(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明支持体上に、ゲート電極、該ゲート電極を被覆しながら該透明支持体上に設けられた絶縁層、該絶縁層上に、ソース電極、ドレイン電極、該ソース電極と該ドレインを連結し、且つ、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上である有機半導体層を有し、該有機半導体層上に、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上の光電荷発生層、ハーフミラー及び光入射制御手段とがこの順で配設されていることを特徴とする反射率検出用素子。
【請求項２】
前記有機半導体層と前記光電荷発生層との間に、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上の電荷輸送層を設けることを特徴とする請求項１に記載の反射率検出用素子。
【請求項３】
前記有機半導体層がπ共役系材料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の反射率検出用素子。
【請求項４】
光入射制御手段として液晶素子を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射率検出用素子。
【請求項５】
光入射制御手段として光遮断層及び発光素子を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射率検出用素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の反射率検出用素子を有することを特徴とするシート状画像入力装置。
【請求項７】
請求項６に記載のシート状画像入力装置を用いることを特徴とするシート状画像入力方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射率検出用素子、シート状画像入力装置及びシート状画像入力方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードコピーに情報をプリントアウトして紙を大量に消費することが環境上問題視される様になったことから、書き換え可能で、表示の保持に多くのエネルギーを要さず、携帯性に優れる電子ペーパーという概念の表示媒体が提案されており、薄型の液晶表示装置、エレクトロクロミックディスプレイ、特開昭５５−１５４１９８号等に記載の、サーマルヘッドで記録・消去を行う有機低分子・高分子樹脂マトリックス系表示媒体、米国特許第６，２６２，８３３号、特開２０００−１７１８３９、同２００１−２０１７７０等に記載の電気泳動表示装置等での実用化が検討されている。
【０００３】
上記の様な電子ペーパーをハードコピーに代えて用いる場合、表示データはＬＡＮ（ローカルネットワーク）等のネットワークやパソコン等の端末、メモリなどの媒体を介して伝送された電子データとしてのコンテンツであり、ハードコピーや印刷物の画像や文書を電子ペーパーに表示するためには、一旦スキャナ等により電子データに変換する必要が有り、手間が掛かって決して使い勝手が良いわけではない。また、必要部数だけ電子ペーパーに伝送を繰り返す煩わしさも有るため、それらの問題点の解決が要望されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ハードコピーや印刷物等のアナログ画像データを容易に、且つ、迅速に電子データに変換し、電子ペーパーとして利用可能ならしめる、反射率検出用素子、それを用いるシート状画像入力装置及びシート状画像入力方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、下記の構成１〜７により達成された。
【０００６】
１．透明支持体上に、ゲート電極、該ゲート電極を被覆しながら該透明支持体上に設けられた絶縁層、該絶縁層上に、ソース電極、ドレイン電極、該ソース電極と該ドレインを連結し、且つ、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上である有機半導体層を有し、該有機半導体層上に、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上の光電荷発生層、ハーフミラー及び光入射制御手段とがこの順で配設されていることを特徴とする反射率検出用素子。
【０００８】
２．前記有機半導体層と前記光電荷発生層との間に、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上の電荷輸送層を設けることを特徴とする前記１に記載の反射率検出用素子。
【０００９】
３．前記有機半導体層がπ共役系材料を含むことを特徴とする前記１または２に記載の反射率検出用素子。
【００１０】
４．光入射制御手段として液晶素子を用いることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の反射率検出用素子。
【００１１】
５．光入射制御手段として光遮断層及び発光素子を用いることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の反射率検出用素子。
【００１２】
６．前記１〜５のいずれか１項に記載の反射率検出用素子を有することを特徴とするシート状画像入力装置。
【００１３】
７．前記６に記載のシート状画像入力装置を用いることを特徴とするシート状画像入力方法。
