JP2023012380A - 検出装置 - Google Patents

検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2023012380A
JP2023012380A JP2021115989A JP2021115989A JP2023012380A JP 2023012380 A JP2023012380 A JP 2023012380A JP 2021115989 A JP2021115989 A JP 2021115989A JP 2021115989 A JP2021115989 A JP 2021115989A JP 2023012380 A JP2023012380 A JP 2023012380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
transport layer
light
detection device
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021115989A
Other languages
English (en)
Inventor
元 小出
Hajime Koide
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2021115989A priority Critical patent/JP2023012380A/ja
Priority to US17/859,251 priority patent/US20230028839A1/en
Publication of JP2023012380A publication Critical patent/JP2023012380A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H10K30/81—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K65/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element and at least one organic radiation-sensitive element, e.g. organic opto-couplers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/311—Flexible OLED

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

【課題】小型化を図りつつ、良好な検出精度を得ることが可能な検出装置を提供する。【解決手段】検出装置は、基板と、基板の第１主面に配列された複数の第１電極と、複数の第１電極に対応して設けられ、第１キャリア輸送層、活性層及び第２キャリア輸送層を含む複数のフォトダイオードと、複数のフォトダイオードに跨がって設けられた第２電極と、基板の第１主面と反対側の第２主面側に設けられたバックライトと、バックライトと複数のフォトダイオードとの間に設けられた複数の遮光層と、隣り合う複数の遮光層の間に形成された透光領域と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、検出装置に関する。
指紋パターンや静脈パターンを検出可能な光センサが知られている（例えば、特許文献１）。このような光センサでは、活性層として有機半導体材料が用いられた複数のフォトダイオードを有するセンサが知られている。
特開２００９－３２００５号公報
このような光センサでは、光源を含めた装置全体の小型化を図りつつ、良好な検出精度を実現することが要求される。光センサと、指などの被検出体と、被検出体に光を照射する光源との配置関係については、種々の構造が知られている。例えば、光源を被検出体の上側に配置した構成、すなわち、光センサと光源とで被検出体を挟む構成では、モジュール構造が複雑になり小型化が困難となる場合がある。あるいは、光源を被検出体の側方に配置した構成では、光センサで検出される光量の面内分布が大きくなる可能性がある。
本発明は、小型化を図りつつ、良好な検出精度を得ることが可能な検出装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の検出装置は、基板と、前記基板の第１主面に配列された複数の第１電極と、複数の前記第１電極に対応して設けられ、第１キャリア輸送層、活性層及び第２キャリア輸送層を含む複数のフォトダイオードと、複数の前記フォトダイオードに跨がって設けられた第２電極と、前記基板の第１主面と反対側の第２主面側に設けられたバックライトと、前記バックライトと複数の前記フォトダイオードとの間に設けられた複数の遮光層と、隣り合う複数の前記遮光層の間に形成された透光領域と、を有する。
図１は、第１実施形態に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。 図２は、第１実施形態に係る検出装置を示す平面図である。 図３は、第１実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。 図４は、検出装置を示す回路図である。 図５は、複数の部分検出領域を示す回路図である。 図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。 図７は、図６における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。 図８は、センサ部の拡大概略構成図である。 図９は、図８のＩＸ－ＩＸ’断面図である。 図１０は、第２実施形態に係る検出装置の、センサ部の拡大概略構成図である。 図１１は、第２実施形態に係る検出装置の、センサ部の一部を示す拡大概略構成図である。 図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ’断面図である。 図１３は、図１１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ’断面図である。 図１４は、第３実施形態に係る検出装置の、センサ部の拡大概略構成図である。 図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ’断面図である。 図１６は、第４実施形態に係る検出装置の、センサ部の拡大概略構成図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、本開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本開示と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図１に示すように、検出装置１は、アレイ基板２と、導光部７と、接着層１２４と、カバー部材１２５と、バックライト１２１と、を含む。アレイ基板２の第１主面Ｓ１に垂直な方向において、バックライト１２１、アレイ基板２、導光部７、接着層１２４、カバー部材１２５の順に積層されている。
アレイ基板２は、センサ基材２１を基体として形成される。アレイ基板２は、センサ基材２１の第１主面Ｓ１側に設けられた複数の遮光層２５及び複数のフォトダイオードＰＤを有する。図１に示すアレイ基板２の構成はあくまで模式的に示したものであり、アレイ基板２が有する複数の遮光層２５及び複数のフォトダイオードＰＤの詳細な構成は図８、９にて後述する。
導光部７は、複数のフォトダイオードＰＤと対向して配置され、複数のフォトダイオードＰＤと指Ｆｇ等の被検出体との間に配置される。導光部７は、複数の導光路と、複数の導光路の周囲に設けられた遮光部と、を有する。導光路の少なくとも一部は、フォトダイオードＰＤに重畳する。また、遮光部は、導光路よりも光の吸収率が高い。導光部７は、指Ｆｇ等の被検出体で反射された光Ｌ２のうち、所定方向に進行する成分をフォトダイオードＰＤに向けて透過させる光学素子である。導光部７は、コリメートアパーチャ、あるいは、コリメータとも呼ばれる。なお、導光部７は、導光路が柱状に形成された構成に限定されず、種々の構成を適用することができる。
カバー部材１２５は、アレイ基板２及び導光部７を保護するための部材であり、アレイ基板２及び導光部７を覆っている。カバー部材１２５は、例えばガラス基板である。なお、カバー部材１２５はガラス基板に限定されず、樹脂基板等であってもよく、これらの基板を積層した複数層からなる構成でもよい。カバー部材１２５は、接着層１２４を介して導光部７の表面に接着される。ただし、接着層１２４は無くてもよい。あるいは、カバー部材１２５が設けられていなくてもよい。この場合、アレイ基板２及び導光部７の表面に絶縁膜等の保護層が設けられ、指Ｆｇは検出装置１の保護層に接する。
バックライト１２１は、センサ基材２１の第１主面Ｓ１と反対側の第２主面Ｓ２に対向して配置される。バックライト１２１は、例えば、導光板１２２と、導光板１２２の一方端に並ぶ複数の光源１２３を有する。バックライト１２１の光源１２３から照射された光は、導光板１２２の内部を進行し、一部の光Ｌ１、Ｌ１ａが導光板１２２から指Ｆｇ等の被検出体に向けて照射される。光源として、例えば、所定の色の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。
本実施形態では、アレイ基板２は、遮光層２５及び各種配線と重なる領域である遮光領域と、遮光層２５及び各種配線と重ならない透光領域２ａと、を有する。遮光層２５は、第１主面Ｓ１に垂直な方向で、バックライト１２１とフォトダイオードＰＤとの間に配置される。言い換えると、検出装置１は、遮光領域で、バックライト１２１、複数の遮光層２５、複数のフォトダイオードＰＤの順に積層される。
透光領域２ａでは、バックライト１２１から照射された光のうち光Ｌ１は、アレイ基板２の透光領域２ａを透過して指Ｆｇ等の被検出体に向けて照射される。指Ｆｇ等の被検出体で反射された光Ｌ２は、導光部７を介してフォトダイオードＰＤに受光される。一方、遮光領域では、バックライト１２１から照射された光のうち光Ｌ１ａは、遮光層２５により遮光され、遮光層２５の上側のフォトダイオードＰＤ及び指Ｆｇ等の被検出体側には照射されない。
このような構成により、検出装置１のフォトダイオードＰＤには、指Ｆｇ等の被検出体で反射された光Ｌ２が主に照射され、指Ｆｇ等の被検出体からの光Ｌ２以外の光（例えばバックライト１２１から直接照射される光Ｌ１ａ）がフォトダイオードＰＤに照射されることを抑制できる。したがって、バックライト１２１を有する検出装置１は、検出精度を向上させることができる。
光源１２３から出射された光Ｌ１は、主に指Ｆｇ等の被検出体の表面で反射され複数のフォトダイオードＰＤに入射する。これにより、検出装置１は、指Ｆｇ等の表面の凹凸の形状を検出することで指紋を検出することができる。あるいは、光源１２３から出射された光Ｌ１の一部は、指Ｆｇ等の内部で反射して複数のフォトダイオードＰＤに入射する。これにより、検出装置１は、指Ｆｇ等の内部の生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報とは、例えば、指や掌の脈波、脈拍、血管像等である。すなわち、検出装置１は、指紋を検出する指紋検出装置や、静脈などの血管パターンを検出する静脈検出装置として構成されてもよい。光源１２３から出射された光Ｌ１は、検出対象に応じた波長（可視光領域から近赤外光領域）に設定される。光源１２３は１種類に限定されず、異なる波長を有する複数種類が設けられていてもよい。
