WO2023100435A1 - 光学式センサ - Google Patents

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WO2023100435A1
WO2023100435A1 PCT/JP2022/033733 JP2022033733W WO2023100435A1 WO 2023100435 A1 WO2023100435 A1 WO 2023100435A1 JP 2022033733 W JP2022033733 W JP 2022033733W WO 2023100435 A1 WO2023100435 A1 WO 2023100435A1
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WO
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holes
group
light
optical sensor
detection
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/033733
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English (en)
French (fr)
Inventor
和己 松永
盛右 新木
安 冨岡
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117—Identification of persons
    • A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/117—Identification of persons
    • A61B5/1171—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof
    • A61B5/1172—Identification of persons based on the shapes or appearances of their bodies or parts thereof using fingerprinting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing

Definitions

  • the present invention relates to optical sensors.
  • an optical sensor it is possible to acquire predetermined information by irradiating a measurement target with light in a specific wavelength band and sensing reflected light or transmitted light from the measurement target.
  • an optical sensor can acquire fingerprint information by irradiating a finger with visible light and sensing reflected light or transmitted light.
  • the optical sensor can acquire vein information by irradiating a finger with near-infrared light and sensing the transmitted light.
  • An optical sensor sequentially irradiates a measurement target with light of multiple wavelength bands at intervals, and acquires multiple types of information about the measurement target by sensing reflected light and transmitted light from the measurement target. can do. However, in doing so, there is a problem that it takes a long time to acquire all of the multiple types of information.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical sensor capable of acquiring multiple types of information from multiple wavelengths in a short period of time.
  • An optical sensor includes a plurality of pixels arranged on a plane, a light receiving unit that receives light from a measurement target, and a plurality of through holes, and each pixel includes one or more and an interposer arranged above the light receiving part so that the through holes overlap each other, and an interposer that transmits light in a first wavelength band and that belongs to the first group among the plurality of through holes. and a first wavelength selection portion provided in the second wavelength band, and provided so as to overlap with each of the plurality of through holes belonging to a second group different from the first group, which transmits light in a second wavelength band. and a second wavelength selector.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of part of the detection area;
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a VV line cross-section of FIG. 1;
  • It is a schematic diagram showing the cross section and upper surface of the optical sensor which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a VV line cross-section of FIG. 1;
  • It is a schematic diagram showing the cross section and upper surface of the optical sensor which concerns on 1st Embodiment.
  • It is a figure which shows the manufacturing method of the interposer which concerns on 1st Embodiment.
  • It is a figure which shows the manufacturing method of the interposer based on the modification of 1st Embodiment.
  • the terms “above” and “below” refer only to cases where the component is located directly above or below a certain component. However, unless otherwise specified, it includes the case where other components are interposed between them.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an optical sensor 1 according to the first embodiment of the invention.
  • the optical sensor 1 includes a resin substrate 100, a light receiving section 10, a gate line drive circuit 15, a signal line selection circuit 16, a control circuit 26, a power supply circuit 28, and a detection circuit 48. , a flexible printed circuit board 300 , and a control circuit board 400 .
  • a control board 400 is electrically connected to the resin board 100 via a flexible printed board 300 .
  • a detection circuit 48 is provided on the flexible printed circuit board 300 .
  • a control circuit 26 and a power supply circuit 28 are provided on the control board 400 .
  • the control circuit 26 supplies control signals to the light receiving section 10 , the gate line driving circuit 15 and the signal line selection circuit 16 to control the detection operation of the light receiving section 10 .
  • the detection circuit 48 and control circuit 26 are, for example, an IC (Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the power supply circuit 28 supplies a power supply voltage to the light receiving section 10 , the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 .
  • the resin substrate 100 has a detection area DA and a frame area PA.
  • the detection area DA is an area in which the light receiving section 10 is provided.
  • the frame area PA is an area outside the detection area DA, and is an area where the light receiving section 10 is not provided.
  • the frame area PA has a bending area BA and a terminal area TA.
  • the bending area BA and the terminal area TA are provided at one end of the frame area PA.
  • Wires connected to the detection area DA are arranged in the bending area BA and the terminal area TA.
  • the resin substrate 100 and the flexible printed circuit board 300 are connected in the terminal area TA.
  • the light receiving unit 10 includes a plurality of pixels PX arranged on a plane and receives light from the measurement target.
  • a plurality of pixels PX are arranged in a matrix in the detection area DA.
  • the plurality of pixels PX includes an optical sensor 30 (see FIG. 4), which is a photodiode, and outputs an electrical signal corresponding to the light irradiated thereon.
  • Each pixel PX outputs to the signal line selection circuit 16 as the first detection signal Vdet an electric signal corresponding to the light irradiated thereto. Further, each pixel PX performs detection according to the gate drive signal Vgcl supplied from the gate line drive circuit 15 .
  • the gate line drive circuit 15 and the signal line selection circuit 16 are provided in the frame area PA. Specifically, the gate line driving circuit 15 is provided in a region extending along the extending direction (second direction Dy) of the signal line SGL in the frame region PA. The signal line selection circuit 16 is provided in a region extending along the extending direction (first direction Dx) of the gate lines GCL in the frame area PA, and is provided between the light receiving section 10 and the bending area BA.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the optical sensor 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the optical sensor 1 further has a detection control section 11 and a detection section 40 .
  • a part or all of the functions of the detection control section 11 are included in the control circuit 26 .
  • part or all of the functions of the detection unit 40 are included in the control circuit 26 .
  • 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 RST to the gate line drive circuit 15 .
  • the detection control unit 11 also supplies various control signals such as the selection signal ASW to the signal line selection circuit 16 .
  • the gate line drive circuit 15 is a circuit that drives the gate lines GCL based on various control signals.
  • the gate line driving circuit 15 sequentially or simultaneously selects a plurality of gate lines GCL and supplies a gate driving signal Vgcl to the selected gate lines GCL. Thereby, the gate line drive circuit 15 selects the pixel PX 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 lines SGL.
  • the signal line selection circuit 16 is, for example, a multiplexer.
  • the signal line selection circuit 16 connects the selected signal line SGL and the detection circuit 48 based on the selection signal ASW supplied from the detection control section 11 . Thereby, the signal line selection circuit 16 outputs the first detection signal Vdet of the pixel PX to the detection section 40 .
  • the detection unit 40 includes a signal processing unit 44, a storage unit 45, a coordinate extraction unit 46, a detection timing control unit 47, and a detection circuit 48.
  • the detection timing control unit 47 controls the signal processing unit 44, the coordinate extraction unit 46, and the detection circuit 48 to operate in synchronization based on the control signal supplied from the detection control unit 11.
  • the detection circuit 48 is, for example, an analog front end circuit (AFE: Analog Front End).
  • the detection circuit 48 is a signal processing circuit having at least the functions of the detection signal amplification section 42 and the A/D conversion section 43 .
  • the detection signal amplifier 42 amplifies the first detection signal Vdet.
