JP4004761B2 - フラットパネル型イメージセンサ - Google Patents
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Description
【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フラットパネル型イメージセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フラットパネル型イメージセンサとして、Ｘ線を感知して電子と正孔とにより付与される電荷を発生する半導体膜をアクティブマトリクス基板上に配置し、該アクティブマトリクス基板上にマトリクス状に配置された複数の画素に電気スイッチを設けて、各行の画素毎に電気スイッチを順次オンにして各列の画素毎にセンサの電荷を読み出すものが知られている。
【０００３】
例えば、「1997年開催のエス アイ ディー 97 ダイジェスト中、第91頁から第94頁までのエル．エス．ジェロミンらの”Ｘ線検知パネルへのアモルファスシリコン アクティブ−マトリクス技術の応用”（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 ）」等に具体的な構造や原理が記載されている。
【０００４】
以下、従来のフラットパネル型イメージセンサの構成について説明する。
【０００５】
図１２に示すように、従来のフラットパネル型イメージセンサ１００は、複数の画素２１０がマトリクス状に配された略正方形のアクティブマトリクス基板２００と、該アクティブマトリクス基板２００上に該アクティブマトリクス基板２００と中心を同じくして形成された略正方形の半導体膜３００と、該半導体膜３００上の略全面に形成されたバイアス電極４００とを備える構成である。
【０００６】
また、アクティブマトリクス基板２００上の各画素２１０は、図１３に拡大して示すように、走査配線２１１と信号配線２１２とからなるＸＹマトリクス状の電極配線と、薄膜トランジスタ（TFT:Thin Film Transistor）２１３と、アクティブマトリクス基板２００（図１２）に対して形成された電荷蓄積容量（Cs:Charge storage ）２１４とからなる。
【０００７】
また、半導体膜３００（図１２）は、Ｘ線等の放射線を照射することにより電荷が発生する光導電性を示す物質が用いられる。ここで、光導電性とは、Ｘ線等の照射により電荷を発生する性質をいう。
【０００８】
例えば、前述の文献においては、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、蒸着により大面積の成膜が容易なアモルファス（非晶質）セレニウム（a-Se）が半導体膜として用いられている。
【０００９】
一方、アクティブマトリクス基板２００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:Active Matrix Liquid Crystal Display）に用いられるアクティブマトリクス基板の各画素は、アモルファスシリコン（a-Si）又はポリシリコン（p-Si）で形成された薄膜トランジスタと、ＸＹマトリクス電極と、電荷蓄積容量とを備えている構成であり、若干の設計変更を行うだけで、フラットパネル型イメージセンサ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。
【００１０】
次に、上記構成の従来のフラットパネル型イメージセンサ１００の機能について説明する。アモルファスセレニウム膜等の半導体膜３００に、Ｘ線等の放射線が照射されると、該半導体膜３００内に電荷が発生する。ここでバイアス電極４００に電圧を印加しておくと、半導体膜３００で発生した電荷がそれぞれ＋電位側と−電位側に移動する。その結果、アクティブマトリクス基板２００に形成されている電荷蓄積容量２１４に該電荷が蓄積される。
【００１１】
このように電荷蓄積容量２１４に蓄積された電荷は、走査配線２１１からの入力信号により薄膜トランジスタ２１３をオン状態にすることで、信号配線２１２を通じて外部に取り出すことが可能である。
【００１２】
また、図１３に示すように、走査配線２１１と信号配線２１２とからなる電極配線、薄膜トランジスタ２１３、電荷蓄積容量２１４等は、すべてアクティブマトリクス基板２００（図１２）上にＸＹマトリクス状に設けられている。したがって、各走査配線２１１について入力信号を順次に走査することにより、各薄膜トランジスタ２１３をオン状態にして、各電荷蓄積容量２１４に蓄積された画像情報としての電荷を各信号配線２１２を通じて外部に取り出して、二次元的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【００１３】
また、上記従来のフラットパネル型イメージセンサ１００において、使用する半導体膜３００がＸ線等の放射線だけでなく、可視光又は赤外光に対しても光導電性を示す場合は、可視光又は赤外光の二次元画像検出器としても作用する。例えば、上述したアモルファスセレニウム膜は、可視光に対して良好な光導電性を示すので、高電界印加時のアバランシェ効果を利用した高感度イメージセンサにも用いることが可能である。
【００１４】
しかしながら、上記の従来のフラットパネル型イメージセンサ１００においては、バイアス電極４００に高い電圧を印加する必要があるため、周囲への放電のおそれがあるという問題があった。更に、半導体膜３００が、外部からの汚染に弱いという問題があった。
【００１５】
これらの問題の対策として、図１４に示すように、従来のフラットパネル型イメージセンサ１１０においては、アクティブマトリクス基板２００の周辺上に設けられる略正方形枠状のスペーサ５００と、同図中領域Ｙ１０で示すアクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域と、同図中領域Ｘ１０で示すアクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されていない周辺領域とを一括して覆うように形成される絶縁性樹脂６００と、スペーサ５００によりアクティブマトリクス基板２００との間隔を一定に保たれつつアクティブマトリクス基板２００に対向するように配置される保護基板７００とを備える構成を採用している。
【００１６】
なお、絶縁性樹脂６００はスペーサ５００により封止されており、保護基板７００はアクティブマトリクス基板２００と略同面積の正方形のものとされている。
【００１７】
絶縁性樹脂６００の上部に配置される保護基板７００は、フラットパネル型イメージセンサ１１０の強度を向上させる目的、絶縁性樹脂６００の露出面を機械的に保護する目的、絶縁性樹脂６００を外部の湿気から隔離する目的などで設けられている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のフラットパネル型イメージセンサ１１０において、半導体膜３００は、Ｘ線の吸収効率を向上させるために、数百μｍ〜１ｍｍ程度の厚さで形成される。このため、アクティブマトリクス基板２００上に形成される絶縁性樹脂６００の厚さが、アクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域Ｙ１０と、半導体膜３００が形成されていない周辺領域Ｘ１０とで、異なってしまう。
【００１９】
すなわち、上記領域Ｘ１０に形成される絶縁性樹脂６００の厚さｘ１０は、上記領域Ｙ１０に形成される絶縁性樹脂６００の厚さｙ１０に比べて半導体膜３００の厚さ分だけ厚くなってしまう。
【００２０】
そして、絶縁性樹脂６００として用いられる光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、２液硬化性樹脂等の樹脂材料は、硬化反応に伴い５〜１０％程度の体積収縮を伴う。
【００２１】
例えば、半導体膜３００の厚さが１ｍｍの場合、絶縁性樹脂６００における上記厚さｘ１０と上記厚さｙ１０とには１ｍｍの差が生じる。したがって、絶縁性樹脂６００の厚さ方向の硬化収縮量の差は、５０〜１００μｍ程度にもなる。
【００２２】
このようにして、アクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域Ｙ１０と、半導体膜３００が形成されていない周辺領域Ｘ１０とで硬化収縮量の厚さの差が生じてしまう。このため、絶縁性樹脂６００における領域Ｙ１０と領域Ｘ１０との境目近傍で、大きな内部応力が蓄積されてしまう。
【００２３】
この結果、従来のフラットパネル型イメージセンサ１１０は、前述のように蓄積された応力により、アクティブマトリクス基板２００周縁部でアクティブマトリクス基板２００の反りが生じたり、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１１０の耐性が劣化する等、強度面での信頼性が欠けるという問題点を有している。
【００２４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、強度面での信頼性が高いフラットパネル型イメージセンサを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記半導体膜上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さと、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない周辺領域上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さとが等しいことを特徴としている。
【００２６】
上記の発明によれば、半導体膜上に形成されている絶縁性樹脂と、アクティブマトリクス基板上において半導体膜および第１のスペーサが形成されていない周辺領域上の絶縁性樹脂とには、厚さの差が発生しない。すなわち、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生しない。
【００２７】
本発明者においては、上記構成の本発明によるフラットパネル型イメージセンサと、従来構造のフラットパネル型イメージセンサとについて、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍における内部応力を比較検討した。なお、従来構造のフラットパネル型イメージセンサとしては、本発明によるフラットパネル型イメージセンサと基本構成が同一のものであるが、半導体膜上に形成されている絶縁性樹脂と、アクティブマトリクス基板上において半導体膜および第１のスペーサが形成されていない周辺領域上の絶縁性樹脂とに厚さの差が発生するもの、すなわち上記境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生するものを用いた。
【００２８】
そして、鋭意研究の結果、上記境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生しない本発明のフラットパネル型イメージセンサの方が、上記境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生する上記従来構造のフラットパネル型イメージセンサよりも、上記境目近傍に発生する内部応力が小さいことが判った。
【００２９】
したがって、本発明のフラットパネル型イメージセンサにおいては、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。
【００３０】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができる。
【００３１】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記第１のスペーサは、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されていることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、第１のスペーサは、半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されている。したがって、第１のスペーサを容易に半導体膜の周囲にセットすることができる。
【００３３】
それゆえ、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサをより簡易に提供することができる。
【００３４】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されていることを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、第２のスペーサと半導体膜とは等しい厚さを有している。すなわち、従来構造のフラットパネル型イメージセンサに第２のスペーサを設け、該第２のスペーサと半導体膜との上に絶縁性樹脂を形成することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を容易に解消することができる。
【００３６】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができる。
【００３７】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されていることを特徴としている。
【００３８】
上記の発明によれば、第２のスペーサは半導体膜の厚さとバイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有している。すなわち、第２のスペーサと半導体膜との上に絶縁性樹脂を形成することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を完全に解消することができる。
【００３９】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００４０】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されていることを特徴としている。
【００４１】
上記の発明によれば、保護基板には半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されている。すなわち、該凹部を有する保護基板を設けることにより、半導体膜上に形成される絶縁性樹脂の厚さと、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されていない周辺領域上に形成される絶縁性樹脂の厚さとを等しくすることができる。
【００４２】
したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を容易に解消することができる。
【００４３】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができる。
【００４４】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部が形成されていることを特徴としている。
【００４５】
上記の発明によれば、凹部は上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有している。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を完全に解消することができる。
【００４６】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００４７】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成されるスペーサと、上記半導体膜上に形成されるとともに上記スペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記スペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記アクティブマトリクス基板における上記半導体膜が形成されていない領域の全領域を覆うとともに上記半導体膜よりも厚く形成されていることを特徴としている。
【００４８】
上記の発明によれば、アクティブマトリクス基板上の半導体膜が形成されていない全領域上にスペーサが形成されており、更に該スペーサは半導体膜よりも厚い厚さを有している。
【００４９】
これにより、半導体膜の上側の、スペーサにより周囲を囲まれるとともに保護基板により上側を閉じられた空間にのみ絶縁性樹脂を充填させることができ、アクティブマトリクス基板上の半導体膜が形成されていない領域には、絶縁性樹脂は形成されない。
【００５０】
その結果、半導体膜上にのみ絶縁性樹脂を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目における絶縁性樹脂の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【００５１】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００５２】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和よりも厚く形成されていることを特徴としている。
【００５３】
上記の発明によれば、バイアス電極の上側の、スペーサにより周囲を囲まれるとともに保護基板により上側を閉じられた空間にのみ絶縁性樹脂を充填させることができ、アクティブマトリクス基板上の半導体膜が形成されていない領域には、絶縁性樹脂は形成されない。
【００５４】
その結果、バイアス電極上にのみ絶縁性樹脂を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目における絶縁性樹脂の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【００５５】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００５６】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において、上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に、第２のスペーサが形成されていることを特徴としている。
【００５７】
上記の構成によれば、第２のスペーサの厚みを変更することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【００５８】
それゆえ、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができる。
