JP2007096222A - Light receiving device - Google Patents

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Shuji Hisaie
周二 久家
Yoshihiro Matsubara
義宏 松原
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Kanto Sanyo Semiconductors Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light receiving device by which a structure for taking out electric power obtained by sensing elements to the outside is simplified even if a large number of sensing elements are formed. <P>SOLUTION: The light receiving device 10 is provided with a substrate 11, second electrode layers 13A-13D which are formed on the top of the substrate 11, semiconductor layers 14 which are formed on tops of the second electrode layers 13A-13D, and first electrode layers 12A-12D which are formed on tops of the semiconductor layers 14. Additionally, the sensing elements 15 are formed of regions wherein the first electrode layers 12A-12D and the second electrode layers 13A-13D are superimposed one on another. Also, electric power is outputted individually from the first electrode layers 12A-12D and the second electrode layers 13A-13D. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、受光装置に関し、特に、光を感知する感知素子が基板上にマトリックス状に配置された受光装置に関する。   The present invention relates to a light receiving device, and more particularly to a light receiving device in which sensing elements for sensing light are arranged in a matrix on a substrate.

従来、基板上にシリコン等から成る半導体素子を多数個形成し、この半導体素子により受光した位置を検出する位置センサが用いられていた(下記特許文献1参照)。基板上にて光が照射された位置を検出することにより、光を発生させる光源の変位を知ることができる。   Conventionally, a position sensor has been used in which a large number of semiconductor elements made of silicon or the like are formed on a substrate and the position received by the semiconductor elements is detected (see Patent Document 1 below). By detecting the position irradiated with light on the substrate, it is possible to know the displacement of the light source that generates the light.

図5を参照して、照射された位置を認識可能な受光装置100の構成を説明する。図5(A)は受光装置100の平面図であり、図5(B)は図5(A)のB−B’線に於ける断面図である。   With reference to FIG. 5, the structure of the light receiving device 100 capable of recognizing the irradiated position will be described. 5A is a plan view of the light receiving device 100, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG. 5A.

図5(A)および図5(B)を参照して、受光装置100は、基板101の上面にマトリックス状に多数個の感知素子105が形成されている。また、各感知素子105は、基板101の上面に積層された第2電極103、半導体層104および第1電極102とから成る。感知素子105を構成する第1電極102および第2電極103は、個別に分離されている。また、各感知素子105を構成する第1電極102および第2電極103は、信号を外部に出力するために、各々が出力端子(不図示)に接続されていた。   Referring to FIGS. 5A and 5B, in light receiving device 100, a large number of sensing elements 105 are formed in a matrix on the upper surface of substrate 101. Each sensing element 105 includes a second electrode 103, a semiconductor layer 104, and a first electrode 102 stacked on the upper surface of the substrate 101. The first electrode 102 and the second electrode 103 constituting the sensing element 105 are individually separated. Further, each of the first electrode 102 and the second electrode 103 constituting each sensing element 105 is connected to an output terminal (not shown) in order to output a signal to the outside.

受光装置100に部分的に光が照射された場合は、受光した感知素子105のみから電力が外部に出力される。一方、受光しない感知素子105からは電力は出力されない。従って、感知素子105からの出力を調べることにより、基板101上に於いて受光した領域を検出することができる。
特開2002−090114号公報
When the light receiving device 100 is partially irradiated with light, electric power is output to the outside only from the received sensing element 105. On the other hand, no power is output from the sensing element 105 that does not receive light. Therefore, by examining the output from the sensing element 105, it is possible to detect the received region on the substrate 101.
JP 2002-090114 A

しかしながら、上記した受光装置100では、感知素子105の各々に出力端子が接続されていたので、多数の出力端子が必要に成る。従って、装置の構造が複雑になり、製造コストが高くなってしまう問題があった。また、感知素子105の数を増加させると、このような問題は更に顕著になる。   However, since the output terminal is connected to each of the sensing elements 105 in the light receiving device 100 described above, a large number of output terminals are required. Therefore, there is a problem that the structure of the apparatus becomes complicated and the manufacturing cost increases. Further, when the number of sensing elements 105 is increased, such a problem becomes more remarkable.

本発明はこのような問題点に鑑みて成され、本発明の主たる目的は、感知素子が多数個形成された場合でも、感知素子から得られる電力を外部に取り出す構造が簡素化された受光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and a main object of the present invention is to provide a light receiving device with a simplified structure for taking out the electric power obtained from the sensing elements even when a large number of sensing elements are formed. Is to provide.

本発明の受光装置は、基板に積層させた第1電極層、半導体層および第2電極層を具備し、前記第1電極層は、帯状に独立して複数個が形成され、前記第2電極層は、第1電極層と交差するように、帯状に独立して複数個が形成され、前記第1電極層および前記第2電極層の各々から電力を取り出すことを特徴とする。   The light-receiving device of the present invention includes a first electrode layer, a semiconductor layer, and a second electrode layer stacked on a substrate, and a plurality of the first electrode layers are independently formed in a strip shape, and the second electrode A plurality of layers are independently formed in a strip shape so as to intersect with the first electrode layer, and power is extracted from each of the first electrode layer and the second electrode layer.

更に本発明の受光装置では、前記第1電極層同士および前記第2電極層同士は、一定の間隔にて離間されることを特徴とする。   Furthermore, in the light receiving device of the present invention, the first electrode layers and the second electrode layers are spaced apart from each other at a constant interval.

