JP2006196525A - Light or radiation detector and its manufacturing process - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、医用分野、産業分野等に用いられる光または放射線用検出器およびその製造方法に係り、特に、半導体層と画素電極とを電気的に接続する技術に関する。 The present invention relates to a light or radiation detector used in the medical field, industrial field, and the like and a method for manufacturing the same, and more particularly to a technique for electrically connecting a semiconductor layer and a pixel electrode.
従来、光または放射線用検出器は、光または放射線に感応して電荷を生成する半導体層を有する検出基板と、この電荷を収集する画素電極を有するアクティブマトリクス基板とを備えている。両者は、メッキ工程またはスタッドバンプ工程によって形成されたバンプにより電気的に接続される。具体的には、はんだの突起電極をいずれか一方の基板に形成する。この基板を高温に加熱するともに、この基板に対向させた他方の基板と接合する。このとき、はんだの融着により各基板に形成されている半導体層と画素電極は接続される（非特許文献１参照）。 Conventionally, a detector for light or radiation includes a detection substrate having a semiconductor layer that generates charges in response to light or radiation, and an active matrix substrate having pixel electrodes that collect the charges. Both are electrically connected by a bump formed by a plating process or a stud bump process. Specifically, a solder bump electrode is formed on one of the substrates. The substrate is heated to a high temperature and bonded to the other substrate facing the substrate. At this time, the semiconductor layer formed on each substrate and the pixel electrode are connected by solder fusion (see Non-Patent Document 1).
画素電極が高密度化かつ微細化する中で、画素電極にバンプを精度よく形成するのは困難になってきている。また、半導体層内にはんだ等のバンプの材料が拡散し、半導体層の特性劣化を招くおそれがある。 As the pixel electrode becomes denser and finer, it has become difficult to accurately form bumps on the pixel electrode. Moreover, bump materials such as solder diffuse in the semiconductor layer, which may cause deterioration of the characteristics of the semiconductor layer.
そこで、検出基板とアクティブマトリクス基板との間に導電性接着材を介在させて、両基板を接続する検出器が提案されている（特許文献１参照）。これによれば、アクティブマトリクス基板上に形成されるスイッチング素子等への熱負荷を低減できる等の効果がえられている。 Therefore, a detector has been proposed in which a conductive adhesive is interposed between the detection substrate and the active matrix substrate to connect the two substrates (see Patent Document 1). According to this, the effect that the thermal load to the switching element etc. which are formed on the active matrix substrate can be reduced is obtained.
しかしながら、本発明者は、上述の導電性接着剤による技術とは別途に、バンプ接続に替わる技術を鋭意検討した。 However, the present inventors diligently studied a technique that replaces the bump connection separately from the technique using the conductive adhesive described above.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、半導体層と画素電極とを品質よく電気的に接続することができる光または放射線用検出器及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a light or radiation detector capable of electrically connecting a semiconductor layer and a pixel electrode with high quality and a method for manufacturing the same. Objective.
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、請求項１に記載の発明は、光または放射線に感応して電荷を生成する半導体層と、前記半導体層の一方の側に対向して分割配置され、前記半導体層によって生成される電荷を収集する画素電極と、を備える光または放射線用検出器において、電気絶縁性および弾性を有する基材と、前記基材内に形成されて、前記基材の表裏面間を厚み方向に導通する複数個の導電路と、を有する異方導電性シートを備え、前記半導体層と前記画素電極との間に前記異方導電性シートを配置して、前記半導体層および前記画素電極を、前記導電路を介して電気的に接続することを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, according to the first aspect of the present invention, a semiconductor layer that generates charges in response to light or radiation and a semiconductor layer that is divided and disposed opposite to one side of the semiconductor layer, the charges generated by the semiconductor layer are reduced. A light or radiation detector comprising: a pixel electrode to be collected; a base material having electrical insulation and elasticity; and a plurality of conductors formed in the base material and conducting in the thickness direction between the front and back surfaces of the base material An anisotropic conductive sheet having a plurality of conductive paths, the anisotropic conductive sheet is disposed between the semiconductor layer and the pixel electrode, and the semiconductor layer and the pixel electrode are connected to the conductive path. It is characterized by being electrically connected via the.
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、半導体層に光または放射線が入射されると、これに感応して半導体層は電荷を生成する。この電荷を、異方導電性シートを介して画素電極が収集する。異方導電性シートは、すでに硬化して成形されているものであり、導電路を形成する等のために加工を要するものは含まれない。ここで、硬化とは熱硬化や光硬化を含むので、加工とは具体的には加熱や光照射等が含まれる。したがって、この異方導電性シートにはすでに精度よく導電路が形成されており（低抵抗な導電路が所望の位置に配置されており）、異方導電性シートを配置する際に、電極上に導電路を形成する微細なプロセスが必要ない。 [Operation / Effect] According to the first aspect of the present invention, when light or radiation is incident on the semiconductor layer, the semiconductor layer generates a charge in response thereto. This charge is collected by the pixel electrode through the anisotropic conductive sheet. The anisotropic conductive sheet is already cured and formed, and does not include a sheet that requires processing for forming a conductive path. Here, since curing includes thermal curing and photocuring, the processing specifically includes heating, light irradiation, and the like. Therefore, a conductive path is already formed in this anisotropic conductive sheet with high precision (a low resistance conductive path is disposed at a desired position), and when the anisotropic conductive sheet is disposed, Therefore, a fine process for forming a conductive path is not required.
さらに、導電路は異方導電性シートの厚み方向にのみ形成されている。よって、半導体層およびこれに対向して配置される画素電極の対抗面に対して法線方向に導電路が形成されることになる。このため、半導体層内で電荷が生成された位置に対向する画素電極によって、その電荷が収集される。言い換えれば、クロストークが発生しない。このため、半導体層で発生した電荷の２次元位置情報が失われることがない。 Furthermore, the conductive path is formed only in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet. Therefore, a conductive path is formed in the normal direction with respect to the opposing surface of the semiconductor layer and the pixel electrode disposed opposite thereto. For this reason, the charge is collected by the pixel electrode facing the position where the charge is generated in the semiconductor layer. In other words, crosstalk does not occur. For this reason, the two-dimensional position information of the charges generated in the semiconductor layer is not lost.
また、異方導電性シートは弾性を有する。よって、異方導電性シートと接する半導体層または画素電極の面が平坦ではない場合であっても、それらの平坦度のバラつきや、歪み、反り等を異方導電性シートが吸収する。よって、異方導電性シートの表裏面において、半導体層および画素電極は導電路と確実に接続することができる。 Further, the anisotropic conductive sheet has elasticity. Therefore, even when the surface of the semiconductor layer or the pixel electrode in contact with the anisotropic conductive sheet is not flat, the anisotropic conductive sheet absorbs variations in flatness, distortion, warpage, and the like. Therefore, the semiconductor layer and the pixel electrode can be reliably connected to the conductive path on the front and back surfaces of the anisotropic conductive sheet.
したがって、半導体層と画素電極との間の電気的接続を品質よく行うことができる。 Therefore, the electrical connection between the semiconductor layer and the pixel electrode can be performed with high quality.
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光または放射線用検出器において、前記異方導電性シートは非接着性であり、前記半導体層と前記画素電極とにより前記異方導電性シートを狭持して、前記半導体層と前記画素電極とが、それぞれ前記異方導電性シートの表裏面と面接触していることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the light or radiation detector according to the first aspect, the anisotropic conductive sheet is non-adhesive, and the anisotropic is caused by the semiconductor layer and the pixel electrode. The conductive sheet is sandwiched, and the semiconductor layer and the pixel electrode are in surface contact with the front and back surfaces of the anisotropic conductive sheet, respectively.
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、異方導電性シートは非接着性である。そして、半導体層および画素電極により両側から挟むように異方導電性シートを保持するのみの簡易な構造である。また、半導体層、異方導電性シート、画素電極は、相互に固着されていないので容易に分離でき、リワーク性に優れた光または放射線検出器とすることができる。 [Operation and Effect] According to the invention described in claim 2, the anisotropic conductive sheet is non-adhesive. And it is a simple structure which hold | maintains an anisotropic conductive sheet so that it may be pinched | interposed from both sides with a semiconductor layer and a pixel electrode. Further, since the semiconductor layer, the anisotropic conductive sheet, and the pixel electrode are not fixed to each other, they can be easily separated and a light or radiation detector excellent in reworkability can be obtained.
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光または放射線用検出器において、前記基材は成形されたゴムであることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the light or radiation detector according to the first or second aspect, the base material is a molded rubber.
［作用・効果］請求項３に記載の発明によれば、ゴムは電気絶縁性及び弾性に優れているので、基材として好適である。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光または放射線用検出器において、前記導電路は、厚み方向に並ぶ複数個の導電性粒子であることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the light or radiation detector according to any one of the first to third aspects, the conductive path is a plurality of conductive particles arranged in the thickness direction. It is characterized by.
［作用・効果］請求項４に記載の発明によれば、半導体層と画素電極と間に好適な導電路を形成することができる。なお、「厚み方向に並ぶ」とは、常に、複数個の導電性粒子が互いに接触している状態を含む。また、複数個の導電性粒子の間に微小間隔が形成されており、異方導電性シートの表裏面に配置される半導体層または画素電極を感圧したときに、これらの導電性粒子が互いに接触するように構成されている導電路も含む。
[Operation and Effect] According to the invention described in
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光または放射線用検出器において、前記導電性粒子は、プラスチックの表面を金属で被覆した粒子、または金属粒子であることを特徴とするものである。
The invention according to
［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、低抵抗な導電路を形成することができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光または放射線用検出器において、前記導電路は、厚み方向に貫通する導電性線材であることを特徴とするものである。
The invention according to
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、半導体層と画素電極と間に好適な導電路を形成することができる。
[Operation and Effect] According to the invention described in
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光または放射線用検出器において、前記導電性線材は、前記異方導電性シートの表裏面のうち少なくとも片方の面から突出していることを特徴とするものである。
Moreover, the invention according to
［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、導電性線材を突出させることで、より確実に半導体層または画素電極に導電路を接触させることができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の光または放射線用検出器において、前記導電性線材は、金属を金メッキしたもの、またはカーボンであることを特徴とするものである。
The invention according to claim 8 is the light or radiation detector according to
［作用・効果］請求項８に記載の発明によれば、低抵抗な導電路を形成することができるとともに、半導体層内に導電性線材の物質が拡散することを防止できる。よって、リーク電流が増大する等の半導体層の劣化を防止することができる。 [Operation / Effect] According to the invention described in claim 8, it is possible to form a low-resistance conductive path and to prevent the conductive wire material from diffusing into the semiconductor layer. Therefore, deterioration of the semiconductor layer such as an increase in leakage current can be prevented.
また、請求項９に記載の発明は、光または放射線に感応して電荷を生成する半導体層を含む検出基板と、分割配置され、前記半導体層によって生成される電荷を収集する画素電極を含むアクティブマトリクス基板と、を備える光または放射線用検出器の製造方法であって、前記検出基板を作成する過程と、前記アクティブマトリクス基板を作成する過程と、電気絶縁性および弾性を有する基材と、前記基材内に形成されて、前記基材の表裏面間を厚み方向にのみ導通する複数個の導電路とを有する異方導電性シートを、前記検出基板とアクティブマトリクス基板とによって、常温において狭持して、前記半導体層および前記画素電極をそれぞれ前記異方導電性シートの表裏面に面接触させる過程とを備えたことを特徴とするものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an active substrate including a detection substrate including a semiconductor layer that generates charges in response to light or radiation, and a pixel electrode that is divided and collects charges generated by the semiconductor layer. A method for manufacturing a light or radiation detector comprising a matrix substrate, the step of creating the detection substrate, the step of creating the active matrix substrate, a base material having electrical insulation and elasticity, An anisotropic conductive sheet formed in the base material and having a plurality of conductive paths that conduct only between the front and back surfaces of the base material in the thickness direction is narrowed at room temperature by the detection substrate and the active matrix substrate. And holding the semiconductor layer and the pixel electrode in surface contact with the front and back surfaces of the anisotropic conductive sheet, respectively.
［作用・効果］請求項９に記載の発明によれば、検出基板とアクティブマトリクス基板とが、それぞれ個別に作成される。そして、作成した検出基板とアクティブマトリクス基板とにより、異方性導電性シートを常温において狭持する。すなわち、加熱処理等が不要のため、製造工程が簡略化でき、製造コストも抑えることができる。
[Operation / Effect] According to the invention described in
また、半導体層および画素電極をそれぞれ異方導電性シートの表裏面に面接触させることで、請求項１に記載のとおり、半導体層と画素電極との間の電気的接続を品質よく行うことができる。
The semiconductor layer and the pixel electrode may be brought into surface contact with the front and back surfaces of the anisotropic conductive sheet, respectively, so that the electrical connection between the semiconductor layer and the pixel electrode can be performed with high quality as described in
なお、本明細書は、次のような光または放射線用検出器に係る発明も開示している。 The present specification also discloses an invention relating to the following detector for light or radiation.
（１） 請求項１に記載の光または放射線用検出器において、前記導電路の配置は、各画素電極間の位置関係に対応していることを特徴とする光または放射線用検出器。
(1) The light or radiation detector according to
前記（１）に記載の発明によれば、分割配置されている画素電極の位置関係に応じて導電路を配置することで、導電路を好適に画素電極と電気的に接続させることができる。 According to the invention described in (1), the conductive path can be preferably electrically connected to the pixel electrode by arranging the conductive path in accordance with the positional relationship of the pixel electrodes arranged in a divided manner.
（２） 前記（１）に記載の光または放射線用検出器において、前記導電路の間隔は１００μｍ以下であることを特徴とする光または放射線用検出器。 (2) The light or radiation detector according to (1), wherein the interval between the conductive paths is 100 μm or less.
前記（２）に記載の発明によれば、半導体層内で電荷が生成された位置に、より厳密に対向する画素電極によって電荷を収集することができる。よって、より精密な電荷の位置情報を得ることができる。 According to the invention described in (2) above, charges can be collected by the pixel electrodes that are more strictly opposed to the positions where charges are generated in the semiconductor layer. Therefore, more accurate charge position information can be obtained.
（３） 前記（１）に記載の光または放射線用検出器において、前記導電路の間隔は、前記画素電極の間隔よりも短いことを特徴とする光または放射線用検出器。 (3) The light or radiation detector according to (1), wherein an interval between the conductive paths is shorter than an interval between the pixel electrodes.
前記（３）に記載の発明によれば、異方導電性シートを半導体層と画素電極との間に配置する際に、導電路と画素電極との位置合わせをしなくても、好適に導電路を画素電極と電気的に接続させることができる。 According to the invention described in (3) above, when the anisotropic conductive sheet is disposed between the semiconductor layer and the pixel electrode, the conductive path can be suitably conducted without aligning the conductive path and the pixel electrode. The path can be electrically connected to the pixel electrode.
（４） 請求項９に記載の光または放射線用検出器の製造方法において、前記導電路の間隔は、前記画素電極の間隔よりも短いことを特徴とする光または放射線用検出器の製造方法。
(4) The method for manufacturing a light or radiation detector according to
前記（４）に記載の発明によれば、検出基板とアクティブマトリクス基板とによって異方導電性シートを狭持する過程で、導電路と画素電極との位置合わせをすることを要せずに、好適に導電路を画素電極と電気的に接続させることができる。 According to the invention described in (4), in the process of sandwiching the anisotropic conductive sheet between the detection substrate and the active matrix substrate, it is not necessary to align the conductive path and the pixel electrode. The conductive path can be preferably electrically connected to the pixel electrode.
