JPH085569Y2 - Photo sensor element - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、フォトセンサ素子に関するものであり、更
に詳しくは、非晶質シリコン系半導体を利用してなるフ
ォトセンサ素子に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a photosensor device, and more particularly to a photosensor device using an amorphous silicon semiconductor.
ガラス、硬質合成樹脂等でなる透光性絶縁基板上に透
明電極、半導体層、金属電極を積層し、前記半導体層の
発生する電流を利用して被検出物の検出を行うフォトセ
ンサは従来より存在する。Photosensors, which are transparent electrodes, semiconductor layers, metal electrodes stacked on a translucent insulating substrate made of glass, hard synthetic resin, etc., and which detect an object using the electric current generated by the semiconductor layer, have been conventionally used. Exists.
特に半導体層として、非晶質シリコン系半導体層を利
用したものは、センサ部の形状を自由に設定できるため
に、例えば第１図に示したようなフォトセンサ素子を構
成することが可能である。In particular, in the case of using the amorphous silicon semiconductor layer as the semiconductor layer, the shape of the sensor portion can be freely set, so that the photosensor element as shown in FIG. 1 can be configured, for example. .
即ち、透光性絶縁基板１の上に、該絶縁基板１のみで
他の不透明部材を積層していない非積層部を透光窓２と
し、該透光窓２の周囲に透明電極、半導体層、金属電極
を順次積層して、複数個のセンサ部３を形成してなるフ
ォトセンサ素子である。That is, a non-laminated portion in which only the insulating substrate 1 and no other opaque member is laminated is formed on the transparent insulating substrate 1 as a transparent window 2, and a transparent electrode and a semiconductor layer are provided around the transparent window 2. Is a photo sensor element in which a plurality of sensor portions 3 are formed by sequentially laminating metal electrodes.
このようなフォトセンサ素子の受光面側を被検出物４
の表面に近接させて、透光窓２に位置して当該フォトセ
ンサ素子の裏面より発光ダイオード５の光を照射する。The light receiving surface side of such a photo sensor element is placed on the object 4 to be detected.
The light of the light emitting diode 5 is emitted from the back surface of the photo sensor element, which is located close to the front surface of the photo sensor element 2 and is located in the light transmitting window 2.
発光ダイオード５の光は、透光窓２を透過して、被検
出物４の表面に反射し、再び絶縁基板１を透過してセン
サ部３に入射するものである。The light of the light emitting diode 5 passes through the light transmitting window 2, is reflected on the surface of the object 4 to be detected, passes through the insulating substrate 1 again, and enters the sensor unit 3.
この時、センサ部３の半導体層は、受光する光量によ
って電流を発生し、このセンサ部３の電流を測定するこ
とによって、被検出物４表面の状態を知ることができる
ものである。At this time, the semiconductor layer of the sensor unit 3 generates a current according to the amount of light received, and by measuring the current of the sensor unit 3, the state of the surface of the detected object 4 can be known.
このようなフォトセンサ素子において、透光性絶縁基
板１として、一般的なガラス基板を利用して、この上に
透明電極、半導体層、金属電極等を積層したとき、この
素子の受光面側における表面反射率が12％程度になる。In such a photo sensor device, when a transparent electrode, a semiconductor layer, a metal electrode, etc. are laminated on a general glass substrate as the translucent insulating substrate 1, the light receiving surface side of this device is Surface reflectance is about 12%.
このような透光性絶縁基板１を用いて、受光面側の表
面反射率の高いフォトセンサ素子を構成した場合には、
被検出物４表面からの反射光は、更に絶縁基板１表面で
反射されることとなり、センサ部３に入射する光が減少
して検出精度を低下させるものである。When a photosensor element having a high surface reflectance on the light receiving surface side is formed using such a translucent insulating substrate 1,
The light reflected from the surface of the object to be detected 4 is further reflected by the surface of the insulating substrate 1, and the light incident on the sensor unit 3 is reduced to lower the detection accuracy.
特に発光ダイオード５の光が弱い場合等には、検出誤
差が大きく、S/N比は低下する。Especially, when the light of the light emitting diode 5 is weak, the detection error is large and the S / N ratio is lowered.
また、フォトセンサ素子に複数個のセンサ部３を設け
た場合には、各センサ部３が受光する光量に差が生じる
ために、各センサ部間のS/N比の向上は望めなかった。Further, when a plurality of sensor units 3 are provided in the photo sensor element, an increase in the S / N ratio between the sensor units cannot be expected due to a difference in the amount of light received by each sensor unit 3.
本考案は、上記本考案の鑑みて、透光性絶縁基板上
に、該絶縁基板のみで他の不透明部材を積層していない
非積層部を透光窓とし、該透光窓の周囲に透明電極、非
晶質シリコン系半導体層、金属電極を順次積層した複数
個のセンサ部を形成したフォトセンサ素子であって、 前記透光性絶縁基板が、受光面側の表面をフッ硝酸、
苛性ソーダ、過酸化水素とフッ化アンモニウムの化合物
の中から選択したエッチャントによってエッチングして
粗面とすることによって、可視光範囲において受光面側
の表面反射率を10％以下としたガラスからなり、 前記フォトセンサ素子が正方形状であってかつ一辺が
当該フォトセンサ素子の一辺の長さの1/2以下の長さで
なる略正方形状の４個のセンサ部を、正方形状の被検出
パターンにおけるコード化領域に対応した位置関係で形
成するとともに、前記フォトセンサ素子の中央に位置し
て円形の透光窓を配設し、当該透光窓の形状を前記金属
電極によって構成したことを特徴とするフォトセンサ素
子を構成するものである。In view of the above-mentioned present invention, the present invention provides a non-laminated portion on the translucent insulating substrate where only the insulating substrate is not laminated with another opaque member as a translucent window, and the non-laminated portion is transparent around the translucent window. An electrode, an amorphous silicon-based semiconductor layer, a photosensor element in which a plurality of sensor portions formed by sequentially laminating a metal electrode are formed, wherein the translucent insulating substrate has a surface on the light-receiving surface side with hydrofluoric nitric acid,
By making a rough surface by etching with an etchant selected from a compound of caustic soda, hydrogen peroxide and ammonium fluoride, a glass having a surface reflectance of 10% or less on the light receiving surface side in the visible light range is formed, A code in a square-shaped detected pattern is obtained by connecting four substantially square-shaped sensor portions each having a square shape to the photosensor element and one side having a length equal to or less than half the length of one side of the photosensor element. And a circular light-transmitting window is provided at the center of the photosensor element, and the shape of the light-transmitting window is formed by the metal electrode. It constitutes a photo sensor element.
