JPH08293620A

JPH08293620A - 画像読取り装置

Info

Publication number: JPH08293620A
Application number: JP9850195A
Authority: JP
Inventors: Tadao Endo; 忠夫遠藤; Toshio Kameshima; 登志男亀島; Tatsuto Kawai; 達人川合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量・小型の画像読取り装置とする。【構成】同一基板１００上に、被読取り面に光を放出
する薄膜エレクトロルミネッセンス素子５０４と、該薄
膜エレクトロルミネッセンス素子の近傍に設けられた、
該被読取り面からの反射光を受光する光電変換素子１０
４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、イメージ
リーダー、ディジタル複写機等に好適に用いられる画像
読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化社会の現在、ファクシミリ、
イメージリーダー、ディジタル複写機等の画像読み取り
装置の小型化、低コスト化の需要が高まりつつある。そ
ういった状況の中、従来の縮小光学系を用いたＣＣＤタ
イプの画像読み取り装置に変わり縮小光学系を用いない
密着型の画像読み取り装置が普及しはじめている。特に
レンズを全く用いない完全密着型の画像読み取り装置
は、その小型化の点で最も優れている。

【０００３】図１０は、完全密着型の画像読み取り装置
の光電変換部周囲の断面を表したものである。光源１０
１から出射した光は窓１０３を通過し、ローラ１３０に
より搬送された原稿１２０に照射された後、原稿上の濃
度（情報）に応じた光量が光電変換素子１０４に照射さ
れる構成となっている。１０６は光電変換素子１０４か
らの信号電荷を蓄積するための蓄積用容量素子、１０７
はその蓄積電荷を転送するためのスイッチング素子であ
る。１０９はスイッチング素子１０７を駆動するための
配線、１０８は信号電荷を読み取りＩＣへ導くための配
線である。また、１１１，１１２はデバイスを外界の水
分やイオンから保護するための絶縁性耐湿保護層であ
る。１１３は接着層である。１０５は原稿の摩擦等によ
る機械的ダメージからデバイスや配線等を保護するため
の耐摩耗層である。また、１１４〜１１８はデバイスや
配線を構成するための薄膜層であり、それぞれ、第１の
金属薄膜層、第２の金属薄膜層、非晶質又は多結晶の絶
縁物薄膜層、半導体薄膜層、Ｎ⁺型薄膜層である。１４
０は光電変換素子にバイアスを与える配線、１８０は蓄
積用容量素子の一定電位側の電極配線である。以上１０
３〜１１８が透光性の絶縁基板１００上に作り込まれて
ある。

【０００４】図１１は、図１０に示される光電変換部の
等価的回路図であり、光電変換部を駆動するための駆動
回路部および光電変換部からの信号を読み取るための読
み取り回路部も含めて書かれてある。全Ｌビットの画素
はＭビットを１ブロックとしてＮブロックに分けられる
（Ｌ＝Ｍ×Ｎ）。図１１においては簡単化のためＭ＝Ｎ
＝３で記載してある。以下その読み取り動作について図
１０および図１１を用いて説明する。

【０００５】共通配線２４０を介して電源に接続されて
なる光電変換素子１０４に原稿からの反射光が照射され
光電流Ｉｐが流れる。

【０００６】Ｉｐは一定時間、蓄積用容量素子１０６に
信号電荷として蓄積される。その後、駆動用シフトレジ
スタからの駆動信号によりスイッチング素子１０７が
“オン”し、蓄積用容量素子１０６の信号電荷は読み出
し用容量素子２１０に転送され、読み取り回路部２３０
によりＭビットの信号がパラレル−シリアル変換されア
ンプ２２０を介して出力される。その後Ｍビットの読み
だし用容量素子２１０がリセット信号ＴＲによりリセッ
トされ１ブロック分の走査を終了する。以下同様にして
Ｎブロックまで走査を行い１ラインの読み取りを完了す
る。

【０００７】読みだし容量素子２１０は図１０上に特に
素子として記載はされておらず、配線１０８とシールド
部１１０とで形成される容量やスイッチング素子１０７
の電極間容量Ｃｇｓ等を利用すれば良い。もちろん蓄積
用容量素子１０６と同様に基板１００上に作り込んでも
良い。

【０００８】上記動作の内容を表したタイミングチャー
トを図１２に示しておく。同図において、Ｄ１〜Ｄ３は
駆動用シフトレジスタの信号、Ｒ１〜Ｒ３は読み出し用
シフトレジスタの信号、ＴＲはリセット信号、Videoは
出力信号を示す。

