JP2010098133A - 光マトリックスデバイスの製造方法および光マトリックスデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】マトリックス基板を備えるＸ線平面検出器や画像表示装置において、ゲート線およびデータ線の交差部において発生する寄生容量を低減する。
【解決手段】
マトリックス基板の支持基板として絶縁性の多孔質基板１０を採用し、多孔質基板１０の両面にそれぞれゲート線６およびデータ線４を配線する。また、多孔質基板１０の内部にも貫通配線１６を形成することで、多孔質基板１０のＸ線入射側に備えられた薄膜トランジスタと多孔質基板１０を挟んでデータ線と接続することができる。多孔質基板１０は内部に空孔を備えるので、誘電率の低い絶縁体としてゲート線６とデータ線４との絶縁性を保つことができ、寄生容量を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、テレビやパーソナルコンピュータのモニタとして用いられる薄型画像表示装置、もしくは医療分野や産業分野などに用いられる放射線撮像装置に備わる放射線検出器など、受光素子または表示素子を二次元マトリックス状に配列した構造を有する光マトリックスデバイスの製造方法および光マトリックスデバイスに関するものである。

近年、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等で形成されるアクティブ素子とコンデンサとを備えた受光素子または表示素子を二次元マトリックス状に配列した光マトリックスデバイスが汎用されている。これらを大別すると、受光素子で構成されたデバイスと表示素子で構成されたデバイスとに分けられる。受光素子としては、光撮像センサや、医療分野または産業分野などで用いられる放射線撮像センサなどがある。表示素子としては、テレビやパーソナルコンピュータのモニタとして用いられる透過光の強度を調節する素子を備えた液晶型や発光素子を備えたＥＬ型などの画像ディスプレイがある。どちらのデバイスも、光に関する素子を備えた光マトリックスデバイスである。ここで光とは、赤外線、可視光線、紫外線、放射線（Ｘ線）、γ線等をいう。

上述した光マトリックスデバイスの中でも、受光素子を備えた光マトリックスデバイスとしてのＸ線平面検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明する。Ｘ線平面検出器は、Ｘ線を検出するＸ線検出素子が２次元マトリックス状に配列されている。Ｘ線検出素子内には、Ｘ線に感応する半導体層などのＸ線変換層を備えており、Ｘ線をＸ線変換層によりキャリア（電荷信号）に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことでＸ線を検出する。Ｘ線に感応する半導体層としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜などが用いられる。

被検体にＸ線を照射して放射線撮像を行う場合には、被検体を透過した放射線像がａ−Ｓｅ膜上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリアがａ−Ｓｅ膜内に発生する。ａ−Ｓｅ膜内で生成されたキャリアは、２次元マトリックス状に配列されたコンデンサに所定時間分だけ蓄積される。その後、ゲート駆動回路からゲート線を介して送られるゲート電圧により薄膜トランジスタがスイッチング作用をして、コンデンサに蓄積された電荷が、データ配線を介して、電荷電圧変換アレイで電圧信号に変換され、Ｘ線検出信号として外部に読み出される。

このようなＸ線平面検出器を製造するには、２次元マトリックス状に配列された薄膜トランジスタからなるスイッチング素子や上述したコンデンサなどをパターン形成したアクティブマトリックス基板上に、ａ−Ｓｅ膜を蒸着することで得られる。

上述したように、Ｘ線平面検出器や薄型画像ディスプレイに備えられている光マトリックスデバイスは、データ線を介してデータの書き込みまたは読み込みを行い、ゲート線を介して薄膜トランジスタのゲート電極にゲート電圧を送ることでスイッチング作用を行っている。特許文献１には、液晶表示装置におけるデータ線（ソース線）とゲート線の形成方法が例示されている。
特許第３９７２３５４号公報

しかしながら近年では、画面の大画面化に伴って画素数も増加し、データ線とゲート線はより長いものが必要とされている。そして、このデータ線とゲート線の交差部においては寄生容量が発生し、画素数の増加とともに寄生容量も増加する。この寄生容量の増加により、データの書き込みまたは読み込み速度が遅延化され、また、データの書き込みまたは読み込みを行う際に発生するノイズの影響が増加する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、上下配線の交差部における寄生容量を低減しつつ、ノイズの影響を低減した光マトリックスデバイスの製造方法および光マトリックスデバイスを提供することを目的とする。

