JP2000341472A - 撮像装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程を簡略化することが可能な撮像装置
を提供する。 【解決手段】 アドレス電極１２０は、基板１１０上に
所定間隔で一直線に並ぶように形成されている。有機Ｅ
Ｌ（エレクトロルミネッセンス）層１３０は、アドレス
電極１２０上に形成され、電圧を印加された部分が発光
する。共通電極１４０は、有機ＥＬ層１３０上に形成さ
れている。データ電極１５０は、基板１１０上に、アド
レス電極１２０に隣接して形成され、その材質は、アド
レス電極１２０と同一である。ＰＣ（光導電）層１６０
は、データ電極１５０上に形成され、有機ＥＬ層１３０
から放射されて撮像対象物によって反射された光が入射
した部分の抵抗値が変化する。対向電極１７０は、ＰＣ
層１６０上に形成され、その材質は、共通電極１４０と
同一である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像装置及びその
製造方法に関し、特に、簡単な方法で製造可能な撮像装
置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２次元密着型のフォトセンサ（撮像装
置）には、例えば、電圧を印加された部分が発光する有
機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）層と、光が入射し
た部分の抵抗が低下するＰＣ（光導電）層とが積層され
て構成されたものがある。撮像時には、フォトセンサの
ＰＣ層側に撮像対象物が配置され、有機ＥＬ層は撮像対
象物に光を照射し、ＰＣ層はその反射光を受光する。な
お、有機ＥＬ層とＰＣ層との間には、有機ＥＬ層からの
光がＰＣ層に直接入射しないように、遮光板等が設けら
れている。また、撮像対象物によって光が反射されるか
否かは、撮像対象物がフォトセンサに接触しているか否
かによって決まる。このため、ＰＣ層の反射光を受光し
た部分、即ちＰＣ層の抵抗が低下した部分を検出するこ
とによって、フォトセンサのどの部分に撮像対象物が接
触しているかということがわかる。２次元フォトセンサ
では、このＰＣ層の抵抗値変化を検出するために、配線
が微細に縦横に形成されている。

【０００３】上記以外にも、２次元密着型のフォトセン
サには、例えば、ダブルゲート構造のＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）を用いたものがある。このフォトセンサで
は、ＴＦＴをＸＹマトリックスアレイに組んで、そのデ
ータ線から画素毎の画像情報を読み出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】有機ＥＬを用いた２次
元のフォトセンサでは、有機ＥＬ層とＰＣ層とを積層
し、配線を微細に縦横に張り巡らさなければならない。
このため、フォトセンサの製造工程が複雑になり、製造
コストがかかるという問題がある。

【０００５】ダブルゲート構造のＴＦＴを用いたフォト
センサでは、その製造工程に、プラズマＣＶＤ（化学気
相成長）法等の高温プロセスがある。このため、基板に
高価な無アルカリガラスや高融点ガラス等を用いなけれ
ばならず、製造コストが高いという問題がある。また、
上記フォトセンサに出力する−２０（Ｖ）程度の信号電
圧が必要であった。従って、本発明は、製造工程を簡略
化し、製造コストを低減可能であり、小さい信号電圧で
駆動可能な撮像装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の観点にかかる撮像装置は、第１電極
と、前記第１電極上に形成され、電圧を印加された部分
が発光する有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有
機エレクトロルミネッセンス層上に形成された第２電極
と、前記第１電極に隣接して設けられ、該第１電極と同
一の材質で形成された第３電極と、前記第３電極上に形
成され、前記有機エレクトロルミネッセンス層から放出
され、撮像対象物によって反射された光が入射した部分
の抵抗値が変化する光導電層と、前記光導電層上に形成
された第４電極と、から構成されることを特徴とする。

【０００７】この発明によれば、有機エレクトロルミネ
ッセンス層による光で撮像しているので、数（Ｖ）〜１
０（Ｖ）程度の印加電圧で駆動することができ、また、
有機エレクトロルミネッセンス層は無機エレクトロルミ
ネッセンス層に比べて薄く成膜できるので、撮像装置自
体を薄型化できるとともに発光箇所から撮像対象物まで
の距離が短いので光の減衰や拡散を抑えられ、高精度に
撮像することができる。

【０００８】前記有機エレクトロルミネッセンス層は、
複数の層から構成され、前記有機エレクトロルミネッセ
ンス層を構成する複数の層の内、少なくとも１つは、前
記光導電層と同一の材質で形成されていてもよい。この
ようにすると、同一材料を使用する２つの層を１つの工
程で形成することができ、撮像装置の製造工程を簡単に
することができる。

【０００９】前記第１電極及び前記第２電極の少なくと
も一方に電圧を印加することによって、前記有機エレク
トロルミネッセンス層に所定の電圧を印加して発光させ
る電圧印加手段と、前記光導電層の抵抗値変化を検出す
る抵抗値検出手段と、をさらに備え、前記第１電極及び
前記第２電極の少なくとも一方は、所定間隔で１直線に
並ぶように複数設けられ、前記電圧印加手段は、所定間
隔で設けられた前記第１電極、及び／又は、前記第２電
極に、１つずつ順に所定の電圧を印加して撮像対象物を
走査し、前記抵抗値検出手段は、前記電圧印加手段によ
る電圧印加に同期するように、前記光導電層の抵抗値変
化を検出して撮像してもよい。

