JPH01173752A - 等倍イメージセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は等倍イメージセンサ−（密着型イメージセンサ
−）に関し、詳しくは、光電変換素子の有効利用領域を
拡大し光出力の増大をはかるようにした完全密着型イメ
ージセンサ−に関する。

〔従来技術〕

イメージセンサ−はファクシミリ、デジタル複写機など
で代表される文字、図形などの読みとり装置であり、従
来においてはレンズ系を採用していたため装置の大型化
が避けられないという欠陥を有していた。こうしたこと
から近時は、Ａ−４判やＢ−４判などの原稿を等倍で読
みとれる密着型イメージセンサ−が多く採用されるよう
になってきている。この等倍イメージセンサ−は、大ま
かにいえば、センサービットを有するセンサ一部（光電
変換素子部＝受光素子部）と駆動回路部とが一体的に形
成されたものである。

このような等倍イメージセンサ−にあっては、第５図（
但し、ここでは駆動回路を省略しである）に示したよう
に、ガラスなどの透明基板１に光電変換素子１０を設け
、採光窓Ｗ１を通して光源５からの光を入射せしめ、こ
の入射光が原稿６にあてられ、その反射光を光電変換素
子１０で感知し電気信号に変える手段が採られている。

従って、採光窓Ｗ１となる部分以外（殊に光電変換素子
１０の存在するところ）は入射光を阻止する遮光層７に
よって遮光するように工夫されている。

なお第５図中、光電変換素子１０は一対の電極２，３と
感光材料層４とから形成されていることを示しており、
また８は電極２（下部電極）と遮光層７とを分離する透
明絶縁層、９は原稿６と光電変換素子１０とが直接接触
しないように配慮したガラスなどによる保護部材（数μ
ｍ〜数１０μｍの薄ＩＩＩ）　、　Ｗ２は電極２の開口
部である。ここで、例えば、電極２が光に対し不透明な
ものであればこれに遮光層を兼ねさせることができるこ
とから、遮光層７及び透明絶縁層８は必要に応じて設け
られるものである。

かかる構成を有するイメージセンサ−は、従来にあって
は、採光窓Ｗ１と光電変換素子ｌＯとの位置関係が第６
図、第７図に示したようになっている。即ち、第６図に
示した例では、光電変換素子１０の中央部から光源の光
を導入するもので、不透明な下部電極２には開口部Ｗ２
が設けられている。第６図（イ）はこの例の平面図であ
り、第６図（ロ）は第６図（イ）のＡ−Ａ線の断面図で
ある。

一方、第７図に示した例では、光電変換素子１０の隣接
部分から光源の光を導入するもので、下部電極２には開
口部Ｗ２が設けられており、遮光層７にも開口部Ｗ２に
対応する位置に開口部Ｗ１が設けられている。第７図（
イ）はこの例の平面図であり、第７図（ロ）は第７図（
イ）のＢ−Ｂ線の断面図である。

なお、これら第６図及び第７図においてまた後述されて
いる、３−１は透明電極部、３−２は不透明金属電極を
表わしている。

だが、これら第５図、第６図及び第７図に示した従来の
イメージセンサ−では、原稿６からの光は光電変換素子
１０の開口部Ｗ２近傍にのみしか照射しないため（光電
変換素子ｌＯの開口部Ｗ２寄りのところのみしか原稿６
からの反射光があたらないため）感光材料層４の有効利
用領域は勢い狭くなり、結果として、光出力が小さくな
ってしまうという欠陥を有している。

〔目　　的〕

本発明は上記のごとき欠陥を解消し、光電変換素子にお
いてより大きな光出力が得られるようにした完全密着型
イメージセンサ−を提供するものである。

〔構　　成〕

本発明は透明基板上に一対の電極と感光層（感光材料層
）とからなる光電変換素子を多数個配列した等倍イメー
ジセンサ−において、前記感光層の周辺に位置する電極
は実質的に光を透過するものであることを特徴としてい
る。

