DE3503048C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine zweidimensionale Bildlese­ vorrichtung, insbesondere eine Festkörper-Abbildeein­ heit, die ohne mechanische oder optische Abtasteinrich­ tung ein Bild auf einer Vorlage erkennt, die unmit­ telbar auf der Abbildeeinheit liegt.
Eine Bildlesevorrichtung wird z. B. für eine Faksimile- Einrichtung oder einen intelligenten Kopierer benutzt. Bei der bekannten Bildlesevorrichtung wird die Doku­ mentvorlage nach dem sogenannten Schlitzabtastverfahren gelesen, bei dem die Dokumentvorlage in einem Schlitz belichtet wird, der über die gesamte Dokumentvorlage optisch oder mechanisch abgetastet wird. Das Schlitz­ bild, das im allgemeinen mit Hilfe eines geeigneten optischen Linsensystems auf kleinere Größe reduziert wird, wird von der Festkörper-Abbildeeinheit erkannt und gelesen, die in eindimensionaler Anordnung so ge­ staltet ist, daß mehrere Abbildeelemente, z. B. vom CCDs- oder MOS-Typ geradeausgerichtet sind.
Eine typische bekannte Festkörper-Abbildeeinheit ist etwa 30 mm lang und deshalb muß ein verhältnismäßig langer optischer Weg zwischen dem Vorlagedokument, bei dem das Schlitzbild hergestellt wird und der Abbildeeinheit, bei der das Schlitzbild reproduziert wird, vorgesehen werden. Daher war es schwierig, eine Bildlesevorrichtung gedrungener, kompakter Größe herzustellen. Außerdem war bei einer solchen bekannten Bildlesevorrichtung die Justierung des optischen Systems, z. B. die Fokuseinstellung, sehr schwierig und verlangte große Erfahrung. Ferner entstanden viele andere Probleme, z. B. ungenügende Lichtintensität in den Randzonen und problematische Bildzerlegbarkeit.
Zur Überwindung der beschriebenen Probleme wurde eine Bildlesevorrichtung des Kontakttyps vorgeschlagen. Bei dieser Vorrichtung wird ein eindimensionaler Festkör­ per-Bildsensor verwendet, der ohne Bildverkleinerung mittels einer Faserlinsengruppe, die sich zwischen der Dokumentvorlage, an der das Schlitzbild erzeugt wird und der Abbildeeinheit erstreckt, ein Schlitzbild di­ rekt erkennen und lesen kann. Infolge des Kontakttyps der Bildlesevorrichtung wird jedoch eine verhältnismä­ ßig große fotoelektrische Umsetzervorrichtung benötigt, die die gleichmäßige Ausbildung einer fotoleitfähigen Schicht auf einem verhältnismäßig großen Bereich ver­ langt. Bisher wird vorgeschlagen, zur Bildung einer eindimensionalen Festkörper-Abbildeeinheit des Kontakt­ typs eine CdS-CdSe-Schicht, eine amorphe Se-As-Te- Schicht oder amorphe Si-Schicht zu verwenden. In jedem Falle ist es zur Anwendung dieser Schichten bei einer Bildlesevorrichtung notwendig, eine Anordnung zur Ab­ tastung der Dokumentvorlage oder zur Abtastung des op­ tischen Linsensystems gemeinsam mit der Abbildeeinheit über die Dokumentvorlage vorzusehen, wodurch der Aufbau sperrig und kompliziert wird.
Bei einer aus der JP-OS 58-79 56 bekannten Bildleseein­ heit ist eine Halbleiterschicht aus fotoelektrischem Material mit einer ersten und einer zweiten Fläche vor­ gesehen, wobei auf der ersten Fläche der Halbleiter­ schicht eine erste Elektrode und auf der zweiten Fläche der Halbleiterschicht mehrere, zueinander parallel an­ geordnete zweite Elektroden, die die erste Elektrode kreuzen, angeordnet sind. Die erste Elektrode oder die zweiten Elektroden bestehen aus transparentem Material. Diese Bildleseeinheit ist ein eindimensionaler Festkör­ per-Bildsensor. Ein derartiger eindimensionaler Bild­ sensor erfordert, eine Einrichtung zur Abtastung der Dokumentvorlage vorzusehen, die einen hohen Platzbedarf hat und mechanisch aufwendig ist. Ferner ist das Signal/Rausch-Verhältnis und die Empfindlichkeit der­ artiger Bildsensoren nicht zufriedenstellend.
