JPH03165171A - Close contact type image sensor - Google Patents

Close contact type image sensor

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JPH03165171A
JPH03165171A JP1303264A JP30326489A JPH03165171A JP H03165171 A JPH03165171 A JP H03165171A JP 1303264 A JP1303264 A JP 1303264A JP 30326489 A JP30326489 A JP 30326489A JP H03165171 A JPH03165171 A JP H03165171A
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JP
Japan
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light
thin film
face
image sensor
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1303264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Oseto
大瀬戸 誠一
Yoshiyuki Kageyama
喜之 影山
Masayoshi Takahashi
高橋 正悦
Koji Deguchi
浩司 出口
Kenji Kameyama
健司 亀山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH03165171A publication Critical patent/JPH03165171A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain a close contact image sensor with small size, light weight and low power consumption and a close contact type color image sensor with high resolution, small size and light weight by forming a thin film EL element to a base end face at an angle so that its radiating light reflected once is made incident in a photodetection face of a photodetector. CONSTITUTION:A thin film EL element 5 of end face lighting type is formed to a tilted end face of a base 1. The light radiating from the end face is made incident in an original 7 via a cover glass 6. Since the directivity of the light by the end face radiation is much strong, the function is attained sufficiently by designing the tilt angle of the base end face properly, and in order to improve the resolution and the lighting efficiency furthermore, a light shield layer 8 having a light intake window 9 or 10 relating to a reflected light is formed to the cover glass 6. Thus, a small sized light weight close contact image sensor with small power consumption and a color image sensor with excellent resolution and fast operation are realized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は薄膜EL素子を光源として用いた密着型イメー
ジセンサ−であって、ファクシミリ、デジタルコピー等
の画像入力装置として利用できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention is a contact type image sensor using a thin film EL element as a light source, which can be used as an image input device for facsimiles, digital copies, etc.

[従来の技術] OA末端のコンパクト化に伴い、ファクシミリなどの原
稿読み取りに用いられるイメージスキャナーにおいても
、数LOc!1の光路長を必要とする光学縮小型イメー
ジセンサ−に代り、密着型イメージセンサ−の要求が高
まりつつある。
[Prior Art] As OA terminals become more compact, even image scanners used for reading documents such as facsimiles are becoming smaller than several LOc! In place of the optical reduction type image sensor which requires an optical path length of 1, there is an increasing demand for a contact type image sensor.

密着型イメージセンサ−は厚さ 1cm前後のセンサー
ユニットを原稿面に押しつけて読み取るために、極めて
コンパクトになることが特徴である。
A contact image sensor is characterized by being extremely compact because the sensor unit, which is approximately 1 cm thick, is pressed against the surface of the document for reading.

この特徴を更に活かすために、従来、受光部に前置され
ていたレンズアレイやファイノく一アレイを取り去った
、所謂、完全密着型といった工夫もなされている。しか
しながら、どちらの場合もキセノンランプ、ハロゲンラ
ンプ、LED1蛍光体などの照明光源は、センサー本体
に対して外付けになっており、コンノくクト化に対し大
きな障害になっている。しかもこれら光源は原稿面から
離れたところに設けられ、受光面と同程度の面積の採光
窓から取り出した極く一部の光線だけしか使われていな
い。そのために、極めて大型の光源が必要になり、単に
コンパクト化に対する障害になるだけではなく、その種
類によっては消費電力や発熱の問題が生じている。この
欠点を改良するために、薄膜EL素子を光源に用い、こ
れを受光素子の極近傍に設ける方法が有望であることが
知られている。しかし、薄膜EL素子の発光は極めて拡
散性の強い面発光型であり、発光面を原稿面に接近させ
るか、あるいはレンズアレイを前付けして集光しなけれ
ばボケが生じてしまう。特開昭59−210664記載
のごとく、薄膜EL素子を受光素子の上に積層する方法
も提案されたが、この方法によると発光面の最上面は透
明導電膜であり、その損傷は極めて激しく、又発光部と
受光部との素子分離が不完全でSNも劣化するといった
新たな欠点が生じる。
In order to make even more use of this feature, a so-called complete contact type has been devised by removing the lens array and phi-no-kuichi array that were conventionally placed in front of the light-receiving section. However, in both cases, the illumination light source, such as a xenon lamp, halogen lamp, or LED1 phosphor, is attached externally to the sensor body, which is a major obstacle to compact design. In addition, these light sources are installed at a distance from the document surface, and only a small portion of the light beams extracted from the lighting window, which has an area comparable to the light-receiving surface, is used. Therefore, an extremely large light source is required, which not only becomes an obstacle to miniaturization, but also causes problems of power consumption and heat generation depending on the type of light source. In order to improve this drawback, it is known that a method using a thin film EL element as a light source and providing it very close to a light receiving element is promising. However, the light emitted by the thin-film EL element is of a surface-emitting type with extremely strong diffusivity, and blurring occurs unless the light-emitting surface is brought close to the document surface or a lens array is attached in front to focus the light. As described in JP-A-59-210664, a method was also proposed in which a thin film EL element was laminated on a light receiving element, but according to this method, the uppermost surface of the light emitting surface was a transparent conductive film, and the damage to it was extremely severe. In addition, a new drawback arises in that the element isolation between the light emitting part and the light receiving part is incomplete and the SN is also deteriorated.