ちなみに、本発明者は等倍イメージセンサ−のうち結像
光学系を用いない所謂「完全密着型イメージセンサ−」
での光出力の増大についているいろ検討した結果、例え
ば特定位置に採光窓、開口部などの数を増すことによっ
て、光源から原稿へ照射され更にその反射光量が従来よ
りも多くなり、その結果、光電変換素子からの光出力が
増大されることを確めた。本発明イメージセンサ−はそ
れに基づいてなされたものである。　以下に、本発明を
添付の図面に従がいながらさらに詳細に説明する。

第１図は本発明イメージセンサ−の主要部の一例であり
、その（イ）は平面図、（ロ）は第１図（イ）のＣ−Ｃ
線断面図、（ハ）は第１図（イ）のＤ−り線断面図であ
る。

この例では、透明基板１上にＣｒ、ＡＱなどの０．０５
〜２μｍ厚の薄膜を真空蒸着法により形成し、フォトリ
ソ・エツチング法で受光部（光電変換素子のうちの感光
層の存在するところ）をとり囲むようにして開ロＷ□−
１．Ｗニー２．Ｗニー３及びＷニー４を設ける。これら
開口の大きさは、８ｄｏｔｓ／ｒＩｔａの素子密度の場
合、主走査方向では１２５μｍピッチで副走査方向に長
い１００μｍ×１５μｍの長方形であり、副走査方向で
は１２５μｍ中心が離れた主走査方向に長い１００μｍ
×２５μｍの長方形であり、そして、この２種類の大き
さの開口が１素子当り２個ずつ設けられている。なお、
主走査方向の開口は隣接する素子（光電変換素子）と共
用されるが、１素子に着目すればＷｌ−１，Ｗよ−２．
Ｗよ−３，Ｗニー４の四個の開口を有する遮光層７が形
成されていることになる。

遮光層７上には０．１〜５μｍ厚の透明絶縁層（Ｓｉｎ
２膜など）８がプラズマＣＶＤ法により形成される。

透明絶縁層８上には０．０５〜２μｍ厚の下部電極（Ｏ
ｒなどの蒸着膜）２を形成し、素子ごとに分離されるよ
うパターニングがなされる。この際、前記の開口（Ｗニ
ー１、Ｗｏ−２、Ｗニー３及びＷ、−４）に相当すると
ころは除去される。

下部電極２上にはＳｉＨ４ガスを用いるプラズマＣＶＤ
法により０．４〜２μｍ厚のａ　−３ｉ　：　Ｈ膜が形
成され、素子形状にパターニングされて感光層４が設け
られる。感光層４のサイズは９０μｍＸ９０μｍとし、
その中心は前記開口（Ｗニー１．Ｗｌ−２，Ｗよ−３及
びｗｌ−４）で囲まれた中心と一致するようにされてい
る。

こうしたものの上にスパッタ法などにより１００〜２０
００人厚の酸化インジウムなどの薄膜が形成され、素子
ごとに分離するためにパターニングされて透明な上部電
極３−１が設けられる。

この上部電極３−１は、配線等の配慮から、遮光膜の開
口Ｗ１−２よりも光電変換素子に対して反対側に延びて
いる必要がある。

更に、透明な上部電極３−１の抵抗値を低減させる目的
で、前記延長されていて、かつ開口Ｗニー２に重ならな
い上部ｆｔ［３−１上に０．３〜２．０μｍ厚のＡＱ薄
膜３−２が形成される。このＡＱ薄膜３−２（ＡＱ電極
）は真空蒸着法などで成膜した後、パターニングするこ
とにより形成することができる。

第１図に示されていないが、このものの表面（透明基板
１と反対側の面）は、プラズマＣＶＤ法などで形成され
た保護用の透明絶縁膜（ＳｉＮ膜など）で被覆されてい
る。ＳｉＮ膜はＳｉＨ４ガスとＮＨ，ガスとの混合物を
用いることにより成膜することができる。

このようにしてつくられたイメージセンサ−は、受光部
周囲全体から光源からの光入射が行なえるように構成さ
れているため、原稿からの反射光も当然多く受光部にあ
てられ、その結果、受光部での光出力は当然大きなもの
となる。事実、本発明者の実験によれば、この第１図に
示した例では、第５〜７図に示した従来の開口が一つの
場合に比べて光出力は約２倍になるのが測定されている
。

