JP2023012381A - 検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出領域をより変形しやすくできる検出装置を提供する。【解決手段】検出装置１は、フレキシブル基板２１と、検出領域ＡＡに設けられた複数の光センサと、フレキシブル基板２１の一端に設けられて外部の機器を接続可能な端子８３１と、フレキシブル基板２１に設けられて検出領域ＡＡと端子８３１との間に位置する駆動回路８００、選択回路８１０及びリセット回路８２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、検出装置に関する。

二次元的な明暗パターンを得るために複数の光センサを利用した検出装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１６－１６４７８７号公報

特許文献１に記載の検出装置には、複数の光センサからの出力を伝送する複数の信号線と接続される受光信号読出回路と、複数の光センサと複数の信号線との間に介在するスイッチング素子を動作させる受光センサ操作回路と、が設けられている。受光信号読出回路は、複数の光センサが配置された矩形状の検出領域の一辺に沿って設けられる。従って、当該一辺と交差する方向を軸として検出領域が湾曲又は屈曲するような変形を生じると、受光信号読出回路が破損する可能性が高い。また、受光センサ操作回路は、矩形状の検出領域の他の一辺であって、受光信号読出回路が沿う一辺と直交する一辺に沿って設けられる。従って、当該他の一辺と交差する方向を軸として検出領域が湾曲又は屈曲するような変形を生じると、受光センサ操作回路が破損する可能性が高い。このように、特許文献１に記載の検出装置では、検出領域を変形可能に設けることが困難だった。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたもので、検出領域をより変形しやすくできる検出装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様による検出装置は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の検出領域に設けられた複数の光センサと、前記フレキシブル基板の一端に設けられて外部の機器を接続可能な端子と、前記フレキシブル基板に設けられて前記検出領域と前記端子との間に位置する周辺回路と、を備える。

図１は、検出装置の主要構成を示す模式図である。 図２は、フォトダイオードと、選択回路と、リセット回路と、の関係を示す回路図である。 図３は、検出領域に含まれる複数の部分検出領域の座標と、信号線と、走査線と、接続線と、の関係を示す模式図である。 図４は、フレキシブル基板の一面側に積層される構成によって形成される積層構造を示す模式図である。 図５Ａは、図３に示す拡大視領域内のスイッチング素子付近における信号線、走査線、接続線の位置関係を示す平面視点図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す３×３の構成のうち、Ｘ座標の値とＹ座標の値が同じ（ｐ）であるもののさらなる拡大図である。 図６は、図５ＡのＡ－Ａ´断面図である。 図７は、一般的な検出装置の主要構成を示す模式図である。

以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明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、本明細書と各図において、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。

図１は、検出装置１の主要構成を示す模式図である。検出装置１は、フレキシブル基板２１と、検出領域ＡＡに設けられた複数のフォトダイオードＰＤ（図２参照）と、駆動回路８００と、選択回路８１０と、リセット回路８２０と、端子領域８３０と、を備える。

フレキシブル基板２１は、可撓性を有する基板である。具体的には、フレキシブル基板２１は、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔs）である。駆動回路８００は、いわゆるゲートドライバである。駆動回路８００は、信号を与える対象を順次シフトさせるシフトレジスタ等が組み込まれた回路である。

図２は、フォトダイオードＰＤと、選択回路８１０と、リセット回路８２０と、の関係を示す回路図である。フォトダイオードＰＤは、個別電極３２１側がカソードとして機能する。フォトダイオードＰＤは、共通電極３２２側がアノードとして機能する。なお、個別電極３２１がアノードとして機能し、共通電極３２２がカソードとして機能してもよい。その場合、後述する第１バッファ層３７の機能（電子輸送層、ホールブロック層）と第２バッファ層３８の機能（ホール輸送層、電子ブロック層）との関係も逆転する。また、フォトダイオードＰＤは、個別電極３２１を介して、スイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの一方と接続される。また、フォトダイオードＰＤは、スイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの一方と、共通電極３２２との間で、容量素子Ｃａと並列に接続される。

スイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの他方は、複数の信号線ＳＧＬ（ｎ），ＳＧＬ（ｎ＋１），…のいずれかと接続される。以降、特筆しない限り、信号線ＳＧＬという記載は、複数の信号線ＳＧＬ（ｎ），ＳＧＬ（ｎ＋１），…のいずれかをさす。スイッチング素子Ｔｒのゲートは、複数の走査線ＧＣＬ（ｍ），ＧＣＬ（ｍ＋１），…のいずれかと接続される。以降、特筆しない限り、走査線ＧＣＬという記載は、複数の走査線ＧＣＬ（ｍ），ＳＧＬ（ｍ＋１），…のいずれかをさす。なお、ｍ，ｎは自然数である。

フォトダイオードＰＤが光を受けることで生じた電力は、当該フォトダイオードＰＤと並列に接続された容量素子Ｃａに蓄積される。スイッチング素子Ｔｒのゲートに対して駆動信号が与えられると、スイッチング素子Ｔｒを介して容量素子Ｃａと信号線ＳＧＬとが接続された状態になる。従って、スイッチング素子Ｔｒのゲートに駆動信号が与えられるまでの間に行われたフォトダイオードＰＤによる光の検出結果を示す電力が容量素子Ｃａに蓄えられる。そして、スイッチング素子Ｔｒのゲートに駆動信号が与えられることで、容量素子Ｃａの電力に応じて生じた信号がスイッチング素子Ｔｒ及び信号線ＳＧＬを介して出力される。このように、フォトダイオードＰＤは、光センサとして機能する。

