WO2020226005A1 - 検出装置及び検出装置の製造方法 - Google Patents

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WO2020226005A1
WO2020226005A1 PCT/JP2020/014905 JP2020014905W WO2020226005A1 WO 2020226005 A1 WO2020226005 A1 WO 2020226005A1 JP 2020014905 W JP2020014905 W JP 2020014905W WO 2020226005 A1 WO2020226005 A1 WO 2020226005A1
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light
light guide
unit
guide path
detection device
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PCT/JP2020/014905
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安 冨岡
和己 松永
敏行 日向野
和廣 西山
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株式会社ジャパンディスプレイ
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    • G02B2207/123—Optical louvre elements, e.g. for directional light blocking

Definitions

  • the present invention relates to a detection device and a method for manufacturing the detection device.
  • an optical biosensor is known as a biosensor used for personal authentication or the like (for example, Patent Document 1).
  • the optical biosensor has a light receiving element whose output signal changes according to the amount of light received.
  • a plurality of light receiving elements such as photodiodes are arranged on a substrate.
  • An optical detection device including a biosensor needs to guide light to a light receiving element.
  • an optical detection device there is room for improvement in order to properly guide light to a light receiving element.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a detection device capable of appropriately guiding light to a light receiving element and a method for manufacturing the detection device.
  • the detection device includes a plurality of light receiving elements that receive light, and a light guide unit whose surface is provided so as to face the light receiving element.
  • the light guide unit is the light guide.
  • the light receiving element and the light guide portion include a plurality of light guide paths provided from one surface of the unit to the other surface, and an absorption unit having a higher light absorption rate than the light guide path. When viewed from the overlapping direction, the plurality of light guide paths are superimposed on one light receiving element.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the detection device including the sensor unit.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a detection device including a sensor unit.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a detection device.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a partial detection region.
  • FIG. 6 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing a partial detection region of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 9 is a schematic view of the light guide body according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic view of the light guide body according to the first embodiment.
  • FIG. 11A is a schematic view illustrating an example of a method for manufacturing a light guide according to the present embodiment.
  • FIG. 11B is a schematic view illustrating another example of the method for manufacturing the light guide according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of guiding light to the light receiving element in the configuration of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • FIG. 14 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • FIG. 15 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • FIG. 16 is a schematic view of the light guide body according to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic view of the light guide body according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • FIG. 19 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • FIG. 20 is a schematic view of the light guide body according to the third embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a detection device according to the first embodiment.
  • the detection device 1 according to the first embodiment is a device that detects information by receiving light L.
  • the detection device 1 detects the biometric information of the user.
  • the detection device 1 includes a light source unit S, a sensor unit 10, a light guide body 100, and a cover glass G.
  • the light source unit S, the sensor unit 10, the light guide body 100, and the cover glass G are laminated in this order.
  • the light source unit S has a light irradiation surface Sa that irradiates light, and irradiates light L0 from the light irradiation surface Sa toward the sensor unit 10.
  • the light source unit S is a backlight.
  • the light source unit S may have, for example, a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode) that emits light of a predetermined color as a light source.
  • the light source unit S may be a so-called side light type backlight having a light guide plate provided at a position corresponding to the sensor unit 10 and a plurality of light sources arranged at one end or both ends of the light guide plate.
  • the light source unit S may be a so-called direct type backlight having a light source (for example, an LED) provided directly under the sensor unit 10.
  • the light source unit S is not limited to the backlight, and may be provided on the side or above of the sensor unit 10, and the light L0 may be irradiated from the side or above of the user's finger Fg. That is, the light source unit S may be provided on the side to be detected (finger Fg) with respect to the light guide body 100. Further, when natural light is used as the light L, it is not necessary to provide the light source unit S.
  • the sensor unit 10 is provided so as to face the light irradiation surface Sa of the light source unit S.
  • the light L0 emitted from the light source unit S passes through the sensor unit 10, the light guide body 100, and the cover glass G.
  • the sensor unit 10 is, for example, a light-reflecting biological information sensor, and detects surface irregularities (for example, fingerprints) such as a user's finger Fg or palm by detecting light L which is reflected light of light L0. it can. Further, the sensor unit 10 may detect the blood vessel pattern or may detect other biological information by detecting the light L reflected inside the finger Fg or the palm. Further, the wavelength of the light L from the light source unit S may be different depending on the detection target.
  • visible light L0 can be irradiated from the light source unit S
  • near infrared light L0 can be irradiated from the light source unit S.
  • Visible light is light in a wavelength band in the visible light region
  • near-infrared light is light in a wavelength band in the near-infrared region, for example, 700 nm or more and 950 nm or less.
  • the light guide body 100 is provided on the detected body (finger Fg) side of the sensor unit 10 and faces the sensor unit 10.
  • the light guide body 100 is an optical element that guides the light L to the sensor unit 10. The configuration of the light guide body 100 will be described later.
  • the cover glass G is a member for protecting the sensor unit 10 and the light source unit S, and covers the light guide body 100, the sensor unit 10, and the light source unit S.
  • the cover glass G is, for example, a glass substrate.
  • the cover glass G is not limited to the glass substrate, and may be a resin substrate or the like. Further, the cover glass G may not be provided.
  • the detection device 1 may be provided with a display panel instead of the light source unit S.
  • the display panel may be, for example, an organic EL display panel (OLED: Organic Light Emitting Diode) or an inorganic EL display ( ⁇ -LED, Mini-LED).
  • the display panel may be a liquid crystal display panel (LCD: Liquid Crystal Display) using a liquid crystal element as a display element, or an electrophoretic display panel (EPD: Electrophoretic Display) using an electrophoretic element as a display element.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • EPD Electrophoretic Display
  • FIG. 2 is a plan view of the detection device including the sensor unit.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a detection device including a sensor unit.
  • the detection device 1 includes an insulating substrate 21, a sensor unit 10, a gate line drive circuit 15, a signal line selection circuit 16, and an analog front end circuit (hereinafter, AFE (Analog Front End)). (Represented) 48, a control circuit 202, and a power supply circuit 203.
  • AFE Analog Front End
  • the control board 201 is electrically connected to the insulating board 21 via the flexible printed circuit board 71.
  • AFE48 is provided on the flexible printed circuit board 71.
  • the control board 201 is provided with a control circuit 202 and a power supply circuit 203.
  • the control circuit 202 is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the control circuit 202 supplies a control signal to the sensor unit 10, the gate line drive circuit 15, and the signal line selection circuit 16 to control the detection operation of the sensor unit 10.
  • the power supply circuit 203 supplies a voltage signal such as a power supply signal SVS (see FIG. 5) to the sensor unit 10 and the gate line drive circuit 15.
  • the insulating substrate 21 has a detection region AA and a peripheral region GA.
  • the detection area AA is an area that overlaps with the plurality of light receiving elements PD (see FIG. 5) included in the sensor unit 10.
  • the peripheral region GA is a region outside the detection region AA and is a region that does not overlap with the light receiving element PD.
  • the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 are provided in the peripheral region GA.
  • the detection device 1 further includes a detection control unit 11 and a detection unit 40.
  • a part or all of the functions of the detection control unit 11 are included in the control circuit 202.
  • a part or all of the functions other than the AFE48 are included in the control circuit 202.
  • the sensor unit 10 is an optical sensor having a light receiving element PD which is a photoelectric conversion element.
  • the light receiving element PD is a photoelectric conversion element, more specifically, a photodiode, and outputs an electric signal corresponding to the received light to the signal line selection circuit 16 as a detection signal Vdet. Further, the sensor unit 10 performs detection according to the gate drive signal VGCL supplied from the gate line drive circuit 15.
  • the detection control unit 11 is a circuit that supplies control signals to the gate line drive circuit 15, the signal line selection circuit 16, and the detection unit 40, respectively, and controls their operations.
  • the detection control unit 11 supplies various control signals such as a start signal STV, a clock signal CK, and a reset signal RST1 to the gate line drive circuit 15. Further, the detection control unit 11 supplies various control signals such as the selection signal SEL to the signal line selection circuit 16.
  • the gate line drive circuit 15 is a circuit that drives a plurality of gate line GCLs (see FIG. 4) based on various control signals.
  • the gate line drive circuit 15 sequentially or simultaneously selects a plurality of gate line GCLs and supplies the gate drive signal VGCL to the selected gate line GCLs. As a result, the gate line drive circuit 15 selects a plurality of light receiving elements PD connected to the gate line GCL.
  • the signal line selection circuit 16 is a switch circuit that sequentially or simultaneously selects a plurality of signal line SGLs (see FIG. 4).
  • the signal line selection circuit 16 connects the selected signal line SGL and AFE48 based on the selection signal SEL supplied from the detection control unit 11. As a result, the signal line selection circuit 16 outputs the detection signal Vdet of the light receiving element PD to the detection unit 40.
  • the detection unit 40 includes an AFE 48, a signal processing unit 44, a coordinate extraction unit 45, a storage unit 46, and a detection timing control unit 47.
  • the detection timing control unit 47 controls the AFE 48, the signal processing unit 44, and the coordinate extraction unit 45 to operate in synchronization with each other based on the control signal supplied from the detection control unit 11.
  • AFE48 is a signal processing circuit having at least the functions of the detection signal amplification unit 42 and the A / D conversion unit 43.
  • the detection signal amplification unit 42 amplifies the detection signal Vdet.
  • the A / D conversion unit 43 converts the analog signal output from the detection signal amplification unit 42 into a digital signal.
  • the signal processing unit 44 is a logic circuit that detects a predetermined physical quantity input to the sensor unit 10 based on the output signal of the AFE 48.
  • the signal processing unit 44 can detect biometric information based on the signal from the AFE 48 when the finger touches or comes close to the detection surface.
  • the storage unit 46 temporarily stores the signal calculated by the signal processing unit 44.
  • the storage unit 46 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a register circuit, or the like.
  • the coordinate extraction unit 45 is a logic circuit that obtains detection coordinates such as irregularities on the surface of a finger or the like when a finger contact or proximity is detected by the signal processing unit 44.
  • the coordinate extraction unit 45 combines the detection signals Vdet output from each light receiving element PD of the sensor unit 10 to generate two-dimensional information indicating the shape of the surface such as a finger or the like.
  • the coordinate extraction unit 45 may output the detection signal Vdet as the sensor output Vo without calculating the detection coordinates.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a detection device.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing a partial detection region.
  • FIG. 6 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device.
  • the sensor unit 10 has a plurality of partial detection regions PAA arranged in a matrix.
  • the partial detection region PAA includes a light receiving element PD, a capacitive element Ca, and a first switching element Tr.
  • the first switching element Tr is provided corresponding to the light receiving element PD.
  • the first switching element Tr is composed of a thin film transistor, and in this example, it is composed of an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFT (Thin Film Transistor).
  • the gate of the first switching element Tr is connected to the gate line GCL.
  • the source of the first switching element Tr is connected to the signal line SGL.
  • the drain of the first switching element Tr is connected to the anode of the light receiving element PD and the capacitive element Ca.
  • the power supply signal SVS is supplied from the power supply circuit 203 to the cathode of the light receiving element PD. Further, the capacitance element Ca is supplied with a reference signal VR1 which is an initial potential of the capacitance element Ca from the power supply circuit 203.
  • the detection device 1 can detect a signal corresponding to the amount of light emitted to the light receiving element PD for each partial detection region PAA.
  • the gate line GCL extends in the first direction Dx and is connected to a plurality of partial detection regions PAA arranged in the first direction Dx. Further, the plurality of gate lines GCL1, GCL2, ..., GCL8 are arranged in the second direction Dy and are connected to the gate line drive circuit 15 respectively. In the following description, when it is not necessary to distinguish between the plurality of gate lines GCL1, GCL2, ..., GCL8, it is simply referred to as the gate line GCL.
  • the number of gate line GCLs is eight, but this is just an example, and eight or more gate line GCLs, for example, 256 lines may be arranged.
  • the first direction Dx is one direction in a plane parallel to the insulating substrate 21, for example, a direction parallel to the gate line GCL.
  • the second direction Dy is one direction in a plane parallel to the insulating substrate 21 and is a direction orthogonal to the first direction Dx.
  • the second direction Dy may intersect with the first direction Dx without being orthogonal to each other.
  • the direction orthogonal to the first direction Dx and the second direction Dy is defined as the third direction Dz.
  • the third direction Dz is a direction orthogonal to the plane parallel to the insulating substrate 21.
  • the signal line SGL extends in the second direction Dy and is connected to a plurality of partial detection regions PAA arranged in the second direction Dy. Further, the plurality of signal lines SGL1, SGL2, ..., SGL12 are arranged in the first direction Dx and are connected to the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17, respectively.
  • the number of signal lines SGL is 12, but this is just an example, and 12 or more signal lines, for example, 252 lines may be arranged.
  • a sensor unit 10 is provided between the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17. Not limited to this, the signal line selection circuit 16 and the reset circuit 17 may be connected to the ends of the signal line SGL in the same direction, respectively.
  • the gate line drive circuit 15 receives various control signals such as a start signal STV, a clock signal CK, and a reset signal RST via the level shifter 151.
  • the gate line drive circuit 15 has a plurality of second switching elements TrG (see FIG. 8) and a shift register (not shown).
  • the gate line drive circuit 15 sequentially selects a plurality of gate lines GCL1, GCL2, ..., GCL8 in a time-division manner by the operation of the shift register and the second switching element TrG.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the gate drive signal VGCL to the plurality of first switching elements Tr via the selected gate line GCL.
  • a plurality of partial detection regions PAA arranged in the first direction Dx are selected as detection targets.
  • the signal line selection circuit 16 has a plurality of selection signal lines Lsel, a plurality of output signal lines Lout, and a third switching element TrS.
  • the plurality of third switching elements TrS are each provided corresponding to the plurality of signal lines SGL.
  • the six signal lines SGL1, SGL2, ..., SGL6 are connected to the common output signal line Lout1.
  • the six signal lines SGL7, SGL8, ..., SGL12 are connected to the common output signal line Lout2.
  • the output signal lines Lout1 and Lout2 are connected to AFE48, respectively.
  • the signal lines SGL1, SGL2, ..., SGL6 are used as the first signal line block
  • the signal lines SGL7, SGL8, ..., SGL12 are used as the second signal line block.
  • the plurality of selection signal lines Lsel are connected to the gates of the third switching element TrS included in one signal line block. Further, one selection signal line Lsel is connected to the gate of the third switching element TrS of the plurality of signal line blocks.
  • the selection signal lines Lsel1, Lsel2, ..., Lsel6 are connected to the third switching element TrS corresponding to the signal lines SGL1, SGL2, ..., SGL6.
  • the selection signal line Lsel1 is connected to a third switching element TrS corresponding to the signal line SGL1 and a third switching element TrS corresponding to the signal line SGL7.
  • the selection signal line Lsel2 is connected to a third switching element TrS corresponding to the signal line SGL2 and a third switching element TrS corresponding to the signal line SGL8.
  • the control circuit 202 sequentially supplies the selection signal SEL to the selection signal line Lsel via the level shifter 161.
  • the signal line selection circuit 16 sequentially selects the signal line SGL in one signal line block in a time-division manner by the operation of the third switching element TrS. Further, the signal line selection circuit 16 selects one signal line SGL at the same time in a plurality of signal line blocks.
  • the detection device 1 can reduce the number of ICs (Integrated Circuits) including the AFE48 or the number of terminals of the ICs.
  • the reset circuit 17 includes a reference signal line Lvr, a reset signal line Lrst, and a fourth switching element TrR.
  • the fourth switching element TrR is provided corresponding to a plurality of signal lines SGL.
  • the reference signal line Lvr is connected to one of the source or drain of the plurality of fourth switching elements TrR.
  • the reset signal line Lrst is connected to the gates of a plurality of fourth switching elements TrR.
  • the control circuit 202 supplies the reset signal RST2 to the reset signal line Lrst via the level shifter 171.
  • the plurality of fourth switching elements TrR are turned on, and the plurality of signal lines SGL are electrically connected to the reference signal line Lvr.
  • the power supply circuit 203 supplies the reference signal VR1 to the reference signal line Lvr.
  • the reference signal VR1 is supplied to the capacitive element Ca included in the plurality of partial detection regions PAA.
  • the detection device 1 has a reset period Prst, an exposure period Pex, and a read period Pdet.
  • the power supply circuit 203 supplies the power supply signal SVS to the cathode of the light receiving element PD over the reset period Prst, the exposure period Pex, and the read period Pdet. Further, at a time before the reset period Prst starts, the control circuit 202 supplies the reference signal VR1 and the reset signal RST2 of the high level voltage signal to the reset circuit 17.
  • the control circuit 202 supplies the start signal STV to the gate line drive circuit 15, and the reset period Prst starts.
  • the shift register included in the gate line drive circuit 15 sequentially selects the gate line GCL based on the start signal STV, the clock signal CK, and the reset signal RST1.
  • the gate line drive circuit 15 sequentially supplies the gate drive signal VGCL to the gate line GCL.
  • the gate drive signal VGCL has a pulsed waveform with a high level voltage VGH and a low level voltage VGL.
  • 256 gate line GCLs are provided, and gate drive signals VGCL1, ..., VGCL256 are sequentially supplied to each gate line GCL.
  • the capacitive elements Ca of all the partial detection regions PAA are sequentially electrically connected to the signal line SGL, and the reference signal VR1 is supplied. As a result, the capacitance of the capacitive element Ca is reset.
  • the exposure period Pex starts after the gate drive signal VGCL256 is supplied to the gate line GCL.
  • the start timing and end timing of the actual exposure periods Pex1, ..., Pex256 in the partial detection region PAA corresponding to each gate line GCL are different.
  • the exposure periods Pex1, ..., And Pex256 are each started at the timing when the gate drive signal VGCL changes from the high level voltage VGH to the low level voltage VGL during the reset period Prst. Further, the exposure periods Pex1, ..., And Pex256 end at the timing when the gate drive signal VGCL changes from the low level voltage VGL to the high level voltage VGH in the read period Pdet, respectively.
  • the exposure times of the exposure periods Pex1, ..., Pex256 are the same.
  • the control circuit 202 sets the reset signal RST2 to a low level voltage at the timing before the read period Pdet starts. As a result, the operation of the reset circuit 17 is stopped.
  • the gate line drive circuit 15 sequentially supplies the gate drive signals VGCL1, ..., VGCL256 to the gate line GCL as in the reset period Prst.
  • the control circuit 202 sequentially supplies the selection signals SEL1, ..., SEL6 to the signal line selection circuit 16.
  • the signal line SGL of the partial detection region PAA selected by the gate drive signal VGCL1 is sequentially or simultaneously connected to the AFE48.
  • the detection signal Vdet is supplied to the AFE48.
  • the signal line selection circuit 16 sequentially selects the signal line SGL every period during which each gate drive signal VGCL becomes the high level voltage VGH.
  • the detection device 1 can output the detection signal Vdet of all the partial detection areas PAA to the AFE48.
  • the detection device 1 may repeatedly execute the reset period Prst, the exposure period Pex, and the read period Pdet to perform fingerprint detection. Alternatively, the detection device 1 may start the detection operation at the timing when it detects that the finger or the like is in contact with or close to the detection surface.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing a partial detection region of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • a cross section along the line AA and a cross section of the portion of the peripheral region GA including the second switching element TrG are shown.