ここで、透光窓の周囲に位置するセンサ部の透明電極
を共通にしたり、透光窓の周囲に位置するセンサ部の金
属電極を共通にしてもよい。Here, the transparent electrode of the sensor unit located around the transparent window may be shared, or the metal electrode of the sensor unit located around the transparent window may be shared.
さらに、透光性絶縁基板上に、該絶縁基板のみで他の
不透明部材を積層していない非積層部を透光窓とし、該
透光窓の周囲に透明電極、非晶質シリコン系半導体層、
金属電極及び高分子材料でなる保護膜を順次積層した複
数個のセンサ部を形成したフォトセンサ素子であって、 前記透光性絶縁基板が、受光面側の表面を、フッ硝
酸、苛性ソーダ、過酸化水素とフッ化アンモニウムの化
合物の中から選択したエッチャントによってエッチング
して粗面とすることによって、可視光範囲において受光
面側の表面反射率を10％以下としたガラスからなり、 前記フォトセンサ素子が正方形状であってかつ一辺が
当該フォトセンサ素子の一辺の長さの1/2以下の長さで
なる略正方形状の４個のセンサ部を、正方形状の被検出
パターンにおけるコード化領域に対応した位置関係で形
成するとともに、前記フォトセンサ素子の中央に位置し
て円形の透光窓を配設し、当該透光窓の形状を前記保護
膜によって構成したことを特徴とするフォトセンサ素子
を構成するものである。In addition, a non-laminated portion where only the insulating substrate is not laminated on the transparent insulating substrate is used as a transparent window, and a transparent electrode and an amorphous silicon semiconductor layer are provided around the transparent window. ,
A photosensor element having a plurality of sensor portions formed by sequentially laminating a metal electrode and a protective film made of a polymer material, wherein the light-transmissive insulating substrate has a light-receiving surface on the surface of which is hydrofluoric nitric acid, caustic soda, or The photosensor element is made of glass having a surface reflectance of 10% or less in the visible light range by etching with a etchant selected from compounds of hydrogen oxide and ammonium fluoride to form a rough surface. Is a square shape, and four substantially square-shaped sensor portions each having a side length equal to or less than half the length of one side of the photosensor element are used as the coded areas in the square-shaped detection pattern. In addition to being formed in a corresponding positional relationship, a circular light-transmitting window is provided at the center of the photosensor element, and the shape of the light-transmitting window is formed by the protective film. It constitutes a photosensor element to be characterized.
ここでも、透光窓の周囲に位置するセンサ部の透明電
極を共通にしたり、透光窓の周囲に位置するセンサ部の
金属電極を共通にしてもよい。Also in this case, the transparent electrode of the sensor unit located around the transparent window may be shared, or the metal electrode of the sensor unit located around the transparent window may be shared.
本考案に係るフォトセンサ素子は、上述のような構成
でなり、当該フォトセンサ素子を被検出物に近接させ、
透光窓の裏面より発光ダイオード等の光を照射し、被検
出物からの反射光をセンサ部によって受光し、このセン
サ部の発生する電流を測定することによって、被検出物
の表面の状態を検出するものである。The photo sensor element according to the present invention is configured as described above, and the photo sensor element is brought close to the object to be detected,
Light from a light-emitting diode or the like is emitted from the back surface of the light-transmitting window, the reflected light from the object to be detected is received by the sensor unit, and the current generated by this sensor unit is measured to determine the surface condition of the object to be detected. It is something to detect.
この時、可視光範囲における受光面側の表面反射率が
10％以下となるようなガラスを透光性絶縁基板として用
いて、センサ部の受光する光量を増加するものである。At this time, the surface reflectance on the light receiving surface side in the visible light range is
The amount of light received by the sensor unit is increased by using glass having a content of 10% or less as a translucent insulating substrate.
この表面反射率は、一般的に広く用いられているガラ
スを使用し、これをエッチングによって表面を粗面とす
ることによって得られるので、検出精度のよいフォトセ
ンサ素子を容易に構成することが可能となるものであ
る。This surface reflectance can be obtained by using glass that is widely used and making it rough by etching, so that a photosensor element with good detection accuracy can be easily constructed. It will be.
更に、フォトセンサ素子が正方形状に形成され、一辺
が該フォトセンサ素子の一辺の長さの1/2以下の長さで
ある略正方形状のセンサ部を４個形成して、中央に円形
の透光窓を形成しているので、この４つのセンサ部に対
応する部分によって構成されるコード情報を検出するこ
とに使用することが可能となるものである。Further, the photosensor element is formed in a square shape, and four sensor portions each having a substantially square shape whose one side has a length that is less than or equal to 1/2 of the length of one side of the photosensor element are formed. Since the translucent window is formed, it can be used to detect the code information composed of the portions corresponding to these four sensor portions.
本考案の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。 The details of the present invention will be described based on illustrated embodiments.
