JPH0917988A - イメージセンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣのボンディング工程に悪影響を及ぼすこ
となく有機系光導電材料が塗布成膜されたイメージセン
サを提供する。 【構成】 ＩＣを接続するためのボンドパッド１１およ
びパターン電極を有する支持体７に、有機系光導電材料
が光電変換膜６として成膜され、さらにＩＣ９が接続さ
れてなるイメージセンサの製造方法において、スプレイ
コート法により前記有機系光導電材料を成膜することを
特徴とするイメージセンサの製造方法。

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、その電気信号を出力として取り出すイメージセ
ンサの製造方法に関するものであり、特に、有機系の光
導電材料を光電変換材料とし使用したセンサに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ロボットやオートメーションシステムに
おける位置センサとして、光強度の計測用センサとし
て、さらに情報通信・情報処理における画像情報の読み
取りセンサとして光センサは広く用いられている。特に
画像情報処理の技術や能力の進歩した今日、高性能画像
情報の入力装置としてのイメージセンサはその進歩が強
く望まれている。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。

【０００３】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
を利用して画像を走査して読み出すイメージスキャナと
が考えられるが、通常十分な解像力（画素数）を得るた
めには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
した電荷結合素子が代表的である。しかしこの方式のセ
ンサでは製造する素子の大きさに限界があって、大きな
面積の画像を読みとるには、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。

【０００４】一方、硫化カドニウムや非結晶シリコンを
光導電面に用いロッドレンズアレイを併用した等倍密着
型のラインセンサが一部実用化されており、これらは比
較的大きな面積のセンサの製造も可能である。等倍密着
型のラインセンサの一般的な構造は図１に示す通りで、
光源のＬＥＤアレイ３から原稿４に照射・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１の光
電変換部に導かれ、光電変換部の個々の画素で光電変換
された信号は、個別電極につながれたスイッチング素子
を介して逐次時系列信号として読み出されていく。

【０００５】しかし従来のこのようなラインセンサにお
いては、光導電材料の成膜の方法に制約があって量産性
が低く、また実用的には大面積の画像を走査する長いラ
インセンサをつくることは困難であった。一方光導電材
料として有機系材料を使用したセンサは、塗布液からの
塗布によって成膜できることから、生産性に優れている
ことや、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ることができるなど、いく
つかの有利な点を有している。そのため有機系光導電材
料を光電変換材料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（例えば公開特許公報昭６１−２８５
２６２、昭６１−２９１６５７、平１−１８４９６１各
号公報参照）。

【０００６】このようなイメージセンサの画像読み取り
素子の構造としては、プレーナー型（図２。（ａ）は上
面説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線断面説明図。）
およびサンドイッチ型（図３。（ａ）は上面説明図、
（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′線断面説明図。）が知られて
いる。ただし有機系の光導電材料は電界強度依存性が強
いため高電界での使用が好ましく、従ってサンドイッチ
型の素子に用いられることが好ましいことが知られてい
る。

【０００７】塗布により光電変換膜を形成することが可
能である有機系光導電材料を使用したイメージセンサで
は、各画像読み取り素子を構成する個別電極をスイッチ
ングするためのスイッチングＩＣを一般に必要とする。
素子からの光電変換出力をノイズを少なく効率よく取り
出すためには、このスイッチングＩＣを画像読み取り素
子になるべく近づけて配置するのが好ましく、したがっ
て図４に示すように、画像読み取り素子とスイッチング
ＩＣ９とを同一支持体７上に近接して設ける構造が一般
的に考えられる。また各個別電極５の配置ピッチが０．
１２５ｍｍ以下と小さくなる読み取り解像度８ドット／
ｍｍ以上のセンサでは、個別電極の引き出し部に設けた
ボンドパッド１１にスイッチングＩＣ９を接続する方法
としてワイヤーボンディングの手法が通常考えられる。
ワイヤーボンディングでは、金やアルミニウムなどの細
線をボンディングワイヤ１０として使用して、電極間の
電気的な接続を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしＩＣを接続する
ためのボンドパッドおよびパターン電極を有する支持体
に、有機系の光導電材料が光電変換膜として成膜され、
さらにＩＣが接続されてなるイメージセンサを作製する
に当たっては、有機光電変換膜の塗布工程がワイヤーボ
ンディングの工程に影響を及ぼす場合がある。光電変換
膜の塗布工程の後にＩＣのワイヤーボンディングを行う
場合、従来行われていた方法、すなわち電子写真感光体
の製造に用いられているような方法、具体的には支持体
を塗布液に浸すディップコート法や、塗布範囲の限定が
困難であるロールコート法、ドクターブレードコート
法、スピンコート法などであり、かかる方法ではボンド
パッド部を汚染しやすく、ワイヤーボンディングの信頼
性を著しく低下させやすい。又、スクリーン印刷法では
ボンドパッドを汚染すること無く光電変換膜を形成する
ことが可能であるものの、光電変換膜の厚さの高度な制
御が困難である。

