光センサ、光センサアレイ、撮像素子、撮像装置および光センサの製造方法
【課題】光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供する。
【解決手段】基板と、基板上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、入射光を光電変換層の方向に集光するための集光部材と、を備え、集光部材が光電変換層に隣り合う位置に設置されている光センサ、その光センサを含む光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびにその光センサの製造方法である。
【解決手段】基板と、基板上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、入射光を光電変換層の方向に集光するための集光部材と、を備え、集光部材が光電変換層に隣り合う位置に設置されている光センサ、その光センサを含む光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびにその光センサの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサ、光センサアレイ、撮像素子、撮像装置および光センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレッツェルらは酸化チタン等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）。
【０００３】
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および特許文献２参照）。
【０００４】
これらの色素増感型光電変換素子は、対電極との電気的接合を液体レドックス電解質等の電解液によって行な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、上記の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。
【０００５】
また、電解液を用いない有機色素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と電子受容体とを混合した層を形成したバルクヘテロ接合型光電変換素子、あるいは透明電極と対電極との間に電子供与体層と電子受容体層とを挟んだスタック型（積層型）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）。
【０００６】
この光電変換素子の動作原理は、光励起により電子供与体（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り正孔と電子とが発生し、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、光電流が観測されるというものである。
【０００７】
次に、上記の構成の光電変換素子を応用したＸ線画像検出器について説明する。アモルファスシリコン光電変換素子は、太陽電池や複写機の感光ドラムとしての用途以外にも、フラットパネル型の放射線ディテクタ（ＦＰＤ）として医療分野でも応用されている。また、有機色素による光電変換素子においても、ＦＰＤへの応用が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６１０１６号公報
【特許文献２】特開２００２−９４１４６号公報
【特許文献３】特表２００２−５０２１２９号公報
【特許文献４】特開２００３−５０２８０号公報
【非特許文献１】Journal of the American Chemical Society 115 (1993) 6382
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＰＤとは、デジタル式のＸ線画像検出器の一種で、放射線画像をデジタル信号として読み出し、放射線写真フィルム（レントゲンフィルム等）を用いずに、パソコン等のモニターで診断することができるといったシステムである。ＦＰＤには、光電変換素子がＸ線を直接に吸収し、光電変換するもの（直接型ＦＰＤ）と、蛍光体によってＸ線を蛍光に変換し、その蛍光を光電変換素子が吸収して光電変換するもの（間接型ＦＰＤ）とがあり、アモルファスシリコン光電変換素子や有機色素による光電変換素子は、後者の間接型ＦＰＤに用いられる。
【０００９】
アモルファスシリコン光電変換素子を用いた間接型ＦＰＤの利点は、従来のアナログシステムに匹敵するほどの高画質の画像が得られることであるが、アモルファスシリコン光電変換素子は、アモルファスシリコン等の無機半導体物質を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上に微細加工する必要があり、非常に高度な技術と設備とを要するため、製品価格が非常に上昇してしまうという問題があった。
【００１０】
一方、有機色素による光電変換素子を用いた間接型ＦＰＤは、有機物を用いるため加工が非常に容易であり、製品価格が非常に安くなるといった利点がある。
【００１１】
しかしながら、有機色素による光電変換素子を用いた場合には、光電変換層におけるリーク電流（暗電流）が大きくなってしまい、暗く表示されるべき箇所が明るく表示されてしまうという問題があった。
【００１２】
このようなリーク電流の影響を小さくする方法としては、補助容量部を設けて、補助容量部の静電容量を利用するという方法がある。
【００１３】
しかしながら、光電変換層について工夫せずに、補助容量部の静電容量を大きくするだけでは、読み出し時定数が増大して、情報の読み出しが遅くなるという問題があった。また、光電変換素子の構成上の制限から補助容量部を大きくすることができないという問題もあった。
【００１４】
また、図２３に、従来のＣＣＤデバイスの画素部の一例の模式的な断面図を示す。このＣＣＤデバイスの画素部は、シリコン基板２３１上の光電変換素子２３０の受光面の面積が画素部の面積よりも小さい構成となっている。また、シリコン基板２３１上にはポリシリコン膜２３２も形成されており、ポリシリコン膜２３２および光電変換素子２３１の表面の一部には遮光膜２３３が形成されている。
【００１５】
また、遮光膜２３３の上方にはインナーレンズ２３４が設置されており、インナーレンズ２３４の上方にはカラーフィルタ２３５が設置されている。さらに、カラーフィルタ２３５の上方にはマイクロレンズ２３６が設置されている。
【００１６】
そして、マイクロレンズ２３６の上方からの入射光２３７はマイクロレンズ２３６によって屈折し、カラーフィルタ２３５を通って、さらにインナーレンズ２３６によって屈折した後に、光電変換素子２３０に集光される。
【００１７】
しかしながら、このＣＣＤデバイスにおいては、画素部の面積が小さいために、光電変換素子２３０の上方にマイクロレンズ２３６およびインナーレンズ２３４を設置せざるを得なくなっており、これらのレンズによる入射光の吸収によるロスが生じるという問題があった。
【００１８】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、基板と、基板上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、入射光を光電変換層の方向に集光するための集光部材と、を備え、集光部材が光電変換層に隣り合う位置に設置されている光センサである。
【００２０】
ここで、本発明の光センサにおいては、基板上に補助容量部が設けられており、光電変換層における静電容量が補助容量部における静電容量よりも小さいことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の光センサにおいては、光電変換層の厚さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の光センサにおいては、光電変換層が、画素電極の側面を被覆していることが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、上記の光センサが格子状に配列されている光センサアレイである。
また、本発明は、上記の光センサアレイを含む撮像素子である。
【００２４】
また、本発明は、上記の撮像素子を含む撮像装置である。
さらに、本発明は、基板上に画素電極および集光部材を形成する工程と、画素電極上に光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層を形成する工程と、光電変換層上に共通電極を形成する工程と、を含み、光電変換層および共通電極の少なくとも一方を液体を滴下させて形成する光センサの製造方法である。なお、本発明の光センサの製造方法においては、画素電極と集光部材の形成順序は特に限定されない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２７】
図１（ａ）に、本発明の光センサの一例の模式的な上面図を示し、図１（ｂ）に、図１（ａ）に示す光センサの模式的な断面図を示す。
【００２８】
ここで、光センサは、基板１上にゲート電極１１と補助容量電極９とが形成されており、ゲート電極１１および補助容量電極９を覆うようにしてゲート絶縁膜１０が形成されている。また、ゲート絶縁膜１０上にはソース電極１９とドレイン電極１２とが形成されており、ソース電極１９およびドレイン電極１２を覆うようにして活性層１３が形成されている。そして、ゲート絶縁膜１０、ゲート電極１１、ドレイン電極１２、ソース電極１９および活性層１３から能動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）が構成されている。
【００２９】
また、ゲート絶縁膜１０のソース電極１９側の端部が引き伸ばされることによって補助容量電極９を覆っている。保護層２を挟んで補助容量電極９と画素電極７とが重なっている部分により補助容量部が構成されている。
【００３０】
また、上記構成のＴＦＴを覆うようにして保護層２が形成されており、保護層２の表面上には接着層３および画素電極７が所定の間隔を空けてそれぞれ交互に帯状に形成されている。
【００３１】
また、それぞれの接着層３上には三角柱状の集光部材４が形成されており、集光部材４の間に設置されている画素電極７上には、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層６が形成されている。さらに、光電変換層６上には共通電極５が形成されている。また、保護層２にはソース電極１９と電気的に接続している連結電極８が形成されており、画素電極７は連結電極８と電気的に接続されているため、連結電極８は画素電極７とソース電極１９とを電気的に接続する役割を果たしている。
【００３２】
以上のような構成の光センサにおいては、集光部材４の上方から入射した光は直接光電変換層６に入射または集光部材４で反射した後に光電変換層６に入射し、当該光の入射によって光電変換層６で電荷が生じる。そして、共通電極５と画素電極７との間に印加されているバイアス電圧によって、画素電極７から電荷が取り出される。そして、画素電極７から連結電極８を介してＴＦＴのソース電極１９に電荷が転送される。
【００３３】
そして、ゲート電極１１への電圧の印加により、ＴＦＴのソース電極１９および／または補助容量部に保持されている電荷のドレイン電極１２への転送が行なわれて外部に取り出される。すなわち、ゲート電極１１への電圧の印加の有無により、ＴＦＴの電荷の放出の制御が行なわれる。
【００３４】
以上のような構成の本発明の光センサにおいては、集光部材４が光電変換層６に隣り合う位置に設置されており、この集光部材４の上方から入射した光は、集光部材４の表面で反射等して光電変換層６に入射させることができ、光電変換層６の受光面（集光部材４の設置側の表面）に集光することができるため、光電変換層６に入射する光量を多くすることができる。
【００３５】
したがって、本発明の光センサにおいては、光電変換層６の受光面の面積を小さくすることができるため、光電変換層６で発生するリーク電流（暗電流）の絶対量を低減することができることから、従来と比べて、光電変換層６に有機化合物を用いた場合でも光電変換層６におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる。
【００３６】
すなわち、光電変換層６の受光面を小さくすることにより、光電変換層６で発生するリーク電流（暗電流）の絶対量を低減することができるが、この場合には、光電変換層６の受光面の面積が小さくなる分だけ入射光の光量のロスが大きくなる。そこで、光電変換層６に隣り合う位置に、上記のように光電変換層６の受光面に集光することができる集光部材４を設置することにより、入射光の光量のロスを抑えることができるようになる。
【００３７】
たとえば、本発明の光センサにおいては、画素電極７の表面（集光部材４の設置側の表面）の面積は１画素の画素エリアの面積（図１（ａ）の破線によって区切られている１マスの領域の面積）の約２０％程度まで小さくすることができ、これにより、光電変換層６で発生するリーク電流（暗電流）の絶対量を低減することができる。そして、画素電極７の表面を小さくしたことによる容量の不足分は上記の補助容量部で補い、光量のロスは集光部材４によって補う。
【００３８】
このような構成とすることにより、本発明の光センサにおいては、従来の光特性を維持しながら、光電変換層６におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる。
【００３９】
なお、上記の１画素の画素エリアは、たとえば１辺が４００μｍの正方形状とすることができるが、これに限定されない。
【００４０】
ここで、本発明の光センサにおいては、光電変換層６における静電容量が上記の補助容量部における静電容量よりも小さいことが好ましい。この場合には、光電変換層６におけるリーク電流（暗電流）の発生量をより低減することができる傾向にある。
【００４１】
なお、光電変換層６における静電容量Ｃ１は下記の式（１）により算出することができ、補助容量部における静電容量Ｃ２は下記の式（２）により算出することができる。
【００４２】
Ｃ１＝（真空の誘電率ε０）×（光電変換層６の比誘電率εｒ）×（画素電極７の表面（集光部材４の設置側の表面）の面積Ｓ１）／（光電変換層６の厚さＤ１） …（１）