第１図は本考案に係るフォトセンサ素子の説明用側面
図、第２図は本考案の第１実施例の説明用断面図、第３
図〜第５図は本考案の第１実施例の製作工程説明用平面
図である。FIG. 1 is a side view for explaining a photo sensor element according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view for explaining the first embodiment of the present invention, and FIG.
5 to 5 are plan views for explaining the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.
図中１は、ガラスでなる透光性絶縁基板である。 In the figure, 1 is a translucent insulating substrate made of glass.
６は、インジウム−スズ酸化物（以下これをITOと称
す）または二酸化スズ（以下これをSnO2と称す）等の透
明導電膜でなる透明電極であり、300Å〜1000Åの厚さ
に形成されるものである。Reference numeral 6 is a transparent electrode made of a transparent conductive film such as indium-tin oxide (hereinafter referred to as ITO) or tin dioxide (hereinafter referred to as SnO 2 ), which is formed to a thickness of 300Å to 1000Å It is a thing.
この透明電極６は、絶縁基板１上に形成されるべき単
または複数個のセンサ部３に応じた形状に形成されるも
のであり、図例のものは、中央に円形の非積層部である
透光窓２を形成するとともに、４個のセンサ部３に対応
するように分割されており、各センサ部３に対応して電
極取り出し部７が形成されている。The transparent electrode 6 is formed in a shape corresponding to one or a plurality of sensor parts 3 to be formed on the insulating substrate 1. In the illustrated example, a circular non-laminated part is formed in the center. Along with forming the transparent window 2, it is divided so as to correspond to the four sensor portions 3, and an electrode lead-out portion 7 is formed corresponding to each sensor portion 3.
８は、グロー放電分解法等によって積層される非晶質
シリコン系半導体層であり、例えば、受光面側からｐ型
アモルファスシリコンカーバイド、ｉ型アモルファスシ
リコン、ｎ型アモルフアスシリコンを積層したPINヘテ
ロ接合型のアモルファスシリコン系半導体層が用いら
れ、厚さは約１μｍ程度のものである。Reference numeral 8 is an amorphous silicon-based semiconductor layer laminated by glow discharge decomposition method or the like. For example, a PIN heterojunction in which p-type amorphous silicon carbide, i-type amorphous silicon, and n-type amorphous silicon are laminated from the light-receiving surface side. Type amorphous silicon semiconductor layer is used, and the thickness is about 1 μm.
非晶質シリコン系半導体層８は、この他にもアモルフ
ァスシリコンゲルマニウムを含むもの、またはアモルフ
ァスシリコン、アモルファスシリコンカーバイド、アモ
ルファスシリコンゲルマニウム等のマイクロクリスタル
化したものを含むものなどが用いられる。In addition to this, the amorphous silicon-based semiconductor layer 8 includes one containing amorphous silicon germanium, or one containing microcrystallized amorphous silicon, amorphous silicon carbide, amorphous silicon germanium, or the like.
９は金属電極であり、この金属電極９は、クロム、ニ
ッケル、チタン、アルミニウム等から選択した金属成分
をEB蒸着法等によって形成されるもので、1000Å以上の
厚さに形成されることが好ましいものである。Reference numeral 9 denotes a metal electrode. The metal electrode 9 is formed by a metal component selected from chromium, nickel, titanium, aluminum, etc. by an EB vapor deposition method or the like, and is preferably formed to a thickness of 1000 Å or more. It is a thing.
ここで、金属電極９の端縁は透光窓２を形成するもの
であり、図例のものでは、この透光窓２の周囲に位置し
て４個のセンサ部３を形成するものである。Here, the edge of the metal electrode 9 forms the transparent window 2, and in the example shown in the figure, four sensor portions 3 are formed around the transparent window 2. .
金属電極９は、１つに結線されて共通電極とされる
が、透明電極６と金属電極９の形状を入れ替えて、透明
電極６の方を共通電極とすることも可能である。The metal electrodes 9 are connected to one to be a common electrode, but the transparent electrode 6 and the metal electrode 9 may be replaced with each other in shape so that the transparent electrode 6 is used as a common electrode.
また本考案においては、一般的に多く用いられている
ガラス基板を絶縁基板１として使用し、透明電極６、非
晶質シリコン系半導体層８、金属電極９を積層した後で
ガラス用エッチャントに浸漬して受光面側の絶縁基板１
表面に粗面を形成することによって表面反射率を小さく
している。Further, in the present invention, a glass substrate which is generally used is used as the insulating substrate 1, and the transparent electrode 6, the amorphous silicon semiconductor layer 8 and the metal electrode 9 are laminated and then immersed in a glass etchant. Insulating substrate 1 on the light-receiving side
The surface reflectance is reduced by forming a rough surface on the surface.
この絶縁基板１の表面のエッチングは、例えば、次の
ような方法で行われるものである。The etching of the surface of the insulating substrate 1 is performed by the following method, for example.
フッ硝酸（HF:HNO3＝5:95）を用いて、25℃で60秒
間浸漬する。Immerse for 60 seconds at 25 ° C. using hydrofluoric nitric acid (HF: HNO 3 = 5: 95).
５％の苛性ソーダ（NaOH）溶液を用いて、60℃で３
分間浸漬する。3% at 60 ° C with 5% caustic soda (NaOH) solution
Soak for a minute.
過酸化水素とフッ化アンモニウムの化合物（H2O2：
NH4F＝100:20）を用いて、80℃で５分間浸漬する。Compound of hydrogen peroxide and ammonium fluoride (H 2 O 2 :
NH 4 F = 100: 20) using and immersed for 5 minutes at 80 ° C..
このような方法によって、エッチングしたものは、絶
縁基板１の表面が約5000Åの厚さで削られて粗面が形成
され、エッチングしない時には12％であった表面反射率
が４％に減少した。In the case of etching by such a method, the surface of the insulating substrate 1 was scraped to a thickness of about 5000Å to form a rough surface, and the surface reflectance was reduced from 12% to 4% when not etched.
