JP2001077342A - 画像読取装置及びその製造方法 - Google Patents
画像読取装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表示装置を併せ持つ画像読取装置を小型軽量
化するとともに、安価に製造することができる画像読取
装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る画像読取装置は、フォトセ
ンサアレイ１００Ｆを構成するダブルゲート型トランジ
スタ（群）１０Ｆと、液晶表示装置のスイッチング素子
に適用されるトランジスタアレイ１００Ｌを構成する薄
膜トランジスタ（群）１０Ｌが、単一のガラス基板１９
上に、同一の工程で同時に形成された構成を有してい
る。
化するとともに、安価に製造することができる画像読取
装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る画像読取装置は、フォトセ
ンサアレイ１００Ｆを構成するダブルゲート型トランジ
スタ（群）１０Ｆと、液晶表示装置のスイッチング素子
に適用されるトランジスタアレイ１００Ｌを構成する薄
膜トランジスタ（群）１０Ｌが、単一のガラス基板１９
上に、同一の工程で同時に形成された構成を有してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像読取装置及び
その製造方法に関し、特に、いわゆる、ダブルゲート構
造を有するフォトセンサを指紋照合等の個人情報の識別
手段として適用した画像読取装置及びその製造方法に関
する。
その製造方法に関し、特に、いわゆる、ダブルゲート構
造を有するフォトセンサを指紋照合等の個人情報の識別
手段として適用した画像読取装置及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、指紋読取装置は、特開平２−１１
８７９０号公報、特開平４−３５２５４７号公報、特開
平７−２３４８３７号公報等に記載されているように、
ＩＣカードや携帯電話、パーソナルコンピュータ等の個
人所有物、あるいは、個人使用物におけるセキュリティ
確保のために、使用者を認証する手段（個人情報の識別
手段）として適用されている。そして、これらの技術
は、いずれも携帯電話やパーソナルコンピュータ等の本
来の構成に、指紋読取装置を付設する形態を有してい
る。
８７９０号公報、特開平４−３５２５４７号公報、特開
平７−２３４８３７号公報等に記載されているように、
ＩＣカードや携帯電話、パーソナルコンピュータ等の個
人所有物、あるいは、個人使用物におけるセキュリティ
確保のために、使用者を認証する手段（個人情報の識別
手段）として適用されている。そして、これらの技術
は、いずれも携帯電話やパーソナルコンピュータ等の本
来の構成に、指紋読取装置を付設する形態を有してい
る。
【０００３】一方、近年、２次元画像読取装置として、
特開平１１−５３５２４号公報等に示されるように、い
わゆるダブルゲート構造を有する薄膜トランジスタ（以
下、ダブルゲート型トランジスタという）によるフォト
センサを適用することが考えられている。このようなフ
ォトセンサを用いた２次元画像読取装置は、ガラス基板
上にダブルゲート型トランジスタをマトリクス状に形成
してフォトセンサアレイを構成し、例えば、ガラス基板
の背面側から照射光を入射して、フォトセンサアレイの
上方に載置された２次元画像の画像パターンに応じた反
射光を、ダブルゲート型トランジスタにより明暗情報と
して検出し、２次元画像を読み取るものである。なお、
ダブルゲート型トランジスタ、及び、フォトセンサアレ
イの構成及び動作については、後述する。
特開平１１−５３５２４号公報等に示されるように、い
わゆるダブルゲート構造を有する薄膜トランジスタ（以
下、ダブルゲート型トランジスタという）によるフォト
センサを適用することが考えられている。このようなフ
ォトセンサを用いた２次元画像読取装置は、ガラス基板
上にダブルゲート型トランジスタをマトリクス状に形成
してフォトセンサアレイを構成し、例えば、ガラス基板
の背面側から照射光を入射して、フォトセンサアレイの
上方に載置された２次元画像の画像パターンに応じた反
射光を、ダブルゲート型トランジスタにより明暗情報と
して検出し、２次元画像を読み取るものである。なお、
ダブルゲート型トランジスタ、及び、フォトセンサアレ
イの構成及び動作については、後述する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、指紋
読取装置は、個人の識別が必要な機器や個人専用で使用
される機器に付設する形態で適用されるものであるが、
それらの機器本来の構成として、あるいは、指紋照合の
識別結果等の報知手段として、表示装置を備え持つよう
に構成されている。そして、これらの指紋読取装置及び
表示装置は、一般に、別個の生産設備による別個の製造
プロセスを経て、別個のモジュール部品として製造さ
れ、これらのモジュール部品を同一の筐体に搭載（アセ
ンブリ）することにより、完成品を製造していた。その
ため、機器の大型化を招くうえ、各モジュール部品の製
造コストの低減にも自ずと限界があり、近年の小型軽量
化、安価かつ高性能という市場ニーズへの対応が困難で
あるという問題を有していた。
読取装置は、個人の識別が必要な機器や個人専用で使用
される機器に付設する形態で適用されるものであるが、
それらの機器本来の構成として、あるいは、指紋照合の
識別結果等の報知手段として、表示装置を備え持つよう
に構成されている。そして、これらの指紋読取装置及び
表示装置は、一般に、別個の生産設備による別個の製造
プロセスを経て、別個のモジュール部品として製造さ
れ、これらのモジュール部品を同一の筐体に搭載（アセ
ンブリ）することにより、完成品を製造していた。その
ため、機器の大型化を招くうえ、各モジュール部品の製
造コストの低減にも自ずと限界があり、近年の小型軽量
化、安価かつ高性能という市場ニーズへの対応が困難で
あるという問題を有していた。
【０００５】そこで、本発明は、上述した問題点を解決
し、表示装置を併せ持つ画像読取装置を小型軽量化する
とともに、安価に製造することができる画像読取装置及
びその製造方法を提供することを目的とする。
し、表示装置を併せ持つ画像読取装置を小型軽量化する
とともに、安価に製造することができる画像読取装置及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る画像読取装置は、単一の絶縁性基板上に、第１の半導
体層を挟んで対向して設けられた第１のソース電極及び
ドレイン電極と、前記第１の半導体層の下方側に、第１
の絶縁膜を介して設けられたボトムゲート電極と、前記
第１の半導体層の上方側に、第２の絶縁膜を介して設け
られたトップゲート電極と、を備えたダブルゲート構造
を有するフォトセンサと、第２の半導体層を挟んで対向
して設けられた第２のソース電極及びドレイン電極と、
前記第２の半導体層の下方側に前記第１の絶縁膜を介し
て設けられたゲート電極と、前記第２の半導体層の上方
側に、前記第２の絶縁膜を介して、前記第２のソース電
極に電気的に接続された画素電極と、を備えた薄膜トラ
ンジスタと、を形成したことを特徴とする。
る画像読取装置は、単一の絶縁性基板上に、第１の半導
体層を挟んで対向して設けられた第１のソース電極及び
ドレイン電極と、前記第１の半導体層の下方側に、第１
の絶縁膜を介して設けられたボトムゲート電極と、前記
第１の半導体層の上方側に、第２の絶縁膜を介して設け
られたトップゲート電極と、を備えたダブルゲート構造
を有するフォトセンサと、第２の半導体層を挟んで対向
して設けられた第２のソース電極及びドレイン電極と、
前記第２の半導体層の下方側に前記第１の絶縁膜を介し
て設けられたゲート電極と、前記第２の半導体層の上方
側に、前記第２の絶縁膜を介して、前記第２のソース電
極に電気的に接続された画素電極と、を備えた薄膜トラ
ンジスタと、を形成したことを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明に係る画像読取装置
は、請求項１記載の画像読取装置において、前記第１の
半導体層並びに前記第２の半導体層、前記第１のソース
電極及びドレイン電極並びに前記第２のソース電極及び
ドレイン電極、前記ボトムゲート電極並びに前記ゲート
電極、前記トップゲート電極並びに前記画素電極は、各
々同一の製造工程により形成される、同一の膜質を有す
ることを特徴とする。請求項３記載の発明に係る画像読
取装置は、請求項１又は２記載の画像読取装置におい
て、前記フォトセンサは、画像の画像情報を読み取るセ
ンサアレイを構成し、前記薄膜トランジスタは、液晶表
示装置のスイッチング素子として使用されるトランジス
タアレイを構成することを特徴とする。
は、請求項１記載の画像読取装置において、前記第１の
半導体層並びに前記第２の半導体層、前記第１のソース
電極及びドレイン電極並びに前記第２のソース電極及び
ドレイン電極、前記ボトムゲート電極並びに前記ゲート
電極、前記トップゲート電極並びに前記画素電極は、各
々同一の製造工程により形成される、同一の膜質を有す
ることを特徴とする。請求項３記載の発明に係る画像読
取装置は、請求項１又は２記載の画像読取装置におい
て、前記フォトセンサは、画像の画像情報を読み取るセ
ンサアレイを構成し、前記薄膜トランジスタは、液晶表
示装置のスイッチング素子として使用されるトランジス
タアレイを構成することを特徴とする。
【０００８】請求項４記載の発明に係る画像読取装置
は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置に
おいて、前記単一の絶縁性基板の下方側に面光源を備
え、前記面光源を共通の光源として、前記フォトセンサ
センサ及び前記薄膜トランジスタの双方に、照射光を照
射することを特徴とする。請求項５記載の発明に係る画
像読取装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像
読取装置において、前記単一の絶縁性基板の下方側に、
前記センサアレイに対する読取対象物が載置される読取
領域への、該読取対象物の接触押圧状態に応じて、電気
的に導通するスイッチ部が設けられ、前記スイッチ部に
より、少なくとも前記センサアレイを駆動する電源が投
入されることを特徴とする。
は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像読取装置に
おいて、前記単一の絶縁性基板の下方側に面光源を備
え、前記面光源を共通の光源として、前記フォトセンサ
センサ及び前記薄膜トランジスタの双方に、照射光を照
射することを特徴とする。請求項５記載の発明に係る画
像読取装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像
読取装置において、前記単一の絶縁性基板の下方側に、
前記センサアレイに対する読取対象物が載置される読取
領域への、該読取対象物の接触押圧状態に応じて、電気
的に導通するスイッチ部が設けられ、前記スイッチ部に
より、少なくとも前記センサアレイを駆動する電源が投
入されることを特徴とする。
【０００９】請求項６記載の発明に係る画像読取装置
は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置に
おいて、前記センサアレイに対する読取対象物が載置さ
れる読取領域の上方に、前記センサアレイへの外光の進
入を遮断する可動式の遮蔽板が設けられ、前記読取領域
への前記読取対象物の接触時にのみ、前記遮蔽板を可動
して前記読取領域を露出するようにしたことを特徴とす
る。請求項７記載の発明に係る画像読取装置は、請求項
６記載の画像読取装置において、前記遮蔽板の可動状態
に応じて、電気的に導通するスイッチ部が設けられ、前
記スイッチ部により、少なくとも前記センサアレイを駆
動する電源が投入されることを特徴とする。請求項８記
載の発明に係る画像読取装置は、請求項６又は７記載の
画像読取装置において、前記遮蔽板は、導電性部材によ
り構成され、前記読取領域への前記読取対象物の接触に
際し、前記読取対象物に帯電した静電気を前記遮蔽板を
介して放電することを特徴とする。
は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像読取装置に
おいて、前記センサアレイに対する読取対象物が載置さ
れる読取領域の上方に、前記センサアレイへの外光の進
入を遮断する可動式の遮蔽板が設けられ、前記読取領域
への前記読取対象物の接触時にのみ、前記遮蔽板を可動
して前記読取領域を露出するようにしたことを特徴とす
る。請求項７記載の発明に係る画像読取装置は、請求項
６記載の画像読取装置において、前記遮蔽板の可動状態
に応じて、電気的に導通するスイッチ部が設けられ、前
記スイッチ部により、少なくとも前記センサアレイを駆
動する電源が投入されることを特徴とする。請求項８記
載の発明に係る画像読取装置は、請求項６又は７記載の
画像読取装置において、前記遮蔽板は、導電性部材によ
り構成され、前記読取領域への前記読取対象物の接触に
際し、前記読取対象物に帯電した静電気を前記遮蔽板を
介して放電することを特徴とする。
【００１０】請求項９記載の発明に係る画像読取装置
は、半導体層を挟んでソース電極とドレイン電極とが対
向して設けられ、該半導体層の上下両側に絶縁膜を介し
て対向するトップゲート電極及びボトムゲート電極が設
けられたダブルゲート構造を有するフォトセンサを、マ
トリクス状に配列して構成され、画像の画像情報を読み
取るセンサアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス状
に配列して構成され、液晶表示装置のスイッチング素子
として使用されるトランジスタアレイと、を単一の絶縁
性基板上に形成し、かつ、前記センサアレイと、前記セ
ンサアレイに対する読取対象物を載置する読取領域が、
相互に平面的に離間した位置に形成されていることを特
徴とする。
は、半導体層を挟んでソース電極とドレイン電極とが対
向して設けられ、該半導体層の上下両側に絶縁膜を介し
て対向するトップゲート電極及びボトムゲート電極が設
けられたダブルゲート構造を有するフォトセンサを、マ
トリクス状に配列して構成され、画像の画像情報を読み
取るセンサアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス状
に配列して構成され、液晶表示装置のスイッチング素子
として使用されるトランジスタアレイと、を単一の絶縁
性基板上に形成し、かつ、前記センサアレイと、前記セ
ンサアレイに対する読取対象物を載置する読取領域が、
相互に平面的に離間した位置に形成されていることを特
徴とする。
【００１１】請求項１０記載の発明に係る画像読取装置
は、請求項９記載の画像読取装置において、少なくとも
前記センサアレイ上方に設けられた導光板と、前記セン
サアレイ上方の前記導光板上に設けられた遮光膜と、前
記導光板の端部に設けられた光源とを有し、前記読取領
域は、前記遮光膜が設けられていない前記導光板上に設
けられ、前記光源が、前記読取領域に対して、傾斜方向
から照射光を入射することを特徴とする。請求項１１記
載の発明に係る画像読取装置は、請求項１０記載の画像
読取装置において、前記導光板設けられた前記読取領域
直下の前記単一の絶縁性基板上に、少なくとも前記セン
サアレイの駆動回路が形成されていることを特徴とす
る。
は、請求項９記載の画像読取装置において、少なくとも
前記センサアレイ上方に設けられた導光板と、前記セン
サアレイ上方の前記導光板上に設けられた遮光膜と、前
記導光板の端部に設けられた光源とを有し、前記読取領
域は、前記遮光膜が設けられていない前記導光板上に設
けられ、前記光源が、前記読取領域に対して、傾斜方向
から照射光を入射することを特徴とする。請求項１１記
載の発明に係る画像読取装置は、請求項１０記載の画像
読取装置において、前記導光板設けられた前記読取領域
直下の前記単一の絶縁性基板上に、少なくとも前記セン
サアレイの駆動回路が形成されていることを特徴とす
る。
【００１２】請求項１２記載の発明に係る画像読取装置
は、請求項１０又は１１記載の画像読取装置において、
前記導光板は、前記トランジスタアレイに対して液晶を
介して対向配置されるフィルタ基板を構成する光透過性
絶縁性基板であることを特徴とする。請求項１３記載の
発明に係る画像読取装置は、請求項９乃至１３のいずれ
かに記載の画像読取装置において、前記単一の絶縁性基
板の下方側に面光源を備え、前記面光源を共通の光源と
して、前記センサアレイ及び前記トランジスタアレイの
双方に、照射光を照射することを特徴とする。
は、請求項１０又は１１記載の画像読取装置において、
前記導光板は、前記トランジスタアレイに対して液晶を
介して対向配置されるフィルタ基板を構成する光透過性
絶縁性基板であることを特徴とする。請求項１３記載の
