KR20160032190A - 어레이 기판, 방사선 검출기, 및 배선기판 - Google Patents

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KR20160032190A
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다츠야 다키카와
유이치 심바
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

실시형태에 따르면, 어레이 기판은, 기판과, 상기 기판의 표면 위에 설치되고 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 배선과, 상기 기판의 표면 위에 설치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 배선과, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선에 의해 획정된 복수의 영역의 각각에 설치된 박막 트랜지스터와, 적어도 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선을 덮는 보호층과, 상기 보호층 위의 영역, 상기 복수의 제1 배선과 상기 기판 사이의 영역, 및 상기 복수의 제2 배선과 상기 기판 사이의 영역 중 적어도 하나에 설치되고, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 재료보다 내식성이 높은 전도성 재료를 포함하는 복수의 접속부를 포함한다.
상기 기판의 주변 측 상의 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 단면은 상기 보호층에 의해 덮여 있고, 평면도에서 상기 기판의 주변 측 상의 상기 접속부의 단면은 상기 기판의 주변에 위치된다.

Description

어레이 기판, 방사선 검출기, 및 배선기판{ARRAY SUBSTRATE, RADIATION DETECTOR, AND WIRING SUBSTRATE}
본 발명의 실시형태는 어레이 기판, 방사선 검출기, 및 배선기판에 관한 것이다.
정전기에 대해 내성이 낮은 회로소자를 가진 배선기판이 제공될 수 있다. 예를 들면, TFT(thin film transistor) 및 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)와 같은 반도체 소자와, 포토다이오드와 같은 광전변환소자는 일반적으로 정전기에 대해 내성이 낮다. 따라서, 예를 들어 정전기에 대한 내성이 낮은 회로소자가 설치된 배선기판을 제조할 때는 제조 공정 동안에 발생된 정전기를 방전시킬 필요가 있다. 예를 들면, 제조 공정 동안에 발생된 정전기가 외부 단락 링(outer short ring)을 통해 방전되도록, 회로소자가 설치된 영역 주변에 외부 단락 링이 설치된다.
상기 어레이 기판은 다수의 회로소자가 설치된 배선기판의 예이다.
예를 들어, 평판 디스플레이 내에 설치된 어레이 기판은 다수의 박막 트랜지스터를 포함한다.
방사선 검출기 내에 설치된 어레이 기판은 다수의 박막 트랜지스터와 다수의 포토다이오드를 포함한다.
그와 같은 어레이 기판을 제조할 때에도, 박막 트랜지스터와 포토다이오드가 설치된 영역을 둘러싸는 외부 단락 링이 사용된다.
여기서, 외부 단락 링은 배선 기판 또는 어레이 기판을 제조할 때 필요하다. 하지만, 외부 단락 링은 완성된 배선 기판 또는 어레이 기판 내에 남겨질 수 없다.
따라서, 외부 단락 링은 제조 공정 동안에 절단 제거된다.
외부 단락 링이 절단 제거된 후, 외부 단락 링에 접속된 배선 및 전극과 같은 전도성 부재의 단면이 절단면, 즉 기판의 주변에서 노출된다.
일반적으로, 상기 전도성 부재는 알루미늄 및 크롬 등과 같은 낮은 저항의 금속으로 형성된다. 따라서, 전류가 흐를 때 부식이 일어난다. 부식의 진행에 의해 라인 결함이 일어날 수 있다. 특히, 물이 있으면 부식 반응의 진행이 촉진될 수 있다. 예를 들면, 결로 환경에서 부식에 의한 라인 결함이 발생할 가능성이 더 높다.
또한, 상기 전도성 부재의 재료는 부식에 의해 이온화하여, 전도성 부재의 노출된 단면에 부착될 수 있다. 만일 이온화된 재료가 전도성 부재의 단면에 부착되면, 인접한 전도성 재료들 사이에서 누설(leakage)이 일어날 수 있다.
이 경우에, 환경의 온도 및 습도를 조절함으로써, 부식이 억제될 수 있다. 하지만, 장치의 대형화와 비용의 증가를 초래한다.
일본공개특허공보 제2012-156204호 일본공개특허공보 제2009-170768호 일본공개특허공보 제1993-027263호
본 발명이 해결하려는 과제는, 기판의 주변에서 부식을 억제할 수 있는 어레이 기판, 방사선 검출기, 및 배선기판을 제공하는 것이다.
실시형태에 따르면, 어레이 기판은: 기판과; 상기 기판의 표면 위에 설치되고 제1 방향으로 연장되는 복수의 제1 배선과; 상기 기판의 표면 위에 설치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 제2 배선과; 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선에 의해 획정된 복수의 영역의 각각에 설치된 박막 트랜지스터와; 적어도 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선을 덮는 보호층과; 상기 보호층 위의 영역, 상기 복수의 제1 배선과 상기 기판 사이의 영역, 및 상기 복수의 제2 배선과 상기 기판 사이의 영역 중 적어도 하나에 설치되고, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 재료보다 내식성이 높은 전도성 재료를 포함하는 복수의 접속부;를 포함한다.
