JPH05335605A - 有機イメージセンサ - Google Patents
有機イメージセンサInfo
- Publication number
- JPH05335605A JPH05335605A JP4136850A JP13685092A JPH05335605A JP H05335605 A JPH05335605 A JP H05335605A JP 4136850 A JP4136850 A JP 4136850A JP 13685092 A JP13685092 A JP 13685092A JP H05335605 A JPH05335605 A JP H05335605A
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- JP
- Japan
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- image sensor
- insulating film
- photoelectric conversion
- electrode
- low resistance
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で製造容易な有機イメージセンサを得
る。 【構成】 透明電極１２上に低抵抗絶縁膜１４を介し
て、有機光電変換材とバインダポリマからなる光導電層
１５を設け、光導電層１５上に金属電極１１を設け、デ
ィッピング等の簡単な方法で製造可能で、かつ読み取り
装置に適用した場合に光学系を小型にする。
る。 【構成】 透明電極１２上に低抵抗絶縁膜１４を介し
て、有機光電変換材とバインダポリマからなる光導電層
１５を設け、光導電層１５上に金属電極１１を設け、デ
ィッピング等の簡単な方法で製造可能で、かつ読み取り
装置に適用した場合に光学系を小型にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリ、プリ
ンタ等の情報処理装置において、画像の読み取りを行な
う画像読み取り素子としての有機イメージセンサに関す
るものである。
ンタ等の情報処理装置において、画像の読み取りを行な
う画像読み取り素子としての有機イメージセンサに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ファクシミリ、プリンタ等に用い
られる読み取り装置としては、ＣＣＤフォトダイオード
アレイ、例えばＭＯＳフォトダイオードアレイ等の半導
体イメージセンサが広く用いられてきた。これらのイメ
ージセンサにおいては、縮小光学系を用いるのが通例で
あり、レンズ等が必要となり、光路長が長くなる結果、
装置の小型化を図る上で大きな問題であった。
られる読み取り装置としては、ＣＣＤフォトダイオード
アレイ、例えばＭＯＳフォトダイオードアレイ等の半導
体イメージセンサが広く用いられてきた。これらのイメ
ージセンサにおいては、縮小光学系を用いるのが通例で
あり、レンズ等が必要となり、光路長が長くなる結果、
装置の小型化を図る上で大きな問題であった。
【０００３】図４は従来のイメージセンサを用いた読取
り装置の構成を示し、１はＬＥＤ等の光源、２はイメー
ジセンサ、５は原稿、６は原稿５の読み取り（進行）方
向、８は光学系の大きさ（光路長）であり、３００〜５
００mm程度である。９はミラー、１０はレンズである。
り装置の構成を示し、１はＬＥＤ等の光源、２はイメー
ジセンサ、５は原稿、６は原稿５の読み取り（進行）方
向、８は光学系の大きさ（光路長）であり、３００〜５
００mm程度である。９はミラー、１０はレンズである。
【０００４】次に、上記装置の動作を説明する。光源１
からの光は原稿５、ミラー９に反射してレンズ１０によ
り集光され、イメージセンサ２に入射される。例えば、
原稿５の黒い部分と白い部分では光の反射率が異なり、
イメージセンサ２はこれを光電変換して読み取る。
からの光は原稿５、ミラー９に反射してレンズ１０によ
り集光され、イメージセンサ２に入射される。例えば、
原稿５の黒い部分と白い部分では光の反射率が異なり、