発明に係る画像読取装置は、請求項９乃至１３のいずれ
かに記載の画像読取装置において、前記単一の絶縁性基
板の下方側に面光源を備え、前記面光源を共通の光源と
して、前記センサアレイ及び前記トランジスタアレイの
双方に、照射光を照射することを特徴とする。
【００１３】請求項１４記載の発明に係る画像読取装置
は、請求項９記載の画像読取装置において、少なくとも
前記センサアレイが一面側に形成された前記単一の絶縁
性基板の他面側に設けられた遮光膜と、前記単一の絶縁
性基板の端部に設けられた光源とを有し、前記読取領域
は、前記遮光膜が設けられていない前記単一の絶縁性基
板の他面側に設けられ、前記光源が、前記読取領域に対
して、傾斜方向から照射光を入射することを特徴とす
る。請求項１５記載の発明に係る画像読取装置は、請求
項１４記載の画像読取装置において、前記単一の絶縁性
基板の他面側に設けられた前記読取領域に対応する、前
記単一の絶縁性基板の一面側に、少なくとも前記センサ
アレイの駆動回路が形成されていることを特徴とする。
は、請求項９記載の画像読取装置において、少なくとも
前記センサアレイが一面側に形成された前記単一の絶縁
性基板の他面側に設けられた遮光膜と、前記単一の絶縁
性基板の端部に設けられた光源とを有し、前記読取領域
は、前記遮光膜が設けられていない前記単一の絶縁性基
板の他面側に設けられ、前記光源が、前記読取領域に対
して、傾斜方向から照射光を入射することを特徴とす
る。請求項１５記載の発明に係る画像読取装置は、請求
項１４記載の画像読取装置において、前記単一の絶縁性
基板の他面側に設けられた前記読取領域に対応する、前
記単一の絶縁性基板の一面側に、少なくとも前記センサ
アレイの駆動回路が形成されていることを特徴とする。
【００１４】請求項１６記載の発明に係る画像読取装置
の製造方法は、半導体層を挟んでソース電極とドレイン
電極とが対向して設けられ、該半導体層の上下両側に絶
縁膜を介して対向するトップゲート電極及びボトムゲー
ト電極が設けられたダブルゲート構造を有するフォトセ
ンサを具備した画像読取装置の製造方法において、単一
の絶縁性基板上に、前記フォトセンサの前記ボトムゲー
ト電極を形成するとともに、前記フォト離間して配置さ
れる薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
前記ボトムゲート及びゲート電極上に、共通の第１の絶
縁膜を形成する工程と、前記ボトムゲートに対応して、
前記第１の絶縁膜上に第１の半導体層を形成するととも
に、前記ゲート電極に対応して、前記第１の絶縁膜上に
第２の半導体層を形成する工程と、前記第１の半導体層
を挟んで対向する第１のソース電極及びドレイン電極を
形成するとともに、前記第２の半導体層を挟んで対向す
る第２のソース電極及びドレイン電極を形成する工程
と、前記第１のソース電極及びドレイン電極、並びに、
前記第２のソース電極及びドレイン電極上に、共通の第
２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜に、少
なくとも前記第２のソース電極を露出する開口部を形成
する工程と、前記第１の半導体層に対応して、前記トッ
プゲート電極を形成するとともに、前記第２の半導体層
に対応し、かつ前記開口部を介して前記第２のソース電
極に電気的に接続される画素電極を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。
の製造方法は、半導体層を挟んでソース電極とドレイン
電極とが対向して設けられ、該半導体層の上下両側に絶
縁膜を介して対向するトップゲート電極及びボトムゲー
ト電極が設けられたダブルゲート構造を有するフォトセ
ンサを具備した画像読取装置の製造方法において、単一
の絶縁性基板上に、前記フォトセンサの前記ボトムゲー
ト電極を形成するとともに、前記フォト離間して配置さ
れる薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程と、
前記ボトムゲート及びゲート電極上に、共通の第１の絶
縁膜を形成する工程と、前記ボトムゲートに対応して、
前記第１の絶縁膜上に第１の半導体層を形成するととも
に、前記ゲート電極に対応して、前記第１の絶縁膜上に
第２の半導体層を形成する工程と、前記第１の半導体層
を挟んで対向する第１のソース電極及びドレイン電極を
形成するとともに、前記第２の半導体層を挟んで対向す
る第２のソース電極及びドレイン電極を形成する工程
と、前記第１のソース電極及びドレイン電極、並びに、
前記第２のソース電極及びドレイン電極上に、共通の第
２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜に、少
なくとも前記第２のソース電極を露出する開口部を形成
する工程と、前記第１の半導体層に対応して、前記トッ
プゲート電極を形成するとともに、前記第２の半導体層
に対応し、かつ前記開口部を介して前記第２のソース電
極に電気的に接続される画素電極を形成する工程と、を
含むことを特徴とする。
【００１５】請求項１７記載の発明に係る画像読取装置
の製造方法は、請求項１６記載の画像読取装置の製造方
法において、前記トップゲート電極上を被覆し、かつ、
少なくとも前記画素電極を所定の形状に露出する第３の
絶縁膜を形成する工程と、前記露出した画素電極上に液
晶配向膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴と
する。
の製造方法は、請求項１６記載の画像読取装置の製造方
法において、前記トップゲート電極上を被覆し、かつ、
少なくとも前記画素電極を所定の形状に露出する第３の
絶縁膜を形成する工程と、前記露出した画素電極上に液
晶配向膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴と
する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る画像読取装
置の実施の形態について詳しく説明する。まず、本発明
に適用されるダブルゲート型トランジスタについて、図
面を参照して説明する。図１は、ダブルゲート型トラン
ジスタの構造を示す断面図である。図１（ａ）に示すよ
うに、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆは、ガラス基
板等の透明な絶縁性基板（以下、ガラス基板という）１
９上に形成されたボトムゲート電極２２と、ボトムゲー
ト電極２２を覆うボトムゲート絶縁膜１６と、ボトムゲ
ート絶縁膜１６上に形成された、可視光が入射されると
電子−正孔対を発生するアモルファスシリコン等の半導
体層１１と、半導体層１１の中央上方（図面上方）に形
成されたブロック絶縁膜１４と、半導体層１１の各端上
からそれぞれブロック絶縁膜１４の各端上に跨って設け
られたｎ＋シリコン層１７、１８と、ｎ＋シリコン層１
７、１８上に形成されたソース電極１２及びドレイン電
極１３と、ソース電極１２及びドレイン電極１３を覆う
等に形成されたトップゲート絶縁膜１５と、トップゲー
ト絶縁膜１５を介して形成されたトップゲート電極２１
と、を有して構成されている。
置の実施の形態について詳しく説明する。まず、本発明
に適用されるダブルゲート型トランジスタについて、図
面を参照して説明する。図１は、ダブルゲート型トラン
ジスタの構造を示す断面図である。図１（ａ）に示すよ
うに、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆは、ガラス基
板等の透明な絶縁性基板（以下、ガラス基板という）１
９上に形成されたボトムゲート電極２２と、ボトムゲー
ト電極２２を覆うボトムゲート絶縁膜１６と、ボトムゲ
ート絶縁膜１６上に形成された、可視光が入射されると
電子−正孔対を発生するアモルファスシリコン等の半導
体層１１と、半導体層１１の中央上方（図面上方）に形
成されたブロック絶縁膜１４と、半導体層１１の各端上
からそれぞれブロック絶縁膜１４の各端上に跨って設け
られたｎ＋シリコン層１７、１８と、ｎ＋シリコン層１
７、１８上に形成されたソース電極１２及びドレイン電
極１３と、ソース電極１２及びドレイン電極１３を覆う
等に形成されたトップゲート絶縁膜１５と、トップゲー
ト絶縁膜１５を介して形成されたトップゲート電極２１
と、を有して構成されている。
【００１７】なお、図１（ａ）において、トップゲート
電極２１はＩＴＯからなり、トップゲート絶縁膜１５、
ボトムゲート絶縁膜１６、及び、トップゲート電極２１
上に設けられる保護絶縁膜２０は窒化シリコンからな
り、ともに光透過性の高い（透明な）材質により構成さ
れ、一方、ボトムゲート電極２２は、Ｃｒ等の遮光性を
有する材質により構成されることにより、図面上方から
入射する照射光のみを検知する構造を有している。ま
た、ソース電極１２及びドレイン電極１３と、半導体層
１１は、たとえばｎ＋シリコン層１７及び１８を介して
オーミック接続されている。
電極２１はＩＴＯからなり、トップゲート絶縁膜１５、
ボトムゲート絶縁膜１６、及び、トップゲート電極２１
上に設けられる保護絶縁膜２０は窒化シリコンからな
り、ともに光透過性の高い（透明な）材質により構成さ
れ、一方、ボトムゲート電極２２は、Ｃｒ等の遮光性を
有する材質により構成されることにより、図面上方から
入射する照射光のみを検知する構造を有している。ま
た、ソース電極１２及びドレイン電極１３と、半導体層
１１は、たとえばｎ＋シリコン層１７及び１８を介して
オーミック接続されている。
【００１８】すなわち、ダブルゲート型トランジスタ１
０Ｆは、半導体層１１を共通のチャネル領域として、半
導体層１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、トッ
プゲート絶縁膜１５及びトップゲート電極２１により形
成される上部ＭＯＳトランジスタと、半導体層１１、ソ
ース電極１２、ドレイン電極１３、ボトムゲート絶縁膜
１６及びボトムゲート電極２２により形成される下部Ｍ
ＯＳトランジスタとからなる２つのＭＯＳトランジスタ
を組み合わせた構造が、ガラス基板等の透明な絶縁性基
板（以下、ガラス基板という）１９上に形成されてい
る。そして、このようなダブルゲート型トランジスタ１
０Ｆは、一般に、図１（ｂ）に示すような等価回路によ
り表される。ここで、ＴＧはトップゲート端子、ＢＧは
ボトムゲート端子、Ｓはソース端子、Ｄはドレイン端子
である。
０Ｆは、半導体層１１を共通のチャネル領域として、半
導体層１１、ソース電極１２、ドレイン電極１３、トッ
プゲート絶縁膜１５及びトップゲート電極２１により形
成される上部ＭＯＳトランジスタと、半導体層１１、ソ
ース電極１２、ドレイン電極１３、ボトムゲート絶縁膜
１６及びボトムゲート電極２２により形成される下部Ｍ
ＯＳトランジスタとからなる２つのＭＯＳトランジスタ
を組み合わせた構造が、ガラス基板等の透明な絶縁性基
板（以下、ガラス基板という）１９上に形成されてい
る。そして、このようなダブルゲート型トランジスタ１
０Ｆは、一般に、図１（ｂ）に示すような等価回路によ
り表される。ここで、ＴＧはトップゲート端子、ＢＧは
ボトムゲート端子、Ｓはソース端子、Ｄはドレイン端子
である。
【００１９】次に、上述したダブルゲート型トランジス
タを２次元配列して構成されるフォトセンサシステムに
ついて、図面を参照して簡単に説明する。図２は、ダブ
ルゲート型トランジスタを２次元配列して構成されるフ
ォトセンサシステムの概略構成図である。図２に示すよ
うに、フォトセンサシステムは、大別して、多数のダブ
ルゲート型トランジスタ１０Ｆをマトリクス状に配列し
たフォトセンサアレイ１００Ｆと、各ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆのトップゲート端子ＴＧ及びボトムゲ
ート端子ＢＧを各々行方向に接続したトップゲートライ
ン１０１及びボトムゲートライン１０２と、トップゲー
トライン１０１及びボトムゲートライン１０２に各々接
続されたトップゲートドライバ１１１及びボトムゲート
ドライバ１１２と、各ダブルゲート型トランジスタのド
レイン端子Ｄを列方向に接続したデータライン１０３
と、データライン１０３に接続されたコラムスイッチ１
１３と、を有して構成される。ここで、φｔｇ及びφｂ
ｇは、それぞれ後述するリセットパルスφＴn、及び、
読み出しパルスφＢnを生成するための基準電圧、φpg
は、プリチャージ電圧Ｖpgを印加するタイミングを制御
するプリチャージ信号である。
タを２次元配列して構成されるフォトセンサシステムに
ついて、図面を参照して簡単に説明する。図２は、ダブ
ルゲート型トランジスタを２次元配列して構成されるフ
ォトセンサシステムの概略構成図である。図２に示すよ
うに、フォトセンサシステムは、大別して、多数のダブ
ルゲート型トランジスタ１０Ｆをマトリクス状に配列し
たフォトセンサアレイ１００Ｆと、各ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆのトップゲート端子ＴＧ及びボトムゲ
ート端子ＢＧを各々行方向に接続したトップゲートライ
ン１０１及びボトムゲートライン１０２と、トップゲー
トライン１０１及びボトムゲートライン１０２に各々接
続されたトップゲートドライバ１１１及びボトムゲート
ドライバ１１２と、各ダブルゲート型トランジスタのド
レイン端子Ｄを列方向に接続したデータライン１０３
と、データライン１０３に接続されたコラムスイッチ１
１３と、を有して構成される。ここで、φｔｇ及びφｂ
ｇは、それぞれ後述するリセットパルスφＴn、及び、
読み出しパルスφＢnを生成するための基準電圧、φpg
は、プリチャージ電圧Ｖpgを印加するタイミングを制御
するプリチャージ信号である。
【００２０】このような構成において、トップゲートド
ライバ１１１からトップゲート端子ＴＧに電圧を印加す
ることによりフォトセンス機能が実現され、ボトムゲー
トドライバ１１２からボトムゲート端子ＢＧに電圧を印
加し、データライン１０３を介して検出信号をコラムス
イッチ１１３に取り込んでシリアルデータとして出力
（Ｖout）することにより選択読み出し機能が実現され
る。
ライバ１１１からトップゲート端子ＴＧに電圧を印加す
ることによりフォトセンス機能が実現され、ボトムゲー
トドライバ１１２からボトムゲート端子ＢＧに電圧を印
加し、データライン１０３を介して検出信号をコラムス
イッチ１１３に取り込んでシリアルデータとして出力
（Ｖout）することにより選択読み出し機能が実現され
る。
【００２１】次に、上述したフォトセンサシステムの駆
動制御方法について、図面を参照して説明する。図３
は、フォトセンサシステムの駆動制御方法を示すタイミ
ングチャートである。図３に示すように、まず、リセッ
ト動作においては、ｎ番目の行のトップゲートライン１
０１にパルス電圧（リセットパルス；例えばＶtg＝＋１
５ＶのＨレベル）φＴnを印加して、各ダブルゲート型
トランジスタ１０Ｆの半導体層に蓄積されている電荷
（正孔）を放出する（リセット期間Ｔreset）。次い
で、光（キャリヤ）蓄積動作においては、トップゲート
ライン１０１にＬレベル（例えばＶtg＝−１５Ｖ）のバ
イアス電圧φＴnを印加することにより、リセット動作
を終了し、光蓄積動作によるキャリヤ蓄積期間Ｔaがス
タートする。キャリヤ蓄積期間Ｔaにおいては、トップ
ゲート電極側から入射した光量に応じてチャネル領域に
電荷（正孔）が蓄積される。
動制御方法について、図面を参照して説明する。図３
は、フォトセンサシステムの駆動制御方法を示すタイミ
ングチャートである。図３に示すように、まず、リセッ
ト動作においては、ｎ番目の行のトップゲートライン１
０１にパルス電圧（リセットパルス；例えばＶtg＝＋１
５ＶのＨレベル）φＴnを印加して、各ダブルゲート型
トランジスタ１０Ｆの半導体層に蓄積されている電荷
（正孔）を放出する（リセット期間Ｔreset）。次い
で、光（キャリヤ）蓄積動作においては、トップゲート
ライン１０１にＬレベル（例えばＶtg＝−１５Ｖ）のバ
イアス電圧φＴnを印加することにより、リセット動作
を終了し、光蓄積動作によるキャリヤ蓄積期間Ｔaがス
タートする。キャリヤ蓄積期間Ｔaにおいては、トップ
ゲート電極側から入射した光量に応じてチャネル領域に
電荷（正孔）が蓄積される。
【００２２】そして、プリチャージ動作においては、キ
ャリヤ蓄積期間Ｔaに並行して、データライン１０３に
所定の電圧（プリチャージ電圧）Ｖpgを印加し、ドレイ
ン電極１３に電荷を保持させる（プリチャージ期間Ｔpr
ch）。次いで、読み出し動作においては、プリチャージ
期間Ｔprchを経過した後、ボトムゲートライン１０２に
Ｈレベル（例えばＶbg＝＋１０Ｖ）のバイアス電圧（読
み出し選択信号；以下、読み出しパルスという）φＢn
を印加することにより、ダブルゲート型トランジスタ１
０ＦをＯＮ状態にする（読み出し期間Ｔread）。ここ
で、読み出し期間Ｔreadにおいては、チャネル領域に蓄
積された電荷（正孔）が、ボトムゲートＢＧの正電圧Ｖ