상기 기판의 주변 측 상의 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 단면은 상기 보호층에 의해 덮여 있고, 위에서 보았을 때 상기 기판의 주변 측 상의 상기 접속부의 단면은 상기 기판의 주변에 위치된다.
도 1은 본 실시형태에 따른 X-선 검출기(1)를 예시하는 개략 사시도이다.
도 2는 X-선 검출기(1)의 블록도이다.
도 3은 X-선 검출기(1)의 회로도이다.
도 4는 외부 단락 링(11)을 예시하는 개략 평면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 접속부(6)를 예시하는 개략 단면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 접속부(6)의 다른 접속 방식을 예시하는 개략 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 다양한 실시형태를 설명할 것이다. 각각의 도면에서, 동일한 구성요소에는 같은 부호를 부여하고 그것의 상세한 설명은 적절히 생략할 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 배선기판은 그 위의 배선 패턴을 포함하는, 예를 들면 판 형상 기판일 수 있다. 상기 배선 패턴에는 반도체 소자와 같은 회로소자들이 전기적으로 접속되어 있다. 상기 어레이 기판은 그 위의 배선 패턴을 포함하는, 예를 들면 판 형상 기판일 수 있다. 상기 배선 패턴에는 박막 트랜지스터와 포토다이오드와 같은 회로소자들이 전기적으로 접속되어 있다. 그와 같은 어레이 기판은 예컨대 평판 디스플레이나 방사선 검출기에서 사용되고 있다.
예로써, 본 실시형태는 방사선 검출기에서 이용되고 있는 배선기판인 어레이 기판과 방사선 검출기를 참조하여 설명된다.
본 실시형태에 따른 방사선 검출기는 X-선 외에도 γ-선과 같은 다양한 유형의 방사선에 적용 가능하다. 예로써, 실시형태는 방사선을 대표하여 X-선을 참조하여 설명된다. 따라서, 다음 실시형태는 용어 "X-선"을 "다른 방사선"으로 대체함으로써 다른 방사선에도 적용 가능하다.
아래에서 예시되는 X-선 검출기(1)는 방사선 이미지인 X-선 이미지를 검출하는 평면 X-선 센서이다. 평면 X-선 센서는 크게 직접 변환형과 간접 변환형으로 분류된다.
직접 변환형에서는, 입사 X-선에 반응하여 광 전도막 내부에 발생한 광 전도 전하(신호 전하)는 높은 전계에 의해 전하 축적용 축적 커패시터에 직접 안내된다.
간접 변환형에서는, X-선이 신틸레이터에 의해 형광(가시광)으로 변환된다. 형광은 포토다이오드와 같은 광전변환소자에 의해 신호 전하로 변환된다. 신호 전하는 축적 커패시터로 안내된다.
예를 들면, 다음 실시형태는 간접 변환형의 X-선 검출기(1)를 포함하는 경우를 참조하여 예시된다. 그러나 이 실시형태는 직접 변환형의 X-선 검출기를 포함하는 경우에 대해서도 역시 적용 가능하다.
방사선 검출기로서 X-선 검출기(1)는, 예컨대 일반적인 의료 목적을 위해서 이용될 수 있다. 그러나 X-선 검출기(1)는 방사선 검출부(X-선 검출부)를 포함하기만 하면 특별한 용도에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시형태에 따른 X-선 검출기(1)를 예시하는 개략 사시도이다.
도 2는 X-선 검출기(1)의 블록도이다.
도 3은 X-선 검출기(1)의 회로도이다.
도 1에서와 같이, X-선 검출기(1)는 어레이 기판(2), 신호처리부(3), 이미지 전송부(4), 및 신틸레이터(5)를 포함한다.
어레이 기판(2)은 형광(가시광)을 전기 신호로 변환한다. 형광은 신틸레이터(5)에 의해 X-선으로 변환된다.
어레이 기판(2)은 기판(2a), 광전변환부(2b), 제어 라인(또는 게이트 라인)(2c1)(제1 배선의 예에 해당함), 및 데이터 라인(또는 신호 라인)(2c2)(제2 배선의 예에 해당함)을 포함한다.
기판(2a)은 판 형상이며 예를 들어 유리로 형성된다.
광전변환부(2b)는 기판(2a)의 한쪽 표면에 복수 설치된다.
광전변환부(2b)는 직사각형 형상이며 복수의 제어 라인(2c1)과 복수의 데이터 라인(2c2)에 의해 획정된 복수의 영역들 중 하나에 설치된다. 상기 복수의 광전변환부(2b)는 매트릭스 형상으로 배열된다.
하나의 광전변환부(2b)는 하나의 픽셀(pixel)에 대응한다.
복수의 광전변화부(2b) 각각은 광전변환소자(2b1)와, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)(2b2)를 포함한다.
도 3에서와 같이, 광전변환소자(2b1)에서 변환된 신호 전하를 축적하기 위해 축적 커패시터(2b3)가 제공될 수 있다. 축적 커패시터(2b3)는 예컨대 직사각형 판 형상을 가진다. 축적 커패시터(2b3)는 각각의 박막 트랜지스터(2b2) 아래에 설치될 수 있다. 그러나 광전변환소자(2b1)의 용량에 따라서, 광전변환소자(2b1)가 축적 커패시터(2b3)를 겸할 수도 있다.
