JP3607305B2 - 大領域能動マトリックス配列を製造する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は大領域映像又は表示装置用大領域能動マトリックス配列を製造する方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜技術を用いる液晶表示及びマトリックスアドレスされたイメージセンサのような能動マトリックス表示装置はそのいくつかが大領域の能動マトリックス配列、例えば２０ｃｍ×２０ｃｍ又は更に４０ｃｍ×４０ｃｍ配列を必要とする多くの適用を有する。かかる大領域配列は例えばα線検出器の一部としてイメージセンサが例えば医療適用で、又は例えば電子コピー又はファクシミリ機での大きいドキュメント映像で用いられるべき場合、必要とされうる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
機械がかかる大領域に亘って層の付着及びパターニングを可能とするのに利用されうる場合でさえ、欠陥発生の可能性は明らかに領域により増加し、従って正しく機能しない配列のある領域の可能性は非常に高いので、単一基板上にかかる大領域能動マトリックス配列を製造することは現在技術的に実行可能でない。従って正しく機能する配列の歩どまりは極端に低い。
【０００４】
日本国特許公開昭６３−１８３４２０号は透明走査電極を担持する透明の第１の基板を有するＬＣＤ素子を記述している。夫々が画素電極の配列及び第２の基板の長手に沿って走査する電極の形の切換素子のマトリックスを担持する多数の透明第２の基板が設けられる。第２の基板は走査電極に垂直な方向に互いに接合されるよう第３の基板に接着される。液晶は第１及び第２の基板間に挟まれる。日本国特許公開昭６３−１８３４２０号に記載のＬＣＤ装置において、各第２の基板は配列の全幅に亘って延在し、従ってこの装置の製造は所望の配列に等しい幅を有する領域上に薄膜ダイオード及び画素電極を形成する材料の付着及びパターニングを必要とする。従って、大領域に亘って材料を付着及びパターニングする時入手可能である低発生率の問題点はまだ残る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一面によると、４つの基板を設け、夫々が能動領域を担持し、能動領域はその能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部間に延在する列に配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域の第１及び第２の縁部を越えて延在する接続リードに終端する各行導体と、各列の切換素子を接続し、能動領域の第３及び第４の縁部を越えて延在する接続リードに終端する各列導体とからなる個々の切換素子をアクセスし、各基板及び能動領域の２つの隣接する縁部の夫々に隣る新しい基板縁部を形成するようにそれにより担持された接続リードの一部を除去し、各新しい基板縁部が大領域配列を形成するよう他の新しい基板縁部の隣りにあるよう基板を支持部上に設ける手段とからなる大領域能動マトリックス配列を製造する方法が提供される。
【０００６】
他の面において、本発明は夫々が能動領域を担持する４つの基板が設けられる支持部からなり、能動領域は該能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動の第３及び第４の縁部間に延在する列で配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各行導体及び各列の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各列導体からなる個々の切換素子をアクセスする手段からなり、各基板及びそれにより担持された接続リードの一部は能動領域の２つの隣る縁部の夫々に隣る基板縁部を画成するよう除去され、基板は能動領域の２つの隣る縁部に隣る基板縁部が各マトリックスと同じピッチを有する大領域配列を提供するべく互いに隣りにあるよう支持部に設けられることからなる大領域能動マトリックス配列を提供する。
【０００７】
従って、本発明により製造された大領域能動マトリックス配列は、夫々が各能動領域を担持する基板及び関連した行及び列導体からなる４つの別なサブ配列で作られる。従って、大領域配列の組立ての前、各サブ配列は完全に機能的であり、欠陥がないことを確実にするようテストされうる。各基板の一部の除去は能動配列の画素ピッチが完成された大領域能動マトリックス配列に亘って維持されるよう支持部上に基板が取付けられるのを可能にする。更に、本発明は仕上った能動マトリックス配列の１／４である領域に層の付着及びパターニングを必要とするので、低い歩どまりの問題点は減少されうる。
【０００８】
基板の部分はダイヤモンドソー又はレーザソーのような適切な装置を用いて除去される。好ましいと考えられる場合、次に切断縁部はみがかれるか、研摩される。
基板は各配列が同一であるよう設けられ、全ての基板が支持部上に同じ向きを有するよう支持部に設けられる。これは単に１つのマスクセットが製造方法を簡略化するよう各基板を発生するのに必要であることを意味する。基板は或いは各基板が隣る基板に関して９０°回転されるよう支持部に設けられてよい。これは基板の部分の除光の正確度が非常に大きい必要がないよう新しい基板縁部に沿って走る導体が必要でないという利点を有する。
【０００９】
他の例において、基板は２つの基板上の配列が２つの他の基板上の配列の鏡像であるよう設けられ、残るリード接続行導体が支持部の２つの側に沿って延在し、残るリード接続列導体が支持部の他の２つの側に沿って延在するよう支持部に設けられる。かかる装置は１つか他の鏡像である２つのマスクセットを必要とするが、それは再び新しい基板縁部に沿って走る導体を有さなければならないことを避け、更に駆動回路の大領域配列への接続を容易にするよう大領域配列の各側に沿って行導体及び列導体の残る接続リードが延在するのを可能にする利点を有する。
【００１０】
各基板は夫々が各切換素子と関連した感光素子のマトリックスからなる能動領域を有してよい。電磁放射線変換層は例えばＸ線検出器の形成を可能とするよう４つの基板で形成された配列上に設けられている。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例は以下図面を参照して詳細に説明する。
図は単に概略を示し、寸法は正しくはない。特に、層又は範囲の厚さのようなある寸法は拡大されているが、一方他の寸法は縮小されている。同じ参照符号が図中同じ又は同様な部分を示すのに用いられる。
【００１２】
図を参照するに、図１は本発明による大領域能動マトリックス配列２を組込むイメージ検出器１００の基本動作原理を示す。この例において、大領域マトリックス配列は感光素子２０及び関連した切換素子３０のマトリックス配列からなる。
図１に示される如く、検出さるべき電磁放射線が感光素子２０が感応しない範囲にある場合、電磁放射線Ｏは先ず入射電磁放射線Ｏを感光素子２０で検出可能である第２の範囲の波長を有する出射電磁放射線Ｒに変換するイメージ検出器１００のエネルギー変換層５０に入射する。この例において、入射電磁放射線ＯはＸ放射線からなり、出射電磁放射線Ｒは可視光からなる。そのような場合、エネルギー変換層５０は蛍光層、例えばタリウムドープされたセシウムヨウ化物でよい。他の蛍光体が用いられうるが、出射された電磁放射線Ｒのスペクトルがアモルファスシリコン光ダイオードの最も反応する範囲にある４００乃至７００ｎｍ（ナノメータ）の範囲にピークがある点でタリウムドープされたセシウムヨウ化物の使用は有利である。更にセシウムヨウ化物は一種の光案内効果を生じ、それで散乱問題を減少する円柱状構造を有する。
【００１３】