【０００９】図１３は、図１０において耐摩耗層１０５
と原稿１２０が密着する面側から見た図の例である（図
１０は図１３におけるＡ−Ｂ断面を概略記載してあ
る）。光電変換素子１０４のピッチは、例えばＧ３規格
対応のファクシミリであれば１２５μｍであり、所望の
解像度に応じた画素ピッチで設計される。受光素子と原
稿との距離を決める絶縁保護層や耐摩耗層の厚さは、所
望の解像度を確保するために画素ピッチと同様設計上重
要なパラメータである。

【００１０】以上に示されるような原稿情報を読み取る
完全密着型光電変換装置において原稿１２０と耐摩耗層
１０５との摩擦により静電気が発生する。そして、その
読み取り時の静電気により光電変換素子、容量素子、ス
イッチング素子等が正常に機能しなくなり光電変換装置
としての性能を低下させるという問題点がある。これを
解決するべく従来は、光電変換素子、容量素子、スイッ
チング素子及びその他の配線をすべて覆うように、原稿
接触面と反対側に透明でかつ導電率の小さい導電膜層１
１０（図１０）を１層設け光電変換機器のＧＮＤに接地
（１６０）させることにより静電気から光電変換素子、
容量素子、スイッチング素子等をシールドしている。

【００１１】光源１０１としては、水銀やキセノンを封
入した陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が用いられ
ている。最近の低価格ファクシミリに使用される光電変
換装置の光源としてはＬＥＤが主流となっており、軽量
コンパクトな機器が増えてきている。

【００１２】

【発明が解決しようとしている課題】ファクシミリやイ
メージリーダー等の１次元の原稿情報を読み取る光電変
換装置においては、縮小光学系を用いたＣＣＤに比べ、
密着型のセンサ（コンタクトイメージセンサ：ＣＩＳ）
は形状的に小さい。ＣＩＳの中でもロッドレンズ等を全
く用いない完全密着型ＣＩＳは形状の点で特に優れてい
る。

【００１３】しかしながら、絶縁基板上に配置された光
電変換部は薄型形状ではあるが、原稿に光を照射するた
めの光源の配置如何により光電変換装置としての形状が
制限される。ＬＥＤチップ自体が最近安価になってきて
おり、完全密着型のＣＩＳの光源としてもＬＥＤが頻繁
に使われだしてきているが、アレー方向（主走査方向）
にＬＥＤチップを多数個並べて光源として用いる場合、
ＬＥＤチップの実装ピッチとしては、現状においておお
よそ３ｍｍピッチ〜１０ｍｍピッチで並べられている。

【００１４】これらの光源を用いて完全密着型の光電変
換装置を更に小型（薄型）にするためには、ＬＥＤ光源
を光電変換装置側へ近づけることが考えられる。しかし
ながら、光電変換装置の出力にＬＥＤチップの実装ピッ
チに相当するばらつき（ＬＥＤチップ上の出力が大きく
ＬＥＤチップ間の出力が小さい）が現れ、原稿情報の正
確な読み取りを困難にする。これをなくすためにＬＥＤ
チップをできるだけ密に並べられればよいが、ＬＥＤの
消費電力の増大に伴う発熱が機器の信頼性上の問題を誘
発する。またチップもたくさん必要となり、実装コスト
も含め、光源としてのコストが高くなりＬＥＤを用いる
意味あいも薄れてくる。反対に、ＬＥＤチップ数をでき
るだけ間引けば安価な光源が実現可能であるが、チップ
むらによる出力ばらつきが生じ、それを低減するために
は光源を光電変換装置から遠ざけなければならず、装置
として大きくなると同時にＳ／Ｎ比も低下してくる。結
局のところ、ＬＥＤのチップの数（コスト）と光電変換
装置としての大きさ及び性能が密接に関わっており、現
状の完全密着型の光電変換装置においては（他の装置に
比しサイズこそ小さいが）それらのバランスを鑑み最適
な設計が施されているのが現状である。

【００１５】ＬＥＤを光源として用いる場合、ＬＥＤチ
ップをガラスエポキシ系の（電気部品用）基板に実装す
る際、光電変換装置の出力をできるだけ均一にするため
にはチップ実装の点においても高い精度が要求される。
ＬＥＤチップが実装された基板と光電変換素子が形成さ
れた透光性絶縁基板１００との位置精度においても同様
である。つまり完全密着型の光電変換装置の組立工程に
おいて、上記、実装や組立精度に起因した歩留りの低下
を引き起こす可能性も存在する。

