JP3670161B2 - 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線等の放射線、可視光、赤外光等の画像を検出できる二次元画像検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線の二次元画像検出器として、Ｘ線を感知して電荷（電子−正孔）を発生する半導体センサを二次元状に配置し、これらのセンサにそれぞれ電気スイッチを設けて、各行ごとに電気スイッチを順次オンにして各列ごとにセンサの電荷を読み出すものが知られている。
【０００３】
このような放射線二次元画像検出器については、「D.L.Lee,et al.，“A New Digital Detector for Projection Radiography",Proc.SPIE,Vol.2432,Physics of Medical Imaging,pp.237-249,1995」、「L.S.Jeromin,et al.，“Application of a-Si Active-Matrix Technology in a X-Ray Detector Panel",SID(Society for Information Display) International Symposium,Digest of Technical Papers,pp.91-94,1997・」、および公開特許公報「特開平６−３４２０９８号公報」等の文献に、具体的な構造や原理が記載されている。
【０００４】
以下、図９および図１０を用いて、上記従来の放射線二次元画像検出器の構成および原理について説明する。図９は、上記放射線二次元画像検出器の構造を模式的に示した斜視図である。図１０は、１画素当たりの構成を模式的に示した断面図である。
【０００５】
図９および図１０に示すように、上記放射線二次元画像検出器は、ガラス基板５１上にＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート電極５２およびソース電極５３）、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５等が形成されたアクティブマトリクス基板５０を備えている。また、上記アクティブマトリクス基板５０上には、そのほぼ全面に、光導電膜５６、誘電体層５７および上部電極５８が形成されている。
【０００６】
上記電荷蓄積容量５５は、Ｃｓ電極５９と、上記ＴＦＴ５４のドレイン電極に接続された画素電極６０とが、絶縁膜６１を介して対向している構成である。
【０００７】
上記光導電膜５６は、Ｘ線等の放射線が照射されることで電荷が発生する半導体材料が用いられる。上記の文献では、光導電膜５６として、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電特性を示すアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）が用いられている。そして、上記光導電膜５６は、真空蒸着法によって３００〜６００μｍの厚みで形成されている。
【０００８】
また、上記アクティブマトリクス基板５０は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板を流用することが可能である。例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（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ＴＦＴや、ＸＹマトリクス電極、電荷蓄積容量を備えた構造になっている。したがって、若干の設計変更を行うだけで、放射線二次元画像検出器用のアクティブマトリクス基板５０として容易に利用することができる。
【０００９】
つぎに、図９および図１０を用いて、上記構造の放射線二次元画像検出器の動作原理について説明する。まず、上記光導電膜５６に放射線が照射されると、光導電膜５６内に電荷が発生する。光導電膜５６と電荷蓄積容量５５とは電気的に直列に接続された構造になっているので、上部電極５８とＣｓ電極５９との間に電圧を印加しておくと、光導電膜５６で発生した電荷がそれぞれ＋電極側と−電極側とに移動し、その結果、電荷蓄積容量５５に電荷が蓄積される。なお、光導電膜５６と電荷蓄積容量５５との間には、薄い絶縁層からなる電子阻止層６２が形成されており、これが一方側からの電荷の注入を阻止する阻止型フォトダイオードの役割を果たしている。
【００１０】
上記の作用で、電荷蓄積容量５５に蓄積された電荷は、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎの入力信号によりＴＦＴ５４をオープン状態にすることによって、ソース電極Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎから外部に取り出すことができる。よって、ゲート電極５２およびソース電極５３、ＴＦＴ５４、および電荷蓄積容量５５等は、すべてＸＹマトリクス状に設けられているため、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎに入力する信号を線順次に走査することで、二次元的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【００１１】
なお、上記放射線二次元画像検出器は、使用する光導電膜５６がＸ線等の放射線に対する光導電性だけでなく、可視光や赤外光に対しても光導電性を示す場合は、可視光や赤外光の二次元画像検出器としても作用する。
【００１２】
上記の放射線二次元画像検出器では、光導電膜５６としてａ−Ｓｅを用いている。しかしながら、ａ−Ｓｅは、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。そのため、上記放射線二次元画像検出器には、Ｘ線を長時間照射して電荷蓄積容量５５を十分に充電してからでないと情報を読み出すことができないという問題があった。
【００１３】
また、上記放射線二次元画像検出器には、Ｘ線の照射時に漏れ電流が原因で電荷が電荷蓄積容量５５に蓄積することの防止およびリーク電流（暗電流）の低減の目的として、ａ−Ｓｅの光導電膜５６と上部電極５８との間に誘電体層５７が設けられている。しかしながら、誘電体層５７に残留する電荷を１フレームごとに除去する工程（シーケンス）を付加する必要があるため、上記放射線二次元画像検出器は、静止画の撮影にしか利用することができないという問題を有していた。
【００１４】
これに対し、動画に対応した画像データを得るためには、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も不要となる。
【００１５】
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等が知られている。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であることから、ＣｄＴｅではＳｅの約６．９倍の感度の向上が期待できる。ところが、上記放射線二次元検出器の光導電膜５６として、ａ−Ｓｅの代わりにＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅを利用しようとすると、以下のような問題が生じる。
【００１６】
従来のａ−Ｓｅの場合、成膜方法として真空蒸着法を用いることができる。真空蒸着法によれば、成膜温度が常温で可能なため、アクティブマトリクス基板５０上への成膜が容易であった。これに対し、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの場合は、ＭＢＥ（molecularbeam epitaxy）法やＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition ）法による成膜法が知られており、特に大面積基板への成膜を考慮するとＭＯＣＶＤ法が適した方法と考えられる。しかしながら、ＭＯＣＶＤ法でＣｄＴｅや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。
【００１７】
一般に、アクティブマトリクス基板５０に形成されている前述のＴＦＴ５４は、半導体層としてａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜を用いているが、半導体特性を向上させるために３００〜３５０℃程度の成膜温度で水素（Ｈ2 ）を付加しながら成膜されている。このようにして形成されるＴＦＴ素子の耐熱温度は約３００℃であり、ＴＦＴ素子をこれ以上の高温に曝すとａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜から水素が抜け出し半導体特性が劣化する。したがって、上述のアクティブマトリクス基板５０上にＭＯＣＶＤ法を用いてＣｄＴｅや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。
【００１８】
この問題に対して、アクティブマトリクス基板と光導電層を含む対向基板とをおのおの独立に作成して、両基板を接続する手法がある。接続に用いる材料としては、アクティブマトリクス基板側画素電極と対向基板側光導電層とを電気的に接続し、かつ隣接画素との絶縁性が保たれており、また同時に両基板の物理的な接続すなわち接着が可能であるものが好ましい。具体的には、絶縁性の樹脂中に導電粒子が分散された電気的に異方性を有する導電性材料や、パターニング、電着、スクリーン印刷等の処理により画素電極上のみに選択的に配置することが可能である導電性材料等が考えられる。
【００１９】
電気的に異方性を有する導電性材料としては、接着剤（バインダー）に導電粒子を分散させた異方導電接着剤が代表的である。使用できる導電粒子としては、Ｎｉなどの金属粒子、Ｎｉなどの金属に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やＮｉのメッキを施した金属膜被膜プラスチック粒子、ＩＴＯ等の透明導電粒子、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等がある。また、使用できる接着剤としては、熱硬化型、熱可塑型、光硬化型のものがある。
【００２０】
また、電極上のみに選択的に配置することが可能である導電性材料としては、印刷法により電極上に配置可能な、例えばアクリル樹脂にカーボン微粒子を混入したペースト状の導電性材料、フォトリソグラフィ技術により電極上にパターン形成が可能な、カーボン等の導電粒子や粉末を分散させた感光性樹脂、電極上でＩＴＯ等の導電粒子を電着法により直接取り込んだアクリル等の樹脂類、電着可能なポリアセチレン等の導電性高分子などがある。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性材料を用いて上下両基板を接続する上記従来の構造では、導電性材料により上下両基板の電気的接続および物理的接続、すなわち接着の両条件を同時に満たすことが必要とされる。
【００２２】
よって、上記導電性材料の大部分は、接着剤（樹脂）に導電粒子を一定の割合で混入することにより形成されているため、材料強度および他物質との接着力が接着剤だけのものより弱くなることは避けられない。また、導電性材料が異方導電性タイプではなく、これを電極上に選択的に配置する必要がある場合は、隣接画素との絶縁性を確保するため、配置された導電性材料間に一定の間隔を設ける必要がある。したがって、上記従来の構造では、上下両基板間の接着面積は、基板面積全体の２０−５０％程度に限定されてしまう。
【００２３】
特に、接着力が弱い導電性材料の中には、上下両基板間の接続を維持する最低限の接着力しか有さないものがある。このような導電性材料を接続材料に用いた二次元画像検出器は、使用に際して、外部からの衝撃や光（放射線を含む）照射等により接続材料が劣化して接着力が低下することが懸念されるため、製品としての信頼性を確保できない。
【００２４】
ここで、上下両基板間の接着力が不足する場合、基板貼り合わせ面の周縁部にシール剤等を配設して、両基板の接着を補強することができる。しかし、二次元画像検出器には、４００〜５００ｍｍ2 程度の巨大なサイズのものもあり、このような大面積基板の場合、基板貼り合わせ面の周縁部をシール剤等で補強しても、基板の中央部付近には補強の効果がほとんど及ばない。したがって、大面積基板の中央部付近のような領域では、基板間に配設された導電性材料の接着力のみによって上下両基板の接続を支えなければならず、接着力が不十分な場合には基板剥離による接続不良発生の大きな要因となる。
【００２５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、構造的強度を向上させるとともに、導電性材料が接着力をほとんどあるいは全く有さない場合でも、アクティブマトリクス基板と対向基板との接続状態を維持することができる二次元画像検出器を提供することにある。
【００２６】
【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、本発明の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、該アクティブマトリクス基板の画素配列層側に対向して配置され、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該電極部の間の領域に形成される光導電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備えている二次元画像検出器であって、これら両基板が、該画素電極に対応してパターン形成された導電性を有する導電接続材によって電気的に接続されており、これら両基板には該導電接続材を圧縮する方向の力がかけられていることを特徴としている。
【００２７】
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導電接続材により接続する際、両基板に導電接続材を圧縮する方向の力が負荷することによって、両基板間の接続を補強することができる。したがって、二次元画像検出器の構造的強度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力、あるいは導電接続材自体の材料強度が両基板間の接続状態を保つのに不十分である場合においても、接続を補強して維持することができる。よって、導電接続材の接続破壊にともなう両基板の剥離を防止することが可能となる。
【００２９】
また、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力が極めて弱い、あるいは接着性を全く有さない場合においても、両基板間の接続状態を維持することができる。よって、このような導電接続材であっても、両基板間の電気的接続のみの目的で使用することが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記のアクティブマトリクス基板および対向基板は、貼り合わされた両基板間に形成される接続面内部空間を密閉するように、貼り合わせ面の全周縁部にシール部材が配設されていることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成により、さらに、接続面内部空間を密閉するようにシール部材を配設して、接続面内部空間に対して外部の圧力を高く保つことができる構造とすることによって、外部からの加圧、あるいは接続面内部空間の減圧により、外部雰囲気と接続面内部空間との間に圧力差を生じさせることが可能となる。したがって、導電接続材を圧縮する方向の力を両基板に負荷して、均一に導電接続材を圧縮し、両基板間の接続状態を保つことができる。すなわち、両基板の接続状態を補強あるいは維持することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間の圧力を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００３３】
上記の構成により、さらに、両基板を貼り合わせた後であっても、接続面内部空間の圧力を外部空間の圧力に対して適宜調整することが可能となる。したがって、導電接続材にかかる圧縮力を最適にできる。また、二次元画像検出器を使用していない時には、接続面内部空間の圧力を常圧にして、両基板および導電接続材から不要な負荷を除いておくこともできる。
【００３４】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間が外部空間よりも減圧されていることを特徴としている。
【００３５】
上記の構成により、さらに、接続面内部空間と外部雰囲気との間に圧力差が生じ、両基板は主に接続方向に加圧力を受けるため、接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間よりも高圧の雰囲気中におかれることを特徴としている。
【００３７】
上記の構成により、さらに、両基板に対して外部より加圧力が生じ、両基板は主に接続方向に加圧力を受けるため、導電接続材による両基板の接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【００３８】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間よりも高圧状態の装着室を備え、検出光に対して透過性を有する耐圧容器を備えるとともに、上記の貼り合わされたアクティブマトリクス基板および対向基板が該耐圧容器の装着室に装着されていることを特徴としている。
【００３９】
上記の構成により、さらに、高圧の装着室と低圧の接続面内部空間との間の圧力差により、両基板は外部より主に接続方向に加圧力を受けるため、導電接続材による両基板の接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記の貼り合わされたアクティブマトリクス基板および対向基板と、それぞれ基板全面で接触して、これら両基板を上記導電接続材を圧縮する方向に押圧する押圧装置を備えるとともに、これら両基板が該押圧装置に装着されていることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成により、さらに、両基板の接続面内部空間を外部より密閉することなく、両基板の接続方向のみに力を均等に加えることが可能となる。なお、押圧装置は、検出光に対して透過性を有し、基板面を均一に押圧できるものであればよい。
【００４２】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記導電接続材が弾性を有することを特徴としている。
【００４３】
上記の構成により、さらに、両基板を導電接続材を介して電気的に接続する際、導電接続材および両基板の表面に凹凸を有する場合においても、導電接続材の弾力によって吸収することができるため、両基板間の接触不良発生を極力抑えることが可能となる。
【００４４】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間に、上記アクティブマトリクス基板と上記対向基板との間隔を保持する間隔保持材が配設されていることを特徴としている。
【００４５】
上記の構成により、さらに、接続面内部空間に間隔保持材が配設されているため、両基板に導電接続材を圧縮する方向の力が負荷されても、両基板間の間隔を保持することが可能となる。よって、二次元画像検出器の構造的強度を向上させることができる。したがって、両基板に加圧力を安全に負荷できるとともに、加圧状態での使用の安全性が向上する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図１から図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４７】
図２は本実施の形態に係る二次元画像検出器の正面図である。図１は図２のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、上記二次元画像検出器の全体構造の概略を示す断面による説明図である。図３は図１の領域Ａの詳細断面図であり、１画素領域の拡大図である。
【００４８】
図１に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、画素電極（ドレイン電極兼用）１２が形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極（対向基板側接続電極）２０が形成された対向基板（対向側半導体基板）２とが、画素電極１２と接続電極２０とが対向して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられた感光性導電性樹脂（導電接続材）３と、ギャップ保持材（間隔保持材）２５と、シール剤（シール部材）２１とを介して貼り合わされた構造である。
【００４９】
すなわち、上記二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板１上の画素電極１２と対向基板２上の接続電極２０とが、フォトリソグラフィ技術により各電極ごとにパターン形成された感光性導電性樹脂３によって接着および電気的に接続されることにより、基本構成が形成されている。
【００５０】
図３に示すように、上記アクティブマトリクス基板１は、ガラス基板４上にＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート電極５およびソース電極６）、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）（スイッチング素子）７、電荷蓄積容量（Ｃｓ電極）８などからなる画素配列層１ａが形成されている。上記アクティブマトリクス基板１は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板と同じプロセスによって形成することができる。図３を参照しながら、各層を積層工程順に具体的に説明する。
【００５１】
上記ガラス基板４は、無アルカリガラス基板である。ガラス基板４としては、例えば、コーニング社製＃７０５９や＃１７３７を使用することができる。
【００５２】
上記のゲート電極５および電荷蓄積容量８は、ガラス基板４の上にＴａなどの金属膜をスパッタ蒸着により約３０００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。ゲート電極５および電荷蓄積容量８は同時に形成できる。
【００５３】
上記のゲート電極５および電荷蓄積容量８の上に、絶縁膜９がＳｉＮｘやＳｉＯｘによりＣＶＤ法で約３５００・成膜して形成される。絶縁膜９は、ゲート絶縁膜あるいは蓄積容量（Ｃｓ）として作用する。なお、絶縁膜９としては、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート電極５および電荷蓄積容量８を陽極酸化した陽極酸化膜を併用することもできる。
【００５４】
上記ＴＦＴ７のチャネル部となるｉ型のａ−Ｓｉ膜１０と、ソース電極６およびドレイン電極とのコンタクトを図るｎ+ 型のａ−Ｓｉ膜１１とが、ＣＶＤ法でそれぞれ約１０００・、約４００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。
【００５５】
上記のソース電極６および画素電極１２は、ＴａやＡｌなどの金属膜であり、スパッタ蒸着で約３０００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。なお、本実施の形態では、画素電極１２とドレイン電極とを兼用しているが、画素電極１２とドレイン電極を別々に形成してもよく、また、画素電極１２にＩＴＯ (indium tin oxide) などの透明電極を使用することも可能である。
【００５６】
その後、画素電極１２の開口部（感光性導電性樹脂３の積層部位）以外の領域を絶縁保護するために、絶縁保護膜１３が、ＳｉＮｘやＳｉＯｘの絶縁膜をＣＶＤ法で約３０００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。なお、絶縁保護膜１３には、無機の絶縁膜の他に、アクリルやポリイミド等の有機絶縁膜を使用することも可能である。
【００５７】
以上の工程により、アクティブマトリクス基板１を形成することができる。なお、ここでは、ＴＦＴ素子として、ａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造のＴＦＴ７を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いてもよいし、スタガ構造にしてもよい。
【００５８】
一方、上記対向基板２は、ガラス基板（対向側支持基板）１４上に、上部電極（電極部）１５、電荷阻止層１６、半導体層１７、電荷阻止層１８、金属膜１９が順に積層されて形成されている。なお、電荷阻止層１８と金属膜１９とから上記接続電極２０は構成されている。そして、対向基板２は、以下のプロセスにより形成することができる。
【００５９】
上記ガラス基板１４は、対向基板２の支持基板であり、Ｘ線や可視光に対して透過性を有する。ガラス基板１４としては、厚さ約０．７ｍｍ〜１．１ｍｍのガラス基板（例えば、コーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用いることができる。なお、本実施の形態では、対向基板２の支持基板としてガラス基板１４を用いているが、後述する光導電体（半導体層１７）自体を対向基板２の支持基板としても構わない。
【００６０】
上記上部電極１５は、Ａｕ，ＩＴＯなどの導電膜であり、ガラス基板１４の片面のほぼ全面に形成される。なお、上部電極１５として可視光に対して透明なＩＴＯ電極を用いることにより、二次元画像検出器を可視光に対応させることが可能である。
【００６１】
上記電荷阻止層１６は、ＺｎＴｅの多結晶膜であり、上部電極１５のほぼ全面にＭＯＣＶＤ法を用いて約１μｍの厚みで形成される。上記半導体層１７は、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜であり、電荷阻止層１６上にＭＯＣＶＤ法を用いて約０．５ｍｍの厚みで形成される。上記電荷阻止層１８は、ＣｄＳの薄膜であり、半導体層１７上にＭＯＣＶＤ法を用いて約１μｍの厚みで形成される。
【００６２】
ここで、ＭＯＣＶＤ法は大面積基板への成膜に適しており、原料である有機カドミウム（ジメチルカドミウム［ＤＭＣｄ］）、有機テルル（ジエチルテルル［ＤＥＴｅ］やジイソプロピルテルル［ＤｉＰＴｅ］）、有機亜鉛（ジエチル亜鉛［ＤＥＺｎ］やジイソプロピル亜鉛［ＤｉＰＺｎ］やジメチル亜鉛［ＤＭＺｎ］）を用いて４００〜５００℃の成膜温度で成膜が可能である。なお、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅおよびＣｄＳの成膜方法としては、上記ＭＯＣＶＤ法以外にも、スクリーン印刷・焼成法、近接昇華法、電析法、スプレー法等の成膜方法を用いることも可能である。
【００６３】
上記の電極構造は、ＺｎＴｅ／ＣｄＴｅ／ＣｄＳのＰＩＮ（positive-intrinsic-negative diode・）接合構造からなる阻止型フォトダイオードを形成しており、Ｘ線を照射しない時の暗電流の低減に寄与している。なお、阻止型フォトダイオードの構造としては、ＰＩＮ構造に限らず、ＭＩＳ（metal-insulator-semiconductor・）構造、ヘテロ接合構造、ショットキー接合構造等のフォトダイオードを形成しても同様の効果が得られる。これらの場合は、それぞれの接合構造に応じて適当な半導体、誘電体層を設けるとよい。
【００６４】
上記接続電極２０は、上記電荷阻止層１８上に金属膜１９が積層されて形成される。すなわち、Ａｕ、Ｐｔ、ＩＴＯなどの導電膜である金属膜１９を電荷阻止層１８の上にスパッタ蒸着によって約２０００・成膜後、電荷阻止層１８および金属膜１９を、アクティブマトリクス基板１に形成された画素電極１２と対向するようにパターニングして形成される。なお、本実施の形態では、画素電極１２および接続電極２０の両電極とも、一辺が１００μｍの正方形であり、ピッチを１５０μｍとして形成される。
【００６５】
そして、図１に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、以上のプロセスにより形成されたアクティブマトリクス基板１と対向基板２とが、画素電極１２と接続電極２０とが対向して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられた感光性導電性樹脂３により貼り合わされて形成されている。ここで、感光性導電性樹脂３としては、未硬化部をアルカリ性水溶液で除去するアルカリ現像型の感光性樹脂に炭素の微粒子（顔料）を混入して導電性を付与したものが好適である。
【００６６】
アクティブマトリクス基板１と対向基板２との間には、感光性導電性樹脂３が存在しない場所に、ギャップ保持材２５が設けられている。ギャップ保持材２５を両基板１・２間に散布しておくことにより、両基板１・２にギャップを狭める方向の負荷がかけられても、所定のギャップ間隔を維持することができる。
【００６７】
また、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせにより両基板間に形成される接続面内部空間２３を外部より密閉するため、両基板の貼り合わせ面の全周縁部、すなわち表示エリアの全外周に約１ｃｍ幅のシール剤（シール部材）２１を配置して、外壁が形成されている。そして、シール剤２１には、接続面内部空間２３から外部まで貫通した貫通孔（圧力調整手段）２２が数カ所（図２では、４辺の各中央部に１カ所ずつ）設けられている。この貫通孔２２によって、外部より接続面内部空間２３の圧力を調整できるようになっている。なお、貫通孔２２の形状、数および位置等は適宜設定することができる。
【００６８】
つづいて、図４（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、上記のアクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせプロセスについて、詳細に説明する。なお、図４（ａ）〜（ｅ）には、図２のＢ−Ｂ線における矢視断面を示してある。
【００６９】
第１の工程（図４（ａ））
アクティブマトリクス基板１上の画素エリア全体に感光性導電性樹脂３を成膜する。本実施の形態では、感光性導電性樹脂３としてアクリル系の感光性樹脂にカーボン微粒子を分散させて導電性を付与したネガ型の感光性導電性樹脂を使用し、フォトリソグラフィ技術により画素電極上にパターン形成する。
【００７０】
第２の工程（図４（ｂ））
感光性導電性樹脂３をフォトマスク２４を介して露光した後、現像処理を施して、感光性導電性樹脂３を画素電極１２上にパターン形成する。本実施の形態では、１５０μｍ□の画素電極１２に対して、感光性導電性樹脂３を８０μｍφの円柱状にパターン形成する。
【００７１】
第３の工程（図４（ｃ））
アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面の周縁部にシール剤２１を配置する。本実施の形態では、シール剤２１としてエポキシ系樹脂を使用する。そして、シール剤２１が熱硬化前の軟化状態時に、ある程度圧力変化に耐えられるように、シール剤２１の形成幅は約１ｃｍと大きくする。また、シール剤２１の高さを１０μｍとし、感光性導電性樹脂３の膜厚８μｍよりもやや高くしておくことによって、接続面内部空間２３を外部に対して密閉し易くしてある。さらに、シール剤２１の配置に際しては、数カ所に接続面内部空間２３から外部まで貫通した貫通孔２２を設けて、外部より接続面内部空間２３の圧力を調整できるようにしておく。
【００７２】
なお、外壁を形成するシール剤２１は、エポキシ樹脂以外に、シリコーン樹脂など耐熱性、気密性に優れた樹脂材料を使用することができる。また、本実施の形態ではシール剤２１により外壁を形成したが、外壁の形成方法としては、これに限定されるものではない。例えば、感光性導電性樹脂３を形成すると同時に、アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面の周縁部に、感光性導電性樹脂３を用いて外壁を形成することも可能である。
【００７３】
