JP2022162724A - 光電変換基板、放射線検出パネル及び半導体基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 製品信頼性に優れた光電変換基板、放射線検出パネル及び半導体基板を提供する。【解決手段】 光電変換基板２は、基材２ａ、光電変換素子２ｂ１、パッド２ｄ、及び絶縁層２４を備える。パッド２ｄは、上面Ｓｂと、検出領域ＤＡから最も離れて位置した側面Ｓｄ１と、を有している。上面Ｓｂは、絶縁層２４で覆われている。側面Ｓｄ１は、絶縁層２４の外側に露出している。【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、光電変換基板、放射線検出パネル及び半導体基板に関する。

放射線検出器として、例えばＸ線検出器（Ｘ線平面検出器）が知られている。Ｘ線検出器は、Ｘ線検出パネル、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等を備えている。Ｘ線検出パネルは、ガラス基板を基材とする光電変換基板と、その光電変換基板の上に形成されたシンチレータ層と、を備えている。光電変換基板は、複数の薄膜トランジスタ、複数の光電変換素子、複数のパッド等を有している。シンチレータ層は、Ｘ線を蛍光に変換する。光電変換基板は、蛍光を電気信号に変換する。

各々のパッドは、光電変換基板のインターフェースであり、薄膜トランジスタ及び光電変換素子に電気的に接続されている。そのため、外部回路は、一のパッドを介して薄膜トランジスタに制御信号を与えることができ、別のパッドを介して光電変換素子で変換された電気信号を読取ることができる。
上記ＦＰＣは、圧着により光電変換基板に連結され、上記パッドに電気的に接続されている。

特開２００９－１２８０２３号公報 特開２００１－３４６７８８号公報 特開２００７－２７８８７８号公報

本実施形態は、製品信頼性に優れた光電変換基板、放射線検出パネル及び半導体基板を提供する。

一実施形態に係る光電変換基板は、
検出領域及び前記検出領域を囲んだ非検出領域に位置した基材と、
前記基材の上方に設けられ前記検出領域に位置した光電変換素子と、
前記基材の上方に設けられ前記非検出領域に位置し前記光電変換素子に電気的に接続されたパッドと、
前記基材、前記光電変換素子、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を備え、
前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記検出領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している。

また、一実施形態に係る放射線検出パネルは、
光電変換基板と、
シンチレータ層と、を備え、
前記光電変換基板は、
検出領域及び前記検出領域を囲んだ非検出領域に位置した基材と、
前記基材の上方に設けられ前記検出領域に位置した光電変換素子と、
前記基材の上方に設けられ前記非検出領域に位置し前記光電変換素子に電気的に接続されたパッドと、
前記基材、前記光電変換素子、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を有し、
前記シンチレータ層は、前記絶縁層の上に設けられ前記検出領域に位置し、
前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記検出領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している。

また、一実施形態に係る半導体基板は、
第１領域及び前記第１領域を囲んだ第２領域に位置した基材と、
前記基材の上方に設けられ前記第１領域に位置した薄膜トランジスタと、
前記基材の上方に設けられ前記第２領域に位置し前記薄膜トランジスタに電気的に接続されたパッドと、
前記基材、前記薄膜トランジスタ、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を備え、
前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記第１領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している。

図１は、一実施形態に係るＸ線検出器を示す断面図である。 図２は、上記Ｘ線検出器の支持基板、Ｘ線検出パネル、複数のＦＰＣ、及び回路基板を示す斜視図であり、画像伝送部を併せて示す図である。 図３は、上記Ｘ線検出パネルの検出領域を示す拡大断面図である。 図４は、上記Ｘ線検出パネル、回路基板、及び複数のＦＰＣを示す回路図である。 図５は、上記Ｘ線検出パネルを示す平面図である。 図６は、上記Ｘ線検出パネルの一部を線ＶＩ－ＶＩに沿って示す断面図であり、ＦＰＣを併せて示す図である。 図７は、上記Ｘ線検出器の光電変換基板を示す斜視図であり、複数のパッドが上記光電変換基板の側面に露出している状態を示す図である。 図８は、上記実施形態の変形例に係るＸ線検出器の光電変換基板を示す斜視図であり、複数のパッドが上記光電変換基板の側面に露出している状態を示す図である。 図９は、上記変形例に係るＸ線検出器のＸ線検出パネルの一部を示す断面図であり、ＦＰＣを併せて示す図である。 図１０は、比較例に係るＸ線検出パネルの製造方法を説明するための図であり、光電変換基板が製造ジグにセットされた状態を示す図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

始めに、本発明の実施形態の基本構想について説明する。
放射線検出器として、例えばＸ線検出器（Ｘ線平面検出器）が知られている。Ｘ線検出器は、Ｘ線検出パネル、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等を備えている。Ｘ線検出パネルは、ガラス基板を基材とする光電変換基板と、その光電変換基板の上に形成されたシンチレータ層と、を備えている。光電変換基板は、複数の薄膜トランジスタ、複数の光電変換素子、複数のパッド等を有している。複数の薄膜トランジスタ、及び複数の光電変換素子はＸ線を検出する検出領域に位置し、複数のパッドは検出領域を囲んだ非検出領域に位置している。

ところで、Ｘ線検出パネルの製造時に、光電変換基板のパッドが製造ジグに接触する工程がある。上記工程は、例えば、光電変換基板の上にシンチレータ層を形成する工程である。図１０は、比較例に係るＸ線検出パネルの製造方法を説明するための図であり、光電変換基板２が製造ジグ１００にセットされた状態を示す図である。