【００１６】またＬＥＤチップにおいて、同一ウェハー
上の近傍の位置関係にあるチップどうしの発光効率、発
光強度等の特性は同じであるが、ウェハーや製造ロット
が異なればＬＥＤチップの特性は大きく変化する。現状
においては、チップを発光強度別にランク分けを行い、
同一のランクのチップのみを一つの光電変換装置の光源
に用いている例も少なくない。このようにＬＥＤチップ
を用いる場合、工程管理の煩雑さに伴う管理コストも含
まれてくる。

【００１７】以上述べてきたように、完全密着型の光電
変換装置において、その形状は光電変換素子（透光性絶
縁基板）と光源との位置関係で支配的に決定され、更に
小型・軽量・安価な光電変換装置の実現のためには現用
の光源であるＬＥＤや陰極管を用いてはおのづと限界が
ある。

【００１８】そこで、本発明は、このような問題を解決
することを目的としている。すなわち、完全密着型の特
徴である軽量化・小型化を更に押し進め、設計自由度の
高い光電変換装置を安価に提供することを目的としてい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の画像読取
り装置は、同一基板上に、被読取り面に光を放出する薄
膜エレクトロルミネッセンス素子と、該薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子の近傍に設けられた、該被読取り面
からの反射光を受光する光電変換素子とを有することを
特徴とする。

【００２０】また、本発明の第２の画像読取り装置は、
上記本発明の第１の画像読取り装置において、前記光電
変換素子は第１の電極層、非晶質または多結晶からなる
絶縁層、半導体層、第２の電極層、絶縁性耐湿保護層、
透光性導電層を備え、前記薄膜エレクトロルミネッセン
ス素子は第１の電極層、第１の絶縁層、蛍光体層、第２
の絶縁層、第２の電極層を備えており、前記光電変換素
子の第１の電極層又は第２の電極層と、前記薄膜エレク
トロルミネッセンス素子の第１の電極層とは同一層から
なり、前記光電変換素子の透光性導電層と、前記薄膜エ
レクトロルミネッセンス素子の第２の電極層とは同一層
からなり、前記光電変換素子の絶縁層又は前記絶縁性耐
湿保護層と、前記薄膜エレクトロルミネッセンス素子の
第１の絶縁層とは同一層からなることを特徴とする。

【００２１】また、本発明の第３の画像読取り装置は、
上記本発明の第２の画像読取り装置において、前記光電
変換素子の第１の電極層、絶縁層、絶縁性耐湿保護層、
透光性導電層の各層は、前記薄膜エレクトロルミネッセ
ンス素子の第１の電極層、第１の絶縁層、第２の絶縁
層、第２の電極層の各層とそれぞれ同一層からなること
を特徴とする。

【００２２】また、本発明の第４の画像読取り装置は、
上記本発明の第２の画像読取り装置において、前記光電
変換素子の第１の電極層、絶縁層、絶縁性耐湿保護層及
び接着層、透光性導電層の各層は、前記薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子の第１の電極層、第１の絶縁層、第
２の絶縁層、第２の電極層の各層とそれぞれ同一層から
なることを特徴とする。

【００２３】また、本発明の第５の画像読取り装置は、
上記本発明の第２〜第４のいずれかの画像読取り装置に
おいて、同一基板上に、光電変換素子からの信号を転送
するためのスイッチング素子を有し、このスイッチング
素子は第１の電極層、非晶質または多結晶からなる絶縁
層、半導体層、第２の電極層を備えており、これらの層
は前記光電変換素子の各層とそれぞれ同一層からなるこ
とを特徴とする。

【００２４】また、本発明の第６の画像読取り装置は、
上記本発明の第１〜第５のいずれかの画像読取り装置に
おいて、前記薄膜エレクトロルミネッセンス素子は基板
上に複数個配列されて設けられており、各薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子の発光面積は光電変換出力のばら
つきに対応させて変えられていることを特徴とする。

【００２５】また、本発明の第７の画像読取り装置は、
上記本発明の第１〜第６のいずれかの画像読取り装置に
おいて、前記薄膜エレクトロルミネッセンス素子は発光
波長の異なる複数の薄膜エレクトロルミネッセンス素子
からなることを特徴とする。