一方、これら密着型イメージセンサ−にカラー原稿の読
み取り機能を付加したスキャナーが実現している。一般
にカラー原稿の読み取りには大きくは次のような3つに
分類される方式が提案されている。
On the other hand, scanners have been realized in which a color original reading function is added to these contact-type image sensors. In general, the following three types of methods have been proposed for reading color originals.

(1)各画素への色分解フィルターの直付けによるパラ
レルな色分解 (2)色分解フィルターの順次切替による照明光のシリ
アルな色分解 (3)複数の光源の順次切替による一照明光のシリアル
な色分解 これらの方式において、一般的には(1)は解像度の低
下、駆動素子数の整数倍化、(2)はフィルター切り替
え機構の応答速度、信頼性、(3)は光路のズレ、発光
の応答速度といった問題点が指摘されている。しかし、
少くとも密着型イメージセンサ−に限っては上記のよう
な照明系自身の問題があるために、複数の光源を使う(
3)の方式の適応性は極めて低く、このことはカラーイ
メージセンサ−の多様化を拡げるうえで大きな制約にな
っている。
(1) Parallel color separation by directly attaching color separation filters to each pixel (2) Serial color separation of illumination light by sequentially switching color separation filters (3) Serial color separation of one illumination light by sequentially switching multiple light sources Generally speaking, in these color separation methods, (1) is a reduction in resolution and the number of driving elements is increased by an integer, (2) is the response speed and reliability of the filter switching mechanism, and (3) is a shift in the optical path. Problems such as the response speed of light emission have been pointed out. but,
At least for contact type image sensors, multiple light sources are used (
The adaptability of the method 3) is extremely low, and this is a major constraint in expanding the diversification of color image sensors.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、従来の技術の上記問題を解決して小型、軽量
、低消費電力の密着型イメージセンサ−1更に、高解像
度、小型、軽量の密着型カラーイメージセンサ−を提供
しようとするものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional technology and provides a compact, lightweight, low power consumption contact type image sensor-1. The aim is to provide a sensor.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するための本発明の構成は、(1)基板
の表面又は内面に受光素子、端面に薄膜EL素子を有し
、この薄膜EL素子は、光反射性電極層で挾まれた薄膜
EL層の端面から光を射出するもので、その射出光が反
射した後、上記受光素子の受光面に入射するような角度
で基板端面に形成されている密着型イメージセンサ−で
ある。
[Means for Solving the Problems] The structure of the present invention for solving the above problems is (1) having a light receiving element on the surface or inner surface of the substrate and a thin film EL element on the end surface, and this thin film EL element Light is emitted from the end face of a thin film EL layer sandwiched between reflective electrode layers, and a close contact formed on the end face of the substrate at an angle such that the emitted light enters the light receiving surface of the light receiving element after being reflected. It is a type image sensor.

(2)薄膜EL素子が、それぞれ光反射性電極で挾まれ
、互いに発光色が異なる複数の薄膜EL層を有するマル
チカラー薄膜EL素子である上記(1)項記載の密着型
イメージセンサ−である。
(2) The contact type image sensor according to item (1) above, wherein the thin film EL element is a multicolor thin film EL element having a plurality of thin film EL layers each sandwiched between light reflective electrodes and emitting light of different colors. .

本発明のひとつには受光素子を形成した基板の端面に形
成され、光反射性電極層に挾まれた薄膜EL層の端面か
ら発光する薄膜EL素子を光源とする密着型イメージセ
ンサ−によって構成される。
One aspect of the present invention is a contact type image sensor that uses a thin film EL element as a light source, which is formed on the end face of a substrate on which a light receiving element is formed, and emits light from the end face of a thin film EL layer sandwiched between light reflective electrode layers. Ru.