Die JP-OS 57-1 97 853 beschreibt eine Dünnfilm-Diode mit p-i-n-Struktur, jedoch nicht, daß die p- und n-Schicht die jeweiligen Elektroden in die i-Schicht einbetten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildle­ seeinheit zu schaffen, die keine mechanische oder opti­ sche Abtasteinrichtung benötigt und deren Signal/Rausch- Verhältnis und Empfindlichkeit verbessert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Hauptanspruchs.
Die Erfindung schafft eine verbesserte Bildlesevorrich­ tung mit einer zweidimensionalen Festkörper-Abbildeein­ heit, die das Vorlagebild ohne mechanische oder opti­ sche Abtasteinrichtung erkennen und lesen kann.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung der p-i-n- Schicht besteht darin, daß ein unerwünschter Leckstrom zwischen benachbarten Fotozellen unterbunden wird, wo­ durch der Signal/Rausch-Abstand und die Empfindlichkeit der Fotozellen verbessert wird.
Die zweidimensionale Bildleseeinheit weist eine Schicht aus fotoelektrischem Material mit entgegengesetzten Flächen, mehrere zueinander parallele transparente Elektroden auf der einen Schichtfläche und mehrere opa­ ke Elektroden auf der anderen Schichtfläche auf, wobei die opaken Elektroden und die transparenten Elektroden sich kreuzen. An jeder Kreuzungsstelle der transparen­ ten und der opaken Elektroden befindet sich eine Foto­ zelle.
Diese und andere Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden unter Bezug auf die bevorzugte Ausführungsformen darstellenden Zeichnungen nachfolgend beschrieben, wo­ bei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen aufweisen. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der Struktur des fotoelektrischen Materials einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit für eine Bildlesevorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2a einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 2b eine Draufsicht auf die zweidimensionale Festkörper-Bildleseeinheit nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltschema zur Veranschaulichung eines Antriebskreises zum Antrieb der Fotozellen einer zwei­ dimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit nach Fig. 1,
Fig. 4, 5, 6 und 7 graphische Darstellungen ver­ schiedener Betriebscharakteristika der zweidimensiona­ len Festkörper-Bildleseeinheit,
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Systems, bei dem die zweidimensionale Festkörper-Bildleseeinheit an verschiedene Vorrichtungen angeschlossen ist,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine andere, von der Anordnung nach Fig. 2a abweichende Ausführungsform einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit und
Fig. 10 und 11 Schaltbilder, die eine Operation zum Antrieb jeder Fotozelle zeigen.
Fig. 1, 2a und 2b zeigen Teilansichten einer zweidi­ mensionalen Festkörper-Bildleseeinheit in vergrößertem Maßstab. Die zweidimensionale Festkörper-Bildleseein­ heit besteht aus einem Substrat 1 aus elektrisch iso­ lierendem Material, mehreren mit vorgegebenen Abständen parallel zueinander angeordneten Streifenelektroden 2, einer Halbleiterschicht 3 und mehreren Streifenelektro­ den 4, die mit vorgegebenen Abständen parallel zueinan­ der verlaufen. Streifenelektroden 2, die als X-Elektro­ den bezeichnet werden und Streifenelektroden 4, die als Y-Elektroden bezeichnet werden, sind auf den entgegen­ gesetzten Flächen der Halbleiterschicht 3 angeordnet und sie verlaufen senkrecht zueinander. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halbleiterschicht 3 aus fotoelektrischem Material, z. B. einem hydrierten amorphen Silicium mit PIN-Struktur. An jedem Kreuzungs­ punkt von X-Elektrode und Y-Elektrode wird eine Foto­ zelle definiert.
Wenn es sich um eine Bildleseeinheit handelt, die ein Bild auf der Oberfläche der mit Streifenelektroden 2 ausgestatteten Halbleiterschicht 3 empfängt, müssen das Substrat 1 und die Streifenelektroden 2 aus transparen­ ten Materialien und die Streifenelektroden 4 aus nicht transparentem Material hergestellt werden. Vorzugsweise besteht in diesem Falle das transparente Substrat 1 aus einer Glasplatte, während die transparenten Streifen­ elektroden 2 aus Indiumoxid (In2O3), Zinnoxid (SnO2) oder Indium-Zinnoxid (ITO) hergestellt sind. Nicht­ transparente Streifenelektroden 4 werden zweckmäßiger­ weise aus einem Film aus Al,Cr,Pt,In,In-Sn-Legierung, In-Ga-Legierung oder Ni-Cr-Legierung hergestellt.