イメージセンサ２はこれを光電変換して読み取る。
【０００５】これに対し、最近原稿幅と同一寸法を持つ
密着型薄膜読み取り装置が提案されている。この装置は
プレーナ型と呼ばれ、基板上に感光層を設けるとともに
この上に電極を設けて１ビットに対応する素子としてい
る。そして、この素子を複数個列状に形成し、この素子
部分の光照射に対応した光電流を順次測定し、読み取り
を行なうものである。
密着型薄膜読み取り装置が提案されている。この装置は
プレーナ型と呼ばれ、基板上に感光層を設けるとともに
この上に電極を設けて１ビットに対応する素子としてい
る。そして、この素子を複数個列状に形成し、この素子
部分の光照射に対応した光電流を順次測定し、読み取り
を行なうものである。
【０００６】又、太陽電池からの応用としてアモルファ
スシリコンを光電変換層に用い、その上下に電極を設け
たサンドイッチ型構造のものも多く提案されている。こ
こで、アモルファスシリコンをｐ−ｉ−ｎ型としたもの
はそのｎ型アモルファスシリコン層の比抵抗が１０4 〜
１０6 Ω・cmと低いため、フォトレジスト塗布およびエ
ッチングなどのリソグラフィ技術を用いて分割されたビ
ット間の完全な分離が大きな問題となった。又、最近高
抵抗のアモルファスシリコン層を用いたものも多く提案
され、製造されているが、やはり隣接するビット間の電
流漏れは解決されなかった。
スシリコンを光電変換層に用い、その上下に電極を設け
たサンドイッチ型構造のものも多く提案されている。こ
こで、アモルファスシリコンをｐ−ｉ−ｎ型としたもの
はそのｎ型アモルファスシリコン層の比抵抗が１０4 〜
１０6 Ω・cmと低いため、フォトレジスト塗布およびエ
ッチングなどのリソグラフィ技術を用いて分割されたビ
ット間の完全な分離が大きな問題となった。又、最近高
抵抗のアモルファスシリコン層を用いたものも多く提案
され、製造されているが、やはり隣接するビット間の電
流漏れは解決されなかった。
【０００７】又、これまでのイメージセンサは無機物の
光導電性物質を用いていたため、成膜に蒸着やスパッタ
リングなどの真空プロセスを有していた。そのため、一
度に大量のものを作るには、大がかりな装置を必要とし
ていた。又、大面積の素子を均一に安価に作るのは困難
であった。
光導電性物質を用いていたため、成膜に蒸着やスパッタ
リングなどの真空プロセスを有していた。そのため、一
度に大量のものを作るには、大がかりな装置を必要とし
ていた。又、大面積の素子を均一に安価に作るのは困難
であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
イメージセンサは、縮小光学系を用いなければならず、
完全密着型にするのは不可能であり、小型化には限界が
あった。又、製造工程に真空工程を有しているので、大
がかりな装置を必要とするとともに、均一に大量生産す
ることは困難であり、素子サイズにも限界があった。
イメージセンサは、縮小光学系を用いなければならず、
完全密着型にするのは不可能であり、小型化には限界が
あった。又、製造工程に真空工程を有しているので、大
がかりな装置を必要とするとともに、均一に大量生産す
ることは困難であり、素子サイズにも限界があった。
【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、小型で製造が容易な有機イメ
ージセンサを得ることを目的とする。
めに成されたものであり、小型で製造が容易な有機イメ
ージセンサを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る有機イメ
ージセンサは、透明又は半透明電極と、該電極上に形成
された低抵抗絶縁膜と、低抵抗絶縁膜上に形成され、無
金属又は金属フタロシアニンを含む有機光電変換材とバ
インダポリマとからなる光導電層と、光導電層上に形成
された金属電極を設けたものである。
ージセンサは、透明又は半透明電極と、該電極上に形成
された低抵抗絶縁膜と、低抵抗絶縁膜上に形成され、無
金属又は金属フタロシアニンを含む有機光電変換材とバ