Ｃ２＝（真空の誘電率ε０）×（補助容量電極９と画素電極７との間に挟まれている部分の保護層２の表面（集光部材４の設置側の表面）の面積Ｓ２）／［{（ゲート絶縁膜１０上の保護層２の厚さＴ１）／（保護層２の比誘電率ε１）}＋{（ゲート絶縁膜１０の厚さＴ２）／（ゲート絶縁膜１０の比誘電率ε２）}］ …（２）
また、光電変換層６の厚さＤ１は２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。光電変換層６の厚さＤ１が２０ｎｍ未満である場合には光電変換層６中の凝集物が原因となって、リーク電流（暗電流）が急激に増大するおそれがある。光電変換層６の厚さＤ１が２００ｎｍを超える場合には光電変換層６において電流が流れる領域が大きくなってリーク電流（暗電流）が急激に増大するおそれがある。
【００４３】
図１８（ａ）に実験装置の一例の模式的な上面構成図を示し、図１８（ｂ）に図１８（ａ）に示す実験装置の模式的な断面構成図を示す。図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、この実験装置は、ガラス基板１８３上に、ＩＴＯからなる下部電極１８２、Ｐ３ＨＴ（Poly(3-hexylthiophene））とＰＣＢＭ（phenyl C61-butyric acid methyl ester）との混合物からなるバルクヘテロ接合型の光電変換層６、およびＡｌからなる上部電極１８１を順次積層した素子を１０個並列に接続した構成となっている。なお、図１８（ａ）および図１８（ｂ）においては、説明の便宜のため、２個の素子のみを示している。
【００４４】
ここで、上部電極１８１は１辺が１８０μｍの正方形状に形成されており、光電変換層６および下部電極１８２はそれぞれ１辺が４００μｍの正方形状に形成されている。
【００４５】
この実験装置は以下のようにして作製されたものである。まず、ＩＴＯ付きガラス基板のＩＴＯの表面上にフォトリソグラフィ技術を用いて下部電極１８２の形状となるレジストパターンを形成し、レジストパターンにより覆われていないＩＴＯをエッチングすることによってガラス基板１８３上にＩＴＯからなる下部電極１８２を形成する。
【００４６】
次に、ＣＦ4ガスを用いた減圧プラズマ法によって下部電極１８２が形成されたガラス基板１８３の全体を撥液処理する。そして、ガラス基板１８３の表面の下部電極１８２以外の部分をメタルマスクで遮蔽した後にＵＶオゾン照射することによって下部電極１８２の親液処理をする。
【００４７】
その後、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液をガラス基板１８３の表面の全体にスピンコート法により塗布する。これにより、上記の親液処理がされた下部電極１８２の部分のみに光電変換層６が形成される。最後にメタルマスクを用いてＡｌを上部電極１８１の形状に真空蒸着法により光電変換層６の表面上に蒸着させることによって、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示す構成の実験装置を作製した。
【００４８】
なお、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液は、図１９に示すようにして作製された。まず、メルク社製のＰ３ＨＴを１重量％添加したクロロホルムに超音波を５分間印加した溶液１９２を第１の容器１９０に収容し、フロンティアカーボン社製のＰＣＢＭを１重量％添加したクロロホルムに超音波を５分間印加した溶液１９３を第２の容器１９１に収容した。そして、第１の容器１９０に収容された溶液１９２と第２の容器１９１に収容された溶液１９３とを混合比率（重量比）が１：１の割合で混合するように第３の容器１９４中に収容し、その後、超音波を５分間印加することによってＰ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液１９５を作製した。
【００４９】
そして、上記のようにして、光電変換層６の厚さ（上部電極１８１と下部電極１８２との間の最短距離）の異なる（１０ｎｍ〜１０００ｎｍ）実験装置をそれぞれ作製し、それぞれの実験装置の上部電極１８１に０ボルトの電圧を印加するとともに、下部電極１８２に−２ボルトの電圧を印加して、電流密度を測定した。その結果を表１に示す。なお、電流密度の測定時には、実験装置を構成する素子は暗箱内に設置された。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１に示すように、光電変換層６の厚さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である場合には測定した電流密度は０．１μＡ／ｃｍ2となって、光電変換層６の厚さが１８ｎｍ以下の場合および２０５ｎｍ以上の場合と比べて電流密度が低減できていることが確認された。
【００５２】
これは、光電変換層６の厚さが１８ｎｍ以下である場合には、未溶解のＰ３ＨＴおよび／またはＰＣＢＭが凝集物となってリークパスを生じていると考えられるためである。確認のために、図１９に示すようにして作製したＰ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液１９５をガラス基板の表面上に塗布し、顕微鏡観察を行なったところ、粒径が１０〜２０ｎｍ弱程度の凝集物が多く観察された。
【００５３】
また、光電変換層６の厚さが２００ｎｍを超えている場合には、光電変換層６において電流が流れる領域が大きく、すなわち、電界が広がるためと考えられる。また、光電変換層６が厚く形成されることによる光電変換層６のムラに起因する電界集中も考えられる。
【００５４】
また、本発明においては、たとえば図１（ａ）に示すように、光電変換層６が、画素電極７の側面を覆っていることが好ましい。この場合には、画素電極７からの電流のリークを有効に抑止することができる傾向にある。ここで、光電変換層６は、画素電極７の側面の少なくとも一部を覆っていればよいが、たとえば図１（ａ）に示すように、画素電極７の全側面を覆っていることがより好ましい。
【００５５】
なお、上記において、基板１としては、絶縁性材料からなる基板であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ガラス基板または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）、ポリエーテルサルホン（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、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム基板を用いることができる。
【００５６】
また、上記において、保護層２としては、絶縁性材料からなる材料からなるものであれば特に限定なく用いることができる。
【００５７】
また、上記において、接着層３としては、集光部材４を接着することができる機能を有する材質からなるものであれば特に限定なく用いることができる。
【００５８】
また、上記において、集光部材４としては、入射光を反射させることにより光電変換層６に入射光を集光する反射部材が用いられているが、光電変換層６に隣り合う位置に配置されて入射光を光電変換層６に集光できる機能を有する部材であれば特に限定なく用いることができる。
【００５９】
また、上記において、画素電極７、連結電極８、補助容量電極９、ゲート電極１１、ドレイン電極１２およびソース電極１９としては、それぞれ導電性材料であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＳｎＯ、ＺｎＯ等の透明導電膜または従来から公知の導電性有機材料等を用いることができる。また、共通電極５としては、入射光を透過させる導電性材料を特に限定なく用いることができる。
【００６０】
また、上記において、光電変換層６としては、光の入射により電荷を生じさせる従来から公知の有機化合物を用いることができ、たとえば、電子供与体として機能する有機化合物と電子受容体として機能する有機化合物とを混合した層からなるバルクヘテロ接合型または電子供与体として機能する有機化合物からなる層と電子受容体として機能する有機化合物からなる層とを積層したスタック型の光電変換層等を用いることができる。ここで、電子供与体として機能する有機化合物としてはＰ３ＨＴ等を用いることができ、電子受容体として機能する有機化合物としてはＰＣＢＭ等を用いることができる。
【００６１】
また、上記においては、光電変換層６と画素電極７との間に、たとえば、ＰＥＤＯＴ（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)）とＰＳＳ（Poly(4-styrenesulfonate)）との混合物からなるバッファ層等が形成されていてもよい。
【００６２】
また、上記において、ゲート絶縁膜１０としては、絶縁性材料であれば特に限定なく用いることができるが、たとえば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリイミド系等の熱可塑性または熱硬化性の樹脂等を用いることができる。
【００６３】
また、上記において、活性層１３としては、絶縁性有機材料に限定されるものではないが、印刷や塗布等の方法により活性層１３を形成することができる点で絶縁性有機材料を用いることが好ましい。活性層１３に用いられる絶縁性有機材料としては、たとえば、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）等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等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、フルオレンとバイ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等を用いることができる。
【００６４】
以下に、上記の構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例について説明する。まず、図２の模式的断面図に示すように、基板１上に帯状にパターンニングされたゲート電極１１および補助容量電極９を形成する。
【００６５】
ここで、ゲート電極１１および補助容量電極９は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、基板１の表面上に、ゲート電極１１および補助容量電極９の形成領域以外の領域を被覆するようにレジストパターンを形成し、真空蒸着法等によって金属等を積層した後に、リフトオフによって積層した金属等とともにレジストパターンを除去することにより形成することができる。
【００６６】
なお、ゲート電極１１および補助容量電極９の形成方法は上記の方法に限定されず、ゲート電極１１および補助容量電極９を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、上記以外にもマスク蒸着法または各種印刷法等を用いることもできる。また、上記の方法では、特にリフトオフを用いなくてもよく、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極１１および補助容量電極９を所望の形状にパターンニングしてもよい。
【００６７】
次に、図３の模式的断面図に示すように、基板１の表面上に、ゲート電極１１および補助容量電極９を覆うようにゲート絶縁膜１０を形成する。
【００６８】
ここで、ゲート絶縁膜１０の形成方法としては、ゲート絶縁膜１０を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ゲート絶縁膜１０を構成する樹脂を塗布する方法等を用いることができる。
【００６９】
続いて、図４の模式的断面図に示すように、ゲート絶縁膜１０の表面上にソース電極１９およびドレイン電極１２を形成し、ソース電極１９およびドレイン電極１２のそれぞれの表面の一部を覆うようにしてゲート絶縁膜１０に接する活性層１３を形成する。
【００７０】
ここで、ソース電極１９およびドレイン電極１２の形成方法は、ソース電極１９およびドレイン電極１２を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば上記のゲート電極１１および補助容量電極９と同様の方法で形成することができる。
【００７１】
また、活性層１３の形成方法も特に限定されず、たとえば、活性層１３を構成する絶縁性有機材料を印刷または塗布する方法により形成することができる。
【００７２】
以上により、ゲート絶縁膜１０、ゲート電極１１、ドレイン電極１２、ソース電極１９および活性層１３からなるＴＦＴが形成される。
【００７３】
次に、図５の模式的断面図に示すように、上記のようにして基板１上に形成されたＴＦＴを覆うようにして保護層２を形成する。
【００７４】
ここで、保護層２の形成方法は特に限定されず、たとえば、スピンコート法等を用いることができる。
【００７５】
次に、図６の模式的断面図に示すように、保護層２の一部をゲート絶縁膜１０の表面が露出するまで除去することによりコンタクトホール１４を形成する。
【００７６】
ここで、コンタクトホール１４の方法としては、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、保護層２の表面上の保護層２の除去領域以外の領域を被覆するようにレジストパターンを形成した後に、エッチング等によってゲート絶縁膜１０が露出するまで保護層２の一部を除去し、その後、レジストパターンを除去することによって、コンタクトホール１４を形成することができる。なお、コンタクトホール１４の形成方法は上記の方法に限定されず、保護層２の一部を除去できる形成方法であれば特に限定なく用いることができる。
【００７７】
次に、図７の模式的断面図に示すように、コンタクトホール１４を導電性材料で埋めることによって連結電極８を形成する。
【００７８】
ここで、連結電極８の形成方法は特に限定されず、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、上記のコンタクトホール１４の形成後の保護層２の表面上にコンタクトホール１４の形成領域に開口部を有するマスクを設置し、その後、スパッタ法または真空蒸着法等によってコンタクトホール１４を金属等で埋めることによって形成することができる。
【００７９】
次に、図８の模式的断面図に示すように、保護層２の表面から露出している連結電極８に接するように画素電極７を形成し、保護層２の表面上の画素電極７の間の領域に接着層３を形成する。
