JP2000236482A - 二次元画像検出器およびその製造方法 - Google Patents

二次元画像検出器およびその製造方法

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JP2000236482A JP11252227A JP25222799A JP2000236482A JP 2000236482 A JP2000236482 A JP 2000236482A JP 11252227 A JP11252227 A JP 11252227A JP 25222799 A JP25222799 A JP 25222799A JP 2000236482 A JP2000236482 A JP 2000236482A
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    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/1469Assemblies, i.e. hybrid integration

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次元画像検出器の応答性を改善し、動画像
にも対応可能とする。あわせて、基板間隔を面内で均一
にするとともに、両基板間の接続不良やリーク不良の発
生を抑制する。 【解決手段】 二次元画像検出器は、画素電極14が形
成されたアクティブマトリクス基板1と、電荷収集電極
6が形成された対向基板2とが、画素電極14と電荷収
集電極6とが対向して接続されるように、各画素ごとに
独立して設けられた導電接続材3および間隔保持材45
を介して貼り合わされている。さらに、間隔保持材45
の樹脂材料45aが軟質である場合には、樹脂材料45
a中に電気絶縁性を有し、熱圧着による変形量の小さい
補助材45bを分散させておくことで、十分な間隔保持
力を発揮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、X線等の放射線、
可視光、赤外光等の画像を検出できる二次元画像検出
器、およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、放射線の二次元画像検出器と
して、X線を感知して電荷(電子−正孔)を発生する半
導体センサを二次元状に配置し、これらのセンサにそれ
ぞれ電気スイッチを設けて、各行ごとに電気スイッチを
順次オンにして各列ごとにセンサの電荷を読み出すもの
が知られている。
【0003】このような放射線二次元画像検出器につい
ては、「D.L.Lee,et al.,“A NewDigital Detector fo
r Projection Radiography",Proc.SPIE,Vol.2432,Physi
csof Medical Imaging,pp.237-249,1995」、「L.S.Jero
min,et al.,“Application of a-Si Active-Matrix Te
chnology in a X-Ray Detector Panel",SID(Society fo
r Information Display) International Symposium,Dig
est of Technical Papers,pp.91-94,1997」、および特
開平6−342098号公報等の文献に、具体的な構造
や原理が記載されている。
【0004】以下、図10および図11を用いて、上記
従来の放射線二次元画像検出器の構成および原理につい
て説明する。図10は、上記放射線二次元画像検出器の
構造を模式的に示した斜視図である。図11は、1画素
当たりの構成を模式的に示した断面図である。
【0005】図10および図11に示すように、上記放
射線二次元画像検出器は、ガラス基板51上にXYマト
リクス状の電極配線(ゲート電極52およびソース電極
53)、TFT(薄膜トランジスタ)54、電荷蓄積容
量(Cs)55等が形成されたアクティブマトリクス基
板50を備えている。また、上記アクティブマトリクス
基板50上には、そのほぼ全面に、光導電膜56、誘電
体層57および上部電極58が形成されている。
【0006】上記電荷蓄積容量55は、Cs電極59
と、上記TFT54のドレイン電極に接続された画素電
極60とが、絶縁膜61を介して対向している構成であ
る。
【0007】上記光導電膜56は、X線等の放射線が照
射されることで電荷が発生する半導体材料が用いられ
る。上記の文献では、光導電膜56として、暗抵抗が高
く、X線照射に対して良好な光導電特性を示すアモルフ
ァスセレン(a−Se)が用いられている。そして、上
記光導電膜56は、真空蒸着法によって300〜600
μmの厚みで形成されている。
【0008】また、上記アクティブマトリクス基板50
は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティ
ブマトリクス基板を流用することが可能である。例え
ば、アクティブマトリクス型液晶表示装置(AMLC
D)に用いられるアクティブマトリクス基板は、アモル
ファスシリコン(a−Si)やポリシリコン(p−S
i)によって形成されたTFTや、XYマトリクス電
極、電荷蓄積容量を備えた構造になっている。したがっ
て、若干の設計変更を行うだけで、放射線二次元画像検
出器用のアクティブマトリクス基板50として容易に利
用することができる。
【0009】つぎに、図10および図11を用いて、上
記構造の放射線二次元画像検出器の動作原理について説
明する。まず、上記光導電膜56に放射線が照射される
と、光導電膜56内に電荷が発生する。光導電膜56と
電荷蓄積容量55とは電気的に直列に接続された構造に
なっているので、上部電極58とCs電極59との間に
電圧を印加しておくと、光導電膜56で発生した電荷が
それぞれ+電極側と−電極側とに移動し、その結果、電
荷蓄積容量55に電荷が蓄積される。なお、光導電膜5
6と電荷蓄積容量55との間には、薄い絶縁層からなる
電子阻止層62が形成されており、これが一方側からの
電荷の注入を阻止する阻止型フォトダイオードの役割を
果たしている。
【0010】上記の作用で、電荷蓄積容量55に蓄積さ
れた電荷は、ゲート電極G1、G2、…、Gnの入力信
号によりTFT54をオン状態にすることによって、ソ
ース電極S1、S2、…、Snから外部に取り出すこと
ができる。よって、ゲート電極52およびソース電極5
3、TFT54、および電荷蓄積容量55等は、すべて
XYマトリクス状に設けられているため、ゲート電極G
1、G2、…、Gnに入力する信号を線順次に走査する
ことで、二次元的にX線の画像情報を得ることが可能と
なる。
【0011】なお、上記放射線二次元画像検出器は、使
用する光導電膜56がX線等の放射線に対する光導電性
だけでなく、可視光や赤外光に対しても光導電性を示す
場合は、可視光や赤外光の二次元画像検出器としても作
用する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造の放射
線二次元画像検出器では、光導電膜56としてa−Se
を用いている。しかしながら、a−SeはX線に対する
応答性が十分でないことから、X線を長時間照射して電
荷蓄積容量55を十分に充電してからでないと情報を読
み出すことができず、また、X線照射を遮断後、光導電
膜56が初期状態に戻るのに時間を要する、という欠点
がある。
【0013】また、上記放射線二次元画像検出器では、
高電圧保護やリーク電流(暗電流)の低減を目的とし
て、a−Seの光導電膜56と上部電極58との間に誘
電体層57が設けられている。しかしながら、誘電体層
57に残留する電荷を1フレームごとに除去する工程
(シーケンス)を付加する必要があるため、上記放射線
二次元画像検出器は、静止画の撮影にしか利用すること
ができないという問題を有していた。
【0014】これに対し、動画に対応した画像データを
得るためには、X線に対する応答性、感度の優れた光導
電膜56を利用する必要がある。このような光導電材料
としては、Seに比べて実効原子番号が大きいCdTe
やCdZnTe等が知られている。ところが、上記放射
線二次元画像検出器の光導電膜56として、a−Seの
代わりにCdTeやCdZnTeを利用しようとする
と、以下のような問題が生じる。
【0015】従来のa−Seの場合、成膜方法として真
空蒸着法を用いることができ、この時の成膜温度は常温
で可能なため、上述のアクティブマトリクス基板50上
への成膜が容易であった。これに対し、CdTeやCd
ZnTeの場合は、MBE(molecular beam epitaxy)
法やMOCVD(metal organic chemical vapor depos
ition )法による成膜法が知られており、特に大面積基
板への成膜を考慮するとMOCVD法が適した方法と考
えられる。しかしながら、MOCVD法でCdTeやC
dZnTeを成膜する場合、約400℃の高温が要求さ
れる。
【0016】一般に、アクティブマトリクス基板50に
形成されている前述のTFT54は、半導体層としてa
−Si膜やp−Si膜を用いているが、半導体特性を向
上させるために300〜350℃程度の成膜温度で水素
(H2 )を付加しながら成膜されている。このようにし
て形成されるTFT素子の耐熱温度は約300℃であ
り、TFT素子をこれ以上の高温に曝すとa−Si膜や
p−Si膜から水素が抜け出し半導体特性が劣化する。
【0017】したがって、上述のアクティブマトリクス
基板50上にMOCVD法を用いてCdTeやCdZn
Teを成膜することは、成膜温度の観点から事実上困難
であった。
【0018】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、応答性が良く、さらに動
画像にも対応できる二次元画像検出器およびその製造方
法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる第一の二
次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、格子
状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた
複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介し
て該電極配線に接続される画素電極とからなる画素配列
層を含むアクティブマトリクス基板と、該画素配列層の
ほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素配列層
および該電極部の間に形成される光導電性を有する半導
体層とを含む対向基板とを備えており、これら両基板
が、該アクティブマトリクス基板の画素配列層と、該対
向基板の半導体層とが対向するように配置されるととも
に、該画素電極に対応してパターン形成された導電性お
よび接着性を有する導電接続材によって接続されてお
り、さらに、これら両基板の間隙に、両基板の間隔を保
持する間隔保持材がパターン形成されていることを特徴
としている。
【0020】上記の構成により、画素配列層を含むアク
ティブマトリクス基板と電極部および半導体層を含む対
向基板とを、画素電極に対応してパターニングされた導
電性および接着性を有する導電接続材によって接続する
ことで、上記アクティブマトリクス基板と対向基板とを
別々に作成することが可能となる。
【0021】よって、従来では、既に画素配列層が形成
されている基板上に、半導体層を形成していたため、半
導体層の形成時に、該画素配列層のスイッチング素子に
対して悪影響を与えるような熱処理を必要とする半導体
材料を使用することはできなかったが、上記の構成によ
ってアクティブマトリクス基板と対向基板とを別々に作
成することが可能となり、従来では使用できなかった材
料を上記半導体層に使用することができる。
【0022】そして、上記の構成により使用可能となる
半導体材料としては、例えばCdTeもしくはCdZn
Te化合物半導体があるが、これらの半導体材料は、従
来用いられていたa−Seに比べX線等の放射線に対す
る感度(S/N比)が高いため、上記半導体層にCdT
eもしくはCdZnTe化合物半導体を用いることによ
って、二次元画像検出器の応答性が改善される。
【0023】また、この場合、電極部に印加される電圧
を従来よりも低く設定することができるので、従来では
