(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台上に配置された光電変換素子を有する複数の基板と、前記基台と前記複数の基板とを接着する接着剤とを有する光電変換装置において、
前記接着剤は、弾力性を有し、
前記複数の基板の接着面と反対側の前記複数の基板の表面は、前記基台と前記複数の基板との間の前記接着剤の厚みによって調整され、同一平面を形成し、
隣接する前記複数の基板の隣接側端部の塗布箇所の接着面積は、前記隣接側端部以外の塗布箇所の接着面積より大きいことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
基台と、前記基台上に配置された光電変換装置を有する複数の基板と、前記基台と前記複数の基板とを接着する接着剤とを有する光電変換装置において、
前記複数の基板の接着面と反対側の前記複数の基板の表面は、前記基台と前記複数の基板との間の前記接着剤の厚みによって調整され、同一平面を形成し、
前記接着剤は、弾力性を有する第１の接着剤と当該第１の接着剤より弾力性が小さい第２の接着剤とを有し、
隣接する前記複数の基板の隣接側端部の塗布箇所は、前記第２の接着剤で接着され、前記隣接側端部以外の塗布箇所は、前記第１の接着剤で接着されることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
前記第２の接着剤の塗布箇所の接着面積は、前記第１の接着剤の塗布箇所の接着面積より大きいことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記接着剤による接着は、隣接する前記複数の基板の隣接側端部の方が、前記隣接側端部以外の接着箇所より、接着密度が高いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記基板上に波長変換体を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換装置に係わり、特に大面積プロセスを用いて形成する光電変換装置、例えばファクシミリ、デジタル複写機あるいはＸ線撮像装置等の等倍読み取りを行う二次元の光電変換装置に好適に用いられる光電変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ファクシミリや複写機、スキャナーあるいはＸ線撮像装置等の原稿読み取り装置として、縮小光学系とＣＣＤ型センサを用いた読み取り系が用いられていたが、近年、水素化アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉと記す）に代表される光電変換半導体材料の開発により、光電変換素子及び信号処理部を大面積の基板に形成し、情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆる密着型センサの開発がめざましい。特にａ−Ｓｉは光電変換材料としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）としても用いることができるので光電変換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成することができる利点を有している。
【０００３】
また、同時に形成する薄膜電界効果トランジスタ等のスイッチ素子および容量素子とはマッチングが良く、同一膜構成で形成できるため共通な膜として同時に形成可能であり、さらに光電変換装置を高ＳＮ化、低コスト化することができる。またコンデンサも中間層として共通に使用される絶縁層を含んで構成することに加えて、良好な特性で形成でき複数の光電変換素子で得られた光情報の積分値を簡単な夫々構成で出力できる高機能の光電変換装置が提供出来る。また低コストで大面積、高機能、高特性である点を利用して高付加価値のファクシミリやＸ線レントゲン装置を提供できる。
【０００４】
しかしながら、より大画面の光電変換装置では、製造時の微小なチリ、特にアモルファスシリコン層を基板に堆積する時に薄膜堆積装置の壁から剥がれ出るゴミや、メタル層を基板に堆積する時に基板上に残っているほこりを完全になくすことは難しい。そのため、ゴミやほこりなどに起因する配線の不具合、即ち配線のショート（短絡）またはオープン（断線）をなくすことはより大きな基板程難しかった。つまり、図３のように１枚の基板を用いて大画面の光電変換装置１２１を製作するときには、１枚の基板が大きくなればなるほど基板１枚あたりの歩留まりは低くなり、同時に基板１枚あたりの不具合による損失額も大きくなるのである。
【０００５】
このように、一つの基板を大面積化して一基板による大面積な光電変換装置では現時点では充分な低コスト価を達成することが難しい。
【０００６】
そこで、シリコンウエハーや薄板ガラスの表面に光電変換半導体素子を形成した基板を複数枚用意し、基台上に複数の基板をアレイ状に実装することで、大面積の光電変換装置を構成することが行なわれている。
【０００７】
図４（Ａ）は、このような、複数枚の基板を平面的に配列して構成した光電変換装置の一例を示す模式的平面図であり、図４（Ｂ）はその模式的側面図である。図において、１は基板、２は基台、５１は基板１と基台２を固定する接着剤である。
【０００８】