【００８０】
ここで、画素電極７の形成方法は、画素電極７の形状を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができる。
【００８１】
また、接着層３の形成方法も特に限定なく、たとえば、接着剤を所定のパターンに塗布する方法等を用いることができる。
【００８２】
次に、図９の模式的断面図に示すように、接着層３の表面上に集光部材４を設置して、接着層３に集光部材４を貼り付ける。
【００８３】
その後、図１０の模式的断面図に示すように、たとえばインクジェット法を用いて、第１のインクジェットヘッドノズル１５から光電変換層６形成用の液体（たとえば、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液）である光電変換層液状前駆体１７を集光部材４の間の領域に塗布することによって光電変換層６を形成した後に、第２のインクジェットヘッドノズル１６から共通電極５形成用の液体（たとえば、ＰＥＤＯＴとＰＳＳとの混合液）である共通電極液状前駆体１８を塗布することによって共通電極５を形成する。
【００８４】
これにより、図１（ａ）および（ｂ）に示す構成の本発明の光センサを作製することができる。
【００８５】
図１１に、本発明の光センサの他の一例の模式的な上面図を示す。図１１に示す光センサにおいては、光電変換層６の外周がすべて集光部材４で取り囲まれていることを特徴としている。すなわち、本発明においては、入射光を光電変換層６の方向に集光するための集光部材４が光電変換層６に隣り合う位置に設置されていれば、光電変換層６の外周の一部が光電変換層６に隣り合っていてもよく、光電変換層６の外周のすべてが光電変換層６に隣り合っていてもよい。また、本発明においては、光電変換層６と集光部材４とは必ずしも接している必要はなく、光電変換層６と集光部材４とが間隔を空けて配置されていてもよい。
【００８６】
なお、本発明に用いられる集光部材４は、たとえば以下のようにして作製することができる。まず、図１２の模式的断面図に示すように、所定の形状に溝が形成された金型１２０を用意し、その金型１２０の溝に樹脂を充填した後に樹脂を剥離することによって、金型１２０の溝の形状に成形された樹脂からなる集光部材前駆体１２１を形成する。ここで、たとえば、集光部材前駆体１２１の略三角形状の断面の底辺は約２５０μｍ程度の長さとし、高さは約３００μｍ程度とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００８７】
次に、その集光部材前駆体１２１の表面にＡｌ等の反射率の高い金属を蒸着等することによって集光部材４を形成する。そして、上記のようにして形成された集光部材４を図１３の模式的斜視図に示すようにシート１３０上に設置する。そして、シート１３０とシート１３０上に設置された集光部材４とからなる集光部材シートが形成される。その後、集光部材シートから集光部材４を切り取って上記の接着層３上に貼り付けることによって、集光部材４を接着層３上に設置することができる。なお、本発明においては、集光部材４を切り取らずに集光部材シートをそのまま接着層３に貼り付けてもよい。
【００８８】
また、集光部材シートの作製方法の他の一例を図１４〜図１６に図解する。まず、図１４の模式的構成図に示すように、片面が易接着処理された２軸延伸ＰＥＴで厚さが７５μｍのフィルム基材１４０をプライマーの塗布ロール１４３と圧胴ロール１４４との間を通過させる。ここで、インキパン１４２に収容されたプライマー１４１は、塗布ロール１４３に転写され、塗布ロール１４３に転写されたプライマーは、フィルム基材１４０が塗布ロール１４３と圧胴ロール１４４との間を通過する時にフィルム基材１４０に転写される。
【００８９】
次に、プライマーの転写後のフィルム基材１４０は乾燥ゾーン１４５で乾燥された後に、フィルム基材１４０のプライマー塗布側の表面を、ノズル塗工装置１４１０から排出された紫外線硬化型樹脂１４１１が凹部に充填されたロール凹版１４９の表面上にニップロール１４６によって密着させる。
【００９０】
続いて、紫外線照射装置１４７から紫外線を紫外線硬化型樹脂１４１１に照射することによって、紫外線硬化型樹脂１４１１を硬化させてフィルム基材１４０と一体化させる。
【００９１】
その後、フィルム基材１４０がニップロール１４８を通過する時に、ロール凹版１４９からフィルム基材１４０を剥離することによって賦型フィルムシート１４１２を得る。
【００９２】
ここで、上記において、紫外線硬化型樹脂１４１１としては、たとえば、ウレタンアクリル系多官能プレポリマーを主成分とするもの等を用いることができる。
【００９３】
図１５（ａ）〜（ｃ）に、上記のようにして作製した賦型フィルムシート１４１２の一例の模式的な斜視図を示す。ここで、図１５（ａ）に示す構成の賦型フィルムシート１４１２においては、紫外線硬化型樹脂１４１１が三角プリズム形状に形成されている。また、図１５（ｂ）に示す賦型フィルムシート１４１２においては、紫外線硬化型樹脂１４１１が波形状に形成されている。また、図１５（ｃ）に示す賦型フィルムシート１４１２においては、紫外線硬化型樹脂１４１１がピラミッド形状に形成されている。
【００９４】
次に、図１６（ａ）の模式的断面図に示すように、たとえば図１５（ａ）に示す賦型フィルムシート１４１２を射出成形機の金型内にセットする。ここで、賦型フィルムシート１４１２は、平板状の雌型１６６と口の字状の雌型１６５との間に挟まれ、口の字状の雌型１６５側に開口部１６３を有する雄型１６４が設置されている。
【００９５】
続いて、図１６（ｂ）の模式的断面図に示すように、口の字状の雌型１６５の表面上に雄型１６４が接するようにして設置される。そして、図１６（ｃ）の模式的断面図に示すように、雄型１６４の開口部１６３から樹脂１６７を注入する。その後、樹脂１６７を冷却等することによって樹脂１６７を硬化させる。
【００９６】
次に、図１６（ｄ）の模式的断面図に示すように、口の字状の雌型１６５、平板状の雌型１６６および雄型１６４をそれぞれ互いに引き離すことによって脱型を行なう。そして、樹脂１６７が硬化された後の賦型フィルムシート１４１２を射出成形機の金型から取り出し、図１６（ｅ）の模式的断面図に示すように、賦型フィルムシート１４１２から樹脂１６７を脱離させる。その後、賦型フィルムシート１４１２から脱離させた樹脂１６７の表面上にＡｌ等の反射率の高い金属を蒸着等することによって集光部材４を形成して集光部材シートが形成される。
【００９７】
また、集光部材シートの作製方法のさらに他の一例を図１７（ａ）〜（ｃ）の模式的断面図に図解する。
【００９８】
まず、図１７（ａ）に示すように、たとえば図１５（ｂ）に示す構成の賦型フィルムシート１４１２を加熱プレス機の金型内にセットする。ここで、賦型フィルムシート１４１２は、上部加熱板１７０と下部加熱板１７４との間に樹脂１６７とともに設置する。
【００９９】
次に、図１７（ｂ）に示すように、上部加熱板１７０を下部加熱板１７４側にプレスすることによって樹脂１６７を加熱して溶融させるとともに賦型フィルムシート１４１２の紫外線硬化型樹脂１４１１の形状に樹脂１６７を成形する。
【０１００】
続いて、成形された樹脂１６７を冷却等することによって樹脂１６７を硬化させた後に、図１７（ｃ）に示すように、賦型フィルムシート１４１２から樹脂１６７を脱離させる。その後、賦型フィルムシート１４１２から脱離させた樹脂１６７の表面上にＡｌ等の反射率の高い金属を蒸着等することによって集光部材４を形成して集光部材シートが形成される。
【０１０１】
なお、集光部材４の形成方法は上記の方法に限定されず、たとえば、フォトリソグラフィ技術、マイクロコンタクトプリント、ダイシング（切削）加工、電気鋳造法等を利用して適宜作製することが可能である。
【０１０２】
また、上記構成の本発明の光センサは、格子状に配列させられることによって光センサアレイを構成し、そのように構成された光センサはたとえば撮像素子に好適に用いることができる。また、本発明の光センサを含む撮像素子は、たとえばＦＰＤ等の撮像装置に好適に用いることができる。
【０１０３】
図２０に、本発明の光センサが格子状に配列させられることによって形成された光センサアレイを含む撮像素子の一例である放射線画像検出器の模式的な斜視透視図を示す。
【０１０４】
ここで、放射線画像検出器には、撮像パネル２０１、放射線画像検出器の動作を制御する制御回路２０５、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）等を用いて撮像パネル２０１から出力された画像信号を記憶し、記憶した画像信号の読み出しが可能なメモリ部２０６、放射線画像検出器の動作を切り換えるための操作部２０３、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部２０６に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部２０２、撮像パネル２０１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２０９、放射線画像検出器とその放射線画像検出器を含む撮像装置の画像処理部との間で通信を行うための通信用のコネクタ２０４およびこれらを収納する筐体２００が設けられている。
【０１０５】
また、撮像パネル２０１は、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電荷を読み出す走査駆動回路２０８および蓄積された電荷を画像信号として出力する信号選択回路２０７を有している。
【０１０６】
図２１に、図２０に示す放射線画像検出器の回路構成を示す。撮像パネル２０１にはたとえば図１（ａ）および図１（ｂ）に示される本発明の光センサが設置されており、本発明の光センサの１つの画素電極７が放射線画像の１画素に対応する。なお、この放射線画像検出器においては、画素電極７は本発明の光センサに照射された放射線の強度に応じて蓄積された電荷を読み出すために用いられる。
【０１０７】
ここで、画素間には走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍと信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３、・・・２１２−ｎとがたとえば直交するように配設されている。
【０１０８】
また、撮像パネル２０１には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される本発明の光センサのゲート絶縁膜１０、ゲート電極１１、ドレイン電極１２、ソース電極１９および活性層１３から構成されているＴＦＴ２１１−（１，１）が設置されている。
【０１０９】
また、撮像パネル２０１には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される本発明の光センサの補助容量部２１０−（１，１）が設置されている。
【０１１０】
なお、上記で説明したように、画素電極７、補助容量部２１０−（１，１）およびＴＦＴ２１１−（１，１）は電気的に接続されている。また、撮像パネル２０１に設置された本発明の光センサのＴＦＴのゲート電極１１は走査線２１３−１に接続されており、ドレイン電極１２は信号線２１２−１に接続されている。また、本発明の光センサのＴＦＴのソース電極１９は画素電極７に接続されている。また、本発明の光センサの共通電極５は図示しないバイアス電源に接続されており、共通電極５には負のバイアス電圧が印加されている。ここでは、１つの画素に注目して説明したが、他の画素についても同様に、画素電極、補助容量部、ＴＦＴ、走査線および信号線が接続される。
【０１１１】
また、撮像パネル２０１には、信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３、・・・２１２−ｎに、たとえばドレイン電極が接続された初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎが設けられている。この初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎのソース電極は接地されている。また、この初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎのゲート電極はリセット線２１４と接続されている。
【０１１２】
また、撮像パネル２０１の走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍとリセット線２１４は走査駆動回路２０８に接続されている。
【０１１３】
このような回路構成を有する放射線画像検出器においては、走査駆動回路２０８から走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍのうちの１つ走査線２１３−ｐ（ｐは１〜ｍのいずれか１つの値）に読出信号ＲＳが供給されると、この走査線２２３−ｐに接続されたＴＦＴ２１１−（ｐ，１）〜２１１−（ｐ，ｎ）がオン状態にされて、蓄積された電荷が信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３〜２１２−ｎにそれぞれ読み出される。信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３〜２１２−ｎは、信号選択回路２０７の信号変換器２１６−１、２１６−２、２１６−３、・・・２１６−ｎに接続されており、信号変換器２１６−１、２１６−２、２１６−３、・・・２１６−ｎでは信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３〜２１２−ｎ上に読み出された電荷量に比例する電圧信号ＳＶ−１、ＳＶ−２、ＳＶ−３、・・・ＳＶ−ｎを生成する。この信号変換器２１６−１、２１６−２、２１６−３、・・・２１６−ｎから出力された電圧信号ＳＶ−１、ＳＶ−２、ＳＶ−３、・・・ＳＶ−ｎはレジスタ２１７に供給される。
【０１１４】
レジスタ２１７では、供給された電圧信号が順次選択されて、Ａ／Ｄ変換器２１８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ィジタルの画像信号ＤＰとされて制御回路２０５に供給される。また、制御回路２０５は、走査駆動回路２０８に読出信号ＲＣを供給して、走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍの各々について順次、走査駆動回路２０８を介して読出信号ＲＳを供給して画像走査を行い、上記と同様にして走査線毎のディジタルの画像信号を取り込む。そして、放射線画像の画像信号の生成を行う。なお、制御回路２０５は、制御信号ＳＣを信号選択回路２０７に供給して、信号選択回路２０７の制御を行なう。