【０００９】逆にワイヤーボンディング工程の後に光電
変換膜を塗布する場合、支持体上のＩＣの存在が障害と
なって塗布が困難であることが多い。例えばディップコ
ート法ではＩＣの封止材による塗布液の汚染が懸念され
るほか、塗布液によるＩＣの破損も考えられる。ロール
コート法、ドクターブレードコート法、スピンコート法
などでは、光電変換部に近接して設けられるＩＣのため
に、高精度の塗布は非常に困難である。

【００１０】本発明は、以上の様な問題点にもとづいて
なされたものであり、ＩＣを接続するためのボンドパッ
ドとパターン電極とを有する支持体に、有機系光導電材
料が成膜され、さらにＩＣが接続されてなるイメージセ
ンサにおいて、ＩＣのボンディング工程に悪影響を及ぼ
すことなく有機系光導電材料が塗布成膜されたイメージ
センサを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
の製造方法は、ＩＣを接続するためのボンドパッドおよ
びパターン電極とを有する支持体に、有機系光導電材料
が光電変換膜として成膜され、さらにＩＣが接続されて
なるイメージセンサの製造方法において、スプレイコー
ト法により、前記有機系光導電材料を成膜することを特
徴とし、そしてより好ましくは、前記支持体上のパター
ン電極をアースにおとした上で、電荷を与えた有機系光
導電材料の塗布液粒子を支持体上パターン電極にスプレ
イコートすることを特徴とし、さらに前記支持体へのＩ
Ｃの接続を完了した後に、有機系光導電材料のスプレイ
コート工程を設けることを特徴とする。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。イメージ
センサの構成例を本発明の作製工程に従って図５（ａ）
〜（ｃ）に示す。 （ａ）支持体７にパターン電極として個別電極５を設
け、各個別電極５の表面の一部には、ワイヤーボンド用
のボンドパッド１１をそれぞれ形成する。さらに個別電
極の上面にブロッキング層１３を成膜する。 （ｂ）支持体にスイッチングＩＣ９を接着し、ＩＣ９と
ボンドパッド１１をボンディングワイヤ１０でワイヤー
ボンドする。ボンディングパッド１１とボンディングワ
イヤ１０とＩＣ９とは封止用樹脂１２で封止する。 （ｃ）ブロッキング層１３の上面に有機光導電体層６を
スプレイ塗布により形成し、さらに有機光導電体層６の
上面に共通電極５を形成してイメージセンサを完成す
る。

【００１３】個別電極５の一つおよびこれに対向する共
通電極８から成る電極対、並びに電極対の間に介在する
有機光導電体層６とブロッキング層１３とで一つの画像
読み取り素子が構成され、個別の画像読み取り素子に入
力する光量に応じた電気信号が取り出される。電極対の
一方（この構成では共通電極８）および有機光導電体層
６ならびにブロッキング層１３は、各画像読み取り素子
共通でよい。

【００１４】光信号は、個別電極５もしくは共通電極８
を通して有機光導電体層６に導かれる。このとき、光信
号を入射する側の電極は十分光を透過する透明電極であ
る必要がある。支持体側から光信号を入射する場合に
は、支持体も十分光を透過する材質である必要がある。
支持体を透明とする場合、その材質としてガラス板のほ
かに、十分な透光性をもつプラスチックフィルムも用い
ることができる。プラスチックフィルムには、ポリエチ
レンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエステル
フィルム、ポリカーボネイトフィルムなどがあげられ
る。