前記基板１は、一般にシリコンウエハーや薄板ガラスを使用する。シリコンウエハーの厚み公差は、±２５μ、薄板ガラスの厚み公差は±２００μであり、通常、半導体素子は表面に形成するが、それを実装する際には、裏面を基台に接着する場合がほとんどである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板１と基台２を一定の厚さの接着剤５１で固定しようとしても、それぞれの基板の高さギャップが発生し、光電変換装置の性能を著しく低下させるという問題があった。
【００１０】
図４（Ｂ）は、このような基板の高さギャップＢを示す模式的側面図であり、理解し易いようにギャップＢを強調して示してある。図に示すように、それぞれの基板１の厚みＴ1 及びＴ2 は、バラツキを持っている為、接着剤の厚みｔ2 を一定にすると、各基板１の表面（半導体素子部）の高さが異なり、基板の高さギャップＢが生じてしまうのである。
【００１１】
基板の高さギャップＢが発生することによって、基板によっては例えば、基板上に形成した蛍光体、もしくは、被写体（原稿）と半導体素子との距離が許容範囲以上に離れ、その結果ピントズレを起こし、解像力の低下や感度の低下を誘発するという問題が生じる場合があった。
【００１２】
又、基板１の半導体素子面へ蛍光体を貼り付ける場合、アレイ内の中で基板１の半導体素子面の高さが異なる為、全ての基板１に密着させることが不可能となると共に、接着できても剥れの原因になる場合があるという問題があった。
【００１３】
従来、この基板の高さギャップＢを無くして同一面にする為、それぞれの基板の厚みをあらかじめ研摩するなどの対策を施していたが、時間と工程が多くかかりコスト上昇につながるという問題があった。
【００１４】
［発明の目的］
本発明は、上記課題を解決すべく、大画面の光電変換装置を光電変換素子を搭載した複数の基板を隣接して配置する構成とし、かかる構成での光電変換装置の性能を向上させることを目的とする。
【００１５】
また本発明の目的は、複数枚の基板を平面的に配列した光電変換装置において、各基板の高さギャップの発生を無くすことにより、ピントズレ、解像力の低下及び感度の低下、表面に蛍光体を接着する場合の蛍光体の剥れ等の問題が生じない光電変換装置を簡単な方法で実現することにある。
【００１６】
加えて本発明の目的は、基台上に隣接配置された基板間の間隙の変化が実質的になく、光電変換素子のピッチずれなどが生じない光電変換装置を提供することである。
【００１７】
更に本発明の目的は、製品の歩留りが高く、低コスト化を達成し、かつ、上述の問題点をも解決し得る構成の光電変換装置及びその作製方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基台と、前記基台上に配置された光電変換素子を有する複数の基板と、前記基台と前記複数の基板とを接着する接着剤とを有する光電変換装置において、前記接着剤は、弾力性を有し、前記複数の基板の接着面と反対側の前記複数の基板の表面は、前記基台と前記複数の基板との間の前記接着剤の厚みによって調整され、同一平面を形成し、隣接する前記複数の基板の隣接側端部の塗布箇所の接着面積は、前記隣接側端部以外の塗布箇所の接着面積より大きいことを特徴とする光電変換装置を提供する。
【００１９】
又、本発明は、基台と、前記基台上に配置された光電変換装置を有する複数の基板と、前記基台と前記複数の基板とを接着する接着剤とを有する光電変換装置において、前記複数の基板の接着面と反対側の前記複数の基板の表面は、前記基台と前記複数の基板との間の前記接着剤の厚みによって調整され、同一平面を形成し、前記接着剤は、弾力性を有する第１の接着剤と当該第１の接着剤より弾力性が小さい第２の接着剤とを有し、隣接する前記複数の基板の隣接側端部の塗布箇所は、前記第２の接着剤で接着され、前記隣接側端部以外の塗布箇所は、前記第１の接着剤で接着されることを特徴とする光電変換装置を提供する。
【００２２】
［作用］
本発明によれば、半導体素子を有する基板を複数枚、平面を持つ一つの基台の上にアレイ状に配列された光電変換装置において、一アレイ内において、半導体素子を有する複数の基板の半導体素子面を同一面となる様に実装し、基板厚みのバラツキを裏面の接着剤の厚みで調整し、それぞれの基板を固定する。これにより、平面精度を向上することができる。
【００２３】
また、本発明は、それぞれ光電変換素子を搭載した複数の基板を接着樹脂により、該基板同士を隣接して基体と貼り合わせ、前記接着樹脂として弾性を有する接着樹脂を用いることで、周囲環境温度変化等があったときに基板と基体との熱膨張係数差で生ずる力を前記貼り合わせ接着樹脂の弾力性にて吸収し、隣接する基板間の隙間間隔の変動を抑制し、隣接する基板間の隙間間隔を周囲環境温度変化等によらず均一に保持するものである。
【００２４】
加えて本発明は、二次元的に配列された光電変換素子を搭載した基板を平面的に少なくとも２枚以上の複数枚貼り合わせて構成する光電変換装置において、光電変換素子を搭載した基板と貼り合わせ基台との膨張係数差を前記貼り合わせの弾力性のない固定用接着樹脂と弾力性のある半固定用接着樹脂にて吸収し、前記光電変換素子を搭載した基板の平面的に少なくとも２枚以上の複数基板を貼り合わせた隙間間隔を周囲環境温度変化内で実質的に均一化するものである。
【００２５】
また、２枚以上の複数枚貼り合わせて構成する光電変換装置において、光電変換素子を搭載した基板と貼り合わせ基台との膨張係数差を前記貼り合わせの弾力性のない固定用接着樹脂と弾力性のある半固定用接着樹脂の塗布量と塗布位置の組み合わせによって解決することができる。
【００２６】