出射電磁放射線は感光素子２０、この例ではマトリックス配列２の感光ダイオードに入射する。配列２は、この場合ダイオード２０ａの寄生又は自己容量を表わすが、検出器のダイナミック範囲を改善するよう追加コンデンサーも含んでよいコンデンサー２０ｂと平列であるダイオード２０ａとして示される単一感光素子２０により図１に概略的に示される。ダイオード２０ａの陰極で表わされる感光ダイオード２０の第１の電極２１は以下に示される如く共通線４０に接続され、一方ダイオード２０ａの陽極で表わされる感光ダイオードの第２の電極２２は、関連した切換素子３０の第２の電極３２、この例では薄膜トランジスタ３０のドレーン電極に接続される。薄膜トランジスタ３０の制御又はゲート電極３３は行導体４１に接続され、一方薄膜トランジスタ３０の第１又はソース電極３１は列導体４２を介して従来タイプの電荷感応読出増幅器４３に接続される。欧州特許第４４０２８２号明細書に記載のタイプの読出装置も用いられる。
【００１４】
図２は大領域能動マトリックス配列２の領域の回路配置を概略的に示す。この例において、大領域能動マトリックス配列２はイメージ検出器が人体又は動物の体の領域の診断Ｘ線イメージを検出するのに用いられる場合に必要とされる解像度の分離を達成するよう典型的に２００μｍ（マイクロメータ）又はそれ以上のピッチ及び４００×４００ｍｍまでの全体寸法を有する光ダイオード２０の２次元配列からなる。典型的に配列は２０００×２０００配列の画素からなってよい。便宜上、配列の一部だけが図２に示される。
【００１５】
薄膜トランジスタ切換素子３０は１−ｍ行及び１−ｎ列の配列（３つの行及び３つの列だけが示される）で配置され、所定の行での各トランジスタのゲートは行ドライバ又は復号器／アドレシング回路の同じ行導体４１に接続され、所定の行での各トランジスタのソースは図１に示される如く読出増幅器を含む列復号器／アドレシング回路４５の同じ列導体４２に接続される。実線４６は光検出器配列２の電磁放射線読出領域の範囲を示す。
【００１６】
本発明により、図６乃至図９を参照して以下により詳細に説明する如く、大領域能動マトリックス配列２は４つの基板１を設けることにより製造され、各基板は能動領域１１の第１及び第２の縁部１１ａ間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部１１ｂ間に延在する列に配置される切換素子３０のマトリックスと、各行の切換素子３０を接続し、能動領域１１の第１及び第２の縁部１１ａを越えて延在する接続リード４１ａで終端する各行導体４１及び各列の切換素子３０を接続し、能動領域１１の第３及び第４の縁部１１ｂを越えて延在する接続リード４２ａで終端する各列導体４２からなる個々の切換素子をアクセスする手段を担持し、能動領域１１の２つの隣接する縁部の夫々の隣りに（図６に破線で示す）新しい基板縁部１１ａを形成するようそれにより担持された各基板１の一部１ａ及び接続リードを除去し、各新しい基板縁部が大領域配列２を形成するよう他の新しい基板縁部１１ａの隣りにあるよう支持部に基板１を設ける。これは同じ画素ピッチが全大領域能動マトリックス配列２に亘って維持されることを可能にする。大領域能動マトリックス配列２が４００×４００ｍｍの全体寸法を有する場合、各基板１は２００×２００ｍｍのサブ配列２’を提供する。
【００１７】
図３は感光素子、この場合、光ダイオード２０及び配列の１つの画素を形成する関連した切換素子３０の電極及び関連した行及び列導体４１及び４２の第１及び第２の電極２１及び２２間の形状配置及び関係を示すよう１つの基板１の一部の概略平面図を示す。簡略化のため、基板１とは別の他の全ての構造的特徴は図３から省かれる。
【００１８】
図４の（Ａ）乃至（Ｃ）及び図５の（Ｄ）乃至（Ｇ）は本発明により大領域能動マトリックス配列２を形成するよう３つの他の基板１と共に接合される光ダイオード２０及び切換素子３０及び基板１上の行及び列導体４１及び４２の能動領域マトリックスからなるサブ配列２’を形成する方法の１例を示す為、１つの基板１及びそれにより担持される層の図３の破線ＩＩＩ −ＩＩＩ で切断した断面図である。
【００１９】
基板１は絶縁基板、一般的にガラス基板である。
この例において、図４の（Ａ）に示す如く、第１の金属化レベル３が先ず基板上に設けられ、第１のマスク（図示せず）を用いて、トランジスタ３０の制御又はゲート電極３３、ゲート線又は行導体４１及び行導体４１のより高い金属化レベルへの接続を可能にする必要な接続領域４１ａを画成するようパターン化される。第１の金属化レベル３はクロム層を蒸着することで設けられる。
【００２０】
次に絶縁層４、一般的に二酸化ケイ素又は窒化ケイ素層が蒸着され、その後に固有半導体層が続き、その一部分は後でトランジスタ３０の伝導チャネル領域、任意に保護層６を形成する。保護層６は絶縁層、一般的に窒化ケイ素層である。保護層６は第２のマスク（図示せず）及び従来の写真技術及び腐食技術を用いて、図４の（Ｂ）に示す如く、上になる絶縁体の厚さを増し、第１の金属化レベル３及び続く上になる金属化のそれらの領域間の寄生容量及び電気的短絡の可能性を減少するよう、行導体４１及び接続領域４１ａ上の領域６ａを残すようパターン化される。保護層の更なる領域６ｂは腐食防止として作用するよう各トランジスタ３０の中央領域に残される。ドープされた一般的にｎ伝導タイプ、半導体層７が蒸着され、その後に第２の金属化レベル又は層８が続く。
【００２１】
ドープされた半導体層７は固有半導体層５と同じ材料、例えばアモルファス又は多結晶シリコンから形成される。第２の金属化層８はクロム層でよい。
次に更なる半導体層が蒸着される。一般的にこれらはｎ伝導タイプ層、固有タイプ層、及びｐ伝導タイプ層と、その後に続く透明電気的伝導層、例えばインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）層及び次の処理中にＩＴＯ層を保護するよう作用する更なるクロム層からなる。次にこれらの層は異なる腐食処理を除く第３の単一マスクを用いて感光素子２０を画成するよう順次にパターン化され、各感光素子２０は（図４の（Ｃ）に示す如く）第２の金属化層８の上部のｎ−ｉ−ｐ（即ち、第１の電極２１に隣接するｎ伝導タイプ層）能動装置領域２０ａダイオード構造（図中ハッチングされていない）と、その後に続く感光素子２０の第２の電極２２を共に形成する透明及びクロム電極部分２２ｂ及び２２ｃを有する透明ＩＴＯ電極部分２２ｂ及びクロム電極部分２２ａからなる。
【００２２】
次に第４のマスクが設けられ、第２の金属化レベル８、ドープされた半導体層７、固有半導体層５は次に適切な写真技術及び腐食技術を用いて、図５の（Ｄ）に示す如く、ソース及びドレーン電極３１及び３２、ソース及びドレーンｎ伝導タイプ接触領域３６及び各薄膜トランジスタ３０に対する固有伝導チャンネル領域３５及び各感光素子２０の第１の電極２１を画成するよう、パターン化される。層５の領域５’は保護層の部分６ａの下に残る。ソース及びドレーン接触領域３６は層７が省かれる場合設けられる必要はない。次に第５のマスクは以下に説明される如く最終金属層を行導体４に接触するのを可能にするよう配列（図５の（Ｅ）を参照）の外周の隣りの接続領域４１ａの部分４１’ａからゲート絶縁層４を取除くのを可能とするのに用いられる。
【００２３】
次に、窒化ケイ素又はポリイミドのような適切な絶縁材から形成された絶縁層９は第６のマスク（図示せず）及び従来の技術を用いて次の金属化法により接触を可能にする接触ウインドＣ（図５の（Ｆ）参照）及び感光素子２０上に開口Ｄを画成するよう蒸着され、パターン化される。
次に、最終金属化レベル、一般的にアルミニウムは、第７のマスク（図示せず）を用いて図５の（Ｇ）に示す如く、ソース電極３１の各列を含む列導体４２、各ドレーン電極３２及び第２の電極２２間の電気的相互接続部３４、配列の縁部で接続領域４１ａが接触する金属化３７を画成するよう蒸着され、パターン化される。最終金属化レベルのパターン化中、クロム電極部分２２ａの一部は電磁放射線Ｒが感光素子２０上に入射するのを可能にするよう感光素子２０の第２の電極２２上に開口Ｄ’を残すよう除去される。
【００２４】
図６は基板１上の完成されたサブ配列２’の導電層の配置を概略的に示す。
図６からより明らかに分かる如く、サブ配列２’は画素のマトリックス（即ち、この場合感光素子２０及び関連した切換素子３０）共通像４０及び行及び列導体４１及び４２からなる能動領域１１を有する。明瞭化及び簡単化の為単に４×４画素配列が示されているが、勿論実際に、能動領域１１内により多くの画素がある。典型的に毎サブ配列２’当り１０００×１０００又はそれ以上の画素があってよい。
