JPS6062278A - イメ−ジセンサ - 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、光学的情報を電気信号に変換するイメージセ
ンサに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

イメージセンサとしては従来からＣＣＤを用いるもの等
種々のものが知られている。近年、縮小光学系等を用い
ず、原稿幅大の長尺型のイメージセンナに対する要望が
ある。このような長尺型のイメージセンサを用いると、
縮小光学系等を用いる必要がないため、例えば複写機、
ファクシミリ等を小型化することができる。長尺型のイ
メージセンサを実現するための手段としては、例えば光
電変換層として、アモルファスシリコン等の非晶質半導
体を用いるものがある。非晶質半導体を用いると、比較
的容易に大面積の光電変換層を得ることができるため、
有効な手段である。

第１図にアモルファスシリコンを用いたイメージセンサ
の一例を断面図として示す。

セラミックス等の基板（１）上にＣｒ等の下部電極（２
）が形成され、この上にアモルファスシリコンの光電変
換層（３）が形成され、さらにＩＴＯ膜の透明電極（４
）が形成された構造をとる。このようなイメージセンナ
は透明電極（４）側から光が入射される。

ここで問題となるのは、イメージセンサの耐環境性の問
題である。例えば第１図に示したような構造のイメージ
センナでは、耐湿性に問題があり、高湿度雰囲気中で暗
電流が増加してしまう欠点がある。また、イメージセン
ナの光検知部は非常にデリケートであるため、ゴミの付
着、薬品の侵入等による特性の劣化の問題もあった。

このような問題に対し、例えば特開昭５７−１４１９７
７号にも開示されているように、光電変換装置をアクリ
ル、ポリイミド樹脂でコーティングして、信頼性の低下
を防止する技術が知られている。

しかしながらこのような保護膜を形成しても、なお実環
境下での暗電流の増加等を防止するには十分ではなかっ
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あり、特性
を劣化させることなく耐環境性に優れたイメージセンサ
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に形成され
た下部電極と、少なくとも前記下部電極上に形成された
光電変換層と、前記光電変換層上に形成された透光性電
極と、前記透光性電極及び光電変換層とを覆うように形
成された透明なシリコーン樹脂層とを具備１．たことを
特徴とするイメージセンサである。

このようにシリコーン樹脂でコーティングすることによ
り、イメージセンサの特性を劣化させることなく、耐環
境性を大幅に向上させることができる。外部からの水分
、異物、薬品等の侵入を阻止できることはいうまでもな
いが、シリコーン樹脂は被覆し、硬化させた場合に光電
変換層に与えるストレスが小さい。よって特性を劣化さ
せることがない。ストレスが大きいと、光電変換層等に
歪が生じ暗電流が増加し、明暗化が低下してしまう。

また、透光性′試掘、光電変換層ともにＮａ”、Ｃノー
イオン等のアルカリイオン、遊離ハロゲンイオンにより
影響をうけやすく、特にその界面への影響が犬である。

すなわち電極が電界腐食されたり、イオンによる電流が
暗電流に加わり、暗電流増加につながる。シリコーン樹
脂はＮａ”　、　ｃｌ−イオン等の不純物イオンの含有
度が少ないため、このようなイオンによる特性劣化が少
ない。例えばアクリルエポキシ系等の樹脂を用いた場合
、外部からの侵入は阻止できるが、内部から生じた・イ
オンが結局特性劣化に影響してしまう。

このよう（二単に樹脂でコーディングしただけでは、ス
トレスの影響、不純物イオンの影響により、かえってイ
メージセンサの緒特性を劣化させ′Ｃしまう。特に暗電
流の増加等の悪影響は犬なるものであり、シリコーン樹
脂を用いることにより、このような特性劣化を生ずるこ
となく、イメージセンナの耐環境性を向上させることが
できる。

本発明において絶縁性基板としては、セラミックス、ガ
ラス等が用いられる。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。

下部電極としては、一般に用いられているＡｌ。

Ｃｒ　、Ｔｉ　、Ｖ、　Ｉｎ等各種金属を蒸着法、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５ｉ（ａ−８ｉ）　、アモルファスＳｉＣ、ポ
リＳｉ等無機感光材料およびメロシアニン、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。

Ｉ’Ｉ’Ｏ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。

シリコーン樹脂は一般に市販されている透明なものを用
いることが可能である。例えば東芝シリコーン製’Ｊ”
５Ｅ３０３３．　ＴＳＪ　３１５０　、東し／Ｍリコー
ン製、丁ＣＴ１．６１０１　、ＳＥ　１８２１　、ＳＲ
２２’０２　、　Ｍ−３１１７、ダウコーニンク製シル
ポット３００．ベルガンＺ　、　ＦＳＸＲ。

２６２２、信越化学に、ＴＣ７０２２等があげられる。

また硬すとシテ、ＪＩＳ規格に６３０１Ａテ１２〜９０
程度が好ましい。これはあまり硬いと、ストレス発生の
要因となり、暗電流の増加等を導き、余り軟がいと、機
械的強度に問題があるからである。