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者等は、上記記載の問題点を種々検討した結果、請求項１に記載のように、透明支持体上に、少なくともゲート電極、該ゲート電極を被覆しながら該透明支持体上に設けられた絶縁層、該絶縁層上に、ソース電極、ドレイン電極、該ソース電極と該ドレインを連結している、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上である有機半導体層を有し、該有機半導体層上にハーフミラーと光入射制御手段とをこの順で配設することにより、ハードコピーや印刷物等のアナログ画像データを容易に、且つ、迅速に電子データに変換し、電子ペーパーとして利用可能ならしめる、反射率検出用素子、それを用いるシート状画像入力装置及びシート状画像入力方法を提供することができることを見出した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく述べる。
【００１６】
《反射率検出用素子》
本発明に係る反射率検出用素子の構成を図１（ａ）及び図１（ｂ）を各々用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の反射率検出用素子の構成の一例を示す模式図である。尚、図１（ａ）、（ｂ）においては、電荷発生層、電荷輸送層を有する系で示すが、該層は無くても本発明の記載の効果を得ることは出来る。また、素子の形成にあたっては、透明支持体側から順次形成して反射率検出用素子としてもよいし、その逆として、光入射手段から順次、形成して反射率検出用素子としてもよい。
【００１８】
図１（ａ）は、透明支持体１上にゲート電極８を形成し、絶縁層７で被覆した上にソース電極５及びドレイン電極６を設け、有機半導体層４で被覆し、電荷輸送層３及び電荷発生層２をこの順に形成したものである。
【００１９】
ソース電極５とドレイン電極６の形成については、連続した電極膜を形成し、レーザーアブレーション等で切削して間隙を形成し、前記ソース電極５、前記ドレイン電極６を設ける等の方法が好ましく適用される。
【００２０】
図１（ｂ）は、図１（ｃ）の変更例で、ソース電極５及びドレイン電極６が有機半導体層４にて連結される形態の他の例を示すものである。この場合、絶縁層７上にソース電極５を設け、有機半導体層４を塗布してドレイン電極６を形成する等の作製方法が適用される。
【００２１】
図２は、本発明の反射率検出用素子が光反射を検出する一態様を示す模式図である。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）においては、反射率検出用素子５０が、反射率の測定対象である、記録媒体１１ａ上に配置されている。ここで、１１ｂは記録媒体１１ａ上に記録された画像１１ｂである。画像１１ｂは、具体的には、電子写真等のトナー画像や、インクジェット記録により作製されたインク画像、写真画像等である。ちなみに、記録媒体１１ａにおいて、画像１１ｂが存在しない領域は、画像形成が行われていない領域である。
【００２３】
本発明の反射率検出用素子５０を記録媒体１１ａ上に配置すると、光入射制御手段１０及びハーフミラー９を通過した、入射光１２ａ、１２ｂ、１２ｃ（ここで、入射光とは、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲の光を表す）は、電荷発生層２、電荷輸送層３、有機半導体層４、絶縁層７、透明支持体１を通過し、記録媒体１１ａ、画像１１ｂに入射される。
【００２４】
反射率の測定対象である、記録媒体１１ａ、画像１１ｂの各々の、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲の光に対する反射率に対応して、反射光（図示していない）が生じ、ハーフミラー９との間で複数の反射（図示していない）が繰り返される。
【００２５】
記録媒体１１ａ、画像１１ｂで反射光が発生し、更に、該反射光が再度、ハーフミラー９で反射を行うというように、反射が繰り返されることにより、反射光の強度に応じて、後述するように、光キャリア（図示していない）が生成し、これを電流値としてモニターすることが出来る。
【００２６】
記録媒体１１ａと画像１１ｂとでは、光（３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲の光）に対する反射率が異なる為、結果として発生する電流値が異なることから、反射率検出用素子で測定された反射率に対応する電流値をデータ変換すると、画像１１ｂはデジタル変換された電子画像データとして即、利用可能になる。
【００２７】
（光キャリアの生成）
上記記載の光キャリアの発生について説明する。
【００２８】
ハーフミラー９を通過してきた入射光１２ａ〜１２ｃは、電荷発生層２、電荷輸送層３、有機半導体層４、絶縁層７、透明基体１を通過し、記録媒体１１ａ、画像１１ｂに入射される。
【００２９】
光キャリアの発生は、最初、入射光１２ａ〜１２ｃが電荷発生層２により受光された時に生じ、更に、入射光１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、電荷発生層２、電荷輸送層３、有機半導体層４、絶縁層７、透明基体１を通過し、記録媒体１１ａ、画像１１ｂに入射され、記録媒体１１ａや画像１１ｂ上での反射光（図示していない）が電荷発生層２により受光される。
【００３０】
さらに、前記反射光は、電荷発生層２を部分的に通過した後、ハーフミラー９により再度反射され、再度反射された光がまた、電荷発生層２で受光されるという、反射、吸収のパターンが繰り返され、最終的に、電荷発生層２の分光感度及び入射した光（入射光、記録媒体１１ａや画像１１ｂでの反射光、前記反射光、前記反射光のハーフミラー９での再反射光等）のスペクトル分布強度の積に応じた光電荷がソース電極５とドレイン電極６との間の有機半導体層４に発生する。
【００３１】
次に、上記で説明した反射率検出用素子の回路構成を図３を用いて説明する。
図３は、本発明の反射率検出用素子の回路構成の一例を示す模式図である。この模式図においては、透明支持体、ハーフミラーと光入射制御手段は省略してある。
【００３２】