  • the A/D converter 43 converts the analog signal output from the detection signal amplifier 42 into a digital signal.
  • the signal processing unit 44 is a logic circuit that detects a predetermined physical quantity input to the light receiving unit 10 based on the output signal of the detection circuit 48 .
  • the signal processing unit 44 can detect the unevenness of the surface of the finger Fg or the palm based on the signal from the detection circuit 48 when the finger Fg contacts or approaches the detection surface.
  • the signal processing unit 44 can detect information about the living body based on the signal from the detection circuit 48 .
  • the biological information includes, for example, a finger Fg, a blood vessel image of the palm, a pulse wave, a pulse rate, a blood oxygen saturation level, and the like.
  • the signal processing unit 44 also calculates a signal ⁇ V that is the difference between the first detection signal Vdet and the second detection signal Vdet-R.
  • the storage unit 45 temporarily stores the signal calculated by the signal processing unit 44 .
  • the storage unit 45 stores information on the past first detection signal Vdet, second detection signal Vdet-R, and difference signal ⁇ V.
  • the storage unit 45 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a register circuit, or the like.
  • the coordinate extraction unit 46 is a logic circuit that obtains the detected coordinates of the unevenness of the surface of the finger Fg or the like when the signal processing unit 44 detects contact or proximity of the finger Fg. Also, the coordinate extraction unit 46 is a logic circuit that obtains the detected coordinates of the blood vessels of the finger Fg and the palm. The coordinate extraction unit 46 combines the first detection signals Vdet output from the optical sensors 30 of the light receiving unit 10 to generate two-dimensional information indicating the shape of the uneven surface of the finger Fg or the like. Note that the coordinate extraction unit 46 may output the first detection signal Vdet and the second detection signal Vdet-R as the sensor output Vo without calculating the detection coordinates.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing an optical sensor.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of part of the detection area. 4 also shows the circuit configuration of the detection circuit 48. As shown in FIG.
  • the light receiving section 10 has a plurality of partial detection areas PAA arranged in a matrix.
  • An optical sensor 30 is provided in each of the plurality of partial detection areas PAA.
  • the gate line GCL extends in the first direction Dx and is connected to a plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx.
  • the signal line SGL extends in the second direction Dy and is connected to the optical sensors 30 of the plurality of partial detection areas PAA arranged in the second direction Dy.
  • the resolution of the sensor is, for example, 508 dpi (dots per inch), and the number of cells is 252 ⁇ 256.
  • the light receiving section 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.
  • the gate line driving circuit 15 receives various control signals such as the start signal STV, the clock signal CK, the reset signal RST1, etc. from the detection control section 11.
  • the gate line drive circuit 15 sequentially selects a plurality of gate lines GCL(1), GCL(2), .
  • the gate line drive circuit 15 supplies a gate drive signal Vgcl to the selected gate line GCL.
  • the gate drive signal Vgcl is supplied to the plurality of first switching elements Tr connected to the gate line GCL, and the plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx are selected as detection targets.
  • the gate line driving circuit 15 may perform different driving for each detection mode of fingerprint detection and information on a plurality of different living organisms (pulse wave, pulse, blood vessel image, blood oxygen saturation, etc.). good.
  • the gate line drive circuit 15 may bundle and drive a plurality of gate lines GCL.
  • the gate line driving circuit 15 simultaneously selects a predetermined number of gate lines GCL among the gate lines GCL(1), GCL(2), . . . , GCL(8) based on the control signal. good too.
  • the gate line drive circuit 15 simultaneously selects the gate line GCL(6) from the six gate lines GCL(1) and supplies the gate drive signal Vgcl.
  • the gate line drive circuit 15 supplies gate drive signals Vgcl to the plurality of first switching elements Tr through the selected six gate lines GCL.
  • group areas PAG1 and PAG2 each including a plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx and the second direction Dy are selected as detection targets.
  • the gate line driving circuit 15 bundles and drives a predetermined number of gate lines GCL, and sequentially supplies a gate driving signal Vgcl for each predetermined number of gate lines GCL.
  • group areas PAG1 and PAG2 are referred to as group areas PAG when the positions of different group areas are not particularly distinguished.
  • the signal line selection circuit 16 has a plurality of selection signal lines Lsel, a plurality of output signal lines Lout, and a second switching element TrS.
  • the plurality of second switching elements TrS are provided corresponding to the plurality of signal lines SGL, respectively.
  • Six signal lines SGL(1), SGL(2), . . . , SGL(6) are connected to a common output signal line Lout1.
  • Six signal lines SGL(7), SGL(8), . . . , SGL(12) are connected to a common output signal line Lout2.
  • the output signal lines Lout1 and Lout2 are connected to the detection circuit 48, respectively.
  • the signal lines SGL(1), SGL(2), . Signal line block A plurality of select signal lines Lsel are connected to the gates of the second switching elements TrS included in one signal line block. Also, one selection signal line Lsel is connected to the gates of the second switching elements TrS of the plurality of signal line blocks.
  • the selection signal lines Lsel1, Lsel2, . . . , Lsel6 are connected to the second switching elements TrS corresponding to the signal lines SGL(1), SGL(2), .
  • the selection signal line Lsel1 is connected to the second switching element TrS corresponding to the signal line SGL(1) and the second switching element TrS corresponding to the signal line SGL(7).
  • the selection signal line Lsel2 is connected to the second switching element TrS corresponding to the signal line SGL(2) and the second switching element TrS corresponding to the signal line SGL(8).
  • the detection control unit 11 sequentially supplies the selection signal ASW to the selection signal line Lsel.
  • the signal line selection circuit 16 sequentially selects the signal lines SGL in one signal line block in a time division manner by the operation of the second switching element TrS. Also, the signal line selection circuit 16 selects one signal line SGL in each of the plurality of signal line blocks.
  • the optical sensor 1 can reduce the number of ICs (Integrated Circuits) including the detection circuit 48 or the number of IC terminals.
  • the signal line selection circuit 16 may bundle a plurality of signal lines SGL and connect them to the detection circuit 48 .
  • the detection control unit 11 simultaneously supplies the selection signal ASW to the selection signal line Lsel.
  • the signal line selection circuit 16 selects a plurality of signal lines SGL (for example, six signal lines SGL) in one signal line block by the operation of the second switching element TrS, and detects the plurality of signal lines SGL. and circuit 48.
  • signals detected in each group area PAG are output to the detection circuit 48 .
  • signals from a plurality of partial detection areas PAA optical sensors 30
  • the optical sensor 1 can repeatedly perform detection in a short period of time, so that the S/N ratio can be improved, and temporal changes in information about the living body, such as pulse waves, can be accurately detected. can be detected.
  • the reset circuit 17 has a reference signal line Lvr, a reset signal line Lrst and a third switching element TrR.
  • the third switching elements TrR are provided corresponding to the plurality of signal lines SGL.
