JPH07202155A - イメージセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 解像度の高いイメージセンサを得る。 【構成】 画素に共通の共通電極と各画素に対応した個
別電極とを有機光導電体層を介して設けた画素であっ
て、共通電極側又は個別電極側から入力した画像情報を
電気信号に変換する画素を、集積してなる画像読み取り
素子を用いたイメージセンサにおいて、個別電極と共通
電極のうち、入力画像と有機光導電体層の間に位置する
電極を、透明電極と遮光膜を有する複数層構造とし、該
電極の中で他方の電極と対向する部分の少くとも一部を
透明電極のみの１層構造としたことを特徴とするイメー
ジセンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像信号を電気信号に変
換し、電気信号として取り出すイメージセンサに用いら
れる画像読み取り素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光センサは光強度の計測に、またロボッ
ト、各種オートメーションシステムにおける位置センサ
として、また情報通信、情報処理における画像情報の読
み取りなどに広く用いられている。特に画像情報処理の
技術、能力の進歩した今日、高性能な画像情報の入力装
置としてのイメージセンサの進歩が強く望まれている。

【０００３】ファクシミリ、ワードプロセッサ、電子フ
ァイルシステムなどは画像入力装置を必要とする代表的
な装置である。このような入力装置としては、ビデオカ
メラのような二次元情報を取り出すものと、ラインセン
サを利用して画像をスキャンして読み出すイメージスキ
ャナーが考えられるが、通常十分な解像力（画素数）を
得るためにラインセンサを使用したイメージスキャナが
使用されている。ラインセンサとしては、結晶シリコン
を使用した電荷結合素子（ＣＣＤ）が代表的であるが、
素子の大きさに限界があって、大きな面積の画像を読み
取るには縮小光学系を使用するか、素子を多数高精度に
並べる必要がある。それに対して硫化カドミウム、アモ
ルファスシリコンを光導電面としたセンサは比較的大き
な面積が可能であり、ロッドレンズアレイを併用して等
倍密着型のラインセンサが一部実用化されている。

【０００４】しかし、従来のこのような光導電材料は成
膜の方法に制約があって量産性が低く、実質的には大面
積の画像をスキャンする長いラインセンサを作ることは
困難であった。一方光導電材料として有機系の材料を使
用したセンサは、成膜が塗布液からの塗布によって行う
ことができ容易であり、生産性に優れていること、大面
積化が容易であること、暗導電性が低くシグナル／ノイ
ズ比を大きく取れるなどいくつかの有利な点を有してい
る。そのため有機材料を光導電面に使用したイメージセ
ンサの例がいくつか知られている。（例えば特開昭６１
−２８５２６２号公報、特開昭６１−２９１６５７号公
報、特開平１−１８４９６１号公報等参照）。

【０００５】このような有機系の材料を使用したセンサ
の構造としては、全ての画素に共通の共通電極と各画素
に対応した個別電極とを有機光導電体層を介して設け、
個別電極と共通電極のうち、入力画像と有機光導電体層
との間に位置する電極を透明電極で形成するものが一般
的である。この構造で副走差方向（スキャン方向）の解
像度を上げるためには、共通電極の幅を小さくして、開
口幅を小さくする必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、共通電
極には基板、光導電体層などとの熱膨張率の違いなどに
より様々な応力がかかる。従って、大面積の画像をスキ
ャンするラインセンサに必要な、幅が狭くかつ長い共通
電極を作製することは困難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
ついて鋭意検討した結果、以下の構成にすることによっ
て共通電極の幅によらず解像度を高くすることが可能と
なることを見いだし本発明を完成した。即ち、本発明の
要旨は、画素に共通の共通電極と各画素に対応した個別
電極とを有機光導電体層を介して設けた画素であって、
共通電極側又は個別電極側から入力した画像情報を電気
信号に変換する画素を、集積してなる画像読み取り素子
を用いたイメージセンサにおいて、個別電極と共通電極
のうち、入力画像と有機光導電体層の間に位置する電極
を、透明電極と遮光膜を有する複数層構造とし、該電極
の中で他方の電極と対向する部分の少くとも一部を透明
電極のみの１層構造としたことを特徴とするイメージセ
ンサに存する。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の画像読み取り素子を用いたセンサの全体構成の一
例を図１に示す。この例ではいわゆる密着型のラインセ
ンサの例が示されている。原稿面４にＬＥＤアレイ３よ
りなる光源から照射、反射した光はロッドレンズアレイ
２によってラインセンサの光導電変換素子部１に照射さ
れる。個々の画素で光電変換された信号は逐次時系列信
号として読み出されていく。

【０００９】センサ中の光電変換素子の構成例を図２に
示す。この場合、個別電極５を設けた支持体６上にブロ
ッキング層７と光導電体層８が形成され、さらにその上
に共通電極９が設けられる。この場合、ブロッキング層
７は正電極となる個別電極５に直接接して設けられる。
ブロッキング層は有機光導電体層と正電極が整流性のな
いオーミック性接触を形成して、暗電流が増加し、Ｓ／
Ｎ比が低下するのを防ぐために形成される。なお、ブロ
ッキング層は無くてもよい。ブロッキング層の材質とし
ては、６−６６−１２，６−６６−１１，６−６６−６
１０、等の共重合ナイロン樹脂、アルコキシアルキルナ
イロン、ポリウレタン、フェノール樹脂、カゼイン、ポ
リビニルアセタール、硬化エポキシ樹脂、酸化珪素、酸
化チタン、酸化アルミニウム、炭化珪素等が挙げられ
る。

