(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
上記電極部および半導体層を含む対向基板とを備えており、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、
上記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜からなることを特徴とする二次元画像検出器。
【請求項２】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
上記電極部を兼ねた支持基板としての金属基板と上記半導体層とを含む対向基板とを備えており、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されていることを特徴とする二次元画像検出器。
【請求項３】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
上記電極部および半導体層を含む対向基板とを備えており、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、
上記画素配列層は、上記スイッチング素子が形成される層と上記画素電極が形成される層との間にスルーホールを有する絶縁保護膜を備えており、上記スイッチング素子と画素電極とが該スルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする二次元画像検出器。
【請求項４】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
上記電極部および半導体層および複数の接続電極を含む対向基板とを備えており、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、
上記電荷蓄積容量と上記半導体層とが、上記画素電極／上記異方導電性材料／上記接続電極を介して直列に接続されていることを特徴とする二次元画像検出器。
【請求項５】
上記半導体層において、電極部が形成されている面の他方の面のほぼ全面に、電子阻止層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の二次元画像検出器。
【請求項６】
上記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜であることを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載の二次元画像検出器。
【請求項７】
上記異方導電性材料が、絶縁性の接着剤中に、導電粒子が分散されてなる異方導電性接着剤であることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の二次元画像検出器。
【請求項８】
上記異方導電性材料が、ペースト状の接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の二次元画像検出器。
【請求項９】
上記異方導電性材料が、フィルム状の接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の二次元画像検出器。
【請求項１０】
上記異方導電性接着剤が、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の二次元画像検出器。
【請求項１１】
上記異方導電性接着剤が、熱可塑型接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の二次元画像検出器。
【請求項１２】
上記異方導電性接着剤が、光硬化型接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の二次元画像検出器。
【請求項１３】
上記対向基板の半導体層表面に、上記アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して、複数の接続電極が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１２の何れかに記載の二次元画像検出器。
【請求項１４】
上記各画素電極の面積は、上記各接続電極の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１３に記載の二次元画像検出器。
【請求項１５】
上記アクティブマトリクス基板もしくは上記対向基板の内、少なくとも一方側の基板の接続表面に、上記アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して、複数の突起電極が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１４の何れかに記載の二次元画像検出器。
【請求項１６】
上記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板であることを特徴とする請求項３または４に記載の二次元画像検出器。
【請求項１７】
上記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体層が形成されていることを特徴とする請求項１，３，４の何れかに記載の二次元画像検出器。
【請求項１８】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器の製造方法において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板を作成する第１の工程と、
上記電極部および半導体層を含む対向基板を作成する第２の工程と、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と上記対向基板の半導体層とが対向して両基板が配置されるように、上記両基板を、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続する第３の工程とを含んでおり、
上記第２の工程では、上記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜を形成することを特徴とする二次元画像検出器の製造方法。
【請求項１９】
上記第３の工程では、上記異方導電性材料に導電粒子が接着剤中に分散された異方導電性接着剤を用い、上記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側の表面に、該異方導電性接着剤を塗布または転写した後、両基板を貼り合わせて接着することを特徴とする請求項１８に記載の二次元画像検出器の製造方法。
【請求項２０】
上記異方導電性接着剤は、上記導電粒子の直径と略等しい厚みに塗布または転写されることを特徴とする請求項１９に記載の二次元画像検出器の製造方法。
【請求項２１】
上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に熱硬化型異方導電性接着剤あるいは熱可塑型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板を加熱ローラ間を通すことにより貼り合わせることを特徴とする請求項１９または２０に記載の二次元画像検出器の製造方法。
【請求項２２】
上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に熱硬化型異方導電性接着剤あるいは熱可塑型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板をプレス装置を用いた熱圧着により貼り合わせることを特徴とする請求項１９または２０に記載の二次元画像検出器の製造方法。
【請求項２３】
上記プレス装置が、オートクレーブ装置であることを特徴とする請求項２２に記載の二次元画像検出器の製造方法。
【請求項２４】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、
上記電極部および半導体層を含む対向基板とを備えており、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、
上記異方導電性接着剤が光硬化型接着剤であると共に、上記画素電極が透明電極であることを特徴とする二次元画像検出器。
【請求項２５】
格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、
上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、
上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器の製造方法において、
上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板を作成する第１の工程と、
上記電極部および半導体層を含む対向基板を作成する第２の工程と、
上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と上記対向基板の半導体層とが対向して両基板が配置されるように、上記両基板を、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続する第３の工程とを含んでおり、
上記第３の工程では、上記異方導電性材料に導電粒子が接着剤中に分散された光硬化型異方導電性接着剤を用い、上記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側の表面に、該異方導電性接着剤を塗布または転写した後、両基板を貼り合わせて、その後、アクティブマトリクス基板側から光を照射して、上記両基板を貼り合わせることを特徴とする二次元画像検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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と、その製造方法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、各行毎に電気スイッチを順次オンにして各列毎にセンサの電荷を読み出すものが知られている。このような二次元画像検出器は、例えば、文献「D.L.Lee,et al., “A New Digital Detector for Projection Radiography ”,SPIE,2432,pp.237-249,1955」、「L.S.Jeromin,et al., “Application of a-Si Active-Matrix Technology in a X-Ray Detector Panel”,SID 97 DIGEST,pp.91-94,1997」、および特開平６−３４２０９８号公報等に具体的な構造や原理が記載されている。