【００１０】前記第１電極及び前記第２電極の少なくと
も一方に電圧を印加することによって、前記有機エレク
トロルミネッセンス層に所定の電圧を印加して発光させ
る電圧印加手段と、前記光導電層の抵抗値変化を検出す
る抵抗値検出手段と、をさらに備え、前記第３電極及び
前記第４電極の少なくとも一方は、所定間隔で１直線に
並ぶように複数設けられ、前記抵抗値検出手段は、前記
電圧印加手段による電圧印加に同期して、所定間隔で設
けられた前記第３電極、及び／又は、前記第４電極に対
応する領域の、前記光導電層の抵抗値変化を検出して撮
像してもよい。

【００１１】撮像対象物の接触面に設けられ、撮像対象
物の移動速度に応じて状態が変化する速度対応体をさら
に備え、前記電圧印加手段は、前記速度対応体の状態変
化に応じて、電圧を印加するタイミングを制御する制御
手段を備えて、２次元の像を撮像してもよい。前記速度
検知手段は、回転体であり、前記制御手段は、前記回転
体の回転速度に応じて、電圧を印加するタイミングを制
御してもよい。前記第１電極は前記第３電極と同じ材料
で形成され、前記第２電極は前記第４電極と同じ材料で
形成されれば、第１電極及び第３電極と、第２電極及び
第４電極とを、それぞれ１つの工程で形成することがで
きる。従って、撮像装置の製造工程が簡単になり、製造
コストを低減することができる。

【００１２】本発明の第２の観点にかかる撮像装置の製
造方法は、基板上に、所定間隔で一直線に並ぶように第
１電極を形成し、第１電極に隣接し、第１電極が並ぶ方
向に平行となるように第２電極を形成する第１電極形成
工程と、前記第１電極及び前記第２電極の一方の上に、
電圧を印加された部分が発光する発光層を、他方の上
に、光が入射した部分の抵抗値が変化する光導電層を、
形成する発光・導電層形成工程と、前記発光層上に第３
電極を、前記光導電層上に第４電極を、形成する第２電
極形成工程と、前記第３電極及び前記第４電極上に、前
記発光層から放出された光を所定領域内に制限する制限
層を形成する制限層形成工程と、を備えることを特徴と
する。この発明によれば、同一材料から形成可能な層や
電極がある場合、それらを１つの工程で形成することが
できる。従って、撮像装置の製造工程が簡単になり、製
造コストを低減することができる。

【００１３】前記第１電極形成工程は、前記基板の性質
が変化しない温度で、前記第１電極及び前記第２電極を
形成する工程を備えてもよい。このようにすると、基板
として、特殊な材質で形成された高価なものを使用する
必要がない。よって、撮像装置の製造コストを低減する
ことができる。

【００１４】前記第１電極形成工程は、同一材料で前記
第１電極及び前記第２電極を形成する工程を備えてもよ
い。前記発光層は、複数の層から構成され、前記第１電
極形成工程は、前記発光層を構成する複数の層の内、少
なくとも１つを、前記光導電層と同一材料で形成する工
程を備えてもよい。

【００１５】本発明の第３の観点にかかる撮像装置の製
造方法は、光を所定領域内に制限する基板上に、所定間
隔で一直線に並ぶように第１電極を形成し、第１電極に
隣接し、第１電極が並ぶ方向に平行となるように第２電
極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極及び前
記第２電極の一方の上に、電圧を印加された部分が発光
する発光層を、他方の上に、光が入射した部分の抵抗値
が変化する光導電層を、形成する発光・導電層形成工程
と、前記発光層上に第３電極を、前記光導電層上に第４
電極を、形成する第２電極形成工程と、を備えることを
特徴とする。この発明によれば、同一材料から形成可能
な層や電極がある場合、それらを１つの工程で形成する
ことができる。従って、撮像装置の製造工程が簡単にな
り、製造コストを低減することができる。

【００１６】前記第１電極形成工程は、前記基板の性質
が変化しない温度で、前記第１電極及び前記第２電極を
形成する工程を備えてもよい。このようにすると、基板
として、特殊な材質で形成された高価なものを使用する
必要がない。よって、撮像装置の製造コストを低減する
ことができる。

【００１７】前記第１電極形成工程は、同一材料で前記
第１電極及び前記第２電極を形成する工程を備えてもよ
い。前記発光層は、複数の層から構成され、前記第１電
極形成工程は、前記発光層を構成する複数の層の内、少
なくとも１つを、前記光導電層と同一材料で形成する工
程を備えてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
にかかる撮像装置について図面を参照して説明する。図
１は、第１の実施の形態にかかる撮像装置の構成図であ
る。図１（ａ）は、撮像装置の平面図であり、図１
（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。撮像装
置は、１次元の撮像装置であり、図１に示すように、撮
像部１００と、電圧印加部２００と、読出部３００と、
制御部４００と、から構成されている。

【００１９】撮像部１００は、図１に示すように、基板
１１０と、アドレス電極１２０と、有機ＥＬ（エレクト
ロルミネッセンス）層１３０と、共通電極１４０と、デ
ータ電極１５０と、ＰＣ（光導電）層１６０と、対向電
極１７０と、絶縁層１８０と、光学フィルム１９０と、
平坦膜２１０と、から構成されている。なお、図１
（ａ）では、絶縁層１８０、光学フィルム１９０、及
び、平坦膜２１０を図示していない。

【００２０】基板１１０は、例えば、ガラス基板であ
る。アドレス電極１２０は、基板１１０上に複数設けら
れ、所定間隔で一直線に並ぶように形成されている。ま
た、アドレス電極１２０は、電圧印加部２００に接続さ
れ、例えば、低抵抗のアルミニウム合金で有機ＥＬ層１
３０が発光する光を反射する性質の材料からなり、アノ
ード電極として機能する。なお、アドレス電極１２０の
形成間隔（所定間隔）は、撮像装置の解像度に応じて決
定される。例えば、解像度が５００ＤＰＩ（dots per i
nch ）である場合、アドレス電極１２０は、１インチ当
たりに５００個形成されるように、５０．８μｍ程度の
間隔で形成される。