光面変換層としては光応答性の点からａ−８ｉを用いる
ことが好ましい。また透光性電極としてはａ　ＳＩとの
界面状態が良好なＩＴＯ膜を用いることが好ましい。特
にａ−８ｉ　−ＩＴＯ−Ｃｒの組合わせで用いた場合、
良好な電位障壁が形成されるため、蓄積型として好適で
ある。又、この場合、界面での湿度、不純物イオンの影
響が大であるため、本発明の効果が顕著である。

また本発明のごとくいわゆるサンドインチ構造のイメー
ジセンナで、蓄積モードで駆動する場合、光電変換層は
誘電体としても作用するが、不純物イオン、湿度等の影
響で上下電極と光電変換層との界面の電位障壁が不完全
となると、暗電流の増加等、蓄積モードで駆動する場合
の大きな問題となる。しかしながら本発明では、このよ
うな影響を防止できるため、蓄積モードで使用する場合
に特に有効である。この場合下部電極としては同じく良
好な電位障壁を形成するＣｒを用いることが好ましい。

〔発明の効果〕′ 以上説明したように本発明によれば、イメージセンサの
特性を劣化させることなく、耐環境性に優れたイメージ
センナを得ることかで゛きる。

〔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累子の実施例を示す部分断面図
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（１）として用いこの基板（１）上にＣｒを蒸着
し、ＰＥＰ法（フォトエングレイヴイングプロセス）に
より直線状に配列された複数の電極（２）を形成する。

続いて、この電極（２）を覆うごとくに８ｔＨ４ガスを
原料としたプラズマＣＶＤ法により厚さ１μｍ程度ａ−
８ｉ：、Ｈからなる光電変換層（３）を設け、さらにこ
の光電変換層（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。

さらにシリコーン樹脂（５）（東芝シリコーン製：Ｔｓ
Ｅ３０３３　）を前記透光性電極（４）、光電変換層（
３）を覆うように形成する。

このふうな構成をとるイメージセンナを用いて、恒温恒
湿バイアス印加試験を行なった（６０℃、湿度９０％、
　Ｃｒを正極として−１，５■印加）。

本発明の実施例は７０００時間経過後も暗電流の増加が
なく、非常（−優れた結果を得た。

比較として、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系の透
明樹脂を用いた場合についても同様の試験を行なった。

ウレタン系では、樹脂硬化後、泡を発生するもの、黄変
してしまうもの、暗電流が増加してしまうもの等があっ
た。

またエポキシ系、アクリル系では硬化後、暗電流が増加
してしまった。この要因は硬化後の樹脂の収縮による機
械的応力が光電変換層（３）と透光性電極との界面等に
悪影響を及ぼすため、又、アルカリイオン等の樹脂から
の不純物の侵入が影響を及ぼすために考えられる。

このように、本発明の効果はシリコーン樹脂を用いたと
きにのみ、得られる効果であり、これはイメージセンサ
個有のものである。

また第３図に示すようにシリコーン樹脂（５）上にガラ
ス板（６）を配置した構成をとることもできる。

第３図は本発明の他の実施例を示す。イメージセンナの
部分断面図である。ガラス板（６）を配置する以外は第
２図と同様の構成をとる。

このような構成をとることにより、受光部の機械的強度
が大きくなるこれはいうまでもないが、シリコーン樹脂
（５）だけの場合に比べ、静電気を起きにくいため、ゴ
ミ等の付着が低減されかつ付着したゴミを容易にとるこ
とができる。ガラス板は、光学情報を変化させることの
ないように、いわゆる光学ガラスを用いることが好まし
い。

また、機器の小型化等のため、イメージセンナ駆動用の
例えばＴＣ等の電気素子を一枚の基板上に実装し、セン
サ、回路を一体化して形成する。このとき、受光部のみ
に光を入射するような窓部な有する封止カバーでＩＣ等
をも一挙に封止する構成をとれば、さらに受光部の劣化
を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のイメージセンサの構造を示す部分断面図
。 第２図、第３図は本発明の実施例を示すイメージセンサ
の部分断面図。 １・・・絶縁性基板 ２・・・下部電極 ３・・・光電変換層 ４・・・透光性電極 ５・・・シリコーン樹脂 代理人　弁理士　則　近　惹　佑（ばか１名）第１図 第２図 、勺

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁基板と、 前記絶縁性基板上に形成された下部電極と、少なくとも
   Ａｉｌ記下部電極上Ｃ二形成された光電変１負層と、 がＪ配光電変換層上に形成された透光性電極と、前記透
   光性電極及び光電変換層とを覆うよう（二形成された透
   明なシリコーン樹脂層とを具備したことを特徴とするイ
   メージセンサ。
2. （２）前記光電変換層として非晶質シリコン層を用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイメージ
   センナ。
3. （３）前記消光性電極としてＩＴＯ膜を用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサ。
4. （４）　前記下部゛電極としてＣｒを用いたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサ。