JPH0393277A - 光応答素子の製造方法 - 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、例えば光照射による電源のオン・オフ機構に
使用して有用な光応答素子に関するものであり、さらに
はその製造方法に間するものである． 〔発明の概要） 本発明は、光照射によって電気抵抗が変化する光応答素
子において、光導電材層が形成された光透過性基村上に
電極層を導電性粒子で形或することにより、微細な電極
パターンとなし高感度化を図ろうとするものである． さらに本発明は、光照射によって電気抵抗が変化する光
応答素子を製造するに際し、電極層をいわゆる電子写真
プロセスを用いて形成することにより、製造工程の簡略
化や製造コストの低減を図り、高感度な光応答素子を製
造可能とするものである． 〔従来の技術〕 光照射により１Ｂがオン・オフするような機構、例えば
、電柱等に取付けられている街灯や自動車等のヘッドラ
イトに使用されている自動点灯装置等には光照射により
電気抵抗変化を生ずる光応答素子が使用されている． 光応答素子は、光導電体と該光導電体上に設けられる電
極層とからなり、当該光導電体に光が照射されることに
よって誘起される光電流を電極層で電流値の変化として
検知するものである．ところで、上記光導電体としては
、従来より無機光導電体、例えばＳｉ，ＣｄＳ，ＣｄＳ
ｅ等が一般的に用いられ、従って従来、光応答素子は半
導体を製造する際に使用される真空プロセス、例えばス
パッタリングや蒸着あるいはエッチング等の技術によっ
て作製されている． 〔発明が解決しようとする！Ｉｌｆｉ）しかしながら、
真空プロセスによって製造する場合には、製造工程が煩
雑となるばかりでなく、装置が大型であるため取扱いや
作業が面倒で製造コストの低減が図れないという問題が
ある．このため、電極層を印刷技術によって形戒するこ
とも考えられるが、印刷技術によって電極層を形成した
場合には、製造工程の簡略化が図れる一方で微細な電極
パターンとすることが難しいという問題が残る． そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、微細な電極パターンが得られる高感度な
光応答素子を提供することを目的とするものである． さらに本発明は、製造工程の簡略化や製造コストの低減
が図れ、高感度な光応答素子の製造が望める光応答素子
の製造方法を提供することを目的とするものである． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の光応答素子は、上述の目的を達戒するために提
案されたものであって、光導電材層が形成された光透過
性基材上に導電性粒子により所定の一電極パターンとな
された電極層が設けられてなるものである． さらに本発明の光応答素子の製造方法は、光透過性基材
上に光導電材層を形成し、該光導電材層を帯電、露光し
て所定の電極パターンに対応した静電潜像を形成した後
、当該静電潜像を導電性粒子にて現像して電極層を形成
することを特徴とするものである． 〔作用〕 本発明の光応答素子においては、電極層が導電性粒子に
よって形成されているので、微細な電極パターンとする
ことが可能となり高感度化が望める． また本発明の方法においては、光応答素子を製造するの
に真空プロセスを用いるのではなく電子写真プロセスを
用いているので、製造工程が簡略化でき製造コストの低
減が図れる． 〔実膓例〕 以下、本発明を適用した光応答素子及びその製造方法の
具体的な実施例を説明する． 先ず、本実施例の光応答素子について図面を参照しなが
ら説明する． 本実施例の光応答素子は、第１図に示すように、光透過
性基材（１）上に光透過性導電層（２）を介して光導電
材層（３）が形成され、さらにこの光導電材層（３）上
に所定の電極パターンとなされた電極層（４）が設けら
れてなっている． 上記光透過性基材（１）には、透明な基材が使用され、
例えばガラスやポリエチレンテレフタレー｝　（ＰＥＴ
）等で代表されるような高分子材料よりなるフィルム等
が用いられている．特に、ポリエチレンテレフタレート
フィルムを使用した場合には、可撓性を有することから
光応答素子としての用途範囲がより広がる． 一方、上記光透過性導電層（２〉は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉ
ｕ曽↑ｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）や薄い金属層等により構威さ
れている．上記光透過性導電Ｎ（２）は、光応答素子を
電子写真プロセスで製造する際に必要となるものズ、後
述の光導電材層（３）上に帯電される電荷を露光時に逃
がす役目をするものである．上記光導電材層（３）には
、光導電材を含有する塗布液が塗布されたものや、予め
フィルムとなされたもの、あるいは蒸着等によって薄膜
となされたものであってもよい．ここで使用される光導
電材としては、有機．無機を問わずいずれも使用可能で
あるが、作り易さの観点からは有機の方がより好適であ
る．かかる有機光導電材としては、例えばポリーＮ−ビ
ニルカルバゾール、ポリーＮ−ビニルカルバゾールを色
素例えばピリリウム塩系色素やシアニン系色素等で増感
したもの、各種高分子と光導電性を有する各種有機顔料
例えばフタロシアニン系顔料，ペリレン系顔料，フラバ
ンスロン系顔料．アントラキノン系顔料．アゾ系顔料，
キナクリドン系顔料等を分散准合したもの等が挙げられ
る． 一方、無機光導電材としては、例えばＳｉ、ＣｄＳ，Ｃ
ｄＳｅ、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウム、セレン
、セレンーテルル合金、セレン砒素合金、セレンーテル
ルー砒素合金、非晶質ケイ素系材料等が挙げられ、さら
にこれらはシリコン樹脂，アクリル樹脂．アルキド樹脂
等の適当な樹脂に分散させたものであってもよい．上記
電極層（４）は、導電性粒子によって所定の電極パター
ンに形成されてなっている．ここで使用される導電性粒
子としては、例えばカーボンやＡｕ＋　ｌ’ｔ．ｐｄ．
Ａｇ＋　Ｎ＋等の金属粒子が使用される．上記電極層（
４）を形成するには、一様に帯電させた光導電材Ｍ（３
）上に電極パターンに応じて選択的に光照射を行い、形
成された静電潜像を現像する、いわゆる電子写真プロセ
スによって行われる．なお現像方法としては、湿式現像
法あるいは乾式現像法のいずれでもよいが、高精度の電
極パターンが形成可能な湿式現像法がより好適である． 上記電極Ｎ（４〉　の電極パターンとしては、例えば第
２図（ａ）に示すように、櫛歯状に形成された一対の電
極パターン（５）　，　（６）の各櫛歯状のパターン部
（５ａ）　，　（６ａ）が交互に噛み合う形で形成され
たものや、あるいは第２図（ｂ）に示すように、渦巻き
状に形成された電極パターン（７）　，　（８）の各パ
ターン部（７ａ）　．　（８ｂ）がそれぞれ対向するよ
うにスパイラル状に形成されたものでもよい．上記電極
層（４）は、導電性粒子により形成されるものであるか
ら、これら各パターン部（５ａ）　．　（６ａ）間隔及
びパターン部（７ａ）　．　（８ａ）間隔を狭くするこ
とができるとともに、単位面積当たりの対向電極長さの
面密度を上げることができる．従って、高感度化が望め
る． 以上の構威からなる光応答素子においては、導電性粒子
により電極層（４）が形成されているので、微細な電極
パターンを有し、比較的光量の低い光によっても瞬時に
電気抵抗が変化し高感度を示す．このように構成された
光応答素子は、例えば第１図に示すように、光導電材層
（３）上に離間して形成された電極パターン間に所定の
電圧を与えておき、光照射により誘起される光電流を電
流値の変化して検知するようなものとして使用される．
上記光応答素子を作製するには、先ず、第３図（ａ）に
示すように、光透過性基材（１）上に光透過性導電層（
２）を形成する． 次に、第３図（ｂ）に示すように、上記光透過性導電層
（２）上に光導電性材が含有された光導電性材塗布液（
３ａ）を塗布する． 次いで、第３図（ｃ）に示すように、上記光導電性材塗
布液（３ａ）を乾燥させて所望厚の光導電材層（３）を
形戒する． 次に、第３図（ｄ）に示すように、電子写真プロセスと
同様な手法、例えばコロナ放電体等の適当な帯電手段で
上記光導電材層（３）の表面を例えばマイナスに一様に
帯電させる． 次に、第３図（ｄ）に示すように、所望の電極パターン
に対応したマスク（９）を介して半導体赤外線レーザ光
源等の適当な露光手段にて選択的に光照射して露光を行
う． この結果、光導電材層（３）のうち露光された部位が導
電性を示し、この部位のマイナス電荷が当該光導電材層
（３〉を介して前記光透過性導電Ｎ（２）を通して消失
し、電極パターンに応じた静電潜像が形成される． 次に、第３図（ｆ）に示すように、上記電極パターンに