【００２１】有機ＥＬ層１３０は、図１（ｂ）に示すよ
うに、正孔輸送層１３１と、発光層１３２と、電子輸送
層１３３と、から構成され、アドレス電極１２０上に形
成されている。正孔輸送層１３１は、例えば、N,N'-ジ
(α-ナフチル)-N,N'-ジフェニル-1,1'-ビフェニル-4,4'
-ジアミン（以下α−ＮＰＤ）からなり、所定の波長域
を受光すると光導電作用を発生することから後述するＰ
Ｃ層１６０の材料にも適用される。発光層１３２は、例
えば、4,4'-ビス(2,2-ジフェニルビニレン)ビフェニル
（ＤＰＶＢｉ）９６wt％と4,4'-ビス(2-カルバゾールビ
ニレン)ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）４wt％の混合物か
ら構成されている。電子輸送層１３３は、トリス(8-キ
ノリノレート)アルミニウム錯体（以下Ａｌｑ３）から
なる。

【００２２】共通電極１４０は、光学的に透明な電極で
あり、有機ＥＬ層１３０上に形成され、カソード電極と
して機能し、接地されている。共通電極１４０は、電子
輸送層１３３との界面側に設けられた、例えば、厚さが
約５ｎｍの低い仕事関数を有する金属（マグネシウム
（Ｍｇ）やリチウム（Ｌｉ）等）を含む電子注入層と、
電子注入層上に設けられた厚さが５０ｎｍ以上のＩＴＯ
等の透明電極と、の２層構造であり、全体として有機Ｅ
Ｌ層１３０の発光する波長域のうちのＰＣ層１６０が励
起する波長域に対し高い透過性を示す。

【００２３】上記有機ＥＬ層１３０は、アドレス電極１
２０と共通電極１４０との間に３〜１０（Ｖ）程度の順
バイアス電圧を印加されることによって発光する。具体
的には、電圧を印加されると、正孔輸送層１３１からは
正孔が、電子輸送層１３３からは電子が、それぞれ発光
層１３２に注入される。そして、発光層１３２は、注入
された正孔と電子との再結合で放出されるエネルギーを
利用して発光する。このように、有機ＥＬ層１３０で
は、電圧を印加されて正孔及び電子を注入された領域が
発光する。このため、電圧を印加する領域を変えること
によって、有機ＥＬ層１３０の発光領域を変えることが
できる。即ち、電圧を印加するアドレス電極１２０を選
択することによって、有機ＥＬ層１３０の発光領域を変
更することができる。

【００２４】データ電極１５０は、アドレス電極１２０
に隣接し、アドレス電極１２０が並んでいる方向に平行
となるように基板１１０上に形成されている。また、デ
ータ電極１５０は、読出部３００に接続されている。デ
ータ電極１５０の材質は、アドレス電極１２０と同様の
金属を適用することができる。ＰＣ層１６０は、データ
電極１５０上に形成されている。ＰＣ層１６０は、有機
ＥＬ層１３０の正孔輸送層１３１と同一の材料から形成
されることができ、所定の波長域の光が入射すると、そ
の部分の厚さ方向の抵抗が低下する。

【００２５】対向電極１７０は、光学的に透明な電極で
あり、ＰＣ層１６０上に形成され、接地されている。対
向電極１７０の材質は、共通電極１４０の材質と同一と
することができる。絶縁層１８０は、例えば、低温で成
型可能な有機化合物または無機化合物等から形成され、
共通電極１４０及び対向電極１７０を覆うように、基板
１１０上に形成されている。また、絶縁層１８０の表面
は、平坦化されている。

【００２６】光学フィルム１９０は、有機ＥＬ層１３０
から放出された光を所定領域内に制限するために、絶縁
層１８０上に形成されている。また、光学フィルム１９
０は、図１（ｂ）に示すように、例えば、ルーバーフィ
ルム１９１と、遮光膜１９２と、から構成されている。
ルーバーフィルム１９１には、図２（ａ）に示すよう
に、各アドレス電極１２０に沿って延在される複数の光
反射膜１９１ａが所定間隔で形成されいる。この光反射
膜１９１ａの間隔は、モアレ縞が発生しない程度に、ア
ドレス電極１２０の形成間隔、即ち、有機ＥＬ層１３０
の発光間隔以下に設定されている。遮光膜１９２は、ル
ーバーフィルム１９１上に形成されており、その開口領
域は、ルーバーフィルム１９１の光反射膜１９１ａに垂
直な方向に延在して形成されている。これにより、有機
ＥＬ層１３０からのＥＬ光は、図２（ｃ）に示すよう
に、発光領域に対応するルーバーフィルム１９１の光反
射膜１９１ａ内に閉じ込められ、遮光膜１９２の開口領
域から撮像対象物に照射される。

【００２７】平坦膜２１０は、遮光膜１９２の上方に形
成され、必ずしも遮光膜１９２と接触している必要はな
いが、光路が短い方がフォトセンスの精度が高いので遮
光膜１９２と接触している方が望ましい。平坦膜２１０
は、有機ＥＬ層１３０の発光する波長域のうちのＰＣ層
１６０が励起する波長域に対し高い透過性を示し、撮像
対象物が接触する表面が平坦な形状になっている。ま
た、平坦膜２１０は、撮像対象物の接触面であり、撮像
部１００を保護する役割も兼ねている。平坦膜２１０に
は、図示せぬ圧力センサ等が設けられており、この圧力
センサが、撮像対象物の平坦膜２１０への接触を検知す
る。