【０１１５】
なお、走査駆動回路２０８からリセット信号ＲＴをリセット線２１４に供給してトランジスタ２１５−１〜２１５−ｎをオン状態とするとともに、走査線２１３−１〜２１３−ｍに読出信号ＲＳを供給してＴＦＴ２１１−（１，１）〜２１１（ｍ，ｎ）をオン状態とすると、蓄えられた電荷が初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎを介して放出して撮像パネル２０１の初期化を行なうことができる。
【０１１６】
また、制御回路２０５には、表示部２０２、操作部２０３、コネクタ２０４およびメモリ部２０６が接続されており、これらは電源部２０９からの電力の供給により駆動する。ここで、制御回路２０５においては、操作部２０３からの操作信号ＰＳに基づいて放射線画像検出器の動作が制御される。操作部２０３には複数のスイッチが設けられており、操作部２０３からのスイッチ操作に応じた操作信号ＰＳが制御回路２０５に供給されることにより、制御回路２０５にて撮像パネル２０１の初期化や放射線画像の画像信号の生成が行われる。また、放射線画像の画像信号の生成は、放射線発生器から放射線照射終了信号ＤFEがコネクタ２０４を介して供給されたときに行うものとすることもできる。さらに、制御回路２０５で生成した画像信号ＤＴをメモリ部２０６に記憶させる処理等も行うことができる。また、制御回路２０５から表示信号ＤＳを表示部２０２に供給することによって、表示部２０２は放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部２０６に所定量の画像信号が書き込まれたことを表示する。
【０１１７】
図２２に、図２０に示す構成の放射線画像検出器を含む撮像装置の一例の模式的な構成を示す。ここで、この撮像装置においては、放射線発生器２２２から放射された放射線は、被写体（医療施設ではたとえば患者）２２０を通して図２０に示す構成の放射線画像検出器２２１に照射される。そして、放射線画像検出器２２１では、照射された放射線の強度に基づいて画像信号ＤFEを生成する。この生成された画像信号ＤFEは、放射線画像検出器２２１に接続されている画像処理部２２３によって読み出される。または、放射線画像検出器２２１に装着されたたとえば半導体メモリカード等の携帯可能な記録媒体に蓄積された後、この記録媒体を放射線画像検出器２２１から取り外して画像処理部２２３に装着することによって画像処理部２２３に供給される。
【０１１８】
画像処理部２２３においては、放射線画像検出器２２１で生成された画像信号ＤFEに対してシェーディング補正やゲイン補正、階調補正、エッジ強調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理等を施して、診断等に適した画像信号となるように処理を行なうことができる。また、画像処理部２２３には、陰極管や液晶表示素子あるいはプロジェクタ等を用いて構成された画像表示部２２５が接続されており、この画像処理部２２３においては、画像処理中の画像信号や画像処理完了後の画像信号に基づく画像を表示することができる。
【０１１９】
また、画像処理部２２３においては、画像の拡大や縮小を行うとともに画像信号の蓄積や転送を容易とするために画像信号の圧縮や伸長処理も行なうことができる。このため、画像表示部２２５に表示されている画像を拡大したり縮小することで、撮影部位の確認や処理状態を容易に行うことができる。また、表示された画像や表示された画像の領域を指定させて、指定された画像や指定された領域に対して適切な画像処理を自動的に行うことも可能となる。
【０１２０】
また、画像処理部２２３には、キーボード、マウス、ポインターなどを用いて構成された情報入力部２２４が接続されており、この情報入力部２２４によって患者情報等を入力し、付加情報を画像信号に付け加えることができる。また、画像処理の指定や画像信号の保存や読み出し、ネットワークを介した画像信号の送受信を行う際の指示等も情報入力部２２４から行なわれる。
【０１２１】
また、画像処理部２２３には、さらに、画像出力部２２８、画像保存部２２６およびコンピュータ支援画像自動診断部(ＣＡＤ)２２７がそれぞれ接続されている。
【０１２２】
また、画像出力部２２８では、記録紙やフイルム等に放射線画像を表示させて出力する。たとえば、銀塩写真フィルムを用いるものとして、画像信号に基づき露光を行ない、この露光された銀塩写真フィルムの現像処理を行なうことで放射線画像を銀画像として描き出して出力することができる。
【０１２３】
また、記録紙に放射線画像を印刷して出力する場合には、画像信号に基づいてインクに圧力をかけて細いノズルの先端からインクを記録紙に吹き付けて印刷するインクジェットプリンタ、画像信号に基づいてインクを溶融あるいは昇華させて記録紙に画像を転写するサーマルプリンタ、画像信号に基づきレーザ光で感光体上を走査して、感光体上に付着したトナーを紙に転写してから熱と圧力で定着させることにより記録紙に画像を形成するレーザプリンタ等を用いて画像出力部２２８を構成することができる。
【０１２４】
また、画像保存部２２６においては、放射線画像の画像信号を必要に応じて適宜読み出すことができるように保存することができる。この画像保存部２２６は、たとえば磁気的、ホログラム素子、穿孔、色素分布変化等を利用することにより画像信号を保存することができる。
【０１２５】
また、ＣＡＤ２２７は、たとえば、撮影された放射線画像のコンピュータ処理やコンピュータ解析を行い、診断に必要な情報を医師に提供することで病変の見落としがないように診断支援を行なうことができる。また、ＣＡＤ２２７は、たとえば、コンピュータ処理やコンピュータ解析結果に基づいて、診断を自動的に行なうことができる。
【０１２６】
また、放射線画像の画像信号は、上述の画像出力部２２８、画像保存部２２６およびＣＡＤ２２７だけでなく、いわゆるＬＡＮ、インターネットおよびＰＡＣＳ(医療画像ネットワーク)等のネットワーク２２１４を介して、病院施設内の他の部署あるいは遠隔地にも送付することができる。
【０１２７】
また、このネットワーク２２１４を介して、ＣＴ（Computed Tomography）２２９やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）２２１０から得られた画像信号、ＣＲ（Computed Radiography）や他のＦＰＤ２２１１から得られた画像信号、およびその他の検査情報等も送付可能とされており、放射線画像検出器２２１で得られた放射線画像と比較検討するために、ネットワーク２２１４を介して送付されてきた画像信号や検査情報等を画像表示部２２５で表示したり画像出力部２２８から出力させることもできる。
【０１２８】
また、送付されてきた画像信号や検査情報等を画像保存部２２６に保存させることもできる。また、放射線画像検出器２２１で得られた放射線画像の画像信号等を外部画像保存装置２２１２に保存させるものとしたり、外部画像表示装置２２１３の表示画面上に、放射線画像検出器２２１で得られた放射線画像を表示することも行なうこともできる。
【０１２９】
今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明によれば、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】（ａ）は本発明の光センサの一例の模式的な上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す光センサの模式的な断面図である。
【図２】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図３】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図４】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図６】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図７】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図８】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図９】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１０】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１１】本発明の光センサの他の一例の模式的な上面図である。
【図１２】本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１３】本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の一例の工程の一部を図解する模式的な斜視図である。
【図１４】本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の他の一例の工程の一部を図解する模式的構成図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いられる賦型フィルムシートの一例の模式的な斜視図である。
【図１６】（ａ）〜（ｅ）は本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の他の一例の工程の一部を図解する模式的断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いられる集光部材シートの作製方法のさらに他の一例の工程の一部を図解する模式的断面図である。
【図１８】（ａ）は実験装置の一例の模式的な上面構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す実験装置の模式的な断面構成図である。
【図１９】実験で用いられた光電変換層を作製するための混合液の調製方法を図解する模式図である。
【図２０】本発明の光センサが格子状に配列させられることによって形成された光センサアレイを含む撮像素子の一例である放射線画像検出器の模式的な斜視透視図である。
【図２１】図２０に示す放射線画像検出器の回路構成図である。
【図２２】図２０に示す構成の放射線画像検出器を含む撮像装置の一例の模式的な構成図である。
【図２３】従来のＣＣＤデバイスの画素部の一例の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 基板、２ 保護層、３ 接着層、４ 集光部材、５ 共通電極、６ 光電変換層、７ 画素電極、８ 連結電極、９ 補助容量電極、１０ ゲート絶縁膜、１１ ゲート電極、１２ ドレイン電極、１３ 活性層、１４ コンタクトホール、１５ 第１のインクジェットヘッドノズル、１６ 第２のインクジェットヘッドノズル、１７ 光電変換層液状前駆体、１８ 共通電極液状前駆体、１９ ソース電極、１２０ 金型、１２１ 集光部材前駆体、１３０ シート、１４０ フィルム基材、１４１ プライマー、１４２ インキパン、１４３ 塗布ロール、１４４ 圧胴ロール、１４５ 乾燥ゾーン、１４６，１４８ ニップロール、１４７ 紫外線照射装置、１４９ ロール凹版、１６３ 開口部、１６４ 雄型、１６５，１６６ 雌型、１６７ 樹脂、１７０ 上部加熱板、１７４ 下部加熱板、１８１ 上部電極、１８２ 下部電極、１８３ ガラス基板、１９０ 第１の容器、１９１ 第２の容器、１９２，１９３ 溶液、１９４ 第３の容器、１９５ 混合液、２０１ 撮像パネル、２０２ 表示部、２０３ 操作部、２０４ コネクタ、２０５ 制御回路、２０６ メモリ部、２０７ 信号選択回路、２０８ 走査駆動回路、２０９ 電源部、２１０ 補助容量部、２１１ ＴＦＴ、２１２ 信号線、２１３ 走査線、２１４ リセット線、２１５ トランジスタ、２１６ 信号変換器、２１７ レジスタ、２１８ Ａ／Ｄ変換器、２２０ 被写体、２２１ 放射線画像検出器、２２２ 放射線発生器、２２３ 画像処理部、２２４ 情報入力部、２２５ 画像表示部、２２６ 画像保存部、２２７ ＣＡＤ、２２８ 画像出力部、２２９ ＣＴ、２３０ 光電変換素子、２３１ シリコン基板、２３２ ポリシリコン膜、２３３ 遮光膜、２３４ インナーレンズ、２３５ カラーフィルタ、２３６ マイクロレンズ、２３７ 入射光、１４１０ ノズル塗工装置、１４１１ 紫外線硬化型樹脂、１４１２ 賦型フィルムシート、２２１０ ＭＲＩ、２２１１ ＦＰＤ、２２１２ 外部画像保存装置、２２１３ 外部画像表示装置、２２１４ ネットワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサ、光センサアレイ、撮像素子、撮像装置および光センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
グレッツェルらは酸化チタン等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）。
【０００３】
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および特許文献２参照）。
【０００４】
これらの色素増感型光電変換素子は、対電極との電気的接合を液体レドックス電解質等の電解液によって行な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、上記の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。
【０００５】
また、電解液を用いない有機色素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と電子受容体とを混合した層を形成したバルクヘテロ接合型光電変換素子、あるいは透明電極と対電極との間に電子供与体層と電子受容体層とを挟んだスタック型（積層型）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）。
【０００６】