なお、バックライト１２１の構成はあくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、光源１２３の配置は、導光板１２２の一方端に限定されず、導光板１２２の両端にそれぞれ配置されてもよい。導光板１２２の第２主面Ｓ２と対向する面には、プリズムシートや光拡散シート等の各種光学シートが積層されていてもよい。また、バックライト１２１は、導光板１２２を有する構成に限定されない。例えば、検出装置１がフレキシブルセンサとして構成される場合には、バックライト１２１として、フレキシブルＯＬＥＤ光源を採用することができる。フレキシブルＯＬＥＤ光源は、可撓性を有する光源基材と、光源基材の上に光源として形成された有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とを有する。
図２は、第１実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図２に示すように、検出装置１は、センサ基材２１（アレイ基板２）と、センサ部１０と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、検出回路４８と、制御回路１０２と、電源回路１０３と、を有する。
センサ基材２１には、フレキシブルプリント基板１１０を介して制御基板１０１が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板１１０には、検出回路４８が設けられている。制御基板１０１には、制御回路１０２及び電源回路１０３が設けられている。制御回路１０２は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）である。制御回路１０２は、センサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に制御信号を供給して、センサ部１０の検出動作を制御する。また、制御回路１０２は、バックライト１２１（図１参照）に制御信号を供給して、光源１２３の点灯又は非点灯を制御する。電源回路１０３は、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図４参照）等の電圧信号をセンサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。また、電源回路１０３は、電源電圧を光源１２３に供給する。
センサ基材２１は、検出領域ＡＡと、周辺領域ＧＡとを有する。検出領域ＡＡは、センサ部１０が有する複数のフォトダイオードＰＤが設けられた領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と、センサ基材２１の端部との間の領域であり、複数のフォトダイオードＰＤが設けられない領域である。
ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、周辺領域ＧＡのうち第２方向Ｄｙに沿って延在する領域に設けられる。信号線選択回路１６は、周辺領域ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路４８との間に設けられる。
なお、以下の説明において、第１方向Ｄｘは、センサ基材２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、センサ基材２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、センサ基材２１の第１主面Ｓ１の法線方向である。また、「平面視」とは、センサ基材２１と垂直な方向から見た場合の位置関係をいう。
センサ部１０の複数の部分検出領域ＰＡＡは、それぞれ、センサ素子としてフォトダイオードＰＤを有する光センサである。フォトダイオードＰＤは、光電変換素子であり、それぞれに照射される光に応じた電気信号を出力する。より具体的には、フォトダイオードＰＤは、ＯＰＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）である。複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）は、検出領域ＡＡにマトリクス状に配列される。
図３は、第１実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、検出装置１は、さらに検出制御部１１と検出部４０と、有する。検出制御部１１の機能の一部又は全部は、制御回路１０２に含まれる。また、検出部４０のうち、検出回路４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路１０２に含まれる。
センサ部１０は、複数のフォトダイオードＰＤを有する。センサ部１０が有するフォトダイオードＰＤは、照射される光に応じた電気信号を、検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路１６に出力する。また、センサ部１０は、ゲート線駆動回路１５から供給されるゲート駆動信号Ｖｇｃｌにしたがって検出を行う。
検出制御部１１は、ゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及び検出部４０にそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号をゲート線駆動回路１５に供給する。また、検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。また、検出制御部１１は、各種制御信号をバックライト１２１に供給して、光源１２３の点灯及び非点灯を制御する。
ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて複数のゲート線ＧＣＬ（図４参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを順次又は同時に選択し、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬに接続された複数のフォトダイオードＰＤを選択する。
信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図４参照）を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路１６は、検出制御部１１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、フォトダイオードＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
検出部４０は、検出回路４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７と、画像処理部４９と、出力処理部５０とを備える。検出タイミング制御部４７は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、検出回路４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、画像処理部４９と、が同期して動作するように制御する。
検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ、Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）である。検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
信号処理部４４は、検出回路４８の出力信号に基づいて、センサ部１０に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指が検出面に接触又は近接した場合に、検出回路４８からの信号に基づいて指や掌の表面の凹凸を検出できる。また、信号処理部４４は、検出回路４８からの信号に基づいて生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、指や掌の血管像、脈波、脈拍、血中酸素濃度等である。
また、信号処理部４４は、複数のフォトダイオードＰＤにより同時に検出された検出信号Ｖｄｅｔ（生体に関する情報）を取得し、これらを平均化する処理を実行してもよい。この場合、検出部４０は、ノイズや、指等の被検出体とセンサ部１０との相対的な位置ずれに起因する測定誤差を抑制して、安定した検出が可能となる。
記憶部４６は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、レジスタ回路等であってもよい。
座標抽出部４５は、信号処理部４４において指の接触又は近接が検出されたときに、指等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。また、座標抽出部４５は、指や掌の血管の検出座標を求める論理回路である。画像処理部４９は、センサ部１０の各フォトダイオードＰＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指等の表面の凹凸の形状を示す二次元情報及び指や掌の血管の形状を示す二次元情報を生成する。なお、座標抽出部４５は、検出座標を算出せずにセンサ出力電圧Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。また、座標抽出部４５及び画像処理部４９は、検出部４０に含まれていない場合であってもよい。
出力処理部５０は、複数のフォトダイオードＰＤからの出力に基づいた処理を行う処理部として機能する。出力処理部５０は、座標抽出部４５が求めた検出座標、画像処理部４９が生成した二次元情報等をセンサ出力電圧Ｖｏに含めるようにしてもよい。また、出力処理部５０の機能は、他の構成（例えば、画像処理部４９等）に統合されてもよい。
次に、検出装置１の回路構成例について説明する。図４は、検出装置を示す回路図である。図４に示すように、センサ部１０は、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれフォトダイオードＰＤが設けられている。
ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。また、図４では説明を分かりやすくするために、８本のゲート線ＧＣＬを示しているが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、Ｍ本（Ｍは８以上、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。
信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡのフォトダイオードＰＤに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。
また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、センサの解像度は例えば５０８ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）とされ、セル数は２５２×２５６とされる。また、図４では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間にセンサ部１０が設けられている。これに限定されず、信号線選択回路１６とリセット回路１７とは、信号線ＳＧＬの同じ方向の端部にそれぞれ接続されていてもよい。
ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号を、制御回路１０２（図２参照）から受け取る。ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線ＧＣＬに接続された複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡが、検出対象として選択される。
信号線選択回路１６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、第３スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第３スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路４８に接続される。
ここで、信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートにそれぞれ接続される。また、１本の選択信号線Ｌｓｅｌは、複数の信号線ブロックの第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。
制御回路１０２（図２参照）は、選択信号ＡＳＷを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、検出装置１は、検出回路４８を含むＩＣ（Integrated Circuit）の数、又はＩＣの端子数を少なくすることができる。なお、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを束ねて検出回路４８に接続してもよい。
図４に示すように、リセット回路１７は、基準信号線Ｌｖｒ、リセット信号線Ｌｒｓｔ及び第４スイッチング素子ＴｒＲを有する。第４スイッチング素子ＴｒＲは、複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。基準信号線Ｌｖｒは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのソース又はドレインの一方に接続される。リセット信号線Ｌｒｓｔは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。
制御回路１０２は、リセット信号ＲＳＴ２をリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになり、複数の信号線ＳＧＬは基準信号線Ｌｖｒと電気的に接続される。電源回路１０３は、基準信号ＣＯＭを基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａ（図５参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
図５は、複数の部分検出領域を示す回路図である。なお、図５では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。図５に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、フォトダイオードＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。容量素子Ｃａは、フォトダイオードＰＤに形成される容量（センサ容量）であり、等価的にフォトダイオードＰＤと並列に接続される。
図５では、複数のゲート線ＧＣＬのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのゲート線ＧＣＬ（ｍ）、ＧＣＬ（ｍ＋１）を示す。また、複数の信号線ＳＧＬのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つの信号線ＳＧＬ（ｎ）、ＳＧＬ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。
第１スイッチング素子Ｔｒは、複数のフォトダイオードＰＤのそれぞれに対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されている。
第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、フォトダイオードＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
フォトダイオードＰＤのアノードには、電源回路１０３からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａには、電源回路１０３から、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＣＯＭが供給される。
部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、フォトダイオードＰＤには光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。第１スイッチング素子Ｔｒがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８に接続される。これにより、検出装置１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又はブロック単位ごとにフォトダイオードＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
検出回路４８は、読み出し期間Ｐｄｅｔ（図６参照）にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。検出回路４８の検出信号増幅部４２は、信号線ＳＧＬから供給された電流の変動を電圧の変動に変換して増幅する。検出信号増幅部４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電位（Ｖｒｅｆ）が入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。実施形態では、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧として基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。信号処理部４４（図３参照）は、光が照射された場合の検出信号Ｖｄｅｔと、光が照射されていない場合の検出信号Ｖｄｅｔとの差分をセンサ出力電圧Ｖｏとして演算する。また、検出信号増幅部４２は、容量素子Ｃｂ及びリセットスイッチＲＳＷを有する。リセット期間Ｐｒｓｔ（図６参照）においてリセットスイッチＲＳＷがオンになり、容量素子Ｃｂの電荷がリセットされる。
次に、検出装置１の動作例について説明する。図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。図６に示すように、検出装置１は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを有する。電源回路１０３は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔに亘って、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳをフォトダイオードＰＤのアノードに供給する。センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳはフォトダイオードＰＤのアノード－カソード間に逆バイアスを印加する信号である。例えば、フォトダイオードＰＤのカソードには実質０．７５Ｖの基準信号ＣＯＭが印加され、アノードに実質－１．２５Ｖのセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが印加されることにより、アノード－カソード間は実質２．０Ｖで逆バイアスされる。制御回路１０２は、リセット信号ＲＳＴ２を”Ｈ”とした後にゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶおよびクロック信号ＣＫを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、制御回路１０２は、基準信号ＣＯＭをリセット回路１７に供給し、リセット信号ＲＳＴ２によってリセット電圧を供給するための第４スイッチング素子ＴｒＲをオンさせる。これにより各信号線ＳＧＬにはリセット電圧として基準信号ＣＯＭが供給される。基準信号ＣＯＭは、例えば０．７５Ｖとされる。
リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ及びリセット信号ＲＳＴ１に基づいて、順次ゲート線ＧＣＬを選択する。ゲート線駆動回路１５は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ｛Ｖｇｃｌ（１）～Ｖｇｃｌ（Ｍ）｝をゲート線ＧＣＬに順次供給する。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌは、高レベル電圧である電源電圧ＶＤＤと低レベル電圧である電源電圧ＶＳＳとを有するパルス状の波形を有する。図６では、Ｍ本（例えばＭ＝２５６）のゲート線ＧＣＬが設けられており、各ゲート線ＧＣＬに、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）が順次供給され、複数の第１スイッチング素子Ｔｒは各行毎に順次導通され、リセット電圧が供給される。リセット電圧として例えば、基準信号ＣＯＭの電圧０．７５Ｖが供給される。
これにより、リセット期間Ｐｒｓｔでは、全ての部分検出領域ＰＡＡの容量素子Ｃａは、順次信号線ＳＧＬと電気的に接続されて、基準信号ＣＯＭが供給される。この結果、容量素子Ｃａの容量がリセットされる。尚、部分的にゲート線、および信号線ＳＧＬを選択することにより部分検出領域ＰＡＡのうち一部の容量素子Ｃａの容量をリセットすることも可能である。
露光するタイミングの例として、ゲート線非選択時露光制御方法と常時露光制御方法がある。ゲート線非選択時露光制御方法においては、検出対象のフォトダイオードＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、検出対象の全てのフォトダイオードＰＤにリセット電圧が供給される。その後、検出対象のフォトダイオードＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬが低電圧（第１スイッチング素子Ｔｒがオフ）になると露光が開始され、露光期間Ｐｅｘの間に露光が行われる。露光が終了すると前述のように検出対象のフォトダイオードＰＤに接続されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、読み出し期間Ｐｄｅｔに読み出しが行われる。常時露光制御方法においては、リセット期間Ｐｒｓｔ、読み出し期間Ｐｄｅｔにおいても露光を行う制御（常時露光制御）をすることも可能である。この場合は、リセット期間Ｐｒｓｔにゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘ（１）が開始する。ここで、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝とはフォトダイオードＰＤから容量素子Ｃａへ充電される期間とされる。リセット期間Ｐｒｓｔに容量素子Ｃａにチャージされた電荷が光照射によってフォトダイオードＰＤに逆方向電流（カソードからアノードへ）が流れ、容量素子Ｃａの電位差は減少する。なお、各ゲート線ＧＣＬに対応する部分検出領域ＰＡＡでの、実際の露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、開始のタイミング及び終了のタイミングが異なっている。露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、リセット期間Ｐｒｓｔでゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧の電源電圧ＶＤＤから低レベル電圧の電源電圧ＶＳＳに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号Ｖｇｃｌが電源電圧ＶＳＳから電源電圧ＶＤＤに変化したタイミングで終了する。各露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）の露光時間の長さは等しい。