この発明に係る光または放射線用検出器およびその製造方法によれば、異方導電性シートに形成される導電路は、すでに品質良く形成されており、設置の際に画素電極上に導電路を形成する加工プロセスが必要ない。また、この導電路は、異方導電性シートの厚み方向に形成されているので、電荷の位置情報が失われることがない。また、異方導電性シートが有する弾性により、半導体層または画素電極の平坦度を吸収することができる。よって、異方導電性シートの表裏面において、半導体層および画素電極は導電路を介して高品質に接続することができる。 According to the light or radiation detector and the manufacturing method thereof according to the present invention, the conductive path formed in the anisotropic conductive sheet is already formed with good quality, and the conductive path is formed on the pixel electrode during installation. No processing process to form is required. In addition, since the conductive path is formed in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet, the position information of the charges is not lost. Further, the flatness of the semiconductor layer or the pixel electrode can be absorbed by the elasticity of the anisotropic conductive sheet. Therefore, on the front and back surfaces of the anisotropic conductive sheet, the semiconductor layer and the pixel electrode can be connected with high quality through the conductive path.
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１（ａ）は、実施例１に係る放射線用２次元検出器（以下、単に「２次元検出器」という）の全体構成を示す平面図であり、（ｂ）はその断面図である。図２は、検出基板とアクティブマトリクス基板との接合部の一部を示す断面詳細図である。図３、図４は、アクティブマトリクス基板の等価回路をその断面または、その平面に対応させて示す回路図である。
FIG. 1A is a plan view showing an overall configuration of a radiation two-dimensional detector (hereinafter simply referred to as “two-dimensional detector”) according to the first embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view thereof. FIG. 2 is a detailed cross-sectional view showing a part of the joint between the detection substrate and the active matrix substrate. 3 and 4 are circuit diagrams showing an equivalent circuit of the active matrix substrate corresponding to the cross section or the plane thereof.
本実施例にかかる２次元検出器は、大きく分けて、放射線（例えばＸ線）を検出して電荷を生成する検出基板１と、この検出基板１に対向して配置され、生成された電荷を読み出すアクティブマトリクス基板３と、これらの間に介在される異方導電性シート５とを備える。検出基板１は、放射線の入射側から共通電極９と半導体層７とを有している。また、アクティブマトリクス基板３は、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１に形成される複数個の画素電極１３とを有する。さらに、絶縁基板１１の１側端部にゲートドライバ２３を、他の１側端部には増幅器２５を備えている。検出基板１とアクティブマトリクス基板３とは、それぞれこの発明における検出基板とアクティブマトリクス基板とに相当する。
The two-dimensional detector according to the present embodiment is broadly divided into a
検出基板１が有する半導体層７は、入射する放射線に感応して電荷を生成するとともに、支持基板として機能する。半導体層７の物質としては、ＣｄＴｅまたはＣｄＺｎＴｅといった化合物半導体を用いる。この半導体層７の厚みは０．５ｍｍである。この半導体層７は、蒸着法または昇華法、ＣＶＤ法、さらに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、容易に形成することができる。なお、半導体層７の物質としては、これに限られない。たとえば、Ｓｉ、Ｓｅ、ＰｂＩ2、ＨｇＩ2、ＴｌＢｒ、Ａ−Ｓｅ等、公知の物質を適宜に選択できる。半導体層７は、この発明における半導体層に相当する。
The
共通電極９は、この半導体層７の一方面のほぼ全面に、放射線を透過しやすい金属によって形成されており、半導体層７にバイアス電圧を印加する。この金属としては、導電性ブラファイト、Ａｌ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＩＴＯ、Ａｕ、Ｐｔ等が例示される。
The
図２、図３、図４を参照して、アクティブマトリクス基板３について、より詳しく説明する。アクティブマトリクス基板３は、絶縁基板１１上に画素電極１３のほか、コンデンサ１５と薄膜トランジスタ（Thin Film Transistors）１７と電極配線２１とが形成されている。
The
画素電極１３は、アクティブマトリクス基板３上に平面視、行列状に分割して配置されており、半導体層７によって生成される電荷を収集する。図４等では、便宜上、３行×３列のマトリクス構成を示しているが、実際は１５３６行×１５３６列のマトリクス構成等が例示される。画素電極１３は、この発明における画素電極に相当する。
The
この画素電極１３ごとにコンデンサ１５及び薄膜トランジスタ１７も分離して形成され、各画素電極１３にコンデンサ１５と薄膜トランジスタ１７のソースＳとが接続されている。コンデンサ１５は、画素電極１３が収集した電荷を蓄積する。また、薄膜トランジスタ１７は、コンデンサ１５に蓄積された電荷を取り出すスイッチング素子として機能する。
A
電極配線２１は、格子状に配列されている。電極配線２１のうち、図４において水平方向に敷設されているものを特にゲートバスライン２１ｘと、垂直方向に敷設されているものを特にデータバスライン２１ｙと区別する。
The
各ゲートバスライン２１ｘは、水平方向に１行分の各薄膜トランジスタ１７のゲートＧと接続されている。また、各データバスライン２１ｙは、垂直方向に１列分の各薄膜トランジスタ１７のドレインＤと接続されている。結果、各電極配線２１の格子点には、薄膜トランジスタ１７が個別に設けられていることになる。
Each
各ゲートバスライン２１ｘの他端側は、ゲートドライバ２３と接続されている。ゲートドライバ２３は、いずれかのゲートバスライン２１ｘを選択してゲートパルスを通じる。なお、選択したゲートバスライン２１ｘに接続される薄膜トランジスタ１７は、ゲートパルスの供給を受けてオン状態に移行する。また、このとき、各データライン２１ｙには、オン状態に移行した薄膜トランジスタ１７を経由して読み出される電荷を通じる。
The other end side of each
各データバスライン２１ｙの他端側は、それぞれ増幅器２５に接続されている。各増幅器２５は、各データバスライン２１ｙを通じる電荷を電圧信号に変換し、増幅する。
The other end side of each
画素電極１３、コンデンサ１５、薄膜トランジスタ１７、電極配線２１は、以下のようにして絶縁基板１１上に形成される。
The
まず、絶縁基板１１としては無アルカリガラス基板が用いられ、コーニング社製＃７０５９や＃１７３７が例示される。
First, a non-alkali glass substrate is used as the insulating
ゲートバスライン２１ｘは、この絶縁基板１１上にＴａ等の金属膜によって形成される。より詳しくは、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、同時にコンデンサ１５も形成される。なお、これらゲートバスライン２１ｘまたはコンデンサ１５の上面には、適宜に絶縁膜１９が形成される。この絶縁膜１９は、ＳｉＮXやＳｉＯXをＣＶＤ法で成膜したものである。
The
薄膜トランジスタ１７については、まずチャンネル部となるａ−Ｓｉ膜（ｉ層）とソースＳとドレインＤとのコンタクトを図るａ−Ｓｉ膜（ｎ+層）とを、ＣＶＤ法とパターニングにより形成する（図示省略）。次いで、ソースＳおよびドレインＤの電極をそれぞれ、ＴａやＡｌ等をスパッタ蒸着した膜をパターニングして形成する。以上より、薄膜トランジスタ１７を得る。
For the
さらに、ソースＳの電極を形成するときに、画素電極１３も併せて形成する。また、ドレインＤの電極を形成するときに、データバスライン２１ｙも併せて形成する。
Further, when forming the source S electrode, the
なお、平面視、アクティブマトリクス基板３から画素電極１３を除いた範囲に、絶縁保護膜（図示省略）を形成してもよい。この絶縁保護膜としては、ＳｉＮXやＳｉＯXを用いたもののほか、無機の絶縁膜のほかに、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。
In plan view, an insulating protective film (not shown) may be formed in a range excluding the
なお、薄膜トランジスタ１７はａ−Ｓｉを用いた逆スタガ構造として説明したが、これに限定されるものではなく、ｐ−Ｓｉを用いても良いし、スタガ構造としてもよい。また、アクティブマトリクス基板３は液晶表示装置を製造する過程と同様のプロセスで形成することができる。
Although the
最後に異方導電性シート５について説明する。図５（ａ）は異方導電性シート５の垂直断面詳細図であり、（ｂ）は半導体層７と画素電極１３とにより狭持されたときの異方導電性シート５の断面詳細図である。異方導電性シート５はシート状物であり、電気絶縁性および弾性を有する基材３１と、厚み方向（図３において垂直方向）に並ぶ複数個の導電性粒子３３とを有する。
Finally, the anisotropic
基材３１は、液状ゴムに対して熱硬化処理を行って成形したものである。成形された硬化物は、非接着性である。液状ゴムとしては、シリコーンゴムを用いている。基材３１は、この発明における基材に相当する。
The
導電性粒子３３としては、プラスチックの表面を金属で被覆した粒子を用いている。ここで、被覆する金属としてはＡｕやＮｉ等が例示される。各導電性粒子３３は、微小間隔Ｄａを空けて異方導電性シート５の厚み方向に配向配置されている。また、異方導電性シート５の表裏面付近の導電性粒子３３は、基材３１から突出するように配置されている。そして、異方導電性シート５に圧縮する方向に力が加えられると、各導電性粒子３３が互いに接合されて厚み方向の導電性が発現する。なお、異方導電性シート５の厚み方向と異なる面内方向には導電性が発現しないように、基材３１によって電気的に絶縁されている。したがって、異方導電性シート５は、感圧して厚み方向にのみ導電路が形成される。なお、導電性粒子３３は、この発明における導電性粒子に相当する。また、この導電性粒子３３によって形成される導電路は、この発明における導電路に相当する。
As the
以下では、それぞれ別個に作成された検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを、その間に異方導電性シート５を介在させて、接合する方法について説明する。
Below, the method of joining the detection board |
検出基板１とアクティブマトリクス基板３とは、それぞれ半導体層７および画素電極１３が対向するように配置する。そして、これら両基板１、３の間隙に、異方導電性シート５を配置する。このとき、導電路の位置と画素電極１３の位置とを合わせるように、位置決めすることが望ましい。
The
そして、検出基板１及びアクティブマトリクス基板３の一方、または両方を押圧して接合する。この際、特に加熱等は不要であり、常温において行う。また、押圧している状態で、図６に示すように、検出基板１とアクティブマトリクス基板３との各端部同士を第１接着剤４１で接着して固定する。すなわち、第１接着剤４１は、異方導電性シート５を狭持した状態で、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを固定する固定手段として機能する。
Then, one or both of the
ここで、第１接着剤４１としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、変性ウレタン樹脂等が例示される。 Here, examples of the first adhesive 41 include an epoxy resin, an acrylic resin, and a modified urethane resin.