本発明は、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、光に関する素子を２次元マトリックス状に配列して構成された光マトリックスデバイスの製造方法であって、絶縁性の多孔質基板の面上に、第１導電体により第１配線を形成する第１配線形成ステップと、前記第１導電体よりも流動性が高い第２導電体を、前記多孔質基板の第１配線が形成されている面の反対側から注入し、前記多孔質基板の内部に前記第１配線と接続する内部配線を形成する内部配線形成ステップと、前記第１導電体により、多孔質基板の第１配線が形成されている面の反対側の面上に第２配線を形成する第２配線形成ステップとを備え、前記多孔質基板の両面に配線を形成することを特徴とする。

上記構成によれば、多孔質基板の両面に配線を形成することができる。さらには、多孔質基板の面上に配線を形成する第１導電体より流動性が高い第２導電体を多孔質基板に注入することで、多孔質基板に貫通孔を形成することなく多孔質基板内に片面からもう一方の片面へ導通する内部配線を形成することができる。また、多孔質基板は内部に空孔を備えるので、誘電率の低い絶縁体として第１配線と第２配線との絶縁性を保つことができ、寄生容量を低減することができる。これより、リフレッシュレートを向上しつつ、ノイズの低減した光マトリックスデバイスを製造することができる。

請求項２に記載の発明は、光に関する素子を２次元マトリックス状に配列して構成された光マトリックスデバイスの製造方法であって、絶縁性の多孔質基板に貫通孔をレーザーにて形成する貫通孔形成ステップと、前記貫通孔に、導電体を充填する内部配線形成ステップと、前記多孔質基板の面上に、前記導電体により前記内部配線と接続する第１配線を形成する第１配線形成ステップと、前記導電体により、前記多孔質基板の第１配線が形成されている面の反対側の面上に第２配線を形成する第２配線形成ステップとを備え、前記多孔質基板の両面に配線を形成することを特徴とする。

上記構成によれば、多孔質基板の両面に配線を形成することができる。多孔質基板に貫通孔を形成するので、多孔質基板内に片面からもう一方の片面へ導通する内部配線を形成することができる。この際、多孔質基板の両面に形成された配線と内部配線とで、同じ導電体を採用することができる。また、多孔質基板は内部に空孔を備えるので、誘電率の低い絶縁体として第１配線と第２配線との絶縁性を保つことができ、寄生容量を低減することができる。これより、リフレッシュレートを向上しつつ、ノイズの低減した光マトリックスデバイスを製造することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、前記多孔質基板に絶縁体を注入して前記多孔質基板の絶縁性を上げる絶縁性強化ステップを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、多孔質基板に絶縁体を注入することもできるので、多孔質基板の所望する領域において局所的に絶縁性を上げることができる。これより、局所的に放電しやすい部分での放電を防止することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、前記内部配線および前記第２配線と接続する能動素子を形成する能動素子形成ステップを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、能動素子を形成することでアクティブマトリックス基板を備えた光マトリックスデバイスを製造することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、前記第１配線、または、前記第２配線、または、前記内部配線の少なくとも１つは印刷法により形成されることを特徴とする。

上記構成によれば、印刷法を用いるので、インク状の導電体により配線を形成することができる。また、インクが多孔質基板の一部に入り込んで固着するので、インク流れを防止することもできる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、前記印刷法はインクジェット法であることを特徴とする。

上記構成によれば、インクジェット法により局所的な配線を描画形成することができる。

請求項７に記載の発明は、光に関する素子を２次元マトリックス状に配列して構成された光マトリックスデバイスであって、絶縁性の多孔質基板の面上に形成された第１配線と、前記第１配線の形成された前記多孔質基板の面と反対側の面上に形成された第２配線と、前記多孔質基板の内部に形成されるとともに前記第１配線と接続する内部配線とを備え、前記多孔質基板の両面に配線を形成することを特徴とする。

上記構成によれば、多孔質基板の両面に配線を形成することができる。さらには、多孔質基板内に片面からもう一方の片面へ導通する内部配線を形成することができる。また、多孔質基板は内部に空孔を備えるので、誘電率の低い絶縁体として第１配線と第２配線との絶縁性を保つことができ、寄生容量を低減することができる。これより、リフレッシュレートを向上しつつ、ノイズの低減することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記内部配線および前記第２配線と接続された能動素子を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、能動素子を備えることでアクティブマトリックス基板を光マトリックデバイスに備えることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記能動素子は薄膜トラジスタであることを特徴とする。

