JPH0737323Y2

JPH0737323Y2 - カラーセンサー

Info

Publication number: JPH0737323Y2
Application number: JP1988040959U
Authority: JP
Inventors: 裕明久保; 賢時冨田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2003-03-28
Also published as: JPH01145143U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は光学的測定装置、光スイッチング素子などに用
いられ、特定波長の光を検出する光晶質半導体層を有す
るカラーセンサーに関する。

〔考案の背景〕

このようなカラーセンサーは、第２図に示すように、透
明基板21上に透明導電膜22、非晶質半導体層23、金属電
極24a,24bが順次積層され、２つの光導電積層体が透明
基板21上に形成された構造となっている。

ここで、透明基板21はガラスなどから成り、透明基板21
の一主面には透明導電膜22が被着されている。透明導電
膜22は酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫など
の金属酸化物膜で形成され、２つの光導電積層体に共通
の電極膜となるように形成されている。非晶質半導体層
23にはＰ−Ｉ−Ｎ接合が形成されている。金属電極24a,
24bは非晶質半導体層23上に所定形状の間隔を置いて形
成されている。

そして、透明基板21から光入射される光のうち特定波長
の光を検出するために、透明基板21の外面にカラーフィ
ルター膜25が貼付されている。さらに、カラーフィルタ
ー膜25の外面にはカラーフィルター膜25を紫外線から譲
り、且つ耐擦傷性を向上させるために紫外線吸収膜26が
形成されている。

さらに、金属電極24a,24b間に外部回路（図示せず）か
ら一定のバイアス電圧を印加して、カラーフィルター膜
25を透して光入射された特定波長の光によって非晶質半
導体層23の導電率が変化し、金属電極24a,24b間の抵抗
の変化によって特定波長の光を検出するようにしてい
る。

また、第３図に示すカラーセンサーは、基板31上に電極
34、非晶質半導体層33、及び透明導電膜32を順次形成し
た後、カラーフィルター膜35、絶縁膜36を形成していた
（特開昭60−208870号公報等を参照）。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、上述のカラーセンサーは、カラーフィル
ター膜25が透明基板21の外面に設けられており、その外
表面に耐擦傷性を向上させる紫外線吸収膜26や絶縁膜36
が形成されていても、激しい外力によって破損や剥離が
生じやすく信頼性に欠けていた。

また、カラーフィルター膜25,35を非晶質半導体層23,33
の成膜工程での熱の影響（200℃前後）から避けるため
に、非晶質半導体23,33の成膜工程後に貼付または形成
されていた。そのため、色料の染色など複雑な工程を要
するカラーフィルター膜25,35のみが一連の薄膜工程の
最終工程となり、カラーセンサー全体の工程が煩雑とな
り、歩留りを大きく低下させていた。

〔考案の目的〕

そこで、本考案は上述のカラーセンサーの問題点に鑑み
案出されたものであり、カラーフィルター膜が激しい外
力に対して何らの損傷や剥離が生じることがなく、また
非晶質半導体層の成膜工程での熱の影響を受けることが
なく、製造が簡便なカラーセンサーを提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための具体的手段〕

本考案によれば、上述の問題点を解決するために、ガラ
ス基板の一主面側に、絶縁膜、カラーフィルター膜、透
明保護膜、透明導電膜、非晶質半導体層、及び裏面導電
膜を順次積層して成るカラーセンサーであって、前記絶
縁膜と前記カラーフィルター膜との界面を1000Å〜１μ
ｍの凹凸状にするとともに、前記透明保護膜を耐熱材料
としたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本考案に係るカラーセンサーを図面に基づき説明
する。

第１図に示すように、光入射されるガラス基板１上に有
機樹脂を色料で着色して成るカラーフィルター膜２、及
び透明保護膜３を形成し、さらに透明導電膜４、非晶質
半導体層５、及び金属導電膜６を形成してカラーセンサ
ーを構成している。