接着に使用される接着剤としては接着される基板と基台の夫々の接着面の材質に応じて適宜選択することが可能であるが、基板の高さを調整することを主たる目的とする場合は、硬化収縮がないかあっても少ない接着剤を選択することが望ましい。
【００２７】
弾力性を有する接着剤を使用する場合は、完全に均一でなくとも光電変換装置の使用形態、たとえば被読取物に密着させて読取る際に押圧によって実質的に均一に読取ることができるという点においても好ましい。
【００２８】
しかしながら、押圧しながらの使用では使用形態が限られてしまうので、できれば弾力性を有する接着剤としても硬化収縮がないか少ないものを選ぶことが望ましい。
【００２９】
本発明に使用可能な接着剤の好適な一例としては、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系などが好適に挙げられ、また、弾力性、特にゴム状弾性を有する接着樹脂としては、シリコーン系であるシリコーンゴム系、ブチルゴム系、ポリサルファイド系、スチレンゴム系、ニトリルゴム系、クロロプレン系等の接着樹脂を好適に用いることができる。
【００３０】
もちろん、接着剤としては１液型であっても２液型であってもよく、これらの接着剤を必要に応じて組合わせて、あるいは混合しても良い。
【００３１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
図１（Ａ）は、本発明の好適な一実施形態に係る光電変換装置の模式的平面図、図１（Ｂ）は、その模式的断面図を示す図であり、図において、４枚の基板１は、基台２上に、接着剤５１により、その半導体素子１３面が同一平面となるように固定されている。また１２は波長変換体としての蛍光体である。このような構成により入射したＸ線等の放射線のような、不感知又は感度の低い波長域の電磁波を充分な感度を有する波長域の光に変換して、光電変換素子に対して出射することで、Ｘ線撮像装置として機能させることができる。
【００３２】
また、図２は、図１（Ｂ）のＤ部の拡大図である。
【００３３】
図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の基板１は、それぞれの厚みＴ1 ，Ｔ2 が異なるが、接着剤５１の厚みｔ1 ，ｔ2 によって調整されて、表面は同一高さＡに統一されている。
【００３４】
次に、図５の工程フロー及び各図面を用いて、本実施形態の基板実装方法について説明する。以下、図１２の工程フローに沿って説明する。
【００３５】
まず〔基台セット〕を行なう（１２０１）。
【００３６】
図６（Ａ）は、第１ステージ３に基台２をセットした状態を示す模式的平面図であり、図６（Ｂ）はその模式的断面図である。基台２は、第１ステージ３上に取付けられている３本の位置決めピン５にそれぞれが接触する様にセットする。その時、前記セット状態を維持する為、基台２の裏面を第１ステージ３よりバキュームチャックする。
【００３７】
次に、〔接着剤塗布〕を行なう（１２０２）。
【００３８】
図７（Ａ）の模式的平面図及び図７（Ｂ）のその模式的断面図に示されるように、基台２の上面に接着剤５１を同図の様に所定の間隔で３６ケ所塗布する。
【００３９】
塗布条件は、たとえば約０．０５ｇの重量の接着剤を、接着剤高さＨ＝０．５ｍｍ以上に塗布する。
【００４０】
接着剤の詳細      種類    ：光硬化性樹脂
粘度    ：２０，０００ｃｐｓ
硬化速度：２，０００ｍｊ／ｃｍ2 
次に、〔基板セット〕を行なう（１２０３）。もちろん、〔基板セット〕（１２０３）は上述の〔基台セット〕１２０１、〔接着剤塗布〕１２０２と同時並行的に行なってよい。
【００４１】
図８（Ａ）は、第２ステージ４に、基板１をセットした模式的平面図であり、図８（Ｂ）はその模式的断面図である。基板１は、第２ステージ４上に取付けられている３本の位置決めピン５にそれぞれが接触する様にセットする。その時、前記セット状態を維持する為、基板１の裏面を第２ステージ４よりバキュームチャックする。尚、図中１３は光電変換素子マトリクスの一部を概略的に示している。
【００４２】
次に、〔基板チャッキング〕を行なう（１２０４）。
【００４３】
図９及び図１０は、夫々基板１を、第２ステージ４から、バキュームプレート６又はバキュームパッド７でバキュームチャックし、保持した状態を示す図である。
【００４４】
図９（Ａ）及び図１０（Ａ）は夫々模式的平面図を、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）は夫々模式的断面図を示す。
【００４５】
図９（Ａ）及び９（Ｂ）に示されるように、バキュームプレート６はアルミニウムなどの基材の表面に溝９を設け、該溝９に連通して吸引口（不図示）を形成してある。吸引口には（不図示の）ポンプなどの吸引手段に連通され、吸引手段の作動によって、溝９内の空気のような気体を吸引可能に構成される。
【００４６】
バキュームプレート６の溝９形成側面を基板１に接触させ、溝９と基板１とでできた空間内の空気を吸引手段により排出することでバキュームプレート６は基板１に吸着する。
【００４７】
溝９の形状や溝９の凹部の形は適宜決められて良い。
【００４８】
バキュームパッド７はパッドプレート８に接続されたパイプ７ａの先端に取付けられた可撓性のパッドで、多くの場合、パイプ７ａの開口の囲りに弾性を有する部材として取付けられている。バキュームパッド７はパイプ７ａと基板１との接触による基板１の損傷又は傷付きを防止するために設けられ、また、パイプ７ａに接続された不図示のポンプのような吸引手段による吸引を効率良く行なうための吸引漏れ防止のために設けられる。