図１０に示すように、シンチレータ層を形成する工程において、まず、光電変換基板２を用意する。光電変換基板２は、基材２ａ、パッド２ｄ等を備えている。パッド２ｄは、光電変換基板２のうちシンチレータ層を形成する側の面である蒸着面２ｓ１側に露出している。パッドは、例えば金属で形成されている。又は、パッドは、金属で形成された金属層と、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）等の透明な導電材料で形成された保護層と、の積層体で形成されてもよい。その場合、保護層は、基材２ａとともに金属層を挟み、金属層を覆い、金属層を保護している。

続いて、光電変換基板２を製造ジグ１００にセットする。その際、光電変換基板２の蒸着面２ｓ１側の非検出領域ＮＤＡは、製造ジグ１００の載置面１０１に接触した状態に固定される。光電変換基板２の側面は、製造ジグ１００のガイド面１０２と対向した状態に固定される。製造ジグ１００の開口ＯＰは、光電変換基板２の少なくとも検出領域ＤＡを露出させている。

上記のように、Ｘ線検出パネルの製造時に、パッド２ｄは、載置面１０１に接触することになる。例えば、パッド２ｄが載置面１０１に擦れることになる。これにより、シンチレータ層を形成する工程の前後で、パッド２ｄの金属部分（金属層）に傷が発生する恐れがある。パッド２ｄの金属部分の傷が、隣合う複数のパッド２ｄにわたって生じると、複数のパッド２ｄ間でショートが発生したり、Ｘ線画像上でライン欠陥（Ｘ線検出が困難な筋状の領域）が発生したりし、Ｘ線検出パネルが不良品（ＮＧ）となる場合がある。

また、パッド２ｄ積層体で形成されている場合、パッド２ｄに生じる傷としては、保護層が金属層から剥がれ、金属層が剥き出しとなる傷が挙げられる。その場合、パッド２ｄの金属層が腐食するリスクが高くなってしまう。

パッド２ｄに傷が発生する主な原因としては、パッド２ｄが、製造ジグ１００及び光電変換基板２の少なくとも一方に付着した異物に擦れることである。なお、上記異物は、目視で確認できないような微小なサイズを有している。そのため、予め、製造ジグ１００及び光電変換基板２から上記異物を除去することは困難である。

そこで、本発明の実施形態においては、かかる問題を改善するものであり、パッドに傷が生じ難い光電変換基板及び放射線検出パネルを得ることができるものである。又は、製品信頼性に優れた光電変換基板及び放射線検出パネルを得ることができるものである。又は、製造歩留まりの高い光電変換基板及び放射線検出パネルを得ることができるものである。次に、上記問題を改善するための手段及び手法について説明する。

（一実施形態）
まず、一実施形態について説明する。図１は、一実施形態に係るＸ線検出器１を示す断面図である。Ｘ線検出器１は、Ｘ線画像検出器であり、Ｘ線検出パネルを利用するＸ線平面検出器である。Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療用途に用いられている。

図１に示すように、Ｘ線検出器１は、Ｘ線検出モジュール１０、支持基板１２、回路基板１１、スペーサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、筐体５１、入射窓５２等を備えている。Ｘ線検出モジュール１０は、Ｘ線検出パネルＰＮＬ、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２ｅ１等を備えている。Ｘ線検出パネルＰＮＬは、支持基板１２と入射窓５２との間に位置している。Ｘ線検出パネルＰＮＬは、入射窓５２と対向した防湿カバー７を備えている。

入射窓５２は、筐体５１の開口に取付けられている。入射窓５２はＸ線を透過させる。そのため、Ｘ線は入射窓５２を透過してＸ線検出パネルＰＮＬに入射される。入射窓５２は、板状に形成され、筐体５１内部を保護する機能を有している。入射窓５２は、Ｘ線吸収率の低い材料で薄く形成することが望ましい。これにより、入射窓５２で生じる、Ｘ線の散乱と、Ｘ線量の減衰とを低減することができる。そして、薄くて軽いＸ線検出器１を実現することができる。
Ｘ線検出モジュール１０、支持基板１２、回路基板１１等は、筐体５１及び入射窓５２で囲まれた空間の内部に収容されている。

Ｘ線検出パネルＰＮＬは、薄い部材を積層して構成されているため、軽く機械的強度の低いものである。このため、Ｘ線検出パネルＰＮＬは、粘着シートを介して支持基板１２の平坦な一面に固定されている。支持基板１２は、例えばアルミニウム合金で板状に形成され、Ｘ線検出パネルＰＮＬを安定して保持するために必要な強度を有している。これにより、Ｘ線検出器１に外部から振動や衝撃が加わった際におけるＸ線検出パネルＰＮＬの破損を抑制することができる。

支持基板１２の他面には、スペーサ９ａ，９ｂを介して回路基板１１が固定されている。スペーサ９ａ，９ｂを使用することで、主に金属から構成される支持基板１２から回路基板１１までの電気的絶縁距離を保持することができる。
筐体５１の内面には、スペーサ９ｃ，９ｄを介して回路基板１１が固定されている。スペーサ９ｃ，９ｄを使用することで、主に金属から構成される筐体５１から回路基板１１までの電気的絶縁距離を保持することができる。筐体５１は、回路基板１１及びスペーサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを介して支持基板１２等を支持している。

回路基板１１にはＦＰＣ２ｅ１に対応するコネクタが実装され、ＦＰＣ２ｅ１はコネクタを介して回路基板１１に電気的に接続されている。ＦＰＣ２ｅ１とＸ線検出パネルＰＮＬとの接続には、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）を利用した熱圧着法が用いられる。この方法により、Ｘ線検出パネルＰＮＬの複数の微細なパッドと、ＦＰＣ２ｅ１の複数の微細なパッドとの電気的接続が確保され、ＦＰＣ２ｅ１がＸ線検出パネルＰＮＬに物理的に固定される。なお、Ｘ線検出パネルＰＮＬのパッドに関しては後述する。