更に本発明の受光装置では、端部に位置する前記第1電極層および前記第2電極層と、前記基板の周縁部との距離は、前記一定の間隔の半分であることを特徴とする。   Furthermore, in the light receiving device of the present invention, a distance between the first electrode layer and the second electrode layer located at the end portion and a peripheral edge portion of the substrate is half of the predetermined interval.

更に本発明の受光装置では、前記第1電極層および前記第2電極層は制御部に接続され、重畳する前記第1電極層および前記第2電極層により感知素子が形成され、前記制御部は、前記第1電極層および前記第2電極層の出力に基づいて、光が照射された前記感知素子を特定することを特徴とする。   Furthermore, in the light receiving device of the present invention, the first electrode layer and the second electrode layer are connected to a control unit, and a sensing element is formed by the overlapping first electrode layer and second electrode layer, and the control unit The sensing element irradiated with light is specified based on outputs of the first electrode layer and the second electrode layer.

更に本発明の受光装置では、前記第1電極層および前記第2電極層のいずれか一方は、透明電極層であることを特徴とする。   Furthermore, in the light-receiving device of the present invention, one of the first electrode layer and the second electrode layer is a transparent electrode layer.

本発明によると、受光装置に形成される感知素子の数に対して、出力端子の数が低減されるので、受光装置の出力構造を簡素化することができる。具体的には、本発明の受光装置では、互いに交差するように帯状の第1電極層および第2電極層が形成されている。そして、第1電極層および第2電極層の重畳する領域により、外部から入射する光を感知する感知素子が形成されている。従って、帯状の各第1電極層および第2電極層毎に電力を取り出すことにより、光が照射された感知素子を特定することができる。   According to the present invention, since the number of output terminals is reduced with respect to the number of sensing elements formed in the light receiving device, the output structure of the light receiving device can be simplified. Specifically, in the light receiving device of the present invention, strip-shaped first electrode layer and second electrode layer are formed so as to cross each other. A sensing element that senses light incident from the outside is formed by a region where the first electrode layer and the second electrode layer overlap. Therefore, the sensing element irradiated with light can be specified by taking out electric power for each of the belt-like first electrode layer and second electrode layer.

更に、本発明によると、第1電極層および第2電極層等が形成された基板をタイル状に配置した場合に於いても、各電極層同士が離間する距離を一定にすることができる。具体的には、端部に位置する第1電極層と基板の終端部とが離間する距離を、第1電極層同士が離間する距離の半分にしている。更に、端部に位置する第2電極層と基板の終端部とが離間する距離を、第2電極層同士が離間する距離の半分にしている。このことにより、第1電極層および第2電極層が形成された基板をタイル状に配置した場合でも、第1電極層同士が離間する距離および、第2電極同士が離間する距離を同一にすることができる。   Furthermore, according to the present invention, even when the substrates on which the first electrode layer, the second electrode layer, and the like are formed are arranged in a tile shape, the distance between the electrode layers can be made constant. Specifically, the distance between the first electrode layer located at the end and the terminal end of the substrate is set to half the distance between the first electrode layers. Further, the distance between the second electrode layer located at the end and the terminal end of the substrate is set to half of the distance between the second electrode layers. Thereby, even when the substrate on which the first electrode layer and the second electrode layer are formed is arranged in a tile shape, the distance between the first electrode layers and the distance between the second electrodes are made the same. be able to.

図1から図4を参照して、本形態の受光装置10を説明する。   With reference to FIGS. 1 to 4, the light receiving device 10 of the present embodiment will be described.

図1を参照して、本形態の受光装置10の構成を説明する。図1(A)は受光装置10の平面図であり、図1(B)は図1(A)のB−B’線に於ける断面図であり、図1(C)は図1(A)のC−C’線に於ける断面図である。   With reference to FIG. 1, the structure of the light receiving device 10 of this embodiment will be described. 1A is a plan view of the light receiving device 10, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. It is sectional drawing in CC 'line | wire of ().

図1(A)、図1(B)および図1(C)を参照して、本形態の受光装置10は、基板11と、基板11の上面に形成された第2電極層13A〜13Dと、第2電極層13A〜13Dの上面に形成された半導体層14と、半導体層14の上面に形成された第1電極層12A〜12Dとを具備する。   With reference to FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C, a light-receiving device 10 of this embodiment includes a substrate 11 and second electrode layers 13A to 13D formed on the upper surface of the substrate 11. The semiconductor layer 14 formed on the upper surface of the second electrode layers 13A to 13D and the first electrode layers 12A to 12D formed on the upper surface of the semiconductor layer 14 are provided.

基板11は、ガラス、金属または樹脂等から成り、その厚みは例えば10μm〜2000μm程度である。基板11としてアルミニウム、ステンレス、銅等の金属が採用された場合は、基板11の表面には樹脂材料から成る絶縁層が設けられ、第2電極層13A〜13Dと基板11とが絶縁される。基板11は可撓性を有するものでも良いし、可撓性を有さないものでも良い。また、基板11の材料としてガラスや樹脂等の光を透過させる材料を採用し、基板11を透過する光を検出する場合は、第2電極層として透明電極が用いられる。   The substrate 11 is made of glass, metal, resin, or the like, and has a thickness of about 10 μm to 2000 μm, for example. When a metal such as aluminum, stainless steel, or copper is used as the substrate 11, an insulating layer made of a resin material is provided on the surface of the substrate 11, and the second electrode layers 13A to 13D and the substrate 11 are insulated. The substrate 11 may be flexible or may not be flexible. When a material that transmits light, such as glass or resin, is used as the material of the substrate 11 and light transmitted through the substrate 11 is detected, a transparent electrode is used as the second electrode layer.