광전변환소자(2b1)는 예를 들면 포토다이오드일 수 있다.
박막 트랜지스터(2b2)는 광전변환소자(2b1)에 입사한 형광에 반응하여 발생한 전하의 축적과 방출 사이의 스위칭을 수행한다. 박막 트랜지스터(2b2)는 아몰퍼스 실리콘(a-Si)과 폴리실리콘(P-Si)과 같은 반도체 재료를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(2b2)는 게이트 전극(2b2a), 소스 전극(2b2b), 및 드레인 전극(2b2c)을 포함한다. 박막 트랜지스터(2b2)의 게이트 전극(2b2b)은 대응하는 제어 라인(2c1)에 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터(2b2)의 소스 전극(2b2b)은 대응하는 데어터 라인(2c2)에 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터(2b2)의 드레인 전극(2b2c)은 대응하는 광전변환소자(2b1)와 축적 커패시터(2b3)에 전기적으로 접속되어 있다.
제어 라인(2c1)은 복수 설치되어 있다. 제어 라인(2c1)은 서로 소정의 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 제어 라인(2c1)은 X 방향으로(예컨대, 행 방향)(제1 방향의 예에 해당함) 연장한다.
복수의 제어 라인(2c1)이, 기판(2a)의 주변 부근에 설치된 복수의 배선 패드(2d1)에 전기적으로 각각 접속되어 있다. 플렉시블 인쇄 기판(2e1)에 설치된 복수의 배선의 일 단부는 복수의 배선 패드(2d1)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 플렉시블 인쇄 기판(2e1)에 설치된 상기 복수의 배선 각각의 타 단부는 신호처리부(3)에 설치된 제어회로(31)에 전기적으로 접속되어 있다.
데이터 라인(2c2)은 복수 설치되어 있다. 데이터 라인(2c2)은 서로 소정의 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 데이터 라인(2c2)은 X 방향에 직교하는 Y 방향으로(예컨대, 열 방향)(제2 방향의 예에 해당함) 연장한다.
복수의 데이터 라인(2c2)이, 기판(2a)의 주변 부근에 설치된 복수의 배선 패드(2d2)에 전기적으로 각각 접속되어 있다. 플렉시블 인쇄 기판(2e2)에 설치된 복수의 배선의 일 단부는 복수의 배선 패드(2d1)의 각각에 전기적으로 접속되어 있다. 플렉시블 인쇄 기판(2e2)에 설치된 상기 복수의 배선 각각의 타 단부는 신호처리부(3)에 설치된 증폭변환회로(32)에 전기적으로 접속되어 있다.
제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)은 알루미늄이나 크롬과 같은 낮은 저항의 금속으로부터 형성될 수 있다.
또한, 광전변환소자(2b), 제어 라인(2c1), 및 데이터 라인(2c2)을 덮는 보호층(2f)이 설치될 수 있다(도 5(a) 및 도 5(b) 참조).
보호층(2f)은, 예컨대 산화 절연 재료, 질화 절연 재료, 산질화 절연 재료, 및 수지 재료 중 적어도 하나를 포함한다.
산화 절연 재료는 예컨대, 산화 실리콘 또는 산화 알루미늄이다.
질화 절연 재료는 예컨대, 질화 실리콘 또는 질화 알루미늄이다.
산질화 절연 재료는 예컨대, 산질화 실리콘이다.
수지 재료는 예컨대, 아크릴계 수지이다.
그러나 바람직하게는, 수지 재료는 보호층(2f) 내의 절단선(13)(후술함)을 포함하는 영역에 사용되지 않는다. 이것은 커터 휠(cutter wheel)을 가지고 수지 재료와 같은 유연한 재료를 절단하면 커터 휠의 수명을 단축시키거나 절단 정밀도와 같은 절단 품질을 저하시킬 수 있기 때문이다.
따라서, 보호층(2f)의 전체, 또는 보호층(2f) 내의 절단선(13)을 포함하는 영역은, 바람직하게는, 산화 절연 재료, 질화 절연 재료, 산질화 절연 재료, 및 수지 재료 중 적어도 하나를 포함한다.
즉, 적어도 기판(2b)의 주변에 인접한 보호층(2f)의 영역은 바람직하게는 산화 절연 재료, 질화 절연 재료, 산질화 절연 재료, 및 수지 재료 중 적어도 하나를 포함한다.
신호처리부(3)는 광전변환부(2b)가 설치된 측과 반대인 기판(2a)의 측 위에 설치되어 있다.
신호처리부(3)는 제어회로(31)와 증폭변환회로(32)를 포함한다.
도 2에서와 같이, 제어회로(31)는 복수의 게이트 드라이버(31a)와 행 선택회로(31b)를 포함한다.
게이트 드라이버(31a)는 제어신호(S1)를 대응하는 제어 라인(2c1)에 인가한다.
X-선 이미지의 주사 방향에 따라, 행 선택회로(31b)는 대응하는 게이트 드라이버(31a)에 외부 제어신호(S1)를 보낸다.