  • the reference signal line Lvr is connected to one of the sources or drains of the plurality of third switching elements TrR.
  • the reset signal line Lrst is connected to gates of the plurality of third switching elements TrR.
  • the detection control unit 11 supplies the reset signal RST2 to the reset signal line Lrst.
  • the plurality of third 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 28 supplies the reference signal COM to the reference signal line Lvr.
  • the reference signal COM is supplied to the additional capacitors Cad (see FIG. 4) included in the plurality of partial detection areas PAA.
  • the partial detection area PAA includes an optical sensor 30, an additional capacitance Cad, and a first switching element Tr.
  • FIG. 4 shows two gate lines GCL(m) and GCL(m+1) arranged in the second direction Dy among the plurality of gate lines GCL. Also, two signal lines SGL(n) and SGL(n+1) arranged in the first direction Dx among the plurality of signal lines SGL are shown.
  • the partial detection area PAA is an area surrounded by the gate lines GCL and the signal lines SGL.
  • a first switching element Tr is provided corresponding to the optical sensor 30 .
  • the first switching element Tr is composed of a thin film transistor TFT (see FIG. 5). In this example, it is composed of an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFT (Thin Film Transistor).
  • the gates of the first switching elements Tr belonging to the plurality of partial detection areas PAA arranged in the first direction Dx are connected to the gate line GCL.
  • the sources of the first switching elements Tr belonging to the plurality of partial detection areas PAA arranged in the second direction Dy are connected to the signal line SGL.
  • the drain of the first switching element Tr is connected to the cathode of the photosensor 30 and the additional capacitance Cad.
  • a sensor power signal VDDSNS is supplied from the power supply circuit 28 to the anode of the photosensor 30 .
  • a reference signal COM which is the initial potential of the signal line SGL and the additional capacitor Cad, is supplied from the power supply circuit 28 to the signal line SGL and the additional capacitor Cad.
  • the optical sensor 1 can detect a signal corresponding to the amount of light irradiated to the optical sensor 30 for each partial detection area PAA or for each group area PAG.
  • the detection signal amplification unit 42 of the detection circuit 48 converts the current fluctuation supplied from the signal line SGL into a voltage fluctuation and amplifies it.
  • a reference potential Vref having a fixed potential is input to the non-inverting input portion (+) of the detection signal amplifying portion 42 .
  • the signal line SGL is connected to the inverting input terminal (-) when the output switch SSW is in the ON state.
  • the same signal as the reference signal COM is input as the reference potential Vref.
  • the detection signal amplifying section 42 has a capacitive element Cb and a reset switch RSW. When signal reading for one row is completed, the reset switch RSW is turned on, and the charge of the capacitive element Cb is reset.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the VV line cross-section of FIG. 1 in the first embodiment.
  • the interposer 600 (described later) is omitted in FIG.
  • part of the detection area DA and part of the frame area PA are shown in a cross-sectional view.
  • the detection area DA has a plurality of pixels PX
  • the frame area PA has the bending area BA and the terminal area TA.
  • Each pixel PX has one corresponding lower electrode 210 and one corresponding thin film transistor TFT.
  • the circuit layer CL has barrier inorganic films 110 to inorganic insulating films 180
  • the organic photoelectric conversion layer OPL has lower electrodes 210 to upper electrodes 230 .
  • FIG. 5 shows a cross section in the second direction Dy
  • the same cross-sectional structure as in FIG. 4 is observed when the detection area DA is cut in the first direction Dy.
  • hatching of some layers is omitted in order to make the cross-sectional structure easier to see.
  • the laminated structure of the resin substrate 100 to the sealing film 260 will be described in order from the bottom layer.
  • the circuit layer CL provided on the resin substrate 100 will be described.
  • a barrier inorganic film 110 is laminated on the resin substrate 100 .
  • the resin substrate 100 is made of polyimide.
  • the resin substrate 100 may be formed using other resin materials as long as the base material has sufficient flexibility as a sheet-type optical optical sensor.
  • the barrier inorganic film 110 has a three-layer laminated structure of a first inorganic film 111 (eg silicon oxide film), a second inorganic film 112 (eg silicon nitride film) and a third inorganic film 113 (silicon oxide film).
  • the first inorganic film 111 serves to improve adhesion to the base material
  • the second inorganic film 112 serves as a film to block moisture and impurities from the outside
  • the third inorganic film 113 serves as a film containing hydrogen atoms contained in the second inorganic film 112.
  • An additional film 120 may be formed in accordance with a portion where a thin film transistor TFT, which will be described later, is formed.
  • the additional film 120 suppresses a change in the characteristics of the thin film transistor TFT due to light entering from the back surface of the channel of the thin film transistor TFT, and provides a back gate effect to the thin film transistor TFT by forming it from a conductive material and applying a predetermined potential.
  • the additional film 120 is formed in an island shape in accordance with the place where the thin film transistor TFT is formed, and then the second inorganic film 112 and the third inorganic film 113 are laminated.
  • the additional film 120 is formed so as to enclose the barrier inorganic film 110.
  • the additional film 120 may be first formed on the resin substrate 100, and then the barrier inorganic film 110 may be formed. .
  • a thin film transistor TFT is formed for each pixel PX on the barrier inorganic film 110 .
  • the thin film transistor TFT has a semiconductor layer 131 , a gate electrode 132 , a source electrode 133 and a drain electrode 134 . Taking a polysilicon thin film transistor as an example, only an Nch transistor is shown here, but a Pch transistor may be formed at the same time.
  • the semiconductor layer 131 of the thin film transistor TFT has a structure in which a low-concentration impurity region or intrinsic semiconductor region is provided between the channel region and the source/drain regions.
  • the gate electrode 132 is a portion where the gate line GCL is electrically connected to the semiconductor layer 131 in each pixel PX.
  • the source electrode 133 is a portion where the signal line SGL is electrically connected to the semiconductor layer 131 in each pixel PX.
  • a gate insulating film 140 is provided between the semiconductor layer 131 and the gate electrode 132 .
  • a silicon oxide film is used as the gate insulating film 140 .
  • the gate electrode 132 is part of the first wiring layer W1 made of MoW.
  • the first wiring layer W1 has a first storage capacitor line CsL1 in addition to the gate electrode 132 .
  • a part of the storage capacitor Cs is formed between the first storage capacitor line CsL1 and the semiconductor layer 131 (source/drain region) with the gate insulating film 140 interposed therebetween.
  • An interlayer insulating film 150 is formed on the gate electrode 132 .
  • the interlayer insulating film 150 has a structure in which a silicon nitride film and a silicon oxide film are laminated.
  • the barrier inorganic film 110 to the interlayer insulating film 150 are removed by patterning at the portion corresponding to the bending area BA.
  • the polyimide forming the resin substrate 100 is exposed at a portion corresponding to the bending area BA.
  • the barrier inorganic film 110 is removed by patterning, the polyimide surface may be partially eroded, resulting in film reduction.