bgを妨げるトップゲートＴＧの負電圧Ｖtgよる半導体層
１１への電界を緩和させる方向に働くため、電荷（正
孔）の蓄積量に応じてｎチャネルが形成されてドレイン
電流が流れる。このためデータライン１０３の電圧ＶＤ
が、プリチャージ電圧Ｖpgから電荷（正孔）の蓄積量に
応じて低下する傾向を示す。
ャリヤ蓄積期間Ｔaに並行して、データライン１０３に
所定の電圧（プリチャージ電圧）Ｖpgを印加し、ドレイ
ン電極１３に電荷を保持させる（プリチャージ期間Ｔpr
ch）。次いで、読み出し動作においては、プリチャージ
期間Ｔprchを経過した後、ボトムゲートライン１０２に
Ｈレベル（例えばＶbg＝＋１０Ｖ）のバイアス電圧（読
み出し選択信号；以下、読み出しパルスという）φＢn
を印加することにより、ダブルゲート型トランジスタ１
０ＦをＯＮ状態にする（読み出し期間Ｔread）。ここ
で、読み出し期間Ｔreadにおいては、チャネル領域に蓄
積された電荷（正孔）が、ボトムゲートＢＧの正電圧Ｖ
bgを妨げるトップゲートＴＧの負電圧Ｖtgよる半導体層
１１への電界を緩和させる方向に働くため、電荷（正
孔）の蓄積量に応じてｎチャネルが形成されてドレイン
電流が流れる。このためデータライン１０３の電圧ＶＤ
が、プリチャージ電圧Ｖpgから電荷（正孔）の蓄積量に
応じて低下する傾向を示す。
【００２３】すなわち、キャリヤ蓄積期間Ｔaにおける
光蓄積状態が暗状態で、チャネル領域に正孔が蓄積（捕
獲）されていない場合には、トップゲートＴＧに負バイ
アスをかけることによって、ボトムゲートＢＧの正バイ
アスが打ち消され、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆ
はＯＦＦ状態となり、ドレイン電圧、すなわち、データ
ライン１０３の電圧ＶＤが、略そのまま保持されること
になる。一方、光蓄積状態が明状態の場合には、チャネ
ル領域に入射光量に応じた正孔が捕獲されているため、
トップゲートＴＧの負バイアスを打ち消すように作用
し、この打ち消された分だけボトムゲートＢＧの正バイ
アスによって、ダブルゲート型トランジスタ１０ＦはＯ
Ｎ状態となる。そして、この入射光量に応じたＯＮ抵抗
に従って、データライン１０３の電圧ＶＤは、低下する
ことになる。
光蓄積状態が暗状態で、チャネル領域に正孔が蓄積（捕
獲）されていない場合には、トップゲートＴＧに負バイ
アスをかけることによって、ボトムゲートＢＧの正バイ
アスが打ち消され、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆ
はＯＦＦ状態となり、ドレイン電圧、すなわち、データ
ライン１０３の電圧ＶＤが、略そのまま保持されること
になる。一方、光蓄積状態が明状態の場合には、チャネ
ル領域に入射光量に応じた正孔が捕獲されているため、
トップゲートＴＧの負バイアスを打ち消すように作用
し、この打ち消された分だけボトムゲートＢＧの正バイ
アスによって、ダブルゲート型トランジスタ１０ＦはＯ
Ｎ状態となる。そして、この入射光量に応じたＯＮ抵抗
に従って、データライン１０３の電圧ＶＤは、低下する
ことになる。
【００２４】したがって、データライン１０３の電圧Ｖ
Ｄの変化傾向は、トップゲートＴＧへのリセットパルス
φＴnの印加によるリセット動作の終了時点から、ボト
ムゲートＢＧに読み出しパルスφＢnが印加されるまで
の時間（キャリヤ蓄積期間Ｔa）に、受光した光量に深
く関連し、蓄積された電荷が少ない場合には緩やかに低
下する傾向を示し、また、蓄積された電荷が多い場合に
は急峻に低下する傾向を示す。そのため、読み出し期間
Ｔreadがスタートして、所定の時間経過後のデータライ
ン１０３の電圧ＶＤを検出することにより、あるいは、
所定のしきい値電圧を基準にして、その電圧に至るまで
の時間を検出することにより、照射光の光量が換算され
る。上述した一連の駆動制御を１サイクルとして、ｎ＋
１番目の行のダブルゲート型トランジスタ１０Ｆにも同
等の処理手順を繰り返すことにより、ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆを２次元のセンサシステムとして動作
させることができる。
Ｄの変化傾向は、トップゲートＴＧへのリセットパルス
φＴnの印加によるリセット動作の終了時点から、ボト
ムゲートＢＧに読み出しパルスφＢnが印加されるまで
の時間（キャリヤ蓄積期間Ｔa）に、受光した光量に深
く関連し、蓄積された電荷が少ない場合には緩やかに低
下する傾向を示し、また、蓄積された電荷が多い場合に
は急峻に低下する傾向を示す。そのため、読み出し期間
Ｔreadがスタートして、所定の時間経過後のデータライ
ン１０３の電圧ＶＤを検出することにより、あるいは、
所定のしきい値電圧を基準にして、その電圧に至るまで
の時間を検出することにより、照射光の光量が換算され
る。上述した一連の駆動制御を１サイクルとして、ｎ＋
１番目の行のダブルゲート型トランジスタ１０Ｆにも同
等の処理手順を繰り返すことにより、ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆを２次元のセンサシステムとして動作
させることができる。
【００２５】図４は、上述したようなフォトセンサシス
テムを適用した２次元画像読取装置の要部断面図であ
る。２次元画像読取装置においては、図４に示すよう
に、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆのガラス基板１
９下方側に設けられた面光源３０から照射光Ｒ１を入射
させ、この照射光Ｒ１がダブルゲート型トランジスタ１
０Ｆの形成領域を除く、透明な絶縁性基板１９と絶縁膜
１５、１６、２０を透過して、保護絶縁膜２０上の被写
体（指）４０に照射される。そして、被写体４０の画像
パターン（あるいは、凹凸パターン）によって決まる反
射率に応じた反射光Ｒ２が、透明な絶縁膜２０、１５、
１４及びトップゲート電極２１を透過して半導体層１１
に入射することにより、被写体４０の画像パターンに対
応したキャリヤが蓄積され、上述した一連の駆動制御方
法にしたがって、被写体４０の画像パターンを明暗情報
として読み取ることができる。
テムを適用した２次元画像読取装置の要部断面図であ
る。２次元画像読取装置においては、図４に示すよう
に、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆのガラス基板１
９下方側に設けられた面光源３０から照射光Ｒ１を入射
させ、この照射光Ｒ１がダブルゲート型トランジスタ１
０Ｆの形成領域を除く、透明な絶縁性基板１９と絶縁膜
１５、１６、２０を透過して、保護絶縁膜２０上の被写
体（指）４０に照射される。そして、被写体４０の画像
パターン（あるいは、凹凸パターン）によって決まる反
射率に応じた反射光Ｒ２が、透明な絶縁膜２０、１５、
１４及びトップゲート電極２１を透過して半導体層１１
に入射することにより、被写体４０の画像パターンに対
応したキャリヤが蓄積され、上述した一連の駆動制御方
法にしたがって、被写体４０の画像パターンを明暗情報
として読み取ることができる。
【００２６】次に、本発明に係る２次元画像読取装置の
実施形態について、図面を参照して説明する。 ＜第１の実施形態＞図５は、本発明に係る２次元画像読
取装置の第１の実施形態を示す要部断面図である。ここ
で、上述したダブルゲート型トランジスタと同等の構成
については、同一の符号を付して説明する。図５に示す
ように、本実施形態に係る２次元画像読取装置は、フォ
トセンサアレイ１００Ｆを構成するダブルゲート型トラ
ンジスタ（群）１０Ｆと、液晶表示装置のスイッチング
素子に適用されるトランジスタアレイ（以下、ＴＦＴア
レイという）１００Ｌを構成する薄膜トランジスタ
（群）１０Ｌが、単一のガラス基板（本発明における単
一のガラス基板を構成する）１９上に設けられた構成を
有している。なお、図５では、説明の簡略化のため、ダ
ブルゲート型トランジスタ１０Ｆ及び薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴと略記する）１０Ｌを各１個のみ図示
し、また、装置外部に引き出す配線や電極構造について
は図示を省略した。
実施形態について、図面を参照して説明する。 ＜第１の実施形態＞図５は、本発明に係る２次元画像読
取装置の第１の実施形態を示す要部断面図である。ここ
で、上述したダブルゲート型トランジスタと同等の構成
については、同一の符号を付して説明する。図５に示す
ように、本実施形態に係る２次元画像読取装置は、フォ
トセンサアレイ１００Ｆを構成するダブルゲート型トラ
ンジスタ（群）１０Ｆと、液晶表示装置のスイッチング
素子に適用されるトランジスタアレイ（以下、ＴＦＴア
レイという）１００Ｌを構成する薄膜トランジスタ
（群）１０Ｌが、単一のガラス基板（本発明における単
一のガラス基板を構成する）１９上に設けられた構成を
有している。なお、図５では、説明の簡略化のため、ダ
ブルゲート型トランジスタ１０Ｆ及び薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴと略記する）１０Ｌを各１個のみ図示
し、また、装置外部に引き出す配線や電極構造について
は図示を省略した。
【００２７】ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆは、半
導体層１１ａ及びブロック層（絶縁膜）１４ａを挟み、
対向して形成されたソース電極１２ａ及びドレイン電極
１３ａと、半導体層１１ａとソース電極１２ａ及びドレ
イン電極１３ａ各々とのオーミック接続を実現するため
のｎ+シリコン層１７ａ、１８ａと、半導体層１１ａの
上方に絶縁膜（トップゲート絶縁膜としての機能を有す
る）１５を介して設けられたトップゲート電極２１ａ
と、半導体層１１ａの下方に絶縁膜（ボトムゲート絶縁
膜としての機能を有する）１６を介して設けられたボト
ムゲート電極２２ａと、トップゲート電極２１ａの上方
に設けられた絶縁膜（保護絶縁膜としての機能を有す
る）２０ａと、を有して構成されている。
導体層１１ａ及びブロック層（絶縁膜）１４ａを挟み、
対向して形成されたソース電極１２ａ及びドレイン電極
１３ａと、半導体層１１ａとソース電極１２ａ及びドレ
イン電極１３ａ各々とのオーミック接続を実現するため
のｎ+シリコン層１７ａ、１８ａと、半導体層１１ａの
上方に絶縁膜（トップゲート絶縁膜としての機能を有す
る）１５を介して設けられたトップゲート電極２１ａ
と、半導体層１１ａの下方に絶縁膜（ボトムゲート絶縁
膜としての機能を有する）１６を介して設けられたボト
ムゲート電極２２ａと、トップゲート電極２１ａの上方
に設けられた絶縁膜（保護絶縁膜としての機能を有す
る）２０ａと、を有して構成されている。
【００２８】ここで、ボトムゲート電極２２ａ、ソース
−ドレイン電極１２ａ、１３ａは、Ｃｒ等の遮光性を有
する金属薄膜により形成され、絶縁膜１４ａ、１５、１
６、２０ａは、各々窒化シリコンや酸化シリコン等の光
透過性を有する透明な絶縁膜により形成されている。ま
た、トップゲート電極２１ａは、ＩＴＯ（Indium TinOx
ide：酸化インジウムスズ）等の透明な導電性材料によ
り形成されている。そして、このようなダブルゲート型
トランジスタ１０Ｆを、ガラス基板１９上にマトリクス
状に配置形成することにより、フォトセンサアレイ１０
０Ｆが構成されている。
−ドレイン電極１２ａ、１３ａは、Ｃｒ等の遮光性を有
する金属薄膜により形成され、絶縁膜１４ａ、１５、１
６、２０ａは、各々窒化シリコンや酸化シリコン等の光
透過性を有する透明な絶縁膜により形成されている。ま
た、トップゲート電極２１ａは、ＩＴＯ（Indium TinOx
ide：酸化インジウムスズ）等の透明な導電性材料によ
り形成されている。そして、このようなダブルゲート型
トランジスタ１０Ｆを、ガラス基板１９上にマトリクス
状に配置形成することにより、フォトセンサアレイ１０
０Ｆが構成されている。
【００２９】一方、ＴＦＴ１０Ｌは、チャネル領域を形
成する半導体層１１ｂ及びブロック層（絶縁膜）１４ｂ
を挟み、対向して形成されたソース電極１２ｂ及びドレ
イン電極１３ｂと、半導体層１１ｂとソース電極１２ｂ
及びドレイン電極１３ｂとのオーミック接続を実現する
ためのｎ+シリコン層１７ｂ、１８ｂと、半導体層１１
ｂの上方に絶縁膜１５を介し、かつ、ソース電極１２ｂ
に接続されて設けられた画素電極２１ｂと、半導体層１
１ｂの下方に絶縁膜（ゲート絶縁膜としての機能を有す
る）１６を介して設けられたゲート電極２２ｂと、画素
電極２１ｂの上方に設けられ、画素電極２１ｂを所定の
露出パターンで被覆する絶縁膜２０ａと、少なくとも露
出した画素電極２１ｂ上に設けられた配向膜２０ｂと、
を有して構成されている。
成する半導体層１１ｂ及びブロック層（絶縁膜）１４ｂ
を挟み、対向して形成されたソース電極１２ｂ及びドレ
イン電極１３ｂと、半導体層１１ｂとソース電極１２ｂ
及びドレイン電極１３ｂとのオーミック接続を実現する
ためのｎ+シリコン層１７ｂ、１８ｂと、半導体層１１
ｂの上方に絶縁膜１５を介し、かつ、ソース電極１２ｂ
に接続されて設けられた画素電極２１ｂと、半導体層１
１ｂの下方に絶縁膜（ゲート絶縁膜としての機能を有す
る）１６を介して設けられたゲート電極２２ｂと、画素
電極２１ｂの上方に設けられ、画素電極２１ｂを所定の
露出パターンで被覆する絶縁膜２０ａと、少なくとも露
出した画素電極２１ｂ上に設けられた配向膜２０ｂと、
を有して構成されている。
【００３０】ここで、ゲート電極２２ｂ、ソース−ドレ
イン電極１２ｂ、１３ｂは、金属薄膜により形成され、
また、絶縁膜１４ｂ、１５、１６、２０ａは、上述した
ように、窒化シリコンや酸化シリコン等により形成さ
れ、配向膜２０ｂは、ポリイミド等の樹脂材料により形
成され、さらに、画素電極２１ｂは、ＩＴＯ等の透明な
導電性材料により形成されている。そして、上述したＴ
ＦＴ１０Ｌを、ガラス基板１９上にマトリクス状に配置
形成することにより、ＴＦＴアレイ１００Ｌが構成され
ている。
イン電極１２ｂ、１３ｂは、金属薄膜により形成され、
また、絶縁膜１４ｂ、１５、１６、２０ａは、上述した
ように、窒化シリコンや酸化シリコン等により形成さ
れ、配向膜２０ｂは、ポリイミド等の樹脂材料により形
成され、さらに、画素電極２１ｂは、ＩＴＯ等の透明な
導電性材料により形成されている。そして、上述したＴ
ＦＴ１０Ｌを、ガラス基板１９上にマトリクス状に配置
形成することにより、ＴＦＴアレイ１００Ｌが構成され
ている。
【００３１】次に、上述したような構成を有する２次元
画像読取装置の製造方法について、図面を参照して説明
する。図６は、本実施形態に係る２次元画像読取装置の
製造方法を示すプロセス断面図である。まず、図６
（ａ）に示すように、ガラス基板１９上にＡｌ（アルミ
ニウム）合金やＴａ（タンタル）等の、遮光性を有する
金属膜をスパッタリングまたは蒸着により形成し、所定
の電極形状にパターニングして、ダブルゲート型トラン
ジスタ１０Ｆのボトムゲート電極２２ａ、及び、ＴＦＴ
１０Ｌのゲート電極２２ｂを同一工程で同時に形成す
る。
画像読取装置の製造方法について、図面を参照して説明
する。図６は、本実施形態に係る２次元画像読取装置の
製造方法を示すプロセス断面図である。まず、図６
（ａ）に示すように、ガラス基板１９上にＡｌ（アルミ
ニウム）合金やＴａ（タンタル）等の、遮光性を有する
金属膜をスパッタリングまたは蒸着により形成し、所定
の電極形状にパターニングして、ダブルゲート型トラン
ジスタ１０Ｆのボトムゲート電極２２ａ、及び、ＴＦＴ
１０Ｌのゲート電極２２ｂを同一工程で同時に形成す
る。
【００３２】次いで、図６（ｂ）に示すように、ボトム
ゲート電極２２ａ及びゲート電極２２ｂ上に、該Ａｌ合
金やＴａ等の金属酸化膜、あるいは、ＣＶＤシリコン窒
化膜等の単層、あるいは、複数層から構成される絶縁膜
１６を形成する。この絶縁膜１６は、ダブルゲート型ト
ランジスタのボトムゲート絶縁膜、及び、ＴＦＴのゲー
ト絶縁膜として機能するものであり、後述する半導体層
１１ａ、１１ｂとの界面状態により、ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆ及びＴＦＴ１０Ｌの特性に影響を及ぼ
すため、膜質の向上が不可欠である。そのため、絶縁膜
の欠陥を低減する目的で、異種の絶縁膜を積層したり、
洗浄工程を追加することが行われる。また、後述する半
導体層１１ａ、１１ｂの形成工程と連続的に行われる。
ゲート電極２２ａ及びゲート電極２２ｂ上に、該Ａｌ合
金やＴａ等の金属酸化膜、あるいは、ＣＶＤシリコン窒
化膜等の単層、あるいは、複数層から構成される絶縁膜
１６を形成する。この絶縁膜１６は、ダブルゲート型ト
ランジスタのボトムゲート絶縁膜、及び、ＴＦＴのゲー
ト絶縁膜として機能するものであり、後述する半導体層
１１ａ、１１ｂとの界面状態により、ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆ及びＴＦＴ１０Ｌの特性に影響を及ぼ
