-up image.

加えて、隣接画素等からの迷光L102が、第2平坦化膜113Bおよび第1平坦化膜113Aを介して、フォトダイオード111Aへと入射してしまう。その結果、このフォトダイオード111Aから得られる撮像信号におけるノイズ成分(迷光L102に起因したノイズ成分)が増大する。つまり、この点でも撮像画像の画質劣化が生じてしまう。   In addition, stray light L102 from an adjacent pixel or the like enters the photodiode 111A via the second planarization film 113B and the first planarization film 113A. As a result, the noise component (noise component due to stray light L102) in the imaging signal obtained from the photodiode 111A increases. That is, image quality degradation of the captured image also occurs at this point.

(本実施の形態)
これに対して本実施の形態の放射線撮像装置1では、図1に示したように、波長変換層20が、センサー基板10内に直接形成される(センサー基板10内に内蔵されている)。これにより、上記比較例のように、センサー基板101上に波長変換部材102が別途貼り合せられる場合と比べ、この貼り合せ工程が不要となる分、製造工程が少なくて済む。
(This embodiment)
On the other hand, in the radiation imaging apparatus 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the wavelength conversion layer 20 is directly formed in the sensor substrate 10 (built in the sensor substrate 10). As a result, as compared with the case where the wavelength conversion member 102 is separately bonded onto the sensor substrate 101 as in the comparative example, the number of manufacturing processes can be reduced to the extent that this bonding process is unnecessary.

また、比較例とは異なり第2平坦化膜113Bが不要となるため、その点でも製造コストが低減する。更に、この第2平坦化膜113Bの厚みの分、波長変換層20からフォトダイオード111Aへの入射光(可視光)の減衰が抑えられることから、上記比較例と比べ、撮像信号におけるS/N比が向上し、撮像画像の画質が向上する。   Further, unlike the comparative example, the second planarizing film 113B is not necessary, and thus the manufacturing cost is reduced. Further, since the attenuation of incident light (visible light) from the wavelength conversion layer 20 to the photodiode 111A is suppressed by the thickness of the second planarizing film 113B, the S / N in the imaging signal is compared with the comparative example. The ratio is improved and the image quality of the captured image is improved.

更に、この波長変換層20は、フォトダイオード111Aの形成領域に対応して選択的に形成されている(平坦化膜113の開口部H1内に埋め込み形成されている)。これにより、上記比較例とは異なり、隣接画素等からの迷光がフォトダイオード111Aへと入射してしまうのが防止される。その結果、このフォトダイオード111Aから得られる撮像信号におけるノイズ成分(迷光に起因したノイズ成分)が低減し、この点でも撮像画像の画質が向上する。   Further, the wavelength conversion layer 20 is selectively formed corresponding to the formation region of the photodiode 111A (embedded in the opening H1 of the planarization film 113). Thus, unlike the comparative example, stray light from adjacent pixels or the like is prevented from entering the photodiode 111A. As a result, the noise component (noise component due to stray light) in the image pickup signal obtained from the photodiode 111A is reduced, and the image quality of the picked-up image is also improved in this respect.

以上のように本実施の形態では、入射した放射線をフォトダイオード111Aの感度域に波長変換する波長変換層20が、センサー基板10内に直接形成されるようにしたので、製造工程を削減することができ、製造コストを低減することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the wavelength conversion layer 20 that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photodiode 111A is directly formed in the sensor substrate 10, thereby reducing the manufacturing process. Thus, the manufacturing cost can be reduced.

また、例えば、平坦化膜113における開口部H1(コンタクトホール)のテーパ位置およびテーパ角を最適化することにより、フォトダイオード111Aに到達する可視光の光量を増加させ、S/N比を向上させることも可能となる。   Further, for example, by optimizing the taper position and taper angle of the opening H1 (contact hole) in the planarization film 113, the amount of visible light reaching the photodiode 111A is increased, and the S / N ratio is improved. It is also possible.

<適用例>
続いて、上記実施の形態に係る放射線撮像装置の放射線撮像表示システムへの適用例について説明する。
<Application example>
Next, an application example of the radiation imaging apparatus according to the above embodiment to a radiation imaging display system will be described.