【００５９】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の半導体膜と対向する領域の全域に凹部が形成されていることを特徴としている。
【００６０】
上記の構成によれば、凹部の深さを変更することにより、半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【００６１】
それゆえ、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
図１に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、アクティブマトリクス基板２と、半導体膜３と、バイアス電極４とを備える。
【００６４】
アクティブマトリクス基板２は、略長方形、例えば略正方形の形状であって、図示しない複数の画素が表面にＸＹマトリクス状に配されている。また、アクティブマトリクス基板２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基本構成が同じ基板を用いることができる。例えば、アモルファスシリコンやポリシリコン等によって形成された薄膜トランジスタと、ＸＹマトリクス状に配列された複数の電極と、電荷蓄積容量とを備えたガラス基板等のアクティブマトリクス基板を用いることができる。
【００６５】
また、アクティブマトリクス基板２の大きさは、フラットパネル型イメージセンサ１の受像面積によって決定される。フラットパネル型イメージセンサ１が医療用Ｘ線用のものである場合、２３ｃｍ（約９インチ）角〜４３ｃｍ（約１７インチ）角程度の受像面積が必要とされる。したがって、図１において領域Ｙ１で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成される領域の幅も２３ｃｍ〜４３ｃｍ程度が必要とされる。
【００６６】
半導体膜３は、アクティブマトリクス基板２よりも小さい面積の略長方形、例えば略正方形の形状であって、アクティブマトリクス基板２上にアクティブマトリクス基板２と中心を同一にして形成されている。また、半導体膜３は、光導電性を示す物質が用いられる。例えば、アモルファスセレニウム、アモルファスシリコン、カドミウムテルル（CdTe）、カドミウム亜鉛テルル（CdZnTe）、ヨウ化鉛（PbI２）、ヨウ化水銀（HgI２）等を用いることができる。
【００６７】
また、一般的に、図１において領域Ｘ１で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域の幅は、１〜３ｃｍ程度である。
【００６８】
なお、本実施の形態では半導体膜３の材料として、暗電流が小さく、大面積のアクティブマトリクス基板２上に低温で成膜することができるアモルファスセレニウムを使用した。アモルファスセレニウムを半導体膜３として使用する場合、Ｘ線の吸収効率を考慮すると、０．５〜１．５ｍｍの厚さが好ましい。そこで、本実施の形態では半導体膜３の厚さを１ｍｍ厚に設定している。
【００６９】
バイアス電極４は、半導体膜３上の略全面に形成される。また、バイアス電極４としては、各種の金属から形成される薄膜を用いることが可能である。また、バイアス電極４の厚さは、１μｍ以下の厚さが好ましい。
【００７０】
また、図２に示すように、フラットパネル型イメージセンサ１は、半導体膜３の周囲に第２のスペーサとしての内側スペーサ５を備えている。内側スペーサ５は、半導体膜３を嵌め込むような略長方形枠状、例えば略正方形状に形成される。
【００７１】
更に、図１に示すように、内側スペーサ５は、図１において領域Ｘ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域の全面に形成されるとともに、半導体膜３の厚さと等しい厚さを有する。
【００７２】
なお、例えば半導体膜３のアクティブマトリクス基板２に対する位置精度や、半導体膜３の端縁部のテーパー形状の寸法のバラツキが無視できない場合には、その分を打ち消すため、内側スペーサ５と半導体膜３との隙間を若干あけることにより、アクティブマトリクス基板２上において、半導体膜３が形成されていない領域と内側スペーサ５が形成される領域とが略等しいようにすればよい。この場合、内側スペーサ５と半導体膜３との間隔は、５ｍｍ以内に設定されることが望ましい。
【００７３】
また、ここではバイアス電極４の厚さは半導体膜３の厚さに比べて１／１０００以下と非常に小さいものであるので、便宜上バイアス電極４の厚さを無視して、内側スペーサ５の厚さを半導体膜３の厚さと等しいものとしている。しかし、半導体膜３の厚さに対してバイアス電極４の厚さが比較的大きくて、バイアス電極４の厚さの影響が無視できない場合には、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さの和が、内側スペーサ５の厚さに等しくなるように構成することにより、内側スペーサ５の厚さが半導体膜３の厚さと略等しいように構成すればよい。
【００７４】
このようにして、半導体膜３と内側スペーサ５との上部表面を略同じ高さとすることができる。
【００７５】
また、内側スペーサ５としては、セラミック、ガラス、絶縁性の優れた樹脂等を使用することができ、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene ）樹脂材料等を使用できる。
【００７６】
また、図１に示すように、フラットパネル型イメージセンサ１は、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３および内側スペーサ５の上面全域を覆うように形成される絶縁性樹脂６を備えている。
【００７７】
更に、そのように積層された絶縁性樹脂６および内側スペーサ５の周辺には、絶縁性樹脂６を封止し、内側スペーサ５よりやや厚い厚さの第１のスペーサとしての外側スペーサ７がアクティブマトリクス基板２上に形成される。
【００７８】
また、図２に示すように、外側スペーサ７は略長方形枠状、例えば略正方形枠状に形成され、半導体膜３の周囲を該半導体膜３と間隔をおいて囲んでいる。すなわち、半導体膜３と外側スペーサ７との間に、内側スペーサ５がはめ込まれた構成となっている。
【００７９】
更に、図１に示すように、フラットパネル型イメージセンサ１は、外側スペーサ７を介してアクティブマトリクス基板２と対向し、絶縁性樹脂６を覆うように形成される保護基板８を備える。保護基板８は、アクティブマトリクス基板２と略同面積の略長方形、例えば略正方形であって、外側スペーサ７によりアクティブマトリクス基板２との間隔が一定に保たれ、ギャップが調整されている。
【００８０】
すなわち、半導体膜３および内側スペーサ５を表面に備えるアクティブマトリクス基板２と保護基板８との間隙に、絶縁性樹脂６が封入された構造となっている。
【００８１】
絶縁性樹脂６としては、半導体膜３が表面に形成されたアクティブマトリクス基板２と保護基板８との間隙を隙間無く充填できるように、充填前は液状で、充填後に固化する硬化性樹脂を用いる。例えば、アクリル系の光硬化性樹脂や、エポキシ系の２液硬化性樹脂などを用いることができる。絶縁性樹脂６の厚さとしては、０．５〜３ｍｍ程度に設定することが好ましい。また、保護基板８としては、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板等を用いる事ができる。
【００８２】
一方、外側スペーサ７の材料としては、セラミック、ガラス、絶縁性の優れた樹脂等を使用することができ、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＡＢＳ樹脂材料等を使用できる。
【００８３】
また、必要に応じて、外側スペーサ７とアクティブマトリクス基板２との間や、外側スペーサ７と保護基板８との間に隙間が生じる場合は、その隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止することもできる。
【００８４】
なお、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１においては、内側スペーサ５と外側スペーサ７とが一体成形される構成であってもよい。これにより、フラットパネル型イメージセンサ１の製造工程を簡略化することができる。
【００８５】
また、バイアス電極４に電圧を印加するためのリード線は、保護基板８の一部に孔を空けるか、保護基板８のコーナー部分をカットしておくことでバイアス電極４の一部を露出させ、その部分から引き出せばよい。あるいは、外側スペーサ７に開口部を設けておき、その部分からリード線を引き出してもよい。
【００８６】
上記の構成により、図１において領域Ｙ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域における絶縁性樹脂６の厚さｙ１と、図１において領域Ｘ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域、すなわちここでは内側スペーサ５が形成されている全領域における絶縁性樹脂６の厚さｘ１とが等しくなっている。
【００８７】
次に、上記構成の本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１を製造する方法の一例について説明する。
【００８８】
先ず、複数の画素を表面にＸＹマトリクス状に配し、アクティブマトリクス基板２を形成する（Ｓ１：以下、ステップを「Ｓ」と記す）。次に、アクティブマトリクス基板２上に半導体膜３を形成し、該半導体膜３上の略全面にバイアス電極４を形成する（Ｓ２）。
【００８９】
次に、内側スペーサ５を、半導体膜３の周囲に設け、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定する（Ｓ３）。なお、内側スペーサ５に樹脂材料を用いる場合は、アクティブマトリクス基板２上に直接樹脂材料を塗布した後、樹脂を硬化させることで内側スペーサ５を配設しても構わない。更に、外側スペーサ７を、内側スペーサ５の周囲に設け、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定する（Ｓ４）。なお、内側スペーサ５および外側スペーサ７は、上記のように絶縁性の優れた絶縁性の樹脂材料を、アクティブマトリクス基板２上に固定する前に所定形状に硬化したものを用いる。また、この際外側スペーサ７とアクティブマトリクス基板２との間に隙間が生じる場合は、該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止すればよい。
【００９０】
その後、絶縁性樹脂６を、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３および内側スペーサ５を覆うように外側スペーサ７により封止しつつ充填する（Ｓ５）。
【００９１】
その後、保護基板８を、絶縁性樹脂６および外側スペーサ７の表面を覆うように、外側スペーサ７に接着固定する（Ｓ６）。なお、気泡を巻き込む恐れがある場合は、大気圧から減圧された環境下、例えば真空環境下で行えばよい。また、保護基板８と外側スペーサ７との間に隙間が生じる場合は、必要に応じて該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止すればよい。
【００９２】
上記Ｓ５の前に、上記Ｓ６を行うことも可能である。すなわち、保護基板８を外側スペーサ７に接着固定した後に、絶縁性樹脂６を充填することも可能である。この場合、外側スペーサ７または保護基板８に、絶縁性樹脂６を注入するための図示しない注入孔と、図示しない脱気孔とを設ける。これにより、絶縁性樹脂６は注入孔から充填されるとともに、絶縁性樹脂６の充填により生ずる気泡は脱気孔から排出される。なお、絶縁性樹脂６の充填終了後、上記の注入孔および脱気孔は接着剤等により封止する。
【００９３】
また、上記Ｓ６の代わりに上記Ｓ４において、予め保護基板８を接着した外側スペーサ７を接着固定し、その後上記Ｓ５を行うことも可能である。また、保護基板８と外側スペーサ７とを一体成形したものを用いることもできる。
【００９４】
その後、絶縁性樹脂６を、熱硬化方法、光硬化方法等により硬化する（Ｓ７）。
【００９５】
上記Ｓ１〜Ｓ７のステップを踏むことにより、本実施の形態にかかるフラットパネル型イメージセンサ１を製造することができる。
【００９６】
以上のように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、図１において領域Ｙ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域と、図１において領域Ｘ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域とにおいて、絶縁性樹脂６の厚さが等しくなっている。
【００９７】
したがって、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１の境目近傍において、以下のように、絶縁性樹脂６の内部応力が低減する現象が確認された。
【００９８】
すなわち、上記領域Ｘ１と領域Ｙ１の境目近傍での絶縁性樹脂６の内部応力について、内部応力の変化に伴う光弾性効果の発生状況と、絶縁性樹脂６内に発生する微視的なボイドの有無とを、本実施の形態による構造のフラットパネル型イメージセンサ１と従来構造のフラットパネル型イメージセンサとについて観察し、比較評価を行った。
【００９９】
ここで、従来構造のフラットパネル型イメージセンサは、図１４に示すような、アクティブマトリクス基板２００の周辺上に設けられる略正方形枠状のスペーサ５００と、アクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域とアクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されていない周辺領域とを一括して覆うように形成される絶縁性樹脂６００と、スペーサ５００によりアクティブマトリクス基板２００との間隔を一定に保たれつつアクティブマトリクス基板２００に対向するように配置される保護基板７００とを備える構成のフラットパネル型イメージセンサ１１０を用いた。
【０１００】
また、光弾性効果とは、透明物質が応力によって弾性変形を受けて屈折率の変化を生じることをいい、ボイドとは、絶縁性樹脂内に応力が作用することにより発生する孔のことをいう。光弾性効果の発生状況またはボイドの有無を確認することにより、絶縁性樹脂内に内部応力が発生しているか否かを観察することができる。
【０１０１】
比較評価の結果、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１においては、上記の境目近傍において、絶縁性樹脂６の屈折率は略等方的かつ連続的であり、ボイドの発生も見られなかった。
【０１０２】
一方、従来構造のフラットパネル型イメージセンサ１１０においては、上記境目近傍において絶縁性樹脂６００の屈折率異方性に伴う光弾性効果が認められるとともに、微視的なボイドが認められた。
【０１０３】
すなわち、従来構造のフラットパネル型イメージセンサ１１０では、上記境目近傍における絶縁性樹脂６００の内部応力が大きいのに比べて、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１では、上記境目近傍における絶縁性樹脂６の内部応力が小さいことが判明した。
【０１０４】
これにより、フラットパネル型イメージセンサ１における絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１の耐性が向上する。
【０１０５】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を提供することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサ１において、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない全領域Ｘ１上に設けられるとともに、半導体膜３の厚さと等しい厚さを有する内側スペーサ５を備える一方で、絶縁性樹脂６は内側スペーサ５上および半導体膜３上に形成されているものであってもよい。
【０１０７】
上記構成によれば、内側スペーサ５と半導体膜３とは等しい厚さを有している。すなわち、従来構造のフラットパネル型イメージセンサ１１０に内側スペーサ５を設け、内側スペーサ５と半導体膜３との上に絶縁性樹脂６を形成することにより、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を容易に解消することができる。
【０１０８】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を容易に得ることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサ１において、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない全領域Ｘ１上に設けられるとともに、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい厚さを有する内側スペーサ５を備える一方で、絶縁性樹脂６は内側スペーサ５上および半導体膜３上に形成されているものであってもよい。
【０１１０】
上記構成によれば、内側スペーサ５は半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい厚さを有している。すなわち、内側スペーサ５と半導体膜３との上に絶縁性樹脂６を形成することにより、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を完全に解消することができる。
【０１１１】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサ１を得ることができる。
【０１１２】
なお、上記の説明では、内側スペーサ５の厚みと、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）を等しくすることで、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１における絶縁性樹脂６の厚みを等しくした理想的な構成について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【０１１３】
すなわち、内側スペーサ５の厚みは、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ１とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとする厚みであればよい。すなわち、内側スペーサ５の厚みと、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）とは厳密に等しくなくてもよい。