Wenn es sich dagegen um eine Bildleseeinheit handelt, die ein Bild auf der Oberfläche der mit Streifenelek­ troden 4 ausgestatteten Halbleiterschicht 3 empfängt, müssen die Streifenelektroden 4 aus transparentem Ma­ terial und die Streifenelektroden 2 sowie das Substrat 1 aus nicht transparenten Materialien hergestellt sein. In diesem Falle ist es zweckmäßig, das nicht transpa­ rente Substrat 1 aus einer Keramikplatte zu fertigen und die nicht transparenten Elektroden 2 aus einem Film aus A1,Cr,Pt,In,In-Sn-Legierung, In-Ga-Legierung oder Ni-Cr-Legierung herzustellen. Transparente Elektroden 4 bestehen vorteilhafterweise aus Indiumoxid (In2O3), Zinnoxid (SnO2) oder Indium-Zinnoxid (ITO).
Fig. 3 zeigt eine Ersatzschaltung der Bildleseeinheit mit einem Antriebskreis zum Antrieb der Fotozellen. X-Elektroden 2 sind an Schaltelemente 5 angeschlossen. Entsprechend sind Y-Elektroden 4 an Schaltelemente 6 angeschlossen. Jedes Schaltelement wird z. B. aus einem C-MOS-Transistor gebildet, dessen Tor an ein Schiebere­ gister angeschlossen ist. Durch Steuersignale von senk­ rechten und waagerechten Abtastschaltungen 7 und 8 wird der Ein- und Aus-Betrieb jeder Fotozelle gesteuert.
Die verschiedenen Kennlinien der Fotozelle sind in den Diagrammen der Fig. 4 bis 7 dargestellt. Fig. 4 zeigt Spannung-Stromkennlinien; Fig. 5 zeigt Foto­ strom-Helligkeitsintensitätskennlinien; Fig. 6 zeigt Ein- und Aus-Ansprechzeiten bei verschiedenen Gegenvor­ spannungen und Fig. 7 zeigt Definitionen von Ansprech­ zeiten tEIN und tAUS, die in dem Diagramm der Fig. 6 benutzt werden. Aus diesen grafischen Darstellungen ist ersichtlich, daß die Fotozelle bei niedriger Spannung, z. B. unter 5 Volt arbeiten und trotzdem einen deutli­ chen Unterschied zwischen dem Strom im Dunkeln und bei Beleuchtung (statische Kennlinie), z. B. im Verhältnis 104-105 erzielen kann. Ferner ist die Ansprechzeit für den Anstieg (90%) und den Abfall (10%) sehr kurz, z. B. unter 50 Mikrosekunden.
Da die Fotozelle aus hydriertem amorphem Silicium be­ steht, ist der effektive Durchgangswiderstand der p- Schicht oder n-Schicht verhältnismäßig niedrig, wodurch sich ein unerwünschter Leckstrom zwischen benachbarten Fotozellen ergibt. Zur Verhinderung solcher Leckströme durch die Fotozellen ist es zweckmäßig, das hydrierte amorphe Silicium so zu behandeln, daß die p-Schicht und die n-Schicht durch Ätzung in ein Muster unterteilt werden, das den gleichen Aufbau wie die X- und Y-Elek­ troden aufweist. Eine solche Ätzung beeinflußt die Kennlinien der Fotozellen kaum. Die auf der licht­ empfangenden Seite angeordnete Schicht soll vorzugswei­ se sehr dünn, z. B. 5 bis 100nm sein, um Lichtintensi­ tätsverluste in der Schicht zu verhindern. Zur Unter­ bindung von Pinhole-Fehlern und zur Verhinderung jegli­ cher Stromintrusion hat die i-Schicht eine Dicke zwi­ schen 0,5 und 5 µm, vorzugsweise zwischen 1 bis 3 µm mit einem Durchgangswiderstand größer als 107 Ohm-cm, vorzugsweise 109 Ohm-cm. Verschiedene Ausführungsformen sind nachfolgend beschrieben.