上記のように、回路基板１１は、上記コネクタ、ＦＰＣ２ｅ１等を介してＸ線検出パネルＰＮＬに電気的に接続されている。回路基板１１は、Ｘ線検出パネルＰＮＬを電気的に駆動し、かつ、Ｘ線検出パネルＰＮＬからの出力信号を電気的に処理するものである。

なお、ＦＰＣ２ｅ１とＸ線検出パネルＰＮＬとの接続に、ＡＣＦの替わりにワイヤーボンディング（Wire Bonding）を利用してもよい。その場合、ＦＰＣ２ｅ１は、支持基板１２に物理的に固定されてもよい。また、Ｘ線検出モジュール１０は、ＦＰＣ２ｅの替わりに、リジッド部及びフレキシブル部の両方を含むリジッドフレキシブル基板（rigid flexible printed wiring board）を用い、上記リジッド部とＸ線検出パネルＰＮＬとをワイヤーボンディングにて接続してもよい。

図２は、Ｘ線検出器１の支持基板１２、Ｘ線検出パネルＰＮＬ、複数のＦＰＣ ２ｅ、及び回路基板１１を示す斜視図であり、画像伝送部４を併せて示す図である。なお、図２には、Ｘ線検出器１の全ての部材を示していない。後述する接合体等、Ｘ線検出器１のいくつかの部材の図示は、図２において省略している。

図２に示すように、Ｘ線検出パネルＰＮＬは、半導体基板である光電変換基板２、シンチレータ層５等を備えている。光電変換基板２は、基材２ａ、複数の光電変換部２ｂ、複数の制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、複数のデータライン（又はシグナルライン）２ｃ２等を有している。なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、及びデータライン２ｃ２の数、配置等は図２の例に限定されるものではない。

複数の制御ライン２ｃ１は、行方向Ｘに延在し、列方向Ｙに所定の間隔をあけて並べられている。複数のデータライン２ｃ２は、列方向Ｙに延在し、複数の制御ライン２ｃ１と交差し、行方向Ｘに所定の間隔をあけて並べられている。

複数の光電変換部２ｂは、基材２ａの一方の主面側に設けられている。光電変換部２ｂは、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とにより区画された四角形状の領域に設けられている。１つの光電変換部２ｂは、Ｘ線画像の１つの画素に対応する。複数の光電変換部２ｂは、行方向Ｘ及び列方向Ｙにマトリクス状に並べられている。上記のことから、光電変換部２ｂは、アレイ基板である。

各々の光電変換部２ｂは、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２ｂ２と、を有している。ＴＦＴ２ｂ２は、対応する一の制御ライン２ｃ１と、対応する一のデータライン２ｃ２とに接続されている。光電変換素子２ｂ１はＴＦＴ２ｂ２に電気的に接続されている。

制御ライン２ｃ１は、ＦＰＣ２ｅ１を介して回路基板１１に電気的に接続されている。回路基板１１は、ＦＰＣ２ｅ１を介して複数の制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を与える。データライン２ｃ２は、ＦＰＣ２ｅ２を介して回路基板１１に電気的に接続されている。光電変換素子２ｂ１によって変換された画像データ信号Ｓ２（光電変換部２ｂに蓄積された電荷）は、ＴＦＴ２ｂ２、データライン２ｃ２、及びＦＰＣ２ｅ２を介して回路基板１１に伝送される。なお、光電変換基板２とＦＰＣ２ｅとの連結に関しては後述する。

Ｘ線検出器１は、画像伝送部４を備えている。画像伝送部４は、配線４ａを介して回路基板１１に接続されている。なお、画像伝送部４は、回路基板１１に組込まれてもよい。画像伝送部４は、図示しない複数のアナログ－デジタル変換器によりデジタル信号に変換された画像データの信号に基づいて、Ｘ線画像を生成する。生成されたＸ線画像のデータは、画像伝送部４から外部の機器に向けて出力される。

図３は、Ｘ線検出パネルＰＮＬの検出領域ＤＡを示す拡大断面図である。
図３に示すように、光電変換基板２は、基材２ａ、複数の光電変換部２ｂ、絶縁層２１，２２，２３，２４，２５を有している。複数の光電変換部２ｂは、基材２ａの上方に設けられ、検出領域ＤＡに位置している。各々の光電変換部２ｂは、光電変換素子２ｂ１と、ＴＦＴ２ｂ２と、を備えている。

ＴＦＴ２ｂ２は、ゲート電極ＧＥ、半導体層ＳＣ、ソース電極ＳＥ、及びドレイン電極ＤＥを有している。光電変換素子２ｂ１は、フォトダイオードで構成されている。なお、光電変換素子２ｂ１は、光を電荷に変換するように構成されていればよい。

基材２ａは、板状の形状を有し、絶縁材料で形成されている。上記絶縁材料としては、無アルカリガラスなどのガラスを挙げることができる。本実施形態において、基材２ａは、ガラスで形成されているが、樹脂等の有機絶縁材料で形成されてもよい。基材２ａの平面形状は、例えば四角形である。基材２ａの厚みは、例えば０．５乃至０．７ｍｍである。絶縁層２１は、基材２ａの上に設けられている。

絶縁層２１の上に、ゲート電極ＧＥが形成されている。ゲート電極ＧＥは、上記制御ライン２ｃ１に電気的に接続されている。絶縁層２２は、絶縁層２１及びゲート電極ＧＥの上に設けられている。半導体層ＳＣは、絶縁層２２の上に設けられ、ゲート電極ＧＥに対向している。半導体層ＳＣは、非晶質半導体としての非晶質シリコン、多結晶半導体としての多結晶シリコン等の半導体材料で形成されている。