【０１１４】
なお、内側スペーサ５の厚みの最適値は、絶縁性樹脂６の種類やアクティブマトリクス基板２および保護基板８の材質、サイズ等により異なるため、一概には決めることはできない。大体の目安として、内側スペーサ５の厚みの最適値としては、半導体膜３の厚みの±５０％の範囲内に設定することが好ましい。
【０１１５】
たとえば、図３に示すように、内側スペーサ５の厚みは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも小さいものであってもよい。あるいは、図４に示すように、内側スペーサ５の厚みは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも大きいものであっても構わない。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態では、半導体膜３および外側スペーサ７が形成されていない領域Ｘ１上に、絶縁性樹脂６の厚みを変更するための内側スペーサ５を形成する構成であってもよい。
【０１１７】
上記の構成によれば、内側スペーサ５の厚みを変更することにより、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ１とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０１１８】
それゆえ、絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１の耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を提供することができる。
【０１１９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０１２０】
図５に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、アクティブマトリクス基板２と、半導体膜３と、バイアス電極４と、外側スペーサ７とを備えている。アクティブマトリクス基板２、半導体膜３、バイアス電極４、および外側スペーサ７は実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０１２１】
さらに、図５に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、外側スペーサ７の上面に接着固定される保護基板８ａを備える。保護基板８ａの外周端部は、アクティブマトリクス基板２と略同面積の略長方形、例えば略正方形となるように形成されている。
【０１２２】
また、保護基板８ａには、アクティブマトリクス基板２と対向する面に、凹部８ｂが形成されている。凹部８ｂは、半導体膜３の形状に対応する形状を有する。すなわち、凹部８ｂの深さと半導体膜３の厚さとは等しく形成されている。しかし、半導体膜３の厚さに対してバイアス電極４の厚さが比較的大きくて、バイアス電極４の厚さの影響が無視できない場合には、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さの和が、凹部８ｂの深さに等しくなるように構成すればよい。
【０１２３】
また、図５に示すように、保護基板８ａは、中央部において凹部８ｂに対応する高さの凸部８ｃを形成することにより、該保護基板８ａの厚さが水平方向の全面において等しくなるように形成される。しかし、保護基板８ａの形状は必ずしもこれに限定されず、図６に示すように、保護基板８ａの上面を水平方向にフラットな平面とすることも可能である。また、保護基板８ａとしては、上記実施の形態１における保護基板８と同様に、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板等を用いる事ができる。
【０１２４】
更に、フラットパネル型イメージセンサ２１は、アクティブマトリクス基板２と保護基板８ａとの間を充填すると共に、図７に示すように外側スペーサ７により周囲を封止される絶縁性樹脂６を備える。絶縁性樹脂６としては、上記実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０１２５】
上記の構成により、図５において領域Ｙ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域における絶縁性樹脂６の厚さｙ３と、図５において領域Ｘ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域における絶縁性樹脂６の厚さｘ３とが等しくなっている。同様に、図６において領域Ｙ４で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域における絶縁性樹脂６の厚さｙ４と、図６において領域Ｘ４で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域における絶縁性樹脂６の厚さｘ４とも等しくなっている。
【０１２６】
また、バイアス電極４に電圧を印加するためのリード線は、保護基板８ａの一部に孔を空けるか、保護基板８ａのコーナー部分をカットしておくことでバイアス電極４の一部を露出させ、その部分から引き出せばよい。
【０１２７】
また、必要に応じて、外側スペーサ７と保護基板８ａとの間に隙間が生じる場合は、その隙間をシリコン樹脂等の樹脂で封止することもできる。
【０１２８】
次に、上記構成の本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１を製造する方法の一例について説明する。
【０１２９】
先ず、複数の画素を表面にＸＹマトリクス状に配し、アクティブマトリクス基板２を形成する（Ｓ１１）。次に、アクティブマトリクス基板２上に半導体膜３を形成し、該半導体膜３上の略全面にバイアス電極４を形成する（Ｓ１２）。Ｓ１１のステップは、上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ１と実質的に同一のステップであり、Ｓ１２は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ２と実質的に同一のステップである。
【０１３０】
次に、外側スペーサ７を、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定し、半導体膜３の周囲に設ける（Ｓ１３）。Ｓ１３は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ４と実質的に同一のステップである。
【０１３１】
次に、絶縁性樹脂６を、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３を覆うように外側スペーサ７により封止しつつ充填する（Ｓ１４）。Ｓ１４は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ５と実質的に同一のステップである。
【０１３２】
次に、絶縁性樹脂６および外側スペーサ７を覆うように、保護基板８ａを設ける（Ｓ１５）。Ｓ１５は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ６と実質的に同一のステップである。
【０１３３】
上記Ｓ１４の前に、上記Ｓ１５を行うことも可能である。すなわち、保護基板８ａを外側スペーサ７に接着固定した後に、絶縁性樹脂６を充填することも可能である。この場合、外側スペーサ７または保護基板８ａに絶縁性樹脂６を注入するための図示しない注入孔と、図示しない脱気孔とを設ける。これにより、絶縁性樹脂６は注入孔から充填されるとともに、絶縁性樹脂６の充填により生ずる気泡は脱気孔から排出される。なお、絶縁性樹脂６の充填終了後、上記の注入孔および脱気孔は接着剤等により封止される。
【０１３４】
その後、絶縁性樹脂６を、熱硬化方法、光硬化方法等により硬化する（Ｓ１６）。Ｓ１６は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ７と実質的に同一のステップである。
【０１３５】
上記Ｓ１１〜Ｓ１６のステップを踏むことにより本実施の形態にかかるフラットパネル型イメージセンサ２１を得ることができる。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、図５において領域Ｙ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域と、図５において領域Ｘ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域とにおいて、絶縁性樹脂６の厚さが等しくなっている。
【０１３７】
これにより、フラットパネル型イメージセンサ１における絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ２１の耐性が向上する。
【０１３８】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ２１を提供することができる。
【０１３９】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサ２１において、保護基板８ａに、保護基板８ａの半導体膜３と対向する領域の全域に半導体膜３の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部８ｂが形成されている。
【０１４０】
上記構成によれば、保護基板８ａには半導体膜３の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部８ｂが形成されている。すなわち、該凹部８ｂを有する保護基板８ａを設けることにより、半導体膜３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｙ３と、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない周辺領域Ｘ３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｘ３とを等しくすることができる。
【０１４１】
したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ３と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を容易に解消することができる。
【０１４２】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ２１を容易に得ることができる。
【０１４３】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、以上のように、保護基板８ａに、保護基板８ａの半導体膜３と対向する領域の全域に半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部８ｂが形成されている。
【０１４４】
上記の構成によれば、凹部８ｂは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい寸法の深さを有している。したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ３と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を完全に解消することができる。
【０１４５】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサ２１を得ることができる。
【０１４６】
なお、半導体膜３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｙ３と、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない周辺領域Ｘ３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｘ３が等しければよく、例えば実施の形態１における内側スペーサ５を設けるとともに保護基板８ａに凹部８ｂを形成した構成として、内側スペーサ５を半導体膜３よりａだけ低くして、その分、半導体膜３の凹部８ｂの深さをａとしてもよい。
【０１４７】
また、内側スペーサ５を半導体膜３よりｂだけ高くして、保護基板８ａでは半導体膜３に対向する領域を凸領域とし、該凸領域以外の領域を、すなわちここでは内側スペーサ５と対向する領域を凹領域として、凸領域と凹領域との深さの差がｂになるようにしてもよい。
【０１４８】
また、図６において、半導体膜３と外側スペーサ７との間の任意の領域に内側スペーサ５を置き、内側スペーサ５の高さ分だけ図６の構成から保護基板８ａを凹ませる（図６中上方に深く形成する）ようにしてもよい。
【０１４９】
なお、上記の説明では、保護基板８ａに、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）を等しい寸法の深さを有する凹部８ｂを形成することで、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されている領域Ｙ３（Ｙ４）と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３（Ｘ４）における絶縁性樹脂６の厚みを等しくした構成について説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではない。
【０１５０】
なお、凹部８ｂの深さの最適値は、絶縁性樹脂６の種類やアクティブマトリクス基板２および保護基板８ａの材質、サイズ等により異なるため、一概には決めることはできない。大体の目安として、凹部８ｂの深さの最適値としては、半導体膜３の厚みの±５０％の範囲内に設定することが好ましい。
【０１５１】
すなわち、凹部８ｂの深さは、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３（Ｘ４）と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ３（Ｙ４）とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとする厚みであればよい。すなわち、凹部８ｂの深さは、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）と厳密に等しくなくてもよい。
【０１５２】
たとえば、図８に示すように、凹部８ｂの深さは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも小さいものであってもよい。あるいは、図９に示すように、凹部８ｂの深さは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも大きいものであっても構わない。
【０１５３】
以上のように、本実施の形態では、保護基板８ａに、保護基板８ａの半導体膜３と対向する領域の全域に絶縁性樹脂６の厚みを変更するための凹部８ｂが形成されている構成であってもよい。
【０１５４】
上記の構成によれば、凹部８ｂの深さを変更することにより、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３（Ｘ４）と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ３（Ｙ４）とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０１５５】
それゆえ、絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１の耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を提供することができる。
【０１５６】
なお、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成されるスペーサと、上記半導体膜上に形成されるとともに上記スペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記スペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向しない領域において、上記絶縁性樹脂の厚みを変更するための段差が形成されている構成であってもよい。
【０１５７】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記の実施の形態１または実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５８】
図１０に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２と、半導体膜３と、バイアス電極４とを備えている。アクティブマトリクス基板２、半導体膜３、およびバイアス電極４は実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０１５９】
さらに、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、同図中領域Ｘ６で示すアクティブマトリクス基板２における半導体膜３が形成されていない領域の全領域を覆うように設けられるスペーサ７ａを備える。また、スペーサ７ａは、半導体膜３を囲むような後述する長方形枠状、例えば正方形枠状に形成され、半導体膜３の厚さよりも大きな厚さを有する。
【０１６０】
なお、例えば半導体膜３のアクティブマトリクス基板２に対する位置精度や、半導体膜３の端縁部のテーパー形状の寸法のバラツキが無視できない場合には、その分を打ち消すため、スペーサ７ａと半導体膜３との隙間を若干あけることにより、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域とスペーサ７ａが形成される領域とが略等しいようにすればよい。この場合、スペーサ７ａと半導体膜３との間隔は、５ｍｍ以内に設定されることが望ましい。
【０１６１】
また、ここでは、上記の実施の形態１と同様、バイアス電極４の厚さは半導体膜３の厚さに比べて１／１０００以下と非常に小さいので、便宜上バイアス電極４の厚さを無視して、スペーサ７ａの厚さを半導体膜３の厚さよりも大きなものとしている。しかし、半導体膜３の厚さに対してバイアス電極４の厚さが比較的大きくて、バイアス電極４の厚さの影響が無視できない場合には、バイアス電極４の厚さを考慮して、スペーサ７ａの厚さを、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和よりも大きな厚さとすることがより好ましい。