Ausführungsform 1
Das Substrat 1 wird aus Pyrexglas (140×70) mit einer Dicke von 1,1 mm hergestellt. Auf das Substrat 1 wird ein dünner Aluminiumfilm 2 mit einer Dicke von etwa 200 nm aufgedampft und danach wird durch Plasma-CVD eine amorphe p-Typ Silicium-Schicht 3-1 (Fig. 2) mit einer Dicke von etwa 100 nm niedergeschlagen. Anschlie­ ßend werden mittels des bekannten fotolithografischen Verfahrens Aluminiumschicht 2 und amorphe p-Typ-Silici­ um-Schicht 3-1 gemeinsam geätzt, um mehrere parallele Streifenelektroden 2 in einer Aufteilung von vier Elek­ troden pro Millimeter zu bilden. Als Ätzmittel wird HF-HNO3-CH3COOH verwendet. Zur Ätzung kann jedes andere bekannte Verfahren, z. B. das Trockenverfahren mit Reak­ tionstyp-Ionenäzung unter Verwendung von CF4 einge­ setzt werden. Nach Bildung der Streifen wird auf diesen die i-Typ-Schicht 3-2 mit einer Dicke von etwa 1 µm gebildet und anschließend wird die amorphe n-Typ-Sili­ cium-Schicht 3-3 mit einer Dicke von 20 nm geformt, wodurch die als Fotozellen dienenden PIN-Dioden entste­ hen.
Die amorphe Silicium-Schicht wird durch folgende Schritte erzeugt: Die p-Typ-Schicht wird gebildet durch Glimmentladung von B2H6 und SiH4 mit einem Volumenver­ hältnis 1000 ppm, verdünnt mit H2 in 10%; die i-Typ- Schicht wird gebildet durch Glimmentladung von SiH4, verdünnt mit H2 in 30% und die n-Typ-Schicht wird ge­ bildet durch Glimmentladung von PH3 und SiH4 mit einem Volumenverhältnis 10 000 ppm, verdünnt mit H2. Die Kon­ ditionen zur Durchführung der Glimmentladung sind fol­ gende: Die Substrattemperatur beträgt 250°C, der Gas­ druck 0,6 mbar und die RF-Leistung beträgt 100 Watt (80 mW/cm2).
Nach Herstellung der amorphen Silicium-Schicht werden durch RF-Zerstäubung auf der Silicium-Schicht transpa­ rente elektrisch leitende Elektroden 4 aus ITO (In2O3SnO2 (5%))-Film mit einer Dicke von etwa 100 nm niedergeschlagen. Zur Bildung des Streifenmusters der Elektroden 4 dient ein Fotoresist-Muster von Streifen, die zueinander parallel, jedoch zu den Aluminium-Strei­ fenelektroden 2 diese vorzugsweise senkrecht kreuzend mit einer vorgegebenen Rate, z. B. vier Streifen pro Millimeter verlaufen. Sowohl der ITO-Film als auch die amorphe n-Typ-Silicium-Schicht werden geätzt. Man er­ hält daher eine zweidimensionale Festkörper-Bildeinheit mit 400 X-Elektroden und 520 Y-Elektroden. Wie Fig. 3 zeigt, ist jede X-Elektrode an den Antriebskreis 7 und jede Y-Elektrode an den Antriebskreis 8 angeschlossen.
Unter Verwendung der beschriebenen zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit B bei einem System, z. B. gemäß Fig. 8, wurde ein Bildlesetest durchgeführt. Ein halbtransparentes Dokument A wurde direkt auf die Bild­ leseeinheit B gelegt und durch geeignetes Licht in Richtung der Pfeile von oben belichtet. Das von der Bildleseeinheit B empfangene Signal wird zu einer Bild­ signalverarbeitungseinrichtung C und weiter zu mehreren Anzeigeeinrichtungen D, z. B. einem Sichtanzeigegerät, einem grafischen Drucker und einer Bildspeichereinrich­ tung übertragen.