絶縁層２２及び半導体層ＳＣの上に、ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥが設けられている。ゲート電極ＧＥ、ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ、上記制御ライン２ｃ１、及び上記データライン２ｃ２は、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成されている。

ソース電極ＳＥは、半導体層ＳＣのソース領域に電気的に接続されている。また、ソース電極ＳＥは、上記データライン２ｃ２に電気的に接続されている。ドレイン電極ＤＥは、半導体層ＳＣのドレイン領域に電気的に接続されている。

絶縁層２３は、絶縁層２２、半導体層ＳＣ、ソース電極ＳＥ、及びドレイン電極ＤＥの上に設けられている。光電変換素子２ｂ１は、ドレイン電極ＤＥに電気的に接続されている。絶縁層２４は、絶縁層２３及び光電変換素子２ｂ１の上に設けられている。バイアス線ＢＬは、絶縁層２４の上に設けられ、絶縁層２４に形成されたコンタクトホールを通り光電変換素子２ｂ１に接続されている。絶縁層２５は、絶縁層２４及びバイアス線ＢＬの上に設けられている。絶縁層２５は、光電変換基板２のうちシンチレータ層を形成する側の面である蒸着面２ｓ１を有している。

絶縁層２１，２２，２３，２４，２５は、無機絶縁材料、有機絶縁材料等の絶縁材料で形成されている。無機絶縁材料としては、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、及び酸窒化物絶縁材料を挙げることができる。有機絶縁材料としては樹脂を挙げることができる。本実施形態において、絶縁層２１，２２，２３は、それぞれ無機絶縁材料で形成され、絶縁層２４，２５は、それぞれ有機絶縁材料で形成されている。

シンチレータ層５は、光電変換基板２（複数の光電変換部２ｂ）の上に設けられている。詳しくは、シンチレータ層５は、絶縁層２５の蒸着面２ｓ１の上に設けられている。シンチレータ層５は、少なくとも検出領域ＤＡに位置し、複数の光電変換部２ｂの上方を覆っている。シンチレータ層５は、入射されるＸ線を光（蛍光）に変換するように構成されている。

なお、光電変換素子２ｂ１は、シンチレータ層５から入射される光を電荷に変換する。変換された電荷は光電変換素子２ｂ１に蓄積される。ＴＦＴ２ｂ２は、光電変換素子２ｂ１への蓄電及び光電変換素子２ｂ１からの放電を切替えることができる。なお、光電変換素子２ｂ１の自己容量が不十分である場合、光電変換基板２はコンデンサ（蓄積キャパシタ）をさらに有し、光電変換素子２ｂ１で変換された電荷をコンデンサに蓄積してもよい。

シンチレータ層５は、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）で形成されている。真空蒸着法を用いてシンチレータ層５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ層５が得られる。シンチレータ層５の厚みは、例えば、６００μｍである。シンチレータ層５の最表面において、シンチレータ層５の柱状結晶の太さは、８乃至１２μｍである。

シンチレータ層５を形成する材料は、ＣｓＩ：Ｔｌに限定されるものではない。シンチレータ層５は、タリウム賦活ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ：Ｔｌ）、ナトリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｎａ）、ユーロピウム賦活臭化セシウム（ＣｓＢｒ：Ｅｕ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）等で形成されてもよい。

なお、真空蒸着法を用いてシンチレータ層５を形成する際には、開口を有するマスク（上述した製造ジグ１００）が用いられる。この場合、光電変換基板２上の開口に対峙する領域にシンチレータ層５が形成される。また、蒸着によるシンチレータ材は、マスクの表面にも堆積する。そして、シンチレータ材は、マスクの開口の近傍にも堆積し、開口の内部に徐々に張り出すように結晶が成長する。マスクから開口の内部に結晶が張り出すと、開口の近傍において、光電変換基板２へのシンチレータ材の蒸着が抑制される。そのため、図２に示したように、シンチレータ層５の周縁近傍は、外側になるに従い厚みが漸減している。

本実施形態において、Ｘ線検出パネルＰＮＬは、光反射層６をさらに備えている。光反射層６は、シンチレータ層５のＸ線の入射側に設けられている。光反射層６は、少なくとも検出領域ＤＡに位置し、シンチレータ層５の上面を覆っている。光反射層６は、光（蛍光）の利用効率を高めて感度特性の向上を図るために設けられている。すなわち、光反射層６は、シンチレータ層５において生じた光のうち、光電変換部２ｂが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光電変換部２ｂに向かうようにする。ただし、光反射層６は、必ずしも必要ではなく、Ｘ線検出パネルＰＮＬに求められる感度特性などに応じて設ければよい。

例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）等からなる光散乱性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合した塗布材料をシンチレータ層５上に塗布し、続いて塗布材料を乾燥することで光反射層６を形成することができる。

なお、光反射層６の構造及び光反射層６の製造方法は、上記の例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ層５上に成膜することで光反射層６を形成してもよい。又は、表面が銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属層を含むシートや、光散乱性粒子を含む樹脂シート等をシンチレータ層５の上に設けることで光反射層６を形成してもよい。

なお、ペースト状の塗布材料をシンチレータ層５の上に塗布し、上記塗布材料を乾燥する場合は、乾燥に伴い塗布材料が収縮するので、シンチレータ層５に引っ張り応力が加わり、シンチレータ層５が光電変換基板２から剥離する場合がある。そのため、シート状の光反射層６を、シンチレータ層５の上に設けることが好ましい。この場合、光反射層６を、例えば、両面テープなどを用いて、シンチレータ層５の上に接合することもできるが、光反射層６をシンチレータ層５の上に載置する方が好ましい。シート状の光反射層６をシンチレータ層５の上に載置すれば、光反射層６の膨張または収縮に起因した、光電変換基板２からシンチレータ層５の剥離を容易に抑制することができる。