第2電極層13A〜13Dは、基板11の表面に帯状に設けられている。ここでは、紙面上にて左右方向に細長く延在する4つの第2電極層13A〜13Dが、基板11の表面に形成されている。更に、第2電極層13A〜13Dは、基板11の左側の端部から、対向する右側の端部まで延在している。第2電極層13A〜13Dの幅L4は、1mm〜10mm(例えば4mm)程度である。第2電極層13A〜13D同士が離間する距離L5は一定であり、0.05mm〜0.2mm(例えば0.1mm)である。   The second electrode layers 13 </ b> A to 13 </ b> D are provided in a strip shape on the surface of the substrate 11. Here, four second electrode layers 13 </ b> A to 13 </ b> D that are elongated in the left-right direction on the paper surface are formed on the surface of the substrate 11. Furthermore, the second electrode layers 13 </ b> A to 13 </ b> D extend from the left end of the substrate 11 to the opposite right end. The width L4 of the second electrode layers 13A to 13D is about 1 mm to 10 mm (for example, 4 mm). The distance L5 at which the second electrode layers 13A to 13D are separated from each other is constant, and is 0.05 mm to 0.2 mm (for example, 0.1 mm).

更に、第2電極層13A〜13Dは、厚みが0.1μm〜1.0μmの導電材料から成る。この導電材料としては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)等の薄膜金属や、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム錫(ITO)、酸化錫(SnO)等の透明金属膜が使用できる。更には、ニッケル(Ni)や銅(Cu)等の金属粉が混入された樹脂から成る導電性ペーストを、第2電極層13A〜13Dの材料として採用することができる。特に、図1(B)を参照して、基板11をガラス等の透明材料として、下方から光を半導体層14に照射する場合は、第2電極層13A〜13Dとして透明金属膜が採用される。本形態では、各第2電極層13A〜13Dに、出力端子が個別に接続され、発電された電力が外部に出力される。 Further, the second electrode layers 13A to 13D are made of a conductive material having a thickness of 0.1 μm to 1.0 μm. Examples of the conductive material include thin film metals such as aluminum (Al), titanium (Ti), nickel (Ni), and copper (Cu), zinc oxide (ZnO), indium tin oxide (ITO), and tin oxide (SnO 2 ). A transparent metal film such as can be used. Furthermore, a conductive paste made of a resin mixed with metal powder such as nickel (Ni) or copper (Cu) can be used as the material of the second electrode layers 13A to 13D. In particular, referring to FIG. 1B, when the substrate 11 is made of a transparent material such as glass and the semiconductor layer 14 is irradiated with light from below, a transparent metal film is employed as the second electrode layers 13A to 13D. . In this embodiment, output terminals are individually connected to the second electrode layers 13A to 13D, and the generated power is output to the outside.

半導体層14は、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンカーバイト、アモルファスシリコンゲルマニウム等を、pn、pin、npまたはnipに積層し、基板11および第2電極層13A〜13Dの上面全域を被覆するように形成されている。半導体層14の膜厚は、0.1〜1.0μm程度である。   The semiconductor layer 14 is formed so that amorphous silicon, amorphous silicon carbide, amorphous silicon germanium, or the like is laminated on pn, pin, np, or nip and covers the entire upper surface of the substrate 11 and the second electrode layers 13A to 13D. ing. The film thickness of the semiconductor layer 14 is about 0.1 to 1.0 μm.

第1電極層12A〜12Dは、半導体層14の上面に帯状に設けられている。紙面上では、第1電極層12A〜12Dは、基板11の上端部から下端部まで、細長く帯状に延在している。第1電極層12A〜12Dは、第2電極層13A〜13Dと直角に交差している。本形態では、各第1電極層12A〜12Dに出力端子が個別に接続され、発電された電力が個別に外部に出力される。   The first electrode layers 12 </ b> A to 12 </ b> D are provided in a strip shape on the upper surface of the semiconductor layer 14. On the paper surface, the first electrode layers 12 </ b> A to 12 </ b> D extend in a strip shape from the upper end portion to the lower end portion of the substrate 11. The first electrode layers 12A to 12D intersect the second electrode layers 13A to 13D at a right angle. In this embodiment, output terminals are individually connected to the first electrode layers 12A to 12D, and the generated power is individually output to the outside.

第1電極層12A〜12Dの厚みおよび材料は、上記した第2電極層13A〜13Dと同様である。更に、第1電極層12A〜12Dの幅L1および、第1電極層12A〜12D同士が離間する距離L2も、上記した第2電極層13A〜13Dと同様で良い。また、第1電極層12A〜12Dは、厚みが20μm〜1000μm程度の樹脂から成る保護膜により被覆されても良い。   The thickness and material of the first electrode layers 12A to 12D are the same as those of the second electrode layers 13A to 13D. Furthermore, the width L1 of the first electrode layers 12A to 12D and the distance L2 between the first electrode layers 12A to 12D may be the same as those of the second electrode layers 13A to 13D. The first electrode layers 12A to 12D may be covered with a protective film made of a resin having a thickness of about 20 μm to 1000 μm.