異方導電性シート５の表裏面は半導体層７または画素電極１３と面接触することになるので、半導体層７と画素電極１３とは、異方導電性シート５の導電路を介して電気的に接続される。
Since the front and back surfaces of the anisotropic
次に、この実施例１の動作を説明する。
共通電極９にバイアス電圧を印加した状態で、検出基板１に放射線を入射すると、半導体層７は放射線に感応して電荷を生成する。生成された電荷は、異方導電性シート５側に移動する。そして、電荷が生成された位置に直近の導電路を通じて、画素電極１３によって収集される。なお、導電路は異方導電性シート５の厚み方向に導通する電路である。よって、半導体層７内で電荷が生成された位置に対向する画素電極１３によって、その電荷が収集される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When radiation is incident on the
画素電極１３によって収集された電荷は、その画素電極１３に接続されるコンデンサ１５に蓄積される。ゲートドライバ２３は、多数の出力ポートをもつ集積回路であり、順次選択するゲートバスライン２１ｘにゲートパルスを出力する。ゲートバスライン２１ｘは、接続されている各薄膜トランジスタ１７のゲートＧにゲートパルスを通じる。ゲートパルスが供給された各薄膜トランジスタ１７は、オン状態に移行する。これにより、コンデンサ１５に蓄積された電荷がデータバスライン２１ｙに読み出される。各データバスライン２１ｙは、読み出された電荷を増幅器２５に伝送する。各増幅器２５は、内部に多数の増幅器をもつ集積回路であり、伝送された電荷を電圧信号に変換し、増幅する。増幅器２５の出力信号はデジタル化され、所定の画像処理が施され、２次元画像データが生成される。
The charges collected by the
このように、実施例１に係る２次元検出器によれば、液状ゴムを硬化させて成形した基材３１を有する異方導電性シート５を用いるので、各導電路もすでに精度よく形成されている（低抵抗の導電路が所望の位置に配置されている）。異方導電性シート５を検出基板１とアクティブマトリクス基板３との間に配置する際も、加熱等により硬化させる処理が不要となるので、導電路の精度を損なうことがない。
Thus, according to the two-dimensional detector according to the first embodiment, since the anisotropic
また、導電路は異方導電性シート５の厚み方向にのみ形成されているので、半導体層７内で電荷が生成された位置に対向する画素電極１３によって、その電荷が収集される。すなわち、クロストークが発生しない。よって、異方導電性シート５を介在させても電荷の位置情報が失われることがない。
Further, since the conductive path is formed only in the thickness direction of the anisotropic
また、導電路を厚み方向に並ぶ複数個の導電性粒子３３とすることで、好適な導電路を実現できる。また、これら導電性粒子３３をプラスチックの表面を金属で被覆した粒子とすることで、低抵抗な導電路を形成することができる。
Moreover, a suitable conductive path is realizable by making the conductive path into the some
また、異方導電性シート５の表裏面付近の導電性粒子３３を基材３１から突出させて配置しているので、異方導電性シート５は、半導体層７または画素電極１３と確実に電気的に接続することができる。
In addition, since the
さらに、予め導電路が形成してある異方導電性シート５を用いるので、導電路の断面積の微細化、または導電路間のピッチの微細化等に容易に対応することができる。
Furthermore, since the anisotropic
また、基材３１は液状ゴムを硬化させて成形したものであるので、電気絶縁性とともに適度な弾性を有する。これにより、異方導電性シート５は、半導体層７または画素電極１３の平坦度のバラつきや、歪み、反り等を吸収することができる。また、異方導電性シート５は、半導体層７または画素電極１３と確実に電気的に接続することができる。
Moreover, since the
また、常温において検出基板１とアクティブマトリクス基板３とによって異方導電性シート５を狭持するので、検出基板１やアクティブマトリクス基板３が損傷（特に薄膜トランジスタ１７の熱負荷による損傷）するおそれがない。
Further, since the anisotropic
さらに、加熱処理等が不要のため、製造工程が簡略化でき、熱プレス機等の製造設備も不要となるので、製造コストも抑えることができる。 Furthermore, since no heat treatment or the like is required, the manufacturing process can be simplified, and manufacturing equipment such as a hot press machine is not required, so that manufacturing costs can be reduced.
また、異方導電性シート５は非接着性であるので、半導体層７および画素電極１３により両側から挟むように保持することのみの簡易な構造とすることができる。また、半導体層７および画素電極１３は異方導電性シート５と固着しないので、容易にリワークを行うことができる。
Further, since the anisotropic
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
なお、実施例１と同じ構成については同符号をふすことで詳細な説明を省略する。
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, about the same structure as Example 1, detailed description is abbreviate | omitted by giving the same code | symbol.