【０１６２】
なお、図１１に示すように、スペーサ７ａは、半導体膜３を嵌め込むような長方形枠状、例えば正方形枠状に形成される。
【０１６３】
スペーサ７ａの材料としては、セラミック、ガラス、絶縁性の優れた樹脂等を使用することができ、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＡＢＳ樹脂材料等を使用できる。
【０１６４】
また、図１０に示すように、フラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２に対向するように配置され、スペーサ７ａを介してアクティブマトリクス基板２との間隔が一定に保たれた保護基板８を備える。保護基板８は上記実施の形態１におけるものと同一のものを用いることができる。
【０１６５】
更に、フラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２と保護基板８との間を充填すると共に、スペーサ７ａにより封止される絶縁性樹脂６を備える。絶縁性樹脂６は、半導体膜３が表面に形成されたアクティブマトリクス基板２と保護基板８との間隙を隙間無く充填できるように、充填前は液状で、充填後に固化する硬化性樹脂を用いる。絶縁性樹脂６は、上記実施の形態１または実施の形態２におけるものと同一のものを用いることができる。
【０１６６】
上記の構成により、図１０において領域Ｘ６で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域の上部には、絶縁性樹脂６がほとんど充填されず、図１０において領域Ｙ６で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域だけに絶縁性樹脂６が存在する構成となる。
【０１６７】
また、バイアス電極４に電圧を印加するためのリード線は、保護基板８の一部に孔を空けるか、保護基板８のコーナー部分をカットしておくことでバイアス電極４の一部を露出させ、その部分から引き出せばよい。
【０１６８】
また、必要に応じて、スペーサ７ａとアクティブマトリクス基板２との間や、スペーサ７ａと保護基板８との間に隙間が生じる場合は、その隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止することもできる。
【０１６９】
次に、上記構成の本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１を製造する方法の一例について説明する。
【０１７０】
先ず、複数の画素を表面にＸＹマトリクス状に配し、アクティブマトリクス基板２を形成する（Ｓ２１）。次に、アクティブマトリクス基板２上に半導体膜３を形成し、該半導体膜３上の略全面にバイアス電極４を形成する（Ｓ２２）。Ｓ２１のステップは、上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ１と実質的に同一のステップであり、Ｓ２２は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ２と実質的に同一のステップである。
【０１７１】
次に、スペーサ７ａを、半導体膜３の周囲に設け、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定する（Ｓ２３）。この際、スペーサ７ａは、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６上に形成される。なお、スペーサ７ａは、上記のように絶縁性の優れた絶縁性の樹脂材料を、アクティブマトリクス基板２上に固定する前に所定形状に硬化したものを用いる。また、スペーサ７ａとアクティブマトリクス基板２との間に隙間が生じる場合は、該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止する。Ｓ２３は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ４と実質的に同一のステップである。
【０１７２】
次に、絶縁性樹脂６を、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３を覆うようにスペーサ７ａにより封止しつつ充填する（Ｓ２４）。Ｓ２４は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ５と実質的に同一のステップである。
【０１７３】
次に、絶縁性樹脂６およびスペーサ７ａを覆うように、保護基板８を設ける（Ｓ２５）。なお、気泡を巻き込む恐れがある場合は、大気圧から減圧された環境下、例えば真空環境下で行えばよい。また、スペーサ７ａと保護基板８との間に隙間が生じる場合は、必要に応じて該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止する。Ｓ２５は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ６と実質的に同一のステップである。
【０１７４】
上記Ｓ２４の前に、上記Ｓ２５を行うことも可能である。すなわち、保護基板８をスペーサ７ａに接着固定した後に、絶縁性樹脂６を充填することも可能である。この場合、スペーサ７ａまたは保護基板８に絶縁性樹脂６を注入するための図示しない注入孔と、図示しない脱気孔とを設ける。これにより、絶縁性樹脂６は注入孔から充填されるとともに、絶縁性樹脂６の充填により生ずる気泡は脱気孔から排出される。なお、絶縁性樹脂６の充填終了後、上記の注入孔および脱気孔は接着剤等により封止される。
【０１７５】
その後、絶縁性樹脂６を、熱硬化方法、光硬化方法等により硬化する（Ｓ２６）。Ｓ２６は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ７と実質的に同一のステップである。
【０１７６】
上記Ｓ２１〜Ｓ２６のステップを踏むことにより本実施の形態にかかるフラットパネル型イメージセンサ３１を得ることができる。
【０１７７】
このように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６上にはスペーサ７ａが形成されており、更に該スペーサ７ａは半導体膜３よりも厚い厚さを有している。
【０１７８】
これにより、半導体膜３の上側の、スペーサ７ａにより周囲を囲まれるとともに保護基板８により上側を閉じられた空間のみに絶縁性樹脂６を充填させることができ、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６上には、絶縁性樹脂６を形成することがない。
【０１７９】
その結果、半導体膜３上にのみ絶縁性樹脂６を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｘ６と半導体膜３が形成されていない領域Ｙ６との境目における絶縁性樹脂６の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【０１８０】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ３１を得ることができる。
【０１８１】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、スペーサ７ａが、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和よりも厚く形成されているものであってもよい。
【０１８２】
上記の構成によれば、バイアス電極４の上側の、スペーサ７ａにより周囲を囲まれるとともに保護基板８により上側を閉じられた空間にのみ絶縁性樹脂６を充填させることができ、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６には、絶縁性樹脂６は形成されない。
【０１８３】
その結果、バイアス電極４上にのみ絶縁性樹脂６を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ６と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６との境目における絶縁性樹脂６の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【０１８４】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ３１を得ることができる。
【０１８５】
【発明の効果】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記半導体膜上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さと、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない周辺領域上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さとが等しい構成である。
【０１８６】
それゆえ、本発明のフラットパネル型イメージセンサにおいては、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができるという効果を奏する。
【０１８７】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記第１のスペーサは、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されている構成である。
【０１８８】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサをより簡易に提供することができるという効果を奏する。
【０１８９】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されている構成である。
【０１９０】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができるという効果を奏する。
【０１９１】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されている構成である。
【０１９２】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１９３】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、保護基板に、上記半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されている構成である。
【０１９４】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができるという効果を奏する。
【０１９５】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部が形成されている構成である。
【０１９６】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１９７】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記スペーサが、上記アクティブマトリクス基板における上記半導体膜が形成されていない領域の全領域を覆うとともに上記半導体膜よりも厚く形成されている構成である。
【０１９８】
それゆえ、半導体膜上にのみ絶縁性樹脂を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目における絶縁性樹脂の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生せず、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１９９】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和よりも厚く形成されている構成である。
【０２００】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０２０１】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、アクティブマトリクス基板上において、上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に、第２のスペーサが形成されている構成である。
【０２０２】
上記の構成によれば、第２のスペーサの厚みを変更することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０２０３】
それゆえ、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができるという効果を奏する。
【０２０４】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記保護基板に、上記保護基板の半導体膜と対向する領域の全域に凹部が形成されている構成である。
【０２０５】
上記の構成によれば、凹部の深さを変更することにより、半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０２０６】
それゆえ、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの一構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図２】図１のフラットパネル型イメージセンサのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図４】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図５】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図６】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサのさらに他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図７】図５・図６のフラットパネル型イメージセンサのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図８】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図９】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサのさらに他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図１１】図１０のフラットパネル型イメージセンサのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１２】従来のフラットパネル型イメージセンサの構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２のフラットパネル型イメージセンサのＺ部分の構成を拡大して示す斜視図である。
【図１４】従来のフラットパネル型イメージセンサの概略の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ フラットパネル型イメージセンサ
２ アクティブマトリクス基板
３ 半導体膜
４ バイアス電極
５ 内側スペーサ（第２のスペーサ）
６ 絶縁性樹脂
７ 外側スペーサ（第１のスペーサ）
７ａ スペーサ
８ 保護基板
８ａ 保護基板
８ｂ 凹部
８ｃ 凸部
２１ フラットパネル型イメージセンサ
３１ フラットパネル型イメージセンサ
【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フラットパネル型イメージセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フラットパネル型イメージセンサとして、Ｘ線を感知して電子と正孔とにより付与される電荷を発生する半導体膜をアクティブマトリクス基板上に配置し、該アクティブマトリクス基板上にマトリクス状に配置された複数の画素に電気スイッチを設けて、各行の画素毎に電気スイッチを順次オンにして各列の画素毎にセンサの電荷を読み出すものが知られている。
【０００３】
例えば、「1997年開催のエス アイ ディー 97 ダイジェスト中、第91頁から第94頁までのエル．エス．ジェロミンらの”Ｘ線検知パネルへのアモルファスシリコン アクティブ−マトリクス技術の応用”（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 ）」等に具体的な構造や原理が記載されている。
【０００４】
以下、従来のフラットパネル型イメージセンサの構成について説明する。
【０００５】
図１２に示すように、従来のフラットパネル型イメージセンサ１００は、複数の画素２１０がマトリクス状に配された略正方形のアクティブマトリクス基板２００と、該アクティブマトリクス基板２００上に該アクティブマトリクス基板２００と中心を同じくして形成された略正方形の半導体膜３００と、該半導体膜３００上の略全面に形成されたバイアス電極４００とを備える構成である。
【０００６】
また、アクティブマトリクス基板２００上の各画素２１０は、図１３に拡大して示すように、走査配線２１１と信号配線２１２とからなるＸＹマトリクス状の電極配線と、薄膜トランジスタ（TFT:Thin Film Transistor）２１３と、アクティブマトリクス基板２００（図１２）に対して形成された電荷蓄積容量（Cs:Charge storage ）２１４とからなる。
【０００７】
また、半導体膜３００（図１２）は、Ｘ線等の放射線を照射することにより電荷が発生する光導電性を示す物質が用いられる。ここで、光導電性とは、Ｘ線等の照射により電荷を発生する性質をいう。
【０００８】
例えば、前述の文献においては、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、蒸着により大面積の成膜が容易なアモルファス（非晶質）セレニウム（a-Se）が半導体膜として用いられている。
【０００９】