ゲート線非選択時露光制御方法において、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝では、各部分検出領域ＰＡＡで、フォトダイオードＰＤに照射された光に応じて電流が流れる。この結果、各容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、制御回路１０２は、リセット信号ＲＳＴ２を低レベル電圧にする。これにより、リセット回路１７の動作が停止する。尚、リセット信号はリセット期間Ｐｒｓｔのみ高レベル電圧としてもよい。読み出し期間Ｐｄｅｔでは、リセット期間Ｐｒｓｔと同様に、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を順次供給する。
具体的には、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（１）において、ゲート線ＧＣＬ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を供給する。制御回路１０２は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）の期間に、選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６を、信号線選択回路１６に順次供給する。これにより、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが順次、又は同時に検出回路４８に接続される。この結果、検出信号Ｖｄｅｔが部分検出領域ＰＡＡごとに検出回路４８に供給される。
同様に、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（２）、…、Ｖ（Ｍ－１）、Ｖ（Ｍ）において、ゲート線ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（Ｍ－１）、ＧＣＬ（Ｍ）に、それぞれ高レベル電圧のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ－１）、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を供給する。すなわち、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（１）、Ｖ（２）、…、Ｖ（Ｍ－１）、Ｖ（Ｍ）ごとに、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。各ゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧となる期間ごとに、信号線選択回路１６は選択信号ＡＳＷに基づいて、順次信号線ＳＧＬを選択する。信号線選択回路１６は、信号線ＳＧＬごとに順次、１つの検出回路４８に接続する。これにより、読み出し期間Ｐｄｅｔで、検出装置１は、全ての部分検出領域ＰＡＡの検出信号Ｖｄｅｔを検出回路４８に出力することができる。
図７は、図６における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。以下、図７を参照して、図６における１つのゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の供給期間Ｒｅａｄｏｕｔでの動作例について説明する。図６では、最初のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）に供給期間Ｒｅａｄｏｕｔの符号を付しているが、他のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）についても同様である。ｊは、１からＭのいずれかの自然数である。
図７および図５に示すように、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）は予め基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧にリセットされている。基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧はリセット電圧とされ、例えば０．７５Ｖとされる。次にゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）がハイレベルとなり当該行の第１スイッチング素子Ｔｒがオンし、各行の信号線ＳＧＬは当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧になる。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の立ち上がりから期間ｔ１の経過後、選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになる期間ｔ２が生じる。選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳがオンすると、当該第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８と接続されている部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に充電された電荷により、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）（図５参照）が当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧に変化する（期間ｔ３）。図７の例では期間ｔ３のようにこの電圧はリセット電圧から下がっている。その後、スイッチＳＳＷがオン（ＳＳＷ信号のハイレベルの期間ｔ４）すると当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷が検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動し、検出信号増幅部４２の出力電圧は容量素子Ｃｂに蓄積された電荷に応じた電圧となる。このとき検出信号増幅部４２の反転入力部はオペアンプのイマジナリショート電位となるため、基準電位（Ｖｒｅｆ）に戻っている。検出信号増幅部４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換部４３で読み出す。図７の例では、各列の信号線ＳＧＬに対応する選択信号ＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）、…の波形がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳを順次オンさせ、同様の動作を順次行うことで当該ゲート線ＧＣＬに接続された部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷を順次読み出している。なお図７におけるＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）…は、例えば、図４におけるＡＳＷ１からＡＳＷ６のいずれかである。
具体的には、スイッチＳＳＷがオンになる期間ｔ４が生じると、部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）から検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動する。このとき検出信号増幅部４２の非反転入力（＋）は、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧（例えば、０．７５［Ｖ］）にバイアスされている。このため、検出信号増幅部４２の入力間のイマジナリショートにより第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）も基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になる。また、容量素子Ｃｂの電圧は、選択信号ＡＳＷ（ｋ）に応じて第３スイッチング素子ＴｒＳがオンした箇所の部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧となる。検出信号増幅部４２の出力電圧は、イマジナリショートによって第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になった後に、容量素子Ｃｂの容量に応じた電圧になり、この出力電圧をＡ／Ｄ変換部４３で読み取る。なお、容量素子Ｃｂの電圧とは、例えば、容量素子Ｃｂを構成するコンデンサに設けられる２つの電極間の電圧である。
なお、期間ｔ１は、例えば２０［μｓ］である。期間ｔ２は、例えば６０［μｓ］である。期間ｔ３は、例えば４４．７［μｓ］である。期間ｔ４は、例えば０．９８［μｓ］である。
なお、図６及び図７では、ゲート線駆動回路１５がゲート線ＧＣＬを個別に選択する例を示したが、これに限定されない。ゲート線駆動回路１５は、２以上の所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給してもよい。また、信号線選択回路１６も、２以上の所定数の信号線ＳＧＬを同時に１つの検出回路４８に接続してもよい。また更には、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを間引いて走査してもよい。
次に、フォトダイオードＰＤの構成について説明する。図８は、センサ部の拡大概略構成図である。なお、図８では、図面を見やすくするためにフォトダイオードＰＤを構成する積層構造のうち、有機半導体材料を含む活性層３１を示している。
図８に示すように、アレイ基板２は、センサ基材２１に形成された第１スイッチング素子Ｔｒ等の各種トランジスタと、遮光層２５、ゲート線ＧＣＬ、信号線ＳＧＬ等の各種配線を含む。透光領域２ａは、ゲート線ＧＣＬ及び信号線ＳＧＬで囲まれた領域のうち、第１スイッチング素子Ｔｒ及び遮光層２５と重ならない領域である。また、遮光領域は、第１スイッチング素子Ｔｒ及び遮光層２５と重なる領域である。
第１スイッチング素子Ｔｒは、半導体層６１、ソース電極６２（図９参照）、ドレイン電極６３及びゲート電極６４を有する。半導体層６１は、ゲート線ＧＣＬに沿って延在し、平面視でゲート電極６４と交差して設けられる。ゲート電極６４は、ゲート線ＧＣＬと接続され、ゲート線ＧＣＬと直交する方向に延在する。半導体層６１の一端側は第２コンタクトホールＣＨ２（図９参照）を介してソース電極６２と接続される。ソース電極６２は遮光層２５に接続される。遮光層２５は、有機絶縁膜９４及びバリア膜２６（図９参照）に形成された第１コンタクトホールＣＨ１を介して第１電極２３及びフォトダイオードＰＤと電気的に接続される。半導体層６１の他端側は第３コンタクトホールＣＨ３を介してドレイン電極６３と接続される。ドレイン電極６３は、信号線ＳＧＬと接続される。