【０００３】
以下、上記従来の放射線二次元画像検出器の構成と原理について説明する。図８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図である。また図９は、１画素当たりの構成断面を模式的に示した図である。
【０００４】
上記放射線二次元画像検出器は、図８および図９に示すように、ガラス基板５１上にＸＹマトリクス状の電極配線（ゲート電極５２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を備えている。また、上記アクティブマトリクス基板上には、そのほぼ全面に、光導電膜５６、誘電体層５７および上部電極５８が形成されている。
【０００５】
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。
【０００６】
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が、上記文献によれば、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電特性を示すアモルファスセレニウム（ａ−Ｓｅ）が用いられている。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。
【０００７】
また、上記アクティブマトリクス基板は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板を流用することが可能である。例えば、アクティブマトリクス型液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）に用いられるアクティブマトリクス基板は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）によって形成された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として利用することが容易である。
【０００８】
次に、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。
【０００９】
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。図８、図９に示すように、光導電膜５６と電荷蓄積容量５５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、Ｇ３、…、Ｇｎの入力信号によってＴＦＴ５４をオープン状態にすることでソース電極Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、…、Ｓｎより外部に取り出すことが可能である。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、Ｇ３、…、Ｇｎに入力する信号を線順次に走査することで、二次元的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【００１１】
なお、上記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】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の構成では、光導電膜５６としてａ−Ｓｅを用いており、該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、ａ−ＳｅのＸ線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）が十分でないため、長時間Ｘ線を照射して電荷蓄積容量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。
【００１３】
また、リーク電流（暗電流）の低減や高電圧保護の目的で光導電膜５６と上部電極５８との間に誘電体層５７が設けられているが、この誘電体層５７に残留する電荷を１フレーム毎に除去するシーケンスを付加する必要があるため、上記二次元画像検出器は、静止画の撮影にしか利用することができないといった問題を生じていた。
【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、ａ−Ｓｅの代わりに、結晶（もしくは多結晶）材料で、かつＸ線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）の優れた光導電膜５６を利用する必要がある。光導電膜５６の感度が向上すれば、短時間のＸ線照射でも電荷蓄積容量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、ＣａＴｅ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の原子番号を３４、ＣｄＴｅの実効原子番号を５０とすると、約６．９倍の感度の向上が期待できる。ところが、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ＣａＴｅや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、この時の成膜温度は常温で可能なため、上述のアクティブマトリクス基板上への成膜が容易であった。一方、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの場合は、ＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法による成膜法が知られており、特に大面積基板への成膜を考慮するとＭＯＣＶＤが適した方法と考えられる。
【００１７】
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。
【００１８】
一般に、アクティブマトリクス基板に形成されている前述の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で処理すると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。
【００１９】
したがって、上述のアクティブマトリクス基板上にＭＯＣＶＤ法を用いてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを成膜することは、成膜温度の観点から事実上困難であった。
【００２０】
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、光導電性を有する半導体層の材料にＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ等を使用することで、応答性が良く、さらに動画像にも対応できる二次元画像検出器およびその製造方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部および半導体層を含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、上記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜からなることを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、電極部および半導体層を含む対向基板とを異方導電性材料によって接続することで、上記アクティブマトリクス基板と対向基板とを別々に作成することが可能となる。従来では、既に画素配列層が形成されている基板上に、半導体層を形成していたため、半導体層の形成時に該画素配列層のスイッチング素子に対して悪影響を与える熱処理を必要とする半導体材料を使用することはできなかったが、上記構成によってアクティブマトリクス基板と対向基板とを別々に作成することが可能になれば、従来では使用できなかった材料を上記半導体層に使用することが可能となる。
【００２３】
また、上記構成により使用可能となる半導体材料としては、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体が挙げられるが、これらの半導体材料は、従来用いられていたａ−Ｓｅに比べＸ線等の放射線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）が高く、上記半導体層にＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を用いる場合には、二次元画像検出器の応答性が良くなる。
【００２４】
また、この場合、電極部に印加される電圧を従来よりも低く設定することができるので、従来では半導体層と電極部との間において高電圧保護のために設けられていた誘電体層を省略することができる。上記従来の構成、即ち、半導体層と電極部との間に誘電体層を設ける構成においては、該誘電体層に残留する電荷を１フレーム毎に除去するシーケンスが必要となるため、従来の二次元画像検出器では、静止画像の検出しか行えなかったが、上記誘電体層を省略することで、動画像の検出も可能となる。
【００２５】
さらに、上記アクティブマトリクス基板および対向基板の両基板は、異方導電性材料で接続されるので、アクティブマトリクス基板の画素毎に電気的絶縁性が確保され、隣り合う画素同士のクロストークを発生させることなく、アクティブマトリクス基板上の画素電極と、対向基板の半導体層とを電気的及び物理的に接続することが可能となる。
【００２６】
また、本発明の他の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部を兼ねた支持基板としての金属基板と上記半導体層とを含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されていることを特徴としている。
【００２７】
また、本発明の他の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部および半導体層を含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、上記画素配列層は、上記スイッチング素子が形成される層と上記画素電極が形成される層との間にスルーホールを有する絶縁保護膜を備えており、上記スイッチング素子と画素電極とが該スルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の他の二次元画像検出器は、上記の課題を解決するために、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器において、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部および半導体層および複数の接続電極を含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、上記電荷蓄積容量と上記半導体層とが、上記画素電極／上記異方導電性材料／上記接続電極を介して直列に接続されていることを特徴としている。
