JPH0693726B2 - 発光素子装置及び発光素子装置の製造方法及び画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はファクシミリやイメージスキャナ等の画像入力
部に用いられる発光素子装置に係り、特に安価に製造す
ることができる厚膜プロセスで発光層を形成する発光素
子装置及びその製造方法及び画像読取装置に関するもの
である。

（従来の技術） 近年、画像読取装置の小型化を図るために、蛍光灯の代
わりにエレクトロルミネッセンス（EL発光）素子などの
固体光源を使用し、発光素子と受光素子とを一体化して
形成されたものが提案されている。

この種の画像読取装置では、原稿面を照射する光が原稿
面に対して直角に照射するようにして照度むらを防せぐ
とともに、原稿面からの反射光が発光素子に入射する光
路長を短くするため、例えば第４図及び第５図に示すよ
うに、ライン状に配設された受光素子31を有する受光素
子アレイ30の直上に接着剤50を介してEL発光素子装置40
を配置している。そして、各受光素子31に対応する位置
のEL発光素子装置40に透光部60を形成し、この透光部60
を通して原稿面70からの反射光80が各受光素子31に導か
れるようになっている。

そして、EL発光素子装置40の透光部60は次のようにして
構成される。すなわち、透明基板41上に、薄膜プロセス
で透明電極42,絶縁層43,発光層44,絶縁層45を着膜し、
更に金属電極46を着膜及び方形上の開口部46aを有する
ようにエッチングによりパターンニングする。透明電極
42,絶縁層43,発光層44は、いずれも透光性の部材で形成
されているので、金属電極46に設けた開口部46a上に位
置する部分が透光部60となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記構造によると、薄膜型のEL発光素子を
使用するので、その製造コストが高価となるとともに、
薄膜プロセスの際の真空チャンバーの大きさ等によりEL
発光素子の面積が制限され大面積のものが得にくいとい
う問題点があった。

一方、スクリーン印刷等の厚膜プロセスで発光層を形成
するEL発光素子も存在し、このEL発光素子によれば上述
の欠点は解消するが、発光層としてZnS等の発光粒子を
有機バインダー中に分散したものを使用するので、ZnS
と有機バインダーとの屈折率の相違により発光層中を原
稿面からの反射光が散乱して効率良く透過することがで
きない。従って、前記した発光素子と受光素子とを一体
化した画像読取装置に厚膜型のEL発光素子を使用する
と、受光素子上の発光層部分についても除去しなければ
ならない。しかしながら、厚膜プロセスで着膜された発
光層は10〜100μｍと厚くなるので微細パターニングす
ることができず、従来例の画像読取装置の構造及び製造
方法においてEL発光素子部分を単に厚膜型に置き換える
ことはできなかった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、発光素子と
受光素子とを一体化した画像読取装置に使用することが
できる厚膜型のEL発光素子装置及びその製造方法及び厚
膜型のEL発光素子装置を用いた画像読取装置を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記従来例の問題点を解決するため請求項１の発光素子
装置は、透明基板に複数の凹部を形成し、厚膜プロセス
で着膜された発光層と、発光層を挟む２つの電極とを前
記各凹部内に積層し、前記発光層を２つの電極で挟む発
光素子形成部と光が透過する透光部とを交互に配置する
ことを特徴としている。

請求項２の発光素子装置の製造方法は、透明基板上にフ
ォトリソグラフィ法により複数の凹部を形成する凹部形
成工程と、凹部が形成された透明基板上に帯状の透明電
極を形成する電極形成工程と、発光粒子を分散した樹脂
を厚膜プロセスで着膜して成る発光層，該発光層上に位
置する金属電極を前記凹部に積層する発光素子形成工程
と、を具備することを特徴としている。

請求項３の画像読取装置は、発光粒子を分散した樹脂を
厚膜プロセスで着膜して成る発光層と、発光層を挟む２
つの電極とを透明基板上に積層し、前記発光層を２つの
電極で挟む発光素子形成部と、光が透過する透光部とを
受光素子アレイの主走査方向に交互に設け、該透光部に
対応する位置に各受光素子を配設し、前記発光素子形成
部から発光した光が透明基板の反発光素子側に配置され
た原稿面で反射し、反射光が前記透光部を透過して前記
受光素子に入射することを特徴としている。

（作用） 請求項１の発光素子装置によれば、透明基板に複数の凹
部を形成し、この凹部にEL発光素子が形成されるので、
EL発光素子の発光層をエッチングすることなしに前記凹
部間に透光部を形成することができる。

請求項２の発光素子装置の製造方法によれば、透明基板
に複数の凹部を形成し、この凹部にEL発光素子を形成す
るようにしたので、EL発光素子の発光層を厚膜プロセス
で着膜することができる。

請求項３の画像読取装置によれば、発光素子形成部と透
光部とを受光素子アレイの主走査方向に交互に設け、該
透光部に対応する位置に各受光素子を配設したので、原
稿面からの反射光は前記透光部を介して各受光素子に導
かれる。

（実施例） 本発明の発光素子装置の一実施例について第１図（ｇ）
及び第２図（ａ）を参照しながら説明する。

第１図（ｇ）は第２図（ａ）のＩ−Ｉ′断面説明図であ
る。

このEL発光素子装置は、透明基板１の長尺方向に周期的
に複数の凹部２を形成し、これらの各凹部２内に発光素
子形成部３を設け、この発光素子形成部３と光が透過す
る透光部４とを交互に配置することするように構成して
いる。各凹部２には、透明電極5,発光粒子を分散した樹
脂を厚膜プロセスで着膜して成る発光層6,誘電体層7,金
属電極８を順次積層し、発光層６を挟む透明電極５及び
金属電極８との間に交流電圧が供給されたとき、その極
性変化時に発光層６から光が放射される。

次に、このEL発光素子装置の製造方法について第１図
（ａ）乃至（ｇ）を参照しながら説明する。

ガラス等から成る厚さ100μｍの透明基板１上の全面に
レジスト10を塗布し（第１図（ａ））、露光，現像して
パターニングを行ない前記発光素子形成部に相当する部
分のレジストを除去してレジストパターン10′を形成す
る。

次いで、フッ酸等のエッチング液を用いて、レジスト除
去部分の下方の透明基板１をウエットエッチングして深
さ50〜60μｍの複数の凹部２を形成し（第１図
（ｂ））、レジストパターン10′を除去する。

スプレープレーティング法,CVD法あるいは物理蒸着法に
より、前記凹部２を覆うようにITO等の透明電極５を着
膜する（第１図（ｃ））。あるいはレジストパターン1
0′を形成後にITO等を着膜し（第１図（Ｃ−１））、リ
フトオフ法により凹部２のみに透明電極５を形成しても
よい（第１図（Ｃ−２））。

次に発光部材6aをスクリーン印刷またはスプレープレー
ティング法等により全面塗布した後（第１図（ｄ））ス
クレッパー11あるいは研磨等により前記凹部２部分以外
に塗布された膜を除いて発光層６を形成する（第１図
（ｅ））。発光部材6aは、ZnS:Cu,C1 ZnS:Cu,Al ZnS:
Cu,Br ZnS:Cu,Mn,Cl ZnCdS:Cu,Brのいずれかの材料若
しくはこれらのうちの複数をブレンドしたものを分級し
た後、アセタール樹脂，エポキシ樹脂，メチルメタアク
リレート樹脂，ポリエステル樹脂，シアノエチルセルロ
ース樹脂，フッ素系樹脂等のバインダー材のうちいずれ
かに分散混合したものを用いる。

更に、低融点ガラス，シアノエチルゼロース，フッ化ビ
ニリデン系３元共重合体，フッ化ビニリデン−トリフッ
化エチレン共重合体，エポキシ樹脂，シリコーン樹脂等
のいずれかの誘電体部材をスクリーン印刷またはスプレ
ープレーティング法等の厚膜プロセスにより全面塗布し
た後、前工程と同様にスクレッパーあるいは研磨等によ
り前記凹部２部分以外に塗布された膜を削り取り誘電体
層７を形成する（第１図（ｆ））。

最後にA1等の金属をスプレープレーティング法あるいは
CVD法あるいは物理蒸着法等により全面に着膜し、透明
基板１の凸部上に方形状の開口部8aが位置するようにフ
ォトリソ法によるエッチング処理によりパターニングし
て金属電極８を形成し、各凹部２内に形成された発光素
子形成部３と前記開口部8a下方に形成された透光部４と
を交互に配置するようにする（第１図（ｇ））。

第３図は上述したEL発光素子装置を画像読取装置に適用
した例を示す。

すなわち、上述したEL発光素子装置と受光素子アレイ20
とを透光性の接着剤50を介して一体化する。受光素子ア
レイ20を構成する主走査方向に多数配設された各受光素
子20aがEL発光素子装置の透光部４の直下に位置するよ
うにEL発光素子装置と受光素子アレイ20とを接着してい
る。受光素子アレイ20は、その長さが原稿幅に対応する
ように基板21上に形成され、各受光素子20aは、主走査
方向に離散的に形成されたクロム（Cr）から成る個別電
極22と、酸化インジウム・スズ（ITO）から成る帯状の
共通電極24とで、アモルファスシリコン（ａ−Si）から
成る帯状の光導電層23を挟持した薄膜のサンドイッチ構
造で構成されている。また、受光素子はこれに限定され
ることなく、CCD等の受光素子でもよい。