예를 들면, 제어회로(31)는 플렉시블 인쇄기판(2e1)과 제어 라인(2c1)을 통해서, 제어신호(S1)를 각각의 제어 라인(2c1)에 순차적으로 인가한다. 제어 라인(2c1)에 인가된 제어신호(S1)는 박막 트랜지스터(2b2)를 온 상태로 한다. 이것에 의해 광전변환소자(2b1)로부터 신호 전하(이미지 데이터 신호(S2))를 수신할 수 있다.
증폭변환회로(32)는 복수의 적분 증폭기(32a)와 복수의 A/D 변환기(32b)를 포함한다.
적분 증폭기(32a)는, 데이터 라인(2c2), 배선 패드(2d2), 및 플렉시블 인쇄 기판(2e2)을 통해서, 각각의 광전변환소자(2b1)로부터의 이미지 데이터를 증폭하여 출력한다. 적분증폭기(32a)로부터 출력된 이미지 데이터 신호(S2)는 직렬/병렬 변환되어 A/D 변환기(32b)에 입력된다.
A/D 변환기(32b)는 입력된 이미지 데이터 신호(S2)(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환한다.
이미지 전송부(4)는 배선(4a)을 통해서 신호처리부(3)의 증폭변환회로(32)에 전기적으로 접속되어 있다. 이미지 전송부(4)는 신호처리부(3)와 일체화될 수도 있다.
이미지 전송부(4)는 복수의 A/D 변환기(32b)에 의해 디지털 신호로 변환된 이미지 데이터 신호(S2)에 기초하여 X-선 이미지를 합성한다. 합성된 X-선 이미지의 데이터는 이미지 전송부(4)로부터 외부 기기로 출력된다.
신틸레이터(5)는 광전변환소자(2b1)의 위에 설치된다. 신틸레이터(5)는 입사 X-선을 형광, 즉 가시광으로 변환한다. 신틸레이터(5)는 기판(2a) 위의 복수의 광전변환부(2b)가 설치된 영역을 덮기 위해 설치되어 있다.
신틸레이터(5)는 예컨대, 요오드화 세슘(CsI): 탈륨(Tl) 또는 요오드화 나트륨(NaI); 탈륨(Tl)으로부터 형성될 수 있다. 이 경우에, 예컨대 진공증착법에 의해, 주상 결정들의 집합체가 형성될 수 있다.
신틸레이터(5)는 예컨대 산황화 가돌리늄(Gd2O2S)으로부터 형성될 수도 있다. 이 경우에, 예를 들면, 신틸레이터(5)는 다음과 같이 형성될 수 있다.
먼저, 산황화 가돌리늄으로 만들어진 입자들이 바인더 재료와 혼합된다.
다음, 상기 혼합한 재료가 예컨대 CFRP(carbon-fiber-reinforced plastic)로 만들어진 기판 위에 도포된다. 이것을 열 경화시켜 신틸레이터 패널을 형성한다.
다음, 예컨대 커터 휠을 사용하여 열 경화된 재료 내에 홈부를 형성한다. 이때, 4각 주상 프리즘의 신틸레이터(5)가 복수의 광전변환부(2b)의 각각에 대해 설치되도록 매트릭스 형상 홈부가 형성될 수 있다. 상기 홈부는 대기(공기)나, 질소 가스와 같은 산화방지용 불활성 가스로 채워질 수 있다. 홈부는 진공 상태로 둘 수도 있다.
이 경우에, 신틸레이터(5)가 설치된 기판(신틸레이터 패널)은 광전변환소자(2b1)가 설치된 어레이 기판(2)에 적층 합체된다.
또한, 형광 이용효율을 높여서 감도 특성을 개선하는 것이 요구된다. 이를 위해서, 신틸레이터(5)의 표면측(X-선으로 조사되는 측)을 덮기 위해 반사층(미도시)이 설치될 수 있다.
또한, 공기 중의 수증기로 인한 신틸레이터(5) 및 반사층(미도시)의 특성의 열화를 억제하기 위해, 신틸레이터(5)를 덮는 방습체(미도시)와 반사층(미도시)이 설치될 수 있다.
인체에 대한 대량의 X-선 조사는 건강에 악영향을 줄 수도 있다. 따라서, 인체에 대한 X-선 조사량은 필요한 최저 한도로 유지된다.
따라서, X-선 검출기(1)에 입사하는 X-선의 강도는 매우 약하다. 그러므로, 박막 트랜지스터(2b2)로부터 출력된 신호 전하의 양은 매우 작다.
그렇게 약한 신호를 처리하기 위해 사용된 박막 트랜지스터(2b2)는 정전기에 의해 용이하게 특성 변하거나 파괴될 수 있다.
이 경우에, 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)은 박막 트랜지스터(2b2)에 전기적으로 접속되어 있다.
따라서, 어레이 기판(2)을 제조할 때, 제어 라인(2c1) 모두와 데이터 라인(2c2) 모두에 전기적으로 접속된 외부 단락 링(11)이 설치된다.
외부 단락 링(11)은 알루미늄이나 크롬과 같은 낮은 저항의 금속으로부터 형성될 수 있다.