【００２８】電圧印加部２００は、複数のアドレス電極
１２０に接続され、アドレス電極１２０に１つずつ順に
所定の電圧を印加する。これによって、有機ＥＬ層１３
０への電圧印加領域が順にずれ、有機ＥＬ層１３０の発
光領域を順にずらすことができる。

【００２９】読出部３００は、データ電極１５０に接続
され、データ電極１５０を所定電位に帯電させ、また、
データ電極１５０の電位変化を検出する。上記したよう
に、ＰＣ層１６０では、光が入射した部分の抵抗が下が
るので、データ電極１５０の電位変化によって、ＰＣ層
１６０に光が入射したことがわかる。

【００３０】制御部４００は、平坦膜２１０に設けられ
た図示せぬ圧力センサ等に接続され、撮像対象物が平坦
膜２１０に接触したことを検知する。また、制御部４０
０は、電圧印加部２００及び読出部３００に接続され、
接触検知に伴って電圧印加部２００及び読出部３００の
動作を制御する。制御部４００の具体的な動作について
は、後述する。

【００３１】次に、上記撮像装置を構成する撮像部１０
０の製造方法について説明する。図３は、撮像部１００
の各製造工程を示す断面図である。初めに、基板１１０
上に、真空蒸着等によって電極膜を形成する。そして、
フォトリソグラフィーやエッチング等によって電極膜を
パターニングし、アドレス電極１２０及びデータ電極１
５０を形成する（図３（ａ））。なお、この工程では、
上記したように、アドレス電極１２０の形成間隔が、撮
像装置の解像度に対応するようにパターニングする。

【００３２】次に、フォトリソグラフィーや真空蒸着等
によって、アドレス電極１２０上に正孔輸送層１３１
を、データ電極１５０上にＰＣ層１６０をそれぞれ形成
する（図３（ｂ））。上記したように、正孔輸送層１３
１及びＰＣ層１６０となるα−ＮＰＤは同一であるた
め、正孔輸送層１３１とＰＣ層１６０を同時に形成する
ことができる。続けて、正孔輸送層１３１上に、フォト
リソグラフィーや真空蒸着等によって、発光層１３２及
び電子輸送層１３３を順に形成する（図３（ｃ））。

【００３３】そして、真空蒸着やエッチング等によっ
て、電子輸送層１３３上に共通電極１４０を、ＰＣ層１
６０上に対向電極１７０を、それぞれ形成する（図３
（ｄ））。この工程でも、上記したように、共通電極１
４０及び対向電極１７０の材質は同一であるため、共通
電極１４０と対向電極１７０を同時に形成することがで
きる。

【００３４】その後、シラノール（Ｓｉ（ＯＨ）４）等
を回転塗布し、撮像部１００上の全面に絶縁層１８０を
形成する。続けて、絶縁層１８０上に、ルーバーフィル
ム１９１及び遮光膜１９２を順に装着し、遮光膜１９２
上に平坦膜２１０を形成し（図３（ｅ））、図１に示し
た撮像装置を完成する。

【００３５】以上のように、アドレス電極１２０のみを
撮像装置の解像度に対応するように微細にパターニング
する。即ち、アドレス電極１２０のみを微細に形成すれ
ば、アドレス電極１２０以外を微細に加工する必要がな
い。よって、その分撮像部１００を簡単に製造すること
ができ、製造コストを低減することができる。

【００３６】次に、上記した撮像装置の動作について説
明する。以下では、例として、撮像対象物が指である場
合について説明する。初めに、図４に示すように、撮像
装置の平坦膜２１０上に撮像対象である指５００を接触
させる。指５００が平坦膜２１０に接触すると、制御部
４００は、平坦膜２１０に設置された図示せぬ圧力セン
サを介して、指５００の平坦膜２１０への接触を検知す
ると、制御部４００は、電圧印加部２００及び読出部３
００を制御して、以下に示す撮像処理を行い、指５００
を撮像する。

【００３７】図５は、制御部４００が行う撮像処理を示
すフローチャートである。初めに、指５００の凸部が平
坦膜２１０に接触すると圧力センサが検知することによ
り制御部４００が、読出部３００を制御して、データ電
極１５０を所定電位（０Ｖ以外）に帯電させる（ステッ
プＳ１０１）。

【００３８】データ電極１５０の帯電後、制御部４００
は、電圧印加部２００を制御して、１つのアドレス電極
１２０、例えば、一番端のアドレス電極１２０に所定の
電圧を印加する（ステップＳ１０２）。これによって、
電圧を印加されたアドレス電極１２０に対応する部分の
有機ＥＬ層１３０が、電圧を印加されて発光する。有機
ＥＬ層１３０からのＥＬ光は、ルーバーフィルム１９１
によって、有機ＥＬ層１３０の発光領域に対応する部分
に閉じ込められ、そのうち出射角が高い成分はルーバー
フィルム１９１の光反射膜１９１ａで反射を繰り返すこ
とにより減衰され、フォトセンスに不十分な光量とな
り、出射角の低い成分は指５００に至るまで反射回数が
少なく、フォトセンスに十分な光量で遮光膜１９２の開
口領域から指５００に照射される。したがって、平坦膜
２１０との界面に屈折率の低い空気等しかない場合、光
は平坦膜２１０の界面を越えて出射される。なお、出射
角は、有機ＥＬ層１３０の法線方向を０゜とする。