  • Schematically connected and shown are shown.
  • the cross sections of the portion including the terminal portion 72 of the peripheral region GA are shown schematically connected.
  • the direction from the insulating substrate 21 toward the light receiving element PD is defined as "upper side” in the direction perpendicular to the surface of the insulating substrate 21 (third direction Dz).
  • the direction from the light receiving element PD toward the insulating substrate 21 is defined as the “lower side”.
  • the “planar view” refers to a case of being viewed from a direction perpendicular to the surface of the insulating substrate 21.
  • the partial detection region PAA is a region surrounded by the gate line GCL and the signal line SGL.
  • the gate line GCL includes a first gate line GCLA and a second gate line GCLB.
  • the first gate line GCLA is provided so as to overlap with the second gate line GCLB.
  • the first gate wire GCLA and the second gate wire GCLB are provided in different layers via an insulating layer (third inorganic insulating layer 22c and fourth inorganic insulating layer 22d (see FIG. 8)).
  • the first gate line GCLA and the second gate line GCLB are electrically connected at arbitrary points, and a gate drive signal VGCL having the same potential is supplied. At least one of the first gate line GCLA and the second gate line GCLB is connected to the gate line drive circuit 15.
  • the first gate line GCLA and the second gate line GCLB have different widths, but they may have the same width.
  • the light receiving element PD is provided in an area surrounded by the gate line GCL and the signal line SGL.
  • the light receiving element PD includes a third semiconductor 31, an upper electrode 34, and a lower electrode 35.
  • the light receiving element PD is, for example, a PIN (Positive Intrinsic Negative Diode) type photodiode or a photodiode made of an organic semiconductor.
  • the light receiving element PD is laminated on the first organic insulating layer 23a of the backplane 2 in the order of the lower electrode 35, the third semiconductor 31, and the upper electrode 34.
  • the backplane 2 is a drive circuit board that drives the sensor for each predetermined detection region.
  • the backplane 2 includes an insulating substrate 21, a first switching element Tr, a second switching element TrG provided on the insulating substrate 21, various wirings, and the like.
  • the third semiconductor 31 is amorphous silicon (a-Si).
  • the third semiconductor 31 includes an i-type semiconductor 32a, a p-type semiconductor 32b, and an n-type semiconductor 32c.
  • the i-type semiconductor 32a, the p-type semiconductor 32b, and the n-type semiconductor 32c are specific examples of photoelectric conversion elements.
  • the n-type semiconductor 32c, the i-type semiconductor 32a, and the p-type semiconductor 32b are laminated in this order in the direction perpendicular to the surface of the insulating substrate 21.
  • the opposite configuration that is, the p-type semiconductor 32b, the i-type semiconductor 32a, and the n-type semiconductor 32c may be laminated in this order.
  • the third semiconductor 31 may be a photoelectric conversion element made of an organic semiconductor.
  • the semiconductor 32a is composed of a bulk heterojunction between a p-type semiconductor and an n-type semiconductor
  • the semiconductor 32b and the semiconductor 32c are composed of an electron and hole charge transport layer or a charge blocking layer, respectively.
  • the lower electrode 35 is the anode of the light receiving element PD and is an electrode for reading the detection signal Vdet.
  • a metal material such as molybdenum (Mo) or aluminum (Al) is used.
  • the lower electrode 35 may be a laminated film in which a plurality of these metal materials are laminated.
  • the lower electrode 35 may be a conductive material having translucency such as ITO (Indium Tin Oxide).
  • n-type semiconductor 32c impurities are doped in a-Si to form an n + region.
  • impurities are doped in a-Si to form a p + region.
  • the i-type semiconductor 32a is, for example, a non-doped intrinsic semiconductor, and has lower conductivity than the n-type semiconductor 32c and the p-type semiconductor 32b.
  • the upper electrode 34 is the cathode of the light receiving element PD, and is an electrode for supplying the power supply signal SVS to the photoelectric conversion layer.
  • the upper electrode 34 is a translucent conductive layer such as ITO, and a plurality of upper electrodes 34 are provided for each light receiving element PD.
  • a sixth inorganic insulating layer 22f and a seventh inorganic insulating layer 22g are provided on the first organic insulating layer 23a.
  • the sixth inorganic insulating layer 22f covers the peripheral edge of the upper electrode 34, and an opening is provided at a position overlapping the upper electrode 34.
  • the connection wiring 36 is connected to the upper electrode 34 at a portion of the upper electrode 34 where the sixth inorganic insulating layer 22f is not provided.
  • the seventh inorganic insulating layer 22g is provided on the sixth inorganic insulating layer 22f so as to cover the upper electrode 34 and the connecting wiring 36.
  • a second organic insulating layer 23b which is a flattening layer, is provided on the seventh inorganic insulating layer 22 g.
  • an eighth inorganic insulating layer 22h may be further provided on the photodiode.
  • the upper electrode 34 is connected to the power supply signal line Lvs via the connection wiring 36.
  • the power supply signal line Lvs is a wiring that supplies the power supply signal SVS to the light receiving element PD.
  • the power supply signal line Lvs overlaps with the signal line SGL and extends in the second direction Dy.
  • a plurality of partial detection regions PAA arranged in the second direction Dy are connected to a common power supply signal line Lvs. With such a configuration, the opening of the partial detection region PAA can be increased.
  • the lower electrode 35, the third semiconductor 31, and the upper electrode 34 are rectangular in a plan view. However, the shape is not limited to this, and the shapes of the lower electrode 35, the third semiconductor 31, and the upper electrode 34 can be changed as appropriate.
  • the first switching element Tr is provided near the intersection of the gate line GCL and the signal line SGL.
  • the first switching element Tr includes a first semiconductor 61, a source electrode 62, a drain electrode 63, a first gate electrode 64A, and a second gate electrode 64B.
  • the first semiconductor 61 is an oxide semiconductor. More preferably, the first semiconductor 61 is a transparent amorphous oxide semiconductor (TAOS: Transparent Amorphous Oxide Semiconductor) among the oxide semiconductors.
  • TAOS Transparent Amorphous Oxide Semiconductor
  • the first switching element Tr can reduce the leakage current from the non-selected partial detection region PAA in the read period Pdet shown in FIG. Therefore, the detection device 1 can improve the S / N ratio.
  • the first semiconductor 61 is provided along the first direction Dx and intersects the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B in a plan view.
  • the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B are provided as branches from the first gate line GCLA and the second gate line GCLB, respectively.
  • the portion overlapping with the first semiconductor 61 functions as the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B.
  • aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), molybdenum (Mo) or an alloy thereof is used for the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B.
  • a channel region is formed in a portion of the first semiconductor 61 that overlaps with the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B.
  • One end of the first semiconductor 61 is connected to the source electrode 62 via the contact hole H1.
  • the other end of the first semiconductor 61 is connected to the drain electrode 63 via the contact hole H2.
  • the portion of the signal line SGL that overlaps with the first semiconductor 61 is the source electrode 62.
  • the portion of the third conductive layer 67 that overlaps with the first semiconductor 61 functions as the drain electrode 63.
  • the third conductive layer 67 is connected to the lower electrode 35 via the contact hole H3.
  • the first switching element Tr is provided on the insulating substrate 21.
  • the insulating substrate 21 is, for example, a glass substrate.
  • the insulating substrate 21 may be a resin substrate or a resin film made of a resin such as polyimide.
  • a first switching element Tr including an oxide semiconductor is formed on the insulating substrate 21. Therefore, the detection device 1 can easily increase the area of the detection region AA as compared with the case where a semiconductor substrate such as a silicon substrate is used.
  • the second gate electrode 64B is provided on the insulating substrate 21 via the first inorganic insulating layer 22a and the second inorganic insulating layer 22b.
  • the inorganic insulating layer such as the first inorganic insulating layer 22a and the second inorganic insulating layer 22b, a silicon oxide film (SiO), a silicon nitride film (SiN), a silicon oxide nitride film (SiON), or the like is used.
  • each inorganic insulating layer is not limited to a single layer and may be a laminated film.
  • the third inorganic insulating layer 22c is provided on the second inorganic insulating layer 22b so as to cover the second gate electrode 64B.
  • the first semiconductor 61, the first conductive layer 65, and the second conductive layer 66 are provided on the third inorganic insulating layer 22c.
  • the first conductive layer 65 is provided so as to cover the end portion of the first semiconductor 61 connected to the source electrode 62.
  • the second conductive layer 66 is provided so as to cover the end portion of the first semiconductor 61 connected to the drain electrode 63.
  • the fourth inorganic insulating layer 22d is provided on the third inorganic insulating layer 22c so as to cover the first semiconductor 61, the first conductive layer 65, and the second conductive layer 66.
  • the first gate electrode 64A is provided on the fourth inorganic insulating layer 22d.
  • the first semiconductor 61 is provided between the first gate electrode 64A and the second gate electrode 64B in the direction perpendicular to the insulating substrate 21. That is, the first switching element Tr has a so-called dual gate structure.
  • the first switching element Tr may have a top gate structure in which the first gate electrode 64A is provided and the second gate electrode 64B is not provided, and the first gate electrode 64A is not provided and only the second gate electrode 64B is provided. It may be a bottom gate structure provided.
  • the fifth inorganic insulating layer 22e is provided on the fourth inorganic insulating layer 22d so as to cover the first gate electrode 64A.
  • the source electrode 62 (signal line SGL) and the drain electrode 63 (third conductive layer 67) are provided on the fifth inorganic insulating layer 22e.
  • the drain electrode 63 is a third conductive layer 67 provided on the first semiconductor 61 via a fourth inorganic insulating layer 22d and a fifth inorganic insulating layer 22e.
  • Contact holes H1 and contact holes H2 are provided in the fourth inorganic insulating layer 22d and the fifth inorganic insulating layer 22e.
  • the first conductive layer 65 is exposed at the bottom of the contact hole H1.
  • the source electrode 62 is electrically connected to the first semiconductor 61 via the contact hole H1 and the first conductive layer 65. Similarly, the second conductive layer 66 is exposed at the bottom of the contact hole H2.
  • the drain electrode 63 is electrically connected to the first semiconductor 61 via the contact hole H2 and the second conductive layer 66.
  • the first conductive layer 65 is provided between the source electrode 62 and the first semiconductor 61 at least at a portion overlapping the bottom of the contact hole H1 and is in contact with the first semiconductor 61.
  • the second conductive layer 66 is provided between the drain electrode 63 and the first semiconductor 61 at least at a portion overlapping the bottom of the contact hole H2 and is in contact with the first semiconductor 61. Since the first conductive layer 65 and the second conductive layer 66 are provided, the detection device 1 suppresses the removal of the first semiconductor 61 by the etching solution when the contact holes H1 and H2 are formed by etching. it can. That is, since the detection device 1 can form the first switching element Tr in the detection region AA and the second switching element TrG in the peripheral region GA in the same process, the manufacturing cost can be suppressed.
  • first conductive layer 65, the second conductive layer 66 and the third conductive layer 67 a metal material such as aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), molybdenum (Mo) or an alloy thereof is used.
  • the first conductive layer 65 and the second conductive layer 66 may be any conductive material that suppresses the progress of etching when the contact holes H1 and H2 are formed.
  • the third conductive layer 67 is provided in a region overlapping the light receiving element PD in a plan view.
  • the third conductive layer 67 is also provided above the first semiconductor 61, the first gate electrode 64A, and the second gate electrode 64B. That is, the third conductive layer 67 is provided between the first gate electrode 64A and the lower electrode 35 in the direction perpendicular to the insulating substrate 21.
  • the third conductive layer 67 has a function as a protective layer that protects the first switching element Tr.
  • the second conductive layer 66 extends so as to face the third conductive layer 67 in a region that does not overlap with the first semiconductor 61. Further, a fourth conductive layer 68 is provided on the fourth inorganic insulating layer 22d in a region that does not overlap with the first semiconductor 61. The fourth conductive layer 68 is provided between the second conductive layer 66 and the third conductive layer 67. As a result, a capacitance is formed between the second conductive layer 66 and the fourth conductive layer 68, and a capacitance is formed between the third conductive layer 67 and the fourth conductive layer 68.
  • the capacitance formed by the second conductive layer 66, the third conductive layer 67, and the fourth conductive layer 68 is the capacitance of the capacitance element Ca shown in FIG.
  • the first organic insulating layer 23a covers the source electrode 62 (signal line SGL) and the drain electrode 63 (third conductive layer 67), and is provided on the fifth inorganic insulating layer 22e.
  • the first organic insulating layer 23a is a flattening layer for flattening irregularities formed by the first switching element Tr and various conductive layers.
  • the light receiving element PD is provided on the first organic insulating layer 23a.
  • the lower electrode 35 is electrically connected to the third conductive layer 67 via the contact hole H3 provided in the first organic insulating layer 23a. That is, the third conductive layer 67 is electrically connected to the lower electrode 35 which is the anode of the light receiving element PD, and is provided between the light receiving element PD and the first gate electrode 64A of the first switching element Tr. ..
  • the peripheral region GA is provided with the second switching element TrG of the gate line drive circuit 15.
  • the second switching element TrG is provided on the same insulating substrate 21 as the first switching element Tr.
  • the second switching element TrG includes a second semiconductor 81, a source electrode 82, a drain electrode 83, and a gate electrode 84.
  • the second semiconductor 81 is polysilicon. More preferably, the second semiconductor 81 is low-temperature polysilicon (hereinafter referred to as LTPS (Low Temperature Polycrystalline Silicone)).
  • the second switching element TrG using LTPS can be manufactured at a process temperature of 600 ° C. or lower. Therefore, circuits such as the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 can be formed on the same substrate as the first switching element Tr.
  • Polysilicon has a higher carrier mobility than a-Si. Therefore, the detection device 1 can reduce the size of the gate line drive circuit 15 by using polysilicon for the second switching element TrG. As a result, the detection device 1 can reduce the area of the peripheral region GA. Further, the second switching element TrG using polysilicon has higher reliability than a-Si.
  • the second semiconductor 81 is provided on the first inorganic insulating layer 22a. That is, the first semiconductor 61 of the first switching element Tr is provided at a position farther from the insulating substrate 21 than the second semiconductor 81 of the second switching element TrG in the direction perpendicular to the insulating substrate 21. As a result, the second semiconductor 81 made of polysilicon and the first semiconductor 61 made of an oxide semiconductor can be formed on the same insulating substrate 21.
  • the gate electrode 84 is provided on the upper side of the second semiconductor 81 via the second inorganic insulating layer 22b.
  • the gate electrode 84 is provided in the same layer as the second gate electrode 64B.
  • the second switching element TrG has a so-called top gate structure. However, the second switching element TrG may have a dual gate structure or a bottom gate structure.
  • the source electrode 82 and the drain electrode 83 are provided on the fifth inorganic insulating layer 22e.
  • the source electrode 82 and the drain electrode 83 are provided in the same layer as the source electrode 62 and the drain electrode 63 of the first switching element Tr.
  • the contact holes H4 and H5 are provided from the second inorganic insulating layer 22b to the fifth inorganic insulating layer 22e.
  • the source electrode 82 is electrically connected to the second semiconductor 81 via the contact hole H4.
  • the drain electrode 83 is electrically connected to the second semiconductor 81 via the contact hole H5.
  • the contact holes H4 and H5 are formed in four layers of inorganic insulating layers (second inorganic insulating layer 22b to fifth inorganic insulating layer 22e), and the contact holes H1 and H2 are formed of two layers of inorganic insulating layers (fourth inorganic insulating layer). It is formed on the layer 22d and the fifth inorganic insulating layer 22e). That is, the lengths of the contact holes H4 and H5 in the direction perpendicular to the insulating substrate 21 are longer than those of the contact holes H1 and H2. Even in this case, since the first switching element Tr is provided with the first conductive layer 65 and the second conductive layer 66, the detection device 1 has contact holes H1 and H2 and contact holes H4 and H5. Can be formed in the same process.
  • the third switching element TrS included in the signal line selection circuit 16 shown in FIG. 4 can also have the same configuration as the second switching element TrG. That is, the semiconductor of the third switching element TrS is polysilicon, more preferably LTPS. In this case, the detection device 1 can suppress the circuit scale of the signal line selection circuit 16.
  • the semiconductor of the third switching element TrS is not limited to this, and may be an oxide semiconductor containing TAOS.
  • the fourth switching element TrR included in the reset circuit 17 shown in FIG. 4 can have the same configuration as the second switching element TrG. That is, the semiconductor of the fourth switching element TrR is polysilicon, more preferably LTPS. In this case, the detection device 1 can suppress the circuit scale of the reset circuit 17.
  • the semiconductor of the fourth switching element TrR is not limited to this, and may be an oxide semiconductor containing TAOS.
  • the terminal portion 72 is provided at a position different from the region where the gate line drive circuit 15 is provided in the peripheral region GA.
  • the terminal portion 72 has a first terminal conductive layer 73, a second terminal conductive layer 74, a third terminal conductive layer 75, and a fourth terminal conductive layer 76.
  • the first terminal conductive layer 73 is provided on the second inorganic insulating layer 22b in the same layer as the second gate electrode 64B.
  • the contact hole H6 is provided by communicating the third inorganic insulating layer 22c, the fourth inorganic insulating layer 22d, the fifth inorganic insulating layer 22e, and the first organic insulating layer 23.
  • the second terminal conductive layer 74, the third terminal conductive layer 75, and the fourth terminal conductive layer 76 are laminated in this order in the contact hole H6 and are electrically connected to the first terminal conductive layer 73.
  • the second terminal conductive layer 74 can be formed by the same process using the same material as the third conductive layer 67 and the like.
  • the third terminal conductive layer 75 can be formed by using the same material as the lower electrode 35 and in the same process.
  • the fourth terminal conductive layer 76 can be formed in the same process using the same material as the connection wiring 36 and the power supply signal line Lvs (see FIG. 7).
  • terminal portion 72 Although one terminal portion 72 is shown in FIG. 8, a plurality of terminal portions 72 are arranged at intervals. The plurality of terminal portions 72 are electrically connected to the flexible printed circuit board 71 (see FIG. 1) by, for example, an ACF (Anisotropic Conductive Film) or the like.
  • ACF Anagonal Conductive Film
  • the biometric information of the user can be appropriately detected.
  • the sensor unit 10 is not limited to the structure described above as long as the light receiving element PD can receive the light L and detect the biometric information of the user. Further, the sensor unit 10 may detect information other than biological information as long as the light receiving element PD receives light L and detects information.
  • the light guide body 100 is a member that guides light L to the light receiving element PD.
  • the light guide body 100 is made of an organic material, more specifically, a polymer material, and is elastically deformable.
  • the light guide body 100 is not limited to an organic material as long as it has a configuration described later.
  • FIG. 9 and 10 are schematic views of the light guide body according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the light guide body 100
  • FIG. 10 is a view of the light guide body 100 as viewed from the third direction Dz.