一方、アクティブマトリクス基板２００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:Active Matrix Liquid Crystal Display）に用いられるアクティブマトリクス基板の各画素は、アモルファスシリコン（a-Si）又はポリシリコン（p-Si）で形成された薄膜トランジスタと、ＸＹマトリクス電極と、電荷蓄積容量とを備えている構成であり、若干の設計変更を行うだけで、フラットパネル型イメージセンサ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。
【００１０】
次に、上記構成の従来のフラットパネル型イメージセンサ１００の機能について説明する。アモルファスセレニウム膜等の半導体膜３００に、Ｘ線等の放射線が照射されると、該半導体膜３００内に電荷が発生する。ここでバイアス電極４００に電圧を印加しておくと、半導体膜３００で発生した電荷がそれぞれ＋電位側と−電位側に移動する。その結果、アクティブマトリクス基板２００に形成されている電荷蓄積容量２１４に該電荷が蓄積される。
【００１１】
このように電荷蓄積容量２１４に蓄積された電荷は、走査配線２１１からの入力信号により薄膜トランジスタ２１３をオン状態にすることで、信号配線２１２を通じて外部に取り出すことが可能である。
【００１２】
また、図１３に示すように、走査配線２１１と信号配線２１２とからなる電極配線、薄膜トランジスタ２１３、電荷蓄積容量２１４等は、すべてアクティブマトリクス基板２００（図１２）上にＸＹマトリクス状に設けられている。したがって、各走査配線２１１について入力信号を順次に走査することにより、各薄膜トランジスタ２１３をオン状態にして、各電荷蓄積容量２１４に蓄積された画像情報としての電荷を各信号配線２１２を通じて外部に取り出して、二次元的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【００１３】
また、上記従来のフラットパネル型イメージセンサ１００において、使用する半導体膜３００がＸ線等の放射線だけでなく、可視光又は赤外光に対しても光導電性を示す場合は、可視光又は赤外光の二次元画像検出器としても作用する。例えば、上述したアモルファスセレニウム膜は、可視光に対して良好な光導電性を示すので、高電界印加時のアバランシェ効果を利用した高感度イメージセンサにも用いることが可能である。
【００１４】
しかしながら、上記の従来のフラットパネル型イメージセンサ１００においては、バイアス電極４００に高い電圧を印加する必要があるため、周囲への放電のおそれがあるという問題があった。更に、半導体膜３００が、外部からの汚染に弱いという問題があった。
【００１５】
これらの問題の対策として、図１４に示すように、従来のフラットパネル型イメージセンサ１１０においては、アクティブマトリクス基板２００の周辺上に設けられる略正方形枠状のスペーサ５００と、同図中領域Ｙ１０で示すアクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域と、同図中領域Ｘ１０で示すアクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されていない周辺領域とを一括して覆うように形成される絶縁性樹脂６００と、スペーサ５００によりアクティブマトリクス基板２００との間隔を一定に保たれつつアクティブマトリクス基板２００に対向するように配置される保護基板７００とを備える構成を採用している。
【００１６】
なお、絶縁性樹脂６００はスペーサ５００により封止されており、保護基板７００はアクティブマトリクス基板２００と略同面積の正方形のものとされている。
【００１７】
絶縁性樹脂６００の上部に配置される保護基板７００は、フラットパネル型イメージセンサ１１０の強度を向上させる目的、絶縁性樹脂６００の露出面を機械的に保護する目的、絶縁性樹脂６００を外部の湿気から隔離する目的などで設けられている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のフラットパネル型イメージセンサ１１０において、半導体膜３００は、Ｘ線の吸収効率を向上させるために、数百μｍ〜１ｍｍ程度の厚さで形成される。このため、アクティブマトリクス基板２００上に形成される絶縁性樹脂６００の厚さが、アクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域Ｙ１０と、半導体膜３００が形成されていない周辺領域Ｘ１０とで、異なってしまう。
【００１９】
すなわち、上記領域Ｘ１０に形成される絶縁性樹脂６００の厚さｘ１０は、上記領域Ｙ１０に形成される絶縁性樹脂６００の厚さｙ１０に比べて半導体膜３００の厚さ分だけ厚くなってしまう。
【００２０】
そして、絶縁性樹脂６００として用いられる光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、２液硬化性樹脂等の樹脂材料は、硬化反応に伴い５〜１０％程度の体積収縮を伴う。
【００２１】
例えば、半導体膜３００の厚さが１ｍｍの場合、絶縁性樹脂６００における上記厚さｘ１０と上記厚さｙ１０とには１ｍｍの差が生じる。したがって、絶縁性樹脂６００の厚さ方向の硬化収縮量の差は、５０〜１００μｍ程度にもなる。
【００２２】
このようにして、アクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域Ｙ１０と、半導体膜３００が形成されていない周辺領域Ｘ１０とで硬化収縮量の厚さの差が生じてしまう。このため、絶縁性樹脂６００における領域Ｙ１０と領域Ｘ１０との境目近傍で、大きな内部応力が蓄積されてしまう。
【００２３】
この結果、従来のフラットパネル型イメージセンサ１１０は、前述のように蓄積された応力により、アクティブマトリクス基板２００周縁部でアクティブマトリクス基板２００の反りが生じたり、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１１０の耐性が劣化する等、強度面での信頼性が欠けるという問題点を有している。
【００２４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、強度面での信頼性が高いフラットパネル型イメージセンサを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記半導体膜上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さと、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない周辺領域上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さとが等しいことを特徴としている。
【００２６】
上記の発明によれば、半導体膜上に形成されている絶縁性樹脂と、アクティブマトリクス基板上において半導体膜および第１のスペーサが形成されていない周辺領域上の絶縁性樹脂とには、厚さの差が発生しない。すなわち、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生しない。
【００２７】
本発明者においては、上記構成の本発明によるフラットパネル型イメージセンサと、従来構造のフラットパネル型イメージセンサとについて、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍における内部応力を比較検討した。なお、従来構造のフラットパネル型イメージセンサとしては、本発明によるフラットパネル型イメージセンサと基本構成が同一のものであるが、半導体膜上に形成されている絶縁性樹脂と、アクティブマトリクス基板上において半導体膜および第１のスペーサが形成されていない周辺領域上の絶縁性樹脂とに厚さの差が発生するもの、すなわち上記境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生するものを用いた。
【００２８】
そして、鋭意研究の結果、上記境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生しない本発明のフラットパネル型イメージセンサの方が、上記境目近傍において絶縁性樹脂の厚さの差が発生する上記従来構造のフラットパネル型イメージセンサよりも、上記境目近傍に発生する内部応力が小さいことが判った。
【００２９】
したがって、本発明のフラットパネル型イメージセンサにおいては、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。
【００３０】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができる。
【００３１】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記第１のスペーサは、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されていることを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、第１のスペーサは、半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されている。したがって、第１のスペーサを容易に半導体膜の周囲にセットすることができる。
【００３３】
それゆえ、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサをより簡易に提供することができる。
【００３４】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されていることを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、第２のスペーサと半導体膜とは等しい厚さを有している。すなわち、従来構造のフラットパネル型イメージセンサに第２のスペーサを設け、該第２のスペーサと半導体膜との上に絶縁性樹脂を形成することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を容易に解消することができる。
【００３６】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができる。
【００３７】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されていることを特徴としている。
【００３８】
上記の発明によれば、第２のスペーサは半導体膜の厚さとバイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有している。すなわち、第２のスペーサと半導体膜との上に絶縁性樹脂を形成することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を完全に解消することができる。
【００３９】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００４０】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されていることを特徴としている。
【００４１】
上記の発明によれば、保護基板には半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されている。すなわち、該凹部を有する保護基板を設けることにより、半導体膜上に形成される絶縁性樹脂の厚さと、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されていない周辺領域上に形成される絶縁性樹脂の厚さとを等しくすることができる。
【００４２】
したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を容易に解消することができる。
【００４３】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができる。
【００４４】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部が形成されていることを特徴としている。
【００４５】
上記の発明によれば、凹部は上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有している。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂の厚さの差を完全に解消することができる。
【００４６】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００４７】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成されるスペーサと、上記半導体膜上に形成されるとともに上記スペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記スペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記アクティブマトリクス基板における上記半導体膜が形成されていない領域の全領域を覆うとともに上記半導体膜よりも厚く形成されていることを特徴としている。
【００４８】
上記の発明によれば、アクティブマトリクス基板上の半導体膜が形成されていない全領域上にスペーサが形成されており、更に該スペーサは半導体膜よりも厚い厚さを有している。
【００４９】
これにより、半導体膜の上側の、スペーサにより周囲を囲まれるとともに保護基板により上側を閉じられた空間にのみ絶縁性樹脂を充填させることができ、アクティブマトリクス基板上の半導体膜が形成されていない領域には、絶縁性樹脂は形成されない。
【００５０】
その結果、半導体膜上にのみ絶縁性樹脂を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目における絶縁性樹脂の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【００５１】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００５２】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和よりも厚く形成されていることを特徴としている。
【００５３】
上記の発明によれば、バイアス電極の上側の、スペーサにより周囲を囲まれるとともに保護基板により上側を閉じられた空間にのみ絶縁性樹脂を充填させることができ、アクティブマトリクス基板上の半導体膜が形成されていない領域には、絶縁性樹脂は形成されない。
【００５４】
その結果、バイアス電極上にのみ絶縁性樹脂を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目における絶縁性樹脂の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【００５５】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができる。
【００５６】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において、上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に、第２のスペーサが形成されていることを特徴としている。
【００５７】
上記の構成によれば、第２のスペーサの厚みを変更することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【００５８】
それゆえ、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができる。
【００５９】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記課題を解決するため、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の半導体膜と対向する領域の全域に凹部が形成されていることを特徴としている。
【００６０】
上記の構成によれば、凹部の深さを変更することにより、半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【００６１】
それゆえ、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１および図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
図１に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、アクティブマトリクス基板２と、半導体膜３と、バイアス電極４とを備える。
【００６４】
アクティブマトリクス基板２は、略長方形、例えば略正方形の形状であって、図示しない複数の画素が表面にＸＹマトリクス状に配されている。また、アクティブマトリクス基板２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基本構成が同じ基板を用いることができる。例えば、アモルファスシリコンやポリシリコン等によって形成された薄膜トランジスタと、ＸＹマトリクス状に配列された複数の電極と、電荷蓄積容量とを備えたガラス基板等のアクティブマトリクス基板を用いることができる。
【００６５】
また、アクティブマトリクス基板２の大きさは、フラットパネル型イメージセンサ１の受像面積によって決定される。フラットパネル型イメージセンサ１が医療用Ｘ線用のものである場合、２３ｃｍ（約９インチ）角〜４３ｃｍ（約１７インチ）角程度の受像面積が必要とされる。したがって、図１において領域Ｙ１で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成される領域の幅も２３ｃｍ〜４３ｃｍ程度が必要とされる。
【００６６】
半導体膜３は、アクティブマトリクス基板２よりも小さい面積の略長方形、例えば略正方形の形状であって、アクティブマトリクス基板２上にアクティブマトリクス基板２と中心を同一にして形成されている。また、半導体膜３は、光導電性を示す物質が用いられる。例えば、アモルファスセレニウム、アモルファスシリコン、カドミウムテルル（CdTe）、カドミウム亜鉛テルル（CdZnTe）、ヨウ化鉛（PbI２）、ヨウ化水銀（HgI２）等を用いることができる。
【００６７】
また、一般的に、図１において領域Ｘ１で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域の幅は、１〜３ｃｍ程度である。
【００６８】
なお、本実施の形態では半導体膜３の材料として、暗電流が小さく、大面積のアクティブマトリクス基板２上に低温で成膜することができるアモルファスセレニウムを使用した。アモルファスセレニウムを半導体膜３として使用する場合、Ｘ線の吸収効率を考慮すると、０．５〜１．５ｍｍの厚さが好ましい。そこで、本実施の形態では半導体膜３の厚さを１ｍｍ厚に設定している。
【００６９】
バイアス電極４は、半導体膜３上の略全面に形成される。また、バイアス電極４としては、各種の金属から形成される薄膜を用いることが可能である。また、バイアス電極４の厚さは、１μｍ以下の厚さが好ましい。
【００７０】
また、図２に示すように、フラットパネル型イメージセンサ１は、半導体膜３の周囲に第２のスペーサとしての内側スペーサ５を備えている。内側スペーサ５は、半導体膜３を嵌め込むような略長方形枠状、例えば略正方形状に形成される。
【００７１】
更に、図１に示すように、内側スペーサ５は、図１において領域Ｘ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域の全面に形成されるとともに、半導体膜３の厚さと等しい厚さを有する。
【００７２】
なお、例えば半導体膜３のアクティブマトリクス基板２に対する位置精度や、半導体膜３の端縁部のテーパー形状の寸法のバラツキが無視できない場合には、その分を打ち消すため、内側スペーサ５と半導体膜３との隙間を若干あけることにより、アクティブマトリクス基板２上において、半導体膜３が形成されていない領域と内側スペーサ５が形成される領域とが略等しいようにすればよい。この場合、内側スペーサ５と半導体膜３との間隔は、５ｍｍ以内に設定されることが望ましい。
【００７３】
また、ここではバイアス電極４の厚さは半導体膜３の厚さに比べて１／１０００以下と非常に小さいものであるので、便宜上バイアス電極４の厚さを無視して、内側スペーサ５の厚さを半導体膜３の厚さと等しいものとしている。しかし、半導体膜３の厚さに対してバイアス電極４の厚さが比較的大きくて、バイアス電極４の厚さの影響が無視できない場合には、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さの和が、内側スペーサ５の厚さに等しくなるように構成することにより、内側スペーサ５の厚さが半導体膜３の厚さと略等しいように構成すればよい。
【００７４】
このようにして、半導体膜３と内側スペーサ５との上部表面を略同じ高さとすることができる。
【００７５】
また、内側スペーサ５としては、セラミック、ガラス、絶縁性の優れた樹脂等を使用することができ、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene ）樹脂材料等を使用できる。
【００７６】
また、図１に示すように、フラットパネル型イメージセンサ１は、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３および内側スペーサ５の上面全域を覆うように形成される絶縁性樹脂６を備えている。
【００７７】
更に、そのように積層された絶縁性樹脂６および内側スペーサ５の周辺には、絶縁性樹脂６を封止し、内側スペーサ５よりやや厚い厚さの第１のスペーサとしての外側スペーサ７がアクティブマトリクス基板２上に形成される。
【００７８】
また、図２に示すように、外側スペーサ７は略長方形枠状、例えば略正方形枠状に形成され、半導体膜３の周囲を該半導体膜３と間隔をおいて囲んでいる。すなわち、半導体膜３と外側スペーサ７との間に、内側スペーサ５がはめ込まれた構成となっている。
【００７９】
更に、図１に示すように、フラットパネル型イメージセンサ１は、外側スペーサ７を介してアクティブマトリクス基板２と対向し、絶縁性樹脂６を覆うように形成される保護基板８を備える。保護基板８は、アクティブマトリクス基板２と略同面積の略長方形、例えば略正方形であって、外側スペーサ７によりアクティブマトリクス基板２との間隔が一定に保たれ、ギャップが調整されている。
【００８０】
すなわち、半導体膜３および内側スペーサ５を表面に備えるアクティブマトリクス基板２と保護基板８との間隙に、絶縁性樹脂６が封入された構造となっている。
【００８１】
絶縁性樹脂６としては、半導体膜３が表面に形成されたアクティブマトリクス基板２と保護基板８との間隙を隙間無く充填できるように、充填前は液状で、充填後に固化する硬化性樹脂を用いる。例えば、アクリル系の光硬化性樹脂や、エポキシ系の２液硬化性樹脂などを用いることができる。絶縁性樹脂６の厚さとしては、０．５〜３ｍｍ程度に設定することが好ましい。また、保護基板８としては、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板等を用いる事ができる。
【００８２】
一方、外側スペーサ７の材料としては、セラミック、ガラス、絶縁性の優れた樹脂等を使用することができ、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＡＢＳ樹脂材料等を使用できる。
【００８３】
また、必要に応じて、外側スペーサ７とアクティブマトリクス基板２との間や、外側スペーサ７と保護基板８との間に隙間が生じる場合は、その隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止することもできる。
【００８４】
なお、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１においては、内側スペーサ５と外側スペーサ７とが一体成形される構成であってもよい。これにより、フラットパネル型イメージセンサ１の製造工程を簡略化することができる。
【００８５】
また、バイアス電極４に電圧を印加するためのリード線は、保護基板８の一部に孔を空けるか、保護基板８のコーナー部分をカットしておくことでバイアス電極４の一部を露出させ、その部分から引き出せばよい。あるいは、外側スペーサ７に開口部を設けておき、その部分からリード線を引き出してもよい。
【００８６】
上記の構成により、図１において領域Ｙ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域における絶縁性樹脂６の厚さｙ１と、図１において領域Ｘ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域、すなわちここでは内側スペーサ５が形成されている全領域における絶縁性樹脂６の厚さｘ１とが等しくなっている。
【００８７】
次に、上記構成の本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１を製造する方法の一例について説明する。
【００８８】
先ず、複数の画素を表面にＸＹマトリクス状に配し、アクティブマトリクス基板２を形成する（Ｓ１：以下、ステップを「Ｓ」と記す）。次に、アクティブマトリクス基板２上に半導体膜３を形成し、該半導体膜３上の略全面にバイアス電極４を形成する（Ｓ２）。
【００８９】
次に、内側スペーサ５を、半導体膜３の周囲に設け、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定する（Ｓ３）。なお、内側スペーサ５に樹脂材料を用いる場合は、アクティブマトリクス基板２上に直接樹脂材料を塗布した後、樹脂を硬化させることで内側スペーサ５を配設しても構わない。更に、外側スペーサ７を、内側スペーサ５の周囲に設け、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定する（Ｓ４）。なお、内側スペーサ５および外側スペーサ７は、上記のように絶縁性の優れた絶縁性の樹脂材料を、アクティブマトリクス基板２上に固定する前に所定形状に硬化したものを用いる。また、この際外側スペーサ７とアクティブマトリクス基板２との間に隙間が生じる場合は、該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止すればよい。
【００９０】
その後、絶縁性樹脂６を、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３および内側スペーサ５を覆うように外側スペーサ７により封止しつつ充填する（Ｓ５）。
【００９１】
その後、保護基板８を、絶縁性樹脂６および外側スペーサ７の表面を覆うように、外側スペーサ７に接着固定する（Ｓ６）。なお、気泡を巻き込む恐れがある場合は、大気圧から減圧された環境下、例えば真空環境下で行えばよい。また、保護基板８と外側スペーサ７との間に隙間が生じる場合は、必要に応じて該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止すればよい。
【００９２】
上記Ｓ５の前に、上記Ｓ６を行うことも可能である。すなわち、保護基板８を外側スペーサ７に接着固定した後に、絶縁性樹脂６を充填することも可能である。この場合、外側スペーサ７または保護基板８に、絶縁性樹脂６を注入するための図示しない注入孔と、図示しない脱気孔とを設ける。これにより、絶縁性樹脂６は注入孔から充填されるとともに、絶縁性樹脂６の充填により生ずる気泡は脱気孔から排出される。なお、絶縁性樹脂６の充填終了後、上記の注入孔および脱気孔は接着剤等により封止する。
【００９３】
また、上記Ｓ６の代わりに上記Ｓ４において、予め保護基板８を接着した外側スペーサ７を接着固定し、その後上記Ｓ５を行うことも可能である。また、保護基板８と外側スペーサ７とを一体成形したものを用いることもできる。
【００９４】
その後、絶縁性樹脂６を、熱硬化方法、光硬化方法等により硬化する（Ｓ７）。
【００９５】
上記Ｓ１〜Ｓ７のステップを踏むことにより、本実施の形態にかかるフラットパネル型イメージセンサ１を製造することができる。
【００９６】
以上のように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、図１において領域Ｙ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域と、図１において領域Ｘ１で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域とにおいて、絶縁性樹脂６の厚さが等しくなっている。
【００９７】
したがって、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１の境目近傍において、以下のように、絶縁性樹脂６の内部応力が低減する現象が確認された。
【００９８】
すなわち、上記領域Ｘ１と領域Ｙ１の境目近傍での絶縁性樹脂６の内部応力について、内部応力の変化に伴う光弾性効果の発生状況と、絶縁性樹脂６内に発生する微視的なボイドの有無とを、本実施の形態による構造のフラットパネル型イメージセンサ１と従来構造のフラットパネル型イメージセンサとについて観察し、比較評価を行った。
【００９９】
ここで、従来構造のフラットパネル型イメージセンサは、図１４に示すような、アクティブマトリクス基板２００の周辺上に設けられる略正方形枠状のスペーサ５００と、アクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されている領域とアクティブマトリクス基板２００上において半導体膜３００が形成されていない周辺領域とを一括して覆うように形成される絶縁性樹脂６００と、スペーサ５００によりアクティブマトリクス基板２００との間隔を一定に保たれつつアクティブマトリクス基板２００に対向するように配置される保護基板７００とを備える構成のフラットパネル型イメージセンサ１１０を用いた。
【０１００】
また、光弾性効果とは、透明物質が応力によって弾性変形を受けて屈折率の変化を生じることをいい、ボイドとは、絶縁性樹脂内に応力が作用することにより発生する孔のことをいう。光弾性効果の発生状況またはボイドの有無を確認することにより、絶縁性樹脂内に内部応力が発生しているか否かを観察することができる。
【０１０１】
比較評価の結果、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１においては、上記の境目近傍において、絶縁性樹脂６の屈折率は略等方的かつ連続的であり、ボイドの発生も見られなかった。
【０１０２】
一方、従来構造のフラットパネル型イメージセンサ１１０においては、上記境目近傍において絶縁性樹脂６００の屈折率異方性に伴う光弾性効果が認められるとともに、微視的なボイドが認められた。
【０１０３】
すなわち、従来構造のフラットパネル型イメージセンサ１１０では、上記境目近傍における絶縁性樹脂６００の内部応力が大きいのに比べて、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１では、上記境目近傍における絶縁性樹脂６の内部応力が小さいことが判明した。
【０１０４】
これにより、フラットパネル型イメージセンサ１における絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１の耐性が向上する。
【０１０５】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を提供することができる。
【０１０６】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサ１において、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない全領域Ｘ１上に設けられるとともに、半導体膜３の厚さと等しい厚さを有する内側スペーサ５を備える一方で、絶縁性樹脂６は内側スペーサ５上および半導体膜３上に形成されているものであってもよい。
【０１０７】
上記構成によれば、内側スペーサ５と半導体膜３とは等しい厚さを有している。すなわち、従来構造のフラットパネル型イメージセンサ１１０に内側スペーサ５を設け、内側スペーサ５と半導体膜３との上に絶縁性樹脂６を形成することにより、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を容易に解消することができる。
【０１０８】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を容易に得ることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサ１において、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない全領域Ｘ１上に設けられるとともに、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい厚さを有する内側スペーサ５を備える一方で、絶縁性樹脂６は内側スペーサ５上および半導体膜３上に形成されているものであってもよい。
【０１１０】
上記構成によれば、内側スペーサ５は半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい厚さを有している。すなわち、内側スペーサ５と半導体膜３との上に絶縁性樹脂６を形成することにより、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を完全に解消することができる。
【０１１１】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサ１を得ることができる。
【０１１２】
なお、上記の説明では、内側スペーサ５の厚みと、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）を等しくすることで、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されている領域Ｙ１と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１における絶縁性樹脂６の厚みを等しくした理想的な構成について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【０１１３】
すなわち、内側スペーサ５の厚みは、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ１とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとする厚みであればよい。すなわち、内側スペーサ５の厚みと、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）とは厳密に等しくなくてもよい。
【０１１４】
なお、内側スペーサ５の厚みの最適値は、絶縁性樹脂６の種類やアクティブマトリクス基板２および保護基板８の材質、サイズ等により異なるため、一概には決めることはできない。大体の目安として、内側スペーサ５の厚みの最適値としては、半導体膜３の厚みの±５０％の範囲内に設定することが好ましい。
【０１１５】
たとえば、図３に示すように、内側スペーサ５の厚みは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも小さいものであってもよい。あるいは、図４に示すように、内側スペーサ５の厚みは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも大きいものであっても構わない。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態では、半導体膜３および外側スペーサ７が形成されていない領域Ｘ１上に、絶縁性樹脂６の厚みを変更するための内側スペーサ５を形成する構成であってもよい。
【０１１７】
上記の構成によれば、内側スペーサ５の厚みを変更することにより、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ１と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ１とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０１１８】
それゆえ、絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１の耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を提供することができる。
【０１１９】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図５ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０１２０】
図５に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、アクティブマトリクス基板２と、半導体膜３と、バイアス電極４と、外側スペーサ７とを備えている。アクティブマトリクス基板２、半導体膜３、バイアス電極４、および外側スペーサ７は実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０１２１】