【００２５】
参照符号１１ａ，１１ｂは、事実上図６に最も外側の導体４１，４２で画成される能動領域１１の範囲を示す。行及び列導体４１及び４２は通常の方法での個々の画素２０，３０からの情報のアドレス及び読出しを可能にするよう電気接続が行及び列導体４１及び４２になされるのを可能にするよう能動領域１１を越えて基板１上に延在する接続リード４１ａ及び４２ａを夫々有する。図６に示す如く、行接続リード４１ａは能動領域１１の２つの対向する縁部１１ａを越えて延在し、一方列接続リード４２ａは正方形で示される如く長方形能動領域１１の残る２つの対向する縁部１１ｂを越えて延在する。共通線４０は同様にこの例で能動領域の縁部１１ｂを越えて共通端子４０ｂに延在する接続リード４０ａを有する。
【００２６】
従ってサブ配列１１は機能的に完全であり、各画素は正しく接続され、正しく機能する大領域能動マトリックス配列２のより高い歩どまりが得られるのを可能にするよう所望の方法で機能することを確実にするよう従来のテスト手続きを受けてよい。これは、その方法を用いて製造されたサブ配列２’の各光ダイオード２０及び関連した切換素子３０間の接続がサブ配列の上面にあるのでサブ配列２’を製造するよう図４の（Ａ）及び図５の（Ｇ）を参照して上述した方法を使用して特に容易にされる。
【００２７】
一度サブ配列２’のテストが完了されると、接続リード４０’ａ，４１’ａ，４２’ａ及びそれにより担持された共通端子４０’ｂと共に基板の一部１ａは除去される。基板１のこの部分１ａ、関連した接続リード４０’ａ，４１’ａ，４２’ａ及び共通端子４０’ｂは図６に破線で示される。図６から明らかな如く、除去される基板１の部分１ａは基板の２つの隣接する縁部１ｃの夫々からの帯からなる。部分１ａの除去は能動領域１１の２つの隣接する縁部１１ａ，１１ｂの隣りの新しい基板縁部１ｄ，１ｅを残す。
【００２８】
除去される基板１の一部１ａは各新しい基板縁部１ｄ，１ｅが、他の同様な基板の同様に形成された新しい基板縁部近くに位置される時、画素ピッチが基板１に亘って維持されうるような寸法とされる。画素が２００μｍ（マイクロメータ）×２００μｍ寸法を有し、１０−２０μｍだけ隣る行及び列導体４１及び４２から分離される場合、これは新しい基板縁部１ｄ，１ｅの形成で略５μｍの正確さを必要とする。基板１の一部１ａは新しい基板縁部１ｄ，１ｅの正確な位置決めを達成するようダイヤモンドソー又はレーザソーのような適切な装置を用いて切断し、次に一般的にみがくか、必要な場合、研摩し、次に切断縁部をみがくことを含む技術のような、この正確さを達成しうる適切な技術により除去されてよい。
【００２９】
本例において、基板１は他の３つの同一基板により支持部上に設けられるべきである。従って全ての４つの基板１は同じマスクセット及び方法を用いて製造される。基板部分１ａのテスティング及び除去の後、基板１は、図７に示される如く、基板と同じ又は同様な熱膨張特性を有する材料で形成される支持部１２上に設けられる。望ましくは、支持部１は基板１と同じガラスで形成される。
【００３０】
接合さるべき支持部１２及び／又は基板１の面はそれがセットする前に基板１の支持部１２上の正確な整合を可能にする市販のエポキシ樹脂又はセラミック接着剤のような適切な接着剤で被覆される。例えば紫外線硬化接着剤が用いられうる。基板１と基板１上に設けられた特別な基準整合記号により整合をなす市販の光学アライナを光学的に用いるか、又は例えば基準マーカとして交差列及び行指示器４１及び４２を単純に用いることで一般的に整列される。
【００３１】
図７に示される如く、４つの基板１は隣る新しい基板縁部１ｄ，１ｅ間に間隙１２ａが残されるよう互いに関して整列される。明瞭性の為間隙１２ａの寸法は図７においてかなり拡大されている。しかし、上述の如く、又画素と同じ寸法で大略示される間隙１２’を有して図７に円で示された大領域能動マトリックス配列２の部分Ｘの拡大図を表わす図８に明白に示された如く、間隙１２ａの実際の寸法は、画素ピッチ、特に画素の質量の中心の分離が接合に亘って、従って、全体配列２に亘って維持されるようにされている。
【００３２】
画素ピッチが基板１間に維持されるよう基板の正確な切断及び正しい整合により、検出可能でない接合でイメージを生じる大領域能動マトリックス配列２が発生されうる。
図９は、図７に示される例での如く、４つの基板１が画素ピッチが基板に亘って維持されるよう支持部１２に設けられる大領域能動マトリックス配列の変形例２ａを示す。再び、明瞭化の為、基板１間の間隙１２ａは図９では拡大して示される。基板１は図７に示される例の基板と同じであるが、基板部分１ａの除去の後、基板は支持部１２上に設けられる前に互いに関して９０°回転される。これは新しい切断基板縁部１ｄ，１ｅに隣る行又は列導体４１又は４２がある必要のないことを意味し、新しい基板１ｄ，１ｅの形成の必要な正確さを略２０μｍまで減少する。基板の切断に２０μｍの正確さが容易に得られ、磨きが必要でないので、これはかなりの利点である。従って、画素ピッチが全大領域能動マトリックス配列２に亘って維持される正確な機能装置の高歩どまりが得られるべきである。図９に示される如く交互の組の行及び列接続リード４１ａ，４２ａは大領域能動マトリックス配列２ａの各縁部に沿って延在する。従って適切な処理装置、例えばフレーム蓄積装置及び適切なイメージ回転の使用はそれが例えば同様にアドレスされた能動マトリックス表示装置と共に用いられる場合、勿論配列２ａがかかる処理装置なしに用いられてよいが、配列２ａの表示装置との互換性の為に必要である。
【００３３】
大領域能動マトリックス配列２ｂの更なる例を図１０に示す。実際に、４つの基板１が同じ画素ピッチを全体配列２ｂに亘って維持するよう支持部１２に設けられるが、基板１間の間隙１２ａは明瞭化の為拡大して示される。本例において、新しい基板縁部１ｄ，１ｅに隣る行又は列導体４１又は４２を有する必要性を避ける利点及び配列２の所定の縁部に沿って単に行連続リード４１ａ又は列連続リード４２ａを有する利点が結合される。これは、その１つが他の鏡像であり、即ち切換素子３０が２つのサブ配列２’の左側隅に、及び他の２つのサブ配列２”の右側隅になるよう２つの異なるマスクセットを用いてサブ配列２を形成することにより達成される。次に４つのサブ配列は２つの同一基板の各対の１つが図１０に示される如く他に関して１８０°回転されるよう支持部１２上に配置される。
【００３４】
図７乃至図１０に示す大領域イメージセンサ配列は電磁放射線変換層５０と結合して上述の如きＸ線検出器に用いられてよい。
エネルギー変換層は支持部１２上に既に設けられた４つのサブ配列２’，２”により形成された大領域能動マトリックス配列２，２ａ又は２ｂ上に直接に設けられてよい。用いられるべきエネルギー変換層が電気的に導体又は半導体であり、例えばタリウムドープされたセシウムヨウ化蛍光層が用いられる場合、変換された電磁放射線Ｒを透過する（図５の（Ｇ）に一点鎖線で示される）保護絶縁層５１は基板１の部分１ａが除去される前に各サブ配列２’上に設けられる。かかる保護絶縁層５１を設けることは部分１ａを除去する切断処理中サブ配列２’を保護する追加的利点を有し、事実保護層５１はエネルギー変換層が上部に続いて設けられない時でさえこの目的の為に設けられる。或いは絶縁層５１は基板１の支持部１２への接続の後に設けられる。絶縁層はエネルギー変換層５０（図１）及び配列２間の容量結合を減少するよう十分に厚く、典型的に３μｍ（ミリメータ）より大きくすべきである。或いは、エネルギー変換層５０は別な基板、例えば１９９１年７月１５日に出願された出願中の英国特許出願第９１１５２５９．５号（参照番号第ＰＨＢ３３７２９号）に記載された方法で配列２に設けられるアルミニウム基板上に設けられてよい。
【００３５】