이 경우에, 제어 라인(2c1), 데이터 라인(2c2) 및 외부 단락 링(11)은 동일한 재료로부터 형성될 수 있다. 그러면, 제어 라인(2c1), 데이터 라인(2c2) 및 외부 단락 링(11)은 동일한 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
도 4는 외부 단락 링(11)을 예시하는 개략 평면도이다.
도 4에서와 같이, 외부 단락 링(11)은 복수의 광전변환부(2b)가 설치된 영역 주위에 설치되어 있다. 모든 제어 라인(2c1)과 모든 데이터 라인(2c2)은 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있다.
여기서, 도 3에서와 같이, X-선 검출기(1)에 조립된 상태에서, 모든 제어 라인(2c1)과 모든 데이터 라인(2c2)은 서로 독립될 필요가 있다.
따라서, 우선, 외부 단락 링(11), 제어 라인(2c1), 데이터 라인(2c2), 및 광전변환부(2b) 등은 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 위에 순차적으로 형성된다. 다음, 배선 패드(2d1)와 배선 패드(2d2) 외측에 위치된 절단선(13)을 따라 절단함으로써 어레이 기판(2)이 제조된다. 상기 절단은 예컨대, 커터 휠로 절단하거나 레이저 스크라이빙에 의해 절단함으로써 실행될 수 있다.
그러나 만일 외부 단락 링(11)이 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)에 직접 접속되어 있다면, 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속된 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)의 단면이 절단면에서 노출된다. 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)은 알루미늄이나 크롬과 같은 낮은 저항의 금속으로부터 형성될 수 있다. 따라서, 전류가 흐를 때 부식이 일어날 수 있다. 부식의 진행으로 인해 라인 결함이 초래될 수 있다. 특히, 물이 있으면 부식 반응의 진행이 촉진될 수 있다. 예를 들면, 결로 환경에서 부식에 의한 라인 결함이 발생할 가능성이 더 높다.
또한, 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)의 재료는 부식에 의해 이온화하여, 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)의 노출된 단면에 부착될 수 있다. 만일 이온화된 재료가 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)의 단면에 부착되면, 인접한 제어 라인들(2c1) 사이에서 그리고 인접한 데이터 라인들(2c2) 사이에서 누설이 일어날 수 있다. 이것은 X-선 이미지의 품질을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 따른 어레이 기판(2)은 접속부(6)와 절단선(13)을 포함한다. 절단선(13)을 따라 절단하기 전에, 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)은 각각 접속부(6)를 통해서 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 접속부(6)를 예시하는 개략 단면도이다.
도 5(a) 및 도 5(b)는 도 4의 A-A 선을 따르는 단면도를 도시한다.
도 5(a)에 도시된 것과 같이, 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 위에 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 외부 단락 링(11)이 설치되어 있다.
제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 외부 단락 링(11)은 보호층(2f)으로 덮여 있다.
보호층(2f)에는 구멍이 설치되어 있다. 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단부의 근방과, 외부 단락 링(11)이 상기 구멍의 바닥에서 노출되어 있다.
접속부(6)는 선 형상이며 보호층(2f) 위에 설치되어 있다. 접속부(6)는, 보호층(2f) 내에 설치된 구멍을 통해서, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단부의 근방과 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있다. 예를 들어, 접속부(6)는 영역(6a)에서 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))에 전기적으로 접속되어 있다. 접속부(6)는 영역(6b)에서 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있다.
접속부(6)를 덮는 보호층(2f)이 추가로 설치될 수 있다.
보호층(2fa)을 설치하는 경우에, 영역(6a)이 구멍의 바닥에서 노출되도록 보호층(2fa)에 구멍이 설치된다.
영역(6a)은 전술한 배선 패드(2d1)(배선 패드(2d2))일 수 있다.
영역(6a, 6b) 사이의 영역(6c)은 전기 시험 시 프로브에 의해 접촉되는 영역일 수 있다. 전기 시험은 예를 들면 광전변환소자(2b1)의 이상 또는 전기적 접속의 이상의 유무를 확인하는 시험이다.
전기 시험 시, 접촉 프로브는 영역(6c)에서 예컨대 흠집을 남길 수 있다. 그러나 플렉시블 인쇄 기판(2e1)(플렉시블 인쇄 기판(2e2))은 영역(6a)에서 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))에 전기적으로 접속되어 있을 수 있다.
따라서, 영역(6c)에서 예컨대 흠집의 발생은 어레이 기판(2)에 영향을 주지 않는다.
대안으로, 도 5(b)에 도시된 것과 같이, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 사이에 접속부(6)가 설치될 수 있다.
그러면, 예를 들어, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))이 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있는 상태에서 광전변환부(2b) 등이 형성될 수 있다. 즉, 이것은 어레이 기판(2)을 형성하는 공정에서 정전기에 대한 대책을 제공하는 것이 가능하다.
대안으로, 보호층(2f) 위의 영역과, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 사이의 영역 둘 다에 접속부(6)가 설치될 수 있다. 즉, 접속부(6)가 2층 구조로 설치될 수 있다.