図11は、適用例に係る放射線撮像表示システム(放射線撮像表示システム5)の概略構成例を模式的に表したものである。この放射線撮像表示システム5は、上記実施の形態に係る画素部12等を有する放射線撮像装置1と、画像処理部52と、表示装置4とを備えており、放射線を用いた撮像表示システム(放射線撮像表示システム)として構成されている。   FIG. 11 schematically illustrates a schematic configuration example of a radiation imaging display system (radiation imaging display system 5) according to an application example. The radiation imaging display system 5 includes a radiation imaging apparatus 1 having the pixel unit 12 and the like according to the above-described embodiment, an image processing unit 52, and a display apparatus 4, and an imaging display system (radiation) using radiation. Imaging display system).

画像処理部52は、放射線撮像装置1から出力される出力データDout(撮像信号)に対して所定の画像処理を施すことにより、画像データD1を生成するものである。表示装置4は、画像処理部52において生成された画像データD1に基づく画像表示を、所定のモニタ画面40上で行うものである。   The image processing unit 52 generates image data D1 by performing predetermined image processing on output data Dout (imaging signal) output from the radiation imaging apparatus 1. The display device 4 performs image display on the predetermined monitor screen 40 based on the image data D <b> 1 generated by the image processing unit 52.

このような構成からなる放射線撮像表示システム5では、放射線撮像装置1が、光源(ここではX線源等の放射線源51)から被写体50に向けて照射された照射光(ここでは放射線)に基づき、被写体50の画像データDoutを取得し、画像処理部52へ出力する。画像処理部52は、入力された画像データDoutに対して上記した所定の画像処理を施し、その画像処理後の画像データ(表示データ)D1を表示装置4へ出力する。表示装置4は、入力された画像データD1に基づいて、モニタ画面40上に画像情報(撮像画像)を表示する。   In the radiation imaging display system 5 having such a configuration, the radiation imaging apparatus 1 is based on irradiation light (here, radiation) emitted toward a subject 50 from a light source (here, a radiation source 51 such as an X-ray source). The image data Dout of the subject 50 is acquired and output to the image processing unit 52. The image processing unit 52 performs the predetermined image processing described above on the input image data Dout, and outputs the image data (display data) D1 after the image processing to the display device 4. The display device 4 displays image information (captured image) on the monitor screen 40 based on the input image data D1.

このように、本適用例の放射線撮像表示システム5では、放射線撮像装置1において被写体50の画像を電気信号として取得可能であるため、取得した電気信号を表示装置4へ伝送することによって画像表示を行うことができる。すなわち、従来のような放射線写真フィルムを用いることなく、被写体50の画像を観察することが可能となり、また、動画撮影および動画表示にも対応することが可能となる。   Thus, in the radiation imaging display system 5 of this application example, since the image of the subject 50 can be acquired as an electrical signal in the radiation imaging apparatus 1, image display is performed by transmitting the acquired electrical signal to the display device 4. It can be carried out. That is, it is possible to observe the image of the subject 50 without using a conventional radiographic film, and it is also possible to handle moving image shooting and moving image display.

<変形例>
以上、実施の形態および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
<Modification>
The technology of the present disclosure has been described above with the embodiments and application examples, but the technology is not limited to these embodiments and the like, and various modifications are possible.

例えば、上記実施の形態等では、フォトダイオード111Aや薄膜トランジスタ111Bにおける半導体層が、主に非晶質半導体(非晶質シリコン等)により構成されている場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、上記した半導体層が、例えば、多結晶半導体(多結晶シリコン等)や微結晶半導体(微結晶シリコン等)により構成されているようにしてもよい。   For example, in the above embodiment and the like, the case where the semiconductor layer in the photodiode 111A and the thin film transistor 111B is mainly composed of an amorphous semiconductor (such as amorphous silicon) has been described as an example. Is not limited. That is, the above-described semiconductor layer may be configured of, for example, a polycrystalline semiconductor (polycrystalline silicon or the like) or a microcrystalline semiconductor (microcrystalline silicon or the like).

