(57)【要約】  本発明の光マトリックスデバイスは、ゲート配線とデータ配線との交差部におけるデータ配線の配線幅を細くしつつ、データ配線の厚みを厚くする。さらには、ゲート配線とデータ配線との交差部における、配線間に介在する絶縁膜の膜厚を厚くする。これらにより、ゲート配線とデータ配線との交差部にて発生する寄生容量を低減しつつ、配線を細くすることに伴う寄生抵抗の増加を抑制することができ、書き込み速度または読み込み速度の速い発光または受光マトリックス装置を製造することができる。
2009116177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタを２次元マトリックス状に配列し、前記薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスにおいて、前記薄膜トランジスタと接続された第１配線と、前記第１配線と絶縁膜を介して上下に交差しつつ前記薄膜トランジスタと接続された第２配線とを備え、前記第１配線と前記第２配線との交差部における前記第２配線の配線幅が前記交差部以外の前記第２配線の配線幅よりも細いとともに、前記第１配線と前記第２配線との交差部における前記第２配線の配線厚みが前記交差部以外の前記第２配線の配線厚みよりも厚いことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記第１配線と前記第２配線との交差部に介在される絶縁膜が前記第１配線と前記第２配線との交差部以外に介在される絶縁膜よりも厚いことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記第１配線と前記第２配線との交差部における前記第１配線の配線幅が前記第１配線と前記第２配線との交差部以外の第１配線の配線幅よりも細いとともに、前記第１配線と前記第２配線との交差部における前記第１配線の配線厚みが前記第１配線と前記第２配線との交差部以外の第１配線の配線厚みよりも厚いことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記第２配線と絶縁膜を介して上下に交差しつつ前記薄膜トランジスタと接続された第３配線をさらに備え、前記第２配線と前記第３配線との交差部における前記第２配線の配線幅が、前記第２配線と前記第３配線との交差部以外および前記第１配線と前記第２配線との交差部以外の前記第２配線の配線幅よりも細いとともに、前記第２配線と前記第３配線との交差部における前記第２配線の配線厚みが、前記第２配線と前記第３配線との交差部以外および前記第１配線と前記第２配線との交差部以外の前記第２配線の配線厚みよりも厚いことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記第２配線と前記第３配線との交差部に介在される絶縁膜が前記第２配線と前記第３配線との交差部以外および前記第１配線と前記第２配線との交差部以外に介在される絶縁膜よりも厚い  ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記第２配線と前記第３配線との交差部における前記第３配線の配線幅が、前記第２配線と前記第３配線との交差部および、前記第１配線と前記第２配線との交差部以外の前記第３配線の配線幅よりも細いとともに、前記第２配線と前記第３配線との交差部における前記第３配線の配線厚みが、前記第２配線と前記第３配線との交差部および前記第１配線と前記第２配線との交差部以外の前記第３配線の配線厚みよりも厚いことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項７】
請求項１から６いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記薄膜トランジスタがボトムゲート型であることを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項８】
請求項１から６いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記薄膜トランジスタがトップゲート型であることを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項９】
請求項１から８いずれか1つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記絶縁膜が有機絶縁膜であることを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記絶縁膜がポリイミドである  ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、光線の入射によりキャリアを生成する光感応型の半導体層と、前記半導体層で生成したキャリアを画素ごとに収集する画素電極と、収集されたキャリアを蓄積するキャリア収集用コンデンサとを備え、前記キャリア収集用コンデンサに蓄積されたキャリアを前記薄膜トランジスタのスイッチ作用により読み出すことで光を検出することを特徴とする光マトリックスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビやパーソナルコンピュータのモニタとして用いられる薄型画像装置、もしくは医療分野や産業分野などに用いられる放射線撮像装置に備わる放射線検出器など、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とコンデンサとで形成される画素を二次元マトリックス状に配列した構造を有する光マトリックスデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とコンデンサとで形成される画素を二次元マトリックス状に配列した光マトリックスデバイスが汎用されている。これらを大別すると、受光素子で構成されたデバイスと発光素子で構成されたデバイスとに分けられる。受光素子としては、光撮像センサや、医療分野または産業分野などで用いられる放射線撮像センサなどがある。発光素子としては、テレビやパーソナルコンピュータのモニタとして用いられる薄型画像ディスプレイなどがある。なお、本明細書中で光とは、赤外線、可視光線、紫外線、放射線（Ｘ線）、ガンマ線等であり、とくに放射線（Ｘ線）を例に説明する。【０００３】