選択回路８１０は、検出回路４８と接続される対象を切り替え可能に設けられた回路である。具体的には、選択回路８１０は、複数のスイッチＴｒＳを有する。複数のスイッチＴｒＳのソース又はドレインの一方は、それぞれ異なる信号線ＳＧＬと接続される。複数のスイッチＴｒＳのソース又はドレインの他方は、検出回路４８と接続される。複数のスイッチＴｒＳは、それぞれ異なるタイミングでゲートに動作信号ＡＳＷを与えられる。これによって、複数の信号線ＳＧＬは、それぞれ異なるタイミングで検出回路４８と接続される。

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。

検出回路４８は、スイッチＳＳＷがオンになることで、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圧Ｖｒｅｆが入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。本実施形態では、基準電圧Ｖｒｅｆとして後述するリセット電位線ＣＯＭと同じ電位の信号が入力される。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。検出回路４８は、リセットスイッチＲＳＷがオンになることで、容量素子Ｃｂの電荷がリセットされる。検出回路４８の動作制御は、後述するホストによる。

図２及び後述する図３に示すように、走査線ＧＣＬの延出方向と信号線ＳＧＬの延出方向と、は交差する。各走査線ＧＣＬは、走査線ＧＣＬの延出方向に沿って並ぶ複数のスイッチング素子Ｔｒで共有される。各信号線ＳＧＬは、信号線ＳＧＬの延出方向に沿って並ぶ複数のスイッチング素子Ｔｒで共有される。複数のスイッチング素子Ｔｒは、走査線ＧＣＬの延出方向及び信号線ＳＧＬの延出方向に沿って二次元的に配置される。各スイッチング素子Ｔｒと接続される個別電極３２１、フォトダイオードＰＤ及び容量素子Ｃａも、複数のスイッチング素子Ｔｒと同様、二次元的に配置される。以下、複数のスイッチング素子Ｔｒのうち１つと、当該１つのスイッチング素子Ｔｒと接続された個別電極３２１、フォトダイオードＰＤ及び容量素子Ｃａを含む領域を、部分検出領域ＰＡＡとする。また、部分検出領域ＰＡＡからの出力と記載した場合、当該部分検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａからの出力をさす。

走査線ＧＣＬを共有するスイッチング素子Ｔｒは、信号線ＳＧＬを共有せず、それぞれ異なる信号線ＳＧＬと接続される。信号線ＳＧＬを共有するスイッチング素子Ｔｒは、走査線ＧＣＬを共有せず、それぞれ異なる走査線ＧＣＬと接続される。従って、走査線ＧＣＬに駆動信号が与えられるタイミングをそれぞれ異ならせることで、複数の信号線ＳＧＬを介して、それぞれ異なる部分検出領域ＰＡＡからの出力を得られる。そして、選択回路８１０が検出回路４８と接続される信号線ＳＧＬを切り替えるように動作することで、検出回路４８に対してそれぞれ異なる部分検出領域ＰＡＡからの出力を順次与えられる。

リセット回路８２０は、信号線ＳＧＬの電位をリセットする。具体的には、リセット回路８２０は、例えば、複数のスイッチＴｒＲを有する。複数のスイッチＴｒＲのソース又はドレインの一方は、それぞれ異なる信号線ＳＧＬと接続される。言い換えれば、各信号線ＳＧＬには、複数のスイッチＴｒＲのうち１つのソース又はドレインの一方が接続される。複数のスイッチＴｒＲのソース又はドレインの他方は、リセット電位線ＣＯＭと接続される。リセット電位線ＣＯＭには、リセット電位が与えられている。当該リセット電位は、部分検出領域ＰＡＡからの出力を伝送した後の信号線ＳＧＬをリセットするための電位である。当該リセット電位は、例えば接地電位であるが、これに限られるものでなく、検出装置１の設計に従って予め設定された他の電位であってもよい。

選択回路８１０によって複数の信号線ＳＧＬがそれぞれ１回ずつ検出回路４８と接続された後、リセット回路８２０が動作する。具体的には、リセット回路８２０が有する複数のスイッチＴｒＲのゲートに動作信号ＲＳＴ２が与えられる。これによって、複数の信号線ＳＧＬとリセット電位線ＣＯＭとが接続され、駆動信号が与えられた走査線ＧＣＬと接続されているスイッチング素子Ｔｒを含む部分検出領域ＰＡＡの容量素子Ｃａと、複数の信号線ＳＧＬと、の電位がリセットされる。

端子領域８３０は、検出装置１と外部の機器（ホスト）との接続を可能にする。図１に示すように、端子領域８３０には、端子８３１が設けられる。図１では、端子領域８３０に複数の端子が設けられているが、端子領域８３０に設けられる端子８３１は１つ以上であればよい。なお、本開示の実施形態では、上述の検出回路４８はホストに設けられる。端子領域８３０は、選択回路８１０と検出回路４８との間に介在する。端子領域８３０の端子８３１の少なくとも１つは、選択回路８１０から延出する配線８１１と接続されている。端子領域８３０の形状等の具体的な規格は、検出回路４８のスイッチＳＳＷから延出する配線４８１の具体的な規格と対応する。

