JPS5980964A - 光電変換素子 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は光電変換素子に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点３ 光電変換素子は光量を電荷量、導電率の変化等の電気酌
量に変換する素子であり、ファクシミリ。

複写機等の画像読取装置に用いられる。

との光電変換素子の構造としては例えば第１図に示す様
なものがある。第１図（ａ）は光電変換素子を示す部分
平面図、＄１図（ｂ）は同図（ａ）中Ａ　−Ａ’で切断
した時の断面図である。

この光電変換素子は基板（１）上に分割された複数の電
極（２）が直線状に配列され、この屯悔（２うを棲うよ
うに光電変換層（３）が設けられ、さらに光電変換層（
３）上に透光性電極（４）が設けられた構造をとる。

また一般忙透光性電極（４）の電気伝４度は低いので、
この導電性を良好とする・ため補助電極（５）が設けら
れている。

この様な構成をとる充電変換素子においては、光を検知
する部分は電極（２）、光電変換層（３）及び透光性電
極（４ンの８層が重なシあった部分であシ、この３Ｎが
重なシあった部分のみが元を検知する部分となるように
設計される。しかしながら透光性電極（４）を電極（２
）のみと重な夛あう様に位置決めするのは容易ではなく
、通常マスクスパッタ法を用いて行なわれるが、このマ
スクスパッタ法では２００μｍ８匪の精度誤差が生じ、
極めて高精度の製造技術な幾する。このため、本来光を
検知する部分としてＩＩＪＩ待されていない電極（２）
の信号引出部分（２ａ）と透光性電極（４）との重なシ
あう部分が生じ、この部分も光を検知することになシ、
ノイズが生じてしまうという問題点があった。

また近年高精細な画像読取が要求されておシ、これに伴
ない第１図甲の電極（ａ）を細分割し、密度を大きくす
ることが望まれている。

しかしながら第１図に示す様な構造では、電極（２）の
信号引出部分（２ａ）が片側にのみ集中し、信号引出部
分（２ａ）の密度が高くなシ実装の曲から電極（２）の
密度には限界があった。すなわち光電変換素子から外部
へ電気信号を取シ出す際、信号引出部分（２ａ）からワ
イヤボンダ等の方法によシリード線を導出するが、隣接
する信号引出部分（２ａ）とのショート等の問題があシ
、この信号引出部分（２ａ）の密度は８杢／１１１１程
１夏が１浪界であり、このため゛電極（２）の密度も８
１シ一程度が限界であるのでこれ以上の高精細化は非常
に困難なものであった。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ノイズが
少なく、高精細化可能な光電変換素子を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、基板と、この基板上に配列された複数のｅ４
Ｎ’Ｍと、この電極から信号を導出するためこの電極の
配列方向に対し左右に振シ分けて設けられた信号引出部
分と、少なくともこの電極上に設けられた光電変換層と
、少なくともこのに、電変換層上に設けられた透光性°
電極と、この九′屯変換ノーと信号引出部分とが接触す
る部分に照射される元を；Ｓ蔽するように透光性電極上
に設けられた遮光性導電層とを有する光電変換素子であ
る。

基板としては、セラミック、ガラス等、絶縁性のものが
用いられる。またセラミックを用いた場合、多孔性であ
るので表面にグレーズ層を設は表面を平坦化したものを
用いても良い。

“屯億、信号引出部分としては、一般に用いられている
Ａ　ｇ　＋　Ｃｒ　＋　Ｔ　＋　＋　Ｖ＊　Ｉ　１１　
＋各種金属を蒸着法。

スパッタリング法等で設けたものが用いられる。

この電極は光電変換層で変換された電気的量を検出する
ために設けられたものであり、信号引出部分はこの電極
からの信号を例えば基板端部まで導出するために設けら
れたものである。一般に両者一体に形成されている。

光電変換層としては、光量を電荷量、導電率の変化等の
電気的量に変換するものとして一般に知られているアモ
ルファス８　ｉ　（ａ−８＋）、アモルファスＳｉＣ，
ボＩＪ８ｉ等無機感光材料およびメロシ゛ｒニン、フタ
ロシアニン、ピリリウム、スクアリウム等有機色素を用
いたものや、ポルフィリン、ルテニウムトリスビピリジ
ン錯体、酸化チタンとメチルビオロゲン等を用いた有機
光導電材料等を使用することができる。

透光性電極としては一般に知られているネサ膜。

ＩＴＯ膜、金薄膜等の導電性を有し光が透過するものを
使用することができる。

遮光性導電層は、透光性電極の導電性を補ないつつ信号
引出部分と光電変換層とが接触している部分への光の照
射を遮蔽するために設けられるものである。この遮光性
導電層は、ＡＡ、　Ａｕ、　Ｍｏ、　ｕｎ。

Ｎｉ、Ｃｒ、　Ｃｕ、　Ｔｉ、　Ｖ、　Ｗ、　Ａｇ、　
Ｐｄ、　Ｐｔ、　Ｉｎ、　ｐｂ等各種金属を用いること
ができる。蒸着法、ス・（ツタリング法等の通常の方法
で膜形成を行なってエツチング等の方法により所望の形
状に形成する。エツチング液はこの遮光性導電層を選択
的に除去するものを用いる。

本発明の構成をとる光電変換素子では、本来光を検知す
ることを目的としていない部分、すなわち信号引出部分
と光電′変換層と透光性電極とが重なシ合った部分に照
射される光を遮蔽することができるので、この部分から
生ずるノイズを減少することができる。またこの遮蔽の
ために用いる遮光性導電層によシ透光性電極の導電率を
補なうことができるので、従来用いられていた補助電極
な新たに設ける必要がない。

さらにこのように遮光性導電層を設けることによシ、信
号引出部分は電極の配列方向に対し一方向のみではなく
、左右に振りわけて設けることができるので、信号引出
部分の密度をあげることができる。例えば、電極を直線
状に配列し、各々の電極の信号引出部分を交互に左右に
ふシわけて設けることによシ、信号引出部分の密度は従
来と同数の電極にした場合で１／２となり、電極をさら
に細分割できることＫなる。従って光電変換素子の高精
細化が可能となる。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を以下説明する。

第２図は本発明光電変換素子の実施例を示す図でアシ、
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（、）中Ａ　−
Ａ′にて切断したときの断面図である。

セラミック基板上にグレーズ層を用いたもの又はガラス
を基板ｔｌ）として用いこの基板（１）上にＣｒを蒸着
し、直線状に配列された複数の電極（２）及び信号引出
部分（２ａ）を形成する。続いて、この電極（２）を覆
うごとくにプラズマＣＶＤ法によｐ　ａ−８１からなる
光電変換層（３）を設け、さらにこのツＣ電変換層（３
）上にＩＴＯ膜をスパッター法又はスプレー法にて設は
透光性電極（４）とする。さらに透光性電極（４）の信
号引出部分（２ａ）に対向する部分に例えばＡＩ３を蒸
着して遮光性導電層（５）′を設ける。このＡ石の蒸着
膜はエツチングにより電極（２）に対向する部分にスリ
ット部（５ａ）を有するような形状とする。透光性電極
（４）に用いたＩＴＯ膜は酸性のエツチング液では浸食
されてしまうので、アルカリ性のエツチング液例えば水
酸化す）　ＩＪウム水溶液を用いて遮光性導電層のエツ
チング処理を行なう。エツチング処理は例えばレジスト
パターンを形成して行なうが、位置合わせは数μｍのオ
ーダで可能であれ高精度の位置あわせができる。

このような構成をとる光電変換素子では、信号引出部分
（２ａ）と光電変換層（３）と透光性電極（４）との重
なシあった部分に照射される光が、遮光性導電層（５）
によシ遮蔽されるので、この部分からのノイズの発生を
防止できる。

また信号引出部分（２ａ）を交互に左右に振シわけて設
けたことにより、１１号引出部分（２ａ）の密度を従来
の１／２にすることができるので、Ｗ極＜２Ｚの密度を
従来のものに比較して２倍程度まで高めることができる
。従来法によれば実装の面から信号引出部分（２ａ）の
密度は８本廓程度が限界であシこれに伴ない磁極（２）
も８イーが限界であった。しかしながら本発明のように
信号引出部分（２ａ）を左右に振シわけたことにより、
信号引出部分（２ａ）の密度を従来と同様８Ｉにしても
電極（２ａ）は、１６個廓程度まで細分割可能であるの
で、例えば１２個／−程度以上の電極（２）を設けるこ
とができ、従来の８個廓程度に比べ高精細な光電変換素
子を得ることができる。