【００３９】遮光膜１９２の開口領域内で、指５００の
うち指紋の画像を構成する凸部は平坦膜２１０に接触し
ているので、照射されたＥＬ光は、凸部と平坦膜２１０
との界面で反射される。一方、遮光膜１９２の開口領域
内で、指５００のうち指紋の画像を構成する凹部はルー
バーフィルム１９１に接触していないので、照射された
ＥＬ光のほとんどは、平坦膜２１０の界面を通過して指
の凹部に入射し、内部で散乱を繰り返している間に減衰
する。このようにして指５００の凸部によって反射され
たＥＬ光は、再び遮光膜１９２及びルーバーフィルム１
９１を通過し、対向電極１７０を介してＰＣ層１６０に
入射する。ＰＣ層１６０では、上記したように、光が入
射した部分の抵抗が下がる。これによって、ＰＣ層１６
０に電流が流れ、データ電極１５０の電位が変化する。
ＰＣ層１６０は広範囲に亘り連続して形成されているの
で、反射光はＰＣ層１６０の一部に入射されれば十分フ
ォトセンスできる。

【００４０】制御部４００は、読出部３００を介して、
データ電極１５０の電位変化を検出する（ステップＳ１
０３）。このように、データ電極１５０の電位変化を検
出することによって、電圧を印加されたアドレス電極１
２０に対応する領域のルーバーフィルム１９１に、指５
００が接触しているか否かを判別することができる。次
に、制御部４００は、全てのアドレス電極１２０に電圧
を印加したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。

【００４１】全アドレス電極１２０に電圧を印加してい
ないと判別した場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、制御
部４００は、ステップＳ１０１にリターンし、電圧が印
加されたアドレス電極１２０に隣接したまだ電圧を印加
していないアドレス電極１２０に対して上記処理を繰り
返し順次所定方向のアドレス電極１２０に電圧を印加す
ることで所定方向の画像データを得ることができる。

【００４２】全アドレス電極１２０に電圧を印加したと
判別した場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、指５００
の横方向に複数に分解されたうちの一部の画像データを
取り込んだことになる。次いで、指５００が平坦膜２１
０を押し続けながら平坦膜２１０上でスライドさせてい
るかどうか判別する（ステップＳ１０５）。ステップＳ
１０５でＹＥＳの場合、指５００のうち画像データを取
り込んだ領域と異なる領域をフォトセンスするため、ス
テップＳ１０１〜ステップＳ１０４を繰り返し、指５０
０を平面的に画像データとして取り込む。指５００を平
坦膜２１０を押してない或いはスライドさせてない場合
（ステップＳ１０５；ＮＯ）、制御部４００は、撮像処
理を終了する。制御部４００は、以上の撮像処理で得た
データを使用して、像の照合や印刷等の予め決められた
処理を行う。

【００４３】以上に示したように、撮像装置では、撮像
対象物に照射する光を発光する有機ＥＬ層１３０と、撮
像対象物からの反射光を受光するＰＣ層１６０とを同一
基板１１０上に並べて形成している。このため、アドレ
ス電極１２０とデータ電極１５０、有機ＥＬ層１３０の
正孔輸送層１３１とＰＣ層１６０、及び、共通電極１４
０と対向電極１７０、をそれぞれ同一材質とすることに
よって、それぞれを同一工程で形成することができる。
従って、撮像装置の製造コストを低減することができ
る。

【００４４】また、撮像対象物の接触面には、保護フィ
ルムの役割も有する平坦膜２１０が形成されているの
で、撮像対象物を密着させることによる、従来のような
素子破壊等が発生しにくい。従って、撮像装置の動作信
頼性を向上することができる。

【００４５】さらに、撮像部１００の製造工程で、プラ
ズマＣＶＤ（化学気相成長）法等の高温プロセスを使用
していないので、基板１１０に高価な高融点ガラス等を
使用する必要がない。これによっても、撮像装置の製造
コストを低減することができる。また、有機ＥＬ層１３
０は数（Ｖ）〜１０（Ｖ）程度で十分発光できるので低
電圧で駆動できる。

【００４６】次に、本発明の第２の実施の形態にかかる
撮像装置について図面を参照して説明する。図６は、第
２の実施の形態にかかる撮像装置の構成図である。図６
（ａ）は、撮像装置の平面図であり、図６（ｂ）は、図
６（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。

【００４７】第２の実施の形態にかかる撮像装置は、１
次元の撮像装置であり、第１の実施の形態と同様に、撮
像部１００と、電圧印加部２００と、読出部３００と、
制御部４００と、から構成されている。

【００４８】撮像部１００は、図６に示すように、基板
１１０と、アドレス電極１２０と、有機ＥＬ層１３０
と、共通電極１４０と、データ電極１５０と、ＰＣ層１
６０と、対向電極１７０と、絶縁層１８０と、光学フィ
ルム１９０と、平坦膜２１０と、から構成されている。
なお、図６（ａ）では、絶縁層１８０、光学フィルム１
９０、及び、平坦膜２１０を図示していない。

【００４９】撮像部１００では、以下に示す点が第１の
実施の形態と異なる。アドレス電極１２０及びデータ電
極１５０は、第１の実施の形態と同様に、基板１１０上
に形成されているが、その材質は、光学的に透明な、例
えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等である。なお、ア
ドレス電極１２０の形成間隔（所定間隔）は、撮像装置
の解像度に応じて決定される。