また、端子領域８３０は、駆動回路８００、選択回路８１０、リセット回路８２０に接続される信号入力線の端子８３１を含んでいてもよい。上述した動作信号ＡＳＷ、動作信号ＲＳＴ２のような各種の信号は、当該信号入力線を介してホストから与えられる。また、これら以外に検出装置１の動作制御に必要な信号の入出力がある場合、当該入出力のための配線も端子領域８３０の端子８３１に接続される。

図１に示すように、端子領域８３０は、フレキシブル基板２１の一部分であって、検出領域ＡＡを縁取る周辺領域ＳＡの一端に設けられる。また、駆動回路８００、選択回路８１０及びリセット回路８２０は、検出領域ＡＡと端子領域８３０との間に配置される。また、上述したように、フレキシブル基板２１は、可撓性を有する。従って、駆動回路８００よりも検出領域ＡＡ側は、駆動回路８００、選択回路８１０、リセット回路８２０及び端子領域８３０が設けられた非変形範囲ＮＤを変形させない範囲内で、湾曲等の変形が可能である。例えば、図１に示す変形軸ＳＨを中心とした円筒状に検出領域ＡＡを丸めるように検出領域ＡＡを含むフレキシブル基板２１の一部分を変形させることができる。

走査線ＧＣＬに駆動信号を与えるのは、駆動回路８００である。駆動回路８００は、接続線ＧＣＣ（図３参照）を介して走査線ＧＣＬと接続される。以下、接続線ＧＣＣを介した駆動回路８００と走査線ＧＣＬとの接続について、図３を参照して説明する。

図３は、検出領域ＡＡに含まれる複数の部分検出領域ＰＡＡの座標と、信号線ＳＧＬと、走査線ＧＣＬと、接続線ＧＣＣと、の関係を示す模式図である。図３を参照した説明では、マトリクス状に配置された８×８の部分検出領域ＰＡＡを例として説明するが、部分検出領域ＰＡＡの数及び配置はこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。また、図３を参照した説明では、部分検出領域ＰＡＡの並び方向のうち一方に沿って、Ｘ座標として、Ｘ（１），Ｘ（２），…，Ｘ（８）を付している。また、Ｘ方向と記載した場合、当該一方の並び方向である。また、図３を参照した説明では、部分検出領域ＰＡＡの並び方向のうち他方に沿って、Ｙ座標として、Ｙ（１），Ｙ（２），…，Ｙ（８）を付している。また、Ｙ方向と記載した場合、当該他方の並び方向である。なお、Ｚ方向と記載した場合、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向である。

Ｘ座標とＹ座標との組み合わせで構成の位置を説明する場合、（Ｘ，Ｙ）＝（ｐ，ｑ）と記載する。ｐ及びｑは、１から８までの範囲内のいずれかの自然数である。なお、部分検出領域ＰＡＡのＸ方向の並び数が８でない別の自然数Ｐである場合、ｐは、１からＰまでの範囲内のいずれかの自然数である。また、部分検出領域ＰＡＡのＹ方向の並び数が８でない別の自然数Ｑである場合、ｑは、１からＱまでの範囲内のいずれかの自然数である。例えば、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）の構成と記載した場合、Ｘ（１）であって、かつ、Ｙ（１）である位置の構成をさす。

図３に示すように、信号線ＳＧＬは、Ｘ座標毎に設けられる。具体的には、ＳＧＬ（ｐ）がＸ（ｐ）のに設けられてＹ方向に延出する。例えば、信号線ＳＧＬ（１）は、Ｘ（１）に設けられる。同一のＸ座標でＹ方向に並ぶ部分検出領域ＰＡＡは、当該Ｘ座標に設けられた信号線ＳＧＬを共有する。すなわち、Ｘ座標がＸ（ｐ）である部分検出領域ＰＡＡに含まれるスイッチング素子Ｔｒ（図２参照）は、信号線ＳＧＬ（ｐ）を共有する。

図３に示すように、走査線ＧＣＬは、Ｙ座標毎に設けられる。具体的には、ＳＧＬ（ｑ）がＹ（ｑ）に設けられてＸ方向に延出する。例えば、走査線ＧＣＬ（１）は、Ｙ（１）に設けられる。同一のＹ座標でＸ方向に並ぶ部分検出領域ＰＡＡは、当該Ｙ座標に設けられた走査線ＧＣＬを共有する。すなわち、Ｙ座標がＹ（ｑ）である部分検出領域ＰＡＡに含まれるスイッチング素子Ｔｒ（図２参照）は、走査線ＧＣＬ（ｑ）を共有する。

図３に示すように、駆動回路８００は、接続線ＧＣＣ（ｑ）を介して走査線ＧＣＬ（ｑ）と接続される。走査線ＧＣＬ（ｑ）と接続線ＧＣＣ（ｑ）とは、コンタクトＣＰ（ｑ）を介して接続される。例えば、走査線ＧＣＬ（１）と接続線ＧＣＣ（１）とは、コンタクトＣＰ（１）を介して接続される。そして、走査線ＧＣＬ（１）と駆動回路８００とは、接続線ＧＣＣ（１）を介して接続される。