  • a wiring pattern is formed in the lower layer of each stepped portion at the end of the interlayer insulating film 150 and the stepped portion at the end of the barrier inorganic film 110 .
  • the routing wiring RW passes over the wiring pattern when crossing the stepped portion.
  • a second wiring layer W ⁇ b>2 is formed on the interlayer insulating film 150 , including a portion to be the source electrode 133 , the drain electrode 134 and the routing wiring RW.
  • a three-layer laminated structure of Ti, Al and Ti is adopted.
  • the routing wiring RW extends to the terminal area TA via the bent area BA, and forms a terminal portion T for connecting the flexible printed circuit board 300 and the like.
  • the routing wiring RW is formed so as to cross the bent area BA and reach the terminal portion T, so it crosses the stepped portions of the interlayer insulating film 150 and the barrier inorganic film 110 .
  • a wiring pattern is formed by, for example, the additional film 120 in the step portion. Therefore, even if the lead-out wiring RW is broken in the concave portion of the step, the electrical connection can be maintained by contacting the wiring pattern.
  • a planarization film 160 is provided to cover the source electrode 133 , the drain electrode 134 and the interlayer insulating film 150 .
  • the flattening film 160 is made of a resin such as photosensitive acrylic because it has superior surface flatness compared to an inorganic insulating material formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like.
  • the planarizing film 160 is removed from the pixel contact portion 170, the upper electrode contact portion 171, the bent area BA and the terminal area TA.
  • a transparent conductive film 190 made of indium tin oxide (ITO) is formed on the planarizing film 160 for each pixel PX.
  • the transparent conductive layer 190 includes a first transparent conductive layer 191 and a second transparent conductive layer 192 separated from each other.
  • the first transparent conductive film 191 is electrically connected to the second wiring layer W2 whose surface is exposed by removing the planarizing film 160 in the pixel contact portion 170 .
  • the second transparent conductive film 192 is provided below the lower electrode 210 (further below the inorganic insulating film 180) and next to the pixel contact portion 170, which will be described later.
  • An inorganic insulating film 180 (silicon nitride film) is provided on the transparent conductive film 190 and the planarizing film 160 so as to cover the first transparent conductive film 191 except for the opening of the pixel contact portion 170 .
  • the second transparent conductive film 192, the inorganic insulating film 180, and the lower electrode 210 overlap each other in plan view, and these form an additional capacitance Cad.
  • the transparent conductive film 190 may also be formed on the surface of the terminal portion T to serve as the third transparent conductive film 193 .
  • the third transparent conductive film 193 formed on the surface of the terminal portion T is provided for one purpose of protecting the wiring exposed portion from being damaged in a process subsequent to the formation of the third transparent conductive film 193. can be
  • a lower electrode 210 is provided on the inorganic insulating film 180 for each pixel PX so as to be electrically connected to the drain electrode 134 through the opening of the inorganic insulating film 180 in the pixel contact portion 170 .
  • the lower electrode 210 is formed as a reflective electrode and has a three-layer laminated structure of an indium zinc oxide film, an Ag film, and an indium zinc oxide film.
  • an indium tin oxide film may be used instead of the indium zinc oxide film.
  • the lower electrode 210 extends laterally from the pixel contact portion 170 and reaches above the thin film transistor TFT.
  • the organic material layer 220 is provided on the lower electrode 210 .
  • the organic material layer 220 includes a lower carrier transport layer 221, an organic absorption layer 222, and an upper carrier transport layer 223 in order from the bottom.
  • the lower carrier transport layer 221 is a hole transport layer
  • the upper carrier transport layer 223 is an electron transport layer
  • 221 is an electron transport layer
  • the upper carrier transport layer 223 is a hole transport layer.
  • the method of forming the organic absorption layer 222 may be formation by vapor deposition, or may be formed by coating after dispersing in a solvent.
  • the entire surface covering the detection area DA is solidly formed, but this is not the only option.
  • An upper electrode 230 is formed on the organic material layer 220 in common to each pixel PX. If a front illuminated structure is employed, the top electrode 230 should be transparent.
  • the upper electrode 230 is formed as a thin film of a metal material such as Ag or Al that allows incident light to pass therethrough.
  • the upper electrode 230 is formed over the organic material layer 220 provided in the detection area DA and the upper electrode contact portion 171 provided in the frame area PA. At the upper electrode contact portion 171, it is electrically connected to the lead-out wiring RW of the second wiring layer W2, and finally led out to the terminal portion T. As shown in FIG.
  • a sealing film 260 is formed on the upper electrode 230 .
  • One of the functions of the sealing film 260 is to protect the organic material layer 220 from moisture or the like that enters from the outside, and a high gas barrier property is required.
  • a laminated structure including a silicon nitride film a laminated structure of a silicon nitride film, an organic resin, and a silicon nitride film is used.
  • a silicon oxide film or an amorphous silicon layer may be provided between the silicon nitride film and the organic resin for the purpose of improving adhesion.
  • the film is provided on the light-receiving surface side, it is preferable to use a material that does not exert an action such as absorption on the light of the wavelength to be detected.
  • a cover member 1300 may be provided on the sealing film 260 as necessary.
  • an adhesive film which is a filler using resin or the like, may be arranged therebetween.
  • the cover member 1300 is preferably made of a material that does not absorb the light of the wavelength to be detected.
  • FIG. 6(a) is a schematic diagram showing a cross section of the optical sensor 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a schematic diagram showing the upper surface of the optical sensor 1 according to the first embodiment.
  • 6(a) and 6(b) are diagrams of the pixel regions of 4 columns and 6 rows extracted from the light receiving portion shown in FIG.
  • the optical sensor 1 has a sensor section 602, an interposer 600, a first adhesive film 604 and a second adhesive film 606.
  • FIG. 6(a) is a schematic diagram showing a cross section of the optical sensor 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 6B is a schematic diagram showing the upper surface of the optical sensor 1 according to the first embodiment.
  • 6(a) and 6(b) are diagrams of the pixel regions of 4 columns and 6 rows extracted from the light receiving portion shown in FIG.
  • the optical sensor 1 has a sensor section 602, an interposer 600, a first adhesive film 604 and a second adhesive film 606.
  • the sensor section 602 includes from the resin substrate 100 to the sealing film 260 shown in FIG. 6A and 6B omit the layers shown in FIG. 5, and only the pixels PX are shown so that the positional relationship between the through holes 610 of the interposer 600 and the pixels PX can be understood. ing.
  • the first adhesive film 604 and the second adhesive film 606 are, for example, optical clear adhesive (OCA).
  • OCA optical clear adhesive
  • the first adhesive film 604 is provided on the sealing film 260 and covers the sealing film 260 .
  • a second adhesive film 606 is disposed on the top side of the interposer 600 and covers the interposer 600 .
  • Both the first adhesive film 604 and the second adhesive film 606 are made of a material that transmits all wavelength regions of visible light and near-infrared light.