【００１０】画像情報が入力する側に位置する電極は、
透明電極と遮光膜を積層した複数層構造となる。透明電
極としては酸化インジウム、酸化スズ、インジウム・ス
ズ酸化物膜などの金属酸化物、また金、アルミニウムな
どの金属の薄い膜が挙げられる。遮光膜としては通常、
種々の金属が使用でき、例えばアルミニウム、チタン、
金、銀、銅、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタ
ル、タングステンなどの十分遮光できる厚みを有するも
のが挙げられる。もう一方の対向する電極にも種々の金
属が使用でき、例えばアルミニウム、チタン、金、銀、
銅、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、タング
ステンなどが挙げられる。なお、支持体側から露光を行
う場合、支持体も十分光を透過することが必要である。

【００１１】光導電体層としては、公知のものが使用で
きる。たとえばアゾ顔料、フタロシアニン顔料、多環キ
ノン顔料、ペリレン顔料、メロシアニン顔料、スクウェ
アリウム顔料等の電荷発生物質をバインダー中に分散さ
せた電荷発生層と、ヒドラゾン誘導体、ピラゾリン誘導
体、カルバゾール、インドール、オキサジアゾール等の
複素環誘導体、トリフェニルアミン等アリールアミンの
誘導体、スチルベン誘導体、側鎖あるいは主鎖に上記の
化合物を有する高分子化合物などの電荷移動物質をバイ
ンダー樹脂に分散した電荷移動層とを積層した層構成、
該電荷発生物質および該電荷移動物質を真空蒸着によっ
て積層した層構成が挙げられる。

【００１２】個別電極側から画像を入力する場合、図３
に示すように、個別電極５の一部を透明電極と遮光膜の
２層構造部１０とし、共通電極９と対向する部分のうち
の一部を遮光膜を除いた透明電極のみの１層構造である
開口部１１を作製することができる。また、共通電極側
から画像を入力する場合、図４に示すように、共通電極
９の一部を透明電極と遮光膜の２層構造部１０とし、個
別電極と対向する部分のうち一部を遮光膜を除いた開口
部１１として作製することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上の本発明の構成によって、実用的な
高解像度のイメージセンサが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明をより詳細に説明するため、実
施例を挙げ説明するが、本発明はこの例に限定されるも
のではない。 実施例１ まず、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）の透明電極と
金・クロムの積層による金属電極（遮光膜に相当）に２
層構造からなる個別電極を、１ｍｍあたり８素子、全体
で１７２８素子のマトリクス配線として、ガラス板上に
パターンニングした。なお、個別電極は図３に示すよう
に開口部にあたる部分１１を透明電極のみの１層構造と
した。

【００１５】次に共重合ナイロン（ダイセル（株）製、
商品名ダイアミドＴ１７１）をｎ−プロパノールに溶解
し、塗布液１を得た。また、電荷発生物質としてオキシ
チタニウムフタロシアニン１０ｇをジメトキシエタンで
サンドグラインダーによって分散処理し、ポリビニルブ
チラール樹脂（積水化学（株）製、商品名エスレックＢ
Ｈ−３）５ｇをジメトキシエタンに溶解した液と混合し
塗布液２を得た。さらに、ポリカーボネート（商品名ノ
バレックス７０２５Ａ、三菱化成（株）製）１００ｇ、
式（１）に示される化合物１６０ｇ、式（２）で表され
る化合物４０ｇをジオキサン中に溶解し塗布液３を得
た。

【００１６】まず、上記ガラス板の一部に塗布液１を浸
漬塗布し、乾燥後０．３μｍのブロッキング層を設け
た。その上に塗布液２を浸漬塗布、乾燥し、０．４μｍ
の電荷発生層を設け、その上に塗布液３を浸漬塗布、乾
燥し、０．５μｍの電荷移動層を設けた。次に上記ガラ
ス板の他の部分に塗布液３を浸漬塗布、乾燥し、０．５
μｍの電荷移動層を設けた。この上にアルミニウムを真
空蒸着し共通電極を設け、図２の構成の画素を作成し
た。

【００１７】次に電荷蓄積型の基本回路で、アナログス
イッチ、アンプ、２値化の回路を接続し受光部を形成し
た。さらに、ロッドレンズアレイ、ＬＥＤ照明系を取り
付け、図１に示すラインイメージセンサを作成した。ま
たＬＥＤアレイはＢＵ４８０１（スタンレー電気（株）
製、出力ピーク波長：５７０ｎｍ）を用い、原稿面照度
が１００ｌｕｘとなるように照明系を作製した。このイ
メージセンサにより、原稿を読み込んだところ、良好な
画像が得られた。

【００１８】

【化１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明画像読み取り素子を用いるイメージセン
サの全体構成の説明図。

【図２】光電変換素子の一例を説明する図面。

【図３】開口部の構成を説明する図面。

【図４】開口部の構成を説明する図面。

【符号の説明】

１ 光電変換素子 ２ ロッドレンズアレイ ３ ＬＥＤアレイ ４ 原稿 ５ 個別電極 ６ 支持体 ７ ブロッキング層 ８ 光導電体層 ９ 共通電極 １０ 透明電極と遮光膜の２層部位 １１ 透明電極１層部位

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 潔 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成株式会社総合研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素に共通の共通電極と各画素に対応し
   た個別電極とを有機光導電体層を介して設けた画素であ
   って、共通電極側又は個別電極側から入力した画像情報
   を電気信号に変換する画素を、集積してなる画像読み取
   り素子を用いたイメージセンサにおいて、個別電極と共
   通電極のうち、入力画像と有機光導電体層の間に位置す
   る電極を、透明電極と遮光膜を有する複数層構造とし、
   該電極の中で他方の電極と対向する部分の少くとも一部
   を透明電極のみの１層構造としたことを特徴とするイメ
   ージセンサ。