【００１５】透明電極としては、酸化インジウム、酸化
スズ、インジウム・スズ酸化物などの金属酸化物の薄
膜、また金、アルミニウムなどの金属の薄い膜があげら
れる。もう一方の対向する電極には、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
どがあげられる。

【００１６】ブロッキング層としては、酸化チタンや酸
化珪素の蒸着膜や、ナイロンなどの樹脂膜があげられ
る。有機光導電体層としては、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、スクウェアリム顔料などの電荷発生物質をバイン
ダー中に分散させた層構成あるいは真空蒸着した層構成
が考えられる。また、該電荷発生物質および電荷移動物
質を有効成分として含有し、両物質をバインダー樹脂に
分散した層構成や、電荷発生層、電荷移動層を積層した
層構成があげられる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り実施例に限定されるも
のではない。

【００１８】図６〜図１０で本発明のイメージセンサの
製造方法を示す。 （図６）支持体７としてのガラス基板の表面に、インジ
ウム・スズ酸化物の透明個別電極５をパターン電極とし
て、さらに支持体に接着されるＩＣへの信号入出力のた
めのアルミニウ製ＩＣ信号入出力電極１４を、ともにフ
ォトリソグラフィーの手法を用いて形成した。個別電極
５の引き出し部の表面には、アルミニウム製のボンドパ
ッドを真空蒸着法により設けた。

【００１９】（図７）ブロッキング層１３として酸化チ
タンを真空蒸着法により個別電極５上に０．１μｍの厚
さに成膜し、さらに個別電極をスイッチングするための
ＩＣベアチップ９を接着用樹脂を用いて支持体７に接着
した。ＩＣベアチップ９は、ボンディングワイヤ１０と
して金の細線を用いてワイヤーボンディングの手法によ
り、個別電極５に設けられたボンドパッドとＩＣ信号入
出力電極１４とにそれぞれ接続した。

【００２０】（図８）ＩＣベアチップ９とボンディング
ワイヤ１０とに封止用のシリコーン樹脂１１を塗布し、
続いて加熱してシリコーン樹脂を硬化させ、ＩＣベアチ
ップ９とボンディングワイヤ１０とを封止した。

【００２１】（図９）アースに接続された金属製ステー
ジの上面に支持体７を設置し、導電性テープを用いて各
個別電極５をステージに接続した。つづいて有機光導電
材料が分散された塗布液に電荷を与え、その塗布液をス
プレイコート法によってブロッキング層１３の上面に塗
布し、乾燥させた。こうして成膜された有機光導電体層
６は、チタニルフタロシアニンを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ＢＨ−３）
に分散させた電荷発生層と、下記式で表される化合物を
ポリカーボネイト樹脂（商品名「ノバレックス７０２５
Ａ」三菱化学（株）製）に分散させた電荷発生層から構
成されており、１．５μｍの厚さをもつ。

【００２２】（図１０）有機光導電体層６の上面に金属
マスクを使用して金の共通電極８を設けてイメージセン
サを完成した。

【００２３】

【化１】

【００２４】〔比較例〕有機導電体層の成膜にディップ
コート法を使用して、図１１に示す工程にしたがってイ
メージセンサを作製した。 （ａ）前記実施例と同様に、ガラス製の支持体７の表面
に、透明個別電極５およびアルミニウム製ＩＣ信号入出
力電極１４をパターニングした。その後、ブロッキング
層１３として酸化チタンを真空蒸着法により個別電極５
の上面に０．１μｍの厚さに成膜した。有機光導電材料
が分散された塗布液を、支持体７にディップコートし、
前記実施例と同様の構成をもつ有機光導電体層６を乾燥
後の膜厚が１．５μｍになるように成膜した。ブロッキ
ング層１３の上面以外に付着した有機導電体は、有機溶
剤を使用してふき取った。

【００２５】（ｂ）支持体７にスイッチング用のＩＣベ
アチップ９を接着し、金の細線をボンディングワイヤ１
０に用いて、ＩＣ９と個別電極５およびＩＣ信号入出力
電極１４とをワイヤーボンドした。 （ｃ）ＩＣ９とボンディングワイヤ１０にシリコーン樹
脂１１を塗布、熱硬化させ、封止した。有機光導電体層
６の上面に共通電極８として金の電極を金属マスクを用
いた真空蒸着法により形成して、イメージセンサを完成
した。