なお、図８に示す第１スイッチング素子Ｔｒの構成、配置は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、第１スイッチング素子Ｔｒは、２つのゲート電極６４が半導体層６１と交差して設けられた、いわゆるダブルゲート構造であるが、１つのゲート電極６４が半導体層６１と交差して設けられていてもよい。
図８に示すように、第１電極２３及びフォトダイオードＰＤは、遮光層２５の上に設けられる。第１電極２３、フォトダイオードＰＤ及び遮光層２５は、ゲート線ＧＣＬ及び信号線ＳＧＬで囲まれた領域に、島状に設けられる。本実施形態では、第１電極２３、フォトダイオードＰＤ及び遮光層２５の周囲に、第１スイッチング素子Ｔｒと接続される部分を除いて、透光領域２ａが形成される。第１電極２３は、フォトダイオードＰＤのそれぞれに対応して、センサ基材２１の上にマトリクス状に設けられる。複数の第１電極２３は、フォトダイオードＰＤのカソード電極であり、検出電極と表す場合がある。
平面視で、フォトダイオードＰＤの面積は、遮光層２５の面積よりも小さい。また、第１電極２３の面積は、フォトダイオードＰＤを形成する活性層３１の面積よりも小さい。かつ、平面視で、フォトダイオードＰＤ（活性層３１）は、遮光層２５の外周よりも内側に配置される。また、第１電極２３は、フォトダイオードＰＤの外周よりも内側に配置される。フォトダイオードＰＤの第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２は、遮光層２５の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ３よりも小さい。第１電極２３の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ１は、フォトダイオードＰＤの第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２よりも小さい。フォトダイオードＰＤの受光部と、透光領域２ａとの面積比は、０．８：１．０から１．０：０．８の範囲内である。より好ましくは、フォトダイオードＰＤの受光部と、透光領域２ａとの面積比は、１：１程度である。本明細書において、フォトダイオードＰＤの「受光部」の面積とは、フォトダイオードＰＤ（活性層３１）のうち、第１電極２３と重なって形成された部分の面積を示す。ここで１画素の面積に対する、透過領域２ａの面積比をrとした場合、受光部に届く光量Ｌは、透過量（透過面積比（ｒ））と受光量（受光面積比（１－ｒ－ａ））の積（ｒ×（１－ｒ－ａ））に比例する。ただし、ａは、透過でも受光でもない面積を示す。受光部に届く光量Ｌが極大を取るのは、ｒ＝（１－ａ）／２の時であり、この時、受光面積も１－ｒ－ａ＝（１－ａ）／２となる。つまり、透過面積と受光面積が１：１の時に、受光部に届く光量Ｌが極大となる。設計上の制約や、誤差等を考慮して、上記の通り受光部と、透光領域２ａとの面積比は、０．８：１．０から１．０：０．８の範囲内が好ましい。
このような構成により、検出装置１は、透光領域２ａを通って指Ｆｇ等の被検出体で反射した光Ｌ２がフォトダイオードＰＤに照射される。また、検出装置１は、バックライト１２１からの光のうち、遮光層２５と重なる光Ｌ１ａがフォトダイオードＰＤに照射されることを抑制できる。これにより、検出装置１は、バックライト１２１を設けた構成であっても、不要な光がフォトダイオードＰＤに照射されることを抑制で検出精度を向上させることができる。
なお、図８に示す遮光層２５、第１電極２３、フォトダイオードＰＤは、四角形状である。これに限定されず、遮光層２５、第１電極２３、フォトダイオードＰＤは、多角形状や、円形状等、他の形状であってもよい。遮光層２５、第１電極２３、フォトダイオードＰＤは、互いに異なる形状を有していてもよい。遮光層２５、第１電極２３、フォトダイオードＰＤの面積、形状、配置ピッチ等はあくまで一例であり、検出装置１に要求される特性、検出精度に応じて適宜変更できる。
図９は、図８のＩＸ－ＩＸ’断面図である。図９に示すように、検出装置１は、さらに、フォトダイオードＰＤを覆う第２電極２４と、絶縁膜９５、封止膜９６、絶縁膜９７、９８と、を有する。なお、図９では、アレイ基板２上の導光部７及びカバー部材１２５は省略して示す。
なお、本明細書において、センサ基材２１の表面に垂直な方向において、センサ基材２１からフォトダイオードＰＤに向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、フォトダイオードＰＤからセンサ基材２１に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。
センサ基材２１は、絶縁性の基材であり、例えば、ガラスや樹脂材料が用いられる。センサ基材２１は、平板状に限定されず、曲面を有していてもよい。この場合、センサ基材２１は、フィルム状の樹脂であってもよい。
センサ基材２１には、第１スイッチング素子Ｔｒ等のＴＦＴや、ゲート線ＧＣＬ、信号線ＳＧＬ等の各種配線が設けられる。センサ基材２１に各ＴＦＴ、各種配線及び複数のフォトダイオードＰＤが形成されたアレイ基板２は、所定の検出領域ごとにセンサを駆動する駆動回路基板であり、バックプレーン又はアクティブマトリクス基板とも呼ばれる。
センサ基材２１の上にアンダーコート膜９１ａ、９１ｂが設けられる。トランジスタ遮光膜６５は、アンダーコート膜９１ａを介してセンサ基材２１の上に設けられる。トランジスタ遮光膜６５は、半導体層６１とセンサ基材２１との間に設けられる。トランジスタ遮光膜６５により、半導体層６１のチャネル領域へのセンサ基材２１側からの光の侵入を抑制することができる。
トランジスタ遮光膜６５を覆って、センサ基材２１の上にアンダーコート膜９１ｂが設けられる。アンダーコート膜９１ａ、９１ｂは、例えば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜で形成される。なお、アンダーコート膜９１の構成は、アンダーコート膜９１ａが形成されずアンダーコート膜９１ｂのみの単層膜であってもよく、３層以上の複数層の無機絶縁膜が積層されていてもよい。
第１スイッチング素子Ｔｒ（トランジスタ）は、センサ基材２１の上に設けられる。半導体層６１は、アンダーコート膜９１ｂの上に設けられる。半導体層６１は、例えば、ポリシリコンが用いられる。ただし、半導体層６１は、これに限定されず、微結晶酸化物半導体、アモルファス酸化物半導体、低温ポリシリコン等であってもよい。
ゲート絶縁膜９２は、半導体層６１を覆ってアンダーコート膜９１の上に設けられる。ゲート絶縁膜９２は、例えばシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。ゲート電極６４は、ゲート絶縁膜９２の上に設けられる。図９に示す例では、第１スイッチング素子Ｔｒは、トップゲート構造である。ただし、これに限定されず、第１スイッチング素子Ｔｒは、ボトムゲート構造でもよく、半導体層６１の上側及び下側の両方にゲート電極６４が設けられたデュアルゲート構造でもよい。
層間絶縁膜９３は、ゲート電極６４を覆ってゲート絶縁膜９２の上に設けられる。層間絶縁膜９３は、例えば、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層構造を有する。ソース電極６２及びドレイン電極６３は、層間絶縁膜９３の上に設けられる。ソース電極６２は、ゲート絶縁膜９２及び層間絶縁膜９３に設けられた第２コンタクトホールＣＨ２を介して、半導体層６１のソース領域に接続される。ドレイン電極６３は、ゲート絶縁膜９２及び層間絶縁膜９３に設けられた第３コンタクトホールＣＨ３を介して、半導体層６１のドレイン領域に接続される。
遮光層２５は、ソース電極６２と同層に層間絶縁膜９３の上に設けられる。本実施形態では、遮光層２５は、ソース電極６２と連続して同じ材料で形成される。
有機絶縁膜９４は、第１スイッチング素子Ｔｒのソース電極６２及びドレイン電極６３を覆って層間絶縁膜９３の上に設けられる。有機絶縁膜９４は、さらに遮光層２５も覆って設けられる。有機絶縁膜９４は、有機平坦化膜であり、ＣＶＤ等により形成される無機絶縁材料に比べ、配線段差のカバレッジ性や、表面の平坦性に優れる。
有機絶縁膜９４の上にバリア膜２６が設けられる。バリア膜２６は、例えば無機絶縁膜である。第１電極２３、フォトダイオードＰＤ及び第２電極２４は、バリア膜２６の上に設けられる。
より詳細には、第１電極２３は、センサ基材２１の第１主面Ｓ１側に配列され、遮光層２５と重なって、バリア膜２６の上に設けられる。第１電極２３は、フォトダイオードＰＤのカソード電極であり、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電材料で形成される。あるいは、検出装置１は、上述したように、バックライト１２１を有する上面受光型の光センサとして形成されており、第１電極２３は、例えば、銀（Ａｇ）等の金属材料を用いることができる。あるいは、第１電極２３は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料、あるいは、これらの金属材料の少なくとも１以上を含む合金材料であってもよい。上述したように、複数の第１電極２３は、部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）ごとに離隔して配置される。
フォトダイオードＰＤは、第１電極２３を覆って設けられる。より詳細には、フォトダイオードＰＤは、活性層３１と、活性層３１と第１電極２３との間に設けられた電子輸送層３２（第１キャリア輸送層）と、活性層３１と第２電極２４との間に設けられた正孔輸送層３３（第２キャリア輸送層）と、を有する。フォトダイオードＰＤは、遮光層２５と重なる領域で、センサ基材２１に垂直な方向で、第１電極２３、電子輸送層３２、活性層３１、正孔輸送層３３、第２電極２４の順で積層される。
活性層３１は、照射される光に応じて特性（例えば、電圧電流特性や抵抗値）が変化する。活性層３１の材料として、有機材料が用いられる。具体的には、活性層３１は、ｐ型有機半導体と、ｎ型有機半導体であるｎ型フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）とが混在するバルクヘテロ構造である。活性層３１として、例えば、低分子有機材料であるＣ６０（フラーレン）、ＰＣＢＭ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル：Phenyl C61-butyric acid methyl ester）、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン：Copper Phthalocyanine）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（フッ素化銅フタロシアニン）、ｒｕｂｒｅｎｅ（ルブレン：5,6,11,12-tetraphenyltetracene）、ＰＤＩ（Perylene（ペリレン）の誘導体）等を用いることができる。