感知素子15は、第1電極層12A〜12Dと、第2電極層13A〜13Dとが交差する部分にて形成される。ここでは、マトリックス状に16個の感知素子15が形成されている。図1(A)を参照して、感知素子15が形成される領域に於いては、半導体層14が、第1電極層12Cおよび第2電極層13Aにより挟み込まれた構造となる。従って、例えば感知素子15に外部から光が照射されると、第1電極層12Cおよび第2電極層13Aから電力が出力される。   The sensing element 15 is formed at a portion where the first electrode layers 12A to 12D intersect with the second electrode layers 13A to 13D. Here, 16 sensing elements 15 are formed in a matrix. Referring to FIG. 1A, in the region where the sensing element 15 is formed, the semiconductor layer 14 is sandwiched between the first electrode layer 12C and the second electrode layer 13A. Therefore, for example, when the sensing element 15 is irradiated with light from the outside, electric power is output from the first electrode layer 12C and the second electrode layer 13A.

本形態では、1つの基板11に、帯状の第1電極層12A〜12Dおよび第2電極層13A〜13Dが交差するように形成されているので、16個の感知素子15が形成される。従って、第1電極層12A〜12Dおよび第2電極層13A〜13Dからの出力を、外部に設けた制御部等により解析することにより、光が照射された感知素子15を特定することができる。この事項については、図3を参照して後述する。   In this embodiment, the strip-shaped first electrode layers 12A to 12D and the second electrode layers 13A to 13D are formed on one substrate 11 so that 16 sensing elements 15 are formed. Therefore, by analyzing outputs from the first electrode layers 12A to 12D and the second electrode layers 13A to 13D by a control unit or the like provided outside, the sensing element 15 irradiated with light can be specified. This matter will be described later with reference to FIG.

更に本形態では、端部に位置する第1電極層12Aと基板11の周縁端部とを離間させている。第1電極層12Aと基板11の周縁端部とが離間する距離L3は、第1電極層12A〜12D同士が離間する距離L2の半分である。即ち、距離L2が0.05mm〜0.2mm(例えば0.1mm)の場合は、距離L3は、0.025mm〜0.1mm(例えば0.05mm)である。   Furthermore, in this embodiment, the first electrode layer 12A located at the end and the peripheral end of the substrate 11 are separated from each other. The distance L3 between the first electrode layer 12A and the peripheral edge of the substrate 11 is half of the distance L2 between the first electrode layers 12A to 12D. That is, when the distance L2 is 0.05 mm to 0.2 mm (for example, 0.1 mm), the distance L3 is 0.025 mm to 0.1 mm (for example, 0.05 mm).

この事項は、第2電極層13A〜13Dに付いても同様である。即ち、第2電極層13Aと基板11の周縁端部とが離間する距離L6は、第2電極層13A〜13D同士が離間する距離L5の半分程度である。具体的には、距離L6は上記した距離L3と同様であり、0.025mm〜0.1mm(例えば0.05mm)である。   The same applies to the second electrode layers 13A to 13D. That is, the distance L6 between the second electrode layer 13A and the peripheral edge of the substrate 11 is about half of the distance L5 between the second electrode layers 13A to 13D. Specifically, the distance L6 is the same as the distance L3 described above, and is 0.025 mm to 0.1 mm (for example, 0.05 mm).

上記のように、各電極層と基板11の周縁端部とが離間する距離を、各電極層同士が離間する距離の半分にすることにより、多数個の基板11をタイル状に配置して、大型の受光装置を形成しても、各電極層同士の間隔を同一にすることができる。更には各感知素子15が離間する距離も同一にすることができる。この事項については、図2を参照して後述する。   As described above, by arranging the distance between the electrode layers and the peripheral edge of the substrate 11 to be half the distance between the electrode layers, a large number of substrates 11 are arranged in a tile shape, Even when a large light receiving device is formed, the distance between the electrode layers can be made the same. Further, the distances at which the sensing elements 15 are separated can be made the same. This matter will be described later with reference to FIG.

図2に、4つの受光装置10A〜10Dを組み合わせて1つの大型の受光装置10Eを形成した平面図を示す。各受光装置10A〜10Dの構成は、図1に示した受光装置10と同様である。   FIG. 2 is a plan view in which one large light receiving device 10E is formed by combining four light receiving devices 10A to 10D. The configuration of each of the light receiving devices 10A to 10D is the same as that of the light receiving device 10 illustrated in FIG.

ここでは、受光装置10A、10B、10Cおよび10Dがタイル状に隙間無く配置されて1つの受光装置10Eが形成されている。従って、ここでは、合計で64個の感知素子15が受光装置10Eの表面に形成される。このように面積の大きい受光装置10Eを形成することにより、光のセンシングを広範囲にて行うことができる。   Here, the light receiving devices 10 </ b> A, 10 </ b> B, 10 </ b> C, and 10 </ b> D are arranged in a tile shape without a gap so that one light receiving device 10 </ b> E is formed. Accordingly, here, a total of 64 sensing elements 15 are formed on the surface of the light receiving device 10E. By forming the light receiving device 10E having a large area in this manner, light sensing can be performed over a wide range.

そして、隣接する受光装置が具備する第1電極層および第2電極層は、電気的に接続されている。即ち、受光装置10Aの第2電極層13A1〜13A4は、受光装置10Bの第2電極層13B1〜13B4と接続される。更に、受光装置10Cの第2電極層13C1〜13C4は、受光装置10Dの第2電極層13D1〜13D4と接続される。また、受光装置10Aの第1電極層12A1〜12A4は、受光装置10Cの第1電極層12C1〜12C4と接続される。更に、受光装置10Bの第1電極層12B1〜12B4は、受光装置10Dの第1電極層12D1〜12D4と接続される。   The first electrode layer and the second electrode layer included in the adjacent light receiving device are electrically connected. That is, the second electrode layers 13A1 to 13A4 of the light receiving device 10A are connected to the second electrode layers 13B1 to 13B4 of the light receiving device 10B. Furthermore, the second electrode layers 13C1 to 13C4 of the light receiving device 10C are connected to the second electrode layers 13D1 to 13D4 of the light receiving device 10D. The first electrode layers 12A1 to 12A4 of the light receiving device 10A are connected to the first electrode layers 12C1 to 12C4 of the light receiving device 10C. Furthermore, the first electrode layers 12B1 to 12B4 of the light receiving device 10B are connected to the first electrode layers 12D1 to 12D4 of the light receiving device 10D.