ここで、ガラス基板１はソーダ成分の有無にかかわら
ず、光入射されるものであれば殆どのガラス板が使用可
能である。特に、ソーダ成分を含有するソーダガラス板
では、後の非晶質半導体層の成膜工程での熱の影響（20
0℃前後）により、不純物の析出を阻止する酸化珪素等
の絶縁膜11が装着された基板を使用する。そして、後述
のカラーフィルター膜２の成膜工程でカラーフィルター
膜２とガラス基板１との接着強度を上げるため、酸化珪
素等の絶縁膜11の表面を凹凸状にする。すなわち、絶縁
膜11とカラーフィルター膜２との界面を1000Å〜１μｍ
の凹凸状にする。

カラーフィルター膜２は、ゼラチン、ポリイミド樹脂な
どの有機樹脂をアシッドレッド257、ソルベントイエロ
ー77、アシッドブルー７、ソルベントブルー42などの色
料で着色して成る。具体的には、ガラス基板１上にゼラ
チンを被覆し、所定形状の防染膜をゼラチン上に塗布し
た後、色料の溶液に浸して着色したり、また、ポリイミ
ド樹脂に少なくとも１種の色料を混入した着色ペースト
で印刷し、その後、加熱硬化して形成される。なお、カ
ラーフィルター膜２の望ましい膜厚は１〜５μｍであ
る。

透明保護膜３は、絶縁性、透光性及び耐熱性を有するも
ので、酸化珪素、窒化珪素などで形成される。具体的に
はガラス基板１上のカラーフィルター膜２を完全に覆う
ように、酸化珪素、窒化珪素などを電子ビーム法、スパ
ッタ法等で被着したり、またはスピンナーを用いて、酸
化珪素、窒化珪素など塗布し、加熱して被着して形成さ
れる。なお、透明保護膜３の望ましい膜厚は0.1〜５μ
ｍである。

透明導電膜４は、酸化錫、酸化インジウム、酸化インジ
ウム錫などの金属酸化物膜で形成されている。具体的に
はガラス基板１の一主面上にマスクを装着し、上述の金
属酸化物膜を被着した後、レジスト・エッチング処理し
たりして形成されている。なお、透明導電膜４の形成時
にマスク・レジストの形状を制御して、電極6aと導通す
る透明導電膜の延長部41が形成される。

非晶質半導体層５は、透明導電膜４に形成され、例えば
Ｐ−Ｉ−Ｎ接合が形成されている。具体的には非晶質半
導体層５はシランなどのシリコン化合物ガスを200℃前
後でグロー放電により分解するプラズマCVD法や光CVD法
等で被着形成される非晶質シリコンなどから成り、Ｐ層
51はシランガスにジボランなどのＰ型ドーピングガスを
混入した反応ガスで形成され、Ｉ層52はシランガスを反
応ガスとして形成され、Ｎ層53はシランガスにフォスフ
ィンなどのＮ型ドーピングガスを混入した反応ガスで形
成される。

金属導電膜6a,6bは、透明導電膜４と非晶質半導体層５
を介して重なるように形成される。具体的には、透明導
電膜の延長部41及び非晶質半導体層５上に所定形状のマ
スクを装着し、ニッケル、アルミニウム、チタン、クロ
ム等の金属を被着したり、または透明導電膜の延長部41
及び非晶質半導体層５上にニッケル、アルミニウム、チ
タン、クロム等の金属膜を被着した後、レジスト・エッ
チング処理を施したりして所定形状のパターンに形成さ
れる。ここで好ましい金属としては、金属導電膜6a,6b
と外部リードとが容易に半田付けが可能なニッケルであ
る。

最後に、ガラス基板１以外からの不要な光入射を防止
し、正確な光検出を可能にするため、遮光顔料を含有し
た絶縁保護膜７が覆う。

そして、上述の構成のカラーセンサーの金属導電膜6aに
＋、積層体の金属導電膜6bに−として外部回路から一定
のバイアス電圧を印加しておけば、カラーフィルター膜
２を透して光入射された特定波長の光によって非晶質半
導体層５の導電率が変化し、金属導電膜6a,6b間の抵抗
の変化によって、特定波長の光の変化をバイアス電流で
もって検出できる。

