JPH01187881A - 光導電型光センサ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、文字・画像入力装置等に用いられる光導電型
光センサに関する。

〔従来の技術〕

一般に、２次元イメージセンサのような文字・画像入力
装置においては、マ）　ＩＪソックス状配列した光セン
サからの画信号量が膨大であるため、信号処理回路が簡
単である光導電型光センサを用いて全体の回路構成が出
来るだけ簡単になるようにしている。

この光導電型光センサは、第４図に示すように基板１上
にクロム等の金属電極２を形成し、その上に光導電材料
からなる光導電層３、及びその上の酸化インジウム錫等
の透明電極４３積層した構造を有し、入射する光の強弱
による抵抗の変化を電気信号として取り吊子ことがでさ
る。

このような光導電型光センサを複数個配列した光センサ
アレイの等価回路の一例を第５図に示した０ 前記したように従来からこの種の装置では信号線を少な
くするという目的があるので、可変抵抗Ｒ〜Ｒで示され
る光導電型光センサの画電極口　　　３３ を個別側と共通側番々幾つかの群に分けてマトリックス
配線している。今、光導電型光センサＲ２３から画素を
読み出したい場合、第５図のようにスイッチＳＷ　　と
ＳＷ　　を導通することにより、Ｒ２３＋２　　　　　
　２３ に電圧Ｅが印加されて入射光に応じた出力電流が画信号
として出力端子から得られる。

しかし、従来の光センサアレイでは、第５図のようにス
イッチＳＷ　　とＳＷ　　を導通すると一％Ｒ２３から
５Ｗ２３を通って出力端子に流れるべき電流が、例えば
点線で示すようにｆＪ　　−＋Ｒ−＋Ｒ−＋Ｒに＋３　
　　　１２　　　　２２　　　　２３漏れて流れる電流
ループが発生しゃ丁く、この為多画素化されるほど各光
導電型光センサ間においてクロストークが増加し、アー
スが電位をもっというような不都合を生じることとなり
、適切な画信号が得られない欠点があった。

又、第４図に示す従来の光導電型光センサの電流−電圧
特性は、第６図の如く明状態の出力電流に比較して暗状
態の出力電流が大すく、シかもスーパーＩＪ　ニア−に
増加するため、明暗比を大さく取り難いとか、光感度を
高く設定したくても印加電圧を大きくできない等の欠点
があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、光センサアレイに構成したときにクロストー
ク及びアースが電位を持つという不都合を有効に防止す
ることができ、明暗比を大さく取れ且つ大きな印加電圧
をかけて光感度を高めることがでさる光導型型光センサ
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の光導電型光センサは、第１図に示すように、基
板１上に形成した金属電極２と、金属電極２上に形成し
た薄い金属酸化物層５と、金属酸化物層５上に形成した
光導電材料からなる光導電層３と、光導Ｎ洛３上に形成
した透明電極４とからなっている。

金属電極２の材質としてはクロム、ニッケル、モリブデ
ン、タングステン、タンタル、チタン、アルミニウム又
はステンレス濶等が適しており、透明電極４は酸化イン
ジウム錫、酸化錫等で形成する。

５１電／ｉｔ３はアモルファスシリコン、セレン、硫化
カドミウム等の光導電材料から構成されるが１良好な光
導電特性を有し製造コストの安いｎｉｎ接合型のアモル
ファスシリコン（ａ−３ｉ）が好ましい。

金属酸化物層５は、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化モ
リブデン、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタ
ン、酸化アルミニウム及び酸化鉄からなる群の少なくと
も１種の酸化物から形成され、層の厚さは金属電極の材
料やａ−３Ｊ−の成膜条件等にもよるが一般的に３０〜
５００　Ｘが好ましい範囲である。金属酸化物層の厚さ
が３０Ｘ未満では電流ループによるクロストークのブロ
ッキング効果が得られず、５００ｘを超えると入射光に
対する出力を流が小さくなり感度の低下を招くからであ
る。

〔作用〕

本発明の光導電型光センサを複数個配列した光センサア
レイの等価回路の一例を第２図に示す。

このアレイの光導電型光センサＲから画素を読み吊子為
に第２図のようにスイッチＳＷ　　と５Ｗ２３を導通し
た場合、ＲからＳＷ　　を通って出力端子に流れるべき
電流の一部が漏れて例えば点線で示すようにＲを流れよ
うとしても、金属酸化物層５を有するＲ　のダイオード
の作用によりプロンりされるので第５図に示したような
電流ループが発生せず、従ってクロストークも起こらず
適切な画信号を得ることができる。

又、本発明の光導電型光センサの電流−電圧特性は第３
図に示すように通常のダイオードのそれと順方向の立ち
上りに大きな差がある。即ち、暗状態においては、通常
のダイオードの場合数頭方向電圧が１００　ｍＶ〜数Ｖ
で順方向の電流が立ち上るのに対して、本発明の場合順
方向の電流が順方向電圧に対してほぼ直線的に立ち上り
且つその電流値が小さい。明状態におい゛ては、通常の
ダイオードでは暗状態での電流−電圧特性が負の電流方
向に若干平行移動するのに対して、本発明の場合順方向
電流は順方向電圧の微小なところからほぼ直線的に立ち
上り且つその電流値が大きい。従って、従来の光導電型
光センサよりも明暗比を大きくとれ、しかも印加電圧を
高くして光感度を大きくすることが可能である。

〔実施例〕

基板上に金属電極として真空蒸着によりＯｒを厚さ２ｏ
ｏｏ　Ｘに堆積させた後、酸素ガスのＲＦグロー放電に
よりＯｒ表面を酸化して厚さ１００ｘのＣｒＯ層を形成
した。酸素ガスのＲＦグロー放電の条件は、基板温度２
００ｔ？５ＲＦＮカフ０Ｗ１酸素ガス圧力５　Ｘ　１０
−’ｔｏｒｒ及びガス流量４０　ｓｃａｍであった。

Ｃｒ７４極及びＣｒＯ層をフォトリングラフィによリパ
ターニングした後、プラズマＯＶＤ法により基板全面に
ｎｉ、ｎ接合型のａ−３１層を形成した。

このａ−３ｉ層の各層の厚さは両ｎ層が５００　Ｘ及び
１層が５０００１であった。次に、このａ　−Ｓ　１層
上に透明電極として真空蒸着により厚さ２０００　Ｘの
酸化インジウム錫（工Ｔｏ）を形成し、フォトリソグラ
フィにより工ＴｏＮ及びａ−３ｉ層の順でパターニング
を行ない、第１図に示す光導電型光センサを製造した。

上記の方法により製造した光導電型光センサを用いて、
第２図に示すようにマトリックス配線して、４画素／鼎
で９６　Ｘ　９６画素の２次元イメージセンサを製作し
た。この２次元イメージセンサは、画信号に対するクロ
ストークによる信号を２％以下に抑えることができ、良
好な画像の読み取りが実現できた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光導電型光センサの光導を層と金属電
極との間に金属酸化物層を介在させることによって、光
導電型光センサをマトリックス配線して光センサアレイ
に構成したときに、光導電型光センサ間のクロストーク
を有効に防止でき、アースが電位を持つというような不
都合が無くなるので、良好な画像の読み取りが可能とな
り、゛特に多画素化した場合に効果的である。

又、この光導電型光センサでは明暗比を大きく取れ、し
かも大きな印加電圧をかけて光感度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光導電型光センサの断面図であり、第
２図はこの光導電型光センサをマトリックス配線した光
センサアレイの回路図であり、第３図はこの光導電型光
センサの電流−電圧特性のグラフである。 第４図は従来の光導電型光センサの断面図であり、第５
図はこの光導電型光センサをマトリックス配線した従来
の光センサアレイの回路図であり、第６図はこの光導電
型光センサの電流−電圧特性のグラフである。 １・・基板　２・・金属電極　３・・光導電層４・・透
明電極　５・・金属酸化物層 出願人　　住友電気工業株式会社 日本電信電話株式会社 第１図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に形成した金属電極と、金属電極上に形成
   した薄い金属酸化物層と、金属酸化物層上に形成した光
   導電材料からなる光導電層と、光導電層上に形成した透
   明電極とからなる光導電型光センサ。
2. （２）上記光導電層がｎｉｎ接合型のアモルファスシリ
   コンであることを特徴とする、特許請求の範囲（１）項
   記載の光導電型光センサ。
3. （３）上記金属酸化物層が酸化クロム、酸化ニッケル、
   酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化タンタル、酸
   化チタン、酸化アルミニウム及び酸化鉄からなる群の少
   なくとも１種からなることを特徴とする、特許請求の範
   囲（１）項記載の光導電型光センサ。
4. （４）上記金属酸化物層の厚さが３０〜５００Åである
   ことを特徴とする、特許請求の範囲（１）項又は（３）
   項記載の光導電型光センサ。