図３において、光キャリアがホールである場合は、ゲート電極に負電圧を印加し、且つソース電極−ドレイン電極間にバイアス電圧を印加することで、光電流がモニターできる。素子の構成にもよるが、ゲート電圧は０Ｖ〜−５０Ｖ、ソース電極−ドレイン電極間のバイアス電圧は０Ｖ〜−５０Ｖ程度が好ましい。
【００３３】
尚、主キャリアが電子である場合には極性を反転させればよく、又、光電流測定後、電荷発生層やその近傍の残留電荷はディスチャージすることが好ましい。
【００３４】
《シート状画像入力装置》
次いで、本発明のシート状画像入力装置について説明する。
【００３５】
図４は、本発明のシート状画像入力装置の一態様を示す模式図であり、図２、３で光検出機構を説明した素子をベースに構成したアクティブ駆動による、本発明のシート状画像入力装置２０をモデル的に示す。（ａ）は側断面を示し、（ｂ）が平面図である。
【００３６】
図において、透明支持体１上に複数のゲート電極８が並行して配置され、該ゲート電極８上に絶縁層７が形成され、その上に複数のソース電極５及びドレイン電極６がゲート電極８に対して直交方向に交互に配置されてマトリクスを形成し、有機半導体層４にて連結され、その上に電荷輸送層３と電荷発生層２をこの順に配設し、更に、図示していない、ハーフミラーと光入射制御手段をこの順に設けて、本発明の反射率検出用素子が構成される。
【００３７】
この構成ではゲート電極８が走査線を兼ねて、図に示すエリアが単位画素となり、図において列方向の画素が共通のソース電極５、ドレイン電極６で連結された配列を採る。
【００３８】
（ハーフミラー：マジックミラーともいう）
本発明に係るハーフミラーについて説明する。
【００３９】
ハーフミラーとは、鏡の一種だが、鏡に当たった光線の総てを反射せず、その光量の何割かを透過させる性質を持った半透明鏡のことを言う。本発明では、通常、一眼レフの距離計やファインダーに使われもの、ＴＴＬ測光の一部やＴＴＬ・ＡＦ方式にも利用されている、市販のハーフミラーを用いることができる。
【００４０】
本発明に係るハーフミラーの３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光の透過率は、本発明に記載の効果を奏する観点からは、１０％以上であることが必須要件であるが、好ましくは、１０％〜４０％である。また、ハーフミラーのもう１つの特徴である、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光反射率は２０％以上であることが好ましく、Ｓ更に好ましくは、２０％〜６０％である。
【００４１】
上記記載の光透過率、光反射率を示す、本発明に係るハーフミラーは、市販品を用いることができる。例えば、ニューマジックミラー（保坂ガラス株式会社製）等を本発明に係るハーフミラーとして使用することが出来る。
【００４２】
（光入射制御手段）
本発明に係る光入射制御手段について説明する。
【００４３】
光入射制御手段としては、ハーフミラーを介して入射する光のスイッチング（ｏｎ／ｏｆｆ）を制御するものであれば、特に限定されないが、いわゆる、光シャッターの機能を有するものを用いることができ、例えば、液晶シャッター、光遮断層と発光素子の組み合わせ等が好ましく用いられる。
【００４４】
液晶シャッターとしては、市販の液晶シャッターを用いることが出来るが、更に、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：  Ｊ．Ｗ．Ｄｏａｎｅ，Ｎ．Ａ．Ｖｅｚ，Ｂ．Ｇ．Ｗｕ，Ｓ．Ｚｕｍｅｒ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４８，２７（１９８６）や、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ、特開平２−２８２８４号、同２−５５３１８号等に記載の液晶／高分子複合系の光シャッター装置、国特許第４，１９３，６９１号に記載の液晶シャッター等を使用することができる。
【００４５】
光遮断層と発光素子の組み合わせた光シャッターとしては、例えば、光遮断層としては、黒色インク等を利用して作製したものが適用でき、発光素子としては、市販の有機ＥＬ、無機ＥＬ、蛍光チューブ、発光源と導光板、光散乱板などを組あせた面状発光体等を用いることが出来る。
【００４６】
（アクティブ駆動を行う等価マトリクス回路）
図５は、図４に示した装置でアクティブ駆動を行う際の等価のマトリックス回路の模式図である。
【００４７】
図５において、１００は光検出部で、信号線５−１〜５−ｎに、例えばドレイン電極が接続された初期化用のトランジスタ６５−１〜６５−ｎが設けられている。このトランジスタ６５−１〜６５−ｎのソース電極は接地されている。また、ゲート電極はリセット線６５１と接続される。
【００４８】
走査線８−１〜８−ｍとリセット線６５１は、走査駆動回路２０と接続されている。走査駆動回路２０から走査線８−１〜８−ｍのうちの１つ走査線８−ｐ（ｐは１〜ｍのいずれかの値）に読出信号ＲＳが供給されると、この走査線８−ｐに接続されたトランジスタ４−（ｐ，１）〜４−（ｐ，ｎ）がオン状態とされて、光照射によって生じたキャリアを反映する光電流が信号線５−１〜５−ｎにそれぞれ読み出される。信号線５−１〜５−ｎは、信号選択回路３０の信号変換器３１−１〜３１−ｎに接続されており、信号変換器３１−１〜３１−ｎでは信号線５−１〜５−ｎ上に読み出された電流値に比例する電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎを生成する。この信号変換器３１−１〜３１−ｎから出力された電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎはレジスタ３２に供給される。
【００４９】
レジスタ３２では、供給された電圧信号が順次選択されて、Ａ／Ｄ変換器３３で（例えば、１２ビットないし１４ビットの）１つの走査線に対するディジタルの光信号とされ、制御回路４０は、走査線８−１〜８−ｍ各々に、走査駆動回路２０を介して読出信号ＲＳを供給して走査を行い、走査線毎のディジタル信号を取り込んで、光信号の生成を行う。