接続線ＧＣＣは、Ｙ方向に延出する。図３に示す例では、部分検出領域ＰＡＡのＸ方向の並び数と部分検出領域ＰＡＡのＹ方向の並び数とが一致しているため、接続線ＧＣＣは、Ｘ座標毎に設けられている。図３に示す例では、接続線ＧＣＣ（１），ＧＣＣ（２），…，ＧＣＣ（８）が例示されている。接続線ＧＣＣと記載した場合、接続線ＧＣＣ（１），…，ＧＣＣ（ｑ）のいずれかである。

図３に示すコンタクトＣＰ（ｑ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（ｑ，ｑ）の部分検出領域ＰＡＡの範囲内で走査線ＧＣＬ（ｑ）と接続線ＧＣＣ（ｑ）とを接続する。具体的には、図３に示すコンタクトＣＰ（ｑ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（ｑ，ｑ）の部分検出領域ＰＡＡに含まれる個別電極３２１と平面視点で重なる位置に設けられる。平面視点とは、検出領域ＡＡを正面視する視点である。例えば、コンタクトＣＰ（１）は、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）の部分検出領域ＰＡＡに含まれる個別電極３２１と平面視点で重なる位置に設けられる。

次に、部分検出領域ＰＡＡに設けられるフォトダイオードＰＤとスイッチング素子Ｔｒを構成する積層構造について、図４を参照して説明する。

図４は、フレキシブル基板２１の一面側に積層される構成によって形成される積層構造を示す模式図である。フレキシブル基板２１の一面側には、フレキシブル基板２１側から順に、アンダーコート層２２１、遮光メタル２２２、アンダーコート層２２３、半導体２２４、ゲート絶縁膜２２５、ゲートメタル２２６、絶縁膜２２７、メタル層、平坦化膜２３、バリア層２３１、個別電極３２１、第１バッファ層３７、光電変換層３１、第２バッファ層３８、共通電極３２２、封止膜２４がＺ方向に積層されている。

アンダーコート層２２１，２２３、ゲート絶縁膜２２５、絶縁膜２２７、平坦化膜２３及び封止膜２４は、絶縁性を示す。従って、アンダーコート層２２１，２２３、ゲート絶縁膜２２５、絶縁膜２２７、平坦化膜２３及び封止膜２４のいずれかで遮断された構成同士の間では通電しない。

具体的な構成例を挙げると、アンダーコート層２２１，２２３は、例えばエポキシ樹脂組成物で形成されたコート層であるが、無機膜であってもよい。また、ゲート絶縁膜２２５、絶縁膜２２７は、例えば窒化シリコン等の窒化物で形成された絶縁層である。また、平坦化膜２３は、例えば、アクリル、ポリイミド、ポリアクリルアミドのいずれかで形成された有機平坦化膜である。また、封止膜２４は、例えばパリレン（登録商標）等のポリマーを用いて形成された封止膜である。

遮光メタル２２２は、半導体２２４に対してフレキシブル基板２１側に位置し、遮光性を示す。従って、フレキシブル基板２１側からの光の大部分は、遮光メタル２２２で遮られ、半導体２２４までほとんど到達しない。遮光メタル２２２と半導体２２４との間にはアンダーコート層２２３が介在する。

半導体２２４は、スイッチング素子Ｔｒのソースとドレインとの間に介在する半導体である。ゲートメタル２２６は、半導体２２４のゲートとして機能する。半導体２２４とゲートメタル２２６との間には、ゲート絶縁膜２２５が介在する。

上述のメタル層には、ＳＤメタル２２８１、ＳＤメタル２２８２が含まれる。ＳＤメタル２２８１は、スイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの他方であり、信号線ＳＧＬと接続される。ＳＤメタル２２８２は、スイッチング素子Ｔｒのソース又はドレインの一方であり、個別電極３２１と接続される。ＳＤメタル２２８１は、ゲート絶縁膜２２５及び絶縁膜２２７に形成されたコンタクトホールＣＨ１内を埋めるように形成されて半導体２２４と接続される。ＳＤメタル２２８２は、ゲート絶縁膜２２５及び絶縁膜２２７に形成されたコンタクトホールＣＨ２内を埋めるように形成されて半導体２２４と接続される。ＳＤメタル２２８１とＳＤメタル２２８２とは半導体２２４を介して接続される。なお、ゲートメタル２２６は、ＳＤメタル２２８１とＳＤメタル２２８２との間に位置し、ゲート絶縁膜２２５及び絶縁膜２２７によってＳＤメタル２２８１及びＳＤメタル２２８２と絶縁される。

なお、半導体２２４と、ＳＤメタル２２８１、ＳＤメタル２２８２を含むメタル層と、ゲートメタル２２６と、の具体的組成は、ＴＦＴ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）として機能するスイッチング素子Ｔｒで採用される半導体材料及び配線材料に対応する。半導体２２４は、例えばａ－Ｓｉ：Ｈ（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）であり、メタル層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）であり、ゲートメタル２２６は、ポリシリコン又はアルミニウム（Ａｌ）であるが、この例示に限られるものでない。