上記構成によれば、能動素子を薄膜トラジスタとすることでスイッチング作用を行うことができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記第１配線はデータ線であり、前記第２配線はゲート線であり、前記多孔質基板と前記データ線と前記ゲート線と前記薄膜トランジスタとでアクティブマトリックス基板を形成することを特徴とする。

上記構成によれば、データ線とゲート線との寄生容量を低減し、ノイズの発生を抑制したアクティブマトリックス基板を光マトリックスデバイスに備えることができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項７から１０いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記多孔質基板が有機多孔質基板であることを特徴とする。

上記構成によれば、多孔質基板を有機多孔質基板とすることで、多孔質基板の空孔率の選択幅を広くすることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項７から１０いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記多孔質基板が無機多孔質基板であることを特徴とする光マトリックスデバイス。

上記構成によれば、多孔質基板を無機多孔質基板とすることで、熱膨張率の低い多孔質基板を備えることができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記無機多孔質基板が繊維状無機物の集合体であることを特徴とする。

上記構成によれば、無機多孔質基板を繊維状無機物の集合体とすることで粉塵の発生を抑制した無機多孔質基板を備えることができる。

請求項１４に記載の発明は、請求項７から１３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記光マトリックスデバイスが光検出器であることを特徴とする。

上記構成によれば、リフレッシュレートが向上し、ノイズの低減された光検出器を製作することができる。

請求項１５に記載の発明は、請求項７から１３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、前記光マトリックスデバイスが画像表示装置であることを特徴とする。

上記構成によれば、リフレッシュレートが向上し、ノイズの低減された画像表示装置を製作することができる。

この発明に係る光マトリックスデバイスの製造方法および光マトリックスデバイスによれば、上下配線の交差部における寄生容量を低減しつつ、ノイズの影響を低減した光マトリックスデバイスの製造方法および光マトリックスデバイスを提供することができる。

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は、実施例に係るＸ線平面検出器の平面視した等価回路であり、図２は、実施例に係るＸ線平面検出器のＸ線検出部の側面視した等価回路であり、図３は、実施例に係るＸ線平面検出器を製作するフローチャート図である。本実施例では、光マトリックスデバイスとしてＸ線平面検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明する。

＜Ｘ線平面検出器＞
図１に示すように、Ｘ線平面検出器１の回路構成は、Ｘ線を電荷信号に変換するＸ線変換層としての半導体層２と、半導体層２にて生成された電荷信号を蓄積するキャリア蓄積用３と、キャリア蓄積用コンデンサ３とデータ線４との間でゲート電圧信号によりスイッチング作用をする薄膜トランジスタ５と、薄膜トランジスタ５へゲート線６を介してゲート電圧信号を送るゲート駆動回路７と、データ線４へ読み込まれた電荷信号を電圧信号へ変換する電荷電圧変換アレイ８と、電荷電圧変換アレイ８から出力される電圧信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ９とを備える。Ｘ線平面検出器１は本発明における光マトリックスデバイスに相当する。

また、Ｘ線検出素子ＤＵは、図２に示すように、半導体層２と薄膜トランジスタ５を構成するゲート線６、絶縁膜１２、ゲートチャンネル１３、ドレイン電極１４、キャリア収集電極１５とを備える。絶縁性の多孔質基板１０のＸ線入射側にゲート線６とグランド線（ＧＮＤ線）１１とが積層され、絶縁膜１２を挟んでさらにゲートチャンネル１３が積層される。ゲートチャンネル１３の両端には、それぞれドレイン電極１４とキャリア収集電極１５が一部重なって積層される。ゲートチャンネル１３の片端に重なるキャリア収集電極１５の一部はソース電極も兼ねている。ここで、多孔質基板１０の放射線入射側を表面、多孔質基板１０の放射線入射側の反対側を裏面とする。Ｘ線検出素子ＤＵは、本発明における光に関する素子に相当し、データ線４は本発明における第１配線に相当し、ゲート線６は本発明における第２配線に相当する。

多孔質基板１０には、多孔質基板１０の中を通電するための貫通配線１６があり、多孔質基板１０の表面には、貫通配線１６とドレイン電極１４とが接続される。多孔質基板１０の裏面には、データ線４が積層され、このデータ線４と貫通配線１６とが接続される。つまり、多孔質基板１０を挟んで、ゲート線６およびデータ線４と２種類の配線がされる。貫通配線１６は本発明における内部配線に相当する。