各電極層同士は、半田、導電性ペースト、金属細線等を用いて接続することができる。更には、電極層自体を溶融させて各電極層同士を接続することもできる。   The electrode layers can be connected using solder, conductive paste, fine metal wires, or the like. Furthermore, the electrode layers themselves can be melted to connect the electrode layers together.

上記のように、各受光装置10A〜10Dの第1電極層および第2電極層が互いに接続されるので、受光装置10Eが具備する出力端子の数は16個となる。従って、感知素子15に対する出力端子の個数が低減されるので、受光装置10Eと外部とを接続する構造を簡素化できる利点がある。例えば、受光装置10Eの右側側面に於いて、第2電極層13B1〜13B4および13D1〜13D4に8個の出力端子が形成されて外部と接続される。そして、受光装置の下側側面に於いて、第1電極層12C1〜12C4および12D1〜12D4に8個の出力端子が形成されて外部と接続される。   As described above, since the first electrode layer and the second electrode layer of each of the light receiving devices 10A to 10D are connected to each other, the light receiving device 10E has 16 output terminals. Therefore, since the number of output terminals for the sensing element 15 is reduced, there is an advantage that the structure for connecting the light receiving device 10E and the outside can be simplified. For example, on the right side surface of the light receiving device 10E, eight output terminals are formed on the second electrode layers 13B1 to 13B4 and 13D1 to 13D4 and connected to the outside. Then, on the lower side surface of the light receiving device, eight output terminals are formed in the first electrode layers 12C1 to 12C4 and 12D1 to 12D4 and connected to the outside.

また、本形態では、各受光装置10A〜10Dの端部に位置する各電極層と基板の終端部とが離間する距離を、各電極層同士が離間する距離の半分にしている。従って、受光装置10Eの全ての第1電極層同士および第2電極層同士が離間する距離を同一にすることができる。更には、感知素子15同士の間隔を一定にすることもできる。   In the present embodiment, the distance between the electrode layers located at the end portions of the light receiving devices 10A to 10D and the terminal end portion of the substrate is set to half of the distance between the electrode layers. Accordingly, the distances between all the first electrode layers and the second electrode layers of the light receiving device 10E can be made the same. Furthermore, the interval between the sensing elements 15 can be made constant.

具体的には、受光装置10Aと受光装置10Bとの境界では、受光装置10Aの右端に配置された第1電極層12A4と、受光装置10Bの左端に配置された第1電極層12B1とが隣接されている。そして、第1電極層12A4と第1電極層12B1とが離間する距離L9は、受光装置10Aに於いて第1電極層同士が離間する距離L7と等しく成る。更に距離L9は、受光装置10Bに於いて、第1電極層同士が離間する距離L11とも等しくなる。   Specifically, at the boundary between the light receiving device 10A and the light receiving device 10B, the first electrode layer 12A4 disposed at the right end of the light receiving device 10A and the first electrode layer 12B1 disposed at the left end of the light receiving device 10B are adjacent to each other. Has been. The distance L9 between the first electrode layer 12A4 and the first electrode layer 12B1 is equal to the distance L7 between the first electrode layers in the light receiving device 10A. Further, the distance L9 is equal to the distance L11 at which the first electrode layers are separated from each other in the light receiving device 10B.

即ち、受光装置10Aに於いては、右端に位置する第1電極層12A4と基板11Aの周縁部とが離間する距離L8が、第1電極層12A1〜12A4同士が離間する距離L7の半分である。更に、受光装置10Bに於いては、左端に位置する第1電極層12B1と基板11Bの周縁部とが離間する距離L10は、第1電極層12B1〜12B4同士が離間する距離L11の半分である。また、受光装置10Aと受光装置10Bとでは、第1電極層同士が離間する距離は等しい。   That is, in the light receiving device 10A, the distance L8 between the first electrode layer 12A4 located at the right end and the peripheral portion of the substrate 11A is half of the distance L7 between the first electrode layers 12A1 to 12A4. . Further, in the light receiving device 10B, the distance L10 between the first electrode layer 12B1 located at the left end and the peripheral portion of the substrate 11B is half of the distance L11 between the first electrode layers 12B1 to 12B4. . In the light receiving device 10A and the light receiving device 10B, the distances at which the first electrode layers are separated from each other are equal.

また、受光装置10Aの第1電極層12A4と、受光装置10Bの第1電極層12B1とが離間する距離L9は、距離L8と距離L10とを加算した長さになる。このことから、距離L9が、各回路装置に於いて第1電極層同士が離間する距離L7、L11と等しくなる。従って、受光装置10Eが具備する全ての第1電極層12A1〜12A4、12B1〜12B4は、等間隔に離間されている。   The distance L9 between the first electrode layer 12A4 of the light receiving device 10A and the first electrode layer 12B1 of the light receiving device 10B is a length obtained by adding the distance L8 and the distance L10. Accordingly, the distance L9 is equal to the distances L7 and L11 at which the first electrode layers are separated from each other in each circuit device. Accordingly, all the first electrode layers 12A1 to 12A4 and 12B1 to 12B4 included in the light receiving device 10E are spaced apart at equal intervals.

また、紙面上に横長に延在する第2電極層に関しても、全ての第2電極層が等間隔に離間して配置されている。特に、受光装置10Bと受光装置10Dとの境界に於いては、受光装置10Bの第2電極層13B4と、受光装置10Dの第2電極層13D1とが隣接している。   Also, with respect to the second electrode layer that extends horizontally on the paper surface, all the second electrode layers are spaced apart at equal intervals. In particular, at the boundary between the light receiving device 10B and the light receiving device 10D, the second electrode layer 13B4 of the light receiving device 10B and the second electrode layer 13D1 of the light receiving device 10D are adjacent to each other.

ここでも、受光装置10Bに於いて、下端に位置する第2電極層13B4と基板11Bの下端とが離間する距離L13は、第2電極層同士が離間する距離L12の半分である。また、受光装置10Dに於いて、上端に位置する第2電極層13D1と基板11Dの上端とが離間する距離L14は、第2電極層同士が離間する距離L16の半分である。従って、受光装置10Bの第2電極層13B4と、受光装置10Dの第2電極層13D1とが離間する距離L15は、距離L13と距離L14とを加算した距離になり、他の第2電極層同士が離間する距離L12、L16と等しくなる。このことから、受光装置10Eに於いては、全ての第2電極層同士が等間隔に配置される。   Also in this case, in the light receiving device 10B, the distance L13 between the second electrode layer 13B4 positioned at the lower end and the lower end of the substrate 11B is half of the distance L12 between the second electrode layers. In the light receiving device 10D, the distance L14 between the second electrode layer 13D1 positioned at the upper end and the upper end of the substrate 11D is half of the distance L16 between the second electrode layers. Accordingly, the distance L15 between the second electrode layer 13B4 of the light receiving device 10B and the second electrode layer 13D1 of the light receiving device 10D is a distance obtained by adding the distance L13 and the distance L14, and the other second electrode layers Is equal to the distances L12 and L16 that are separated from each other. For this reason, in the light receiving device 10E, all the second electrode layers are arranged at equal intervals.

上記した本形態の構成により、受光装置10Eの全ての第1電極層同士および第2電極層同士が等間隔に離間されている。このことから、第1電極層と第2電極層とが重畳する領域である感知素子15も、全てが等間隔に配置されている。従って、各第1電極層および第2電極層から個別に出力される電力を解析することにより、受光した感知素子15を特定して、更に、受光装置10Eに於いて受光した位置を容易に算出することができる。   With the configuration of the present embodiment described above, all the first electrode layers and the second electrode layers of the light receiving device 10E are spaced apart at equal intervals. For this reason, all the sensing elements 15, which are regions where the first electrode layer and the second electrode layer overlap, are also arranged at equal intervals. Therefore, by analyzing the power output individually from each of the first electrode layer and the second electrode layer, the received sensing element 15 is specified, and further, the position received by the light receiving device 10E is easily calculated. can do.

また、上記では、4つの受光装置10A〜10Dをタイル状に組み合わせて1つの正方形状の受光装置10Eを構成したが、組み合わせを変化させることにより、他の形状の受光装置を構成することもできる。   In the above description, the four light receiving devices 10A to 10D are combined in a tile shape to form one square light receiving device 10E. However, by changing the combination, light receiving devices having other shapes can be formed. .

例えば、9個の受光装置を3×3にタイル状に組み合わせると、144個の感知素子15を具備する正方形の受光装置が形成され、より広範囲のセンシングが可能な受光装置を提供することができる。この場合も、出力端子の数は24個となり、感知素子の個数に対する出力端子の個数が低減される利点がある。また、受光装置10A〜10D等の組み合わせにより、例えば長方形等の正方形以外の形状を具備する受光装置が構成されても良い。   For example, when nine light receiving devices are combined in a 3 × 3 tile shape, a square light receiving device having 144 sensing elements 15 is formed, and a light receiving device capable of sensing a wider range can be provided. . Also in this case, the number of output terminals is 24, which has the advantage of reducing the number of output terminals with respect to the number of sensing elements. In addition, a light receiving device having a shape other than a square such as a rectangle may be configured by combining the light receiving devices 10A to 10D.

更に本形態では、複数個の受光装置をタイル状に配置して大型の受光装置を構成した場合でも、全ての第1電極層および第2電極層が等間隔に配置されている。従って、大型の受光装置から得られる出力を基にした、受光している位置の算出が容易になる。   Further, in this embodiment, even when a large light receiving device is configured by arranging a plurality of light receiving devices in a tile shape, all the first electrode layers and the second electrode layers are arranged at equal intervals. Therefore, it is easy to calculate the position where light is received based on the output obtained from the large light receiving device.

図3を参照して、次に、図1に構成を示した受光装置10の動作を説明する。ここでは、受光装置10の各電極が、コンピュータ等から成る制御部16に接続されている。   Next, the operation of the light receiving device 10 having the configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. Here, each electrode of the light receiving device 10 is connected to a control unit 16 including a computer or the like.

受光装置10の各第1電極層12A〜12Dおよび各第2電極層13A〜13Dは、個別に配線17A〜17Hを介して制御部16に接続される。そして、各第1電極層12A〜12Dおよび各第2電極層13A〜13Dの出力に基づいて、制御部16は、受光装置10の表面に於いて受光した部分を特定する。受光装置10の受光した領域が変化した場合は、第1電極層12A〜12Dおよび第2電極層13A〜13Dからの出力が変化し、制御部16において新たに照射された部分が特定される。   The first electrode layers 12A to 12D and the second electrode layers 13A to 13D of the light receiving device 10 are individually connected to the control unit 16 via wirings 17A to 17H. Then, based on the outputs of the first electrode layers 12 </ b> A to 12 </ b> D and the second electrode layers 13 </ b> A to 13 </ b> D, the control unit 16 specifies a portion that receives light on the surface of the light receiving device 10. When the light receiving area of the light receiving device 10 changes, the outputs from the first electrode layers 12A to 12D and the second electrode layers 13A to 13D change, and the newly irradiated portion is specified by the control unit 16.

ここで、受光装置10の受光している部分が受光領域19Aから受光領域19Bに変化した場合について説明する。   Here, a case where the light receiving portion of the light receiving device 10 changes from the light receiving area 19A to the light receiving area 19B will be described.

受光装置10の受光領域19Aのみに光が照射された場合、受光領域19Aのみが発電領域として機能する。受光領域19Aは、第1電極層12Bおよび第2電極層13Bが重畳する領域である。従って、第1電極層12Bから制御部16に電力が出力され、他の第1電極層からは電力が出力されない。同様に、第2電極層13Bから制御部16に電力が出力され、他の第2電極層からは電力が出力されない。従って、これらのことを、制御部16にて検出することにより、受光装置10に於いて光が照射された領域を特定することができる。   When only light receiving area 19A of light receiving device 10 is irradiated with light, only light receiving area 19A functions as a power generation area. The light receiving region 19A is a region where the first electrode layer 12B and the second electrode layer 13B overlap. Therefore, power is output from the first electrode layer 12B to the control unit 16, and power is not output from the other first electrode layers. Similarly, electric power is output from the second electrode layer 13B to the control unit 16, and no electric power is output from the other second electrode layers. Therefore, by detecting these things by the control unit 16, it is possible to specify the region irradiated with light in the light receiving device 10.

次に、光が照射される領域が、受光領域19Aから受光領域19Bに移動した場合、受光領域19Aは発電領域として機能せず、受光領域19Bのみが発電領域として機能する。受光領域19Bでは、第1電極層12Bと第2電極層13Dとが重畳している。従って、第1電極層12Bおよび第2電極層13Dから制御部16に電力が出力される。そして、他の第1電極層および第2電極層からは、電力が制御部16に供給されない。これらのことを制御部16にて検出することにより、受光装置10にて、受光している領域が変化したことが認識される。   Next, when the region irradiated with light moves from the light receiving region 19A to the light receiving region 19B, the light receiving region 19A does not function as a power generation region, and only the light receiving region 19B functions as a power generation region. In the light receiving region 19B, the first electrode layer 12B and the second electrode layer 13D overlap each other. Accordingly, power is output from the first electrode layer 12B and the second electrode layer 13D to the control unit 16. And electric power is not supplied to the control part 16 from another 1st electrode layer and 2nd electrode layer. By detecting these things in the control unit 16, the light receiving device 10 recognizes that the area where light is received has changed.

また、各電極層の幅等の大きさに関する情報を予め制御部16に入力しておくことにより、受光領域の変位を検出することができる。例えば、各第1電極層および第2電極層の幅が0.4mmであり、各電極層同士が離間する距離が0.1mmであり、受光される領域が受光領域19Aから受光領域19Bへと変化したと仮定する。この場合、受光している領域が、紙面上にて下方に8.2mm移動したことが、制御部16により算出される。   In addition, the displacement of the light receiving region can be detected by inputting information related to the size of each electrode layer to the control unit 16 in advance. For example, the width of each first electrode layer and the second electrode layer is 0.4 mm, the distance between each electrode layer is 0.1 mm, and the light receiving region is from the light receiving region 19A to the light receiving region 19B. Assume that it has changed. In this case, the control unit 16 calculates that the light receiving area has moved downward by 8.2 mm on the paper surface.

上記では、受光領域19A、19Bのみに光が照射されて、他の領域が光に照射されない場合に場合について説明したが、他の露光の条件でも良い。即ち、受光装置10全体が光に晒され、受光領域19A、19Bに対して特に強い光が照射されても良い。この場合は、受光領域19A、19Bに位置している第1電極層または第2電極層からの出力が、他の第1電極層または第2電極層よりも大きくなる。この事項を制御部16により検出すればよい。   In the above description, the case where only the light receiving areas 19A and 19B are irradiated with light and the other areas are not irradiated with light has been described. However, other exposure conditions may be used. That is, the entire light receiving device 10 may be exposed to light, and particularly strong light may be irradiated to the light receiving regions 19A and 19B. In this case, the output from the first electrode layer or the second electrode layer located in the light receiving regions 19A and 19B becomes larger than that of the other first electrode layer or the second electrode layer. This matter may be detected by the control unit 16.

次に、図4を参照して、上記した受光装置10の応用例を説明する。ここでは、受光装置10を用いて、B地点の変位を測定する方法を説明する。   Next, an application example of the above-described light receiving device 10 will be described with reference to FIG. Here, a method for measuring the displacement of the point B using the light receiving device 10 will be described.