個別電極３２１は、ＳＤメタル２２８２に積層された平坦化膜２３及びバリア層２３１に形成されたコンタクトホールＣＨ３の内周面に沿って形成される。コンタクトホールＣＨ３の底で、個別電極３２１とＳＤメタル２２８２とが接続される。また、個別電極３２１は、バリア層２３１と光電変換層３１との間で、コンタクトホールＣＨ３からバリア層２３１に沿って延出する。図３に示すように、個別電極３２１は、部分検出領域ＰＡＡ毎に設けられる。すなわち、複数のフォトダイオードＰＤは、個別の個別電極３２１を有する。

光電変換層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。光電変換層３１の材料として、有機材料が用いられる。具体的には、光電変換層３１として、例えば、低分子有機材料であるＣ_６０（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）、Ｆ_１６ＣｕＰｃ（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。

光電変換層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、光電変換層３１は、例えば、ＣｕＰｃとＦ_１６ＣｕＰｃとの積層膜、又はｒｕｂｒｅｎｅとＣ_６０との積層膜であってもよい。光電変換層３１は、塗布型（Ｗｅｔ Ｐｒｏｃｅｓｓ）で形成することもできる。この場合、光電変換層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。光電変換層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。

第１バッファ層３７は、個別電極３２１を覆うように形成される。第２バッファ層３８は、光電変換層３１と共通電極３２２との間に形成される。第１バッファ層３７及び第２バッファ層３８は、光電変換層３１で発生した正孔及び電子が共通電極３２２又は個別電極３２１に到達しやすくするために設けられる。第１バッファ層３７は、電子輸送層（ホールブロック層）として機能する。第２バッファ層３８は、ホール輸送層（電子ブロック層）として機能する。

第１バッファ層３７の材料としては、酸化チタン（ＴｉＯｘ）などが、第２バッファ層３８の材料としては、酸化タングステン（ＷＯ３）や酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）などを用いることができる。ｐ型半導体層３２は、上述した有機材料のうち、例えばＰ３ＨＴが用いられる。ｎ型半導体層３３は、上述した有機材料のうち、例えばＰＣＢＭが用いられる。

共通電極３２２は、光電変換層３１を覆うように形成される。共通電極３２２は、平面視点で、検出領域ＡＡ全体をカバーする。すなわち、複数のフォトダイオードＰＤは、共通電極３２２を共有する。封止膜２４は、共通電極３２２を覆うように形成される。封止膜２４は、平面視点で、検出領域ＡＡ全体をカバーする。

個別電極３２１と、共通電極３２２とは、光電変換層３１を挟んで対向する。個別電極３２１と共通電極３２２との間の光電変換層３１が生じさせる光起電力効果によって、各部分検出領域ＰＡＡにおける個別電極３２１、共通電極３２２及び光電変換層３１は、フォトダイオードＰＤとして機能する。個別電極３２１は、例えば、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が用いられる。又は、個別電極３２１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。共通電極３２２は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電性材料が用いられる。

次に、平面視点で個別電極３２１とフレキシブル基板２１との間に設けられるスイッチング素子Ｔｒ付近における信号線ＳＧＬ、走査線ＧＣＬ、接続線ＧＣＣの位置関係について、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。

図５Ａは、図３に示す拡大視領域ＣＵ内のスイッチング素子Ｔｒ付近における信号線ＳＧＬ、走査線ＧＣＬ、接続線ＧＣＣの位置関係を示す平面視点図である。図５Ｂは、図５Ａに示す３×３の構成のうち、Ｘ座標の値とＹ座標の値が同じ（ｐ）であるもののさらなる拡大図である。図５Ｂでは、ゲートメタル２２６と同層の構成に同一のドットパターンを付している。以下、スイッチング素子Ｔｒ付近における信号線ＳＧＬ、走査線ＧＣＬ、接続線ＧＣＣの位置関係を、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）の部分検出領域ＰＡＡにおけるこれらの構成を例として説明するが、他のＸＹ座標における部分検出領域ＰＡＡにおいても、同様である。

図５Ａにおいて破線で示す走査線ＧＣＬ（１）は、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、ゲートメタル２２６を介して接続される。より具体的には、走査線ＧＣＬ（１）として形成されるメタル層は、個別電極３２１のフレキシブル基板２１側でＸ方向に分断されている。走査線ＧＣＬ（１）は、平面視点で個別電極３２１と重なる領域内でゲートメタル２２６を介して接続される。一般化して記載すると、走査線ＧＣＬ（ｑ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（ｐ，ｑ）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、ゲートメタル２２６を介して接続される。

なお、本開示では、走査線ＧＣＬ（１）が形成されるメタル層は、ＳＤメタル２２８１が形成されるメタル層と同一である。

図５Ａにおいて破線で示す信号線ＳＧＬ（１）は、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、ＳＤメタル２２８１及び迂回部２８８０を介して連続している。破線で示す迂回部２８８０は、平面視点で、ゲートメタル２２６を迂回するように屈曲する。（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）における迂回部２８８０は、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、Ｙ（２）側から延出してゲートメタル２２６を迂回してＳＤメタル２２８１と接続される。従って、信号線ＳＧＬ（１）は、ＳＤメタル２２８１及び迂回部２８８０の位置を経由することで、平面視点でゲートメタル２２６と重ならない位置で連続する。一般化して記載すると、信号線ＳＧＬ（ｐ）は、（Ｘ，Ｙ）＝（ｐ，ｑ）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、ＳＤメタル２２８１及び迂回部２８８０を介して連続している。なお、信号線ＳＧＬ及び迂回部２８８０は、ＳＤメタル２２８１が形成されるメタル層と同一である。