また、上記実施の形態等では、波長変換層20がフォトダイオード111Aの形成領域に対応して選択的に形成されている(平坦化膜113の開口部H1内に埋め込み形成されている)場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られない。すなわち、例えば、波長変換層20がセンサー基板10内で全面に直接形成されていてもよい。   In the above-described embodiment, the wavelength conversion layer 20 is selectively formed corresponding to the formation region of the photodiode 111A (embedded in the opening H1 of the planarization film 113). Although described as an example, this is not a limitation. That is, for example, the wavelength conversion layer 20 may be directly formed on the entire surface of the sensor substrate 10.

なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
(1)
基板上に形成された複数の光電変換素子と、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層とを有するセンサー基板を備え、
前記波長変換層が、前記センサー基板内に直接形成されている
放射線撮像装置。
(2)
前記波長変換層が、前記光電変換素子の形成領域に対応して選択的に形成されている
上記(1)に記載の放射線撮像装置。
(3)
前記センサー基板は、前記光電変換素子の上層側に配設されると共に前記光電変換素子の形成領域に対応して開口部が形成された平坦化膜を有し、
前記波長変換層が、前記平坦化膜の前記開口部内に埋め込まれている
上記(2)に記載の放射線撮像装置。
(4)
前記波長変換層が、液体シンチレータを用いて構成されている
上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の放射線撮像装置。
(5)
前記波長変換層は、前記センサー基板内に前記液体シンチレータが滴下されることにより形成されたものである
上記(4)に記載の放射線撮像装置。
(6)
前記光電変換素子が、PIN型のフォトダイオードからなる
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の放射線撮像装置。
(7)
前記放射線がX線である
上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の放射線撮像装置。
(8)
放射線撮像装置と、この放射線撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記放射線撮像装置は、
基板上に形成された複数の光電変換素子と、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層とを有するセンサー基板を備え、
前記波長変換層が、前記センサー基板内に直接形成されている
放射線撮像表示システム。
(9)
センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子を形成する工程と、
前記光電変換素子の上層側に、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層を直接形成する工程と
を含む放射線撮像装置の製造方法。
(10)
前記光電変換素子の上層側に液体シンチレータを滴下することにより、前記波長変換層を形成する
上記(9)に記載の放射線撮像装置の製造方法。
(11)
インクジェット法を用いて前記液体シンチレータを滴下する
上記(10)に記載の放射線撮像装置の製造方法。
In addition, this technique can also take the following structures.
(1)
A sensor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed on the substrate and a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion elements,
The radiation imaging apparatus, wherein the wavelength conversion layer is directly formed in the sensor substrate.
(2)
The radiation imaging apparatus according to (1), wherein the wavelength conversion layer is selectively formed corresponding to a formation region of the photoelectric conversion element.
(3)
The sensor substrate has a planarizing film that is disposed on an upper layer side of the photoelectric conversion element and has an opening formed corresponding to a formation region of the photoelectric conversion element.
The radiation imaging apparatus according to (2), wherein the wavelength conversion layer is embedded in the opening of the planarization film.
(4)
The radiation imaging apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the wavelength conversion layer is configured using a liquid scintillator.
(5)
The radiation imaging apparatus according to (4), wherein the wavelength conversion layer is formed by dropping the liquid scintillator in the sensor substrate.
(6)
The radiation imaging apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the photoelectric conversion element includes a PIN type photodiode.
(7)
The radiation imaging apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the radiation is X-rays.
(8)
A radiation imaging device, and a display device that displays an image based on an imaging signal obtained by the radiation imaging device,
The radiation imaging apparatus includes:
A sensor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed on the substrate and a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion elements,
The radiation imaging display system, wherein the wavelength conversion layer is directly formed in the sensor substrate.
(9)
Forming a sensor substrate;
The step of forming the sensor substrate includes:
Forming a plurality of photoelectric conversion elements on a substrate;
A step of directly forming a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into a sensitivity range of the photoelectric conversion element on the upper layer side of the photoelectric conversion element.
(10)
The method for manufacturing a radiation imaging apparatus according to (9), wherein the wavelength conversion layer is formed by dropping a liquid scintillator on the upper layer side of the photoelectric conversion element.
(11)
The method for manufacturing a radiation imaging apparatus according to (10), wherein the liquid scintillator is dropped using an ink jet method.

1…放射線撮像装置、10…センサー基板、11…基板、111A…フォトダイオード(光電変換素子)、111B…薄膜トランジスタ、112A…第1層間絶縁膜、112B…第2層間絶縁膜、113…平坦化膜、114…保護膜、12…画素部、17…画素駆動線、18…垂直信号線、20…波長変換層、4…表示装置、5…放射線撮像表示システム、50…被写体、51…放射線源、H1…開口部、P…単位画素。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radiation imaging device, 10 ... Sensor board | substrate, 11 ... Board | substrate, 111A ... Photodiode (photoelectric conversion element), 111B ... Thin-film transistor, 112A ... 1st interlayer insulation film, 112B ... 2nd interlayer insulation film, 113 ... Planarization film , 114 ... protective film, 12 ... pixel unit, 17 ... pixel drive line, 18 ... vertical signal line, 20 ... wavelength conversion layer, 4 ... display device, 5 ... radiation imaging display system, 50 ... subject, 51 ... radiation source, H1... Opening, P... Unit pixel.

Claims (11)

基板上に形成された複数の光電変換素子と、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層とを有するセンサー基板を備え、
前記波長変換層が、前記センサー基板内に直接形成されている
放射線撮像装置。
A sensor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed on the substrate and a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion elements,
The radiation imaging apparatus, wherein the wavelength conversion layer is directly formed in the sensor substrate.
前記波長変換層が、前記光電変換素子の形成領域に対応して選択的に形成されている
請求項1に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer is selectively formed corresponding to a formation region of the photoelectric conversion element.
前記センサー基板は、前記光電変換素子の上層側に配設されると共に前記光電変換素子の形成領域に対応して開口部が形成された平坦化膜を有し、
前記波長変換層が、前記平坦化膜の前記開口部内に埋め込まれている
請求項2に記載の放射線撮像装置。
The sensor substrate has a planarizing film that is disposed on an upper layer side of the photoelectric conversion element and has an opening formed corresponding to a formation region of the photoelectric conversion element.
The radiation imaging apparatus according to claim 2, wherein the wavelength conversion layer is embedded in the opening of the planarization film.
前記波長変換層が、液体シンチレータを用いて構成されている
請求項1に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer is configured using a liquid scintillator.
前記波長変換層は、前記センサー基板内に前記液体シンチレータが滴下されることにより形成されたものである
請求項4に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein the wavelength conversion layer is formed by dropping the liquid scintillator in the sensor substrate.
前記光電変換素子が、PIN型のフォトダイオードからなる
請求項1に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is a PIN type photodiode.
前記放射線がX線である
請求項1に記載の放射線撮像装置。
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the radiation is X-rays.
放射線撮像装置と、この放射線撮像装置により得られた撮像信号に基づく画像表示を行う表示装置とを備え、
前記放射線撮像装置は、
基板上に形成された複数の光電変換素子と、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層とを有するセンサー基板を備え、
前記波長変換層が、前記センサー基板内に直接形成されている
放射線撮像表示システム。
A radiation imaging device, and a display device that displays an image based on an imaging signal obtained by the radiation imaging device,
The radiation imaging apparatus includes:
A sensor substrate having a plurality of photoelectric conversion elements formed on the substrate and a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into the sensitivity range of the photoelectric conversion elements,
The radiation imaging display system, wherein the wavelength conversion layer is directly formed in the sensor substrate.
センサー基板を形成する工程を含み、
前記センサー基板を形成する工程は、
基板上に複数の光電変換素子を形成する工程と、
前記光電変換素子の上層側に、入射した放射線を前記光電変換素子の感度域に波長変換する波長変換層を直接形成する工程と
を含む放射線撮像装置の製造方法。
Forming a sensor substrate;
The step of forming the sensor substrate includes:
Forming a plurality of photoelectric conversion elements on a substrate;
A step of directly forming a wavelength conversion layer that converts the wavelength of incident radiation into a sensitivity range of the photoelectric conversion element on the upper layer side of the photoelectric conversion element.
前記光電変換素子の上層側に液体シンチレータを滴下することにより、前記波長変換層を形成する
請求項9に記載の放射線撮像装置の製造方法。
The method for manufacturing a radiation imaging apparatus according to claim 9, wherein the wavelength conversion layer is formed by dropping a liquid scintillator on an upper layer side of the photoelectric conversion element.
インクジェット法を用いて前記液体シンチレータを滴下する
請求項10に記載の放射線撮像装置の製造方法。
The method for manufacturing a radiation imaging apparatus according to claim 10, wherein the liquid scintillator is dropped using an ink jet method.
JP2012016222A 2012-01-30 2012-01-30 Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system Pending JP2013156119A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012016222A JP2013156119A (en) 2012-01-30 2012-01-30 Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012016222A JP2013156119A (en) 2012-01-30 2012-01-30 Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013156119A true JP2013156119A (en) 2013-08-15

