JP3545247B2 - 二次元画像検出器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線などの放射線、可視光、赤外光などの画像を検出できる二次元面像検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線の二次元面像検出器として、Ｘ線を感知して電荷（電子−正孔）を発生する半導体センサーを二次元状に配置し、これらのセンサーにそれぞれ電気スイッチを設けて、各行毎に電気スイッチを順次オンにして各列毎にセンサーの電荷を読み出すものが知られている。このような放射線二次元画像検出器は、例えば、文献「Ｄ．Ｌ．Ｌｅｅ，ｅｔ ａｌ．， “Ａ Ｎｅｗ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｆｏｒ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ”， ＳＰＩＥ， ２４３２， ｐｐ．２３７−２４９，１９９５ 」、「Ｌ．Ｓ．Ｊｅｒｏｍｉｎ， ｅｔ ａｌ．，“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ−Ｓｉ Ａｃｔｉｖｅ−Ｍａｔｒｉｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａ Ｘ−Ｒａｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｐａｎｅｌ”， ＳＩＤ ９７ ＤＩＧＥＳＴ， ｐｐ．９１−９４， １９９７ 」、および特開平６−３４２０９８号公報などに具体的な構造や原理が記載されている。
【０００３】
以下、前記従来の放射線二次元画像検出器の構成と原理について説明する。
【０００４】
図１２は、前記従来の放射線二次元画像検出器の構造を模式的に示した説明図である。また、図１３は、図１２の１画素当たりの構成を示した断面図である。
【０００５】
前記放射線二次元画像検出器は、図１２および図１３に示すように、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とソース電極５３）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５などが形成されたアクティブマトリクス基板を備えている。また、このアクティブマトリクス基板上には、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】
前記電荷蓄積容量５５は、電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）５９と、前記薄膜トランジスタ５４のドレイン電極に接続された画素電極６０とが、絶縁層６１を介して対向している構成である。
【０００７】
前記光導電膜５６には、Ｘ線などの放射線が照射されることで電荷（電子−正孔）が発生する半導体材料が用いられるが、前記文献によれば、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ニウム（ａ−Ｓｅ）が用いられている。この光導電膜（ａ−Ｓｅ）５６は、真空蒸着法によって３００〜６００μｍの厚みで形成されている。
【０００８】
また、前記アクティブマトリクス基板は、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（ＡＭＬＣＤ）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−Ｓｉ）によって形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や、ＸＹマトリクス電極、電荷蓄積容量（Ｃｓ）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として利用することが容易である。
【０００９】
次に、前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。
【００１０】
前記ａ−Ｓｅ膜などの光導電膜５６に放射線が照射されると、光導電膜５６内に電荷（電子−正孔）が発生する。図１２および図１３に示すように、光導電膜５６と電荷蓄積容量（Ｃｓ）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と電荷蓄積容量電極（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（電子−正孔）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（Ｃｓ）５５に電荷が蓄積される仕組みになっている。なお、光導電膜５６と電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５との間には、薄い絶縁層からなる電荷阻止層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。
【００１１】
前記の作用で、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５に蓄積された電荷は、ゲート電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｎの入力信号によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４をオープン状態にすることで、ソース電極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎより外部に取り出すことが可能である。電極配線（ゲート電極５２とソース電極５３）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４、および電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５などは、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可能となる。
【００１２】
なお、前記二次元画像検出器が、使用する光導電膜５６がＸ線など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。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来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。このａ−Ｓｅは、アモルファス材料特有の光電流の分散型伝導特性を有していることから応答性が悪く、また、Ｘ線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）が十分でないため、長時間Ｘ線を照射して電荷蓄積容量（Ｃｓ）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ないといった欠点を持ち合わせている。
【００１４】
また、Ｘ線の照射時の漏れ電流が原因で生じる、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５への電荷の蓄積の防止、およびリーク電流（暗電流）の低減や高電圧保護の目的で、光導電膜（ａ−Ｓｅ）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、この場合、この誘電体層５７に残留する電荷を１フレーム毎に除去するシーケンスが付加される必要があるため、前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った問題を有していた。
【００１５】
これに対し、動画に対応した面像データを得るためには、ａ−Ｓｅの代わりに、結晶（もしくは多結晶）材料で、かつＸ線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）の優れた光導電膜５６を利用する必要がある。光導電膜５６の感度が向上すれば、短時間のＸ線照射でも電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５を十分に充電できるようになり、また、光導電膜５６に高電圧を印加する必要がなくなるため、誘電体層５７自身も不要となる。
【００１６】
このような、Ｘ線に対する感度が優れた光導電材料としては、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅなどが知られている。一般に、Ｘ線の光電吸収は吸収物質の実効原子番号の５乗に比例するため、例えば、Ｓｅの原子番号が３４、ＣｄＴｅの実効原子番号が５０とすると、約６．９倍の感度の向上が期待できる。ところが、前記放射線二次元画像検出器の光導電膜として、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。
【００１７】
従来のａ−Ｓｅの場合、成膜方法としては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、上述したアクティブマトリクス基板上への成膜が容易であった。これに対して、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの場合は、ＭＢＥ（Ｍｏｒｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ）法やＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）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が適した方法と考えられる。
【００１８】
しかしながら、ＭＯＣＶＤ法でＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを成膜する場合、原料である有機カドミウム（ＤＭＣｄ）の熱分解温度が約３００℃、有機テルル（ＤＥＴｅやＤｉＰＴｅ）の熱分解温度が各々約４００℃、約３５０℃であるため、成膜には約４００℃の高温が要求される。
【００１９】
一般に、アクティブマトリクス基板に形成されている前述の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）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してしまう。
【００２０】
したがって、上述のアクティブマトリクス基板上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ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。
【００２１】
本発明は、上記の問題点に臨みてなされたもので、アクティブマトリクス基板上に３００℃以下の低温でＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅなどの半導体材料を形成することにより、応答性がよく、動画像にも対応できる二次元画像検出器を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して前記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、前記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えた二次元画像検出器において、前記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、前記電極部および半導体層を含む対向基板とを備え、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と前記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るとともに、該両基板の前記電荷蓄積容量と前記半導体層とが導電性材料によって電気的に接続されてなり、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との少なくとも一方の基板は、複数に分割されていることを特徴としている。
【００２３】
さらに、請求項２記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明において、上記導電性材料は、上記画素配列層および上記半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料であることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項１の構成によれば、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、導電性材料によって接続することで、前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っている。
【００２５】
この点に関し、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熱処理を必要とする半導体材料を使用することができなかった。しかし、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を別々に作成することが可能となるので、従来ではスイッチング素子の耐熱温度の観点から使用できなかった材料を上記半導体層として使用することが可能になる。
【００２６】
ここで、通常、アクティブマトリクス基板は、その製造過程において、半導体層の微細加工などの高度な製造技術を必要としているため、該アクティブマトリクス基板の大面積化に伴って製造工程での歩留まりが急激に低下し、生産コストが上昇してしまうという課題を有している。
【００２７】
また、対向基板においては、例えば、該対向基板自身を半導体結晶ウエハーで形成する場合に、ウエハーの大面積化が難しいといった課題を有している。さらに、別の支持基板上に半導体膜を成膜する場合においても、１００μｍ以上の膜厚の半導体膜を必要とするため、大面積化に伴う膜応力により、膜剥がれや、膜厚および膜質の面内ばらつきの増大というような成膜不良が発生し易い。従って、急激に歩留まりか低下して生産コストが上昇してしまうといった課題も有している。
【００２８】
このような点に関し、本発明の請求項１に記載の二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板および対向基板のうち少なくとも一方の基板を複数に分割した構成であるので、分割されて小型化された各基板を、歩留まり良く安価に製造することが可能となっている。
【００２９】
これにより、アクティブマトリクス基板、または対向基板が大面積化されても、歩留りを低下させることなく、生産コストの上昇を抑えた二次元画像検出器を提供することができる。
【００３０】
なお、このときに複数に分割する基板は、アクティブマトリクス基板だけであっても対向基板だけであっても良く、また両基板ともに分割しても構わない。この場合には、それぞれ分割する度合いに応じてコストダウンが可能になる。
【００３１】
また、上記二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板と対向基板とが導電性材料によって電気的に接続された構成となっているが、面内での隣接画素間のクロストークを防ぐために、請求項２に記載の二次元画像検出器の構成のように、上記導電性材料としては、面内方向には絶縁されて、上下方向（アクティブマトリクス基板の画素配列層、および対向基板の半導体層の対向面の法線方向）にのみ導電性を示す異方導電性材料を用いることが好ましい。特に、同時に両基板を機械的に接着できる材料が好ましく、このような異方導電性材料としては、例えば、接着剤中に導電粒子を分散させた異方導電性接着剤が有望である。
【００３２】
なお、上記のような異方導電性接着剤は、通常、アクティブマトリクス基板と対向基板とに挟み込んで、１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を行った状態で接着剤を硬化させるというプロセスを必要とする。これは、安定した導通を得るために異方導電性接着剤中に分散されている導電粒子をある程度変形させて、電極と導電粒子との接触面積を増加させる必要があるからである。
【００３３】
しかしながら、このような異方導電性接着剤で大面積の基板を貼り合わせようとすると、面積に比例して非常に大きな加圧力と、加圧力の均一性とが必要になり、そのためのプレス装置も極めて大掛かりなものとなってしまう。例えば、２０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を必要とする異方導電性接着剤で、４３０ｍｍ×３５０ｍｍの面積の基板を貼り合わせようとすると、約３００００ｋｇｆもの加圧が必要になる。
【００３４】
ところが、アクティブマトリクス基板と対向基板とのうち、少なくとも一方の基板を分割して貼り合わせることにより、分割する枚数に応じて加圧力を低減することが可能になる。例えば、後述する発明の実施の形態でも述べるが、対向基板を１２枚に分割して順次貼り合わせていくことで、分割された対向基板１枚当たりを貼り合わせる際に必要なプレス力は、約２５００ｋｇｆで済む。このように、加圧力を１桁以上低減することができるとともに、それに伴って加圧装置の小型化も可能にしている。また、分割された対向基板１枚当たりの面積も１／１２となるため、面内での加圧の均一性も得やすくなっている。
【００３５】
請求項３記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１または２に記載の発明において、前記半導体層は、放射線に対して感度を有することを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、上記半導体層は放射線に対して感度を有するので、放射線に対する二次元画像検出器を実現することが可能となっている。
【００３７】
請求項４記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明において、前記半導体層は、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体であることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、上記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体が用いられている。
【００３９】