【００２６】また、本発明の第８の画像読取り装置は、
上記本発明の第７の画像読取り装置において、前記発光
波長の異なる複数の薄膜エレクトロルミネッセンス素子
は、薄膜エレクトロルミネッセンス素子配列方向に順次
繰り返して配されていることを特徴とする。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。（第１の実施例）図１及び図２は、本発明の第１の実施
例を説明するための図面であり、図２は光電変換装置の
原稿接触面から見た平面図であり、図１は、図２のＡ−
Ｂ線で切断したときの模式的断面図である。図１及び図
２における構成部材のうち、既に説明した図１０及び図
１３に記載されている構成部材と同一のものには同一番
号が付されてある。絶縁基板１００上に、第１の金属薄
膜層１１４、非晶質または多結晶で構成される絶縁薄膜
層１１６、半導体層１１７、Ｎ⁺型薄膜層１１８、第２
の金属薄膜層１１５で構成される光電変換素子１０４、
蓄積容量素子１０６、スイッチング素子１０７及び、ス
イッチング素子１０７を駆動するための配線群１０９、
光電変換素子１０４にバイアスを与えるための配線１４
０、信号電荷を読み取りＩＣ（未記載）へ導出するため
の配線群１０８等が配置されている。また、ここでは、
薄膜エレクトロルミネッセンス（ＴＦＥＬ）素子５０４
の一方の電極５１０として第２の金属薄膜層を共有す
る。第１、第２の金属薄膜層の材料としては、Ａｌ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｍｏ等が用いられ主にスパッタリングで成膜
される。また絶縁薄膜層１１６（すなわちスイッチング
素子１０７のゲート絶縁膜等）としてアモルファスＳｉ
Ｎｘ等が用いられ、（真性）半導体層１１７にアモルフ
ァスＳｉ、Ｎ⁺型薄膜層１１８にはＰドープのアモルフ
ァスＳｉ層が用いられ主にプラズマＣＶＤにより成膜さ
れる。第２の金属薄膜層が形成された後は、前述のデバ
イス群および配線群を絶縁性耐湿保護薄膜１１１で完全
に覆う。絶縁薄膜層１１６で用いたＳｉＮｘ膜は耐湿性
かつ絶縁性に優れ、絶縁性耐湿保護薄膜１１１の材料と
して同様にプラズマ−ＣＶＤにより成膜される。絶縁性
耐湿保護薄膜１１１の上には、順次、ＴＦＥＬ用の蛍光
体薄膜層（発光層）５１１、ＴＦＥＬ用の他方の絶縁薄
膜層５１２そして透明性導電膜１１０を配置する。絶縁
性耐湿保護薄膜１１１はＴＦＥＬ素子５０４の一方の絶
縁薄膜層５１３を兼ねており、透光性導電膜１１０は原
稿と耐摩耗層１０５との摩擦により生ずる静電気から光
電変換素子等の機能低下を防ぐために設けられたシール
ド層であり、ＴＦＥＬ素子５０４の一方の電極をも兼ね
ている。最後に耐摩耗層１０５をエポキシ系の接着剤１
１３で接着する。ＴＦＥＬ用の蛍光体薄膜層の材料とし
ては、ＺｎＳ母体材に発光中心としてＴｂ³⁺やＭｎ²⁺を
付活させたものを用い、ＥＢ蒸着やスパッタ等で成膜さ
れる。また絶縁薄膜層５１２は、１１１，１１６で用い
たＳｉＮｘを用い、透明導電性薄膜１１０にはＩＴＯス
パッタ膜が用いられる。

【００２８】透光性導電薄膜層１１０（すなわちＴＦＥ
Ｌ素子の一方の電極等）は接地（図１、図２中の１６
０）し、他方の電極５１０に交流電圧を印加することに
より、１１０と５１０に挟まれた部分５１１（Ｅ）（図
１、２参照）の蛍光体薄膜層（発光層）が発光する。発
光層５１１の両側に配置された絶縁薄膜層（誘電体）は
発光層に安定に高電界を供給させるために設けられてい
る。その時の駆動周波数は、たとえば５ｍｓｅｃ／ｌｉ
ｎｅ（２００Ｈｚ）で読み取るイメージリーダーの場
合、２００Ｈｚに対し十分に高い周波数（たとえば１ｋ
Ｈｚ以上）が望ましい。