すため、膜質の向上が不可欠である。そのため、絶縁膜
の欠陥を低減する目的で、異種の絶縁膜を積層したり、
洗浄工程を追加することが行われる。また、後述する半
導体層１１ａ、１１ｂの形成工程と連続的に行われる。
【００３３】次いで、図６（ｃ）に示すように、ボトム
ゲート電極２２ａ及びゲート電極２２ｂの形成位置に対
応する絶縁膜１６上にＣＶＤ法により、アモルファスシ
リコンやポリシリコン等の半導体層１１ａ、１１ｂを蒸
着形成する。ここで、半導体層１１ａ、１１ｂに適用さ
れる材質としては、ＴＦＴにおいてチャネル領域の形成
層として用いられる半導体層であればよい。さらに、半
導体層１１ａ、１１ｂを後工程におけるダメージから保
護するためのブロック層１４ａ、１４ｂを作成する。上
述したように、半導体層１１ａ、１１ｂに接する絶縁膜
は、その界面状態により、ダブルゲート型トランジスタ
１０Ｆ及びＴＦＴ１０Ｌの特性を左右するため、半導体
層１１ａ、１１ｂとブロック層１４ａ、１４ｂは、真空
中で連続成膜することにより、汚れがつかないようにす
ることが望ましい。
ゲート電極２２ａ及びゲート電極２２ｂの形成位置に対
応する絶縁膜１６上にＣＶＤ法により、アモルファスシ
リコンやポリシリコン等の半導体層１１ａ、１１ｂを蒸
着形成する。ここで、半導体層１１ａ、１１ｂに適用さ
れる材質としては、ＴＦＴにおいてチャネル領域の形成
層として用いられる半導体層であればよい。さらに、半
導体層１１ａ、１１ｂを後工程におけるダメージから保
護するためのブロック層１４ａ、１４ｂを作成する。上
述したように、半導体層１１ａ、１１ｂに接する絶縁膜
は、その界面状態により、ダブルゲート型トランジスタ
１０Ｆ及びＴＦＴ１０Ｌの特性を左右するため、半導体
層１１ａ、１１ｂとブロック層１４ａ、１４ｂは、真空
中で連続成膜することにより、汚れがつかないようにす
ることが望ましい。
【００３４】次いで、図６（ｄ）に示すように、半導体
層１１ａ、１１ｂ及びブロック層１４ａ、１４ｂ上に、
ｎ+シリコン層１７Ａ、１７Ｂを形成する。これは、ブ
ロック層１４ａ、１４ｂ上にｎ+シリコン膜を成膜する
方法によってもよいし、半導体層１１ａ、１１ｂにリン
などをドーピングして形成するものであってもよい。こ
のｎ+シリコン層１７Ａ、１７Ｂ（後述する１７ａ、１
７ｂ、１８ａ、１８ｂ）は、後述するソース電極１２
ａ、１２ｂ及びドレイン電極１３ａ、１３ｂと、半導体
層１１ａ、１１ｂとの電気的接続（オーミック接続）を
良好にし、逆電界におけるリーク電流を防止する目的で
形成される。
層１１ａ、１１ｂ及びブロック層１４ａ、１４ｂ上に、
ｎ+シリコン層１７Ａ、１７Ｂを形成する。これは、ブ
ロック層１４ａ、１４ｂ上にｎ+シリコン膜を成膜する
方法によってもよいし、半導体層１１ａ、１１ｂにリン
などをドーピングして形成するものであってもよい。こ
のｎ+シリコン層１７Ａ、１７Ｂ（後述する１７ａ、１
７ｂ、１８ａ、１８ｂ）は、後述するソース電極１２
ａ、１２ｂ及びドレイン電極１３ａ、１３ｂと、半導体
層１１ａ、１１ｂとの電気的接続（オーミック接続）を
良好にし、逆電界におけるリーク電流を防止する目的で
形成される。
【００３５】次いで、図６（ｅ）に示すように、ｎ+シ
リコン層１７Ａ、１７Ｂ上に、Ａｌ合金やＴａ等の金属
膜をスパッタリングまたは蒸着により形成し、ｎ+シリ
コン層１７Ａ、１７Ｂとともに、所定の電極形状にパタ
ーニングして、ダブルゲート型トランジスタのソース電
極１２ａ及びドレイン電極１３ａと、ＴＦＴのソース電
極１２ｂ及びドレイン電極１３ｂと、ｎ+シリコン層１
７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂを同一工程で形成する。
そして、図６（ｆ）に示すように、全面にＣＶＤシリコ
ン窒化膜やシリコン酸化膜等の、透明な絶縁膜１５を形
成した後、ＩＴＯ等の透明導電膜を蒸着により形成し、
所定形状にパターニングして、ダブルゲート型トランジ
スタのトップゲート電極２１ａ、及び、ＴＦＴの画素電
極２１ｂを同一工程で形成する。このとき、画素電極２
１ｂは、ソース電極１２ｂ上の絶縁膜１５に形成された
開口部１５ｈを介して、ソース電極１２ｂと電気的に接
続するように形成する。なお、図示を省略したが、ダブ
ルゲート型トランジスタ１０Ｆにおいても、ソース電極
１２ａ及びドレイン電極１３ａに信号を入力するための
端子部分の絶縁膜１５に、同様の開口部が形成される。
リコン層１７Ａ、１７Ｂ上に、Ａｌ合金やＴａ等の金属
膜をスパッタリングまたは蒸着により形成し、ｎ+シリ
コン層１７Ａ、１７Ｂとともに、所定の電極形状にパタ
ーニングして、ダブルゲート型トランジスタのソース電
極１２ａ及びドレイン電極１３ａと、ＴＦＴのソース電
極１２ｂ及びドレイン電極１３ｂと、ｎ+シリコン層１
７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂを同一工程で形成する。
そして、図６（ｆ）に示すように、全面にＣＶＤシリコ
ン窒化膜やシリコン酸化膜等の、透明な絶縁膜１５を形
成した後、ＩＴＯ等の透明導電膜を蒸着により形成し、
所定形状にパターニングして、ダブルゲート型トランジ
スタのトップゲート電極２１ａ、及び、ＴＦＴの画素電
極２１ｂを同一工程で形成する。このとき、画素電極２
１ｂは、ソース電極１２ｂ上の絶縁膜１５に形成された
開口部１５ｈを介して、ソース電極１２ｂと電気的に接
続するように形成する。なお、図示を省略したが、ダブ
ルゲート型トランジスタ１０Ｆにおいても、ソース電極
１２ａ及びドレイン電極１３ａに信号を入力するための
端子部分の絶縁膜１５に、同様の開口部が形成される。
【００３６】その後、図５に示したように、ＣＶＤシリ
コン窒化膜等の透明な絶縁膜２０ａをオーバーコート膜
（保護絶縁膜）として形成した後、フォトセンサアレイ
１００Ｆにおける電極引き出し部（図示を省略）や、Ｔ
ＦＴアレイ１００Ｌにおける画素電極２１ｂを露出する
ように開口部を形成し、少なくとも露出した画素電極２
１ｂ上にポリイミド等の配向膜２０ｂを形成することに
より、単一のガラス基板１９上にフォトセンサアレイ１
００ＦとＴＦＴアレイ１００Ｌが併設された２次元画像
読取装置が完成する。
コン窒化膜等の透明な絶縁膜２０ａをオーバーコート膜
（保護絶縁膜）として形成した後、フォトセンサアレイ
１００Ｆにおける電極引き出し部（図示を省略）や、Ｔ
ＦＴアレイ１００Ｌにおける画素電極２１ｂを露出する
ように開口部を形成し、少なくとも露出した画素電極２
１ｂ上にポリイミド等の配向膜２０ｂを形成することに
より、単一のガラス基板１９上にフォトセンサアレイ１
００ＦとＴＦＴアレイ１００Ｌが併設された２次元画像
読取装置が完成する。
【００３７】このような構成及び製造方法を有する２次
元画像読取装置によれば、単一のガラス基板１９上にフ
ォトセンサアレイ１００ＦとＴＦＴアレイ１００Ｌを、
同一の工程で、同時に形成することができ、フォトセン
サアレイ１００Ｆを指紋読取装置に、また、ＴＦＴアレ
イ１００Ｌを液晶表示装置として適用することができ
る。特に、上記製造方法は、ガラス基板１９にＴＦＴア
レイ１００Ｌを形成する際に施される、アクティブマト
リクス方式の液晶表示装置の製造プロセスをそのまま適
用することができる。したがって、フォトセンサアレイ
及びＴＦＴアレイを、同一の生産設備による同一の製造
プロセスを経て、単一のモジュール部品として製造する
ことができ、機器の小型軽量化、及び、製造コストの大
幅な削減を図ることができる。
元画像読取装置によれば、単一のガラス基板１９上にフ
ォトセンサアレイ１００ＦとＴＦＴアレイ１００Ｌを、
同一の工程で、同時に形成することができ、フォトセン
サアレイ１００Ｆを指紋読取装置に、また、ＴＦＴアレ
イ１００Ｌを液晶表示装置として適用することができ
る。特に、上記製造方法は、ガラス基板１９にＴＦＴア
レイ１００Ｌを形成する際に施される、アクティブマト
リクス方式の液晶表示装置の製造プロセスをそのまま適
用することができる。したがって、フォトセンサアレイ
及びＴＦＴアレイを、同一の生産設備による同一の製造
プロセスを経て、単一のモジュール部品として製造する
ことができ、機器の小型軽量化、及び、製造コストの大
幅な削減を図ることができる。
【００３８】次に、上述した構成及び製造方法を有する
２次元画像読取装置を、表示装置を備えた指紋読取装置
（あるいは、指紋読取装置を備えた表示装置）に適用し
た場合の実施例について、図面を参照して説明する。図
７は、表示装置が併設された指紋読取装置の一実施例を
示す概略構成図であり、図８は、指紋読取状態を説明す
る概略図である。なお、図８においては、説明の都合
上、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆの構成を簡略化
して示す。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、指紋読取
装置は、単一のガラス基板１９上に、指紋読取部１１０
を構成するフォトセンサアレイ１００Ｆと、液晶表示部
１４０を構成するＴＦＴアレイ１００Ｌが形成されてい
る。
２次元画像読取装置を、表示装置を備えた指紋読取装置
（あるいは、指紋読取装置を備えた表示装置）に適用し
た場合の実施例について、図面を参照して説明する。図
７は、表示装置が併設された指紋読取装置の一実施例を
示す概略構成図であり、図８は、指紋読取状態を説明す
る概略図である。なお、図８においては、説明の都合
上、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆの構成を簡略化
して示す。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、指紋読取
装置は、単一のガラス基板１９上に、指紋読取部１１０
を構成するフォトセンサアレイ１００Ｆと、液晶表示部
１４０を構成するＴＦＴアレイ１００Ｌが形成されてい
る。
【００３９】指紋読取部１１０は、上述したフォトセン
サアレイ１００Ｆと、フォトセンサアレイ１００Ｆの直
上に設けられ、読取対象物である指が接触する指紋読取
面（本発明における読取面を構成する）１２３と、を有
し、その周辺には、指紋読取部１１０を駆動するための
駆動回路（トップアドレスドライバ、ローアドレスドラ
イバを含む）１２１ａ、１２１ｂが設けられている。液
晶表示部１４０は、上述したＴＦＴアレイ１００Ｌと、
周知のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置と同様
に、ＴＦＴアレイ１００Ｌに対向して設けられたフィル
タ基板１３０と、ＴＦＴアレイ１００Ｌ及びフィルタ基
板１３０間に封止された液晶１３７と、を有し、その周
辺には、液晶表示部１４０を駆動するための、データド
ライバ、走査ドライバ等の周辺回路１４１ａ〜１４１ｃ
が設けられている。
サアレイ１００Ｆと、フォトセンサアレイ１００Ｆの直
上に設けられ、読取対象物である指が接触する指紋読取
面（本発明における読取面を構成する）１２３と、を有
し、その周辺には、指紋読取部１１０を駆動するための
駆動回路（トップアドレスドライバ、ローアドレスドラ
イバを含む）１２１ａ、１２１ｂが設けられている。液
晶表示部１４０は、上述したＴＦＴアレイ１００Ｌと、
周知のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置と同様
に、ＴＦＴアレイ１００Ｌに対向して設けられたフィル
タ基板１３０と、ＴＦＴアレイ１００Ｌ及びフィルタ基
板１３０間に封止された液晶１３７と、を有し、その周
辺には、液晶表示部１４０を駆動するための、データド
ライバ、走査ドライバ等の周辺回路１４１ａ〜１４１ｃ
が設けられている。
【００４０】フィルタ基板１３０は、図７（ｂ）に示す
ように、ガラス基板１３１の一面側（ＴＦＴアレイ１０
０Ｌ側）に、ＲＧＢの各画素に対応したカラーフィルタ
１３２と、カラーフィルタ１３２間に形成されたブラッ
クマスク１３３と、カラーフィルタ１３２上の全面に、
絶縁膜１３９を介して形成されたＩＴＯからなる共通電
極１３４と、共通電極１３４上の全面に形成された配向
膜１３５と、を有し、また、ガラス基板１３１の他面側
に形成された直線偏光板１３６と、を有して構成されて
いる。さらに、ガラス基板１９の背面（図面下方）側に
は照射光を透過的に照射するための光源１５１及び導光
板１５２からなるバックライト（本発明における面光源
を構成する）１５０が設けられている。ここで、液晶表
示部１４０のガラス基板１９の背面には、バックライト
１５０との間に偏光板１３８が設けられている。
ように、ガラス基板１３１の一面側（ＴＦＴアレイ１０
０Ｌ側）に、ＲＧＢの各画素に対応したカラーフィルタ
１３２と、カラーフィルタ１３２間に形成されたブラッ
クマスク１３３と、カラーフィルタ１３２上の全面に、
絶縁膜１３９を介して形成されたＩＴＯからなる共通電
極１３４と、共通電極１３４上の全面に形成された配向
膜１３５と、を有し、また、ガラス基板１３１の他面側
に形成された直線偏光板１３６と、を有して構成されて
いる。さらに、ガラス基板１９の背面（図面下方）側に
は照射光を透過的に照射するための光源１５１及び導光
板１５２からなるバックライト（本発明における面光源
を構成する）１５０が設けられている。ここで、液晶表
示部１４０のガラス基板１９の背面には、バックライト
１５０との間に偏光板１３８が設けられている。
【００４１】なお、指紋読取部１１０及び液晶表示部１
４０の周辺に設けられる周辺回路１２０ａ、１２０ｂ、
１４０ａ〜１４０ｃは、上述した製造方法におけるフォ
トセンサアレイ１００Ｆ及びＴＦＴアレイ１００Ｌの製
造方法と同一の工程を適用して、同一のガラス基板１９
上に同時に形成するものであってもよい。このような指
紋読取装置によれば、まず、使用者あるいは所有者の個
人情報を認識するために、指紋読取部（フォトセンサア
レイ１００Ｆ）１１０が駆動され、図８に示すように、
指４０ａが指紋読取面１２３に載置、接触されると、ガ
ラス基板１９の背面側のバックライト１５０から光Ｒ１
が入射されて、ガラス基板１９及びフォトセンサアレイ
１００Ｆの透明材料部分を透過して指４０ａに照射され
る。
４０の周辺に設けられる周辺回路１２０ａ、１２０ｂ、
１４０ａ〜１４０ｃは、上述した製造方法におけるフォ
トセンサアレイ１００Ｆ及びＴＦＴアレイ１００Ｌの製
造方法と同一の工程を適用して、同一のガラス基板１９
上に同時に形成するものであってもよい。このような指
紋読取装置によれば、まず、使用者あるいは所有者の個
人情報を認識するために、指紋読取部（フォトセンサア
レイ１００Ｆ）１１０が駆動され、図８に示すように、
指４０ａが指紋読取面１２３に載置、接触されると、ガ
ラス基板１９の背面側のバックライト１５０から光Ｒ１
が入射されて、ガラス基板１９及びフォトセンサアレイ
１００Ｆの透明材料部分を透過して指４０ａに照射され
る。
【００４２】指４０ａに照射された光Ｒ１は、指紋４０
ｂによる凹凸と指紋読取面１２３との接触状態によって
決まる反射率に応じた反射光Ｒ２が、ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆの半導体層に入射することにより、各
ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆに指紋４０ｂに対応
したキャリヤが蓄積され、明暗情報として検出される。
ここでは、面光源３０が被検物となる指の直下に配置さ
れるため、指４０ａの凸部で面光源３０からの光が乱反
射してダブルゲート型トランジスタ１０Ｆに入射され、
指４０ａの凹部では、ダブルゲート型トランジスタ１０
Ｆの半導体層１１ａを励起する光は反射されない。そし
て、検出された指紋画像が、あらかじめ登録された使用
者あるいは所有者の個人情報と同一であると認証された
場合には、セキュリティ機能が解除されて、所定の機能
の実行や、アプリケーションソフトウェアの起動等が許
可されるとともに、液晶表示部１４０に所定の画像情報
が表示される。
ｂによる凹凸と指紋読取面１２３との接触状態によって
決まる反射率に応じた反射光Ｒ２が、ダブルゲート型ト
ランジスタ１０Ｆの半導体層に入射することにより、各
ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆに指紋４０ｂに対応
したキャリヤが蓄積され、明暗情報として検出される。
ここでは、面光源３０が被検物となる指の直下に配置さ
れるため、指４０ａの凸部で面光源３０からの光が乱反
射してダブルゲート型トランジスタ１０Ｆに入射され、
指４０ａの凹部では、ダブルゲート型トランジスタ１０
Ｆの半導体層１１ａを励起する光は反射されない。そし
て、検出された指紋画像が、あらかじめ登録された使用
者あるいは所有者の個人情報と同一であると認証された
場合には、セキュリティ機能が解除されて、所定の機能
の実行や、アプリケーションソフトウェアの起動等が許
可されるとともに、液晶表示部１４０に所定の画像情報