【００５０】共通電極１４０及び対向電極１７０は、第
１の実施の形態と同様に、それぞれ有機ＥＬ層１３０、
ＰＣ層１６０上に形成されているが、その材質は、低い
仕事関数を有する金属（マグネシウム（Ｍｇ）やリチウ
ム（Ｌｉ）等）を含む合金である。絶縁層１８０は、第
１の実施の形態と同一の材質から形成され、共通電極１
４０及び対向電極１７０を覆って封止し、温度や湿気等
の外部環境から、撮像部１００を保護する。

【００５１】光学フィルム１９０は、基板１１０の、ア
ドレス電極１２０及びデータ電極１５０が形成されてい
ない側に装着されている。なお、上記以外の撮像装置の
構成は、第１の実施の形態と実質的に同一である。ま
た、以上のように基板１１０側に撮像対象物を接触させ
る構成とした場合、有機ＥＬ層１３０からの光が、基板
１１０中で広がってしまわないように、基板１１０の厚
さを設定する。

【００５２】以上の構成によって、有機ＥＬ層１３０か
らのＥＬ光は、アドレス電極１２０、基板１１０、ルー
バーフィルム１９１、遮光膜１９２、及び平坦膜２１０
を介して、撮像対象物に照射される。そして、撮像対象
物によって反射された光は、平坦膜２１０、遮光膜１９
２、ルーバーフィルム１９１、基板１１０、及び、デー
タ電極１５０を介して、ＰＣ層１６０に入射する。

【００５３】次に、以上のような構成の撮像装置の製造
方法について説明する。第１の実施の形態と同様の工程
により、基板１１０上に、アドレス電極１２０、有機Ｅ
Ｌ層１３０、共通電極１４０、データ電極１５０、ＰＣ
層１６０、対向電極１７０、及び、絶縁層１８０を形成
する。そして、基板１１０に、遮光膜１９２、１９１及
び平坦膜２１０をこの順で装着し、図６に示した撮像装
置を完成する。以上のようにして形成された撮像装置の
動作は、第１の実施の形態と実質的に同一である。

【００５４】以上に示したように、第２の実施の形態に
かかる撮像装置でも、撮像対象物に照射する光を発光す
る有機ＥＬ層１３０と、撮像対象物からの反射光を受光
するＰＣ層１６０とを同一基板１１０上に並べて形成し
ている。このため、アドレス電極１２０とデータ電極１
５０、有機ＥＬ層１３０の正孔輸送層１３１とＰＣ層１
６０、及び、共通電極１４０と対向電極１７０、をそれ
ぞれ同一材質とすることによって、それぞれを同一工程
で形成することができる。従って、撮像装置の製造コス
トを低減することができる。

【００５５】さらに、撮像部１００の製造工程で、プラ
ズマＣＶＤ（化学気相成長）法等の高温プロセスを使用
しないので、基板１１０に高価な高融点ガラス等を使用
する必要がない。これによっても、撮像装置の製造コス
トを低減することができる。

【００５６】次に、本発明の第３の実施の形態にかかる
撮像装置について図面を参照して説明する。本実施の形
態では、図７に示すようにアドレス電極１２０、有機Ｅ
Ｌ層１３０、及び共通電極１４０で構成された有機ＥＬ
素子、並びに電圧印加部２００を、フォトセンス光発生
回路６００に置き換えた点を除き、第１の実施の形態と
同様の構成である。

【００５７】フォトセンス光発生回路６００は、光信号
発生回路６１０とシフトレジスタ６２０とから構成さ
れ、光信号発生回路６１０は、制御部４００から出力さ
れる電圧信号に応じて、光信号Ｊ、Ｋ、光クロック信号
φを生成し、シフトレジスタ６２０に出力する。シフト
レジスタ６２０は、各段毎に配置されるＪＫ−フリップ
フロップで構成される。

【００５８】図８（ａ）は、ＪＫ−フリップフロップの
回路図であり、６個のＮＡＮＤ１〜６で構成されてい
る。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＪＫ−フリップフロッ
プの等価回路図であり、各ＮＡＮＤ１〜６は、アノード
電極、カソード電極、そしてこれら電極に挟まれた有機
ＥＬ層からなる有機ＥＬ素子７０１と、入力端子の数に
応じて有機ＥＬ素子７０１に並列に接続された、光の入
射に応じて内部抵抗が変わる２個乃至４個の可変抵抗素
子７０２から構成されている。

【００５９】有機ＥＬ素子７０１及び可変抵抗素子７０
２の両端は、それぞれ電源電圧Ｖｄｄ及びグランドに接
続されている。可変抵抗素子７０２は、一対の電極とこ
れら電極の間に介在する光導電層で構成され、一対の電
極のうち一方の電極をデータ電極１５０と同一材料で同
一プロセスで形成し、光導電層をＰＣ層１６０と同一材
料で同一プロセスで形成し、他方の電極を対向電極１７
０と同一材料で同一プロセスで形成することができる。

【００６０】各ＮＡＮＤ１〜６の出力信号、入力信号は
いずれも可変抵抗素子７０２を低抵抗化する波長域を含
む光であり、各ＮＡＮＤ１〜６の出力信号は、全て有機
ＥＬ素子７０１の発光する光信号となる。このためシフ
トレジスタ６２０の有機ＥＬ素子から光信号が順次発光
することにより、シフトレジスタ６２０の次段に信号を
シフトするとともに平坦膜２１０まで照射することがで
きる。また、各入力信号及び出力信号は、平坦膜２１０
に照射するフォトセンス光を除き、周囲を遮光された導
光路により伝達されるため、各光信号により誤動作する
ことがない。

【００６１】上記シフトレジスタ６２０は、ＪＫ−フリ
ップフロップで構成されたものであるが図９に示すよう
なＤ−フリップフロップで構成されたものでもよい。こ
のとき光信号発生回路６１０は、制御部４００からの電
圧信号に応じて光信号Ｃ、ＤをＤ−フリップフロップに
出力することはいうまでもない。