Ausführungsform 2
Bei dieser Ausführungsform ist die zweidimensionale Festkörper-Bildleseeinheit entgegengesetzt zu derjeni­ gen des Ausführungsbeispiels 1 ausgebildet. Ein ITO- Film mit einer Dicke von 90 nm wird zunächst auf dem Pyrex-Glassubstrat durch RF-Zerstäubung niedergeschla­ gen. Dann wird mit Hilfe des Plasma-CVD-Verfahrens (CVD= Chemical Vapor Deposition) ein amorpher p-Typ-Si­ licium-Film von etwa 8 nm Dicke niedergeschlagen. Diese Filme werden in der vorstehend beschriebenen Weise ge­ meinsam so geätzt, daß mehrere parallele Streifenelek­ troden zu vier Streifen pro Millimeter gebildet werden. Dann werden mit Hilfe der Glimmentladungs-Zersetzungs­ technik unter Verwendung gewisser reaktiver Gase ein amorpher i-Typ-Silicium-Film von etwa 3 µm Dicke und ein amorpher n-Typ-Silicium-Film von etwa 300 nm Dicke auf den Streifenelektroden geformt. Anschließend wird durch Zerstäubung ein Aluminium-Film von etwa 200 nm Dicke auf den n-Typ-Film aufgedampft. Dann werden der Aluminium-Film und der n-Typ-Film gemeinsam so geätzt, daß mehrere parallele Streifenelektroden entstehen, die sich mit den zuerst genannten parallelen Streifenelek­ troden kreuzen. Die Bedingungen und die Schritte zur Herstellung der amorphen Silicium-Schicht sind den in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen sehr ähnlich.
Wenn die vorstehend erläuterte zweidimensionale Fest­ körper-Bildleseeinheit in der Art gemäß Fig. 3 an An­ triebsstromkreise angeschlossen und bei einem System gemäß Fig. 8 angewendet wird, wird das Bild der Vorla­ ge A sofort auf dem Sichtanzeigegerät angezeigt.
Ausführungsform 3
Bei dieser Ausführungsform werden Sperrdioden oder Dünnschichttransistoren benutzt.
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt einer zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit gemäß dieser Ausführungsform 3. Diese Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Bereich 9 einer Fotodiodengruppe, an dem das Licht ge­ richtet wird und aus einem Bereich 10 einer Sperrdio­ dengruppe, die Nebensprechströme verhindert. Fig. 10 zeigt ein Schaltschema ohne Sperrdiode. In einem sol­ chen Falle ist es möglich, daß unerwünschter Strom längs eines Stromweges Y durch die das Bildelement D11 umgebenden Fotodioden fließt. Fig. 11 zeigt ein Schaltschema einer zweidimensionalen Festkörper-Bildle­ seeinheit gemäß dieser Ausführungsform 3, bei dem jede Fotodiode D mit einer Sperrdiode Db gegenläufig in Reihe geschaltet ist. Wenn die Fotodiode D Licht empfängt, sorgt die von der Fotodiode Dp erzeugte La­ dung für umgekehrte Vorspannung an der Sperrdiode Db, wodurch der Nebensprechstrom unterdrückt und verringert wird.
Anschließend werden die Schritte zur Herstellung der zweidimensionalen Festkörper-Bildleseeinheit gemäß die­ ser Ausführungsform beschrieben.
Der Bereich 9 der Fotodiodengruppe wird mit Hilfe der im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläu­ terten Schritte auf einem Substrat 11 gebildet. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich folgende Dickenbe­ messungen: transparente ITO-Elektrode 12=150 nm; p- Typ-Schicht 13=10 nm; i-Typ-Schicht 14=1 µm und n-Typ-Schicht 15=30 nm. Auf der Fotodiodengruppe 9 ist eine Sperrdiodengruppe 10 angeordnet. Zunächst wird durch Zerstäubung auf einer Grenzebene eine Lichtab­ schirmelektrode 16 niedergeschlagen, damit die Licht­ strahlen nicht in die Sperrdiodengruppe 10 eindringen können. Dann wird auf dieser eine amorphe n-Typ-Sili­ ciumschicht 18 gebildet. Diese beiden Schichten werden gemeinsam geätzt, um mehrere parallele Streifen zu vier Streifen pro 1 Millimeter zu bilden, die dem gleichen sich mit den parallelen Streifenelektroden in der Foto­ diodengruppe 9 deckenden Muster folgen. Die Streifen­ elektroden sind durch Isolationsmaterial 17, z. B. Si3N4, das durch Plasma CVD zwischen die Streifen ge­ langt, gegeneinander isoliert. Das Isolationsmaterial 17 wird in Streifen mit Kontaktmuster hergestellt, das demjenigen der Streifenelektroden entspricht. Dann wer­ den die amorphen i-Typ- und p-Typ-Silicium-Schichten 19 und 20 angelegt. Die Dicke dieser Schichten und die Bedingungen zu ihrer Herstellung sind die gleichen wie bei der Fotodiodengruppe. Schließlich wird durch Zer­ stäubung eine Aluminiumschicht niedergeschlagen, die mit der n-Typ-Schicht geätzt wird, um mehrere Streifen­ elektroden 21 zu bilden, die sich senkrecht mit trans­ parenten Streifenelektroden 12 schneiden. Da die Sperr­ diodengruppe 10 Nebensprechstrom eliminiert oder unter­ drückt, ist ein hohes Gleichrichtungsverhältnis erfor­ derlich. Infolge der Sperrdiode der Ausführungsform 3 wurde ein Gleichrichtungsverhältnis bis zu 1010 oder darüber für 2 Volt Vorspannung beobachtet.