【００２９】ＴＦＥＬの発光のプロセスとしては、発光
層／絶縁薄膜層の界面における準位から発光層へのキャ
リアが注入され、発光層内の１０⁶Ｖ／ｃｍの高電界に
より加速されたキャリア（ホットエレクトロン）が発光
中心を直接衝突し励起→発光すると考えられている。ま
たは、ホットエレクトロンがまず母体（ＺｎＳ）をイオ
ン化し生成された電子−正孔対が再結合する際のエネル
ギーが発光中心に伝達され、励起→発光するという説も
ある。いずれにしても発光中心からの発光はその物質個
有の励起準位（発光順位）からの遷移による発光である
ため、特に上記Ｔｂ³⁺による発光波長はほぼ一意的に決
まりピーク波長は人間の目の視感度分布のピーク値に近
い約５５０ｎｍである。かつてファクシミリ用の光電変
換装置の光源（Ｘｅ冷陰極管）の蛍光体の発光中心とし
てＴｂが用いられた例もある。

【００３０】以上説明してきたように、絶縁基板上に光
電変換素子及びＴＦＥＬ素子を近傍に配置することによ
り、ローラ１３０で搬送された原稿にＴＦＥＬ素子から
出射した光が照射され、原稿情報に応じた反射光が光電
変換素子に反射され光電変換される構成となる。光電変
換部と光源部を同一基板上に配置したこのような構成を
とることにより約１ｍｍ厚の非常に軽量・小型の光電変
換装置の提供が可能となる。

【００３１】図３は本発明における完全密着型光電変換
装置を１枚の大判基板上に作成した後の上面からみた模
式的な図である。大判の絶縁基板上に複数アレー分の光
電変換部及びＴＦＥＬ部を成膜し、ほぼ同形状の大判の
耐摩耗層（但しワイヤボンディング用のパッド７０１は
含まれないサイズ）１０５を接着し、その後Ａ０−Ｂ
０，Ａ１−Ｂ１，Ａ２−Ｂ２，…，ＡＮ−ＢＮ及びＣ１
−Ｄ１，Ｃ２−Ｄ２で切断することによりＮ本の完全密
着型光電変換アレー３０２ができあがる。このように作
成すれば、大量生産化が可能となりコスト的にも有利と
なる。従来の光電変換装置においても光電変換回路部は
同様に作成されるが、光源部は別体であったため１本の
アレーに一つずつ光源を取り付けなければならない。Ｌ
ＥＤチップの実装時におけるチップの位置ずれや組立時
の光軸ずれによる光電変換装置としての出力のばらつき
が低歩留まりを発生させていた例も少なくない。それに
対し、前述のように光源を一体に作り込めば光電変換素
子と光源（ＴＦＥＬ）との位置関係はフォトリソグラフ
ィで決定させることができ位置精度は格段に向上する。

【００３２】また、本発明においては、従来の光電変換
装置における光源→原稿の光路間に設けられた窓（図１
０の１０３）に相当する領域にＴＦＥＬ素子を配置する
だけでよく、本発明を実施するにあたりアレーの幅が太
まるわけではない。すなわち、大判基板１枚からの取り
本数が減少することはない。

【００３３】さらに、従来は透光性の絶縁基板が必須で
あったが、本発明においては絶縁基板上に光源が設けら
れるので、透明である必要はなく、基板選定の自由度が
増す。

【００３４】（第２の実施例）図４は本発明の第２の実
施例を説明するための図であり、光電変換装置の断面図
で表されている。既に説明した図１と同一の構成部材に
ついては一部番号を省略してある。本実施例において
は、光電変換素子を構成する絶縁薄膜層１１６（すなわ
ちスイッチング素子のゲート絶縁膜等）がＴＦＥＬ素子
５０４の一方の絶縁薄膜層を共有し、かつ絶縁性耐湿保
護層１１１がＴＥＦＬ素子の他方の絶縁薄膜層を共有
し、さらに第１の金属薄膜層１１４がＴＦＥＬ素子の一
方の電極を共有した構成となっている。また、透光性導
電薄膜層１１０は第１の実施例と同様にＴＦＥＬ素子の
他方の電極を共有する構成となっている。この構成にお
ける各薄膜層の材料、成膜法、ＴＦＥＬ素子の駆動周波
数については第１の実施例で示された内容と同様であ
る。この構成の特徴としては第１の実施例と比較すると
透光性導電膜直下のＴＦＥＬ素子用の絶縁薄膜層を１層
省略でき、層構成として簡単化され、透光性導電薄膜層
のガバレッジ性が向上する。ただし、ＴＦＥＬ素子５０
４を構成するためには第１の実施例に比較して、光電変
換素子等を構成するための絶縁薄膜層１１６や半導体薄
膜層１１７をエッチングする工程が付加されることにな
る。この構成をとることによって、その効果は、第１の
実施例で述べた内容と同様である。