【００２９】
本発明の二次元画像検出器は、上記半導体層において、電極部が形成されている面の他方の面のほぼ全面に、電子阻止層が形成されていることを特徴としている。
【００３０】
本発明の二次元画像検出器は、上記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜であることを特徴としている。
【００３１】
本発明の二次元画像検出器は、上記異方導電性材料が、絶縁性の接着剤中に、導電粒子が分散されてなる異方導電性接着剤であることを特徴としている。
【００３２】
上記異方導電性接着剤を使用する場合、例えば上下の基板間に異方導電性接着剤を充填して圧着することで、向かい合う基板間では上記導電粒子により導通性を与えることができ、隣接する電極間には絶縁性を与えることができる。したがって、良好な異方導電特性を得ることができる。
【００３３】
本発明の二次元画像検出器は、上記異方導電性材料が、ペースト状の接着剤であることを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によれば、上記異方導電性接着剤としてペースト状の接着剤を用いることで、大面積の基板に対しても、スクリーン印刷法等で容易に接着剤を塗布することができる。
【００３５】
本発明の二次元画像検出器は、上記異方導電性材料が、フィルム状の接着剤であることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、上記異方導電性接着剤として厚みの均一性に優れたフィルム状の接着剤を用いることで、大面積の基板を貼り合わせる際にも、均一な接着剤の厚みを容易に実現できる。
【００３７】
本発明の二次元画像検出器は、上記異方導電性接着剤が、熱硬化型接着剤であることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、上記異方導電性接着剤として、耐熱性や接着性等の信頼性に優れた熱硬化型接着剤を使用することにより、信頼性の高い二次元画像検出器を実現できる。
【００３９】
本発明の二次元画像検出器は、上記異方導電性接着剤が、熱可塑型接着剤であることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、上記異方導電性接着剤として熱可塑型接着剤が使用されるため、一度加熱処理を行って両基板を接着した後に、アクティブマトリクス基板もしくは対向基板のどちらかに不良が見つかった際に、再度加熱処理を行うことで接着剤を軟化させ、接着された両基板を剥がすことができる。すなわち、リワークを容易に行うことができる。
【００４１】
本発明の二次元画像検出器は、上記異方導電性接着剤が、光硬化型接着剤であることを特徴としている。
【００４２】
本発明の二次元画像検出器は、上記画素電極が、透明電極であることを特徴としている。
【００４３】
上記の構成によれば、上記異方導電性接着剤として光硬化型接着剤が使用されるため、アクティブマトリクス基板および対向基板の両基板の貼り合わせ時において加熱処理を必要としない。このため、比較的大面積のアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせる場合に、両基板の熱膨張係数が異なっていても、加熱処理を必要としないため、膨張差による基板の反りや接着面の剥離が生じない。
【００４４】
また、この時、上記画素電極が透明電極であれば、光硬化型の上記異方導電性接着剤に、アクティブマトリクス基板側から画素電極を介して光を照射することができる。
【００４５】
本発明の二次元画像検出器は、上記対向基板の半導体層表面に、上記アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して、複数の接続電極が形成されていることを特徴としている。
【００４６】
上記の構成により、対向基板上の半導体の画素間が、複数の上記接続電極により、アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して電気的に分離される。これにより、放射線や光線の入射により半導体内で発生した電荷が、入射位置に対応した接続電極にのみ収集され、周囲の画素に回り込むことなく、電気的クロストークが抑制される。
【００４７】
本発明の二次元画像検出器は、上記各画素電極の面積は、上記各接続電極の面積よりも小さいことを特徴としている。
【００４８】
上記の構成により、対向基板上の半導体層側に、１画素内でできるだけ大きなサイズの接続電極を形成しておくことで、Ｘ線や光線の入射により半導体内で発生した電荷を効率良く収集できる。同時に、アクティブマトリクス基板側の画素電極を該接続電極より小さいサイズで形成しておくことで、アクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせ時に位置ずれが生じたとしても、隣接画素との電気的クロストークを抑制することができる。
【００４９】
本発明の二次元画像検出器は、上記アクティブマトリクス基板もしくは上記対向基板の内、少なくとも一方側の基板の接続表面に、上記アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して、複数の突起電極が形成されていることを特徴としている。
【００５０】
上記の構成によれば、アクティブマトリクス基板と対向基板とを異方導電性材料で貼り合わせる際、上記突起電極部分に圧力が集中するため、貼り合わせ接続の際に必要な加圧力を低減することができる。また、過剰な接着剤や、貼り合わせ時に巻き込んだ気泡の逃げ場を確保することができるため、高歩留りで信頼性の高い電極接続を得ることができる。
【００５１】
本発明の二次元画像検出器は、上記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板であることを特徴としている。
【００５２】
上記の構成によれば、上記半導体層として、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法等によって得られる結晶性半導体基板を利用することができる。
【００５３】
本発明の二次元画像検出器は、上記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体層が形成されていることを特徴としている。
【００５４】
上記の構成によれば、上記対向基板が、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体層が形成されるため、対向基板自身の強度を増すことができる。
【００５５】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記の課題を解決するために、格子状に配列された電極配線と、各格子点毎に設けられた複数のスイッチング素子と、該スイッチング素子を介して上記電極配線に接続される画素電極を含む電荷蓄積容量とからなる画素配列層と、上記画素配列層のほぼ全面に対向して形成される電極部と、上記画素配列層および電極部の間に形成され、光導電性を有する半導体層とを備えている二次元画像検出器の製造方法において、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板を作成する第１の工程と、上記電極部および半導体層を含む対向基板を作成する第２の工程と、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と上記対向基板の半導体層とが対向して両基板が配置されるように、上記両基板を、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続する第３の工程とを含んでおり、上記第２の工程では、上記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜を形成することを特徴としている。
【００５６】
上記の構成によれば、先ず、上記第１および第２の工程により、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が別々に作成され、その後、第３の工程において両基板が異方導電性材料によって接続される。上記製造方法では、従来のように、既に画素配列層が形成されている基板上に新たに半導体層を形成する必要がない。このため、従来では半導体層の形成時に該画素配列層のスイッチング素子に対して悪影響を与える熱処理を必要とするような半導体材料を使用することはできなかったが、アクティブマトリクス基板と対向基板とを別々に作成することで、従来では使用できなかった材料、例えばＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を上記半導体層に使用することが可能となる。
【００５７】
これらの半導体材料は、従来用いられていたａ−Ｓｅに比べＸ線等の放射線に対する感度（Ｓ／Ｎ比）が高く、上記半導体層にＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を用いる場合には、二次元画像検出器の応答性が良くなり、さらに、動画像の検出も可能となる。
【００５８】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記第３の工程では、上記異方導電性材料に導電粒子が接着剤中に分散された異方導電性接着剤を用い、上記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側の表面に、該異方導電性接着剤を塗布または転写した後、両基板を貼り合わせて接着することを特徴としている。
【００５９】
上記の構成によれば、上記異方導電性材料に異方導電性接着剤が用いられ、アクティブマトリクス基板および対向基板は、該導電性接着剤を用いて貼り合わされる。したがって、大面積のアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせの際でも、このような接着剤の塗布または転写は容易に行えるため、上記両基板の接着を容易に行うことができる。
【００６０】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記異方導電性接着剤は、上記導電粒子の直径と略等しい厚みに塗布または転写されることを特徴としている。
【００６１】
上記の構成によれば、貼り合わせ面が略平坦な基板同士の貼り合わせ時においても、上記異方導電性接着剤は、上記導電粒子の直径と略等しい厚みに塗布または転写されているため、余分な接着剤の流動を最低限に抑えることができ、良好な異方導電性を得ることができる。