１つの可能な代替として、本発明により製造された大領域能動マトリックス配列２は検出さるべき放射線が光ダイオードが感応する範囲内にある電磁放射線変換層５０なしに用いられてよい。かかる場合において、基板１及び支持部１２が検出さるべき放射線を透過し、配列２が支持部１２に入射する放射線の合理的比率を伝達しえ、即ち例えば少なくとも略４０％の領域の各画素が放射線を透過する場合、配列２はファクシミリ機のような反射型映像器又はドキュメントコピー機に用いられてよい。かかる装置において、特別な保護層は感光素子２０及び関連した切換素子３０の配列２を直接に被覆してよい。保護層は感光素子２０により検出可能である電磁放射線を透過するよう配置され、その上にドキュメントのような対象かドキュメントが置かれ、ドキュメントがドキュメントにより反射された放射線を検出するイメージ検出器と密接触するよう置かれてよい面を提供する。図５の（Ｇ）に一点鎖線で示される層５１のようなかかる保護層は切断処理中基板１を保護するよう部分１ａを除去する前に基板１上に一般的に設けられるが、基板が支持部１２上に設けられた後も設けられる。保護層は適切な電気的絶縁材、例えばポリイミド、二酸化ケイ素又は窒化ケイ素で形成されてよい。ポリイミド又は同様な流動可能で、設定可能な層が保護層を形成するのに用いられる場合、その上に映像さるべきドキュメントが位置されうる平坦面を設けるよう面を平面化する追加的利点を提供する。これはイメージの可能な歪みの減少を助ける。
【００３６】
保護層はイメージ検出器の機械的損傷を阻止し、又他のやり方で寄生漏れ電流を生じるドキュメントの湿気への障壁を提供する。かかるイメージ検出器はレンズ又は光案内装置の使用の必要なく真の接触イメージが形成され蓄積されるのを可能にし、一方２次元配列センサの使用は機械的部品の必要なしに高動作速度で２次元イメージが発生されるのを可能にする利点を有する。
【００３７】
切換素子３０の感光性が、特に切換素子が逆スタガー構造を有する薄膜トランジスタである場合、問題を構成するのに十分に大きいと考えられないとはいえ、必要な場合、液晶表示で既に用いられるのと同様なマスク層は切換素子３０を入射放射線Ｒから遮蔽するため設けられる。
他のタイプの切換素子が用いられてよく、例えば上述の実施例で逆スタガー薄膜トランジスタを示すとしても、非スタガー薄膜トランジスタが用いられてもよい。又、ｎ−ｉ−ｐダイオード以外の感光素子は用いられてもよい。かくて、例えば、ｐ−ｉ−ｎダイオード（即ちｐ伝導層が第１の電極２１に隣接する場合）が用いられてよい。しかし、ｎ−ｉ−ｐダイオードの使用はそれらがｐ−ｉ−ｎダイオードより十分に大きい量を有するので望ましい。他の代替として、感光ショットキーダイオード又は感光レジスタが用いられうる。
【００３８】
上述の例において、大領域能動マトリックス配列２，２ａ又は２ｂが感光装置のマトリックス配列からなるけれど、配列は例えば液晶表示（ＬＣＤ）装置の一部を形成する。かかる場合において、４つの基板の各々は切換素子及び装置に対する能動マトリックスアドレッシング装置の関連した行及び列導体からなるサブ配列を担持する。基板が配列を完成するよう上述と同様な方法で支持部に取付けられた後、液晶材に適切な従来技術を用いて完成された配列に用いられ、次に他の透明な、一般的に酸化スズインジウム電極は液晶表示装置を完成するよう液晶層の上部に設けられてよい。勿論、本発明は上述と同様な感光素子がＬＣＤ装置内に集積化されたＬＣＤ装置を形成するのに用いられてよい。
【００３９】
本明細書を読めば、他の変形例及び変更例は当業者には明らかである。かかる変形例及び変更例は、既に公知であり前記の特徴の代わりに又はそれに加えて用いられる他の特徴を含んでよい。請求範囲はこの出願で特定の組合せの特徴を述べているが、本願の開示の範囲は又ある請求範囲で現在請求されているのと同じ発明にかかわるか否か、又それが本発明のような同じ技術問題のいくつか又は全てを軽減するか否かに拘らず、明示的に又は暗示的にここに開示されたある新規な特徴又は新規な特徴の組み合わせを含むことが理解されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による大領域能動マトリックス配列を組み込むイメージ検出器の概略回路図及び動作の原理を示す図である。
【図２】本発明によるイメージ検出器の感光素子及び関連した切換素子の配列の概略回路配置図である。
【図３】基板の能動領域の１画素の平面図であるが、感光素子の電極、切換素子の電極及びイメージ検出器の行及び列導体間の形状関係を示すよう伝導レベルだけを示す図である。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は能動領域、行及び列導体を基板上に設ける方法の段階を示す基板及び基板で保持された層の一部を通る断面図である。
【図５】（Ｄ）乃至（Ｇ）は夫々図４に続く各段階を示す断面図である。
【図６】図４及び図５に示される方法を用いて基板上に設けられた能動領域及び関連した行及び列導体の伝導層だけを示す平面図である。
【図７】本発明による大領域能動マトリックス配列の１例を示す平面図である。
【図８】図７に示される大領域能動マトリックス配列の一部の拡大平面図である。
【図９】本発明による大領域能動マトリックス配列の他の例を示す概略平面図である。
【図１０】本発明による大領域能動マトリックス配列の更なる例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
Ｏ 電磁放射線
１ 基板
２ マトリックス配列
５ 半導体層
６ 保護層
７ ドープされた半導体層
８ 金属被覆層
９ 絶縁層
１１ 能動領域
１２ 支持部
２０ 感光素子
２０ａ ダイオード
２０ｂ コンデンサ
２１，２２ 電極
３０ 切換素子
３１ ソース電極
３３ ゲート電極
３４ 電気相互接続
３５ 伝導チャネル領域
３６ 接触領域
３７ 金属被覆
４０ 共通線
４１ 行導体
４２ 列導体
４３ 電荷感応読出増幅器
４４，４５ 復号器／アドレス回路
５０ エネルギー変換層
５１ 層
１００ イメージ検出器
【産業上の利用分野】
本発明は大領域映像又は表示装置用大領域能動マトリックス配列を製造する方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜技術を用いる液晶表示及びマトリックスアドレスされたイメージセンサのような能動マトリックス表示装置はそのいくつかが大領域の能動マトリックス配列、例えば２０ｃｍ×２０ｃｍ又は更に４０ｃｍ×４０ｃｍ配列を必要とする多くの適用を有する。かかる大領域配列は例えばα線検出器の一部としてイメージセンサが例えば医療適用で、又は例えば電子コピー又はファクシミリ機での大きいドキュメント映像で用いられるべき場合、必要とされうる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
機械がかかる大領域に亘って層の付着及びパターニングを可能とするのに利用されうる場合でさえ、欠陥発生の可能性は明らかに領域により増加し、従って正しく機能しない配列のある領域の可能性は非常に高いので、単一基板上にかかる大領域能動マトリックス配列を製造することは現在技術的に実行可能でない。従って正しく機能する配列の歩どまりは極端に低い。
【０００４】
日本国特許公開昭６３−１８３４２０号は透明走査電極を担持する透明の第１の基板を有するＬＣＤ素子を記述している。夫々が画素電極の配列及び第２の基板の長手に沿って走査する電極の形の切換素子のマトリックスを担持する多数の透明第２の基板が設けられる。第２の基板は走査電極に垂直な方向に互いに接合されるよう第３の基板に接着される。液晶は第１及び第２の基板間に挟まれる。日本国特許公開昭６３−１８３４２０号に記載のＬＣＤ装置において、各第２の基板は配列の全幅に亘って延在し、従ってこの装置の製造は所望の配列に等しい幅を有する領域上に薄膜ダイオード及び画素電極を形成する材料の付着及びパターニングを必要とする。従って、大領域に亘って材料を付着及びパターニングする時入手可能である低発生率の問題点はまだ残る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一面によると、４つの基板を設け、夫々が能動領域を担持し、能動領域はその能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部間に延在する列に配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域の第１及び第２の縁部を越えて延在する接続リードに終端する各行導体と、各列の切換素子を接続し、能動領域の第３及び第４の縁部を越えて延在する接続リードに終端する各列導体とからなる個々の切換素子をアクセスし、各基板及び能動領域の２つの隣接する縁部の夫々に隣る新しい基板縁部を形成するようにそれにより担持された接続リードの一部を除去し、各新しい基板縁部が大領域配列を形成するよう他の新しい基板縁部の隣りにあるよう基板を支持部上に設ける手段とからなる大領域能動マトリックス配列を製造する方法が提供される。