が表示される。
【００４３】＜第２の実施形態＞図９は、本発明に係る
２次元画像読取装置の第２の実施形態を示す概略構成図
であり、図１０は、本実施形態に適用されるスイッチ部
の概略断面図であり、図１１は、本実施形態における機
能ブロック図である。ここで、上述した２次元画像読取
装置と同等の構成については、同一の符号を付して説明
する。図９に示すように、本実施形態に係る２次元画像
読取装置は、上述した実施形態と同様に、単一のガラス
基板１９上にフォトセンサアレイ１００Ｆ（指紋読取部
１１０）及びＴＦＴアレイ１００Ｌ（液晶表示部１４
０）が形成され、さらに、ガラス基板１９の下方に配置
されたバックライト１５０と、該バックライト１５０と
例えば筐体２００との間に、少なくとも指紋読取部１１
０を駆動するための電源を投入／遮断するスイッチ部１
６０と、緩衝部材１８０と、を設けたことを特徴として
いる。
２次元画像読取装置の第２の実施形態を示す概略構成図
であり、図１０は、本実施形態に適用されるスイッチ部
の概略断面図であり、図１１は、本実施形態における機
能ブロック図である。ここで、上述した２次元画像読取
装置と同等の構成については、同一の符号を付して説明
する。図９に示すように、本実施形態に係る２次元画像
読取装置は、上述した実施形態と同様に、単一のガラス
基板１９上にフォトセンサアレイ１００Ｆ（指紋読取部
１１０）及びＴＦＴアレイ１００Ｌ（液晶表示部１４
０）が形成され、さらに、ガラス基板１９の下方に配置
されたバックライト１５０と、該バックライト１５０と
例えば筐体２００との間に、少なくとも指紋読取部１１
０を駆動するための電源を投入／遮断するスイッチ部１
６０と、緩衝部材１８０と、を設けたことを特徴として
いる。
【００４４】スイッチ部１６０は、具体的には、図１０
（ａ）、（ｂ）に示すように、指紋読取部１１０の下方
に密着して形成された導光板１５２（バックライト１５
０）の下面側に設けられた接点１６１ａと、接点１６１
ａに対向して筐体２００側に設けられた接点１６１ｂ
と、導光板１５２と筐体２００間に介装されたバネ等の
弾性部材１６２と、を有して構成されている。緩衝部材
１８０は、弾性部材１６２のバネと同等の弾性をもつバ
ネ等からなる。このような構成における動作について、
ブロック図を参照して説明すると、図１１に示すよう
に、読取対象物である指４０ａを指紋読取面１２３に載
置、接触する際に印加される押圧力Ｆに対応して、スイ
ッチ部１６０の接点１６１ａ、１６１ｂ相互が電気的に
接触すると、フォトセンサアレイ１００Ｆの駆動回路１
２１ａ、１２１ｂに電源が投入されて駆動状態となり、
図８に示したように、バックライト１５０から指４０ａ
に対して光Ｒ１が照射されるとともに、その反射光Ｒ２
がフォトセンサアレイ１００Ｆにより明暗情報として検
出される。このとき、弾性部材１６２は圧縮され、原形
に復帰しようとする復帰力が蓄積される。
（ａ）、（ｂ）に示すように、指紋読取部１１０の下方
に密着して形成された導光板１５２（バックライト１５
０）の下面側に設けられた接点１６１ａと、接点１６１
ａに対向して筐体２００側に設けられた接点１６１ｂ
と、導光板１５２と筐体２００間に介装されたバネ等の
弾性部材１６２と、を有して構成されている。緩衝部材
１８０は、弾性部材１６２のバネと同等の弾性をもつバ
ネ等からなる。このような構成における動作について、
ブロック図を参照して説明すると、図１１に示すよう
に、読取対象物である指４０ａを指紋読取面１２３に載
置、接触する際に印加される押圧力Ｆに対応して、スイ
ッチ部１６０の接点１６１ａ、１６１ｂ相互が電気的に
接触すると、フォトセンサアレイ１００Ｆの駆動回路１
２１ａ、１２１ｂに電源が投入されて駆動状態となり、
図８に示したように、バックライト１５０から指４０ａ
に対して光Ｒ１が照射されるとともに、その反射光Ｒ２
がフォトセンサアレイ１００Ｆにより明暗情報として検
出される。このとき、弾性部材１６２は圧縮され、原形
に復帰しようとする復帰力が蓄積される。
【００４５】そして、明暗情報に基づいて指紋画像が生
成され、個人認証処理が終了し、指４０ａによる押圧力
Ｆが解除されると、スイッチ部１６０の接点１６１ａ、
１６１ｂ相互が、弾性部材１６２の復帰力により離間し
て電気的に非接触となり、駆動回路１２１ａ、１２１ｂ
への電源の供給が遮断されてフォトセンサアレイ１００
Ｆの駆動が停止される。ここで、フォトセンサアレイ１
００Ｆが駆動した後、一連の指紋の読取動作が終了した
時点、あるいは、個人情報の認証が終了した時点で、指
紋読取面１２３への指４０ａによる押圧力Ｆを解除、あ
るいは、指４０ａを離間させるタイミングを、音声や表
示等の出力により報知する構成を採用することもでき
る。
成され、個人認証処理が終了し、指４０ａによる押圧力
Ｆが解除されると、スイッチ部１６０の接点１６１ａ、
１６１ｂ相互が、弾性部材１６２の復帰力により離間し
て電気的に非接触となり、駆動回路１２１ａ、１２１ｂ
への電源の供給が遮断されてフォトセンサアレイ１００
Ｆの駆動が停止される。ここで、フォトセンサアレイ１
００Ｆが駆動した後、一連の指紋の読取動作が終了した
時点、あるいは、個人情報の認証が終了した時点で、指
紋読取面１２３への指４０ａによる押圧力Ｆを解除、あ
るいは、指４０ａを離間させるタイミングを、音声や表
示等の出力により報知する構成を採用することもでき
る。
【００４６】したがって、指紋読取面１２３に指４０ａ
を載置、接触（押圧）するという動作により、指紋読取
部１１０の駆動状態をＯＮ／ＯＦＦ制御しているので、
指紋読取動作時のみ電源が投入され、消費電力の低減を
図ることができる。また、弾性部材１６２の弾性力に抗
する押圧力で指４０ａを指紋読取面１２３に接触（押
圧）することによって、フォトセンサアレイ１００Ｆが
駆動するので、指４０ａの押圧力不足に伴って生じる、
バックライト１５０からの照射光の漏れに起因する読取
画像（指紋画像）の乱れや、指４０ａの接触面積の減少
等に起因する個人認証処理の誤動作を抑制することがで
きる。
を載置、接触（押圧）するという動作により、指紋読取
部１１０の駆動状態をＯＮ／ＯＦＦ制御しているので、
指紋読取動作時のみ電源が投入され、消費電力の低減を
図ることができる。また、弾性部材１６２の弾性力に抗
する押圧力で指４０ａを指紋読取面１２３に接触（押
圧）することによって、フォトセンサアレイ１００Ｆが
駆動するので、指４０ａの押圧力不足に伴って生じる、
バックライト１５０からの照射光の漏れに起因する読取
画像（指紋画像）の乱れや、指４０ａの接触面積の減少
等に起因する個人認証処理の誤動作を抑制することがで
きる。
【００４７】図１２は、本実施形態に適用されるスイッ
チ部１６０の他の構成例を示す概略断面図である。本構
成例におけるスイッチ部１６０は、図１２に示すよう
に、導光板１５２と筐体２００間に、上記弾性部材１６
２と、指紋読取面１２３への指による押圧力を緩和、吸
収するダンパー１６３と、を有している。このような構
成を有するスイッチ部１６０によれば、指（図示を省
略：図１０（ｂ）参照）４０ａが弾性部材１６２の弾性
力に抗して所定の押圧力以上で指紋読取面１２３に接触
されるとともに、ダンパー１６３の圧縮に要する時間
分、押圧を継続することになるので、指紋の読取動作中
に指４０ａの押圧力が低減して、指紋画像の乱れ等が発
生することを抑制することができる。
チ部１６０の他の構成例を示す概略断面図である。本構
成例におけるスイッチ部１６０は、図１２に示すよう
に、導光板１５２と筐体２００間に、上記弾性部材１６
２と、指紋読取面１２３への指による押圧力を緩和、吸
収するダンパー１６３と、を有している。このような構
成を有するスイッチ部１６０によれば、指（図示を省
略：図１０（ｂ）参照）４０ａが弾性部材１６２の弾性
力に抗して所定の押圧力以上で指紋読取面１２３に接触
されるとともに、ダンパー１６３の圧縮に要する時間
分、押圧を継続することになるので、指紋の読取動作中
に指４０ａの押圧力が低減して、指紋画像の乱れ等が発
生することを抑制することができる。
【００４８】なお、本実施形態においては、指紋読取面
１２３への指４０ａの押圧力について、具体的な力の強
さを提示していないが、この押圧力は、人間が意識的に
指紋読取面１２３に触れる程度の圧力であって、例えば
１０ｇ／cm2程度であればよいが、この数値は、本発明
の構成を何ら限定するものではない。すなわち、指紋読
取部１１０の構造や大きさ等に応じて、適宜設定される
ものであることはいうまでもない。
１２３への指４０ａの押圧力について、具体的な力の強
さを提示していないが、この押圧力は、人間が意識的に
指紋読取面１２３に触れる程度の圧力であって、例えば
１０ｇ／cm2程度であればよいが、この数値は、本発明
の構成を何ら限定するものではない。すなわち、指紋読
取部１１０の構造や大きさ等に応じて、適宜設定される
ものであることはいうまでもない。
【００４９】＜第３の実施形態＞図１３は、本発明に係
る２次元画像読取装置の第３の実施形態を示す要部概略
構成図であり、図１４は、本実施形態に適用される遮蔽
部の概略断面図である。ここで、上述した２次元画像読
取装置と同等の構成については、同一の符号を付して説
明する。図１３に示すように、本実施形態に係る２次元
画像読取装置は、上述した実施形態と同様に、単一のガ
ラス基板１９上にフォトセンサアレイ１００Ｆ（指紋読
取部１１０）及びＴＦＴアレイ１００Ｌ（液晶表示部１
４０）が形成され、さらに、指紋読取面１２３の上方
に、フォトセンサアレイ１００Ｆへの外光の入射を遮断
する遮蔽部１７０を設けたことを特徴としている。
る２次元画像読取装置の第３の実施形態を示す要部概略
構成図であり、図１４は、本実施形態に適用される遮蔽
部の概略断面図である。ここで、上述した２次元画像読
取装置と同等の構成については、同一の符号を付して説
明する。図１３に示すように、本実施形態に係る２次元
画像読取装置は、上述した実施形態と同様に、単一のガ
ラス基板１９上にフォトセンサアレイ１００Ｆ（指紋読
取部１１０）及びＴＦＴアレイ１００Ｌ（液晶表示部１
４０）が形成され、さらに、指紋読取面１２３の上方
に、フォトセンサアレイ１００Ｆへの外光の入射を遮断
する遮蔽部１７０を設けたことを特徴としている。
【００５０】具体的には、図１４（ａ）、（ｂ）に示す
ように、指紋読取面（厳密には、フォトセンサアレイ１
００Ｆ）１２３の上方に、遮光性の高い材質で形成さ
れ、かつ、開閉可動式に設けられた遮蔽板１７１と、該
遮蔽板１７１の可動状態に対応して電気的に導通するス
イッチ部１７２と、を有して構成されている。ここで、
遮蔽板１７１の開閉方式としては、例えば、図１４
（ａ）、（ｂ）に示すように、図面の左右方向に直線移
動するスライド方式等が考えられ、この場合、指４０ａ
により遮蔽板１７１の端部（図中左端）を図面右方向に
押圧することによって、遮蔽板１７１を開放して指紋読
取面１２３を露出すると同時に、指４０ａを指紋読取面
１２３に載置、接触することができる。ここで、遮蔽板
１７１は、常時指紋読取面１２３を外光Ｒ１１から遮蔽
する位置に復帰するように、上記指４０ａによる押圧方
向とは逆方向にスプリング等のバネ部材により支持され
た構成を有するものであってもよい。
ように、指紋読取面（厳密には、フォトセンサアレイ１
００Ｆ）１２３の上方に、遮光性の高い材質で形成さ
れ、かつ、開閉可動式に設けられた遮蔽板１７１と、該
遮蔽板１７１の可動状態に対応して電気的に導通するス
イッチ部１７２と、を有して構成されている。ここで、
遮蔽板１７１の開閉方式としては、例えば、図１４
（ａ）、（ｂ）に示すように、図面の左右方向に直線移
動するスライド方式等が考えられ、この場合、指４０ａ
により遮蔽板１７１の端部（図中左端）を図面右方向に
押圧することによって、遮蔽板１７１を開放して指紋読
取面１２３を露出すると同時に、指４０ａを指紋読取面
１２３に載置、接触することができる。ここで、遮蔽板
１７１は、常時指紋読取面１２３を外光Ｒ１１から遮蔽
する位置に復帰するように、上記指４０ａによる押圧方
向とは逆方向にスプリング等のバネ部材により支持され
た構成を有するものであってもよい。
【００５１】このような構成を有する指紋読取装置にお
いて、指紋読取面１２３に指４０ａを載置、接触するた
めに、遮蔽板１７１を押圧して開放し、指紋読取面１２
３を露出すると、スイッチ部１７２により指紋読取部１
１０の駆動回路（１２１ａ、１２１ｂ）に電源が投入さ
れて駆動状態となり、指紋読取面１２３に載置された指
４０ａに対して、図示を省略した光源から光が照射され
るとともに、その反射光がフォトセンサアレイ１００Ｆ
により明暗情報として検出される。そして、明暗情報に
基づいて指紋画像が生成され、個人認証処理が終了し、
指４０ａによる遮光板１７１への押圧力が解除される
と、例えば、遮蔽板１７１の他端側に設けられたバネ部
材の反発力により指紋読取面１２３を遮蔽する位置（図
１４（ａ））に復帰して、スイッチ部１７２により駆動
回路（１２１ａ、１２１ｂ）への電源の供給が遮断され
てフォトセンサアレイ１００Ｆの駆動が停止される。
いて、指紋読取面１２３に指４０ａを載置、接触するた
めに、遮蔽板１７１を押圧して開放し、指紋読取面１２
３を露出すると、スイッチ部１７２により指紋読取部１
１０の駆動回路（１２１ａ、１２１ｂ）に電源が投入さ
れて駆動状態となり、指紋読取面１２３に載置された指
４０ａに対して、図示を省略した光源から光が照射され
るとともに、その反射光がフォトセンサアレイ１００Ｆ
により明暗情報として検出される。そして、明暗情報に
基づいて指紋画像が生成され、個人認証処理が終了し、
指４０ａによる遮光板１７１への押圧力が解除される
と、例えば、遮蔽板１７１の他端側に設けられたバネ部
材の反発力により指紋読取面１２３を遮蔽する位置（図
１４（ａ））に復帰して、スイッチ部１７２により駆動
回路（１２１ａ、１２１ｂ）への電源の供給が遮断され
てフォトセンサアレイ１００Ｆの駆動が停止される。
【００５２】したがって、指紋読取動作時にのみ指紋読
取面１２３を露出し、指紋読取動作時以外には、指紋読
取面１２３を外光Ｒ１１から遮蔽する遮蔽板１７１を設
けたので、指紋読取動作時以外に入射する外光Ｒ１１に
よって生じる、半導体層の劣化を抑制することができる
とともに、薄いガラス基板１９上に形成されている指紋
読取部１１０への物理的な衝撃を緩和することができ
る。また、遮蔽板１７１の開閉操作に連動して、指紋読
取部１１０の駆動状態をＯＮ／ＯＦＦ制御しているの
で、指紋読取動作時のみ電源が投入され、消費電力の低
減を図ることができる。
取面１２３を露出し、指紋読取動作時以外には、指紋読
取面１２３を外光Ｒ１１から遮蔽する遮蔽板１７１を設
けたので、指紋読取動作時以外に入射する外光Ｒ１１に
よって生じる、半導体層の劣化を抑制することができる
とともに、薄いガラス基板１９上に形成されている指紋
読取部１１０への物理的な衝撃を緩和することができ
る。また、遮蔽板１７１の開閉操作に連動して、指紋読
取部１１０の駆動状態をＯＮ／ＯＦＦ制御しているの
で、指紋読取動作時のみ電源が投入され、消費電力の低
減を図ることができる。
【００５３】なお、本実施形態においては、遮蔽部１７
０の構成として、遮蔽板１７１を直線移動（直線的に押
し引き動作）するスライド方式について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽板１７１の
一端を支点として回動する構成や、光学的に外光Ｒ１１
の入射を遮断する偏光フィルタを挿入するものであって
もよい。また、遮蔽板１７１の開閉操作は、上述したよ
うに指４０ａにより、押圧される構成であってもよい
し、機械的に開閉する他の構造等を有するものであって
もよい。
０の構成として、遮蔽板１７１を直線移動（直線的に押
し引き動作）するスライド方式について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽板１７１の
一端を支点として回動する構成や、光学的に外光Ｒ１１
の入射を遮断する偏光フィルタを挿入するものであって
もよい。また、遮蔽板１７１の開閉操作は、上述したよ
うに指４０ａにより、押圧される構成であってもよい
し、機械的に開閉する他の構造等を有するものであって
もよい。
【００５４】さらに、本実施形態においては、遮蔽板１
７１を導電性部材により構成し、さらに、接地電位に接
続するようにしてもよい。このような構成を有する指紋
読取装置によれば、指紋読取動作に先立って遮蔽板１７
１を開放操作する際に、指４０ａにより遮蔽板１７１を
押圧（接触）することにより、指４０ａあるいは人体に
帯電した静電気が遮蔽板１７１を介して接地電位に放電
されるので、帯電した指４０ａが指紋読取面１２３に接
触することによって生じる、フォトセンサアレイ１００
Ｆの破損や特性のシフト等を抑制することができる。こ
こで、遮蔽板１７１は、上述したように遮光性、耐衝撃
性、及び、導電性を備えているものであればよく、例え
ば、各種金属やカーボン樹脂、遮光性の色素や導電性材