以上の構成により、特にガラス基板１上に有機樹脂を色
料で着色して成るカラーフィルター膜２を形成した後、
カラーフィルター膜２を透明保護膜３で完全に覆うた
め、耐熱性や耐薬品性が向上し、非晶質半導体層の成膜
工程での熱の影響によるカラーフィルター膜２の変化を
有効に抑え、透明導電膜４の光学的・電気的な変化を防
止し、さらにカラーフィルター膜２とガラス基板１との
密着接合を補うこととなる。

また、ソーダーガラス等の安価な基板上に、酸化珪素等
の絶縁膜が設けられた基板を使用すれば、ガラスに含ま
れるアルカリなどの不純物の熱拡散が抑えられ、より安
定したフィルター及び非晶質半導体層の特性が得られ、
カラーセンサーとしての特性が安定する。

さらに、光入射される最外表面にガラス基板１が配置さ
れるので、外力に対してカラーフィルター膜が破損や剥
離することが全くない、高信頼性のカラーフィルター膜
とすることができる。

また、一般にガラス基板（特にソーダガラス板）がカラ
ーフィルター膜２の褪色を招く紫外線をカットするの
で、従来のように紫外線吸収膜を形成することが一切不
要となる。

さらに、ガラス基板１上に有機樹脂を色料で着色してな
るカラーフィルター膜２を形成した後は、一連の薄膜工
程でカラーセンサーが製造できるので製造が簡便とな
る。

上述の実施例では、カラーフィルター膜２に対応して、
透明導電膜４、非晶質半導体層５及び金属電極６から成
る積層体が１つであるが、図示していないが同一ガラス
基板１上にＲ（赤）,G（緑）,B（青）の３色のカラーフ
ィルター膜２を形成した後、カラーフィルター膜２を完
全に透明保護膜３で覆って、さらに、カラーフィルター
膜２のR,G,Bに対応して、透明導電膜４のR,G,B、非晶質
半導体層５のR,G,B及び金属電極６のR,G,Bから成る３つ
の積層体を形成してもよい。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案は、光入射されるガラス基板上
に、透明導電膜、非晶質半導体層及び導電膜を形成した
カラーセンサーにおいて、ガラス基板と透明導電膜との
間に、有機樹脂を色料で着色してなるカラーフィルター
膜及び透明保護膜を形成するため、透明保護膜がカラー
フィルター膜の耐熱性や耐薬品性等を向上させ、非晶質
半導体層の成膜工程における熱の影響によるカラーフィ
ルター膜の変質を有効に抑え、一連の薄膜インライン工
程において、カラーフィルター膜が形成されたガラス基
板を投入基板として用いることができ、製造がきわめて
簡便なカラーセンサーを提供できる。

また、透明保護膜がカラーフィルター膜からと透明導電
膜への着色料の浸透を防止し、透明導電膜の光学的・電
気的特性を安定化し、カラーフィルター膜とガラス基板
との密着接合を補うことができる。

また、ガラス基板とカラーフィルター膜との間に絶縁膜
を設け、この絶縁膜とカラーフィルター膜との界面を10
00Å〜１μｍの凹凸状にするので、ガラス基板から不純
物がカラーフィルター膜に混入することが極力防止され
る上、カラーフィルター膜の密着性をいっそう向上させ
ることができる。

さらに、光入射される最外表面にガラス基板が配置され
るので、外力がカラーフィルター膜に加わることが全く
ないので、高信頼性のカラーフィルター膜とすることが
でき、しかも従来必要とされた紫外線吸収膜の形成を全
く不要にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るカラーセンサーの構造を示す断面
図である。第２図は従来のカラーセンサーの構造を示す
断面図である。第３図は従来の別のカラーセンサーの構
造を示す断面図である。 1,21,31……ガラス基板 2,25,35……カラーフィルター膜３……透明保護膜 4,22,32……透明導電膜 5,23,33……非晶質半導体層 6a,6b……導電膜 11……絶縁膜

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板の一主面側に、絶縁膜、カラー
フィルター膜、透明保護膜、透明導電膜、非晶質半導体
層、及び裏面導電膜を順次積層して成るカラーセンサー
であって、前記絶縁膜と前記カラーフィルター膜との界
面を1000Å〜１μｍの凹凸状にするとともに、前記透明
保護膜を耐熱材料としたことを特徴とするカラーセンサ
ー。