【００５０】
この光信号は制御回路４０に供給される。なお、走査駆動回路２０からリセット信号ＲＴをリセット線６５１に供給してトランジスタ６５−１〜６５−ｎをオン状態とするとともに、走査線８−１〜８−ｍに読出信号ＲＳを供給してトランジスタ４−（１，１）〜４−（ｍ，ｎ）をオン状態とすると、蓄えられたキャリアがトランジスタ６５−１〜６５−ｎを介して放出され、光検出部１００の初期化を行うことができる。
【００５１】
制御回路４０にはメモリ部４１や操作部４２が接続されており、操作部４２からの操作信号ＰＳに基づいて、図４のシート状画像入力装置２０の動作が制御される。また表示部４３に制御回路４０から光信号データＤＳを入力することができる。
【００５２】
４４は電源部（外部電源）、４５はコネクタで、これを介して図４に示すシート状画像入力装置２０をその他の装置と一体化して光信号データＤＦＥをやり取りし、例えば画像形成などを行うことができる。
【００５３】
（フルカラー画像検出可能なシート状画像入力装置）
図６は、フルカラー画像検出可能なシート状画像入力装置の一例を示す模式図である。例えば、図４に示すシート状画像入力装置２０の光入射面側に、例えば図６に示す様な配列（Ｒは赤色フィルタ、Ｇは緑色フィルタ、Ｂは青色フィルタ）の繰り返しで色分解用フィルタを設けると、フルカラー画像を検出可能なシート状画像入力装置が構成できる。
【００５４】
なお色分解フィルタは、３原色に画像情報を色分解するために設けるものであり、種々の構成を採ることが可能であり、例えば黄、緑およびシアンのフィルタをモザイク模様あるいはストライプ状に配列する方法、あるいは赤・緑・青の３色のフィルタをモザイクあるいはストライプ状に配列する方法などがある。色分解フィルタをモザイク状に配列する方法としてはベイヤー配列に代表される格子状配列の方法や３角形や６角形や円形を敷き詰める配列などが挙げられる。また各色の配列は規則的でもよいし、全くランダムに配置しても構わない。
【００５５】
この色分解フィルタの製造は既知の種々の方法を用いることができる。代表的な色分解フィルタの製造方法としては、基板上に顔料を分散した感光性樹脂層を形成しこれをパターニングすることにより単色のパターンを得る顔料分散法、基板上に染色用の材料である水溶性高分子材料を塗布しこれをフォトリソグラフィー工程により所望の形状にパターニングした後得られたパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得る染色法、熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を３回繰り返すことによりＲ、Ｇ、Ｂを塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより着色層を形成する印刷法、色素を含有する着色液をインクジェット方式で光透過性の基板上に吐出し各着色液を乾燥させて着色画素部を形成するインクジェット法などがある。
【００５６】
以下、本発明の反射率検出用素子の構成に用いる材料について説明する。
《ソース電極、ドレイン電極用の材料》
本発明の反射率検出用素子のソース電極、ドレイン電極等の材料としては、導電性材料であれば特に限定されず、白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン、タングステン、酸化スズ・アンチモン、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化亜鉛、亜鉛、炭素、グラファイト、グラッシーカーボン、銀ペーストおよびカーボンペースト、リチウム、ベリリウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウム、スカンジウム、チタン、マンガン、ジルコニウム、ガリウム、ニオブ、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム混合物、リチウム／アルミニウム混合物等が用いられるが、特に、白金、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、ＩＴＯおよび炭素が好ましい。あるいはドーピング等で導電率を向上させた公知の導電性ポリマー、例えば導電性ポリアニリン、導電性ポリピロール、導電性ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の錯体なども好適に用いられる。中でも半導体層との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００５７】
《ゲート電極用の材料》
本発明に係るゲート電極は透明電極であることが好ましい。ここで、透明とは、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が５０％以上であることが好ましく、更に好ましくは、前記光透過率が、５０％〜９９％の範囲である。
【００５８】
本発明に係るゲート電極用形成材料としては、ゲート電極を有する側を光入射面とする場合、ゲート電極は酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛、Ｆドープ酸化錫、Ａｌドープ酸化亜鉛、Ｓｂドープ酸化錫、ＩＴＯ、Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ系アモルファス透明導電膜等の透明導電膜を用いることにより、上記の透明電極を構成することができる。
【００５９】
（電極の形成方法）
電極の形成方法としては、上記記載の導電性材料を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成した導電性薄膜を、公知のフォトリソグラフ法やリフトオフ法を用いて電極形成する方法、アルミニウムや銅などの金属箔上に熱転写、インクジェット等によるレジストを用いてエッチングする方法がある。