上述した光マトリックスデバイスの中でも、受光マトリックスデバイスとしての放射線検出器（Ｘ線検出器）を例に採って説明する。図１８に示される放射線検出器は、Ｘ線に感応する半導体層３１などのＸ線変換層を備えており、Ｘ線をＸ線変換層によりキャリア（電荷情報）に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことでＸ線を検出する。半導体層３１としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜などが用いられる。【０００４】
被検体にＸ線を照射して放射線撮像を行う場合には、被検体を透過した放射線像がａ−Ｓｅ膜上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリアがａ−Ｓｅ膜内に発生する。その後、ａ−Ｓｅ膜内で生成されたキャリアが、電圧印加電極３２に印加された電圧Ｖａにより２次元マトリックス状に配列された画素電極３３ごとに収集されて、コンデンサＣａに所定時間（『蓄積時間』とも呼ばれる）分だけ蓄積される。その後、ゲートドライバ回路３８からゲート線３５を介して送られるゲート電圧によるスイッチング作用により、蓄積された電荷が、薄膜トランジスタＴｒを経由しデータ配線３４を介して外部に読み出される。【０００５】
このようなＸ線検出器を製造するには、２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタからなるスイッチング素子や上述したキャリア収集電極などをパターン形成した絶縁基板３０（ガラス基板）上に、ａ−Ｓｅ膜を蒸着することで得られる。【０００６】
上述した放射線検出器や薄型画像ディスプレイに備えられている光マトリックスデバイスには、図１９に示されるようなデータの書き込みまたは読み込みを行うデータ線３４と、データの書き込みまたは読み込みのスイッチ作用をする薄膜トランジスタＴｒのゲート電極と接続されたゲート線３５が備えられている。図１９は３×３画素のマトリックスデバイスであるが、近年では、画面の大画面化に伴い、画素数も増加し、データ線３４とゲート線３５はより長いものが必要とされている。そして、このデータ線３４とゲート線３５の交差部においては寄生容量が発生し、画素数の増加とともに寄生容量も増加している。この寄生容量の増加により、データの書き込みまたは読み込み速度が遅延化され、また、データの書き込みまたは読み込みを行う際に発生するノイズの影響が増加している。【０００７】
そこで、特許文献１では、配線交差部における絶縁層の厚みを配線交差部以外の絶縁層の厚みよりも厚くすることで、寄生容量を低下させている。さらには、この構成により上下配線部のショート不良も低減させている。【０００８】
また、特許文献２では、配線抵抗の増加を無視できるレベルに保ちつつ、配線交差部の線幅を細くすることで、寄生容量を低下させている。
【特許文献１】特開２００２−０９４０７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されるように、配線交差部における絶縁層の厚みを配線交差部以外の絶縁層の厚みよりも厚くするにも、同時に積層される他の素子の積層パターンとの関係上限界がある。さらには、ＴＦＴがトップゲート型の場合、絶縁層の厚みが厚くなりすぎれば電気的接続をとるコンタクトホールを開けにくくなる。また特許文献２に開示されるように、データ線３４とゲート線３５との交差部の線幅を細くすると、交差部の寄生容量が減少する代わりに、原理的に交差部におけるデータ線３４とゲート線３５の抵抗値が増加する。これより、画像ディスプレイや撮像装置が大画面になれば配線抵抗の増加が無視できるレベルに保つことができない。すなわち、寄生容量を減らすことはできるが、寄生抵抗を増加させてしまう問題がある。【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、上下配線の交差部における寄生容量を低減しつつ、それに伴って増加する寄生抵抗を低減させる画像ディスプレイまたは光撮像装置に備わる光マトリックスデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、薄膜トランジスタを２次元マトリックス状に配列し、前記薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光ずる光マトリックスデバイスにおいて、前記薄膜トランジスタと接続された第１配線と、前記第１配線と絶縁膜を介して上下に交差しつつ前記薄膜トランジスタと接続された第２配線とを備え、前記第１配線と前記第２配線との交差部における前記第２配線の配線幅が前記交差部以外の前記第２配線の配線幅よりも細いとともに、前記第１配線と前記第２配線との交差部における前記第２配線の配線厚みが前記交差部以外の前記第２配線の配線厚みよりも厚いことを特徴とする。【００１２】
この発明の光マトリックスデバイスによれば、第１配線と第２配線の交差部における第２配線の配線幅が第１配線と第２配線の交差部以外の第２の配線の配線幅よりも細いので、配線幅を細くする前に比べて寄生容量を低減することができる。さらには、第１配線と第２配線の交差部における第２線配線の厚みを第１配線と第２配線の交差部以外の第２配線の配線厚みより厚くすることで、配線幅を細くすることに伴う寄生抵抗の増加を抑制することができる。【００１３】