  • the interposer 600 has a plurality of through-holes 610, and is arranged above the light-receiving section such that one or more through-holes 610 overlap each pixel PX.
  • the interposer 600 has a light shielding section 608 , a plurality of through holes 610 , a first wavelength selection section 612 and a second wavelength selection section 614 .
  • the light blocking portion 608 is made of a material that does not transmit visible light.
  • the thickness of the light shielding portion 608 is, for example, 125 ⁇ m.
  • a plurality of through holes 610 are holes provided through the interposer 600 .
  • the opening size of each through-hole 610 is, for example, 30 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the interval between adjacent through holes 610 is, for example, 75 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the aspect ratio obtained by dividing the thickness t of the interposer 600 by the average value of the opening size d2 on the first adhesive film 604 side and the opening size d1 on the second adhesive film 606 side is 1 or more, preferably. is from 2 to 20.
  • the plurality of through-holes 610 are arranged in a matrix and include those belonging to a first group and those belonging to a second group, and the first group and the second group are provided so as to line up in a plane. be done. Specifically, the plurality of through-holes 610 are arranged one by one above each pixel PX arranged in a matrix as shown in FIG. , and the through-holes 610 in even-numbered rows belong to the second group.
  • the first wavelength selection section 612 transmits light in the first wavelength band, and is provided so as to overlap with each of the plurality of through holes 610 belonging to the first group.
  • the second wavelength selection section 614 transmits light in the second wavelength band, and is provided so as to overlap each of the plurality of through holes 610 belonging to a second group different from the first group.
  • the first wavelength selection section 612 and the second wavelength selection section 614 are resin arranged inside the through hole 610 .
  • the first wavelength selector 612 is filled in the through-holes 610 belonging to the first group, and is a resin that transmits only light in a first wavelength band (for example, 640 nm to 680 nm centered at 660 nm).
  • the second wavelength selector 614 is filled in the through-holes 610 belonging to the second group, and is a resin that transmits only light in the second wavelength band (for example, 830 nm to 870 nm centered at 850 nm).
  • a method for manufacturing the interposer 600 will be described with reference to FIG. First, a light shielding film corresponding to the size of the detection area DA is prepared. Then, when the light shielding film is arranged in the sensor section 602, through holes 610 are formed at positions where the light shielding film overlaps with each pixel PX. At this time, the through holes 610 belonging to the first group and the through holes 610 belonging to the second group are formed at the same time.
  • the through-holes 610 belonging to the first group are filled with a resin that will become the first wavelength selection section 612 .
  • a resin that transmits only light in a first wavelength band for example, 640 nm to 680 nm centered at 660 nm.
  • the through-holes 610 belonging to the second group are filled with a resin that will become the second wavelength selection section 614 .
  • through-holes 610 belonging to the second group are filled with a resin that transmits only light in a second wavelength band (for example, 830 nm to 870 nm centered at 850 nm). Note that the steps of filling the first wavelength selection section 612 and the second wavelength selection section 614 are in random order.
  • One or both of the first wavelength selection section 612 and the second wavelength selection section 614 may be configured by combining materials that transmit light of different wavelengths. For example, as shown in FIG. 8, after the through-holes 610 belonging to the first group and the through-holes 610 belonging to the second group are formed, the through-holes 610 belonging to the second group are colored with magenta. The through-hole 610 is filled up to about half the height of the through-hole 610 with resin (the second wavelength selection portion 614 ) that transmits light. Next, the through-holes 610 belonging to the first group and the second group are filled up to the upper limit of the height of the through-holes 610 with a resin (first wavelength selector 612 ) that transmits yellow light.
  • the through-holes 610 belonging to the second group are filled with a combination of a resin that transmits magenta light and a resin that transmits yellow light. As a result, through holes 610 belonging to the second group transmit only red light.
  • the first group and the second group may be classified into multiple columns (four columns in the figure).
  • the number of groups is not limited to two, and may be three or more.
  • through holes 610 belonging to the first group, through holes 610 belonging to the second group, and through holes 610 belonging to the third group may be provided.
  • the through-holes 610 belonging to the first group are filled with the first wavelength selecting portion 612
  • the through-holes 610 belonging to the second group are filled with the second wavelength selecting portion 614
  • the through-holes 610 belonging to the second group are filled with the second wavelength selecting portion 614.
  • the third wavelength selector 900 is, for example, resin that transmits only light in the third wavelength band (for example, 535 nm to 575 nm centered at 555 nm). Thereby, three or more types of information can be obtained.
  • the through hole 610 may correspond to one or more pixels PX.
  • a plurality of through holes 610 (four in FIGS. 9A and 9B) may be provided for each pixel PX.
  • the through-holes 610 belonging to the first group and the through-holes 610 belonging to the second group may respectively correspond to the group areas PAG.
  • the through holes 610 belonging to the first group of 4 rows and 4 columns shown in FIG. 9B may correspond to one group area PAG.
  • the through-holes 610 belonging to the second group and the third group of 4 rows and 4 columns may each correspond to one group area PAG.
  • the through-holes 610 belonging to the first group and the through-holes 610 belonging to the second group may have different sizes. For example, among the through holes 610 belonging to the first group and the through holes 610 belonging to the second group, the diameter of the through hole 610 filled with the wavelength selection portion with high sensitivity may be smaller than the other. Further, the sensitivity of the optical sensors 30 corresponding to the through-holes 610 belonging to the first group and the through-holes 610 belonging to the second group may be different. Thereby, the intensity of the first detection signal Vdet corresponding to the through holes 610 belonging to the first group and the through holes 610 belonging to the second group can be homogenized.
  • the optical sensor having the first wavelength selection section 612 and the second wavelength selection section 614 can acquire multiple types of information from multiple wavelengths in a short period of time.
  • light of a plurality of wavelength bands is sequentially irradiated to the measurement object at intervals, and the reflected light and the transmitted light from the measurement object are respectively sensed, thereby obtaining multiple types of information about the measurement object. It was possible to obtain However, according to the present disclosure, it is possible to acquire multiple types of information using multiple wavelengths in a short period of time.
  • FIG. 10(a) is a diagram showing temporal changes in sensor output in the conventional technology (time division)
  • FIG. 10(b) is a diagram showing temporal changes in sensor output in the present disclosure.
  • the vertical axis of FIGS. 10(a) and 10(b) is the sensor output Vo
  • the horizontal axis is time.
  • the coordinate extraction unit 46 outputs the first detection signal Vdet as the sensor output Vo.
  • an LED that emits light of 850 nm and an LED that emits light of 660 nm are alternately lit.
  • the sensor output Vo begins to increase as the LED turns on, increases to a constant voltage corresponding to the light intensity of the LED, and then stabilizes. After that, the sensor output Vo output from all the partial detection areas PAA is acquired once (or a predetermined plurality of times). Then, the power supply circuit 28 turns off the LED at the timing when the reference signal COM is supplied to the additional capacitance Cad (see FIG. 4) included in the plurality of partial detection areas PAA.