【００６０】
また、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液，導電性微粒子分散液を直接インクジェットによりパターニングしてもよいし、塗工膜からリソグラフやレーザーアブレーションなどにより形成してもよい。さらに導電性ポリマーや導電性微粒子を含むインク、導電性ペーストなどを凸版、凹版、平版、スクリーン印刷などの印刷法でパターニングする方法も用いることができる。
【００６１】
上記導電性微粒子としては、粒子径が１ｎｍ〜５０ｎｍ好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、タンタル、インジウム、コバルト、パラジウム、テルル、レニウム、イリジウム、アルミニウム、ルテニウム、ゲルマニウム、モリブデン，タングステン、亜鉛、等を用いることができるが、特に好ましくは、仕事関数が４．５ｅＶ以上の白金、金、銀、銅、コバルト、クロム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、タングステン等の金属微粒子が挙げられる。
【００６２】
このような金属微粒子分散液の製造方法として、ガス中蒸発法、スパッタリング法、金属蒸気合成法などの物理的生成法や、コロイド法、共沈法などの、液相で金属イオンを還元して金属微粒子を生成する化学的生成法が挙げられるが、好ましくは、特開平１１−７６８００、同１１−８０６４７、同３１９５３８、特開２０００−２３９８５３などに示されたコロイド法、特開２００１−２５４１８５、特開２００１−５３０２８、特開２００１−３５８１４、特開２００１−３５２５５、特開２０００−１２４１５７、特開２０００−１２３６３４などに記載されたガス中蒸発法により製造された分散物である。これらの分散物を、塗設し電極パターン状に成型した後、溶媒を乾燥させ、さらに１００℃〜３００℃、好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲で熱処理することにより、金属微粒子を熱融着させることで電極形成することが出来る。
【００６３】
《絶縁層》
本発明に係る絶縁層として種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウムなどが挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。但し、窒化珪素、窒化アルミニウム等の窒化物も用いることが出来る。
【００６４】
上記皮膜の形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法などのドライプロセスや、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法などの塗布による方法、印刷やインクジェットなどのパターニングによる方法などのウェットプロセスが挙げられ、材料に応じて使用できる。
【００６５】
ウェットプロセスは、無機酸化物の微粒子を、任意の有機溶剤あるいは水に必要に応じて界面活性剤などの分散補助剤を用いて分散した液を塗布、乾燥する方法や、酸化物前駆体、例えばアルコキシド体の溶液を塗布、乾燥する、いわゆるゾルゲル法が用いられる。
【００６６】
これらのうち好ましいのは、下記の大気圧プラズマ法とゾルゲル法である。
大気圧下でのプラズマ製膜処理による絶縁膜の形成方法は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励起し、基材上に薄膜を形成する処理で、その方法については特開平１１−６１４０６号、同１１−１３３２０５号、特開２０００−１２１８０４、同２０００−１４７２０９、同２０００−１８５３６２等に記載されている。これによって高機能性の薄膜を、生産性高く形成することができる。
【００６７】
また有機化合物皮膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。有機化合物皮膜の形成法としては、前記ウェットプロセスが好ましい。
【００６８】
無機酸化物皮膜と有機酸化物皮膜は積層して併用することができる。またこれら絶縁膜の膜厚としては、５０ｎｍ〜３μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍの範囲である。
【００６９】
《有機半導体層》
本発明に係る有機半導体層の形成材料について説明する。
【００７０】
本発明では、有機半導体層に生じた光電荷（キャリア）をソース電極とドレイン電極の間に流れる電流値として反映させることが出来るので、キャリアとしては電子、ホールのいずれでもよいが、有機半導体層がｐ型の場合、ソース電極−ドレイン電極間の光電流のメインキャリア（主キャリアともいう）はホールが好ましく、有機半導体層がｎ型の場合、該メインキャリア（主キャリアともいう）としては電子が好ましい。
【００７１】