また、第１配線と第２配線との交差部に介在される絶縁膜の膜厚を厚くすることで、さらに第１配線と第２配線との交差部で発生する寄生容量を低減することができる。【００１４】
また、第２配線だけに限らず、第１配線と第２配線の交差部における第１配線の配線幅を細くしつつ、配線厚みを厚くしてもよい。さらに、第２配線と交差する第３配線が備えられている光マトリックスデバイスであれば、第２配線と第３配線の交差部における第２配線および第３配線のそれぞれの配線幅を細くしつつ、配線厚みを厚くしてもよい。これより、各配線交差部において発生する寄生容量を低減しつつ、配線幅を細くすることに伴う寄生抵抗の増加を抑制することができる。【００１５】
また、第２配線と第３配線との交差部に介在される絶縁膜の膜厚を厚くすることで、さらに第２配線と第３配線との交差部で発生する寄生容量を低減することができる。【００１６】
上記の光マトリックスデバイスにおいて、薄膜トランジスタはボトムゲート型であってもよいし、トップゲート型であってもよい。【００１７】
また、光マトリックスデバイスの好ましい一例として、絶縁膜を有機絶縁体で形成してもよい。有機絶縁材料を用いれば、インクジェット法など印刷法による絶縁膜の形成をすることができる。有機絶縁体の一例として、ポリイミドが挙げられる。【００１８】
また上記光マトリックスデバイスに、光線の入射によりキャリアを生成する光感応型の半導体層と、半導体層で生成したキャリアを画素ごとに収集する画素電極と、収集されたキャリアを蓄積するキャリア収集用コンデンサとを備えて、光を検出することができる光マトリックスデバイスを製作することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る光マトリックスデバイスによれば、絶縁膜を介して上下配線の交差部における配線幅を細くしつつ配線厚みを厚くすることで、寄生容量を低減しつつ配線幅を細くすることに伴って増加する寄生抵抗を低減させることができる。これより高速かつノイズ発生が低減された受光または発光マトリクスデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係るアクティブマトリックス基板における１画素の構成を示す模式的正面図である。
【図２】実施例に係るアクティブマトリックス基板における１画素内のデータ線に沿った模式的縦断面図である。
【図３】実施例に係るアクティブマトリックス基板における１画素内のデータ線に沿った模式的縦断面図である。
【図４】実施例に係るアクティブマトリックス基板における１画素内の模式的縦断面図である。
【図５】実施例に係るアクティブマトリックス基板を作製する流れを示すフローチャート図である。
【図６】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図７】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図８】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図９】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図１０】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図１１】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図１２】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図１３】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および縦断面図である。
【図１４】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的縦断面図である。
【図１５】実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的縦断面図である。
【図１６】本発明の他の実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および断面図である。
【図１７】本発明の他の実施例に係るアクティブマトリックス基板の模式的正面図および断面図である。
【図１８】従来例における放射線検出器の構成を示す縦断面図である。
【図１９】従来例における放射線撮像装置に備わるアクティブマトリックス基板及び周辺回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
３  …  絶縁基板
５  …  ゲート線
７  …  グランド線
９  …  絶縁膜
１１  …  データ線
１１ａ  …  データ線１
１１ｂ  …  データ線２
Ｃ  …  配線交差部
【実施例】
【００２２】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は実施例に係るアクティブマトリックス基板における１画素の構成を示す模式的正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図３は図２における配線交差部Ｃを拡大して示した模式的縦断面図であり、図４は図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。【００２３】
図１ないし図４に示されるように、本実施例に係るアクティブマトリックス基板は、絶縁基板３の上にゲート線５およびグランド線（接地線）７が積層されている。さらにその上に、絶縁膜９が積層され、さらに、ゲートチャンネル１５、データ線１１、キャリア収集電極１６が積層されている。なお、図１では構成をわかりやすく表示するために、絶縁膜９の表示を省略している。ゲート線５は本発明における第１配線に相当する。データ線１１は本発明における第２配線に相当する。グランド線７は本発明における第３配線に相当する。絶縁膜９は本発明における絶縁膜に相当する。【００２４】