【００４９】
バキュームパッド７の配置の仕方は吸着力、基板の大きさなどを考慮して適宜決めることができる。
【００５０】
バキュームプレード６及びバキュームパッド７は、基板１の上面である素子部に接触する為、バキュームプレート６は、アルミ材などの基材の少なくとも基板１に接触する部分の表面に、傷付き防止のために又は吸引漏れの減少のためにテフロンを含有させた表面処理などを施すことは好ましい。又、バキュームパッド７は、ゴム材を使用するのが好ましい。
【００５１】
もちろん、吸着手段は上述のものに限られず、適宜変形可能である。
【００５２】
次に、〔基板位置決め〕を行なう（１２０５）。
【００５３】
図１１（Ａ）は、一枚目の基板１をバキュームプレート６にて、第２ステージ４より搬送し、第１ステージ３の基台２の所定の場所へ位置決めされた場合の一例を示す模式的平面図、図１１（Ｂ）はその模式的断面図である。この時、基台２の上面と、基板１の素子面までの距離Ａ（基準高さ寸法）は、バキュームプレート６に取付けられている治具であるストッパーピン１４の突出量にて一定される。
【００５４】
基準高さ寸法Ａは、基板１の厚みＴ1 およびＴ2 が１．１±０．１で、厚みバラツキが最大で０．２ｍｍあるとすると、Ａ＝１．３ｍｍとする。よって、基板１の厚みのバラツキで、接着剤の厚みｔ1 及びｔ2 が、以下の様に決定する。
【００５５】
Ａ＝Ｔ1 ＋ｔ1 
Ａ＝Ｔ2 ＋ｔ2 
次に、〔接着剤硬化〕を行なう（１２０６）。
【００５６】
図１２（Ａ）は、基台２の裏面側から、ＵＶ光源１０より発光されたＵＶ光１１によって、接着剤５１が照射され硬化されることを説明するための模式的平面図、図１２（Ｂ）はその模式的断面図である。
【００５７】
基板１は、基台２よりの高さ（基準高さ寸法）Ａを維持する為、接着剤の厚みｔ1 を保持した状態で接着剤５１を硬化させる。もちろん光源１０はＵＶ光に限るものではなく、接着剤に応じて適宜選択し得るものである。また、ＵＶ硬化は熱的な問題が生ぜず好ましいが、これ以外の硬化方法であっても接着剤に応じて選択は可能である。もちろん光硬化型接着剤でなければＵＶ光照射は不要であり、たとえば２液硬化型接着剤など、単に所定時間の保持でよい場合もある。もちろん、この場合は必要箇所のみ接着剤が付与されるのはいうまでもない。
【００５８】
次に、〔基板チャック解放〕を行なう（１２０７）。
【００５９】
図１３（Ａ）は、基板１の裏面の接着剤５１が硬化し、基板１の上面から基台２までの寸法（基準高さ寸法）Ａが維持されることを確認後、バキュームプレート６のバキュームチャックを解放することを説明するための模式的平面図、図１３（Ｂ）はその模式的断面図である。
【００６０】
以後２枚目以降の基板１の接着においても、上述した基板セット以降の工程をくり返す。ここではあと３回同様な操作が行なわれ、４つの基板１が接着されて工程の終了となる。
【００６１】
［第２の実施形態］
図１４（Ａ）は、本発明の別の実施形態に係わる光電変換装置の模式的平面図であり、図１４（Ｂ）はその模式的断面図である。図１５は図１４（Ｂ）のＥ部の概略的拡大図である。図中１は上面に半導体素子が形成された基板、２は複数の基板を固定するための基台、５１は基板１と基台２を貼り合わせるための接着剤、１３は基板に形成された半導体素子、１２は短波長の光を可視光に変換する蛍光体に代表される波長変換体、６１は蛍光体を基板１に貼り合わせるための接着剤であり、これらによって本発明の第２の実施例に係わる光電変換装置が形成されているものである。
【００６２】
図１４（Ｂ）に示すように、本実施形態の基板１はそれぞれの厚みＦ１、Ｆ２が異なるが、接着剤５１の厚みｆ１、ｆ２によって調整されて、下記に示すように基台を含めた厚さがＢに統一されている。
【００６３】
Ｆ１＋ｆ１＋Ｃ＝Ｂ
Ｆ２＋ｆ２＋Ｃ＝Ｂ
ここでＣは基台２の厚さである。
【００６４】
また、図示はしていないが、３枚目、４枚目の基板１に対しても基板の厚みと接着層の厚みをそれぞれＦ３、Ｆ４、ｆ３、ｆ４と定義をすれば同様の関係を満たすものである。
【００６５】
次に図１６の工程フロー及び図１７〜図２０の各図面を用いて、本実施形態の基板実装方法について説明する。なお、図１７〜図２０の各（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ模式的平面図、模式的側面図である。図１７〜図２０における１０３は基台２を固定するための第３ステージ、４台の１０４は基板のアラインメントをするための第１ステージ、１０６は複数の基板１の素子面側を同一平面にし、運搬するための第２ステージである。第３ステージ１０３に設けられた１０５は位置合わせピン、１１４は第２ステージとのギャップを制御するためのスペーサ、１１５は吸着穴である。第１ステージに設けられた１０９は位置合わせピン、１１６は吸着穴である。図示はしていないが、第２ステージ１０６の下部側にも吸着穴に設けられている。なお、図１６に示した第１ステージ、第２ステージ、第３ステージはそれぞれ図１７〜図２０の１０４，１０６，１０３に対応している。
【００６６】