また、必要に応じて、アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面全体にギャップ保持材２５を配置する。本実施の形態では、アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面全体に粒子径６−７μｍφのプラスチックビーズをギャップ保持材２５として散布する。ギャップ保持材としては、プラスチックビーズ以外に、ガラスビーズなどの絶縁性材料を用いても構わない。
【００７４】
第４の工程（図４（ｄ））
アクティブマトリクス基板１と対向基板２とを、画素電極１２と接続電極２０とが対向するように配置する。
【００７５】
第５の工程（図４（ｅ））
貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２を減圧プレス装置２６に装着し、シール剤２１の貫通孔２２より脱気して接続面内部空間２３を減圧した後、加熱処理を施して両基板１・２を熱圧着する。本実施の形態では、減圧プレス装置２６を用いて、両基板１・２を約１５０℃で熱圧着する。そして、熱圧着後、約１５０℃で２時間焼成して、感光性導電性樹脂３の熱重合を促進することにより、接着力を向上させる。なお、両基板１・２の熱圧着方法としては、オートクレーブ（加圧プレス）、減圧プレス、剛体プレスなど様々な方法から適宜選択することができる。
【００７６】
なお、両基板１・２の貼り合わせ面に対してあらかじめシランカップリング処理を施すことによって、両基板１・２の界面と感光性導電性樹脂３との密着性が向上させ、両基板１・２の接着力をより強力にすることができる。
【００７７】
つぎに、上述した感光性導電性樹脂３によるアクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を補強する方法について説明する。
【００７８】
具体的には、両基板１・２の貼り合わせ面の周縁部に配設したシール剤２１の数カ所に設けた貫通孔２２から吸引することにより、接続面内部空間２３を減圧する。
【００７９】
これにより、接続面内部空間２３と外部雰囲気との間に圧力差が生じて、両基板１・２に対して互いにその接続方向に均等な加圧力が負荷される。よって、感光性導電性樹脂３による両基板１・２の接続を補強することができる。
【００８０】
ここで、両基板１・２間にはギャップ保持材２５が散布されているため、両基板１・２間のギャップがギャップ保持材２５の粒子径以下になることはない。なお、感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材２５の材料強度が、接続面内部空間２３の減圧によって生じる加圧力に耐え得る程度に調整されることはもちろんである。
【００８１】
本実施の形態では、減圧度を−３００Ｔｏｒｒに設定したが、−７６０Ｔｏｒｒ付近まで減圧しても感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材２５の破壊や、両基板１・２間のギャップ不良等の問題は生じなかった。
【００８２】
そして、接続面内部空間２３の減圧度は、二次元画像検出器の使用中は一定に保つことが好ましい。これは、接続面内部空間２３の圧力変化により各画素間を接続している感光性導電性樹脂３に微妙な形状変化が生じて電気的接続状態が不安定になることを防ぐためである。
【００８３】
接続面内部空間２３の減圧度を一定に保つ方法としては、減圧終了後、貫通孔２２を閉鎖して接続面内部空間２３を密閉することが最も簡便な方法であるが、これを完全に密閉することは困難である。そこで、本実施の形態では、二次元画像検出器の使用中は所定の減圧度を保つように接続面内部空間２３を貫通孔２２から断続的に吸引する。
【００８４】
また、二次元画像検出器を使用していない状態では、接続面内部空間２３は常圧もしくは常圧に極めて近い状態に保っておくことが好ましい。すなわち、減圧で生じる加圧力による感光性導電性樹脂３およびシール剤２１への負荷を可能な限り解消しておくことによって、二次元画像検出器自体の寿命を長く保つことができる。
【００８５】
そして、接続面内部空間２３を常圧に戻すときは、接続面内部空間２３の保護のため、フィルタを用いて塵等の不純物を除いた清浄な空気で置換する。さらに、空気中の水分が接続面内部空間２３、特に感光性導電性樹脂３およびシール剤２１に悪影響を与えるおそれがあるため、理想的にはＮ2 、Ａｒ等の不活性ガスで置換することがより望ましい。なお、本実施の形態ではＮ2 ガスを用いた。
【００８６】
なお、本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を用いて露光、現像処理により感光性導電性樹脂３を各画素ごとにパターン形成して、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を行なったが、使用可能な導電性材料としてはこれに限らない。例えば、電着法やスクリーン印刷法によって、導電性材料を各画素電極１２上に選択的に配置する場合においても、上記の感光性導電性樹脂３と同様の接続補強が可能である。
【００８７】
また、感光性導電性樹脂３は、アクティブマトリクス基板１の画素電極１２上にパターン形成したが、対向基板２の接続電極２０上にパターン形成しても構わない。さらに、感光性導電性樹脂３のパターン形状を円柱状としたが、パターン形状としてはこれに限らず、例えば四角柱状としても構わない。
【００８８】
また、本実施の形態では、接続面内部空間２３をシール剤２１により外部雰囲気から密閉して、接続面内部空間２３のみを減圧する方法を用いた。しかし、シール剤２１等により接続面内部空間２３を外部雰囲気より構造的に遮断する以外に、フィルム状のシート等により貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２の全体を包装した後、包装内部を密閉した状態で減圧することによっても、上記のシール剤２１を設ける場合と全く同様の効果が得られる。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
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１と対向基板２とを二次元画像検出器の外部から加圧して、両基板１・２間の接続を補強するものである。具体的には、上記二次元画像検出器は、感光性導電性樹脂３で接続された両基板１・２を加圧雰囲気下に密閉することにより、両基板１・２が主に互いの接続方向に力を受けて、接続の強度補強を効果的に行う。
【００９０】
図５に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、実施の形態１で説明した二次元画像検出器と基本的構造が同一である。なお、図５には、図２のＢ−Ｂ線矢視断面図に相当する矢視断面図を示してある。
【００９１】
すなわち、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、画素電極（ドレイン電極兼用）１２が形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極（対向基板側接続電極）２０が形成された対向基板（対向側半導体基板）２とが、画素電極１２と接続電極２０とが対向して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられた感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材（間隔保持材）２５を介して貼り合わされた構造を有している。
【００９２】
そして、上記二次元画像検出器は、貼り合わされた両基板１・２が、接続面内部空間２３を常圧もしくは減圧状態で密閉されるとともに、耐圧容器２７の内部に装着されている。上記耐圧容器２７は、高圧ガスを導入して、接続面内部空間２３よりも高圧の状態を維持できる装着室２７ａを備えている。また、上記耐圧容器２７は、上記二次元画像検出器が検出すべき検出光（入射光）を両基板１・２に導くように、耐圧容器２７の本体が検出光に対して透過性を有する材質によって形成されている。
【００９３】
よって、アクティブマトリクス基板１上の画素電極１２と対向基板２上の接続電極２０とを感光性導電性樹脂３を用いて接着かつ電気的に接続するまでのプロセスは、基本的に実施の形態１と同様である。
【００９４】
つぎに、上述した感光性導電性樹脂３によるアクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を補強する方法について説明する。
【００９５】
第１の工程
各画素ごとにパターン形成された感光性導電性樹脂３により接続されたアクティブマトリクス基板１および対向基板２を、接続面内部空間２３を常圧もしくは常圧以下に減圧した状態で外部より密閉した状態にする。
【００９６】
第２の工程
貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２を、耐圧容器２７の装着室２７ａに挿入して装着する。
【００９７】
第３の工程
貼り合わせた両基板１・２を内部に装着した耐圧容器２７を外界より密閉した後、耐圧容器２７内部にＮ2 、Ａｒガス等の不活性ガスを導入して高圧状態にする。これにより、貼り合わせた両基板１・２の接続面内部空間２３と外部雰囲気、すなわち耐圧容器２７内部との間に圧力差が生じ、両基板１・２は主に互いの接続方向に均等な圧力を受ける。その結果、感光性導電性樹脂３による両基板１・２の接続を補強することができる。
【００９８】
ここで、本実施の形態では、上記耐圧容器２７は、基本的に、Ｘ線を十分透過するものであり、かつ、内部にＮ2 、Ａｒガス等の不活性ガスを導入して耐圧容器２７の装着室２７ａを高圧に保つことが可能であればよい。すなわち、本実施の形態では、耐圧容器２７としてアルミニウム合金製のものを使用したが、その他にもステンレス、プラスチック（樹脂成型物）等のものを耐圧容器２７として使用できる。なお、必要に応じて、対向基板２の内部温度調節用に耐圧容器２７の装着室２７ａに循環ファンを配設してもよい。
【００９９】
また、上記の二次元画像検出器の使用中、接続面内部空間２３への圧力漏れが生じる場合は、外部との圧力差を保つため、接続面内部空間２３をその都度減圧すればよい。
【０１００】
さらに、両基板１・２間にはギャップ保持材２５が散布されているため、両基板１・２間のギャップがギャップ保持材２５の粒子径以下になることはない。なお、感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材２５の材料強度が、外部雰囲気からの加圧力に耐え得る範囲内で調整されることはもちろんである。そして、本実施の形態では、両基板１・２の接続面内部空間２３を常圧で密閉した状態で、耐圧容器２７内の圧力を１ｋｇｆ／ｃｍ2 とした。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を用いて露光、現像処理により感光性導電性樹脂３を各画素ごとにパターン形成して、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を行なったが、使用可能な導電性材料としてはこれに限らない。例えば、電着法やスクリーン印刷法によって、導電性材料を各画素電極１２上に選択的に配置する場合においても、上記の感光性導電性樹脂３と同様の接続補強が可能である。
【０１０２】
このような貼り合わせ基板の接続強度の補強方法は、接続面内部空間と外部に圧力差を生じさせるものであり、これは実施の形態１で示した方法と基本的には同じ原理である。ただし、本実施の形態では、接続面内部空間が存在しない場合においても、外部雰囲気の加圧のみによって接続強度の補強効果を十分に得ることが可能である。したがって、この補強方法は、上記の各画素ごとに選択的に配置された導電性材料の他にも、異方導電性接着剤のように基板接続面全体に配置される導電性材料に対しても適応可能である。
【０１０３】
さらに、両基板１・２に対する加圧方法としては、上記の容器内部自体を加圧する方法以外の加圧方法を用いても構わない。
【０１０４】
例えば、図６に示すように、貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２全体を耐圧容器（押圧装置）２８内に装着した状態で、加圧により容積が膨張する加圧容器（押圧装置）２９を両基板１・２と耐圧容器２８との隙間に配設する。そして、両基板１・２の外表面の全面と加圧容器２９の表面とを接触させた状態で、ガス供給管２８ａを通じてＮ2 あるいはＡｒガスを導入して、加圧容器２９内部を高圧にすることにより、間接的に両基板１・２をその接続方向に加圧することが可能である。
【０１０５】
なお、上記耐圧容器２８は、上記耐圧容器２７（図５）と同様に、内部の加圧容器２９の膨張による負荷に耐えられるようになっている。また、上記耐圧容器２８および加圧容器２９は、上記二次元画像検出器が検出すべき検出光（入射光）を両基板１・２に導くように、耐圧容器２７の本体が検出光に対して透過性を有する材質によって形成されている。
【０１０６】
ここで、耐圧容器２８および加圧容器２９を用いる二次元画像検出器（図６）は、基本的に加圧により両基板１・２の接続を補強する点では、加圧容器２７を用いる二次元画像検出器（図５）と同様である。しかし、耐圧容器２８および加圧容器２９を用いる二次元画像検出器（図６）では、両基板１・２の貼り合わせ面の周縁部に配置したシール剤２１の有無に関わらず、両基板１・２に対する加圧が可能である。すなわち、耐圧装置２８および加圧容器２９を用いる場合には、シール剤２１を接続面内部空間２３を密閉するように形成しなくてよい。
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１および２において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０７】
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１および対向基板２を導電性材料で電気的に接続する際、導電性材料の接着力が両基板１・２の接続を保持するのに不十分、あるいは接着性を全く持たない場合であっても、実施の形態１および２に示した接続強度の補強方法を用いて、両基板１・２を導電性材料を介して電気的に接続された状態を保持するものである。
【０１０８】
図７に、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成の概略を示す。なお、図７には、図２のＢ−Ｂ線矢視断面図に相当する矢視断面図を示してある。
【０１０９】
本実施の形態に係る二次元画像検出器のアクティブマトリクス基板１および対向基板２は、実施の形態１と全く同じプロセスによって作成される。アクティブマトリクス基板１側の各画素電極１２上には、スクリーン印刷法により、８０μｍφ、５０μｍｔの大きさの導電性シリコーン（導電接続材）３１が１５０μｍピッチでパターン形成されている。なお、導電性シリコーン３１の各パターン間は距離を保つことによって、絶縁性が確保されている。
【０１１０】
ここで、導電性シリコーン３１の導電性ゴムとしては、シリコーンゴムにカーボンブラック、グラファイト等の炭素系材料を添加して導電性を付与したものが最も一般的である。導電性を付与する材料としては、炭素系材料の他に、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ等の金属系粉末や、ガラスビーズや樹脂等の粉末に金属を被覆した粒子等がある。また、硬化剤等を適宜含有してもよい。
【０１１１】
図８は、導電性シリコーン３１のパターン形成に用いるスクリーン印刷機の概要を示したものである。アクティブマトリクス基板１（もしくは対向基板２）の接続面上に、画素電極１２（もしくは接続電極２０）に対応した位置に穴が配設されたスクリーン４１に、スキジ４２により導電性材料ペースト４３を押し込むことによって、導電性シリコーン３１がパターン印刷される。なお、導電性シリコーン３１のパターン形成には、プラズマディスプレイの製造等に使用される大型スクリーン印刷機を一部改良して使用することができる。
【０１１２】