これにより、これまで用いられてきたａ−Ｓｅからなる半導体層と比較して、放射線に対する感度が向上し、動画の撮影が可能となる。
【００４０】
請求項５記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、前記アクティブマトリクス基板が複数に分割されているとともに、該複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、同一の配線パターンを有する複数のマザー基板から形成されており、該アクティブマトリクス基板の配置位置に応じて該マザー基板の所定の箇所を切断することにより形成されていることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成によれば、前記複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、該基板の配置位置に応じて同一配線パターンを有するマザー基板の所定の箇所を切断することによって形成されている。
【００４２】
これにより、複数に分割されたアクティブマトリクス基板の配置位置に応じた、専用の配線パターンを有する基板を製造する必要がないので、コストダウンが可能となる。
【００４３】
請求項６記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板であることを特徴としている。
【００４４】
上記の構成によれば、前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身を支持基板としている。
【００４５】
これにより、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって得られる結晶性半導体基板を、容易に利用することが可能となる。
【００４６】
請求項７記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至６の何れかに記載の発明において、前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されていることを特徴としている。
【００４７】
上記の構成によれば、前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されている。
【００４８】
これにより、対向基板自身の強度を大幅に増強することができる。
【００４９】
請求項８記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至７の何れかに記載の発明において、前記複数に分割された基板は、前記アクティブマトリクス基板や前記対向基板とは別の支持基板の同一平面上に隣接するように並べられて配置、固定されていることを特徴としている。
【００５０】
上記の構成によれば、複数に分割された上記基板は、別の大型支持基板の同一平面上に隣接するようにタイル状に並べられて配置、固定されている。
【００５１】
これにより、複数に分割された各基板間のつなぎ目の機械的強度を大幅に補強することができる。
【００５２】
請求項９記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至８の何れかに記載の発明において、前記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、該異方導電性接着材は、前記複数に分割された基板に応じて分割されていることを特徴としている。
【００５３】
上記の構成によれば、上記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、該異方導電性接着剤は、該複数に分割された基板に応じて分割されている。
【００５４】
これにより、使用する異方導電性接着剤自身が、製造上の制限やコスト面での制限などにより大面積化することが困難な場合、例えば特開平８−３０６４１５号公報に記載されているような、特殊な構造の異方導電性接着剤であるため大面積化を行うとコストが増大するという場合でも、コストを抑えて、容易に大面積の二次元画像検出器を実現することが可能となる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５６】
図１（ａ），（ｂ）および図２は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成を示したものである。図１（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板２側から）見た平面図である。また、図２は、図１に示す二次元面像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【００５７】
なお、図１（ａ）では、便宜上、１画素を大きくして（画素数を少なくして）記載しているが、実際の二次元画像検出器は、例えば全受像面積４３０ｍｍ×３５０ｍｍに対して、６００万画素程度の画素密度を有している。
【００５８】
本実施の形態における二次元画像検出器は、図１（ａ）に示すように、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と画素電極１４とが形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極（図示せず）が形成された対向基板２とが、異方導電性材料である異方導電性接着剤３により貼り合わされて構成されている。なお、ここでの異方導電性材料とは、導電特性に異方性を有する材料の総称であり、本実施の形態に係る異方導電性接着剤３としては、絶縁性の接着剤３ａに導電粒子３ｂが混入されたものを用いている。
【００５９】
また、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で形成することが可能である。具体的に説明すれば、図２に示すように、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とソース電極９）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５、電荷蓄積容量（Ｃｓ）を構成している画素電極１４および電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４などにより画素配列層が構成されている、
前記ガラス基板７には、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用い、その上にＴａ（タンタル）などの金属膜からなるゲート電極８を形成する。該ゲート電極８は、Ｔａなどをスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして得られる。この際、同時に電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４も形成される。
【００６０】
次に、ＳｉＮｘやＳｉＯｘからなる絶縁膜１１を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法で厚さ約３５００Åに成膜して形成する。この絶縁膜１１は、前記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５のゲート絶縁膜および電荷蓄積容量（Ｃｓ）の電極（電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４および画素電極１４）間の誘電層として作用する。なお、絶縁膜１１としては、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート電極８と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４とを陽極酸化した陽極酸化膜を併用してもよい。
【００６１】
次に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５のチャネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１２と、ソース・ドレイン電極とのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ＋ 層）１３とを、ＣＶＤ法で各々厚さ約１０００Å、約４００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングする。
【００６２】
次に、Ｔａ，Ａ１（アルミニウム），Ｔｉ（チタン）などの金属膜からなるソース電極９と画素電極１４（ドレイン電極を兼用）とを形成する。このソース電極９と画素電極１４とは、前記金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。なお、この画素電極１４とドレイン電極とは別々に形成してもよく、画素電極１４としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を使用することも可能である。
【００６３】
その後、画素電極１４の開口部以外の領域を絶縁保護する目的で、絶縁保護膜１５を形成する。この絶縁保護膜１５は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘからなる絶縁膜をＣＶＤ法で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。なお、この絶縁保護膜１５には、無機材料からなる絶縁膜の他に、アクリルやポリイミドなどの有機材料からなる絶縁膜を使用することも可能である。このようにして、アクティブマトリクス基板１が形成される。
【００６４】
なお、ここでは、前記アクティブマトリクス基板１のＴＦＴ素子として、ａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造のＴＦＴ５を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いても良いし、スタガ構造にしても良い。また、前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で形成されることが可能である。
【００６５】
一方、対向基板２は、図２にも示すように、Ｘ線などの放射線に対して光導電性を有する半導体基板（光導電体基板）１６を支持基板としている。ここでは、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅといった化合物半導体が用いられる。この半導体基板１６の厚みは約０．５ｍｍである。この半導体基板１６は、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって、容易に結晶基板として形成されることが可能である。
【００６６】
前記半導体基板１６の一方の面のほぼ全面に、Ａｕ（金），Ｐｔ，ＩＴＯなどの導電膜によって上部電極１７を形成する。また、他方の面には、厚さ約３００ÅのＡ１Ｏｘからなる絶縁層である電荷阻止層１８をほぼ全面に形成した後、ＡｕやＩＴＯなど金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約２０００Å成膜し、所望の形状にパターニングすることで接続電極６を形成する。前記接続電極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と対応する位置に形成される。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上述した対向基板２の大きさを上記アクティブマトリクス基板１の大きさの約１／１２としており、このような１２枚に分割された状態の対向基板２は、タイル状に１２枚並べられて、前記アクティブマトリクス基板１と略同等の大きさになるように設計されている。
【００６８】
以上のようにして作成されたアクティブマトリクス基板１および対向基板２は、画素電極１４および接続電極６が画素毎に各々対向するようにして配置されており、これら両基板の間隙には、図２にも示すように、異方導電性接着剤３が存在している。このときの異方導電性接着剤３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、対向基板２に形成された接続電極６とを電気的に接続する役割を果たしている。
【００６９】
次に、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、上述したアクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせの方法について、さらに詳細に説明する。
【００７０】
まず、アクティブマトリクス基板１上に、後述する異方導電性接着剤３を塗布または転写した後、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、熱プレス機１０を用いて１２枚に分割された対向基板２を順次加圧して貼り合わせていく。このときの両基板１，２は、接続電極６と画素電極１４との位置が一致するように貼り合わされる。そして、分割された１２枚の対向基板２の貼り合わせが完了することで、本実施の形態における二次元画像検出器が完成する。
【００７１】
なお、このときの上記異方導電性接着剤３は、アクティブマトリクス基板１上でなく、対向基板２上に設けるようにしてもよい。また、機械的な強度を増加させるために、複数に分割された対向基板２同士の隙間に接着剤を充填して補強してもよい。
【００７２】
次に、本実施の形態で用いられている異方導電性接着剤３について詳細に説明する。一般に、異方導電性接着剤３は、絶縁性の接着剤３ａに導電粒子３ｂを分散させたものが用いられる。
【００７３】
ここで使用できる導電粒子３ｂとしては、Ｎｉ（ニッケル），Ａｇ（銀）などの金属粒子、Ｎｉなどの金属粒子にＡｕメッキを施した金属粒子、カーボン粒子、プラスチック粒子にＡｕ／Ｎｉメッキを施した金属膜被覆プラスチック粒子、ＩＴＯなどの透明導電粒子、Ｎｉ粒子をポリウレタンに混合させた導電粒子複合プラスチックなどがある。本実施の形態においては、上下の両基板（アクティブマトリクス基板１および対向基板２）の厚みのばらつきを吸収するために、弾力性の優れた金属膜被覆プラスチック粒子が用いられている。
【００７４】
また、使用できる接着剤３ａとしては、熱硬化型、熱可塑型、光硬化型のものがあるが、本実施の形態では、接着強度や信頼性を重視して、エポキシ系の熱硬化型接着剤を採用した。
【００７５】
なお、このような異方導電性接着剤３には、その形状によってぺーストタイプとフィルムタイプとがある。ぺーストタイプの接着剤は、大面積基板に対してスクリーン印刷法などで簡便に塗布することが可能である。フィルムタイプの接着剤は、接着剤自身が厚みの均一性に優れているため、大面積の基板を貼り合わせる際にも均一な接着剤の厚みを容易に実現することができる。本実施の形態では、どちらのタイプを使用することも可能であるが、ここではフィルムタイプの接着剤を採用した。
【００７６】
なお、異方導電性接着剤３としては、上述の形態以外にも、絶縁性の接着性フィルムに、該フィルムの表裏面を貫通する多数の微細金属柱が形成されたものが開発されており（例えば、特開平８−３０６４１５号公報等に記載されている異方導電性接着剤）、このような他の異方導電性接着剤を、本実施の形態における異方導電性接着剤３として用いることも可能である。
【００７７】
ここで、図２および図４を用いて、上述した二次元画像検出器の動作原理について説明する。図４は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の１画素当たりの等価回路を示す回路図である。
【００７８】
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅからなる半導体基板（光導電体基板）１６にＸ線が入射すると、光導電効果によりこの半導体基板１６に電荷（電子−正孔）が発生する。この時、電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４と半導体基板１６とは、画素電極１４／異方導電性接着剤３／接続電極６を介して直列に接続された構造になっている。従って、上部電極１７と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４との間に電圧を印加しておくと、半導体基板１６内で発生した電荷（電子−正孔）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（Ｃｓ）（画素電極１４および電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４などにより構成されている。）に電荷が蓄積される仕組みになっている。
【００７９】
なお、半導体基板１６と接続電極６との間には、薄い絶縁層からなる電荷阻止層１８が形成されている。該電荷阻止層１８は、一方面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しており、Ｘ線が入射しない時の暗電流の低減に寄与している。すなわち、上部電極１７側に正電圧を印加した場合、電荷阻止層１８は接続電極６から半導体基板（光導電体基板）１６への電子の注入を阻止する動きをする。
【００８０】
なお、半導体基板（光導電体基板）１６と上部電極１７との間にも絶縁層を設け、上部電極１７から半導体基板（光導電体基板）１６への正孔の注入も阻止し、更なる暗電流低減を図る場合もある。
【００８１】
上記阻止型フォトダイオードの構造としては、前記ＭＩＳ構造の他にも、ＣｄＴｅ／ＣｄＳなどの積層膜を用いたヘテロ接合構造、ＰＩＮ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。
【００８２】
上述したように、電荷蓄積容量（Ｃｓ）に蓄積された電荷は、ゲート電極８の入力信号によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５をオープ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。電極配線（ゲート電極８とソース電極９）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５、電荷蓄積容量電極（Ｃｓ）４および画素電極１４を電極とする電荷蓄積容量（Ｃｓ）などは、従来例の図１２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線の面像情報を得ることが可能となる。このように、基本的な動作原理は、従来例に示した二次元画像検出器と同様である。
【００８３】