＜データ線幅＞
ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線幅Ｅは、ゲート線５とデータ線１１との交差部以外のデータ線１１の配線幅Ｆよりも細い。すなわち、Ｅ＜Ｆの関係である。このように、ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線幅を細くすることで、絶縁膜９を挟んでのゲート線５とデータ線１１との対向面積が減少されるので、交差部において発生する寄生容量を低減することができる。データ線１１の配線幅の一例として本実施例では、Ｅが１０μｍ程度に対しＦは５０μｍ程度であるが、他にも適する設計幅があればこれに限られない。【００２５】
＜データ線厚み＞
また、図２および図３に示されるように、データ線１１は、アンプアレイ回路（図示省略）とゲートチャンネル１５とに接続されたデータ線１１ａと、ゲート線５とデータ線１１との交差部にだけデータ線１１ａの上に積層されたデータ線１１ｂとで構成される。ゲート線５とデータ線１１との交差部において、データ線１１の配線幅を細くすることでデータ線１１の抵抗値が増加するのを、データ線１１ｂを積層することで導体の断面積を増加させ、抵抗値の増加を低減することができる。これより、交差部におけるデータ線１１の抵抗値は、配線幅を細くしたときだけの抵抗値よりも低減することができる。データ線１１の配線の厚みの一例として本実施例では、データ線１１ａの厚みＨ（図４参照）は０．２〜０．５μｍであり、データ線１１ｂの厚みＧは０．２〜０．５μｍ程度であるが、他にも適する設計厚みがあればこれに限られない。【００２６】
＜配線間絶縁膜厚み＞
さらには、ゲート線５とデータ線１１との交差部では、絶縁膜９の膜厚がゲート線５とデータ線１１との交差部以外の絶縁膜の膜厚と異なる。ゲート線５とデータ線１１との交差部以外でのゲート線５上の絶縁膜９の膜厚はＪ（図３および図４参照）であり、ゲート線５とデータ線１１との交差部でのゲート線５上の絶縁膜９の膜厚は（Ｊ＋Ｉ）である。つまり、ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるゲート線５上の絶縁膜９の膜厚の方が、ゲート線５とデータ線１１との交差部以外の絶縁膜の膜厚よりもＩだけ厚い。このように、絶縁膜９の膜厚を厚くすることで、交差部におけるゲート線５とデータ線１１との対向距離が長くなるので、ゲート線５とデータ線１１との交差部において発生する寄生容量を低減することができる。絶縁膜９の膜厚の一例として、Ｊは０．１〜１μｍであり、（Ｊ＋Ｉ）は２μｍの厚みであるが他にも適する設計厚みがあればこれに限られない。【００２７】
＜Ｘ線検出器製造方法＞
次に、上記光マトリックスデバイスの製造方法として、より具体的に上記光マトリックスデバイスを用いたＸ線検出器の製造方法を例として、図５〜図１５を参照して説明する。図５は、実施例に係る光マトリックスデバイスを備えたフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の製造工程の流れを示すフローチャートであり、図６（ａ）〜図１３（ａ）は、実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の製造工程を示す概略平面図であり、図６（ｂ）〜図１３（ｂ）は、図６（ａ）〜図１３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、図６（ｃ）〜図１３（ｃ）は、図６（ａ）〜図１３（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図１４、および、図１５は、実施例に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の製造工程を示す概略縦断面図である。【００２８】
（ステップＳ１）
まず、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、絶縁基板３にゲート線５およびグランド線７を積層形成する。この積層方法はＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法やインクジェット法などのどの方法でもよい。【００２９】
（ステップＳ２）
次に、図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ゲート線５およびグランド線７とともに、絶縁基板３上に絶縁膜９を積層形成する。この積層方法は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法やインクジェット法のどの方法でもよい。本実施例では、配線間絶縁膜と薄膜トランジスタの層間絶縁膜とを同時に形成しているが、別々に形成してもよい。さらに、図７（ｂ）の円Ｄに示されるように、ゲート線５とデータ線１１ａとの交差部となる部分は、それ以外の部分よりも絶縁膜９の膜厚が厚いように絶縁膜を積層させる。この円Ｄの部分の絶縁膜の積層は、１回で積層してもよいし、２回に分けて積層してもよい。２回に分ける場合、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法などにより、絶縁膜９を一様に積層した後、インクジェット法などの印刷法によりゲート線５およびデータ線１１の交差部となる部分に絶縁膜を印刷して重ねて積層してもよい。また、ゲート線５とデータ線１１との交差部に限らず、データ線１１ａの下面部の絶縁膜９の膜厚を一様に、データ線１１ａの下面以外の絶縁膜９の膜厚よりも厚くしてもよい。【００３０】
（ステップＳ３）