多孔質基板１０は、有機多孔質膜または無機多孔質膜のどちらを採用してもよい。有機多孔質膜として、ポリイミドを用いた多孔質フィルムがある。無機多孔質膜としてはガラス繊維やセラミック繊維の集合体を用いたものがある。有機多孔質膜であれば、多孔質基板１０の空孔率の選択幅を広くすることができる。無機多孔質膜であれば、熱膨張率の低い多孔質基板とすることができる。無機多孔質膜として、繊維状無機物の集合体のものを採用すれば、無機多孔質膜から粉塵の発生を抑制することができる。また、無機多孔質膜として、無機粒状物質の集合体のものを採用してもよい。多孔質基板１０の表面にフッ素プラズマ処理や撥水液の塗布により、撥水性を制御して、面上に塗布されるインクの濡れ性を調節してもよい。多孔質基板１０の厚みは１０μｍ〜５００μｍ程度が好ましい。また、多孔質基板１０は有機、無機を問わず耐熱性の優れたものが好ましく、具体的には１５０℃以上の耐熱性が必要である。

キャリア収集電極１５の上には画素電極１７が積層され、画素電極１７の上にはさらに、半導体層２が積層される。また、絶縁膜１８が多孔質基板１０、絶縁膜１２、ゲートチャンネル１３、ドレイン電極１４、画素電極１５上に積層され、絶縁膜１９が画素電極１７の周囲に積層される。半導体層２の上には共通電極２０が積層される。

このように、Ｘ線平面検出器１には、薄膜トランジスタ５を縦・横式２次元マトリクス状に多数個配列して形成されたアクティブマトリックス基板に半導体層２を積層したＸ線検出部ＤＸを備えている。図１においては、説明を簡略化するために薄膜トランジスタ５が縦・横に３個×３個配置されているが、実際は例えば、1024個×1024個ほど配置されている。

また、放射線検出素子ＤＵの特定は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿って各検出素子ＤＵへ順番に割り付けられているアドレスに基づいて行われるので、信号取り出し用の走査信号は、それぞれＸ方向アドレスまたはＹ方向アドレスを指定する信号となる。

Ｙ方向の走査信号に従ってゲート駆動回路７からＸ方向のゲート線６に対し取り出し用の電圧が印加されるのに伴い、各Ｘ線検出素子ＤＵが行単位で選択される。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレクサ９が切替えられることにより、選択された行の検出素子ＤＵのキャリア蓄積用コンデンサ３に蓄積された電荷が、電荷電圧変換アレイ８およびマルチプレクサ９を順に経て外部に送り出されることになる。

共通電極２０にバイアス電圧を印加した状態で、ゲート線６の電圧を印加（または０Ｖに）することで薄膜トランジスタのゲートがＯＮされて、キャリア収集電極１５は、検出面側で入射したＸ線から半導体層２を介して変換されたキャリア（電荷信号）を、薄膜トランジスタ５のソースＳとドレインＤとを介してデータ線４に読み出す。なお、薄膜トランジスタ５がＯＮされるまでは、キャリアはキャリア蓄積用コンデンサ３で暫定的に蓄積されて記憶される。各データ線４に読み出された電荷信号を電荷電圧変換アレイ８で電圧信号へ変換して、マルチプレクサ９で１つの電圧信号にまとめて出力する。出力された電圧信号をＡ／Ｄ変換器（図示省力）でデジタル化してＸ線検出信号として出力する。

次に、実施例１におけるＸ線平面検出器１の製造方法について、図３〜図１４を参照して説明する。図３は、実施例に係るＸ線平面検出器１の製造工程の流れを示すフローチャートであり、図４（ａ）〜図１２（ａ）は、実施例に係るＸ線平面検出器１の製造工程を示す概略平面図であり、図４（ｂ）〜図１２（ｂ）は、図４（ａ）〜図１２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、図４（ｃ）〜図１２（ｃ）は、図４（ａ）〜図１２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図であり、図１３、および、図１４は、実施例に係るＸ線平面検出器１の製造工程を示す概略縦断面図である。

（ステップＳ１）データ線形成
まず、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔質基板１０の裏面に第１導電性インクを用いて印刷法によりデータ線４を積層形成する。第１導電性インクの粘度は、例えば、１００ｍＰａ・ｓ以上である。第１導電性インクは、本発明における第１導電体に相当する。また、ステップＳ１は、本発明における第１配線形成ステップに相当する。

（ステップＳ２）貫通配線形成
次に、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔質基板１０の表面から裏面に向けて所定の位置に貫通配線１６を形成する。第１導電性インクよりも流動性の高い第２導電性インクをインクジェット法により流し込み、熱硬化することで形成する。また、先にデータ線４を形成することで、第２導電性インクが多孔質基板１０から抜け落ちるのを防ぐことできる。第２導電性インクの粘度は、例えば、１０ｍＰａ・ｓ以下である。第２導電性インクは、本発明における第２導電体に相当する。また、ステップＳ２は、本発明における内部配線形成ステップに相当する。

（ステップＳ３）ゲート線・グランド線形成
次に、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔質基板１０の表面にゲート線６およびグランド線（ＧＮＤ線）１１を積層形成する。これより、ゲート線６およびグランド線１１とデータ線４とは、多孔質基板１０を挟んで交差する。ステップＳ３は、本発明における第２配線形成ステップに相当する。

（ステップＳ４）絶縁膜形成
次に、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ゲート線６の一部およびグランド線１１の一部を覆うように多孔質基板１０上に絶縁膜１２を積層形成する。

（ステップＳ５）ゲートチャンネル形成
そして、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、絶縁膜１２を挟んでゲート線６の所定の対向位置に半導体膜を積層することでゲートチャンネル１３を形成する。

（ステップＳ６）ドレイン電極・キャリア収集電極形成
図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、ゲートチャンネル１３を挟んで、ドレイン電極１４およびキャリア収集電極１５を絶縁膜１２上に積層形成する。ドレイン電極１４は貫通配線１６上およびゲートチャンネル１３の片端の一部と重なって積層する。キャリア収集電極１５は絶縁膜１２を挟んでグランド線１１に対向するように、ゲートチャンネル１３の片端の一部と重なって積層形成する。なお、ゲートチャンネル１３に対向したゲート線６の一部分と、ドレイン電極１４のゲートチャンネル１３側の部分と、ゲートチャンネル１３と、キャリア収集電極１５のゲートチャンネル１３側の部分と、ゲート線６／ドレイン電極１４・ゲートチャンネル１３・キャリア収集電極１５間に介在する絶縁膜１２とで、薄膜トランジスタ５を構成する。また、キャリア収集電極１５／グランド線１１間に介在する絶縁膜９とで、キャリア蓄積用コンデンサ３を構成する。これより、アクティブマトリックス基板が形成される。ステップＳ５およびステップＳ６は本発明における能動素子形成ステップに相当する。

（ステップＳ７）絶縁膜形成
図１０（ａ）〜（ｃ）に示されるように、キャリア収集電極１５、ドレイン電極１４およびゲートチャンネル１３とともに、絶縁膜１２上に絶縁膜１８を積層形成する。この後積層する画素電極１７と接続するためにキャリア収集電極１５上には絶縁膜１８を積層形成しない部分があり、キャリア収集電極１５の周囲を絶縁膜１８で積層形成する。すなわち、キャリア収集電極１５の一部分を開口するように絶縁膜１８を積層形成する。

（ステップＳ８）画素電極形成
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、キャリア収集電極１５および絶縁膜１８上に画素電極１７を積層形成する。

（ステップＳ９）絶縁膜形成
図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、画素電極１７および絶縁膜１８上に絶縁膜１９を積層形成する。この後、積層する半導体層２によって生成されたキャリアを画素電極１７に収集するために、半導体層２に直接に接触すべく画素電極１７の大部分には絶縁膜１９を積層形成せずに、画素電極１７の周囲のみを絶縁膜１９で積層形成する。すなわち、画素電極１７の大部分を開口するように絶縁膜１９を積層形成する。

（ステップＳ１０）半導体層形成
図１３に示すように、画素電極１７および絶縁膜１９上に半導体層２を積層形成する。本実施例の場合、半導体層２としてａ−Ｓｅを積層するので蒸着法を用いる。半導体層２にどのような半導体を採用するかで積層方法を変えてもよい。

（ステップＳ１１）共通電極形成
図１４に示すように、共通電極２０を半導体層２上に積層形成する。この後さらに、パッシベーション膜を共通電極２０に積層形成する。また、多孔質基板１０の裏面およびデータ線４上にもパッシベーション膜を形成する。またパッシベーション膜の代わりに保護フィルムを貼着してもよい。これらにより、耐環境性が向上する。以上で、キャリア収集電極１５、キャリア蓄積用コンデンサ３、薄膜トランジスタ５、データ線４、および、ゲート線６で構成されたＸ線平面検出器の一連の製造を終了する。

これら光マトリックスデバイスの積層パターンの形成については、印刷塗布製膜を用いて積層形成するのが好ましい。印刷法であれば、大気中で簡易にかつ薄く積層形成することができる。印刷法は、グラビア印刷やナノインプリントなどの転写法でもよいが、インクジェット法が最も好ましい。インクジェット法でナノサイズ（１０^−９ｍ程度）からなる導電性金属インクを吹き付けてゲート線６、グランド線１１、データ線４、キャリア収集電極１５あるいは共通電極２０を形成することが可能である。また、インクの硬化方法はレーザーもしくは赤外線等による熱硬化が好ましい。熱硬化の工程は、各レイヤーの印刷塗布毎に実施してもよいし、複数のレイヤーを印刷塗布した後にまとめて実施するのでもよい。

また、印刷法以外にも、蒸着法、スピンコート法、ディップコート法、電界メッキ法、スパッタリング法、フォトリソグラフィ法によるパターン技術を併用して積層形成してもよい。絶縁膜や半導体層２を基板全体に一様に積層形成する際に有効である。さらには、これらのパターン技術とインクジェット法を組み合せて積層形成してもよい。

データ線４、ゲート線６、グランド線１１、キャリア収集電極１５、貫通配線１６および共通電極２０を形成する導電体は、銀、金、銅等の金属をペースト状にした金属インクであってもよいし、ＩＴＯインクや、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などに代表される高導電性の有機物インクを印刷することで形成してもよい。

ゲートチャンネル１３を形成する半導体については、ペンタセンなどの有機物からなる有機半導体であってもよいし、低温ポリシリコンあるいは酸化亜鉛（ＺｎＯ）に代表される酸化物半導体などの無機半導体であってもよい。

半導体層２を形成する半導体についても、上述したアモルファスセレン以外にも放射線の入射によりキャリアが生成される放射線感応型の物質、あるいは光の入射によりキャリアが生成される光感応型の物質であれば、有機半導体であってもよい。

絶縁膜１２、１８、１９を形成する絶縁体については、ポリイミドまたはアクリルなどの有機絶縁体がある。これらの有機絶縁体を有機溶媒に希釈することで印刷法でも積層形成することができる。

このように、キャリア収集電極１５、キャリア蓄積用コンデンサ３、薄膜トランジスタ５、データ線４、およびゲート線６から構成される積層パターンについて、積層パターンの全てを有機物または無機物で形成してもよいし、積層パターンのすくなくとも一部を有機物で積層形成してもよい。

以上の様にして、多孔質基板１０の両面に配線を形成したＸ線平面検出器１を製造することができる。さらには、多孔質基板１０内の空孔を導通する貫通配線１６を、多孔質基板１０の片面からもう一方の片面へ形成することができる。また、多孔質基板１０の両面に形成された配線間は、多孔質基板１０を挟んでいるので絶縁性が保たれ、多孔質基板１０内には空孔があるので、従来の絶縁膜と比較して誘電率が低下する。これより、多孔質基板１０の両面に形成された配線の交差部において、寄生容量を低下することができる。これより、リフレッシュレートを向上しつつ、ノイズの発生を抑制したＸ線平面検出器１の製造をすることができる。

また、多孔質基板１０上に空孔が多くあいていることから、印刷塗布インクの多孔質基板１０への固着の安定性がよい。つまり、空孔に印刷塗布インクの一部が入り込むので、インク流れが発生しない。また、流動性の高い印刷塗布インクを使用すれば、多孔質基板１０に浸透することもできるので、多孔質基板１０の内部に貫通配線を形成することもできる。これより、アクティブマトリックスの描画性能を向上することができ、微細な配線を描画することができる。さらには、多孔質基板１０の空孔率を調節することで、多孔質基板１０の印刷塗布インクに対する撥水性を適度に制御することができるので、印刷塗布インクが適切に多孔質基板に固着することができる。空孔率の値は、３０％〜８０％程度であることが望ましい。

また、実施例１のＸ線平面検出器１の製造方法によれば、絶縁性基板である多孔質基板１０に貫通孔をあけることなく多孔質基板１０の内部に貫通配線１６を形成することができる。これより、多孔質基板１０に貫通孔形成による割れが生じるおそれも無い。