【００３５】（第３の実施例）図５は本発明の第３の実
施例を説明するための図であり、光電変換装置の断面図
で表されている。既に説明した図１と同一の構成部材に
ついては一部番号を省略してある。本実施例において
は、第２の実施例と同様に、光電変換素子を構成する絶
縁薄膜層１１６（すなわちスイッチング素子のゲート絶
縁膜等）がＴＦＥＬ素子の一方の絶縁薄膜層を共有し、
かつ絶縁性耐湿保護層１１１がＴＦＥＬ素子の他方の絶
縁薄膜層を共有し、第１の金属薄膜層１１４がＴＦＥＬ
素子の一方の電極を共有し、更に透光性導電薄膜層１１
０がＴＦＥＬ素子の他方の電極を共有する構成となって
いる。

【００３６】第２の実施例と異なる点は透光性導電膜が
絶縁性耐湿保護膜の真上に配置されておらず耐摩耗層１
０５の直下に配置されているということである。すなわ
ち、予め耐摩耗層に成膜された透光性導電膜１１０を、
第１の金属薄膜層〜絶縁性耐湿保護膜まで形成された光
電変換基板１００に絶縁性接着剤１１３で接着した構成
を有する。第１または第２の実施例においては、複数層
の成膜またはエッチングした上に透光性導電膜を成膜す
るため、そのカバレッジを確保するためには膜厚を大き
くせざるを得ず、透光性導電膜としての透過率も低減す
る可能性がある。一方、本構成においては、均一な耐摩
耗層上に透光性導電膜１１０を（予め）成膜するためカ
バレッジ性の心配もなく膜厚も薄くすることが可能であ
る。この場合ＴＦＥＬ素子の透光性導電膜側の絶縁膜と
しては１１１と１１３で構成される複合絶縁膜となる。
この構成における各薄膜層の材料、成膜法に、ＴＦＥＬ
素子の駆動周波数については第１、第２の実施例で示さ
れた内容と同様であり、その効果についても全く同じで
ある。

【００３７】（第４の実施例）図６は、本発明の第４の
実施例を説明するための図であり、光電変換装置の平面
図で表されている。既に説明した図４と同一の構成部材
については一部番号を省略してある。図６中ハッチング
部５１１（Ｅ）はＴＦＥＬ素子が発光している部分であ
る。このＴＦＥＬ素子の構成は、第１〜第３の実施例で
説明したＴＦＥＬ素子の構成（図１、図４、図５参照）
のどの構成を用いても適応可能である。この実施例にお
ける特徴はアレーの中で発光するＴＦＥＬ素子の発光の
パターンがアレー内の場所により異なる点である。図３
に示される様に、大判の絶縁基板上に多数個アレーを作
成する場合、成膜装置の関係上、光電変換素子を構成す
る半導体薄膜層やＴＦＥＬ素子を構成する蛍光体薄膜層
の膜厚や膜の特性が大判基板内において分布を有する。
それらの分布に対応して、光電変換素子の感度特性やＴ
ＦＥＬ素子の発光特性が大判基板内で分布を有する可能
性がある。この場合、予めそれらの分布の様相を調査し
たうえで、それらの分布を補正するべく、設計上ＴＦＥ
Ｌ素子の発光部分のパターンをアレー内で変更しておく
ことが可能である。これらの補正はプロセスのばらつき
の補正のみならず配線の引き回し上起こりうる設計上の
ばらつきをも補正可能である。たとえば図１０、図１１
に示されるマトリクス駆動の配線パターンにおいて読み
とりＩＣへ導出されるＭビットの信号配線は特に１ビッ
ト及びＭビットは両側に配線がないため（２ビット〜Ｍ
−１ビットは両隣りに配線が存在する）、図１１におけ
るＭビットの読み出し容量１１９にばらつきが生じその
結果出力がばらつく（ゲインばらつき）。これらを補正
するためにＴＦＥＬ素子の発光パターンを変える（光電
変換素子に照射される光量を変える）ことで解決され
る。