以上のように、本実施の形態に係るる二次元画像検出器は、格子状の電極配線（ゲート電極８とソース電極９）と各格子点毎に設けられた複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と複数の画素電極１４とが具備されたアクティブマトリクス基板１と、光導電性を有する半導体基板１６がほぼ全面に具備された対向基板２とが、導電粒子３ｂが接着剤３ａ中に分散された異方導電性接着剤３により電気的に接続されている構成であることを特徴としている。
【００８４】
したがって、従来の二次元画像検出器のように、光導電半導体を直接アクティブマトリクス基板上に成膜する場合に問題となっていた、アクティブマトリクス基板の耐熱性に起因する光導電体の成膜温度の制限が、本実施の形態の構成では緩和される。この結果、従来ではアクティブマトリクス基板上に直接成膜できなかった半導体材料を、容易に二次元画像検出器に使用することが可能になる。
【００８５】
また、前記理由により、半導体基板（光導電体基板）１６としてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを用いることができるため、従来のａ−Ｓｅを用いた二次元画像検出器に比べてＸ線に対する感度が向上するとともに、半導体基板１６と上部電極１７間に誘電体層を設ける必要がなくなり、動画に対応する画像データ、すなわち３３ｍｓｅ／ｆｒａｍｅのレートで画像データを得ることが可能になる。
【００８６】
ここで、本実施の形態においては、対向基板２が半導体基板１６自身を支持基板として形成される例を示した。前述のごとく、これらの半導体基板１６は、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって得られる結晶基板により形成されることが可能であるものの、大面積化には多大な設備投資が必要となり、安価に入手することは困難であった。
【００８７】
また、上述した対向基板２の代わりに、別の支持基板上に半導体膜を成膜した対向基板を用いることも可能である。このような場合においても、１００μｍ以上の膜厚の半導体膜を成膜する必要があるため、大面積化に伴う膜応力による膜剥がれ、膜厚や膜質の面内ばらつき増大といった成膜不良が発生し易く、安価に対向基板を製造することが困難であった。
【００８８】
このような点に関し、本実施の形態では、対向基板２を１２枚に分割して二次元画像検出器を構成しているため、汎用的な半導体ウエハーを使用して該二次元画像検出器を形成することができる。また、対向基板２は分割されているので、成膜される面積が小さくなる。これにより、成膜歩留まりが向上するため、対向基板２を安価に製造することが可能となる。
【００８９】
なお、この対向基板２の分割枚数は１２枚に限られるものではなく、二次元画像検出器の大きさや結晶ウエハーの価格などによって、適宜任意の数に分割して製造することが可能である。さらに、複数に分割された対向基板２の形状についても四角形に限られるものではなく、円形の結晶ウエハーから六角形の基板を切り出して最密充填状に並べて使用することなども可能である。
【００９０】
また、上述した異方導電性接着剤３は、通常、両基板１，２に挟み込んで１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を行った状態で硬化させるプロセスを必要とするが、これは、安定した導通を得るために、異方導電性接着剤３中に分散されている導電粒子３ｂをある程度変形させて、上下両基板（アクティブマトリクス基板１および対向基板２）に形成された電極（画素電極１４、接続電極６）と導電粒子３ｂとの接触面積を増加させる必要があるからである。
【００９１】
しかしながら、このような異方導電性接着剤３で大面積の基板を貼り合わせようとすると、面積に比例して非常に大きな加圧力と、その加圧力の均一性が必要となり、プレス装置が極めて大掛かりなものとなってしまっていた。例えば、２０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を必要とする異方導電性接着剤３で、４３０ｍｍ×３５０ｍｍの面積の基準を貼り合わせようとすると、約３００００ｋｇｆ／ｃｍ２ もの加圧が必要となってしまう。
【００９２】
ところが、本実施の形態に係る二次元画像検出器のように、対向基板２を複数に分割して構成することにより、分割枚数に応じて加圧力を低減することが可能になる。例えば、前述の対向基板２を１２枚に分割して順次貼り合わせていくことにより、対向基板２の１枚当たりのプレス力は、約２５００ｋｇｆ／ｃｍ２ で充分となり、加圧力を１桁以上低減させ、加圧装置を小型化することが可能となる。さらに、分割された対向基板２の１枚当たりの面積が１／１２となるため、面内での加圧の均一性も得やすくなるという効果も奏している。
【００９３】
〔実施の形態２〕
本発明に係る二次元画像検出器は、図１および図２に示した構造に限定されるものではなく、上述した実施の形態１で示した二次元画像検出器の他の構成である本発明の第２の実施の形態について、図５ないし図７に基づき、以下に説明する。
【００９４】
図５（ａ），（ｂ）および図６は、本実施の形態に係る二次元画像検出器を示したものである。図５（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板３５側から）見た平面図である。また、図６は、図５に示す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。
【００９５】
なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成は、図１および図２に示した実施の形態１に係る二次元画像検出器の構成と類似しているため、図１および図２で用いた部材と同一の機能を有する部材については同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００９６】
本実施の形態に係る二次元画像検出器は、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と画素電極１４とが形成されたアクティブマトリクス基板３０と、接続電極（図示せず）が形成された対向基板３５とが、異方導電性材料である異方導電性接着剤３により貼り合わされて構成されている。なお、本実施の形態に係る異方導電性接着剤３としては、絶縁性の接着剤３ａに導電粒子３ｂが混入されたものを用いた。
【００９７】
ここで、このアクティブマトリクス基板３０は、上述した実施の形態１で示したアクティブマトリクス基板１と基本的な構成は同様であるが、本実施の形態におけるアクティブマトリクス基板３０が４枚の基板に分割されている点が異なっている。なお、アクティブマトリクス基板３０の基本的な構成部材は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００９８】
また、上述した実施の形態１の対向基板２では半導体基板１６自身を支持基板とした構造のものが用いられたが、本実施の形態では、別の支持基板３６上に半導体膜３７が形成された構造の対向基板３５を用いた。
【００９９】
具体的には、図６に示すように、支持基板３６としては、Ｘ線に対して透過性を有する基板を用いる必要があり、ガラス、セラミック、シリコン基板などが用いられる。なお、ここでは、Ｘ線と可視光との両方に対して透過性の優れた、厚みが０．７〜１．１ｍｍのガラス基板を用いている。このようなガラス基板であれば、４０〜１００ｋｅＶのＸ線をほとんど透過する。
【０１００】
次に、上記支持基板３６の一方の面のほぼ全面に、Ｔｉ，Ａｕ，Ｐｔ，ＩＴＯなどの導電膜により上部電極１７が形成される。但し、この二次元画像検出器を可視光による像の検出に用いる場合には、前記上部電極１７として、可視光に対して透明なＩＴＯ電極を用いる。
【０１０１】
次に、この上部電極１７上に、半導体膜３７として、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法を用いてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜が約０．５ｍｍの厚みで形成される。ＭＯＣＶＤ法は、大面積基坂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］など）、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］など）、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］など）を用いて、４００〜５００℃の成膜温度で成膜が可能である。
【０１０２】
更に、上記多結晶膜の上に、ＡｌＯｘの薄い絶縁層からなる電荷阻止層１８をほぼ全面に形成した後、ＡｕやＩＴＯなどの金属膜を厚さ約２０００Åに成膜し、所望の形状にパターニングすることで接続電極６を形成する。この接続電極６は、アクティブマトリクス基板３０に形成された画素電極１４と対応する位置に形成するとよい。
【０１０３】
ここで、本実施の形態では、上述したように、アクティブマトリクス基板３０の分割された一基板の大きさが前記対向基板３５の約１／４となっている。該アクティブマトリクス基板３０をタイル状に４枚並べることで、前記対向基板３５と略同等の大きさになるように設計されている。
【０１０４】
そして、このような４枚に分割されたアクティブマトリクス基板３０と、上記構造の対向基板３５とを、実施の形態１と同様に、画素電極１４と接続電極６とが画素領域毎に各々対向するように配置され、両者の間隙に図６に示すような形態で異方導電性接着剤３を介在させて貼り合わせることで、本実施の形態に係る二次元画像検出器が完成する。
【０１０５】
なお、両基板３０，３５を貼り合わせる方法としては、実施の形態１において説明したような、図３に示した方法と同様である。本実施の形態においては、対向基板３５上に異方導電性接着剤３を塗布または転写した後で、４枚に分割されたアクティブマトリクス基板３０を順次貼り合わせた。このときの両基板３０，３５は、接続電極６と画素電極１４との位置が対応（一致）するように貼り合わせられる。そして、４枚のアクティブマトリクス基板３０の貼り合わせが完了することで、本実施の形態に係る二次元画像検出器が完成する。
【０１０６】
このとき用いられる異方導電性接着剤３の種類や、完成した二次元画像検出器の基本動作原理については、上述した実施の形態１に示したものと同様であるため、説明を省略する。
【０１０７】
ここで、本実施の形態の特徴としては、アクティブマトリクス基板３０が４枚に分割されて構成されている点である。通常、アクティブマトリクス基板３０は、その製造過程において半導体の微細加工などの高度な製造技術を必要とするため、大面積化に伴い製造工程での歩留まりが急激に低下して、コストが上昇するというような課題を有していた。
【０１０８】
ところが、本実施の形態に係る二次元画像検出器のように、アクティブマトリクス基板３０を複数に分割して構成することにより、この分割された基板を歩留まりよく安価に製造することが可能となる。また、アクティブマトリクス基板３０を複数に分割して構成することにより、分割数に応じて加圧力を低減することが可能になり、面内での加圧力の均一性も得やすくなるという効果をもたらしている。
【０１０９】
また、機械的強度を増すために、複数に分割されたアクティブマトリクス基板３０同士の隙間に接着剤を充填して補強してもよい。さらに、このアクティブマトリクス基板３０の分割数は４枚に限られるものではなく、二次元画像検出器の大きさや結晶ウエハーの価格などによって、適宜任意の数に分割して製造することが可能である。しかし、ＸＹマトリクス状に配線が形成されている場合には、アクティブマトリクス基板３０の配線エリアの周辺部にゲート配線とソース配線との取り出し部を設ける必要があることから、２枚あるいは４枚に分割することが望ましい。
【０１１０】
この点に関し、図７は、複数に分割された基板を作成するためのマザー基板２０を示す平面図である。図中２１は、マトリクス配線が形成されたエリアを示しており、２２，２３は、それぞれソース配線（またはゲート配線）およびゲート配線（またはソース配線）の端子取り出し部を示している。
【０１１１】
上述したような４枚に分割されたアクティブマトリクス基板３０としては、それぞれの配置位置に応じた専用の配線パターンを有するような４枚別々の基板を製造すると、基板を分割することによるコストダウンの効果が半減してしまう。従って、図７に示すように、同一配線パターンを有する複数枚のマザー基板２０の所定の箇所をそれぞれ切断することにより、それぞれの配置位置に応じた、分割されたアクティブマトリクス基板３０を形成することで、分割によるコストダウンの効果を最大限に発揮することが可能になる。
【０１１２】
例えば、図５（ｂ）に示す平面図において、Ｈの部分に配置される分割後のアクティブマトリクス基板３０としては、図７に示すマザー基板２０の分断ライン▲１▼と▲４▼とで分断したものを用い、同様にＩの部分については分断ライン▲１▼と▲３▼、Ｊの部分については分断ライン▲２▼と▲４▼、Ｋの部分については分断ライン▲２▼と▲３▼とで分断したものを用いることになる、
このことにより、分断後のアクティブマトリクス基板３０の配置位置に応じた専用の配線パターンを有する基板をそれぞれ別々に作成する必要がなくなり、全て同一のマザー基板２０から各配置位置に応じたアクティブマトリクス基板３０を作成することが可能となる。
【０１１３】
〔実施の形態３〕
本発明に係る二次元画像検出器は、図１および図２、または図５および図６に示した構造に限定されるものではなく、上述した実施の形態１または２で示した二次元画像検出器の他の構成である、本発明の第３の実施の形態について、図８および図９に基づき、以下に説明する。
【０１１４】
図８（ａ），（ｂ）は、本実施の形態に係る二次元画像検出器を示したものであり、図８（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図８（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板４５側から）見た平面図である。
【０１１５】
なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成も、図１および図２に示した実施の形態１に係る二次元画像検出器の構成と類似しているため、図１および図２で用いた部材と同一の機能を有する部材については同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１１６】
ここで、本実施の形態３では、アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５は、ともに複数の基板に分割されて二次元画像検出器を構成している。具体的には、図８（ａ），（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板４０を４枚の基板に分割し、同様に対向基板４５も４枚の基板に分割している。なお、基本的な基板構成部材については、実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【０１１７】
図８（ａ）にも示すように、両基板４０，４５が同様に田の字状に分断されているため、各基板４０，４５を固定するための支持基板４１が別途必要となってくる。図８（ａ）は、４枚に分割されたアクティブマトリクス基板４０が支持基板４１上に接着剤（または粘着剤）４２で固定された状態を示している。
【０１１８】
上記支持基板４１としては、ガラス基板や金属基板、その他セラミック基板などを使用することができる。ただし、アクティブマトリクス基板４０と支持基板４１との熱膨張係数が異なると、加熱プロセスなどによりアクティブマトリクス基板４０、支持基板４１の反りが発生し易くなるため、アクティブマトリクス基板４０と支持基板４１には、できるだけ熱膨張係数が同じガラス基板を用いることが望ましい。
【０１１９】
また、支持基板４１は、対向基板４５側に配置してもよく、アクティブマトリクス基板４０側と対向基板４５側との両側に配置してもよい。このように、別の支持基板４１上に各分割基板（アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５）を並べて固定することにより、複数に分割された基板４０，４５のつなぎ目における機械的強度を補強することが可能になる。
【０１２０】
なお、本実施の形態における二次元画像検出器の構造は、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５との両基板が、製造上の制限やコスト面での制限などにより、大面積化することが困難な場合に適した構造である。
【０１２１】
また、上述した構成に加えて、さらに対向基板４５のみを細分化した構造とすることも可能である。図９（ａ），（ｂ）は、図８の対向基板４５のみをさらに細分化して対向基板４６とした構成の二次元画像検出器を示したものである。図９（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板４６側から）見た平面図である。
【０１２２】
図９（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板４０は４枚の基板に分割され、対向基板４６は１６枚の基板に分割されている。なお、その他の構成および製造工程については、上述した実施の形態１〜３と全く同様である。
【０１２３】
〔実施の形態４〕
本発明の二次元画像検出器の第４の実施の形態について、図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１２４】
上述した実施の形態３においては、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５，４６とがともに複数の基板に分割されて二次元画像検出器を構成しており、異方導電性接着剤３は、該二次元画像検出器のほぼ全面を覆う形でアクティブマトリクス基板４０と対向基板４５，４６との間に配置されている。
【０１２５】
上記異方導電性接着剤３としては、フィルム状のもの（通称ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖ Ｐａｓｔｅ ）を用いる場合と、ペースト状のもの（通称ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖ Ｐａｓｔｅ ）を用いる場合とがある。
【０１２６】
フィルム状の異方導電性接着剤３を用いる場合、ＡＣＦ自身のサイズに限界があるため、二次元画像検出器の全面を覆うことが困難な場合がある。一方、ペースト状の異方導電性接着剤３を用いる場合、既存のペースト印刷機が大面積に適用できず、新規の大面積向けの印刷機の導入が必要となることもある。