又ひとつには、上記密着型イメージセンサ−において、
基板面に対し、薄膜EL素子を形成した基板端面が、少
くとも90″よりも小さくなるように傾斜させることに
よって構成される。
Also, in the above-mentioned contact type image sensor,
It is constructed by making the end face of the substrate on which the thin film EL element is formed tilt with respect to the substrate surface so that it is at least less than 90''.

第1図は本発明による密着型イメージセンサ−の−例を
説明するための、アレイの断面図である。同図において
1は基板、2は薄膜光受光素子、3はその下部電極、4
はその上部電極である。基板lの一方の傾斜した端面に
は端面発光型の薄膜EL素子5が形成されている。端面
から射出した光はカバーガラス6を介して原稿7に入射
する。矢印は原稿面への光の入射とその反射をおおまか
に示したものである。端面発光による光は極めて指向性
が強いので、基板端面の傾斜角度を適当に設計すること
によって十分に機能が達成されるが、更に解像度や照明
効率を向上させるためには、それぞれ人、反射光に対応
する採光窓9、あるいは採光窓lOを持つ遮光層8をカ
バーガラス6に形成する。
FIG. 1 is a sectional view of an array for explaining an example of a contact type image sensor according to the present invention. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a thin film light receiving element, 3 is its lower electrode, and 4
is its upper electrode. An edge-emitting thin film EL element 5 is formed on one inclined end surface of the substrate l. The light emitted from the end surface enters the document 7 via the cover glass 6. The arrows roughly indicate the incidence of light on the document surface and its reflection. The light emitted from the edge is extremely directional, so the function can be achieved by appropriately designing the angle of inclination of the edge of the substrate, but in order to further improve the resolution and lighting efficiency, it is necessary to A light shielding layer 8 having a daylight window 9 or a daylight window 1O corresponding to the above is formed on the cover glass 6.

本発明は光源に用いる薄膜EL素子に関するものであり
、受光素子の構成、材料を特定しない。薄膜受光素子2
の光電変換材料としてはアモルファス5iSCdSSC
dSe、Cd5−CdSe固溶体、カルコゲン系混合物
などを用い、電極構造としてはサンドイッチ型、ブレー
ナ型の両方を、それぞれ用いることができる。
The present invention relates to a thin film EL element used as a light source, and does not specify the structure or material of the light receiving element. Thin film photodetector 2
The photoelectric conversion material is amorphous 5iSCdSSC.
dSe, Cd5-CdSe solid solution, chalcogen mixture, etc. can be used, and both sandwich type and Brehner type electrode structures can be used.

又、第1図では薄膜受光素子としたが、CCDチップを
用いた密着型でも適用できる。
Further, although a thin film light receiving element is used in FIG. 1, a close contact type using a CCD chip can also be applied.

受光素子は基板上面だけでなく基板が透明な場合、基板
内部に設けることも可能である。これによってより薄い
密着イメージセンサ−とすることができる。
The light receiving element can be provided not only on the top surface of the substrate but also inside the substrate if the substrate is transparent. This allows for a thinner contact image sensor.

第2図は薄膜EL素子5の構成を示した図である。基板
lにはガラス、セラミックスなどを用いることができる
。基板1の傾斜端面には、光反射性電極層11.薄膜E
L層12、光反射性電極層13が順次形成される。光反
射性電極層11.13には、AlSCrSAgなど、一
般に知られている金属電極を用いることができる。薄膜
EL層12の発光層には一般によく知られているZnS
:Mn(橙色)、ZnS:Tb (緑色)などを用いる
ことができるが、パンクロマティックという点において
、ZnS:Pr単層、SrS:Pr単層、SrS:Ce
、Eu単層、S rS : CeとS rS : Eu
の積層、SrS:CeとCaS : Euの積層、S 
rs : CeとZ n S : M nの積層など、
その発光色が白色であるもののほうがよい。これら発光
層の両側、あるいは片側には、絶縁層を設けたほうが素
子としての信頼性は向上する。絶縁層の材料としては、
Si 3N4、AIN、BNなどの窒化物、Ta205
、Al2O3、Y2O3,5i02などの酸化物、ある
いはタングステンブロンズ構造やペロブスカイト構造を
有する強誘電体などを用いることができる。又、更には
これらの材料を混合して用いてもよく、あるいは異なる
種類の薄膜を積層してもよい。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the thin film EL element 5. As shown in FIG. Glass, ceramics, etc. can be used for the substrate l. A light reflective electrode layer 11. Thin film E
The L layer 12 and the light reflective electrode layer 13 are formed in this order. A commonly known metal electrode such as AlSCrSAg can be used for the light reflective electrode layer 11.13. The light emitting layer of the thin film EL layer 12 is made of ZnS, which is generally well known.
:Mn (orange), ZnS:Tb (green), etc. can be used, but in terms of panchromatic, ZnS:Pr single layer, SrS:Pr single layer, SrS:Ce
, Eu single layer, S rS : Ce and S rS : Eu
Lamination of SrS:Ce and CaS:Eu, SrS
rs: Ce and Zn S: Mn stack, etc.
It is better if the luminescent color is white. The reliability of the device is improved by providing an insulating layer on both sides or one side of these light emitting layers. The material for the insulating layer is
Nitride such as Si 3N4, AIN, BN, Ta205
, Al2O3, Y2O3, 5i02, or a ferroelectric material having a tungsten bronze structure or a perovskite structure. Further, these materials may be mixed and used, or different types of thin films may be laminated.

こうした構成により、薄膜EL層12は一種の導波路効
果を持ち、内部で発生した光は端面にまで導かれ、基板
端面に平行で、かつ極めて指向性の強い光が端面より射
出される。この種の発光は、薄膜EL層12の膜厚と巾
を調整することにより通常の面発光の場合よりも1〜2
オーダー高い照度が得られ、薄膜EL層12の膜厚(約
1μ層)に応じたライン発光が得られる。更に照度を上
げ、かつフレア光を減らすために、薄膜EL層12のも
う一方の端面に光反射層を設けてもよい。
Due to this configuration, the thin film EL layer 12 has a kind of waveguide effect, and the light generated inside is guided to the end face, and light that is parallel to the end face of the substrate and has extremely strong directionality is emitted from the end face. By adjusting the thickness and width of the thin film EL layer 12, this type of light emission can be made 1 to 2 times larger than that of normal surface light emission.
An orderly high illumination intensity can be obtained, and line emission corresponding to the thickness of the thin film EL layer 12 (approximately 1 μm layer) can be obtained. In order to further increase the illuminance and reduce flare light, a light reflecting layer may be provided on the other end surface of the thin film EL layer 12.

遮光膜8にはよく知られている黒化膜などを用いること
ができる。
A well-known blackened film or the like can be used as the light shielding film 8.

基板1とカバーガラス6とは所定のギャップを空けて張
り合せられる。解像度を低下させないためには、カバー
ガラス6の厚みはできるだけ薄く、又ギャップスペース
は狭いほうが良い。
The substrate 1 and the cover glass 6 are pasted together with a predetermined gap therebetween. In order not to reduce the resolution, the thickness of the cover glass 6 should be as thin as possible, and the gap space should be narrow.

一般に薄膜EL素子は交流駆動によって安定して発光す
るが、その1回の発光時間は、S rS : Ceの様
な短いもので数10μSZ n S : M nの様な
長いもので数100μsぐらいである。したがってセン
サーアレイが蓄積型の読み取り方式を取る場合は、短い
発光時間のものでも数kHz程度の交流駆動による発光
でその発光波形は問題の無いバースト波になるが、リア
ルタイムの光導電読み取り方式の場合は、更に高周波に
するなどして、発光の時間的均一性を図る必要がある。
In general, thin-film EL elements emit light stably when driven by alternating current, but the time for one light emission is approximately several tens of microseconds for a short device such as S rS:Ce, and several hundred microseconds for a long device such as S:Mn. . Therefore, if the sensor array uses an accumulation-type reading method, even if the sensor array has a short emission time, the light emission waveform will be a burst wave with no problem due to the light emission by AC drive of about several kHz, but in the case of a real-time photoconductive reading method, It is necessary to improve the temporal uniformity of light emission by increasing the frequency even further.

又本発明の他の例は受光素子を形成した基板の端面に形
成され、光反射性電極層と、少くとも2FIi類以上の
互いに発光色が異なる薄膜EL層とを交互に積層し、そ
れぞれの薄膜EL層の端面から発光するマルチカラー薄
膜EL素子を光源とする密着型カラーイメージセンサ−
により構成され、互いに発光色が異なる複数のEL層が
ある周期で順次発光をくり返し、これに同期しであるひ
とつの受光素子が時分割の受光動作をすることによって
、シリアルに色分解した画像情報を読み取るものである
Another example of the present invention is formed on the end face of a substrate on which a light receiving element is formed, and in which light reflective electrode layers and thin film EL layers of at least 2FIi type or higher and different emission colors are laminated alternately. A contact type color image sensor whose light source is a multicolor thin film EL element that emits light from the edge of a thin film EL layer.
It is composed of multiple EL layers that emit light of different colors, and emit light in sequence at a certain period, and in synchronization with this, a single light-receiving element performs a time-division light-receiving operation, thereby producing serially color-separated image information. It is for reading.