実施例２に係る放射線用２次元検出器（以下、単に「２次元検出器」という）は、実施例１と異方導電性シート５の構造が異なり、また、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを固定する方法が異なる。よって、これらの異なる点についてを説明する。
The two-dimensional detector for radiation according to the second embodiment (hereinafter simply referred to as “two-dimensional detector”) is different from the first embodiment in the structure of the anisotropic
図７は、実施例２に係る２次元検出器における検出基板１とアクティブマトリクス基板３との接合部の一部を示す断面詳細図である。また、図８（ａ）は異方導電性シート６の垂直断面図であり、図８（ｂ）は半導体層７と画素電極１３とにより狭持されたときの異方導電性シート６の垂直断面図であり、図９は異方導電性シート６の平面図である。
FIG. 7 is a detailed cross-sectional view illustrating a part of the joint between the
異方導電性シート６はシート状物であり、電気絶縁性および弾性を有する基材３５と、厚み方向（図３において垂直方向）に埋め込まれて貫通する導電性線材３７とを有する。
The anisotropic
基材３５は、液状ゴムに対して熱硬化処理を行って成形したものである。硬化処理が済んでいるので、非接着性である。液状ゴムとしては、シリコーンゴムを用いている。基材３５も、この発明における基材に相当する。
The
導電性線材３７としては、金属をＡｕメッキした繊維状物を用いている。ここで、被覆する金属としてはＡｕやＮｉ等が例示される。各導電性線材３７は、異方導電性シート６の厚み方向に基材３５中に埋設されている。導電性線材３７は、この発明における導電性線材に相当する。
As the
さらに、異方導電性シート６の表裏面において基材３５から突出している。
Furthermore, the front and back surfaces of the anisotropic
また図９に示すように、異方導電性シート６を平面視して、各導電性線材３７は一定の間隔（以下、「ピッチＤｐ」と呼ぶ）を空けて格子状に配置されている。このピッチＤｐは、各画素電極１３間の間隔よりも小さい値としている。なお、実施例２においては、ピッチＤｐが１００μｍである異方導電性シート６を用いる。また、隣接する導電性線材３７間は、基材３５によって電気的に絶縁されており、異方導電性シート６の面内方向にリーク電流等が生じることはない。したがって、異方導電性シート６には、厚み方向にのみ導電路が形成されている。
Further, as shown in FIG. 9, when the anisotropic
次に、この異方導電性シート６を用いて、それぞれ別個に作成された検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを接合する方法について説明する。
Next, a method for bonding the
検出基板１とアクティブマトリクス基板３とは、それぞれ半導体層７および画素電極１３が対向するように配置する。そして、これら両基板１、３の間隙に、異方導電性シート６を配置する。なお、このとき、導電路の位置と画素電極１３の位置とを合わせをすることを要しない。異方導電性シート６を任意に配置しても、ピッチＤｐは画素電極１３のピッチよりも小さいため、導電性線材３７（導電路）と画素電極１３とは好適に電気的に接続することができるからである。
The
そして、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを異方導電性シート６を介して接合させる。そして、検出基板１及びアクティブマトリクス基板３を各端部を併せて把持する止め部材４３を取り付ける。これにより、これにより、検出基板１とアクティブマトリクス基板３によって異方導電性シート６を狭持した状態を維持することができる。したがって、止め部材４３は、異方導電性シート６を狭持した状態で、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを固定する固定手段として機能する。なお、検出基板１とアクティブマトリクス基板３との接合は、常温において行う。
Then, the
異方導電性シート６の表裏面は、半導体層７または画素電極１３と面接触する。これにより、半導体層７と画素電極１３とは、異方導電性シート６の導電路を介して電気的に接続される。
The front and back surfaces of the anisotropic
このように、実施例２に係る２次元検出器によれば、実施例１と同様の効果を奏する。さらに、実施例２によれば、以下の効果も奏する。 Thus, according to the two-dimensional detector which concerns on Example 2, there exists an effect similar to Example 1. FIG. Furthermore, according to the second embodiment, the following effects are also achieved.
すなわち、導電性線材３７を有する異方導電性シート６を用いるので、半導体層７と画素電極１３と間に好適な導電路を形成することができる。
That is, since the anisotropic
また、導電性線材３７として金属をＡｕメッキした繊維状物を用いることで、半導体層７に導電性線材３７の物質が拡散することを抑制できる。これにより、半導体層７の劣化を防止することができる。
In addition, by using a fibrous material in which a metal is Au-plated as the
また、導電性線材３７は、異方導電性シート６の表裏面において基材３５から突出しているので、確実に半導体層７および画素電極１３と確実に電気的に接続することができる。
In addition, since the
また、各導電性線材３７は格子状に配置されているので、各画素電極１３の配置と同様である。よって、各導電性線材３７が好適に各画素電極１３と電気的に接続できる。
Further, since each
また、各導電性線材３７間のピッチＤｐは、各画素電極１３間の間隔よりも小さい値としていることで、検出基板１とアクティブマトリクス基板３との間隙に異方導電性シート６を配置する際に、異方導電性シート６の位置決めすることを要しない。よって、製造工程をより簡略化することができる。
Further, the pitch Dp between the
また、各導電性線材３７間のピッチＤｐを１００μｍとすることで、より精密な電荷の位置情報を取得することができる。ひいては、空間解像度の高い画像が得られる。
In addition, by setting the pitch Dp between the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
（１）上述した各実施例では、基材３１（３５）として、シリコーンゴムを用いていたが、これに限られるものではなく、硬化性を有する物質であればよい。すなわち、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴム等であってもよい。 (1) In each Example mentioned above, although silicone rubber was used as the base material 31 (35), it is not restricted to this, What is necessary is just a substance which has curability. That is, fluorine rubber, polyurethane rubber, polybutadiene rubber, polyisopropylene rubber, chloroprene rubber, polyester rubber, styrene / butadiene copolymer rubber, natural rubber, and the like may be used.
（２）上述した各実施例では、基材３１（３５）は熱硬化性を有していたが、硬化性を有するものであればこれに限られない。たとえば、光硬化性であってもよい。 (2) In each Example mentioned above, although the base material 31 (35) had thermosetting property, if it has sclerosis | hardenability, it will not be restricted to this. For example, it may be photocurable.