  • the sensor output Vo gradually decreases, and after a certain period of time has passed, it reaches the initial output voltage value (eg 0V).
  • the initial output voltage value eg 0V.
  • the pixels corresponding to the first wavelength selection unit 612 A plurality of types of information can be obtained based on the sensor output Vo of PX and the sensor output Vo of the pixel PX corresponding to the second wavelength selection section 614 . Therefore, detection accuracy per hour can be improved.
  • LEDs for example, white LEDs
  • LEDs that emit both 660 nm light and 850 nm light
  • FIG. 11(a) is a schematic diagram showing a cross section of the optical sensor 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 11(b) is a schematic diagram showing a plane of the optical sensor 1 according to the second embodiment.
  • the plurality of pixels and the plurality of through-holes 610 are arranged in a matrix, and the through-holes 610 belonging to the second group are arranged on the four sides of the through-holes 610 belonging to the first group. be.
  • the through holes 610 belonging to the first group and the through holes 610 belonging to the second group are alternately provided for each column. Also, the through-holes 610 belonging to the first group and the through-holes 610 belonging to the second group are alternately provided for each row. That is, when viewed from above, the through holes 610 belonging to the first group and the through holes 610 belonging to the second group are arranged in a checkered pattern.
  • FIG. 12 is a diagram showing a manufacturing method of the interposer 600 according to the second embodiment.
  • a light shielding film corresponding to the size of the detection area DA is prepared.
  • through holes 610 are formed at positions where the light shielding film overlaps with each pixel PX.
  • only through holes 610 belonging to the first group are formed.
  • the through-holes 610 belonging to the first group are filled with a resin to form the first wavelength selection section 612 .
  • the through-holes 610 belonging to the second group are formed at intermediate positions between the adjacent through-holes 610 belonging to the first group.
  • the through-holes 610 belonging to the second group are filled with a resin to form the second wavelength selection section 614 .
  • the interposer 600 according to the second embodiment is completed. It should be noted that the step of filling the resin that forms the first wavelength selection portion 612 and the step of forming the through holes 610 belonging to the second group may be exchanged.
  • the second embodiment as in the first embodiment, it is possible to acquire multiple types of information using multiple wavelengths in a short period of time.
  • FIG. 13(a) is a schematic diagram showing a cross section of the optical sensor 1 according to the third embodiment.
  • FIG. 13(b) is a schematic diagram showing the upper surface of the optical sensor 1 according to the third embodiment.
  • the optical sensor 1 further includes a cover member 1300 disposed above the interposer 600 to cover the interposer 600, and the plurality of wavelength selectors bond the interposer 600 and the cover member 1300 together. It is formed as a translucent adhesive film.
  • the through hole 610 is filled with a resin that transmits light in the entire wavelength range of visible light (that is, is transparent). Moreover, the through-hole 610 may be in a state in which nothing is filled (that is, air exists).
  • a first wavelength selector 612 , a second wavelength selector 614 and a third wavelength selector 900 are arranged above the interposer 600 . Specifically, only light in a first wavelength band (for example, 640 nm to 680 nm centered at 660 nm) is provided as a first wavelength selector 612 on the first and second rows of through holes 610.
  • a transparent first adhesive film 604 is disposed.
  • a second adhesive that transmits only light in a second wavelength band (for example, 830 nm to 870 nm centered at 850 nm) as a second wavelength selection portion 614 on the through holes 610 in the third and fourth rows.
  • a membrane 606 is placed.
  • a third adhesive that transmits only light in a third wavelength band (for example, 340 nm to 380 nm centered at 360 nm) as a third wavelength selector 900 A membrane is placed.
  • the optical sensor is slightly thicker than those of the first and second embodiments, the step of filling the through-holes 610 can be omitted, so that manufacturing can be simplified. .
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
  • it can be replaced with a configuration that is substantially the same as the configuration shown in the above embodiment, a configuration that produces the same effects, or a configuration that can achieve the same purpose.

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Abstract

短時間で複数波長により複数種類の情報を取得することができる光学式センサを提供する。　光学式センサであって、平面に配列された複数の画素を備え、測定対象からの光を受光する受光部と、複数の貫通孔を備え、前記各画素に一又は複数の前記貫通孔が重なるようにして、前記受光部の上側に配置されるインターポーザと、第１の波長帯の光を透過し、前記複数の貫通孔のうち第１の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる第１の波長選択部と、第２の波長帯の光を透過し、前記複数の貫通孔のうち前記第１の群とは異なる第２の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる第２の波長選択部と、を含む。

Description

光学式センサ
　本発明は、光学式センサに関する。
　光学式センサによれば、特定波長帯の光を測定対象に照射し、該測定対象からの反射光や透過光をセンシングすることにより、所定の情報を取得することができる。例えば、光学式センサは、可視光を指に照射し、反射光や透過光をセンシングすることにより指紋の情報を取得できる。また、光学式センサは、近赤外光を指に照射し、透過光をセンシングすることにより静脈の情報を取得することもできる。
　また、散乱光から平行光のみを取り出す方法として、コリメータを用いる方法がある（下記特許文献１参照）。
国際公開第２０１９／１６７１４５号