この光電変換素子の動作原理は、光励起により電子供与体（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り正孔と電子とが発生し、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、光電流が観測されるというものである。
【０００７】
次に、上記の構成の光電変換素子を応用したＸ線画像検出器について説明する。アモルファスシリコン光電変換素子は、太陽電池や複写機の感光ドラムとしての用途以外にも、フラットパネル型の放射線ディテクタ（ＦＰＤ）として医療分野でも応用されている。また、有機色素による光電変換素子においても、ＦＰＤへの応用が提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２０００−２６１０１６号公報
【特許文献２】特開２００２−９４１４６号公報
【特許文献３】特表２００２−５０２１２９号公報
【特許文献４】特開２００３−５０２８０号公報
【非特許文献１】Journal of the American Chemical Society 115 (1993) 6382
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＰＤとは、デジタル式のＸ線画像検出器の一種で、放射線画像をデジタル信号として読み出し、放射線写真フィルム（レントゲンフィルム等）を用いずに、パソコン等のモニターで診断することができるといったシステムである。ＦＰＤには、光電変換素子がＸ線を直接に吸収し、光電変換するもの（直接型ＦＰＤ）と、蛍光体によってＸ線を蛍光に変換し、その蛍光を光電変換素子が吸収して光電変換するもの（間接型ＦＰＤ）とがあり、アモルファスシリコン光電変換素子や有機色素による光電変換素子は、後者の間接型ＦＰＤに用いられる。
【０００９】
アモルファスシリコン光電変換素子を用いた間接型ＦＰＤの利点は、従来のアナログシステムに匹敵するほどの高画質の画像が得られることであるが、アモルファスシリコン光電変換素子は、アモルファスシリコン等の無機半導体物質を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）上に微細加工する必要があり、非常に高度な技術と設備とを要するため、製品価格が非常に上昇してしまうという問題があった。
【００１０】
一方、有機色素による光電変換素子を用いた間接型ＦＰＤは、有機物を用いるため加工が非常に容易であり、製品価格が非常に安くなるといった利点がある。
【００１１】
しかしながら、有機色素による光電変換素子を用いた場合には、光電変換層におけるリーク電流（暗電流）が大きくなってしまい、暗く表示されるべき箇所が明るく表示されてしまうという問題があった。
【００１２】
このようなリーク電流の影響を小さくする方法としては、補助容量部を設けて、補助容量部の静電容量を利用するという方法がある。
【００１３】
しかしながら、光電変換層について工夫せずに、補助容量部の静電容量を大きくするだけでは、読み出し時定数が増大して、情報の読み出しが遅くなるという問題があった。また、光電変換素子の構成上の制限から補助容量部を大きくすることができないという問題もあった。
【００１４】
また、図２３に、従来のＣＣＤデバイスの画素部の一例の模式的な断面図を示す。このＣＣＤデバイスの画素部は、シリコン基板２３１上の光電変換素子２３０の受光面の面積が画素部の面積よりも小さい構成となっている。また、シリコン基板２３１上にはポリシリコン膜２３２も形成されており、ポリシリコン膜２３２および光電変換素子２３１の表面の一部には遮光膜２３３が形成されている。
【００１５】
また、遮光膜２３３の上方にはインナーレンズ２３４が設置されており、インナーレンズ２３４の上方にはカラーフィルタ２３５が設置されている。さらに、カラーフィルタ２３５の上方にはマイクロレンズ２３６が設置されている。
【００１６】
そして、マイクロレンズ２３６の上方からの入射光２３７はマイクロレンズ２３６によって屈折し、カラーフィルタ２３５を通って、さらにインナーレンズ２３６によって屈折した後に、光電変換素子２３０に集光される。
【００１７】
しかしながら、このＣＣＤデバイスにおいては、画素部の面積が小さいために、光電変換素子２３０の上方にマイクロレンズ２３６およびインナーレンズ２３４を設置せざるを得なくなっており、これらのレンズによる入射光の吸収によるロスが生じるという問題があった。
【００１８】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、基板と、基板上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、入射光を光電変換層の方向に集光するための集光部材と、を備え、集光部材が光電変換層に隣り合う位置に設置されている光センサである。
【００２０】
ここで、本発明の光センサにおいては、基板上に補助容量部が設けられており、光電変換層における静電容量が補助容量部における静電容量よりも小さいことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の光センサにおいては、光電変換層の厚さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の光センサにおいては、光電変換層が、画素電極の側面を被覆していることが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、上記の光センサが格子状に配列されている光センサアレイである。
また、本発明は、上記の光センサアレイを含む撮像素子である。
【００２４】
また、本発明は、上記の撮像素子を含む撮像装置である。
さらに、本発明は、基板上に画素電極および集光部材を形成する工程と、画素電極上に光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層を形成する工程と、光電変換層上に共通電極を形成する工程と、を含み、光電変換層および共通電極の少なくとも一方を液体を滴下させて形成する光センサの製造方法である。なお、本発明の光センサの製造方法においては、画素電極と集光部材の形成順序は特に限定されない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２７】
図１（ａ）に、本発明の光センサの一例の模式的な上面図を示し、図１（ｂ）に、図１（ａ）に示す光センサの模式的な断面図を示す。
【００２８】
ここで、光センサは、基板１上にゲート電極１１と補助容量電極９とが形成されており、ゲート電極１１および補助容量電極９を覆うようにしてゲート絶縁膜１０が形成されている。また、ゲート絶縁膜１０上にはソース電極１９とドレイン電極１２とが形成されており、ソース電極１９およびドレイン電極１２を覆うようにして活性層１３が形成されている。そして、ゲート絶縁膜１０、ゲート電極１１、ドレイン電極１２、ソース電極１９および活性層１３から能動素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）が構成されている。
【００２９】
また、ゲート絶縁膜１０のソース電極１９側の端部が引き伸ばされることによって補助容量電極９を覆っている。保護層２を挟んで補助容量電極９と画素電極７とが重なっている部分により補助容量部が構成されている。
【００３０】
また、上記構成のＴＦＴを覆うようにして保護層２が形成されており、保護層２の表面上には接着層３および画素電極７が所定の間隔を空けてそれぞれ交互に帯状に形成されている。
【００３１】
また、それぞれの接着層３上には三角柱状の集光部材４が形成されており、集光部材４の間に設置されている画素電極７上には、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層６が形成されている。さらに、光電変換層６上には共通電極５が形成されている。また、保護層２にはソース電極１９と電気的に接続している連結電極８が形成されており、画素電極７は連結電極８と電気的に接続されているため、連結電極８は画素電極７とソース電極１９とを電気的に接続する役割を果たしている。
【００３２】
以上のような構成の光センサにおいては、集光部材４の上方から入射した光は直接光電変換層６に入射または集光部材４で反射した後に光電変換層６に入射し、当該光の入射によって光電変換層６で電荷が生じる。そして、共通電極５と画素電極７との間に印加されているバイアス電圧によって、画素電極７から電荷が取り出される。そして、画素電極７から連結電極８を介してＴＦＴのソース電極１９に電荷が転送される。
【００３３】
そして、ゲート電極１１への電圧の印加により、ＴＦＴのソース電極１９および／または補助容量部に保持されている電荷のドレイン電極１２への転送が行なわれて外部に取り出される。すなわち、ゲート電極１１への電圧の印加の有無により、ＴＦＴの電荷の放出の制御が行なわれる。
【００３４】
以上のような構成の本発明の光センサにおいては、集光部材４が光電変換層６に隣り合う位置に設置されており、この集光部材４の上方から入射した光は、集光部材４の表面で反射等して光電変換層６に入射させることができ、光電変換層６の受光面（集光部材４の設置側の表面）に集光することができるため、光電変換層６に入射する光量を多くすることができる。
【００３５】
したがって、本発明の光センサにおいては、光電変換層６の受光面の面積を小さくすることができるため、光電変換層６で発生するリーク電流（暗電流）の絶対量を低減することができることから、従来と比べて、光電変換層６に有機化合物を用いた場合でも光電変換層６におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる。
【００３６】
すなわち、光電変換層６の受光面を小さくすることにより、光電変換層６で発生するリーク電流（暗電流）の絶対量を低減することができるが、この場合には、光電変換層６の受光面の面積が小さくなる分だけ入射光の光量のロスが大きくなる。そこで、光電変換層６に隣り合う位置に、上記のように光電変換層６の受光面に集光することができる集光部材４を設置することにより、入射光の光量のロスを抑えることができるようになる。
【００３７】
たとえば、本発明の光センサにおいては、画素電極７の表面（集光部材４の設置側の表面）の面積は１画素の画素エリアの面積（図１（ａ）の破線によって区切られている１マスの領域の面積）の約２０％程度まで小さくすることができ、これにより、光電変換層６で発生するリーク電流（暗電流）の絶対量を低減することができる。そして、画素電極７の表面を小さくしたことによる容量の不足分は上記の補助容量部で補い、光量のロスは集光部材４によって補う。
【００３８】
このような構成とすることにより、本発明の光センサにおいては、従来の光特性を維持しながら、光電変換層６におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる。
【００３９】
なお、上記の１画素の画素エリアは、たとえば１辺が４００μｍの正方形状とすることができるが、これに限定されない。
【００４０】
ここで、本発明の光センサにおいては、光電変換層６における静電容量が上記の補助容量部における静電容量よりも小さいことが好ましい。この場合には、光電変換層６におけるリーク電流（暗電流）の発生量をより低減することができる傾向にある。
【００４１】
なお、光電変換層６における静電容量Ｃ１は下記の式（１）により算出することができ、補助容量部における静電容量Ｃ２は下記の式（２）により算出することができる。
【００４２】
Ｃ１＝（真空の誘電率ε０）×（光電変換層６の比誘電率εｒ）×（画素電極７の表面（集光部材４の設置側の表面）の面積Ｓ１）／（光電変換層６の厚さＤ１） …（１）
Ｃ２＝（真空の誘電率ε０）×（補助容量電極９と画素電極７との間に挟まれている部分の保護層２の表面（集光部材４の設置側の表面）の面積Ｓ２）／［{（ゲート絶縁膜１０上の保護層２の厚さＴ１）／（保護層２の比誘電率ε１）}＋{（ゲート絶縁膜１０の厚さＴ２）／（ゲート絶縁膜１０の比誘電率ε２）}］ …（２）
また、光電変換層６の厚さＤ１は２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。光電変換層６の厚さＤ１が２０ｎｍ未満である場合には光電変換層６中の凝集物が原因となって、リーク電流（暗電流）が急激に増大するおそれがある。光電変換層６の厚さＤ１が２００ｎｍを超える場合には光電変換層６において電流が流れる領域が大きくなってリーク電流（暗電流）が急激に増大するおそれがある。
【００４３】
図１８（ａ）に実験装置の一例の模式的な上面構成図を示し、図１８（ｂ）に図１８（ａ）に示す実験装置の模式的な断面構成図を示す。図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示すように、この実験装置は、ガラス基板１８３上に、ＩＴＯからなる下部電極１８２、Ｐ３ＨＴ（Poly(3-hexylthiophene））とＰＣＢＭ（phenyl C61-butyric acid methyl ester）との混合物からなるバルクヘテロ接合型の光電変換層６、およびＡｌからなる上部電極１８１を順次積層した素子を１０個並列に接続した構成となっている。なお、図１８（ａ）および図１８（ｂ）においては、説明の便宜のため、２個の素子のみを示している。
【００４４】
ここで、上部電極１８１は１辺が１８０μｍの正方形状に形成されており、光電変換層６および下部電極１８２はそれぞれ１辺が４００μｍの正方形状に形成されている。
【００４５】
この実験装置は以下のようにして作製されたものである。まず、ＩＴＯ付きガラス基板のＩＴＯの表面上にフォトリソグラフィ技術を用いて下部電極１８２の形状となるレジストパターンを形成し、レジストパターンにより覆われていないＩＴＯをエッチングすることによってガラス基板１８３上にＩＴＯからなる下部電極１８２を形成する。
【００４６】
次に、ＣＦ4ガスを用いた減圧プラズマ法によって下部電極１８２が形成されたガラス基板１８３の全体を撥液処理する。そして、ガラス基板１８３の表面の下部電極１８２以外の部分をメタルマスクで遮蔽した後にＵＶオゾン照射することによって下部電極１８２の親液処理をする。
【００４７】
その後、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液をガラス基板１８３の表面の全体にスピンコート法により塗布する。これにより、上記の親液処理がされた下部電極１８２の部分のみに光電変換層６が形成される。最後にメタルマスクを用いてＡｌを上部電極１８１の形状に真空蒸着法により光電変換層６の表面上に蒸着させることによって、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示す構成の実験装置を作製した。