本発明に係る有機半導体層を構成する有機半導体材料としては、π共役系材料が用いられる。たとえばポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）、ポリ（３−置換ピロール）、ポリ（３，４−二置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）、ポリ（３，４−二置換チオフェン）、ポリベンゾチオフェンなどのポリチオフェン類、ポリイソチアナフテンなどのポリイソチアナフテン類、ポリチェニレンビニレンなどのポリチェニレンビニレン類、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）などのポリ（ｐ−フェニレンビニレン）類、ポリアニリン、ポリ（Ｎ−置換アニリン）、ポリ（３−置換アニリン）、ポリ（２，３−置換アニリン）などのポリアニリン類、ポリアセチレンなどのポリアセチレン類、ポリジアセチレンなどのポリジアセチレン類、ポリアズレンなどのポリアズレン類、ポリピレンなどのポリピレン類、ポリカルバゾール、ポリ（Ｎ−置換カルバゾール）などのポリカルバゾール類、ポリセレノフェンなどのポリセレノフェン類、ポリフラン、ポリベンゾフランなどのポリフラン類、ポリ（ｐ−フェニレン）などのポリ（ｐ−フェニレン）類、ポリインドールなどのポリインドール類、ポリピリダジンなどのポリピリダジン類、ナフタセン、ペンタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、ピレン、ジベンゾピレン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセンなどのポリアセン類およびポリアセン類の炭素の一部をＮ、Ｓ、Ｏなどの原子、カルボニル基などの官能基に置換した誘導体（トリフェノジオキサジン、トリフェノジチアジン、ヘキサセン−６，１５−キノンなど）、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーや特開平１１−１９５７９０に記載された多環縮合体などを用いることができる。
【００７２】
また、これらのポリマーと同じ繰返し単位を有するたとえばチオフェン６量体であるα−セクシチオフェンα，ω−ジヘキシル−α−セクシチオフェン、α，ω−ジヘキシル−α−キンケチオフェン、α，ω−ビス（３−ブトキシプロピル）−α−セクシチオフェン、スチリルベンゼン誘導体などのオリゴマーも好適に用いることができる。
【００７３】
さらに銅フタロシアニンや特開平１１−２５１６０１に記載のフッ素置換銅フタロシアニンなどの金属フタロシアニン類、ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−トリフルオロメチルベンジル）ナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミドとともに、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロオクチル）、Ｎ，Ｎ’−ビス（１Ｈ，１Ｈ−ペルフルオロブチル）及びＮ，Ｎ’−ジオクチルナフタレン１，４，５，８−テトラカルボン酸ジイミド誘導体、ナフタレン２，３，６，７テトラカルボン酸ジイミドなどのナフタレンテトラカルボン酸ジイミド類、及びアントラセン２，３，６，７−テトラカルボン酸ジイミドなどのアントラセンテトラカルボン酸ジイミド類などの縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、Ｃ60、Ｃ70、Ｃ76、Ｃ78、Ｃ84等フラーレン類、ＳＷＮＴなどのカーボンナノチューブ、メロシアニン色素類、ヘミシアニン色素類などの色素などがあげられる。
【００７４】
これらのπ共役系材料のうちでも、チオフェン、ビニレン、チェニレンビニレン、フェニレンビニレン、ｐ−フェニレン、これらの置換体またはこれらの２種以上を繰返し単位とし、かつ該繰返し単位の数ｎが４〜１０であるオリゴマーもしくは該繰返し単位の数ｎが２０以上であるポリマー、ペンタセンなどの縮合多環芳香族化合物、フラーレン類、縮合環テトラカルボン酸ジイミド類、金属フタロシアニンよりなる群から選ばれた少なくとも１種が好ましく、特にπ共役系ポリマーが好ましい。
【００７５】
また、その他の有機半導体材料としては、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体、などの有機分子錯体も用いることができる。さらにポリシラン、ポリゲルマンなどのσ共役系ポリマーや特開２０００−２６０９９９に記載の有機・無機混成材料も用いることができる。
【００７６】
本発明においては、有機半導体層に、たとえば、アクリル酸、アセトアミド、ジメチルアミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ニトロ基などの官能基を有する材料や、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレンおよびテトラシアノキノジメタンやそれらの誘導体などのように電子を受容するアクセプターとなる材料や、たとえばアミノ基、トリフェニル基、アルキル基、水酸基、アルコキシ基、フェニル基などの官能基を有する材料、フェニレンジアミンなどの置換アミン類、アントラセン、ベンゾアントラセン、置換ベンゾアントラセン類、ピレン、置換ピレン、カルバゾールおよびその誘導体、テトラチアフルバレンとその誘導体などのように電子の供与体であるドナーとなるような材料を含有させ、いわゆるドーピング処理を施してもよい。
【００７７】
前記ドーピングとは電子授与性分子（アクセプター）または電子供与性分子（ドナー）をドーパントとして該薄膜に導入することを意味する。従って，ドーピングが施された薄膜は、前記の縮合多環芳香族化合物とドーパントを含有する薄膜である。本発明に用いるドーパントとしてアクセプター、ドナーのいずれも使用可能である。
【００７８】
このアクセプターとしてＣｌ2、Ｂｒ2、Ｉ2、ＩＣｌ、ＩＣｌ3、ＩＢｒ、ＩＦなどのハロゲン、ＰＦ5、ＡｓＦ5、ＳｂＦ5、ＢＦ3、ＢＣ１3、ＢＢｒ3、ＳＯ3などのルイス酸、ＨＦ、ＨＣ１、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4、ＨＣｌＯ4、ＦＳＯ3Ｈ、ＣｌＳＯ3Ｈ、ＣＦ3ＳＯ3Ｈなどのプロトン酸、酢酸、蟻酸、アミノ酸などの有機酸、ＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、ＴｉＣｌ4、ＺｒＣｌ4、ＨｆＣｌ4、ＮｂＦ5、ＮｂＣｌ5、ＴａＣｌ5、ＭｏＣｌ5、ＷＦ5、ＷＣｌ6、ＵＦ6、ＬｎＣｌ3（Ｌｎ＝Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、などのランタノイドとＹ）などの遷移金属化合物、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＣｌＯ4-、ＰＦ6-、ＡｓＦ5-、ＳｂＦ6-、ＢＦ4-、スルホン酸アニオンなどの電解質アニオンなどを挙げることができる。