  • the light guide body 100 is provided on the sensor unit 10 in the third direction Dz. That is, it can be said that the third direction Dz is the direction in which the light guide body 100 (light guide unit 102) and the sensor unit 10 (light receiving element PD) overlap.
  • the light guide body 100 includes a light guide unit 102 and light transmitting layers 104 and 106.
  • the light guide body 100 is a plate-shaped laminated body in which the light transmitting layer 106, the light guide portion 102, and the light transmitting layer 104 are laminated in this order in the third direction Dz.
  • the translucent layer 106 is provided on the sensor unit 10, that is, the light receiving element PD side, and the translucent layer 104 is provided on the detected object (finger Fg or the like) side.
  • the translucent layer 106 is a sheet-like member.
  • the upper surface 106a is in contact with the light guide portion 102, and the surface 106b on the opposite side (lower side) of the surface 106a is the sensor portion 10 (in the example of FIG. 8, the second organic insulating layer 23b or It comes into contact with the eighth inorganic insulating layer 22h).
  • the light transmitting layers 104 and 106 are composed of members that transmit light L.
  • the translucent layers 104 and 106 are, for example, PET (Polyethylene Terephthalate), PC (Polycarbonate), PEN (Polyethylene Naphthalate), polyimide, or transparent polyimide, alicyclic epoxy, fluorene-based polyester, PPS (Polyphenylene sulfide).
  • the material is not limited to the member as long as it is a member that transmits light L. Further, it is preferable that the light transmittances of the light transmitting layers 104 and 106 are equal to the light guide path 110 of the light guide unit 102 described later.
  • the refractive index of the light L of the light transmitting layers 104 and 106 is preferably larger than the refractive index of the light L of the light guide path 110 of the light guide unit 102, and is, for example, 1.4 or more and 1.8 or less. preferable. Further, the transmittance and the refractive index of the transparent layer 104 and the transparent layer 106 may be different.
  • the light transmitting layers 104 and 106 are not essential configurations and may not be included in the light guide body 100.
  • the light guide body 100 may not include the light transmitting layer 104 and may not include the light transmitting layer 106, or may include at least one of the light transmitting layers 104 and 106.
  • the light guide unit 102 is a sheet-like member.
  • the upper surface 102a contacts the light transmitting layer 104b, and the surface 102b on the opposite side (lower side) of the surface 102a contacts the surface 106a of the light transmitting layer 106. That is, the surface 102b of the light guide unit 102 faces the sensor unit 10 (light receiving element PD) via the light transmitting layer 106.
  • the light guide unit 102 includes a light guide path 110 and a light absorption unit 112.
  • the light guide path 110 is a path capable of transmitting light L.
  • the light guide path 110 is a solid member capable of transmitting light L.
  • the light transmittance of the light guide path 110 is higher than the transmittance of the light L of the light absorbing section 112 described later.
  • the light transmittance of the light guide path 110 is preferably 50% or more and 100% or less.
  • the transmittance of the light L here refers to the ratio of the intensity of the emitted light L to the intensity of the incident light L.
  • the refractive index of light in the light guide path 110 is preferably 1.40 or more and 1.70 or less.
  • the light guide path 110 is an organic material, more specifically a polymer material, and is, for example, a silicone resin, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like. Further, the light guide path 110 is preferably a photopolymer that is cured by being irradiated with light, and for example, a silicone-based photopolymer, an acrylic-based photopolymer, an epoxy-based photopolymer, or the like is preferable. Further, the light guide path 110 includes an organic material such as a silicone-based photopolymer, an acrylic-based photopolymer, or an epoxy-based photopolymer, which contains a material having a higher refractive index of light L than the organic material. You may.
  • the light guide path 110 is not limited to the material described above as long as it is a path capable of transmitting light L.
  • the light guide path 110 may be a space containing a gas such as air instead of being solid.
  • the light guide path 110 can be rephrased as an opening of the light guide unit 102, and the refractive index of the light L becomes 1.
  • a plurality of light guide paths 110 are provided in a matrix in the first direction Dx and the second direction Dy.
  • the light guide paths 110 are distributed in a square grid pattern in the light guide unit 102 when viewed from the third direction Dz, but the arrangement is not limited to this and is arbitrary, for example, hexagonal. It may be distributed in a grid pattern.
  • the pitch of the light guide paths 110 that is, the distance between the centers of the adjacent light guide paths 110 is preferably equal for all the light guide paths 110, but is not limited to this, and the pitch may be different for each light guide path 110. ..
  • the light guide path 110 is provided from the surface 102a to the surface 102b of the light guide portion 102. That is, the upper surface 110a of the light guide path 110 constitutes the surface 102a of the light guide portion 102, and the surface 110b on the opposite side (lower side) of the surface 110a constitutes the surface 102b of the light guide portion 102. It can be said that. Further, the central axis Ax of the light guide path 110 is substantially along the third direction Dz, and is substantially orthogonal to the first direction Dx and the second direction Dy.
  • the light guide path 110 has a columnar shape, and the diameter D1 is constant in the third direction Dz. Further, in the present embodiment, the diameters D1 of all the light guide paths 110 are equal. However, the light guide path 110 does not have to be cylindrical, and may be a polygonal column such as a square column. Further, the length of the light guide path 110 from the surface 110a to the surface 110b in the third direction Dz is defined as the length D2. The length D2 can also be said to be the length of the light guide unit 102 in the third direction Dz. The length D2 is preferably 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. By setting the length D2 to such a numerical range, the light guide body 100 can be flexibly elastically deformed and applied to the detection device 1 having various shapes.
  • the ratio of the length D2 to the diameter D1 is defined as the aspect ratio of the light guide path 110.
  • the aspect ratio of the light guide path 110 is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 10 or more. By setting such an aspect ratio, it is possible to reduce the angle of view when capturing an image of the detected object (finger Fg or the like) and reduce blurring when photographing the detected object at a distance.
  • the aspect ratio of the light guide path 110 is preferably 20 or less, for example. By setting the aspect ratio to 20 or less, the production can be made appropriate.
  • the light guide path 110 when viewed from the third direction Dz, is provided so as to be superimposed on the light receiving element PD. More specifically, when viewed from the third direction Dz, a plurality of light guide paths 110 are superimposed on one light receiving element PD. Furthermore, a plurality of light guide paths 110 are superimposed on each light receiving element PD. That is, when viewed from the third direction Dz, a plurality of light guide paths 110 are provided in the region where one light receiving element PD is formed. In the example of FIG. 10, nine light guide paths 110 are superimposed on one light receiving element PD, but the number of light guide paths 110 superimposed on one light receiving element PD is not limited to nine. Any number may be used. Further, the light guide path 110 may exist between the adjacent light receiving elements PD, or a part thereof may be hung.
  • the light absorbing section 112 is provided so as to surround the light guide path 110.
  • the light absorbing unit 112 is provided over the entire area of the light guide unit 102 where the light guide path 110 is not provided. Therefore, it can be said that the light guide path 110 according to the present embodiment is formed in the light guide unit 102 at a location surrounded by the light absorption unit 112.
  • the light absorbing section 112 is provided from the surface 102a to the surface 102b of the light guide section 102. That is, the upper surface 112a of the light absorbing portion 112 constitutes the surface 102a of the light guide portion 102, and the surface 112b on the opposite side (lower side) of the surface 112a constitutes the surface 102b of the light guide portion 102. I can say.
  • the light absorbing unit 112 is composed of a member that absorbs light L, and the absorption rate of light L is higher than that of the light guide path 110.
  • the absorption rate of light L of the light absorbing unit 112 is preferably 70% or more and 100% or less, and more preferably 100%.
  • the absorption rate of the light L here refers to the ratio of the difference between the intensity of the incident light L and the intensity of the emitted light L with respect to the intensity of the incident light L.
  • the light absorbing section 112 is an organic material, more specifically a polymer material, and is, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a polyimide resin, or a siloxane polymer-based resin.
  • the light absorbing portion 112 is also preferably a polymer that is cured by being irradiated with light or heat treatment, and for example, an acrylic photopolymer having a small curing shrinkage rate is preferable. Further, the light absorbing unit 112 contains carbon black, titanium black such as titanium oxide and titanium oxynitride, metal oxides such as iron oxide, and dyes and organic pigments that absorb light L with respect to these organic materials. It may be.
  • FIG. 11A is a schematic view illustrating an example of a method for manufacturing a light guide according to the present embodiment.
  • step S10 first coating step
  • the translucent layer 106 is formed on the substrate SUB, and the first organic material M1 is coated on the translucent layer 106.
  • the substrate SUB is a substrate used for forming the light guide body 100, and is, for example, a glass substrate.
  • the first organic material M1 is formed, for example, over the entire surface 106a of the transparent layer 106.
  • the first organic material M1 is a member of the uncured light guide path 110.
  • the first organic material M1 is, for example, a fluid organic material containing one or more photopolymerizable monomer components. Further, the first organic material M1 may be a fluid organic material containing a plurality of components of one or more photopolymerizable monomer components and an oligomer that is difficult to photopolymerize. Further, the first organic material M1 is an oligomer in which the first organic material M1 is difficult to photopolymerize with a fluid organic material containing one or more photopolymerizable monomer components and one or more photopolymerizable monomer components. It may contain both a fluid organic material containing a plurality of components of and.
  • the first organic material M1 provided on the light transmitting layer 106 is irradiated with the patterned light U.
  • the light source unit 300 and the pattern forming unit 302 are used to irradiate the patterned light U.
  • the light source unit 300 is a light source that generates light U.
  • the pattern forming portion 302 is a member provided with a plurality of transmitting portions 302A.
  • the transmission unit 302A is configured to transmit light U.
  • the transmission portion 302A has an inner diameter corresponding to the diameter D1 of the light guide path 110 (for example, an inner diameter equal to the diameter D1).
  • the transmission portions 302A are arranged so as to correspond to the pitch of the light guide path 110 (for example, at the same pitch as the pitch of the light guide path 110).
  • the transmitting portion 302A may be a member that transmits light U, or may be an opening.
  • the light U is light capable of curing the first organic material M1, for example, ultraviolet light.
  • step S12 the pattern forming unit 302 is arranged between the light source unit 300 and the first organic material M1, and the light U is irradiated from the light source unit 300 toward the upper surface of the first organic material M1.
  • the light L from the light source unit 300 is irradiated over the entire area of the pattern forming unit 302, for example.
  • the light U irradiated to the pattern forming portion 302 passes through the transmitting portion 302A of the pattern forming portion 302 and is irradiated to the upper surface of the first organic material M1. Therefore, the first organic material M1 is irradiated with the light U only in the portion corresponding to the pattern of the transmission portion 302A.
  • the portion irradiated with the light U is cured to form the light guide path 110. Then, the portion not irradiated with the light U is not cured and remains as the first organic material M1. That is, in step S12, a plurality of light guide paths 110 that stand upright along the third direction Dz are formed in the first organic material M1 that has not been cured without photopolymerization.
  • FIG. 11B is a schematic view illustrating another example of the method for manufacturing the light guide according to the present embodiment.
  • the light source unit 300 is provided with a plurality of light sources 301 arranged in a pattern without providing a pattern forming unit, and light U (colimated light) having straightness is emitted from each light source 301. You may irradiate directly.
  • the first organic material M1 When a columnar microphase separation pattern is formed on the first organic material M1 by the self-organizing action of the material by irradiating with such collimating light, the first organic material M1 is not cured without photopolymerization. A plurality of light guide paths 110 that stand upright along the third direction Dz are formed in the organic material M1.
  • step S14 the first organic material M1 that has not been cured without photopolymerization is removed from the substrate SUB.
  • the first organic material M1 is removed by immersing it in a liquid that dissolves the first organic material M1.
  • the plurality of light guide paths 110 remain on the light transmitting layer 106.
  • step S16 the second organic material M2 is coated on the translucent layer 106.
  • the second organic material M2 is applied to the region on the light transmitting layer 106 where the light guide path 110 is not provided (the region from which the first organic material M1 has been removed). That is, the second organic material M2 is applied around each light guide path 110.
  • the second organic material M2 is an uncured light absorbing portion 112 and has fluidity.
  • it is preferable that the upper surface 110a of the light guide path 110 is not covered with the second organic material M2. However, even if the surface 110a is covered with the second organic material M2, the upper surface of the light absorbing portion 112 formed from the second organic material M2 is later removed by machining, etching, or the like to expose the surface 110a. You may let me.
  • step S18 the second organic material M2 provided on the translucent layer 106 is irradiated with light U1 from the light source unit 310.
  • the second organic material M2 is cured by irradiation with light U1 to become an absorption unit 112.
  • the light guide portion 102 is formed on the light transmitting layer 106.
  • the light U1 may be ultraviolet light or the like, like the light U.
  • the second organic material M2 may be cured by heat to become the light absorbing portion 112.
  • the second organic material M2 is heated instead of the irradiation of light U1. Let it cure. Alternatively, it may be cured by using light and heat in combination. In that case, the shape is maintained by irradiation with light U1 and cured by subsequent heat.
  • the light transmitting layer 104 is formed on the light guide portion 102.
  • the light guide body 100 is formed on the substrate SUB.
  • the light-transmitting layer 104 may be cured after being applied, or a solid layer may be attached on the light guide portion 102.
  • the light guide body 100 is removed from the substrate SUB and provided on the sensor unit 10. Further, the detection device 1 is manufactured through steps such as attaching other members of the detection device 1.
  • the light guide body 100 may be peeled off from the substrate SUB by using the laser lift-off method.
  • the laser beam is irradiated from the surface of the substrate SUB opposite to the surface on which the light guide body 100 is provided.
  • the laser beam passes through the substrate SUB and irradiates the surface (surface 106b) of the light guide body 100 in contact with the substrate SUB.
  • the surface in contact with the substrate SUB is peeled off from the substrate SUB by the laser light.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of guiding light to the light receiving element in the configuration of the first embodiment.
  • the detection device that receives the light L and detects the information, it is necessary to appropriately guide the light L to the light receiving element PD. For example, if the intensity of the light L guided to the light receiving element PD is low, or if the light from a location other than the desired location is guided to the light receiving element PD, there is a possibility that the information cannot be detected appropriately.
  • the detection device 1 when the light L from a wide range is guided to the light receiving element PD, the intensity of the light L received by each light receiving element PD approaches evenly, and a phenomenon such as blurring of an image occurs.
  • the detection device 1 includes a light guide unit 102 for guiding light to the light receiving element PD.
  • the light guide unit 102 superimposes a plurality of light guide paths 110 on one light receiving element PD. Therefore, as shown in FIG. 12, the light L that has passed through the plurality of light guide paths 110 can be guided to the light receiving element PD. Therefore, according to the detection device 1, for example, it is possible to suppress a decrease in the intensity of the light L leading to the light receiving element PD.
  • the light guide path 110 can limit the incident range angle ⁇ , which is the range of the incident angle of the light L that can be incident on the light receiving element PD through the light guide path 110. That is, the light La whose angle formed by the central axis Ax of the light guide path 110 and the traveling direction of the light is within the range of the incident range angle ⁇ reaches the light receiving element PD through the light guide path 110.
  • the light Lb whose angle formed by the central axis Ax of the light guide path 110 and the traveling direction of the light is outside the range of the incident range angle ⁇ irradiates the inner peripheral surface of the light absorbing portion 112 in the light guide path 110. It is absorbed and does not reach the light receiving element PD.
  • the detection device 1 the light L from a wide range is suppressed from reaching the light receiving element PD, and the depth of field can be increased. Further, even if light Lc (for example, light from a location to be detected by the adjacent light receiving element PD) from a location other than the desired location is directed toward the light receiving element PD, the light absorbing unit 112 blocks the light Lc from a range other than the region to be detected. It is possible to suppress the arrival of the optical Lc at the light receiving element PD.
  • light Lc for example, light from a location to be detected by the adjacent light receiving element PD
  • the detection device 1 includes a plurality of light receiving elements PDs that receive light L, and a light guide unit 102 whose surface 102b is provided so as to face the light receiving element PD.
  • the light guide unit 102 includes a plurality of light guide paths 110 and a light absorption unit 112.
  • the light guide path 110 is provided from the surface 102a to the surface 102b of the light guide unit 102.
  • the light absorbing section 112 has a higher absorption rate of light L than the light guide path 110. Then, in the detection device 1, when viewed from the direction in which the light receiving element PD and the light guide unit 102 overlap (third direction Dz), a plurality of light guide paths 110 are superimposed on one light receiving element PD.
  • the detection device 1 superimposes a plurality of light guide paths 110 on one light receiving element PD to guide light L passing through the plurality of light guide paths 110 to the light receiving element PD, and the light receiving element It is possible to suppress the decrease in the intensity of the light L leading to the PD. Further, by providing the light absorbing unit 112, the detection device 1 can suppress the light L from a wide range and the light L from a range other than the range to be detected from reaching the light receiving element PD. As described above, according to the detection device 1 according to the present embodiment, the light L can be appropriately guided to the light receiving element PD.
  • the light guide path 110 is composed of a solid member having a higher light L transmittance than the light absorbing portion 112. By forming the light guide path 110 with a solid member having a high transmittance of light L, the light L can be appropriately guided to the light receiving element PD.
  • the light guide unit 102 is preferably made of an organic material. By forming the light guide portion 102 from an organic material, the light guide portion 102 can be flexibly elastically deformed and applied to the detection device 1 having various shapes.
  • the manufacturing method of the detection device 1 includes a first coating step, a light guide path forming step, a removing step, a second coating step, and a light absorbing portion forming step.
  • the first coating step the first organic material M1 is coated on the substrate SUB.
  • the region forming the light guide path 110 of the first organic material M1 coated on the substrate SUB is irradiated with light U, and the first organic material M1 in the region irradiated with light U is irradiated. Is cured, and the cured first organic material M1 is used as the light guide path 110.
  • the removal step the uncured first organic material M1 is removed from the substrate SUB.
  • the second organic material M2 is coated on the region on the substrate SUB where the light guide path 110 is not formed.
  • the second organic material M2 on the substrate SUB is irradiated with light U1 to cure the second organic material M2 to form the light absorbing portion 112.
  • the detection device 1 that appropriately guides the light L to the light receiving element PD can be appropriately manufactured.
  • FIG. 13 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • the light guide portion 102A of the light guide body 100A according to the modified example has a different inner diameter from the light guide paths 110A1 and 110A2.
  • the light guide paths 110A1 and 110A2 are superimposed on the same light receiving element PD.
  • the diameter D1A2 of the light guide path 110A2 is larger than the diameter D1A1 of the light guide path 110A1.
  • the aspect ratio is different from that of the light guide paths 110A1 and 110A2, and the aspect ratio of the light guide path 110A2 (the ratio of the length D2 to the diameter D1A2) is the aspect ratio of the light guide path 110A1 (the length D2 with respect to the diameter D1A1). Ratio) is smaller.
  • the aspect ratio of the light guide path 110A2 is preferably 2 or more, and the aspect ratio of the light guide path 110A1 is preferably 10 or more.
  • the plurality of light guide paths superimposed on one light receiving element PD have different aspect ratios.
  • the aspect ratios different in this way, different types of biological information can be appropriately detected.
  • a fingerprint can be detected as biological information by irradiating visible light as light L0 and guiding the reflected light L of visible light to the light receiving element PD.
