JP2010225618A - センシング装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】静電誘導ノイズによるセンシング装置のセンシング精度の低下を抑制する。
【解決手段】センシング装置１００を提供する。センシング装置１００は、アレイ基板１１上に形成され、センシング結果を示す信号を出力するセンシング回路１と、アレイ基板１１上に形成され、センシング回路１から出力された信号を標本化するとともに各標本の電圧を一定時間だけ保持しつつ出力するサンプルホールド回路２と、アレイ基板１１との間にサンプルホールド回路２を挟み、アレイ基板１１に直交する方向においてサンプルホールド回路２を覆うシールド電極１９とを備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、センサーを備えたセンシング装置および電子機器に関する。

静電誘導ノイズによるセンサー性能の低下を抑制する技術として、特許文献１、２及び３には、センサーに重なるシールドを設け、このシールドによってセンサーへの静電誘導ノイズを遮断しようとする技術が記載されている。また、特許文献４には、センサーに接続された総ての配線を別層で横切ってセンサーを囲むシールド（ガードリング４０）を設け、配線からセンサーへのノイズを遮断しようとする技術が記載されている。

特開２００５−３２１０５号公報（図１） 特開２０００−９１５５１号公報（図１） 特開２０００−９１５５２号公報（図１） 特開平９−２８８２８５号公報（図６）

ところで、一般なセンシング装置は、センサーからの出力信号を標本化するとともに各標本の電圧を一定時間だけ保持しつつ出力するサンプルホールド回路を備える。サンプルホールド回路は、アナログ動作をするものであり、電圧を保持しつつ出力するために高インピーダンスの導電路を含むから、その出力電圧には静電誘導ノイズ（ノイズ電圧）の影響が大きく現れる。したがって、上述の各技術によってセンサーへのノイズを遮断することができたとしても、サンプルホールド回路が静電誘導ノイズに曝されると、センシング装置のセンシング精度が大幅に低下する虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、静電誘導ノイズによるセンシング装置のセンシング精度の低下を抑制することを解決課題としている。

この課題を解決するために、本発明は、基板上に形成され、センシング結果を示す信号を出力するセンサーと、前記基板上に形成され、前記信号を標本化するとともに各標本の電圧を一定時間だけ保持しつつ出力するサンプルホールド回路と、前記基板との間に前記サンプルホールド回路を挟み、前記基板に直交する方向において前記サンプルホールド回路と重なる一つのシールド電極とを備えるセンシング装置を提供する。
このセンシング装置によれば、サンプルホールド回路への静電誘導ノイズの電気力線の多くがシールド電極に収束するから、静電誘導ノイズによるセンシング装置のセンシング精度の低下を抑制することができる。なお、サンプルホールド回路への静電誘導ノイズの電気力線のより多くをシールド電極に収束させるという観点では、基板に直交する方向においてシールド電極がサンプルホールド回路の全部と重なる形態、すなわち当該方向においてシールド電極がサンプルホールド回路を覆う形態が好適である。

このセンシング装置において、前記センサーは、第１層に含まれるアノード電極と、第２層に含まれるカソード電極とを有する受光素子であり、前記シールド電極は、前記第１層又は前記第２層に含まれる、ようにしてもよい。第１層及び第２層は、別々の層であってもよいし、同一の層であってもよい。このセンシング装置によれば、センシング装置に必須のセンサーに含まれるアノード電極またはカソード電極と同一のプロセス（層）でシールド電極を形成可能であるから、製造工程が簡素となる。

上記の各センシング装置において、前記シールド電極に固定電位が供給されるようにしてもよい。このセンシング装置によれば、シールド電極をフローティング状態とする形態に比べて、静電誘導ノイズの電気力線がシールド電極に収束しやすくなる。

ところで、電源配線には配線インピーダンスを十分に低くするために十分に広い幅が求められる。一方、静電誘導ノイズの遮断の観点から、シールド電極には十分に広い面積が求められる。そこで、上記のセンシング回路において、前記サンプルホールド回路に固定電位を供給する第１幅の電源配線と、前記サンプルホールド回路に固定電位を供給する第２幅の電源配線とを備え、前記第２幅は前記第１幅よりも狭く、前記第２幅の電源配線と前記シールド電極とは電気的に接続されているようにしてもよい。このセンシング装置によれば、シールド電極と電気的に接続された電源配線の幅が狭いから、レイアウト面積を狭くすることができる。この利点は、例えばセンシング装置の狭額縁化に寄与する。なお、第１幅よりも狭い第２幅の電源配線は、シールド電極と電気的に接続されているから、その配線インピーダンスは十分に低く抑えられる。