活性層３１は、これらの低分子有機材料を用いて蒸着型（Dry Process）で形成することができる。この場合、活性層３１は、例えば、ＣｕＰｃとＦ１６ＣｕＰｃとの積層膜、又はｒｕｂｒｅｎｅとＣ６０との積層膜であってもよい。活性層３１は、塗布型（Wet Process）で形成することもできる。この場合、活性層３１は、上述した低分子有機材料と高分子有機材料とを組み合わせた材料が用いられる。高分子有機材料として、例えばＰ３ＨＴ（poly（3-hexylthiophene））、Ｆ８ＢＴ（F8-alt-benzothiadiazole）等を用いることができる。活性層３１は、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとが混合した状態の膜、又はＦ８ＢＴとＰＤＩとが混合した状態の膜とすることができる。
電子輸送層３２及び正孔輸送層３３は、活性層３１で発生した電子及び正孔が第１電極２３又は第２電極２４に到達しやすくするために設けられる。電子輸送層３２は、第１電極２３の上面及び側面を覆って設けられる。電子輸送層３２の外縁は、第１電極２３よりも外側の位置でバリア膜２６に接する。電子輸送層３２の材料は、エトキシ化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）が用いられる。
活性層３１は、電子輸送層３２の上に直接、接する。活性層３１は、電子輸送層３２の上面及び側面を覆って設けられる。活性層３１の外縁は、電子輸送層３２よりも外側の位置でバリア膜２６に接する。
正孔輸送層３３は、活性層３１の上に直接、接する。正孔輸送層３３は、活性層３１の上面及び側面を覆って設けられる。正孔輸送層３３の外縁は、活性層３１よりも外側の位置でバリア膜２６に接する。正孔輸送層３３は、酸化金属層とされる。酸化金属層として、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化モリブデン等が用いられる。
すなわち、電子輸送層３２の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２ａは、第１電極２３の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ１よりも大きい。活性層３１の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２ｂは、電子輸送層３２の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２ａよりも大きい。正孔輸送層３３の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２ｃは、活性層３１の第１方向Ｄｘでの幅Ｗ２ｂよりも大きい。
また、第１電極２３、電子輸送層３２及び活性層３１の側面は、フォトダイオードＰＤの最上層に位置する正孔輸送層３３に覆われる。より詳細には、第１電極２３、電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３の外縁は、バリア膜２６の上面で、同一面上に接する。バリア膜２６の上面に沿って、第１電極２３の側面、電子輸送層３２の側面、活性層３１の側面及び正孔輸送層３３の側面の順に配列され、電子輸送層３２と正孔輸送層３３とは、活性層３１を介して離隔して配置される。
第２電極２４は、複数のフォトダイオードＰＤの上に設けられる。より詳細には、第２電極２４は、正孔輸送層３３の上面及び側面を覆ってバリア膜２６の上に設けられる。第２電極２４は、フォトダイオードＰＤのアノード電極である。なお、図８、９では１つの部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）を示しているが、第２電極２４は、複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）に跨がって連続して設けられる。第２電極２４は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の透光性を有する導電材料で形成される。
このような構成により、フォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、ゲート線ＧＣＬ及び信号線ＳＧＬで囲まれた領域に、個別に、島状に設けられる。そして、フォトダイオードＰＤの各層がそれぞれの下層の上面及び側面を覆って設けられており、第２電極２４は、正孔輸送層３３と接し、正孔輸送層３３よりも下層の第１電極２３、電子輸送層３２及び活性層３１とは非接触に設けられる。したがって、本実施形態では、フォトダイオードＰＤを部分検出領域ＰＡＡごとに個別に形成した場合であっても、フォトダイオードＰＤのアノード－カソード間のショートを抑制することができる。より具体的には、フォトダイオードＰＤを構成する電子輸送層３２、活性層３１、正孔輸送層３３が同一幅を有して積層され、各層の側面が露出して形成された構成に比べて、フォトダイオードＰＤを覆う第２電極２４を介して各層の側面同士が電気的に接続されることを抑制できる。
絶縁膜９５は、第２電極２４を覆って設けられる。絶縁膜９５は、無機絶縁膜であり、第２電極２４の全体を覆って、複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）に跨がって連続して設けられる。
封止膜９６は、第２電極２４の上に設けられる。封止膜９６は、シリコン窒化膜や酸化アルミニウム膜などの無機膜、あるいはアクリルなどの樹脂膜が用いられる。封止膜９６は、単層に限定されず、上記の無機膜及び樹脂膜を組み合わせた２層以上の積層膜であってもよい。封止膜９６によりフォトダイオードＰＤは良好に封止され、上面側からの水分の侵入を抑制することができる。
絶縁膜９７、９８は、封止膜９６を覆って設けられる。絶縁膜９７は、例えば無機絶縁膜であり、絶縁膜９８は、例えば有機絶縁膜（樹脂層）である。
なお、電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３の材料、製法はあくまで一例であり、他の材料、製法であってもよい。図９に示すフォトダイオードＰＤの各層の幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ２ａ、Ｗ２ｂ、Ｗ２ｃ及び厚さは、あくまで模式的に示したものであり、適宜変更することができる。また、絶縁膜９７、９８は、必要に応じて設けられていればよく、省略することができる。
以上説明したように、本実施形態の検出装置１は、センサ基材２１（基板）と、センサ基材２１の第１主面Ｓ１に配列された複数の第１電極２３と、複数の第１電極２３に対応して設けられ、電子輸送層３２（第１キャリア輸送層）、活性層３１及び正孔輸送層３３（第２キャリア輸送層）を含む複数のフォトダイオードＰＤと、複数のフォトダイオードＰＤに跨がって設けられた第２電極２４と、センサ基材２１の第１主面Ｓ１と反対側の第２主面Ｓ２側に設けられたバックライト１２１と、バックライト１２１と複数のフォトダイオードＰＤとの間に設けられた複数の遮光層２５と、隣り合う複数の遮光層２５の間に形成された透光領域２ａと、を有する。
これにより、透光領域２ａでは、バックライト１２１から照射された光のうち光Ｌ１は、アレイ基板２の透光領域２ａを透過して指Ｆｇ等の被検出体に向けて照射される。指Ｆｇ等の被検出体で反射された光Ｌ２は、導光部７を介してフォトダイオードＰＤに受光される。一方、遮光領域では、バックライト１２１から照射された光のうち光Ｌ１ａは、遮光層２５により遮光され、遮光層２５の上側のフォトダイオードＰＤ及び指Ｆｇ等の被検出体側には照射されない。検出装置１のフォトダイオードＰＤには、指Ｆｇ等の被検出体で反射された光Ｌ２が主に照射され、指Ｆｇ等の被検出体からの光Ｌ２以外の光（例えばバックライト１２１から直接照射される光Ｌ１ａ）がフォトダイオードＰＤに照射されることを抑制できる。したがって、バックライト１２１を有する検出装置１は、検出精度を向上させることができる。
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態に係る検出装置の、センサ部の拡大概略構成図である。図１１は、第２実施形態に係る検出装置の、センサ部の一部を示す拡大概略構成図である。図１０では、隣接する複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）の平面図を示し、図１１では、１つの部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）を拡大して示す。また、図１１では、図面を見やすくするためにフォトダイオードＰＤを二点鎖線で示している。なお、以下の説明では、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図１０及び図１１に示すように、第２実施形態の検出装置１Ａでは、上述した第１実施形態とは異なり、フォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３が、隣接する部分検出領域ＰＡＡ間で連続して形成される構成について説明する。
第１電極２３は、複数の信号線ＳＧＬ及び複数のゲート線ＧＣＬで囲まれた領域ごとに個別に形成される。フォトダイオードＰＤは、複数の第１電極２３ごとに形成される。第２方向Ｄｙに隣り合う複数のフォトダイオードＰＤは、ゲート線ＧＣＬに重なって設けられた第２接続部ＣＮ２を介して接続される。また、第１方向Ｄｘに隣り合う複数のフォトダイオードＰＤ及び第２接続部ＣＮ２は、ゲート線ＧＣＬに重なって第１方向Ｄｘに延在する第１接続部ＣＮ１を介して接続される。
より詳細には、フォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３（図１０、１１では活性層３１を示す）は、複数の第１電極２３のそれぞれに重なって形成される。また、第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２は、フォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３と同じ積層構造を有する。
フォトダイオードＰＤ及び第２接続部ＣＮ２を形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、同じ幅を有して、第２方向Ｄｙに配列された複数の第１電極２３及び複数のゲート線ＧＣＬに重なって連続して形成される。また、第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２を形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、ゲート線ＧＣＬに重なって第１方向Ｄｘに延在する。すなわち、フォトダイオードＰＤ、第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２を形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、格子状に形成される。
また、図１１に示すように、遮光層２５の第２方向Ｄｙの一端側及び他端側の辺は、それぞれゲート線ＧＣＬの一部に重なって配置される。また、第２方向Ｄｙに隣り合う複数の遮光層２５は、ゲート線ＧＣＬ上で隙間を有して離隔して配置される。遮光層２５の第２方向Ｄｙの幅Ｗ２５は、第２方向Ｄｙに隣り合う２つのゲート線ＧＣＬの間隔ＷＧＣＬよりもわずかに大きい。
このような構成により、遮光層２５は、バックライト１２１からの光Ｌ１ａを遮光することができる。また、本実施形態では、ゲート線ＧＣＬは、フォトダイオードＰＤを接続する第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２に対する遮光層として機能する。第１接続部ＣＮ１の幅は、ゲート線ＧＣＬの幅よりも小さい。また、第２接続部ＣＮ２は、ゲート線ＧＣＬ及び遮光層２５の第２方向Ｄｙの一端側及び他端側と重なる。これにより、フォトダイオードＰＤからの光Ｌ１ａが第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２に照射されることを抑制して、第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２で不要なフォトキャリアが発生することを抑制できる。また、本実施形態では、透光領域２ａは、第１方向Ｄｘに隣り合う遮光層２５と信号線ＳＧＬと、第２方向Ｄｙに隣り合う２つのゲート線ＧＣＬとで囲まれた領域に形成される。