インダポリマとからなる光導電層と、光導電層上に形成
された金属電極を設けたものである。
【００１１】
【作用】この発明においては、光導電層にフタロシアニ
ンが用いられ、蒸着やスパッタリングなどの真空プロセ
スが不要となり、ディッピング等の簡易な方法で生成可
能となる。又、完全密着型であるため、光学系にレンズ
を必要としない。
ンが用いられ、蒸着やスパッタリングなどの真空プロセ
スが不要となり、ディッピング等の簡易な方法で生成可
能となる。又、完全密着型であるため、光学系にレンズ
を必要としない。
【００１２】
【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１につい
て図面とともに説明する。図１は実施例１による有機イ
メージセンサの構造を示し、１３は絶縁性基板、１２は
絶縁性基板１３上に形成された下部透明電極、１４は透
明電極１２上にディッピングにより形成された低抵抗絶
縁膜、１５は低抵抗絶縁膜１４上に形成されたフタロシ
アニンとポリマバインダからなる光導電膜であり、光導
電膜１５上にはまた低抵抗絶縁膜１４を形成し、その上
に蒸着により金属電極１１を形成する。なお、図２に示
すように上側の低抵抗絶縁膜１４はなくてもよい。
て図面とともに説明する。図１は実施例１による有機イ
メージセンサの構造を示し、１３は絶縁性基板、１２は
絶縁性基板１３上に形成された下部透明電極、１４は透
明電極１２上にディッピングにより形成された低抵抗絶
縁膜、１５は低抵抗絶縁膜１４上に形成されたフタロシ
アニンとポリマバインダからなる光導電膜であり、光導
電膜１５上にはまた低抵抗絶縁膜１４を形成し、その上
に蒸着により金属電極１１を形成する。なお、図２に示
すように上側の低抵抗絶縁膜１４はなくてもよい。
【００１３】ここで、絶縁性基板１３はセラミック、ガ
ラス、プラスチックなどのように機械的強度が高く透明
であり、絶縁性が高いものであればよく、また２種以上
の積層構造のものでもよい。又、複数の透明電極１２は
任意の形状が可能であるが、ここでは長方形状のものと
している。金属電極１１の材質としてはＡｕ，Ｃｒ，Ｐ
ｔ，Ｎｉ，Ｔｌなどが良く、２種以上を併用してもよ
い。低抵抗絶縁膜１４及び光導電膜１５の形成方法は、
ディッピング法の外に通常の溶媒キャスト法（スピナコ
ート、スプレコートなどを含む。）でもよい。これらの
膜厚は内部インピーダンスが大きくなり過ぎないように
するため、低抵抗絶縁膜１４については0.５〜４μｍ、
光導電膜１５については５〜３０μｍとするのが望まし
い。
ラス、プラスチックなどのように機械的強度が高く透明
であり、絶縁性が高いものであればよく、また２種以上
の積層構造のものでもよい。又、複数の透明電極１２は
任意の形状が可能であるが、ここでは長方形状のものと
している。金属電極１１の材質としてはＡｕ，Ｃｒ，Ｐ
ｔ，Ｎｉ，Ｔｌなどが良く、２種以上を併用してもよ
い。低抵抗絶縁膜１４及び光導電膜１５の形成方法は、
ディッピング法の外に通常の溶媒キャスト法（スピナコ
ート、スプレコートなどを含む。）でもよい。これらの
膜厚は内部インピーダンスが大きくなり過ぎないように
するため、低抵抗絶縁膜１４については0.５〜４μｍ、
光導電膜１５については５〜３０μｍとするのが望まし
い。
【００１４】次に、上記構造の有機イメージセンサの動
作について説明する。原理の詳細は不明であるが、次の
ように考えられる。透明電極１２と金属電極１１の間に
電界を印加した状態において光を透明の絶縁性基板１３
側から照射すると、光導電膜１５において電子・正孔対
が発生して低抵抗化し、電子・正孔対が分離され、電流
を生じる。なお、電界を印加した際、光が照射されなく
ても暗電流が流れる。これは透明電極１２から正孔が注
入されるために起こると考えられ、正電極（透明電極１
２）側に低抵抗絶縁膜１４を挿入することにより防ぐこ
とができる。低抵抗絶縁膜１４の比抵抗は１０9 〜１０
13Ω・cmである。又、低抵抗絶縁膜１４は隣の素子との
電気的分離を効果的に行なうことができ、大画面化が容
易である。電極１２は半透明でもよい。
作について説明する。原理の詳細は不明であるが、次の