第２図は本発明イメージセンサ−の主要部の他の例で、
下部電極２は光の透過を妨げるとともに各素子の共通電
極となっている。従って、この例では、下部電極２は遮
光膜と同様な機能をも有しているため、第１図にみられ
るような透明絶縁層８は設けられていない。ただし、こ
のイメージセンサ−では、下部電極２が各素子の共通電
極となっているため、感光層４は素子ごとに分離されて
いることが必要であり、上部電極（３−１，３−２及び
３−３よりなる）と下部電極２との接触がなされないよ
うに、これら電極間には５ｉｎ２膜（０，１〜２μｍ厚
）などの絶縁層１１が設けられている。絶縁層１１はプ
ラズマＣＶＤ法などにより容易に製膜でき、また、その
パターニングもＨＦ系湿式エッチャントなどで簡便に行
なうことができる。

こうした第２図に示したイメージセンサ−の製造は、例
えば次のようにしてつくることができる。但し、このイ
メージセンサ−の製造法は、第１図に示したイメージセ
ンサ−の製造法とほとんどのところで重複しているため
、異なっているところを説明するのにとどめるものとす
る。

まず、ガラス基板１上にＣｒ薄膜を製膜し、パターニン
グして開口Ｗ２−１．Ｗ、−２゜Ｗ２−３及びＷ２−４
をもった不透明な下部電極２を形成する。これら四つの
開口の中心に感光層４が位置されることは前記と同様で
ある。感光層４が設けられた後、透明な上部ｆｉｉ３−
１を形成しパターニングする。なお、この際、感光層４
のパターニングの前に上部電極３−１を形成しておいて
もかまわない。次いで、０．１〜２μｍ厚の透明絶縁層
（Ｓｉ０２など）１１を形成し、コンタクトホール１２
を設けた後、透明電極３−３とＡＱ電極３−２とを順次
形成し、最後に保護膜をつけることによってイメージセ
ンサ−が完成される。なお、第２図（イ）はこの例のイ
メージセンサ−の概略平面図、第２図（ロ）は第２図（
イ）のＥ−Ｅ、Ｉ断面図である。

第３図及び第４図は、本発明イメージセンサ−のさらに
他の二側の概略を示したものである。

即ち、第３図の例は開口Ｗ１が一つの素子内で連続して
いるが、その開口は隣接した素子１０とでは共有しない
構造からなっている。この例にみられるイメージセンサ
−では原稿の微細パターンの解像度が第２図に示したイ
メージセンサ−よりも良好となる利点がある。

また、第４図に示したものは、ギャップセルタイプの光
電変換素子にも本発明イメージセンサ−が有効に利用し
うることを表わしている。

この第４図において、Ａ部は金属の不透明材料（例えば
ＡＬＣｒなど）、Ｂ部は透明電極材料（例えば酸化イン
ジウム、酸化スズなど）で形成されていることを意味し
ている。

〔効　　果〕

本発明イメージセンサ−によれば、大きな光信号出力が
得られるため、良好な読み取りが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は本発明に係る完全
密着型イメージセンサ−の主要部の四側を示した概略図
である。第５図、第６図及び第７図は従来のイメージセ
ンサ−を説明するための図である。 １・・・透明基板　　　　　　　２，３・・・電極４・
・・感光層（（８光材料層）　　５・・・光源６・・・
原稿　　　　　　　　　７・・・遮光層８．１１・・・
透明絶縁層　　　　９・・・保護部材（保護層）１０・
・・光電変換素子 １２・・・コンタクトホール 第１図（イ） 第１図（。） 第１図（・・） 第２図（イ） 第２図（。） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、透明基板上に一対の電極と感光層とからなる光電変
   換素子を多数個配列したイメージセンサーにおいて、前
   記感光層の周辺に位置する電極は実質的に光を透過する
   ものであることを特徴とする等倍イメージセンサー。