【００４８】
なお、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液は、図１９に示すようにして作製された。まず、メルク社製のＰ３ＨＴを１重量％添加したクロロホルムに超音波を５分間印加した溶液１９２を第１の容器１９０に収容し、フロンティアカーボン社製のＰＣＢＭを１重量％添加したクロロホルムに超音波を５分間印加した溶液１９３を第２の容器１９１に収容した。そして、第１の容器１９０に収容された溶液１９２と第２の容器１９１に収容された溶液１９３とを混合比率（重量比）が１：１の割合で混合するように第３の容器１９４中に収容し、その後、超音波を５分間印加することによってＰ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液１９５を作製した。
【００４９】
そして、上記のようにして、光電変換層６の厚さ（上部電極１８１と下部電極１８２との間の最短距離）の異なる（１０ｎｍ〜１０００ｎｍ）実験装置をそれぞれ作製し、それぞれの実験装置の上部電極１８１に０ボルトの電圧を印加するとともに、下部電極１８２に−２ボルトの電圧を印加して、電流密度を測定した。その結果を表１に示す。なお、電流密度の測定時には、実験装置を構成する素子は暗箱内に設置された。
【００５０】
【表１】
【００５１】
表１に示すように、光電変換層６の厚さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である場合には測定した電流密度は０．１μＡ／ｃｍ2となって、光電変換層６の厚さが１８ｎｍ以下の場合および２０５ｎｍ以上の場合と比べて電流密度が低減できていることが確認された。
【００５２】
これは、光電変換層６の厚さが１８ｎｍ以下である場合には、未溶解のＰ３ＨＴおよび／またはＰＣＢＭが凝集物となってリークパスを生じていると考えられるためである。確認のために、図１９に示すようにして作製したＰ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液１９５をガラス基板の表面上に塗布し、顕微鏡観察を行なったところ、粒径が１０〜２０ｎｍ弱程度の凝集物が多く観察された。
【００５３】
また、光電変換層６の厚さが２００ｎｍを超えている場合には、光電変換層６において電流が流れる領域が大きく、すなわち、電界が広がるためと考えられる。また、光電変換層６が厚く形成されることによる光電変換層６のムラに起因する電界集中も考えられる。
【００５４】
また、本発明においては、たとえば図１（ａ）に示すように、光電変換層６が、画素電極７の側面を覆っていることが好ましい。この場合には、画素電極７からの電流のリークを有効に抑止することができる傾向にある。ここで、光電変換層６は、画素電極７の側面の少なくとも一部を覆っていればよいが、たとえば図１（ａ）に示すように、画素電極７の全側面を覆っていることがより好ましい。
【００５５】
なお、上記において、基板１としては、絶縁性材料からなる基板であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ガラス基板または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）、ポリエーテルサルホン（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、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム基板を用いることができる。
【００５６】
また、上記において、保護層２としては、絶縁性材料からなる材料からなるものであれば特に限定なく用いることができる。
【００５７】
また、上記において、接着層３としては、集光部材４を接着することができる機能を有する材質からなるものであれば特に限定なく用いることができる。
【００５８】
また、上記において、集光部材４としては、入射光を反射させることにより光電変換層６に入射光を集光する反射部材が用いられているが、光電変換層６に隣り合う位置に配置されて入射光を光電変換層６に集光できる機能を有する部材であれば特に限定なく用いることができる。
【００５９】
また、上記において、画素電極７、連結電極８、補助容量電極９、ゲート電極１１、ドレイン電極１２およびソース電極１９としては、それぞれ導電性材料であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ等の金属、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＳｎＯ、ＺｎＯ等の透明導電膜または従来から公知の導電性有機材料等を用いることができる。また、共通電極５としては、入射光を透過させる導電性材料を特に限定なく用いることができる。
【００６０】
また、上記において、光電変換層６としては、光の入射により電荷を生じさせる従来から公知の有機化合物を用いることができ、たとえば、電子供与体として機能する有機化合物と電子受容体として機能する有機化合物とを混合した層からなるバルクヘテロ接合型または電子供与体として機能する有機化合物からなる層と電子受容体として機能する有機化合物からなる層とを積層したスタック型の光電変換層等を用いることができる。ここで、電子供与体として機能する有機化合物としてはＰ３ＨＴ等を用いることができ、電子受容体として機能する有機化合物としてはＰＣＢＭ等を用いることができる。
【００６１】
また、上記においては、光電変換層６と画素電極７との間に、たとえば、ＰＥＤＯＴ（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)）とＰＳＳ（Poly(4-styrenesulfonate)）との混合物からなるバッファ層等が形成されていてもよい。
【００６２】
また、上記において、ゲート絶縁膜１０としては、絶縁性材料であれば特に限定なく用いることができるが、たとえば、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリイミド系等の熱可塑性または熱硬化性の樹脂等を用いることができる。
【００６３】
また、上記において、活性層１３としては、絶縁性有機材料に限定されるものではないが、印刷や塗布等の方法により活性層１３を形成することができる点で絶縁性有機材料を用いることが好ましい。活性層１３に用いられる絶縁性有機材料としては、たとえば、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）等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等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、フルオレンとバイ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等を用いることができる。
【００６４】
以下に、上記の構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例について説明する。まず、図２の模式的断面図に示すように、基板１上に帯状にパターンニングされたゲート電極１１および補助容量電極９を形成する。
【００６５】
ここで、ゲート電極１１および補助容量電極９は、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、基板１の表面上に、ゲート電極１１および補助容量電極９の形成領域以外の領域を被覆するようにレジストパターンを形成し、真空蒸着法等によって金属等を積層した後に、リフトオフによって積層した金属等とともにレジストパターンを除去することにより形成することができる。
【００６６】
なお、ゲート電極１１および補助容量電極９の形成方法は上記の方法に限定されず、ゲート電極１１および補助容量電極９を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、上記以外にもマスク蒸着法または各種印刷法等を用いることもできる。また、上記の方法では、特にリフトオフを用いなくてもよく、通常のフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極１１および補助容量電極９を所望の形状にパターンニングしてもよい。
【００６７】
次に、図３の模式的断面図に示すように、基板１の表面上に、ゲート電極１１および補助容量電極９を覆うようにゲート絶縁膜１０を形成する。
【００６８】
ここで、ゲート絶縁膜１０の形成方法としては、ゲート絶縁膜１０を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば、ゲート絶縁膜１０を構成する樹脂を塗布する方法等を用いることができる。
【００６９】
続いて、図４の模式的断面図に示すように、ゲート絶縁膜１０の表面上にソース電極１９およびドレイン電極１２を形成し、ソース電極１９およびドレイン電極１２のそれぞれの表面の一部を覆うようにしてゲート絶縁膜１０に接する活性層１３を形成する。
【００７０】
ここで、ソース電極１９およびドレイン電極１２の形成方法は、ソース電極１９およびドレイン電極１２を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができ、たとえば上記のゲート電極１１および補助容量電極９と同様の方法で形成することができる。
【００７１】
また、活性層１３の形成方法も特に限定されず、たとえば、活性層１３を構成する絶縁性有機材料を印刷または塗布する方法により形成することができる。
【００７２】
以上により、ゲート絶縁膜１０、ゲート電極１１、ドレイン電極１２、ソース電極１９および活性層１３からなるＴＦＴが形成される。
【００７３】
次に、図５の模式的断面図に示すように、上記のようにして基板１上に形成されたＴＦＴを覆うようにして保護層２を形成する。
【００７４】
ここで、保護層２の形成方法は特に限定されず、たとえば、スピンコート法等を用いることができる。
【００７５】
次に、図６の模式的断面図に示すように、保護層２の一部をゲート絶縁膜１０の表面が露出するまで除去することによりコンタクトホール１４を形成する。
【００７６】
ここで、コンタクトホール１４の方法としては、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、保護層２の表面上の保護層２の除去領域以外の領域を被覆するようにレジストパターンを形成した後に、エッチング等によってゲート絶縁膜１０が露出するまで保護層２の一部を除去し、その後、レジストパターンを除去することによって、コンタクトホール１４を形成することができる。なお、コンタクトホール１４の形成方法は上記の方法に限定されず、保護層２の一部を除去できる形成方法であれば特に限定なく用いることができる。
【００７７】
次に、図７の模式的断面図に示すように、コンタクトホール１４を導電性材料で埋めることによって連結電極８を形成する。
【００７８】
ここで、連結電極８の形成方法は特に限定されず、たとえば、フォトリソグラフィ技術を利用して、上記のコンタクトホール１４の形成後の保護層２の表面上にコンタクトホール１４の形成領域に開口部を有するマスクを設置し、その後、スパッタ法または真空蒸着法等によってコンタクトホール１４を金属等で埋めることによって形成することができる。
【００７９】
次に、図８の模式的断面図に示すように、保護層２の表面から露出している連結電極８に接するように画素電極７を形成し、保護層２の表面上の画素電極７の間の領域に接着層３を形成する。
【００８０】
ここで、画素電極７の形成方法は、画素電極７の形状を所望の形状にパターンニングできる形成方法であれば特に限定なく用いることができる。
【００８１】
また、接着層３の形成方法も特に限定なく、たとえば、接着剤を所定のパターンに塗布する方法等を用いることができる。
【００８２】
次に、図９の模式的断面図に示すように、接着層３の表面上に集光部材４を設置して、接着層３に集光部材４を貼り付ける。
【００８３】
その後、図１０の模式的断面図に示すように、たとえばインクジェット法を用いて、第１のインクジェットヘッドノズル１５から光電変換層６形成用の液体（たとえば、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとの混合液）である光電変換層液状前駆体１７を集光部材４の間の領域に塗布することによって光電変換層６を形成した後に、第２のインクジェットヘッドノズル１６から共通電極５形成用の液体（たとえば、ＰＥＤＯＴとＰＳＳとの混合液）である共通電極液状前駆体１８を塗布することによって共通電極５を形成する。
【００８４】
これにより、図１（ａ）および（ｂ）に示す構成の本発明の光センサを作製することができる。
【００８５】
図１１に、本発明の光センサの他の一例の模式的な上面図を示す。図１１に示す光センサにおいては、光電変換層６の外周がすべて集光部材４で取り囲まれていることを特徴としている。すなわち、本発明においては、入射光を光電変換層６の方向に集光するための集光部材４が光電変換層６に隣り合う位置に設置されていれば、光電変換層６の外周の一部が光電変換層６に隣り合っていてもよく、光電変換層６の外周のすべてが光電変換層６に隣り合っていてもよい。また、本発明においては、光電変換層６と集光部材４とは必ずしも接している必要はなく、光電変換層６と集光部材４とが間隔を空けて配置されていてもよい。
【００８６】
なお、本発明に用いられる集光部材４は、たとえば以下のようにして作製することができる。まず、図１２の模式的断面図に示すように、所定の形状に溝が形成された金型１２０を用意し、その金型１２０の溝に樹脂を充填した後に樹脂を剥離することによって、金型１２０の溝の形状に成形された樹脂からなる集光部材前駆体１２１を形成する。ここで、たとえば、集光部材前駆体１２１の略三角形状の断面の底辺は約２５０μｍ程度の長さとし、高さは約３００μｍ程度とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００８７】