応じて形成された静電潜像をプラスに帯電させたトナー
となした導電性粒子（１０）よって現像を行う． なお本実施例では、静電潜像を現像するのに乾式現像法
を採用しているが、これは特に限定されるものではなく
、例えば湿式現像法を採用してもよい．湿式現像するに
は、例えばプラスに帯電させた導電性粒子を絶縁性分敗
媒中に分散せしめた現像剤を使用する．上記絶縁性分散
媒としては、従来公知の種々の液体が使用可能であるが
、現像操作中に静電潜像を損なわないようにする必要性
から、電気抵抗が１０”Ω・ロ以上、誘電率が３以下の
非水溶媒を選ぶのが好ましい．例えば脂肪族炭化水素、
脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素
、ポリシロキサン類等を用いることができるが、一般的
には揮発性，安全性．毒性．臭気性等の観点からイソパ
ラフィン系石油溶剤等が好適である．イソパラフィン系
石油溶剤の市販品としては、エッソ社製アイソパーＧ．
アイソパーＨ，アイソパーＬ，アイソパーＫ及びシェル
石油社製シェルゾール７１等が挙げられる．なお上記現
像剤には、上記のものの他に分散性を向上させる目的で
樹脂を添加してもよく、さらには電荷供与剤や帯電電荷
を向上させるために金属酸化物微粒子等を電荷増強剤と
して添加するようにしてもよい．これら樹脂や電荷供与
剤．電荷増強剤は、いずれもこの種の分野で使用されて
いる従来公知のものが使用でき、なんら限定されるもの
ではない． この結果、電極層（４）が導電性粒子（ｌＯ）によって
形成される． なお、乾式現像によって現像されたときの解像度は、Ｉ
ＩＩＩＩ当たり゛１２本であるが、湿式現像によって現
像されたときの解像度はｌｍｓ当たり１００本以上であ
った．従って、湿式現像を用いればより高解像度が望め
る． このように本発明の方法においては、煩雑な工程を必要
とする真空プロセスを用いるのではなく、電極層（４）
を電子写真プロセスによって形成しているので、製造工
程の簡略化並びに作業も簡略化され、安価な光応答素子
を提供できる．また、本発明の方法においては、電極層
（４）を導電性粒子（ｌＯ）によって形成しているので
、微細な電極パターンとすることができるとともに、エ
ッジ効果により電極パターンの外周縁部により多くの導
電性粒子を付着させることができ、パターン周縁の切れ
が良好なものとなる．従って、高感度化が望める． 〔発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明の光応答素子
によれば、電極層が導電性粒子によって形成されている
ので、微細な電極パターンが得られ高感度化が図れる． 従って、本発明の光応答素子によれば、比較的低い光量
で瞬時に電気抵抗が変化するので、低い光量でｉｔｓが
オン・オフするような機構に適用して有用である． さらに本発明の方法においては、電極層をいわゆる電子
写真プロセスを用いて形成しているので、製造工程の簡
略化並びに製造コストの低減が図れる． また、本発明の方法においては、電極層を導電性粒子で
形成しているので、微細な電極パターンとすることがで
き、これにより高感度化が望める．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した光応答素子の一例を示す概略
断面図である． 第２図（ａ）は電極層の形状の一例を示す概略平面図、
第２図（ｂ）は電極層の形状のさらに他の例を示す概略
平面図である． 第３図（ａ）ないし第３図（ｆ）は本発明を適用した光
応答素子゛の製造工程を順次示す概略断面図であり、第
３図（ａ）は光透過性導電層形或工程、第３図（ｂ）は
光導電性材塗布液の塗布工程、第３図（ｃ）は光導電材
層形成工程、第３図（ｄ）は帯電工程、第３図（ｅ）は
露光工程、第３図（ｆ）は現像工程を示す． ！・・・光透過性基材 ２・・・光透過性導電層 ３・・・光導電材層 ４・・・電極層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導電材層が形成された光透過性基材上に導電性
   粒子により所定の電極パターンとなされた電極層が設け
   られてなる光応答素子。
2. （２）光透過性基材上に光導電材層を形成し、該光導電
   材層を帯電、露光して所定の電極パターンに対応した静
   電潜像を形成した後、当該静電潜像を導電性粒子にて現
   像して電極層を形成することを特徴とする光応答素子の
   製造方法。