ここで、通常のスクリーン印刷法では、印刷のパターン精度が不十分である。すなわち、繊維のメッシュ版を利用したメッシュスクリーンでは、１５０μｍピッチで６０μｍφのドットパターン形成が困難であった。そこで、本実施の形態では、Ｎｉ、ステンレス等の薄い金属シートに、印刷パターンに応じた穴が配設されたメタルマスクを用いることによって、１５０μｍピッチ、８０μｍφ、６０μｍｔのドットパターンの形成を可能としている。
【０１１３】
また、上記二次元画像検出器では、画素エリアの外周部、すなわち貼り合わせ面の全周縁部にも導電性シリコーン（シール部材）３２を幅１ｃｍで配置し、貼り合わせ面内部を密閉する機能を付加している。ここで、導電性シリコーン３２の高さを約６０μｍとし、画素電極１２（もしくは接続電極２０）上の導電性シリコーン３１よりもやや高くしておくことによって、接続面内部空間２３を外部に対して密閉が容易となる。
【０１１４】
なお、上記導電性シリコーン３２は導電性を有していなくてもよい。しかし、導電性シリコーン３２に導電性シリコーン３１と同じ材料を用いることにより、導電性シリコーン３２を導電性シリコーン３１のドットパターン形成と同時工程で配置することが可能となる。そして、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の貼り合わせ面において、導電性シリコーン３２が接触する部位を絶縁膜（図示しない）で覆われた構造とすることによって、導電性シリコーン３２が有する導電性による不都合の発生を防止することができる。
【０１１５】
さらに、図２に示したように、貼り合わせ面周縁部に外壁を形成している導電性シリコーン３２の数カ所に接続面内部空間２３から外部へ貫通した貫通孔２２を設けることにより、外部から圧力調整が可能になっている。なお、接続面内部空間２３を密閉する材料としては、導電性シリコーン３２の他に、実施の形態１および２と同様、シール剤２１を用いても構わない。この場合、両基板１・２の周縁部はシール剤２１により固定されるが、幅１ｃｍ、高さ６０μｍ程度のものであれば加圧による画素電極１２と接続電極２０との接続に支障はない。
【０１１６】
画素電極１２（もしくは接続電極２０）への導電性シリコーン３１の配置完了後、パターン形状を安定させるため、加熱により導電性シリコーン３１を硬化させる。なお、加熱処理を施さなくても、時間経過とともにシリコーンの硬化は進行する。
【０１１７】
また、両基板１・２の貼り合わせ面全体に粒子径４５〜５０μｍφのギャップ保持材２５が散布されている。なお、ギャップ保持材２５には、プラスチックビーズを使用することができる。
【０１１８】
つぎに、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との接続は、以下のように行うことができる。
【０１１９】
両基板１・２を導電性シリコーン３１を介して電気的接続を維持する方法は、基本的に実施の形態１に示した接続補強方法と同様である。すなわち、接続面内部空間２３を減圧することにより、外部より均等な加圧力（大気圧）が両基板１・２の接続方向に加わり、画素電極１２および接続電極２０が導電性シリコーン３１を介してそれぞれ対向する電極と電気的に接続される。なお、実施の形態２で示したように、接続面内部空間２３を常圧あるいは減圧保持した状態で外部雰囲気を加圧状態にすることによっても、上記と同様の効果が得られる。
【０１２０】
本実施の形態に係る二次元画像検出器では、両基板１・２を接続する導電性材料は、それ自体に接着力はないが、大きな弾性を有している。よって、両基板１・２の貼り合わせ面上の凹凸やうねり等を導電性材料（導電性シリコーン３１）によって吸収することができる。したがって、画素電極１２および接続電極２０間の非接触を原因とする導通不良を防止することが可能である。また、上記二次元画像検出器では、導電性シリコーン３１による接続が接着による接続でないため、接着剥離等の接着剤に特有の不良要因について考慮する必要がない。
【０１２１】
なお、アクティブマトリクス基板１の画素電極１２上への導電性材料のパターン形成については、スクリーン印刷法の他にも、インクジェットによるパターン形成法や、オフセット印刷、あるいは感光性シリコーンを用いたフォトリソグラフィ技術によるパターン形成法を用いてもよい。
【０１２２】
また、導電性材料のパターン形成をアクティブマトリクス基板１上の画素電極１２上に行ったが、対向基板２上の接続電極２０上にパターン形成しても構わない。さらに、両基板１・２の画素電極１２および接続電極２０の両方に導電性材料をパターン形成し、導電性材料同士を接触させることもできる。
【０１２３】
以上のように、本発明に係る二次元画像検出器は、導電性材料によるアクティブマトリクス基板および対向側半導体基板の接続状態を、貼り合わせ面空間（接続面内部空間）内外の圧力調節により補強する。
【０１２４】
これにより、信頼性の高い二次元画像検出器の実現が可能となる。また、導電性材料を選択する際、多少接着力が不十分であっても採用することが可能となる。
【０１２５】
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および対向側半導体基板間の接続に用いる導電性材料自体が接着性をほとんど有さないものであっても、両基板の接続面空間内外の圧力調整によって、両基板間の電気的接続状態を維持することが可能となる。したがって、接続に使用する導電性材料を選択する際、一方の基板側にドットパターンとして固定が可能な程度の、最低限の接着性を有するものであればよい。
【０１２６】
また、上記二次元画像検出器は、接続材料に大きな弾性を有するものを採用することによって、接続面の凹凸を接続材料部分で吸収することができる。これにより、接続基板電極間の電気的接続に対する信頼性が向上する。
【０１２７】
なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、以下のように構成することができる。
【０１２８】
本発明に係る二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、スイッチング素子を介して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、画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、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ている二次元画像検出器において、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ており、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板の画素配列層と、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、両基板は、導電性材料により接着かつ電気的に接続された状態で、両基板がその接続方向に加圧されている構成としてもよい。
【０１２９】
この構成によれば、導電性材料による両基板の接続に際して、導電性材料の接着力、あるいは導電性材料自体の材料強度が両基板間の接続状態を保つのに不十分である場合においても、接続の破壊にともなう両基板の剥離が生じるおそれを低減することが可能となる。
【０１３０】
上記の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、スイッチング素子を介して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、画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、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ている二次元画像検出器において、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ており、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板の画素配列層と、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、両基板は、導電性材料を介した状態でその接続方向に加圧されることにより電気的に接続されている構成としてもよい。
【０１３１】
この構成によれば、両基板の接続に用いる導電性材料の接着力が極めて弱い、あるいは接着性を全く有さない場合においても、これを導電性接続材として上下基板間の電気的接続のみの目的で使用することが可能となる。
【０１３２】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料が弾性を有していてもよい。この構成によれば、両基板を導電性材料を介して電気的に接続する際、導電性材料および両基板の表面に凹凸を有する場合においても、導電性材料の弾力によって凹凸を吸収することが可能であり、両基板間の接触不良発生を極力抑えることが可能となる。
【０１３３】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料が、各画素電極ごとに独立して配置されており、かつ導電性材料により接続されたアクティブマトリクス基板および対向基板の接続面内部空間が、外部に対して密閉されている構成としてもよい。
【０１３４】
この構成によれば、外部からの加圧、あるいは接続面内部空間の減圧により、外部雰囲気と接続面内部空間の間に圧力差を生じさせることが可能となる。
【０１３５】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料により接続されたアクティブマトリク
ス基板および対向基板の接続面内部空間が、減圧されている構成としてもよい。
【０１３６】
この構成によれば、両基板の接続面内部空間と外部雰囲気との間に圧力差が生じ、両基板が主に接続方向に加圧力を受けることにより、接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【０１３７】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料により接続されたアクティブマトリクス基板および対向基板が、加圧雰囲気下に密閉されている構成としてもよい。
【０１３８】
この構成によれば、両基板に対して外部より加圧力が生じ、両基板が主に接続方向に加圧力を受けることにより、接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【０１３９】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料により接続されたアクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方が、その基板表面全体にわたり接触した、内部が加圧状態にある密閉容器により間接的に加圧されている構成としてもよい。
【０１４０】
この構成によれば、特に両基板の接続面内部空間を外部より密閉する必要なしに、両基板の接続方向のみに力を均等に加えることが可能となる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、該アクティブマトリクス基板の画素配列層側に対向して配置され、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該電極部の間の領域に形成される光導電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備えている二次元画像検出器であって、これら両基板が、該画素電極に対応してパターン形成された導電性を有する導電接続材によって電気的に接続されており、これら両基板には該導電接続材を圧縮する方向の力がかけられている構成である。
【０１４２】
それゆえ、アクティブマトリクス基板と対向基板との接続を補強することができる。したがって、二次元画像検出器の構造的強度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４３】
さらに、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力、あるいは導電接続材自体の材料強度が両基板間の接続状態を保つのに不十分である場合においても、接続を補強して維持することができる。よって、導電接続材の接続破壊にともなう両基板の剥離を低減することができるという効果を奏する。
【０１４４】
また、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力が極めて弱い、あるいは接着性を全く有さない場合においても、両基板間の接続状態を維持することができる。よって、このような導電接続材を、両基板間の電気的接続のみの目的で使用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図２に示した二次元画像検出器のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図２】 本発明の一実施の形態に係る二次元画像検出器の正面図である。
【図３】 図１の領域Ａの詳細断面図であり、図２に示した二次元画像検出器の１画素領域の構成の概略を示す拡大断面図である。
【図４】 図２に示した二次元画像検出器の貼り合わせプロセスを示す説明図であり、図４（ａ）は感光性導電性樹脂の成膜工程、図４（ｂ）は感光性導電性樹脂の露光・現像工程、図４（ｃ）はシール剤配置工程およびギャップ保持材散布工程、図４（ｄ）はアクティブマトリクス基板と対向基板との位置合わせ工程、図４（ｅ）はアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせ工程を示す。
【図５】 本発明の他の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図６】 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図７】 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図８】 図７に示した二次元画像検出器の導電性シリコーンのパターン形成に用いるスクリーン印刷機の概要を示す説明図である。
【図９】 従来の放射線二次元画像検出器の構成を概要を示す説明図である。
【図１０】 図９に示した従来の放射線二次元画像検出器の１画素領域の構成の概略を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ アクティブマトリクス基板
１ａ 画素配列層
２ 対向基板
３ 感光性導電性樹脂（導電接続材）
５ ゲート電極（電極配線）
６ ソース電極（電極配線）
７ ＴＦＴ（スイッチング素子）
８ 電荷蓄積容量
１２ 画素電極
１５ 上部電極（電極部）
１７ 半導体層
２１ シール剤（シール部材）
２２ 貫通孔（圧力調整手段）
２３ 接続面内部空間
２５ ギャップ保持材（間隔保持材）
２７ 耐圧容器
２７ａ 装着室
２８ 耐圧容器（押圧装置）
２９ 加圧容器（押圧装置）
３１ 導電性シリコーン（導電接続材）
３２ 導電性シリコーン（シール部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線等の放射線、可視光、赤外光等の画像を検出できる二次元画像検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線の二次元画像検出器として、Ｘ線を感知して電荷（電子−正孔）を発生する半導体センサを二次元状に配置し、これらのセンサにそれぞれ電気スイッチを設けて、各行ごとに電気スイッチを順次オンにして各列ごとにセンサの電荷を読み出すものが知られている。
【０００３】
このような放射線二次元画像検出器については、「D.L.Lee,et al.，“A New Digital Detector for Projection Radiography",Proc.SPIE,Vol.2432,Physics of Medical Imaging,pp.237-249,1995」、「L.S.Jeromin,et al.，“Application of a-Si Active-Matrix Technology in a X-Ray Detector Panel",SID(Society for Information Display) International Symposium,Digest of Technical Papers,pp.91-94,1997・」、および公開特許公報「特開平６−３４２０９８号公報」等の文献に、具体的な構造や原理が記載されている。