あるいは、複数の電源配線を備え、前記複数の電源配線のいずれか一つは前記シールド電極の一部又は全部を含むようにしてもよい。このセンシング装置では、シールド電極を含む電源配線の一部が他の一部およびサンプルホールド回路と重なる。したがって、このセンシング装置によれば、シールド電極を含む電源配線の、サンプルホールド回路の層における幅を狭くすることができる。
また、本発明は、上記の各センシング装置を備えた電子機器を提供する。

本発明の一実施形態に係るセンシング装置１００の電気的構成を示す図である。 センシング装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。 センシング装置１００のセンシング回路１のリセット動作を説明するための回路図である。 センシング回路１のセンシング動作を説明するための回路図である。 センシング回路１の読出動作を説明するための回路図である。 センシング装置１００のサンプルホールド回路Ｅの蓄積動作を説明するための回路図である。 サンプルホールド回路Ｅの出力動作を説明するための回路図である。 サンプルホールド回路Ｅのリセット動作を説明するための回路図である。 図１のＡ−Ａ´断面図である。 図９に対応する平面図である。 図９及び図１０に示すインバータ回路の電気的構成を示す回路図である。 センシング装置１００と対比する比較例６００の構成を示す断面図である。 図１２に対応する平面図である。 センシング装置１００の製造工程を説明するための断面図である。 センシング装置１００の変形例に係るセンシング装置２００の構成を示す断面図である。 静電誘導ノイズに対するセンシング装置２００の電気的特性を示す図である。 静電誘導ノイズに対するセンシング装置１００の電気的特性を示す図である。 センシング装置２００の変形例に係るセンシング装置３００の構成を示す断面図である。 センシング装置１００の変形例に係るセンシング装置４００の構成を示す断面図である。 図１８に対応する平面図である。

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。ただし、各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に相違している。また、本発明は、以下に述べる各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態を変形して得られる各種の変形例や、各実施形態またはその変形例を応用して得られる形態をも技術的範囲に含みうる。なお、各図において共通する部分には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の一実施形態に係るセンシング装置１００の電気的構成を示す図である。この図に示すように、センシング装置１００は、電気的には、画素部１０と、サンプルホールド回路部２０と、周辺回路部３０と、Ｘ方向に延在するｍ本の走査線（リセット線Ｌ１および選択線Ｌ２）と、Ｙ方向に延在するｎ本のセンス線Ｌ３と、一本の検出線Ｌ４を備える。ｍ本の走査線の各々は、画素部１０において、総てのセンス線Ｌ３と交差している。

画素部１０は、ｍ本の走査線とｎ本のセンス線Ｌ３との交差に対応して各々配置されたｍ×ｎ個のセンシング回路１を画素として有する。センシング回路１は、入射光量に応じた大きさの電流を生成するフォトダイオード（センサー）ＰＤを有し、フォトダイオードＰＤへの入射光量に応じた大きさの信号をセンス線Ｌ３へ出力する。サンプルホールド回路部２０は、ｎ本のセンス線Ｌ３に各々接続されたｎ個のサンプルホールド回路２を有する。サンプルホールド回路２は、対応するセンス線Ｌ３からの信号を標本化するとともに標本の電圧を一定時間だけ保持しつつ検出線Ｌ４へ出力する。

周辺回路部３０は、行選択回路３１と列選択回路３２と制御回路３３とを有する。行選択回路３１は、ｍ本のリセット線Ｌ１に第１リセット信号ＹＲＥＳ１〜ＹＲＥＳｍを供給し、ｍ本の選択線Ｌ２に行選択信号ＹＳＥＬ１〜ＹＳＥＬｍを供給することにより、ｍ本の走査線（リセット線Ｌ１および選択線Ｌ２）を一定の長さの行選択期間ごとに順次選択する。列選択回路３１は、ｎ個のサンプルホールド回路２に列選択信号ＸＳＥＬ１〜ＸＳＥＬｎを供給することにより、各行選択期間においてｎ個のサンプルホールド回路２を順次選択する。