  • the blood vessel pattern can be detected as biological information by irradiating the near-infrared light as light L0 and guiding the reflected light L of the near-infrared light to the light receiving element PD.
  • the fingerprint can be detected with high accuracy by causing the visible light L to reach the light receiving element PD through the light guide path 110A1.
  • the blood vessel pattern can be detected with high accuracy by causing the light L of the near infrared light to reach the light receiving element PD through the light guide path 110A2.
  • the light guide path 110A1 is provided with a filter that transmits visible light and absorbs near-infrared light
  • the light guide path 110A2 is provided with a filter that transmits near-infrared light and absorbs visible light.
  • each light guide path can be used properly, such a filter is not an essential configuration.
  • FIG. 13 illustrates a configuration in which the light guide path 110A1 and the light guide path 110A2 have different diameters and aspect ratios of the two light guide paths, but three or more light guide paths have different diameters and aspect ratios. The aspect ratios may be different.
  • the diameter D1 of the light guide path 110 is constant for each position in the third direction Dz, but the diameter D1 of the light guide path 110 may be different for each position in the third direction Dz.
  • 14 and 15 are schematic views of a light guide body according to a modified example. As shown in FIG. 14, in the light guide portion 102B of the light guide body 100B according to the modified example, the diameter of the light guide path 110B is different for each position in the third direction Dz. Further, the light guide path 110B has a forward taper shape in which the diameter decreases from the surface 110b (surface 102b) toward the surface 110a (102a). That is, the diameter D1B1 on the surface 110a side of the light guide path 110B is smaller than the diameter D1B2 on the surface 110b side of the light guide path 110B.
  • the diameter of the light guide path 110B becomes smaller toward the surface 102a, so that the incident angle of the light L that can be incident on the light receiving element PD through the light guide path 110B is higher than that in the case where the diameter is constant, for example.
  • the incident range angle ⁇ B which is a range, can be reduced. That is, when the same aspect ratio as when the diameter D1 of the light guide path 110 is realized is realized, the thickness of the light guide portion 102B can be effectively reduced by forming the forward taper shape. Therefore, it is possible to prevent the light L from a wide range from reaching the light receiving element PD, increase the depth of field, and appropriately guide the light L to the light receiving element PD.
  • the portions of the surfaces 110b of the adjacent light guide paths 110B may come into contact with each other.
  • the light absorbing portion 112 may not be provided between the outer peripheral portion of the surface 110b of the light guide path 110B and the outer peripheral portion of the surface 110b of the light guide path 110B adjacent to the light guide path 110B.
  • the diameter of the light guide path 110 may be different for each position in the third direction Dz while the aspect ratio is different by combining the two modified examples described above. Further, these two modifications can also be applied to the second embodiment and the third embodiment described later.
  • the light guide unit 102 includes the light guide path 110 and the light absorption unit 112, but in the second embodiment, the light guide unit 102 further includes a low refractive index unit.
  • the description of the parts having the same configuration as that of the first embodiment in the second embodiment will be omitted.
  • the light guide section 102C of the light guide body 100C according to the second embodiment includes a light guide path 110, a light absorption section 112, and a low refractive index section 114.
  • the low refractive index portion 114 is a member having a lower refractive index of light L than the light guide path 110.
  • the refractive index of the light L of the low refractive index portion 114 is preferably 1.3 or more and 1.6 or less.
  • the low refractive index portion 114 preferably has a light transmittance smaller than that of the light absorbing portion 112.
  • the light transmittance of the low refractive index portion 114 is preferably 50% or more and 100% or less.
  • low refractive index portions 114 are provided for each light guide path 110, and each low refractive index portion 114 is provided so as to surround the light guide path 110. That is, a plurality of low refractive index portions 114 are provided corresponding to the light guide path 110.
  • the low refractive index portion 114 is provided from the surface 102a to the surface 102b of the light guide portion 102. That is, the upper surface 114a of the low refractive index portion 114 constitutes the surface 102a of the light guide portion 102, and the surface 114b on the opposite side (lower side) of the surface 114a constitutes the surface 102b of the light guide portion 102. It can be said that there is.
  • the diameter D3 is preferably 1.0 times or more and 1.2 times or less the diameter D1 of the light guide path 110.
  • the light absorbing portion 112 is provided so as to surround the low refractive index portion 114. That is, the light absorbing section 112 is provided over the entire area of the light guide section 102 where the low refractive index section 114 and the light guide path 110 are not provided. Therefore, it can be said that the light guide path 110 according to the second embodiment is formed in the light guide portion 102 at a location surrounded by the low refractive index portion 114.
  • the material of the low refractive index portion 114 is arbitrary, but may be, for example, the same material as the light guide path 110.
  • the first organic material M1 described with reference to FIG. 11A is composed of a low-molecular-weight acrylic monomer having a ⁇ -electron conjugated system and an oligomer having a siloxane bond having a low refractive index and difficult to photopolymerize. Material to be included.
  • the oligomer component has a higher molecular weight than the monomer.
  • the acrylic monomer component increases in the central portion of the region irradiated with light L, so that the central portion has a high refractive index and the central portion.
  • the outer side in the radial direction has a lower refractive index. That is, the central portion becomes the light guide path 110, the outer portion in the radial direction becomes the low refractive index portion 114, and the light guide path 110 and the low refractive index portion 114 can be formed.
  • this manufacturing method and material are examples.
  • the light guide unit 102C further includes a low refractive index unit 114 having a lower refractive index of light L than the light guide path 110. Further, the low refractive index section 114 surrounds each of the light guide paths 110, and the light absorbing section 112 surrounds each of the low refractive index sections 144.
  • the light Lb incident on the light guide path 110 and irradiating the outer peripheral surface of the light guide path 110 is reflected at the interface with the low refractive index portion 114. It proceeds and reaches the light receiving element PD.
  • the low refractive index portion 114 since the low refractive index portion 114 is not provided, the light Lb incident on the light guide path 110 and irradiating the outer peripheral surface of the light guide path 110 is absorbed by the light absorption unit 112. , Does not reach the light receiving element PD. Therefore, in the first embodiment, it is possible to prevent the light L from a wide range from reaching the light receiving element PD. However, there may be a case where the light intensity is insufficient because the light Lb does not reach the light receiving element PD. In such a case, if the low refractive index portion 114 is provided as in the second embodiment, the light Lb can reach the light receiving element PD while suppressing the arrival of the light L (for example, the light Lc) from a wide range. This makes it possible, and insufficient light intensity can be appropriately suppressed. Therefore, according to the second embodiment, the light L can be appropriately guided to the light receiving element PD.
  • FIG. 18 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • the low refractive index section 114 surrounds the light guide path 110
  • the light absorbing section 112 surrounds the low refractive index section 144.
  • the structure of the light guide path 110, the low refractive index unit 114, and the light absorbing unit 112 is not limited to such a configuration.
  • the configuration may include a light guide path 110, a low refractive index section 114D, and a light absorbing section 112D.
  • the low refractive index portion 114D is configured to surround the light guide path 110, but does not surround the entire light guide path 110 in the third direction Dz, and is a part of the light guide path 110 in the third direction Dz. Enclose only the area. Specifically, the lower surface 114Db of the low refractive index portion 114D is at the same position as the surface 102b of the light guide portion 102, but the upper surface 114Da of the low refractive index portion 114D is the surface of the light guide portion 102. It is on the surface 102b side, that is, on the lower side than 102a. The low refractive index portion 114D covers the periphery of the light guide path 110 in the area from the surface 114Da to the surface 114Db.
  • the light absorbing section 112D is provided on the surface 114Da of the low refractive index section 114D and surrounds the light guide path 110.
  • the lower surface 112Db is in contact with the surface 114Da of the low refractive index section 114D, and the upper surface 112Da is at the same position as the surface 102a of the light guide section 102.
  • the light absorbing section 112D covers the periphery of the light guide path 110 in the area from the surface 112D to the surface 112Db.
  • the length D4 of the light absorbing section 112D in the third direction Dz is preferably 0.3 times or more and 1.0 times or less with respect to the length D2 of the light guide path 110 in the third direction Dz.
  • the low refractive index unit 114D surrounds each light guide path 110, and the light absorption unit 112D is provided on the surface 114Da side of the low refractive index unit 114D.
  • the light Lc from a wide range from being absorbed by the upper light absorbing unit 112D and reaching the light absorbing unit 112D.
  • the light Lb incident on the light guide path 110 and irradiating the outer peripheral surface of the light guide path 110 is reflected by the inner peripheral surface of the low refractive index portion 114D to reach the light receiving element PD, and from the light Lb.
  • the light Ld having a smaller incident angle (the incident angle is smaller than the surface 102a) can be absorbed by the inner peripheral surface of the upper light absorbing portion 112D to suppress the arrival of the light L from a wide range.
  • FIG. 19 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • the light absorbing section 112D of the light guide body 100D may include a first light absorbing section 112D1 and a second light absorbing section 112D2.
  • the first light absorbing section 112D1 is a portion of the light absorbing section 112D provided on the surface 114Da of the low refractive index section 114D.
  • the second light absorbing unit 112D2 extends from the end portion 112D1a in contact with the light guide unit 102D of the first light absorbing unit 112D1 to the end portion 112Dc toward the surface 102b side, that is, the light receiving element PD side.
  • the second light absorbing portion 112D2 surrounds the light guide path 110 from the end portion 112D1a to the end portion 112Dc. Further, the second light absorbing portion 112D2 is surrounded by the low refractive index portion 114D from the end portion 112D1a to the end portion 112Dc. Since the second light absorbing portion 112D2 is not provided from the end portion 112Dc to the surface 102b, the low refractive index portion 114D surrounds the light guide path 110.
  • the length D5 of the second light absorbing section 112D2 in the third direction Dz is preferably 0.2 times or more and 1.0 times or less with respect to the length D2 of the light guide path 110. Further, the inner diameter D6 of the second light absorbing section 112D2 is preferably 0.7 times or more and 1.0 times or less with respect to the diameter D1 of the light guide path 110.
  • the light absorbing portion 112D has a first light absorbing portion 112D1 provided on the surface 114Da side of the low refractive index portion 114D and an end portion 112D1a of the first light absorbing portion 112D1 on the light guide portion 102D side. It has a second light absorbing portion 112D2 that extends from the surface toward the surface 102b and surrounds the light guide path 110. With such a structure, the light Lb incident on the light guide path 110 can be reflected by the low refractive index unit 114D below the second light absorbing unit 112D2 to reach the light receiving element PD.
  • the light Ld having an incident angle smaller than that of the light Lb (incident angle is smaller than the surface 102a) can be absorbed by the inner peripheral surface of the second light absorbing unit 112D2 to suppress the arrival at the light receiving element PD.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that the light guide unit includes the selective light absorbing unit 118.
  • the description of the parts having the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 20 is a schematic view of the light guide body according to the third embodiment.
  • the light guide unit 102E of the light guide body 100E according to the third embodiment includes a light guide path 110, a light absorption unit 112, and a selective light absorption unit 118.
  • the light guide path 110 transmits both visible light L and near-infrared light L.
  • the light absorbing unit 112 absorbs both visible light L and near infrared light L.
  • the selective absorption unit 118 absorbs the light L of visible light but transmits the light L of near infrared light.
  • the selective absorption unit 118 has a higher absorption rate of visible light L than the light guide path 110 and a higher transmittance of near-infrared light L than the light absorption unit 112.
  • the selective absorption unit 118 preferably has an absorption rate of visible light L of 70% or more and 100% or less, and more preferably 100%.
  • the selective absorption unit 118 preferably has a transmittance of light L of near-infrared light of 70% or more and 100% or less, and more preferably 100%.
  • the selective absorption unit 118 is provided for each light guide path 110, and each selective light absorption unit 118 is provided so as to surround the light guide path 110.
  • a plurality of selective light absorbing units 118 are provided corresponding to the light guide path 110.
  • the selective absorption unit 118 is provided from the surface 102a to the surface 102b of the light guide unit 102. That is, the upper surface 118a of the selective absorption unit 118 constitutes the surface 102a of the light guide unit 102, and the surface 118b on the opposite side (lower side) of the surface 118a constitutes the surface 102b of the light guide unit 102. It can be said that.
  • the aspect ratio of the selective light absorbing section 118 is based on the aspect ratio of the light guide path 110, which is the ratio of the length D2 to the diameter D1. Also small.
  • the aspect ratio of the selective absorption unit 118 is preferably 0.2 times or more and 1.0 times or less with respect to the aspect ratio of the light guide path 110. With such an aspect ratio, near-infrared light and visible light can be appropriately received, and blood vessel patterns and fingerprints can be appropriately detected.
  • the aspect ratio of the selective absorption unit 118 is preferably 2 or more, and preferably 20 or less.
  • the selective absorption unit 118 is composed of an organic material, more specifically, a polymer material, for example, a polymer material containing a dye dye that absorbs visible light.
  • the light absorbing unit 112 is provided so as to surround the selective light absorbing unit 118. That is, the light absorbing unit 112 is provided over the entire area of the light guide unit 102 where the selective light absorbing unit 118 and the light guide path 110 are not provided. Therefore, it can be said that the light guide path 110 according to the third embodiment is formed in the light guide unit 102 at a location surrounded by the selective light absorption unit 118.
  • the light guide unit 102E further includes the selective light absorption unit 118.
  • the selective absorption unit 118 has a higher absorption rate of visible light L than the light guide path 110 and a higher transmittance of near-infrared light L than the light absorption unit 112. Further, the selective light absorbing section 118 surrounds each of the light guide paths 110, and the light absorbing section 112 surrounds each of the selective light absorbing sections 118.
  • the visible light Lc and the near-infrared light L1c from other than the portion to be detected are absorbed by the light absorbing unit 112 and reach the light receiving element PD. It can be suppressed.
  • the visible light La and the near-infrared light L1a that are incident on the light guide path 110 and do not hit the inner peripheral surface of the selective light absorbing unit 118 pass through the light guide path 110 to the light receiving element PD.
  • the visible light Lb having an incident angle smaller than that of the visible light La (incident angle is smaller than the surface 102a) hits the inner peripheral surface of the selective light absorbing section 118 in the light guide path 110, and the selective light absorbing section It is absorbed by 118, and the arrival at the light receiving element PD is suppressed.
  • the visible light L1b whose incident angle is smaller than that of the near-infrared light L1a hits the inner peripheral surface of the selective light absorbing section 118 in the light guide path 110, but passes through the selective light absorbing section 118 and is transmitted through the selective light absorbing section 118 to receive the light receiving element.
  • the depth of field of visible light can be made deeper than the depth of field of near-infrared light, and fingerprint detection by visible light and vascular pattern by near-infrared light can be performed. Can be detected appropriately.
  • FIG. 21 is a schematic view of a light guide body according to a modified example.
  • the selective light absorbing section 118 surrounds the light guide path 110
  • the light absorbing section 112 surrounds the selective light absorbing section 118.
  • the structure of the light guide path 110, the selective light absorbing unit 118, and the light absorbing unit 112 is not limited to such a configuration.
  • the selective light absorbing section 118 is configured to surround the light guide path 110, but does not surround the entire light guide path 110 in the third direction Dz, and is a third. It surrounds only a part of the light guide path 110 in the direction Dz.
  • the lower surface 118b of the selective light absorbing unit 118 is at the same position as the surface 102b of the light guide unit 102, but the upper surface 118a of the selective light absorbing unit 118 is more surface 102b than the surface 102a of the light guide 102. It is on the side, that is, on the lower side.
  • the selective absorption unit 118 surrounds the light guide path 110 in the area from the surface 118a to the surface 118b.
  • the light absorbing unit 112 is provided on the surface 112a of the selective light absorbing unit 118 and surrounds the light guide path 110.
  • the lower surface 112b is in contact with the surface 118a of the selective light absorbing section 118, and the upper surface 112a is at the same position as the surface 102a of the light guide section 102.
  • the light absorbing section 112 surrounds the light guide path 110 from the surface 112a to the area 112b.
  • the length D8 of the light absorbing section 112 in the third direction Dz is preferably 0.2 times or more and 1.0 times or less with respect to the length D2 of the light guide path 110 in the third direction Dz.
  • the visible light Lb whose incident angle is smaller than that of the visible light La is selected in the light guide path 110. It hits the inner peripheral surface of the light-receiving element and is absorbed by the selective light-absorbing unit 118 to suppress the arrival at the light receiving element PD.
  • the visible light L1b whose incident angle is smaller than that of the near-infrared light L1a hits the inner peripheral surface of the selective light absorbing section 118 in the light guide path 110, but passes through the selective light absorbing section 118 and is transmitted through the selective light absorbing section 118 to receive the light receiving element.
  • Reach PD that is, even in this case, the depth of field of visible light can be made deeper than the depth of field of near-infrared light, and fingerprint detection by visible light and blood vessel pattern detection by near-infrared light can be performed. And can be done appropriately.