料を混入した複合材料等を良好に適用することができ
る。
７１を導電性部材により構成し、さらに、接地電位に接
続するようにしてもよい。このような構成を有する指紋
読取装置によれば、指紋読取動作に先立って遮蔽板１７
１を開放操作する際に、指４０ａにより遮蔽板１７１を
押圧（接触）することにより、指４０ａあるいは人体に
帯電した静電気が遮蔽板１７１を介して接地電位に放電
されるので、帯電した指４０ａが指紋読取面１２３に接
触することによって生じる、フォトセンサアレイ１００
Ｆの破損や特性のシフト等を抑制することができる。こ
こで、遮蔽板１７１は、上述したように遮光性、耐衝撃
性、及び、導電性を備えているものであればよく、例え
ば、各種金属やカーボン樹脂、遮光性の色素や導電性材
料を混入した複合材料等を良好に適用することができ
る。
【００５５】＜第４の実施形態＞図１５は、本発明に係
る２次元画像読取装置の第４の実施形態を示す概略構成
図である。ここで、上述した指紋読取装置と同等の構成
については、同一の符号を付して説明する。本実施形態
に係る指紋読取装置は、図１５に示すように、単一のガ
ラス基板１９上にフォトセンサアレイ１００Ｆ（指紋読
取部１１０）及びＴＦＴアレイ１００Ｌ（液晶表示部１
４０）が形成され、さらに、指紋読取部１１０を構成す
る指紋読取面１２３とフォトセンサアレイ１００Ｆが、
相互に平面的に重なることなく離間した位置に形成され
ていることを特徴としている。また、フォトセンサアレ
イ１００Ｆの上方に、フォトセンサアレイ１００Ｆへの
外光の入射を遮断する遮光膜１１３を設けたことを特徴
としている。
る２次元画像読取装置の第４の実施形態を示す概略構成
図である。ここで、上述した指紋読取装置と同等の構成
については、同一の符号を付して説明する。本実施形態
に係る指紋読取装置は、図１５に示すように、単一のガ
ラス基板１９上にフォトセンサアレイ１００Ｆ（指紋読
取部１１０）及びＴＦＴアレイ１００Ｌ（液晶表示部１
４０）が形成され、さらに、指紋読取部１１０を構成す
る指紋読取面１２３とフォトセンサアレイ１００Ｆが、
相互に平面的に重なることなく離間した位置に形成され
ていることを特徴としている。また、フォトセンサアレ
イ１００Ｆの上方に、フォトセンサアレイ１００Ｆへの
外光の入射を遮断する遮光膜１１３を設けたことを特徴
としている。
【００５６】具体的には、図１５（ａ）に示すように、
ＴＦＴアレイ１００Ｌに対向して設けられたフィルタ基
板１３０を構成するガラス基板（以下、上側ガラス基板
という）１３１が、フォトセンサアレイ１００Ｆ上方を
含んで側方（図面左方）に延伸して構成され、フォトセ
ンサアレイ１００Ｆ直上の上側ガラス基板上に、フォト
センサアレイ１００Ｆに入射する外光を遮断する遮光膜
１１３が形成されている。また、該遮光膜１１３の形成
領域に隣接し、遮光膜１１３が形成されていない上側ガ
ラス基板１３１上に、指紋読取面１２３が形成され、さ
らに、上側ガラス基板１３１の、指紋読取面１２３が形
成されている側の端部には、指紋読取面１２３に載置さ
れた指に光を照射する指紋読取用光源１１４が設けられ
ている。
ＴＦＴアレイ１００Ｌに対向して設けられたフィルタ基
板１３０を構成するガラス基板（以下、上側ガラス基板
という）１３１が、フォトセンサアレイ１００Ｆ上方を
含んで側方（図面左方）に延伸して構成され、フォトセ
ンサアレイ１００Ｆ直上の上側ガラス基板上に、フォト
センサアレイ１００Ｆに入射する外光を遮断する遮光膜
１１３が形成されている。また、該遮光膜１１３の形成
領域に隣接し、遮光膜１１３が形成されていない上側ガ
ラス基板１３１上に、指紋読取面１２３が形成され、さ
らに、上側ガラス基板１３１の、指紋読取面１２３が形
成されている側の端部には、指紋読取面１２３に載置さ
れた指に光を照射する指紋読取用光源１１４が設けられ
ている。
【００５７】一方、フォトセンサアレイ１００Ｆが形成
されているガラス基板（以下、便宜的に下側ガラス基板
という）１９の下方には、液晶表示部１４０用のバック
ライト１５０を構成する光源１５１及び導光板１５２が
設置され、さらに、フォトセンサアレイ１００Ｆ直下の
下側ガラス基板１９の下面には、光源１５１からフォト
センサアレイ１００Ｆに入射する光を遮断する遮光膜１
１５が形成されている。ここで、遮光膜１１３、１１５
は、例えば酸化クロム等の薄膜を適用することができ
る。
されているガラス基板（以下、便宜的に下側ガラス基板
という）１９の下方には、液晶表示部１４０用のバック
ライト１５０を構成する光源１５１及び導光板１５２が
設置され、さらに、フォトセンサアレイ１００Ｆ直下の
下側ガラス基板１９の下面には、光源１５１からフォト
センサアレイ１００Ｆに入射する光を遮断する遮光膜１
１５が形成されている。ここで、遮光膜１１３、１１５
は、例えば酸化クロム等の薄膜を適用することができ
る。
【００５８】すなわち、図１５（ｂ）に示すように、上
側ガラス基板１３１の左方縁辺部に設けられた指紋読取
面１２３に対して、液晶表示部１４０方向（図面右方
向）に平面的に隣接する位置に外光の入射を遮断する遮
光膜１１３が形成されるとともに、遮光膜１１３直下
の、下側ガラス基板１９上面にフォトセンサアレイ１０
０Ｆが形成、配置され、外光が遮断されている。また、
指紋読取面１２３側の上側ガラス基板１３１の端部に
は、指紋読取用の光源１１４が設けられ、指紋読取面１
２３に載置された指４０ａに対して全反射角よりも小さ
い入射角度で光を照射する。
側ガラス基板１３１の左方縁辺部に設けられた指紋読取
面１２３に対して、液晶表示部１４０方向（図面右方
向）に平面的に隣接する位置に外光の入射を遮断する遮
光膜１１３が形成されるとともに、遮光膜１１３直下
の、下側ガラス基板１９上面にフォトセンサアレイ１０
０Ｆが形成、配置され、外光が遮断されている。また、
指紋読取面１２３側の上側ガラス基板１３１の端部に
は、指紋読取用の光源１１４が設けられ、指紋読取面１
２３に載置された指４０ａに対して全反射角よりも小さ
い入射角度で光を照射する。
【００５９】このような構成を有する指紋読取装置によ
れば、上側ガラス基板１３１の端部から指紋読取面１２
３に接触した指４０ａに照射された照射光は、指紋４０
ｂ（凹凸パターン）の凹部においては全反射し、また、
凸部においては指４０ａの表層の皮膚内部に吸収されて
散乱し、反射光が低減する。このような反射光は、下側
ガラス基板１９に形成されたフォトセンサアレイ１００
Ｆにより明暗信号として検出され、指紋画像に変換され
る。したがって、指紋読取面１２３とフォトセンサアレ
イ１００Ｆが、相互に平面的に離間した位置に形成さ
れ、遮光膜１１３によりフォトセンサアレイ１００Ｆへ
の外光が常に遮断されているので、ダブルゲート型トラ
ンジスタ１０Ｆの半導体層の劣化を抑制することができ
る。また、外光の影響を受けることがないので、外光に
よる指紋画像の乱れ等を完全に阻止して誤動作を防止す
ることができるとともに、光源１１４の光量を任意に設
定することができ、鮮明な明暗情報（指紋画像）を得る
ことができ、さらに、指紋読取面１２３を大きく設定し
て、指紋の照合精度を向上させることができる。
れば、上側ガラス基板１３１の端部から指紋読取面１２
３に接触した指４０ａに照射された照射光は、指紋４０
ｂ（凹凸パターン）の凹部においては全反射し、また、
凸部においては指４０ａの表層の皮膚内部に吸収されて
散乱し、反射光が低減する。このような反射光は、下側
ガラス基板１９に形成されたフォトセンサアレイ１００
Ｆにより明暗信号として検出され、指紋画像に変換され
る。したがって、指紋読取面１２３とフォトセンサアレ
イ１００Ｆが、相互に平面的に離間した位置に形成さ
れ、遮光膜１１３によりフォトセンサアレイ１００Ｆへ
の外光が常に遮断されているので、ダブルゲート型トラ
ンジスタ１０Ｆの半導体層の劣化を抑制することができ
る。また、外光の影響を受けることがないので、外光に
よる指紋画像の乱れ等を完全に阻止して誤動作を防止す
ることができるとともに、光源１１４の光量を任意に設
定することができ、鮮明な明暗情報（指紋画像）を得る
ことができ、さらに、指紋読取面１２３を大きく設定し
て、指紋の照合精度を向上させることができる。
【００６０】ここで、指紋読取面１２３及び遮光膜１１
３が形成される上側ガラス基板１３１は、液晶表示部１
４０に適用されるフィルタ基板１３０を構成しているの
で、指紋読取部１１０が駆動し、光源１１４を点灯して
いる場合には、液晶表示部１４０の駆動を停止し、一
方、液晶表示部１４０が駆動し、バックライト１５０を
点灯して、所定の画像情報を表示している場合には、指
紋読取部１１０の駆動を停止する。すなわち、指紋読取
部１１０が動作し、光源１１４から照射光が入射されて
いる場合には、上側ガラス基板１３１内に光源１１４か
らの指紋読取用の照射光が伝搬して面発光するため、液
晶表示部１４０において画像情報を表示した場合、表示
が薄れて品質が低下する。一方、液晶表示部１４０が動
作し、バックライト１５０から照射光が入射されている
場合には、上側ガラス基板１３１及び下側ガラス基板１
９内にバックライト１５０からの照射光が伝搬するた
め、指紋読取部１１０において指紋読取動作を行った場
合、指紋読取面１２３からの反射光以外の光が検出され
て個人認証処理の誤動作を生じる。したがって、指紋読
取部１１０及び液晶表示部１４０を、排他的に動作制御
する必要がある。
３が形成される上側ガラス基板１３１は、液晶表示部１
４０に適用されるフィルタ基板１３０を構成しているの
で、指紋読取部１１０が駆動し、光源１１４を点灯して
いる場合には、液晶表示部１４０の駆動を停止し、一
方、液晶表示部１４０が駆動し、バックライト１５０を
点灯して、所定の画像情報を表示している場合には、指
紋読取部１１０の駆動を停止する。すなわち、指紋読取
部１１０が動作し、光源１１４から照射光が入射されて
いる場合には、上側ガラス基板１３１内に光源１１４か
らの指紋読取用の照射光が伝搬して面発光するため、液
晶表示部１４０において画像情報を表示した場合、表示
が薄れて品質が低下する。一方、液晶表示部１４０が動
作し、バックライト１５０から照射光が入射されている
場合には、上側ガラス基板１３１及び下側ガラス基板１
９内にバックライト１５０からの照射光が伝搬するた
め、指紋読取部１１０において指紋読取動作を行った場
合、指紋読取面１２３からの反射光以外の光が検出され
て個人認証処理の誤動作を生じる。したがって、指紋読
取部１１０及び液晶表示部１４０を、排他的に動作制御
する必要がある。
【００６１】なお、指紋読取用の光源１１４からの照射
光が入射される導光板として、上述したようなフィルタ
基板１３０を構成する上側ガラス基板１３１を使用せ
ず、別個の導光板を利用することにより、指紋読取部１
１０側の光が液晶表示部１４０に、あるいは、液晶表示
部１４０側の光が指紋読取部１１０に伝搬することを阻
止することができるので、指紋読取動作を実行しつつ、
液晶表示部１４０を駆動させることができる。
光が入射される導光板として、上述したようなフィルタ
基板１３０を構成する上側ガラス基板１３１を使用せ
ず、別個の導光板を利用することにより、指紋読取部１
１０側の光が液晶表示部１４０に、あるいは、液晶表示
部１４０側の光が指紋読取部１１０に伝搬することを阻
止することができるので、指紋読取動作を実行しつつ、
液晶表示部１４０を駆動させることができる。
【００６２】図１６は、本実施形態に適用される他の構
成例を示す概略断面図である。本構成例は、図１６に示
すように、指紋読取面１２３直下の下側ガラス基板１９
上面の空き空間を利用して、ドライバ等の周辺回路１２
２を形成、配置したことを特徴としている。このような
構成を有する指紋読取装置によれば、フォトセンサアレ
イ１００Ｆの形成位置を離間させたことにより生じた、
下側ガラス基板１９上の空き空間を、周辺回路１２２の
形成領域として有効に利用することができるとともに、
フォトセンサアレイ１００Ｆへの外光の入射が完全に遮
断され、指紋画像の乱れ等を抑制した安定した読取動作
を実現した指紋読取装置を提供することができる。ま
た、フォトセンサアレイ１００Ｆと指紋読取面１２３と
が平面的に重なることなく離間して構成されているの
で、フォトセンサアレイ１００Ｆに対して指４０ａを直
接載置し、押圧力を印加することがなくなるので、フォ
トセンサアレイ１００Ｆの破損や特性の劣化等を防止す
ることができる。
成例を示す概略断面図である。本構成例は、図１６に示
すように、指紋読取面１２３直下の下側ガラス基板１９
上面の空き空間を利用して、ドライバ等の周辺回路１２
２を形成、配置したことを特徴としている。このような
構成を有する指紋読取装置によれば、フォトセンサアレ
イ１００Ｆの形成位置を離間させたことにより生じた、
下側ガラス基板１９上の空き空間を、周辺回路１２２の
形成領域として有効に利用することができるとともに、
フォトセンサアレイ１００Ｆへの外光の入射が完全に遮
断され、指紋画像の乱れ等を抑制した安定した読取動作
を実現した指紋読取装置を提供することができる。ま
た、フォトセンサアレイ１００Ｆと指紋読取面１２３と
が平面的に重なることなく離間して構成されているの
で、フォトセンサアレイ１００Ｆに対して指４０ａを直
接載置し、押圧力を印加することがなくなるので、フォ
トセンサアレイ１００Ｆの破損や特性の劣化等を防止す
ることができる。
【００６３】＜第５の実施形態＞図１７は、本発明に係
る２次元画像読取装置の第５の実施形態を示す概略構成
図である。ここで、上述した指紋読取装置及び液晶表示
装置と同等の構成については、同一の符号を付して説明
する。図１７（ａ）に示すように、本実施形態に係る２
次元画像読取装置は、単一のガラス基板１１９の一面側
（液晶封止側）に、ＲＧＢの各画素に対応したカラーフ
ィルタ１３２と、カラーフィルタ１３２間に形成された
ブラックマスク１３３が形成され、該カラーフィルタ１
３２及びブラックマスク１３３上に、透明な絶縁膜１３
８を介して、フォトセンサアレイ１００Ｆ及びＴＦＴア
レイ１００Ｌが形成された構成を有している。
る２次元画像読取装置の第５の実施形態を示す概略構成
図である。ここで、上述した指紋読取装置及び液晶表示
装置と同等の構成については、同一の符号を付して説明
する。図１７（ａ）に示すように、本実施形態に係る２
次元画像読取装置は、単一のガラス基板１１９の一面側
（液晶封止側）に、ＲＧＢの各画素に対応したカラーフ
ィルタ１３２と、カラーフィルタ１３２間に形成された
ブラックマスク１３３が形成され、該カラーフィルタ１
３２及びブラックマスク１３３上に、透明な絶縁膜１３
８を介して、フォトセンサアレイ１００Ｆ及びＴＦＴア
レイ１００Ｌが形成された構成を有している。
【００６４】そして、フォトセンサアレイ１００Ｆが形
成されたガラス基板１１９の他面側には、フォトセンサ
アレイ１００Ｆへの外光の入射を遮断する遮光膜１１６
と、該遮光膜１１６の形成領域に隣接する指紋読取面１
２３が形成されている。すなわち、指紋読取部１１０を
構成する指紋読取面１２３とフォトセンサアレイ１００
Ｆが、相互に平面的に重なることなく離間した位置に形
成されている。さらに、ガラス基板１１９の、指紋読取
面１２３が形成されている側の端部には、指紋読取面１
２３に載置された指に光を照射する指紋読取用光源１１
４が設けられている。
成されたガラス基板１１９の他面側には、フォトセンサ
アレイ１００Ｆへの外光の入射を遮断する遮光膜１１６
と、該遮光膜１１６の形成領域に隣接する指紋読取面１
２３が形成されている。すなわち、指紋読取部１１０を
構成する指紋読取面１２３とフォトセンサアレイ１００
Ｆが、相互に平面的に重なることなく離間した位置に形
成されている。さらに、ガラス基板１１９の、指紋読取
面１２３が形成されている側の端部には、指紋読取面１
２３に載置された指に光を照射する指紋読取用光源１１
４が設けられている。
【００６５】一方、フォトセンサアレイ１００Ｆに対向
するガラス基板１１８の一面側（液晶封止側）には、Ｉ
ＴＯからなる共通電極１３４と、共通電極１３４上の全
面に形成された配向膜１３５が形成され、また、ガラス
基板１１８の他面側には、直線偏光板１３８が形成され
ている。ガラス基板１１８の他面側には、光源１５１及
び導光板１５２からなるバックライト１５０が設けられ
ている。さらに、フォトセンサアレイ１００Ｆの形成領
域に対応するガラス基板１１８の他面側には、光源１５
１からフォトセンサアレイ１００Ｆに入射する光を遮断
する遮光膜１１７が形成されている。ここで、遮光膜１
１６、１１７は、例えば酸化クロム等の薄膜を適用する
ことができる。
するガラス基板１１８の一面側（液晶封止側）には、Ｉ
ＴＯからなる共通電極１３４と、共通電極１３４上の全
面に形成された配向膜１３５が形成され、また、ガラス
基板１１８の他面側には、直線偏光板１３８が形成され
ている。ガラス基板１１８の他面側には、光源１５１及
び導光板１５２からなるバックライト１５０が設けられ
ている。さらに、フォトセンサアレイ１００Ｆの形成領
域に対応するガラス基板１１８の他面側には、光源１５