【００７９】
またドナーとしては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのアルカリ土類金属、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどの希土類金属、アンモニウムイオン、Ｒ4Ｐ+、Ｒ4Ａｓ+、Ｒ3Ｓ+、アセチルコリンなどをあげることができる。
【００８０】
これらのドーパントのドーピングの方法として予め有機半導体の薄膜を作製しておき、ドーパントを後で導入する方法、有機半導体の薄膜作製時にドーパントを導入する方法のいずれも使用可能である。前者の方法のドーピングとして、ガス状態のドーパントを用いる気相ドーピング、溶液あるいは液体のドーパントを該薄膜に接触させてドーピングする液相ドーピング、個体状態のドーパントを該薄膜に接触させてドーパントを拡散ドーピングする固相ドーピングの方法をあげることができる。また液相ドーピングにおいては電解を施すことによってドーピングの効率を調整することができる。後者の方法では、有機半導体化合物とドーパントの混合溶液あるいは分散液を同時に塗布、乾燥してもよい。たとえば真空蒸着法を用いる場合、有機半導体化合物とともにドーパントを共蒸着することによりドーパントを導入することができる。またスパッタリング法で薄膜を作製する場合、有機半導体化合物とドーパントの二元ターゲットを用いてスパッタリングして薄膜中にドーパントを導入させることができる。さらに他の方法として、電気化学的ドーピング、光開始ドーピング等の化学的ドーピングおよび例えば刊行物「工業材料」３４巻、第４号、５５頁（１９８６年）に示されたイオン注入法等の物理的ドーピングの何れも使用可能である。
【００８１】
（有機半導体層（有機薄膜）の作製方法）
これら有機半導体層（有機薄膜）の作製法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、プラズマ重合法、電解重合法、化学重合法、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法およびＬＢ法等が挙げられ、材料に応じて使用できる。ただし、この中で生産性の点で、有機半導体の溶液を用いて簡単かつ精密に薄膜が形成できるスピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等が好まれる。
【００８２】
（有機半導体層の膜厚）
これら有機半導体からなる薄膜の膜厚としては、特に制限はないが、得られたトランジスタの特性は、有機半導体からなる活性層の膜厚に大きく左右される場合が多く、その膜厚は、有機半導体により異なるが、１μｍ以下が好ましく、更に好ましくは、１０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００８３】
《電荷発生層》
本発明に係る電荷発生層について説明する。
【００８４】
本発明では、有機半導体層に生じた光電荷（キャリア）をソース電極とドレイン電極の間に流れる電流値として反映させるものなので、キャリアとしては電子、ホールのいずれでもよいが、有機半導体層がｐ型の場合、ソース電極−ドレイン電極間の光電流のメインキャリアはホールが好ましく、有機半導体層がｎ型の場合、該メインキャリアは電子が好ましい。
【００８５】
また、光入射時の光電荷（キャリア）量を増大させる観点から、有機半導体層とハーフミラーとの間に、電荷発生層を設けることが好ましく、更に好ましくは、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上の電荷発生層を設けることがであり、特に好ましくは、透過率が５０％〜９０％の電荷発生層を設けることである。
【００８６】
電荷発生層は、電荷発生物質としてのスーダンレッド又はダイアンブルー等のアゾ顔料、ピレンキノン、アントアントロン等のキノン顔料、インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ顔料、アズレニウム塩顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、チタニルフタロシアニンなどのフタロシアニン顔料等をバインダー樹脂であるポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、エチルセルロース、酢酸酪酸セルロース等に分散含有させた層として得られる。
【００８７】
即ち、電荷発生物質及びバインダー樹脂を例えばトルエン、キシレン等の炭化水素類；メチレンクロライド、１，２−ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ等のアルコール類及びこの誘導体；テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル類；ピリジンやジエチルアミン等のアミン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類等の窒素化合物；その他脂肪酸及びフェノール類；二硫化炭素や燐酸トリエチル等の硫黄、燐化合物等の１種又は２種以上の溶媒中にボールミル、ホモミキサー、サンドミル、超音波分散等により、溶解、分散して塗布液を作製し、これをディップ、スプレー、ブレード、ロール等の塗布方法により塗布、乾燥して形成することができる。
【００８８】
電荷発生層中のバインダー樹脂：電荷発生物質は質量比で０〜１０：１〜５０程度、形成される電荷発生層の膜厚は０．０１μｍ〜１０μｍの範囲に調整することが好ましく、更に好ましい膜厚範囲は、０．０５μｍ〜１．０μｍである。