Wenn man die zweidimensionale Festkörper-Bildleseein­ heit gemäß dieser Ausführungsform an die Antriebsstrom­ kreise anschließt und in das in Fig. 8 gezeigte System einbaut, wird unter Einsatz von Uhrimpulsen von 200 KHz in etwa 1 Sekunde ein Rahmen ausgelesen. Das S/N-Ver­ hältnis überschritt 20 dB bei 100 Lux Belichtung und einer Akkumulationszeit von etwa 3 Millisekunden.
Die Benutzung der zweidimensionalen Festkörper-Bildle­ seeinheit gemäß der Erfindung führt zu einer direkten Bildlese-Einrichtung mit verhältnismäßig einfachem Auf­ bau. Ferner läßt sich durch Verwendung von amorphem Silicium mit hoher Empfindlichkeit und hohem Lichtan­ sprechvermögen in der Fotozelle eine ultraschnelle Bildleseeinrichtung schaffen, die mit der eindimensio­ nalen Festkörper-Bildleseeinheit sehr schwierig herzu­ stellen ist.
Da im übrigen das Vorlageblatt direkt auf die Abbilde­ einheit aufgelegt werden kann, erübrigt sich eine Ju­ stierung des optischen Weges. Da ferner die zweidimen­ sionale Festkörper-Bildleseeinheit verhältnismäßig gro­ ße Abmessungen ähnlich der Vorlage hat, wird zur Her­ stellung der Bildleseeinheit keine hohe fotolithografi­ sche Technik benötigt. Beispielsweise können die Foto­ zellen und auch die Elektroden für den externen elek­ trischen Anschluß verhältnismäßig groß bemessen sein.
Abwandlungen und Änderungen der beschriebenen und dar­ gestellten bevorzugten Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich, die durch die Ansprüche defi­ niert ist.

Claims (8)

1. Bildlese-Einheit mit
einer Halbleiterschicht (3) aus fotoelektri­ schem Material mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche;
mindestens einer auf der ersten Fläche der Halbleiterschicht (3) angeordneten ersten Elektrode (2) und
mehreren auf der zweiten Fläche der Halbleiter­ schicht (3) angeordneten zueinander parallelen zweiten Elektroden (4), die die ersten Elek­ troden (2) kreuzen, wobei die ersten oder die zweiten Elektroden aus transparentem Material bestehen,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Halbleiter-Schicht (3) aus amorphem Silicium mit p-i-n-Struktur besteht und aus einer zwischen einer p-Schicht (3-1) und einer n-Schicht (3-3) angeordneten i-Schicht (3-2) gebildet ist,
  • - daß die p-Schicht (3-1) in parallele Streifen unterteilt ist, deren Muster dem Muster der parallelen Elektroden (2) auf der p-Schicht (3-1) entspricht, und die n-Schicht (3-3) in parallele Streifen unterteilt ist, deren Muster dem Muster der parallelen Elektroden (4) auf der n-Schicht (3-3) entspricht, und
  • - daß mehrere zueinander parallele erste Elektro­ den (2) auf der ersten Fläche angeordnet sind.
2. Bildlese-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an jedem Kreuzungspunkt der ersten und zweiten Elektroden (2, 4) eine Fotozelle defi­ niert ist, an der eine Gegenvorspannung anliegt und die einen der Intensität des auf die Fotozelle auftreffenden Lichtes entsprechenden Strom erzeugt.