  • Detection device 10 Sensor unit 100 Light guide unit 102 Light guide unit 102a, 102b Surface 104, 106 Translucent layer 110 Light guide path 112 Absorption unit 114 Low refractive index unit PD Light receiving element

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Abstract

受光素子に光を適切に導く。検出装置（１）は、光を受光する複数の受光素子（ＰＤ）と、一方の表面（１０２ｂ）が受光素子（ＰＤ）に対向して設けられる導光部（１０２）と、を備える。導光部（１０２）は、導光部（１０２）の一方の表面（１０２ｂ）から他方の表面（１０２ａ）までにわたって設けられる複数の導光経路（１１０）、及び、導光経路（１１０）よりも光の吸収率が高い吸光部（１１２）を含む。受光素子（ＰＤ）と導光部（１０２）とが重畳する方向から見た場合に、１つの受光素子（ＰＤ）に対し、複数の導光経路（１１０）が重畳する。

Description

検出装置及び検出装置の製造方法
　本発明は、検出装置及び検出装置の製造方法に関する。
　近年、個人認証等に用いられる生体センサとして、光学式の生体センサが知られている（例えば、特許文献１）。光学式の生体センサは、受光した光量に応じて出力される信号が変化する受光素子を有する。特許文献１に記載されている生体センサは、フォトダイオード等の受光素子が基板上に複数配列されている。
米国特許出願公開第２０１８／００１２０６９号明細書
　生体センサを含む光学式の検出装置は、光を受光素子に導く必要がある。光学式の検出装置において、受光素子に光を適切に導くためには、改善の余地がある。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、受光素子に光を適切に導くことが可能な検出装置及び検出装置の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様による検出装置は、光を受光する複数の受光素子と、一方の表面が前記受光素子に対向して設けられる導光部と、を備え、前記導光部は、前記導光部の前記一方の表面から他方の表面までにわたって設けられる複数の導光経路、及び、前記導光経路よりも前記光の吸収率が高い吸光部を含み、前記受光素子と前記導光部とが重畳する方向から見た場合に、１つの前記受光素子に対し、複数の前記導光経路が重畳する。
図１は、第１実施形態に係る検出装置を示す模式図である。 図２は、センサ部を含む検出装置の平面図である。 図３は、センサ部を含む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、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、第１実施形態に係る検出装置の部分検出領域を模式的に示す平面図である。 図８は、図７のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図９は、第１実施形態に係る導光体の模式図である。 図１０は、第１実施形態に係る導光体の模式図である。 図１１Ａは、本実施形態に係る導光体の製造方法の一例を説明する模式図である。 図１１Ｂは、本実施形態に係る導光体の製造方法の他の例を説明する模式図である。 図１２は、第１実施形態の構成において、受光素子に光を導く場合の例を説明する模式図である。 図１３は、変形例に係る導光体の模式図である。 図１４は、変形例に係る導光体の模式図である。 図１５は、変形例に係る導光体の模式図である。 図１６は、第２実施形態に係る導光体の模式図である。 図１７は、第２実施形態に係る導光体の模式図である。 図１８は、変形例に係る導光体の模式図である。 図１９は、変形例に係る導光体の模式図である。 図２０は、第３実施形態に係る導光体の模式図である。 図２１は、変形例に係る導光体の模式図である。
　以下に、本発明の各実施形態について、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、当然に本発明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、本発明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。
　（第１実施形態）
　（検出装置の全体構成）
　図１は、第１実施形態に係る検出装置を示す模式図である。第１実施形態に係る検出装置１は、光Ｌを受光することで情報を検出する装置である。本実施形態では、検出装置１は、ユーザの生体情報を検出する。図１に示すように、検出装置１は、光源部Ｓと、センサ部１０と、導光体１００と、カバーガラスＧとを備える。光源部Ｓと、センサ部１０と、導光体１００と、カバーガラスＧとは、この順で積層されている。
　光源部Ｓは、光を照射する光照射面Ｓａを有し、光照射面Ｓａから、センサ部１０に向けて光Ｌ０を照射する。光源部Ｓは、バックライトである。光源部Ｓは、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））を有していてもよい。また光源部Ｓは、センサ部１０に対応する位置に設けられた導光板と、導光板の一方端又は両端に並ぶ複数の光源とを有する、いわゆるサイドライト型のバックライトであってもよい。また、光源部Ｓは、センサ部１０の直下に設けられた光源（例えば、ＬＥＤ）を有する、いわゆる直下型のバックライトであっても良い。また、光源部Ｓは、バックライトに限定されず、センサ部１０の側方や上方に設けられていてもよく、ユーザの指Ｆｇの側方や上方から光Ｌ０を照射してもよい。すなわち、光源部Ｓは、導光体１００よりも、被検出体（指Ｆｇ）側に設けられてもよい。また、光Ｌとして自然光を用いる場合は、光源部Ｓを設けなくてもよい。
　センサ部１０は、光源部Ｓの光照射面Ｓａと対向して設けられる。光源部Ｓから照射された光Ｌ０は、センサ部１０、導光体１００及びカバーガラスＧを透過する。センサ部１０は、例えば、光反射型の生体情報センサであり、光Ｌ０の反射光である光Ｌを検出することで、ユーザの指Ｆｇや手のひらなどの表面の凹凸（例えば、指紋）を検出できる。また、センサ部１０は、指Ｆｇや手のひらの内部で反射した光Ｌを検出することで、血管パターンを検出してもよいし、他の生体情報を検出してもよい。また、光源部Ｓからの光Ｌの波長を、検出対象に応じて異ならせてもよい。例えば、指紋検出の場合には、光源部Ｓから可視光の光Ｌ０を照射し、血管パターン検出の場合には、光源部Ｓから近赤外光の光Ｌ０を照射することができる。可視光とは、可視光領域の波長帯の光であり、近赤外光とは、近赤外領域の波長帯の光であり、例えば７００ｎｍ以上９５０ｎｍ以下の波長帯である。
　導光体１００は、センサ部１０の被検出体（指Ｆｇ）側に設けられ、センサ部１０に対向している。導光体１００は、光Ｌをセンサ部１０に導く光学素子である。導光体１００の構成については後述する。
　カバーガラスＧは、センサ部１０及び光源部Ｓを保護するための部材であり、導光体１００、センサ部１０、及び光源部Ｓを覆っている。カバーガラスＧは、例えばガラス基板である。なお、カバーガラスＧはガラス基板に限定されず、樹脂基板等であってもよい。また、カバーガラスＧが設けられていなくてもよい。
　検出装置１は、光源部Ｓに換えて表示パネルが設けられていてもよい。表示パネルは、例えば、有機ＥＬディスプレイパネル（ＯＬＥＤ：　Organic　Light　Emitting　Diode）や無機ＥＬディスプレイ（μ－ＬＥＤ、Ｍｉｎｉ－ＬＥＤ）であってもよい。或いは、表示パネルは、表示素子として液晶素子を用いた液晶表示パネル（ＬＣＤ：Liquid　Crystal　Display）や、表示素子として電気泳動素子を用いた電気泳動型表示パネル（ＥＰＤ：Electrophoretic　Display）であってもよい。この場合であっても、表示パネルから照射された表示光がセンサ部１０を透過し、指Ｆｇで反射された光Ｌに基づいて、ユーザの生体情報を検出することができる。
　（センサ部）
　次に、センサ部１０について説明する。図２は、センサ部を含む検出装置の平面図である。図３は、センサ部を含む検出装置の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、検出装置１は、絶縁基板２１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、アナログフロントエンド回路（以下、ＡＦＥ（Analog　Front　End）と表す）４８と、制御回路２０２と、電源回路２０３と、を有する。
　図２に示すように、絶縁基板２１には、フレキシブルプリント基板７１を介して制御基板２０１が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板７１には、ＡＦＥ４８が設けられている。制御基板２０１には、制御回路２０２及び電源回路２０３が設けられている。制御回路２０２は、例えばＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）である。制御回路２０２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。電源回路２０３は、電源信号ＳＶＳ（図５参照）等の電圧信号をセンサ部１０及びゲート線駆動回路１５に供給する。
　図２に示すように、絶縁基板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が有する複数の受光素子ＰＤ（図５参照）と重なる領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外側の領域であり、受光素子ＰＤと重ならない領域である。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。
　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２０２に含まれる。また、検出部４０のうち、ＡＦＥ４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路２０２に含まれる。
　センサ部１０は、光電変換素子である受光素子ＰＤを有する光センサである。受光素子ＰＤは、光電変換素子、より具体的にはフォトダイオードであり、受光す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に従って検出を行う。
　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ＳＥＬ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。
　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受光素子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、検出制御部１１から供給される選択信号ＳＥＬに基づいて、選択された信号線ＳＧＬとＡＦＥ４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、受光素子ＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
　検出部４０は、ＡＦＥ４８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、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、ＡＦＥ４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、が同期して動作するように制御する。
　ＡＦＥ４８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、ＡＦＥ４８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、ＡＦＥ４８からの信号に基づいて生体情報を検出できる。
　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、指等の表面の凹凸などの検出座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、センサ部１０の各受光素子ＰＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指等の表面の凹凸など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Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。
　次に、検出装置１の回路構成例及び動作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５は、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。図５に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、受光素子ＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。第１スイッチング素子Ｔｒは、受光素子ＰＤ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、受光素子ＰＤのアノード及び容量素子Ｃａに接続される。
　受光素子ＰＤのカソードには、電源回路２０３から電源信号ＳＶＳが供給される。また、容量素子Ｃａには、電源回路２０３から、容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＶＲ１が供給される。
　部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、受光素子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を介してＡＦＥ４８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、受光素子ＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
　図４に示すように、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ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８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ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８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。ゲート線ＧＣＬの数は８本であるが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、８本以上、例えば２５６本配列されていてもよい。
　なお、第１方向Ｄｘは、絶縁基板２１と平行な面内の一方向であり、例えば、ゲート線ＧＣＬと平行な方向である。また、第２方向Ｄｙは、絶縁基板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。また、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに直交する方向を、第３方向Ｄｚとする。第３方向Ｄｚは、絶縁基板２１と平行な面に直交する方向である。
　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に接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ１２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。信号線ＳＧＬの数は１２本であるが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、１２本以上、例えば２５２本配列されていてもよい。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ＲＳＴ等の各種制御信号を、レベルシフタ１５１を介して受け取る。ゲート線駆動回路１５は、複数の第２スイッチング素子ＴｒＧ（図８参照）と、シフトレジスタ（図示しない）とを有している。ゲート線駆動回路１５は、シフトレジスタ及び第２スイッチング素子ＴｒＧの動作により、複数のゲート線ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８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を介して、複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号ＶＧＣＬを供給する。これにより、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ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ７、ＳＧＬ８、…、ＳＧＬ１２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ＡＦＥ４８に接続される。
　ここで、信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ７、ＳＧＬ８、…、ＳＧＬ１２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。具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、信号線ＳＧＬ１に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ７に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、信号線ＳＧＬ２に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ８に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
　制御回路２０２（図２参照）は、レベルシフタ１６１を介して、選択信号ＳＥＬ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同時に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、ＡＦＥ４８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。
　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２０２は、リセット信号ＲＳＴ２を、レベルシフタ１７１を介してリセット信号線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２０３は、基準信号ＶＲ１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に基準信号ＶＲ１が供給される。
　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２０３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、電源信号ＳＶＳを受光素子ＰＤのカソードに供給する。また、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する前の時刻に、制御回路２０２は、高レベル電圧信号の基準信号ＶＲ１及びリセット信号ＲＳＴ２を、リセット回路１７に供給する。制御回路２０２は、ゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶ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、ゲート線駆動回路１５に含まれるシフトレジスタは、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ＶＧＨと低レベル電圧ＶＧＬとを有するパルス状の波形を有する。図６では、２５６本のゲート線ＧＣＬが設けられており、各ゲート線ＧＣＬに、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１、…、ＶＧＣＬ２５６が順次供給される。
　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ＶＲ１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。