図１７は図１６に示した第１ステージの基板セット１５０４→第１基板チャッキング１５０５→基板位置決め１５０６の工程を説明するものである。４つ設けられた第１ステージ１０４のそれぞれに４枚の基板１をそれぞれ３つの位置決めピン１０９に突き当てて基板セットを行う（１５０４）。この時、基板１の素子表面は（Ｂ）の図で上面側にしておく。次に、基板１がステージからずれないように第１ステージ１０４側の吸着穴１１６（図２０（Ａ）に図示している）より吸引を行って第１の基板チャッキングを行う（１５０５）。第１ステージ１０４はそれぞれＸ，Ｙ，θ、Ｚ方向に移動できるようになっており、各基板１の相対位置のアラインメントは第３ステージ１０４を動かすことによって行われる。各基板１の相対位置精度としてｍｍ単位以下のものが要求されるような場合は顕微鏡によってパネルのパターンもしくはアラインメントマークを確認しながらこれを行うと良い。ここまで行うことによって４枚の各パネルは第３ステージ１０４上で相対位置がアラインメントされている状態となる（１５０６）。
【００６７】
図１８は、図１６に示した第３ステージの接着剤塗布１５０１→基台セット１５０２→基台チャッキング１５０３の工程を説明するものである。基台２には接着剤塗布機（たとえばディスペンサー）によって接着剤５１が塗布される１５０１。図示する装置にたとえばディスペンサーを組み込み、塗布できるようにしてもかまわない。図では基台に３６カ所ポイント塗布された状態を描いているが、求められる条件によってはライン状に塗布しても全面に塗布しても構わない。４枚の基板１の素子上面側を出来る限りフラットにするためには、硬化時の膨張・収縮が出来るだけ少ない接着剤にすると良い。更に温度変化による変形の影響を抑えるには光硬化型かエポキシ系接着剤に代表される２液混合型接着剤（主剤と硬化剤）を含む常温硬化型の接着剤にすると良い。この様に接着剤５１が塗布された基台２は第３ステージ１０３に設けた３つの位置決めピン１０５に突き当ててセットされる（１５０２）。次に基台２がずれないように基台下側表面を第３ステージ１０３側の吸着穴１１５（図１７（Ａ）に図示している）より吸引を行って基台チャッキングを行う（１５０３）。
【００６８】
図１９は、図１６に示した第２ステージの第２の基板チャッキング２の工程を示したものである。第２ステージ１０６はアラインメントされた基板１をチャッキングするために第１ステージ１０４上に移動した後、基板１に接触する手前まで下降させステージ下面側に設けた吸着穴（図示せず）より吸引を行って、その吸引圧力をモニタリングしておく。そして第１ステージ１０４を静かに上昇させ、第２ステージ１０６と基板が接触しようとする瞬間のモニタリング圧力が、ある一定圧力以下になった時に上昇を止め、つづいて吸引も止める。そうすることによって位置ずれや破損を起こすこともなく基板１を第１ステージ１０４から第２ステージ１０６へスムーズに受け渡すことができ、第２ステージ１０６へのチャッキングが完了する（１５０７）。第１ステージ４台に対し、第２ステージが１台なので、第２ステージ１０６側の吸着部は各基板に対応させて４つに系統分けしてスイッチングができるようにしておくことが望ましい。また、基板１の厚さはそれぞればらついているので、上述作業は第１ステージ１０４を１台づつ順番に行うと良い。
【００６９】
図２０は、図１６の第３ステージの基板位置決め１５０８→接着剤硬化１５０９→基板チャック解放１５１０→基台チャック解放１５１１の工程を説明するものである。４枚の基板１を吸着した第２ステージ１０６は基台２との接着を行うために第３ステージ１０３上部に移動した後、下降し、第３ステージ１０３との隙間を位置合わせスペーサ１１４の高さによって固定されることになる。この時、スペーサ１１４の高さは第３ステージ１０３と第２ステージ１０６のギャップが図１３で示した厚みＢになるように設計されている。また、基台２と基板１の平面方向のアラインメントにはスペーサ１１４の突き出し部を第２ステージ１０６に設けたアラインメントホール（図示せず）に合わせ込むと良い。そして接着剤５１が硬化するまで図のように基台２の裏面と基板１の素子面側を吸着したまま保持する。そうすることによって、接着剤５１が硬化するまでの間基板１、基台２のズレを抑え硬化させることができるものである。最後に第２ステージ１０６の吸着を止めて第２ステージ１０６を上昇させれば、接着された状態の基板１と基台２が第３ステージ１０３上に吸着されたまま残ることになる。それから第３ステージ１０３の吸着を止めれば接着された基板１と基台２は装置から取り外すことができるものである。
【００７０】
この様に、４枚の基板の半導体素子面を同一の平面で真空吸着し、基台表面を別の同一表面で真空吸着し、接着剤が硬化するまでの間、対抗する平面の距離を一定に保つことによって図１４（Ｂ）に示す様に素子表面と基台の表面が設計寸法に接着されるとともに各基板の素子表面は接着剤の厚みｆ１、ｆ２によって高さ調整されるものである。
【００７１】
［第３の実施形態］
図２１は、本発明による光電変換装置の模式的平面図である。図２２は図２１の光電変換装置の模式的断面図である。
【００７２】
図２１に示すように、配列された光電変換素子が搭載される４枚の基板２１１，２１２，２１３，２１４が一定の隙間間隔（図には示されていない）をあけて、シリコーン系接着剤等の接着剤５１で基台２に貼り合わされて１つの大きな光電変換装置２１０１を構成している。
【００７３】
光電変換装置２１０１は、前述したごとく情報源と等倍の光学系で読み取るいわゆる密着型センサを構成すべく、４枚の基板２１１〜２１４を用いて複数の光電変換素子を二次元的に等間隔で配置したものであり、各基板には光電変換半導体層とＴＦＴの半導体層とが同時に形成されている。
【００７４】
既に述べたように、ａ−Ｓｉに代表される光電変換半導体材料の開発により、光電変換素子及び薄膜電界効果型トランジスタを大面積の基板（例えばガラス基板）に形成することが可能であり、各基板２１１〜２１４はこのような技術に基づき作製することができる。