図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ’断面図である。図１２に示すように、電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、第２方向Ｄｙに配列された複数の第１電極２３に跨がって連続して形成される。電子輸送層３２は、第１電極２３の上面及び第２方向Ｄｙの側面を覆って設けられる。また、電子輸送層３２は、隣り合う第１電極２３の間のバリア膜２６を覆って設けられる。より詳細には、フォトダイオードＰＤと重なる領域では、バリア膜２６の上に、第１電極２３、電子輸送層３２、活性層３１、正孔輸送層３３及び第２電極２４の順に積層される。第２接続部ＣＮ２と重なる領域では、バリア膜２６の上に電子輸送層３２、活性層３１、正孔輸送層３３及び第２電極２４の順に積層される。第２電極２４は、フォトダイオードＰＤ及び第２接続部ＣＮ２を覆って設けられる。
図１３は、図１１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ’断面図である。図１３に示すように、電子輸送層３２は、第１電極２３の上面及び第１方向Ｄｘの側面を覆って設けられる。電子輸送層３２の外縁は、第１電極２３よりも外側の位置でバリア膜２６に接する。第２実施形態の検出装置１Ａでは、電子輸送層３２（第１キャリア輸送層）、活性層３１、正孔輸送層３３（第２キャリア輸送層）及び第２電極２４は、同じ幅Ｗ２を有して積層される。言い換えると、電子輸送層３２、活性層３１、正孔輸送層３３及び第２電極２４の各層の側面は、同じ位置に重なって設けられる。絶縁膜９５は、第２電極２４の上面、及び、電子輸送層３２、活性層３１、正孔輸送層３３及び第２電極２４の各層の側面を覆う。
このような構成により、第２実施形態においても、フォトダイオードＰＤのアノード－カソード間のショートを抑制することができる。
本実施形態では、第２電極２４をマスクとして利用して、電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３を一括してパターニングすることで、複数のフォトダイオードＰＤ、第１接続部ＣＮ１及び第２接続部ＣＮ２を同一工程で形成できる。すなわち、第２実施形態では、第１実施形態に比べて複数のフォトダイオードＰＤの製造工程を簡易にすることができる。
（第３実施形態）
図１４は、第３実施形態に係る検出装置の、センサ部の拡大概略構成図である。なお、図１４では、複数のフォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は省略して示している。本実施形態では、上述した第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）に亘って連続して形成される。言い換えると、電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、遮光層２５、信号線ＳＧＬ、ゲート線ＧＣＬ等と重なる遮光領域及び遮光層２５、信号線ＳＧＬ、ゲート線ＧＣＬ等と重ならない透光領域２ａと重なって設けられる。
図１４に示すように、第３実施形態に係る検出装置１Ｂは、さらにシールド配線２８を有する。シールド配線２８は、第１電極２３を囲んで設けられ、固定電位が供給される。固定電位は、例えば、基準信号ＣＯＭ（図５参照）と同じ電圧信号である。シールド配線２８及び第１電極２３は、遮光層２５と重なって設けられる。平面視で、シールド配線２８及び第１電極２３は、遮光層２５の外周よりも内側に配置される。
より詳細には、シールド配線２８は、第２方向Ｄｙに延在する線状部２８ａ、２８ｂと、第１方向Ｄｘに延在する線状部２８ｃ、２８ｄと、を有する。線状部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄが接続されて、シールド配線２８は環状に形成される。第１方向Ｄｘで、線状部２８ａと線状部２８ｂとの間に第１電極２３が配置され、また、第２方向Ｄｙで、線状部２８ｃと線状部２８ｄとの間に第１電極２３が配置される。なお、シールド配線２８は、線状部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄが連続して接続された構成に限定されず、一部にスリットが形成されていてもよいし、複数の部分に分割されていてもよい。
シールド配線２８は、複数の第１電極２３のそれぞれに設けられる。つまり、シールド配線２８及び第１電極２３は、複数の信号線ＳＧＬ及び複数のゲート線ＧＣＬで囲まれた領域ごとに個別に形成され、センサ基材２１の上にマトリクス状に設けられる。第１方向Ｄｘに配列された複数のシールド配線２８は、第１接続配線２８ｓ１によって接続される。第１接続配線２８ｓ１は、第１方向Ｄｘに延在し、シールド配線２８の線状部２８ｄと一直線上に設けられる。
また、第２方向Ｄｙに配列された複数のシールド配線２８は、第２接続配線２８ｓ２によって接続される。第２接続配線２８ｓ２は、第２方向Ｄｙに延在し、シールド配線２８の線状部２８ａと一直線上に設けられる。複数の第１接続配線２８ｓ１及び複数の第２接続配線２８ｓ２は、格子状に設けられる。第１接続配線２８ｓ１及び複数の第２接続配線２８ｓ２の少なくとも一方は電源回路１０３（図２参照）に電気的に接続される。これにより、第１接続配線２８ｓ１及び複数の第２接続配線２８ｓ２の少なくとも一方は、シールド配線２８のそれぞれに基準信号ＣＯＭを供給する。
図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ’断面図である。図１５に示すように、第１電極２３及びシールド配線２８は、バリア膜２６の上に同層に設けられる。フォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、複数の第１電極２３及び複数のシールド配線２８に亘って連続して形成される。電子輸送層３２は第１電極２３の上面及び側面を覆うとともにシールド配線２８も覆って設けられる。さらに、電子輸送層３２は隣り合うフォトダイオードＰＤの間であって、第１電極２３及びシールド配線２８と重ならない領域にも設けられる。つまり、フォトダイオードＰＤを形成する電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３は、アレイ基板２の検出領域ＡＡ全面を覆って、遮光領域及び透光領域２ａに亘って設けられる。
透光領域２ａでは、バックライト１２１から照射された光のうち光Ｌ１は、アレイ基板２の透光領域２ａに設けられた電子輸送層３２、活性層３１及び正孔輸送層３３を透過して指Ｆｇ等の被検出体に向けて照射される。この際、透光領域２ａの活性層３１で生じたフォトキャリア（正孔又は電子）は、シールド配線２８に流れる。これにより、シールド配線２８は、透光領域２ａで生じたフォトキャリアが第１電極２３に流れることを抑制することができる。したがって、検出装置１Ｂは、シールド配線２８を設けることで、指Ｆｇ等の被検出体からの光Ｌ２により生じたフォトキャリアが第１電極２３に流れ、光Ｌ２以外の光に起因するフォトダイオードＰＤのノイズの発生を抑制することができる。
第１電極２３とシールド配線２８とは、距離ＳＰ（図１４参照）を有して離隔して配置される。ここで、第１電極２３とシールド配線２８との間の抵抗Ｒは下記の式（１）で表される。ただし、Ｒｓは、電子輸送層３２のシート抵抗値であり、Ｗは、第１電極２３の周囲長である。第１電極２３の周囲長は、例えば第１電極２３が四角形状である場合には、第１電極２３の４辺の合計長さである。
Ｒ＝Ｒｓ×ＳＰ／Ｗ ・・・ （１）
距離ＳＰは、下記の式（２）を満たす長さで形成されていれば、第１電極２３とシールド配線２８との間のリーク電流を抑制することができる。ただし、Ｔは、検出の１フレーム期間（検出領域ＡＡ全体の検出を行う期間）であり、ｒは、フォトダイオードＰＤの出力電圧（Ｖｏｕｔ）（図５参照）の許容低下量である。また、Ｃは第１電極２３とシールド配線２８との間に形成される容量である。
ＲＣ／Ｔ×（１－ｅｘｐ（－Ｔ／ＲＣ））＜１－ｒ ・・・ （２）
また、フォトダイオードＰＤの受光部の面積と透光領域２ａとの面積比は、１：１程度であることが好ましい。フォトダイオードＰＤの受光部の面積は、上述したように第１電極２３と重なる部分の面積とされ、遮光領域（遮光層２５）の面積よりも小さく、かつ、シールド配線２８で囲まれた面積よりも小さい。これにより、バックライト１２１から照射された光Ｌ１の利用効率が大きくなり、検出の効率を向上させることができる。
（第４実施形態）
図１６は、第４実施形態に係る検出装置の、センサ部の拡大概略構成図である。図１６に示すように、第４実施形態に係る検出装置１Ｃは、さらに対向電極２９を有する。対向電極２９は、遮光層２５と重なって設けられる。対向電極２９は、フォトダイオードＰＤ、第１電極２３、シールド配線２８とも重なって設けられる。対向電極２９は、第１スイッチング素子Ｔｒが設けられた部分を除いて、平面視で遮光層２５よりも大きい面積を有する。
対向電極２９は、ゲート線ＧＣＬと同層に設けられる。ただし、これに限定されず、対向電極２９は、遮光層２５の下側の層（遮光層２５とセンサ基材２１との間の層）であれば、いずれの層に設けられていてもよい。
対向電極２９は、複数のフォトダイオードＰＤのそれぞれに対応して設けられる。第１方向Ｄｘに配列された複数の対向電極２９は、第１方向Ｄｘに延在する接続配線２９ｓにより接続される。接続配線２９ｓは、第２接続配線２８ｓ２（シールド配線２８の線状部２８ａ）と交差する。シールド配線２８は、タブ部２８ｔに設けられた第４コンタクトホールＣＨ４を介して、対向電極２９と電気的に接続される。これにより、対向電極２９には、シールド配線２８と同じ電位（基準信号ＣＯＭ）が供給される。
言い換えると、接続配線２９ｓは、シールド配線２８に基準信号ＣＯＭを供給する配線として用いられる。これにより、シールド配線２８に基準信号ＣＯＭを供給する配線抵抗を低減することができる。
対向して配置された対向電極２９と遮光層２５との間に容量が形成される。また、上述したように遮光層２５は、第１電極２３及びフォトダイオードＰＤと電気的に接続される。すなわち、対向して配置された対向電極２９と遮光層２５との間に形成される容量は、フォトダイオードＰＤに形成されるセンサ容量（容量素子Ｃａ（図５参照））に付加される。このような構成により、本実施形態では容量素子Ｃａの容量を大きくすることができる。
なお、上述した第１実施形態から第４実施形態では、第１電極２３がフォトダイオードＰＤのカソード電極であり、第２電極２４がフォトダイオードＰＤのアノード電極である。ただし、これに限定されず、第１電極２３がフォトダイオードＰＤのアノード電極であり、第２電極２４がフォトダイオードＰＤのカソード電極であってもよい。この場合において、フォトダイオードＰＤは、センサ基材２１に垂直な方向で、正孔輸送層３３（第１キャリア輸送層）、活性層３１、電子輸送層３２（第２キャリア輸送層）の順に積層される。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 検出装置
２ アレイ基板
７ 導光部
１０ センサ部
１１ 検出制御部
１５ ゲート線駆動回路
１６ 信号線選択回路
２１ センサ基材