次に、実施例２におけるＸ線平面検出器１の製造方法について、図１５〜図１８を参照して説明する。図１５は、実施例２に係るＸ線平面検出器１の製造工程の流れを示すフローチャートであり、図１６（ａ）〜図１８（ａ）は、実施例２に係るＸ線平面検出器１の製造工程を示す概略平面図であり、図１６（ｂ）〜図１８（ｂ）は、図１６（ａ）〜図１８（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、図１６（ｃ）〜図１８（ｃ）は、図１６（ａ）〜図１８（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。実施例１とは異なる製法ステップを以下に説明する。

（ステップＳ１）貫通孔形成
図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔質基板１０の所定の位置に貫通孔２１を形成する。貫通孔２１の形成は、例えば、レーザー光により形成することができる。ステップＳ１は、本発明における貫通孔形成ステップに相当する。

（ステップＳ２）貫通配線形成
図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔質基板１０に形成された貫通孔２１に導電性インクを充填することで、貫通配線２２を形成する。導電性インクは本発明における導電体に相当する。また、ステップＳ２は本発明における内部配線形成ステップに相当する。

（ステップＳ３）データ線形成
図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように、多孔質基板１０の裏面の所定の位置にデータ線４を貫通配線２２と接続して形成する。ステップＳ３は本発明における第１配線形成ステップに相当する。

（ステップＳ４）〜（ステップＳ１２）
ゲート線・グランド線形成以降のＸ線平面検出器１の製造方法は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

実施例２の方法によれば、多孔質膜１０として、レーザーやフォトリソグラフィにより、機械的、化学的に穿孔されものでも採用することができる。また、従来のガラス基板ではレーザーにより貫通孔を形成すると、ガラス基板に割れが生じるので、ガラス基板での両面配線は困難であった。実施例２のように多孔質基板を採用することで、貫通孔を形成しても割れが生じないので、両面配線をすることができる。さらには、両面の配線の接合のために貫通孔を形成するので、両面の配線と同じ導電性インクを用いて貫通配線２２を形成することができる。

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。

（１）上述した実施例では、多孔質基板１０に第２導電性インクをインクジェット法により流し込み、熱硬化することで多孔質基板１０の内部に内部配線を形成していたが、第２導電性インクの代わりに絶縁体インクを流し込み、熱硬化することで局所的に多孔質基板１０の絶縁性を上げることもできる。これより、多孔質基板１０の内部で放電が生じるのを防ぐことができる。

（２）上述した実施例では、アクティブマトリックス基板の能動素子として薄膜トランジスタ５を用いたが、これに限らずダイオードを能動素子とした光マトリックスデバイスでもよい。

（３）上述した実施例では、光に関する素子として薄膜トランジスタとコンデンサからなるＸ線検出素子ＤＵであったが、フォトダイオードなどの受光素子でもよい。フォトダイオードを備える光検出器においても、寄生容量およびノイズを低減することができる。また、これに限らず、有機ＥＬなどの発光素子または液晶層などを備えた画像表示装置においても、ゲート線とデータ線とを多孔質基板を挟んでマトリックス基板を形成することで、寄生容量を低減することができる。

（４）上述した実施例では、ボトムゲート型の薄膜トランジスタを備えた光マトリックスデバイスであったが、トップゲート型の薄膜トランジスタを備えた光マトリックスデバイスであってもよい。図２に示すように、薄膜トランジスタのゲート（ゲート線６）を薄膜トランジスタのソース（キャリア収集電極１５）・ドレイン（ドレイン電極１４）よりも多孔質基板１０側に形成したが、薄膜トランジスタのソース・ドレインを薄膜トランジスタのゲートよりも多孔質基板１０側に形成してもよい。このような設計に応じて各電極等の形成位置を適宜変更すればよい。

（５）上述した実施例では、データ線４を第１配線、ゲート線６を第２配線としたが、これは上述したボトムゲート型の光マトリックスデバイスにおける設定である。よって、トップゲート型の光マトリックスデバイスであれば、ゲート線およびデータ線は第１配線でも、第２配線でもどちらでもよい。このようにゲート線、データ線が第１配線、第２配線のどれに設定するかは適宜設計すればよい。

（６）上述した実施例では、能動素子を備えたアクティブマトリックス基板を備えた光マトリックスデバイスであったが、能動素子を備えないパッシブマトリックス基板を備えた光マトリックスデバイスでもよい。この場合においても、多孔質基板１０を挟んで配線することで寄生容量を低減することができ、ノイズの発生を抑制することができる。