さらに、図５に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、外側スペーサ７の上面に接着固定される保護基板８ａを備える。保護基板８ａの外周端部は、アクティブマトリクス基板２と略同面積の略長方形、例えば略正方形となるように形成されている。
【０１２２】
また、保護基板８ａには、アクティブマトリクス基板２と対向する面に、凹部８ｂが形成されている。凹部８ｂは、半導体膜３の形状に対応する形状を有する。すなわち、凹部８ｂの深さと半導体膜３の厚さとは等しく形成されている。しかし、半導体膜３の厚さに対してバイアス電極４の厚さが比較的大きくて、バイアス電極４の厚さの影響が無視できない場合には、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さの和が、凹部８ｂの深さに等しくなるように構成すればよい。
【０１２３】
また、図５に示すように、保護基板８ａは、中央部において凹部８ｂに対応する高さの凸部８ｃを形成することにより、該保護基板８ａの厚さが水平方向の全面において等しくなるように形成される。しかし、保護基板８ａの形状は必ずしもこれに限定されず、図６に示すように、保護基板８ａの上面を水平方向にフラットな平面とすることも可能である。また、保護基板８ａとしては、上記実施の形態１における保護基板８と同様に、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板等を用いる事ができる。
【０１２４】
更に、フラットパネル型イメージセンサ２１は、アクティブマトリクス基板２と保護基板８ａとの間を充填すると共に、図７に示すように外側スペーサ７により周囲を封止される絶縁性樹脂６を備える。絶縁性樹脂６としては、上記実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０１２５】
上記の構成により、図５において領域Ｙ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域における絶縁性樹脂６の厚さｙ３と、図５において領域Ｘ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域における絶縁性樹脂６の厚さｘ３とが等しくなっている。同様に、図６において領域Ｙ４で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域における絶縁性樹脂６の厚さｙ４と、図６において領域Ｘ４で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域における絶縁性樹脂６の厚さｘ４とも等しくなっている。
【０１２６】
また、バイアス電極４に電圧を印加するためのリード線は、保護基板８ａの一部に孔を空けるか、保護基板８ａのコーナー部分をカットしておくことでバイアス電極４の一部を露出させ、その部分から引き出せばよい。
【０１２７】
また、必要に応じて、外側スペーサ７と保護基板８ａとの間に隙間が生じる場合は、その隙間をシリコン樹脂等の樹脂で封止することもできる。
【０１２８】
次に、上記構成の本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１を製造する方法の一例について説明する。
【０１２９】
先ず、複数の画素を表面にＸＹマトリクス状に配し、アクティブマトリクス基板２を形成する（Ｓ１１）。次に、アクティブマトリクス基板２上に半導体膜３を形成し、該半導体膜３上の略全面にバイアス電極４を形成する（Ｓ１２）。Ｓ１１のステップは、上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ１と実質的に同一のステップであり、Ｓ１２は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ２と実質的に同一のステップである。
【０１３０】
次に、外側スペーサ７を、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定し、半導体膜３の周囲に設ける（Ｓ１３）。Ｓ１３は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ４と実質的に同一のステップである。
【０１３１】
次に、絶縁性樹脂６を、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３を覆うように外側スペーサ７により封止しつつ充填する（Ｓ１４）。Ｓ１４は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ５と実質的に同一のステップである。
【０１３２】
次に、絶縁性樹脂６および外側スペーサ７を覆うように、保護基板８ａを設ける（Ｓ１５）。Ｓ１５は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ６と実質的に同一のステップである。
【０１３３】
上記Ｓ１４の前に、上記Ｓ１５を行うことも可能である。すなわち、保護基板８ａを外側スペーサ７に接着固定した後に、絶縁性樹脂６を充填することも可能である。この場合、外側スペーサ７または保護基板８ａに絶縁性樹脂６を注入するための図示しない注入孔と、図示しない脱気孔とを設ける。これにより、絶縁性樹脂６は注入孔から充填されるとともに、絶縁性樹脂６の充填により生ずる気泡は脱気孔から排出される。なお、絶縁性樹脂６の充填終了後、上記の注入孔および脱気孔は接着剤等により封止される。
【０１３４】
その後、絶縁性樹脂６を、熱硬化方法、光硬化方法等により硬化する（Ｓ１６）。Ｓ１６は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ７と実質的に同一のステップである。
【０１３５】
上記Ｓ１１〜Ｓ１６のステップを踏むことにより本実施の形態にかかるフラットパネル型イメージセンサ２１を得ることができる。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、図５において領域Ｙ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域と、図５において領域Ｘ３で示すアクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域とにおいて、絶縁性樹脂６の厚さが等しくなっている。
【０１３７】
これにより、フラットパネル型イメージセンサ１における絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ２１の耐性が向上する。
【０１３８】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ２１を提供することができる。
【０１３９】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサ２１において、保護基板８ａに、保護基板８ａの半導体膜３と対向する領域の全域に半導体膜３の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部８ｂが形成されている。
【０１４０】
上記構成によれば、保護基板８ａには半導体膜３の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部８ｂが形成されている。すなわち、該凹部８ｂを有する保護基板８ａを設けることにより、半導体膜３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｙ３と、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない周辺領域Ｘ３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｘ３とを等しくすることができる。
【０１４１】
したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ３と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を容易に解消することができる。
【０１４２】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ２１を容易に得ることができる。
【０１４３】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ２１は、以上のように、保護基板８ａに、保護基板８ａの半導体膜３と対向する領域の全域に半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部８ｂが形成されている。
【０１４４】
上記の構成によれば、凹部８ｂは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和と等しい寸法の深さを有している。したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ３と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３との境目近傍において発生していた絶縁性樹脂６の厚さの差を完全に解消することができる。
【０１４５】
よって、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサ２１を得ることができる。
【０１４６】
なお、半導体膜３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｙ３と、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない周辺領域Ｘ３上に形成される絶縁性樹脂６の厚さｘ３が等しければよく、例えば実施の形態１における内側スペーサ５を設けるとともに保護基板８ａに凹部８ｂを形成した構成として、内側スペーサ５を半導体膜３よりａだけ低くして、その分、半導体膜３の凹部８ｂの深さをａとしてもよい。
【０１４７】
また、内側スペーサ５を半導体膜３よりｂだけ高くして、保護基板８ａでは半導体膜３に対向する領域を凸領域とし、該凸領域以外の領域を、すなわちここでは内側スペーサ５と対向する領域を凹領域として、凸領域と凹領域との深さの差がｂになるようにしてもよい。
【０１４８】
また、図６において、半導体膜３と外側スペーサ７との間の任意の領域に内側スペーサ５を置き、内側スペーサ５の高さ分だけ図６の構成から保護基板８ａを凹ませる（図６中上方に深く形成する）ようにしてもよい。
【０１４９】
なお、上記の説明では、保護基板８ａに、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）を等しい寸法の深さを有する凹部８ｂを形成することで、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されている領域Ｙ３（Ｙ４）と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３（Ｘ４）における絶縁性樹脂６の厚みを等しくした構成について説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではない。
【０１５０】
なお、凹部８ｂの深さの最適値は、絶縁性樹脂６の種類やアクティブマトリクス基板２および保護基板８ａの材質、サイズ等により異なるため、一概には決めることはできない。大体の目安として、凹部８ｂの深さの最適値としては、半導体膜３の厚みの±５０％の範囲内に設定することが好ましい。
【０１５１】
すなわち、凹部８ｂの深さは、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３（Ｘ４）と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ３（Ｙ４）とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとする厚みであればよい。すなわち、凹部８ｂの深さは、半導体膜３の厚み（あるいは半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和）と厳密に等しくなくてもよい。
【０１５２】
たとえば、図８に示すように、凹部８ｂの深さは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも小さいものであってもよい。あるいは、図９に示すように、凹部８ｂの深さは、半導体膜３とバイアス電極４との厚みの和よりも大きいものであっても構わない。
【０１５３】
以上のように、本実施の形態では、保護基板８ａに、保護基板８ａの半導体膜３と対向する領域の全域に絶縁性樹脂６の厚みを変更するための凹部８ｂが形成されている構成であってもよい。
【０１５４】
上記の構成によれば、凹部８ｂの深さを変更することにより、半導体膜３が形成されていない領域Ｘ３（Ｘ４）と、半導体膜３が形成されている領域Ｙ３（Ｙ４）とにおける絶縁性樹脂６の厚みの差を、アクティブマトリクス基板２の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂６内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０１５５】
それゆえ、絶縁性樹脂６内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板２の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサ１の耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ１を提供することができる。
【０１５６】
なお、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成されるスペーサと、上記半導体膜上に形成されるとともに上記スペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記スペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向しない領域において、上記絶縁性樹脂の厚みを変更するための段差が形成されている構成であってもよい。
【０１５７】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図１０および図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記の実施の形態１または実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５８】
図１０に示すように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２と、半導体膜３と、バイアス電極４とを備えている。アクティブマトリクス基板２、半導体膜３、およびバイアス電極４は実施の形態１と同様のものを用いることができる。
【０１５９】
さらに、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、同図中領域Ｘ６で示すアクティブマトリクス基板２における半導体膜３が形成されていない領域の全領域を覆うように設けられるスペーサ７ａを備える。また、スペーサ７ａは、半導体膜３を囲むような後述する長方形枠状、例えば正方形枠状に形成され、半導体膜３の厚さよりも大きな厚さを有する。
【０１６０】
なお、例えば半導体膜３のアクティブマトリクス基板２に対する位置精度や、半導体膜３の端縁部のテーパー形状の寸法のバラツキが無視できない場合には、その分を打ち消すため、スペーサ７ａと半導体膜３との隙間を若干あけることにより、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域とスペーサ７ａが形成される領域とが略等しいようにすればよい。この場合、スペーサ７ａと半導体膜３との間隔は、５ｍｍ以内に設定されることが望ましい。
【０１６１】
また、ここでは、上記の実施の形態１と同様、バイアス電極４の厚さは半導体膜３の厚さに比べて１／１０００以下と非常に小さいので、便宜上バイアス電極４の厚さを無視して、スペーサ７ａの厚さを半導体膜３の厚さよりも大きなものとしている。しかし、半導体膜３の厚さに対してバイアス電極４の厚さが比較的大きくて、バイアス電極４の厚さの影響が無視できない場合には、バイアス電極４の厚さを考慮して、スペーサ７ａの厚さを、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和よりも大きな厚さとすることがより好ましい。
【０１６２】
なお、図１１に示すように、スペーサ７ａは、半導体膜３を嵌め込むような長方形枠状、例えば正方形枠状に形成される。
【０１６３】
スペーサ７ａの材料としては、セラミック、ガラス、絶縁性の優れた樹脂等を使用することができ、例えば、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ＡＢＳ樹脂材料等を使用できる。
【０１６４】
また、図１０に示すように、フラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２に対向するように配置され、スペーサ７ａを介してアクティブマトリクス基板２との間隔が一定に保たれた保護基板８を備える。保護基板８は上記実施の形態１におけるものと同一のものを用いることができる。
【０１６５】
更に、フラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２と保護基板８との間を充填すると共に、スペーサ７ａにより封止される絶縁性樹脂６を備える。絶縁性樹脂６は、半導体膜３が表面に形成されたアクティブマトリクス基板２と保護基板８との間隙を隙間無く充填できるように、充填前は液状で、充填後に固化する硬化性樹脂を用いる。絶縁性樹脂６は、上記実施の形態１または実施の形態２におけるものと同一のものを用いることができる。
【０１６６】
上記の構成により、図１０において領域Ｘ６で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域の上部には、絶縁性樹脂６がほとんど充填されず、図１０において領域Ｙ６で示す、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域だけに絶縁性樹脂６が存在する構成となる。
【０１６７】
また、バイアス電極４に電圧を印加するためのリード線は、保護基板８の一部に孔を空けるか、保護基板８のコーナー部分をカットしておくことでバイアス電極４の一部を露出させ、その部分から引き出せばよい。