又ひとつには上記密着型カラーイメージセンサ−におい
て、端面発光型のマルチカラー薄膜EL素子を形成した
基板端面が、基板面に対し、少くとも90″よりも小さ
くなるように傾斜していることにより構成される。
Another reason is that in the above-mentioned contact type color image sensor, the edge surface of the substrate on which the edge-emitting multicolor thin film EL element is formed is inclined at least 90'' with respect to the substrate surface. configured.

又ひとつには上記マルチカラー薄膜EL素子が、それぞ
れの発光色がRGBの3原色である3層の薄膜EL層を
積層したことにより構成される。
Another aspect is that the multi-color thin film EL element is constructed by laminating three thin film EL layers, each of which emits light in the three primary colors of RGB.

第3図は本発明による密着型カラーイメージセンサ−を
説明するための、アレイの断面図である。同図において
、14は基板、15は薄膜受光素子、1Bはその下部電
極、17はその上部電極である。18A、 18B、 
18Cはそれぞれ互いに発光色の異なり、端面発光する
マルチカラー薄膜EL素子であり、基板14の一方の傾
斜した端面に形成される。端面から射出した光はカバー
ガラス19を介して原稿20に入射する。矢印は原稿面
への光の入射とその反射をおおまかに示したものである
。端面発光による光は極めて指向性が強いので、基板端
面の傾斜角度を適当に設計することによって十分に機能
が達成されるが、更に解像度や照明効率を向上させるた
めには、それぞれ人、反射光に対応する採光窓22、あ
るいは採光窓23を持つ遮光層21をカバーガラス19
1;形成する。
FIG. 3 is a sectional view of an array for explaining the contact type color image sensor according to the present invention. In the figure, 14 is a substrate, 15 is a thin film light receiving element, 1B is its lower electrode, and 17 is its upper electrode. 18A, 18B,
18C are multi-color thin film EL elements each emitting light of a different color from each other and emitting light from the edge thereof, and are formed on one inclined end surface of the substrate 14. The light emitted from the end surface enters the document 20 via the cover glass 19. The arrows roughly indicate the incidence of light on the document surface and its reflection. The light emitted from the edge is extremely directional, so the function can be achieved by appropriately designing the angle of inclination of the edge of the substrate, but in order to further improve the resolution and lighting efficiency, it is necessary to The cover glass 19 covers the light shielding layer 21 having the lighting window 22 or the lighting window 23 corresponding to the
1; Form.

基板14にはガラス、セラミックスなどを用いることが
でき、又、薄膜受光素子15の光電変換材料としてはア
モルファスS t −、Cd S 5CdSe、Cd5
−CdSe固溶体、カルコゲン系混合物などを用い、電
極構造としてはサンドイッチ型、ブレーナ型の両方をそ
れぞれ用いることができる。又、第3図では薄膜受光素
子したが、CCDチップを用いた密着型でも適用できる
。ただし、マルチカラー薄膜EL素子の発光色に対し、
それに対応する分光感度を有していなければならない。
The substrate 14 can be made of glass, ceramics, etc., and the photoelectric conversion material of the thin film light receiving element 15 can be amorphous S t -, CdS 5CdSe, Cd5
A -CdSe solid solution, a chalcogen mixture, etc. can be used, and both a sandwich type and a Brenna type can be used as the electrode structure. Further, although a thin film light receiving element is shown in FIG. 3, a close contact type using a CCD chip can also be applied. However, compared to the emitted light color of a multicolor thin film EL element,
It must have a corresponding spectral sensitivity.

第4図にマルチカラー薄膜EL素子の詳細な構成を示す
。基板14の上に、光反射性電極Jiat24A1薄膜
EL層25A1光反射性電極層24B1薄II!EL層
25B1光反射性電極層24C1薄膜EL層25C1光
反射性電極層24Dが順に形成される。
FIG. 4 shows the detailed structure of the multicolor thin film EL device. On the substrate 14, a light reflective electrode layer 24A1 thin film EL layer 25A1 light reflective electrode layer 24B1 thin II! EL layer 25B1 light reflective electrode layer 24C1 thin film EL layer 25C1 light reflective electrode layer 24D are formed in this order.

各電極層にはスイッチング素子が接続しており、このス
イッチング素子の操作によって、各薄膜EL素子は順次
発光を繰り返す。光反射性電極層24A、 24B、 
24C,24DにはAl5Cr。
A switching element is connected to each electrode layer, and each thin film EL element sequentially emits light by operating the switching element. light reflective electrode layers 24A, 24B,
Al5Cr for 24C and 24D.

Agなど一般に知られている金属電極を用いることがで
きる。
A commonly known metal electrode such as Ag can be used.

薄膜EL層25A、25B、25Cの発光層は、発光色
が異なる複数のものであれば本発明による効果を発揮で
きるが、カラー画像を精度良く再現するためには、RG
Bの3原色を発光する3種類で無ければならない。一般
に良く知られている赤色材料にはZnS : Sm、C
aS : Euなど、青色材料にはZnS:Tm5Sr
Se:Ce5SrS:Ceなど、緑色材料にはZnS 
:Tb、CaS : Ceなどがそれぞれある。
The effects of the present invention can be achieved if the light-emitting layers of the thin film EL layers 25A, 25B, and 25C are a plurality of layers that emit light of different colors, but in order to accurately reproduce color images, RG
There must be three types that emit the three primary colors of B. Generally well-known red materials include ZnS: Sm, C
aS: ZnS:Tm5Sr for blue materials such as Eu
Se:Ce5SrS:Ce, etc., and ZnS for green materials
:Tb, CaS:Ce, etc.

重ねる順は特に限定されるものではない。これらによる
発光層の両側、あるいは片側には絶縁層を設けたほうが
素子としての信頼性は向上する。絶縁層の材料としては
Si3N4、AlN5BNなどの窒化物、Ta2es、
Al2O3、Y2O3,5i02などの酸化物、あるい
はタングステンブロンズ構造やペロブスカイト構造を有
する強誘電体などを用いることができる。又、更にこれ
らの材料を混合して用いても良く、あるいは異なる種類
の薄膜を積層しても良い。
The order of stacking is not particularly limited. The reliability of the device is improved by providing an insulating layer on both sides or one side of the light emitting layer. Materials for the insulating layer include Si3N4, nitrides such as AlN5BN, Ta2es,
Oxides such as Al2O3, Y2O3, 5i02, or ferroelectric materials having a tungsten bronze structure or perovskite structure can be used. Furthermore, these materials may be mixed and used, or different types of thin films may be laminated.

こうした構成により、それぞれの薄膜EL層は一種の導
波路効果を持ち、内部で発光した光は端面にまで導かれ
、基板端面に平行で、かつ極めて指向性の強い光が端面
より射出される。
With such a configuration, each thin film EL layer has a kind of waveguide effect, and the light emitted inside is guided to the end face, and light that is parallel to the end face of the substrate and has extremely strong directionality is emitted from the end face.

この種の発光はそれぞれの薄膜EL層の膜厚と幅を調整
することにより通常の面発光の場合よりも1〜2オーダ
ー高い照度が得られ、それぞれの薄膜EL層の膜厚(約
1μII)に応じたライン発光が得られる。更に照度を
上げ、かつフレア光を減らすために、薄膜EL層のもう
一方の端面に光反射層を設けても良い。
In this type of light emission, by adjusting the thickness and width of each thin film EL layer, an illumination intensity that is 1 to 2 orders of magnitude higher than that of normal surface light emission can be obtained. Line light emission can be obtained according to the In order to further increase the illuminance and reduce flare light, a light reflecting layer may be provided on the other end surface of the thin film EL layer.

遮光膜21にはよく知られている黒化膜などを用いるこ
とができる。
A well-known blackened film or the like can be used as the light shielding film 21.

基板14とカバーガラス19とは所定のギャップを空け
て張り合わせられる。解像度を低下させないようにする
ためには、カバーガラス6の厚さはできるだけ薄く、又
ギャップスペースは狭いほうが良い。
The substrate 14 and the cover glass 19 are pasted together with a predetermined gap therebetween. In order to avoid deteriorating the resolution, it is better that the thickness of the cover glass 6 is as thin as possible and that the gap space is narrow.

ELの発光はセンサーアレイと平行の連続したライン発
光になる。そしてこのマルチカラー薄膜EL素子の場合
、それぞれの薄膜EL層端面からの光軸は、はとんど一
致している。このことが本発明にとって重要な機能とな
っている。
The EL light emission becomes continuous line light emission parallel to the sensor array. In the case of this multicolor thin film EL element, the optical axes from the end faces of the respective thin film EL layers almost coincide with each other. This is an important feature for the present invention.

第5図はある特定の1画素における動作のタイミングチ
ャートの略図であり、読み取り方式は蓄積方式である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a timing chart of operations in one particular pixel, and the reading method is an accumulation method.