【０００６】
他の面において、本発明は夫々が能動領域を担持する４つの基板が設けられる支持部からなり、能動領域は該能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動の第３及び第４の縁部間に延在する列で配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各行導体及び各列の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各列導体からなる個々の切換素子をアクセスする手段からなり、各基板及びそれにより担持された接続リードの一部は能動領域の２つの隣る縁部の夫々に隣る基板縁部を画成するよう除去され、基板は能動領域の２つの隣る縁部に隣る基板縁部が各マトリックスと同じピッチを有する大領域配列を提供するべく互いに隣りにあるよう支持部に設けられることからなる大領域能動マトリックス配列を提供する。
【０００７】
従って、本発明により製造された大領域能動マトリックス配列は、夫々が各能動領域を担持する基板及び関連した行及び列導体からなる４つの別なサブ配列で作られる。従って、大領域配列の組立ての前、各サブ配列は完全に機能的であり、欠陥がないことを確実にするようテストされうる。各基板の一部の除去は能動配列の画素ピッチが完成された大領域能動マトリックス配列に亘って維持されるよう支持部上に基板が取付けられるのを可能にする。更に、本発明は仕上った能動マトリックス配列の１／４である領域に層の付着及びパターニングを必要とするので、低い歩どまりの問題点は減少されうる。
【０００８】
基板の部分はダイヤモンドソー又はレーザソーのような適切な装置を用いて除去される。好ましいと考えられる場合、次に切断縁部はみがかれるか、研摩される。
基板は各配列が同一であるよう設けられ、全ての基板が支持部上に同じ向きを有するよう支持部に設けられる。これは単に１つのマスクセットが製造方法を簡略化するよう各基板を発生するのに必要であることを意味する。基板は或いは各基板が隣る基板に関して９０°回転されるよう支持部に設けられてよい。これは基板の部分の除光の正確度が非常に大きい必要がないよう新しい基板縁部に沿って走る導体が必要でないという利点を有する。
【０００９】
他の例において、基板は２つの基板上の配列が２つの他の基板上の配列の鏡像であるよう設けられ、残るリード接続行導体が支持部の２つの側に沿って延在し、残るリード接続列導体が支持部の他の２つの側に沿って延在するよう支持部に設けられる。かかる装置は１つか他の鏡像である２つのマスクセットを必要とするが、それは再び新しい基板縁部に沿って走る導体を有さなければならないことを避け、更に駆動回路の大領域配列への接続を容易にするよう大領域配列の各側に沿って行導体及び列導体の残る接続リードが延在するのを可能にする利点を有する。
【００１０】
各基板は夫々が各切換素子と関連した感光素子のマトリックスからなる能動領域を有してよい。電磁放射線変換層は例えばＸ線検出器の形成を可能とするよう４つの基板で形成された配列上に設けられている。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例は以下図面を参照して詳細に説明する。
図は単に概略を示し、寸法は正しくはない。特に、層又は範囲の厚さのようなある寸法は拡大されているが、一方他の寸法は縮小されている。同じ参照符号が図中同じ又は同様な部分を示すのに用いられる。
【００１２】
図を参照するに、図１は本発明による大領域能動マトリックス配列２を組込むイメージ検出器１００の基本動作原理を示す。この例において、大領域マトリックス配列は感光素子２０及び関連した切換素子３０のマトリックス配列からなる。
図１に示される如く、検出さるべき電磁放射線が感光素子２０が感応しない範囲にある場合、電磁放射線Ｏは先ず入射電磁放射線Ｏを感光素子２０で検出可能である第２の範囲の波長を有する出射電磁放射線Ｒに変換するイメージ検出器１００のエネルギー変換層５０に入射する。この例において、入射電磁放射線ＯはＸ放射線からなり、出射電磁放射線Ｒは可視光からなる。そのような場合、エネルギー変換層５０は蛍光層、例えばタリウムドープされたセシウムヨウ化物でよい。他の蛍光体が用いられうるが、出射された電磁放射線Ｒのスペクトルがアモルファスシリコン光ダイオードの最も反応する範囲にある４００乃至７００ｎｍ（ナノメータ）の範囲にピークがある点でタリウムドープされたセシウムヨウ化物の使用は有利である。更にセシウムヨウ化物は一種の光案内効果を生じ、それで散乱問題を減少する円柱状構造を有する。
【００１３】
出射電磁放射線は感光素子２０、この例ではマトリックス配列２の感光ダイオードに入射する。配列２は、この場合ダイオード２０ａの寄生又は自己容量を表わすが、検出器のダイナミック範囲を改善するよう追加コンデンサーも含んでよいコンデンサー２０ｂと平列であるダイオード２０ａとして示される単一感光素子２０により図１に概略的に示される。ダイオード２０ａの陰極で表わされる感光ダイオード２０の第１の電極２１は以下に示される如く共通線４０に接続され、一方ダイオード２０ａの陽極で表わされる感光ダイオードの第２の電極２２は、関連した切換素子３０の第２の電極３２、この例では薄膜トランジスタ３０のドレーン電極に接続される。薄膜トランジスタ３０の制御又はゲート電極３３は行導体４１に接続され、一方薄膜トランジスタ３０の第１又はソース電極３１は列導体４２を介して従来タイプの電荷感応読出増幅器４３に接続される。欧州特許第４４０２８２号明細書に記載のタイプの読出装置も用いられる。
【００１４】
図２は大領域能動マトリックス配列２の領域の回路配置を概略的に示す。この例において、大領域能動マトリックス配列２はイメージ検出器が人体又は動物の体の領域の診断Ｘ線イメージを検出するのに用いられる場合に必要とされる解像度の分離を達成するよう典型的に２００μｍ（マイクロメータ）又はそれ以上のピッチ及び４００×４００ｍｍまでの全体寸法を有する光ダイオード２０の２次元配列からなる。典型的に配列は２０００×２０００配列の画素からなってよい。便宜上、配列の一部だけが図２に示される。
【００１５】
薄膜トランジスタ切換素子３０は１−ｍ行及び１−ｎ列の配列（３つの行及び３つの列だけが示される）で配置され、所定の行での各トランジスタのゲートは行ドライバ又は復号器／アドレシング回路の同じ行導体４１に接続され、所定の行での各トランジスタのソースは図１に示される如く読出増幅器を含む列復号器／アドレシング回路４５の同じ列導体４２に接続される。実線４６は光検出器配列２の電磁放射線読出領域の範囲を示す。
【００１６】
本発明により、図６乃至図９を参照して以下により詳細に説明する如く、大領域能動マトリックス配列２は４つの基板１を設けることにより製造され、各基板は能動領域１１の第１及び第２の縁部１１ａ間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部１１ｂ間に延在する列に配置される切換素子３０のマトリックスと、各行の切換素子３０を接続し、能動領域１１の第１及び第２の縁部１１ａを越えて延在する接続リード４１ａで終端する各行導体４１及び各列の切換素子３０を接続し、能動領域１１の第３及び第４の縁部１１ｂを越えて延在する接続リード４２ａで終端する各列導体４２からなる個々の切換素子をアクセスする手段を担持し、能動領域１１の２つの隣接する縁部の夫々の隣りに（図６に破線で示す）新しい基板縁部１１ａを形成するようそれにより担持された各基板１の一部１ａ及び接続リードを除去し、各新しい基板縁部が大領域配列２を形成するよう他の新しい基板縁部１１ａの隣りにあるよう支持部に基板１を設ける。これは同じ画素ピッチが全大領域能動マトリックス配列２に亘って維持されることを可能にする。大領域能動マトリックス配列２が４００×４００ｍｍの全体寸法を有する場合、各基板１は２００×２００ｍｍのサブ配列２’を提供する。