個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、平面視点でゲートメタル２２６を挟んで半導体２２４と対向する位置にＳＤメタル２２８２が位置する。図４を参照して説明したように、ＳＤメタル２２８２と個別電極３２１とが接続されている。

図５Ａにおいて実線で示す接続線ＧＣＣ（１）は、平面視点で個別電極３２１外では信号線ＳＧＬ（１）と重なっている。また、接続線ＧＣＣ（１）は、平面視点で個別電極３２１内ではゲートメタル２２６を挟んで迂回部２８８０の反対側で、ゲートメタル２２６を迂回するように屈曲している。従って、接続線ＧＣＣは、ゲートメタル２２６と接触しない。一般化して記載すると、接続線ＧＣＣ（ｑ）は、平面視点で個別電極３２１外では信号線ＳＧＬ（ｑ）と重なっている。また、接続線ＧＣＣ（ｑ）は、平面視点で個別電極３２１内ではゲートメタル２２６を挟んで迂回部２８８０の反対側で、ゲートメタル２２６を迂回するように屈曲している。

なお、接続線ＧＣＣは、ゲートメタル２２６と同層に形成される。従って、本開示の接続線ＧＣＣは、信号線ＳＧＬが形成されるメタル層よりもフレキシブル基板２１側に形成される。走査線ＧＣＬとゲートメタル２２６との間及び接続線ＧＣＣと信号線ＳＧＬとの間は、絶縁膜２２７で絶縁される。

図６は、図５ＡのＡ－Ａ´断面図である。図６に示すように、コンタクトＣＰ（ｑ）は、ゲートメタル２２６を覆う絶縁膜２２７に形成されたコンタクトホールＣＨ４内を埋めるように走査線ＧＣＬ（ｑ）と連続して形成される。より具体的には、図５Ａに示すコンタクトＣＰ（１），ＣＰ（２）、ＣＰ（３）の位置で、絶縁膜２２７にコンタクトホールＣＨ４が形成される。一例として、図５Ａに示すコンタクトＣＰ（１）の位置は、（Ｘ，Ｙ）＝（１，１）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側に設けられた接続線ＧＣＣ（１）と走査線ＧＣＬ（１）とが平面視点で交差する位置である。一般化して記載すると、コンタクトＣＰ（ｑ）の位置は、（Ｘ，Ｙ）＝（ｑ，ｑ）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側に設けられた接続線ＧＣＣ（ｑ）と走査線ＧＣＬ（ｑ）とが平面視点で交差する位置である。そして、コンタクトホールＣＨ４に重ねるように走査線ＧＣＬ（１），ＧＣＬ（２），ＧＣＬ（３）を形成することで、走査線ＧＣＬ（１），ＧＣＬ（２），ＧＣＬ（３）と、コンタクトＣＰ（１），ＣＰ（２）、ＣＰ（３）とが形成される。なお、コンタクトＣＰ（１），ＣＰ（２）、ＣＰ（３）以外のコンタクトＣＰ（ｑ）も、コンタクトＣＰ（１），ＣＰ（２）、ＣＰ（３）と同様に、（Ｘ，Ｙ）＝（ｑ，ｑ）における個別電極３２１のフレキシブル基板２１側で、接続線ＧＣＣ（ｑ）と走査線ＧＣＬ（ｑ）とが平面視点で交差する位置で、接続線ＧＣＣ（ｑ）と走査線ＧＣＬ（ｑ）とを接続するように形成される。

なお、図６に示すように、コンタクトＣＰ（ｑ）が形成される位置と平面視点で重なる走査線ＧＣＬ（ｑ）と隣り合う走査線ＧＣＬ（ｑ＋１）（又は走査線ＧＣＬ（ｑ－１））は、当該コンタクトＣＰ（ｑ）が形成されるＸ座標（Ｘ（ｑ））内では、走査線ＧＣＬ（ｑ＋１）（又は走査線ＧＣＬ（ｑ－１））と接続されない。

図７は、一般的な検出装置１０００の主要構成を示す模式図である。検出装置１は、基板１０２１と、検出領域ＡＡ２と、駆動回路１８００と、選択回路１８１０と、リセット回路１８２０と、端子領域１８３０と、を備える。基板１０２１は、フレキシブル基板２１と同様の構成である。検出領域ＡＡ２は、上述の検出領域ＡＡに設けられるフォトダイオードＰＤと同様のフォトダイオードＰＤが二次元的に配置される。ただし、検出領域ＡＡ２に設けられるフォトダイオードＰＤと接続されるスイッチング素子のゲートは、上述の接続線ＧＣＣと走査線ＧＣＬとの立体的な接続を介さず、直接走査線ＧＣＬを介して駆動回路１８００と接続される。駆動回路１８００は、上述の接続線ＧＣＣを介さず直接走査線ＧＣＬと接続され、検出領域ＡＡと駆動回路１８００との間でない位置に設けられる点を除いて駆動回路８００と同様の構成である。選択回路１８１０は、上述の選択回路８１０と同様の構成である。リセット回路１８２０は、検出領域ＡＡを挟んで選択回路１８１０と対向する位置に設けられる点を除いて、リセット回路８２０と同様の構成である。端子領域１８３０は、上述の端子領域８３０と同様の構成である。