【００３８】（第５の実施例）図７及び図８は、本発明
の第５の実施例を説明するための図である。図８は光電
変換装置の平面図を表しており、図７は図８のＡ−Ｂ線
で切断した際の模式的断面図である。既に説明した図１
及び図２と同一の構成部材については一部番号を省略し
てある。図７及び図８中、ハッチング部５１１（ａ）、
５１１（ｂ）、５１１（ｃ）はＴＦＥＬ素子が発光して
いる部分である。この実施例の特徴はＴＦＥＬ素子の発
光領域が３カ所存在する点である。これらの３つのＴＦ
ＥＬ素子の構成は、第１実施例（図１）で説明したＴＦ
ＥＬ素子の構成と同一であるが、第２、第３、第４の実
施例（図４、図５、図６）の構成を用いても適応可能で
ある。この３つのＴＦＥＬ素子の発光の発光色を赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にすればカラー原稿の画像
読みとりが可能となる。各発光層の材料は、赤色発光層
材料としてはＥｕを付活したＣａＳ蛍光体薄膜またはＳ
ｍを付活したＺｎＳ蛍光体薄膜が、青色発光層材料とし
てはＣｅを付活したＳｒＳ蛍光体薄膜またはＴｍを付活
したＺｎＳ蛍光体薄膜が、そして緑色発光層材料として
はＴｂを付活したＺｎＳ蛍光体薄膜がよく知られてお
り、いずれもＥＢ蒸着もしくはスパッタリング等により
成膜される。

【００３９】実際にカラー原稿を読みとる際は、Ｒ，
Ｇ，Ｂを独立に点灯させ、１スキャン目（Ｒ）、２スキ
ャン目（Ｇ）、３スキャン目（Ｂ）、４スキャン目
（Ｒ）、５スキャン目（Ｇ）…という具合に、それぞれ
のＴＦＥＬ素子の出射光で原稿を照射しその反射光を読
みとり画像処理を施す。カラー原稿読みとりにおける原
稿の搬送タイミングとしては、原稿上の同一箇所をＲ、
Ｇ、Ｂそれぞれで読みとった後で１ステップ移動させ、
次にまたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれで読みとる…といった動作
が望ましい。また、１ライン分読み取られる原稿のエリ
アもＲ，Ｇ，Ｂそれぞれで読みとる際には同一エリアで
あることが望ましい。しかしながら図７、図８で表され
ている光源（ＴＦＥＬ）配置においては、それらの位置
が副走査方向に並べられている関係上、Ｒ，Ｇ，Ｂそれ
ぞれで読みとる際の読みとりエリアは原稿が静止してい
るとすると、同一エリアを読みとることができない（そ
れぞれの光源の間隔分だけずれる）。原稿の搬送をうま
く制御しそのずれ量を補正することは可能である。

【００４０】図９は、第５の実施例において、Ｒ，Ｇ，
ＢのＴＦＥＬ素子の配置を変更した例を説明するための
図であり、光電変換素子とＴＦＥＬ素子の周囲を上面か
ら見た図である。図９中ハッチング部５１１（ａ）、５
１１（ｂ）、５１１（ｃ）はＴＦＥＬ素子が発光してい
る部分である。この場合、図８と異なる点は、副走査方
向に対して原稿照射エリアがＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光源
で同一となる。

【００４１】図７〜図９をみてわかるように、ＴＦＥＬ
素子を３カ所分設置しても光電変換装置としての小型・
軽量性が損なわれるわけではない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、光電変換素子と薄
膜エレクトロルミネッセンス素子を同一基板上に配置さ
せることにより、軽量・小型の完全密着型光電変換装置
の提供が可能となる。しかも、光電変換素子を構成する
ため金属薄膜層、絶縁薄膜層、絶縁性耐湿保護層、およ
び透光性導電薄膜層を薄膜電界発光素子の構成膜として
共用すれば、光電変換装置として低コスト化が実現でき
る。更に、カラー原稿のリーダーとして、小型・軽量・
安価な装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す光電変換装置の模
式的な断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す光電変換装置の模
式的な平面図である。

【図３】本発明における光電変換アレーの作製例を説明
するための大判基板全体図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す光電変換装置の模
式的な断面図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す光電変換装置の模
式的な断面図である。