ように考えられる。透明電極１２と金属電極１１の間に
電界を印加した状態において光を透明の絶縁性基板１３
側から照射すると、光導電膜１５において電子・正孔対
が発生して低抵抗化し、電子・正孔対が分離され、電流
を生じる。なお、電界を印加した際、光が照射されなく
ても暗電流が流れる。これは透明電極１２から正孔が注
入されるために起こると考えられ、正電極（透明電極１
２）側に低抵抗絶縁膜１４を挿入することにより防ぐこ
とができる。低抵抗絶縁膜１４の比抵抗は１０9 〜１０
13Ω・cmである。又、低抵抗絶縁膜１４は隣の素子との
電気的分離を効果的に行なうことができ、大画面化が容
易である。電極１２は半透明でもよい。
【００１５】次に、イメージセンサの製造方法について
説明する。ポリアミド（ＣＭ−８０００；東レ株式会社
製）１重量部、メタノール９重量部の溶液を調整し、次
にこの液をガラス上にＩＴＯ電極パターンを有するもの
の上に乾燥時の膜厚が２μｍとなるようにディッピング
法により塗布した。その後、１００℃の恒温槽中で３０
分乾燥した。
説明する。ポリアミド（ＣＭ−８０００；東レ株式会社
製）１重量部、メタノール９重量部の溶液を調整し、次
にこの液をガラス上にＩＴＯ電極パターンを有するもの
の上に乾燥時の膜厚が２μｍとなるようにディッピング
法により塗布した。その後、１００℃の恒温槽中で３０
分乾燥した。
【００１６】次に、塩ビ・酢ビ・マレイン酸の共重合体
（エスレックＭ；積水化学社製）７重量部とメタルフリ
ーフタロシアニン顔料３重量部をトルエン、メチルエチ
ルケトン１：１溶液５０重量部に溶解させ、遊星型粋砕
機（フリッチュジャパン社製）により充分に分散した。
次に、この分散混合物を取り出し、光電変換層形成液と
する。しかる後、２μｍの膜厚のポリアミド層が形成さ
れた上記基板上にディッピング法により乾燥時約２０μ
ｍの膜厚が得られるように光電変換層形成液を塗布し、
しかる後１００℃で１時間乾燥し、金属電極を真空蒸着
して光電変換素子を得た。
（エスレックＭ；積水化学社製）７重量部とメタルフリ
ーフタロシアニン顔料３重量部をトルエン、メチルエチ
ルケトン１：１溶液５０重量部に溶解させ、遊星型粋砕
機（フリッチュジャパン社製）により充分に分散した。
次に、この分散混合物を取り出し、光電変換層形成液と
する。しかる後、２μｍの膜厚のポリアミド層が形成さ
れた上記基板上にディッピング法により乾燥時約２０μ
ｍの膜厚が得られるように光電変換層形成液を塗布し、
しかる後１００℃で１時間乾燥し、金属電極を真空蒸着
して光電変換素子を得た。
【００１７】次に、このようにして得た光電変換素子に
対して、Ａｕ側を負、透明電極側を正として行なった光
電変換特性の測定方法及び測定結果について述べる。３
００Ｗのキセノンランプ光を５７０nmのバンドパスフィ
ルタ及び１／２０減光フィルタに通して受光面で約５０
μＷ／cm2 とする。この光を透明電極側から照射し、電
極間には５０Ｖの電圧を印加した。そのときの暗電流は
１６０ｎＡ／cm2 、光電流は３７０ｎＡ／cm2 、応答速
度は立ち上がり（２０〜８０％）４msec、立ち下がり
（２０〜８０％）９msecであった。
対して、Ａｕ側を負、透明電極側を正として行なった光
電変換特性の測定方法及び測定結果について述べる。３
００Ｗのキセノンランプ光を５７０nmのバンドパスフィ
ルタ及び１／２０減光フィルタに通して受光面で約５０
μＷ／cm2 とする。この光を透明電極側から照射し、電
極間には５０Ｖの電圧を印加した。そのときの暗電流は
１６０ｎＡ／cm2 、光電流は３７０ｎＡ／cm2 、応答速
度は立ち上がり（２０〜８０％）４msec、立ち下がり
（２０〜８０％）９msecであった。
【００１８】図３はこの実施例による有機イメージセン
サ１６を用いた読み取り装置の構成を示し、３は有機イ
メージセンサ１６を支持する支持台、４はロッドレンズ
アレイ、７は光学系の大きさ（光路長）であり、２０〜
５０mm程度である。このように実施例１では、完全密着
型となるため、光学系の大きさを小さくすることができ
る。