【００６２】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に熱硬化型異方導電性接着剤あるいは熱可塑型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板を加熱ローラ間を通すことにより貼り合わせることを特徴としている。
【００６３】
上記の構成によれば、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を異方導電性接着剤を用いて接着する際、該異方導電性接着剤として熱硬化型もしくは熱可塑型の接着剤が用いられ、さらに、上記両基板を加熱ローラ間を通すことにより貼り合わされる。したがって、大面積のアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせの際でも、基板の全面にプレス力を作用させる必要がないため、大規模な油圧プレス装置等を必要とせず、比較的小型のプレス装置を用いることができる。これにより、上記両基板の接着工程および該工程に用いられる装置を簡単なものとすることができる。
【００６４】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に熱硬化型異方導電性接着剤あるいは熱可塑型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板をプレス装置を用いた熱圧着により貼り合わせることを特徴としている。
【００６５】
上記の構成によれば、上記両基板をプレス装置を用いた熱圧着により貼り合わせられるので、基板の貼り合わせ工程において、汎用的な熱プレス装置を使用することができる。
【００６６】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記プレス装置が、オートクレーブ装置であることを特徴としている。
【００６７】
上記の構成によれば、大面積の基板を貼り合わせる場合でも、均一なプレス圧を得ることができる。
【００６８】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に光硬化型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板を貼り合わせた後アクティブマトリクス基板側から光を照射して、上記両基板を貼り合わせることを特徴としている。
【００６９】
上記の構成によれば、例えば、アクティブマトリクス基板の画素電極を透明電極で形成し、アクティブマトリクス基板側から接着剤に光を照射することで、加熱処理を必要とせずに、アクティブマトリクス基板および対向基板を貼り合わせることができる。このため、比較的大面積の基板を貼り合わせる場合に、両基板の熱膨張係数が異なっていても、加熱処理による膨張差に伴う基板の反りや接着面の剥離が生じない。
【００７０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
［実施の形態１］
本実施の形態に係る二次元画像検出器は、図１に示すように、電荷蓄積容量（Ｃｓ）４とスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５とが形成されたアクティブマトリクス基板１と、接続電極６が形成された対向基板２とが、異方導電性材料である異方導電性接着剤３により貼り合わされて構成されている。尚、ここでの異方導電性材料とは、導電特性に異方性を有する材料の総称であり、本実施の形態に係る異方導電性接着剤３は、絶縁性の接着剤７に導電粒子８が混合されてなる。
【００７１】
次に、上記二次元画像検出器の１画素当りの詳細な構成を図２を用いて説明する。
【００７２】
先ず、アクティブマトリクス基板１は、ガラス基板９上にゲート電極１０およびソース電極１１からなるＸＹマトリクス状の電極配線、電荷蓄積容量４およびＴＦＴ５等が形成された構成である。すなわち、上記電極配線、電荷蓄積容量４およびＴＦＴ５により、特許請求の範囲に記載の画素配列層が構成される。
【００７３】
上記ガラス基板９には、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用い、その上にＴａ等の金属膜からなるゲート電極１０を形成する。ゲート電極１０は、Ｔａ等をスパッタ蒸着で約３０００Å成膜した後、所望の形状にパターニングして得られる。この時、同時に電荷蓄積容量４のＣｓ電極１２が形成される。次に、ＳｉＮx やＳｉＯx からなる絶縁膜１３を、ＣＶＤ法で約３５００Å成膜して形成する。上記絶縁膜１３は、上記ＴＦＴ５のゲート絶縁膜、および電荷蓄積容量４の電極間の誘電層として作用する。尚、絶縁膜１３としてＳｉＮx やＳｉＯx だけでなく、ゲート電極１０とＣｓ電極１２とを陽極酸化した陽極酸化膜を併用してもよい。
【００７４】
次に、ＴＦＴ５のチャネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１４と、ソース・ドレイン電極とのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ+ 層）１５とを、ＣＶＤ法で各々約１０００Å、約４００Å成膜した後、所望の形状にパターニングする。次に、ＴａやＡｌ等の金属膜からなるソース電極１１とドレイン電極（画素電極１６にも兼用）とを形成する。上記ソース電極１１および画素電極１６は、上記金属膜をスパッタ蒸着で約３０００Å成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。
【００７５】
その後、画素電極１６の開口部以外の領域を絶縁保護する目的で、絶縁保護膜１７を形成する。上記絶縁保護膜１７は、ＳｉＮx やＳｉＯx の絶縁膜をＣＶＤ法で約３０００Å成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。上記絶縁保護膜１７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膜を使用することも可能である。このようにして、アクティブマトリクス基板１が形成される。
【００７６】
尚、ここでは、上記アクティブマトリクス基板１のＴＦＴ素子として、ａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造のＴＦＴ５を用いたが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いても良いし、スタガ構造にしても良い。また、上記アクティブマトリクス基板１は、液晶表示装置を製造する過程で形成されるアクティブマトリクス基板と同じプロセスで形成することが可能である。
【００７７】
一方、対向基板２は、Ｘ線等の放射線に対して光導電性を有する半導体基板（半導体層）１８を支持基板としている。ここでは、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅといった化合物半導体を用いる。上記半導体基板１８の厚みは約０．５ｍｍである。この半導体基板は、ブリッジマン法やグラディエンドフリーズ法、トラベルヒーティング法等によって、容易に結晶基板を形成することできる。上記半導体基板１８の一方の面のほぼ全面に、Ａｌ等のＸ線を透過しやすい金属によって上部電極（電極部）１９が形成される。また、他方の面には、約１０００Å厚のＡｌＯx からなる絶縁層である電子阻止層２０をほぼ全面に形成した後、ＴａやＡｌなど金属膜をスパッタ蒸着で約２０００Å成膜し、所望の形状にパターニングすることで接続電極６を形成する。上記接続電極６は、アクティブマトリクス基板に形成された画素電極１６と対応する位置に形成される。
【００７８】
上述のプロセスによって形成されたアクティブマトリクス基板１および対向基板２の両基板を、画素電極１６と接続電極６とが各々対向するように向かい合わせ、その間隙に異方導電性材料を充填し、圧着することで本実施の形態に係る二次元画像検出器が形成される。上記異方導電性材料としては、ぺースト状のエポキシ系熱硬化型接着剤等の絶縁性の接着剤７に金属粒子等の導電粒子８を分散させた異方導電性接着剤３が用いられる。この異方導電性接着剤３は、約１６０℃の加熱処理で硬化が促進するものが用いられる。
【００７９】
上記二次元画像検出器の１画素当たりの等価回路図を図３に示す。図２および図３を参照して、上記二次元画像検出器の動作原理を説明する。ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅからなる半導体基板１８にＸ線が入射すると、光導電効果により該半導体基板１８に電荷（電子−正孔）が発生する。この時、電荷蓄積容量４と半導体基板１８とは、画素電極１６／異方導電性接着剤３／接続電極６を介して直列に接続された構造になっているので、上部電極１９とＣｓ電極１２との間に電圧を印加しておくと、半導体基板１８内で発生した電荷がそれぞれ＋電極側と−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量４に電荷が蓄積される。
【００８０】
尚、半導体基板１８と接続電極６との間には、薄い絶縁層からなる電子阻止層２０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ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor)構造の阻止型フォトダイオードの役割を果たす。これにより、Ｘ線が入射しない時の暗電流の低減に寄与している。すなわち、上部電極１９側に正電圧を印加した場合、電子阻止層２０は接続電極６から半導体基板１８への電子の注入を阻止する働きをする。また、半導体基板１８と上部電極１９との間にも絶縁層を設け、上部電極１９から半導体基板１８への正孔の注入も阻止し、更なる暗電流低減を図る場合もある。
【００８１】
上記阻止型フォトダイオードの構造としては、上記ＭＩＳ構造の他にも、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ等の積層膜を用いたヘテロ接合構造、ＰＩＮ接合構造、ショットキー接合構造を用いることも、もちろん可能である。
【００８２】
上記の作用により、電荷蓄積容量４に蓄積された電荷は、ゲート電極１０の入力信号によってＴＦＴ５をオーブン状態にすることでソース電極１１より外部に取り出すことが可能である。ここで、電極配線（ゲート電極１０およびソース電極１１）、ＴＦＴ５、電荷蓄積容量４等は、従来例の図８にも示すように、すべてＸＹマトリクス状に設けられているため、ゲート電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎに入力する信号を線順次に走査することで、二次元的にＸ線の画像情報を得ることができる。このように、基本的な動作原理は、従来例に示した画像検出器と同様である。
【００８３】