次に、その集光部材前駆体１２１の表面にＡｌ等の反射率の高い金属を蒸着等することによって集光部材４を形成する。そして、上記のようにして形成された集光部材４を図１３の模式的斜視図に示すようにシート１３０上に設置する。そして、シート１３０とシート１３０上に設置された集光部材４とからなる集光部材シートが形成される。その後、集光部材シートから集光部材４を切り取って上記の接着層３上に貼り付けることによって、集光部材４を接着層３上に設置することができる。なお、本発明においては、集光部材４を切り取らずに集光部材シートをそのまま接着層３に貼り付けてもよい。
【００８８】
また、集光部材シートの作製方法の他の一例を図１４〜図１６に図解する。まず、図１４の模式的構成図に示すように、片面が易接着処理された２軸延伸ＰＥＴで厚さが７５μｍのフィルム基材１４０をプライマーの塗布ロール１４３と圧胴ロール１４４との間を通過させる。ここで、インキパン１４２に収容されたプライマー１４１は、塗布ロール１４３に転写され、塗布ロール１４３に転写されたプライマーは、フィルム基材１４０が塗布ロール１４３と圧胴ロール１４４との間を通過する時にフィルム基材１４０に転写される。
【００８９】
次に、プライマーの転写後のフィルム基材１４０は乾燥ゾーン１４５で乾燥された後に、フィルム基材１４０のプライマー塗布側の表面を、ノズル塗工装置１４１０から排出された紫外線硬化型樹脂１４１１が凹部に充填されたロール凹版１４９の表面上にニップロール１４６によって密着させる。
【００９０】
続いて、紫外線照射装置１４７から紫外線を紫外線硬化型樹脂１４１１に照射することによって、紫外線硬化型樹脂１４１１を硬化させてフィルム基材１４０と一体化させる。
【００９１】
その後、フィルム基材１４０がニップロール１４８を通過する時に、ロール凹版１４９からフィルム基材１４０を剥離することによって賦型フィルムシート１４１２を得る。
【００９２】
ここで、上記において、紫外線硬化型樹脂１４１１としては、たとえば、ウレタンアクリル系多官能プレポリマーを主成分とするもの等を用いることができる。
【００９３】
図１５（ａ）〜（ｃ）に、上記のようにして作製した賦型フィルムシート１４１２の一例の模式的な斜視図を示す。ここで、図１５（ａ）に示す構成の賦型フィルムシート１４１２においては、紫外線硬化型樹脂１４１１が三角プリズム形状に形成されている。また、図１５（ｂ）に示す賦型フィルムシート１４１２においては、紫外線硬化型樹脂１４１１が波形状に形成されている。また、図１５（ｃ）に示す賦型フィルムシート１４１２においては、紫外線硬化型樹脂１４１１がピラミッド形状に形成されている。
【００９４】
次に、図１６（ａ）の模式的断面図に示すように、たとえば図１５（ａ）に示す賦型フィルムシート１４１２を射出成形機の金型内にセットする。ここで、賦型フィルムシート１４１２は、平板状の雌型１６６と口の字状の雌型１６５との間に挟まれ、口の字状の雌型１６５側に開口部１６３を有する雄型１６４が設置されている。
【００９５】
続いて、図１６（ｂ）の模式的断面図に示すように、口の字状の雌型１６５の表面上に雄型１６４が接するようにして設置される。そして、図１６（ｃ）の模式的断面図に示すように、雄型１６４の開口部１６３から樹脂１６７を注入する。その後、樹脂１６７を冷却等することによって樹脂１６７を硬化させる。
【００９６】
次に、図１６（ｄ）の模式的断面図に示すように、口の字状の雌型１６５、平板状の雌型１６６および雄型１６４をそれぞれ互いに引き離すことによって脱型を行なう。そして、樹脂１６７が硬化された後の賦型フィルムシート１４１２を射出成形機の金型から取り出し、図１６（ｅ）の模式的断面図に示すように、賦型フィルムシート１４１２から樹脂１６７を脱離させる。その後、賦型フィルムシート１４１２から脱離させた樹脂１６７の表面上にＡｌ等の反射率の高い金属を蒸着等することによって集光部材４を形成して集光部材シートが形成される。
【００９７】
また、集光部材シートの作製方法のさらに他の一例を図１７（ａ）〜（ｃ）の模式的断面図に図解する。
【００９８】
まず、図１７（ａ）に示すように、たとえば図１５（ｂ）に示す構成の賦型フィルムシート１４１２を加熱プレス機の金型内にセットする。ここで、賦型フィルムシート１４１２は、上部加熱板１７０と下部加熱板１７４との間に樹脂１６７とともに設置する。
【００９９】
次に、図１７（ｂ）に示すように、上部加熱板１７０を下部加熱板１７４側にプレスすることによって樹脂１６７を加熱して溶融させるとともに賦型フィルムシート１４１２の紫外線硬化型樹脂１４１１の形状に樹脂１６７を成形する。
【０１００】
続いて、成形された樹脂１６７を冷却等することによって樹脂１６７を硬化させた後に、図１７（ｃ）に示すように、賦型フィルムシート１４１２から樹脂１６７を脱離させる。その後、賦型フィルムシート１４１２から脱離させた樹脂１６７の表面上にＡｌ等の反射率の高い金属を蒸着等することによって集光部材４を形成して集光部材シートが形成される。
【０１０１】
なお、集光部材４の形成方法は上記の方法に限定されず、たとえば、フォトリソグラフィ技術、マイクロコンタクトプリント、ダイシング（切削）加工、電気鋳造法等を利用して適宜作製することが可能である。
【０１０２】
また、上記構成の本発明の光センサは、格子状に配列させられることによって光センサアレイを構成し、そのように構成された光センサはたとえば撮像素子に好適に用いることができる。また、本発明の光センサを含む撮像素子は、たとえばＦＰＤ等の撮像装置に好適に用いることができる。
【０１０３】
図２０に、本発明の光センサが格子状に配列させられることによって形成された光センサアレイを含む撮像素子の一例である放射線画像検出器の模式的な斜視透視図を示す。
【０１０４】
ここで、放射線画像検出器には、撮像パネル２０１、放射線画像検出器の動作を制御する制御回路２０５、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）等を用いて撮像パネル２０１から出力された画像信号を記憶し、記憶した画像信号の読み出しが可能なメモリ部２０６、放射線画像検出器の動作を切り換えるための操作部２０３、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部２０６に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部２０２、撮像パネル２０１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２０９、放射線画像検出器とその放射線画像検出器を含む撮像装置の画像処理部との間で通信を行うための通信用のコネクタ２０４およびこれらを収納する筐体２００が設けられている。
【０１０５】
また、撮像パネル２０１は、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電荷を読み出す走査駆動回路２０８および蓄積された電荷を画像信号として出力する信号選択回路２０７を有している。
【０１０６】
図２１に、図２０に示す放射線画像検出器の回路構成を示す。撮像パネル２０１にはたとえば図１（ａ）および図１（ｂ）に示される本発明の光センサが設置されており、本発明の光センサの１つの画素電極７が放射線画像の１画素に対応する。なお、この放射線画像検出器においては、画素電極７は本発明の光センサに照射された放射線の強度に応じて蓄積された電荷を読み出すために用いられる。
【０１０７】
ここで、画素間には走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍと信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３、・・・２１２−ｎとがたとえば直交するように配設されている。
【０１０８】
また、撮像パネル２０１には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される本発明の光センサのゲート絶縁膜１０、ゲート電極１１、ドレイン電極１２、ソース電極１９および活性層１３から構成されているＴＦＴ２１１−（１，１）が設置されている。
【０１０９】
また、撮像パネル２０１には、図１（ａ）および図１（ｂ）に示される本発明の光センサの補助容量部２１０−（１，１）が設置されている。
【０１１０】
なお、上記で説明したように、画素電極７、補助容量部２１０−（１，１）およびＴＦＴ２１１−（１，１）は電気的に接続されている。また、撮像パネル２０１に設置された本発明の光センサのＴＦＴのゲート電極１１は走査線２１３−１に接続されており、ドレイン電極１２は信号線２１２−１に接続されている。また、本発明の光センサのＴＦＴのソース電極１９は画素電極７に接続されている。また、本発明の光センサの共通電極５は図示しないバイアス電源に接続されており、共通電極５には負のバイアス電圧が印加されている。ここでは、１つの画素に注目して説明したが、他の画素についても同様に、画素電極、補助容量部、ＴＦＴ、走査線および信号線が接続される。
【０１１１】
また、撮像パネル２０１には、信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３、・・・２１２−ｎに、たとえばドレイン電極が接続された初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎが設けられている。この初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎのソース電極は接地されている。また、この初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎのゲート電極はリセット線２１４と接続されている。
【０１１２】
また、撮像パネル２０１の走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍとリセット線２１４は走査駆動回路２０８に接続されている。
【０１１３】
このような回路構成を有する放射線画像検出器においては、走査駆動回路２０８から走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍのうちの１つ走査線２１３−ｐ（ｐは１〜ｍのいずれか１つの値）に読出信号ＲＳが供給されると、この走査線２２３−ｐに接続されたＴＦＴ２１１−（ｐ，１）〜２１１−（ｐ，ｎ）がオン状態にされて、蓄積された電荷が信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３〜２１２−ｎにそれぞれ読み出される。信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３〜２１２−ｎは、信号選択回路２０７の信号変換器２１６−１、２１６−２、２１６−３、・・・２１６−ｎに接続されており、信号変換器２１６−１、２１６−２、２１６−３、・・・２１６−ｎでは信号線２１２−１、２１２−２、２１２−３〜２１２−ｎ上に読み出された電荷量に比例する電圧信号ＳＶ−１、ＳＶ−２、ＳＶ−３、・・・ＳＶ−ｎを生成する。この信号変換器２１６−１、２１６−２、２１６−３、・・・２１６−ｎから出力された電圧信号ＳＶ−１、ＳＶ−２、ＳＶ−３、・・・ＳＶ−ｎはレジスタ２１７に供給される。
【０１１４】
レジスタ２１７では、供給された電圧信号が順次選択されて、Ａ／Ｄ変換器２１８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ィジタルの画像信号ＤＰとされて制御回路２０５に供給される。また、制御回路２０５は、走査駆動回路２０８に読出信号ＲＣを供給して、走査線２１３−１、２１３−２、２１３−３・・・２１３−ｍの各々について順次、走査駆動回路２０８を介して読出信号ＲＳを供給して画像走査を行い、上記と同様にして走査線毎のディジタルの画像信号を取り込む。そして、放射線画像の画像信号の生成を行う。なお、制御回路２０５は、制御信号ＳＣを信号選択回路２０７に供給して、信号選択回路２０７の制御を行なう。
【０１１５】
なお、走査駆動回路２０８からリセット信号ＲＴをリセット線２１４に供給してトランジスタ２１５−１〜２１５−ｎをオン状態とするとともに、走査線２１３−１〜２１３−ｍに読出信号ＲＳを供給してＴＦＴ２１１−（１，１）〜２１１（ｍ，ｎ）をオン状態とすると、蓄えられた電荷が初期化用のトランジスタ２１５−１、２１５−２、２１５−３、・・・２１５−ｎを介して放出して撮像パネル２０１の初期化を行なうことができる。
【０１１６】
また、制御回路２０５には、表示部２０２、操作部２０３、コネクタ２０４およびメモリ部２０６が接続されており、これらは電源部２０９からの電力の供給により駆動する。ここで、制御回路２０５においては、操作部２０３からの操作信号ＰＳに基づいて放射線画像検出器の動作が制御される。操作部２０３には複数のスイッチが設けられており、操作部２０３からのスイッチ操作に応じた操作信号ＰＳが制御回路２０５に供給されることにより、制御回路２０５にて撮像パネル２０１の初期化や放射線画像の画像信号の生成が行われる。また、放射線画像の画像信号の生成は、放射線発生器から放射線照射終了信号ＤFEがコネクタ２０４を介して供給されたときに行うものとすることもできる。さらに、制御回路２０５で生成した画像信号ＤＴをメモリ部２０６に記憶させる処理等も行うことができる。また、制御回路２０５から表示信号ＤＳを表示部２０２に供給することによって、表示部２０２は放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部２０６に所定量の画像信号が書き込まれたことを表示する。
【０１１７】
図２２に、図２０に示す構成の放射線画像検出器を含む撮像装置の一例の模式的な構成を示す。ここで、この撮像装置においては、放射線発生器２２２から放射された放射線は、被写体（医療施設ではたとえば患者）２２０を通して図２０に示す構成の放射線画像検出器２２１に照射される。そして、放射線画像検出器２２１では、照射された放射線の強度に基づいて画像信号ＤFEを生成する。この生成された画像信号ＤFEは、放射線画像検出器２２１に接続されている画像処理部２２３によって読み出される。または、放射線画像検出器２２１に装着されたたとえば半導体メモリカード等の携帯可能な記録媒体に蓄積された後、この記録媒体を放射線画像検出器２２１から取り外して画像処理部２２３に装着することによって画像処理部２２３に供給される。
【０１１８】