そして、図８（ａ）および（ｃ）に示されるように、絶縁膜９を挟んでゲート線５の所定の対向位置にゲートチャンネル１５を形成する。この積層方法はＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法やインクジェット法などのどの方法でもよい。【００３１】
（ステップＳ４）
図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ゲートチャンネル１５を挟んで、キャリア収集電極１６およびデータ線１１ａを絶縁膜９上に積層形成する。キャリア収集電極１６は、絶縁膜９を挟んでグランド線７に対向するように積層形成する。なお、ゲートチャンネル１５に対向したゲート線５の一部分と、データ線１１ａのゲートチャンネル１５側の部分と、ゲートチャンネル１５と、キャリア収集電極１６のゲートチャンネル１５側の部分と、ゲート線５／データ線１１ａ・ゲートチャンネル１５・キャリア収集電極１６間に介在する絶縁膜９とで、薄膜トランジスタＴｒを構成する。また、キャリア収集電極１６／グランド線７間に介在する絶縁膜９とで、コンデンサＣａを構成する。この積層方法はＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法やインクジェット法などのどの方法でもよい。【００３２】
さらに、図１０（ａ）または（ｂ）に示されるように、ゲート線５とデータ線１１ａとの交差部となる部分には、データ線１１ａ上にデータ線１１ｂを積層する。この積層方法もＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法やインクジェット法などのどの方法でもよいが、局所的に積層するのでインクジェット法が好ましい。本実施例では、データ線１１ａを積層した後データ線１１ｂを積層したが、インクジェット法であれば、一度に積層することもできる。ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の印刷の際、インクの種類を厚く積層できるものを使えばよい。【００３３】
（ステップＳ５）
図１１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、キャリア収集電極１６、データ線１１およびゲートチャンネル１５とともに、絶縁膜９上に絶縁膜１３を積層形成する。この後積層する画素電極１７と接続するためにキャリア収集電極１６上には絶縁膜１３を積層形成しない部分があり、キャリア収集電極１６の周囲を絶縁膜１３で積層形成する。すなわち、キャリア収集電極１６の一部分を開口するように絶縁膜１３を積層形成する。この開口部の形成は、絶縁膜１３を一様に積層した後、開口部を開けてもよいし、インクジェット法などにより、開口部を始めから開けた状態で絶縁膜１３を印刷塗布することにより積層してもよい。また、図１１（ｂ）に示されるように、データ線１１が絶縁膜１３より突出してもよいし、データ線１１を完全に覆うように絶縁膜１３を積層してもよい。【００３４】
（ステップＳ６）
図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、キャリア収集電極１６および絶縁膜１３上に画素電極１７を積層する。この積層方法はＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法やインクジェット法のどの方法でもよい。【００３５】
（ステップＳ７）
図１３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、データ線１１、画素電極１７および絶縁膜１３上に絶縁膜１８を積層形成する。この絶縁膜１８により、データ線１１は完全に被膜される。この後積層する半導体層１９によって生成されたキャリアを画素電極１７に収集するために、半導体層１９に直接に接触すべく画素電極１７の大部分には絶縁膜１８を積層形成せずに、画素電極１７の周囲のみを絶縁膜１８で積層形成する。すなわち、画素電極１７の部分を開口するように絶縁膜１８を積層形成する。すなわち、画素電極１７の大部分を開口するように絶縁膜１８を積層形成する。この開口部の形成は、絶縁膜１８を一様に積層した後、開口部を開けてもよいし、インクジェット法などにより、開口部を始めから開けた状態で絶縁膜１８を印刷塗布することにより積層してもよい。【００３６】
（ステップＳ８）
図１４（ａ）および（ｂ）に示されるように、画素電極１７および絶縁膜１８上に半導体層１９を積層形成する。本実施例の場合、半導体層１９としてａ−Ｓｅを積層するので蒸着法を用いる。半導体層１９にどのような半導体を用いるかで積層方法を変えてもよい。【００３７】
（ステップＳ９）
図１５（ａ）および（ｂ）に示されるように、電圧印加電極２１を半導体層１９上に積層形成する。この後さらに、保護層（図示省略）を電圧印加電極２１に積層形成することで、キャリア収集電極１６、コンデンサＣａ、薄膜トランジスタＴｒ、データ線１１、および、ゲート線５で構成されたフラットパネル型Ｘ線検出器の一連の製造を終了する。【００３８】
これら光マトリックスデバイスの積層パターンの形成については、蒸着法、スピンコート法、電界メッキ法、スパッタリング法などのフォトリソグラフィ法によるパターン技術を採用して積層形成してもよい。また、印刷塗布製膜を用いて積層形成してもよい。印刷法であれば、大気中で簡易に、かつ薄く、積層形成することができる。印刷法は、グラビア印刷やナノインプリントなどの転写であってもよいし、インクジェット法であってもよい。さらには、フォトリソグラフィ法とインクジェット法を組み合せて積層形成してもよい。【００３９】
光マトリックスデバイスを形成する絶縁基板３はガラスまたは、軽元素のプラスチックを用いる。プラスチックの場合は、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）または、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）などが好ましい。また、絶縁膜９および絶縁膜１３はポリイミドやポリビニルフェノールなどの有機物であってもよいし、無機物であってもよい。【００４０】
ゲート線５、グランド線７、データ線１１、キャリア収集電極１６、および電圧印加電極２１を形成する導伝体は、銀ペースト等の金属であってもよいし、無機物からなる薄膜（例えばＩＴＯなどの透明電極）や、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン系）やＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）などに代表される高導電性の有機物からなる薄膜であってもよい。【００４１】
ゲートチャンネル１５を形成する半導体については、ペンタセンなどの有機物からなる有機半導体であってもよいし、低温ポリシリコンあるいは酸化亜鉛（ＺｎＯ）に代表される酸化半導体などの無機半導体であってもよい。半導体層１９を形成する半導体についても、上述したアモルファスセレン以外にも放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質、あるいは光の入射によりキャリアが生成される光感応型の物質であれば、有機半導体であってもよい。【００４２】
このように、キャリア収集電極１６、コンデンサＣａ、薄膜トランジスタＴｒ、データ線１１、およびゲート線５から構成される積層パターンについて、積層パターンの全てを有機薄膜または無機物で形成してもよいし、積層パターンのすくなくとも一部を有機薄膜で積層形成してもよい。有機薄膜の中でも有機低分子と有機高分子とがあり、両者のうちいずれかを選択することで具体的な積層形成方法が異なる。積層パターンとして有機低分子を選択した場合には蒸着によって積層形成を行い、積層パターンとして有機高分子を選択した場合に印刷法（インクジェット法やナノインプリント）によって積層形成を行う。【００４３】
また、有機高分子以外を選択した場合でも、インクジェット法でナノサイズ（１０−９ｍ程度）からなる導電性金属インクを吹き付けてゲート線５、グランド線７、データ線１１、キャリア収集電極１６あるいは電圧印加電極２１を形成することが可能である。とくに本実施例では、ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１ｂの形成においては、局所的に積層できるインクジェット法が工数を低減でき有効である。【００４４】
したがって、データ線１１およびゲート線５の少なくとも一部を有機薄膜以外の無機薄膜や金属で積層形成する場合でも、印刷塗布製膜（インクジェット法や転写）によって積層形成を行うことが可能である。この場合には、銀、金、白金、銅などの金属をナノサイズ（１０−９ｍ程度）の粒子にした金属インクを吹き付けて、ゲート線５やデータ線１１の積層形成を行う。【００４５】
上記のように構成した光マトリックスデバイスは、データ配線１１とゲート配線５との交差部におけるデータ配線１１の配線幅を細くしつつ配線厚みを厚くすることで、データ配線１１とゲート配線５との交差部における寄生容量を低減しつつ、それに伴う寄生抵抗の増加を抑制することができる。これより、アクティブマトリクス基板全体で発生する寄生容量を低減しつつ寄生抵抗の増加を抑制することができるので、アクティブマトリクス基板からのデータの読み込みおよびアクティブマトリクス基板へのデータの書き込み時におけるノイズを低減することができる。また、ＣＲの時定数が低減されるので、読み込み速度および書き込み速度を速くすることができる。【００４６】
上述したように光マトリックスデバイスを受光マトリックスデバイスとして構成すれば、より精度の高い光検出器を提供することができる。また、上述した光マトリックスデバイスを発光マトリックスデバイスとして構成すれば、画像信号の変化に対して応答速度の速い画像ディスプレイを提供することができる。【００４７】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。【００４８】
（１）上述した実施例では、ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線幅および配線厚み、さらには絶縁膜９の膜厚を交差部以外のものと変化させていたが、図１６（ａ）〜（ｃ）に示されるようにグランド線７とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線幅およびの配線厚み、さらには絶縁膜９の厚みを変化させてもよい。【００４９】
すなわち、グランド線７とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線幅を、データ線１１とグランド線７との交差部以外、および、データ線１１とゲート線５との交差部以外のデータ線の配線幅よりも細くしてもよい。また、グランド線７とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線厚みを、データ線１１とグランド線７との交差部以外、および、データ線１１とゲート線５との交差部以外のデータ線の配線厚みよりも厚くしてもよい。さらには、グランド線７とデータ線１１との交差部における絶縁膜９の膜厚を、データ線１１とグランド線７との交差部以外、および、データ線１１とゲート線５との交差部以外の絶縁膜９の膜厚よりも厚くしてもよい。【００５０】
これより、データ線１１とグランド線７との交差部にて発生する寄生容量を低減しつつ、寄生容量の低減に伴う寄生抵抗の増加を抑制することができる。【００５１】
また、図１６（ｃ）に示されるように、データ線１１とゲート線５との交差部からデータ線１１とグランド線７との交差部までデータ線１１に沿って、データ線１１の下面の絶縁膜９の膜厚を一様に厚くしてもよい。【００５２】