また遮光性導電膜（５）′は透光性電極（４）の導電率
を補なうことができるので、従来用いられていた補助電
極を新たに設ける必要がない。また密着製イメージセン
サでば、ロッドアレイレンズ等によシ光を絞って光電変
換素子に照射するが、このようにスリット部を有する遮
光性導電層を設いた本発明の光電変換素子を用いれば、
この遮光性導電層によシネ必要な部分に照射される光を
遮断することができ、非常に有効である。

以上の実施例では遮光膜を透光性電極の上に形成したが
、透光性電極と充電変換層の間に設けても同様の効果を
得ることができる。

また光電変換素子では、それぞれの電慎（２）からの信
号を例えばシフトレジスタからの信号によシ各電極に接
続されたＭＯＳスイッチを順次ＯＮすることによシ信号
読取を行なう。この場曾信号読取の際のＭＯＳスイッチ
のスイッチングノイズ、読取った信号の出力信号増幅器
のオフセット電圧・内部バイアス等の影響により、電極
（２）からの光来照射時の暗時出力はＯとはならず光照
射時の１時出力との比が小さくなってしまう。このため
従来は製造時に暗時出力を記録して、この記録された暗
時出力と１時出力との差を後段回路でとる方法がとられ
ている。このような方法では温度・湿度等の条件で暗時
出力が変化してしまう恐れかあり、また回路構成が複雑
になってしまう。しかしながら本発明の構成の光電変換
素子では、例えば第３図に示すように遮光性導電層（５
）′によシ一部の電極（２）に照射される光を遮蔽し、
この遮蔽された電極（２）から導出される出力を暗時出
力として用いれば、いつでも容易に暗時出力を得ること
ができる。

〔発明の他の実施例〕

第８図は本発明の他の実施例を示す平面図であシ、遮光
性導電層（５）′を信号引出部分（２ａ）以外に一個の
電極（２どをも覆うように形成した他は第２図に示した
充電変換素子と同様の構成をとる。この実施例では１個
の電極（２）′としたが２個以上でも同様の効果を得る
ことは明らかである。

このような構成をとれば、遮光性導電層（５）′で覆わ
れた電極（２ｆは常に暗時出力を出し、環境の変化によ
り暗時出力も変化するので、非常に有効である。

また特に遮光性導電層（５）′で電極（２）を覆わなく
ても、比較的低温で硬化する樹脂で不透明シリコーン樹
脂、不透明エポキシ樹脂等を滴下、印刷“、塗布等の手
段によシ遮光膜として設けてもよい。この場合硬化温度
は、アモルファス８１等の光電変換層の特性を変えない
ように比較的低温、例えば１００Ｃ以下程度が好ましい
。また紫外線硬化型樹脂を用いれば、加熱を要しないの
で特に有効である。また不透明粘着テープを貼着するこ
とによっても可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ノイズの低減され
、高精細化可能な光電変換素子を得ることができ、密着
型イメージセンサとして好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の元゛峨変換素子を示す平面図及び１・・
・基板　　　　　２・・・′磁極２ａ・・・信号引出部
分　３・・・光電変換層４・・・・透光性電極　　５′
・・・遮光性導電層５ａ・・・スリット部 代理人　弁理士　則　近　憲佑　（ほか１名）第１図 第２図 （ユｐ （紡

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、この基板上に配列された複数の電極と、
   この電極から信号を導出するためこの電極の配列方向に
   対し左右に振シ分けて設けられた信号引出部分と、少な
   くともこの電極上に設けられた光電変換層と、少なくと
   もこの光電変換層上に設けられた透光性電極と、との光
   電変換層と信号゛引出部分とが接触する部分に照射され
   る光を遮蔽するように透光性電極上に設けられた遮光性
   導電層とを具備したことを特徴とする光電変換素子。
2. （２）前記電極が直線状に複数個配列され、この電極の
   信号引出部分がｉｌ！極の配列方向に対し左右に交互に
   導出され、前記遮光性導電層が電極に元が照射されるス
   リット部を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の光電変換素子。