１からフォトセンサアレイ１００Ｆに入射する光を遮断
する遮光膜１１７が形成されている。ここで、遮光膜１
１６、１１７は、例えば酸化クロム等の薄膜を適用する
ことができる。
【００６６】すなわち、図１７（ｂ）に示すように、ガ
ラス基板１１９上面の右方縁辺部に設けられた指紋読取
面１２３に対して、液晶表示部１４０方向（図面左方
向）に平面的に隣接する位置に外光の入射を遮断する遮
光膜１１６が形成されるとともに、遮光膜１１６直下
の、ガラス基板１１９下面にフォトセンサアレイ１００
Ｆが形成、配置され、外光が遮断されている。また、指
紋読取面１２３側のガラス基板１１９の端部には、指紋
読取用の光源１１４が設けられ、指紋読取面１２３に載
置された指４０ａに対して全反射角よりも小さい入射角
度で光を照射する。
ラス基板１１９上面の右方縁辺部に設けられた指紋読取
面１２３に対して、液晶表示部１４０方向（図面左方
向）に平面的に隣接する位置に外光の入射を遮断する遮
光膜１１６が形成されるとともに、遮光膜１１６直下
の、ガラス基板１１９下面にフォトセンサアレイ１００
Ｆが形成、配置され、外光が遮断されている。また、指
紋読取面１２３側のガラス基板１１９の端部には、指紋
読取用の光源１１４が設けられ、指紋読取面１２３に載
置された指４０ａに対して全反射角よりも小さい入射角
度で光を照射する。
【００６７】このような構成を有する指紋読取装置によ
れば、上述した実施形態（図１５）と同様に、ガラス基
板１１９の端部から指紋読取面１２３に接触した指４０
ａに照射された照射光は、指紋４０ｂ（凹凸パターン）
の凹部においては全反射し、また、凸部においては指４
０ａの表層の皮膚内部に吸収されて散乱し、反射光が低
減する。このような反射光は、ガラス基板１１９の対向
面側（図面下面）に形成されたフォトセンサアレイ１０
０Ｆにより明暗信号として検出され、指紋画像に変換さ
れる。したがって、指紋読取面１２３とフォトセンサア
レイ１００Ｆが、相互に平面的に離間した位置に形成さ
れ、遮光膜１１６によりフォトセンサアレイ１００Ｆへ
の外光が常に遮断されているので、ダブルゲート型トラ
ンジスタ１０Ｆの半導体層の劣化を抑制することができ
る。また、外光の影響を受けることがないので、外光に
よる指紋画像の乱れ等を完全に阻止して誤動作を防止す
ることができるとともに、光源１１４の光量を任意に設
定することができ、鮮明な明暗情報（指紋画像）を得る
ことができ、さらに、指紋読取面１２３を大きく設定し
て、指紋の照合精度を向上させることができる。
れば、上述した実施形態（図１５）と同様に、ガラス基
板１１９の端部から指紋読取面１２３に接触した指４０
ａに照射された照射光は、指紋４０ｂ（凹凸パターン）
の凹部においては全反射し、また、凸部においては指４
０ａの表層の皮膚内部に吸収されて散乱し、反射光が低
減する。このような反射光は、ガラス基板１１９の対向
面側（図面下面）に形成されたフォトセンサアレイ１０
０Ｆにより明暗信号として検出され、指紋画像に変換さ
れる。したがって、指紋読取面１２３とフォトセンサア
レイ１００Ｆが、相互に平面的に離間した位置に形成さ
れ、遮光膜１１６によりフォトセンサアレイ１００Ｆへ
の外光が常に遮断されているので、ダブルゲート型トラ
ンジスタ１０Ｆの半導体層の劣化を抑制することができ
る。また、外光の影響を受けることがないので、外光に
よる指紋画像の乱れ等を完全に阻止して誤動作を防止す
ることができるとともに、光源１１４の光量を任意に設
定することができ、鮮明な明暗情報（指紋画像）を得る
ことができ、さらに、指紋読取面１２３を大きく設定し
て、指紋の照合精度を向上させることができる。
【００６８】ここで、本実施形態においては、フォトセ
ンサアレイ１００Ｆの背面側に指紋読取面１２３が形成
されることになるので、指紋読取面１２３からの反射光
は、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆのボトムゲート
電極側から入射することになる。したがって、少なくと
も、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆのボトムゲート
電極を、例えばＩＴＯ等の透明電極により形成し、か
つ、トップゲート電極側からの外光の入射を抑制するた
めに、トップゲート電極を、金属膜等の遮光性の高い膜
により形成する必要がある。また、指紋読取面１２３及
び遮光膜１１３が形成されるガラス基板１１９は、液晶
表示部１４０に適用されるフィルタ基板の機能も有して
いるので、上述した第４の実施形態と同様に、指紋読取
部１１０が駆動し、光源１１４を点灯している場合に
は、液晶表示部１４０の駆動を停止し、一方、液晶表示
部１４０が駆動し、バックライト１５０を点灯して、所
定の画像情報を表示している場合には、指紋読取部１１
０の駆動を停止する、排他的な駆動制御を行う必要があ
る。
ンサアレイ１００Ｆの背面側に指紋読取面１２３が形成
されることになるので、指紋読取面１２３からの反射光
は、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆのボトムゲート
電極側から入射することになる。したがって、少なくと
も、ダブルゲート型トランジスタ１０Ｆのボトムゲート
電極を、例えばＩＴＯ等の透明電極により形成し、か
つ、トップゲート電極側からの外光の入射を抑制するた
めに、トップゲート電極を、金属膜等の遮光性の高い膜
により形成する必要がある。また、指紋読取面１２３及
び遮光膜１１３が形成されるガラス基板１１９は、液晶
表示部１４０に適用されるフィルタ基板の機能も有して
いるので、上述した第４の実施形態と同様に、指紋読取
部１１０が駆動し、光源１１４を点灯している場合に
は、液晶表示部１４０の駆動を停止し、一方、液晶表示
部１４０が駆動し、バックライト１５０を点灯して、所
定の画像情報を表示している場合には、指紋読取部１１
０の駆動を停止する、排他的な駆動制御を行う必要があ
る。
【００６９】図１８は、本実施形態に適用される他の構
成例を示す概略断面図である。本構成例は、図１８に示
すように、指紋読取面１２３直下のガラス基板１１９下
面の空き空間を利用して、ドライバ等の周辺回路１２２
を形成、配置したことを特徴としている。このような構
成を有する指紋読取装置によれば、フォトセンサアレイ
１００Ｆの形成位置を離間させたことにより生じた、下
側ガラス基板１９上の空き空間を、周辺回路１２２の形
成領域として有効に利用することができるとともに、フ
ォトセンサアレイ１００Ｆへの外光の入射が完全に遮断
され、指紋画像の乱れ等を抑制した安定した読取動作を
実現した指紋読取装置を提供することができる。
成例を示す概略断面図である。本構成例は、図１８に示
すように、指紋読取面１２３直下のガラス基板１１９下
面の空き空間を利用して、ドライバ等の周辺回路１２２
を形成、配置したことを特徴としている。このような構
成を有する指紋読取装置によれば、フォトセンサアレイ
１００Ｆの形成位置を離間させたことにより生じた、下
側ガラス基板１９上の空き空間を、周辺回路１２２の形
成領域として有効に利用することができるとともに、フ
ォトセンサアレイ１００Ｆへの外光の入射が完全に遮断
され、指紋画像の乱れ等を抑制した安定した読取動作を
実現した指紋読取装置を提供することができる。
【００７０】
【発明の効果】請求項１、２、１６記載の発明によれ
ば、単一の絶縁性基板上に、半導体層を挟んで対向して
設けられたソース電極及びドレイン電極と、第１の絶縁
膜を介して設けられたボトムゲート電極と、第２の絶縁
膜を介して設けられたトップゲート電極と、を備えたダ
ブルゲート構造を有するフォトセンサと、半導体層を挟
んで対向して設けられたソース電極及びドレイン電極
と、第１の絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、第
２の絶縁膜を介してソース電極に電気的に接続された画
素電極と、を備えた薄膜トランジスタと、が形成され、
かつ、フォトセンサと薄膜トランジスタの各構成が、各
々同一の製造工程により、同一の膜質で構成されている
ので、フォトセンサアレイ及びＴＦＴアレイを、同一の
生産設備による同一の製造プロセスを経て、単一のモジ
ュール部品として製造することができ、機器の小型軽量
化、及び、製造コストの大幅な削減を図ることができ
る。
ば、単一の絶縁性基板上に、半導体層を挟んで対向して
設けられたソース電極及びドレイン電極と、第１の絶縁
膜を介して設けられたボトムゲート電極と、第２の絶縁
膜を介して設けられたトップゲート電極と、を備えたダ
ブルゲート構造を有するフォトセンサと、半導体層を挟
んで対向して設けられたソース電極及びドレイン電極
と、第１の絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、第
２の絶縁膜を介してソース電極に電気的に接続された画
素電極と、を備えた薄膜トランジスタと、が形成され、
かつ、フォトセンサと薄膜トランジスタの各構成が、各
々同一の製造工程により、同一の膜質で構成されている
ので、フォトセンサアレイ及びＴＦＴアレイを、同一の
生産設備による同一の製造プロセスを経て、単一のモジ
ュール部品として製造することができ、機器の小型軽量
化、及び、製造コストの大幅な削減を図ることができ
る。
【００７１】請求項３記載の発明によれば、単一のガラ
ス基板上に、フォトセンサをマトリクス状に配置したフ
ォトセンサアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス状
に配置したトランジスタアレイが、同一の工程で同時に
形成されるので、フォトセンサアレイを２次元画像の読
取部に、また、トランジスタアレイを液晶表示部に適用
することにより、両者を併設した単一のモジュール部品
として製造することができ、２次元画像読取装置の小型
軽量化、及び、製造コストの大幅な削減を図ることがで
きる。請求項４、１３記載の発明によれば、単一の絶縁
性基板の下方側に面光源を備え、該面光源を、フォトセ
ンサセンサ及び薄膜トランジスタの双方、あるいは、セ
ンサアレイ及びトランジスタアレイの双方に、共通の光
源として照射光を照射する構成を有しているので、２次
元画像の読取部及び液晶表示部に設置される光源を共通
化することができ、２次元画像読取装置の小型軽量化を
図ることができる。
ス基板上に、フォトセンサをマトリクス状に配置したフ
ォトセンサアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス状
に配置したトランジスタアレイが、同一の工程で同時に
形成されるので、フォトセンサアレイを２次元画像の読
取部に、また、トランジスタアレイを液晶表示部に適用
することにより、両者を併設した単一のモジュール部品
として製造することができ、２次元画像読取装置の小型
軽量化、及び、製造コストの大幅な削減を図ることがで
きる。請求項４、１３記載の発明によれば、単一の絶縁
性基板の下方側に面光源を備え、該面光源を、フォトセ
ンサセンサ及び薄膜トランジスタの双方、あるいは、セ
ンサアレイ及びトランジスタアレイの双方に、共通の光
源として照射光を照射する構成を有しているので、２次
元画像の読取部及び液晶表示部に設置される光源を共通
化することができ、２次元画像読取装置の小型軽量化を
図ることができる。
【００７２】請求項５記載の発明によれば、単一の絶縁
性基板の下方側に、読取領域への読取対象物の接触押圧
状態に応じて、電気的に導通するスイッチ部が設けら
れ、スイッチ部により、センサアレイを駆動する電源が
投入される構成を有しているので、読取対象物が接触押
圧した場合にのみセンサアレイが駆動され、それ以外の
場合には電源を遮断することができ、消費電力の低減を
図ることができる。請求項６記載の発明によれば、読取
領域の上方に、センサアレイへの外光の進入を遮断する
可動式の遮蔽板が設けられ、読取領域への前記読取対象
物の接触時にのみ、読取領域を露出するようにしたの
で、画像の読取動作時以外にフォトセンサに入射する外
光Ｒ１１によって生じる、半導体層の劣化を抑制するこ
とができるとともに、絶縁性基板上に形成されているセ
ンサアレイへの物理的な衝撃を緩和することができる。
性基板の下方側に、読取領域への読取対象物の接触押圧
状態に応じて、電気的に導通するスイッチ部が設けら
れ、スイッチ部により、センサアレイを駆動する電源が
投入される構成を有しているので、読取対象物が接触押
圧した場合にのみセンサアレイが駆動され、それ以外の
場合には電源を遮断することができ、消費電力の低減を
図ることができる。請求項６記載の発明によれば、読取
領域の上方に、センサアレイへの外光の進入を遮断する
可動式の遮蔽板が設けられ、読取領域への前記読取対象
物の接触時にのみ、読取領域を露出するようにしたの
で、画像の読取動作時以外にフォトセンサに入射する外
光Ｒ１１によって生じる、半導体層の劣化を抑制するこ
とができるとともに、絶縁性基板上に形成されているセ
ンサアレイへの物理的な衝撃を緩和することができる。
【００７３】請求項７記載の発明によれば、遮蔽板の可
動状態に応じて、電気的に導通するスイッチ部が設けら
れ、スイッチ部により、センサアレイを駆動する電源が
投入される構成を有しているので、画像の読取動作時の
み電源が投入され、消費電力の低減を図ることができ
る。請求項８記載の発明によれば、遮蔽板は、導電性部
材により構成され、読取領域への読取対象物の接触に際
し、読取対象物に帯電した静電気を遮蔽板を介して放電
する構成を有しているので、帯電した読取対象物の接触
により生じる、センサアレイの破損や特性のシフト等を
防止することができる。
動状態に応じて、電気的に導通するスイッチ部が設けら
れ、スイッチ部により、センサアレイを駆動する電源が
投入される構成を有しているので、画像の読取動作時の
み電源が投入され、消費電力の低減を図ることができ
る。請求項８記載の発明によれば、遮蔽板は、導電性部
材により構成され、読取領域への読取対象物の接触に際
し、読取対象物に帯電した静電気を遮蔽板を介して放電
する構成を有しているので、帯電した読取対象物の接触
により生じる、センサアレイの破損や特性のシフト等を
防止することができる。
【００７４】請求項９、１０記載の発明によれば、ダブ
ルゲート構造を有するフォトセンサをマトリクス状に配
列して構成され、２次元画像の画像情報を読み取るセン
サアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス状に配列し
て構成され、液晶表示装置のスイッチング素子として使
用されるトランジスタアレイと、を単一の絶縁性基板上
に形成し、かつ、センサアレイと、読取対象物を載置す
る読取領域が、相互に平面的に離間した位置に形成さ
れ、さらに、センサアレイ上方に設けられた遮光膜と、
読取領域に対して、傾斜方向から照射光を入射する光源
とを有しているので、遮光膜によりセンサアレイへの外
光の入射を常に遮断することができ、フォトセンサの半
導体層の劣化を抑制することができる。また、外光の影
響を受けることがないので、外光による読取画像の乱れ
等を抑制して誤動作を防止することができるとともに、
光源の光量を任意に設定して鮮明な明暗情報を得ること
ができる。
ルゲート構造を有するフォトセンサをマトリクス状に配
列して構成され、２次元画像の画像情報を読み取るセン
サアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス状に配列し
て構成され、液晶表示装置のスイッチング素子として使
用されるトランジスタアレイと、を単一の絶縁性基板上
に形成し、かつ、センサアレイと、読取対象物を載置す
る読取領域が、相互に平面的に離間した位置に形成さ
れ、さらに、センサアレイ上方に設けられた遮光膜と、
読取領域に対して、傾斜方向から照射光を入射する光源
とを有しているので、遮光膜によりセンサアレイへの外
光の入射を常に遮断することができ、フォトセンサの半
導体層の劣化を抑制することができる。また、外光の影
響を受けることがないので、外光による読取画像の乱れ
等を抑制して誤動作を防止することができるとともに、
光源の光量を任意に設定して鮮明な明暗情報を得ること
ができる。
【００７５】請求項１１、１５記載の発明によれば、セ
ンサアレイと、読取対象物を載置する読取領域が、相互
に平面的に離間した位置に形成されることにより、読取
領域直下の単一の絶縁性基板に生じた空き空間に、少な
くともセンサアレイの駆動回路が形成されているので、
周辺回路の形成領域を削減することができ、小型軽量化
された２次元画像読取装置を提供することができる。請
求項１２記載の発明によれば、導光板として、トランジ
スタアレイに対して液晶を介して対向配置されるフィル
タ基板を構成する光透過性絶縁性基板を適用しているの
で、読取領域に照射光を伝搬するための導光板を、液晶
表示装置の構成と併用することができ、一層小型軽量化
された２次元画像読取装置を提供することができる。
ンサアレイと、読取対象物を載置する読取領域が、相互