3. Bildlese-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Durchgangs­ widerstand der n-Schicht (3-3) kleiner als 106 Ohm-cm ist, daß der spezifische Durchgangswider­ stand der i-Schicht (3-2) und der p-Schicht (3-1) jeweils größer als 107 Ohm-cm ist und daß die n-Schicht (3-3) in parallele Streifen unterteilt ist, deren Muster dem Muster der parallelen Elektroden (4) auf der n-Schicht (3-3) entspricht.
4. Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der n-Schicht (3-3) größer als 5 nm und kleiner als 100 nm ist und daß die Dicke der i-Schicht (3-2) größer als 0,5 µm und kleiner als 5 µm ist.
5. Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichent, daß die Dicke der p-Schicht (3-1) größer als 5 nm und kleiner als 100 nm ist und daß die Dicke der i-Schicht (3-2) größer als 0,5 µm und kleiner als 5 µm ist.
6. Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine weitere Halbleiter­ schicht, die mit einem zwischen die eine Halblei­ terschicht und die ersten Elektroden eingefügten Lichtabschirmfilm (16) laminiert ist und die eine Gruppe von Sperrdioden (10) bildet.
7. Bildleseeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2) auf der einen Fläche der Halbleiterschicht (3) aus transparentem Material bestehen und daß die Elek­ troden (4) auf der anderen Fläche der Halbleiter­ schicht (3) aus opakem Material hergestellt sind.
8. Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bildes auf einer Vorlage mit einer zweidimensionalen Bild­ lese-Einheit gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, ge­ kennzeichnet durch eine erste Treiberschaltung (7), die an die ersten Elektroden (2) angeschlos­ sen ist, und eine zweite Treiberschaltung (8), die an die zweiten Elektroden (4) angeschlossen ist, so daß wenigstens eine der beiden Antriebsschal­ tungen (7, 8) eine Signalreihe erzeugt, die ein Bild der Vorlage repräsentiert, die auf die mit den ersten Elektroden (2) versehene erste Fläche der Halbleiterschicht (3) aufgelegt ist.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4788593A (en) * 1986-10-15 1988-11-29 Energy Conversion Devices, Inc. High resolution scanning system including optical enlargement
FR2629939B1 (fr) * 1988-04-11 1991-01-25 Thomson Csf Dispositif de visualisation et d'ecriture
FR2629932B1 (fr) * 1988-04-11 1991-01-25 Thomson Csf Lecteur de documents
US4901153A (en) * 1988-08-10 1990-02-13 Seiko Instruments Inc. Image sensor with reduced surface reflection interference
JP2765635B2 (ja) * 1991-01-11 1998-06-18 キヤノン株式会社 光電変換装置
US5708840A (en) * 1992-06-29 1998-01-13 Elonex I.P. Holdings, Ltd. Micro personal digital assistant
US5386123A (en) * 1992-08-20 1995-01-31 Xerox Corporation Beam steering sensor for a raster scanner using a lateral effect detecting device
GB9315125D0 (en) * 1993-07-21 1993-09-01 Philips Electronics Uk Ltd Opto-electronic memory system
WO1996004600A1 (en) * 1994-08-03 1996-02-15 Elonex Technologies, Inc. Micro personal digital assistant
US5875269A (en) * 1995-08-29 1999-02-23 Sharp Kabushiki Kaisha Information reading device
GB9524483D0 (en) * 1995-11-30 1996-01-31 Philips Electronics Nv Light sensing array device and apparatus incorporating such
GB9603052D0 (en) * 1996-02-14 1996-04-10 Philips Electronics Nv Image sensor
JP2006524077A (ja) * 2003-04-01 2006-10-26 カウンシル フォー ザ セントラル ラボラトリー オブ ザ リサーチ カウンシルズ 大面積検出器およびディスプレイ
US20060291882A1 (en) * 2003-07-09 2006-12-28 Council For The Centeral Laboratory Of The Researc Imaging machine using a large area electron multiplier
KR100568496B1 (ko) * 2004-10-21 2006-04-07 삼성전자주식회사 주석-인듐 합금층을 갖는 필름 회로 기판