半導体層と電極部との間において高電圧保護のために設
けられていた誘電体層を省略することができる。ゆえ
に、上記従来の構成、すなわち、半導体層と電極部との
間に誘電体層を設ける構成においては、該誘電体層に残
留する電荷を1フレームごとに除去する工程(シーケン
ス)が必要となるため、従来の二次元画像検出器では、
静止画像の検出しか行えなかったが、上記誘電体層を省
略することで、動画像の検出も可能となる。
【0024】さらに、上記アクティブマトリクス基板お
よび対向基板の両基板は、画素電極に対応してパターニ
ングされた導電接続材で接続されるので、アクティブマ
トリクス基板の画素ごとに電気的絶縁性が確保され、隣
り合う画素同士のクロストークを発生させることなく、
アクティブマトリクス基板上の画素電極と、対向基板の
半導体層とを電気的および物理的に接続することが可能
となる。
【0025】加えて、間隔保持材を配設することによ
り、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレスし
て貼り合わせ接続を行ったとしても、上記間隔保持材が
両基板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持することが
できる。したがって、両基板の間隔が所定の値より狭く
なることがなく、隣接して設けられている導電接続材同
士が接触する(リーク不良)ことを防ぐことが可能とな
る。
【0026】また、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。よって、導電接続材に要
求される導電性や接着剤に悪影響を与えることなく、上
記の効果を得ることが可能となる。
【0027】また、上記した間隔保持材は、上記導電接
続材を囲むように格子状に形成されていることが好まし
い。これにより、導電接続材や間隔保持材のパターン精
度が悪い場合、あるいは導電接続材が押しつぶされて形
状が変化した場合に、たとえ両者が接触する状態になっ
たとしても、隣接して設けられている導電接続材同士は
間隔保持材によって隔てられているため、導電接続材同
士が接触する(リーク不良)ことを防ぐことが可能とな
る。
【0028】また、この間隔保持材は、電気絶縁性を有
する材料によって形成されていることが好ましい。上記
の構成により、導電接続材や間隔保持材のパターン精度
が悪い場合、あるいは導電接続材が多少押しつぶされて
形状が変化した場合に、たとえ両者が接触する状態にな
ったとしても、隣接して設けられている導電接続材同士
の間には絶縁性の間隔保持材が配設されているため、電
気的にリークすることをより確実に防ぐことができる。
【0029】また、この間隔保持材は、上記導電接続材
の接続工程の熱圧着環境下において、導電接続材より高
い硬度を有するように設定されていることが好ましいと
いえる。上記の構成により、熱圧着によりアクティブマ
トリクス基板と対向基板の貼り合わせ接続を行う場合、
導電接続材がわずかに軟化する温度環境下であっても、
間隔保持材は十分な間隔保持力を発揮することが可能と
なる。
【0030】また、間隔保持材は、感光性を有する樹脂
材料よりなっていることが好ましい。これにより、間隔
保持材のパターン精度を高く設定できる。また、間隔保
持材を構成する樹脂材料としては、ポリイミド高分子材
料を用いることが好ましい。このようにすれば、電気絶
縁性に優れており、軟化点も300℃以上であり、さら
に放射線に対しても安定であるという優れた特性を有す
る間隔保持材を実現することができる。
【0031】また、間隔保持材は、電気絶縁性を有する
樹脂材料中に、電気絶縁性を有する補助材またはフィラ
ーを混入したものによって構成してもよい。上記の構成
により、間隔保持材の樹脂材料が軟質のものである場合
でも、その内部に電気絶縁性を有する補助材やフィラー
を分散させておくことで、十分な間隔保持力を発揮する
ことが可能となる。
【0032】また、間隔保持材として、電気絶縁性を有
する液状の樹脂材料中に、導電接続材の接続工程の熱圧
着環境下での変形量が小さく、電気絶縁性を有する補助
材を混入したものを用いてもよい。このようにしても、
間隔保持材の間隔保持力を十分に高めることが可能とな
る。
【0033】また、本発明にかかる第一の二次元画像検
出器の製造方法は、上記の課題を解決するために、格子
状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた
複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介し
て該電極配線に接続される画素電極とからなる画素配列
層を含むアクティブマトリクス基板、および、該画素配
列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素
配列層および該電極部の間に形成される光導電性を有す
る半導体層とを含む対向基板のうち、どちらか一方の基
板上に、該画素電極に対応して導電性および接着性を有
する導電接続材をパターン形成する第一の工程と、他方
の基板上に、電気絶縁性を有し、両基板の間隔(間隙)
を保持する間隔保持材を該導電接続材を囲むように格子
状にパターン形成する第二の工程と、両基板を、該アク
ティブマトリクス基板の画素配列層と、該対向基板の半
導体層とが対向するように配置する第三の工程と、両基
板を、該導電接続材を介して接続して貼り合わせる第四
の工程とを含んでいることを特徴としている。
【0034】上記の方法によれば、従来のように、既に
画素配列層が形成されている基板上に新たに半導体層を
形成する必要がない。このため、従来では半導体層の形
成時に該画素配列層のスイッチング素子に対して悪影響
を与える熱処理を必要とするような半導体材料を使用す
ることはできなかったが、アクティブマトリクス基板と
対向基板とを別々に作成することで、従来では使用でき
なかった材料、例えばCdTeもしくはCdZnTe化
合物半導体を上記半導体層に使用することが可能とな
る。
【0035】これらの半導体材料は、従来用いられてい
たa−Seに比べX線等の放射線に対する感度(S/N
比)が高いため、上記半導体層にCdTeもしくはCd
ZnTe化合物半導体を用いることにより、二次元画像
検出器の応答性が良くなり、動画像の検出も可能とな
る。
【0036】さらに、上記アクティブマトリクス基板お
よび対向基板の両基板は、画素電極に対応してパターニ
ングされた接続材で接続されるので、アクティブマトリ
クス基板の画素ごとに電気的絶縁性が確保され、隣り合
う画素同士のクロストークを発生させることなく、アク
ティブマトリクス基板上の画素電極と、対向基板の半導
体層とを電気的及び物理的に接続することが可能とな
る。
【0037】加えて、間隔保持材を配設することによ
り、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレスし
て貼り合わせ接続を行ったとしても、上記間隔保持材が
両基板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持することが
できる。したがって、両基板の間隔が所定の値より狭く
なることがなく、隣接して設けられている導電接続材同
士が接触する(リーク不良)ことを防ぐことが可能とな
る。
【0038】また、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。よって、導電接続材に要
求される導電性や接着剤に悪影響を与えることなく、上
記の効果を得ることが可能となる。
【0039】さらに、導電接続材と間隔保持材とをそれ
それ別々の基板上に形成しているので、個々の材料のパ
ターン形成を容易に行うことができる。なお、一方の基
板上に、導電接続材および間隔保持材をパターン形成す
ることも可能であるが、先に形成したパターンが、後の
パターン形成の障害となるので、その場合は使用する材
料やプロセスに工夫が要求される。
【0040】また、本発明にかかる第二の二次元画像検
出器の製造方法は、上記の課題を解決するために、格子
状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた
複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介し
て該電極配線に接続される画素電極とからなる画素配列
層を含むアクティブマトリクス基板、および、該画素配
列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素
配列層および該電極部の間に形成される光導電性を有す
る半導体層とを含む対向基板のうち、どちらか一方の基
板上に、電気絶縁性を有し、両基板の間隔(間隙)を保
持する間隔保持材と、該画素電極に対応して導電性およ
び接着性を有する導電接続材との両者をパターン形成す
る第一の工程と、両基板を、該アクティブマトリクス基
板の画素配列層と、該対向基板の半導体層とが対向する
ように配置する第二の工程と、両基板を、該導電接続材
を介して接続して貼り合わせる第三の工程とを含んでい
ることを特徴としている。
【0041】上記の方法によれば、従来のように、既に
画素配列層が形成されている基板上に新たに半導体層を
形成する必要がない。このため、従来では半導体層の形
成時に該画素配列層のスイッチング素子に対して悪影響
を与える熱処理を必要とするような半導体材料を使用す
ることはできなかったが、アクティブマトリクス基板と
対向基板とを別々に作成することで、従来では使用でき
なかった材料、例えばCdTeもしくはCdZnTe化
合物半導体を上記半導体層に使用することが可能とな
る。
【0042】これらの半導体材料は、従来用いられてい
たa−Seに比べX線等の放射線に対する感度(S/N
比)が高いため、上記半導体層にCdTeもしくはCd
ZnTe化合物半導体を用いることにより、二次元画像
検出器の応答性が良くなり、動画像の検出も可能とな
る。
【0043】さらに、上記アクティブマトリクス基板お
よび対向基板の両基板は、画素電極に対応してパターニ
ングされた接続材で接続されるので、アクティブマトリ
クス基板の画素ごとに電気的絶縁性が確保され、隣り合
う画素同士のクロストークを発生させることなく、アク
ティブマトリクス基板上の画素電極と、対向基板の半導
体層とを電気的及び物理的に接続することが可能とな
る。
【0044】加えて、間隔保持材を配設することによ
り、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレスし
て貼り合わせ接続を行ったとしても、上記間隔保持材が
両基板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持することが
できる。したがって、両基板の間隔が所定の値より狭く
なることがなく、隣接して設けられている導電接続材同
士が接触する(リーク不良)ことを防ぐことが可能とな
る。
【0045】また、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。よって、導電接続材に要
求される導電性や接着剤に悪影響を与えることなく、上
記の効果を得ることが可能となる。
【0046】さらに、導電接続材と間隔保持材とをとも
に同一の基板上に形成しているので、アクティブマトリ
クス基板と対向基板とのうち、導電接続材や間隔保持材
のパターン形成プロセスによって悪影響を受け難い方の
基板上に両者を形成することができる。具体的には、対
向基板上に形成されている半導体層が、導電接続材や間
隔保持材のパターン形成プロセスに必要な薬液(現像液
なと)に曝されることで特性が変化してしまうような場
合は、アクティブマトリクス基板上に導電接続材と間隔
保持材の両者をパターン形成することができる。
【0047】なお、一方の基板上に、導電接続材および
間隔保持材をパターン形成する場合、先に形成したパタ
ーンの凹凸が、後のパターン形成の障害となるので、導
電接続材と間隔保持材とのうち、パターン形成後の高さ
の低い方を先にパターン形成し、その後他方をパターン
形成することが望ましい。この時、後でパターン形成す
る材料は、下地の凹凸に邪魔されることなくパターン形
成できるように、材料やプロセスに特殊な工夫を施して
おくことが好ましい。
【0048】また、上記した第一および第二の二次元画
像検出器の製造方法では、前記導電接続材および前記導
電接続材における少なくとも一方のパターン形成を、感
光性樹脂シートに対する貼付工程とフォトリソグラフィ