この応用例では、例えば数百メートル程度に離間したA地点およびB地点に、発光装置18および受光装置10を設置して、B地点の変位を測定している。受光装置10には、図3に示したような制御部が接続されている。   In this application example, the light emitting device 18 and the light receiving device 10 are installed at points A and B separated by, for example, several hundred meters, and the displacement of the point B is measured. A control unit as shown in FIG. 3 is connected to the light receiving device 10.

発光装置18は、A地点に設置されて受光装置10に対して光を照射する機能を有する。発光装置18が照射する光としてはレーザー光が好適である。直進性に優れたレーザー光を用いることにより、受光装置10の特定の箇所を正確に発光装置18により照射することができる。   The light emitting device 18 is installed at a point A and has a function of irradiating light to the light receiving device 10. Laser light is suitable as the light emitted from the light emitting device 18. By using laser light having excellent straightness, a specific portion of the light receiving device 10 can be accurately irradiated by the light emitting device 18.

何らかの原因によりB地点が変位すると、発光装置18により受光装置10が照射される領域が変化する。即ち、発光装置18により受光する領域が、例えば図3に示したように、受光領域19Aから受光領域19Bに変化する。コンピュータ等の制御手段を用いて、受光領域の変化量を算出することにより、受光装置10が設置されたB地点の変位量が得られる。   When the point B is displaced for some reason, the region irradiated with the light receiving device 10 by the light emitting device 18 changes. That is, the area received by the light emitting device 18 changes from the light receiving area 19A to the light receiving area 19B as shown in FIG. 3, for example. By calculating the amount of change in the light receiving region using a control means such as a computer, the amount of displacement at point B where the light receiving device 10 is installed can be obtained.

上記した発光装置18と受光装置10との組み合わせは、土砂崩れ、雪崩、地震、火山の噴火等の自然災害を予測するシステムとして用いることができる。即ち、発光装置18と受光装置10によりB地点の変位を常時計測する。そして、B地点の変位が一定以上に成ったら、サイレン等の報知手段を稼働させることもできる。このことにより、自然災害を事前に周知させることが可能となる。   The combination of the light emitting device 18 and the light receiving device 10 described above can be used as a system for predicting natural disasters such as landslides, avalanches, earthquakes, and volcanic eruptions. That is, the displacement at the point B is constantly measured by the light emitting device 18 and the light receiving device 10. And if the displacement of B point becomes more than fixed, alerting means, such as a siren, can also be operated. This makes it possible to make natural disasters known in advance.

本発明の受光装置を示す図であり、(A)は平面図であり、(B)は断面図であり、(C)は断面図である。It is a figure which shows the light-receiving device of this invention, (A) is a top view, (B) is sectional drawing, (C) is sectional drawing. 本発明の受光装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light-receiving device of this invention. 本発明の受光装置を示す平面図である。It is a top view which shows the light-receiving device of this invention. 本発明の受光装置の応用例を示す図である。It is a figure which shows the application example of the light-receiving device of this invention. 従来の受光装置を示す図であり、(A)は平面図であり、(B)は断面図である。It is a figure which shows the conventional light-receiving device, (A) is a top view, (B) is sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

10 受光装置
11 基板
12A〜12D 第1電極層
13A〜13D 第2電極層
14 半導体層
15 感知素子
16 制御部
17A〜17H 配線
18 発光装置
19A、19B 受光領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light receiving device 11 Substrate 12A-12D 1st electrode layer 13A-13D 2nd electrode layer 14 Semiconductor layer 15 Sensing element 16 Control part 17A-17H Wiring 18 Light emitting device 19A, 19B Light receiving area

Claims (5)

基板に積層させた第1電極層、半導体層および第2電極層を具備し、
前記第1電極層は、帯状に独立して複数個が形成され、
前記第2電極層は、第1電極層と交差するように、帯状に独立して複数個が形成され、
前記第1電極層および前記第2電極層の各々から電力を取り出すことを特徴とする受光装置。
Comprising a first electrode layer, a semiconductor layer and a second electrode layer laminated on a substrate;
A plurality of the first electrode layers are independently formed in a band shape,
A plurality of the second electrode layers are independently formed in a strip shape so as to intersect the first electrode layer,
A light receiving device, wherein power is extracted from each of the first electrode layer and the second electrode layer.
前記第1電極層同士および前記第2電極層同士は、一定の間隔にて離間されることを特徴とする請求項1記載の受光装置。   The light receiving device according to claim 1, wherein the first electrode layers and the second electrode layers are spaced apart from each other at a constant interval. 端部に位置する前記第1電極層および前記第2電極層と、前記基板の周縁部との距離は、前記一定の間隔の半分であることを特徴とする請求項2記載の受光装置。   3. The light receiving device according to claim 2, wherein a distance between the first electrode layer and the second electrode layer located at an end portion and a peripheral edge portion of the substrate is half of the predetermined interval. 前記第1電極層および前記第2電極層は制御部に接続され、
重畳する前記第1電極層および前記第2電極層により感知素子が形成され、
前記制御部は、前記第1電極層および前記第2電極層の出力に基づいて、光が照射された前記感知素子を特定することを特徴とする請求項1記載の受光装置。
The first electrode layer and the second electrode layer are connected to a control unit,
A sensing element is formed by the overlapping first electrode layer and second electrode layer,
The light receiving device according to claim 1, wherein the control unit identifies the sensing element irradiated with light based on outputs of the first electrode layer and the second electrode layer.
前記第1電極層および前記第2電極層のいずれか一方は、透明電極層であることを特徴とする請求項1記載の受光装置。

2. The light receiving device according to claim 1, wherein one of the first electrode layer and the second electrode layer is a transparent electrode layer.

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