２３ 第１電極
２４ 第２電極
２５ 遮光層
２８ シールド配線
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ 線状部
２８ｓ１ 第１接続配線
２８ｓ２ 第２接続配線
２９ 対向電極
３１ 活性層
３２ 電子輸送層
３３ 正孔輸送層
４０ 検出部
４８ 検出回路
９４ 有機絶縁膜
９５、９７、９８ 絶縁膜
９６ 封止膜
ＰＤ フォトダイオード
ＡＡ 検出領域
ＧＡ 周辺領域
ＣＮ１ 第１接続部
ＣＮ２ 第２接続部
Ｓ１ 第１主面
Ｓ２ 第２主面

Claims (17)

  1. 基板と、
    前記基板の第１主面に配列された複数の第１電極と、
    複数の前記第１電極に対応して設けられ、第１キャリア輸送層、活性層及び第２キャリア輸送層を含む複数のフォトダイオードと、
    複数の前記フォトダイオードに跨がって設けられた第２電極と、
    前記基板の第１主面と反対側の第２主面側に設けられたバックライトと、
    前記バックライトと複数の前記フォトダイオードとの間に設けられた複数の遮光層と、隣り合う複数の前記遮光層の間に形成された透光領域と、を有する
    検出装置。
  2. 前記遮光層と重なる領域で、前記基板の第１主面に垂直な方向で、前記第１電極、前記第１キャリア輸送層、前記活性層、前記第２キャリア輸送層、前記第２電極の順に積層される
    請求項１に記載の検出装置。
  3. 前記第１キャリア輸送層は、前記第１電極の上面及び側面を覆って設けられ、
    前記活性層は、前記第１キャリア輸送層の上面及び側面を覆って設けられ、
    前記第２キャリア輸送層は、前記活性層の上面及び側面を覆って設けられ、
    前記第２電極は、前記第２キャリア輸送層の上面及び側面を覆って設けられる
    請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
  4. 複数の前記フォトダイオードのそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチング素子と、
    複数の前記スイッチング素子に接続された複数のゲート線及び複数の信号線を有し、
    前記フォトダイオードを形成する前記第１キャリア輸送層、前記活性層及び前記第２キャリア輸送層は、複数のゲート線及び複数の信号線で囲まれた領域ごとに個別に形成される
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検出装置。
  5. 前記第１キャリア輸送層は、前記第１電極の側面を覆って設けられ、
    前記第１キャリア輸送層、前記活性層、前記第２キャリア輸送層及び前記第２電極は、同じ幅を有して積層され、
    前記第１キャリア輸送層、前記活性層、前記第２キャリア輸送層及び前記第２電極の各層の側面を覆う絶縁膜を有する
    請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
  6. 複数の前記フォトダイオードのそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチング素子と、
    複数の前記スイッチング素子に接続され、第１方向に延在する複数のゲート線及び前記第１方向と交差する第２方向に延在する複数の信号線を有し、
    前記第１電極は、複数の信号線及び複数のゲート線で囲まれた領域ごとに個別に形成され、
    前記第１キャリア輸送層、前記活性層及び前記第２キャリア輸送層は、前記第２方向に配列された複数の前記第１電極に跨がって連続して形成され、
    前記第１方向に隣り合う複数の前記フォトダイオードをそれぞれ形成する前記第１キャリア輸送層、前記活性層及び前記第２キャリア輸送層は、前記ゲート線に重なって設けられた接続部を介して接続される
    請求項５に記載の検出装置。
  7. 前記第１電極を囲んで設けられ、固定電位が供給されるシールド配線を有し、
    前記第１キャリア輸送層、前記活性層及び前記第２キャリア輸送層は、前記第１電極及び前記シールド配線を覆って設けられる
    請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
  8. 前記シールド配線は、複数の前記第１電極のそれぞれに設けられ、
    第１方向に延在し、前記第１方向に隣り合う複数の前記シールド配線を接続する第１接続配線と、
    前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記第２方向に隣り合う複数の前記シールド配線を接続する第２接続配線と、を有し、
    複数の前記第１接続配線及び複数の前記第２接続配線は格子状に設けられる
    請求項７に記載の検出装置。
  9. 前記シールド配線は、前記遮光層と重なって設けられ、
    前記基板に垂直な方向からの平面視で、前記シールド配線は、前記遮光層の外周よりも内側に配置される
    請求項７又は請求項８に記載の検出装置。
  10. 前記遮光層と重なって設けられ、前記遮光層と前記基板との間に設けられる対向電極を有し、
    前記対向電極は、前記シールド配線と電気的に接続される
    請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の検出装置。
  11. 複数の前記フォトダイオードのそれぞれに対応して設けられた複数のスイッチング素子と、
    複数の前記スイッチング素子に接続された複数のゲート線及び複数の信号線を有し、
    前記第１電極及び前記シールド配線は、複数の信号線及び複数のゲート線で囲まれた領域ごとに個別に形成され、
    前記第１キャリア輸送層、前記活性層及び前記第２キャリア輸送層は、複数の前記第１電極及び複数の前記シールド配線に亘って連続して形成される
    請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の検出装置。
  12. 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、透光性の導電材料である
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の検出装置。
  13. 前記第１電極は、金属材料で形成される
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の検出装置。
  14. 前記フォトダイオードの受光部と、前記透光領域との面積比は、０．８：１．０から１．０：０．８の範囲内である
    請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の検出装置。
  15. 前記第１電極及び前記第２電極の一方は、カソード電極であり、
    前記第１電極及び前記第２電極の一方は、アノード電極である
    請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の検出装置。
  16. 複数の前記フォトダイオードと重なって設けられる導光部を備え、
    前記導光部は、前記フォトダイオードに少なくとも一部が重畳する導光路、及び、前記導光路よりも光の吸収率が高い遮光部を含む
    請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の検出装置。
  17. 前記バックライトは、フレキシブルＯＬＥＤ光源である
    請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の検出装置。
JP2021115989A 2021-07-13 2021-07-13 検出装置 Pending JP2023012380A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021115989A JP2023012380A (ja) 2021-07-13 2021-07-13 検出装置
US17/859,251 US20230028839A1 (en) 2021-07-13 2022-07-07 Detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021115989A JP2023012380A (ja) 2021-07-13 2021-07-13 検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023012380A true JP2023012380A (ja) 2023-01-25

Family

ID=84976133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021115989A Pending JP2023012380A (ja) 2021-07-13 2021-07-13 検出装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230028839A1 (ja)
JP (1) JP2023012380A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230028839A1 (en) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11888080B2 (en) Detection device including light sources along an outer circumference of two detection areas each of the detection areas having a specific scan direction
JP2023083277A (ja) 検出装置
WO2022024781A1 (ja) 検出装置
US8299465B2 (en) X-ray detector
US20220328564A1 (en) Detection device and imaging device
US20230280865A1 (en) Detection device, fingerprint detection device, and vein detection device
US20220190038A1 (en) Detection device
JP2023012380A (ja) 検出装置
WO2023032863A1 (ja) 検出装置
WO2023153262A1 (ja) 検出装置
US20230134613A1 (en) Detection device
JP2023012379A (ja) 検出装置
US20220399403A1 (en) Detection device
WO2023149195A1 (ja) 検出装置
US20230055390A1 (en) Detection device
US20230054533A1 (en) Detection device
WO2024090261A1 (ja) 検出装置
WO2023182032A1 (ja) 検出装置
US20230105043A1 (en) Electronic device
WO2023171431A1 (ja) 検出装置
JP2023028058A (ja) 検出システム
WO2022220287A1 (ja) 検出装置
WO2022168828A1 (ja) 検出装置
WO2022163681A1 (ja) 検出装置
JP2022163611A (ja) 検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240130