防湿カバー（防湿体）７は、光電変換基板２、シンチレータ層５、及び光反射層６の上に設けられ、シンチレータ層５及び光反射層６を覆っている。防湿カバー７は、空気中に含まれる水分により、光反射層６の特性やシンチレータ層５の特性が劣化するのを抑制するために設けられている。防湿カバー７は、シンチレータ層５の露出部分を完全に覆っている。防湿カバー７は光反射層６等との間に隙間を空けてもよいし、防湿カバー７は光反射層６等と接触してもよい。

防湿カバー７は、金属を含むシートで形成されている。上記金属としては、アルミニウムを含む金属、銅を含む金属、マグネシウムを含む金属、タングステンを含む金属、ステンレス、コバール等を挙げることができる。防湿カバー７が金属を含んでいる場合、防湿カバー７は、水分の透過を、防止したり、大幅に抑制したりすることができる。

図４は、Ｘ線検出パネルＰＮＬ、回路基板１１、及び複数のＦＰＣ２ｅ１，２ｅ２を示す回路図である。
図２乃至図４に示すように、回路基板１１には、読み出し回路１１ａおよび信号検出回路１１ｂが設けられている。なお、これらの回路を１つの基板に設けることもできるし、これらの回路を複数の基板に分けて設けることもできる。ＦＰＣ２ｅ１に設けられた複数の配線の他端は、読み出し回路１１ａとそれぞれ電気的に接続されている。ＦＰＣ２ｅ２に設けられた複数の配線の他端は、信号検出回路１１ｂとそれぞれ電気的に接続されている。

読み出し回路１１ａは、ＴＦＴ２ｂ２のオン状態とオフ状態を切り替える。読み出し回路１１ａは、複数のゲートドライバ１１ａａと行選択回路１１ａｂとを有する。行選択回路１１ａｂには、Ｘ線検出器１の外部に設けられた図示しない画像処理部などから制御信号Ｓ１が入力される。行選択回路１１ａｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ１１ａａに制御信号Ｓ１を入力する。ゲートドライバ１１ａａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を入力する。

例えば、読み出し回路１１ａは、ＦＰＣ２ｅ１を介して、制御信号Ｓ１を複数の制御ライン２ｃ１に順に入力する。制御ライン２ｃ１に入力された制御信号Ｓ１によりＴＦＴ２ｂ２がオン又はオフされ、ＴＦＴ２ｂ２がオン状態となることで、光電変換素子２ｂ１からの電荷（画像データ信号Ｓ２）がＦＰＣ２ｅ２に出力される。

信号検出回路１１ｂは、複数の積分回路１１ｂａ、複数の選択回路１１ｂｂ、及び複数のＡＤコンバータ１１ｂｃを有している。各々の積分回路１１ｂａは、オペアンプ（演算増幅器）及びコンデンサを有している。なお、図示しないが、積分回路１１ｂａは、コンデンサに並列に接続されたスイッチをさらに有している。そのスイッチにより、コンデンサの電荷をリセットすることができる。１つの積分回路１１ｂａは、１つのデータライン２ｃ２と電気的に接続されている。積分回路１１ｂａは、複数の光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２を順に受信する。そして、積分回路１１ｂａは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路１１ｂｂへ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン２ｃ２を流れる電流の値（電荷量）を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分回路１１ｂａは、シンチレータ層５において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。

選択回路１１ｂｂは、読み出しを行う積分回路１１ｂａを選択し、電位情報へと変換された画像データ信号Ｓ２を順に読み出す。ＡＤコンバータ１１ｂｃは、読み出された画像データ信号Ｓ２をデジタル信号に順に変換する。デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２は、配線を介して画像処理部に入力される。なお、デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２は、無線により画像処理部に送信されてもよい。画像処理部は、デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２に基づいてＸ線画像を構成する。なお、画像処理部は、回路基板１１と一体化することもできる。

図５は、Ｘ線検出パネルＰＮＬを示す平面図である。図５において、シンチレータ層５には右上がりの斜線を付し、封止部８には右下がりの斜線を付している。
図５に示すように、光電変換基板２は、検出領域ＤＡと、検出領域ＤＡの外側の非検出領域ＮＤＡと、を有している。非検出領域ＮＤＡは、検出領域ＤＡを囲んでいる。検出領域ＤＡは、四角形の領域である。本実施形態において、非検出領域ＮＤＡは枠状の形状を有している。

基材２ａは、検出領域ＤＡ及び非検出領域ＮＤＡに位置している。
光電変換基板２は、さらに複数のパッド２ｄ１及び複数のパッド２ｄ２を有している。パッド２ｄ１及びパッド２ｄ２は、非検出領域ＮＤＡに位置している。本実施形態において、複数のパッド２ｄ１は基材２ａの左辺に沿って並べられ、複数のパッド２ｄ２は基材２ａの下辺に沿って並べられている。なお、複数のパッドの個数、形状、サイズ、位置、及びピッチは、図５に示す例に限定されるものではない。

１つの制御ライン２ｃ１は、検出領域ＤＡ及び非検出領域ＮＤＡを延在し、複数のパッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つのデータライン２ｃ２は、検出領域ＤＡ及び非検出領域ＮＤＡを延在し、複数のパッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。
パッド２ｄ１は、制御ライン２ｃ１及びＴＦＴ２ｂ２を介して光電変換素子２ｂ１に電気的に接続されている。パッド２ｄ２は、データライン２ｃ２及びＴＦＴ２ｂ２を介して光電変換素子２ｂ１に電気的に接続されている。