　光学式センサは、複数の波長帯の光を、間隔を空けて順に測定対象に照射し、該測定対象からの反射光や透過光をそれぞれセンシングすることにより、測定対象に関する複数種類の情報を取得することができる。しかしながら、そのようにすると、複数種類の情報を全て取得するまで時間が長く掛かってしまうという問題がある。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、短時間で複数波長により複数種類の情報を取得することができる光学式センサを提供することにある。
　本開示の一側面に係る光学式センサは、平面に配列された複数の画素を備え、測定対象からの光を受光する受光部と、複数の貫通孔を備え、前記各画素に一又は複数の前記貫通孔が重なるようにして、前記受光部の上側に配置されるインターポーザと、第１の波長帯の光を透過し、前記複数の貫通孔のうち第１の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる第１の波長選択部と、第２の波長帯の光を透過し、前記複数の貫通孔のうち前記第１の群とは異なる第２の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる第２の波長選択部と、を含む。
　本開示によれば、短時間で複数波長により複数種類の情報を取得することができる。
光学式センサの概略を示す平面図である。 光学式センサの構成例を示すブロック図である。 光学式センサを示す回路図である。 検出領域の一部の回路図である。 図１のV－V線切断面を示す部分断面図である。 第１実施形態に係る光学式センサの断面及び上面を表す模式図である。 第１実施形態に係るインターポーザの製造方法を示す図である。 第１実施形態の変形例に係るインターポーザの製造方法を示す図である。 第１実施形態の変形例に係る光学式センサの断面及び上面を表す模式図である。 センサ出力の時間変化を表す図である。 第２実施形態に係る光学式センサの断面及び上面を表す模式図である。 第２実施形態に係るインターポーザの製造方法を示す図である。 第３実施形態に係る光学式センサの断面及び上面を表す模式図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
　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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
　さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。
[第１実施形態]
　図１は、本発明の第１実施形態に係る光学式センサ１の概略を示す平面図である。図１に示すように、光学式センサ１は、樹脂基板１００と、受光部１０と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、制御回路２６と、電源回路２８と、検出回路４８と、フレキシブルプリント基板３００と、制御基板４００と、を有する。
　樹脂基板１００には、フレキシブルプリント基板３００を介して制御基板４００が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板３００には、検出回路４８が設けられている。制御基板４００には、制御回路２６及び電源回路２８が設けられている。制御回路２６は、受光部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、受光部１０の検出動作を制御する。検出回路４８及び制御回路２６は、例えば、ＩＣ(Integrated Circuit)やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）である。電源回路２８は、電源電圧を受光部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。
　樹脂基板１００は、検出領域ＤＡと額縁領域ＰＡとを有する。検出領域ＤＡは、受光部１０が設けられる領域である。額縁領域ＰＡは、検出領域ＤＡの外側の領域であり、受光部１０が設けられない領域である。
　額縁領域ＰＡは、折曲領域ＢＡと端子領域ＴＡとを有する。折曲領域ＢＡと端子領域ＴＡとは、額縁領域ＰＡの一端に設けられる。折曲領域ＢＡ及び端子領域ＴＡには、検出領域ＤＡに繋がる配線が配置される。端子領域ＴＡにおいて、樹脂基板１００とフレキシブルプリント基板３００とが接続される。
　受光部１０は、平面に配列された複数の画素ＰＸを備え、測定対象からの光を受光する。複数の画素ＰＸは、検出領域ＤＡにマトリクス状に配列される。複数の画素ＰＸは、フォトダイオードである光センサ３０（図４参照）を含み、それぞれに照射される光に応じた電気信号を出力する。各画素ＰＸは、それぞれに照射される光に応じた電気信号を第１検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路１６に出力する。また、各画素ＰＸ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。
　ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６は、額縁領域ＰＡに設けられる。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、額縁領域ＰＡのうち信号線ＳＧＬの延伸方向（第２方向Ｄｙ）に沿って延在する領域に設けられる。信号線選択回路１６は、額縁領域ＰＡのうちゲート線ＧＣＬの延伸方向（第１方向Ｄｘ）に沿って延在する領域に設けられ、受光部１０と折曲領域ＢＡとの間に設けられる。
　図２は、本発明の実施形態に係る光学式センサ１の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、光学式センサ１は、さらに検出制御部１１と検出部４０とを有する。検出制御部１１の機能の一部又は全部は、制御回路２６に含まれる。また、検出部４０の機能の一部又は全部は、制御回路２６に含まれる。
　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ＲＳＴ等の各種制御信号をゲート線駆動回路１５に供給する。また、検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。
　ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいてゲート線ＧＣＬ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に接続された画素ＰＸを選択する。
　信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路１６は、検出制御部１１から供給される選択信号ＡＳＷに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、画素ＰＸの第１検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
　検出部４０は、信号処理部４４と、記憶部４５と、座標抽出部４６と、検出タイミング制御部４７と、検出回路４８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、信号処理部４４と、座標抽出部４６と、検出回路４８と、が同期して動作するように制御する。
　検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（AFE：Analog Front End）である。検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、第１検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
　　信号処理部４４は、検出回路４８の出力信号に基づいて、受光部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Ｆｇが検出面に接触又は近接した場合に、検出回路４８からの信号に基づいて指Ｆｇや掌の表面の凹凸を検出できる。また、信号処理部４４は、検出回路４８からの信号に基づいて生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報は、例えば、指Ｆｇや掌の血管像、脈波、脈拍、血中酸素飽和度等である。また、信号処理部４４は、第１検出信号Ｖｄｅｔと第２検出信号Ｖｄｅｔ－Ｒとの差分の信号ΔＶを演算する。
　記憶部４５は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。また、記憶部４５は、過去の第１検出信号Ｖｄｅｔ、第２検出信号Ｖｄｅｔ－Ｒ及び差分の信号ΔＶに関する情報を記憶する。記憶部４５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４６は、信号処理部４４において指Ｆｇの接触又は近接が検出されたときに、指Ｆｇ等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。また、座標抽出部４６は、指Ｆｇや掌の血管の検出座標を求める論理回路である。座標抽出部４６は、受光部１０の各光センサ３０から出力される第１検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指Ｆｇ等の表面の凹凸の形状を示す二次元情報を生成する。なお、座標抽出部４６は、検出座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして第１検出信号Ｖｄｅｔ及び第２検出信号Ｖｄｅｔ－Ｒを出力してもよい。
　次に、光学式センサ１の回路構成例及び動作例について説明する。図３は、光学式センサを示す回路図である。図４は、検出領域の一部の回路図である。なお、図４では、検出回路４８の回路構成も併せて示している。
　図３に示すように、受光部１０は、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれ光センサ３０が設けられている。
　ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。また、図３では説明を分かりやすくするために、８本のゲート線ＧＣＬを示しているが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、Ｍ本（Ｍは８以上、例えばＭ＝２５６）配列されていてもよい。
　信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡの光センサ３０に接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。なお、以下の説明において、複数の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（１２）を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線ＳＧＬと表す。
　また、説明を分かりやすくするために、１２本の信号線ＳＧＬを示しているが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、Ｎ本（Ｎは１２以上、例えばＮ＝２５２）配列されていてもよい。また、センサの解像度は例えば５０８ｄｐｉ（ｄｏｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）とされ、セル数は２５２×２５６とされる。また、図３では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間に受光部１０が設けられている。これに限定されず、信号線選択回路１６とリセット回路１７とは、信号線ＳＧＬの同じ方向の端部にそれぞれ接続されていてもよい。
　ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号を、検出制御部１１から受け取る。ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて、複数のゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。これにより、ゲート線ＧＣＬに接続された複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号Ｖｇｃｌが供給され、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡが、検出対象として選択される。