このフォトセンサ素子のセンサ部３裏面は、金属電極
９によって保護されているために、エッチングの際に、
センサ部３における非晶質シリコン系半導体層８を除去
することなく、また、透光窓２内にはみ出した余分な半
導体層がある時には、これを同時に除去することが可能
となるものである。Since the back surface of the sensor portion 3 of this photo sensor element is protected by the metal electrode 9, during etching,
Without removing the amorphous silicon semiconductor layer 8 in the sensor section 3, and when there is an extra semiconductor layer protruding in the transparent window 2, it is possible to remove it simultaneously.
このようにした本考案に係るフォトセンサ素子の第１
実施例は、第１図に示すように、透光性絶縁基板１を被
検出物４表面に近接させ、透光窓２に位置して裏面より
発光ダイオード５の光を照射する。The first of the photo sensor elements according to the present invention thus configured
In the embodiment, as shown in FIG. 1, the translucent insulating substrate 1 is brought close to the surface of the object 4 to be detected, and the light of the light emitting diode 5 is irradiated from the rear surface located at the translucent window 2.
照射された光は、透光窓２を透過し、被検出物４表面
で反射して再び透光性絶縁基板１を透過し、センサ部３
に入射する。The irradiated light passes through the transparent window 2, is reflected by the surface of the object to be detected 4, and again passes through the transparent insulating substrate 1, and the sensor unit 3
Incident on.
この時、被検出物４表面の白色部分では光の反射が多
く、黒色部分では、光は吸収されるために、白色部分に
位置するセンサ部３では発生する電流が大きく、黒色部
分に位置するセンサ部３では発生する電流が小さい。At this time, a large amount of light is reflected in the white portion of the surface of the object to be detected 4, and the light is absorbed in the black portion, so that the current generated in the sensor portion 3 located in the white portion is large and the light is reflected in the black portion. The current generated in the sensor unit 3 is small.
よって、金属電極９を共通電極として１つに結線し、
各センサ部３に対応する透明電極６の電極取り出し部７
の電流を測定すれば、被検出物４表面の状態が各センサ
部３に対応して検出できるものである。Therefore, the metal electrodes 9 are connected as one common electrode,
Electrode lead-out portion 7 of transparent electrode 6 corresponding to each sensor portion 3
By measuring the current of, the state of the surface of the object to be detected 4 can be detected corresponding to each sensor unit 3.
ここで用いられる発光ダイオードの光の波長は、例え
ば、550nm、660nm等の可視光範囲であり、よって、フォ
トセンサ素子の受光面側における表面反射率も400nm〜7
50nmの可視光範囲内で10％以下になればよい。The light wavelength of the light emitting diode used here is, for example, in the visible light range of 550 nm, 660 nm, etc. Therefore, the surface reflectance on the light receiving surface side of the photosensor element is also 400 nm to 7 nm.
It should be 10% or less in the visible light range of 50 nm.
このような本考案に係るフォトセンサ素子で検出する
ものとして、情報をコード化したものが用いられ、例え
ば、第６図に示すようなコード情報を検出することに用
いることが可能である。この第６図のものは田の字形の
被検出パターンであって、田の字の４つの区画領域、す
なわちコード化領域における白黒の塗り分けパターンの
違いによって情報を表すものである。Information detected by the photosensor element according to the present invention is coded, and can be used for detecting code information shown in FIG. 6, for example. The pattern shown in FIG. 6 is a detection pattern in the shape of a square, and the information is represented by the difference in the black and white coloring patterns in the four divided areas of the square, that is, the coded area.
即ち、このコード化領域の塗り分けパターンとして識
別できるコード信号は、正方形を４分割してできた４つ
のコード化領域を２進数に対応させたものであり、黒く
塗り潰された部分を検出することによって、コード化さ
れた情報を読み取ることができるものである。That is, the code signal that can be identified as the color-coded pattern of the coded area corresponds to the binary code of the four coded areas formed by dividing the square into four, and it is necessary to detect the black-painted portion. The coded information can be read by.
この被検出物４表面に記載されるコードの大きさに対
応して、フォトセンサ素子を構成し、当該フォトセンサ
素子の裏面より、透光窓２に位置して発光ダイオード５
の光を照射すれば、４つのセンサ部３のうち、コードの
黒く塗り潰された部分に位置するものは、発生する電流
が小さく、白い部分に位置するものは発生する電流が大
きいために、この電流を測定すれば、被検出物４の表面
に記載されているコードを簡単に検出することができる
ものである。A photo sensor element is formed corresponding to the size of the code written on the surface of the object to be detected 4, and the light emitting diode 5 is located in the light transmitting window 2 from the back surface of the photo sensor element.
Of the four sensor portions 3 located in the black-painted portion of the cord, the generated current is small, and those located in the white portion have a large generated current. If the current is measured, the code written on the surface of the detected object 4 can be easily detected.
このような本考案の第１実施例にあっては、可視光範
囲において受光面側の表面反射率を、エッチャントを用
いて絶縁基板１の表面に粗面を形成して４％以下にする
ことによって、被検出物４からの反射光を従来のものよ
り多く透過させることのできるフォトセンサ素子を構成
することができた。In the first embodiment of the present invention, the surface reflectance on the light receiving surface side in the visible light range is set to 4% or less by forming a rough surface on the surface of the insulating substrate 1 using an etchant. As a result, a photosensor element capable of transmitting more reflected light from the object to be detected 4 than the conventional one can be configured.
第７図は、本考案に係るフォトセンサ素子の第２実施
例の説明用平面図である。FIG. 7 is a plan view for explaining the second embodiment of the photo sensor element according to the present invention.