따라서, 보호층(2f) 위의 영역과, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 사이의 영역 중 적어도 하나에 접속부(6)가 설치될 수 있다.
접속부(6)는 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 재료보다 내식성이 높은 전도성 재료를 포함한다.
접속부(6)는 예컨대, 산화물 전도성 재료와 내식성 금속 중 하나 이상을 포함한다.
상기 산화물 전도성 재료는 예컨대, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), Sn2O3:Sb, Sn2O3:F, 또는 IGZO(indium gallium zinc oxide)일 수 있다.
상기 내식성 금속은 예컨대, 금(Au)일 수 있다.
제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단면은 절단선(13) 내측에 제공된다. 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단면은 보호층(2f)으로 덮여 있다. 즉, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단면이 절단선(13)에 미치지 않는다.
따라서, 절단선(13)을 따라 절단한 후, 기판(2a)의 단면과, 보호층(2f)의 단면과, 접속부(6)의 단면이 절단면(13a)에서 노출되게 된다.
즉, 복수의 제어 라인(2c1)과 복수의 데이터 라인(2c2)의 단면이 기판(2a)의 주변측에서 보호층(2f)으로 덮여 있다. 기판(2a)의 주변측상의 접속부(6)의 단면은 평면도에서 기판(2a)의 주변에 위치되어 있다.
이 경우에, 기판(2a)은 예컨대 유리로 형성된다. 보호층(2f)은 예컨대, 산화물 절연 재료나 질화물 절연 재료로부터 형성된다.
접속부(6)는 예컨대, 산화물 전도성 재료 또는 금과 같은 내식성 금속으로 형성된다.
따라서, 절단면(13a)에서 노출되어 있는 구성요소는 내식성이 높은 재료로 형성된다. 이것은 부식에 의한 라인 결함이나 누설의 발생을 억제할 수 있다.
여기서, 만일 절단면(13a)에서 노출되어 있는 구성요소가 수지 재료나 알루미늄과 같은 연한 재료로 형성된다면, 커터 휠에 의한 절단이나 레이저 스크라이빙에 의한 절단으로는 높은 정밀도를 달성할 수 없을 것이다. 또한, 이것은 커터 휠의 수명을 단축시킬 수도 있다.
이 경우에, 접속부(6)는 산화물 전도성 재료로부터 형성될 수 있다. 그러면, 절단선(13)에 위치된 구성요소의 모든 재료들에 대해 경질 재료가 사용될 수 있다.
따라서, 높은 정밀도로 절단이 실시될 수 있다. 이것은 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 이것은 커터 휠의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 접속부(6)의 다른 접속 방식을 예시하는 개략적인 단면도이다.
어레이 기판(2) 상의 배선 레이아웃에 의해서, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단면과 외부 단락 링(11) 사이의 거리는 연장될 수도 있다. 이 경우에, 만일 접속부(6)가 높은 전기 저항을 가진 산화물 전도성 재료로 형성되어 있다면, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 외부 단락 링(11) 사이의 전기 저항은 너무 커질 수도 있다.
따라서, 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 것과 같이, 본 실시예에서는 연장부(11a)가 설치된다.
연장부(11a)의 일단은 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있다.
연장부(11a)의 타단은 절단선(13)의 근방에 설치되어 있다.
연장부(11a)는 알루미늄이나 크롬과 같은 낮은 저항의 금속으로 형성될 수 있다. 낮은 저항의 금속으로 형성된 연장부(11a)는, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))의 단면과 외부 단락 링(11) 사이의 거리가 연장되더라도, 전기 저항의 증가를 억제하는 것이 가능하다.
대안으로, 도 6(b)에 도시된 것과 같이, 접속부(6)는 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과, 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 사이에 설치될 수 있다.
그러면, 예를 들어, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))이 외부 단락 링(11)에 전기적으로 접속되어 있는 상태에서 광전변환부(2b) 등이 형성될 수 있다. 즉, 이것은 어레이 기판(2)을 형성하는 공정에서 정전기에 대한 대책이 될 수 있다.
대안으로, 보호층(2f) 위의 영역과, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 사이의 영역 둘 다에 접속부(6)가 설치될 수 있다. 즉, 접속부(6)가 2층 구조로 설치될 수 있다.
따라서, 보호층(2f) 위의 영역과, 제어 라인(2c1)(데이터 라인(2c2))과 기판(2a)을 구성하는 기판(12) 사이의 영역 중 적어도 하나에 접속부(6)가 설치될 수 있다.
다음에, X-선 검출기(1)의 기능을 설명한다.
먼저, 초기 상태에서, 축적 커패시터(2b3)에 전하가 축적된다. 축적 커패시터(2b3)에 병렬 접속된 광전변환소자(2b1)에 역바이어스 전압이 인가된다. 광전변환소자(2b1)에 인가된 전압은 데이터 라인(2c2)에 인가된 전압과 같다. 광전변환소자(2b1)는 예컨대 포토다이오드이며, 이것은 다이오드의 일종이다. 따라서, 역바이어스 전압의 인가 시 그 내부에 거의 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 축적 커패시터(2b3) 내에 축적된 전하는 감소되지 않고 유지된다.