図７に示すように、矩形状の検出領域ＡＡ２の直交する２辺の一方に沿って駆動回路１８００が設けられ、他方に沿って選択回路１８１０、リセット回路１８２０及び端子領域１８３０が設けられる構成では、基板１０２１が可撓性を有していても、検出領域ＡＡ２を変形させることが困難である。仮に検出領域ＡＡ２を変形させた場合、駆動回路１８００、選択回路１８１０及びリセット回路１８２０のような回路及び端子領域１８３０のようなインタフェースといった各構成のうち、検出領域ＡＡ２の変形に伴って実装面が湾曲した構成が破損することがある。これに対し、上述の検出装置１によれば、変形軸ＳＨを中心とした円筒状の湾曲で例示したように、非変形範囲ＮＤに影響しない範囲内での変形の自由度がより高くなる。

以上説明したように、本開示によれば、検出装置１は、フレキシブル基板（フレキシブル基板２１）と、当該フレキシブル基板の検出領域（検出領域ＡＡ）に設けられた複数の光センサ（フォトダイオードＰＤ）と、当該フレキシブル基板の一端に設けられて外部の機器を接続可能な端子（端子８３１）と、当該フレキシブル基板に設けられて当該検出領域と当該端子との間に位置する周辺回路（駆動回路８００、選択回路８１０等）と、を備える。

これによって、検出領域（検出領域ＡＡ）と端子（端子８３１）との間（例えば、非変形範囲ＮＤ）に干渉しない限り、当該検出領域が変形したとしても、周辺回路（駆動回路８００、選択回路８１０等）及び当該端子に影響はない。従って、本開示によれば、当該検出領域をより変形しやすくできる。

また、周辺回路は、複数の光センサ（フォトダイオードＰＤ）からの出力を伝送する複数の信号線（信号線ＳＧＬ）との接続関係を切り替え可能に設けられて当該複数の信号線のうち１つとの間の伝送経路を成立させる選択回路（選択回路８１０）と、当該複数の光センサと当該複数の信号線との間に介在する複数のスイッチング素子（スイッチング素子Ｔｒ）のゲートに駆動信号を与える駆動回路（駆動回路８００）と、を含む。これによって、検出領域（検出領域ＡＡ）をより変形しやすくすることと、当該複数の光センサの動作に必要な当該選択回路及び当該駆動回路をフレキシブル基板（フレキシブル基板２１）に設けることと、を両立できる。

また、周辺回路は、光センサ（フォトダイオードＰＤ）をリセットするリセット回路（リセット回路８２０）を含む。これによって、検出領域（検出領域ＡＡ）をより変形しやすくすることと、当該リセット回路をフレキシブル基板（フレキシブル基板２１）に設けることと、を両立できる。

また、検出装置１では、検出領域（検出領域ＡＡ）の周辺に位置するフレキシブル基板（フレキシブル基板２１）の周辺領域（周辺領域ＳＡ）のうち、当該検出領域と端子（端子８３１）との間以外の位置に選択回路（選択回路８１０）、駆動回路（駆動回路８００）及びリセット回路（リセット回路８２０）は設けられない。これによって、当該検出領域と当該端子との間以外の位置に当該選択回路、当該駆動回路又は当該リセット回路の少なくとも１つが設けられた場合に生じる当該検出領域の変形の制約が生じない。従って、当該検出領域をより変形しやすくできる。

また、検出装置１は、複数のスイッチング素子（スイッチング素子Ｔｒ）のゲートと接続される複数の走査線（走査線ＧＣＬ）と、当該複数の走査線と駆動回路（駆動回路８００）とを個別に接続する複数の接続線（接続線ＧＣＣ）と、を備える。当該走査線は、行列状に配置された当該複数のスイッチング素子の並び方向のうち一方（Ｘ方向）に延出し、当該一方に沿って並ぶスイッチング素子のゲートと接続される。複数の走査線は、複数のスイッチング素子の並び方向のうち他方（Ｙ方向）に並ぶ。当該接続線は、当該他方に延出する。複数の接続線は、当該一方に並ぶ。これによって、当該駆動回路を検出領域（検出領域ＡＡ）と端子（端子８３１）との間により配置しやすくなる。

また、接続線（接続線ＧＣＣ）の一端は、図３に示すように、複数の走査線（走査線ＧＣＬ）のうち駆動回路（駆動回路８００）から最も遠い走査線（走査線ＧＣＬ（１））よりも当該駆動回路に対して遠方に位置する。これによって、当該駆動回路と当該接続線の一端との間に、当該複数の走査線が全て並んだ状態になる。従って、複数の当該接続線による、当該駆動回路と当該複数の走査線との接続関係をより確実に成立させることができる。

また、信号線（信号線ＳＧＬ）と、接続線（接続線ＧＣＣ）と、は検出領域（検出領域ＡＡ）内で絶縁された状態で重なる。これによって、当該検出領域内で当該信号線及び当該接続線の配線を完結させやすくなる。従って、フレキシブル基板（フレキシブル基板２１）の周辺領域（周辺領域ＳＡ）をより狭くできる。