画像処理部２２３においては、放射線画像検出器２２１で生成された画像信号ＤFEに対してシェーディング補正やゲイン補正、階調補正、エッジ強調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理等を施して、診断等に適した画像信号となるように処理を行なうことができる。また、画像処理部２２３には、陰極管や液晶表示素子あるいはプロジェクタ等を用いて構成された画像表示部２２５が接続されており、この画像処理部２２３においては、画像処理中の画像信号や画像処理完了後の画像信号に基づく画像を表示することができる。
【０１１９】
また、画像処理部２２３においては、画像の拡大や縮小を行うとともに画像信号の蓄積や転送を容易とするために画像信号の圧縮や伸長処理も行なうことができる。このため、画像表示部２２５に表示されている画像を拡大したり縮小することで、撮影部位の確認や処理状態を容易に行うことができる。また、表示された画像や表示された画像の領域を指定させて、指定された画像や指定された領域に対して適切な画像処理を自動的に行うことも可能となる。
【０１２０】
また、画像処理部２２３には、キーボード、マウス、ポインターなどを用いて構成された情報入力部２２４が接続されており、この情報入力部２２４によって患者情報等を入力し、付加情報を画像信号に付け加えることができる。また、画像処理の指定や画像信号の保存や読み出し、ネットワークを介した画像信号の送受信を行う際の指示等も情報入力部２２４から行なわれる。
【０１２１】
また、画像処理部２２３には、さらに、画像出力部２２８、画像保存部２２６およびコンピュータ支援画像自動診断部(ＣＡＤ)２２７がそれぞれ接続されている。
【０１２２】
また、画像出力部２２８では、記録紙やフイルム等に放射線画像を表示させて出力する。たとえば、銀塩写真フィルムを用いるものとして、画像信号に基づき露光を行ない、この露光された銀塩写真フィルムの現像処理を行なうことで放射線画像を銀画像として描き出して出力することができる。
【０１２３】
また、記録紙に放射線画像を印刷して出力する場合には、画像信号に基づいてインクに圧力をかけて細いノズルの先端からインクを記録紙に吹き付けて印刷するインクジェットプリンタ、画像信号に基づいてインクを溶融あるいは昇華させて記録紙に画像を転写するサーマルプリンタ、画像信号に基づきレーザ光で感光体上を走査して、感光体上に付着したトナーを紙に転写してから熱と圧力で定着させることにより記録紙に画像を形成するレーザプリンタ等を用いて画像出力部２２８を構成することができる。
【０１２４】
また、画像保存部２２６においては、放射線画像の画像信号を必要に応じて適宜読み出すことができるように保存することができる。この画像保存部２２６は、たとえば磁気的、ホログラム素子、穿孔、色素分布変化等を利用することにより画像信号を保存することができる。
【０１２５】
また、ＣＡＤ２２７は、たとえば、撮影された放射線画像のコンピュータ処理やコンピュータ解析を行い、診断に必要な情報を医師に提供することで病変の見落としがないように診断支援を行なうことができる。また、ＣＡＤ２２７は、たとえば、コンピュータ処理やコンピュータ解析結果に基づいて、診断を自動的に行なうことができる。
【０１２６】
また、放射線画像の画像信号は、上述の画像出力部２２８、画像保存部２２６およびＣＡＤ２２７だけでなく、いわゆるＬＡＮ、インターネットおよびＰＡＣＳ(医療画像ネットワーク)等のネットワーク２２１４を介して、病院施設内の他の部署あるいは遠隔地にも送付することができる。
【０１２７】
また、このネットワーク２２１４を介して、ＣＴ（Computed Tomography）２２９やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）２２１０から得られた画像信号、ＣＲ（Computed Radiography）や他のＦＰＤ２２１１から得られた画像信号、およびその他の検査情報等も送付可能とされており、放射線画像検出器２２１で得られた放射線画像と比較検討するために、ネットワーク２２１４を介して送付されてきた画像信号や検査情報等を画像表示部２２５で表示したり画像出力部２２８から出力させることもできる。
【０１２８】
また、送付されてきた画像信号や検査情報等を画像保存部２２６に保存させることもできる。また、放射線画像検出器２２１で得られた放射線画像の画像信号等を外部画像保存装置２２１２に保存させるものとしたり、外部画像表示装置２２１３の表示画面上に、放射線画像検出器２２１で得られた放射線画像を表示することも行なうこともできる。
【０１２９】
今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明によれば、光電変換層に有機化合物を用いた場合でも光電変換層におけるリーク電流（暗電流）の発生量を低減することができる光センサ、光センサアレイ、撮像素子および撮像装置ならびに光センサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】（ａ）は本発明の光センサの一例の模式的な上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す光センサの模式的な断面図である。
【図２】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図３】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図４】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図５】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図６】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図７】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図８】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図９】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１０】図１に示す構成を有する本発明の光センサの製造方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１１】本発明の光センサの他の一例の模式的な上面図である。
【図１２】本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の一例の工程の一部を図解する模式的な断面図である。
【図１３】本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の一例の工程の一部を図解する模式的な斜視図である。
【図１４】本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の他の一例の工程の一部を図解する模式的構成図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いられる賦型フィルムシートの一例の模式的な斜視図である。
【図１６】（ａ）〜（ｅ）は本発明に用いられる集光部材シートの作製方法の他の一例の工程の一部を図解する模式的断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は本発明に用いられる集光部材シートの作製方法のさらに他の一例の工程の一部を図解する模式的断面図である。
【図１８】（ａ）は実験装置の一例の模式的な上面構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す実験装置の模式的な断面構成図である。
【図１９】実験で用いられた光電変換層を作製するための混合液の調製方法を図解する模式図である。
【図２０】本発明の光センサが格子状に配列させられることによって形成された光センサアレイを含む撮像素子の一例である放射線画像検出器の模式的な斜視透視図である。
【図２１】図２０に示す放射線画像検出器の回路構成図である。
【図２２】図２０に示す構成の放射線画像検出器を含む撮像装置の一例の模式的な構成図である。
【図２３】従来のＣＣＤデバイスの画素部の一例の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 基板、２ 保護層、３ 接着層、４ 集光部材、５ 共通電極、６ 光電変換層、７ 画素電極、８ 連結電極、９ 補助容量電極、１０ ゲート絶縁膜、１１ ゲート電極、１２ ドレイン電極、１３ 活性層、１４ コンタクトホール、１５ 第１のインクジェットヘッドノズル、１６ 第２のインクジェットヘッドノズル、１７ 光電変換層液状前駆体、１８ 共通電極液状前駆体、１９ ソース電極、１２０ 金型、１２１ 集光部材前駆体、１３０ シート、１４０ フィルム基材、１４１ プライマー、１４２ インキパン、１４３ 塗布ロール、１４４ 圧胴ロール、１４５ 乾燥ゾーン、１４６，１４８ ニップロール、１４７ 紫外線照射装置、１４９ ロール凹版、１６３ 開口部、１６４ 雄型、１６５，１６６ 雌型、１６７ 樹脂、１７０ 上部加熱板、１７４ 下部加熱板、１８１ 上部電極、１８２ 下部電極、１８３ ガラス基板、１９０ 第１の容器、１９１ 第２の容器、１９２，１９３ 溶液、１９４ 第３の容器、１９５ 混合液、２０１ 撮像パネル、２０２ 表示部、２０３ 操作部、２０４ コネクタ、２０５ 制御回路、２０６ メモリ部、２０７ 信号選択回路、２０８ 走査駆動回路、２０９ 電源部、２１０ 補助容量部、２１１ ＴＦＴ、２１２ 信号線、２１３ 走査線、２１４ リセット線、２１５ トランジスタ、２１６ 信号変換器、２１７ レジスタ、２１８ Ａ／Ｄ変換器、２２０ 被写体、２２１ 放射線画像検出器、２２２ 放射線発生器、２２３ 画像処理部、２２４ 情報入力部、２２５ 画像表示部、２２６ 画像保存部、２２７ ＣＡＤ、２２８ 画像出力部、２２９ ＣＴ、２３０ 光電変換素子、２３１ シリコン基板、２３２ ポリシリコン膜、２３３ 遮光膜、２３４ インナーレンズ、２３５ カラーフィルタ、２３６ マイクロレンズ、２３７ 入射光、１４１０ ノズル塗工装置、１４１１ 紫外線硬化型樹脂、１４１２ 賦型フィルムシート、２２１０ ＭＲＩ、２２１１ ＦＰＤ、２２１２ 外部画像保存装置、２２１３ 外部画像表示装置、２２１４ ネットワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、前記光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、入射光を前記光電変換層の方向に集光するための集光部材と、を備え、
前記集光部材が前記光電変換層に隣り合う位置に設置されていることを特徴とする、光センサ。
【請求項２】
前記基板上に補助容量部が設けられており、前記光電変換層における静電容量が前記補助容量部における静電容量よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
前記光電変換層の厚さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光センサ。
【請求項４】
前記光電変換層が、前記画素電極の側面を被覆していることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の光センサ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の光センサが格子状に配列されていることを特徴とする、光センサアレイ。
【請求項６】
請求項５に記載の光センサアレイを含む、撮像素子。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像素子を含む、撮像装置。
【請求項８】
基板上に画素電極および集光部材を形成する工程と、
前記画素電極上に光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層上に共通電極を形成する工程と、を含み、
前記光電変換層および前記共通電極の少なくとも一方を液体を滴下させて形成することを特徴とする、光センサの製造方法。
【請求項１】
基板と、前記基板上に、光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層と、前記光電変換層で生じた電荷を集電するための画素電極と、入射光を前記光電変換層の方向に集光するための集光部材と、を備え、
前記集光部材が前記光電変換層に隣り合う位置に設置されていることを特徴とする、光センサ。
【請求項２】
前記基板上に補助容量部が設けられており、前記光電変換層における静電容量が前記補助容量部における静電容量よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
前記光電変換層の厚さが２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の光センサ。
【請求項４】
前記光電変換層が、前記画素電極の側面を被覆していることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の光センサ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の光センサが格子状に配列されていることを特徴とする、光センサアレイ。
【請求項６】
請求項５に記載の光センサアレイを含む、撮像素子。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像素子を含む、撮像装置。
【請求項８】
基板上に画素電極および集光部材を形成する工程と、
前記画素電極上に光の入射により電荷を生じさせる有機化合物である光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層上に共通電極を形成する工程と、を含み、
前記光電変換層および前記共通電極の少なくとも一方を液体を滴下させて形成することを特徴とする、光センサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−１５８７９８（Ｐ２００９−１５８７９８Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３７００６（Ｐ２００７−３３７００６）
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]