１つのパッド２ｄ１にはＦＰＣ２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続され、１つのパッド２ｄ２にはＦＰＣ２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている（図２）。

シンチレータ層５は、少なくとも検出領域ＤＡに位置している。
Ｘ線検出パネルＰＮＬは、封止部８をさらに備えている。封止部８は、非検出領域ＮＤＡに位置し、シンチレータ層５を囲んでいる。封止部８は、枠状の形状を有し、シンチレータ層５の周囲を連続的に延在している。封止部８は、光電変換基板２（例えば、上記絶縁層２５）に接着されている。

防湿カバー７は、検出領域ＤＡ及び非検出領域ＮＤＡに位置している。防湿カバー７は、平面図において、シンチレータ層５を完全に覆っている。シンチレータ層５のうち光電変換基板２及び封止部８で覆われていない部分は、防湿カバー７で完全に覆われている。言い換えると、防湿カバー７は、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を覆っている。

平面図において、封止部８及び防湿カバー７は、パッド２ｄ１，２ｄ２に重なってもよい。非検出領域ＮＤＡの幅を低減することができるため、例えば、Ｘ線検出器１の狭額縁化に寄与することができる。

図６は、Ｘ線検出パネルＰＮＬの一部を線ＶＩ－ＶＩに沿って示す断面図であり、ＦＰＣ２ｅ１を併せて示す図である。
図６に示すように、パッド２ｄ（例えば、パッド２ｄ１）は、基材２ａの上方に設けられている。本実施形態において、パッド２ｄは、絶縁層２３の上に設けられている。パッド２ｄは、金属で形成されている。また、次に示すパッド２ｄの製造工程からも分かるように、パッド２ｄは、絶縁層２３の上に設けられていなくともよい。パッド２ｄは、基材２ａと絶縁層２５との間に設けられていればよい。

光電変換基板２の検出領域ＤＡの金属部分を形成する際、上記金属部分及びパッド２ｄを、同一の金属材料で同時に形成することができる。光電変換基板２の検出領域ＤＡの金属部分とは、光電変換素子２ｂ１の金属部分、ＴＦＴ２ｂ２の金属部分、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２等が挙げられる。
又は、パッド２ｄは、光電変換基板２の検出領域ＤＡの金属部分を形成する工程とは別の工程にて金属材料で形成されてもよい。
何れにおいても、パッド２ｄは、光電変換素子２ｂ１、ＴＦＴ２ｂ２等の同様に、成膜及びパターニングを繰り返す積層プロセスにて形成されている。

パッド２ｄは、裏面Ｓａと、上面Ｓｂと、複数の側面Ｓｄと、を有している。上面Ｓｂは、パッド２ｄのうち基材２ａと対向する側とは反対側に位置した面である。言い換えると、上面Ｓｂは、パッド２ｄの裏面Ｓａとは反対側の面である。複数の側面Ｓｄは、上面Ｓｂと裏面Ｓａとの間の面である。複数の側面Ｓｄのうち、第１側面としての側面Ｓｄ１は、検出領域ＤＡから最も離れて位置している。

絶縁層２４，２５は、基材２ａ、光電変換素子２ｂ１、及びパッド２ｄの上方に設けられている。パッド２ｄのうち、側面Ｓｄ１以外の複数の側面Ｓｄと上面Ｓｂとは、絶縁層２４で覆われている。側面Ｓｄ１は、絶縁層２４，２５で覆われていない。側面Ｓｄ１は、絶縁層２４，２５の外側に露出している。そのため、パッド２ｄの上面Ｓｂは光電変換基板２の蒸着面２ｓ１側に露出していないが、パッド２ｄの側面Ｓｄ１は光電変換基板２の側面２ｓ２に露出している。

なお、本実施形態と異なり、パッド２ｄは、金属で形成された金属層と、ＩＴＯ等の透明な導電材料で形成された保護層と、の積層体で形成されてもよい。その場合、パッド２ｄの保護層が上面Ｓｂを有している。パッド２ｄを覆う絶縁層２４，２５が有機絶縁材料で形成されても、パッド２ｄの金属層は、ＩＴＯ等の無機材料で形成された保護層で覆われている。そのため、パッド２ｄを金属材料のみで形成した場合と比較し、パッド２ｄの金属部分の腐食を抑制することができる。

シンチレータ層５は、側面５ａ及び上面５ｂを有している。側面５ａは、非検出領域ＮＤＡに位置している。側面５ａは、順テーパ面である。シンチレータ層５の上面５ｂは、防湿カバー７と対向している。

防湿カバー７は、光電変換基板２とともにシンチレータ層５及び光反射層６を密封している。本実施形態において、防湿カバー７は、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５及び光反射層６を密封している。

防湿カバー７は、封止部８の外面８ａに直に接着されている。防湿カバー７は、封止部８の少なくとも一部を覆っている。例えば、大気圧よりも減圧された環境において防湿カバー７と封止部８とを接合すれば、防湿カバー７を光反射層６等に接触させることができる。光反射層６無しにＸ線検出パネルＰＮＬが構成される場合、防湿カバー７をシンチレータ層５の上面５ｂ等に接触させることができる。

また、一般的に、シンチレータ層５には、その体積の１０乃至４０％程度の空隙が存在する。そのため、空隙にガスが含まれていると、Ｘ線検出器１を航空機などで輸送した場合や、Ｘ線検出器１を高地で使用した場合にガスが膨張して防湿カバー７が破損する恐れがある。大気圧よりも減圧された環境において防湿カバー７と封止部８とを接合すれば、Ｘ線検出器１が航空機などで輸送された場合であっても防湿カバー７の破損を抑制することができる。上記のことから、光電変換基板２、封止部８及び防湿カバー７により画された空間の圧力は、大気圧よりも低くした方が好ましい。