　ゲート駆動信号ＶＧＣＬ２５６がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘが開始する。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Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６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Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６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ＶＧＨから低レベル電圧ＶＧＬに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号ＶＧＣＬが低レベル電圧ＶＧＬから高レベル電圧ＶＧＨに変化したタイミングで終了する。露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６の露光時間の長さは等しい。
　露光期間Ｐｅｘでは、各部分検出領域ＰＡＡで、受光素子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２０２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。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ＶＧＣＬ１、…、ＶＧＣＬ２５６を順次供給する。
　例えば、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１が高レベル電圧ＶＧＨの期間に、制御回路２０２は、選択信号ＳＥＬ１、…、ＳＥＬ６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ＶＧＣＬ１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ＡＦＥ４８に接続される。この結果、検出信号ＶｄｅｔがＡＦＥ４８に供給される。同様に、各ゲート駆動信号ＶＧＣＬが高レベル電圧ＶＧＨとなる期間ごとに、信号線選択回路１６が順次信号線ＳＧＬを選択する。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ＡＦＥ４８に出力することができる。
　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、繰り返し実行して指紋検出を行ってもよい。或いは、検出装置１は、指等が検出面に接触又は近接したことを検出したタイミングで、検出動作を開始してもよい。
　次に、検出装置１の詳細な構成について説明する。図７は、第１実施形態に係る検出装置の部分検出領域を模式的に示す平面図である。図８は、図７のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図８では、検出領域ＡＡの層構造と周辺領域ＧＡの層構造との関係を示すために、Ａ－Ａ線に沿う断面と、周辺領域ＧＡの第２スイッチング素子ＴｒＧを含む部分の断面とを、模式的に繋げて示している。さらに、図８では、周辺領域ＧＡの端子部７２を含む部分の断面を模式的に繋げて示している。
　なお、検出装置１の説明において、絶縁基板２１の表面に垂直な方向（第３方向Ｄｚ）において、絶縁基板２１から受光素子ＰＤに向かう方向を「上側」とする。受光素子ＰＤから絶縁基板２１に向かう方向を「下側」とする。また、「平面視」とは、絶縁基板２１の表面に垂直な方向から見た場合を示す。
　図７に示すように、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。本実施形態では、ゲート線ＧＣＬは、第１ゲート線ＧＣＬＡと第２ゲート線ＧＣＬＢとを含む。第１ゲート線ＧＣＬＡは、第２ゲート線ＧＣＬＢと重なって設けられる。第１ゲート線ＧＣＬＡと第２ゲート線ＧＣＬＢとは、絶縁層（第３無機絶縁層２２ｃ及び第４無機絶縁層２２ｄ（図８参照））を介して異なる層に設けられている。第１ゲート線ＧＣＬＡと第２ゲート線ＧＣＬＢとは、任意の箇所で電気的に接続され、同じ電位を有するゲート駆動信号ＶＧＣＬが供給される。第１ゲート線ＧＣＬＡ及び第２ゲート線ＧＣＬＢの少なくとも一方が、ゲート線駆動回路１５に接続される。なお、図７では、第１ゲート線ＧＣＬＡと第２ゲート線ＧＣＬＢとは異なる幅を有しているが、同じ幅であってもよい。
　受光素子ＰＤは、ゲート線ＧＣＬと、信号線ＳＧＬとで囲まれた領域に設けられる。受光素子ＰＤは、第３半導体３１と、上部電極３４と、下部電極３５とを含む。受光素子ＰＤは、例えば、ＰＩＮ（Positive　Intrinsic　Negative　Diode）型のフォトダイオードや有機半導体からなるフォトダイオードである。
　具体的には、図８に示すように、受光素子ＰＤは、バックプレーン２の第１有機絶縁層２３ａの上に、下部電極３５、第３半導体３１、上部電極３４の順に積層される。バックプレーン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る。バックプレーン２は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１に設けられた第１スイッチング素子Ｔｒ、第２スイッチング素子ＴｒＧ及び各種配線等を有する。
　第３半導体３１は、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）である。第３半導体３１は、ｉ型半導体３２ａ、ｐ型半導体３２ｂ及びｎ型半導体３２ｃを含む。ｉ型半導体３２ａ、ｐ型半導体３２ｂ及びｎ型半導体３２ｃは、光電変換素子の一具体例である。図８では、絶縁基板２１の表面に垂直な方向において、ｎ型半導体３２ｃ、ｉ型半導体３２ａ及びｐ型半導体３２ｂの順に積層されている。ただし、反対の構成、つまり、ｐ型半導体３２ｂ、ｉ型半導体３２ａ及びｎ型半導体３２ｃの順に積層されていてもよい。また第３半導体３１は、有機半導体からなる光電変換素子であってもよい。その場合は、半導体３２ａはｐ型半導体とｎ型半導体のバルクヘテロジャンクション、半導体３２ｂおよび半導体３２ｃはそれぞれ電子および正孔の電荷輸送層または電荷ブロッキング層から構成される。
　下部電極３５は、受光素子ＰＤのアノードであり、検出信号Ｖｄｅｔを読み出すための電極である。下部電極３５は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料が用いられる。又は、下部電極３５は、これらの金属材料が複数積層された積層膜であってもよい。下部電極３５は、ＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide）等の透光性を有する導電材料であってもよい。
　ｎ型半導体３２ｃは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｎ＋領域を形成する。ｐ型半導体３２ｂは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｐ＋領域を形成する。ｉ型半導体３２ａは、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｎ型半導体３２ｃ及びｐ型半導体３２ｂよりも低い導電性を有する。
　上部電極３４は、受光素子ＰＤのカソードであり、電源信号ＳＶＳを光電変換層に供給するための電極である。上部電極３４は、例えばＩＴＯ等の透光性導電層であり、受光素子ＰＤごとに複数設けられる。
　図８に示すように、第１有機絶縁層２３ａの上に第６無機絶縁層２２ｆ及び第７無機絶縁層２２ｇが設けられている。第６無機絶縁層２２ｆは、上部電極３４の周縁部を覆い、上部電極３４と重なる位置に開口が設けられている。接続配線３６は、上部電極３４のうち、第６無機絶縁層２２ｆが設けられていない部分で上部電極３４と接続される。第７無機絶縁層２２ｇは、上部電極３４及び接続配線３６を覆って第６無機絶縁層２２ｆの上に設けられる。第７無機絶縁層２２ｇの上に平坦化層である第２有機絶縁層２３ｂが設けられる。また、有機半導体のフォトダイオードの場合には、さらにその上に第８無機絶縁層２２ｈが設けられる場合がある。
　図７に示すように、上部電極３４は、接続配線３６を介して電源信号線Ｌｖｓと接続される。電源信号線Ｌｖｓは、電源信号ＳＶＳを受光素子ＰＤに供給する配線である。本実施形態では、電源信号線Ｌｖｓは、信号線ＳＧＬと重なって第２方向Ｄｙに延在する。第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡは、共通の電源信号線Ｌｖｓに接続される。このような構成により、部分検出領域ＰＡＡの開口を大きくすることができる。下部電極３５、第３半導体３１及び上部電極３４は、平面視で四角形状である。ただし、これに限定されず、下部電極３５、第３半導体３１及び上部電極３４の形状は適宜変更できる。
　図７に示すように、第１スイッチング素子Ｔｒは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとの交差部の近傍に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、第１半導体６１、ソース電極６２、ドレイン電極６３、第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂを含む。
　第１半導体６１は、酸化物半導体である。より好ましくは、第１半導体６１は、酸化物半導体のうち透明アモルファス酸化物半導体（ＴＡＯＳ：Transparent　Amorphous　Oxide　Semiconductor）である。第１スイッチング素子Ｔｒに酸化物半導体を用いることにより、第１スイッチング素子Ｔｒのリーク電流を抑制できる。すなわち、第１スイッチング素子Ｔｒは、図６に示す読み出し期間Ｐｄｅｔにおいて、非選択の部分検出領域ＰＡＡからのリーク電流を低減できる。このため、検出装置１は、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
　第１半導体６１は、第１方向Ｄｘに沿って設けられ、平面視で第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂと交差する。第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂは、それぞれ第１ゲート線ＧＣＬＡ及び第２ゲート線ＧＣＬＢから分岐して設けられる。言い換えると、第１ゲート線ＧＣＬＡ及び第２ゲート線ＧＣＬＢのうち、第１半導体６１と重なる部分が第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂとして機能する。第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金が用いられる。また、第１半導体６１の、第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂと重なる部分にチャネル領域が形成される。
　第１半導体６１の一端は、コンタクトホールＨ１を介してソース電極６２と接続される。第１半導体６１の他端は、コンタクトホールＨ２を介してドレイン電極６３と接続される。信号線ＳＧＬのうち、第１半導体６１と重なる部分がソース電極６２である。また、第３導電層６７のうち、第１半導体６１と重なる部分がドレイン電極６３として機能する。第３導電層６７はコンタクトホールＨ３を介して下部電極３５と接続される。このような構成により、第１スイッチング素子Ｔｒは、受光素子ＰＤと信号線ＳＧＬとの間の接続と遮断とを切り換え可能になっている。
　次に第１スイッチング素子Ｔｒの層構成について説明する。図８に示すように、第１スイッチング素子Ｔｒは、絶縁基板２１に設けられている。絶縁基板２１は、例えばガラス基板である。或いは、絶縁基板２１は、ポリイミド等の樹脂で構成された樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。検出装置１は、酸化物半導体を含む第１スイッチング素子Ｔｒが絶縁基板２１の上に形成される。このため、例えばシリコン基板などの半導体基板を用いた場合に比べ、検出装置１は、検出領域ＡＡの面積を大きくすることが容易である。
　第２ゲート電極６４Ｂは、第１無機絶縁層２２ａ及び第２無機絶縁層２２ｂを介して絶縁基板２１の上に設けられる。第１無機絶縁層２２ａ及び第２無機絶縁層２２ｂ等の無機絶縁層は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）等が用いられる。また、各無機絶縁層は、単層に限定されず積層膜であってもよい。
　第３無機絶縁層２２ｃは、第２ゲート電極６４Ｂを覆って第２無機絶縁層２２ｂの上に設けられる。第１半導体６１、第１導電層６５及び第２導電層６６は、第３無機絶縁層２２ｃの上に設けられる。第１導電層６５は、第１半導体６１のうちソース電極６２と接続される端部を覆って設けられる。第２導電層６６は、第１半導体６１のうちドレイン電極６３と接続される端部を覆って設けられる。
　第４無機絶縁層２２ｄは、第１半導体６１、第１導電層６５及び第２導電層６６を覆って第３無機絶縁層２２ｃの上に設けられる。第１ゲート電極６４Ａは、第４無機絶縁層２２ｄの上に設けられる。第１半導体６１は、絶縁基板２１に垂直な方向において、第１ゲート電極６４Ａと第２ゲート電極６４Ｂとの間に設けられる。つまり、第１スイッチング素子Ｔｒは、いわゆるデュアルゲート構造である。ただし、第１スイッチング素子Ｔｒは、第１ゲート電極６４Ａが設けられ、第２ゲート電極６４Ｂが設けられないトップゲート構造でもよく、第１ゲート電極６４Ａが設けられず、第２ゲート電極６４Ｂのみが設けられるボトムゲート構造でもよい。
　第５無機絶縁層２２ｅは、第１ゲート電極６４Ａを覆って第４無機絶縁層２２ｄの上に設けられる。ソース電極６２（信号線ＳＧＬ）及びドレイン電極６３（第３導電層６７）は、第５無機絶縁層２２ｅの上に設けられる。本実施形態では、ドレイン電極６３は、第１半導体６１の上に第４無機絶縁層２２ｄ及び第５無機絶縁層２２ｅを介して設けられた第３導電層６７である。第４無機絶縁層２２ｄ及び第５無機絶縁層２２ｅにはコンタクトホールＨ１、コンタクトホールＨ２が設けられる。コンタクトホールＨ１の底部には第１導電層６５が露出する。ソース電極６２は、コンタクトホールＨ１及び第１導電層６５を介して第１半導体６１と電気的に接続される。同様に、コンタクトホールＨ２の底部には第２導電層６６が露出する。ドレイン電極６３は、コンタクトホールＨ２及び第２導電層６６を介して第１半導体６１と電気的に接続される。
　第１導電層６５は、ソース電極６２と第１半導体６１との間において、少なくともコンタクトホールＨ１の底部と重なる部分に設けられ、第１半導体６１と接する。第２導電層６６は、ドレイン電極６３と第１半導体６１との間において、少なくともコンタクトホールＨ２の底部と重なる部分に設けられ、第１半導体６１と接する。第１導電層６５及び第２導電層６６が設けられているため、検出装置１は、コンタクトホールＨ１、Ｈ２をエッチングにより形成する際に、第１半導体６１がエッチング液により除去されることを抑制できる。つまり、検出装置１は、検出領域ＡＡの第１スイッチング素子Ｔｒと、周辺領域ＧＡの第２スイッチング素子ＴｒＧとを同じ工程で形成することができるため、製造コストを抑制できる。
　第１導電層６５、第２導電層６６及び第３導電層６７は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属材料又はこれらの合金が用いられる。第１導電層６５及び第２導電層６６は、コンタクトホールＨ１、Ｈ２を形成する際にエッチングの進行を抑制する導電材料であればよい。
　第３導電層６７は、平面視で、受光素子ＰＤと重なる領域に設けられる。第３導電層６７は、第１半導体６１、第１ゲート電極６４Ａ及び第２ゲート電極６４Ｂの上側にも設けられる。つまり、第３導電層６７は、絶縁基板２１に垂直な方向において、第１ゲート電極６４Ａと下部電極３５との間に設けられる。これにより、第３導電層６７は、第１スイッチング素子Ｔｒを保護する保護層としての機能を有する。
　第２導電層６６は、第１半導体６１と重ならない領域において、第３導電層６７と対向して延在する。また、第１半導体６１と重ならない領域において、第４無機絶縁層２２ｄの上に第４導電層６８が設けられる。第４導電層６８は、第２導電層６６と第３導電層６７との間に設けられる。これにより、第２導電層６６と第４導電層６８との間に容量が形成され、第３導電層６７と第４導電層６８との間に容量が形成される。第２導電層６６、第３導電層６７及び第４導電層６８により形成される容量は、図５に示す容量素子Ｃａの容量である。
　第１有機絶縁層２３ａは、ソース電極６２（信号線ＳＧＬ）及びドレイン電極６３（第３導電層６７）を覆って、第５無機絶縁層２２ｅの上に設けられる。第１有機絶縁層２３ａは、第１スイッチング素子Ｔｒや、各種導電層で形成される凹凸を平坦化する平坦化層である。受光素子ＰＤは、第１有機絶縁層２３ａの上に設けられる。下部電極３５は、第１有機絶縁層２３ａに設けられたコンタクトホールＨ３を介して第３導電層６７と電気的に接続される。すなわち、第３導電層６７は、受光素子ＰＤのアノードである下部電極３５と電気的に接続されるとともに、受光素子ＰＤと、第１スイッチング素子Ｔｒの第１ゲート電極６４Ａとの間に設けられる。
　周辺領域ＧＡには、ゲート線駆動回路１５の第２スイッチング素子ＴｒＧが設けられている。第２スイッチング素子ＴｒＧは、第１スイッチング素子Ｔｒと同一の絶縁基板２１に設けられる。第２スイッチング素子ＴｒＧは、第２半導体８１、ソース電極８２、ドレイン電極８３及びゲート電極８４を含む。
　第２半導体８１は、ポリシリコンである。より好ましくは、第２半導体８１は、低温ポリシリコン（以下、ＬＴＰＳ（Low　Temperature　Polycrystalline　Silicone）と表す）である。ＬＴＰＳを用いた第２スイッチング素子ＴｒＧは、６００℃以下のプロセス温度で製造できる。このため、ゲート線駆動回路１５や信号線選択回路１６等の回路を、第１スイッチング素子Ｔｒと同一基板上に形成できる。ポリシリコンは、ａ－Ｓｉに比べキャリアの移動度が高い。このため、検出装置１は、第２スイッチング素子ＴｒＧにポリシリコンを用いることにより、ゲート線駆動回路１５を小型化できる。この結果、検出装置１は、周辺領域ＧＡの面積を小さくすることができる。また、ポリシリコンを用いた第２スイッチング素子ＴｒＧは、ａ－Ｓｉに比べ信頼性が高い。
　第２半導体８１は、第１無機絶縁層２２ａの上に設けられる。つまり、第１スイッチング素子Ｔｒの第１半導体６１は、絶縁基板２１に垂直な方向において、第２スイッチング素子ＴｒＧの第２半導体８１よりも絶縁基板２１から離れた位置に設けられる。これにより、ポリシリコンからなる第２半導体８１と、酸化物半導体からなる第１半導体６１を同一の絶縁基板２１に形成できる。
　ゲート電極８４は、第２無機絶縁層２２ｂを介して第２半導体８１の上側に設けられる。ゲート電極８４は、第２ゲート電極６４Ｂと同層に設けられる。第２スイッチング素子ＴｒＧは、いわゆるトップゲート構造である。ただし、第２スイッチング素子ＴｒＧは、デュアルゲート構造でもよく、ボトムゲート構造でもよい。
　ソース電極８２及びドレイン電極８３は、第５無機絶縁層２２ｅの上に設けられる。ソース電極８２及びドレイン電極８３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と同層に設けられる。コンタクトホールＨ４、Ｈ５は、第２無機絶縁層２２ｂから第５無機絶縁層２２ｅに亘って設けられる。ソース電極８２は、コンタクトホールＨ４を介して第２半導体８１と電気的に接続される。ドレイン電極８３は、コンタクトホールＨ５を介して第２半導体８１と電気的に接続される。
　コンタクトホールＨ４、Ｈ５は、４層の無機絶縁層（第２無機絶縁層２２ｂから第５無機絶縁層２２ｅ）に形成され、コンタクトホールＨ１、Ｈ２は、２層の無機絶縁層（第４無機絶縁層２２ｄ、第５無機絶縁層２２ｅ）に形成される。つまり、コンタクトホールＨ４、Ｈ５の、絶縁基板２１に垂直な方向での長さは、コンタクトホールＨ１、Ｈ２よりも長い。この場合であっても、第１スイッチング素子Ｔｒには、第１導電層６５及び第２導電層６６が設けられているため、検出装置１は、コンタクトホールＨ１、Ｈ２とコンタクトホールＨ４、Ｈ５とを同一工程で形成できる。
　なお、図４に示す、信号線選択回路１６が有する第３スイッチング素子ＴｒＳも、第２スイッチング素子ＴｒＧと同様の構成とすることができる。すなわち、第３スイッチング素子ＴｒＳの半導体は、ポリシリコンであり、より好ましくはＬＴＰＳである。この場合、検出装置１は、信号線選択回路１６の回路規模を抑制できる。これに限定されず、第３スイッチング素子ＴｒＳの半導体は、ＴＡＯＳを含む酸化物半導体であってもよい。同様に、図４に示す、リセット回路１７が有する第４スイッチング素子ＴｒＲも、第２スイッチング素子ＴｒＧと同様の構成とすることができる。すなわち、第４スイッチング素子ＴｒＲの半導体は、ポリシリコンであり、より好ましくはＬＴＰＳである。この場合、検出装置１は、リセット回路１７の回路規模を抑制できる。これに限定されず、第４スイッチング素子ＴｒＲの半導体は、ＴＡＯＳを含む酸化物半導体であってもよい。
　端子部７２は、周辺領域ＧＡのうち、ゲート線駆動回路１５が設けられた領域とは異なる位置に設けられる。端子部７２は、第１端子導電層７３、第２端子導電層７４、第３端子導電層７５及び第４端子導電層７６を有する。第１端子導電層７３は、第２ゲート電極６４Ｂと同層に、第２無機絶縁層２２ｂの上に設けられる。コンタクトホールＨ６は、第３無機絶縁層２２ｃ、第４無機絶縁層２２ｄ、第５無機絶縁層２２ｅ及び第１有機絶縁層２３を連通して設けられる。
　第２端子導電層７４、第３端子導電層７５及び第４端子導電層７６は、コンタクトホールＨ６内に、この順で積層され、第１端子導電層７３と電気的に接続される。第２端子導電層７４は、第３導電層６７等と同じ材料を用い、同じ工程で形成できる。また、第３端子導電層７５は、下部電極３５と同じ材料を用い、同じ工程で形成できる。第４端子導電層７６は、接続配線３６及び電源信号線Ｌｖｓ（図７参照）と同じ材料を用い、同じ工程で形成できる。