【０００４】
以下、図９および図１０を用いて、上記従来の放射線二次元画像検出器の構成および原理について説明する。図９は、上記放射線二次元画像検出器の構造を模式的に示した斜視図である。図１０は、１画素当たりの構成を模式的に示した断面図である。
【０００５】
図９および図１０に示すように、上記放射線二次元画像検出器は、ガラス基板５１上にＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート電極５２およびソース電極５３）、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４、電荷蓄積容量（Ｃｓ）５５等が形成されたアクティブマトリクス基板５０を備えている。また、上記アクティブマトリクス基板５０上には、そのほぼ全面に、光導電膜５６、誘電体層５７および上部電極５８が形成されている。
【０００６】
上記電荷蓄積容量５５は、Ｃｓ電極５９と、上記ＴＦＴ５４のドレイン電極に接続された画素電極６０とが、絶縁膜６１を介して対向している構成である。
【０００７】
上記光導電膜５６は、Ｘ線等の放射線が照射されることで電荷が発生する半導体材料が用いられる。上記の文献では、光導電膜５６として、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電特性を示すアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）が用いられている。そして、上記光導電膜５６は、真空蒸着法によって３００〜６００μｍの厚みで形成されている。
【０００８】
また、上記アクティブマトリクス基板５０は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板を流用することが可能である。例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（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ＴＦＴや、ＸＹマトリクス電極、電荷蓄積容量を備えた構造になっている。したがって、若干の設計変更を行うだけで、放射線二次元画像検出器用のアクティブマトリクス基板５０として容易に利用することができる。
【０００９】
つぎに、図９および図１０を用いて、上記構造の放射線二次元画像検出器の動作原理について説明する。まず、上記光導電膜５６に放射線が照射されると、光導電膜５６内に電荷が発生する。光導電膜５６と電荷蓄積容量５５とは電気的に直列に接続された構造になっているので、上部電極５８とＣｓ電極５９との間に電圧を印加しておくと、光導電膜５６で発生した電荷がそれぞれ＋電極側と−電極側とに移動し、その結果、電荷蓄積容量５５に電荷が蓄積される。なお、光導電膜５６と電荷蓄積容量５５との間には、薄い絶縁層からなる電子阻止層６２が形成されており、これが一方側からの電荷の注入を阻止する阻止型フォトダイオードの役割を果たしている。
【００１０】
上記の作用で、電荷蓄積容量５５に蓄積された電荷は、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎの入力信号によりＴＦＴ５４をオープン状態にすることによって、ソース電極Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎから外部に取り出すことができる。よって、ゲート電極５２およびソース電極５３、ＴＦＴ５４、および電荷蓄積容量５５等は、すべてＸＹマトリクス状に設けられているため、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎに入力する信号を線順次に走査することで、二次元的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【００１１】
なお、上記放射線二次元画像検出器は、使用する光導電膜５６がＸ線等の放射線に対する光導電性だけでなく、可視光や赤外光に対しても光導電性を示す場合は、可視光や赤外光の二次元画像検出器としても作用する。
【００１２】
上記の放射線二次元画像検出器では、光導電膜５６としてａ−Ｓｅを用いている。しかしながら、ａ−Ｓｅは、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。そのため、上記放射線二次元画像検出器には、Ｘ線を長時間照射して電荷蓄積容量５５を十分に充電してからでないと情報を読み出すことができないという問題があった。
【００１３】
また、上記放射線二次元画像検出器には、Ｘ線の照射時に漏れ電流が原因で電荷が電荷蓄積容量５５に蓄積することの防止およびリーク電流（暗電流）の低減の目的として、ａ−Ｓｅの光導電膜５６と上部電極５８との間に誘電体層５７が設けられている。しかしながら、誘電体層５７に残留する電荷を１フレームごとに除去する工程（シーケンス）を付加する必要があるため、上記放射線二次元画像検出器は、静止画の撮影にしか利用することができないという問題を有していた。
【００１４】
これに対し、動画に対応した画像データを得るためには、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も不要となる。
【００１５】
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等が知られている。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であることから、ＣｄＴｅではＳｅの約６．９倍の感度の向上が期待できる。ところが、上記放射線二次元検出器の光導電膜５６として、ａ−Ｓｅの代わりにＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅを利用しようとすると、以下のような問題が生じる。
【００１６】
従来のａ−Ｓｅの場合、成膜方法として真空蒸着法を用いることができる。真空蒸着法によれば、成膜温度が常温で可能なため、アクティブマトリクス基板５０上への成膜が容易であった。これに対し、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの場合は、ＭＢＥ（molecularbeam epitaxy）法やＭＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor deposition ）法による成膜法が知られており、特に大面積基板への成膜を考慮するとＭＯＣＶＤ法が適した方法と考えられる。しかしながら、ＭＯＣＶＤ法でＣｄＴｅや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。
【００１７】
一般に、アクティブマトリクス基板５０に形成されている前述のＴＦＴ５４は、半導体層としてａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜を用いているが、半導体特性を向上させるために３００〜３５０℃程度の成膜温度で水素（Ｈ2 ）を付加しながら成膜されている。このようにして形成されるＴＦＴ素子の耐熱温度は約３００℃であり、ＴＦＴ素子をこれ以上の高温に曝すとａ−Ｓｉ膜やｐ−Ｓｉ膜から水素が抜け出し半導体特性が劣化する。したがって、上述のアクティブマトリクス基板５０上にＭＯＣＶＤ法を用いてＣｄＴｅや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。
【００１８】
この問題に対して、アクティブマトリクス基板と光導電層を含む対向基板とをおのおの独立に作成して、両基板を接続する手法がある。接続に用いる材料としては、アクティブマトリクス基板側画素電極と対向基板側光導電層とを電気的に接続し、かつ隣接画素との絶縁性が保たれており、また同時に両基板の物理的な接続すなわち接着が可能であるものが好ましい。具体的には、絶縁性の樹脂中に導電粒子が分散された電気的に異方性を有する導電性材料や、パターニング、電着、スクリーン印刷等の処理により画素電極上のみに選択的に配置することが可能である導電性材料等が考えられる。
【００１９】
電気的に異方性を有する導電性材料としては、接着剤（バインダー）に導電粒子を分散させた異方導電接着剤が代表的である。使用できる導電粒子としては、Ｎｉなどの金属粒子、Ｎｉなどの金属に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やＮｉのメッキを施した金属膜被膜プラスチック粒子、ＩＴＯ等の透明導電粒子、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等がある。また、使用できる接着剤としては、熱硬化型、熱可塑型、光硬化型のものがある。
【００２０】
また、電極上のみに選択的に配置することが可能である導電性材料としては、印刷法により電極上に配置可能な、例えばアクリル樹脂にカーボン微粒子を混入したペースト状の導電性材料、フォトリソグラフィ技術により電極上にパターン形成が可能な、カーボン等の導電粒子や粉末を分散させた感光性樹脂、電極上でＩＴＯ等の導電粒子を電着法により直接取り込んだアクリル等の樹脂類、電着可能なポリアセチレン等の導電性高分子などがある。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性材料を用いて上下両基板を接続する上記従来の構造では、導電性材料により上下両基板の電気的接続および物理的接続、すなわち接着の両条件を同時に満たすことが必要とされる。
【００２２】
よって、上記導電性材料の大部分は、接着剤（樹脂）に導電粒子を一定の割合で混入することにより形成されているため、材料強度および他物質との接着力が接着剤だけのものより弱くなることは避けられない。また、導電性材料が異方導電性タイプではなく、これを電極上に選択的に配置する必要がある場合は、隣接画素との絶縁性を確保するため、配置された導電性材料間に一定の間隔を設ける必要がある。したがって、上記従来の構造では、上下両基板間の接着面積は、基板面積全体の２０−５０％程度に限定されてしまう。
【００２３】
特に、接着力が弱い導電性材料の中には、上下両基板間の接続を維持する最低限の接着力しか有さないものがある。このような導電性材料を接続材料に用いた二次元画像検出器は、使用に際して、外部からの衝撃や光（放射線を含む）照射等により接続材料が劣化して接着力が低下することが懸念されるため、製品としての信頼性を確保できない。
【００２４】
ここで、上下両基板間の接着力が不足する場合、基板貼り合わせ面の周縁部にシール剤等を配設して、両基板の接着を補強することができる。しかし、二次元画像検出器には、４００〜５００ｍｍ2 程度の巨大なサイズのものもあり、このような大面積基板の場合、基板貼り合わせ面の周縁部をシール剤等で補強しても、基板の中央部付近には補強の効果がほとんど及ばない。したがって、大面積基板の中央部付近のような領域では、基板間に配設された導電性材料の接着力のみによって上下両基板の接続を支えなければならず、接着力が不十分な場合には基板剥離による接続不良発生の大きな要因となる。
【００２５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、構造的強度を向上させるとともに、導電性材料が接着力をほとんどあるいは全く有さない場合でも、アクティブマトリクス基板と対向基板との接続状態を維持することができる二次元画像検出器を提供することにある。
【００２６】
【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、本発明の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、該アクティブマトリクス基板の画素配列層側に対向して配置され、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該電極部の間の領域に形成される光導電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備えている二次元画像検出器であって、これら両基板が、該画素電極に対応してパターン形成された導電性を有する導電接続材によって電気的に接続されており、これら両基板には該導電接続材を圧縮する方向の力がかけられていることを特徴としている。
【００２７】
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導電接続材により接続する際、両基板に導電接続材を圧縮する方向の力が負荷することによって、両基板間の接続を補強することができる。したがって、二次元画像検出器の構造的強度を向上させることができる。
【００２８】
さらに、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力、あるいは導電接続材自体の材料強度が両基板間の接続状態を保つのに不十分である場合においても、接続を補強して維持することができる。よって、導電接続材の接続破壊にともなう両基板の剥離を防止することが可能となる。
【００２９】
また、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力が極めて弱い、あるいは接着性を全く有さない場合においても、両基板間の接続状態を維持することができる。よって、このような導電接続材であっても、両基板間の電気的接続のみの目的で使用することが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記のアクティブマトリクス基板および対向基板は、貼り合わされた両基板間に形成される接続面内部空間を密閉するように、貼り合わせ面の全周縁部にシール部材が配設されていることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成により、さらに、接続面内部空間を密閉するようにシール部材を配設して、接続面内部空間に対して外部の圧力を高く保つことができる構造とすることによって、外部からの加圧、あるいは接続面内部空間の減圧により、外部雰囲気と接続面内部空間との間に圧力差を生じさせることが可能となる。したがって、導電接続材を圧縮する方向の力を両基板に負荷して、均一に導電接続材を圧縮し、両基板間の接続状態を保つことができる。すなわち、両基板の接続状態を補強あるいは維持することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間の圧力を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴としている。
【００３３】
上記の構成により、さらに、両基板を貼り合わせた後であっても、接続面内部空間の圧力を外部空間の圧力に対して適宜調整することが可能となる。したがって、導電接続材にかかる圧縮力を最適にできる。また、二次元画像検出器を使用していない時には、接続面内部空間の圧力を常圧にして、両基板および導電接続材から不要な負荷を除いておくこともできる。
【００３４】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間が外部空間よりも減圧されていることを特徴としている。
【００３５】
上記の構成により、さらに、接続面内部空間と外部雰囲気との間に圧力差が生じ、両基板は主に接続方向に加圧力を受けるため、接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間よりも高圧の雰囲気中におかれることを特徴としている。
【００３７】