即ち、ガラスでなる透光性絶縁基板１に、透明電極
６、非晶質シリコン系半導体層８、金属電極９を順次積
層して、平面視正方形状のフォトセンサ素子を形成し、
一辺がフォトセンサ素子の一辺の長さの1/2以下の長さ
である略正方形状のセンサ部３を４個形成し、前記フォ
トセンサ素子の中央に位置して、円形の透光窓２を形成
するようにセンサ部３を切欠するとともに、前記透光窓
２内に平面視十字形状の積層部10を金属電極によって形
成している。That is, the transparent electrode 6, the amorphous silicon semiconductor layer 8, and the metal electrode 9 are sequentially laminated on the translucent insulating substrate 1 made of glass to form a photosensor element having a square shape in plan view,
Four sensor portions 3 each having a substantially square shape, one side of which is less than half the length of one side of the photosensor element, are formed, and the circular light transmitting window 2 is located at the center of the photosensor element. The sensor portion 3 is cut out so as to form a cross section, and a laminated portion 10 having a cross shape in plan view is formed by a metal electrode in the translucent window 2.
積層部10は、金属電極９を形成する際に同時に形成す
ることが可能であり、中央の円形部11と該円形部11から
四方に延設された仕切り部12とよりなるものである。The laminated portion 10 can be formed at the same time when the metal electrode 9 is formed, and is composed of a central circular portion 11 and partition portions 12 extending in four directions from the circular portion 11.
透光性絶縁基板１は、第１実施例で示したような、ガ
ラス基板上に透明電極、半導体層、金属電極を積層させ
た後エッチャントによってエッチングしたものが用いら
れ、このことにより、可視光範囲において受光面側の表
面反射率が10％以下となるものである。As the translucent insulating substrate 1, as shown in the first embodiment, a glass substrate on which a transparent electrode, a semiconductor layer, and a metal electrode are laminated and then etched by an etchant is used. The surface reflectance on the light receiving surface side is 10% or less in the range.
このようにした本考案の第２実施例にあっては、透光
窓２が、金属電極９の積層部10によって、センサ部３に
対応した形状に区切られており、センサ部３の境界近傍
における透過光をカットすることによって、隣合うセン
サ部３同士の検出誤差を少なくし、S/N比を向上させる
ことが可能となるものである。In the second embodiment of the present invention as described above, the light-transmitting window 2 is divided by the laminated portion 10 of the metal electrodes 9 into a shape corresponding to the sensor portion 3, and the vicinity of the boundary of the sensor portion 3 is divided. By cutting the transmitted light in (3), it is possible to reduce the detection error between the adjacent sensor units 3 and improve the S / N ratio.
また、発光ダイオード５の中央部分における光量が強
いために、光のばらつきが生じるが、金属電極９の積層
部10の中央に位置して十字の交差部に相当する円形部11
を形成しているために、この発光ダイオードの中央部分
の光をカットし、透光窓２内における照射光を均一にす
ることが可能となるものである。Further, since the light amount in the central portion of the light emitting diode 5 is strong, the light varies, but the circular portion 11 located at the center of the laminated portion 10 of the metal electrodes 9 and corresponding to the crossed portion 11 is formed.
Since the light emitting diode is formed, it is possible to cut the light in the central portion of the light emitting diode and make the irradiation light in the light transmitting window 2 uniform.
第８図は、本考案に係るフォトセンサ素子の第３実施
例の説明用断面図、第９図は本考案の第３実施例の説明
用平面図である。FIG. 8 is a sectional view for explaining the third embodiment of the photosensor device according to the present invention, and FIG. 9 is a plan view for explaining the third embodiment of the present invention.
即ち、ガラスでなる透光性絶縁基板１上に、ITOまた
はSnO2等でなる透明電極６、非晶質シリコン系半導体層
８、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム等でなる
金属電極９を積層する。That is, a transparent electrode 6 made of ITO or SnO 2 , an amorphous silicon semiconductor layer 8, a metal electrode 9 made of chromium, nickel, titanium, aluminum or the like is laminated on a translucent insulating substrate 1 made of glass. .
13は、センサ部３を保護するように積層される保護膜
であり、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の高分子材料
をスクリーン印刷等で10μｍ〜20μｍ程度の厚さに積層
したものである。Reference numeral 13 denotes a protective film which is laminated so as to protect the sensor unit 3, and is formed by laminating a polymer material such as epoxy resin or phenol resin to a thickness of about 10 μm to 20 μm by screen printing or the like.
ここで保護膜13の端縁は透光窓２を形成するものであ
り、図例のものは、この透光窓２の周囲に位置して４個
のセンサ部３を形成するものである。Here, the edge of the protective film 13 forms the transparent window 2, and in the example shown in the figure, four sensor portions 3 are formed around the transparent window 2.
透光性絶縁基板１は、第１実施例に示したような、ガ
ラス基板上に各層を積層させた後、エッチャントによっ
てエッチングしたものが使用され、可視光範囲において
受光面側の表面反射率が10％以下となるものである。As the translucent insulating substrate 1, one obtained by laminating each layer on a glass substrate and then etching with an etchant as shown in the first embodiment is used, and the surface reflectance on the light receiving surface side in the visible light range is used. It is less than 10%.
このようにした本考案の第３実施例は、当該フォトセ
ンサ素子の裏面を高分子材料でなる保護膜13で保護して
いるために、非晶質シリコン系半導体層で形成されたセ
ンサ部３の劣化を防止することが可能となり、また、可
視光範囲において、受光面側の表面反射率を10％以下に
しているため、被検出物からの反射光が絶縁基板１の表
面で更に反射することを少なくするので、センサ部３に
おける受光量を減少させることなく、弱い光に対して
も、検出感度がよくなるというものである。In the third embodiment of the present invention as described above, since the back surface of the photo sensor element is protected by the protective film 13 made of a polymer material, the sensor unit 3 formed of the amorphous silicon semiconductor layer is used. It is possible to prevent the deterioration of the above, and since the surface reflectance on the light receiving surface side is 10% or less in the visible light range, the reflected light from the object to be detected is further reflected on the surface of the insulating substrate 1. Therefore, the detection sensitivity is improved even for weak light without reducing the amount of light received by the sensor unit 3.