制御回路３３は、外部の装置から供給される信号に基づいて、行選択回路３１および列選択回路３２を通じてｍ×ｎ個のセンシング回路１およびｎ個のサンプルホールド回路２を制御する一方、検出線Ｌ４から供給される信号を用いて予め定められた処理を行う。この処理としては、例えば、センシング装置１００と外部の物体との接触の検出や、この検出のための信号の出力、センシング装置１００における外部の物体との接触位置の検出、この検出のための信号の出力などが挙げられる。

図１に拡大して示すように、センシング回路１は、フォトダイオードＰＤと、リセットトランジスタＴｒ１と、選択トランジスタＴｒ２と、増幅トランジスタＴｒ３とを有する。フォトダイオードＰＤは、固定の高電位（ＶＤＤ）が供給される高電位電源線と固定の低電位（接地電位）が供給される低電位電源線（接地線）との間に介挿されており、そのアノード電極は低電位電源線と電気的に接続されている。

リセットトランジスタＴｒ１は、フォトダイオードＰＤのカソード電極と高電位電源線との間に介挿され、スイッチング素子として機能するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、そのゲート電極はリセット線Ｌ１と電気的に接続されている。第ｉ行のセンシング回路１のリセットトランジスタＴｒ１は、リセット線Ｌ１からの第１リセット信号ＹＲＥＳｉがアクティブレベルならばオン状態となり、非アクティブレベルならばオフ状態となる。

選択トランジスタＴｒ２は、高電位電源線とセンス線Ｌ３との間に介挿され、スイッチング素子として機能するＴＦＴであり、そのゲート電極は選択線Ｌ２と電気的に接続されている。第ｉ行のセンシング回路１の選択トランジスタＴｒ２は、選択線Ｌ２からの行選択信号ＹＳＥＬｉがアクティブレベルならばオン状態となり、非アクティブレベルならばオフ状態となる。

増幅トランジスタＴｒ３は、選択トランジスタＴｒ２と高電位電源線との間に介挿されたＮチャネル型のＴＦＴであり、そのゲート電極はフォトダイオードＰＤのカソード電極と電気的に接続されている。高電位電源線からセンス線Ｌ３への経路において、増幅トランジスタＴｒ３および選択トランジスタＴｒ２は直列に接続されており、増幅トランジスタＴｒ３のドレイン電極は高電位電源線と電気的に接続されている。

一方、サンプルホールド回路２は、容量素子３と、スイッチＳＷ１と、増幅器４と、スイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ３とを有する。容量素子３は、標本の電圧を保持するためのものであり、一対の電極（電極５および電極６）を有する。電極６は、低電位電源線と電気的に接続されている。

スイッチＳＷ１は、容量素子３の電極５とセンス線Ｌ３との間に介挿されており、周辺回路部３０から供給される読出信号ＳＨＧ１がアクティブレベルならばオン状態となり、非アクティブレベルならばオフ状態となる。増幅器４は、入力端子および出力端子を有し、入力端子から入力した信号を増幅して出力端子から出力するものであり、その入力端子は、容量素子３の電極５と電気的に接続されている。

スイッチＳＷ２は、増幅器４の出力端子と検出線Ｌ４との間に介挿されている。第ｊ列のサンプルホールド回路２のスイッチＳＷ２は、列選択回路３２からのＹＳＥＬｊがアクティブレベルならばオン状態となり、非アクティブレベルならばオフ状態となる。スイッチＳＷ３は、容量素子３の電極５と低電位電源線との間に介挿されており、周辺回路部３０から供給される第２リセット信号ＳＨＧ２がアクティブレベルならばオン状態となり、非アクティブレベルならばオフ状態となる。

図２は、センシング装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。この図に示すように、センシング回路１に供給される信号のうち、第１リセット信号ＹＲＥＳ１〜ＹＲＥＳｍは、周期がｍ×１Ｈの第１パルスを１Ｈずつ順次シフトしたものであり、行選択信号ＹＳＥＬ１〜ＹＳＥＬｍは、周期がｍ×１Ｈの第２パルスを１Ｈずつ順次シフトしたものである。