【００２６】この製造方法で作製したイメージセンサで
は、工程（ａ）で行われる有機光導電体層６の塗布工程
において、個別電極５上のボンドパッドおよびＩＣ信号
入出力電極１４が有機物で汚染され、その汚染も有機溶
剤によっては完全に除去することができなかった。その
ため工程（ｂ）で行われるワイヤーボンディングの際
に、ボンディングワイヤとボンドパッドおよびＩＣ信号
入出力電極１４との接続を良好に行うことができなかっ
た。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、ＩＣを接続するためのボンド
パッドおよびパターン電極を有する支持体に、有機系の
光導電材料が光電変換膜として成膜されてなるイメージ
センサを製造するにあたり、次の特徴を有する。 （１）スプレイコート法による有機光導電材料の塗布で
は、マスクを使用しての塗布範囲の限定が可能であり、
したがって塗布液による支持体上ボンドパッドの汚染を
防ぐことができる。これにより支持体とＩＣとの電気的
な接続の信頼性が向上する。

【００２８】（２）スプレイコートを行う際に、有機光
導電材料の塗布液に電荷を与え支持体上のパターン電極
をアースに落とすことで、塗布液の支持体への付着率お
よび塗布膜厚の制御精度が向上する。 （３）支持体へのＩＣの接続工程を有機光導電材料の塗
布工程の前に設けることで、支持体上のボンドパッドの
汚染の機会が低減され、支持体とＩＣとの電気的な接続
の信頼性がより向上する。

【００２９】以上の特徴により、ＩＣを接続するための
ボンドパッドとパターン電極とを有する支持体に、有機
系の光導電材料が光電変換膜として成膜され、さらにＩ
Ｃが接続されてなるイメージセンサを、高い信頼性をも
って製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な等倍密着型イメージセンサの全体構成
図の概念図。

【図２】プレーナー型画像読み取り素子の具体例の説明
図。

【図３】サンドイッチ型画像読み取り素子の具体例の説
明図。

【図４】有機光導電体を用いた画像読み取り素子を使用
したイメージセンサを示す斜視図。

【図５】本発明のイメージセンサの製造工程例を示す斜
視図。

【図６】本発明の製造方法を適用したイメージセンサの
製造工程を示す斜視図。

【図７】本発明の製造方法を適用したイメージセンサの
製造工程を示す斜視図。

【図８】本発明の製造方法を適用したイメージセンサの
製造工程を示す斜視図。

【図９】本発明の製造方法を適用したイメージセンサの
製造工程を示す斜視図。

【図１０】本発明の製造方法を適用したイメージセンサ
の製造工程を示す斜視図。

【図１１】有機光導電体層の成膜に、ディップコート法
を用いた場合のイメージセンサの製造工程を示す斜視
図。

【符号の説明】

１ ラインセンサ ２ ロッドレンズアレイ ３ ＬＥＤアレイ ４ 原稿 ５ 個別電極 ６ 有機光導電体層 ７ 支持体 ８ 共通電極 ９ スイッチングＩＣ １０ ボンディングワイヤ １１ ボンドパッド １２ 封止用樹脂 １３ ブロッキング電極 １４ ＩＣ信号入出力電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 啓 神奈川県横浜市青葉区鴨志田町1000番地 三菱化学株式会社横浜総合研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣを接続するためのボンドパッドおよ
   びパターン電極を有する支持体に、有機系光導電材料が
   光電変換膜として成膜され、さらにＩＣが接続されてな
   るイメージセンサの製造方法において、スプレイコート
   法により前記有機系光導電材料を成膜することを特徴と
   するイメージセンサの製造方法。
2. 【請求項２】 前記支持体上のパターン電極をアースに
   おとした上で、電荷を与えた有機系光導電材料の塗布液
   粒子を支持体上パターン電極にスプレイコートすること
   を特徴とする請求項１記載のイメージセンサの製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記支持体へのＩＣの接続を完了した後
   に、有機系光導電材料のスプレイコート工程を設けるこ
   とを特徴とする請求項１記載のイメージセンサの製造方
   法。