第10図は、本考案に係るフォトセンサ素子の第４実施
例の説明用平面図である。FIG. 10 is a plan view for explaining the fourth embodiment of the photo sensor element according to the present invention.
即ち、ガラスでなる透光性絶縁基板１の上に、透明電
極６、非晶質シリコン系半導体層８、金属電極９及び高
分子材料等でなる保護膜13を順次積層して、平面視正方
形状のフォトセンサ素子を形成し、一辺がフォトセンサ
素子の一辺の長さの1/2以下の長さである略正方形状の
センサ部３を４個形成し、前記フォトセンサ素子の中央
に位置して、円形の透光窓２を形成するようにセンサ部
３を切欠するとともに、前記透光窓２内に平面視十字形
状の積層部10を保護膜13によって形成している。That is, the transparent electrode 6, the amorphous silicon semiconductor layer 8, the metal electrode 9 and the protective film 13 made of a polymer material or the like are sequentially laminated on the translucent insulating substrate 1 made of glass to form a square in a plan view. Forming a photosensor element having a substantially square shape, and forming four substantially square sensor portions 3 each having a length equal to or less than half the length of one side of the photosensor element, and located at the center of the photosensor element. Then, the sensor portion 3 is cut out so as to form the circular light-transmitting window 2, and the laminated portion 10 having a cross shape in plan view is formed in the light-transmitting window 2 by the protective film 13.
積層部10は、保護膜13を形成する際に同時に形成する
ことが可能であり、中央の円形部11と該円形部11から四
方に延設された仕切り部12とよりなるものである。The laminated portion 10 can be formed at the same time when the protective film 13 is formed, and is composed of a central circular portion 11 and partition portions 12 extending from the circular portion 11 in all directions.
透光性絶縁基板１は前述の実施例同様、ガラス基板上
に透明電極６、非晶質シリコン系半導体層８、金属電極
９及び保護膜13を積層した後、エッチャントによってエ
ッチングして表面に粗面を形成し、可視光範囲において
受光面側の表面反射率を10％以下にする。The transparent insulating substrate 1 is formed by laminating the transparent electrode 6, the amorphous silicon-based semiconductor layer 8, the metal electrode 9 and the protective film 13 on the glass substrate and then etching with an etchant to roughen the surface, as in the above-described embodiment. The surface is formed so that the surface reflectance on the light receiving surface side is 10% or less in the visible light range.
このようにした本考案の第４実施例にあっては、透光
窓２が、保護膜13の積層部10によって、センサ部３に対
応した形状に区切られており、センサ部３の境界近傍に
おける透過光をカットすることによって、隣合うセンサ
部３同士の検出誤差を少なくすることが可能となるもの
であり、よって当該フォトセンサ素子のS/N比を向上さ
せるものである。従って第６図に示すコード記号を、精
度良く検出することができる。In the fourth embodiment of the present invention as described above, the translucent window 2 is divided by the laminated portion 10 of the protective film 13 into a shape corresponding to the sensor portion 3, and the vicinity of the boundary of the sensor portion 3 is divided. By cutting the transmitted light in (1), it is possible to reduce the detection error between the adjacent sensor units 3, and thus improve the S / N ratio of the photosensor element. Therefore, the code symbol shown in FIG. 6 can be accurately detected.
また、この時にセンサ部３の受光面側に設けられる透
光性絶縁基板１が、表面反射率10％以下に設定されてい
るために、センサ部３における受光量が従来のものより
多くでき、よって検出誤差を少なくすることができるも
のである。Further, at this time, since the translucent insulating substrate 1 provided on the light receiving surface side of the sensor unit 3 is set to have a surface reflectance of 10% or less, the amount of light received by the sensor unit 3 can be made larger than that of the conventional one. Therefore, the detection error can be reduced.
また、保護膜13の中央に位置する十字の交差部に相当
する円形部11によって、発光ダイオードの中央部分にお
ける光をカットするために、照射光のむらをなくし、均
一に照射することを可能とするものである。Further, since the circular portion 11 corresponding to the crossing portion of the cross located at the center of the protective film 13 cuts the light in the central portion of the light emitting diode, it is possible to eliminate the unevenness of the irradiation light and to irradiate it uniformly. It is a thing.
保護膜13は、スクリーン印刷によって、任意の形状に
容易に形成することができるものであり、透光窓２の形
状を任意の形状に設定することができるものである。The protective film 13 can be easily formed into an arbitrary shape by screen printing, and the shape of the transparent window 2 can be set to an arbitrary shape.
本考案に係るフォトセンサ素子は、上述のような構成
でなり、非晶質シリコン系半導体層を用いてセンサ素子
を形成しているために、任意の形状のセンサ部を構成す
ることが可能となる。特に正方形状に形成したフォトセ
ンサ素子を４分割してセンサ部を正方形状の被検出パタ
ーンにおけるコード化領域に対応した位置関係で４つ形
成し、かつ中央に位置して透光窓を形成して裏面より発
光ダイオードの光を照射するようなセンサを構成する
と、これに対応するコード情報を確実に読み取ることが
可能となる。The photo sensor element according to the present invention has the above-described configuration, and since the sensor element is formed by using the amorphous silicon semiconductor layer, it is possible to configure a sensor portion having an arbitrary shape. Become. In particular, a photosensor element formed in a square shape is divided into four, and four sensor portions are formed in a positional relationship corresponding to the coded area in the square detected pattern, and a light-transmitting window is formed in the center. By configuring a sensor that irradiates the light of the light emitting diode from the back surface, it is possible to reliably read the code information corresponding to the sensor.