【００１７】
図３は感光素子、この場合、光ダイオード２０及び配列の１つの画素を形成する関連した切換素子３０の電極及び関連した行及び列導体４１及び４２の第１及び第２の電極２１及び２２間の形状配置及び関係を示すよう１つの基板１の一部の概略平面図を示す。簡略化のため、基板１とは別の他の全ての構造的特徴は図３から省かれる。
【００１８】
図４の（Ａ）乃至（Ｃ）及び図５の（Ｄ）乃至（Ｇ）は本発明により大領域能動マトリックス配列２を形成するよう３つの他の基板１と共に接合される光ダイオード２０及び切換素子３０及び基板１上の行及び列導体４１及び４２の能動領域マトリックスからなるサブ配列２’を形成する方法の１例を示す為、１つの基板１及びそれにより担持される層の図３の破線ＩＩＩ −ＩＩＩ で切断した断面図である。
【００１９】
基板１は絶縁基板、一般的にガラス基板である。
この例において、図４の（Ａ）に示す如く、第１の金属化レベル３が先ず基板上に設けられ、第１のマスク（図示せず）を用いて、トランジスタ３０の制御又はゲート電極３３、ゲート線又は行導体４１及び行導体４１のより高い金属化レベルへの接続を可能にする必要な接続領域４１ａを画成するようパターン化される。第１の金属化レベル３はクロム層を蒸着することで設けられる。
【００２０】
次に絶縁層４、一般的に二酸化ケイ素又は窒化ケイ素層が蒸着され、その後に固有半導体層が続き、その一部分は後でトランジスタ３０の伝導チャネル領域、任意に保護層６を形成する。保護層６は絶縁層、一般的に窒化ケイ素層である。保護層６は第２のマスク（図示せず）及び従来の写真技術及び腐食技術を用いて、図４の（Ｂ）に示す如く、上になる絶縁体の厚さを増し、第１の金属化レベル３及び続く上になる金属化のそれらの領域間の寄生容量及び電気的短絡の可能性を減少するよう、行導体４１及び接続領域４１ａ上の領域６ａを残すようパターン化される。保護層の更なる領域６ｂは腐食防止として作用するよう各トランジスタ３０の中央領域に残される。ドープされた一般的にｎ伝導タイプ、半導体層７が蒸着され、その後に第２の金属化レベル又は層８が続く。
【００２１】
ドープされた半導体層７は固有半導体層５と同じ材料、例えばアモルファス又は多結晶シリコンから形成される。第２の金属化層８はクロム層でよい。
次に更なる半導体層が蒸着される。一般的にこれらはｎ伝導タイプ層、固有タイプ層、及びｐ伝導タイプ層と、その後に続く透明電気的伝導層、例えばインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）層及び次の処理中にＩＴＯ層を保護するよう作用する更なるクロム層からなる。次にこれらの層は異なる腐食処理を除く第３の単一マスクを用いて感光素子２０を画成するよう順次にパターン化され、各感光素子２０は（図４の（Ｃ）に示す如く）第２の金属化層８の上部のｎ−ｉ−ｐ（即ち、第１の電極２１に隣接するｎ伝導タイプ層）能動装置領域２０ａダイオード構造（図中ハッチングされていない）と、その後に続く感光素子２０の第２の電極２２を共に形成する透明及びクロム電極部分２２ｂ及び２２ｃを有する透明ＩＴＯ電極部分２２ｂ及びクロム電極部分２２ａからなる。
【００２２】
次に第４のマスクが設けられ、第２の金属化レベル８、ドープされた半導体層７、固有半導体層５は次に適切な写真技術及び腐食技術を用いて、図５の（Ｄ）に示す如く、ソース及びドレーン電極３１及び３２、ソース及びドレーンｎ伝導タイプ接触領域３６及び各薄膜トランジスタ３０に対する固有伝導チャンネル領域３５及び各感光素子２０の第１の電極２１を画成するよう、パターン化される。層５の領域５’は保護層の部分６ａの下に残る。ソース及びドレーン接触領域３６は層７が省かれる場合設けられる必要はない。次に第５のマスクは以下に説明される如く最終金属層を行導体４に接触するのを可能にするよう配列（図５の（Ｅ）を参照）の外周の隣りの接続領域４１ａの部分４１’ａからゲート絶縁層４を取除くのを可能とするのに用いられる。
【００２３】
次に、窒化ケイ素又はポリイミドのような適切な絶縁材から形成された絶縁層９は第６のマスク（図示せず）及び従来の技術を用いて次の金属化法により接触を可能にする接触ウインドＣ（図５の（Ｆ）参照）及び感光素子２０上に開口Ｄを画成するよう蒸着され、パターン化される。
次に、最終金属化レベル、一般的にアルミニウムは、第７のマスク（図示せず）を用いて図５の（Ｇ）に示す如く、ソース電極３１の各列を含む列導体４２、各ドレーン電極３２及び第２の電極２２間の電気的相互接続部３４、配列の縁部で接続領域４１ａが接触する金属化３７を画成するよう蒸着され、パターン化される。最終金属化レベルのパターン化中、クロム電極部分２２ａの一部は電磁放射線Ｒが感光素子２０上に入射するのを可能にするよう感光素子２０の第２の電極２２上に開口Ｄ’を残すよう除去される。
【００２４】
図６は基板１上の完成されたサブ配列２’の導電層の配置を概略的に示す。
図６からより明らかに分かる如く、サブ配列２’は画素のマトリックス（即ち、この場合感光素子２０及び関連した切換素子３０）共通像４０及び行及び列導体４１及び４２からなる能動領域１１を有する。明瞭化及び簡単化の為単に４×４画素配列が示されているが、勿論実際に、能動領域１１内により多くの画素がある。典型的に毎サブ配列２’当り１０００×１０００又はそれ以上の画素があってよい。
【００２５】
参照符号１１ａ，１１ｂは、事実上図６に最も外側の導体４１，４２で画成される能動領域１１の範囲を示す。行及び列導体４１及び４２は通常の方法での個々の画素２０，３０からの情報のアドレス及び読出しを可能にするよう電気接続が行及び列導体４１及び４２になされるのを可能にするよう能動領域１１を越えて基板１上に延在する接続リード４１ａ及び４２ａを夫々有する。図６に示す如く、行接続リード４１ａは能動領域１１の２つの対向する縁部１１ａを越えて延在し、一方列接続リード４２ａは正方形で示される如く長方形能動領域１１の残る２つの対向する縁部１１ｂを越えて延在する。共通線４０は同様にこの例で能動領域の縁部１１ｂを越えて共通端子４０ｂに延在する接続リード４０ａを有する。
【００２６】
従ってサブ配列１１は機能的に完全であり、各画素は正しく接続され、正しく機能する大領域能動マトリックス配列２のより高い歩どまりが得られるのを可能にするよう所望の方法で機能することを確実にするよう従来のテスト手続きを受けてよい。これは、その方法を用いて製造されたサブ配列２’の各光ダイオード２０及び関連した切換素子３０間の接続がサブ配列の上面にあるのでサブ配列２’を製造するよう図４の（Ａ）及び図５の（Ｇ）を参照して上述した方法を使用して特に容易にされる。
【００２７】
一度サブ配列２’のテストが完了されると、接続リード４０’ａ，４１’ａ，４２’ａ及びそれにより担持された共通端子４０’ｂと共に基板の一部１ａは除去される。基板１のこの部分１ａ、関連した接続リード４０’ａ，４１’ａ，４２’ａ及び共通端子４０’ｂは図６に破線で示される。図６から明らかな如く、除去される基板１の部分１ａは基板の２つの隣接する縁部１ｃの夫々からの帯からなる。部分１ａの除去は能動領域１１の２つの隣接する縁部１１ａ，１１ｂの隣りの新しい基板縁部１ｄ，１ｅを残す。
【００２８】