サ１６を用いた読み取り装置の構成を示し、３は有機イ
メージセンサ１６を支持する支持台、４はロッドレンズ
アレイ、７は光学系の大きさ（光路長）であり、２０〜
５０mm程度である。このように実施例１では、完全密着
型となるため、光学系の大きさを小さくすることができ
る。
【００１９】実施例２．次に、他の製造方法を実施例２
により説明する。まず、透明電極上に実施例１と同様に
調整したポリアミド樹脂溶液をディッピングして成膜
し、１００℃の恒温槽で３０分乾燥した。次に、塩ビ・
酢ビ・マレイン酸の共重合体（エスレックＭ）８重量部
とメタルフリーフタロシアニン顔料２重量部をトルエ
ン、メチルエチルケトン１：１溶液８０重量部に溶解さ
せ、遊星型粋砕機にて充分に分散した。この混合溶液を
取り出し、透明電極基板上に数滴滴下し、スピナにより
光電変換層をコーティングした（乾燥時膜厚５μｍ）。
しかる後、１００℃の恒温槽中で１時間乾燥した。さら
に、はじめに調整したポリアミド樹脂溶液にてディッピ
ングし、１００℃の恒温槽中で３０分乾燥し、金属電極
を真空蒸着して光電変換素子を得た。
により説明する。まず、透明電極上に実施例１と同様に
調整したポリアミド樹脂溶液をディッピングして成膜
し、１００℃の恒温槽で３０分乾燥した。次に、塩ビ・
酢ビ・マレイン酸の共重合体（エスレックＭ）８重量部
とメタルフリーフタロシアニン顔料２重量部をトルエ
ン、メチルエチルケトン１：１溶液８０重量部に溶解さ
せ、遊星型粋砕機にて充分に分散した。この混合溶液を
取り出し、透明電極基板上に数滴滴下し、スピナにより
光電変換層をコーティングした（乾燥時膜厚５μｍ）。
しかる後、１００℃の恒温槽中で１時間乾燥した。さら
に、はじめに調整したポリアミド樹脂溶液にてディッピ
ングし、１００℃の恒温槽中で３０分乾燥し、金属電極
を真空蒸着して光電変換素子を得た。
【００２０】次に、このようにして得た試料に対してＡ
u 側を負、透明電極側を正として行なった光電変換特性
の測定方法及び測定結果を以下に示す。３００Ｗのキセ
ノンランプ光を５７０nmのバンドパスフィルタ及び１／
２０減光フィルタに通して受光面で約５０μＷ／cm2 と
する。この光を透明電極側から照射し、電極間には５Ｖ
の電圧を印加した。このときの暗電流は３０ｎＡ／cm2
以下、光電流は６０ｎＡ／cm2 、応答速度は立ち上がり
（２０〜８０％）４msec、立ち下がり（２０〜８０％）
８msecであった。
u 側を負、透明電極側を正として行なった光電変換特性
の測定方法及び測定結果を以下に示す。３００Ｗのキセ
ノンランプ光を５７０nmのバンドパスフィルタ及び１／
２０減光フィルタに通して受光面で約５０μＷ／cm2 と
する。この光を透明電極側から照射し、電極間には５Ｖ
の電圧を印加した。このときの暗電流は３０ｎＡ／cm2
以下、光電流は６０ｎＡ／cm2 、応答速度は立ち上がり
（２０〜８０％）４msec、立ち下がり（２０〜８０％）
８msecであった。
【００２１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、蒸着や
スパッタリングなどの真空プロセスが不要となり、大規
模な成膜が可能な上、簡易で安価に密着型のイメージセ
ンサを作製することができ、小型化が可能となる。又、
光伝導層と電極との間に低抵抗絶縁膜を設けており、低
電圧印加で感度、応答速度及びＳＮ（光電流／暗電流）
特性に優れた有機光電変換素子が得られる。
スパッタリングなどの真空プロセスが不要となり、大規
模な成膜が可能な上、簡易で安価に密着型のイメージセ
ンサを作製することができ、小型化が可能となる。又、
光伝導層と電極との間に低抵抗絶縁膜を設けており、低
電圧印加で感度、応答速度及びＳＮ（光電流／暗電流）
特性に優れた有機光電変換素子が得られる。
【図１】この発明による有機イメージセンサの断面図で
ある。
ある。
【図２】この発明による他の有機イメージセンサの斜視
図である。
図である。
【図３】この発明による有機イメージセンサを用いた読
み取り装置の構成図である。
み取り装置の構成図である。
【図４】従来のイメージセンサを用いた読み取り装置の