一般に薄膜EL素子は交流駆動によって安定して発光す
るが、その1回の発光時間はS rS ; Ceのよう
な短いもので数10μs%Z n S : M nのよ
うな長いもので数100μsぐらいである。したがって
センサーアレイが蓄積型の読み取り方式を採る場合は、
短い発光時間のものでも数kHz程度の交流駆動による
発光でその発光波形は問題の無いバースト波になるが、
リアルタイムの光導電方式の場合は、更に高周波にする
などして、発光の時間的均一性を図る必要がある。
In general, thin-film EL elements emit light stably when driven by alternating current, but the time for one light emission is several tens of microseconds for a short device such as S rS ;Ce, and several hundred microseconds for a long device such as ZnS:Mn. be. Therefore, if the sensor array uses a cumulative reading method,
Even if the light emission time is short, the light emission waveform will be a burst wave with no problem when the light is emitted by AC drive of about several kHz, but
In the case of a real-time photoconductive method, it is necessary to achieve temporal uniformity of light emission by increasing the frequency even higher.

本発明による密着型カラーイメージセンサ−によって、
高解像度、高速、小型、軽量化が達成できる。
With the contact type color image sensor according to the present invention,
High resolution, high speed, small size, and light weight can be achieved.

[実施例] 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 本実施例においては、第1図に示した素子構成とする。Example 1 In this example, the element configuration shown in FIG. 1 is used.

基板1は厚さ1.21の石英基板を用い、薄膜EL素子
を形成する端面は、あらかじめ所定の傾斜角度となるよ
うに研磨した。受光素子2はアモルファスSi二Hを光
電変換材料とする片側絶縁素子構造とした。下部電極3
にはCrを、又上部電極4にはAIを用いた。受光幅は
70μ−とした。駆動方式は上記理由により蓄積読み取
り型とし、駆動用のスイッチング素子としては、同一基
板上に形成したポリSL系TFTを用いた。
A quartz substrate with a thickness of 1.21 mm was used as the substrate 1, and the end face on which the thin film EL element was to be formed was polished in advance so as to have a predetermined inclination angle. The light receiving element 2 had a one-side insulating element structure using amorphous Si2H as a photoelectric conversion material. Lower electrode 3
For the upper electrode 4, Cr was used, and for the upper electrode 4, AI was used. The light receiving width was set to 70μ. For the reasons mentioned above, the driving method was an accumulation/reading type, and polySL type TFTs formed on the same substrate were used as driving switching elements.

石英基板1の端面には、光反射性電極層11としてCr
、薄膜EL層12としてY2O:l絶縁層で両側を挾ん
だ厚さ0,8μlのZnS:Mn。
On the end face of the quartz substrate 1, Cr is coated as a light reflective electrode layer 11.
, ZnS:Mn with a thickness of 0.8 μl sandwiched on both sides by Y2O:l insulating layers as the thin film EL layer 12.

光反射性電極層13としてAIを順次形成した。AI was sequentially formed as the light reflective electrode layer 13.

カバーガラス 6の厚さ50t1mとし、その内側に黒
化膜8を形成し、大まかには図の矢印に沿って採光窓9
.10を、それぞれ設けた。この効果により分解能は大
幅に向上した。石英基板1とカバーガラス 6とのギャ
ップはポリイミドで封止、固定し、エポキシ系の透明接
着剤により接着した。ギャップスペースは30μlとし
た。
The thickness of the cover glass 6 is 50t1m, a blackened film 8 is formed on the inside of the cover glass 6, and a lighting window 9 is formed roughly along the arrow in the figure.
.. 10 were provided for each. This effect greatly improved resolution. The gap between the quartz substrate 1 and the cover glass 6 was sealed and fixed with polyimide, and they were bonded together with an epoxy-based transparent adhesive. The gap space was 30 μl.

実施例2 本実施例においては、基板14は厚さ 1.21の石英
基板とし、薄膜EL素子を形成する端面は、あらかじめ
所定の傾斜角度となるように研磨した。薄膜受光素子1
5はアモルファスSt :Hを光電変換材料とする片側
絶縁素子構造とした。
Example 2 In this example, the substrate 14 was a quartz substrate with a thickness of 1.21 mm, and the end face on which the thin film EL element was to be formed was polished in advance to a predetermined inclination angle. Thin film photodetector 1
No. 5 had a one-sided insulating element structure using amorphous St 2 :H as a photoelectric conversion material.

この受光素子は可視光に対し、はぼパンクロマティック
な分光感度を示した。下部電極16にはCrを、又上部
電極17にはAIを用いた。受光幅は70μ瓢とした。
This photodetector showed highly panchromatic spectral sensitivity to visible light. Cr was used for the lower electrode 16, and AI was used for the upper electrode 17. The light receiving width was 70 μm.