また、走査線（走査線ＧＣＬ）は、信号線（信号線ＳＧＬ）と絶縁された状態で当該信号線と交差する交差部（ゲートメタル２２６）を有し、当該交差部以外の部分は、フレキシブル基板（フレキシブル基板２１）に形成された積層構造で当該信号線と同層に形成される。これによって、当該走査線のうち当該交差部を除く部分と当該信号線とをそれぞれ異なる層に形成する場合に比して、当該積層構造の層数をより少なくできる。

また、光センサ（フォトダイオードＰＤ）は、光起電力効果を生じる光電変換層（光電変換層３１）と、当該光電変換層で生じた電力に応じて生じる電子又は正孔の移動を促すバッファ層（第１バッファ層３７、第２バッファ層３８）と、当該バッファ層を介して当該光電変換層と当接して当該光電変換層を挟んで対向する２つの電極（個別電極３２１、共通電極３２２）と、を備える。当該２つの電極のうち一方（個別電極３２１）は、交差部（ゲートメタル２２６）と絶縁された状態で重なる。これによって、当該光センサと走査線（走査線ＧＣＬ）と信号線（信号線ＳＧＬ）との交差部（ゲートメタル２２６）とを立体的に重ねられる。従って、検出領域（検出領域ＡＡ）内で当該走査線及び当該信号線の配線を完結させやすくなる。従って、フレキシブル基板（フレキシブル基板２１）の周辺領域（周辺領域ＳＡ）をより狭くできる。

なお、リセット回路８２０はフレキシブル基板２１に形成されなくてもよい。例えば、リセット回路８２０は、ホストに設けられ、端子８３１を介して、リセット回路８２０が省略された検出装置１と接続されるようにしてもよい。

また、上述の記載では、ＰとＱがともに８であって等しいが、ＰとＱとは等しくなくてもよいし、少なくとも一方が８でない他の自然数であってもよい。ＰがＱよりも大きい場合、信号線ＳＧＬの一部は、接続線ＧＣＣと重複しない。ＰがＱよりも小さい場合、接続線ＧＣＣの一部は、信号線ＳＧＬと重複しない。

また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。

１ 検出装置
２２６ ゲートメタル
３２１ 個別電極
３２２ 共通電極
８００ 駆動回路
８１０ 選択回路
８２０ リセット回路
８３１ 端子
ＡＡ 検出領域
ＧＣＣ 接続線
ＧＣＬ 走査線
ＰＤ フォトダイオード
ＳＡ 周辺領域
ＳＧＬ 信号線
Ｔｒ スイッチング素子

Claims (9)

1. フレキシブル基板と、
   前記フレキシブル基板の検出領域に設けられた複数の光センサと、
   前記フレキシブル基板の一端に設けられて外部の機器を接続可能な端子と、
   前記フレキシブル基板に設けられて前記検出領域と前記端子との間に位置する周辺回路と、を備える、
   検出装置。
2. 前記周辺回路は、
   前記複数の光センサからの出力を伝送する複数の信号線との接続関係を切り替え可能に設けられて前記複数の信号線のうち１つとの間の伝送経路を成立させる選択回路と、
   前記複数の光センサと前記複数の信号線との間に介在する複数のスイッチング素子のゲートに駆動信号を与える駆動回路と、を含む、
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記周辺回路は、
   前記光センサをリセットするリセット回路を含む、
   請求項２に記載の検出装置。
4. 前記検出領域の周辺に位置する前記フレキシブル基板の周辺領域のうち、前記検出領域と前記端子との間以外の位置に前記選択回路、前記駆動回路及び前記リセット回路は設けられない、
   請求項３に記載の検出装置。
5. 前記複数のスイッチング素子のゲートと接続される複数の走査線と、
   前記複数の走査線と前記駆動回路とを個別に接続する複数の接続線と、を備え、
   前記走査線は、行列状に配置された前記複数のスイッチング素子の並び方向のうち一方に延出し、当該一方に沿って並ぶスイッチング素子のゲートと接続され、
   複数の前記走査線は、前記複数のスイッチング素子の並び方向のうち他方に並び、
   前記接続線は、前記他方に延出し、
   前記複数の接続線は、前記一方に並ぶ、
   請求項２から４のいずれか一項に記載の検出装置。
6. 前記接続線の一端は、前記複数の走査線のうち前記駆動回路から最も遠い走査線よりも前記駆動回路に対して遠方に位置する、
   請求項５に記載の検出装置。
7. 前記信号線と、前記接続線と、は前記検出領域内で絶縁された状態で重なる、
   請求項５又は６に記載の検出装置。
8. 前記走査線は、前記信号線と絶縁された状態で前記信号線と交差する交差部を有し、前記交差部以外の部分は、前記フレキシブル基板に形成された積層構造で前記信号線と同層に形成される、
   請求項５から７のいずれか一項に記載の検出装置。
9. 前記光センサは、
   光起電力効果を生じる光電変換層と、
   前記光電変換層で生じた電力に応じて生じる電子又は正孔の移動を促すバッファ層と、
   前記バッファ層を介して前記光電変換層と当接して前記光電変換層を挟んで対向する２つの電極と、を備え、
   前記２つの電極のうち一方は、前記交差部と絶縁された状態で重なる、
   請求項８に記載の検出装置。

Images