　なお、図８では１つの端子部７２を示しているが、端子部７２は間隔を有して複数配列される。複数の端子部７２は、例えばＡＣＦ（Anisotropic　Conductive　Film）等により、フレキシブルプリント基板７１（図１参照）と電気的に接続される。
　センサ部１０は、以上のような構成となっているため、ユーザの生体情報を適切に検出できる。ただし、センサ部１０は、受光素子ＰＤで光Ｌを受光してユーザの生体情報を検出可能であれば、以上説明した構造に限られない。また、センサ部１０は、受光素子ＰＤで光Ｌを受光して情報を検出するものであれば、生体情報以外を検出するものであってもよい。
　（導光体）
　次に、導光体１００について説明する。導光体１００は、受光素子ＰＤに光Ｌを導く部材である。導光体１００は、本実施形態では、有機材料、さらに言えば高分子材料で構成されており、弾性変形可能である。ただし、導光体１００は、後述する構成であれば、有機材料に限られない。
　図９及び図１０は、第１実施形態に係る導光体の模式図である。図９は、導光体１００の断面図であり、図１０は、導光体１００を第３方向Ｄｚから見た場合の図である。図９に示すように、導光体１００は、第３方向Ｄｚにおいてセンサ部１０上に設けられている。すなわち、第３方向Ｄｚは、導光体１００（導光部１０２）とセンサ部１０（受光素子ＰＤ）とが重畳する方向であるといえる。導光体１００は、導光部１０２と、透光層１０４、１０６とを備える。導光体１００は、第３方向Ｄｚにおいて、透光層１０６、導光部１０２、透光層１０４の順で積層される板状の積層体である。第３方向Ｄｚにおいて、透光層１０６がセンサ部１０側、すなわち受光素子ＰＤ側に設けられ、透光層１０４が被検出体（指Ｆｇなど）側に設けられる。
　透光層１０６は、シート状の部材である。透光層１０６は、上側の表面１０６ａが、導光部１０２に接触し、表面１０６ａと反対側（下側）の表面１０６ｂが、センサ部１０（図８の例では第２有機絶縁層２３ｂまたは第８無機絶縁層２２ｈ）に接触する。透光層１０４、１０６は、光Ｌを透過する部材で構成されている。透光層１０４、１０６は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene　Terephthalate）、ＰＣ(Polycarbonate)、ＰＥＮ(Polyethylene　Naphthalate)、ポリイミド、または透明ポリイミド、脂環式エポキシ、フルオレン系ポリエステル、ＰＰＳ(Polyphenylenesulfide)であるが、光Ｌを透過する部材であれば、材料はそれに限られない。また、透光層１０４、１０６は、光Ｌの透過率が、後述の導光部１０２の導光経路１１０と等しいことが好ましい。透光層１０４、１０６の光Ｌの屈折率は、導光部１０２の導光経路１１０の光Ｌの屈折率よりも大きいことが好ましく、例えば、１．４以上１．８以下であることが好ましい。また透光層１０４と透光層１０６の透過率や屈折率は異なっていてもよい。
　なお、透光層１０４、１０６は、必須の構成でなく、導光体１００に含まれなくてもよい。例えば、導光体１００は、透光層１０４を含まずに透光層１０６を含まなくてもよいし、透光層１０４、１０６の少なくとも１つを含んでもよい。
　導光部１０２は、シート状の部材である。導光部１０２は、上側の表面１０２ａが、透光層１０４ｂに接触し、表面１０２ａと反対側（下側）の表面１０２ｂが、透光層１０６の表面１０６ａに接触する。すなわち、導光部１０２は、表面１０２ｂが、透光層１０６を介して、センサ部１０（受光素子ＰＤ）に対向する。導光部１０２は、導光経路１１０と、吸光部１１２とを含む。
　導光経路１１０は、光Ｌを透過可能な経路である。本実施形態では、導光経路１１０は、光Ｌを透過可能な固体状の部材である。導光経路１１０の光の透過率は、後述の吸光部１１２の光Ｌの透過率より高い。導光経路１１０の光の透過率は、５０％以上１００％以下であることが好ましい。ここでの光Ｌの透過率とは、入射する光Ｌの強度に対する、出射する光Ｌの強度の比率を指す。また、導光経路１１０の光の屈折率は、１．４０以上１．７０以下であることが好ましい。導光経路１１０は、有機材料、より詳しくは高分子材料であり、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などである。さらに言えば、導光経路１１０は、光の照射を受けて硬化する光重合物であることが好ましく、例えば、シリコーン系光重合物、アクリル系光重合物、エポキシ系光重合物などが好ましい。また、導光経路１１０は、シリコーン系光重合物、アクリル系光重合物、エポキシ系光重合物などの有機材料に、その有機材料より光Ｌの屈折率が高い材料が含まれたものであってもよい。屈折率が高い材料としては、例えば、チタニアやジルコニアなどの、遷移金属アルコキシドが挙げられる。ただし、導光経路１１０は、光Ｌを透過可能な経路であれば、以上説明した材料で構成されることに限られない。例えば、導光経路１１０は、固体状でなく、空気等の気体が含まれる空間であってもよい。この場合、導光経路１１０は、導光部１０２の開口であると言い換えることができ、光Ｌの屈折率は１になる。
　図１０に示すように、導光経路１１０は、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙにおいてマトリクス状に複数設けられる。図１０の例では、導光経路１１０は、第３方向Ｄｚから見た場合、導光部１０２において、正方格子状に分布しているが、並び方はこれに限られず任意であり、例えば、六方格子状に分布していてもよい。導光経路１１０のピッチ、すなわち隣り合う導光経路１１０の中心間の距離は、全ての導光経路１１０について等しいことが好ましいが、それに限られず、導光経路１１０毎にピッチが異なってもよい。
　また、図９に示すように、導光経路１１０は、導光部１０２の表面１０２ａから表面１０２ｂまでにわたって設けられている。すなわち、導光経路１１０の上側の表面１１０ａが、導光部１０２の表面１０２ａを構成し、表面１１０ａと反対側（下側）の表面１１０ｂが、導光部１０２の表面１０２ｂを構成していると言える。また、導光経路１１０の中心軸Ａｘは、第３方向Ｄｚにほぼ沿っており、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙにほぼ直交している。
　本実施形態において、導光経路１１０は、円柱状となっており、径Ｄ１が第３方向Ｄｚにおいて一定である。また、本実施形態においては、全ての導光経路１１０の径Ｄ１が、等しい。ただし、導光経路１１０は、円柱状でなくてもよく、例えば四角柱などの多角柱状であってもよい。また、導光経路１１０の表面１１０ａから表面１１０ｂまでの第３方向Ｄｚにおける長さを、長さＤ２とする。長さＤ２は、導光部１０２の第３方向Ｄｚにおける長さということもできる。長さＤ２は、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。長さＤ２をこのような数値範囲とすることで、導光体１００をフレキシブルに弾性変形させて、様々な形状の検出装置１に適用することができる。
　また、径Ｄ１に対する長さＤ２の比率を、導光経路１１０のアスペクト比とする。導光経路１１０のアスペクト比は、２以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。このようなアスペクト比にすることで、被検出体（指Ｆｇなど）の像を取り込む際の画角を小さくして、距離の離れた被検出体の撮影時のぼやけを低減することができる。また、導光経路１１０のアスペクト比は、例えば、２０以下であることが好ましい。アスペクト比を２０以下とすることで、製造を適切にすることができる。
　また、図１０に示すように、第３方向Ｄｚから見た場合、導光経路１１０は、受光素子ＰＤに重畳するよう設けられている。より詳しくは、第３方向Ｄｚから見た場合、１つの受光素子ＰＤに対し、複数の導光経路１１０が重畳する。さらに言えば、それぞれの受光素子ＰＤに対し、複数の導光経路１１０が重畳している。すなわち、第３方向Ｄｚから見た場合、１つの受光素子ＰＤが形成される領域内に、複数の導光経路１１０が設けられている。図１０の例では、１つの受光素子ＰＤに対し、９個の導光経路１１０が重畳しているが、１つの受光素子ＰＤに重畳する導光経路１１０の数は、９個に限られず、複数であれば任意であってよい。また隣接する受光素子ＰＤの間に導光経路１１０が存在したり、その一部が掛かっていてもよい。
　吸光部１１２は、導光経路１１０の周囲を囲うように設けられている。本実施形態においては、吸光部１１２は、導光部１０２において導光経路１１０が設けられていない箇所の全域にわたって設けられている。従って、本実施形態に係る導光経路１１０は、導光部１０２において、吸光部１１２に囲われている箇所に形成されているといえる。吸光部１１２は、導光部１０２の表面１０２ａから表面１０２ｂまでにわたって設けられている。すなわち、吸光部１１２の上側の表面１１２ａが、導光部１０２の表面１０２ａを構成し、表面１１２ａと反対側（下側）の表面１１２ｂが、導光部１０２の表面１０２ｂを構成していると言える。
　吸光部１１２は、光Ｌを吸収する部材で構成されており、光Ｌの吸収率が導光経路１１０より高い。吸光部１１２の光Ｌの吸収率は、７０％以上１００％以下であることが好ましく、１００％であることがより好ましい。ここでの光Ｌの吸収率とは、入射する光Ｌの強度に対する、入射する光Ｌの強度と出射する光Ｌの強度との差分の比率を指す。吸光部１１２は、有機材料、より詳しくは高分子材料であり、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂やシロキサンポリマー系樹脂である。吸光部１１２も、光の照射や加熱処理を受けて硬化する重合物であることが好ましく、例えば、硬化収縮率が小さいアクリル系光重合物などが好ましい。さらに、吸光部１１２は、これらの有機材料に対し、カーボンブラックや酸化チタンや酸窒化チタン等のチタンブラック、酸化鉄等の金属酸化物、さらには光Ｌを吸収する染料や有機顔料を含むものであってもよい。
　導光体１００は、以上のような構成となっている。次に、導光体１００の製造方法の例について説明する。図１１Ａは、本実施形態に係る導光体の製造方法の一例を説明する模式図である。図１１Ａに示すように、最初に、ステップＳ１０（第１塗布ステップ）に示すように、基板ＳＵＢ上に、透光層１０６を形成し、透光層１０６上に、第１有機材料Ｍ１を塗布する。基板ＳＵＢは、導光体１００を形成するために用いる基板であり、例えばガラス基板などである。第１有機材料Ｍ１は、例えば、透光層１０６の表面１０６ａの全域に形成される。第１有機材料Ｍ１は、未硬化の導光経路１１０の部材である。第１有機材料Ｍ１は、例えば、１種以上の光重合性モノマー成分を含む流動性がある有機材料である。また、第１有機材料Ｍ１は、１種以上の光重合性モノマー成分と光重合し難いオリゴマーとの複数成分を含む流動性がある有機材料であってもよい。また、第１有機材料Ｍ１は、第１有機材料Ｍ１は、１種以上の光重合性モノマー成分を含む流動性がある有機材料と、１種以上の光重合性モノマー成分と光重合し難いオリゴマーとの複数成分を含む流動性がある有機材料との、両方を含んでもよい。
　次に、ステップＳ１２（導光経路形成ステップ）に示すように、透光層１０６上に設けられた第１有機材料Ｍ１に、パターン状の光Ｕを照射する。図１１Ａの例では、光源部３００とパターン形成部３０２とを用いて、パターン状の光Ｕを照射する。光源部３００は、光Ｕを発生させる光源である。パターン形成部３０２は、複数の透過部３０２Ａが設けられる部材である。透過部３０２Ａは、光Ｕを透過するよう構成されている。透過部３０２Ａは、導光経路１１０の径Ｄ１に対応した内径（例えば径Ｄ１と等しい内径）となっている。また、透過部３０２Ａは、導光経路１１０のピッチに対応するように（例えば導光経路１１０のピッチと同じピッチで）、並んでいる。透過部３０２Ａは、光Ｕを透過する部材であってもよいし、開口であってもよい。なお、光Ｕは、第１有機材料Ｍ１を硬化可能な光であり、例えば紫外光である。
　ステップＳ１２においては、光源部３００と第１有機材料Ｍ１との間にパターン形成部３０２を配置し、光源部３００から第１有機材料Ｍ１の上側の表面に向けて、光Ｕを照射する。光源部３００からの光Ｌは、例えば、パターン形成部３０２の全域にわたって照射される。パターン形成部３０２に照射される光Ｕは、パターン形成部３０２の透過部３０２Ａを通って、第１有機材料Ｍ１の上側の表面に照射される。従って、第１有機材料Ｍ１には、透過部３０２Ａのパターンに対応した部分のみに、光Ｕが照射される。第１有機材料Ｍ１は、光Ｕが照射された部分が硬化して、導光経路１１０となる。そして、光Ｕが照射されていない部分は、硬化されず、第１有機材料Ｍ１のまま残る。すなわち、ステップＳ１２においては、光重合せずに硬化していない第１有機材料Ｍ１中に、第３方向Ｄｚに沿って直立する複数の導光経路１１０が形成される。
　なお、ステップＳ１２では、パターン形成部３０２を用いてパターン状の光Ｕを第１有機材料Ｍ１に照射させたが、パターン形成部３０２を用いることに限られない。図１１Ｂは、本実施形態に係る導光体の製造方法の他の例を説明する模式図である。例えば、図１１Ｂに示すように、光源部３００が、パターン形成部を設けず、パターン状に並ぶ複数の光源３０１を備え、それぞれの光源３０１から、直進性を有する光Ｕ（コリメート光）を、直接照射してもよい。このようなコリメート光を照射することで、第１有機材料Ｍ１に、材料の自己組織化作用で円柱状のミクロ相分離パターンが形成される場合には、光重合せずに硬化していない第１有機材料Ｍ１中に、第３方向Ｄｚに沿って直立する複数の導光経路１１０が形成される。
　次に、ステップＳ１４（除去ステップ）に示すように、光重合せずに硬化していない第１有機材料Ｍ１を、基板ＳＵＢ上から除去する。例えば、第１有機材料Ｍ１を溶解する液体中に浸漬することで、第１有機材料Ｍ１を除去する。これにより、透光層１０６上には、複数の導光経路１１０のみが残る。
　次に、ステップＳ１６（第２塗布ステップ）に示すように、透光層１０６上に、第２有機材料Ｍ２を塗布する。第２有機材料Ｍ２は、透光層１０６上であって、導光経路１１０が設けられていない領域（第１有機材料Ｍ１が除去された領域）に塗布される。すなわち、それぞれの導光経路１１０の周囲に、第２有機材料Ｍ２が塗布される。第２有機材料Ｍ２は、未硬化の吸光部１１２であり、流動性を有している。なお、ステップＳ１６においては、導光経路１１０の上側の表面１１０ａが、第２有機材料Ｍ２で覆われないことが好ましい。ただし、表面１１０ａが第２有機材料Ｍ２で覆われても、第２有機材料Ｍ２から形成された吸光部１１２の上面を、後で機械加工やエッチング処理などにより除去することで、表面１１０ａを露出させてもよい。
　次に、ステップＳ１８（吸光部形成ステップ）に示すように、透光層１０６上に設けられた第２有機材料Ｍ２に、光源部３１０から光Ｕ１を照射する。第２有機材料Ｍ２は、光Ｕ１の照射によって硬化して、吸光部１１２となる。これにより、透光層１０６上に、導光部１０２が形成される。なお、光Ｕ１は、光Ｕと同様に、紫外光などであってよい。また、第２有機材料Ｍ２は、熱により硬化して吸光部１１２となるものであってよく、この場合は、ステップＳ１８において、光Ｕ１の照射に代えて、第２有機材料Ｍ２を加熱して硬化させる。または光と熱を併用することで硬化するものでもよく、その場合は光Ｕ１の照射で形状を保持させその後の熱により硬化させる。
　次に、ステップＳ２０に示すように、導光部１０２上に、透光層１０４を形成する。これにより、基板ＳＵＢ上に、導光体１００が形成される。なお、透光層１０４は、塗布された後に硬化されてもよいし、固体状のものを導光部１０２上に貼り付けてもよい。
　次に、ステップＳ２２に示すように、導光体１００を基板ＳＵＢから取り外して、センサ部１０上に設ける。また、検出装置１の他の部材も取り付けるなどの工程を経て、検出装置１が製造される。なお、導光体１００を基板ＳＵＢから取り外す場合は、レーザリフトオフ法を用いて、導光体１００を基板ＳＵＢから剥離させてよい。この場合、基板ＳＵＢの導光体１００が設けられる表面とは反対側の表面から、レーザ光を照射させる。レーザ光は、基板ＳＵＢを透過して、導光体１００の基板ＳＵＢと接触する面（表面１０６ｂ）に照射される。導光体１００は、レーザ光により、基板ＳＵＢと接触する面が、基板ＳＵＢから剥離する。
　次に、受光素子ＰＤに光Ｌを導く場合について説明する。図１２は、第１実施形態の構成において、受光素子に光を導く場合の例を説明する模式図である。ここで、光Ｌを受光して情報を検出する検出装置においては、光Ｌを受光素子ＰＤに適切に導く必要がある。例えば受光素子ＰＤに導く光Ｌの強度が小さかったり、検出したい箇所以外からの光が受光素子ＰＤに導かれたりすると、情報を適切に検出できない恐れが生じる。また、広範囲からの光Ｌが受光素子ＰＤに導かれると、受光素子ＰＤ毎に受光する光Ｌの強度が均等に近づいてしまい、画像がぼやける等の現象も起こる。それに対し、図１２に示すように、本実施形態に係る検出装置１は、受光素子ＰＤに光を導くための導光部１０２を備えている。導光部１０２は、１つの受光素子ＰＤに対し、複数の導光経路１１０を重畳している。従って、図１２に示すように、複数の導光経路１１０を通った光Ｌを、受光素子ＰＤに導くことができる。従って、検出装置１によると、例えば受光素子ＰＤに導く光Ｌの強度が小さくなることを抑制できる。また、導光経路１１０によって、導光経路１１０を通って受光素子ＰＤに入射可能な光Ｌの入射角度の範囲である入射範囲角度θを制限することができる。すなわち、導光経路１１０の中心軸Ａｘと光の進行方向とがなす角度が、入射範囲角度θの範囲内にある光Ｌａは、導光経路１１０を通って受光素子ＰＤに到達する。一方、導光経路１１０の中心軸Ａｘと光の進行方向とがなす角度が、入射範囲角度θの範囲外にある光Ｌｂは、導光経路１１０内において、吸光部１１２の内周面に照射されて吸収され、受光素子ＰＤに到達しない。従って、検出装置１によると、広範囲からの光Ｌが受光素子ＰＤに到達することが抑制され、被写界深度を深くすることができる。また、検出したい箇所以外からの光Ｌｃ（例えば隣の受光素子ＰＤが検出すべき箇所からの光）が受光素子ＰＤに向かってきても、吸光部１１２で遮ることで、検出したい範囲以外からの光Ｌｃの受光素子ＰＤへの到達を抑えることができる。
　以上説明したように、第１実施形態に係る検出装置１は、光Ｌを受光する複数の受光素子ＰＤと、表面１０２ｂが受光素子ＰＤに対向して設けられる導光部１０２と、を備える。導光部１０２は、複数の導光経路１１０と、吸光部１１２とを含む。導光経路１１０は、導光部１０２の表面１０２ａから表面１０２ｂまでにわたって設けられる。吸光部１１２は、導光経路１１０よりも光Ｌの吸収率が高い。そして、検出装置１は、受光素子ＰＤと導光部１０２とが重畳する方向（第３方向Ｄｚ）から見た場合に、１つの受光素子ＰＤに対し、複数の導光経路１１０が重畳する。本実施形態に係る検出装置１は、１つの受光素子ＰＤに対し、複数の導光経路１１０を重畳させることで、複数の導光経路１１０を通った光Ｌを受光素子ＰＤに導き、受光素子ＰＤに導く光Ｌの強度が小さくなることを抑制できる。また、検出装置１は、吸光部１１２を備えることで、広範囲からの光Ｌや、検出したい範囲以外からの光Ｌが、受光素子ＰＤに到達することを抑制できる。このように、本実施形態に係る検出装置１によると、受光素子ＰＤに光Ｌを適切に導くことができる。
　また、導光経路１１０は、吸光部１１２よりも光Ｌの透過率が高い固体状の部材で構成されている。導光経路１１０を、光Ｌの透過率が高い固体状の部材で構成することで、受光素子ＰＤに光Ｌを適切に導くことができる。
　また、導光部１０２は、有機材料で構成されることが好ましい。有機材料で導光部１０２を形成することで、導光部１０２をフレキシブルに弾性変形させて、様々な形状の検出装置１に適用することができる。
　また、本実施形態に係る検出装置１の製造方法は、第１塗布ステップと、導光経路形成ステップと、除去ステップと、第２塗布ステップと、吸光部形成ステップと、を有する。第１塗布ステップにおいては、基板ＳＵＢ上に第１有機材料Ｍ１を塗布する。導光経路形成ステップにおいては、基板ＳＵＢ上に塗布された第１有機材料Ｍ１の導光経路１１０を形成する領域に、光Ｕを照射して、光Ｕを照射した領域における第１有機材料Ｍ１を硬化させて、硬化した第１有機材料Ｍ１を導光経路１１０とする。除去ステップにおいては、硬化していない第１有機材料Ｍ１を基板ＳＵＢ上から除去する。第２塗布ステップにおいては、基板ＳＵＢ上の導光経路１１０が形成されていない領域に第２有機材料Ｍ２を塗布する。吸光部形成ステップにおいては、基板ＳＵＢ上の第２有機材料Ｍ２に光Ｕ１を照射して第２有機材料Ｍ２を硬化させて、吸光部１１２を形成する。本実施形態に係る製造方法によると、受光素子ＰＤに光Ｌを適切に導く検出装置１を適切に製造できる。
　（変形例）
　次に、第１実施形態の変形例について説明する。第１実施形態においては、全ての導光経路１１０の径が等しかったが、以下の変形例に示すように、導光経路毎に径が異なっていてもよい。図１３は、変形例に係る導光体の模式図である。図１３に示すように、変形例に係る導光体１００Ａの導光部１０２Ａは、導光経路１１０Ａ１、１１０Ａ２とで、内径が異なる。導光経路１１０Ａ１、１１０Ａ２は、同じ受光素子ＰＤに重畳している。導光経路１１０Ａ２の径Ｄ１Ａ２は、導光経路１１０Ａ１の径Ｄ１Ａ１より大きい。従って、導光経路１１０Ａ１、１１０Ａ２とは、アスペクト比が異なり、導光経路１１０Ａ２のアスペクト比（径Ｄ１Ａ２に対する長さＤ２の比率）は、導光経路１１０Ａ１のアスペクト比（径Ｄ１Ａ１に対する長さＤ２の比率）よりも小さい。例えば、導光経路１１０Ａ２のアスペクト比は、２以上であり、導光経路１１０Ａ１のアスペクト比は、１０以上であることが好ましい。このようにアスペクト比を異ならせることで、導光経路１１０Ａ１を通って受光素子ＰＤに入射可能な光Ｌの入射角度の範囲である入射範囲角度θＡ１を、導光経路１１０Ａ２を通って受光素子ＰＤに入射可能な光Ｌの入射角度の範囲である入射範囲角度θＡ２より小さくできる。これにより、導光経路１１０Ａ１における被写界深度を深くすることができる。