【０１２７】
そこで、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、複数に分割されたアクティブマトリクス基板４０と対向基板４５とを用いるだけでなく、異方導電性接着剤３も同様に分割された異方導電性接着剤４７を用いる構成となっている。
【０１２８】
図１０（ａ）は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１０（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板４５側から）みた平面図である。
【０１２９】
なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成は、上述した実施の形態３に係る二次元画像検出器の構成と類似しているため、実施の形態３に係る二次元画像検出器で用いられた部材と同一の機能を有する部材については同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１３０】
本実施の形態に係る二次元画像検出器は、複数に分割されたアクティブマトリクス基板４０、対向基板４５、および異方導電性接着剤４７を有している。具体的には、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、上記アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５は、各々、左右対称となるように４つのほぼ同形の形状に分割されている。上記異方導電性接着剤４７も、上記アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５と同様に分割されている。なお、本実施の形態のアクティブマトリクス基板４０および対向基板４５における基本的な構成部材は、実施の形態１の場合と同様であるので、その具体的な説明は省略する。また、異方導電性接着剤４７にも実施の形態１の場合と同様に、絶縁性の接着剤４７ａに導電粒子４７ｂを分散させたものが用いられている。
【０１３１】
図１０（ｂ）に示すように、両基板４０，４５が同様に田の字状に分断されているため、これら両基板４０，４５を固定するための支持基板４１が別途必要となる。図１０（ａ）には、４枚に分割されたアクティブマトリス基板４０が支持基板４１上に接着剤（または粘着剤）４２で固定された状態を示している。なお、該支持基板４１の基本的な構成は、実施の形態３の場合と同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【０１３２】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１０（ａ），（ｂ）に示された二次元画像検出器の製造工程を示す工程図である。以下に、図１１（ａ）〜（ｄ）に基づいて、上記二次元画像検出器の製造手順を順を追って説明する。
【０１３３】
（ａ）先ず、最終的な二次元画像検出器の約１／４サイズの、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５とを、これらの基板４０，４５とほぼ同サイズの異方導電性接着剤４７を用いて貼り合わせて接続する。なお、ここでは、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５とが貼り合わせ接続されたものを、パネルと称する。
【０１３４】
（ｂ）次に、各パネル間の接続に使用される辺となる、各パネルの接続辺の不要部分を精度良く切断して切り落とす。
【０１３５】
（ｃ）次に、上記（ｂ）の工程で切断されたパネルの切断面（パネルの接続端面）を研磨し、平坦性を向上させる。
【０１３６】
（ｄ）最後に、４枚のパネルを支持基板４１上に接着剤（または粘着剤）４２により固定する。このとき、４枚の各パネルはアクティブマトリクス基板４０側を支持基板４１に対向させて配置される。さらに、このとき、それぞれのパネルの切断面（パネルの接続端面）同士を可能な限り近接させて配置する。
【０１３７】
以上のように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５だけでなく、異方導電性接着剤４７自身も分割されている構成である。
【０１３８】
従って、アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５だけでなく、異方導電性接着剤４７自身が、製造上の制限やコスト面の制限などにより、大面積化することが困難な場合であっても、歩留り低下を抑制し、コストを抑えた大面積の二次元画像検出器を製造することができる。
【０１３９】
なお、二次元画像検出器において、異方導電性接着剤４７自身を分割する構成は、実施の形態３の二次元画像検出器に適用できるだけではなく、実施の形態１および２の二次元画像検出器にも適用できることは言うまでもない。
【０１４０】
また、異方導電性接着剤として、上述したような特開平８−３０６４１５号公報等に記載されているような特殊な構造の異方導電性接着剤を用いる場合は、異方導電性接着剤の大面積化に伴いコストが増大するという問題が生じるので、本実施の形態の場合のように、分割された異方導電性接着剤４７を用いる構成は、特に有効であるといえる。
【０１４１】
なお、上述した実施の形態１〜４では、主にＸ線（放射線）に対する二次元画像検出器の場合について説明してきたが、使用する半導体（光導電体）がＸ線など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には、可視光や赤外光の二次元画像検出器として使用することも可能である。
【０１４２】
ただし、その時には、半導体（光導電体）からみて光入射側に配置される上部電極材料には、可視光や赤外光を透過するＩＴＯなどの透明電極材料を用いる必要がある。また、半導体（光導電体）の厚みも可視光や赤外光の吸収効率に応じて最適化する必要がある。
【０１４３】
また、上述した実施の形態１〜４では、光導電性を示す半導体材料として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅを用いた例を示したが、本発明の概念は、これらの半導材料に限定されるものではなく、Ｓｉ，Ｓｅなどの他の光導電性を示す半導体材料を用いる場合にも有効である。また、対向基板の構造が、Ｘ線を可視光に変換する変換層（例えば、ＣｓＩ）と可視光に対するフォトダイオードとを組み合わせた構造の場合にも有効である。
【０１４４】
さらに、アクティブマトリクス基板に形成されるスイッチング素子としても、上述した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に限るものではなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ ）、バリスタなどの２端子非線形素子や、ダイオードリンク、バックツーバックなど複数のダイオードを組み合わせた非線形素子を用いることも可能である。
【０１４５】
さらに、上述した実施の形態１〜４においては、分割された対向基板や分割されたアクティブマトリクス基板をマザー基板から所定の形状に切り出す際に、非常に精度の高い分断技術が要求される。そこで、ダイヤモンドブレードを用いたダイシング分断法や、レーザー照射による熱応力を用いたレーザー割断法を用いて分断すると、５０μｍ以下の分断精度を得ることができるため、特に有効である。
【０１４６】
さらに、上述した実施の形態１〜４に係る二次元画像検出器では、アクティブマトリクス基板と対向基板とを異方導電性接着剤で貼り合わせた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素毎に設けられた感光性導電材料、ハンダバンプ、インジウムバンプなどを用いて電気的および機械的に両基板を接続したものであってもよい。
【０１４７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明の二次元画像検出器は、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備え、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と前記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るとともに、該両基板の前記電荷蓄積容量と前記半導体層とが導電性材料によって電気的に接続されてなり、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との少なくとも一方の基板は、複数に分割されている構成である。
【０１４８】
上記二次元画像検出器によれば、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、導電性材料によって接続するようにしているので、前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であり、従来まで使用できなかった材料を上記半導体層として使用することが可能であるという効果を奏する。
【０１４９】
さらに、上記二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板と対向基板との少なくとも一方の基板が複数に分割されて、１基板あたりの大きさが小さくなった構成としているので、これら小型化された基板は歩留まり良く安価に製造することができ、それぞれ分割する度合いに応じて、コストダウンが可能であるという効果も併せて奏する。
【０１５０】
請求項２に係る発明の二次元画像検出器は、上記導電性材料は、上記画素配列層および上記半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料である構成である。
【０１５１】
これにより、請求項１の発明による効果に加えて、両基板間は電気的に接続されつつ、面内方向は絶縁されているので、面内での隣接画素間のクロストークを防ぐことができるという効果を奏する。
【０１５２】
請求項３に係る発明の二次元画像検出器は、前記半導体層が、放射線に対して感度を有する構成である。
【０１５３】
これにより、請求項１または２の何れかの発明による効果に加えて、放射線に対する二次元画像検出器を実現することができるという効果を奏する。
【０１５４】
請求項４に係る発明の二次元画像検出器は、前記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体である構成である。
【０１５５】
上記二次元画像検出器は、前記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を用いているので、請求項３の発明による効果に加えて、これまで用いられてきたａ−Ｓｅからなる半導体層と比較して、放射線に対する感度が向上し、動画の撮影が可能であるという効果を奏する。
【０１５６】
請求項５に係る発明の二次元画像検出器は、前記アクティブマトリクス基板が複数に分割されているとともに、該複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、同一の配線パターンを有する複数のマザー基板から形成されており、該アクティブマトリクス基板の配置位置に応じて該マザー基板の所定の箇所を切断することにより形成されている構成である。
【０１５７】
前記複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、該基板の配置位置に応じて同一配線パターンを有するマザー基板の所定の箇所を切断することによって形成されているので、請求項１乃至４の何れかの発明による効果に加えて、複数に分割されたアクティブマトリクス基板の配置位置に応じた専用の配線パターンを有する基板を製造する必要がなく、コストダウンが可能であるという効果を奏する。
【０１５８】
請求項６に係る発明の二次元画像検出器は、前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板である構成である。
【０１５９】
前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身を支持基板としているので、請求項１乃至５の何れかの発明による効果に加えて、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって得られる結晶性半導体基板を容易に利用することが可能であるという効果を奏する。
【０１６０】
請求項７に係る発明の二次元画像検出器は、前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されている構成である。
【０１６１】
前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されている構成としているので、請求項１乃至６の何れかの発明による効果に加えて、対向基板自身の強度を大幅に増強することが可能であるという効果を奏する。
【０１６２】
請求項８に係る発明の二次元画像検出器は、前記複数に分割された基板は、前記アクティブマトリクス基板や前記対向基板とは別の支持基板の同一平面上に隣接するように並べられて配置、固定されている構成である。
【０１６３】
前記複数に分割された各基板を、別の大型支持基板の同一平面上に、互いに隣接するようにタイル状に並べて配置、固定しているので、請求項１乃至７の何れかの発明による効果に加えて、複数に分割された基板同士のつなぎ目の機械的強度を大幅に補強することが可能であるという効果を奏する。
【０１６４】
請求項９に係る発明の二次元画像検出器は、前記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、該異方導電性接着材は、前記複数に分割された基板に応じて分割されている構成である。
【０１６５】
これにより、請求項１乃至８の何れかの発明による効果に加えて、使用する異方導電性接着剤自身が、製造上の制限やコスト面での制限などにより大面積化することが困難な場合でも、容易に大面積の二次元画像検出器を実現することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図２】上記二次元面像検出器の１画素当たりの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、上記二次元画像検出器における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したプロセス図である。
【図４】上記二次元画像検出器の１画素当たりの等価回路を示す回路図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図６】上記二次元画像検出器の１画素当たりの構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、分割基板を得るためのマザー基板を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図８（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る別の二次元面像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、該二次元面像検出器の平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１０（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は、上記二次元画像検出器の製造工程を示す工程図である。
【図１２】従来の二次元画像検出器の構造を模式的に示した説明図である。
【図１３】従来の二次元画像検出器の１画素当たりの構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ アクティブマトリクス基板
２ 対向基板
３ 異方導電性接着剤
３ａ 接着剤
３ｂ 導電粒子
４ 電荷蓄積容量電極
５ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
６ 接続電極
７ ガラス基板
８ ゲート電極
９ ソース電極
１０ 熱プレス機
１１ 絶縁膜
１２ ａ−Ｓｉ膜（ｉ層）
１３ ａ−Ｓｉ膜（ｎ＋ 層）
１４ 画素電極
１５ 絶縁保護膜
１６ 半導体基板
１７ 上部電極
１８ 電荷阻止層
２０ マザー基板
２１ マトリクス配線エリア
２２ 配線端子取り出し部
２３ 配線端子取り出し部
３０ アクティブマトリクス基板
３５ 対向基板
３６ 支持基板
３７ 半導体膜（光導電膜）
４０ アクティブマトリクス基板
４１ 支持基板
４２ 接着剤（粘着剤）
４５ 対向基板
４６ 対向基板
４７ 異方導電性接着剤
４７ａ 接着剤
４７ｂ 導電粒子
５１ ガラス基板
５２ ゲート電極
５３ ソース電極
５４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５５ 電荷蓄積容量
５６ 光導電膜（Ｓｅ）
５７ 誘電体層
５８ 上部電極
５９ 電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）
６０ 画素電極
６１ 絶縁膜
６２ 電荷阻止層
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線などの放射線、可視光、赤外光などの画像を検出できる二次元面像検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線の二次元面像検出器として、Ｘ線を感知して電荷（電子−正孔）を発生する半導体センサーを二次元状に配置し、これらのセンサーにそれぞれ電気スイッチを設けて、各行毎に電気スイッチを順次オンにして各列毎にセンサーの電荷を読み出すものが知られている。このような放射線二次元画像検出器は、例えば、文献「Ｄ．Ｌ．Ｌｅｅ，ｅｔ ａｌ．， “Ａ Ｎｅｗ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｆｏｒ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ”， ＳＰＩＥ， ２４３２， ｐｐ．２３７−２４９，１９９５ 」、「Ｌ．Ｓ．Ｊｅｒｏｍｉｎ， ｅｔ ａｌ．，“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ−Ｓｉ Ａｃｔｉｖｅ−Ｍａｔｒｉｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａ Ｘ−Ｒａｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ Ｐａｎｅｌ”， ＳＩＤ ９７ ＤＩＧＥＳＴ， ｐｐ．９１−９４， １９９７ 」、および特開平６−３４２０９８号公報などに具体的な構造や原理が記載されている。