工程とによって行うことが好ましい。
【0049】上記の構成によれば、二次元画像検出器の
面積が大きくても、感光性樹脂シートの貼付工程を用い
ているので、導電接続材や間隔保持材を均一な厚みで容
易に形成できる。また、感光性樹脂シートとして、特開
平5−173320号公報に記載されているように、熱
可塑性樹脂層(クッション層)を具備させた樹脂シート
を用いることで、貼付を行おうとする下地に凹凸が存在
していたとしても、気泡の巻き込みなどを最小限に抑え
ながら感光性樹脂シートを貼付することができる。
【0050】特に、第二の二次元画像検出器の製造方法
を採用する場合、導電接続材および間隔保持材を同一の
基板上にパターン形成するので、先に形成したパターン
の凹凸が、後のパターン形成の障害となる場合がある。
このような場合、後のパターンとして形成される材料
に、熱可塑性樹脂層(クッション層)を具備させた感光
性樹脂シートを用い、貼付工程とフォトリソグラフィ工
程とによってパターン形成することで、例え貼付を行お
うとする下地に凹凸が存在していたとしても、気泡の巻
き込みなどを最小限に抑えながら感光性樹脂シートを貼
付することができる。
【0051】また、上記した第一および第二の二次元画
像検出器の製造方法では、前記アクティブマトリクス基
板と対向基板とを貼り合せる前においては、導電接続材
が間隔保持材よりも高くなるように、これら導電接続材
および間隔保持材をパターン形成するように設定されて
いることが好ましい。
【0052】上記の構成により、アクティブマトリクス
基板と対向基板との貼り合わせにおいて、両基板の間隙
が間隔保持材の高さに達するまでプレスを行うことがで
きる。よって、導電接続材が間隔保持材との高さの差だ
けつぶされて、導電接続材を両基板に完全に密着させる
ことができる。したがって、確実な導電接続を得ること
が可能となる。
【0053】また、本発明にかかる第二の二次元画像検
出器は、上記の課題を解決するために、複数の画素を有
する画素配列層を備えた画素基板と、入射光に応じて電
荷を発生する光導電層を備えた対向基板とが対向して設
けられた二次元画像検出器において、画素配列層におけ
る各画素に対応して設けられ、画素配列層と光導電膜と
を電気的に接続する導電接続材と、上記両基板の間隔を
保持する間隔保持材とを備えていることを特徴としてい
る。
【0054】上記の構成では、画素基板と対向基板とが
互いに対向するように配されており、これら各基板に、
画素配列層と光導電膜とがそれぞれ設けられている。対
向基板に設けられた光導電膜は、光(放射線等)の入射
によって電荷を発生する薄膜であり、例えば半導体膜か
ら構成されるものである。また、この光導電膜は、画素
基板の画素配列層に対向して設けられている。
【0055】画素配列層は、外部から伝達される電荷を
蓄積するための複数の画素を有するものであり、例え
ば、画素電極を有するスイッチング素子を格子状に配列
してなるアクティブマトリクスから構成できる。また、
画素配列層の各画素は、導電接続材を介して光導電膜に
接続されている。さらに、第二の二次元画像検出器で
は、これら画素配列層および光導電膜を挟むように電極
が設けられており、電極間に所定の電圧が印加されるよ
うになっている。
【0056】すなわち、第二の二次元画像検出器では、
入射光に応じて光導電膜から発生する電荷を、印加電圧
によって画素配列層の各画素に伝達・蓄積させるように
なっている。そして、電荷の蓄積された画素を特定する
ことで、光導電膜に入射された画像を検出するできるよ
うに設定されている。
【0057】また、特に、第二の二次元画像検出器で
は、画素配列層と光導電膜とを、それぞれ異なる基板上
に形成するようになっており、画素配列層上に光導電膜
を形成することを回避している。これにより、光導電膜
に施される熱処理が、画素配列層に影響することを防止
できる。したがって、第二の二次元画像検出器では、光
導電膜の材料として、入射光に対する応答性および感度
の高い、高い温度での熱処理を要する材料を採用するこ
とが可能となる。これにより、二次元画像検出の応答性
を改善できるようになっている。
【0058】また、上記のような材料(例えばCdT
e,CdZnTe化合物半導体)を用いれば、光導電膜
に対する印加電圧を低くできるので、この膜を高電圧か
ら保護するための誘電体層を設ける必要がない。このた
め、誘電体層に残留する電荷を除去する工程が不要とな
るので、連続的な画像検出、すなわち動画像検出も可能
となる。
【0059】さらに、第二の二次元画像検出器は、上記
両基板の間隔を保持するための間隔保持材を備えてい
る。これにより、両基板に対する貼り合わせ接続の際、
基板間隔(ギャップ)が狭くなり過ぎることを防止でき
る。これにより、導電接続材の破損や、隣接配置されて
いる導電接続材どうしの接触(リーク不良)を抑制でき
る。
【0060】また、本発明の第三の二次元画像検出器の
製造方法は、上記の課題を解決するために、複数の画素
を有する画素配列層を備えた画素基板と、入射光に応じ
て電荷を発生する光導電層を備えた対向基板とを有する
二次元画像検出器の製造方法において、上記両基板のい
ずれか一方に、画素配列層の画素に対応させて導電接続
材を形成する接続材形成工程と、上記両基板のいずれか
一方に、両基板の間隔を保持する間隔保持材を形成する
保持材形成工程と、上記両基板を、画素配列層と半導体
層とを対向させるように貼り合わせる貼り合わせ工程と
を含むことを特徴としている。
【0061】この製造方法は、第二の二次元画像検出器
のような、光導電膜と画素配列層とが異なる基板に形成
されているタイプの二次元画像検出器を製造するための
方法である。すなわち、この方法では、画素配列層の上
に半導体層を形成することを回避しているため、光導電
膜の材料として、入射光に対する応答性および感度の高
い、高温の熱処理を要する材料を採用できる。これによ
り、応答性が高く、動画検出の可能な二次元画像検出を
製造できるようになっている。
【0062】また、この製造方法では、画素基板と対向
基板とを、画素配列層における各画素に対応して設けら
れた導電接続材によって接続するようになっている。こ
れにより、各画素間における電気的絶縁性を確保しなが
ら、各画素と光導電膜とを電気的に接続できる。したが
って、クロストークのない二次元画像検出器を製造する
ことが可能となる。
【0063】また、この製造方法では、両基板を貼り合
わせる前に、いずれか一方の基板上に、間隔保持材を形
成するように設定されている。これにより、貼り合わせ
工程において、基板間隔が狭くなり過ぎることを防止で
きる。したがって、導電接続材の破損や、隣接配置され
ている導電接続材どうしが接触してしまうことを抑制す
ることが可能となる。
【0064】なお、間隔保持材や導電接続材は、感光性
樹脂等をパターニングすることによって形成することが
好ましい。これにより、これら間隔保持材・導電接続材
の形態を、所望の形態に容易に形成できる。また、導電
接続材をパターニングによって形成すれば、画素配列層
の画素間における電気的絶縁性を容易に確保できるの
で、隣接画素間のクロストークを抑制できる。また、間
隔保持材をパターニングによって形成することで、間隔
保持材と導電接続材との形成位置を容易に分離できるた
め、貼り合わせによる導電接続材の変形・特性劣化を防
止できる。
【0065】
【発明の実施の形態】まず、本発明の一実施の形態の前
提となる技術について、図8および図9を参照しながら
説明する。
【0066】前述した従来の放射線二次元画像検出器が
有する問題点を解決する方法として、CdTeやCdZ
nTeなどの光導電膜を、一旦別の支持基板上に300
℃以上の高温で成膜し、その後、支持基板とアクティブ
マトリクス基板とを300℃以下の低温で貼り合わせ接
続する方法がある。
【0067】図8および図9は、XYマトリクス電極、
TFT、画素電極、電荷蓄積容量などを備えているアク
ティブマトリクス基板と、支持基板上に上部電極、半導
体層(光導電膜)、接続電極(電荷収集電極)などが具
備されている対向基板とが、画素ごとに設けられた導電
接続材で互いに接続された構造の二次元画像検出器の断
面構成図であり、図8が全体断面図、図9が1画素当た
りの詳細断面図(図8の領域B)である。
【0068】上記の構造を採用することにより、二次元
画像検出器に、CdTeやCdZnTeなどの光導電膜
を使用することが可能となり、その結果、リアルタイム
での動画撮影が可能となる。
【0069】しかしながら、上記二次元画像検出器は、
以下のような構造上の問題を有している。
【0070】図8および図9に示した二次元画像検出器
では、上記アクティブマトリクス基板と対向基板とを対
向させた状態で貼り合わせる工程が必要になる。このと
き、二次元画像検出器自身が大面積の形態を有する場
合、両基板を全面にわたって均一な間隙(ギャップ)で
貼り合わせることが困難となる。
【0071】このため、例えば、面積が400mm×5
00mm程度の基板同士を貼り合わせると、部分的に基
板間隙の広い場所が発生し、導電接続材の接続不良が発
生することがあった。また、それを防ぐために、強いプ
レス力で両基板を貼り合わせようとすると、部分的に基
板間隙の狭い場所が発生して、その場所の導電接続材が
押しつぶされてしまい、隣接する導電接続材同士の接触
(リーク不良)が発生することがあった。
【0072】以下、本発明の一実施の形態について、図
1〜図7および図12〜図16を参照しながら説明す
る。なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、前
述した従来の放射線二次元画像検出器が有する問題点を
解決するとともに、大面積を有するアクティブマトリク
ス基板と対向基板とを貼り合わせて接続する際にも、両
基板間の間隙(ギャップ)を面内で均一にするととも
に、両基板間の接続不良やリーク不良の発生を抑制する
ことができるものである。
【0073】まず、図1および図2を用いて、本実施の
形態に係る二次元画像検出器の基本構成を説明する。図
1は上記二次元画像検出器の全体断面図であり、図2は
図1の領域Aの詳細断面図である。
【0074】図1に示すように、本実施の形態に係る二
次元画像検出器は、画素電極14が形成されたアクティ
ブマトリクス基板1と、電荷収集電極6が形成された対
向基板2とが、画素電極14と電荷収集電極6とが対向
して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられ
た導電接続材3および間隔保持材45を介して貼り合わ
された構造である。
【0075】図2に示すように、上記アクティブマトリ
クス基板1には、ガラス基板7上にXYマトリクス状の
電極配線(ゲート電極8およびソース電極9)、TFT
(薄膜トランジスタ(スイッチング素子))5、電荷蓄
積容量4、蓄積容量(Cs)電極10などからなる画素
配列層40が形成されている。上記アクティブマトリク
ス基板1は、液晶表示装置を製造する過程で形成される
アクティブマトリクス基板と同じプロセスによって形成
することができる。図2を参照しながら、具体的に説明
する。
【0076】上記ガラス基板7は、無アルカリガラス基
板である。ガラス基板7としては、例えば、コーニング
社製#7059や#1737を使用することができる。
【0077】上記ゲート電極8およびCs電極10は、
ガラス基板7の上にTa,Alなどの金属膜をスパッタ
蒸着により約3000Å成膜後、所望の形状にパターニ
ングして形成される。
【0078】上記のゲート電極8およびCs電極10の
上に、絶縁膜11がSiNxやSiOxによりCVD法
で約3500Å成膜して形成される。絶縁膜11は、ゲ
ート絶縁膜あるいは蓄積容量(Cs)として作用する。
なお、絶縁膜11としては、SiNxやSiOxだけで
なく、ゲート電極8およびCs電極10を陽極酸化した
陽極酸化膜を併用することもできる。
【0079】上記TFT5のチャネル部となるi型のa
−Si膜12と、ソース電極9およびドレイン電極との
コンタクトを図るn+ 型のa−Si膜13とが、CVD
法でそれぞれ約1000Å、約400Å成膜後、所望の
形状にパターニングして形成される。
【0080】上記のソース電極9および画素電極14
は、TaやAlなどの金属膜であり、スパッタ蒸着で約
3000Å成膜後、所望の形状にパターニングして形成
される。なお、本実施の形態では、画素電極14とドレ
イン電極とを兼用しているが、画素電極14とドレイン
電極を別々に形成してもよく、また、画素電極14にI