【００６２】なお、第１〜第３の実施の形態で示した撮
像装置で撮像する際、撮像対象物を移動させて、２次元
の像を撮像するものであるが、例えば、平坦膜２１０の
表面に、撮像対象物の移動速度を測定するローラを設
け、制御部４００は、ローラを介して撮像対象物の移動
速度を検知するように設定する。撮像時には、制御部４
００は、上記撮像処理（図５）を撮像対象物の移動と共
に複数回繰り返すが、１回の撮像処理（１走査）を開始
するタイミングを、撮像対象物の移動速度によって制御
する。具体的には、制御部４００は、撮像対象物の移動
速度が大きいほど、走査のタイミングを早くする。ある
いは、所定の速度で撮像対象物をフォトセンスするよう
に設定し、撮像対象物を平坦膜２１０上で移動させて撮
像対象物の複数の画像データを取り込み、画像データの
うち重複している画像部分を重ね合わせることにより１
つの平面的な画像を得るように制御してもよい。

【００６３】また、第１及び第２の実施の形態で示した
撮像装置で、図１０に示すように、アドレス電極１２０
とデータ電極１５０とを入れ替えたような構成としても
よい。具体的には、データ電極１５０は、所定間隔で一
直線に並ぶように基板１１０上に形成され、アドレス電
極１２０は、データ電極１５０に隣接し、データ電極１
５０が並んでいる方向に平行となるように基板１１０上
に形成される。撮像時には、初めに、読出部３００が複
数のデータ電極１５０を帯電させる。次に、電圧印加部
２００は、アドレス電極１２０に電圧を印加し、全撮像
領域に渡って有機ＥＬ層１３０を発光させる。撮像対象
物によって反射された光は、ＰＣ層１６０に入射する。
ＰＣ層１６０では、光が入射した部分の抵抗が下がり、
ＰＣ層１６０の抵抗が低下した部分に対応するデータ電
極１５０の電位が変化し、制御部４００は、読出部３０
０を介してこの電位変化を検出する。第１及び第２の実
施の形態と同様に、有機ＥＬ層１３０からの光は、ルー
バーフィルム１９１によって所定領域内に閉じ込められ
ている。このため、電位変化したデータ電極１５０に対
応する領域内に、撮像対象物が平坦膜２１０に接触して
いることがわかる。

【００６４】さらに、第２の実施の形態で示した撮像装
置は、上記したように、撮像部１００の製造に高温のプ
ロセスを用いていないため、基板１１０を除いた構成で
あってもよい。即ち、ルーバーフィルム１９１を基板１
１０の代わりに使用し、ルーバーフィルム１９１上に直
接、アドレス電極１２０やデータ電極１５０を形成して
もよい。

【００６５】また、有機ＥＬ層１３０からの光を所定領
域内に制限するために、ルーバーフィルム１９１の代わ
りに、画素毎に設けられたレンズ等を使用してもよい。
有機ＥＬ層１３０とＰＣ層１６０は、それぞれの特性を
向上するために、別々の材料で形成されてもよい。ま
た、正孔輸送層１３１とＰＣ層１６０はアモルファスシ
リコンから形成されてもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によって、低電圧で駆動でき、装置を薄型化に伴い高精
度に撮像することができる。また、同一材料から形成可
能な層や電極がある場合、それらを１つの工程で形成す
ることができる。従って、撮像装置の製造工程が簡単に
なり、製造コストを低減することができる。また、本発
明では、基板の性質が変化しない温度で、第１電極及び
第２電極を形成するので、基板として、特殊な材質で形
成された高価なものを使用する必要がない。よって、撮
像装置の製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、第１の実施の形態にかかる撮像装置
の構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ−
Ｂ’断面図である。

【図２】（ａ）は、ルーバーフィルムの構成を示す図で
ある。（ｂ）は、遮光膜の構成を示す図である。（ｃ）
は、ルーバーフィルム及び遮光膜を光が通過している状
態を示す図である。

【図３】第１の実施の形態にかかる撮像装置の製造工程
を示す図である。

【図４】撮像装置で撮像している状態を示す図である。

【図５】制御部が行う撮像処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】（ａ）は、第２の実施の形態にかかる撮像装置
の構成を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＢ−
Ｂ’断面図である。

【図７】第３の実施の形態にかかる撮像装置の構成を示
す平面図である。

【図８】（ａ）は、ＪＫ−フリップフロップの回路図で
ある。（ｂ）は、シフトレジスタを構成するＪＫ−フリ
ップフロップを発光素子と光可変抵抗素子で構成するこ
とを示す回路図である。