【０００３】
以下、前記従来の放射線二次元画像検出器の構成と原理について説明する。
【０００４】
図１２は、前記従来の放射線二次元画像検出器の構造を模式的に示した説明図である。また、図１３は、図１２の１画素当たりの構成を示した断面図である。
【０００５】
前記放射線二次元画像検出器は、図１２および図１３に示すように、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とソース電極５３）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５などが形成されたアクティブマトリクス基板を備えている。また、このアクティブマトリクス基板上には、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】
前記電荷蓄積容量５５は、電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）５９と、前記薄膜トランジスタ５４のドレイン電極に接続された画素電極６０とが、絶縁層６１を介して対向している構成である。
【０００７】
前記光導電膜５６には、Ｘ線などの放射線が照射されることで電荷（電子−正孔）が発生する半導体材料が用いられるが、前記文献によれば、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ニウム（ａ−Ｓｅ）が用いられている。この光導電膜（ａ−Ｓｅ）５６は、真空蒸着法によって３００〜６００μｍの厚みで形成されている。
【０００８】
また、前記アクティブマトリクス基板は、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（ＡＭＬＣＤ）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−Ｓｉ）によって形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や、ＸＹマトリクス電極、電荷蓄積容量（Ｃｓ）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として利用することが容易である。
【０００９】
次に、前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。
【００１０】
前記ａ−Ｓｅ膜などの光導電膜５６に放射線が照射されると、光導電膜５６内に電荷（電子−正孔）が発生する。図１２および図１３に示すように、光導電膜５６と電荷蓄積容量（Ｃｓ）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と電荷蓄積容量電極（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（電子−正孔）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（Ｃｓ）５５に電荷が蓄積される仕組みになっている。なお、光導電膜５６と電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５との間には、薄い絶縁層からなる電荷阻止層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。
【００１１】
前記の作用で、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５に蓄積された電荷は、ゲート電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，…，Ｇｎの入力信号によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４をオープン状態にすることで、ソース電極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎより外部に取り出すことが可能である。電極配線（ゲート電極５２とソース電極５３）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５４、および電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５などは、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可能となる。
【００１２】
なお、前記二次元画像検出器が、使用する光導電膜５６がＸ線など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。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来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。このａ−Ｓｅは、アモルファス材料特有の光電流の分散型伝導特性を有していることから応答性が悪く、また、Ｘ線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）が十分でないため、長時間Ｘ線を照射して電荷蓄積容量（Ｃｓ）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ないといった欠点を持ち合わせている。
【００１４】
また、Ｘ線の照射時の漏れ電流が原因で生じる、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５への電荷の蓄積の防止、およびリーク電流（暗電流）の低減や高電圧保護の目的で、光導電膜（ａ−Ｓｅ）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、この場合、この誘電体層５７に残留する電荷を１フレーム毎に除去するシーケンスが付加される必要があるため、前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った問題を有していた。
【００１５】
これに対し、動画に対応した面像データを得るためには、ａ−Ｓｅの代わりに、結晶（もしくは多結晶）材料で、かつＸ線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）の優れた光導電膜５６を利用する必要がある。光導電膜５６の感度が向上すれば、短時間のＸ線照射でも電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５を十分に充電できるようになり、また、光導電膜５６に高電圧を印加する必要がなくなるため、誘電体層５７自身も不要となる。
【００１６】
このような、Ｘ線に対する感度が優れた光導電材料としては、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅなどが知られている。一般に、Ｘ線の光電吸収は吸収物質の実効原子番号の５乗に比例するため、例えば、Ｓｅの原子番号が３４、ＣｄＴｅの実効原子番号が５０とすると、約６．９倍の感度の向上が期待できる。ところが、前記放射線二次元画像検出器の光導電膜として、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。
【００１７】
従来のａ−Ｓｅの場合、成膜方法としては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、上述したアクティブマトリクス基板上への成膜が容易であった。これに対して、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの場合は、ＭＢＥ（Ｍｏｒｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ）法やＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）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が適した方法と考えられる。
【００１８】
しかしながら、ＭＯＣＶＤ法でＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを成膜する場合、原料である有機カドミウム（ＤＭＣｄ）の熱分解温度が約３００℃、有機テルル（ＤＥＴｅやＤｉＰＴｅ）の熱分解温度が各々約４００℃、約３５０℃であるため、成膜には約４００℃の高温が要求される。
【００１９】
一般に、アクティブマトリクス基板に形成されている前述の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）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してしまう。
【００２０】
したがって、上述のアクティブマトリクス基板上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ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。
【００２１】
本発明は、上記の問題点に臨みてなされたもので、アクティブマトリクス基板上に３００℃以下の低温でＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅなどの半導体材料を形成することにより、応答性がよく、動画像にも対応できる二次元画像検出器を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して前記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、前記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えた二次元画像検出器において、前記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、前記電極部および半導体層を含む対向基板とを備え、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と前記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るとともに、該両基板の前記電荷蓄積容量と前記半導体層とが導電性材料によって電気的に接続されてなり、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との少なくとも一方の基板は、複数に分割されていることを特徴としている。
【００２３】
さらに、請求項２記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明において、上記導電性材料は、上記画素配列層および上記半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料であることを特徴としている。
【００２４】
上記請求項１の構成によれば、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、導電性材料によって接続することで、前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っている。
【００２５】
この点に関し、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熱処理を必要とする半導体材料を使用することができなかった。しかし、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を別々に作成することが可能となるので、従来ではスイッチング素子の耐熱温度の観点から使用できなかった材料を上記半導体層として使用することが可能になる。
【００２６】
ここで、通常、アクティブマトリクス基板は、その製造過程において、半導体層の微細加工などの高度な製造技術を必要としているため、該アクティブマトリクス基板の大面積化に伴って製造工程での歩留まりが急激に低下し、生産コストが上昇してしまうという課題を有している。
【００２７】
また、対向基板においては、例えば、該対向基板自身を半導体結晶ウエハーで形成する場合に、ウエハーの大面積化が難しいといった課題を有している。さらに、別の支持基板上に半導体膜を成膜する場合においても、１００μｍ以上の膜厚の半導体膜を必要とするため、大面積化に伴う膜応力により、膜剥がれや、膜厚および膜質の面内ばらつきの増大というような成膜不良が発生し易い。従って、急激に歩留まりか低下して生産コストが上昇してしまうといった課題も有している。
【００２８】
このような点に関し、本発明の請求項１に記載の二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板および対向基板のうち少なくとも一方の基板を複数に分割した構成であるので、分割されて小型化された各基板を、歩留まり良く安価に製造することが可能となっている。
【００２９】
これにより、アクティブマトリクス基板、または対向基板が大面積化されても、歩留りを低下させることなく、生産コストの上昇を抑えた二次元画像検出器を提供することができる。
【００３０】
なお、このときに複数に分割する基板は、アクティブマトリクス基板だけであっても対向基板だけであっても良く、また両基板ともに分割しても構わない。この場合には、それぞれ分割する度合いに応じてコストダウンが可能になる。
【００３１】
また、上記二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板と対向基板とが導電性材料によって電気的に接続された構成となっているが、面内での隣接画素間のクロストークを防ぐために、請求項２に記載の二次元画像検出器の構成のように、上記導電性材料としては、面内方向には絶縁されて、上下方向（アクティブマトリクス基板の画素配列層、および対向基板の半導体層の対向面の法線方向）にのみ導電性を示す異方導電性材料を用いることが好ましい。特に、同時に両基板を機械的に接着できる材料が好ましく、このような異方導電性材料としては、例えば、接着剤中に導電粒子を分散させた異方導電性接着剤が有望である。
【００３２】
なお、上記のような異方導電性接着剤は、通常、アクティブマトリクス基板と対向基板とに挟み込んで、１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を行った状態で接着剤を硬化させるというプロセスを必要とする。これは、安定した導通を得るために異方導電性接着剤中に分散されている導電粒子をある程度変形させて、電極と導電粒子との接触面積を増加させる必要があるからである。
【００３３】
しかしながら、このような異方導電性接着剤で大面積の基板を貼り合わせようとすると、面積に比例して非常に大きな加圧力と、加圧力の均一性とが必要になり、そのためのプレス装置も極めて大掛かりなものとなってしまう。例えば、２０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を必要とする異方導電性接着剤で、４３０ｍｍ×３５０ｍｍの面積の基板を貼り合わせようとすると、約３００００ｋｇｆもの加圧が必要になる。
【００３４】
ところが、アクティブマトリクス基板と対向基板とのうち、少なくとも一方の基板を分割して貼り合わせることにより、分割する枚数に応じて加圧力を低減することが可能になる。例えば、後述する発明の実施の形態でも述べるが、対向基板を１２枚に分割して順次貼り合わせていくことで、分割された対向基板１枚当たりを貼り合わせる際に必要なプレス力は、約２５００ｋｇｆで済む。このように、加圧力を１桁以上低減することができるとともに、それに伴って加圧装置の小型化も可能にしている。また、分割された対向基板１枚当たりの面積も１／１２となるため、面内での加圧の均一性も得やすくなっている。
【００３５】
請求項３記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１または２に記載の発明において、前記半導体層は、放射線に対して感度を有することを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、上記半導体層は放射線に対して感度を有するので、放射線に対する二次元画像検出器を実現することが可能となっている。
【００３７】
請求項４記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明において、前記半導体層は、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体であることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、上記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体が用いられている。
【００３９】
これにより、これまで用いられてきたａ−Ｓｅからなる半導体層と比較して、放射線に対する感度が向上し、動画の撮影が可能となる。
【００４０】
請求項５記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、前記アクティブマトリクス基板が複数に分割されているとともに、該複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、同一の配線パターンを有する複数のマザー基板から形成されており、該アクティブマトリクス基板の配置位置に応じて該マザー基板の所定の箇所を切断することにより形成されていることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成によれば、前記複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、該基板の配置位置に応じて同一配線パターンを有するマザー基板の所定の箇所を切断することによって形成されている。
【００４２】
これにより、複数に分割されたアクティブマトリクス基板の配置位置に応じた、専用の配線パターンを有する基板を製造する必要がないので、コストダウンが可能となる。
【００４３】
請求項６記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至５の何れかに記載の発明において、前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板であることを特徴としている。
【００４４】