上記の構成により、さらに、両基板に対して外部より加圧力が生じ、両基板は主に接続方向に加圧力を受けるため、導電接続材による両基板の接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【００３８】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間よりも高圧状態の装着室を備え、検出光に対して透過性を有する耐圧容器を備えるとともに、上記の貼り合わされたアクティブマトリクス基板および対向基板が該耐圧容器の装着室に装着されていることを特徴としている。
【００３９】
上記の構成により、さらに、高圧の装着室と低圧の接続面内部空間との間の圧力差により、両基板は外部より主に接続方向に加圧力を受けるため、導電接続材による両基板の接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【００４０】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記の貼り合わされたアクティブマトリクス基板および対向基板と、それぞれ基板全面で接触して、これら両基板を上記導電接続材を圧縮する方向に押圧する押圧装置を備えるとともに、これら両基板が該押圧装置に装着されていることを特徴としている。
【００４１】
上記の構成により、さらに、両基板の接続面内部空間を外部より密閉することなく、両基板の接続方向のみに力を均等に加えることが可能となる。なお、押圧装置は、検出光に対して透過性を有し、基板面を均一に押圧できるものであればよい。
【００４２】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記導電接続材が弾性を有することを特徴としている。
【００４３】
上記の構成により、さらに、両基板を導電接続材を介して電気的に接続する際、導電接続材および両基板の表面に凹凸を有する場合においても、導電接続材の弾力によって吸収することができるため、両基板間の接触不良発生を極力抑えることが可能となる。
【００４４】
さらに、本発明の二次元画像検出器は、上記接続面内部空間に、上記アクティブマトリクス基板と上記対向基板との間隔を保持する間隔保持材が配設されていることを特徴としている。
【００４５】
上記の構成により、さらに、接続面内部空間に間隔保持材が配設されているため、両基板に導電接続材を圧縮する方向の力が負荷されても、両基板間の間隔を保持することが可能となる。よって、二次元画像検出器の構造的強度を向上させることができる。したがって、両基板に加圧力を安全に負荷できるとともに、加圧状態での使用の安全性が向上する。
【００４６】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図１から図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４７】
図２は本実施の形態に係る二次元画像検出器の正面図である。図１は図２のＢ−Ｂ線矢視断面図であり、上記二次元画像検出器の全体構造の概略を示す断面による説明図である。図３は図１の領域Ａの詳細断面図であり、１画素領域の拡大図である。
【００４８】
図１に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、画素電極（ドレイン電極兼用）１２が形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極（対向基板側接続電極）２０が形成された対向基板（対向側半導体基板）２とが、画素電極１２と接続電極２０とが対向して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられた感光性導電性樹脂（導電接続材）３と、ギャップ保持材（間隔保持材）２５と、シール剤（シール部材）２１とを介して貼り合わされた構造である。
【００４９】
すなわち、上記二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板１上の画素電極１２と対向基板２上の接続電極２０とが、フォトリソグラフィ技術により各電極ごとにパターン形成された感光性導電性樹脂３によって接着および電気的に接続されることにより、基本構成が形成されている。
【００５０】
図３に示すように、上記アクティブマトリクス基板１は、ガラス基板４上にＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート電極５およびソース電極６）、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）（スイッチング素子）７、電荷蓄積容量（Ｃｓ電極）８などからなる画素配列層１ａが形成されている。上記アクティブマトリクス基板１は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板と同じプロセスによって形成することができる。図３を参照しながら、各層を積層工程順に具体的に説明する。
【００５１】
上記ガラス基板４は、無アルカリガラス基板である。ガラス基板４としては、例えば、コーニング社製＃７０５９や＃１７３７を使用することができる。
【００５２】
上記のゲート電極５および電荷蓄積容量８は、ガラス基板４の上にＴａなどの金属膜をスパッタ蒸着により約３０００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。ゲート電極５および電荷蓄積容量８は同時に形成できる。
【００５３】
上記のゲート電極５および電荷蓄積容量８の上に、絶縁膜９がＳｉＮｘやＳｉＯｘによりＣＶＤ法で約３５００・成膜して形成される。絶縁膜９は、ゲート絶縁膜あるいは蓄積容量（Ｃｓ）として作用する。なお、絶縁膜９としては、ＳｉＮｘやＳｉＯｘだけでなく、ゲート電極５および電荷蓄積容量８を陽極酸化した陽極酸化膜を併用することもできる。
【００５４】
上記ＴＦＴ７のチャネル部となるｉ型のａ−Ｓｉ膜１０と、ソース電極６およびドレイン電極とのコンタクトを図るｎ+ 型のａ−Ｓｉ膜１１とが、ＣＶＤ法でそれぞれ約１０００・、約４００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。
【００５５】
上記のソース電極６および画素電極１２は、ＴａやＡｌなどの金属膜であり、スパッタ蒸着で約３０００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。なお、本実施の形態では、画素電極１２とドレイン電極とを兼用しているが、画素電極１２とドレイン電極を別々に形成してもよく、また、画素電極１２にＩＴＯ (indium tin oxide) などの透明電極を使用することも可能である。
【００５６】
その後、画素電極１２の開口部（感光性導電性樹脂３の積層部位）以外の領域を絶縁保護するために、絶縁保護膜１３が、ＳｉＮｘやＳｉＯｘの絶縁膜をＣＶＤ法で約３０００・成膜後、所望の形状にパターニングして形成される。なお、絶縁保護膜１３には、無機の絶縁膜の他に、アクリルやポリイミド等の有機絶縁膜を使用することも可能である。
【００５７】
以上の工程により、アクティブマトリクス基板１を形成することができる。なお、ここでは、ＴＦＴ素子として、ａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造のＴＦＴ７を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いてもよいし、スタガ構造にしてもよい。
【００５８】
一方、上記対向基板２は、ガラス基板（対向側支持基板）１４上に、上部電極（電極部）１５、電荷阻止層１６、半導体層１７、電荷阻止層１８、金属膜１９が順に積層されて形成されている。なお、電荷阻止層１８と金属膜１９とから上記接続電極２０は構成されている。そして、対向基板２は、以下のプロセスにより形成することができる。
【００５９】
上記ガラス基板１４は、対向基板２の支持基板であり、Ｘ線や可視光に対して透過性を有する。ガラス基板１４としては、厚さ約０．７ｍｍ〜１．１ｍｍのガラス基板（例えば、コーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用いることができる。なお、本実施の形態では、対向基板２の支持基板としてガラス基板１４を用いているが、後述する光導電体（半導体層１７）自体を対向基板２の支持基板としても構わない。
【００６０】
上記上部電極１５は、Ａｕ，ＩＴＯなどの導電膜であり、ガラス基板１４の片面のほぼ全面に形成される。なお、上部電極１５として可視光に対して透明なＩＴＯ電極を用いることにより、二次元画像検出器を可視光に対応させることが可能である。
【００６１】
上記電荷阻止層１６は、ＺｎＴｅの多結晶膜であり、上部電極１５のほぼ全面にＭＯＣＶＤ法を用いて約１μｍの厚みで形成される。上記半導体層１７は、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜であり、電荷阻止層１６上にＭＯＣＶＤ法を用いて約０．５ｍｍの厚みで形成される。上記電荷阻止層１８は、ＣｄＳの薄膜であり、半導体層１７上にＭＯＣＶＤ法を用いて約１μｍの厚みで形成される。
【００６２】
ここで、ＭＯＣＶＤ法は大面積基板への成膜に適しており、原料である有機カドミウム（ジメチルカドミウム［ＤＭＣｄ］）、有機テルル（ジエチルテルル［ＤＥＴｅ］やジイソプロピルテルル［ＤｉＰＴｅ］）、有機亜鉛（ジエチル亜鉛［ＤＥＺｎ］やジイソプロピル亜鉛［ＤｉＰＺｎ］やジメチル亜鉛［ＤＭＺｎ］）を用いて４００〜５００℃の成膜温度で成膜が可能である。なお、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅおよびＣｄＳの成膜方法としては、上記ＭＯＣＶＤ法以外にも、スクリーン印刷・焼成法、近接昇華法、電析法、スプレー法等の成膜方法を用いることも可能である。
【００６３】
上記の電極構造は、ＺｎＴｅ／ＣｄＴｅ／ＣｄＳのＰＩＮ（positive-intrinsic-negative diode・）接合構造からなる阻止型フォトダイオードを形成しており、Ｘ線を照射しない時の暗電流の低減に寄与している。なお、阻止型フォトダイオードの構造としては、ＰＩＮ構造に限らず、ＭＩＳ（metal-insulator-semiconductor・）構造、ヘテロ接合構造、ショットキー接合構造等のフォトダイオードを形成しても同様の効果が得られる。これらの場合は、それぞれの接合構造に応じて適当な半導体、誘電体層を設けるとよい。
【００６４】
上記接続電極２０は、上記電荷阻止層１８上に金属膜１９が積層されて形成される。すなわち、Ａｕ、Ｐｔ、ＩＴＯなどの導電膜である金属膜１９を電荷阻止層１８の上にスパッタ蒸着によって約２０００・成膜後、電荷阻止層１８および金属膜１９を、アクティブマトリクス基板１に形成された画素電極１２と対向するようにパターニングして形成される。なお、本実施の形態では、画素電極１２および接続電極２０の両電極とも、一辺が１００μｍの正方形であり、ピッチを１５０μｍとして形成される。
【００６５】
そして、図１に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、以上のプロセスにより形成されたアクティブマトリクス基板１と対向基板２とが、画素電極１２と接続電極２０とが対向して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられた感光性導電性樹脂３により貼り合わされて形成されている。ここで、感光性導電性樹脂３としては、未硬化部をアルカリ性水溶液で除去するアルカリ現像型の感光性樹脂に炭素の微粒子（顔料）を混入して導電性を付与したものが好適である。
【００６６】
アクティブマトリクス基板１と対向基板２との間には、感光性導電性樹脂３が存在しない場所に、ギャップ保持材２５が設けられている。ギャップ保持材２５を両基板１・２間に散布しておくことにより、両基板１・２にギャップを狭める方向の負荷がかけられても、所定のギャップ間隔を維持することができる。
【００６７】
また、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせにより両基板間に形成される接続面内部空間２３を外部より密閉するため、両基板の貼り合わせ面の全周縁部、すなわち表示エリアの全外周に約１ｃｍ幅のシール剤（シール部材）２１を配置して、外壁が形成されている。そして、シール剤２１には、接続面内部空間２３から外部まで貫通した貫通孔（圧力調整手段）２２が数カ所（図２では、４辺の各中央部に１カ所ずつ）設けられている。この貫通孔２２によって、外部より接続面内部空間２３の圧力を調整できるようになっている。なお、貫通孔２２の形状、数および位置等は適宜設定することができる。
【００６８】
つづいて、図４（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、上記のアクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせプロセスについて、詳細に説明する。なお、図４（ａ）〜（ｅ）には、図２のＢ−Ｂ線における矢視断面を示してある。
【００６９】
第１の工程（図４（ａ））
アクティブマトリクス基板１上の画素エリア全体に感光性導電性樹脂３を成膜する。本実施の形態では、感光性導電性樹脂３としてアクリル系の感光性樹脂にカーボン微粒子を分散させて導電性を付与したネガ型の感光性導電性樹脂を使用し、フォトリソグラフィ技術により画素電極上にパターン形成する。
【００７０】
第２の工程（図４（ｂ））
感光性導電性樹脂３をフォトマスク２４を介して露光した後、現像処理を施して、感光性導電性樹脂３を画素電極１２上にパターン形成する。本実施の形態では、１５０μｍ□の画素電極１２に対して、感光性導電性樹脂３を８０μｍφの円柱状にパターン形成する。
【００７１】
第３の工程（図４（ｃ））
アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面の周縁部にシール剤２１を配置する。本実施の形態では、シール剤２１としてエポキシ系樹脂を使用する。そして、シール剤２１が熱硬化前の軟化状態時に、ある程度圧力変化に耐えられるように、シール剤２１の形成幅は約１ｃｍと大きくする。また、シール剤２１の高さを１０μｍとし、感光性導電性樹脂３の膜厚８μｍよりもやや高くしておくことによって、接続面内部空間２３を外部に対して密閉し易くしてある。さらに、シール剤２１の配置に際しては、数カ所に接続面内部空間２３から外部まで貫通した貫通孔２２を設けて、外部より接続面内部空間２３の圧力を調整できるようにしておく。
【００７２】
なお、外壁を形成するシール剤２１は、エポキシ樹脂以外に、シリコーン樹脂など耐熱性、気密性に優れた樹脂材料を使用することができる。また、本実施の形態ではシール剤２１により外壁を形成したが、外壁の形成方法としては、これに限定されるものではない。例えば、感光性導電性樹脂３を形成すると同時に、アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面の周縁部に、感光性導電性樹脂３を用いて外壁を形成することも可能である。
【００７３】
また、必要に応じて、アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面全体にギャップ保持材２５を配置する。本実施の形態では、アクティブマトリクス基板１の貼り合わせ面全体に粒子径６−７μｍφのプラスチックビーズをギャップ保持材２５として散布する。ギャップ保持材としては、プラスチックビーズ以外に、ガラスビーズなどの絶縁性材料を用いても構わない。
【００７４】
第４の工程（図４（ｄ））
アクティブマトリクス基板１と対向基板２とを、画素電極１２と接続電極２０とが対向するように配置する。
【００７５】
第５の工程（図４（ｅ））
貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２を減圧プレス装置２６に装着し、シール剤２１の貫通孔２２より脱気して接続面内部空間２３を減圧した後、加熱処理を施して両基板１・２を熱圧着する。本実施の形態では、減圧プレス装置２６を用いて、両基板１・２を約１５０℃で熱圧着する。そして、熱圧着後、約１５０℃で２時間焼成して、感光性導電性樹脂３の熱重合を促進することにより、接着力を向上させる。なお、両基板１・２の熱圧着方法としては、オートクレーブ（加圧プレス）、減圧プレス、剛体プレスなど様々な方法から適宜選択することができる。