一方、サンプルホールド回路２に供給される信号のうち、読出信号ＳＨＧ１および第２リセット信号ＳＨＧ２は、いずれも周期が１Ｈのパルスである。読出信号ＳＨＧ１は、第１リセット信号ＹＲＥＳｉとともにアクティブレベルとなり、行選択信号ＹＳＥＬｉとともに非アクティブレベルとなる。第２リセット信号ＳＨＧ２は、読出信号ＳＨＧ１がアクティブレベルであり、且つ行選択信号ＹＳＥＬｉが非アクティブレベルである期間にアクティブレベルとなる。また、列選択信号ＸＳＥＬ１〜ＸＳＥＬｎは、周期がｍ×１Ｈでパルス幅が１Ｔの第３パルスを１Ｔずつ順次シフトしたものである。列選択信号ＸＳＥＬ１は、読出信号ＳＨＧ１が非アクティブレベルとなってからアクティブレベルとなる。

１Ｈの期間（行期間）は、期間Ｔ１〜Ｔ５に分かれる。以降、第ｉ行第ｊ列のセンシング回路１に注目して、期間Ｔ１〜Ｔ５の各々について説明する。
先頭の期間Ｔ１は、ｉ行目のセンシング回路１を初期化する第１リセット期間であり、第１リセット信号ＹＲＥＳｉがアクティブレベルになると開始し、非アクティブレベルになると終了する。この間、行選択信号ＹＳＥＬｉは非アクティブレベルを維持する。したがって、図３に示すように、リセットトランジスタＴｒ１がオン状態となり、選択トランジスタＴｒ２がオフ状態となる。よって、増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極の電位がＶＤＤとなる。したがって、センス線Ｌ３には電流が流れない。

期間Ｔ１は、サンプルホールド回路２を初期化する第２リセット期間であり、列選択信号ＸＳＥＬｎが非アクティブレベルになるとともに第２リセット信号ＳＨＧ２がアクティブレベルになると開始し、第２リセット信号ＳＨＧ２が非アクティブレベルになると終了する。この間、各サンプルホールド回路２では、図８に示すように、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がオン状態となり、スイッチＳＷ２がオフ状態となるから、容量素子３およびセンス線Ｌ３の保持電圧が０［Ｖ］に初期化される。

次の期間Ｔ２は、ｉ行目のセンシング回路１にセンシングを行わせるセンシング期間（露光期間）であり、第１リセット信号ＹＲＥＳｉが非アクティブレベルになると開始し、行選択信号ＹＳＥＬｉがアクティブレベルになると終了する。この間、図４に示すように、リセットトランジスタＴｒ１がオフ状態となる。一方、フォトダイオードＰＤは、入射光量に応じた大きさの電流を生成する。よって、増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極は、フォトダイオードＰＤに生成された電流の大きさに応じた電位となる。しかし、選択トランジスタＴｒ２はオフ状態を維持しているから、センス線Ｌ３には電流が流れない。

次の期間Ｔ３は、ｉ行目のセンシング回路１からセンシング結果を読み出す読出期間であり、行選択信号ＹＳＥＬｉがアクティブレベルになると開始し、非アクティブレベルになると終了する。この間、図５に示すように、リセットトランジスタＴｒ１はオフ状態なり、選択トランジスタＴｒ２はオン状態となる。増幅トランジスタＴｒ３のゲート電極の電位は、フォトダイオードＰＤに生成された電流の大きさに応じた電位となっているから、センス線Ｌ３には、フォトダイオードＰＤへの入射光量に応じた大きさの電流信号が流れる。

一方、各サンプルホールド回路２では、期間Ｔ１〜Ｔ３の間、読出信号ＳＨＧ１がアクティブレベルを維持するから、図６に示すように、スイッチＳＷ１がオン状態となり、スイッチＳＷ２およびＳＷ３がオフ状態となる。したがって、期間Ｔ３では、各サンプルホールド回路２の容量素子３に、対応するセンス線Ｌ３から供給される電荷が蓄積される。したがって、この容量素子３が保持する電圧は、期間Ｔ３の終了時には、第ｉ行のセンシング回路１のうちの対応するセンシング回路１のフォトダイオードＰＤへの入射光量に応じた電圧となる。

次の期間Ｔ４は、サンプルホールド回路２に電圧（標本）を保持させる一方で出力させない保持期間であり、行選択信号ＹＳＥＬｉおよび読出信号ＳＨＧ１が非アクティブレベルになると開始し、列選択信号ＸＳＥＬ１がアクティブレベルになると終了する。この間、各サンプルホールド回路２では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３がオフ状態となり、容量素子３が期間Ｔ３の終了時の電圧を保持する。

次の期間Ｔ５は、サンプルホールド回路２に電圧を出力させる出力期間であり、列選択信号ＸＳＥＬ１がアクティブレベルになると開始し、列選択信号ＸＳＥＬｎが非アクティブレベルになるとともに第２リセット信号ＳＨＧ２がアクティブレベルになると終了する。この期間では、列選択信号ＸＳＥＬ１〜ＸＳＥＬｎが１Ｔ毎に択一的に順次アクティブレベルとなる。したがって、図７に示すように、ｊ列目のサンプルホールド回路２では、列選択信号ＸＳＥＬｊがアクティブレベルの期間において、スイッチＳＷ２がオン状態となり、スイッチＳＷ１およびＳＷ３がオフ状態となるから、容量素子３の保持電圧が増幅器４で増幅されて検出線Ｌ４へ出力される。

以上の説明から明らかなように、検出線Ｌ４から制御回路３３へ供給される信号は、第ｉ行のｎ個のセンシング回路１のフォトダイオードＰＤへの入射光量に応じた電圧を１Ｔ毎に順次並べたものとなる。したがって、制御回路３３は、この信号を用いて、接触の検出や接触位置の検出など前述の処理を行うことができる。

なお、本実施形態を変形し、列毎に検出線を設けるようにしてもよい。この変形例では、ｍ個のサンプルホールド回路２は同時に信号を出力することができる。また、図２では、第２リセット信号ＳＨＧ２と読出信号ＳＨＧ１とが同時にアクティブレベルとなるが、これに限るものではない。例えば、読出信号ＳＨＧ１がアクティブレベルとなった後に第２リセット信号ＳＨＧ２がアクティブレベルとなるようにしてもよい。

図９は図１のＡ−Ａ´断面図であり、図１０は図９に対応する平面図である。この図に示すように、センシング装置１００は、例えばガラス製のアレイ基板１１と、アレイ基板１１上に形成されたＴＦＴアレイ１２とを有する。ＴＦＴアレイ１２は、サンプルホールド回路部２０を含み、複数のＴＦＴ（例えばＰチャネル型のＴＦＴ５１およびＮチャネル型のＴＦＴ５２）を有する。

構造的には、ＴＦＴアレイ１２は、アレイ基板１１上に形成された半導体層２１と、アレイ基板１１上に半導体層２１を覆うように形成された絶縁層２２と、絶縁層２２を挟んで半導体層２１と対向するように成されたゲート電極（例えばゲート電極２３および２４）と、絶縁層２２上にゲート電極を覆うように形成された絶縁層２５と、絶縁層２５上に形成され、半導体層２１に接する下面Ｋを有するソース電極（例えばソース電極２６および２７）およびドレイン電極（例えばドレイン電極２８および２９）とを有する。

また、センシング装置１００は、絶縁層２５上に形成された配線を有する。この配線は、信号を供給するための信号配線（例えばソース電極２７およびドレイン電極２８に接する信号配線１３）や、電源電位を供給するための電源配線（例えばソース電極２６に接する電源配線１４やドレイン電極２９に接する電源配線１５）を含む。また、センシング装置１００は、絶縁層２５上にＴＦＴアレイ１２および上記の配線を覆うように形成された絶縁層１６と、絶縁層１６上に設けられたアクリル１７と、アクリル１７上に形成された絶縁層１８と、絶縁層１８上にサンプルホールド回路部２０を覆うように形成され、ソース電極２６に接する下面Ｄを有するシールド電極１９と、アレイ基板１１との間にシールド電極１９を挟むように設けられたカバーガラス４１とを有する。

図９及び図１０に示す回路は、サンプルホールド回路２に含まれるインバータ回路である。このインバータ回路の電気的構成は、図１１に示す通りである。ＴＦＴ５１のゲート電極２３およびＴＦＴ５２のゲート電極５２は、ゲート配線４２と電気的に接続されているから、ゲート配線４２の電位がアクティブレベルとなると、ＴＦＴ５２がオン状態となるとともにＴＦＴ５１がオフ状態となり、ゲート配線４２の電位が非アクティブレベルとなると、ＴＦＴ５１がオン状態となるとともにＴＦＴ５２がオフ状態となる。

ところで、サンプルホールド回路２は、電圧を保持しつつ出力するために高インピーダンスの導電路（例えば増幅器４の入力段）を含むから、その出力電圧には静電誘導ノイズ（ノイズ電圧）の影響が大きく現れる。しかし、センシング装置１００では、図１、図９および図１０に示すように、シールド電極１９が、アレイ基板１１との間にサンプルホールド回路部２０を挟み、アレイ基板１１に直交する方向においてサンプルホールド回路部２０を覆うから、すなわちサンプルホールド回路部２０の全部と外部の物体との間にシールド電極１９が介在するから、指やペンなどの外部の物体からの電気力線をシールド電極１９に収束させることができる。

図１２は、センシング装置１００と対比する比較例６００の構成を示す断面図である。比較例６００がセンシング装置１００と異なる第１点は、シールド電極を持たない点である。図１２と図９とを対比すれば明らかなように、センシング装置１００では、外部の物体からの電気力線がシールド電極１９に収束するのに対し、比較例６００ではそのような収束は起こらない。このように、本実施形態によれば、サンプルホールド回路部２０が静電誘導ノイズに曝され難くなるから、センシング精度の低下を抑制することができる。

図１３は図１２に対応する平面図である。図１３と図１０とを対比すれば明らかなように、比較例６００がセンシング装置１００と異なる第２点は、電源配線１４の幅（図１３および図１０では上下方向の長さ）が広い点である。一般に、電源配線には、配線インピーダンスを十分に低くするために、十分に広い幅が求められる。そのため、比較例６００では、電源配線１４の幅が広くなっており、サンプルホールド回路部２０を含む層における回路のレイアウト面積（幅Ｌ２）が広くなっている。

これに対して、センシング装置１００では、電源配線１４の幅が狭くなっており、これにより、上記のレイアウト面積（幅Ｌ１）が狭くなっている。つまり、Ｌ１＜Ｌ２である。これは狭額縁化に寄与する利点である。これが可能なのは、センシング装置１００において、電源配線１４とシールド電極１９とが電気的に接続されているからである。両者が電気的に接続されているから、電源配線１４の幅を狭くしても、配線インピーダンスを十分に低くすることができるのである。

図１４は、センシング装置１００の製造工程を説明するための断面図である。この図には、センシング回路１の全部ではなく、一部のみが示されている。センシング装置１００の製造では、まず、アレイ基板１１上にＴＦＴアレイ１２を形成する。ＴＦＴアレイ１２には、サンプルホールド回路２を構成するＴＦＴ５１および５２のみならず、センシング回路１を構成するＴＦＴ５３および５４も含まれる。

次に、アレイ基板１１上に、ＴＦＴアレイ１２を覆うように、絶縁層１６を形成し、その上にアクリル１７を設ける。次に、アクリル１７上の、ｍ×ｎ個のフォトダイオードＰＤが配置される領域に、絶縁層４３を形成する。次に、絶縁層４３上に、フォトダイオードＰＤ毎に、カソード電極４４を形成する。この形成は、カソード電極４４がＴＦＴ５４の一つの電極に接するように行われる。

次に、絶縁層４３およびｍ個のカソード電極４４の上に、絶縁層１８を形成する。ただし、フォトダイオードＰＤの形成領域では、カソード電極４４を露出させる。次に、フォトダイオードＰＤ毎に、Ｎ型半導体層４５、中間層４６およびＰ型半導体層４７を順次形成する。次に、絶縁層１８上およびＰ型半導体層４７上に、ｍ×ｎ個のフォトダイオードＰＤとサンプルホールド回路部２０とを覆う導電層を形成する。この導電層の一部が、ｍ×ｎ個のフォトダイオードＰＤに共通するアノード電極４８となり、他の一部が、サンプルホールド回路部２０を覆うシールド電極１９となる。この導電層の形成は、シールド電極１９がＴＦＴ５１のソース電極２６に接するように行われる。なお、アノード電極４８とシールド電極１９とは電気的に接続されていない。

このように、本実施形態では、センシング装置１００に必須のセンシング回路１に含まれるアノード電極４８と同一のプロセス（層）でシールド電極が形成される。したがって、本実施形態には、シールド電極を単独で形成する形態に比較して、製造工程が簡素という利点がある。なお、本実施形態を変形してカソード電極４４とアノード電極４８との位置関係を逆転し、カソード電極４４と同一のプロセスでシールド電極を形成するようにしてもよい。また、上記の利点が不要であれば、シールド電極を単独で形成するようにしてもよい。