上記の構成によれば、前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身を支持基板としている。
【００４５】
これにより、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって得られる結晶性半導体基板を、容易に利用することが可能となる。
【００４６】
請求項７記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至６の何れかに記載の発明において、前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されていることを特徴としている。
【００４７】
上記の構成によれば、前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されている。
【００４８】
これにより、対向基板自身の強度を大幅に増強することができる。
【００４９】
請求項８記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至７の何れかに記載の発明において、前記複数に分割された基板は、前記アクティブマトリクス基板や前記対向基板とは別の支持基板の同一平面上に隣接するように並べられて配置、固定されていることを特徴としている。
【００５０】
上記の構成によれば、複数に分割された上記基板は、別の大型支持基板の同一平面上に隣接するようにタイル状に並べられて配置、固定されている。
【００５１】
これにより、複数に分割された各基板間のつなぎ目の機械的強度を大幅に補強することができる。
【００５２】
請求項９記載の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、請求項１乃至８の何れかに記載の発明において、前記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、該異方導電性接着材は、前記複数に分割された基板に応じて分割されていることを特徴としている。
【００５３】
上記の構成によれば、上記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、該異方導電性接着剤は、該複数に分割された基板に応じて分割されている。
【００５４】
これにより、使用する異方導電性接着剤自身が、製造上の制限やコスト面での制限などにより大面積化することが困難な場合、例えば特開平８−３０６４１５号公報に記載されているような、特殊な構造の異方導電性接着剤であるため大面積化を行うとコストが増大するという場合でも、コストを抑えて、容易に大面積の二次元画像検出器を実現することが可能となる。
【００５５】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５６】
図１（ａ），（ｂ）および図２は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成を示したものである。図１（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板２側から）見た平面図である。また、図２は、図１に示す二次元面像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【００５７】
なお、図１（ａ）では、便宜上、１画素を大きくして（画素数を少なくして）記載しているが、実際の二次元画像検出器は、例えば全受像面積４３０ｍｍ×３５０ｍｍに対して、６００万画素程度の画素密度を有している。
【００５８】
本実施の形態における二次元画像検出器は、図１（ａ）に示すように、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と画素電極１４とが形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極（図示せず）が形成された対向基板２とが、異方導電性材料である異方導電性接着剤３により貼り合わされて構成されている。なお、ここでの異方導電性材料とは、導電特性に異方性を有する材料の総称であり、本実施の形態に係る異方導電性接着剤３としては、絶縁性の接着剤３ａに導電粒子３ｂが混入されたものを用いている。
【００５９】
また、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で形成することが可能である。具体的に説明すれば、図２に示すように、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とソース電極９）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５、電荷蓄積容量（Ｃｓ）を構成している画素電極１４および電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４などにより画素配列層が構成されている、
前記ガラス基板７には、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用い、その上にＴａ（タンタル）などの金属膜からなるゲート電極８を形成する。該ゲート電極８は、Ｔａなどをスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングして得られる。この際、同時に電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４も形成される。
【００６０】
次に、ＳｉＮｘやＳｉＯｘからなる絶縁膜１１を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法で厚さ約３５００Åに成膜して形成する。この絶縁膜１１は、前記薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５のゲート絶縁膜および電荷蓄積容量（Ｃｓ）の電極（電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４および画素電極１４）間の誘電層として作用する。なお、絶縁膜１１としては、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート電極８と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４とを陽極酸化した陽極酸化膜を併用してもよい。
【００６１】
次に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５のチャネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１２と、ソース・ドレイン電極とのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ＋ 層）１３とを、ＣＶＤ法で各々厚さ約１０００Å、約４００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングする。
【００６２】
次に、Ｔａ，Ａ１（アルミニウム），Ｔｉ（チタン）などの金属膜からなるソース電極９と画素電極１４（ドレイン電極を兼用）とを形成する。このソース電極９と画素電極１４とは、前記金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。なお、この画素電極１４とドレイン電極とは別々に形成してもよく、画素電極１４としてＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を使用することも可能である。
【００６３】
その後、画素電極１４の開口部以外の領域を絶縁保護する目的で、絶縁保護膜１５を形成する。この絶縁保護膜１５は、ＳｉＮｘやＳｉＯｘからなる絶縁膜をＣＶＤ法で厚さ約３０００Åに成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。なお、この絶縁保護膜１５には、無機材料からなる絶縁膜の他に、アクリルやポリイミドなどの有機材料からなる絶縁膜を使用することも可能である。このようにして、アクティブマトリクス基板１が形成される。
【００６４】
なお、ここでは、前記アクティブマトリクス基板１のＴＦＴ素子として、ａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造のＴＦＴ５を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いても良いし、スタガ構造にしても良い。また、前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で形成されることが可能である。
【００６５】
一方、対向基板２は、図２にも示すように、Ｘ線などの放射線に対して光導電性を有する半導体基板（光導電体基板）１６を支持基板としている。ここでは、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅといった化合物半導体が用いられる。この半導体基板１６の厚みは約０．５ｍｍである。この半導体基板１６は、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって、容易に結晶基板として形成されることが可能である。
【００６６】
前記半導体基板１６の一方の面のほぼ全面に、Ａｕ（金），Ｐｔ，ＩＴＯなどの導電膜によって上部電極１７を形成する。また、他方の面には、厚さ約３００ÅのＡ１Ｏｘからなる絶縁層である電荷阻止層１８をほぼ全面に形成した後、ＡｕやＩＴＯなど金属膜をスパッタ蒸着で厚さ約２０００Å成膜し、所望の形状にパターニングすることで接続電極６を形成する。前記接続電極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と対応する位置に形成される。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上述した対向基板２の大きさを上記アクティブマトリクス基板１の大きさの約１／１２としており、このような１２枚に分割された状態の対向基板２は、タイル状に１２枚並べられて、前記アクティブマトリクス基板１と略同等の大きさになるように設計されている。
【００６８】
以上のようにして作成されたアクティブマトリクス基板１および対向基板２は、画素電極１４および接続電極６が画素毎に各々対向するようにして配置されており、これら両基板の間隙には、図２にも示すように、異方導電性接着剤３が存在している。このときの異方導電性接着剤３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、対向基板２に形成された接続電極６とを電気的に接続する役割を果たしている。
【００６９】
次に、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、上述したアクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせの方法について、さらに詳細に説明する。
【００７０】
まず、アクティブマトリクス基板１上に、後述する異方導電性接着剤３を塗布または転写した後、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、熱プレス機１０を用いて１２枚に分割された対向基板２を順次加圧して貼り合わせていく。このときの両基板１，２は、接続電極６と画素電極１４との位置が一致するように貼り合わされる。そして、分割された１２枚の対向基板２の貼り合わせが完了することで、本実施の形態における二次元画像検出器が完成する。
【００７１】
なお、このときの上記異方導電性接着剤３は、アクティブマトリクス基板１上でなく、対向基板２上に設けるようにしてもよい。また、機械的な強度を増加させるために、複数に分割された対向基板２同士の隙間に接着剤を充填して補強してもよい。
【００７２】
次に、本実施の形態で用いられている異方導電性接着剤３について詳細に説明する。一般に、異方導電性接着剤３は、絶縁性の接着剤３ａに導電粒子３ｂを分散させたものが用いられる。
【００７３】
ここで使用できる導電粒子３ｂとしては、Ｎｉ（ニッケル），Ａｇ（銀）などの金属粒子、Ｎｉなどの金属粒子にＡｕメッキを施した金属粒子、カーボン粒子、プラスチック粒子にＡｕ／Ｎｉメッキを施した金属膜被覆プラスチック粒子、ＩＴＯなどの透明導電粒子、Ｎｉ粒子をポリウレタンに混合させた導電粒子複合プラスチックなどがある。本実施の形態においては、上下の両基板（アクティブマトリクス基板１および対向基板２）の厚みのばらつきを吸収するために、弾力性の優れた金属膜被覆プラスチック粒子が用いられている。
【００７４】
また、使用できる接着剤３ａとしては、熱硬化型、熱可塑型、光硬化型のものがあるが、本実施の形態では、接着強度や信頼性を重視して、エポキシ系の熱硬化型接着剤を採用した。
【００７５】
なお、このような異方導電性接着剤３には、その形状によってぺーストタイプとフィルムタイプとがある。ぺーストタイプの接着剤は、大面積基板に対してスクリーン印刷法などで簡便に塗布することが可能である。フィルムタイプの接着剤は、接着剤自身が厚みの均一性に優れているため、大面積の基板を貼り合わせる際にも均一な接着剤の厚みを容易に実現することができる。本実施の形態では、どちらのタイプを使用することも可能であるが、ここではフィルムタイプの接着剤を採用した。
【００７６】
なお、異方導電性接着剤３としては、上述の形態以外にも、絶縁性の接着性フィルムに、該フィルムの表裏面を貫通する多数の微細金属柱が形成されたものが開発されており（例えば、特開平８−３０６４１５号公報等に記載されている異方導電性接着剤）、このような他の異方導電性接着剤を、本実施の形態における異方導電性接着剤３として用いることも可能である。
【００７７】
ここで、図２および図４を用いて、上述した二次元画像検出器の動作原理について説明する。図４は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の１画素当たりの等価回路を示す回路図である。
【００７８】
ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅからなる半導体基板（光導電体基板）１６にＸ線が入射すると、光導電効果によりこの半導体基板１６に電荷（電子−正孔）が発生する。この時、電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４と半導体基板１６とは、画素電極１４／異方導電性接着剤３／接続電極６を介して直列に接続された構造になっている。従って、上部電極１７と電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４との間に電圧を印加しておくと、半導体基板１６内で発生した電荷（電子−正孔）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（Ｃｓ）（画素電極１４および電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）４などにより構成されている。）に電荷が蓄積される仕組みになっている。
【００７９】
なお、半導体基板１６と接続電極６との間には、薄い絶縁層からなる電荷阻止層１８が形成されている。該電荷阻止層１８は、一方面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しており、Ｘ線が入射しない時の暗電流の低減に寄与している。すなわち、上部電極１７側に正電圧を印加した場合、電荷阻止層１８は接続電極６から半導体基板（光導電体基板）１６への電子の注入を阻止する動きをする。
【００８０】
なお、半導体基板（光導電体基板）１６と上部電極１７との間にも絶縁層を設け、上部電極１７から半導体基板（光導電体基板）１６への正孔の注入も阻止し、更なる暗電流低減を図る場合もある。
【００８１】
上記阻止型フォトダイオードの構造としては、前記ＭＩＳ構造の他にも、ＣｄＴｅ／ＣｄＳなどの積層膜を用いたヘテロ接合構造、ＰＩＮ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。
【００８２】
上述したように、電荷蓄積容量（Ｃｓ）に蓄積された電荷は、ゲート電極８の入力信号によって薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５をオープ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。電極配線（ゲート電極８とソース電極９）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５、電荷蓄積容量電極（Ｃｓ）４および画素電極１４を電極とする電荷蓄積容量（Ｃｓ）などは、従来例の図１２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線の面像情報を得ることが可能となる。このように、基本的な動作原理は、従来例に示した二次元画像検出器と同様である。
【００８３】
以上のように、本実施の形態に係るる二次元画像検出器は、格子状の電極配線（ゲート電極８とソース電極９）と各格子点毎に設けられた複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と複数の画素電極１４とが具備されたアクティブマトリクス基板１と、光導電性を有する半導体基板１６がほぼ全面に具備された対向基板２とが、導電粒子３ｂが接着剤３ａ中に分散された異方導電性接着剤３により電気的に接続されている構成であることを特徴としている。
【００８４】
したがって、従来の二次元画像検出器のように、光導電半導体を直接アクティブマトリクス基板上に成膜する場合に問題となっていた、アクティブマトリクス基板の耐熱性に起因する光導電体の成膜温度の制限が、本実施の形態の構成では緩和される。この結果、従来ではアクティブマトリクス基板上に直接成膜できなかった半導体材料を、容易に二次元画像検出器に使用することが可能になる。
【００８５】
また、前記理由により、半導体基板（光導電体基板）１６としてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを用いることができるため、従来のａ−Ｓｅを用いた二次元画像検出器に比べてＸ線に対する感度が向上するとともに、半導体基板１６と上部電極１７間に誘電体層を設ける必要がなくなり、動画に対応する画像データ、すなわち３３ｍｓｅ／ｆｒａｍｅのレートで画像データを得ることが可能になる。
【００８６】