に平面的に離間した位置に形成されることにより、読取
領域直下の単一の絶縁性基板に生じた空き空間に、少な
くともセンサアレイの駆動回路が形成されているので、
周辺回路の形成領域を削減することができ、小型軽量化
された２次元画像読取装置を提供することができる。請
求項１２記載の発明によれば、導光板として、トランジ
スタアレイに対して液晶を介して対向配置されるフィル
タ基板を構成する光透過性絶縁性基板を適用しているの
で、読取領域に照射光を伝搬するための導光板を、液晶
表示装置の構成と併用することができ、一層小型軽量化
された２次元画像読取装置を提供することができる。
【００７６】請求項１４記載の発明によれば、センサア
レイと、センサアレイが形成された単一の絶縁性基板の
他面側に設けられた読取領域が、相互に平面的に離間し
た位置に形成され、さらに、センサアレイに対応して単
一の絶縁性基板の他面側に設けられた遮光膜と、読取領
域に対して、傾斜方向から照射光を入射する光源とを有
しているので、遮光膜によりセンサアレイへの外光の入
射を常に遮断することができ、フォトセンサの半導体層
の劣化を抑制することができる。また、外光の影響を受
けることがないので、外光による読取画像の乱れ等を抑
制して誤動作を防止することができるとともに、光源の
光量を任意に設定して鮮明な明暗情報を得ることができ
る。
レイと、センサアレイが形成された単一の絶縁性基板の
他面側に設けられた読取領域が、相互に平面的に離間し
た位置に形成され、さらに、センサアレイに対応して単
一の絶縁性基板の他面側に設けられた遮光膜と、読取領
域に対して、傾斜方向から照射光を入射する光源とを有
しているので、遮光膜によりセンサアレイへの外光の入
射を常に遮断することができ、フォトセンサの半導体層
の劣化を抑制することができる。また、外光の影響を受
けることがないので、外光による読取画像の乱れ等を抑
制して誤動作を防止することができるとともに、光源の
光量を任意に設定して鮮明な明暗情報を得ることができ
る。
【００７７】請求項１７記載の発明によれば、単一のガ
ラス基板上に、フォトセンサをマトリクス状に配置した
フォトセンサアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス
状に配置したトランジスタアレイが、同一の工程で同時
に形成され、さらに、フォトセンサ上に読取領域となる
第３の絶縁膜、及び、薄膜トランジスタ上に液晶配向膜
が形成されるので、フォトセンサアレイを２次元画像の
読取部に、また、トランジスタアレイを液晶表示部に適
用して、両者を併設した単一のモジュール部品として製
造することができ、２次元画像読取装置の小型軽量化、
及び、製造コストの大幅な削減を図ることができる。
ラス基板上に、フォトセンサをマトリクス状に配置した
フォトセンサアレイと、薄膜トランジスタをマトリクス
状に配置したトランジスタアレイが、同一の工程で同時
に形成され、さらに、フォトセンサ上に読取領域となる
第３の絶縁膜、及び、薄膜トランジスタ上に液晶配向膜
が形成されるので、フォトセンサアレイを２次元画像の
読取部に、また、トランジスタアレイを液晶表示部に適
用して、両者を併設した単一のモジュール部品として製
造することができ、２次元画像読取装置の小型軽量化、
及び、製造コストの大幅な削減を図ることができる。
【図１】本発明に適用されるダブルゲート型トランジス
タの構造を示す断面図である。
タの構造を示す断面図である。
【図２】ダブルゲート型トランジスタを２次元配列して
構成されるフォトセンサシステムの概略構成図である。
構成されるフォトセンサシステムの概略構成図である。
【図３】フォトセンサシステムの駆動制御方法を示すタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
【図４】フォトセンサシステムを適用した２次元画像読
取装置の要部断面図である。
取装置の要部断面図である。
【図５】本発明に係る２次元画像読取装置の第１の実施
形態を示す要部断面図である。
形態を示す要部断面図である。
【図６】本実施形態に係る２次元画像読取装置の製造方
法を示すプロセス断面図である。
法を示すプロセス断面図である。
【図７】表示装置が併設された指紋読取装置の一実施例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図８】第１の実施形態における指紋読取状態を説明す
る概略図である。
る概略図である。
【図９】本発明に係る２次元画像読取装置の第２の実施
形態を示す概略構成図である。
形態を示す概略構成図である。
【図１０】第２の実施形態に適用されるスイッチ部の概
略断面図である。
略断面図である。
【図１１】第２の実施形態における機能ブロック図であ
る。
る。
【図１２】第２の実施形態に適用されるスイッチ部の他
の構成例を示す概略断面図である。
の構成例を示す概略断面図である。
【図１３】本発明に係る２次元画像読取装置の第３の実
施形態を示す要部概略構成図である。
施形態を示す要部概略構成図である。
【図１４】第３の実施形態に適用される遮蔽部の概略断
面図である。
面図である。
【図１５】本発明に係る２次元画像読取装置の第４の実
施形態を示す概略構成図である。
施形態を示す概略構成図である。
【図１６】第４の実施形態に適用される他の構成例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図１７】本発明に係る２次元画像読取装置の第５の実
施形態を示す概略構成図である。
施形態を示す概略構成図である。
【図１８】第５の実施形態に適用される他の構成例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
１０Ｆ ダブルゲート型トランジスタ １０Ｌ 薄膜トランジスタ １１ａ、１１ｂ 半導体層 １２ａ、１２ｂ ソース電極 １３ａ、１３ｂ ドレイン電極 １９ ガラス基板 ２１ａ トップゲート電極 ２１ｂ 画素電極 ２２ａ ボトムゲート電極 ２２ｂ ゲート電極 １００Ｆ フォトセンサアレイ １００Ｌ トランジスタアレイ １１０ 指紋読取部 １２３ 指紋読取面 １３０ フィルタ基板 １４０ 液晶表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｇ０６Ｆ 15/64 Ｇ ５Ｃ０２４ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１７Ｎ ５Ｆ１１０ ６２２ Ｆターム(参考） 2F065 AA51 BB02 BB05 CC16 DD00 DD02 DD12 DD16 FF42 GG12 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL01 LL21 LL33 NN01 SS02 SS13 2H092 GA61 JA24 JA29 JA38 JA42 JA46 JA47 JB13 JB23 JB32 JB38 JB77 KA05 KA07 KA16 KA18 MA07 MA13 MA17 MA27 MA35 MA37 MA41 NA25 NA28 NA29 PA06 PA07 QA06 RA10 4C038 FF01 FF05 FG01 4M118 AA10 AB10 BA14 CA09 CB06 CB14 DB01 DD12 FB09 FB13 GA02 GA03 GB15 GC08 HA20 5B047 AA25 BA02 BB04 BC01 BC06 BC12 CB11 5C024 AA03 AA18 CA31 FA01 GA01 GA31 HA27 JA04 5F110 AA04 AA16 BB01 BB10 CC01 CC07 DD02 EE04 EE07 EE43 EE44 FF01 FF03 GG02 GG13 GG15 GG44 HK03 HK04 HK33 NN12 NN23 NN24 NN45 NN74 QQ08
Claims (17)
- 【請求項１】 単一の絶縁性基板上に、 第１の半導体層を挟んで対向して設けられた第１のソー
ス電極及びドレイン電極と、前記第１の半導体層の下方
側に、第１の絶縁膜を介して設けられたボトムゲート電
極と、前記第１の半導体層の上方側に、第２の絶縁膜を
介して設けられたトップゲート電極と、を備えたダブル
ゲート構造を有するフォトセンサと、 第２の半導体層を挟んで対向して設けられた第２のソー
ス電極及びドレイン電極と、前記第２の半導体層の下方
側に前記第１の絶縁膜を介して設けられたゲート電極
と、前記第２の半導体層の上方側に、前記第２の絶縁膜
を介して、前記第２のソース電極に電気的に接続された
画素電極と、を備えた薄膜トランジスタと、を形成した
ことを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項２】 前記第１の半導体層並びに前記第２の半
導体層、前記第１のソース電極及びドレイン電極並びに
前記第２のソース電極及びドレイン電極、前記ボトムゲ
ート電極並びに前記ゲート電極、前記トップゲート電極
並びに前記画素電極は、各々同一の製造工程により形成
される、同一の膜質を有することを特徴とする請求項１
記載の画像読取装置。 - 【請求項３】 前記フォトセンサは、画像の画像情報を
読み取るセンサアレイを構成し、 前記薄膜トランジスタは、液晶表示装置のスイッチング
素子として使用されるトランジスタアレイを構成するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。 - 【請求項４】 前記単一の絶縁性基板の下方側に面光源
を備え、 前記面光源を共通の光源として、前記フォトセンサセン
サ及び前記薄膜トランジスタの双方に、照射光を照射す
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
画像読取装置。 - 【請求項５】 前記単一の絶縁性基板の下方側に、前記
センサアレイに対する読取対象物が載置される読取領域
への、該読取対象物の接触押圧状態に応じて、電気的に
導通するスイッチ部が設けられ、 前記スイッチ部により、少なくとも前記センサアレイを
駆動する電源が投入されることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載の画像読取装置。 - 【請求項６】 前記センサアレイに対する読取対象物が
載置される読取領域の上方に、前記センサアレイへの外
光の進入を遮断する可動式の遮蔽板が設けられ、 前記読取領域への前記読取対象物の接触時にのみ、前記
遮蔽板を可動して前記読取領域を露出するようにしたこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像
読取装置。 - 【請求項７】 前記遮蔽板の可動状態に応じて、電気的
に導通するスイッチ部が設けられ、 前記スイッチ部により、少なくとも前記センサアレイを
駆動する電源が投入されることを特徴とする請求項６記
載の画像読取装置。 - 【請求項８】 前記遮蔽板は、導電性部材により構成さ
れ、 前記読取領域への前記読取対象物の接触に際し、前記読
取対象物に帯電した静電気を前記遮蔽板を介して放電す
ることを特徴とする請求項６又は７記載の画像読取装
置。 - 【請求項９】 半導体層を挟んでソース電極とドレイン
電極とが対向して設けられ、該半導体層の上下両側に絶
縁膜を介して対向するトップゲート電極及びボトムゲー
ト電極が設けられたダブルゲート構造を有するフォトセ
ンサを、マトリクス状に配列して構成され、画像の画像
情報を読み取るセンサアレイと、 薄膜トランジスタをマトリクス状に配列して構成され、
液晶表示装置のスイッチング素子として使用されるトラ
ンジスタアレイと、を単一の絶縁性基板上に形成し、か
つ、 前記センサアレイと、前記センサアレイに対する読取対
象物を載置する読取領域が、相互に平面的に離間した位
置に形成されていることを特徴とする画像読取装置。 - 【請求項１０】 少なくとも前記センサアレイ上方に設
けられた導光板と、前記センサアレイ上方の前記導光板
上に設けられた遮光膜と、前記導光板の端部に設けられ
た光源とを有し、 前記読取領域は、前記遮光膜が設けられていない前記導
光板上に設けられ、前記光源が、前記読取領域に対し
て、傾斜方向から照射光を入射することを特徴とする請
求項９記載の画像読取装置。 - 【請求項１１】 前記導光板に設けられた前記読取領域
直下の前記単一の絶縁性基板上に、少なくとも前記セン
サアレイの駆動回路が形成されていることを特徴とする
請求項１０記載の画像読取装置。 - 【請求項１２】 前記導光板は、前記トランジスタアレ
イに対して液晶を介して対向配置されるフィルタ基板を
構成する光透過性絶縁性基板であることを特徴とする請
求項１０又は１１記載の画像読取装置。 - 【請求項１３】前記単一の絶縁性基板の下方側に面光源
を備え、 前記面光源を共通の光源として、前記センサアレイ及び
前記トランジスタアレイの双方に、照射光を照射するこ
とを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の画
像読取装置。 - 【請求項１４】 少なくとも前記センサアレイが形成さ
れた前記単一の絶縁性基板の他面側に設けられた遮光膜
と、前記単一の絶縁性基板の端部に設けられた光源とを
有し、 前記読取領域は、前記第１の遮光膜が設けられていない
前記単一の絶縁性基板の他面側に設けられ、前記光源
が、前記読取領域に対して、傾斜方向から照射光を入射
することを特徴とする請求項９記載の画像読取装置。 - 【請求項１５】 前記単一の絶縁性基板の他面側に設け
られた前記読取領域に対応する、前記単一の絶縁性基板
の一面側に、少なくとも前記センサアレイの駆動回路が
形成されていることを特徴とする請求項１４記載の画像
読取装置。 - 【請求項１６】 半導体層を挟んでソース電極とドレイ
ン電極とが対向して設けられ、該半導体層の上下両側に
絶縁膜を介して対向するトップゲート電極及びボトムゲ
ート電極が設けられたダブルゲート構造を有するフォト
センサを具備した画像読取装置の製造方法において、 単一の絶縁性基板上に、前記フォトセンサの前記ボトム
ゲート電極を形成するとともに、前記フォト離間して配
置される薄膜トランジスタのゲート電極を形成する工程
と、 前記ボトムゲート及びゲート電極上に、共通の第１の絶
縁膜を形成する工程と、 前記ボトムゲートに対応して、前記第１の絶縁膜上に第
１の半導体層を形成するとともに、前記ゲート電極に対
応して、前記第１の絶縁膜上に第２の半導体層を形成す
る工程と、 前記第１の半導体層を挟んで対向する第１のソース電極
及びドレイン電極を形成するとともに、前記第２の半導
体層を挟んで対向する第２のソース電極及びドレイン電
極を形成する工程と、 前記第１のソース電極及びドレイン電極、並びに、前記
第２のソース電極及びドレイン電極上に、共通の第２の
絶縁膜を形成する工程と、 前記第２の絶縁膜に、少なくとも前記第２のソース電極
を露出する開口部を形成する工程と、 前記第１の半導体層に対応して、前記トップゲート電極
を形成するとともに、前記第２の半導体層に対応し、か
つ前記開口部を介して前記第２のソース電極に電気的に
接続される画素電極を形成する工程と、を含むことを特
徴とする画像読取装置の製造方法。 - 【請求項１７】 前記トップゲート電極上を被覆し、か
つ、少なくとも前記画素電極を所定の形状に露出する第
３の絶縁膜を形成する工程と、 前記露出した画素電極上に液晶配向膜を形成する工程
と、を含んでいることを特徴とする請求項１６記載の画
像読取装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP25279699A JP4253826B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 画像読取装置 |
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|---|---|---|---|
| JP25279699A JP4253826B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 画像読取装置 |
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Family
ID=17242373
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|---|---|---|---|
| JP25279699A Expired - Fee Related JP4253826B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 画像読取装置 |
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-
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