上記のごとく、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、格子状の電極配線と各格子点毎に設けられた複数のＴＦＴ５と複数の画素電極１６とが具備されたアクティブマトリクス基板１と、光導電性を有する半導体基板１８がほぼ全面に具備された対向基板２とが、導電粒子８が接着剤７中に分散された異方導電性接着剤３により電気的および物理的に接着されている構成である。したがって、従来の二次元画像検出器のように、光導電半導体をアクティブマトリクス基板上に直接成膜する場合に問題となっていた、アクティブマトリクス基板の耐熱性に起因する光導電体の成膜温度の制限が、本実施の形態の構成では緩和される。この結果、従来ではアクティブマトリクス基板上に直接成膜できなかった半導体材料（例えば、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ）を、二次元画像検出器に使用することが可能になる。
【００８４】
この場合、アクティブマトリクス基板の耐熱性から熱硬化型異方性接着剤の硬化に要する温度が制限されることになるが、通常アクティブマトリクス基板は２５０℃程度の耐熱性を有していることから、この温度以下で硬化が促進する接着剤を選べさえすれば良く、上記半導体材料にＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを使用するうえでは全く障害にはならない。
【００８５】
上記理由により、半導体基板１８としてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅを用いる事ができるため、従来のａ−Ｓｅを用いた二次元画像検出器に比べてＸ線に対する感度が向上すると共に、半導体基板１８と上部電極１９間に誘電体層を設ける必要がなくなり、動画に対応する画像データ、すなわち３３ｍｓｅｃ／ｆｒａｍのレートで画像データを得ることが可能になった。
【００８６】
また、上記二次元画像検出器は、半導体基板１８の貼り合わせ面に、該アクティブマトリクス基板１上に形成されている複数の画素電極１６に対応して各画素毎に独立された接続電極６が形成されている。これにより、対向基板２の半導体基板１８上の画素間が電気的に分離される。したがって、放射線や光線の入射により半導体基板１８内で発生した電荷が、入射位置に対応した接続電極６にのみ収集され、周囲の画素に回り込むことなく電気的クロストークが抑制される。
【００８７】
さらに、図２に示すように、半導体基板１８に、１画素内でできるだけ大きなサイズの接続電極６を形成し、各画素における画素電極１６と接続電極６との面積の関係を、（画素電極面積）＜（接続電極面積）と設定する。これにより、Ｘ線や光線の入射により半導体内で発生した電荷を効率良く収集できると共に、アクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせ時に位置ずれが生じたとしても、隣接画素との電気的クロストークを抑制することができる。
【００８８】
本実施の形態では、画素電極１６の形状を一辺が約８０μｍのほぼ正方形とし、接続電極６の形状を一辺が約１２０μｍのほぼ正方形とすることで、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の貼り合わせずれに対し、±２０μｍのマージンを確保することができた。
【００８９】
次に、本実施の形態で用いる異方導電性接着剤３について詳細に説明する。一般に、異方導電性接着剤３は、絶縁性の接着剤７に導電粒子８を分散させたものが用いられる。ここで使用できる導電粒子８としては、Ｎｉ、Ａｇなどの金属粒子、または、これらの金属粒子にＡｕメッキを施した金属粒子、カーボン粒子、プラスチック粒子にＡｕまたはＡｕ／Ｎｉメッキを施した金属膜被覆プラスチック粒子、ＩＴＯなどの透明導電粒子、Ｎｉ粒子をポリウレタンに混合させた導電粒子複合プラスチック等がある。本実施の形態においては、上下基板（アクティブマトリクス基板１および対向基板２）の厚みバラツキを吸収する為に、弾力性に優れた全属膜被覆プラスチック粒子を用いた。
【００９０】
また、使用できる接着剤７としては、熱硬化型、熱可塑型、光硬化型のものがある。これらは各々以下のような特徴を持っている。
【００９１】
熱硬化型接着剤は、加熱処理を施すだけで硬化が促進するもので、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン等の種類がある。特にエポキシ系樹脂は、耐熱性や接着性等の信頼性に優れており、信頼性の高い二次元画像検出器を実現できる。
【００９２】
また、熱可塑型接着剤は、硬化と軟化に可逆性を有しているもので、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体）、ＳＥＢＳ（スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）等の種類がある。これらは、一度加熱処理を行い接着した後に、アクティブマトリクス基板１か対向基板２のどちらかに不良が見つかった際に、再度加熱処理を行うことで接着剤７を軟化させ剥がすことが容易である。すなわち、リワーク処理を多く行う場合などに適している。尚、上記熱硬化型と熱可塑型の混合型接着剤を用いる場合もある。
【００９３】
また、光硬化型接着剤は、アクリル系樹脂が多く使用されるが、加熱処理を必要とせず紫外線等の光を照射することで硬化が促進するものである。したがって、アクティブマトリクス基板１と対向基板２とを貼り合わせる場合、両者の熱膨張係数が異なっていても、膨張差によって基板の反りや接着面の剥離が生じる事がなく、比較的大面積な基板同士でも貼り合わせることが可能になる。
【００９４】
例えば、アクティブマトリクス基板１に用いるコーニング社製ガラス基板＃１７３７の熱膨張係数３７．８×１０-7（／℃）に対し、ＣｄＴｅの熱膨張係数は４７×１０-7（／℃）と異なるため、両者の貼り合わせには、できるだけ加熱処理を必要としない光硬化型接着剤を利用することが望ましい。ただし、光硬化型接着剤を用いる場合は、アクティブマトリクス基板１と対向基板２とを貼り合わせた状態で、その間隙に位置する異方導電性接着剤３に光を照射する必要が有るので、Ｃｓ電極１２や画素電極１６をＩＴＯ等の透明電極で形成しておくことが望ましい。そして、アクティブマトリクス基板１側から、透明なＣｓ電極１２および画素電極１６を透過させて光を照射することで、異方導電性接着剤３の硬化を促進させることができる。
【００９５】
このように、異方導電性接着剤３に使用する接着剤７は、用途に応じて使い分けることができる。尚、本実施の形態においては、接着強度を重視して熱硬化型接着剤を使用した。
【００９６】
また、上記異方導電性接着剤３は、その形状によってペーストタイプとフィルムタイプとがある。ペーストタイプの接着剤は、大面積基板に対してスクリーン印刷法等で簡便に接着剤を塗布することが可能である。また、フィルム状接着剤は、フィルム自身の厚みの均一性に優れているため、大面積の基板を貼り合わせる際にも均一な接着剤の厚みを容易に実現できる。本実施の形態では、どちらのタイプを使用することも可能であるが、ここではペーストタイプの接着剤を採用した。
【００９７】
以下に、ペーストタイプで熱硬化型の異方導電性接着剤３を用いて、アクティブマトリクス基板１と対向基板２とを貼り合わせる際の具体的な方法について説明する。
【００９８】
図４（ａ）〜（ｄ）は、両者の基板の貼り合わせプロセスを示す図である。先ず、図４（ａ）に示すように、スクリーン印刷法により、アクティブマトリクス基板１および対向基板２のどちらか一方において、貼り合わせ面のほぼ全面に異方導電性接着剤３を約１０μｍの厚みで塗布する。また、塗布後の接着剤７の平坦性が悪い場合は、５０〜６０℃の低温加熱処理で平坦化を行っても良い。
【００９９】
次に、図４（ｂ）に示すように、両基板をわずかな隙間を設けた状態で対向配置させる。この時、自重による基板の反りが大きい場合は、同図に示すように、垂直方向に基板を支持して対向させることが好ましい。
【０１００】
次に、図４（ｃ）に示すように、対向配置された両基板を、一方の端から異方導電性接着剤３の硬化温度（本実施の形態では約１６０℃）に加熱されたゴム製の加熱ローラ２１・２１間を通して、加熱圧着させる。この時、基板を急激に加熱することで熱割れを生じさせる虞がある場合には、ローラ加熱する前に両基板に対して余熱を与えておくか、低温用および高温用の２種類以上の加熱ローラを用いて段階的に加熱を行うと良い。
【０１０１】
このように、基板全体を加熱ローラ２１・２１間に通して加熱圧着処理を終了することで、図４（ｄ）に示すように、アクティブマトリクス基板１および対向基板２の両基板を異方導電性接着剤３により貼り合わせることができる。
【０１０２】
上記貼り合わせプロセスでは、スクリーン印刷法で異方導電性接着剤３を塗布しているので、大面積のアクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせの際でも、接着剤塗布が容易となる。もちろん、上記異方導電性接着剤３の塗布工程では、スクリーン印刷法以外に、オフセット印刷等、他の印刷法を用いてもよい。また、ペーストタイプの異方導電性接着剤３ではなく、フィルムタイプの異方導電性接着剤３を用いる場合は、印刷の代わりにラミネート法でフィルムを転写すると簡便である。
【０１０３】
また、この時、異方導電性接着剤３に含有されている導電粒子８の直径と、接着剤７の塗布厚みを略等しく設定しておくことが望ましい。これは、両基板の貼り合せ面が略平坦で、電極上に突起（バンプ）が形成されていないためである。通常、上記のような異方導電性接着剤３は、ブレス工程によって導電粒子８の直径以下まで両基板間の間隙を縮め、両基板に導電粒子８を接触させることで上下の導電性を得る仕組みになっているが、この時余分な接着剤７はバンプが存在する場所以外の隙間に回り込むことが可能である。
【０１０４】
ところが、上記のごとく貼り合わせ面が略平坦な場合、導電粒子８の直径に比べて接着剤７の塗布厚みが厚すぎると、余分な接着剤７が邪魔になり、プレス工程で両基板間を縮めることが困難になる。そこで、予め、異方導電性接着剤３に含有されている導電粒子８の直径と、接着剤７の塗布厚みを略等しく設定しておくことで、余分な接着剤７を最低限に抑えることができ、良好な異方導電性を得ることが可能になる。
【０１０５】
厳密には、プレス後の導電粒子８の変形量を考慮し、接着剤７の塗布厚みを導電粒子８の径より僅かに薄くしておくことが望ましい。本実施の形態の場合、直径１０μｍの導電粒子８に対し、接着剤７の塗布厚みを９〜１０μｍになるように設定することで、良好な結果を得ることが確認できた。
【０１０６】
また、上記貼り合わせプロセスでは、加熱ローラを用いて加熱処理を行っているので、大面積のアクティブマトリクス基板１と対向基板２との貼り合わせの際でも、大規模な油圧プレス装置等を必要とせず、接着工程および装置を簡単にすることができる。
【０１０７】