図１５はセンシング装置１００の変形例に係るセンシング装置２００の構成を示す断面図である。センシング装置２００がセンシング装置１００と異なる点は、電源配線１４と電気的に接続されたシールド電極１９に代えて、電気的にフローティング状態のシールド電極６１を有する点のみである。静電誘導ノイズに対する電気的特性は、センシング装置２００については図１６に示す通りであり、センシング装置１００については図１７に示す通りである。

図１６および図１７から明らかなように、センシング装置２００では、シールド電極１６１が電気的にフローティング状態となるから、ゲート電極２３の電位が、外部の物体からの静電誘導ノイズの影響を受けやすいが、センシング装置１００では、電源配線１４からシールド電極１９に固定電位ＶＣが供給されるから、ゲート電極２３の電位が、外部の物体からの静電誘導ノイズの影響を受け難い。つまり、センシング装置１００には、センシング装置２００と比較して、外部の物体からの静電誘導ノイズの影響を受け難いという利点がある。

なお、本実施形態を変形し、電源配線１４とは異なる配線からシールド電極に固定電位を供給するようにしてもよい。その配線は、シールド電極への電源の供給に専用される配線であってもよい。また、センシング装置２００であっても、シールド電極を間に挟む容量が小さくなるから、静電誘導ノイズによるセンシング精度の低下をある程度は抑制することができる。したがって、静電誘導ノイズの影響をある程度受けてもよいなら、センシング装置２００のように、シールド電極を電気的にフローティング状態としてもよいし、これを変形し、図１８に示すセンシング装置３００のようにしてもよい。センシング装置３００の製造工程では、カバーガラス４１上にシールド電極６１が形成され、シールド電極６１が形成されたカバーガラス４１がアレイ基板１１上に取り付けられる。つまり、センシング装置２００には、構造の自由度が高いという利点がある。

図１９はセンシング装置１００の変形例に係るセンシング装置４００の構成を示す断面図であり、図２０は図１８に対応する平面図である。センシング装置４００がセンシング装置１００と異なる点は、ソース電極２６、電源配線１４およびシールド電極に代えて、ソース電極２６および電源配線１４を兼ねるシールド電極６２を有する点のみである。センシング装置４００では、シールド電極６２の下面Ｄが半導体層２１に接している。

また、センシング装置４００では、電源配線１４の全部が、サンプルホールド回路部２０を含む層とは異なる層に形成されている。このため、サンプルホールド回路部２０を含む層における回路のレイアウト面積（幅Ｌ３）は、センシング装置１００における上記レイアウト面積（幅Ｌ１）よりも狭くなっている。このように、センシング装置４００によれば、上記レイアウト面積をより狭くすることができる。

なお、上述した実施形態または変形例では、フォトダイオードＰＤをセンサーとして用いているが、これを変形し、フォトダイオード以外の受光素子や赤外線センサーなどを用いるようにしてもよい。また、上述した実施形態または変形例に係る各センシング装置は、カメラ、スキャナ、タッチパネルなどの各種の電子機器に応用可能である。

１……センシング回路、１１……アレイ基板、１４，１５……電源配線、１９，６１，６２……シールド電極、２０……サンプルホールド回路部、４４……カソード電極、４８……アノード電極、１００，２００，３００，４００……センシング装置。

Claims (6)

1. 基板上に形成され、センシング結果を示す信号を出力するセンサーと、
   前記基板上に形成され、前記信号を標本化するとともに各標本の電圧を一定時間だけ保持しつつ出力するサンプルホールド回路と、
   前記基板との間に前記サンプルホールド回路を挟み、前記基板に直交する方向において前記サンプルホールド回路と重なるシールド電極と、
   を備えるセンシング装置。
2. 前記センサーは、第１層に含まれるアノード電極と、第２層に含まれるカソード電極とを有する受光素子であり、
   前記シールド電極は、前記第１層又は前記第２層に含まれる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング装置。
3. 前記シールド電極に固定電位が供給される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のセンシング装置。
4. 前記サンプルホールド回路に固定電位を供給する第１幅の電源配線と、
   前記サンプルホールド回路に固定電位を供給する第２幅の電源配線とを備え、
   前記第２幅は前記第１幅よりも狭く、
   前記第２幅の電源配線と前記シールド電極とは電気的に接続されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンシング装置。
5. 複数の電源配線を備え、
   前記複数の電源配線のいずれか一つは前記シールド電極を含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンシング装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンシング装置を備えた電子機器。
   

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