TO (indium tin oxide) などの透明電極を使用するこ
とも可能である。
【0081】その後、画素電極14の開口部以外の領域
を絶縁保護するために、絶縁保護膜15が、SiNxや
SiOxの絶縁膜をCVD法で約6000Å成膜後、所
望の形状にパターニングして形成される。なお、絶縁保
護膜15には、無機の絶縁膜の他に、アクリルやポリイ
ミド等の有機膜を使用することも可能である。
【0082】以上の工程により、アクティブマトリクス
基板1を形成することができる。なお、ここでは、TF
T素子として、a−Siを用いた逆スタガ構造のTFT
5を用いたが、これに限定されるものではなく、p−S
iを用いてもよいし、スタガ構造にしてもよい。
【0083】また、上記対向基板2は、以下のプロセス
により形成することができる。
【0084】ガラス基板31は、対向基板2の支持基板
であり、X線や可視光に対して透過性を有する。ガラス
基板31としては、厚さ約0.7mm〜1.1mmのガ
ラス基板(例えば、コーニング社製#7059や#17
37)を用いることができる。
【0085】上部電極(電極部)17は、ITO,Au
などの導電膜であり、ガラス基板31の片面のほぼ全面
に形成される。なお、上部電極17として可視光に対し
て透明なITO電極を用いることにより、二次元画像検
出器を可視光に対応させることが可能である。
【0086】半導体層32は、CdTeやCdZnTe
の多結晶膜であり、上部電極17上にMOCVD法を用
いて約0.5mmの厚みで形成される。なお、MOCV
D法は大面積基板への成膜に適しており、原料である有
機カドミウム(ジメチルカドミウム[DMCd])、有
機テルル(ジエチルテルル[DETe]やジイソプロピ
ルテルル[DiPTe])、有機亜鉛(ジエチル亜鉛
[DEZn]やジイソプロピル亜鉛[DiPZn]やジ
メチル亜鉛[DMZn])を用いて400〜500℃の
成膜温度で成膜が可能である。さらに、CdTeやCd
ZnTeの成膜方法としては、上記MOCVD法の他に
スクリーン印刷・焼成法、スプレー法、電析法、近接昇
華法等を用いることも可能である。
【0087】キャリア阻止層18は、AlOxの薄い絶
縁層であり、半導体層32のほぼ全面に形成される。な
お、キャリア阻止層18の構造としては、上記MIS
(metal-insulator-semiconductor)接合構造の他に、
PIN(positive-intrinsic-negative diode)接合構
造、ショットキー接合構造を用いることも、もちろん可
能である。また、キャリア阻止層18は必要に応じて画
素ごとにパターニングすることもできる。
【0088】上記電荷収集電極(接続電極)6は、A
u、ITOなどの導電膜であり、キャリア阻止層18の
上に約2000Å成膜後、所望の形状にパターニングし
て形成される。電荷収集電極6は、アクティブマトリク
ス基板1に形成された画素電極14と対向する位置に形
成することができる。
【0089】そして、図1に示すように、本実施の形態
に係る二次元画像検出器は、以上のプロセスにより形成
されたアクティブマトリクス基板1と対向基板2とが、
画素電極14と電荷収集電極6とが対向して接続するよ
うに、各画素ごとに独立して設けられた導電接続材3に
より貼り合わせて形成されている。このとき、アクティ
ブマトリクス基板1と対向基板2との間には、導電接続
材3が存在しない場所に、間隔保持材45が設けられて
いる。
【0090】ここで、図2および図16を参照して、上
記二次元画像検出器の動作原理について説明する。な
お、図16は、上記二次元画像検出器における1画素当
たりの等価回路図である。
【0091】CdTeやCdZnTeからなる半導体層
32にX線が入射すると、光導電効果により該半導体層
32に電荷(電子−正孔)が発生する。このとき、図2
に示すように、電荷蓄積容量4と半導体層32とは、画
素電極14/導電接続材3/電荷収集電極6を介して直
列に接続された構造になっているので、上部電極17と
Cs電極10との間に電圧を印加しておくと、半導体層
32内で発生した電荷がそれぞれ+電極側と−電極側に
移動し、その結果、電荷蓄積容量4に電荷が蓄積され
る。
【0092】なお、半導体層32と電荷収集電極6との
間には、薄い絶縁層からなるキャリア阻止層18が形成
されており、これが一方側からの電荷の注入を阻止する
MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)構造の阻止型
フォトダイオードの役割を果たす。これにより、X線が
入射しないときの暗電流の低減に寄与している。また、
半導体層32と上部電極17との間にも絶縁層を設け、
上部電極17から半導体層32への電荷の注入も阻止
し、更なる暗電流低減を図る場合もある。
【0093】上記の作用により、電荷蓄積容量4に蓄積
された電荷は、ゲート電極8の入力信号によってTFT
5をオン状態にすることでソース電極9より外部に取り
出すことが可能である。ここで、電極配線(ゲート電極
8およびソース電極9)、TFT5、電荷蓄積容量4等
は、従来例の図10にも示すように、すべてXYマトリ
クス状に設けられているため、ゲート電極G1、G2、
G3、…、Gnに入力する信号を線順次に走査すること
で、二次元的にX線の画像情報を得ることができる。こ
のように、基本的な動作原理は、従来例に示した画像検
出器と同様である。
【0094】つづいて、図3から図6を参照しながら、
上記の導電接続材3および間隔保持材45の具体的な形
成方法について説明する。
【0095】まず、図3(a),(b)に示すように、
アクティブマトリクス基板1および対向基板2のそれぞ
れの貼り合わせ面に、導電接続材3および間隔保持材4
5をそれぞれパターン形成する。なお、このとき導電接
続材3および間隔保持材45の両者をどちらか一方の基
板に形成することも可能である。しかし、導電接続材3
および間隔保持材45をそれぞれ別個の基板上に形成す
ると、パターニング処理を独立して行える点でより望ま
しい。そこで、本実施の形態では、アクティブマトリク
ス基板1上に導電接続材3を(図3(a):請求項7に
おける第一の工程)、対向基板2上に間隔保持材45を
(図3(b):請求項7における第二の工程)それぞれ
パターン形成する。
【0096】アクティブマトリクス基板1上に導電接続
材3をパターン形成する方法としては、以下の方法が可
能である。 (A1) アクティブマトリクス基板1の貼り合わせ面
のほぼ全面に導電性を有する感光性樹脂層を形成した
後、フォトリソグラフィ技術により導電接続材3をパタ
ーン形成する。 (A2) アクティブマトリクス基板1の貼り合わせ面
に、スクリーン印刷やインクジェット法などの印刷手段
により、導電接着剤を印刷することによって導電接続材
3をパターン形成する。 (A3) アクティブマトリクス基板1の貼り合わせ面
に導電性樹脂を電着させることにより導電接続材3をパ
ターン形成する。
【0097】特に、(A1)の方法は、導電接続材3を
精度良くパターン形成できるとともに、画素電極14に
対して任意の形状に設計できる点で優れている。したが
って、本実施の形態では、ドライフィルム状の導電性を
有する感光性樹脂をアクティブマトリクス基板1上のほ
ぼ全面に貼付(転写)した後、該感光性樹脂に露光・現
像処理を施すことにより、導電接続材3を画素電極14
上にパターン形成する。なお、この時の感光性樹脂、す
なわち導電接続材3の高さ(アクティブマトリクス基板
1の表面からの高さ)H2は、約10μmとなるよう設
計した。
【0098】一方、対向基板2上に間隔保持材45をパ
ターン形成する方法としては、以下の方法が可能であ
る。 (B1) 対向基板2の貼り合わせ面のほぼ全面に絶縁
性の感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィ技
術により間隔保持材45をパターン形成する。 (B2) 対向基板2上の貼り合わせ面のほぼ全面に有
機または無機の絶縁性材料からなる層を形成した後、そ
の上に感光性フォトレジスト層を形成し、フォトリソグ
ラフィ技術とエッチング技術とを用いて間隔保持材45
を該絶縁材料によってパターン形成する。 (B3) 対向基板2上の貼り合わせ面に、スクリーン
印刷やインクジェット法などの印刷手段により、絶縁性
ペーストを印刷することによって間隔保持材45をパタ
ーン形成する。 特に、(B1)の方法は、間隔保持材45を精度良くパ
ターン形成できるとともに、画素電極14に対して任意
の形状に設計できる点で優れている。したがって、本実
施の形態では、絶縁性の感光性樹脂を対向基板2の貼り
合わせ面のほぼ全面に塗布し、プレ焼成を施した後、該
感光性樹脂の露光・現像、およびポスト焼成処理を施す
ことにより、対向基板2上に電荷収集電極6を囲む形状
にパターン形成する。なお、この時の感光性樹脂、すな
わち間隔保持材45の高さH1は、約8μmとなるよう
設計した。
【0099】ここで、上記の導電接続材3の高さH2お
よび間隔保持材45の高さH1は、5μm以上かつ30
μm以下の範囲内であることが望ましい。その理由は、
高さH1および高さH2が5μmより低いと、後述する
アクティブマトリクス基板1と対向基板2とを接続する
工程において、両基板の間隙が小さくなり過ぎ、ゴミや
埃による接続不良が生じやすくなり、反対に高さH1お
よび高さH2が30μmより高いと、導電接続材3およ
び間隔保持材45のパターニングが困難になるという問
題が生じるためである。なお、導電接続材3の高さH2
および間隔保持材45の高さH1の望ましい相対関係に
ついては、後で詳細に説明する。
【0100】つぎに、図3(c)に示すように、導電接
続材3がパターン形成されたアクティブマトリクス基板
1と、間隔保持材45がパターン形成された対向基板2
とを、互いの画素が一致するように両基板の貼り合わせ
面を対向配置して位置合わせを行う(請求項7における
第三の工程)。このとき、導電接続材3と間隔保持材4
5とが重ならないように、両基板の位置ずれを解消す
る。
【0101】つづいて、図3(d)に示すように、位置
合わせされたアクティブマトリクス基板1および対向基
板2に加熱圧着処理を施して、両基板を接続する(請求
項7における第四の工程)。
【0102】ここで、加熱圧着処理の際(図3
(d))、間隔保持材45は導電接続材3よりも変形し
にくいことが望ましい。なぜならば、導電接続材3は、
ある程度軟化した方が両基板との接着性が向上するのに
対して、間隔保持材45は、形状が変化し難いことで間
隔保持力が向上するためである。
【0103】例えば、導電接続材3に130℃前後で軟
化して接着性(粘着性)が発現する材料を、間隔保持材
45に150℃以上で軟化する材料をそれぞれ用いる場
合を考える。このとき、加熱圧着処理を130〜150
℃の温度で行うと、導電接続材3は軟化して両基板に接
着し易くなる。これに対して、間隔保持材45は、13
0〜150℃では軟化しないため、間隔保持力を保った
まま貼り合わすことができる。
【0104】すなわち、導電接続材3が軟化することで
接着性を生じる材料の場合には、その軟化温度が間隔保
持材45の軟化温度より低いことが望ましい。なお、導
電接続材3として熱硬化性あるいは光硬化性の接着剤を
用いることもできるが、この場合は接着剤が最初から粘
性を有しており十分に変形し易いものが多い。よって、
そのような接着剤を導電接続材3に用いる場合には、間
隔保持材45が変形し難ければよい。
【0105】具体的には、間隔保持材45には、軟化温
度が比較的高い材料である、感光性のポリイミド高分子
材料を採用することができる。すなわち、ポリイミド高
分子材料は電気絶縁性に優れており、軟化点も300℃
以上であり、さらに放射線に対しても安定な材料である
ため、本実施の形態の間隔保持材45の材料として最適
である。
【0106】また、上記間隔保持材45は、ポリイミド
高分子材料の他に、エポキシ系、アクリル系、ウレタン
系等の高分子材料、あるいはゾルゲル成膜法や塗布法、
ペースト印刷法等によって得られるSiO2 等の無機系
絶縁膜などを、上記の(B1)〜(B3)の方法を用い
て形成することも可能である。
【0107】図4(a),(b)は、それぞれアクティ
ブマトリクス基板1と対向基板2との貼り合わせの前後
における、導電接続材3および間隔保持材45の断面図
である。
【0108】上述のように、本実施の形態では、貼り合
わせ前の間隔保持材45の高さH1を8μm、導電接続
材3の高さH2を10μmとなるように設定している