【図６】本発明の第４の実施例を示す光電変換装置の模
式的な平面図である。

【図７】本発明の第５の実施例を示す光電変換装置の模
式的な断面図である。

【図８】本発明の第５の実施例を示す光電変換装置の模
式的な平面図である。

【図９】本発明の第５の実施例の他の構成例を示す光電
変換装置の模式的な平面図である。

【図１０】従来の光電変換装置を示す模式的な断面図で
ある。

【図１１】従来または本発明の光電変換装置の等価回路
である。

【図１２】図１１の回路の動作を示すタイミングチャー
トである。

【図１３】従来の光電変換装置を示す模式的な平面図で
ある。

【符号の説明】

１００絶縁基板１０１光源１０３窓１０４光電変換素子１０５耐摩耗層１０６蓄積用容量素子１０７スイッチング素子１０８読み取り配線１０９駆動配線１４０バイアス配線２１０読みだし用容量素子１１０透光性導電薄膜層（ＩＴＯ）（光電変換素子の静電シールド層、薄膜ＥＬ素子の電
極）１１１，１１２絶縁性耐湿保護層１１３接着層１１４第１の金属薄膜層１１５第２の金属薄膜層１１６非晶質または多結晶の絶縁薄膜層１１７非晶質または多結晶の半導体薄膜層１１８非晶質または多結晶のＮ⁺型薄膜層１８０蓄積用容量素子の一定電位側の電極配線１６０接地端子１２０原稿１３０ローラ２３０処理ＩＣ２２０アンプ３０２光電変換アレー５０４薄膜エレクトロルミネッセンス（ＴＦＥＬ）
素子５１０ＴＦＥＬ素子の電極５１１ＴＦＥＬ素子の蛍光体薄膜層（発光層）５１１（Ｅ）ＴＦＥＬ素子の発光領域５１１（ａ）ＴＦＥＬ素子の発光領域５１１（ｂ）ＴＦＥＬ素子の発光領域５１１（ｃ）ＴＦＥＬ素子の発光領域５１２ＴＦＥＬ素子の絶縁層５１３ＴＦＥＬ素子の絶縁層７０１ワイヤボンディング用パッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｂ 33/00 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一基板上に、被読取り面に光を放出す
る薄膜エレクトロルミネッセンス素子と、該薄膜エレク
トロルミネッセンス素子の近傍に設けられた、該被読取
り面からの反射光を受光する光電変換素子とを有するこ
とを特徴とする画像読取り装置。
【請求項２】請求項１記載の画像読取り装置におい
て、前記光電変換素子は第１の電極層、非晶質または多
結晶からなる絶縁層、半導体層、第２の電極層、絶縁性
耐湿保護層、透光性導電層を備え、前記薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子は第１の電極層、第１の絶縁層、蛍
光体層、第２の絶縁層、第２の電極層を備えており、前記光電変換素子の第１の電極層又は第２の電極層と、
前記薄膜エレクトロルミネッセンス素子の第１の電極層
とは同一層からなり、前記光電変換素子の透光性導電層
と、前記薄膜エレクトロルミネッセンス素子の第２の電
極層とは同一層からなり、前記光電変換素子の絶縁層又
は前記絶縁性耐湿保護層と、前記薄膜エレクトロルミネ
ッセンス素子の第１の絶縁層とは同一層からなることを
特徴とする画像読取り装置。
【請求項３】請求項２記載の画像読取り装置におい
て、前記光電変換素子の第１の電極層、絶縁層、絶縁性
耐湿保護層、透光性導電層の各層は、前記薄膜エレクト
ロルミネッセンス素子の第１の電極層、第１の絶縁層、
第２の絶縁層、第２の電極層の各層とそれぞれ同一層か
らなることを特徴とする画像読取り装置。
【請求項４】請求項２記載の画像読取り装置におい
て、前記光電変換素子の第１の電極層、絶縁層、絶縁性
耐湿保護層及び接着層、透光性導電層の各層は、前記薄
膜エレクトロルミネッセンス素子の第１の電極層、第１
の絶縁層、第２の絶縁層、第２の電極層の各層とそれぞ
れ同一層からなることを特徴とする画像読取り装置。
【請求項５】請求項２〜請求項４のいずれかの請求項
に記載の画像読取り装置において、同一基板上に、光電
変換素子からの信号を転送するためのスイッチング素子
を有し、このスイッチング素子は第１の電極層、非晶質
または多結晶からなる絶縁層、半導体層、第２の電極層
を備えており、これらの層は前記光電変換素子の各層と
それぞれ同一層からなることを特徴とする画像読取り装
置。
【請求項６】請求項１〜請求項５のいずれかの請求項
に記載の画像読取り装置において、前記薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子は基板上に複数個配列されて設けら
れており、各薄膜エレクトロルミネッセンス素子の発光
面積は光電変換出力のばらつきに対応させて変えられて
いることを特徴とする画像読取り装置。
【請求項７】請求項１〜請求項６のいずれかの請求項
に記載の画像読取り装置において、前記薄膜エレクトロ
ルミネッセンス素子は発光波長の異なる複数の薄膜エレ
クトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする画
像読取り装置。
【請求項８】請求項７記載の画像読取り装置におい
て、前記発光波長の異なる複数の薄膜エレクトロルミネ
ッセンス素子は、薄膜エレクトロルミネッセンス素子配
列方向に順次繰り返して配されていることを特徴とする
画像読取り装置。