X-선이 신틸레이터(5)에 입사한다. 그러면, 높은 에너지의 X-선이 신틸레이터(5) 내측에서 낮은 에너지의 형광(가시광)으로 변환된다. 신틸레이터(5)의 내측에서 발생한 형광의 일부가 광전변환소자(2b1)에 입사한다.
광전변환소자(2b1)에 입사한 형광은 광전변환소자(2b1) 내부의 전자와 정공으로 구성된 전하로 변환된다. 전자와 정공은 축적 커패시터(2b3)에 의해 형성된 전기장의 방향을 따라 이동하여 광전변환소자(2b1)의 반대 측 단자에 각각 도달한다. 따라서, 광전변환소자(2b1)의 내부에 전류가 흐른다.
광전변환소자(2b1) 내부에 흐르는 전류는 병렬 접속된 축적 커패시터(2b3)로 흘러들어 간다. 축적 커패시터(2b3) 내부로 흘러들어 가는 전류에 의해 축적 커패시터(2b3)에 축적되어 있는 전하가 사라진다. 이것은 축적 커패시터(2b3)에 축적된 전하를 감소시킨다. 축적 커패시터(2b3)의 양 단자 간의 전위차도 초기 상태에 비해 감소한다.
복수의 제어 라인(2c1)은 대응하는 게이트 드라이버(31a)에 전기적으로 접속되어 있다. 게이트 드라이버(31a)는 복수의 제어 라인(2c1)의 전위를 순차적으로 변화시킨다. 즉, 게이트 드라이버(31a)는 복수의 제어 라인(2c1)에 제어 신호(S1)를 순차적으로 인가한다. 이 경우에, 어느 특정 시간에, 게이트 드라이버(31a)에 의해서 하나의 제어 라인(2c1)만이 전위가 변화된다. 전위가 변화된 제어 라인(2c1)에 대응하는 데이터 라인(2c2)에 병렬 접속되어 있는 박막 트랜지스터(2b2)의 소스 전극(2b2b)과 드레인 전극(2b2c) 사이의 영역은 오프-상태(절연 상태)로부터 온-상태(통전 상태)로 변화한다.
각각의 데이터 라인(2c2)에 소정의 전압이 인가된다. 데이터 라인(2c2)에 인가된 전압은 변화된 전위를 가진 제어 라인(2c1)에 전기적으로 접속된 박막 트랜지스터(2b2)를 통해서 축적 커패시터(2b3)에 인가된다.
초기 상태에서, 축적 커패시터(2b3)와 데이터 라인(2c2)은 같은 전위를 가진다. 따라서, 축적 커패시터(2b3)의 전하량이 초기 상태로부터 변화되지 않을 때, 데이터 라인(2c2)으로부터 축적 커패시터(2b3)로 전하가 이동되지 않는다.
한편, 형광이 조사된 광전변환소자(2b1)에 병렬 접속되어 있는 축적 커패시터(2b3)에서 전하량은 감소한다. 즉, 형광이 조사된 광전변환소자(2b1)에 병렬 접속되어 있는 축적 커패시터(2b3)의 전하량이 초기 상태로부터 변화된다. 따라서, 온-상태로 변화된 박막 트랜지스터(2b2)를 통해서 데이터 라인(2c2)으로부터 축적 커패시터(2b3)로 전하가 이동된다. 그 결과, 축적 커패시터(2b3)에 축적된 전하량이 초기 상태로 복귀한다. 이동된 전하는 데이터 라인(2c2)을 흘러서 이미지 데이터 신호(S2)로서 적분증폭기(32a)를 향해 출력된다.
복수의 데이터 라인(2c2)은 대응하는 적분증폭기(32a)에 전기적으로 접속되어 있다.
적분증폭기(32a)는 소정 시간 내에 흐르는 전류를 적분하여 적분 값에 대응하는 전압을 출력한다. 즉, 적분증폭기(32a)는 소정 시간 내에 데이터 라인(2c2)에 흐르는 전하량을 전압 값으로 변환한다. 그 결과, 광전변환소자(2b1) 내부에서 발생된 신호 전하(이미지 데이터 신호(S2))는 적분증폭기(32a)에 의해 전위 정보로 변환된다.
적분증폭기(32a)에 의해 변환된 전위 정보는 A/D 변환기(32b)에 의해 디지털 신호로 순차 변환된다. 디지털화 이미지 데이터 신호(S2)는 이미지 전송부(4)에 의해 X-선 이미지로 합성된다. 예를 들면, 이미지 전송부(4)는 디지털화 이미지 데이터 신호(S2)를 픽셀들의 행 및 열에 따라 순차로 합성하여 X-선 이미지를 생성한다. 상기 생성된 X-선 이미지에 관한 전기 신호는, 디스플레이 장치(미도시)와 같은 외부 기기를 향해 출력된다.
외부 기기로 출력된 X-선 이미지에 관한 전기 신호는 예컨대, 통상의 디스플레이 장치에 의해 쉽게 이미지화될 수 있다. 따라서, X-선 조사에 의해 얻어진 X-선 이미지는 가시광의 이미지로서 관찰될 수 있다.