【００７６】
なお、両基板１・２の貼り合わせ面に対してあらかじめシランカップリング処理を施すことによって、両基板１・２の界面と感光性導電性樹脂３との密着性が向上させ、両基板１・２の接着力をより強力にすることができる。
【００７７】
つぎに、上述した感光性導電性樹脂３によるアクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を補強する方法について説明する。
【００７８】
具体的には、両基板１・２の貼り合わせ面の周縁部に配設したシール剤２１の数カ所に設けた貫通孔２２から吸引することにより、接続面内部空間２３を減圧する。
【００７９】
これにより、接続面内部空間２３と外部雰囲気との間に圧力差が生じて、両基板１・２に対して互いにその接続方向に均等な加圧力が負荷される。よって、感光性導電性樹脂３による両基板１・２の接続を補強することができる。
【００８０】
ここで、両基板１・２間にはギャップ保持材２５が散布されているため、両基板１・２間のギャップがギャップ保持材２５の粒子径以下になることはない。なお、感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材２５の材料強度が、接続面内部空間２３の減圧によって生じる加圧力に耐え得る程度に調整されることはもちろんである。
【００８１】
本実施の形態では、減圧度を−３００Ｔｏｒｒに設定したが、−７６０Ｔｏｒｒ付近まで減圧しても感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材２５の破壊や、両基板１・２間のギャップ不良等の問題は生じなかった。
【００８２】
そして、接続面内部空間２３の減圧度は、二次元画像検出器の使用中は一定に保つことが好ましい。これは、接続面内部空間２３の圧力変化により各画素間を接続している感光性導電性樹脂３に微妙な形状変化が生じて電気的接続状態が不安定になることを防ぐためである。
【００８３】
接続面内部空間２３の減圧度を一定に保つ方法としては、減圧終了後、貫通孔２２を閉鎖して接続面内部空間２３を密閉することが最も簡便な方法であるが、これを完全に密閉することは困難である。そこで、本実施の形態では、二次元画像検出器の使用中は所定の減圧度を保つように接続面内部空間２３を貫通孔２２から断続的に吸引する。
【００８４】
また、二次元画像検出器を使用していない状態では、接続面内部空間２３は常圧もしくは常圧に極めて近い状態に保っておくことが好ましい。すなわち、減圧で生じる加圧力による感光性導電性樹脂３およびシール剤２１への負荷を可能な限り解消しておくことによって、二次元画像検出器自体の寿命を長く保つことができる。
【００８５】
そして、接続面内部空間２３を常圧に戻すときは、接続面内部空間２３の保護のため、フィルタを用いて塵等の不純物を除いた清浄な空気で置換する。さらに、空気中の水分が接続面内部空間２３、特に感光性導電性樹脂３およびシール剤２１に悪影響を与えるおそれがあるため、理想的にはＮ2 、Ａｒ等の不活性ガスで置換することがより望ましい。なお、本実施の形態ではＮ2 ガスを用いた。
【００８６】
なお、本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を用いて露光、現像処理により感光性導電性樹脂３を各画素ごとにパターン形成して、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を行なったが、使用可能な導電性材料としてはこれに限らない。例えば、電着法やスクリーン印刷法によって、導電性材料を各画素電極１２上に選択的に配置する場合においても、上記の感光性導電性樹脂３と同様の接続補強が可能である。
【００８７】
また、感光性導電性樹脂３は、アクティブマトリクス基板１の画素電極１２上にパターン形成したが、対向基板２の接続電極２０上にパターン形成しても構わない。さらに、感光性導電性樹脂３のパターン形状を円柱状としたが、パターン形状としてはこれに限らず、例えば四角柱状としても構わない。
【００８８】
また、本実施の形態では、接続面内部空間２３をシール剤２１により外部雰囲気から密閉して、接続面内部空間２３のみを減圧する方法を用いた。しかし、シール剤２１等により接続面内部空間２３を外部雰囲気より構造的に遮断する以外に、フィルム状のシート等により貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２の全体を包装した後、包装内部を密閉した状態で減圧することによっても、上記のシール剤２１を設ける場合と全く同様の効果が得られる。
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
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１と対向基板２とを二次元画像検出器の外部から加圧して、両基板１・２間の接続を補強するものである。具体的には、上記二次元画像検出器は、感光性導電性樹脂３で接続された両基板１・２を加圧雰囲気下に密閉することにより、両基板１・２が主に互いの接続方向に力を受けて、接続の強度補強を効果的に行う。
【００９０】
図５に示すように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、実施の形態１で説明した二次元画像検出器と基本的構造が同一である。なお、図５には、図２のＢ−Ｂ線矢視断面図に相当する矢視断面図を示してある。
【００９１】
すなわち、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、画素電極（ドレイン電極兼用）１２が形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極（対向基板側接続電極）２０が形成された対向基板（対向側半導体基板）２とが、画素電極１２と接続電極２０とが対向して接続されるように、各画素ごとに独立して設けられた感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材（間隔保持材）２５を介して貼り合わされた構造を有している。
【００９２】
そして、上記二次元画像検出器は、貼り合わされた両基板１・２が、接続面内部空間２３を常圧もしくは減圧状態で密閉されるとともに、耐圧容器２７の内部に装着されている。上記耐圧容器２７は、高圧ガスを導入して、接続面内部空間２３よりも高圧の状態を維持できる装着室２７ａを備えている。また、上記耐圧容器２７は、上記二次元画像検出器が検出すべき検出光（入射光）を両基板１・２に導くように、耐圧容器２７の本体が検出光に対して透過性を有する材質によって形成されている。
【００９３】
よって、アクティブマトリクス基板１上の画素電極１２と対向基板２上の接続電極２０とを感光性導電性樹脂３を用いて接着かつ電気的に接続するまでのプロセスは、基本的に実施の形態１と同様である。
【００９４】
つぎに、上述した感光性導電性樹脂３によるアクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を補強する方法について説明する。
【００９５】
第１の工程
各画素ごとにパターン形成された感光性導電性樹脂３により接続されたアクティブマトリクス基板１および対向基板２を、接続面内部空間２３を常圧もしくは常圧以下に減圧した状態で外部より密閉した状態にする。
【００９６】
第２の工程
貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２を、耐圧容器２７の装着室２７ａに挿入して装着する。
【００９７】
第３の工程
貼り合わせた両基板１・２を内部に装着した耐圧容器２７を外界より密閉した後、耐圧容器２７内部にＮ2 、Ａｒガス等の不活性ガスを導入して高圧状態にする。これにより、貼り合わせた両基板１・２の接続面内部空間２３と外部雰囲気、すなわち耐圧容器２７内部との間に圧力差が生じ、両基板１・２は主に互いの接続方向に均等な圧力を受ける。その結果、感光性導電性樹脂３による両基板１・２の接続を補強することができる。
【００９８】
ここで、本実施の形態では、上記耐圧容器２７は、基本的に、Ｘ線を十分透過するものであり、かつ、内部にＮ2 、Ａｒガス等の不活性ガスを導入して耐圧容器２７の装着室２７ａを高圧に保つことが可能であればよい。すなわち、本実施の形態では、耐圧容器２７としてアルミニウム合金製のものを使用したが、その他にもステンレス、プラスチック（樹脂成型物）等のものを耐圧容器２７として使用できる。なお、必要に応じて、対向基板２の内部温度調節用に耐圧容器２７の装着室２７ａに循環ファンを配設してもよい。
【００９９】
また、上記の二次元画像検出器の使用中、接続面内部空間２３への圧力漏れが生じる場合は、外部との圧力差を保つため、接続面内部空間２３をその都度減圧すればよい。
【０１００】
さらに、両基板１・２間にはギャップ保持材２５が散布されているため、両基板１・２間のギャップがギャップ保持材２５の粒子径以下になることはない。なお、感光性導電性樹脂３およびギャップ保持材２５の材料強度が、外部雰囲気からの加圧力に耐え得る範囲内で調整されることはもちろんである。そして、本実施の形態では、両基板１・２の接続面内部空間２３を常圧で密閉した状態で、耐圧容器２７内の圧力を１ｋｇｆ／ｃｍ2 とした。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、フォトリソグラフィ技術を用いて露光、現像処理により感光性導電性樹脂３を各画素ごとにパターン形成して、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の接続を行なったが、使用可能な導電性材料としてはこれに限らない。例えば、電着法やスクリーン印刷法によって、導電性材料を各画素電極１２上に選択的に配置する場合においても、上記の感光性導電性樹脂３と同様の接続補強が可能である。
【０１０２】
このような貼り合わせ基板の接続強度の補強方法は、接続面内部空間と外部に圧力差を生じさせるものであり、これは実施の形態１で示した方法と基本的には同じ原理である。ただし、本実施の形態では、接続面内部空間が存在しない場合においても、外部雰囲気の加圧のみによって接続強度の補強効果を十分に得ることが可能である。したがって、この補強方法は、上記の各画素ごとに選択的に配置された導電性材料の他にも、異方導電性接着剤のように基板接続面全体に配置される導電性材料に対しても適応可能である。
【０１０３】
さらに、両基板１・２に対する加圧方法としては、上記の容器内部自体を加圧する方法以外の加圧方法を用いても構わない。
【０１０４】
例えば、図６に示すように、貼り合わせたアクティブマトリクス基板１および対向基板２全体を耐圧容器（押圧装置）２８内に装着した状態で、加圧により容積が膨張する加圧容器（押圧装置）２９を両基板１・２と耐圧容器２８との隙間に配設する。そして、両基板１・２の外表面の全面と加圧容器２９の表面とを接触させた状態で、ガス供給管２８ａを通じてＮ2 あるいはＡｒガスを導入して、加圧容器２９内部を高圧にすることにより、間接的に両基板１・２をその接続方向に加圧することが可能である。
【０１０５】
なお、上記耐圧容器２８は、上記耐圧容器２７（図５）と同様に、内部の加圧容器２９の膨張による負荷に耐えられるようになっている。また、上記耐圧容器２８および加圧容器２９は、上記二次元画像検出器が検出すべき検出光（入射光）を両基板１・２に導くように、耐圧容器２７の本体が検出光に対して透過性を有する材質によって形成されている。
【０１０６】
ここで、耐圧容器２８および加圧容器２９を用いる二次元画像検出器（図６）は、基本的に加圧により両基板１・２の接続を補強する点では、加圧容器２７を用いる二次元画像検出器（図５）と同様である。しかし、耐圧容器２８および加圧容器２９を用いる二次元画像検出器（図６）では、両基板１・２の貼り合わせ面の周縁部に配置したシール剤２１の有無に関わらず、両基板１・２に対する加圧が可能である。すなわち、耐圧装置２８および加圧容器２９を用いる場合には、シール剤２１を接続面内部空間２３を密閉するように形成しなくてよい。
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１および２において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０７】
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１および対向基板２を導電性材料で電気的に接続する際、導電性材料の接着力が両基板１・２の接続を保持するのに不十分、あるいは接着性を全く持たない場合であっても、実施の形態１および２に示した接続強度の補強方法を用いて、両基板１・２を導電性材料を介して電気的に接続された状態を保持するものである。
【０１０８】
図７に、本実施の形態に係る二次元画像検出器の構成の概略を示す。なお、図７には、図２のＢ−Ｂ線矢視断面図に相当する矢視断面図を示してある。
【０１０９】
本実施の形態に係る二次元画像検出器のアクティブマトリクス基板１および対向基板２は、実施の形態１と全く同じプロセスによって作成される。アクティブマトリクス基板１側の各画素電極１２上には、スクリーン印刷法により、８０μｍφ、５０μｍｔの大きさの導電性シリコーン（導電接続材）３１が１５０μｍピッチでパターン形成されている。なお、導電性シリコーン３１の各パターン間は距離を保つことによって、絶縁性が確保されている。
【０１１０】
ここで、導電性シリコーン３１の導電性ゴムとしては、シリコーンゴムにカーボンブラック、グラファイト等の炭素系材料を添加して導電性を付与したものが最も一般的である。導電性を付与する材料としては、炭素系材料の他に、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ等の金属系粉末や、ガラスビーズや樹脂等の粉末に金属を被覆した粒子等がある。また、硬化剤等を適宜含有してもよい。
【０１１１】
図８は、導電性シリコーン３１のパターン形成に用いるスクリーン印刷機の概要を示したものである。アクティブマトリクス基板１（もしくは対向基板２）の接続面上に、画素電極１２（もしくは接続電極２０）に対応した位置に穴が配設されたスクリーン４１に、スキジ４２により導電性材料ペースト４３を押し込むことによって、導電性シリコーン３１がパターン印刷される。なお、導電性シリコーン３１のパターン形成には、プラズマディスプレイの製造等に使用される大型スクリーン印刷機を一部改良して使用することができる。
【０１１２】
ここで、通常のスクリーン印刷法では、印刷のパターン精度が不十分である。すなわち、繊維のメッシュ版を利用したメッシュスクリーンでは、１５０μｍピッチで６０μｍφのドットパターン形成が困難であった。そこで、本実施の形態では、Ｎｉ、ステンレス等の薄い金属シートに、印刷パターンに応じた穴が配設されたメタルマスクを用いることによって、１５０μｍピッチ、８０μｍφ、６０μｍｔのドットパターンの形成を可能としている。
【０１１３】
また、上記二次元画像検出器では、画素エリアの外周部、すなわち貼り合わせ面の全周縁部にも導電性シリコーン（シール部材）３２を幅１ｃｍで配置し、貼り合わせ面内部を密閉する機能を付加している。ここで、導電性シリコーン３２の高さを約６０μｍとし、画素電極１２（もしくは接続電極２０）上の導電性シリコーン３１よりもやや高くしておくことによって、接続面内部空間２３を外部に対して密閉が容易となる。
【０１１４】
なお、上記導電性シリコーン３２は導電性を有していなくてもよい。しかし、導電性シリコーン３２に導電性シリコーン３１と同じ材料を用いることにより、導電性シリコーン３２を導電性シリコーン３１のドットパターン形成と同時工程で配置することが可能となる。そして、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の貼り合わせ面において、導電性シリコーン３２が接触する部位を絶縁膜（図示しない）で覆われた構造とすることによって、導電性シリコーン３２が有する導電性による不都合の発生を防止することができる。
【０１１５】