また、半導体層の裏面に設けられる金属電極はフォト
エッチングによって形成される為、得られる形状は精度
が高く、各センサ部に対応する透光窓を均一に形成する
ことができるものである。Further, since the metal electrode provided on the back surface of the semiconductor layer is formed by photo-etching, the obtained shape has high accuracy, and the translucent window corresponding to each sensor section can be formed uniformly.
このことによって、透光窓を透過する光は、各センサ
部に応じて均一に保つことができ、センサ部の検出誤差
を少なくして、S/Nを向上させるものである。As a result, the light transmitted through the light-transmitting window can be kept uniform according to each sensor unit, and the detection error of the sensor unit can be reduced to improve the S / N.
一方、各センサ部の裏面に設けられる高分子保護膜に
よって透光窓を形成しても、上記同様に各センサ部に応
じて均一に照射光を当てることが可能となり、センサ部
の検出誤差を少なくして、S/N比を向上させることが可
能となるものである。そして保護膜としては、耐蝕性の
よい高分子材料を利用しているため、センサ素子の劣化
を防止し、また、スクリーン印刷で形成できるため、透
光窓の形状を容易に作成することが可能となるものであ
る。On the other hand, even if the light-transmitting window is formed by the polymer protective film provided on the back surface of each sensor unit, it becomes possible to apply the irradiation light uniformly according to each sensor unit as described above, and the detection error of the sensor unit is reduced. By reducing the amount, it becomes possible to improve the S / N ratio. As the protective film uses a polymer material with good corrosion resistance, deterioration of the sensor element can be prevented, and since it can be formed by screen printing, the shape of the translucent window can be easily created. It will be.
さらに可視光範囲において受光面側の表面反射率を10
％以下としているため、被検出物表面からの反射光を再
び絶縁基板表面で反射することを軽減して、当該フォト
センサ素子のセンサ部のおける受光量を増加させること
によって、検出精度を高めるものである。Furthermore, the surface reflectance on the light-receiving surface side in the visible light range is 10
% Or less, the reflected light from the surface of the object to be detected is prevented from being reflected on the surface of the insulating substrate again, and the amount of light received in the sensor portion of the photo sensor element is increased to improve the detection accuracy. Is.
透光性絶縁基板としては、通常用いられているガラス
基板に、透明電極、非晶質シリコン系半導体層、金属電
極等を積層した後、フッ硝酸、苛性ソーダ、過酸化水素
とフッ化アンモニウムの化合物等のエッチャントを用い
てエッチングし、表面に粗面を形成することによって作
成できるものである。As the translucent insulating substrate, a transparent electrode, an amorphous silicon semiconductor layer, a metal electrode, etc. are laminated on a glass substrate which is usually used, and then a compound of hydrofluoric nitric acid, caustic soda, hydrogen peroxide and ammonium fluoride is formed. Etching can be performed by using an etchant such as the above to form a rough surface.
このことによって、通常の材料を用いて安価で容易に
本考案を達成することが可能である。As a result, the present invention can be easily achieved at low cost using ordinary materials.
さらに透光窓内に前記保護膜によって構成された平面
視十字形状の積層部を形成することにより、センサ部の
境界近傍における透過光がカットでき、隣合うセンサ部
同士の検出誤差が少なくなってS/N比を向上することが
可能となる。また十字の交差部に相当する部分によって
発光ダイオードの中央部分の光をカットするので、透光
窓における照射光を均一にすることが可能となる。従っ
て、高精度のフォトセンサ素子が実現できる。Further, by forming a laminated portion having a cross shape in plan view formed by the protective film in the light-transmitting window, it is possible to cut the transmitted light in the vicinity of the boundary between the sensor portions, and reduce the detection error between adjacent sensor portions. It is possible to improve the S / N ratio. Further, since the light corresponding to the intersection of the crosses cuts off the light in the central portion of the light emitting diode, it is possible to make the irradiation light in the light transmitting window uniform. Therefore, a highly accurate photo sensor element can be realized.
第１図は本考案に係るフォトセンサ素子の説明用側面
図、第２図は本考案に係るフォトセンサ素子の第１実施
例の説明用断面図、第３図〜第５図は本考案の第１実施
例の製作工程説明用平面図、第６図は本考案に係るフォ
トセンサ素子によって検出されるコードの一例の説明
図、第７図は本考案に係るフォトセンサ素子の第２実施
例の説明用平面図、第８図は本考案に係るフォトセンサ
素子の第３実施例の説明用断面図、第９図は本考案の第
３実施例の説明平面図、第10図は本考案に係るフォトセ
ンサ素子の第４実施例の説明用平面図である。 1:透光性絶縁基板、2:透光窓、3:センサ部、4:被検出
物、5:発光ダイオード、6:透明電極、7:電極取り出し
部、8:非晶質シリコン系半導体層、9:金属電極、10:積
層部、11:円形部、12:仕切り部、13:保護膜。FIG. 1 is a side view for explaining a photo sensor device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view for explaining a first embodiment of the photo sensor device according to the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a plan view for explaining the manufacturing process of the first embodiment, FIG. 6 is an explanatory view of an example of a code detected by the photosensor element according to the present invention, and FIG. 7 is a second embodiment of the photosensor element according to the present invention. FIG. 8 is a sectional view for explaining the third embodiment of the photosensor element according to the present invention, FIG. 9 is a plan view for explaining the third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is the present invention. FIG. 8 is a plan view for explaining the fourth embodiment of the photosensor element according to the present invention. 1: translucent insulating substrate, 2: translucent window, 3: sensor part, 4: object to be detected, 5: light emitting diode, 6: transparent electrode, 7: electrode extraction part, 8: amorphous silicon semiconductor layer , 9: metal electrode, 10: laminated part, 11: circular part, 12: partition part, 13: protective film.