駆動方式は上記理由により蓄積読み取り型とし、駆動用
のスイッチング素子としては、同一基板上に形成したポ
リSt系TPTを用いた。
For the reasons mentioned above, the driving method was an accumulation/reading type, and a polySt-based TPT formed on the same substrate was used as a driving switching element.

一方、光反射性電極層24A、 24B、 24C,2
4DとしてCr金属電極を用い、又薄膜EL層25A、
 25B、 25Cとして、それぞれAIN絶縁層で両
側を挾んだ厚さ 1.2μ−前後の5rSe:Ce(青
色)、CaS:Eu (赤色) s Z n S :T
b(緑色)を用いた。
On the other hand, the light reflective electrode layers 24A, 24B, 24C, 2
A Cr metal electrode is used as the 4D, and a thin film EL layer 25A,
5rSe:Ce (blue), CaS:Eu (red) with a thickness of around 1.2μ with AIN insulating layers sandwiched on both sides as 25B and 25C, respectively s Z n S :T
b (green) was used.

カバーガラス19の厚さは50μ謬とし、その内側に黒
化膜21を形成し、大まかには図の矢印に沿って採光窓
22.23を、それぞれ設けた。石英基板14とカバー
ガラス19とのギャップはポリイミドで封止、固定し、
エポキシ系の透明接着剤により接着した。ギャップスペ
ースは30μmとした。
The thickness of the cover glass 19 was 50 μm, a blackening film 21 was formed on the inside thereof, and lighting windows 22 and 23 were provided roughly along the arrows in the figure. The gap between the quartz substrate 14 and the cover glass 19 is sealed and fixed with polyimide,
It was attached using a transparent epoxy adhesive. The gap space was 30 μm.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の定着型イメージセンサ−
は小型、軽量、かつ消費電力が小さく、更に、カラーイ
メージセンサ−は解像度が大きく、高速作業ができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the fixed image sensor of the present invention
It is small, lightweight, and consumes little power.Furthermore, the color image sensor has a high resolution and can work at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第3図は本発明の実施例のイメージセンサ−
の作動を説明する断面の模式図。 第2図及び第4図は上記実施例の一部拡大断面図、 第5図は本発明のマチルカラーイメージセンサーの作動
を説明するグラフである。 1及び14・・・基板、2及び15・・・薄膜受光素子
、3及び1B・・・下部電極、4及び17・・・上部電
極、5及び11−C・・・薄膜EL素子、 B及び19・・−カバーガラス、7及び20・・・原稿
、8及び2I・・・遮光層、9.10.22.23・・
・採光窓、11.13及び24A −D・・・光反射性
電極、12及び25A −C・・・薄膜EL層。 第 図 第 図
FIG. 1 and FIG. 3 show an image sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional diagram illustrating the operation. 2 and 4 are partially enlarged sectional views of the above embodiment, and FIG. 5 is a graph explaining the operation of the multi-color image sensor of the present invention. 1 and 14...substrate, 2 and 15...thin film light receiving element, 3 and 1B...lower electrode, 4 and 17...upper electrode, 5 and 11-C...thin film EL element, B and 19...-cover glass, 7 and 20... original, 8 and 2I... light shielding layer, 9.10.22.23...
- Lighting window, 11.13 and 24A-D...Light reflective electrode, 12 and 25A-C...Thin film EL layer. Figure Figure

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 基板の表面又は内面に受光素子、端面に薄膜E
L素子を有し、この薄膜EL素子は、光反射性電極層で
挾まれた薄膜EL層の端面から光を射出するもので、そ
の射出光が反射した後、上記受光素子の受光面に入射す
るような角度で基板端面に形成されていることを特徴と
する密着型イメージセンサー。
(1) Light-receiving element on the surface or inner surface of the substrate, thin film E on the end surface
This thin-film EL element has an L element, and this thin-film EL element emits light from the end face of a thin-film EL layer sandwiched between light-reflecting electrode layers. After the emitted light is reflected, it enters the light-receiving surface of the light-receiving element. A contact image sensor is characterized by being formed on the edge of a substrate at an angle that
(2) 薄膜EL素子が、それぞれ光反射性電極で挾ま
れ、互いに発光色が異なる複数の薄膜EL層を有するマ
ルチカラー薄膜EL素子であることを特徴とする請求項
(1)記載の密着型イメージセンサー。
(2) The close-contact type according to claim (1), wherein the thin film EL device is a multicolor thin film EL device having a plurality of thin film EL layers each sandwiched between light reflective electrodes and emitting light of different colors. image sensor.
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