【０１６８】
また、必要に応じて、スペーサ７ａとアクティブマトリクス基板２との間や、スペーサ７ａと保護基板８との間に隙間が生じる場合は、その隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止することもできる。
【０１６９】
次に、上記構成の本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１を製造する方法の一例について説明する。
【０１７０】
先ず、複数の画素を表面にＸＹマトリクス状に配し、アクティブマトリクス基板２を形成する（Ｓ２１）。次に、アクティブマトリクス基板２上に半導体膜３を形成し、該半導体膜３上の略全面にバイアス電極４を形成する（Ｓ２２）。Ｓ２１のステップは、上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ１と実質的に同一のステップであり、Ｓ２２は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ２と実質的に同一のステップである。
【０１７１】
次に、スペーサ７ａを、半導体膜３の周囲に設け、アクティブマトリクス基板２上に接着剤により固定する（Ｓ２３）。この際、スペーサ７ａは、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６上に形成される。なお、スペーサ７ａは、上記のように絶縁性の優れた絶縁性の樹脂材料を、アクティブマトリクス基板２上に固定する前に所定形状に硬化したものを用いる。また、スペーサ７ａとアクティブマトリクス基板２との間に隙間が生じる場合は、該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止する。Ｓ２３は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ４と実質的に同一のステップである。
【０１７２】
次に、絶縁性樹脂６を、バイアス電極４が表面に形成された半導体膜３を覆うようにスペーサ７ａにより封止しつつ充填する（Ｓ２４）。Ｓ２４は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ５と実質的に同一のステップである。
【０１７３】
次に、絶縁性樹脂６およびスペーサ７ａを覆うように、保護基板８を設ける（Ｓ２５）。なお、気泡を巻き込む恐れがある場合は、大気圧から減圧された環境下、例えば真空環境下で行えばよい。また、スペーサ７ａと保護基板８との間に隙間が生じる場合は、必要に応じて該隙間をシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で封止する。Ｓ２５は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ６と実質的に同一のステップである。
【０１７４】
上記Ｓ２４の前に、上記Ｓ２５を行うことも可能である。すなわち、保護基板８をスペーサ７ａに接着固定した後に、絶縁性樹脂６を充填することも可能である。この場合、スペーサ７ａまたは保護基板８に絶縁性樹脂６を注入するための図示しない注入孔と、図示しない脱気孔とを設ける。これにより、絶縁性樹脂６は注入孔から充填されるとともに、絶縁性樹脂６の充填により生ずる気泡は脱気孔から排出される。なお、絶縁性樹脂６の充填終了後、上記の注入孔および脱気孔は接着剤等により封止される。
【０１７５】
その後、絶縁性樹脂６を、熱硬化方法、光硬化方法等により硬化する（Ｓ２６）。Ｓ２６は上記実施の形態１のフラットパネル型イメージセンサ１の製造方法におけるＳ７と実質的に同一のステップである。
【０１７６】
上記Ｓ２１〜Ｓ２６のステップを踏むことにより本実施の形態にかかるフラットパネル型イメージセンサ３１を得ることができる。
【０１７７】
このように、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６上にはスペーサ７ａが形成されており、更に該スペーサ７ａは半導体膜３よりも厚い厚さを有している。
【０１７８】
これにより、半導体膜３の上側の、スペーサ７ａにより周囲を囲まれるとともに保護基板８により上側を閉じられた空間のみに絶縁性樹脂６を充填させることができ、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６上には、絶縁性樹脂６を形成することがない。
【０１７９】
その結果、半導体膜３上にのみ絶縁性樹脂６を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｘ６と半導体膜３が形成されていない領域Ｙ６との境目における絶縁性樹脂６の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【０１８０】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ３１を得ることができる。
【０１８１】
また、本実施の形態のフラットパネル型イメージセンサ３１は、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、スペーサ７ａが、半導体膜３の厚さとバイアス電極４の厚さとの和よりも厚く形成されているものであってもよい。
【０１８２】
上記の構成によれば、バイアス電極４の上側の、スペーサ７ａにより周囲を囲まれるとともに保護基板８により上側を閉じられた空間にのみ絶縁性樹脂６を充填させることができ、アクティブマトリクス基板２上の半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６には、絶縁性樹脂６は形成されない。
【０１８３】
その結果、バイアス電極４上にのみ絶縁性樹脂６を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板２上において半導体膜３が形成されている領域Ｙ６と半導体膜３が形成されていない領域Ｘ６との境目における絶縁性樹脂６の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生しない。
【０１８４】
よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサ３１を得ることができる。
【０１８５】
【発明の効果】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記半導体膜上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さと、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない周辺領域上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さとが等しい構成である。
【０１８６】
それゆえ、本発明のフラットパネル型イメージセンサにおいては、絶縁性樹脂内部に発生する応力を低減することができ、アクティブマトリクス基板の反りを未然に防ぎ、衝撃に対するフラットパネル型イメージセンサの耐性が向上する。よって、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができるという効果を奏する。
【０１８７】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記第１のスペーサは、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されている構成である。
【０１８８】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサをより簡易に提供することができるという効果を奏する。
【０１８９】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されている構成である。
【０１９０】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができるという効果を奏する。
【０１９１】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されている構成である。
【０１９２】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１９３】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、保護基板に、上記半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されている構成である。
【０１９４】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを容易に得ることができるという効果を奏する。
【０１９５】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部が形成されている構成である。
【０１９６】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１９７】
本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記スペーサが、上記アクティブマトリクス基板における上記半導体膜が形成されていない領域の全領域を覆うとともに上記半導体膜よりも厚く形成されている構成である。
【０１９８】
それゆえ、半導体膜上にのみ絶縁性樹脂を形成することができる。したがって、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されている領域と半導体膜が形成されていない領域との境目における絶縁性樹脂の厚さの差は発生しないので、従来この境目で発生していた内部応力も発生せず、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０１９９】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、以上のように、上記構成のフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和よりも厚く形成されている構成である。
【０２００】
それゆえ、上記の構成による効果に加えて、強度面での信頼性により優れたフラットパネル型イメージセンサを得ることができるという効果を奏する。
【０２０１】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、アクティブマトリクス基板上において、上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に、第２のスペーサが形成されている構成である。
【０２０２】
上記の構成によれば、第２のスペーサの厚みを変更することにより、アクティブマトリクス基板上において半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０２０３】
それゆえ、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができるという効果を奏する。
【０２０４】
また、本発明のフラットパネル型イメージセンサは、上記保護基板に、上記保護基板の半導体膜と対向する領域の全域に凹部が形成されている構成である。
【０２０５】
上記の構成によれば、凹部の深さを変更することにより、半導体膜が形成されていない領域と、半導体膜が形成されている領域とにおける絶縁性樹脂の厚みの差を、アクティブマトリクス基板の反りや強度面の劣化の原因となる程度の内部応力を絶縁性樹脂内に発生させない程度に小さいものとすることができる。
【０２０６】
それゆえ、強度面での信頼性に優れたフラットパネル型イメージセンサを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの一構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図２】図１のフラットパネル型イメージセンサのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図４】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図５】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図６】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサのさらに他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図７】図５・図６のフラットパネル型イメージセンサのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図８】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図９】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサの他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明におけるフラットパネル型イメージセンサのさらに他の構成例にかかる概略の構成を示す断面図である。
【図１１】図１０のフラットパネル型イメージセンサのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１２】従来のフラットパネル型イメージセンサの構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２のフラットパネル型イメージセンサのＺ部分の構成を拡大して示す斜視図である。
【図１４】従来のフラットパネル型イメージセンサの概略の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１ フラットパネル型イメージセンサ
２ アクティブマトリクス基板
３ 半導体膜
４ バイアス電極
５ 内側スペーサ（第２のスペーサ）
６ 絶縁性樹脂
７ 外側スペーサ（第１のスペーサ）
７ａ スペーサ
８ 保護基板
８ａ 保護基板
８ｂ 凹部
８ｃ 凸部
２１ フラットパネル型イメージセンサ
３１ フラットパネル型イメージセンサ
Claims (10)
- アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、
上記半導体膜上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さと、上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない周辺領域上に形成されている上記絶縁性樹脂の厚さとが等しいことを特徴とするフラットパネル型イメージセンサ。 - 上記第１のスペーサは、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットパネル型イメージセンサ。
- 上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネル型イメージセンサ。
- 上記アクティブマトリクス基板上において上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に設けられるとともに、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい厚さを有する第２のスペーサを備える一方で、上記絶縁性樹脂は上記第２のスペーサ上と上記半導体膜上とに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネル型イメージセンサ。
- 上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと等しい寸法の深さを有する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネル型イメージセンサ。
- 上記保護基板に、上記保護基板の上記半導体膜と対向する領域の全域に上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和と等しい寸法の深さを有する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネル型イメージセンサ。
- アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜を囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成されるスペーサと、上記半導体膜上に形成されるとともに上記スペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記スペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、上記スペーサが、上記アクティブマトリクス基板における上記半導体膜が形成されていない領域の全領域を覆うとともに上記半導体膜よりも厚く形成されていることを特徴とするフラットパネル型イメージセンサ。
- 上記スペーサが、上記半導体膜の厚さと上記バイアス電極の厚さとの和よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項７に記載のフラットパネル型イメージセンサ。
- アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、
上記アクティブマトリクス基板上において、上記半導体膜および上記第１のスペーサが形成されていない全領域上に、第２のスペーサが形成されていることを特徴とするフラットパネル型イメージセンサ。 - アクティブマトリクス基板と、上記アクティブマトリクス基板上に形成される半導体膜と、上記半導体膜上に形成されるバイアス電極と、上記半導体膜の周囲を該半導体膜と間隔をおいて囲むように上記アクティブマトリクス基板上に形成される第１のスペーサと、上記半導体膜と上記バイアス電極と上記アクティブマトリクス基板との表面上に形成されるとともに上記第１のスペーサにより封止される絶縁性樹脂と、上記第１のスペーサを介して上記アクティブマトリクス基板と対向し、上記絶縁性樹脂を覆うように配置される保護基板とを備えるフラットパネル型イメージセンサにおいて、
上記保護基板に、上記保護基板の半導体膜と対向する領域の全域に凹部が形成されていることを特徴とするフラットパネル型イメージセンサ。
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