（３）上述した実施例１では、導電性粒子３３としてプラスチックの表面を金属で被覆した粒子を採用していたが、これに限られない。たとえば、ＮｉやＡｇなどの金属粒子、またはこれら金属粒子にＡｕメッキを施した粒子であってもよい。また、カーボン粒子やＩＴＯなどの透明導電性粒子、Ｎｉ粒子をポリウレタンに混合させた導電性粒子複合プラスチックなどでもよい。このように、導電性粒子３３としては、公知の物質を適宜に採用することができる。
(3) In the first embodiment described above, particles having a plastic surface coated with metal are used as the
（４）上述した実施例１では、導電性粒子３３間には微小間隔Ｄａを空けていたが、これに限られない。たとえば、常に導電性粒子３３を接触させた状態で、異方導電性シート５の厚み方向に配向配列させているものでもよい。これによって、より確実に導電路を形成することができる。また、図２等では、厚み方向に導電性粒子３３を一列に配向させて１の導電路を形成しているが、複数列の導電性粒子３３によって１の導電路を形成してもよい。
(4) In the first embodiment described above, the fine interval Da is provided between the
（５）上述した実施例２では、導電性線材３７としては金属をＡｕメッキした繊維状物を採用していたが、これに限られない。たとえば、カーボンであってもよい。また、金メッキ真鍮線、金メッキベリリウム銅線、金メッキりん青銅線、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ合金などの金属細線であってもよい。このように、導電性線材３７としては、公知の物質を適宜に採用することができる。
(5) In Example 2 described above, the
（６）上述した実施例２では、導電性線材３７を異方導電性シート６の表裏面において基材３５から突出させていたが、異方導電性シート６の表裏面のうち一方においてのみ基材３５から突出させてもよい。
(6) In Example 2 described above, the
（７）上述した実施例２では、各導電性線材３７間のピッチＤｐを１００μｍとして格子状に配列した異方導電性シート６を採用していたがこれに限られない。ピッチＤｐは、用途、画素電極１３の配置等、他の構成に応じて適宜な値を選択することができる。また、導電性線材３７が不規則（ランダム）に配置されている異方導電性シートを採用してもよい。
(7) In Example 2 described above, the anisotropic
（８）上述した各実施例では、異方導電性シート５（６）を狭持した状態で、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを固定する固定手段として、第１接着剤４１または止め部材４３を用いたが、これに限られない。
(8) In each of the above-described embodiments, the first adhesive 41 or the stop member is used as a fixing means for fixing the
図１１を参照する。図１１は、変形例に係る放射線用２次元検出器の概略断面図である。なお、実施例１と同じ構成については同符号を付す。検出基板１およびアクティブマトリクス基板３の接合面には、予めエポキシ樹脂等の第２接着剤４５を塗布する。そのうえで、両基板１、３を対向配置させて、その間隙に異方導電性シート５（６）を配置する。そして、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを異方導電性シート５（６）を挟むように押圧する。なお、この押圧は、検出基板１およびアクティブマトリクス基板３に塗布した第２接着剤４５が硬化するまで、継続して与えていることが望ましい。このようにすることで、硬化した第２接着剤４５は、異方導電性シート５（６）を狭持した状態で、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とを固定する固定手段として機能させることができる。なお、第２接着剤４５を両基板１、３に塗布する変形例を示したが、適宜に検出基板１側のみ、あるいはアクティブマトリクス基板３側のみに第２接着剤４５を塗布してもよい。
Please refer to FIG. FIG. 11 is a schematic sectional view of a two-dimensional detector for radiation according to a modification. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. A
また、表裏面を鏡面にした異方導電性シートを、検出基板１とアクティブマトリクス基板３とによって挟むように押圧することで、真空吸着状態にして加圧状態を保持させるように構成してもよい。
Alternatively, the anisotropic conductive sheet having a mirror surface on the front and back surfaces may be pressed between the
（９）上述した各実施例では、検出基板１における半導体層７が支持基板としても機能していたが、これに限られない。たとえば、検出基板１が半導体層７とは別体に支持基板を備える構成としてもよい。支持基板としては、無色透明のガラス基板や、カーボンからなるグラファイト、石英、セラミック、シリコン等が例示される。
(9) In each of the embodiments described above, the
（１０）上述した各実施例では、入射する放射線を検出する２次元検出器について説明したが、半導体層７の物質を適宜に選択することで、可視光や赤外光を検出する光用検出器にも適用できる。また、上述した各実施例の半導体層７は、入射した放射線を電荷情報に直接的に変換するものであったが、これに限られない。たとえば、入射した放射線をシンチレータによって光に変換し、光感応型の物質で形成された半導体層によってその光を電荷情報に変換する間接型の検出素子であってもよい。
(10) In each of the above-described embodiments, the two-dimensional detector that detects incident radiation has been described. However, by appropriately selecting the material of the
１ …検出基板
３ …アクティブマトリクス基板
５（６） …異方導電性シート
７ …半導体層
１３ …画素電極
１５ …コンデンサ
３１（３５） …基材
３３ …導電性粒子
３７ …導電性線材
Ｄｐ …ピッチ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
Detection for light or radiation comprising: a detection substrate including a semiconductor layer that generates charges in response to light or radiation; and an active matrix substrate that is divided and includes pixel electrodes that collect charges generated by the semiconductor layer. A method of manufacturing a container, the step of creating the detection substrate, the step of creating the active matrix substrate, a base material having electrical insulation and elasticity, and the base material formed in the base material. An anisotropic conductive sheet having a plurality of conductive paths that conduct only between the front and back surfaces in the thickness direction is sandwiched between the detection substrate and the active matrix substrate at room temperature, and the semiconductor layer and the pixel electrode And a process of bringing the surface into contact with the front and back surfaces of the anisotropic conductive sheet, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005003981A JP2006196525A (en) | 2005-01-11 | 2005-01-11 | Light or radiation detector and its manufacturing process |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2289112A4 (en) * | 2008-04-29 | 2017-08-30 | Redlen Technologies, Inc. | Act attachment for radiation detector |
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2005
- 2005-01-11 JP JP2005003981A patent/JP2006196525A/en not_active Withdrawn
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