基材２ａは、第２側面としての側面２ａｓを有し、絶縁層２４は、第３側面としての側面２４ｓを有している。本実施形態において、パッド２ｄの側面Ｓｄ１、基材２ａの側面２ａｓ、絶縁層２４の側面２４ｓ、絶縁層２１，２２，２３，２５の側面は、同一の仮想の平面Ｐ上に位置している。

各々のパッド２ｄは、光電変換基板２のインターフェースであり、十分な厚みＴを有している方が望ましい。例示的に挙げると、厚みＴは実質的に１μｍである。
ＦＰＣ２ｅは、光電変換基板２の上面（蒸着面２ｓ１）にではなく光電変換基板２の側面２ｓ２にＡＣＦ ３０を利用して接続されている。ＡＣＦ３０は、パッド２ｄの側面Ｓｄ１だけではなく、基材２ａの側面２ａｓ、及び複数の絶縁層の側面（側面２４ｓ等）にも接着されている。これにより、ＦＰＣ２ｅを光電変換基板２に強固に固定することができる。

なお、光電変換基板２の側面２ｓ２のうちパッド２ｄの側面Ｓｄ１以外の領域は、絶縁材料で形成されている。また、光電変換基板２の上面（蒸着面２ｓ１）は絶縁層２５の一部であり、光電変換基板２の裏面は電気絶縁性の基材２ａの一部である。そのため、ＡＣＦ３０（ＦＰＣ２ｅ）が、光電変換基板２のうちパッド２ｄ以外の導電部に電気的に接続されることは無い。

図７は、光電変換基板２を示す斜視図であり、複数のパッド２ｄ１，２ｄ２が光電変換基板２の側面２ａｓに露出している状態を示す図である。
図７に示すように、光電変換基板２は、回路部ＣＩ、複数のパッド２ｄ１，２ｄ２等を備えている。回路部ＣＩは、上述した光電変換素子２ｂ１、ＴＦＴ２ｂ２、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２等を含んでいる。

光電変換基板２の側面２ａｓは、側面２ａｓ１、側面２ａｓ２等を含んでいる。複数のパッド２ｄ１は光電変換基板２の側面２ａｓ１に露出している。複数のパッド２ｄ２は光電変換基板２の側面２ａｓ２に露出している。
Ｘ線検出器１は、上記のように構成されている。

Ｘ線検出パネルＰＮＬの製造工程において、図６，７等に示した光電変換基板２を図１０に示した製造ジグ１００にセットしても、パッド２ｄが製造ジグ１００の載置面１０１に擦れることは無い。パッド２ｄの側面Ｓｄ１が製造ジグ１００のガイド面１０２に接触するリスクは低い。なお、側面Ｓｄ１がガイド面１０２に当たる場合はあり得るが、側面Ｓｄ１がガイド面１０２に擦れることは実質的に無い。Ｘ線検出パネルＰＮＬの製造工程において、光電変換基板２のパッド２ｄに傷を発生し難くすることができる。

上記のように構成された一実施形態に係るＸ線検出器１によれば、Ｘ線検出器１は、光電変換基板２、シンチレータ層５等を備えている。光電変換基板２は、基材２ａ、光電変換素子２ｂ１、パッド２ｄ、絶縁層２４等を備えている。パッド２ｄの上面Ｓｂは、絶縁層２４で覆われている。パッド２ｄの側面Ｓｄ１は、絶縁層２４の外側に露出している。Ｘ線検出パネルＰＮＬの製造工程において、光電変換基板２のパッド２ｄ（側面Ｓｄ１）が擦れることは実質的に無い。

そのため、パッド２ｄに傷が生じ難い光電変換基板２及びＸ線検出パネルＰＮＬを得ることができる。さらに、製品信頼性に優れた光電変換基板２及びＸ線検出パネルＰＮＬを得ることができる。さらに、製造歩留まりの高い光電変換基板２及びＸ線検出パネルＰＮＬを得ることができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。図８は、本変形例に係るＸ線検出器１の光電変換基板２を示す斜視図であり、複数のパッド２ｄ１，２ｄ２が光電変換基板２の側面２ａｓに露出している状態を示す図である。Ｘ線検出器１は、本変形例で説明する構成以外、上記実施形態と同様に構成されている。

図８に示すように、光電変換基板２の側面２ａｓは、行方向Ｘ及び列方向Ｙのそれぞれに対して直交する方向から傾斜している。少なくとも、パッド２ｄ１が露出する側面２ａｓ１と、パッド２ｄ２が露出する側面２ａｓ２とは、傾斜している。但し、光電変換基板２のうち側面２ａｓ１，２ａｓ２以外の側面２ａｓは、傾斜していなくともよい。

図９は、本変形例に係るＸ線検出器１のＸ線検出パネルＰＮＬの一部を示す断面図であり、ＦＰＣ２ｅ１を併せて示す図である。
図９に示すように、仮想の平面Ｐは、テーパ面である。例えば、パッド２ｄの側面Ｓｄ１はテーパ面である。本実施形態において、基材２ａを下側、絶縁層２５を上側とした場合、平面Ｐは順テーパ面である。但し、平面Ｐは逆テーパ面であってもよい。

本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。パッド２ｄの側面Ｓｄ１はテーパ面であるため、側面Ｓｄ１とＡＣＦ３０とが接する面積を大きくすることができる。これにより、ＡＣＦ３０（ＦＰＣ２ｅ）と、パッド２ｄとを、一層、良好に電気的に接続することができる。また、光電変換基板２の側面２ａｓ１，２ａｓ２はテーパ面であるため、ＦＰＣ２ｅを光電変換基板２に、一層、強固に固定することができる。