構成図である。
構成図である。
１１ 金属電極 １２ 透明電極 １３ 絶縁性基板 １４ 低抵抗絶縁膜 １５ 光導電膜 １６ 有機イメージセンサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】次に、塩ビ・酢ビ・マレイン酸の共重合体
（エスレックＭ；積水化学社製）７重量部とＸ型メタル
フリーフタロシアニン顔料３重量部をトルエン、メチル
エチルケトン１：１溶液５０重量部に溶解させ、遊星型
粋砕機（フリッチュジャパン社製）により充分に分散し
た。次に、この分散混合物を取り出し、光電変換層形成
液とする。しかる後、２μｍの膜厚のポリアミド層が形
成された上記基板上にディッピング法により乾燥時約２
０μｍの膜厚が得られるように光電変換層形成液を塗布
し、しかる後１００℃で１時間乾燥し、金属電極を真空
蒸着して光電変換素子を得た。
（エスレックＭ；積水化学社製）７重量部とＸ型メタル
フリーフタロシアニン顔料３重量部をトルエン、メチル
エチルケトン１：１溶液５０重量部に溶解させ、遊星型
粋砕機（フリッチュジャパン社製）により充分に分散し
た。次に、この分散混合物を取り出し、光電変換層形成
液とする。しかる後、２μｍの膜厚のポリアミド層が形
成された上記基板上にディッピング法により乾燥時約２
０μｍの膜厚が得られるように光電変換層形成液を塗布
し、しかる後１００℃で１時間乾燥し、金属電極を真空
蒸着して光電変換素子を得た。
Claims (1)
- 【請求項１】 透明又は半透明電極と、該電極上に形成
された低抵抗絶縁膜と、低抵抗絶縁膜上に形成され、無
金属フタロシアニンと金属フタロシアニンの少なくとも
一方を含有する有機光電変換材料とバインダポリマとか
らなる光導電層と、光導電層上に形成された金属電極を
備えたことを特徴とする有機イメージセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136850A JPH05335605A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 有機イメージセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4136850A JPH05335605A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 有機イメージセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335605A true JPH05335605A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15184968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4136850A Pending JPH05335605A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 有機イメージセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747973A3 (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-29 | Xerox Corporation | Sensor element |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP4136850A patent/JPH05335605A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747973A3 (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-29 | Xerox Corporation | Sensor element |
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