Claims (7)
の不透明部材を積層していない非積層部を透光窓とし、
該透光窓の周囲に透明電極、非晶質シリコン系半導体
層、金属電極を順次積層した複数個のセンサ部を形成し
たフォトセンサ素子であって、 前記透光性絶縁基板が、受光面側の表面をフッ硝酸、苛
性ソーダ、過酸化水素とフッ化アンモニウムの化合物の
中から選択したエッチャントによってエッチングして粗
面とすることによって、可視光範囲において受光面側の
表面反射率を10％以下としたガラスからなり、 前記フォトセンサ素子が正方形状であってかつ一辺が当
該フォトセンサ素子の一辺の長さの1/2以下の長さでな
る略正方形状の４個のセンサ部を、正方形状の被検出パ
ターンにおけるコード化領域に対応した位置関係で形成
するとともに、前記フォトセンサ素子の中央に位置して
円形の透光窓を配設し、当該透光窓の形状を前記金属電
極によって構成したことを特徴とするフォトセンサ素
子。1. A non-laminated portion, which is formed only on the transparent insulating substrate and on which no other opaque member is laminated, as a transparent window on the transparent insulating substrate.
A photosensor element having a plurality of sensor portions in which a transparent electrode, an amorphous silicon semiconductor layer, and a metal electrode are sequentially laminated around the light-transmissive window, wherein the light-transmissive insulating substrate is a light-receiving surface side. By etching the surface of the surface with an etchant selected from compounds of hydrofluoric nitric acid, caustic soda, hydrogen peroxide and ammonium fluoride to make it a rough surface, the surface reflectance on the light receiving surface side is set to 10% or less in the visible light range. Made of glass, and the four photosensor elements each having a square shape and one side having a length equal to or less than half the length of one side of the photosensor element have a substantially square shape. Is formed in a positional relationship corresponding to the coded region in the pattern to be detected, a circular light-transmitting window is provided at the center of the photosensor element, and the shape of the light-transmitting window is defined by the metal electrode. A photo sensor element characterized by being composed of poles.
極が共通にされてなる実用新案登録請求の範囲第１項記
載のフォトセンサ素子。2. A photosensor element according to claim 1, wherein the transparent electrodes of the sensor portion located around the transparent window are commonly used.
極が共通にされてなる実用新案登録請求の範囲第１項記
載のフォトセンサ素子。3. The photosensor element according to claim 1, wherein the metal electrodes of the sensor portion located around the light-transmitting window are commonly used.
の不透明部材を積層していない非積層部を透光窓とし、
該透光窓の周囲に透明電極、非晶質シリコン系半導体
層、金属電極及び高分子材料でなる保護膜を順次積層し
た複数個のセンサ部を形成したフォトセンサ素子であっ
て、 前記透光性絶縁基板が、受光面側の表面を、フッ硝酸、
苛性ソーダ、過酸化水素とフッ化アンモニウムの化合物
の中から選択したエッチャントによってエッチングして
粗面とすることによって、可視光範囲において受光面側
の表面反射率を10％以下としたガラスからなり、 前記フォトセンサ素子が正方形状であってかつ一辺が当
該フォトセンサ素子の一辺の長さの1/2以下の長さでな
る略正方形状の４個のセンサ部を、正方形状の被検出パ
ターンにおけるコード化領域に対応した位置関係で形成
するとともに、前記フォトセンサ素子の中央に位置して
円形の透光窓を配設し、当該透光窓の形状を前記保護膜
によって構成したことを特徴とするフォトセンサ素子。4. A light-transmissive window is formed on a light-transmissive insulating substrate, the non-laminated portion having only the insulating substrate and no other opaque member laminated thereon.
A photosensor element having a plurality of sensor portions in which a transparent electrode, an amorphous silicon semiconductor layer, a metal electrode, and a protective film made of a polymer material are sequentially laminated around the transparent window. Insulating substrate, the surface of the light receiving surface side,
By making a rough surface by etching with an etchant selected from a compound of caustic soda, hydrogen peroxide and ammonium fluoride, a glass having a surface reflectance of 10% or less on the light receiving surface side in the visible light range is formed, A code in a square-shaped detected pattern is obtained by connecting four substantially square-shaped sensor portions each having a square shape to the photosensor element and one side having a length equal to or less than half the length of one side of the photosensor element. And a circular light-transmitting window is provided at the center of the photosensor element, and the shape of the light-transmitting window is formed by the protective film. Photo sensor element.
極が共通にされてなる実用新案登録請求の範囲第４項記
載のフォトセンサ素子。5. The photosensor element according to claim 4, wherein the transparent electrodes of the sensor portion located around the transparent window are commonly used.
極が共通にされてなる実用新案登録請求の範囲第４項記
載のフォトセンサ素子。6. The photosensor element according to claim 4, wherein the metal electrode of the sensor portion located around the light-transmitting window is commonly used.
形成したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
項〜第６項のいずれか１項に記載のフォトセンサ素子。7. A utility model registration claim characterized in that a laminated portion having a cross shape in plan view is formed in the translucent window.
Item 7. The photosensor element according to any one of Items 6 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988090102U JPH085569Y2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Photo sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988090102U JPH085569Y2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Photo sensor element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0211358U JPH0211358U (en) | 1990-01-24 |
| JPH085569Y2 true JPH085569Y2 (en) | 1996-02-14 |
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ID=31314635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988090102U Expired - Lifetime JPH085569Y2 (en) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | Photo sensor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085569Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60216585A (en) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solar cell element |
| JPS6217159U (en) * | 1985-07-13 | 1987-02-02 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP1988090102U patent/JPH085569Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0211358U (en) | 1990-01-24 |
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