【００８９】
尚、電荷発生物質として公知のハロゲン化銀を用いてもよい。青・緑・赤（ＢＧＲ）の各光に対する感度を有する分光増感されたハロゲン化銀粒子を混合して電荷発生層に含有させてもよい。
【００９０】
《電荷輸送層》
本発明に係る電荷輸送層について説明する。
【００９１】
本発明の反射率検出用素子の構成としては、入射光により発生した光電荷（キャリア）の移動度を向上させ、応答速度の高い素子にする観点から、電荷発生層と有機半導体層との間に電荷輸送層を設けることが好ましく、更に好ましくは、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上の電荷輸送層であり、特に好ましくは、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲の光の透過率が５０％〜９０％の電荷輸送層を設けることである。
【００９２】
電荷発生層に隣接して形成される電荷輸送層は、電荷輸送物質を適当な溶媒に単独で、あるいはバインダー樹脂と共に溶解分散せしめたものをアプリケーター、バーコーター、デイップコーター等を用いて塗布乾燥して得られる。
【００９３】
電荷輸送物質としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フエナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ−１−ビニルピレン、ポリ−９−ビニルアントラセン、スチリル化合物、アミン誘導体、ジスチリル系化合物（以上ｐ型）、ベンゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ナフタレンジイミド系化合物、フルオレノン系化合物、チオピラン系化合物、インダン系化合物、インダンジオン系化合物、シクロペンタジエン系化合物及びこれらのニトロ誘導体、シアノ誘導体、ジシアノメチレン誘導体、マロンサンエステル誘導体、フエニルイミノ誘導体（以上ｎ型）等を挙げることができる。
【００９４】
電荷輸送層を形成するためのバインダー樹脂としては、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂、メラミン樹脂ならびに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂、又はこれらの絶縁性樹脂の他、ポリビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられ、前記電荷輸送物質とバインダー樹脂を溶解、分散する溶媒は前記電荷発生層形成用の溶媒から選択して用いることができる。
【００９５】
電荷輸送物質はバインダー樹脂１００質量部当たり２０質量部〜２００質量部、好ましくは３０質量部〜１５０質量部であり、電荷輸送層の膜厚は５μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。
【００９６】
各層の組成物の塗布方法としては、更にディッピング、スピンコート、ナイフコート、バーコート、ブレードコート、スクイズコート、リバースロールコート、グラビアロールコート、カーテンコート、スプレイコート、ダイコート等の公知の塗布方法を用いることが出来、連続塗布または薄膜塗布が可能な塗布方法が好ましく用いられる。
【００９７】
《透明支持体》
本発明に係る透明支持体について説明する。
【００９８】
透明支持体はガラスやフレキシブルな樹脂製シートで構成され、例えばポリマーフィルムをシートとして用いることができる。前記ポリマーフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等からなるフィルム等が挙げられる。このような、プラスチックフィルムを用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、可搬性を高めることができるとともに、衝撃に対する耐性を向上できる。
【００９９】
本発明に係る透明支持体は、３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光透過率が１０％以上であることが好ましく、更好ましくは、３０％以上であり、特に好ましくは、５０以上である。
【０１００】
【発明の効果】
本発明により、ハードコピーや印刷物等のアナログ画像データを容易に、且つ、迅速に電子データに変換し、電子ペーパーとして利用可能ならしめる、反射率検出用素子、それを用いるシート状画像入力装置及びシート状画像入力方法を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射率検出用素子の構成の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の反射率検出用素子が光反射を検出する一態様を示す模式図である。
【図３】本発明の反射率検出用素子の回路構成の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明のシート状画像入力装置の一態様を示す模式図である。
【図５】図４に示した装置でアクティブ駆動を行う際の等価のマトリックス回路の模式図である。
【図６】図６は、フルカラー画像検出可能なシート状画像入力装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１  透明支持体
２  電荷発生層
３  電荷輸送層
４  有機半導体層
５  ソース電極
６  ドレイン電極
７  絶縁層
８  ゲート電極
９  ハーフミラー
１０  光入射制御手段
５０  反射率検出用素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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