（２）上述した実施例では、ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるデータ線１１の配線幅および配線厚み、さらには絶縁膜９の膜厚を交差部以外のものと変化させていたが、図１７（ａ）および（ｂ）に示されるように、ゲート線５とデータ線１１との交差部の絶縁基板３上に溝または穴を掘り、ゲート線５の配線厚みを厚くさせることもできる。また、ゲート線５とデータ線１１との交差部におけるゲート線５の配線幅を細くすれば、ゲート線５とデータ線１１との対向面積が減少するので、さらに寄生容量を低減することができる。【００５３】
（３）上述した実施例では、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた光マトリックスデバイスであったが、トップゲート型のＴＦＴを備えた光マトリックスデバイスであってもよい。図４に示されるように、薄膜トランジスタのゲート（ゲート線５）をＴＦＴのソース（キャリア収集電極１６）・ドレイン（データ配線１１）よりも絶縁基板３側に形成したが、ＴＦＴソース・ドレインをＴＦＴゲートよりも絶縁基板３側に形成してもよい。このような設計に応じて各電極等の形成位置を適宜変更すればよい。本願の構成によれば、データ線の配線幅を細くすることで寄生容量の低減ができるので、ＴＦＴのソース・ドレインとゲートの間に介在する絶縁膜を過度に厚くしなくてもよい。これより、コンタクトホールを開ける際に支障をきたすことが無い。【００５４】
（４）上述した実施例では、ゲート線５を第１配線、データ線１１を第２配線、グランド線７を第３配線としたが、これは上述したボトムゲート型の受光マトリックスデバイスにおける設定である。よって、トップゲート型の発光マトリックスデバイスであれば、ゲート線およびデータ線は第１配線でも、第２配線でもどちらでもよい。このようにゲート線、データ線、グランド線が第１配線、第２配線、第３配線のどれに設定するかは適宜設計すればよい。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年9月6日(2010.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタのゲートに接続されるゲート線を形成する工程と、
前記薄膜トランジスタに接続され、前記ゲート線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いデータ線を形成する工程と、
前記データ線の前記交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、前記データ線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、
２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項２】
グランド線を形成する工程と、
薄膜トランジスタに接続され、前記グランド線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いデータ線を形成する工程と、
前記データ線の前記交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、前記データ線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、
２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項３】
薄膜トランジスタに接続されるデータ線を形成する工程と、
前記薄膜トランジスタのゲートに接続され、前記データ線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いゲート線を形成する工程と、
前記ゲート線の前記交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、当該ゲート線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、
２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項４】
薄膜トランジスタに接続されるデータ線を形成する工程と、
前記データ線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いグランド線を形成する工程と、
前記グランド線の当該交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、前記グランド線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、
２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
印刷塗布製膜により積層される金属が金属インクにより形成される
ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記金属インクが金属のナノサイズ粒子を有する
ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１、３、５、６いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記ゲート線と前記データ線との交差部に介在される厚みが前記ゲート線と前記データ線との交差部以外に介在される厚みよりも厚い絶縁膜を形成する工程
を有することを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項２、４、５、６いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記データ線と前記グランド線との交差部に介在される厚みが前記データ線と前記グランド線との交差部以外に介在される厚みよりも厚い絶縁膜を形成する工程