本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、パッド２ｄの側面Ｓｄ１は、基材２ａの側面２ａｓと同一平面上に位置していなくともよい。パッド２ｄの側面Ｓｄ１は、基材２ａの側面２ａｓより検出領域ＤＡ側に位置してもよい。
上述した技術は、上記Ｘ線検出器１への適用に限定されるものではなく、他のＸ線検出器、各種の放射線検出器に適用することができる。放射線検出器は、Ｘ線検出パネルＰＮＬの替わりに、放射線を検出する放射線検出パネルを備えていればよい。

また、上述した技術は、上記光電変換基板２への適用に限定されるものではなく、他の光電変換基板、光電変換基板以外の各種の半導体基板に適用することができる。上述した技術を半導体基板に適用する場合、半導体基板は、少なくとも基材２ａ、ＴＦＴ２ｂ２、パッド２ｄ、及び絶縁層（例えば、絶縁層２４，２５）を備えていればよい。また、検出領域ＤＡを第１領域に読み替え、非検出領域ＮＤＡを第２領域に読み替えればよい。次に、半導体基板に関する発明を付記する。

第１領域及び前記第１領域を囲んだ第２領域に位置した基材と、
前記基材の上方に設けられ前記第１領域に位置した薄膜トランジスタと、
前記基材の上方に設けられ前記第２領域に位置し前記薄膜トランジスタに電気的に接続されたパッドと、
前記基材、前記薄膜トランジスタ、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を備え、
前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記第１領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している、
半導体基板。

また、半導体基板において、パッドが接続される対象はＴＦＴに限定されるものではなく、配線、電極、又は配線及び電極の両方であってもよい。

１…Ｘ線検出器、１１…回路基板、１２…支持基板、２ｅ，２ｅ１，２ｅ２…ＦＰＣ、
３０…ＡＣＦ、ＰＮＬ…Ｘ線検出パネル、５…シンチレータ層、６…光反射層、
７…防湿カバー、８…封止部、２…光電変換基板、２ａ…基材、
２ａｓ，２ａｓ１，２ａｓ２…側面、２１，２２，２３，２４，２５…絶縁層、
２４ｓ…側面、２ｂ…光電変換部、２ｂ１…光電変換素子、２ｂ２…ＴＦＴ、
２ｃ１…制御ライン、２ｃ２…データライン、２ｄ，２ｄ１，２ｄ２…パッド、
Ｓａ…裏面、Ｓｂ…上面、Ｓｄ，Ｓｄ１…側面、２ｓ１…蒸着面、２ｓ２…側面、
１００…製造ジグ、１０１…載置面、１０２…ガイド面、ＤＡ…検出領域、
ＮＤＡ…非検出領域、Ｐ…平面、Ｘ…行方向、Ｙ…列方向。

Claims (11)

1. 検出領域及び前記検出領域を囲んだ非検出領域に位置した基材と、
   前記基材の上方に設けられ前記検出領域に位置した光電変換素子と、
   前記基材の上方に設けられ前記非検出領域に位置し前記光電変換素子に電気的に接続されたパッドと、
   前記基材、前記光電変換素子、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を備え、
   前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記検出領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
   前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
   前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している、
   光電変換基板。
2. 前記基材は、第２側面を有し、
   前記絶縁層は、第３側面を有し、
   前記第１側面、前記第２側面、及び前記第３側面は、同一の仮想の平面上に位置している、
   請求項１に記載の光電変換基板。
3. 前記平面は、テーパ面である、
   請求項２に記載の光電変換基板。
4. 前記パッドは、金属で形成されている、
   請求項１に記載の光電変換基板。
5. 光電変換基板と、
   シンチレータ層と、を備え、
   前記光電変換基板は、
   検出領域及び前記検出領域を囲んだ非検出領域に位置した基材と、
   前記基材の上方に設けられ前記検出領域に位置した光電変換素子と、
   前記基材の上方に設けられ前記非検出領域に位置し前記光電変換素子に電気的に接続されたパッドと、
   前記基材、前記光電変換素子、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を有し、
   前記シンチレータ層は、前記絶縁層の上に設けられ前記検出領域に位置し、
   前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記検出領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
   前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
   前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している、
   放射線検出パネル。
6. 前記基材は、第２側面を有し、
   前記絶縁層は、第３側面を有し、
   前記第１側面、前記第２側面、及び前記第３側面は、同一の仮想の平面上に位置している、
   請求項５に記載の放射線検出パネル。
7. 前記平面は、テーパ面である、
   請求項６に記載の放射線検出パネル。
8. 前記パッドは、金属で形成されている、
   請求項５に記載の放射線検出パネル。
9. 前記シンチレータ層の上に設けられた光反射層をさらに備える、
   請求項５に記載の放射線検出パネル。
10. 前記光電変換基板、前記シンチレータ層、及び前記光反射層の上に設けられ、前記検出領域及び前記非検出領域に位置し、前記光電変換基板とともに前記シンチレータ層及び前記光反射層を密封した防湿カバーをさらに備える、
    請求項９に記載の放射線検出パネル。
11. 第１領域及び前記第１領域を囲んだ第２領域に位置した基材と、
    前記基材の上方に設けられ前記第１領域に位置した薄膜トランジスタと、
    前記基材の上方に設けられ前記第２領域に位置し前記薄膜トランジスタに電気的に接続されたパッドと、
    前記基材、前記薄膜トランジスタ、及び前記パッドの上方に設けられた絶縁層と、を備え、
    前記パッドは、前記基材と対向する側とは反対側に位置した上面と、前記第１領域から最も離れて位置した第１側面と、を有し、
    前記上面は、前記絶縁層で覆われ、
    前記第１側面は、前記絶縁層の外側に露出している、
    半導体基板。

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