例えば、用いる異方導電性接着剤３が１０ｋｇｆ／ｃｍ2 のプレス圧を必要とする場合、４０ｃｍ×５０ｃｍ程度のサイズの基板同士に対し、油圧プレス装置で全面プレスを施そうとすれば、２００００ｋｇｆものプレス力が必要となる。上記のプレス力を得るためには、大規模なプレス装置が必要となるが、同サイズの基板を、上記のごとく加熱ローラによって順次加圧を施す方法であれば、２００〜５００ｋｇｆ程度のプレス力で基板を貼り合わせることができ、装置も簡略化できる。
【０１０８】
尚、貼り合わせる基板の面積が比較的小さい場合は、一般的な油圧プレス装置でプレスし、熱圧着することも可能である。例えば、１０ｃｍ×１０ｃｍ程度のサイズの基板同士の場合は、１０００ｋｇｆのプレス力で済むため、比較的小規模なプレス装置を使用することが可能になる。この場合は、汎用的な熱プレス装置を使用することが可能である。
【０１０９】
また、大面積で大きなプレス力を必要とする場合は、油圧プレス装置ではなく、高圧を利用してプレスを行うオートクレーブ装置を用いることも可能である。オートクレーブ装置は、気体（流体）の高圧を利用してプレスを行うため、大面積でも均一なプレス圧を得ることが可能であると共に、同時に加熱処理を施すことが可能である。
［実施の形態２］
本発明に係る二次元画像検出器に用いられるアクティブマトリクス基板は、図２に示した構造に限定されるものではなく、他の構成のアクティブマトリクス基板を用いることも可能である。図５に、アクティブマトリクス基板の他の構成例として、アクティブマトリクス基板２２を用いた場合の二次元画像検出器の構成を示す。尚、上記アクティブマトリクス基板２２の構成は、図２に示したアクティブマトリクス基板１と類似しているため、図２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１１０】
上記アクティブマトリクス基板２２は、実施の形態１に係るアクティブマトリクス基板１と同様に、ガラス基板９上にゲート電極１０およびソース電極１１からなるＸＹマトリクス状の電極配線、電荷蓄積容量４およびＴＦＴ５等が形成されている。
【０１１１】
上記ガラス基板９には、無アルカリガラス基板（例えばコーニング社製＃７０５９や＃１７３７）を用い、その上にＴａ等の金属膜からなるゲート電極１０を形成する。ゲート電極１０は、Ｔａ等をスパッタ蒸着で約３０００Å成膜した後、所望の形状にパターニングして得られる。この時、同時に電荷蓄積容量４のＣｓ電極１２が形成される。次に、ＳｉＮx やＳｉＯx からなる絶縁膜１３を、ＣＶＤ法で約３５００Å成膜して形成する。上記絶縁膜１３は、上記ＴＦＴ５のゲート絶縁膜、および電荷蓄積容量４の電極間の誘電層として作用する。尚、絶縁膜１３としてＳｉＮx やＳｉＯx だけでなく、ゲート電極１０とＣｓ電極１２とを陽極酸化した陽極酸化膜を併用してもよい。
【０１１２】
次に、ＴＦＴ５のチャネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）１４と、ソース・ドレイン電極とのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ+ 層）１５とを、ＣＶＤ法で各々約１０００Å、約４００Å成膜した後、所望の形状にパターニングする。次に、ＴａやＡｌ等の金属膜からなるソース電極１１とドレイン電極２３とを形成する。上記ソース電極１１およびドレイン電極２３は、上記金属膜をスパッタ蒸着で約３０００Å成膜した後、所望の形状にパターニングすることで得られる。
【０１１３】
その後、アクティブマトリクス基板２２のほぼ全面を覆う形で、絶縁保護膜２４を約３μｍの厚みでコートする。上記絶縁保護膜２４には、感光性を有する有機絶縁膜、例えばアクリル樹脂等を用いる。その後、絶縁保護膜２４をフォトリソグラフィ技術でパターニングし、所定の場所にスルーホール２５を形成する。次に、絶縁保護膜２４上に、Ａｌ、Ｔｉ、ＩＴＯ等の導電膜からなる画素電極２６をスパッタ蒸着法で約２０００Å成膜し、所望の形状にパターニングする。この時、絶縁保護膜２４に設けたスルーホール２５を介して、上記画素電極２６とＴＦＴ５のドレイン電極２３とを電気的に接続する。
【０１１４】
上記構造のアクティブマトリクス基板２２を、実施の形態１と同様に、Ｘ線に対して光導電性を有する半導体基板１８を支持基板とする対向基板２と異方導電性接着剤３で貼り合わせることで二次元画像検出器が完成する。実施の形態１に記載の二次元画像検出器と比較すると、アクティブマトリクス基板の構造が若干異なるだけで、その基本的な動作原理は同じである。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態に係る二次元画像検出器は、アクティブマトリクス基板２２の略全表面を有機絶縁膜からなる絶縁保護膜２４で覆った構成となっているため、該絶縁保護膜２４が下地基板（ガラス基板９上にＸＹマトリクス状の電極配線やＴＦＴ５が形成されている状態のもの）の平坦化効果をもたらす。すなわち、図２に示した実施の形態１の構成では、ＴＦＴ５やＸＹマトリクス状の電極配線によりアクティブマトリクス基板１の表面に１μｍ程度の凹凸が生じるが、本実施の形態２では、図５に示すように、絶縁保護膜２４によって下地基板の表面が平坦化されるため、アクティブマトリクス基板２２表面の凹凸は約０．２μｍに抑えられる。
【０１１６】
したがって、アクティブマトリクス基板２２と対向基板２とを貼り合わせる際、基板表面段差の影響が全く発生しないため、より確実に導電粒子８を上下の電極に接触させることができる。
【０１１７】
また、本実施の形態２の構成では、画素電極２６をＴＦＴ５や電極配線の上にオーバーラップさせた状態で形成させることができるため、画素電極２６の設計マージンを大きくとることができる。
［実施の形態３］
本発明に係る二次元画像検出器に用いられる対向基板は、図２に示した構造に限定されるものではなく、他の構成の対向基板を用いることも可能である。図６に、対向基板の他の構成例として、対向基板２７を用いた場合の二次元画像検出器の構成を示す。尚、上記対向基板２７の構成は、図２に示した対向基板２と類似しているため、図２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１１８】
図６に示すように、上記対向基板２７は、支持基板２８と、該支持基板２８上に成膜される半導体膜（半導体層）２９とによって主に構成される。上記支持基板２８としては、Ｘ線に対して透過性を有する基板を用いる必要があり、ガラス、セラミック、シリコン基板等を用いることができる。尚、ここでは、Ｘ線と可視光の両者に対して透過性の優れた、厚みが０．７〜１．１ｍｍのガラス基板を用いている。このような支持基板２８であれば、４０〜１００ｋｅＶのＸ線をほとんど透過する。
【０１１９】
次に、該支持基板２８の一方の面のほぼ全面に、Ｔｉ、Ａｇ等の金属によって上部電極１９を形成する。但し、本二次元画像検出器を可視光による像の検出に用いる場合には、上記上部電極１９として可視光に対して透明なＩＴＯ電極を用いる。
【０１２０】
次に、この上部電極１９上に半導体膜２９として、ＭＯＣＶＤ法を用いてＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶膜を約０．５ｍｍの厚みで形成する。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］等）、有機テルル（ジエチルテルル［ＤＥＴｅ］、ジイソプロピルテルル［ＤｉＰＴｅ］等）、有機亜鉛（ジエチル亜鉛［ＤＥＺｎ］、ジイソプロピル亜鉛［ＤｉＰＺｎ］、ジメチル亜鉛［ＤＭＺｎ］等）を用いて、４００〜５００℃の成膜温度で成膜が可能である。
【０１２１】
更にその上に、ＡｌＯx の薄い絶縁層からなる電子阻止層２０を、ほぼ全面に形成した後、ＴａやＡｌなど金属膜を約２０００Å成膜し所望の形状にパターニングすることで接続電極６を形成する。上記接続電極６は、アクティブマトリクス基板１に形成された画素電極１６と対応する位置に形成すると良い。
【０１２２】
上記構造の対向基板２７を、実施の形態１と同様に、アクティブマトリクス基板１と異方導電性接着剤３で貼り合わせることで、二次元画像検出器が完成する。これを、実施の形態１に記載の二次元画像検出器と比較すると、対向基板の構造が若干異なるだけで、その基本的な動作原理は同じである。もちろん、上記対向基板２７を実施の形態２のアクティブマトリクス基板２２と貼り合わせて用いることも可能である。
【０１２３】
上記構造の対向基板２７を用いると、支持基板２８上に光導電性を有する半導体膜２９を形成しているので、実施の形態１に記載の対向基板２に比べて、力学的強度を増すことが可能になる。したがって、対向基板２７とアクティブマトリクス基板１を貼り合わせる際に、該対向基板２７が割れにくくなり、プロセスマージンが増大する。
【０１２４】
また、本二次元画像検出器の使用目的をＸ線による像の検出に限定すれば、Ｘ線を透過しやすい金属基板を用いて、支持基板２８と上部電極１９とを兼用させることも可能である。
［実施の形態４］
本発明に係る二次元画像検出器に用いられる対向基板は、図２や図６に示した構造に限定されるものではなく、他の構成の対向基板を用いることも可能である。図７に、対向基板の他の構成例として、対向基板３０を用いた場合の二次元画像検出器の構成を示す。尚、上記対向基板３０の構成は、図２に示した対向基板２と類似しているため、図２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１２５】
図７に示すように、上記対向基板３０は、実施の形態３で示した対向電極２７において、接続電極６上にさらに突起電極３１を備えた構造となっている。すなわち、上記突起電極３１は、アクティブマトリクス基板１上の複数の画素電極１６に対応して形成されている。
【０１２６】
具体的には、接続電極６の形成後に、該接続電極６上にメッキ法またはスタッドバンプ法により、数μｍから数十μｍの高さを有するＡｕ、Ｃｕ、Ｉｎ、ハンダ等の金属によって突起電極３１を形成する。あるいは、これらの金属を積層させて突起電極３１を形成してもよい。
【０１２７】
これ以外に、上記接続電極６自身を、数μｍから数十μｍの高さを有するＡｕ、Ｃｕ、Ｉｎ、ハンダ等の金属、あるいはこれらの金属を積層させた電極で形成し、突起電極３１とすることもできる。また、ＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅ等からなる半導体膜２９の表面側（アクティブマトリクス基板１と対向する側）の接続部分に、フォトリソグラフィやエッチングにより数μｍから数十μｍの段差を形成した後に、該段差の突起部分に実施の形態３で示した方法で接続電極６を形成することにより、突起電極３１を形成することも可能である。
【０１２８】
上記構造の突起電極３１を有する対向基板３０を、実施の形態１と同様に、アクティブマトリクス基板１と異方導電性接着剤３で貼り合わせることにより本実施の形態に係る二次元画像検出器が完成する。
【０１２９】