除去される基板１の一部１ａは各新しい基板縁部１ｄ，１ｅが、他の同様な基板の同様に形成された新しい基板縁部近くに位置される時、画素ピッチが基板１に亘って維持されうるような寸法とされる。画素が２００μｍ（マイクロメータ）×２００μｍ寸法を有し、１０−２０μｍだけ隣る行及び列導体４１及び４２から分離される場合、これは新しい基板縁部１ｄ，１ｅの形成で略５μｍの正確さを必要とする。基板１の一部１ａは新しい基板縁部１ｄ，１ｅの正確な位置決めを達成するようダイヤモンドソー又はレーザソーのような適切な装置を用いて切断し、次に一般的にみがくか、必要な場合、研摩し、次に切断縁部をみがくことを含む技術のような、この正確さを達成しうる適切な技術により除去されてよい。
【００２９】
本例において、基板１は他の３つの同一基板により支持部上に設けられるべきである。従って全ての４つの基板１は同じマスクセット及び方法を用いて製造される。基板部分１ａのテスティング及び除去の後、基板１は、図７に示される如く、基板と同じ又は同様な熱膨張特性を有する材料で形成される支持部１２上に設けられる。望ましくは、支持部１は基板１と同じガラスで形成される。
【００３０】
接合さるべき支持部１２及び／又は基板１の面はそれがセットする前に基板１の支持部１２上の正確な整合を可能にする市販のエポキシ樹脂又はセラミック接着剤のような適切な接着剤で被覆される。例えば紫外線硬化接着剤が用いられうる。基板１と基板１上に設けられた特別な基準整合記号により整合をなす市販の光学アライナを光学的に用いるか、又は例えば基準マーカとして交差列及び行指示器４１及び４２を単純に用いることで一般的に整列される。
【００３１】
図７に示される如く、４つの基板１は隣る新しい基板縁部１ｄ，１ｅ間に間隙１２ａが残されるよう互いに関して整列される。明瞭性の為間隙１２ａの寸法は図７においてかなり拡大されている。しかし、上述の如く、又画素と同じ寸法で大略示される間隙１２’を有して図７に円で示された大領域能動マトリックス配列２の部分Ｘの拡大図を表わす図８に明白に示された如く、間隙１２ａの実際の寸法は、画素ピッチ、特に画素の質量の中心の分離が接合に亘って、従って、全体配列２に亘って維持されるようにされている。
【００３２】
画素ピッチが基板１間に維持されるよう基板の正確な切断及び正しい整合により、検出可能でない接合でイメージを生じる大領域能動マトリックス配列２が発生されうる。
図９は、図７に示される例での如く、４つの基板１が画素ピッチが基板に亘って維持されるよう支持部１２に設けられる大領域能動マトリックス配列の変形例２ａを示す。再び、明瞭化の為、基板１間の間隙１２ａは図９では拡大して示される。基板１は図７に示される例の基板と同じであるが、基板部分１ａの除去の後、基板は支持部１２上に設けられる前に互いに関して９０°回転される。これは新しい切断基板縁部１ｄ，１ｅに隣る行又は列導体４１又は４２がある必要のないことを意味し、新しい基板１ｄ，１ｅの形成の必要な正確さを略２０μｍまで減少する。基板の切断に２０μｍの正確さが容易に得られ、磨きが必要でないので、これはかなりの利点である。従って、画素ピッチが全大領域能動マトリックス配列２に亘って維持される正確な機能装置の高歩どまりが得られるべきである。図９に示される如く交互の組の行及び列接続リード４１ａ，４２ａは大領域能動マトリックス配列２ａの各縁部に沿って延在する。従って適切な処理装置、例えばフレーム蓄積装置及び適切なイメージ回転の使用はそれが例えば同様にアドレスされた能動マトリックス表示装置と共に用いられる場合、勿論配列２ａがかかる処理装置なしに用いられてよいが、配列２ａの表示装置との互換性の為に必要である。
【００３３】
大領域能動マトリックス配列２ｂの更なる例を図１０に示す。実際に、４つの基板１が同じ画素ピッチを全体配列２ｂに亘って維持するよう支持部１２に設けられるが、基板１間の間隙１２ａは明瞭化の為拡大して示される。本例において、新しい基板縁部１ｄ，１ｅに隣る行又は列導体４１又は４２を有する必要性を避ける利点及び配列２の所定の縁部に沿って単に行連続リード４１ａ又は列連続リード４２ａを有する利点が結合される。これは、その１つが他の鏡像であり、即ち切換素子３０が２つのサブ配列２’の左側隅に、及び他の２つのサブ配列２”の右側隅になるよう２つの異なるマスクセットを用いてサブ配列２を形成することにより達成される。次に４つのサブ配列は２つの同一基板の各対の１つが図１０に示される如く他に関して１８０°回転されるよう支持部１２上に配置される。
【００３４】
図７乃至図１０に示す大領域イメージセンサ配列は電磁放射線変換層５０と結合して上述の如きＸ線検出器に用いられてよい。
エネルギー変換層は支持部１２上に既に設けられた４つのサブ配列２’，２”により形成された大領域能動マトリックス配列２，２ａ又は２ｂ上に直接に設けられてよい。用いられるべきエネルギー変換層が電気的に導体又は半導体であり、例えばタリウムドープされたセシウムヨウ化蛍光層が用いられる場合、変換された電磁放射線Ｒを透過する（図５の（Ｇ）に一点鎖線で示される）保護絶縁層５１は基板１の部分１ａが除去される前に各サブ配列２’上に設けられる。かかる保護絶縁層５１を設けることは部分１ａを除去する切断処理中サブ配列２’を保護する追加的利点を有し、事実保護層５１はエネルギー変換層が上部に続いて設けられない時でさえこの目的の為に設けられる。或いは絶縁層５１は基板１の支持部１２への接続の後に設けられる。絶縁層はエネルギー変換層５０（図１）及び配列２間の容量結合を減少するよう十分に厚く、典型的に３μｍ（ミリメータ）より大きくすべきである。或いは、エネルギー変換層５０は別な基板、例えば１９９１年７月１５日に出願された出願中の英国特許出願第９１１５２５９．５号（参照番号第ＰＨＢ３３７２９号）に記載された方法で配列２に設けられるアルミニウム基板上に設けられてよい。
【００３５】
１つの可能な代替として、本発明により製造された大領域能動マトリックス配列２は検出さるべき放射線が光ダイオードが感応する範囲内にある電磁放射線変換層５０なしに用いられてよい。かかる場合において、基板１及び支持部１２が検出さるべき放射線を透過し、配列２が支持部１２に入射する放射線の合理的比率を伝達しえ、即ち例えば少なくとも略４０％の領域の各画素が放射線を透過する場合、配列２はファクシミリ機のような反射型映像器又はドキュメントコピー機に用いられてよい。かかる装置において、特別な保護層は感光素子２０及び関連した切換素子３０の配列２を直接に被覆してよい。保護層は感光素子２０により検出可能である電磁放射線を透過するよう配置され、その上にドキュメントのような対象かドキュメントが置かれ、ドキュメントがドキュメントにより反射された放射線を検出するイメージ検出器と密接触するよう置かれてよい面を提供する。図５の（Ｇ）に一点鎖線で示される層５１のようなかかる保護層は切断処理中基板１を保護するよう部分１ａを除去する前に基板１上に一般的に設けられるが、基板が支持部１２上に設けられた後も設けられる。保護層は適切な電気的絶縁材、例えばポリイミド、二酸化ケイ素又は窒化ケイ素で形成されてよい。ポリイミド又は同様な流動可能で、設定可能な層が保護層を形成するのに用いられる場合、その上に映像さるべきドキュメントが位置されうる平坦面を設けるよう面を平面化する追加的利点を提供する。これはイメージの可能な歪みの減少を助ける。
【００３６】
保護層はイメージ検出器の機械的損傷を阻止し、又他のやり方で寄生漏れ電流を生じるドキュメントの湿気への障壁を提供する。かかるイメージ検出器はレンズ又は光案内装置の使用の必要なく真の接触イメージが形成され蓄積されるのを可能にし、一方２次元配列センサの使用は機械的部品の必要なしに高動作速度で２次元イメージが発生されるのを可能にする利点を有する。
【００３７】
切換素子３０の感光性が、特に切換素子が逆スタガー構造を有する薄膜トランジスタである場合、問題を構成するのに十分に大きいと考えられないとはいえ、必要な場合、液晶表示で既に用いられるのと同様なマスク層は切換素子３０を入射放射線Ｒから遮蔽するため設けられる。
他のタイプの切換素子が用いられてよく、例えば上述の実施例で逆スタガー薄膜トランジスタを示すとしても、非スタガー薄膜トランジスタが用いられてもよい。又、ｎ−ｉ−ｐダイオード以外の感光素子は用いられてもよい。かくて、例えば、ｐ−ｉ−ｎダイオード（即ちｐ伝導層が第１の電極２１に隣接する場合）が用いられてよい。しかし、ｎ−ｉ−ｐダイオードの使用はそれらがｐ−ｉ−ｎダイオードより十分に大きい量を有するので望ましい。他の代替として、感光ショットキーダイオード又は感光レジスタが用いられうる。