実施例１に係るＸ線平面検出器を正面視した等価回路である。 実施例１に係るＸ線平面検出器のＸ線検出部を側面視した等価回路である。 実施例１に係るＸ線平面検出器の製造の流れを示すフローチャート図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的縦断面図である。 実施例１に係るＸ線平面型検出器の模式的縦断面図である。 実施例２に係るＸ線平面検出器の製造の流れを示すフローチャート図である。 実施例２に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例２に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。 実施例２に係るＸ線平面型検出器の模式的正面図および縦断面図である。

符号の説明

１ … Ｘ線平面検出器
２ … Ｘ線変換層
３ … キャリア蓄積用コンデンサ
４ … データ線
５ … 薄膜トランジスタ
６ … ゲート線
７ … ゲート駆動回路
１０ … 多孔質基板
１１ … グランド線
１２ … 絶縁膜
１３ … ゲートチャンネル
１４ … ドレイン電極
１５ … キャリア収集電極
１６ … 貫通配線
１７ … 画素電極

Claims (15)

1. 光に関する素子を２次元マトリックス状に配列して構成された光マトリックスデバイスの製造方法であって、
   絶縁性の多孔質基板の面上に、第１導電体により第１配線を形成する第１配線形成ステップと、
   前記第１導電体よりも流動性が高い第２導電体を、前記多孔質基板の第１配線が形成されている面の反対側から注入し、前記多孔質基板の内部に前記第１配線と接続する内部配線を形成する内部配線形成ステップと、
   前記第１導電体により、多孔質基板の第１配線が形成されている面の反対側の面上に第２配線を形成する第２配線形成ステップとを備え、
   前記多孔質基板の両面に配線を形成することを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
2. 光に関する素子を２次元マトリックス状に配列して構成された光マトリックスデバイスの製造方法であって、
   絶縁性の多孔質基板に貫通孔をレーザーにて形成する貫通孔形成ステップと、
   前記貫通孔に、導電体を充填する内部配線形成ステップと、
   前記多孔質基板の面上に、前記導電体により前記内部配線と接続する第１配線を形成する第１配線形成ステップと、
   前記導電体により、前記多孔質基板の第１配線が形成されている面の反対側の面上に第２配線を形成する第２配線形成ステップとを備え、
   前記多孔質基板の両面に配線を形成することを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
3. 請求項１または２に記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
   前記多孔質基板に絶縁体を注入して前記多孔質基板の絶縁性を上げる絶縁性強化ステップを
   備えたことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
4. 請求項１から３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
   前記内部配線および前記第２配線と接続する能動素子を形成する能動素子形成ステップを
   備えたことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
5. 請求項１から４いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
   前記第１配線、または、前記第２配線、または、前記内部配線の少なくとも１つは印刷法により形成される
   ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
6. 請求項５に記載の光マトリックスデバイスの製造方法において、
   前記印刷法はインクジェット法である
   ことを特徴とする光マトリックスデバイスの製造方法。
7. 光に関する素子を２次元マトリックス状に配列して構成された光マトリックスデバイスであって、
   絶縁性の多孔質基板の面上に形成された第１配線と、
   前記第１配線の形成された前記多孔質基板の面と反対側の面上に形成された第２配線と、
   前記多孔質基板の内部に形成されるとともに前記第１配線と接続する内部配線とを備え、
   前記多孔質基板の両面に配線を形成することを特徴とする光マトリックスデバイス。
8. 請求項７に記載の光マトリックスデバイスにおいて、
   前記内部配線および前記第２配線と接続する能動素子を備えた
   ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
9. 請求項８に記載の光マトリックスデバイスにおいて、
   前記能動素子は薄膜トラジスタである
   ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
10. 請求項９に記載の光マトリックスデバイスにおいて、
    前記第１配線はデータ線であり、前記第２配線はゲート線であり、前記多孔質基板と前記データ線と前記ゲート線と前記薄膜トランジスタとでアクティブマトリックス基板を形成する
    ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
11. 請求項７から１０いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、
    前記多孔質基板が有機多孔質基板である
    ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
12. 請求項７から１０いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、
    前記多孔質基板が無機多孔質基板である
    ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
13. 請求項１２に記載の光マトリックスデバイスにおいて、
    前記無機多孔質基板が繊維状無機物の集合体である
    ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
14. 請求項７から１３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、
    前記光マトリックスデバイスが光検出器である
    ことを特徴とする光マトリックスデバイス。
15. 請求項７から１３いずれか１つに記載の光マトリックスデバイスにおいて、
    前記光マトリックスデバイスが画像表示装置である
    ことを特徴とする光マトリックスデバイス。

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