さらに、図２に示したように、貼り合わせ面周縁部に外壁を形成している導電性シリコーン３２の数カ所に接続面内部空間２３から外部へ貫通した貫通孔２２を設けることにより、外部から圧力調整が可能になっている。なお、接続面内部空間２３を密閉する材料としては、導電性シリコーン３２の他に、実施の形態１および２と同様、シール剤２１を用いても構わない。この場合、両基板１・２の周縁部はシール剤２１により固定されるが、幅１ｃｍ、高さ６０μｍ程度のものであれば加圧による画素電極１２と接続電極２０との接続に支障はない。
【０１１６】
画素電極１２（もしくは接続電極２０）への導電性シリコーン３１の配置完了後、パターン形状を安定させるため、加熱により導電性シリコーン３１を硬化させる。なお、加熱処理を施さなくても、時間経過とともにシリコーンの硬化は進行する。
【０１１７】
また、両基板１・２の貼り合わせ面全体に粒子径４５〜５０μｍφのギャップ保持材２５が散布されている。なお、ギャップ保持材２５には、プラスチックビーズを使用することができる。
【０１１８】
つぎに、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との接続は、以下のように行うことができる。
【０１１９】
両基板１・２を導電性シリコーン３１を介して電気的接続を維持する方法は、基本的に実施の形態１に示した接続補強方法と同様である。すなわち、接続面内部空間２３を減圧することにより、外部より均等な加圧力（大気圧）が両基板１・２の接続方向に加わり、画素電極１２および接続電極２０が導電性シリコーン３１を介してそれぞれ対向する電極と電気的に接続される。なお、実施の形態２で示したように、接続面内部空間２３を常圧あるいは減圧保持した状態で外部雰囲気を加圧状態にすることによっても、上記と同様の効果が得られる。
【０１２０】
本実施の形態に係る二次元画像検出器では、両基板１・２を接続する導電性材料は、それ自体に接着力はないが、大きな弾性を有している。よって、両基板１・２の貼り合わせ面上の凹凸やうねり等を導電性材料（導電性シリコーン３１）によって吸収することができる。したがって、画素電極１２および接続電極２０間の非接触を原因とする導通不良を防止することが可能である。また、上記二次元画像検出器では、導電性シリコーン３１による接続が接着による接続でないため、接着剥離等の接着剤に特有の不良要因について考慮する必要がない。
【０１２１】
なお、アクティブマトリクス基板１の画素電極１２上への導電性材料のパターン形成については、スクリーン印刷法の他にも、インクジェットによるパターン形成法や、オフセット印刷、あるいは感光性シリコーンを用いたフォトリソグラフィ技術によるパターン形成法を用いてもよい。
【０１２２】
また、導電性材料のパターン形成をアクティブマトリクス基板１上の画素電極１２上に行ったが、対向基板２上の接続電極２０上にパターン形成しても構わない。さらに、両基板１・２の画素電極１２および接続電極２０の両方に導電性材料をパターン形成し、導電性材料同士を接触させることもできる。
【０１２３】
以上のように、本発明に係る二次元画像検出器は、導電性材料によるアクティブマトリクス基板および対向側半導体基板の接続状態を、貼り合わせ面空間（接続面内部空間）内外の圧力調節により補強する。
【０１２４】
これにより、信頼性の高い二次元画像検出器の実現が可能となる。また、導電性材料を選択する際、多少接着力が不十分であっても採用することが可能となる。
【０１２５】
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および対向側半導体基板間の接続に用いる導電性材料自体が接着性をほとんど有さないものであっても、両基板の接続面空間内外の圧力調整によって、両基板間の電気的接続状態を維持することが可能となる。したがって、接続に使用する導電性材料を選択する際、一方の基板側にドットパターンとして固定が可能な程度の、最低限の接着性を有するものであればよい。
【０１２６】
また、上記二次元画像検出器は、接続材料に大きな弾性を有するものを採用することによって、接続面の凹凸を接続材料部分で吸収することができる。これにより、接続基板電極間の電気的接続に対する信頼性が向上する。
【０１２７】
なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、以下のように構成することができる。
【０１２８】
本発明に係る二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、スイッチング素子を介して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、画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、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ている二次元画像検出器において、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ており、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板の画素配列層と、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、両基板は、導電性材料により接着かつ電気的に接続された状態で、両基板がその接続方向に加圧されている構成としてもよい。
【０１２９】
この構成によれば、導電性材料による両基板の接続に際して、導電性材料の接着力、あるいは導電性材料自体の材料強度が両基板間の接続状態を保つのに不十分である場合においても、接続の破壊にともなう両基板の剥離が生じるおそれを低減することが可能となる。
【０１３０】
上記の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、スイッチング素子を介して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、画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、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ている二次元画像検出器において、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ており、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板の画素配列層と、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、両基板は、導電性材料を介した状態でその接続方向に加圧されることにより電気的に接続されている構成としてもよい。
【０１３１】
この構成によれば、両基板の接続に用いる導電性材料の接着力が極めて弱い、あるいは接着性を全く有さない場合においても、これを導電性接続材として上下基板間の電気的接続のみの目的で使用することが可能となる。
【０１３２】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料が弾性を有していてもよい。この構成によれば、両基板を導電性材料を介して電気的に接続する際、導電性材料および両基板の表面に凹凸を有する場合においても、導電性材料の弾力によって凹凸を吸収することが可能であり、両基板間の接触不良発生を極力抑えることが可能となる。
【０１３３】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料が、各画素電極ごとに独立して配置されており、かつ導電性材料により接続されたアクティブマトリクス基板および対向基板の接続面内部空間が、外部に対して密閉されている構成としてもよい。
【０１３４】
この構成によれば、外部からの加圧、あるいは接続面内部空間の減圧により、外部雰囲気と接続面内部空間の間に圧力差を生じさせることが可能となる。
【０１３５】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料により接続されたアクティブマトリク
ス基板および対向基板の接続面内部空間が、減圧されている構成としてもよい。
【０１３６】
この構成によれば、両基板の接続面内部空間と外部雰囲気との間に圧力差が生じ、両基板が主に接続方向に加圧力を受けることにより、接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【０１３７】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料により接続されたアクティブマトリクス基板および対向基板が、加圧雰囲気下に密閉されている構成としてもよい。
【０１３８】
この構成によれば、両基板に対して外部より加圧力が生じ、両基板が主に接続方向に加圧力を受けることにより、接続を補助あるいは保持することが可能となる。
【０１３９】
上記の二次元画像検出器は、導電性材料により接続されたアクティブマトリクス基板および対向基板の少なくとも一方が、その基板表面全体にわたり接触した、内部が加圧状態にある密閉容器により間接的に加圧されている構成としてもよい。
【０１４０】
この構成によれば、特に両基板の接続面内部空間を外部より密閉する必要なしに、両基板の接続方向のみに力を均等に加えることが可能となる。
【０１４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の二次元画像検出器は、格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、該アクティブマトリクス基板の画素配列層側に対向して配置され、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該電極部の間の領域に形成される光導電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備えている二次元画像検出器であって、これら両基板が、該画素電極に対応してパターン形成された導電性を有する導電接続材によって電気的に接続されており、これら両基板には該導電接続材を圧縮する方向の力がかけられている構成である。
【０１４２】
それゆえ、アクティブマトリクス基板と対向基板との接続を補強することができる。したがって、二次元画像検出器の構造的強度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４３】
さらに、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力、あるいは導電接続材自体の材料強度が両基板間の接続状態を保つのに不十分である場合においても、接続を補強して維持することができる。よって、導電接続材の接続破壊にともなう両基板の剥離を低減することができるという効果を奏する。
【０１４４】
また、両基板の接続に用いる導電接続材の接着力が極めて弱い、あるいは接着性を全く有さない場合においても、両基板間の接続状態を維持することができる。よって、このような導電接続材を、両基板間の電気的接続のみの目的で使用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図２に示した二次元画像検出器のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図２】 本発明の一実施の形態に係る二次元画像検出器の正面図である。
【図３】 図１の領域Ａの詳細断面図であり、図２に示した二次元画像検出器の１画素領域の構成の概略を示す拡大断面図である。
【図４】 図２に示した二次元画像検出器の貼り合わせプロセスを示す説明図であり、図４（ａ）は感光性導電性樹脂の成膜工程、図４（ｂ）は感光性導電性樹脂の露光・現像工程、図４（ｃ）はシール剤配置工程およびギャップ保持材散布工程、図４（ｄ）はアクティブマトリクス基板と対向基板との位置合わせ工程、図４（ｅ）はアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせ工程を示す。
【図５】 本発明の他の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図６】 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図７】 本発明のさらに他の実施の形態に係る二次元画像検出器の全体構成の概略を示す断面図である。
【図８】 図７に示した二次元画像検出器の導電性シリコーンのパターン形成に用いるスクリーン印刷機の概要を示す説明図である。
【図９】 従来の放射線二次元画像検出器の構成を概要を示す説明図である。
【図１０】 図９に示した従来の放射線二次元画像検出器の１画素領域の構成の概略を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１ アクティブマトリクス基板
１ａ 画素配列層
２ 対向基板
３ 感光性導電性樹脂（導電接続材）
５ ゲート電極（電極配線）
６ ソース電極（電極配線）
７ ＴＦＴ（スイッチング素子）
８ 電荷蓄積容量
１２ 画素電極
１５ 上部電極（電極部）
１７ 半導体層
２１ シール剤（シール部材）
２２ 貫通孔（圧力調整手段）
２３ 接続面内部空間
２５ ギャップ保持材（間隔保持材）
２７ 耐圧容器
２７ａ 装着室
２８ 耐圧容器（押圧装置）
２９ 加圧容器（押圧装置）
３１ 導電性シリコーン（導電接続材）
３２ 導電性シリコーン（シール部材）
Claims (7)
- 格子状に配列された電極配線と、各格子点ごとに設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して該電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
該アクティブマトリクス基板の画素配列層側に対向して配置され、該画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、該画素配列層および該電極部の間の領域に形成される光導電性を有する半導体層とを含む対向基板とを備えている二次元画像検出器であって、
これら両基板が、該画素電極に対応してパターン形成された導電性を有する導電接続材によって電気的に接続されており、
これら両基板には該導電接続材を圧縮する方向の力がかけられており、
上記のアクティブマトリクス基板および対向基板は、貼り合わされた両基板間に形成される接続面内部空間を密閉するように、貼り合わせ面の全周縁部にシール部材が配設されており、
上記接続面内部空間の圧力を調整可能な圧力調整手段が設けられていることを特徴とする二次元画像検出器。 - 上記接続面内部空間が外部空間よりも減圧されてい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。
- 上記接続面内部空間よりも高圧の雰囲気中におかれ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。
- 上記接続面内部空間よりも高圧状態の装着室を備え、検出光に対して透過性を有する耐圧容器を備えるとともに、
上記の貼り合わされたアクティブマトリクス基板および対向基板が該耐圧容器の装着室に装着されてい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。 - 上記の貼り合わされたアクティブマトリクス基板および対向基板と、それぞれ基板全面で接触して、これら両基板を上記導電接続材を圧縮する方向に押圧する押圧装置を備えるとともに、
これら両基板が該押圧装置に装着されてい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。 - 上記導電接続材が弾性を有することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の二次元画像検出器。
- 上記接続面内部空間に、上記アクティブマトリクス基板と上記対向基板との間隔を保持する間隔保持材が配設されていることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の二次元画像検出器。
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