【００３８】
上述の例において、大領域能動マトリックス配列２，２ａ又は２ｂが感光装置のマトリックス配列からなるけれど、配列は例えば液晶表示（ＬＣＤ）装置の一部を形成する。かかる場合において、４つの基板の各々は切換素子及び装置に対する能動マトリックスアドレッシング装置の関連した行及び列導体からなるサブ配列を担持する。基板が配列を完成するよう上述と同様な方法で支持部に取付けられた後、液晶材に適切な従来技術を用いて完成された配列に用いられ、次に他の透明な、一般的に酸化スズインジウム電極は液晶表示装置を完成するよう液晶層の上部に設けられてよい。勿論、本発明は上述と同様な感光素子がＬＣＤ装置内に集積化されたＬＣＤ装置を形成するのに用いられてよい。
【００３９】
本明細書を読めば、他の変形例及び変更例は当業者には明らかである。かかる変形例及び変更例は、既に公知であり前記の特徴の代わりに又はそれに加えて用いられる他の特徴を含んでよい。請求範囲はこの出願で特定の組合せの特徴を述べているが、本願の開示の範囲は又ある請求範囲で現在請求されているのと同じ発明にかかわるか否か、又それが本発明のような同じ技術問題のいくつか又は全てを軽減するか否かに拘らず、明示的に又は暗示的にここに開示されたある新規な特徴又は新規な特徴の組み合わせを含むことが理解されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による大領域能動マトリックス配列を組み込むイメージ検出器の概略回路図及び動作の原理を示す図である。
【図２】本発明によるイメージ検出器の感光素子及び関連した切換素子の配列の概略回路配置図である。
【図３】基板の能動領域の１画素の平面図であるが、感光素子の電極、切換素子の電極及びイメージ検出器の行及び列導体間の形状関係を示すよう伝導レベルだけを示す図である。
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は能動領域、行及び列導体を基板上に設ける方法の段階を示す基板及び基板で保持された層の一部を通る断面図である。
【図５】（Ｄ）乃至（Ｇ）は夫々図４に続く各段階を示す断面図である。
【図６】図４及び図５に示される方法を用いて基板上に設けられた能動領域及び関連した行及び列導体の伝導層だけを示す平面図である。
【図７】本発明による大領域能動マトリックス配列の１例を示す平面図である。
【図８】図７に示される大領域能動マトリックス配列の一部の拡大平面図である。
【図９】本発明による大領域能動マトリックス配列の他の例を示す概略平面図である。
【図１０】本発明による大領域能動マトリックス配列の更なる例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
Ｏ 電磁放射線
１ 基板
２ マトリックス配列
５ 半導体層
６ 保護層
７ ドープされた半導体層
８ 金属被覆層
９ 絶縁層
１１ 能動領域
１２ 支持部
２０ 感光素子
２０ａ ダイオード
２０ｂ コンデンサ
２１，２２ 電極
３０ 切換素子
３１ ソース電極
３３ ゲート電極
３４ 電気相互接続
３５ 伝導チャネル領域
３６ 接触領域
３７ 金属被覆
４０ 共通線
４１ 行導体
４２ 列導体
４３ 電荷感応読出増幅器
４４，４５ 復号器／アドレス回路
５０ エネルギー変換層
５１ 層
１００ イメージ検出器
Claims (10)
- 夫々が能動領域を担持する４つの基板を形成する工程であって、各基板上に、能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部間に延在する列に配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域の第１及び第２の縁部を越えて延在する接続リードに終端する各行導体及び、各列の切換素子を接続し、能動領域の第３及び第４の縁部を越えて延在する接続リードに終端する各列導体とからなる個々の切換素子をアクセスする手段と、を備えた能動領域を形成する工程と、
次いで、各基板及び能動領域の２つの隣接する縁部の夫々に隣る新しい基板縁部を形成するよう、基板の一部及びそれにより担持された接続リードの一部を除去する工程と、
次いで、各新しい基板縁部が大領域配列を形成するよう他の新しい基板縁部の隣りにあるように前記４つの基板を支持部上に配置する工程と、からなる大領域能動マトリックス配列を製造する方法。 - 各能動領域が同一であるよう基板を設け、全ての基板が支持部上で同じ向きを有するよう基板を支持部上に設けることからなる請求項１記載の方法。
- 各能動領域が同一であるよう基板を設け、各基板が隣る基板に関して９０°回転されるよう基板を支持部に設けることからなる請求項１記載の方法。
- ２つの基板上の能動領域が２つの他の基板上の能動領域の鏡像であるよう基板を設け、残る行導体接続リードが支持部の２つの側に沿って延在し、残る列導体接続リードが支持部の他の２つの側に沿って延在するよう基板を支持部に設けることからなる請求項１記載の方法。
- 各基板に夫々が各切換素子と関連した感光素子のマトリックスからなる能動領域を設けることからなる請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
- ４つの基板により形成された配列上に電磁放射線変換層を設けることからなる請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法。
- 夫々が能動領域を担持する４つの基板が設けられる支持部からなり、能動領域は該能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部間に延在する列で配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各行導体及び各列の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各列導体からなる個々の切換素子をアクセスする手段からなり、基板縁部は、各基板の一部及びそれにより担持された接続リードの一部が除去されることにより、能動領域の２つの隣る縁部の夫々に隣るように画成され、基板は能動領域の２つの隣る縁部に隣る基板縁部が各マトリックスと同じピッチを有する大領域配列を提供するべく互いに隣りにあるよう支持部に設けられ、且つ、各基板の能動領域は、同一であり、各基板は隣る基板に関して９０°回転される、大領域能動マトリックス配列。
- 夫々が能動領域を担持する４つの基板が設けられる支持部からなり、能動領域は該能動領域の第１及び第２の縁部間に延在する行及び能動領域の第３及び第４の縁部間に延在する列で配置された切換素子のマトリックスと、各行の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各行導体及び各列の切換素子を接続し、能動領域を越えて延在する接続リードで終端する各列導体からなる個々の切換素子をアクセスする手段からなり、基板縁部は、各基板の一部及びそれにより担持された接続リードの一部が除去されることにより、能動領域の２つの隣る縁部の夫々に隣るように画成され、基板は能動領域の２つの隣る縁部に隣る基板縁部が各マトリックスと同じピッチを有する大領域配列を提供するべく互いに隣りにあるよう支持部に設けられ、且つ２つの基板上の能動領域は２つの他の基板上の能動領域の鏡像であり、基板は行導体接続リードが支持部の２つの側に沿って延在し、列導体接続リードが支持部の他の２つの側に沿って延在するよう支持部に取付けられる、大領域能動マトリックス配列。
- 各基板は夫々が各切換素子と関連した感光素子のマトリックスからなる能動領域を有する請求項７或は８に記載の配列。
- 請求項７乃至９のうちいずれか一項に記載の大領域能動マトリックス配列と該配列に設けられた電磁放射線変換層を有するＸ−線検出器。
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