Family

ID=49051452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012016222A Pending JP2013156119A (en) 2012-01-30 2012-01-30 Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013156119A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016002563A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 シャープ株式会社 Imaging panel and x-ray imaging device
US9985061B2 (en) 2014-03-20 2018-05-29 Sharp Kabushiki Kaisha Light detection device with integrated photodiode and thin film transistor
US10141357B2 (en) 2015-04-10 2018-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Photosensor substrate
US11594569B2 (en) * 2019-12-06 2023-02-28 Lg Display Co., Ltd. Thin film transistor array substrate for digital X-ray detector device and digital X-ray detector device including the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9985061B2 (en) 2014-03-20 2018-05-29 Sharp Kabushiki Kaisha Light detection device with integrated photodiode and thin film transistor
WO2016002563A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 シャープ株式会社 Imaging panel and x-ray imaging device
US10141357B2 (en) 2015-04-10 2018-11-27 Sharp Kabushiki Kaisha Photosensor substrate
US11594569B2 (en) * 2019-12-06 2023-02-28 Lg Display Co., Ltd. Thin film transistor array substrate for digital X-ray detector device and digital X-ray detector device including the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5739359B2 (en) Imaging apparatus, manufacturing method thereof, and imaging display system
JP5978625B2 (en) Radiation imaging apparatus, radiation imaging display system, and transistor
US9299737B2 (en) Image pickup device, method of manufacturing the same, and image pickup display system
JP5155696B2 (en) Image sensor
CN102593164B (en) Radiation-ray camera pick-up device, radioactive ray pick-up display system and transistor
US9401382B2 (en) Image sensor and manufacturing method thereof
JP6028233B2 (en) Photoelectric conversion element and photoelectric conversion device
US20130264485A1 (en) Method of manufacturing radiation detection apparatus, radiation detection apparatus, and radiation imaging system
US20100054418A1 (en) X-ray detecting element
JP5874201B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging display system
JP5757096B2 (en) Radiation imaging apparatus and radiation imaging display system
US8916833B2 (en) Imaging device and imaging display system
US7550731B2 (en) Coversion apparatus and imaging system
KR102670831B1 (en) Digital x-ray detector having light shielding layer and method of fabricating thereof
KR20180044681A (en) Digital x-ray detector for improving read out efficiency and method for fabricationg thereof
US6953934B2 (en) Radiation detection apparatus and system
JP2013157347A (en) Imaging device and method of manufacturing the same, and imaging display system
JP2013156119A (en) Radiation imaging apparatus, manufacturing method thereof, and radiation imaging display system
KR101858356B1 (en) Digital x-ray detector for blocking hydrogen
KR102572403B1 (en) Digital x-ray detector and method of fabricating thereof
WO2016031599A1 (en) Radiation detector, image-capturing device, and image-capturing system
KR102619971B1 (en) Digital x-ray detector and method of fabricating thereof
JP2016046283A (en) Imaging panel, imaging apparatus and imaging system