【図９】発光素子と光可変抵抗素子で構成するＤ−フリ
ップフロップを示す回路図である。

【図１０】撮像装置の他の構成を示す図である。

【符号の説明】

１００・・・撮像部、１１０・・・基板、１２０・・・アドレス
電極、１３０・・・有機ＥＬ層、１３１・・・正孔輸送層、１
３２・・・発光層、１３３・・・電子輸送層、１４０・・・共通
電極、１５０・・・データ電極、１６０・・・ＰＣ（光導電）
層、１７０・・・対向電極、１８０・・・絶縁層、１９０・・・
光学フィルム、１９１・・・ルーバーフィルム、１９１ａ・
・・光反射膜、１９２・・・遮光膜、２００・・・電圧印加部、
２１０・・・平坦膜、３００・・・読出部、４００・・・制御
部、５００・・・指、６００・・・フォトセンス光発生回路、
６１０・・・光信号発生回路、６２０・・・シフトレジスタ、
７０１・・・有機ＥＬ素子、７０２・・・可変抵抗素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB18 BA06 CA01 CC00 CC01 DA00 DB03 EB00 FA01 GA00 4M118 AA10 AB01 AB09 BA02 CA14 CB06 CB20 FC02 GA04 GB13 GD04 5C024 CA31 EA10 GA04 5C051 AA01 BA04 DA06 DB01 DB04 DB05 DB06 DB08 DB18 DB28 DC02 DC05 DC07 DD04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１電極と、 前記第１電極上に形成され、電圧を印加された部分が発
   光する有機エレクトロルミネッセンス層と、 前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された第
   ２電極と、 前記第１電極に隣接して設けられた第３電極と、 前記第３電極上に形成され、前記有機エレクトロルミネ
   ッセンス層から放出され、撮像対象物によって反射され
   た光が入射した部分の抵抗値が変化する光導電層と、 前記光導電層上に形成された第４電極と、 から構成されることを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】前記有機エレクトロルミネッセンス層は、
   複数の層から構成され、 前記有機エレクトロルミネッセンス層を構成する複数の
   層の内、少なくとも１つは、前記光導電層と同一の材質
   で形成されている、 ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 【請求項３】前記第１電極及び前記第２電極の少なくと
   も一方に電圧を印加することによって、前記有機エレク
   トロルミネッセンス層に所定の電圧を印加して発光させ
   る電圧印加手段と、 前記光導電層の抵抗値変化を検出する抵抗値検出手段
   と、をさらに備え、 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、所
   定間隔で１直線に並ぶように複数設けられ、 前記電圧印加手段は、所定間隔で設けられた前記第１電
   極、及び／又は、前記第２電極に、１つずつ順に所定の
   電圧を印加して撮像対象物を走査し、 前記抵抗値検出手段は、前記電圧印加手段による電圧印
   加に同期するように、前記光導電層の抵抗値変化を検出
   して撮像する、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 【請求項４】前記第１電極及び前記第２電極の少なくと
   も一方に電圧を印加することによって、前記有機エレク
   トロルミネッセンス層に所定の電圧を印加して発光させ
   る電圧印加手段と、 前記光導電層の抵抗値変化を検出する抵抗値検出手段
   と、をさらに備え、 前記第３電極及び前記第４電極の少なくとも一方は、所
   定間隔で１直線に並ぶように複数設けられ、 前記抵抗値検出手段は、前記電圧印加手段による電圧印
   加に同期して、所定間隔で設けられた前記第３電極、及
   び／又は、前記第４電極に対応する領域の、前記光導電
   層の抵抗値変化を検出して撮像する、 ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
5. 【請求項５】撮像対象物の接触面に設けられ、撮像対象
   物の移動速度に応じて状態が変化する速度対応体をさら
   に備え、 前記電圧印加手段は、前記速度対応体の状態変化に応じ
   て、電圧を印加するタイミングを制御する制御手段を備
   えて、２次元の像を撮像する、 ことを特徴とする請求項３又は４に記載の撮像装置。
6. 【請求項６】前記速度対応体は、回転体であり、 前記制御手段は、前記回転体の回転速度に応じて、電圧
   を印加するタイミングを制御する、 ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 【請求項７】前記第１電極は前記第３電極と同じ材料で
   形成され、前記第２電極は前記第４電極と同じ材料で形
   成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れ
   か１項に記載の撮像装置。
8. 【請求項８】基板上に、所定間隔で一直線に並ぶように
   第１電極を形成し、第１電極に隣接し、第１電極が並ぶ
   方向に平行となるように第２電極を形成する第１電極形
   成工程と、 前記第１電極及び前記第２電極の一方の上に、電圧を印
   加された部分が発光する発光層を、他方の上に、光が入
   射した部分の抵抗値が変化する光導電層を、形成する発
   光・導電層形成工程と、 前記発光層上に第３電極を、前記光導電層上に第４電極
   を、形成する第２電極形成工程と、 前記第３電極及び前記第４電極上に、前記発光層から放
   出された光を所定領域内に制限する制限層を形成する制
   限層形成工程と、 を備えることを特徴とする撮像装置の製造方法。
9. 【請求項９】光を所定領域内に制限する基板上に、所定
   間隔で一直線に並ぶように第１電極を形成し、第１電極
   に隣接し、第１電極が並ぶ方向に平行となるように第２
   電極を形成する第１電極形成工程と、 前記第１電極及び前記第２電極の一方の上に、電圧を印
   加された部分が発光する発光層を、他方の上に、光が入
   射した部分の抵抗値が変化する光導電層を、形成する発
   光・導電層形成工程と、 前記発光層上に第３電極を、前記光導電層上に第４電極
   を、形成する第２電極形成工程と、 を備えることを特徴とする撮像装置の製造方法。
10. 【請求項１０】前記第１電極形成工程は、前記基板の性
    質が変化しない温度で、前記第１電極及び前記第２電極
    を形成する工程を備える、ことを特徴とする請求項９に
    記載の撮像装置の製造方法。
11. 【請求項１１】前記第１電極形成工程は、同一材料で前
    記第１電極及び前記第２電極を形成する工程を備える、
    ことを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載
    の撮像装置の製造方法。
12. 【請求項１２】前記発光層は、複数の層から構成され、 前記第１電極形成工程は、前記発光層を構成する複数の
    層の内、少なくとも１つを、前記光導電層と同一材料で
    形成する工程を備える、 ことを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載
    の撮像装置の製造方法。