ここで、本実施の形態においては、対向基板２が半導体基板１６自身を支持基板として形成される例を示した。前述のごとく、これらの半導体基板１６は、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって得られる結晶基板により形成されることが可能であるものの、大面積化には多大な設備投資が必要となり、安価に入手することは困難であった。
【００８７】
また、上述した対向基板２の代わりに、別の支持基板上に半導体膜を成膜した対向基板を用いることも可能である。このような場合においても、１００μｍ以上の膜厚の半導体膜を成膜する必要があるため、大面積化に伴う膜応力による膜剥がれ、膜厚や膜質の面内ばらつき増大といった成膜不良が発生し易く、安価に対向基板を製造することが困難であった。
【００８８】
このような点に関し、本実施の形態では、対向基板２を１２枚に分割して二次元画像検出器を構成しているため、汎用的な半導体ウエハーを使用して該二次元画像検出器を形成することができる。また、対向基板２は分割されているので、成膜される面積が小さくなる。これにより、成膜歩留まりが向上するため、対向基板２を安価に製造することが可能となる。
【００８９】
なお、この対向基板２の分割枚数は１２枚に限られるものではなく、二次元画像検出器の大きさや結晶ウエハーの価格などによって、適宜任意の数に分割して製造することが可能である。さらに、複数に分割された対向基板２の形状についても四角形に限られるものではなく、円形の結晶ウエハーから六角形の基板を切り出して最密充填状に並べて使用することなども可能である。
【００９０】
また、上述した異方導電性接着剤３は、通常、両基板１，２に挟み込んで１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を行った状態で硬化させるプロセスを必要とするが、これは、安定した導通を得るために、異方導電性接着剤３中に分散されている導電粒子３ｂをある程度変形させて、上下両基板（アクティブマトリクス基板１および対向基板２）に形成された電極（画素電極１４、接続電極６）と導電粒子３ｂとの接触面積を増加させる必要があるからである。
【００９１】
しかしながら、このような異方導電性接着剤３で大面積の基板を貼り合わせようとすると、面積に比例して非常に大きな加圧力と、その加圧力の均一性が必要となり、プレス装置が極めて大掛かりなものとなってしまっていた。例えば、２０ｋｇｆ／ｃｍ２ の加圧を必要とする異方導電性接着剤３で、４３０ｍｍ×３５０ｍｍの面積の基準を貼り合わせようとすると、約３００００ｋｇｆ／ｃｍ２ もの加圧が必要となってしまう。
【００９２】
ところが、本実施の形態に係る二次元画像検出器のように、対向基板２を複数に分割して構成することにより、分割枚数に応じて加圧力を低減することが可能になる。例えば、前述の対向基板２を１２枚に分割して順次貼り合わせていくことにより、対向基板２の１枚当たりのプレス力は、約２５００ｋｇｆ／ｃｍ２ で充分となり、加圧力を１桁以上低減させ、加圧装置を小型化することが可能となる。さらに、分割された対向基板２の１枚当たりの面積が１／１２となるため、面内での加圧の均一性も得やすくなるという効果も奏している。
【００９３】
〔実施の形態２〕
本発明に係る二次元画像検出器は、図１および図２に示した構造に限定されるものではなく、上述した実施の形態１で示した二次元画像検出器の他の構成である本発明の第２の実施の形態について、図５ないし図７に基づき、以下に説明する。
【００９４】
図５（ａ），（ｂ）および図６は、本実施の形態に係る二次元画像検出器を示したものである。図５（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板３５側から）見た平面図である。また、図６は、図５に示す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。
【００９５】
なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成は、図１および図２に示した実施の形態１に係る二次元画像検出器の構成と類似しているため、図１および図２で用いた部材と同一の機能を有する部材については同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【００９６】
本実施の形態に係る二次元画像検出器は、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５と画素電極１４とが形成されたアクティブマトリクス基板３０と、接続電極（図示せず）が形成された対向基板３５とが、異方導電性材料である異方導電性接着剤３により貼り合わされて構成されている。なお、本実施の形態に係る異方導電性接着剤３としては、絶縁性の接着剤３ａに導電粒子３ｂが混入されたものを用いた。
【００９７】
ここで、このアクティブマトリクス基板３０は、上述した実施の形態１で示したアクティブマトリクス基板１と基本的な構成は同様であるが、本実施の形態におけるアクティブマトリクス基板３０が４枚の基板に分割されている点が異なっている。なお、アクティブマトリクス基板３０の基本的な構成部材は実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【００９８】
また、上述した実施の形態１の対向基板２では半導体基板１６自身を支持基板とした構造のものが用いられたが、本実施の形態では、別の支持基板３６上に半導体膜３７が形成された構造の対向基板３５を用いた。
【００９９】
具体的には、図６に示すように、支持基板３６としては、Ｘ線に対して透過性を有する基板を用いる必要があり、ガラス、セラミック、シリコン基板などが用いられる。なお、ここでは、Ｘ線と可視光との両方に対して透過性の優れた、厚みが０．７〜１．１ｍｍのガラス基板を用いている。このようなガラス基板であれば、４０〜１００ｋｅＶのＸ線をほとんど透過する。
【０１００】
次に、上記支持基板３６の一方の面のほぼ全面に、Ｔｉ，Ａｕ，Ｐｔ，ＩＴＯなどの導電膜により上部電極１７が形成される。但し、この二次元画像検出器を可視光による像の検出に用いる場合には、前記上部電極１７として、可視光に対して透明なＩＴＯ電極を用いる。
【０１０１】
次に、この上部電極１７上に、半導体膜３７として、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法を用いてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜が約０．５ｍｍの厚みで形成される。ＭＯＣＶＤ法は、大面積基坂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］など）、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］など）、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］など）を用いて、４００〜５００℃の成膜温度で成膜が可能である。
【０１０２】
更に、上記多結晶膜の上に、ＡｌＯｘの薄い絶縁層からなる電荷阻止層１８をほぼ全面に形成した後、ＡｕやＩＴＯなどの金属膜を厚さ約２０００Åに成膜し、所望の形状にパターニングすることで接続電極６を形成する。この接続電極６は、アクティブマトリクス基板３０に形成された画素電極１４と対応する位置に形成するとよい。
【０１０３】
ここで、本実施の形態では、上述したように、アクティブマトリクス基板３０の分割された一基板の大きさが前記対向基板３５の約１／４となっている。該アクティブマトリクス基板３０をタイル状に４枚並べることで、前記対向基板３５と略同等の大きさになるように設計されている。
【０１０４】
そして、このような４枚に分割されたアクティブマトリクス基板３０と、上記構造の対向基板３５とを、実施の形態１と同様に、画素電極１４と接続電極６とが画素領域毎に各々対向するように配置され、両者の間隙に図６に示すような形態で異方導電性接着剤３を介在させて貼り合わせることで、本実施の形態に係る二次元画像検出器が完成する。
【０１０５】
なお、両基板３０，３５を貼り合わせる方法としては、実施の形態１において説明したような、図３に示した方法と同様である。本実施の形態においては、対向基板３５上に異方導電性接着剤３を塗布または転写した後で、４枚に分割されたアクティブマトリクス基板３０を順次貼り合わせた。このときの両基板３０，３５は、接続電極６と画素電極１４との位置が対応（一致）するように貼り合わせられる。そして、４枚のアクティブマトリクス基板３０の貼り合わせが完了することで、本実施の形態に係る二次元画像検出器が完成する。
【０１０６】
このとき用いられる異方導電性接着剤３の種類や、完成した二次元画像検出器の基本動作原理については、上述した実施の形態１に示したものと同様であるため、説明を省略する。
【０１０７】
ここで、本実施の形態の特徴としては、アクティブマトリクス基板３０が４枚に分割されて構成されている点である。通常、アクティブマトリクス基板３０は、その製造過程において半導体の微細加工などの高度な製造技術を必要とするため、大面積化に伴い製造工程での歩留まりが急激に低下して、コストが上昇するというような課題を有していた。
【０１０８】
ところが、本実施の形態に係る二次元画像検出器のように、アクティブマトリクス基板３０を複数に分割して構成することにより、この分割された基板を歩留まりよく安価に製造することが可能となる。また、アクティブマトリクス基板３０を複数に分割して構成することにより、分割数に応じて加圧力を低減することが可能になり、面内での加圧力の均一性も得やすくなるという効果をもたらしている。
【０１０９】
また、機械的強度を増すために、複数に分割されたアクティブマトリクス基板３０同士の隙間に接着剤を充填して補強してもよい。さらに、このアクティブマトリクス基板３０の分割数は４枚に限られるものではなく、二次元画像検出器の大きさや結晶ウエハーの価格などによって、適宜任意の数に分割して製造することが可能である。しかし、ＸＹマトリクス状に配線が形成されている場合には、アクティブマトリクス基板３０の配線エリアの周辺部にゲート配線とソース配線との取り出し部を設ける必要があることから、２枚あるいは４枚に分割することが望ましい。
【０１１０】
この点に関し、図７は、複数に分割された基板を作成するためのマザー基板２０を示す平面図である。図中２１は、マトリクス配線が形成されたエリアを示しており、２２，２３は、それぞれソース配線（またはゲート配線）およびゲート配線（またはソース配線）の端子取り出し部を示している。
【０１１１】
上述したような４枚に分割されたアクティブマトリクス基板３０としては、それぞれの配置位置に応じた専用の配線パターンを有するような４枚別々の基板を製造すると、基板を分割することによるコストダウンの効果が半減してしまう。従って、図７に示すように、同一配線パターンを有する複数枚のマザー基板２０の所定の箇所をそれぞれ切断することにより、それぞれの配置位置に応じた、分割されたアクティブマトリクス基板３０を形成することで、分割によるコストダウンの効果を最大限に発揮することが可能になる。
【０１１２】
例えば、図５（ｂ）に示す平面図において、Ｈの部分に配置される分割後のアクティブマトリクス基板３０としては、図７に示すマザー基板２０の分断ライン▲１▼と▲４▼とで分断したものを用い、同様にＩの部分については分断ライン▲１▼と▲３▼、Ｊの部分については分断ライン▲２▼と▲４▼、Ｋの部分については分断ライン▲２▼と▲３▼とで分断したものを用いることになる、
このことにより、分断後のアクティブマトリクス基板３０の配置位置に応じた専用の配線パターンを有する基板をそれぞれ別々に作成する必要がなくなり、全て同一のマザー基板２０から各配置位置に応じたアクティブマトリクス基板３０を作成することが可能となる。
【０１１３】
〔実施の形態３〕
本発明に係る二次元画像検出器は、図１および図２、または図５および図６に示した構造に限定されるものではなく、上述した実施の形態１または２で示した二次元画像検出器の他の構成である、本発明の第３の実施の形態について、図８および図９に基づき、以下に説明する。
【０１１４】
図８（ａ），（ｂ）は、本実施の形態に係る二次元画像検出器を示したものであり、図８（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図８（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板４５側から）見た平面図である。
【０１１５】
なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成も、図１および図２に示した実施の形態１に係る二次元画像検出器の構成と類似しているため、図１および図２で用いた部材と同一の機能を有する部材については同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１１６】
ここで、本実施の形態３では、アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５は、ともに複数の基板に分割されて二次元画像検出器を構成している。具体的には、図８（ａ），（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板４０を４枚の基板に分割し、同様に対向基板４５も４枚の基板に分割している。なお、基本的な基板構成部材については、実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。
【０１１７】
図８（ａ）にも示すように、両基板４０，４５が同様に田の字状に分断されているため、各基板４０，４５を固定するための支持基板４１が別途必要となってくる。図８（ａ）は、４枚に分割されたアクティブマトリクス基板４０が支持基板４１上に接着剤（または粘着剤）４２で固定された状態を示している。
【０１１８】
上記支持基板４１としては、ガラス基板や金属基板、その他セラミック基板などを使用することができる。ただし、アクティブマトリクス基板４０と支持基板４１との熱膨張係数が異なると、加熱プロセスなどによりアクティブマトリクス基板４０、支持基板４１の反りが発生し易くなるため、アクティブマトリクス基板４０と支持基板４１には、できるだけ熱膨張係数が同じガラス基板を用いることが望ましい。
【０１１９】
また、支持基板４１は、対向基板４５側に配置してもよく、アクティブマトリクス基板４０側と対向基板４５側との両側に配置してもよい。このように、別の支持基板４１上に各分割基板（アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５）を並べて固定することにより、複数に分割された基板４０，４５のつなぎ目における機械的強度を補強することが可能になる。
【０１２０】
なお、本実施の形態における二次元画像検出器の構造は、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５との両基板が、製造上の制限やコスト面での制限などにより、大面積化することが困難な場合に適した構造である。
【０１２１】
また、上述した構成に加えて、さらに対向基板４５のみを細分化した構造とすることも可能である。図９（ａ），（ｂ）は、図８の対向基板４５のみをさらに細分化して対向基板４６とした構成の二次元画像検出器を示したものである。図９（ａ）は、二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板４６側から）見た平面図である。
【０１２２】
図９（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板４０は４枚の基板に分割され、対向基板４６は１６枚の基板に分割されている。なお、その他の構成および製造工程については、上述した実施の形態１〜３と全く同様である。
【０１２３】
〔実施の形態４〕
本発明の二次元画像検出器の第４の実施の形態について、図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１２４】
上述した実施の形態３においては、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５，４６とがともに複数の基板に分割されて二次元画像検出器を構成しており、異方導電性接着剤３は、該二次元画像検出器のほぼ全面を覆う形でアクティブマトリクス基板４０と対向基板４５，４６との間に配置されている。
【０１２５】
上記異方導電性接着剤３としては、フィルム状のもの（通称ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖ Ｐａｓｔｅ ）を用いる場合と、ペースト状のもの（通称ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖ Ｐａｓｔｅ ）を用いる場合とがある。
【０１２６】
フィルム状の異方導電性接着剤３を用いる場合、ＡＣＦ自身のサイズに限界があるため、二次元画像検出器の全面を覆うことが困難な場合がある。一方、ペースト状の異方導電性接着剤３を用いる場合、既存のペースト印刷機が大面積に適用できず、新規の大面積向けの印刷機の導入が必要となることもある。
【０１２７】
そこで、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、複数に分割されたアクティブマトリクス基板４０と対向基板４５とを用いるだけでなく、異方導電性接着剤３も同様に分割された異方導電性接着剤４７を用いる構成となっている。
【０１２８】
図１０（ａ）は、本実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１０（ｂ）は、上記二次元画像検出器を上から（対向基板４５側から）みた平面図である。
【０１２９】
なお、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成は、上述した実施の形態３に係る二次元画像検出器の構成と類似しているため、実施の形態３に係る二次元画像検出器で用いられた部材と同一の機能を有する部材については同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１３０】
本実施の形態に係る二次元画像検出器は、複数に分割されたアクティブマトリクス基板４０、対向基板４５、および異方導電性接着剤４７を有している。具体的には、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、上記アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５は、各々、左右対称となるように４つのほぼ同形の形状に分割されている。上記異方導電性接着剤４７も、上記アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５と同様に分割されている。なお、本実施の形態のアクティブマトリクス基板４０および対向基板４５における基本的な構成部材は、実施の形態１の場合と同様であるので、その具体的な説明は省略する。また、異方導電性接着剤４７にも実施の形態１の場合と同様に、絶縁性の接着剤４７ａに導電粒子４７ｂを分散させたものが用いられている。