【００７５】
図２１に示した光電変換装置においては、周囲環境温度変化等があった場合に、光電変換素子を搭載した基板とそれらを貼り合わせる基台との熱膨張係数差により隣接する基板間の隙間間隔の変動を生じさせるような力が働くが、貼り合わせる接着剤５１にシリコーン系接着剤のような弾力性のある材料を用いることにより、その力は接着樹脂の弾力性にて吸収される。そのため、貼り合わせたときの隙間間隔は周囲環境温度変化等があっても均一に保持される。
【００７６】
なお、基板と基台とを同一材料で構成すれば熱膨張係数差は生じないが、接着樹脂として、例えば熱硬化型の樹脂を用いると、基板と樹脂、或は基体と樹脂との熱膨張係数の不一致のために、周囲環境温度変化により界面でクラック等が生ずる場合があるので、基板と基台とを同一材料で構成する場合でもシリコーン系接着剤のような弾力性のある材料を用いることが望ましい。接着剤を含めた厚さの調整は、実施例１又は２のいずれの位置合わせ方法をも適用することができる。
【００７７】
［第４の実施形態］
図２３は、本発明による別の光電変換装置の模式的平面図である。
【００７８】
図２３に示すように、本実施形態においても実施形態３と同様に、配列された光電変換素子が搭載される４枚の基板２１１，２１２，２１３，２１４が一定の隙間間隔をあけて、シリコーン系接着剤等の接着剤５１で基台２に貼り合わされて１つの大きな光電変換装置２１０１を構成している。そして、光電変換素子を搭載した基板とそれらを貼り合わせる基板との熱膨張係数差により隣接する基板間の隙間間隔の変動を生じさせるような力が働いても、シリコーン系接着剤のような弾力性のある材料を用いているので、その力は接着樹脂の弾力性にて吸収される。
【００７９】
ただし本実施形態においては、図２３に示すように、隣接する基板の隣接側端部の接着樹脂の塗布量を他の領域に比べて多くしている。このため、基板の隣接側端部は基体との接着面積が大きくなり、熱膨張係数差により生ずる力に対してより強い応力が働くようになる。そのため、基板間の隙間間隔の変動がより生じにくい構造となっている。
【００８０】
［第５の実施形態］
図２４は、本発明による光電変換装置の別の好適な一例を示す模式的平面図である。
【００８１】
本実施形態の光電変換装置は、図２３の実施形態４と同様に、基板の隣接側端部において基体との接着面積を大きくし、熱膨張係数差により生ずる力に対してより強い応力が働くようにしたものであるが、本実施態様では図２４に示すように、隣接する基板の隣接側端部の接着樹脂の塗布箇所を他の領域に比べて多くすることで基体との接着面積を大きくしている。そのため、実施形態４と同様に基板間の隙間間隔の変動がより生じにくい構造となっている。
【００８２】
［第６の実施形態］
本発明の別の実施態様例を図２５及び図２６を用いて説明する。
【００８３】
図２５は基台２上に接着剤５１ａ，５１ｂを用いて接着された光電変換素子の複数を有する４つの基板１を有する光電変換装置の一例を説明するための模式的平面図、図２６はその模式的断面図である。
【００８４】
本実施例では基板１と基台２との接着に異なる性質の接着剤５１ａ，５１ｂを使用している。本実施例ではより弾性を有する接着剤を接着剤５１ｂとして示してある。
【００８５】
具体的には、弾力性のある接着剤５１ｂとしては上述したようなシリコーン系接着剤を用い、それより弾力性の小さい接着剤５１ａとしてはたとえばエポキシ系接着剤を選択することができる。
【００８６】
本実施例では弾力性の小さい接着剤５１ａは各基板が隣接する側の辺に沿って塗布し、基板を接着し、それ以外の部分に弾性を有する接着剤５１ｂを使用している。即ち、本実施例ではいわば接着剤５１ａを固定用に、接着剤５１ｂを半固定用に用いている。
【００８７】
本例によれば、隣接する基板側に固定用の、より弾力性のない接着剤を用いて固定しているので、環境温度に変化が生じても基板の継ぎ目部分の移動が無視できる。従って、得られる画像もより一層高品位なものになる。
【００８８】
［第７の実施形態］
図２７は、本実施態様例を説明するための模式的平面図である。
【００８９】
本実施態様例では、実施態様例６と同様に性質の異なる接着剤５１ａ及び５１ｂを使用している。また、本例は実施態様例６と同様に、隣接する基板側の辺に沿って弾力性のない又は小さい接着剤５１ａを付与している。
【００９０】
しかしながら、本例においては、接着剤５１ａの付与量を多くし、接着面積を大きくしている。
【００９１】
これによって、より一層、基板の固定性を向上させることができ、しかも、熱膨張などの熱的問題は弾力性のある接着剤５１ｂによって同様に対処することができる。
【００９２】
［第８の実施形態］
本実施態様例を説明するための模式的平面図を図２８に示す。
【００９３】
図示されるように、本実施態様例では弾力性のない又は小さい接着剤５１ａを基板が隣接する側の辺に沿って付与スポット数を多くしている。このような付与の仕方により、同様に環境温度変化によらず基板間の相対的位置決めを確実なものとすることができる。
【００９４】
［第９の実施形態］
本実施態様例を説明するための模式的平面図を図２９に示す。
【００９５】
図示されるように、本実施態様例では弾力性のない又は小さい接着剤５１ａをライン状に基板が隣接する側の辺に沿って付与した。
【００９６】
この場合も同様に環境温度が変化によらず、基板間の相対的位置決めを確固たるものとすることができる。
【００９７】
［第１０の実施形態］
次に上述した光電変換装置を用いてＸ線レントゲン装置を構成した場合の一例について説明する。