上記構造の二次元画像検出器では、アクティブマトリクス基板１と対向基板３０とを異方導電性接着剤３で貼り合わせる際に、上記突起電極３１部分に圧力が集中するため、貼り合わせ接続の際に必要な加圧力を低減することができる。また、過剰な接着剤や貼り合わせの際に巻き込んだ小さな気泡は、突起電極３１間の隙間（溝部分）に逃げ場を確保できるので、歩留りが高く信頼性の高い電極接続を得ることができる。
【０１３０】
尚、本実施の形態４では、対向電極３０として、実施の形態３で示した対向電極２７に、さらに突起電極３１を備えた構造を例示したが、これ以外にも、たとえば、実施の形態１で示した対向電極２に突起電極３１を備えた構造としてもよい。また、上記突起電極３１は、アクティブマトリクス基板１の画素電極１６上に形成されてもよく、この場合も上述の例と同様の効果を得ることができる。
【０１３１】
尚、上記実施の形態１〜４では、主にＸ線（放射線）に対する二次元画像検出器の場合について説明してきたが、使用する半導体（半導体基板１８もしくは半導体膜２９）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使用することも可能である。ただし、この場合、半導体からみて光入射側に配置される上部電極１９として、ＩＴＯ等の可視光や赤外光を透過する透明電極を用いる。また、半導体の厚みも、可視光、赤外光の吸収効率に応じて最適化することが望ましい。
【０１３２】
また、上記実施の形態１〜４では、アクティブマトリクス基板１（または、アクティブマトリクス基板２２）で用いられるスイッチング素子として、ＴＦＴ５を使用しているが、これ以外にも、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal)、バリスタ等の二端子素子や、ダイオードリング、バックツーバックダイオード等のダイオードを組み合わせたスイッチング素子等を使用することができる。
【０１３３】
さらに、本発明の基本的な構造は、アクティブマトリクス基板と光導電体層とを別々の基板に形成した後、両者を貼り合わせる構造になっているため、上述してきた効果以外に、アクティブマトリクス基板の上に直接光導電体層を形成するよりも総合的に歩留りが向上するといった効果も作用する。なぜなら、従来のようにアクティブマトリクス基板上に、光導電体層を直接積層していく構造では、光導電体層に不良が生じた際に下のアクティブマトリクス基板までもが無駄になってしまうのに対し、本発明の場合、互いに良品同士のアクティブマトリクス基板と対向基板とを選んで組み合わせることができるためである。
【０１３４】
したがって、本発明は上述してきた光導電体材料やセンサ構造に限定されるものではなく、他の光導電体材料やセンサ構造を用いた二次元画像検出器にも適用することが可能である。例えば、上記実施の形態１ないし４では、光導電体層としてＸ線の感度に優れているＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの多結晶を用いた構造の例を示したが、それ以外でもａ−Ｓｅやａ−Ｓｉ等、他の半導体材料を光導電体層として使用することも可能である。また、対向基板側の構造は、Ｘ線を可視光に変化する変換層（例えばＣｓＩ）と可視光センサを組み合わせた構造であってもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、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、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、上記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜からなる構成である。
【０１３６】
それゆえ、上記二次元画像検出器では、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、電極部および半導体層を含む対向基板とを異方導電性材料によって接続することで、上記アクティブマトリクス基板と対向基板とを別々に作成することが可能となる。このため、半導体層の成膜温度と、アクティブマトリクス基板上のスイッチング素子の耐熱性との関係により、従来では使用できなかった材料を上記半導体層に使用することできるという効果を奏する。
【０１３７】
特に、上記半導体層に、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を用いることで、従来よりも、二次元画像検出器の応答性を向上させることができると共に、動画像の検出も可能となるという効果を奏する。
【０１３８】
また、本発明の他の二次元画像検出器は、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部を兼ねた支持基板としての金属基板と上記半導体層とを含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されている構成である。
【０１３９】
また、本発明の他の二次元画像検出器は、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部および半導体層を含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、上記画素配列層は、上記スイッチング素子が形成される層と上記画素電極が形成される層との間にスルーホールを有する絶縁保護膜を備えており、上記スイッチング素子と画素電極とが該スルーホールを介して電気的に接続されている構成である。
【０１４０】
また、本発明の他の二次元画像検出器は、上記画素配列層を含むアクティブマトリクス基板と、上記電極部および半導体層および複数の接続電極を含む対向基板とを備えており、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と、上記対向基板の半導体層とが対向するように両基板が配置されると共に、上記両基板は、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続されており、上記電荷蓄積容量と上記半導体層とが、上記画素電極／上記異方導電性材料／上記接続電極を介して直列に接続されている構成である。
【０１４１】
本発明の二次元画像検出器は、上記半導体層において、電極部が形成されている面の他方の面のほぼ全面に、電子阻止層が形成されている構成である。
【０１４２】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記半導体層が、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体である構成である。
【０１４３】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記異方導電性材料が、絶縁性の接着剤中に、導電粒子が分散されてなる異方導電性接着剤である構成である。
【０１４４】
それゆえ、絶縁性の接着剤中に導電粒子が分散されてなる異方導電性接着剤を使用する場合、上下の基板間に異方導電性接着剤を充填して圧着することで、向かい合う基板間では上記導電粒子により導通性を与えることができ、隣接する電極間には絶縁性を与えることができる。したがって、良好な異方導電特性を得ることができるという効果を奏する。
【０１４５】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記異方導電性材料が、ペースト状の接着剤である構成である。
【０１４６】
それゆえ、上記異方導電性接着剤としてペースト状の接着剤を用いることで、大面積の基板に対しても、スクリーン印刷法等で容易に接着剤を塗布することができるという効果を奏する。
【０１４７】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記異方導電性材料が、フィルム状の接着剤である構成である。
【０１４８】
それゆえ、上記異方導電性接着剤として厚みの均一性に優れたフィルム状の接着剤を用いることで、大面積の基板を貼り合わせる際にも、均一な接着剤の厚みを容易に実現できるという効果を奏する。
【０１４９】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記異方導電性接着剤が、熱硬化型接着剤である構成である。
【０１５０】
それゆえ、上記異方導電性接着剤として、耐熱性や接着性等の信頼性に優れた熱硬化型接着剤を使用することにより、信頼性の高い二次元画像検出器を実現できるという効果を奏する。
【０１５１】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記異方導電性接着剤が、熱可塑型接着剤である構成である。
【０１５２】
それゆえ、上記異方導電性接着剤として熱可塑型接着剤が使用されるため、一度加熱処理を行って両基板を接着した後に、アクティブマトリクス基板もしくは対向基板のどちらかに不良が見つかった際に、再度加熱処理を行うことで接着剤を軟化させ、接着された両基板を剥がすことができる。すなわち、リワークを容易に行うことができるという効果を奏する。
【０１５３】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記異方導電性接着剤が、光硬化型接着剤である構成である。
【０１５４】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記画素電極が、透明電極である構成である。
【０１５５】
それゆえ、上記異方導電性接着剤として光硬化型接着剤が使用されるため、アクティブマトリクス基板および対向基板の両基板の貼り合わせ時において加熱処理を必要としない。このため、比較的大面積のアクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わせる場合に、両基板の熱膨張係数が異なっていても、加熱処理を必要としないため、膨張差による基板の反りや接着面の剥離が生じないという効果を奏する。
【０１５６】
また、この時、上記画素電極が透明電極であれば、光硬化型の上記異方導電性接着剤に、アクティブマトリクス基板側から画素電極を介して光を照射することができる。
【０１５７】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記対向基板の半導体層表面に、上記アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して、複数の接続電極が形成されている構成である。
【０１５８】
それゆえ、対向基板上の半導体の画素間が、複数の上記接続電極により、アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して電気的に分離されるため、放射線や光線の入射により半導体内で発生した電荷が、入射位置に対応した接続電極にのみ収集され、周囲の画素に回り込むことなく、電気的クロストークが抑制されるという効果を奏する。
【０１５９】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記各画素電極の面積は、上記各接続電極の面積よりも小さい構成である。
【０１６０】
それゆえ、対向基板上の半導体層側に、１画素内でできるだけ大きなサイズの接続電極を形成しておくことで、Ｘ線や光線の入射により半導体内で発生した電荷を効率良く収集できると共に、アクティブマトリクス基板側の画素電極を該接続電極より小さいサイズで形成しておくことで、アクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせ時に位置ずれが生じたとしても、隣接画素との電気的クロストークを抑制することができるという効果を奏する。
【０１６１】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記アクティブマトリクス基板もしくは上記対向基板の内、少なくとも一方側の基板の接続表面に、上記アクティブマトリクス基板上に形成されている複数の画素電極に対応して、複数の突起電極が形成されている構成である。
【０１６２】
それゆえ、アクティブマトリクス基板と対向基板とを異方導電性材料で貼り合わせる際、上記突起電極部分に圧力が集中するため、貼り合わせ接続の際に必要な加圧力を低減することができるという効果を奏する。また、過剰な接着剤や、貼り合わせ時に巻き込んだ気泡の逃げ場を確保することができるため、高歩留りで信頼性の高い電極接続を得ることができるという効果を併せて奏する。
【０１６３】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記対向基板は、光導電性を有する半導体層自身が支持基板である構成である。
【０１６４】
それゆえ、上記半導体層として、ブリッジマン法やグラディエントフリーズ法、トラベルヒーティング法等によって得られる結晶性半導体基板を利用することができるという効果を奏する。
【０１６５】
本発明の二次元画像検出器は、以上のように、上記対向基板は、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体層が形成されている構成である。
【０１６６】
それゆえ、上記対向基板が、検出する光や放射線を透過する基板を支持基板とし、該支持基板上に光導電性を有する半導体層が形成されるため、対向基板自身の強度を増すことができるという効果を奏する。
【０１６７】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、以上のように、画素配列層を含むアクティブマトリクス基板を作成する第１の工程と、電極部および半導体層を含む対向基板を作成する第２の工程と、上記アクティブマトリクス基板の画素配列層と上記対向基板の半導体層とが対向して両基板が配置されるように、上記両基板を、画素配列層および半導体層の対向面の法線方向にのみ導電性を有する異方導電性材料によって接続する第３の工程とを含んでおり、上記第２の工程では、上記半導体層として、ＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体の多結晶膜を形成する構成である。
【０１６８】
それゆえ、上記第１および第２の工程により、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が別々に作成され、その後、第３の工程において両基板が異方導電性材料によって接続されるので、従来のように、既に画素配列層が形成されている基板上に新たに半導体層を形成する必要がない。このため、従来では使用できなかった材料、例えばＣｄＴｅもしくはＣｄＺｎＴｅ化合物半導体を上記半導体層に使用することが可能となるという効果を奏する。
【０１６９】
これらの半導体材料を用いることにより、二次元画像検出器の応答性を向上させると共に、さらに、動画像の検出も可能となる。
【０１７０】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、以上のように、上記第３の工程では、上記異方導電性材料に導電粒子が接着剤中に分散された異方導電性接着剤を用い、上記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側の表面に、該異方導電性接着剤を塗布または転写した後、両基板を貼り合わせて接着する構成である。
【０１７１】
それゆえ、上記異方導電性材料に異方導電性接着剤が用いられ、アクティブマトリクス基板および対向基板は、該導電性接着剤を用いて貼り合わされる。したがって、大面積のアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせの際でも、このような接着剤の塗布または転写は容易に行えるため、上記両基板の接着を容易に行うことができるという効果を奏する。
【０１７２】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記異方導電性接着剤は、上記導電粒子の直径と略等しい厚みに塗布または転写される構成である。
【０１７３】
それゆえ、貼り合わせ面が略平坦な基板同士の貼り合わせ時においても、上記異方導電性接着剤は、上記導電粒子の直径と略等しい厚みに塗布または転写されているため、余分な接着剤の流動を最低限に抑えることができ、良好な異方導電性を得ることができるという効果を奏する。
【０１７４】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、以上のように、上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に熱硬化型異方導電性接着剤あるいは熱可塑型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板を加熱ローラ間を通すことにより貼り合わせる構成である。
【０１７５】
それゆえ、大面積のアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせの際でも、基板の全面にプレス力を作用させる必要がないため、大規模な油圧プレス装置等を必要とせず、比較的小型のプレス装置を用いることができる。これにより、上記両基板の接着工程および該工程に用いられる装置を簡単なものとすることができるという効果を奏する。
【０１７６】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に熱硬化型異方導電性接着剤あるいは熱可塑型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板をプレス装置を用いた熱圧着により貼り合わせる構成である。
【０１７７】
それゆえ、上記両基板をプレス装置を用いた熱圧着により貼り合わせられるので、基板の貼り合わせ工程において、汎用的な熱プレス装置を使用することができるという効果を奏する。
【０１７８】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記プレス装置が、オートクレーブ装置である構成である。
【０１７９】
それゆえ、大面積の基板を貼り合わせる場合でも、均一なプレス圧を得ることができるという効果を奏する。
【０１８０】
本発明の二次元画像検出器の製造方法は、上記第３の工程では、上記異方導電性接着剤に光硬化型異方導電性接着剤を用い、上記アクティブマトリクス基板および対向基板を接着する際、両基板を貼り合わせた後アクティブマトリクス基板側から光を照射して、上記両基板を貼り合わせる構成である。
【０１８１】
それゆえ、例えば、アクティブマトリクス基板の画素電極を透明電極で形成し、アクティブマトリクス基板側から接着剤に光を照射することで、加熱処理を必要とせずに、アクティブマトリクス基板および対向基板を貼り合わせることができる。このため、比較的大面積の基板を貼り合わせる場合に、両基板の熱膨張係数が異なっていても、加熱処理による膨張差に伴う基板の反りや接着面の剥離が生じないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すものであり、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２】  上記二次元画像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【図３】  上記二次元画像検出器の１画素当たりの等価回路を示す回路図である。
【図４】  図４（ａ）ないし（ｄ）は、上記二次元画像検出器におけるアクティブマトリクス基板と対向基板との貼り合わせプロセスを示す説明図である。
【図５】  本発明の他の実施形態を示すものであり、図１のアクティブマトリクス基板とは異なる構成のアクティブマトリクス基板を用いた場合の、二次元画像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【図６】  本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、図１の対向基板とは異なる構成の対向基板を用いた場合の、二次元画像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【図７】  本発明のさらに他の実施形態を示すものであり、図１または図６の対向基板とは異なる構成の対向基板を用いた場合の、二次元画像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【図８】  従来の二次元画像検出器の構成を示す斜視図である。
【図９】  従来の二次元画像検出器の１画素当たりの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１・２２        アクティブマトリクス基板
２・２７・３０  対向基板
３              異方導電性接着剤（異方導電性材料）
４              電荷蓄積容量
５              ＴＦＴ（スイッチング素子）
６              接続電極
７              接着剤
８              導電粒子
１０              ゲート電極（電極配線）
１１              ソース電極（電極配線）
１６・２６        画素電極
１８              半導体基板（半導体層）
１９              上部電極（電極部）
２１              加熱ローラ
２９              半導体膜（半導体層）
３１              突起電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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