(図4(a))。このため、アクティブマトリクス基板
1と対向基板2とを貼り合わせると、両基板の基板間隙
は、間隔保持材45の高さH1で決定されるため、加熱
により軟化した導電接続材3がわずかに押しつぶされる
ことになる(図4(b))。これにより、導電接続材3
を確実に両基板に接触させることができる。ゆえに、間
隔保持材45の高さH1、および導電接続材3の高さH
2を、H2≧H1となるように設計するとよい。
【0109】そして、図4(b)に示すように、アクテ
ィブマトリクス基板1と対向基板2との貼り合わせによ
って、両基板の基板間隙が導電接続材3の高さH2より
も小さくなるため、導電接続材3のパターン面積が貼り
合わせ前後でW1からW2へ、W2−W1だけ広がるこ
とになる。よって、導電接続材3の貼り合わせ前のパタ
ーン面積W1を、貼り合わせ後のパターン面積W2が画
素電極14の面内に収まるように設計するとよい。現実
的には、貼り合わせ前後での導電接続材3のパターン面
積の変化を2倍以内に抑えておくことが、隣接画素への
リークを防ぐ点で有効である。ゆえに、間隔保持材45
の高さH1、および導電接続材3の高さH2を、2×H
l≧H2となるように設計するとよい。
【0110】以上より、導電接続材3の高さH2の最適
設計条件は、間隔保持材45の高さH1に対して、2×
H1≧H2≧H1となる。なお、この条件によって設計
しておくことで、基板が大面積化した場合でも、導電接
続材3および間隔保持材45の厚みのバラツキをある程
度吸収することができるため、電荷収集電極6と画素電
極14との確実な接続を得ることができる。
【0111】つぎに、典型的なパターン形状を、図5お
よび図6を参照して説明する。図5は、アクティブマト
リクス基板1上の各部材の配置を示す平面図である。図
6は、アクティブマトリクス基板1に対する導電接続材
3および間隔保持材45の配置関係を示す平面図であ
る。
【0112】図5および図6に示すように、導電接続材
3は画素電極14上に独立した島状に設けられ、間隔保
持材45は画素電極14を囲むようにマトリクス状に設
けられている。よって、隣接する導電接続材3同士の間
には必ず間隔保持材45が配設されているため、導電接
続材3や間隔保持材45のパターン精度が悪い場合、あ
るいは導電接続材3が押しつぶされて形状が変化した場
合に、導電接続材3と間隔保持材45とが接触すること
はあっても、隣接する導電接続材3間に電気的にリーク
が生じることは確実に防ぐことができる。
【0113】ここで、上記のように、間隔保持材45の
パターンが画素を囲む格子状の場合、両基板の貼り合わ
せ時に、格子に囲まれた空間に空気が閉じ込められやす
く、導電接続材3の接着面に気泡を巻き込む等のプレス
不良が発生する可能性がある。このような場合は、減圧
環境下でプレス貼り合わせを行うとよい。
【0114】なお、間隔保持材45のパターンは、図5
および図6に示すパターンに限定されるものではなく、
ストライプ形状やドット形状など必要に応じてパターン
形成することができる。
【0115】また、間隔保持材45のパターンは、マト
リクス状の画素が存在する撮像有効領域のみならず、撮
像有効領域の周辺部にも余分にダミーパターンとして設
けることが望ましい。これより、両基板を貼り合わせる
際、基板周辺部においても基板の間隔(ギャップ)を均
一に保持することが可能となる。
【0116】以上のように製造された本実施の形態に係
る二次元画像検出器は、両基板の貼り合わせ時に、強く
プレスして貼り合わせ接続を行っても、間隔保持材45
が両基板の間隔を一定に保持するため、両基板の間隙
(ギャップ)が所定の値より狭くなることがない。
【0117】よって、上記二次元画像検出器は、大面積
の基板(例えば、基板サイズが400mm×500mm
程度以上)を有するものであっても、基板間隙を均一に
保った状態で貼り合わせることができる。その結果、歩
留まり良く、確実な接続を得ることが可能となる。ま
た、間隔保持材45を設けることにより、導電接続材3
が押しつぶされすぎることがなく、隣接する導電接続材
3同士の接触(リーク不良)の発生を防ぐことが可能と
なる。
【0118】つづいて、図7を用いて、間隔保持材45
の硬さが充分でなく、間隔保持力が充分に発揮できない
場合について説明する。
【0119】図7に示すように、間隔保持材45とし
て、樹脂材料45aの中に電気絶縁性を有する球状の補
助材45bを混入させたものを使用することができる。
このように、樹脂材料45a中に補助材45bが混入さ
れた間隔保持材45を使用することにより、間隔保持材
45の樹脂材料45aの硬さが導電接続材3より弱い場
合でも、樹脂材料45aに混入された球状の補助材45
bで両基板の間隔を保持することが可能となる。
【0120】上記補助材45bとしては、ガラス、セラ
ミック、プラスチック製のものを利用することができ
る。特に、ガラスやセラミック製の補助材45bは、電
気絶縁性を有するとともに、加熱および加圧に対する変
形量が小さく、間隔保持材45の樹脂材料45aに混入
する強度補助材料として最適である。
【0121】そして、上記補助材45bを樹脂材料45
aに混入してパターニングすることにより、補助材45
bがパターニングされた樹脂材料45a中にのみ存在す
るので、補助材45bが導電接続材3の接着面に介在し
て導電接続材3の接着を妨げることはない。
【0122】なお、上記補助材45bは、樹脂材料45
aに混入されて両基板間の間隔を保持できるものであれ
ばよく、その形状は球状に限定されず、粒状や繊維(フ
ァイバ状)などであってもよい。ただ、球状の補助材4
5bを用いると、樹脂材料45aを均一に塗布でき、パ
ターン形成がし易いという利点がある。なお、補助材4
5bの対向基板2の基板面からの高さは、上述した間隔
保持材45の高さH1とほぼ等しいことが望ましい。
【0123】また、間隔保持材45の硬さを向上させる
方法として、図12に示すように、上記補助材45bの
代わりに、電気絶縁性を有する微粒子45cを樹脂材料
45aに混入する方法も有効である。この微粒子45c
は、一般にフィラーと呼ばれるものであり、接着樹脂の
粘度や硬度を調整するために接着樹脂に混入されるもの
である。したがって、この微粒子45cを樹脂材料45
aに混入すれば、間隔保持材45の硬さを確実に向上で
きる。
【0124】なお、この微粒子45aにおける具体的な
材料としては、例えば、ガラス,セラミック,プラスチ
ックなどの微粒子を挙げることができる。また、補助材
45bと微粒子45cとの両者を樹脂材料45aに混入
することで、樹脂材料45aの硬さを向上させることも
可能である。
【0125】つづいて、導電接続材3および間隔保持材
45のパターン形成をスクリーン印刷を用いて行う場合
について説明する。
【0126】上述したように、導電接続材3および間隔
保持材45は、それ自身が感光性を有する材料を用い
て、フォトリソグラフィ技術によりパターン形成を行う
ことができる。
【0127】しかし、導電接続材3および間隔保持材4
5は、スクリーン印刷を用いてパターン形成することも
可能である。この場合、導電接続材3のスクリーン印刷
にはNi系のメタルマスクを、間隔保持材45のスクリ
ーン印刷には通常のメッシュスクリーン版を用いること
ができる。
【0128】導電接続材3のパターンは直径がΦ50μ
m程度と細かいため、通常のメッシュスクリーン版では
きれいな印刷穴が形成できない。そこで、導電接続材3
のスクリーン印刷にはNi系のメタルマスクが適してい
る。なお、導電接続材3には、Ag系の導電粒子が含ま
れるエポキシ系接着ペーストを用いるとよい。
【0129】これに対して、間隔保持材45のスクリー
ン印刷には、通常のメッシュスクリーン版を用いること
ができる。なお、間隔保持材45には、ポリイミド高分
子材料等からなる各種絶縁性印刷材料を使用することが
可能である。
【0130】このように、導電接続材3および間隔保持
材45のパターン形成にスクリーン印刷を用いると、フ
ォトリソグラフィに比べてパターン精度が劣るものの、
製造装置が安価となる。よって、画素ピッチが荒い二次
元画像検出器に対しては非常に有効である。
【0131】つづいて、図13および図14を参照しな
がら、導電接続材3と間隔保持材45との両者を同一の
基板に対してパターン形成する場合における、二次元画
像検出器の貼り合わせプロセスについて説明する。な
お、以下では、導電接続材3・間隔保持材45を、アク
ティブマトリクス基板1に対してパターン形成する場合
について説明する。
【0132】まず、図13(a)に示すように、アクテ
ィブマトリクス基板1の貼り合せ面に、間隔保持材45
をパターン形成する。なお、間隔保持材45のパターン
形成方法としては、前述した(B1)〜(B3)の方法
を用いることが可能である。そして、この中でも特に、
(B1)の方法は、間隔保持材45を精度良くパターン
形成できるとともに、画素電極14に対して任意の形状
に間隔保持材45を設計できる点で優れている。
【0133】したがって、ここでは、この(B1)の方
法による間隔保持材45のパターン形成について説明す
る。すなわち、この方法を用いる場合、まず、フィラー
を含有し、適当な硬度を有する絶縁性の感光性樹脂シー
トを、アクティブマトリクス基板1における貼り合せ面
のほぼ全面に貼付する。その後、この感光性樹脂シート
に対して、露光・現像、およびポスト焼成処理を施す。
これにより、アクティブマトリクス基板1上に、間隔保
持材45となる感光性樹脂をアイランド状にパターン形
成できる(請求項8における第一の工程) 。なお、パタ
ーン形成後の感光性樹脂、すなわち間隔保持材45の高
さH1は、約8μmとなるように設計されている。
【0134】次に、図13(b)に示すように、間隔保
持材45がパターン形成されたアクティブマトリクス基
板1における画素電極14上に対して、さらに、導電接
続材3のパターン形成を行う。この時、先に形成した間
隔保持材45のパターンにおける凹凸の影響で、アクテ
ィブマトリクス基板1上に、導電接続樹脂を均一に塗布
成膜することが困難となっている。
【0135】したがって、この下地の凹凸の影響を避け
るため、導電接続材3のパターン形成では、熱可塑性樹
脂層(クッション層)を具備させた特殊な感光性樹脂シ
ートを用いる。そして、このシートに対して貼付工程お
よびフォトリソグラフィ工程を施すことによって、導電
接続材3のパターン形成を行うように設定されている
(請求項8における第一の工程) 。
【0136】なお、この導電接続材3のパターン形成に
ついては後述する。また、パターン形成後の感光性樹
脂、すなわち導電接続材3の高さH2は、約10μmと
なるように設計されている。
【0137】次に、図13(c)に示すように、対向基
板2と、間隔保持材45および導電接続材3のパターン
形成されたアクティブマトリクス基板1との位置合わせ
を行う(請求項8における第二の工程) 。この位置合わ
せは、両基板1・2における画素を互いに一致させるよ
うに、両基板1・2の貼り合せ面を対向配置することに
よって行われる。
【0138】つづいて、図13(d)に示すように、位
置合わせされたアクティブマトリクス基板1および対向
基板2に加熱圧着処理を施して両基板1・2を接続し
(請求項8における第三の工程) 、これにより、二次元
画像検出器の貼り合わせプロセスが終了する。
【0139】ここで、熱可塑性樹脂層を有する感光性樹
脂シートを用いた導電接続材3のパターン形成手順を、
図14(a)〜(c)を用いて説明する。図14(a)
に示すように、感光性樹脂シート(貼付シート)101
は、感光性樹脂層(導電接続層)102,熱可塑性樹脂
層(クッション層)103および支持フィルム104が
互いに積層された構成を有している。
【0140】そして、貼付工程では、この図に示すよう
に、ヒートローラー111によって、この感光性樹脂シ
ート101を、間隔保持材45のパターン形成されたア
クティブマトリクス基板1上に貼付するようになってい
る(貼付工程)。さらに、この貼付工程の後、図14
(b)(c)に示すように、支持フィルム104を除去
して露光・現像処理(フォトリソグラフィ工程)を施す
ことにより、導電接続材3をパターン形成するように設
定されている。
【0141】このように、熱可塑性樹脂層103を具備
した感光性樹脂シート101を用いることで、間隔保持
材45のパターンにおける凹凸の近傍であっても、気泡
を巻き込むこともなく、感光性樹脂層102をアクティ
ブマトリクス基板1に貼付できる。これにより、導電接