전술한 어레이 기판(2)은 X-선 검출기(1)에서 사용된다. 따라서, 어레이 기판(2)은 광전변환소자(2b1)와 박막 트랜지스터(2b2)를 포함한다.
그러나 예컨대 평판 디스플레이에서 사용되는 어레이 기판(2)은 박막 트랜지스터(2b2)를 포함한다.
상기 배선 기판은, 기판과, 기판의 표면에 설치된 배선과, 배선에 전기적으로 접속된 회로소자와, 적어도 상기 배선을 덮는 보호층과, 보호층 상의 영역과 배선과 기판 사이의 영역 중 적어도 하나에 설치되고, 배선에 전기적으로 접속되고, 배선의 재료보다 내식성이 높은 전도성 재료를 포함하는 접속부를 포함한다.
이 경우에, 기판의 주변 측 위의 배선의 단면은 보호층으로 덮여 있다. 기판의 주변 측 위의 접속부의 단면은 평면도에서 기판의 주변에 위치되어 있다.
이상, 몇몇 실시형태를 설명했지만, 이 실시형태들은 단지 예로서 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 여기서 설명된 신규한 실시형태는 다양한 다른 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여기서 개시된 실시형태의 다양한 생략, 치환 및 변경이 이루어질 수 있다. 첨부한 청구항 및 그 균등물은 본 발명의 범위 및 요지에 속하는 실시형태 및 변형 예를 포함하는 것을 의도한다. 또한, 전술한 실시형태들은 상호 조합하여 실시되는 것이 가능하다.
1 X-선 검출기 2 어레이 기판
2a 기판 2b 광전변환부
2b1 광전변환소자 2b2 박막 트랜지스터
2b3 축적 커패시터 2c1 제어 라인
2c2 데이터 라인 2f 보호층
3 신호처리부 4 이미지전송부
5 신틸레이터 6 접속부
6a~6c 영역 11 외부 단락 링
11a 연장부 12 기판
13 절단선 13a 절단면
31 제어회로 32 증폭변환회로

Claims (9)

  1. 어레이 기판에 있어서,
    기판;
    상기 기판의 표면에 설치되고 제1 방향으로 연장하는 복수의 제1 배선;
    상기 기판의 표면에 설치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 복수의 제2 배선;
    상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선에 의해 획정된 복수의 영역의 각각에 설치된 박막 트랜지스터;
    적어도 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선을 덮는 보호층; 및
    상기 보호층 위의 영역, 상기 복수의 제1 배선과 상기 기판 사이의 영역, 및 상기 복수의 제2 배선과 상기 기판 사이의 영역 중 적어도 하나에 설치되고, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 재료보다 내식성이 높은 전도성 재료를 포함하는 복수의 접속부;를 포함하고,
    상기 기판의 주변 측 상의 상기 복수의 제1 배선과 상기 복수의 제2 배선의 단면은 상기 보호층에 의해 덮여 있고, 상기 기판의 주변 측 상의 상기 접속부의 단면은 평면도에서 상기 기판의 주변에 위치되는, 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접속부는 산화물 전도성 재료와 내식성 금속 중 하나 이상을 포함하는, 어레이 기판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 접속부는 ITO, IZO, ZnO, Sn2O3:Sb, Sn2O3:F, IGZO, 및 금(Au)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층의 적어도 상기 기판의 주변 근방의 영역은 산화물 절연 재료, 질화물 절연 재료, 및 산질화물 절연 재료 중 하나 이상을 포함하는, 어레이 기판.
  5. 방사선 검출기에 있어서,
    제 1 항에 의한 어레이 기판;
    상기 어레이 기판의 상기 복수의 제1 배선 및 상기 복수의 제2 배선에 의해 획정된 상기 복수의 영역의 각각에 설치된 광전변환소자; 및
    상기 광전변환소자 위에 설치된 신틸레이터;
    를 포함하는, 방사선 검출기.
  6. 배선 기판에 있어서,
    기판;
    상기 기판의 표면에 설치된 배선;
    상기 배선에 전기적으로 접속된 회로소자;
    적어도 상기 배선을 덮는 보호층; 및
    상기 보호층 위의 영역과, 상기 배선과 상기 기판 사이의 영역 중 하나 이상에 설치되고, 상기 배선에 전기적으로 접속되고, 상기 배선의 재료보다 내식성이 높은 전도성 재료를 포함하는 접속부;를 포함하고,
    상기 기판의 주변 측 상의 상기 배선의 단면은 상기 보호층에 의해 덮여 있고, 상기 기판의 주변 측 상의 상기 접속부의 단면은 평면도에서 상기 기판의 주변에 위치되는, 배선 기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 접속부는 산화물 전도성 재료와 내식성 금속 중 하나 이상을 포함하는, 배선 기판.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 접속부는 ITO, IZO, ZnO, Sn2O3:Sb, Sn2O3:F, IGZO, 및 금(Au)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 배선 기판.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 보호층의 적어도 상기 기판의 주변 근방의 영역은 산화물 절연 재료, 질화물 절연 재료, 및 산질화물 절연 재료 중 하나 이상을 포함하는, 배선 기판.
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