【００９８】
図３０（Ａ）はＸ線レントゲン装置の光電変換部及び周辺信号処理部の概略的部分平面図、図３０（Ｂ）は光電変換部及び周辺信号処理部の具体的な構成例を示す概略的部分断面図である。
【００９９】
図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）において、６０１１はａ−Ｓｉセンサ基板、６０１２はａ−Ｓｉセンサ基板６０１１が貼り合わされた基体、６０１３はＸ線を遮断するための板、６０３０はａ−Ｓｉセンサ基板６０１１上に設けられた蛍光体、６０１０はａ−Ｓｉセンサ基板６０１１と接続されるフレキシブル基板、６０１８は周辺信号処理回路が搭載された回路基板、６０１９はコネクタ、６０１４は抵抗、６０２０はこれらの部材を収納する容器である。ａ−Ｓｉセンサ基板６０１１と基板６０１２とは上記実施態様例に説明されるように、シリコーン系接着剤のような弾力性のある材料で貼り合わされており、ａ−Ｓｉセンサ基板６０１１どうしの隙間間隔は周囲環境温度変化があっても均一に保持される。
【０１００】
図３１は前記光電変換装置を有するＸ線レントゲン装置を用いた検査システムの構成を示す図である。図３１に示すように、本検査システムは、Ｘ線ルームに配置されたイメージセンサ部６０４０、Ｘ線チューブ６０５０、イメージプロセッサ６０７０、ディスプレイ６０８０、そしてドクタールームに配置されたディスプレイ６０８１、レーザープリンタを有するフィルムプロセッサ６１００を有する。
【０１０１】
上記Ｘ線ルームに検査を受ける人６０６１が入室し、イメージセンサ部６０４０の前に胸部６０２０が対向するように移動すると、イメージプロセッサ６０７０からの制御信号によりＸ線チューブ６０５０が動作しＸ線６０６０が照射される。照射されたＸ線は胸部を通過し、イメージセンサ部６０４０により光信号、電気信号と変換され、イメージプロセッサ６０７０に転送される。そして、イメージプロセッサ６０７０は胸部の画像信号を生成してディスプレイ６０８０に送り胸部のレントゲン画像を表示するとともに、ドクタールームに画像信号６０９０として信号を送る。
【０１０２】
ドクタールーム内ではＸ線ルームから転送されてきた画像信号６０９０をディスプレイ６０８１に送り胸部のレントゲン画像を表示するとともに、フィルムプロセッサ６１００により必要に応じてフィルム６１１０を作製する。
【０１０３】
本実施態様例では弾性を有する接着剤を用いて基台と基板を接着することで、弾性のない接着剤のみを使用した場合に較べて光電変換装置が置かれる環境の温度が大きく急激に変化しても接着剤のクラックや各基板間の間隙が変化するという問題をより生じにくくすることができる。
【０１０４】
又、弾力性を有する接着剤と弾力性を有さない又はそれより弾力性の小さい接着剤のように異なる性質の接着剤とを並用することで熱的のみならず、振動など機械的にもより強固にすることができ、移動システムなど車載にもより適したものとすることができる。
【０１０５】
尚、上述の実施態様例３〜９に説明される光電変換装置も実施態様例１又は２に説明されるようなプロセスによって基板高さを調整して固定されるのが望ましいことは云うまでもない。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【０１０７】
本発明によれば、複数の基板に対して、各基板間での半導体素子面高さの凹凸がない為、ピントズレがなく、解像力の低下及び感度の低下を防止することが可能となる。
【０１０８】
又、蛍光体のような波長変換体の貼り付け面が複数の基板に対しても同一（又は実質的に同一）平面である為、波長変換体の貼り付け作業も容易であり、かつ、剥れにくく、信頼性も高いものが得られる。
【０１０９】
又、本発明によれば、基台に基板を実装する前に、それぞれの基板の厚みを一定の寸法に加工する工程が不要となり、生産性の向上ならびにコストダウンを達成することができる。
【０１１０】
加えて、本発明によれば、基台の上面より基板の半導体素子面までの距離（基準高さ寸法）Ａを保った状態で、光硬化性接着剤にて固定することで作業時間も短かく、安定した製品を多数製造することが可能となる。
【０１１１】
加えて、本発明によれば、周囲環境温度変化等があったときに基板と基体との熱膨張係数差で生ずる力を貼り合わせ接着樹脂の弾力性にて吸収し、隣接する基板間の隙間間隔の変動を抑制し、隣接する基板間の隙間間隔を周囲環境温度変化等によらず均一に保持することができる。
【０１１２】
なお、基板に光電変換素子が一定の画素ピッチで配列され、基板間が当該画素ピッチに対応するように所定の間隔で隣接して配置されている場合、基板間の隙間間隔の変動は光電変換装置全体としての画素ピッチの変動となって現れることがあるが、本発明においては、隣接する基板間の隙間間隔が周囲環境温度変化等によらず均一に保持されるので画素ピッチの変動を抑制することができる。
【０１１３】
また、本発明によれば、隣接する基板の隣接側端部の接着樹脂の塗布量又は塗布箇所を他の領域に比べて多くすることで、隣接する基板の隣接側端部の接着面積を増大させ、より基板間の隙間間隔の変動が生じないようにすることができる。
【０１１４】
更に、本発明によれば上記隣接側端部の接着剤を弾力性がないか小さくし、その他の部分の接着剤を弾力性を有するように異なる特性の接着剤を用いることで基板間の間隙の変動を生じにくくし、かつ、基板面位置精度を向上させ、しかも周囲環境の温度変化による問題を解決することができる。
【０１１５】