　このように、導光経路１１０Ａにおいて、１つの受光素子ＰＤに重畳する複数の導光経路は、アスペクト比が互いに異なる。このようにアスペクト比を異ならせることで、異なる種類の生体情報を適切に検出することができる。例えば、可視光を光Ｌ０として照射し、その反射光である可視光の光Ｌを受光素子ＰＤに導くことで、生体情報として指紋を検出できる。また例えば、近赤外光を光Ｌ０として照射し、その反射光である近赤外光の光Ｌを受光素子ＰＤに導くことで、生体情報として血管パターンを検出できる。この場合に、可視光の光Ｌを、導光経路１１０Ａ１を通って受光素子ＰＤに到達させることで、指紋を高精度に検出できる。また、近赤外光の光Ｌを、導光経路１１０Ａ２を通って受光素子ＰＤに到達させることで、血管パターンを高精度に検出できる。例えば、導光経路１１０Ａ１に、可視光を透過して近赤外光を吸収するフィルタを設け、導光経路１１０Ａ２に、近赤外光を透過して可視光を吸収するフィルタを設けることで、それぞれの導光経路を適切に使い分けることができるが、このようなフィルタは必須の構成ではない。なお、図１３では、導光経路１１０Ａ１と導光経路１１０Ａ２とで、２つの導光経路の径及びアスペクト比が異なる構成を例示しているが、３つ以上の導光経路が、互いに径及びアスペクト比が異なっていてもよい。
　次に、第１実施形態の別の変形例を説明する。第１実施形態においては、導光経路１１０の径Ｄ１が第３方向Ｄｚにおける位置毎に一定であったが、導光経路１１０の径Ｄ１が第３方向Ｄｚにおける位置毎に異なってもよい。図１４及び図１５は、変形例に係る導光体の模式図である。図１４に示すように、変形例に係る導光体１００Ｂの導光部１０２Ｂは、導光経路１１０Ｂの径が、第３方向Ｄｚにおける位置毎に異なる。さらに言えば、導光経路１１０Ｂは、表面１１０ｂ（表面１０２ｂ）から表面１１０ａ（１０２ａ）に向かうに従って、径が小さくなる順テーパ形状となっている。すなわち、導光経路１１０Ｂの表面１１０ａ側の径Ｄ１Ｂ１は、導光経路１１０Ｂの表面１１０ｂ側の径Ｄ１Ｂ２より、小さい。
　このように、導光経路１１０Ｂの径が表面１０２ａに向かうに従って小さくなることで、例えば径が一定の場合に比べ、導光経路１１０Ｂを通って受光素子ＰＤに入射可能な光Ｌの入射角度の範囲である入射範囲角度θＢを、小さくすることができる。つまり、導光経路１１０の径Ｄ１が一定の場合と同じアスペクト比を実現する場合に順テーパ形状をすることで、導光部１０２Ｂの厚みを実効的に薄くすることが可能となる。従って、広範囲からの光Ｌが受光素子ＰＤに到達することを抑制でき、被写界深度を深くして、受光素子ＰＤに光Ｌを適切に導くことができる。
　また、図１５に示すように、隣り合う導光経路１１０Ｂの表面１１０ｂの部分が、互いに接触してもよい。言い換えれば、導光経路１１０Ｂの表面１１０ｂの外周部分と、その導光経路１１０Ｂに隣り合う導光経路１１０Ｂの表面１１０ｂの外周部分との間に、吸光部１１２が設けられてなくてもよい。このように、隣り合う導光経路１１０Ｂの表面１１０ｂが接触することで、それぞれの導光経路１１０Ｂを通った光Ｌａを、重なり合った状態で受光素子ＰＤに到達させることができ、光の強度を高くできる。
　なお、以上説明した２つの変形例を組み合わせて、アスペクト比が異なりつつ、導光経路１１０の径を第３方向Ｄｚにおける位置毎に異ならせてもよい。また、これらの２つの変形例は、後述の第２実施形態、第３実施形態にも適用可能である。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、導光部１０２が導光経路１１０と吸光部１１２を含んでいる構成であったが、第２実施形態においては、さらに低屈折率部を含む。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
　図１６及び図１７は、第２実施形態に係る導光体の模式図である。図１６に示すように、第２実施形態に係る導光体１００Ｃの導光部１０２Ｃは、導光経路１１０と、吸光部１１２と、低屈折率部１１４とを含む。低屈折率部１１４は、導光経路１１０よりも光Ｌの屈折率が低い部材である。低屈折率部１１４の光Ｌの屈折率は、１．３以上１．６以下であることが好ましい。また、低屈折率部１１４は、光Ｌの透過率が、吸光部１１２より小さいことが好ましい。低屈折率部１１４の光の透過率は、５０％以上１００％以下であることが好ましい。
　図１７に示すように、低屈折率部１１４は、導光経路１１０毎に設けられており、それぞれの低屈折率部１１４は、導光経路１１０の周囲を囲うように設けられている。すなわち、低屈折率部１１４は、導光経路１１０に対応して複数設けられている。図１６に示すように、低屈折率部１１４は、導光部１０２の表面１０２ａから表面１０２ｂまでにわたって設けられている。すなわち、低屈折率部１１４の上側の表面１１４ａが、導光部１０２の表面１０２ａを構成し、表面１１４ａと反対側（下側）の表面１１４ｂが、導光部１０２の表面１０２ｂを構成していると言える。低屈折率部１１４の外径を径Ｄ３とすると、径Ｄ３は、導光経路１１０の径Ｄ１に対し、１．０倍以上１．２倍以下であることが好ましい。また、第２実施形態においては、吸光部１１２は、低屈折率部１１４の周囲を囲うように設けられている。すなわち、吸光部１１２は、導光部１０２において低屈折率部１１４及び導光経路１１０が設けられていない箇所の全域にわたって設けられている。従って、第２実施形態に係る導光経路１１０は、導光部１０２において、低屈折率部１１４に囲われている箇所に形成されているといえる。
　低屈折率部１１４の材料は任意であるが、例えば、導光経路１１０と同じ材料であってもよい。この場合、例えば、図１１Ａで説明した第１有機材料Ｍ１を、π電子共役系を有する低分子のアクリル系モノマーと、屈折率の低いシロキサン結合を有して、光重合し難いオリゴマーと、を含む材料とする。オリゴマー成分の方が、モノマーよりも分子量が大きい。このような第１有機材料Ｍ１を用いて図１１ＡのステップＳ１２を実行すると、光Ｌが照射された領域の中央部分においてアクリル系モノマー成分が多くなるため、中央部分が高屈折率となり、中央部分より放射方向外側が低屈折率となる。すなわち、中央部分が導光経路１１０となり、放射方向外側部分が低屈折率部１１４となり、導光経路１１０と低屈折率部１１４とを形成できる。ただし、この製造方法及び材料は、一例である。
　以上説明したように、導光部１０２Ｃは、導光経路１１０よりも光Ｌの屈折率が低い低屈折率部１１４をさらに含む。また、低屈折率部１１４は、それぞれの導光経路１１０の周囲を囲い、吸光部１１２は、それぞれの低屈折率部１４４の周囲を囲う。第２実施形態においては、図１６に示すように、導光経路１１０内に入射して導光経路１１０の外周面に照射される光Ｌｂが、低屈折率部１１４との界面で反射しつつ進行して、受光素子ＰＤに到達する。第１実施形態の場合は、低屈折率部１１４が設けられないため、導光経路１１０内に入射して導光経路１１０の外周面に照射される光Ｌｂは、吸光部１１２に吸収されて、受光素子ＰＤに到達しない。従って、第１実施形態においては、広範囲からの光Ｌが受光素子ＰＤに到達することを抑制できる。しかし、光Ｌｂが受光素子ＰＤに到達しないことで、光の強度が不足するケースも考えられる。そのような場合において、第２実施形態のように低屈折率部１１４を設けると、広範囲からの光Ｌ（例えば光Ｌｃ）の到達を抑制しつつ、光Ｌｂを受光素子ＰＤに到達させることが可能となり、光の強度不足も適切に抑制できる。従って、第２実施形態によると、受光素子ＰＤに光Ｌを適切に導くことができる。
　（変形例）
　次に、第２実施形態の変形例について説明する。図１８は、変形例に係る導光体の模式図である。第２実施形態においては、低屈折率部１１４が導光経路１１０の周囲を囲い、吸光部１１２が低屈折率部１４４の周囲を囲う構成であった。ただし、導光経路１１０と低屈折率部１１４と吸光部１１２との構造は、このような構成に限られない。例えば、図１８の変形例に係る導光体１００Ｄの導光部１０２Ｄに示すように、導光経路１１０と、低屈折率部１１４Ｄと、吸光部１１２Ｄとを備えた構成であってよい。低屈折率部１１４Ｄは、導光経路１１０の周囲を囲うように構成されるが、第３方向Ｄｚにおける導光経路１１０の全域を囲わず、第３方向Ｄｚにおける導光経路１１０の一部の区域のみを囲う。具体的には、低屈折率部１１４Ｄの下側の表面１１４Ｄｂは、導光部１０２の表面１０２ｂと同じ位置にあるが、低屈折率部１１４Ｄの上側の表面１１４Ｄａは、導光部１０２の表面１０２ａよりも表面１０２ｂ側、すなわち下側にある。低屈折率部１１４Ｄは、表面１１４Ｄａから表面１１４Ｄｂまでの区域において、導光経路１１０の周囲を覆う。
　また、吸光部１１２Ｄは、低屈折率部１１４Ｄの表面１１４Ｄａ上に設けられて、導光経路１１０の周囲を囲う。吸光部１１２Ｄは、下側の表面１１２Ｄｂが、低屈折率部１１４Ｄの表面１１４Ｄａに接触し、上側の表面１１２Ｄａが、導光部１０２の表面１０２ａと同じ位置にある。吸光部１１２Ｄは、表面１１２Ｄａから表面１１２Ｄｂまでの区域において、導光経路１１０の周囲を覆う。なお、吸光部１１２Ｄの第３方向Ｄｚにおける長さＤ４は、導光経路１１０の第３方向Ｄｚにおける長さＤ２に対し、０．３倍以上１．０倍以下であることが好ましい。
　このように、導光部１０２Ｄにおいて、低屈折率部１１４Ｄは、それぞれの導光経路１１０の周囲を囲い、吸光部１１２Ｄは、低屈折率部１１４Ｄの表面１１４Ｄａ側に設けられる。このように構成されることで、広範囲からの光Ｌｃを上側の吸光部１１２Ｄで吸収して、吸光部１１２Ｄに到達することを抑制できる。また、導光経路１１０内に入射して導光経路１１０の外周面に照射される光Ｌｂを、低屈折率部１１４Ｄの内周面で反射させて受光素子ＰＤに到達させつつ、光Ｌｂよりもさらに入射角度が小さい（入射角度が表面１０２ａに対して小さい）光Ｌｄを、上側の吸光部１１２Ｄの内周面で吸収して、広範囲からの光Ｌの到達を抑制できる。
　次に、第２実施形態の別の変形例を説明する。図１９は、変形例に係る導光体の模式図である。例えば図１９に示すように、導光体１００Ｄの吸光部１１２Ｄは、第１吸光部１１２Ｄ１と第２吸光部１１２Ｄ２とを含んでいてもよい。第１吸光部１１２Ｄ１は、吸光部１１２Ｄのうち、低屈折率部１１４Ｄの表面１１４Ｄａ上に設けられる部分である。第２吸光部１１２Ｄ２は、第１吸光部１１２Ｄ１の導光部１０２Ｄと接する端部１１２Ｄ１ａから、端部１１２Ｄｃまで、表面１０２ｂ側、すなわち受光素子ＰＤ側に向けて延在する。第２吸光部１１２Ｄ２は、端部１１２Ｄ１ａから端部１１２Ｄｃまでにおいて、導光経路１１０の周囲を囲う。また、第２吸光部１１２Ｄ２は、端部１１２Ｄ１ａから端部１１２Ｄｃまでにおいて、低屈折率部１１４Ｄに囲われている。端部１１２Ｄｃから表面１０２ｂまでにおいては、第２吸光部１１２Ｄ２が設けられていないため、低屈折率部１１４Ｄが、導光経路１１０の周囲を囲う。
　なお、第２吸光部１１２Ｄ２の第３方向Ｄｚにおける長さＤ５は、導光経路１１０の長さＤ２に対し、０．２倍以上１．０倍以下であることが好ましい。また、第２吸光部１１２Ｄ２の内径Ｄ６は、導光経路１１０の径Ｄ１に対して、０．７倍以上１．０倍以下であることが好ましい。
　このように、図１９の例においては、吸光部１１２Ｄは、低屈折率部１１４Ｄの表面１１４Ｄａ側に設けられる第１吸光部１１２Ｄ１と、第１吸光部１１２Ｄ１の導光部１０２Ｄ側の端部１１２Ｄ１ａから表面１０２ｂ側に向けて延在し、導光経路１１０の周囲を囲う第２吸光部１１２Ｄ２と、を有する。このような構造となる場合、導光経路１１０内に入射する光Ｌｂを、第２吸光部１１２Ｄ２より下側の低屈折率部１１４Ｄで反射させて、受光素子ＰＤに到達させることができる。また、光Ｌｂよりも入射角度が小さい（入射角度が表面１０２ａに対して小さい）光Ｌｄを、第２吸光部１１２Ｄ２の内周面で吸収させて受光素子ＰＤへの到達を抑えることができる。
　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態においては、導光部が選択吸光部１１８を備える点で、第１実施形態とは異なる。第３実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
　図２０は、第３実施形態に係る導光体の模式図である。図２０に示すように、第３実施形態に係る導光体１００Ｅの導光部１０２Ｅは、導光経路１１０と、吸光部１１２と、選択吸光部１１８とを含む。第３実施形態において、導光経路１１０は、可視光の光Ｌと近赤外光の光Ｌとの両方を透過する。また、吸光部１１２は、可視光の光Ｌと近赤外光の光Ｌとの両方を吸収する。また、選択吸光部１１８は、可視光の光Ｌを吸収するが近赤外光の光Ｌを透過する。選択吸光部１１８は、可視光の光Ｌの吸収率が導光経路１１０より高く、近赤外光の光Ｌの透過率が吸光部１１２より高い。選択吸光部１１８は、可視光の光Ｌの吸収率が、７０％以上１００％以下であることが好ましく、１００％であることがより好ましい。選択吸光部１１８は、近赤外光の光Ｌの透過率が、７０％以上１００％以下であることが好ましく、１００％であることがより好ましい。
　選択吸光部１１８は、第２実施形態の低屈折率部１１４と同様に、導光経路１１０毎に設けられており、それぞれの選択吸光部１１８は、導光経路１１０の周囲を囲うように設けられている。すなわち、選択吸光部１１８は、導光経路１１０に対応して複数設けられている。選択吸光部１１８は、導光部１０２の表面１０２ａから表面１０２ｂまでにわたって設けられている。すなわち、選択吸光部１１８の上側の表面１１８ａが、導光部１０２の表面１０２ａを構成し、表面１１８ａと反対側（下側）の表面１１８ｂが、導光部１０２の表面１０２ｂを構成していると言える。選択吸光部１１８の外径を径Ｄ７とすると、径Ｄ７に対する長さＤ２の比率である選択吸光部１１８のアスペクト比は、径Ｄ１に対する長さＤ２の比率である導光経路１１０のアスペクト比よりも、小さい。選択吸光部１１８のアスペクト比は、導光経路１１０のアスペクト比に対し、０．２倍以上１．０倍以下であることが好ましい。このようなアスペクト比とすることで、近赤外光と可視光とを適切に受光して、血管パターンと指紋とを適切に検出できる。なお、選択吸光部１１８のアスペクト比は、２以上であることが好ましく、２０以下であることが好ましい。
　選択吸光部１１８は、有機材料、さらに言えば高分子材料で構成されており、例えば可視光を吸収する色素染料を含有する高分子材料などである。
　また、第３実施形態においては、吸光部１１２は、選択吸光部１１８の周囲を囲うように設けられている。すなわち、吸光部１１２は、導光部１０２において選択吸光部１１８及び導光経路１１０が設けられていない箇所の全域にわたって設けられている。従って、第３実施形態に係る導光経路１１０は、導光部１０２において、選択吸光部１１８に囲われている箇所に形成されているといえる。
　以上説明したように、導光部１０２Ｅは、選択吸光部１１８をさらに含む。選択吸光部１１８は、可視光の光Ｌの吸収率が導光経路１１０より高く、近赤外光の光Ｌの透過率が吸光部１１２より高い。また、選択吸光部１１８は、それぞれの導光経路１１０の周囲を囲い、吸光部１１２は、それぞれの選択吸光部１１８の周囲を囲う。第３実施形態においては、図２０に示すように、検出したい箇所以外からの可視光の光Ｌｃと近赤外光の光Ｌ１ｃとは、吸光部１１２に吸収され、受光素子ＰＤへの到達を抑えることができる。また、導光経路１１０内に入射して選択吸光部１１８の内周面に当たらない可視光の光Ｌａと近赤外光の光Ｌ１ａとは、導光経路１１０内を通って受光素子ＰＤへ到達する。また、可視光の光Ｌａよりも入射角度が小さい（入射角度が表面１０２ａに対して小さい）可視光の光Ｌｂは、導光経路１１０内で選択吸光部１１８の内周面に当たり、選択吸光部１１８に吸収されて、受光素子ＰＤへの到達が抑えられる。一方、近赤外光の光Ｌ１ａよりも入射角度が小さい可視光の光Ｌ１ｂは、導光経路１１０内で選択吸光部１１８の内周面に当たるが、選択吸光部１１８を透過して、受光素子ＰＤに到達する。すなわち、第３実施形態においては、近赤外光の被写界深度よりも可視光の被写界深度を深くすることが可能となり、可視光による指紋の検出と、近赤外光による血管パターンの検出とを、適切に行う事が可能となる。
　（変形例）
　次に、第３実施形態の変形例について説明する。図２１は、変形例に係る導光体の模式図である。第３実施形態においては、選択吸光部１１８が導光経路１１０の周囲を囲い、吸光部１１２が選択吸光部１１８の周囲を囲う構成であった。ただし、導光経路１１０と選択吸光部１１８と吸光部１１２との構造は、このような構成に限られない。例えば、図２１の変形例に示すように、選択吸光部１１８は、導光経路１１０の周囲を囲うように構成されるが、第３方向Ｄｚにおける導光経路１１０の全域を囲わず、第３方向Ｄｚにおける導光経路１１０の一部の区域のみを囲う。すなわち、選択吸光部１１８の下側の表面１１８ｂは、導光部１０２の表面１０２ｂと同じ位置にあるが、選択吸光部１１８の上側の表面１１８ａは、導光部１０２の表面１０２ａよりも表面１０２ｂ側、すなわち下側にある。選択吸光部１１８は、表面１１８ａから表面１１８ｂまでの区域において、導光経路１１０の周囲を囲う。
　また、吸光部１１２は、選択吸光部１１８の表面１１２ａ上に設けられて、導光経路１１０の周囲を囲う。吸光部１１２は、下側の表面１１２ｂが、選択吸光部１１８の表面１１８ａに接触し、上側の表面１１２ａが、導光部１０２の表面１０２ａと同じ位置にある。吸光部１１２は、表面１１２ａから表面１１２ｂの区域までにおいて、導光経路１１０の周囲を囲う。なお、吸光部１１２の第３方向Ｄｚにおける長さＤ８は、導光経路１１０の第３方向Ｄｚにおける長さＤ２に対し、０．２倍以上１．０倍以下であることが好ましい。
　このように、図２１の構成においても、可視光の光Ｌａよりも入射角度が小さい（入射角度が表面１０２ａに対して小さい）可視光の光Ｌｂは、導光経路１１０内で選択吸光部１１８の内周面に当たり、選択吸光部１１８に吸収されて、受光素子ＰＤへの到達が抑えられる。一方、近赤外光の光Ｌ１ａよりも入射角度が小さい可視光の光Ｌ１ｂは、導光経路１１０内で選択吸光部１１８の内周面に当たるが、選択吸光部１１８を透過して、受光素子ＰＤに到達する。すなわち、この場合においても、近赤外光の被写界深度よりも可視光の被写界深度を深くすることが可能となり、可視光による指紋の検出と、近赤外光による血管パターンの検出とを、適切に行う事が可能となる。
　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、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
　１　検出装置
　１０　センサ部
　１００　導光体
　１０２　導光部
　１０２ａ、１０２ｂ　表面
　１０４、１０６　透光層
　１１０　導光経路
　１１２　吸光部
　１１４　低屈折率部
　ＰＤ　受光素子

Claims (10)

  1. 　光を受光する複数の受光素子と、
    　一方の表面が前記受光素子に対向して設けられる導光部と、を備え、
    　前記導光部は、前記導光部の前記一方の表面から他方の表面までにわたって設けられる複数の導光経路、及び、前記導光経路よりも前記光の吸収率が高い吸光部を含み、
    　前記受光素子と前記導光部とが重畳する方向から見た場合に、１つの前記受光素子に対し、複数の前記導光経路が重畳する、
    　検出装置。
  2. 　前記導光経路は、前記吸光部よりも光の透過率が高い固体状の部材で構成される、請求項１に記載の検出装置。
  3. 　１つの前記受光素子に重畳する複数の前記導光経路は、径に対する前記一方の表面から前記他方の表面までの長さの比率であるアスペクト比が、互いに異なる、請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
  4. 　前記導光経路は、前記他方の表面側に向かうに従って、径が小さくなる、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. 　前記導光部は、前記導光経路よりも前記光の屈折率が低い低屈折率部をさらに含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出装置。
  6. 　前記低屈折率部は、それぞれの前記導光経路の周囲を囲い、前記吸光部は、それぞれの前記低屈折率部の周囲を囲う、請求項５に記載の検出装置。
  7. 　前記低屈折率部は、それぞれの前記導光経路の周囲を囲い、前記吸光部は、前記低屈折率部の前記他方の表面側に設けられる、請求項５に記載の検出装置。
  8. 　前記吸光部は、可視光を吸収するが赤外光を透過する第１吸光部と、可視光と赤外光とを吸収する第２吸光部と、を備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の検出装置。
  9. 　前記導光部は、有機材料で構成される、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検出装置。
  10. 　請求項９に記載の検出装置の製造方法であって、
    　基板上に第１有機材料を塗布する第１塗布ステップと、
    　基板上に塗布された前記第１有機材料の前記導光経路を形成する領域に光を照射して、光を照射した領域における前記第１有機材料を硬化させて、硬化した前記第１有機材料を前記導光経路とする導光経路形成ステップと、
    　硬化していない前記第１有機材料を前記基板上から除去する除去ステップと、
    　前記基板上の前記導光経路が形成されていない領域に第２有機材料を塗布する第２塗布ステップと、
    　前記基板上の第２有機材料に光およびまたは熱を照射して前記第２有機材料を硬化させて、前記吸光部を形成する吸光部形成ステップと、
    　を有する、検出装置の製造方法。
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