US8525287B2 (en) 2007-04-18 2013-09-03 Invisage Technologies, Inc. Materials, systems and methods for optoelectronic devices
CN103839955B (zh) 2007-04-18 2016-05-25 因维萨热技术公司 用于光电装置的材料、系统和方法
US20100044676A1 (en) 2008-04-18 2010-02-25 Invisage Technologies, Inc. Photodetectors and Photovoltaics Based on Semiconductor Nanocrystals
US8203195B2 (en) 2008-04-18 2012-06-19 Invisage Technologies, Inc. Materials, fabrication equipment, and methods for stable, sensitive photodetectors and image sensors made therefrom
US8138567B2 (en) * 2008-04-18 2012-03-20 Invisage Technologies, Inc. Materials, fabrication equipment, and methods for stable, sensitive photodetectors and image sensors made therefrom
EP2128739A1 (de) * 2008-05-29 2009-12-02 EM Microelectronic-Marin SA Optische Bewegungserkennungsvorrichtung
US8916947B2 (en) 2010-06-08 2014-12-23 Invisage Technologies, Inc. Photodetector comprising a pinned photodiode that is formed by an optically sensitive layer and a silicon diode
US9262003B2 (en) 2013-11-04 2016-02-16 Qualcomm Incorporated Piezoelectric force sensing array
US9323393B2 (en) 2013-06-03 2016-04-26 Qualcomm Incorporated Display with peripherally configured ultrasonic biometric sensor
US20150070320A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-12 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Photoconductive optical touch
DE102014111341A1 (de) 2014-08-08 2016-02-11 Kaub GmbH & Co. KG Baum mit einer Wickelaufnahme für ein Segel und Rigg für ein Segelboot mit einem Baum, einem Mast und einem Segel
WO2017119448A1 (ja) * 2016-01-08 2017-07-13 株式会社ニコン 撮像素子および撮像装置
JP7002475B2 (ja) * 2017-01-15 2022-01-20 サイントル株式会社 光検出器アレイ

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3197736A (en) * 1962-05-22 1965-07-27 Ibm Pattern recognition system
GB1130574A (en) * 1964-11-04 1968-10-16 Plessey Uk Ltd Improvements in or relating to visual pattern identification systems
GB1306735A (en) * 1970-07-20 1973-02-14 Plessey Co Ltd Solid state device
JPS527919B2 (de) * 1971-09-09 1977-03-05
JPS52354B2 (de) * 1974-05-21 1977-01-07
DE2543627A1 (de) * 1975-09-30 1977-04-14 Siemens Ag Optoelektronischer sensor und verfahren zu seinem betrieb
US4032903A (en) * 1976-02-13 1977-06-28 Rca Corporation Charge injection device arrays
JPS605108B2 (ja) * 1977-08-01 1985-02-08 株式会社日立製作所 固体擦像装置
US4348611A (en) * 1978-03-02 1982-09-07 Wolfgang Ruppel Ferroelectric or pyroelectric sensor utilizing a sodium nitrite layer
US4376888A (en) * 1978-04-20 1983-03-15 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion type information processing device
GB2030764A (en) * 1978-09-27 1980-04-10 English Electric Valve Co Ltd Target for image pick-up tube
JPS5548976A (en) * 1978-10-04 1980-04-08 Hitachi Ltd Photoelectric conversion element
JPS5846070B2 (ja) * 1979-02-13 1983-10-14 松下電器産業株式会社 固体撮像装置
JPS5932949B2 (ja) * 1979-06-22 1984-08-11 日本電信電話株式会社 撮像装置
US4419696A (en) * 1980-12-10 1983-12-06 Fuji Xerox Co., Ltd. Elongate thin-film reader
US4412900A (en) * 1981-03-13 1983-11-01 Hitachi, Ltd. Method of manufacturing photosensors
JPS57197853A (en) * 1981-05-29 1982-12-04 Hitachi Ltd Thin-film diode array
JPS5879756A (ja) * 1981-11-06 1983-05-13 Nec Corp 非晶質シリコンイメ−ジセンサ−
JPS58127373A (ja) * 1982-01-26 1983-07-29 Seiko Epson Corp イメ−ジセンサ

Also Published As

Publication number Publication date
US4644406A (en) 1987-02-17
GB8502559D0 (en) 1985-03-06
GB2154368A (en) 1985-09-04
JPS60161664A (ja) 1985-08-23
GB2154368B (en) 1988-05-18
DE3503048A1 (de) 1985-08-01

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