また、本発明によれば、上記隣接側端部の接着剤を弾力性がないか小さくし、その他の部分を弾力性を有する接着剤を使用するように、特性の異なる接着剤を用い、更に、隣接側端部の接着剤の塗布量又は接着面積を他の部分の特性の異なる接着剤より多く、あるいは接着箇所（ポイント）の密度を他の部分の特性の異なる接着剤より高くすることで上記に加え、より一層耐振性を向上することができる。
【０１１６】
そして、本発明の光電変換装置を利用したレントゲン装置（Ｘ線撮像装置）に代表される物質透過撮影装置を小型化することができ、移動のため車載することも容易になるとともに、撮影データをデジタル処理あるいは電気的操作を行なうことも容易になる。
【０１１７】
なお、本発明は上述の説明及び実施態様例に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲において、適宜変形、組合せできることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図（Ａ）、及びその模式的断面図（Ｂ）。
【図２】図１（Ｂ）中の円Ｄの部分を拡大した模式的断面図。
【図３】光電変換素子を有する基板の一例を説明するための模式的平面図。
【図４】（Ａ）は光電変換装置の一例を説明するための模式的平面図、（Ｂ）はその模式的断面図。
【図５】本発明の好適な実装手順の一例を説明するためのフローチャート。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１５】図１４（Ｂ）中の円Ｅの部分を拡大した模式的断面図。
【図１６】本発明の好適な実装手順の一例を説明するためのフローチャート。
【図１７】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１８】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図２０】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の光電変換装置の実装手順の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的断面図。
【図２１】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的切断面図。
【図２２】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的切断面図。
【図２３】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図。
【図２４】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図。
【図２５】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的切断面図。
【図２６】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図及び模式的切断面図。
【図２７】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図。
【図２８】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図。
【図２９】本発明の光電変換装置の好適な一例を説明するための模式的平面図。
【図３０】（Ａ）はレントゲン装置の光電変換部とその近傍の好適な一例を示す模式的部分平面図、（Ｂ）はその模式的部分断面図。
【図３１】本発明の光電変換装置を適用可能なレントゲン装置を有するレントゲンシステムの好適な一例を説明するための概略的構成図。
【符号の説明】
１  基板、
２  基台、
３  第１ステージ
４  第２ステージ
５  位置決めピン
１２  波長変換体としての蛍光体
１３  半導体素子
５１  接着剤
【図１】
0003805031.tif 000002
【図２】
0003805031.tif 000003
【図３】
0003805031.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003805031.tif 000008
【図８】
0003805031.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003805031.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003805031.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003805031.tif 000016
【図１６】
0003805031.tif 000017
【図１７】
0003805031.tif 000018
【図１８】
0003805031.tif 000019
【図１９】
0003805031.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0003805031.tif 000023
【図２３】
0003805031.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
0003805031.tif 000031
【図３１】
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