EL発光素子装置の透明電極５と金属電極８とに50〜250V
程度の交流電圧を印加すると、両電極に挟まれた発光層
６が発光し、透明基板１上に配置された原稿面70を照射
する。原稿面70からの反射光80は、各透光部４を通過し
透光部４の直下に配置された各受光素子20aに入射して
電荷を発生させ、駆動用IC（図示せず）の制御により各
受光素子から信号として出力して画像情報を得る。

上述した実施例によれば、発光層６を透明基板１の凹部
２に形成したので、原稿面70と受光素子20aとの距離を
近づけることができ、原稿面70からの反射光80を効率良
く利用することができる。また、発光素子形成部３と透
光部４とを交互に形成して発光部分を離散的にし、特定
発光部分が特定原稿面部分を照射するようにしたので、
原稿面70を均一に照射する場合に比較して不要な照射光
を発生させない。従って、特定原稿面からの反射光が本
来入射すべき受光素子に隣接する受光素子に入射するの
を防ぎ、不要な反射光の割合を減少させて分解能（MT
F）を向上させることができる。

更に、透明基板１及び金属電極８はフォトリソ法による
エッチングを行なうが、他の着膜工程は通常の厚膜プロ
セスで形成することができるので、安価で大面積のEL発
光素子を得ることができる。

また、湿度に弱い発光層６を透明基板１の凹部２に埋没
させた構造とするので、外部から影響を受けにくく耐環
境に対して信頼性の高いEL発光素子とすることができ
る。

本実施例では１ラインの受光素子及びEL発光素子の例に
ついて説明したが、例えばカラーの画像読取装置とする
場合、上記した画像読取装置を複数ライン並設し、各EL
発光素子装置同士を主走査方向に１ビットづつずらし、
副走査方向においても発光部と透光部が交互に配置する
ようことにより副走査方向のMTFの向上を図ることがで
きる。

（発明の効果） 上述したように本発明によれば、発光層を厚膜プロセス
で着膜可能な発光素子を得ることができるので、発光素
子装置及びこれを用いた画像読取装置を安価に製造する
ことができる。また、厚膜プロセスにおいては着膜面積
を制限されることがないので、発光素子装置の大面積化
を図ることができる。更に、発光層を透明基板の凹部内
に形成するので、耐環境信頼性の高い発光素子装置を得
ることができるとともに、装置全体を薄型化することが
できる。

また、本発明の画像読取装置によれば、発光素子形成部
と透光部とを交互に形成して発光部分を離散的にし、特
定発光部分が特定原稿面部分を照射するようにしたの
で、原稿面を均一に照射する場合に比較して不要な照射
光を発生させず、不要な反射光の割合を減少させて分解
能（MTF）を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｇ）は本発明の発光素子装置の製造
プロセスを示す工程図、第２図は本発明の発光素子装置
の平面説明図、第３図は第１図で得られる発光素子装置
を用いた画像読取装置の一部断面説明図、第４図は従来
の発光素子−受光素子一体型の画像読取装置の平面説明
図、第５図は第４図のＶ−Ｖ′線断面説明図である。 １……透明基板 ２……凹部 ３……発光素子形成部 ４……透光部 ５……透明電極 ６……発光層 ７……誘電体層 ８……金属電極 8a……開口部 20……受光素子アレイ 70……原稿面 80……反射光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板に複数の凹部を形成し、厚膜プロ
   セスで着膜された発光層と、発光層を挟む２つの電極と
   を前記各凹部内に積層し、前記発光層を２つの電極で挟
   む発光素子形成部と光が透過する透光部とを交互に配置
   することを特徴とする発光素子装置。
2. 【請求項２】透明基板上にフォトリソグラフィ法により
   複数の凹部を形成する凹部形成工程と、凹部が形成され
   た透明基板上に帯状の透明電極を形成する電極形成工程
   と、発光粒子を分散した樹脂を厚膜プロセスで着膜して
   成る発光層，該発光層上に位置する金属電極を前記凹部
   に積層する発光素子形成工程と、を具備することを特徴
   とする発光素子装置の製造方法。
3. 【請求項３】発光粒子を分散した樹脂を厚膜プロセスで
   着膜して成る発光層と、発光層を挟む２つの電極とを透
   明基板上に積層し、前記発光層を２つの電極で挟む発光
   素子形成部と、光が透過する透光部とを受光素子アレイ
   の主走査方向に交互に設け、該透光部に対応する位置に
   各受光素子を配設し、前記発光素子形成部から発光した
   光が透明基板の反発光素子側に配置された原稿面で反射
   し、反射光が前記透光部を透過して前記受光素子に入射
   することを特徴とする画像読取装置。