続材3のパターン形成を簡便に行うことが可能となって
いる。
【0142】以上のように、この貼り合わせプロセスで
は、導電接続材3と間隔保持材45とを、ともに同一の
基板上に形成するようになっている。これにより、アク
ティブマトリクス基板1と対向基板2とのうち、導電接
続材3および間隔保持材45のパターン形成プロセスに
よって悪影響を受け易い方の基板に対する、パターン形
成を回避することができる。
【0143】例えば、導電接続材3や間隔保持材45の
パターン形成プロセスに必要な薬液(現像液など)に曝
されることで、対向基板2に形成されている半導体層3
2の特性が変化してしまうような場合もある。このよう
な場合には、導電接続材3と間隔保持材45との両者を
アクティブマトリクス基板1上にパターン形成すること
で、半導体層32の劣化を防止することが可能となる。
【0144】なお、導電接続材3および間隔保持材45
を一方の基板上にパターン形成する場合、先に形成した
パターンの凹凸が、後のパターン形成の障害となる可能
性を少しでも減らすことが好ましい。したがって、導電
接続材3と間隔保持材45とのうち、パターン形成後の
高さの低い方を先にパターン形成し、その後、他方をパ
ターン形成することが望ましい。
【0145】例えば、上記したように、間隔保持材45
および導電接続材3の高さH1・H2(図13(a)
(b)参照)が、それぞれ約8μm,約10μmに設定
されている場合、間隔保持材45をパターン形成した後
に、導電接続材3のパターン形成を行うようにすること
が望ましい。
【0146】また、熱可塑性樹脂層を具備した貼付シー
トの製造技術については、特開平5−173320号公
報等において詳細に説明されている。また、図13
(a)を用いて示した間隔保持材45のパターン形成で
は、感光性樹脂のパターンが、間隔保持材45として作
用することになる。また、図14(a)に示したような
感光性樹脂シート101は、支持フィルム104上に、
少なくとも熱可塑性樹脂層103と感光性樹脂層102
とを具備していることが好ましい。また、図14(a)
に示した感光性樹脂シート101の貼付工程は、感光性
樹脂シート101をアクティブマトリクス基板1上に貼
付する貼付工程である、と表現することもできる。ま
た、本実施の形態に示したアクティブマトリクス基板1
は、請求項11および12における画素基板に相当する
部材である。
【0147】なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定
するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能
である。例えば、以下のように構成することもできる。
【0148】上記二次元画像検出器は、X線等の放射線
に対する光導電性だけでなく、可視光や赤外光に対して
も光導電性を示す半導体(光導電体)を使用することに
より、X線(放射線)に加えて可視光や赤外光にも対応
した二次元画像検出器としても使用することができる。
【0149】ただし、この場合には、半導体(光導電
体)の入射側に配設される上部電極17(図2)に、I
TO,SnO2 等からなる可視光や赤外光を透過する透
明電極を用いる必要がある。また、半導体(光導電体)
の厚みも、可視光、赤外光の吸収効率に応じて最適化す
る必要がある。
【0150】さらに、導電接続材3および間隔保持材4
5のパターン形成については、上述してきた光導電膜
(半導体層)やセンサ構造によって限定されるものでは
なく、他の光導電材料やセンサ構造を用いた二次元画像
検出器にも適用することができる。例えば、a−Seや
a−Si等の半導体材料を光導電膜として使用すること
も可能である。
【0151】また、対向基板(センサ基板)側の構造
は、ガラス基板等の支持基板を持たずに半導体基板自身
が支持基板の役割を果たす構造でもよいし、X線を可視
光に変換する変換層(例えばCsl)と可視光センサを
組み合わせた構造であってもよい。
【0152】さらに、間隔保持材45は、アクティブマ
トリクス基板1および対向基板2の両者に対して接着性
あるいは粘着性を有する材料であってもよく、この場
合、両基板の接続強度が向上する。また、間隔保持材4
5を構成する樹脂材料45aに、補助材45b(図7参
照)と微粒子45c(図12参照)との両者を混入して
用いることも可能である。
【0153】また、本実施の形態では、図6および図7
において、導電接続材3の形状を円柱形状として示して
いる。しかしながら、これに限らず、導電接続材3の形
状を、図15に示すように、四角柱形状としてもよい。
また、電極17(図2参照)を、Taの導電膜から構成
してもよい。
【0154】以上のように、本実施の形態に係る二次元
画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子
点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイ
ッチング素子を介して該電極配線に接続される画素電極
とからなる画素配列層と、該画素配列層のほぼ全面に対
向して形成される電極部と、該画素配列層および該電極
部の間に形成される光導電性を有する半導体層とを備え
ているのに加えて、上記画素配列層を含むアクティブマ
トリクス基板と、上記の電極部および半導体層を含む対
向基板とを備えており、該アクティブマトリクス基板の
画素配列層と、該対向基板の半導体層とが対向するよう
に両基板が配置されており、これら両基板が上記画素電
極に対応してパターニングされた導電性および接着性を
有する導電接続材によって接続されているものであっ
て、さらに、上記アクティブマトリクス基板と対向基板
との間隙に、パターン形成された間隔保持材が配設され
ている。
【0155】このように、間隔保持材を配設することに
より、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレス
して貼り合わせ接続を行ったとしても、上記間隔保持材
が両基板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持すること
ができる。よって、両基板の間隔が所定の値より狭くな
ることがなく、隣接して設けられている導電接続材同士
が接触する(リーク不良)ことを防ぐことが可能とな
る。
【0156】なお、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。よって、導電接続材に要
求される導電性や接着剤に悪影響を与えることなく、上
記の効果を得ることが可能となる。
【0157】また、本実施の形態に係る二次元画像検出
器は、上記間隔保持材が、絶縁性材料によって形成され
ている。
【0158】このように、絶縁性材料からなる間隔保持
材を使用することにより、導電接続材や間隔保持材のパ
ターン精度が悪い場合、あるいは導電接続材が多少押し
つぶされて形状が変化した場合に、たとえ両者が接触す
る状態になったとしても、隣接して設けられている導電
接続材同士の間には絶縁性の間隔保持材が配設されてい
るため、電気的にリークすることを防ぐことができる。
【0159】また、本実施の形態に係る二次元画像検出
器は、上記のアクティブマトリクス基板と対向基板との
貼り合わせ前における上記間隔保持材の高さH1と上記
導電接続材の高さH2との関係が、2×H1≧H2≧H
1の条件を満たすように設定されている。
【0160】このように、導電接続材および間隔保持材
の高さをH2≧H1の条件を満たすように設定すること
により、アクティブマトリクス基板と対向基板との貼り
合わせにおいて、両基板の間隔が間隔保持材の高さに達
するまでプレスを行うことができる。よって、導電接続
材が間隔保持材との高さの差ΔH(=H2−H1)だけ
押しつぶされて、導電接続材を両基板に完全に密着させ
ることができる。したがって、確実な導電接続を得るこ
とが可能となる。
【0161】また、導電接続材および間隔保持材の高さ
を2×H1≧H2の条件を満たすように設定することに
より、アクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合
わせ前後での導電接続材の面積変化を2倍以内に抑える
ことができる。よって、隣接して設けられている導電接
続材同士の接触による隣接画素へのリークをより確実に
防止することができる。
【0162】また、本実施の形態に係る二次元画像検出
器は、上記間隔保持材が、上記画素電極に対応してパタ
ーン形成された導電接続材を囲むように格子状に形成さ
れている。
【0163】このように、導電接続材を囲むように間隔
保持材を配設することにより、導電接続材や間隔保持材
のパターン精度が悪い場合、あるいは導電接続材が押し
つぶされて形状が変化した場合に、たとえ両者が接触す
る状態になったとしても、隣接して設けられている導電
接続材同士は間隔保持材によって隔てられているため、
電気的にリークすることは防ぐことができる。
【0164】また、本実施の形態に係る二次元画像検出
器は、上記間隔保持材が、絶縁性の粒子状あるいはファ
イバ状(繊維状・繊維片)の補助材を液状の樹脂材料中
に混入させたものである。
【0165】このように、間隔保持材の樹脂中に補助材
を混入させることにより、間隔保持材の樹脂が軟質な樹
脂材料からなる場合でも、その中に絶縁性の粒子あるい
はファイバ片を分散させておくことで、十分な間隔保持
力を発揮することが可能となる。
【0166】また、本実施の形態に係る二次元画像検出
器は、上記間隔保持材が、上記導電接続材の熱圧着によ
る接続プロセス環境下において、上記導電接続材より高
い硬度を有するように設定されている。
【0167】このように、導電接続材の熱圧着状態にお
ける導電接続材および間隔保持材の硬度を設定すること
により、熱圧着によりアクティブマトリクス基板と対向
基板との貼り合わせ接続を行う場合、導電接続材がわず
かに軟化する温度環境下であっても、間隔保持材は十分
な間隔保持力を発揮することが可能となる。
【0168】また、本実施の形態に係る二次元画像検出
器は、上記間隔保持材がポリイミド高分子材料から形成
されている。
【0169】ポリイミド高分子材料は、電気絶縁性に優
れており、軟化点も300℃以上であり、さらに放射線
に対しても安定な材料である。よって、ポリイミド高分
子材料を間隔保持材として好適に使用することができ
る。
【0170】さらに、本実施の形態に係る二次元画像検
出器の製造方法は、上記のアクティブマトリクス基板お
よび対向基板のうち、どちらか一方の基板上に上記導電
接続材をパターン形成するとともに、他方の基板上に上
記間隔保持材をパターン配置した後、両基板を貼り合わ
せて接続する。
【0171】このように、導電接続材と間隔保持材とを
別々の基板上に形成することにより、個々の材料のパタ
ーン形成を容易に行うことができる。なお、一方の基板
上に導電接続材および間隔保持材をパターン形成するこ
とも可能ではあるが、先に形成したパターンが、後のパ
ターン形成の障害となるので、その場合は使用する材料
やプロセスに工夫が要求される。
【0172】
【発明の効果】本発明にかかる第一の二次元画像検出器
は、以上のように、格子状に配列された電極配線と、各
格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該
スイッチング素子を介して該電極配線に接続される画素
電極とからなる画素配列層を含むアクティブマトリクス
基板と、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される
電極部と、該画素配列層および該電極部の間に形成され
る光導電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備え
ており、これら両基板が、該アクティブマトリクス基板
の画素配列層と、該対向基板の半導体層とが対向するよ
うに配置されるとともに、該画素電極に対応してパター
ン形成された導電性および接着性を有する導電接続材に
よって接続されており、さらに、これら両基板の間隙
に、両基板の間隔を保持する間隔保持材がパターン形成
されている構成である。
【0173】それゆえ、画素配列層を含むアクティブマ
トリクス基板と、電極部および半導体層を含む対向基板
とを画素電極に対応してパターニングされた導電接続材
によって接続することで、上記アクティブマトリクス基
板と対向基板とを別々に作成することが可能となる。
【0174】よって、半導体層の成膜温度と、アクティ
ブマトリクス基板上のスイッチング素子の耐熱性との関
係により、従来では使用できなかった材料を上記半導体
層に使用することができるという効果を奏する。特に、
上記半導体層に、従来より感度(S/N比)が高い、例
えばCdTeもしくはCdZnTe化合物半導体等を用
いることで、従来よりも、二次元画像検出器の応答性を
向上させることができると共に、動画像の検出も可能と
なるという効果を奏する。
【0175】加えて、間隔保持材を配設することによ
り、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレスし
て貼り合わせ接続を行ったとしても、間隔保持材が両基
板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持することができ
る。したがって、両基板の間隔が所定の値より狭くなる
ことがなく、隣接して設けられている導電接続材同士が
接触する(リーク不良)ことを防ぐことが可能となると
いう効果を奏する。
【0176】また、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。よって、導電接続材に要
求される導電性や接着剤に悪影響を与えることなく、上
記の効果を得ることが可能となる。
【0177】また、上記間隔保持材は、上記導電接続材
を囲むように格子状に形成されていることが好ましい。
これにより、導電接続材や間隔保持材のパターン精度が
悪い場合、あるいは導電接続材が押しつぶされて形状が
変化した場合に、たとえ両者が接触する状態になったと
しても、隣接して設けられている導電接続材同士は間隔
保持材によって隔てられているため、導電接続材同士が
接触する(リーク不良)ことを防ぐことができるという
効果を奏する。
【0178】さらに、上記間隔保持材は、電気絶縁性を
有する材料によって形成されていることが好ましい。こ
れにより、導電接続材や間隔保持材のパターン精度が悪
い場合、あるいは導電接続材が多少押しつぶされて形状
が変化した場合に、たとえ両者が接触する状態になった
としても、隣接して設けられている導電接続材同士の間
には絶縁性の間隔保持材が配設されているため、電気的
にリークすることをより確実に防ぐことができるという
効果を奏する。
【0179】また、上記間隔保持材は、上記導電接続材
の接続工程の熱圧着環境下において、該導電接続材より
高い硬度を有するように設定されていることも好ましい
といえる。このように設定すれば、熱圧着によりアクテ
ィブマトリクス基板と対向基板の貼り合わせ接続を行う
場合、導電接続材がわずかに軟化する温度環境下であっ
ても、間隔保持材は十分な間隔保持力を発揮することが
できるという効果を奏する。
【0180】また、上記間隔保持材は、感光性を有する
樹脂材料よりなっていることが好ましい。これにより、
間隔保持材のパターン精度を高く設定することができる
という効果を奏する。
【0181】また、間隔保持材を構成する樹脂材料とし
ては、ポリイミド高分子材料を用いることが好ましい。
このようにすれば、電気絶縁性に優れており、軟化点も
300℃以上であり、さらに放射線に対しても安定であ
るという優れた特性を有する間隔保持材を作成できる。
【0182】また、この間隔保持材は、電気絶縁性を有
する樹脂材料中に、電気絶縁性を有する補助材またはフ
ィラーを混入したものによって構成してもよい。これに
より、間隔保持材の樹脂材料が軟質のものである場合で
も、その内部に電気絶縁性を有する補助材やフィラーを
分散させておくことで、十分な間隔保持力を発揮するこ
とが可能となるという効果を奏する。
【0183】また、間隔保持材として、電気絶縁性を有
する液状の樹脂材料中に、導電接続材の接続工程の熱圧
着環境下での変形量が小さく、電気絶縁性を有する補助
材を混入したものを用いてもよい。このようにしても、
間隔保持材の間隔保持力を十分に高めることが可能とな
る。
【0184】また、本発明にかかる第一の二次元画像検
出器の製造方法は、以上のように、格子状に配列された
電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチ
ング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に
接続される画素電極とからなる画素配列層を含むアクテ
ィブマトリクス基板、および、該画素配列層のほぼ全面
に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該
電極部の間に形成される光導電性を有する半導体層とを
含む対向基板のうち、どちらか一方の基板上に、該画素
電極に対応して導電性および接着性を有する導電接続材
をパターン形成する第一の工程と、他方の基板上に、電
気絶縁性を有し、両基板の間隔を保持する間隔保持材を
該導電接続材を囲むように格子状にパターン形成する第
二の工程と、両基板を、該アクティブマトリクス基板の
画素配列層と、該対向基板の半導体層とが対向するよう
に配置する第三の工程と、両基板を、該導電接続材を介
して接続して貼り合わせる第四の工程とを含んでいる方
法である。
【0185】それゆえ、従来のように、既に画素配列層
が形成されている基板上に新たに半導体層を形成する必
要がない。よって、従来では使用できなかった材料、例
えばCdTeもしくはCdZnTe化合物半導体を上記
半導体層に使用することができるという効果を奏する。
そして、これらの半導体材料を用いることにより、二次
元画像検出器の応答性が改善され、動画像の検出も可能
となるという効果を奏する。
【0186】加えて、間隔保持材を配設することによ
り、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレスし
て貼り合わせ接続を行ったとしても、上記間隔保持材が
両基板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持することが
できる。したがって、両基板の間隔が所定の値より狭く
なることがなく、隣接して設けられている導電接続材同
士が接触する(リーク不良)ことを防ぐことができると
いう効果を奏する。
【0187】また、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。したがって、導電接続材
に要求される導電性や接着剤に悪影響を与えることな
く、上記の効果を得ることが可能となる。
【0188】さらに、導電接続材と間隔保持材とをそれ
それ別々の基板上に形成しているので、個々の材料のパ
ターン形成を容易に行うことができる。なお、一方の基
板上に、導電接続材および間隔保持材をパターン形成す
ることも可能であるが、先に形成したパターンが、後の
パターン形成の障害となるので、その場合は使用する材
料やプロセスに工夫が要求される。
【0189】また、本発明にかかる第二の二次元画像検
出器の製造方法は、以上のように、格子状に配列された
電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチ
ング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に
接続される画素電極とからなる画素配列層を含むアクテ
ィブマトリクス基板、および、該画素配列層のほぼ全面
に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該
電極部の間に形成される光導電性を有する半導体層とを
含む対向基板のうち、どちらか一方の基板上に、電気絶
縁性を有し、両基板の間隔を保持する間隔保持材と、該
画素電極に対応して導電性および接着性を有する導電接
続材との両者をパターン形成する第一の工程と、両基板
を、該アクティブマトリクス基板の画素配列層と、該対
向基板の半導体層とが対向するように配置する第二の工
程と、両基板を、該導電接続材を介して接続して貼り合
わせる第三の工程とを含んでいる方法である。
【0190】それゆえ、従来のように、既に画素配列層
が形成されている基板上に新たに半導体層を形成する必
要がない。よって、従来では使用できなかった材料、例
えばCdTeもしくはCdZnTe化合物半導体を上記
半導体層に使用することができるという効果を奏する。
そして、これらの半導体材料を用いることにより、二次
元画像検出器の応答性が改善され、動画像の検出も可能
となるという効果を奏する。
【0191】加えて、間隔保持材を配設することによ
り、両基板の接続不良が発生しない程度に強くプレスし
て貼り合わせ接続を行ったとしても、上記間隔保持材が
両基板の間隔(ギャップ)を一定以上に保持することが
できる。したがって、両基板の間隔が所定の値より狭く
なることがなく、隣接して設けられている導電接続材同
士が接触する(リーク不良)ことを防ぐことができると
いう効果を奏する。
【0192】また、上記間隔保持材をパターン形成する
ことにより、導電接続材が存在しない部分にのみ間隔保
持材を配置することができる。したがって、導電接続材
に要求される導電性や接着剤に悪影響を与えることな
く、上記の効果を得ることが可能となる。
【0193】さらに、導電接続材と間隔保持材とをとも
に同一の基板上に形成しているので、アクティブマトリ
クス基板と対向基板とのうち、導電接続材や間隔保持材
のパターン形成プロセスによって悪影響を受け難い方の
基板上に両者を形成することができる。
【0194】また、上記した第一および第二の二次元画
像検出器の製造方法では、前記導電接続材および前記導
電接続材における少なくとも一方のパターン形成を、感
光性樹脂シートに対する貼付工程とフォトリソグラフィ
工程とによって行うことが好ましい。これにより、二次
元画像検出器の面積が大きくても、感光性樹脂シートの
貼付工程を用いているので、導電接続材や間隔保持材を
均一な厚みで容易に形成できるという効果を奏する。
【0195】また、感光性樹脂シートとして、特開平5
−173320号公報に記載されているように、熱可塑
性樹脂層を具備させた樹脂シートを用いることで、貼付
を行おうとする下地に凹凸が存在していたとしても、気
泡の巻き込みなどを最小限に抑えながら感光性樹脂シー
トを貼付することができる。
【0196】また、第一および第二の二次元画像検出器
の製造方法では、前記アクティブマトリクス基板と対向
基板とを貼り合せる前においては、導電接続材が間隔保
持材よりも高くなるように、これら導電接続材および間
隔保持材をパターン形成するように設定されていること
が好ましい。
【0197】これにより、アクティブマトリクス基板と
対向基板との貼り合わせにおいて、両基板の間隙が間隔
保持材の高さに達するまでプレスを行うことができる。
したがって、導電接続材が間隔保持材との高さの差だけ
つぶされて、導電接続材を両基板に完全に密着させるこ
とができるので、確実な導電接続を得ることが可能とな
るという効果を奏する。
【0198】また、本発明にかかる第二の二次元画像検
出器は、以上のように、複数の画素を有する画素配列層
を備えた画素基板と、入射光に応じて電荷を発生する光
導電層を備えた対向基板とが対向して設けられた二次元
画像検出器において、画素配列層における各画素に対応
して設けられ、画素配列層と光導電膜とを電気的に接続
する導電接続材と、上記両基板の間隔を保持する間隔保
持材とを備えている構成である。
【0199】上記の構成では、画素基板と対向基板とが
互いに対向するように配されており、これら各基板に、
画素配列層と光導電膜とがそれぞれ設けられている。対
向基板に設けられた光導電膜は、光(放射線等)の入射
によって電荷を発生する薄膜であり、例えば半導体膜か
ら構成されるものである。また、この光導電膜は、画素
基板の画素配列層に対向して設けられている。
【0200】この二次元画像検出器では、画素配列層と
光導電膜とを、それぞれ異なる基板上に形成するように
なっており、画素配列層上に光導電膜を形成することを
回避している。これにより、光導電膜に施される熱処理
が、画素配列層に影響することを防止できる。したがっ
て、光導電膜の材料として、入射光に対する応答性およ
び感度の高い、高い温度での熱処理を要する材料を採用
することが可能となる。これにより、二次元画像検出の
応答性を改善できるようになっている。
【0201】また、上記のような材料を用いれば、光導
電膜に対する印加電圧を低くできるので、この膜を高電
圧から保護するための誘電体層を設ける必要がない。こ
のため、誘電体層に残留する電荷を除去する工程が不要
となるので、連続的な画像検出、すなわち動画像検出も
可能となる。
【0202】さらに、上記両基板の間隔を保持するため
の間隔保持材を備えているので、両基板に対する貼り合
わせ接続の際、基板間隔が狭くなり過ぎることを防止で
きる。これにより、導電接続材の破損や、隣接配置され
ている導電接続材どうしの接触(リーク不良)を抑制で
きる。
【0203】また、本発明の第三の二次元画像検出器の
製造方法は、以上のように、複数の画素を有する画素配
列層を備えた画素基板と、入射光に応じて電荷を発生す
る光導電層を備えた対向基板とを有する二次元画像検出
器の製造方法において、上記両基板のいずれか一方に、
画素配列層の画素に対応させて導電接続材を形成する接
続材形成工程と、上記両基板のいずれか一方に、両基板
の間隔を保持する間隔保持材を形成する保持材形成工程
と、上記両基板を、画素配列層と半導体層とを対向させ
るように貼り合わせる貼り合わせ工程とを含む方法であ
る。
【0204】この製造方法では、画素配列層の上に半導
体層を形成することを回避しているため、光導電膜の材
料として、入射光に対する応答性および感度の高い、高
温の熱処理を要する材料を採用できる。これにより、応
答性が高く、動画検出の可能な二次元画像検出を製造で
きるようになっている。
【0205】また、この製造方法では、画素基板と対向
基板とを、画素配列層における各画素に対応して設けら
れた導電接続材によって接続するようになっている。こ
れにより、各画素間における電気的絶縁性を確保しなが
ら、各画素と光導電膜とを電気的に接続できる。したが
って、クロストークのない二次元画像検出器を製造する
ことが可能となる。
【0206】また、この製造方法では、両基板を貼り合
わせる前に、いずれか一方の基板上に、間隔保持材を形
成するように設定されている。これにより、貼り合わせ
工程において、基板間隔が狭くなり過ぎることを防止で
きる。したがって、導電接続材の破損や、隣接配置され
ている導電接続材どうしの接触を抑制できるようになっ
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る二次元画像検出器
の全体構成の概略を示す断面図である。
【図2】図1に示した二次元画像検出器の1画素当たり
の構成(図1の領域A)を示す断面図である。
【図3】図1に示した二次元画像検出器の貼り合わせプ
ロセスを示す説明図であり、図3(a)は導電接続材の
パターン形成の工程、図3(b)は間隔保持材のパター
ン形成の工程、図3(c)はアクティブマトリクス基板
と対向基板との位置合わせの工程、図3(d)はアクテ
ィブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせの工程を
示す。
【図4】図1に示した二次元画像検出器の貼り合わせプ
ロセスを示す説明図であり、図4(a)は基板の貼り合
わせ前の導電接続材および間隔保持材、図4(b)は基
板の貼り合わせ後の導電接続材および間隔保持材を示
す。
【図5】図1に示した二次元画像検出器のアクティブマ
トリクス基板に形成されている各電極の配線パターンの
一例を示す平面図である。
【図6】図1に示した二次元画像検出器のアクティブマ
トリクス基板に対する導電接続材および間隔保持材の配
置関係を示す平面図である。
【図7】図1に示した二次元画像検出器の間隔保持材の
一例を示す断面図である。
【図8】本発明の前提となる技術に係る二次元画像検出
器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図9】図8に示した二次元画像検出器の1画素当たり
の構成(図8の領域B)を示す断面図である。
【図10】従来の放射線二次元画像検出器の構成を示す
斜視図である。
【図11】図10に示した従来の放射線二次元画像検出
器の1画素当たりの構成を示す断面図である。
【図12】図1に示した二次元画像検出器における間隔
保持材に、微粒子を混入した状態を示す断面図である。
【図13】図1に示した二次元画像検出器における他の
貼り合わせプロセスを示す説明図であり、図13(a)
は、間隔保持材のパターン形成工程、図13(b)は、
導電接続材のパターン形成工程、図13(c)は、アク
ティブマトリクス基板と対向基板との位置合わせ工程、
図13(d)は、アクティブマトリクス基板と対向基板
との貼り合わせ工程を示す説明図である。
【図14】図13(b)に示した導電接続材のパターン
形成工程を詳細に示す説明図であり、図14(a)は、
感光性樹脂シートをアクティブマトリクス基板に貼付す
る工程、図14(b)は、感光性樹脂シートから支持フ
ィルムを除去する工程、図14(c)は、感光性樹脂層
に対するフォトリソグラフィ工程を示す説明図である。
【図15】図1に示した二次元画像検出器における導電
接続材の他の形状を示す平面図である。
【図16】図1に示した二次元画像検出器における1画
素当たりの等価回路図である。
【符号の説明】
1 アクティブマトリクス基板 2 対向基板 3 導電接続材 5 TFT(スイッチング素子) 8 ゲート電極(電極配線) 9 ソース電極(電極配線) 14 画素電極 17 上部電極(電極部) 32 半導体層 40 画素配列層 45 間隔保持材 45a 樹脂材料 45b 補助材 101 感光性樹脂シート 102 感光性樹脂層 103 熱可塑性樹脂層 104 支持フィルム 111 ヒートローラー H2 基板の貼り合わせ前の導電接続材の高さ H1 基板の貼り合わせ前の間隔保持材の高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 1/028 H01L 31/08 N

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】格子状に配列された電極配線と、各格子点
    ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッ
    チング素子を介して該電極配線に接続される画素電極と
    からなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板
    と、 該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部
    と、該画素配列層および該電極部の間に形成される光導
    電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備えてお
    り、 これら両基板が、該アクティブマトリクス基板の画素配
    列層と、該対向基板の半導体層とが対向するように配置
    されるとともに、該画素電極に対応してパターン形成さ
    れた導電性および接着性を有する導電接続材によって接
    続されており、 さらに、これら両基板の間隙に、両基板の間隔を保持す
    る間隔保持材がパターン形成されていることを特徴とす
    る二次元画像検出器。
  2. 【請求項2】上記間隔保持材は、上記導電接続材を囲む
    ように格子状に形成されていることを特徴とする請求項
    1記載の二次元画像検出器。
  3. 【請求項3】上記間隔保持材は、電気絶縁性を有する材
    料によって形成されていることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の二次元画像検出器。
  4. 【請求項4】上記間隔保持材は、上記導電接続材の接続
    工程の熱圧着環境下において、該導電接続材より高い硬
    度を有するように設定されていることを特徴とする請求
    項1から3の何れかに記載の二次元画像検出器。
  5. 【請求項5】上記間隔保持材は、感光性を有する樹脂材
    料よりなっていることを特徴とする請求項1から4の何
    れかに記載の二次元画像検出器。
  6. 【請求項6】上記間隔保持材は、電気絶縁性を有する樹
    脂材料中に、電気絶縁性を有する補助材またはフィラー
    の混入されたものであることを特徴とする請求項1から
    5の何れかに記載の二次元画像検出器。
  7. 【請求項7】格子状に配列された電極配線と、各格子点
    ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッ
    チング素子を介して該電極配線に接続される画素電極と
    からなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板、
    および、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される
    電極部と、該画素配列層および該電極部の間に形成され
    る光導電性を有する半導体層とを含む対向基板のうち、
    どちらか一方の基板上に、該画素電極に対応して導電性
    および接着性を有する導電接続材をパターン形成する第
    一の工程と、 他方の基板上に、電気絶縁性を有し、両基板の間隔を保
    持する間隔保持材を該導電接続材を囲むように格子状に
    パターン形成する第二の工程と、 両基板を、該アクティブマトリクス基板の画素配列層
    と、該対向基板の半導体層とが対向するように配置する
    第三の工程と、 両基板を、該導電接続材を介して接続して貼り合わせる
    第四の工程とを含んでいることを特徴とする二次元画像
    検出器の製造方法。
  8. 【請求項8】格子状に配列された電極配線と、各格子点
    ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッ
    チング素子を介して該電極配線に接続される画素電極と
    からなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板、
    および、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される
    電極部と、該画素配列層および該電極部の間に形成され
    る光導電性を有する半導体層とを含む対向基板のうち、
    どちらか一方の基板上に、電気絶縁性を有し、両基板の
    間隔を保持する間隔保持材と、該画素電極に対応して導
    電性および接着性を有する導電接続材との両者をパター
    ン形成する第一の工程と、 両基板を、該アクティブマトリクス基板の画素配列層
    と、該対向基板の半導体層とが対向するように配置する
    第二の工程と、 両基板を、該導電接続材を介して接続して貼り合わせる
    第三の工程とを含んでいることを特徴とする二次元画像
    検出器の製造方法。
  9. 【請求項9】前記導電接続材および前記導電接続材にお
    ける少なくとも一方のパターン形成を、感光性樹脂シー
    トに対する貼付工程とフォトリソグラフィ工程とによっ
    て行うことを特徴とする請求項7または8記載の二次元
    画像検出器の製造方法。
  10. 【請求項10】前記アクティブマトリクス基板と対向基
    板とを貼り合せる前においては、導電接続材が間隔保持
    材よりも高くなるように、これら導電接続材および間隔
    保持材をパターン形成するように設定されていることを
    特徴とする請求項7または8記載の二次元画像検出器の
    製造方法。
  11. 【請求項11】複数の画素を有する画素配列層を備えた
    画素基板と、入射光に応じて電荷を発生する光導電層を
    備えた対向基板とを有する二次元画像検出器において、 画素配列層における各画素に対応して設けられ、画素配
    列層と光導電膜とを電気的に接続する導電接続材と、 上記両基板の間隔を保持する間隔保持材とを備えている
    ことを特徴とする二次元画像検出器。
  12. 【請求項12】複数の画素を有する画素配列層を備えた
    画素基板と、入射光に応じて電荷を発生する光導電層を
    備えた対向基板とを有する二次元画像検出器の製造方法
    において、 上記両基板のいずれか一方に、画素配列層の画素に対応
    させて導電接続材を形成する接続材形成工程と、 上記両基板のいずれか一方に、両基板の間隔を保持する
    間隔保持材を形成する保持材形成工程と、 上記両基板を、画素配列層と半導体層とを対向させるよ
    うに貼り合わせる貼り合わせ工程とを含むことを特徴と
    する二次元画像検出器の製造方法。
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