【０１３１】
図１０（ｂ）に示すように、両基板４０，４５が同様に田の字状に分断されているため、これら両基板４０，４５を固定するための支持基板４１が別途必要となる。図１０（ａ）には、４枚に分割されたアクティブマトリス基板４０が支持基板４１上に接着剤（または粘着剤）４２で固定された状態を示している。なお、該支持基板４１の基本的な構成は、実施の形態３の場合と同様であるので、その具体的な説明は省略する。
【０１３２】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１０（ａ），（ｂ）に示された二次元画像検出器の製造工程を示す工程図である。以下に、図１１（ａ）〜（ｄ）に基づいて、上記二次元画像検出器の製造手順を順を追って説明する。
【０１３３】
（ａ）先ず、最終的な二次元画像検出器の約１／４サイズの、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５とを、これらの基板４０，４５とほぼ同サイズの異方導電性接着剤４７を用いて貼り合わせて接続する。なお、ここでは、アクティブマトリクス基板４０と対向基板４５とが貼り合わせ接続されたものを、パネルと称する。
【０１３４】
（ｂ）次に、各パネル間の接続に使用される辺となる、各パネルの接続辺の不要部分を精度良く切断して切り落とす。
【０１３５】
（ｃ）次に、上記（ｂ）の工程で切断されたパネルの切断面（パネルの接続端面）を研磨し、平坦性を向上させる。
【０１３６】
（ｄ）最後に、４枚のパネルを支持基板４１上に接着剤（または粘着剤）４２により固定する。このとき、４枚の各パネルはアクティブマトリクス基板４０側を支持基板４１に対向させて配置される。さらに、このとき、それぞれのパネルの切断面（パネルの接続端面）同士を可能な限り近接させて配置する。
【０１３７】
以上のように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５だけでなく、異方導電性接着剤４７自身も分割されている構成である。
【０１３８】
従って、アクティブマトリクス基板４０および対向基板４５だけでなく、異方導電性接着剤４７自身が、製造上の制限やコスト面の制限などにより、大面積化することが困難な場合であっても、歩留り低下を抑制し、コストを抑えた大面積の二次元画像検出器を製造することができる。
【０１３９】
なお、二次元画像検出器において、異方導電性接着剤４７自身を分割する構成は、実施の形態３の二次元画像検出器に適用できるだけではなく、実施の形態１および２の二次元画像検出器にも適用できることは言うまでもない。
【０１４０】
また、異方導電性接着剤として、上述したような特開平８−３０６４１５号公報等に記載されているような特殊な構造の異方導電性接着剤を用いる場合は、異方導電性接着剤の大面積化に伴いコストが増大するという問題が生じるので、本実施の形態の場合のように、分割された異方導電性接着剤４７を用いる構成は、特に有効であるといえる。
【０１４１】
なお、上述した実施の形態１〜４では、主にＸ線（放射線）に対する二次元画像検出器の場合について説明してきたが、使用する半導体（光導電体）がＸ線など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には、可視光や赤外光の二次元画像検出器として使用することも可能である。
【０１４２】
ただし、その時には、半導体（光導電体）からみて光入射側に配置される上部電極材料には、可視光や赤外光を透過するＩＴＯなどの透明電極材料を用いる必要がある。また、半導体（光導電体）の厚みも可視光や赤外光の吸収効率に応じて最適化する必要がある。
【０１４３】
また、上述した実施の形態１〜４では、光導電性を示す半導体材料として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅを用いた例を示したが、本発明の概念は、これらの半導材料に限定されるものではなく、Ｓｉ，Ｓｅなどの他の光導電性を示す半導体材料を用いる場合にも有効である。また、対向基板の構造が、Ｘ線を可視光に変換する変換層（例えば、ＣｓＩ）と可視光に対するフォトダイオードとを組み合わせた構造の場合にも有効である。
【０１４４】
さらに、アクティブマトリクス基板に形成されるスイッチング素子としても、上述した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に限るものではなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ ）、バリスタなどの２端子非線形素子や、ダイオードリンク、バックツーバックなど複数のダイオードを組み合わせた非線形素子を用いることも可能である。
【０１４５】
さらに、上述した実施の形態１〜４においては、分割された対向基板や分割されたアクティブマトリクス基板をマザー基板から所定の形状に切り出す際に、非常に精度の高い分断技術が要求される。そこで、ダイヤモンドブレードを用いたダイシング分断法や、レーザー照射による熱応力を用いたレーザー割断法を用いて分断すると、５０μｍ以下の分断精度を得ることができるため、特に有効である。
【０１４６】
さらに、上述した実施の形態１〜４に係る二次元画像検出器では、アクティブマトリクス基板と対向基板とを異方導電性接着剤で貼り合わせた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画素毎に設けられた感光性導電材料、ハンダバンプ、インジウムバンプなどを用いて電気的および機械的に両基板を接続したものであってもよい。
【０１４７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に係る発明の二次元画像検出器は、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備え、前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と前記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るとともに、該両基板の前記電荷蓄積容量と前記半導体層とが導電性材料によって電気的に接続されてなり、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との少なくとも一方の基板は、複数に分割されている構成である。
【０１４８】
上記二次元画像検出器によれば、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、導電性材料によって接続するようにしているので、前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であり、従来まで使用できなかった材料を上記半導体層として使用することが可能であるという効果を奏する。
【０１４９】
さらに、上記二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板と対向基板との少なくとも一方の基板が複数に分割されて、１基板あたりの大きさが小さくなった構成としているので、これら小型化された基板は歩留まり良く安価に製造することができ、それぞれ分割する度合いに応じて、コストダウンが可能であるという効果も併せて奏する。
【０１５０】
請求項２に係る発明の二次元画像検出器は、上記導電性材料は、上記画素配列層および上記半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料である構成である。
【０１５１】
これにより、請求項１の発明による効果に加えて、両基板間は電気的に接続されつつ、面内方向は絶縁されているので、面内での隣接画素間のクロストークを防ぐことができるという効果を奏する。
【０１５２】
請求項３に係る発明の二次元画像検出器は、前記半導体層が、放射線に対して感度を有する構成である。
【０１５３】
これにより、請求項１または２の何れかの発明による効果に加えて、放射線に対する二次元画像検出器を実現することができるという効果を奏する。
【０１５４】
請求項４に係る発明の二次元画像検出器は、前記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体である構成である。
【０１５５】
上記二次元画像検出器は、前記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を用いているので、請求項３の発明による効果に加えて、これまで用いられてきたａ−Ｓｅからなる半導体層と比較して、放射線に対する感度が向上し、動画の撮影が可能であるという効果を奏する。
【０１５６】
請求項５に係る発明の二次元画像検出器は、前記アクティブマトリクス基板が複数に分割されているとともに、該複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、同一の配線パターンを有する複数のマザー基板から形成されており、該アクティブマトリクス基板の配置位置に応じて該マザー基板の所定の箇所を切断することにより形成されている構成である。
【０１５７】
前記複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、該基板の配置位置に応じて同一配線パターンを有するマザー基板の所定の箇所を切断することによって形成されているので、請求項１乃至４の何れかの発明による効果に加えて、複数に分割されたアクティブマトリクス基板の配置位置に応じた専用の配線パターンを有する基板を製造する必要がなく、コストダウンが可能であるという効果を奏する。
【０１５８】
請求項６に係る発明の二次元画像検出器は、前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板である構成である。
【０１５９】
前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身を支持基板としているので、請求項１乃至５の何れかの発明による効果に加えて、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法などによって得られる結晶性半導体基板を容易に利用することが可能であるという効果を奏する。
【０１６０】
請求項７に係る発明の二次元画像検出器は、前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されている構成である。
【０１６１】
前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されている構成としているので、請求項１乃至６の何れかの発明による効果に加えて、対向基板自身の強度を大幅に増強することが可能であるという効果を奏する。
【０１６２】
請求項８に係る発明の二次元画像検出器は、前記複数に分割された基板は、前記アクティブマトリクス基板や前記対向基板とは別の支持基板の同一平面上に隣接するように並べられて配置、固定されている構成である。
【０１６３】
前記複数に分割された各基板を、別の大型支持基板の同一平面上に、互いに隣接するようにタイル状に並べて配置、固定しているので、請求項１乃至７の何れかの発明による効果に加えて、複数に分割された基板同士のつなぎ目の機械的強度を大幅に補強することが可能であるという効果を奏する。
【０１６４】
請求項９に係る発明の二次元画像検出器は、前記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、該異方導電性接着材は、前記複数に分割された基板に応じて分割されている構成である。
【０１６５】
これにより、請求項１乃至８の何れかの発明による効果に加えて、使用する異方導電性接着剤自身が、製造上の制限やコスト面での制限などにより大面積化することが困難な場合でも、容易に大面積の二次元画像検出器を実現することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図２】上記二次元面像検出器の１画素当たりの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、上記二次元画像検出器における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したプロセス図である。
【図４】上記二次元画像検出器の１画素当たりの等価回路を示す回路図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図６】上記二次元画像検出器の１画素当たりの構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、分割基板を得るためのマザー基板を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図８（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る別の二次元面像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、該二次元面像検出器の平面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体の構成を概略的に示す断面図であり、図１０（ｂ）は、該二次元画像検出器の平面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は、上記二次元画像検出器の製造工程を示す工程図である。
【図１２】従来の二次元画像検出器の構造を模式的に示した説明図である。
【図１３】従来の二次元画像検出器の１画素当たりの構成を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１ アクティブマトリクス基板
２ 対向基板
３ 異方導電性接着剤
３ａ 接着剤
３ｂ 導電粒子
４ 電荷蓄積容量電極
５ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
６ 接続電極
７ ガラス基板
８ ゲート電極
９ ソース電極
１０ 熱プレス機
１１ 絶縁膜
１２ ａ−Ｓｉ膜（ｉ層）
１３ ａ−Ｓｉ膜（ｎ＋ 層）
１４ 画素電極
１５ 絶縁保護膜
１６ 半導体基板
１７ 上部電極
１８ 電荷阻止層
２０ マザー基板
２１ マトリクス配線エリア
２２ 配線端子取り出し部
２３ 配線端子取り出し部
３０ アクティブマトリクス基板
３５ 対向基板
３６ 支持基板
３７ 半導体膜（光導電膜）
４０ アクティブマトリクス基板
４１ 支持基板
４２ 接着剤（粘着剤）
４５ 対向基板
４６ 対向基板
４７ 異方導電性接着剤
４７ａ 接着剤
４７ｂ 導電粒子
５１ ガラス基板
５２ ゲート電極
５３ ソース電極
５４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５５ 電荷蓄積容量
５６ 光導電膜（Ｓｅ）
５７ 誘電体層
５８ 上部電極
５９ 電荷蓄積容量電極（Ｃｓ電極）
６０ 画素電極
６１ 絶縁膜
６２ 電荷阻止層
Claims (9)
- 格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して前記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
前記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
前記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えた二次元画像検出器において、
前記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
前記電極部および半導体層を含む対向基板とを備え、
前記アクティブマトリクス基板の画素配列層と前記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るとともに、該両基板の前記電荷蓄積容量と前記半導体層とが導電性材料によって電気的に接続されてなり、
前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との少なくとも一方の基板は、複数に分割されていることを特徴とする二次元画像検出器。 - 上記導電性材料は、上記画素配列層および上記半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料であることを特徴とする請求項１に記載の二次元画像検出器。
- 前記半導体層が、放射線に対して感度を有することを特徴とする請求項１または２に記載の二次元画像検出器。
- 前記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体であることを特徴とする請求項３に記載の二次元画像検出器。
- 前記アクティブマトリクス基板が複数に分割されているとともに、
該複数に分割されたアクティブマトリクス基板は、同一の配線パターンを有する複数のマザー基板から形成されており、該アクティブマトリクス基板の配置位置に応じて該マザー基板の所定の箇所を切断することにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の二次元画像検出器。 - 前記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の二次元画像検出器。
- 前記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の二次元画像検出器。
- 前記複数に分割された基板は、前記アクティブマトリクス基板や前記対向基板とは別の支持基板の基板の同一平面上に隣接するように並べられて配置、固定されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の二次元画像検出器。
- 前記導電性材料が異方導電性接着剤であるとともに、
該異方導電性接着材は、前記複数に分割された基板に応じて分割されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の二次元画像検出器。
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