を有することを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記薄膜トランジスタがボトムゲート型である
ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から８いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記薄膜トランジスタがトップゲート型である
ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記絶縁膜が有機絶縁膜である
ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
前記絶縁膜がポリイミドである
ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１２いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
光線の入射によりキャリアを生成する光感応型の半導体層を形成する工程と、
前記半導体層で生成したキャリアを画素ごとに収集する画素電極を形成する工程と、
収集されたキャリアを蓄積するキャリア収集用コンデンサを形成する工程とを備え、
前記キャリア収集用コンデンサに蓄積されたキャリアを前記薄膜トランジスタのスイッチ作用により読み出すことで光を検出する光マトリックスデバイスの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、第１の発明は、薄膜トランジスタのゲートに接続されるゲート線を形成する工程と、前記薄膜トランジスタに接続され、前記ゲート線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いデータ線を形成する工程と、前記データ線の前記交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、前記データ線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法である。
また、第２の発明は、グランド線を形成する工程と、薄膜トランジスタに接続され、前記グランド線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いデータ線を形成する工程と、前記データ線の前記交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、前記データ線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法である。
また、第３の発明は、薄膜トランジスタに接続されるデータ線を形成する工程と、前記薄膜トランジスタのゲートに接続され、前記データ線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いゲート線を形成する工程と、前記ゲート線の前記交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、当該ゲート線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法である。
また、第４の発明は、薄膜トランジスタに接続されるデータ線を形成する工程と、前記データ線との交差部の配線幅が、前記交差部以外の配線幅よりも細いグランド線を形成する工程と、前記グランド線の当該交差部における厚みが、前記交差部以外の配線厚みより厚くなるように、前記グランド線の前記交差部上に、印刷塗布製膜により無機薄膜または金属を積層する工程とを有し、２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタのスイッチ作用を利用して受光または発光する光マトリックスデバイスの製造方法である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明の光マトリックスデバイスによれば、ゲート線とデータ線の交差部におけるデータ線の配線幅がゲート線とデータ線の交差部以外のデータ線の配線幅よりも細いので、配線幅を細くする前に比べて寄生容量を低減することができる。さらには、ゲート線とデータ線の交差部におけるデータ線の厚みをゲート線とデータ線の交差部以外のデータ線の配線厚みより厚くすることで、配線幅を細くすることに伴う寄生抵抗の増加を抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、ゲート線とデータ線との交差部に介在される絶縁膜の膜厚を厚くすることで、さらにゲート線とデータ線との交差部で発生する寄生容量を低減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、データ線だけに限らず、ゲート線とデータ線の交差部におけるゲート線の配線幅を細くしつつ、配線厚みを厚くしてもよい。さらに、データ線と交差するグランド線が備えられている光マトリックスデバイスであれば、データ線とグランド線の交差部におけるデータ線およびグランド線のそれぞれの配線幅を細くしつつ、配線厚みを厚くしてもよい。これより、各配線交差部において発生する寄生容量を低減しつつ、配線幅を細くすることに伴う寄生抵抗の増加を抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、データ線とグランド線との交差部に介在される絶縁膜の膜厚を厚くすることで、さらにデータ線とグランド線との交差部で発生する寄生容量を低減することができる。
【国際調査報告】
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