　なお、ゲート線駆動回路１５は、指紋の検出及び異なる複数の生体に関する情報（脈波、脈拍、血管像、血中酸素飽和度等）のそれぞれの検出モードごとに、異なる駆動を実行してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動してもよい。
　具体的には、ゲート線駆動回路１５は、制御信号に基づいて、ゲート線ＧＣＬ（１）、ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（８）のうち、所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択してもよい。例えば、ゲート線駆動回路１５は、６本のゲート線ＧＣＬ（１）からゲート線ＧＣＬ（６）を同時に選択し、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。ゲート線駆動回路１５は、選択された６本のゲート線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及び第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを含むグループ領域ＰＡＧ１、ＰＡＧ２が、それぞれ検出対象として選択される。ゲート線駆動回路１５は、所定数のゲート線ＧＣＬを束ねて駆動し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。以下、グループ領域ＰＡＧ１、ＰＡＧ２のようにそれぞれ異なるグループ領域の各々の位置を特に区別しない場合、グループ領域ＰＡＧと記載する。
　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２スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第２スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれ検出回路４８に接続される。
　ここで、信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ（７）、ＳＧＬ（８）、…、ＳＧＬ（１２）を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第２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２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、それぞれ信号線ＳＧＬ（１）、ＳＧＬ（２）、…、ＳＧＬ（６）に対応する第２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ＳＧＬ（１）に対応する第２スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（７）に対応する第２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ＳＧＬ（２）に対応する第２スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ（８）に対応する第２スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
　検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第２スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックでそれぞれ１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、光学式センサ１は、検出回路４８を含むＩＣ（Integrated Circuit）の数、又はＩＣの端子数を少なくすることができる。
　なお、信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬを束ねて検出回路４８に接続してもよい。具体的には、検出制御部１１は、選択信号ＡＳＷを同時に選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第２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複数の信号線ＳＧＬ（例えば６本の信号線ＳＧＬ）を選択し、複数の信号線ＳＧＬと検出回路４８とを接続する。これにより、各グループ領域ＰＡＧで検出された信号が検出回路４８に出力される。この場合、グループ領域ＰＡＧ単位で複数の部分検出領域ＰＡＡ（光センサ３０）からの信号が統合されて検出回路４８に出力される。
　ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６の動作により、グループ領域ＰＡＧごとに検出を行うことで、１回の検出で得られる第１検出信号Ｖｄｅｔの強度が向上するのでセンサ感度を向上させることができる。また、検出に要する時間を短縮することができる。このため、光学式センサ１は、検出を短時間で繰り返し実行することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させることができ、又、脈波等の生体に関する情報の時間的な変化を精度よく検出することができる。
　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３スイッチング素子ＴｒＲを有する。第３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３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３スイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。
　検出制御部１１は、リセット信号ＲＳＴ２をリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第３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２８は、基準信号ＣＯＭを基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる付加容量Ｃａｄ（図４参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
　図４に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、光センサ３０と、付加容量Ｃａｄと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。図４では、複数のゲート線ＧＣＬのうち、第２方向Ｄｙに並ぶ２つのゲート線ＧＣＬ（ｍ）、ＧＣＬ（ｍ＋１）を示す。また、複数の信号線ＳＧＬのうち、第１方向Ｄｘに並ぶ２つの信号線ＳＧＬ（ｎ）、ＳＧＬ（ｎ＋１）を示す。部分検出領域ＰＡＡは、ゲート線ＧＣＬと信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１スイッチング素子Ｔｒは、光センサ３０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ＴＦＴ（図５参照）により構成されるものであり、この例では、ｎチャネルのＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成されている。
　第１方向Ｄｘに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第２方向Ｄｙに並ぶ複数の部分検出領域ＰＡＡに属する第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、光センサ３０のカソード及び付加容量Ｃａｄに接続される。
　光センサ３０のアノードには、電源回路２８からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、信号線ＳＧＬ及び付加容量Ｃａｄには、電源回路２８から、信号線ＳＧＬ及び付加容量Ｃａｄの初期電位となる基準信号ＣＯＭが供給される。
　部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、光センサ３０には光量に応じた電流が流れ、これにより付加容量Ｃａｄ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、付加容量Ｃａｄに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第２スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８に接続される。これにより、光学式センサ１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又はグループ領域ＰＡＧごとに光センサ３０に照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
　検出回路４８の検出信号増幅部４２は、信号線ＳＧＬから供給された電流の変動を電圧の変動に変換して増幅する。検出信号増幅部４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電位Ｖｒｅｆが入力される。反転入力端子（－）には、出力スイッチＳＳＷがＯＮ状態のときに、信号線ＳＧＬが接続される。基準電位Ｖｒｅｆとして基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。また、検出信号増幅部４２は、容量素子Ｃｂ及びリセットスイッチＲＳＷを有する。１行分の信号読み出しが完了すると、リセットスイッチＲＳＷがオンになり、容量素子Ｃｂの電荷がリセットされる。
　続いて、光学式センサ１の断面構成について説明する。図５は、第１実施形態における図１のＶ－Ｖ線切断面を示す部分断面図である。なお、図５では、インターポーザ６００（後述）を省略している。また、図５では、検出領域ＤＡの一部及び額縁領域ＰＡの一部が断面視において示されている。前述の通り、検出領域ＤＡは複数の画素ＰＸを有し、額縁領域ＰＡは折曲領域ＢＡ及び端子領域ＴＡを有する。各画素ＰＸは、対応する一の下部電極２１０と、対応する一の薄膜トランジスタＴＦＴとを有する。また、回路層ＣＬはバリア無機膜１１０乃至無機絶縁膜１８０を有し、有機光電変換層ＯＰＬは下部電極２１０乃至上部電極２３０を有する。
　なお、図５では、第２方向Ｄｙにおける切断面が示されているが、検出領域ＤＡについては、第１方向Ｄｙにおいて切断した場合も図４と同様の断面構造が観察される。また、図５では、断面構造を見易くするため、一部の層のハッチングを省略している。
　ここからは、樹脂基板１００乃至封止膜２６０の積層構造を下層から順を追って説明する。まず、樹脂基板１００の上に設けられる回路層ＣＬについて説明する。
　樹脂基板１００上に、バリア無機膜１１０が積層されている。樹脂基板１００は、ポリイミドにより形成される。ただし、シート型光学光学式センサとして十分な可撓性を有する基材であれば、樹脂基板１００は、他の樹脂材料を用いて形成されてもよい。一方、バリア無機膜１１０は、第１無機膜１１１（例えばシリコン酸化膜）、第２無機膜１１２（例えばシリコン窒化膜）及び第３無機膜１１３（シリコン酸化膜）の三層積層構造である。第１無機膜１１１は基材との密着性向上のため、第２無機膜１１２は外部からの水分及び不純物のブロック膜として、第３無機膜１１３は第２無機膜１１２中に含有する水素原子が半導体層１３１側に拡散しないようにするブロック膜として、それぞれ設けられるが、特にこの構造に限定するものではない。さらに積層があってもよいし、単層あるいは二層積層としてもよい。
　後述する薄膜トランジスタＴＦＴを形成する箇所に合わせて付加膜１２０を形成してもよい。付加膜１２０は、薄膜トランジスタＴＦＴのチャネル裏面からの光の侵入等による薄膜トランジスタＴＦＴの特性の変化を抑制したり、導電材料で形成して所定の電位を与えることで、薄膜トランジスタＴＦＴにバックゲート効果を与えたりすることができる。ここでは、第１無機膜１１１を形成した後、薄膜トランジスタＴＦＴが形成される箇所に合わせて付加膜１２０を島状に形成し、その後第２無機膜１１２及び第３無機膜１１３を積層することで、バリア無機膜１１０に付加膜１２０を封入するように形成しているが、この限りではなく、樹脂基板１００上にまず付加膜１２０を形成し、その後にバリア無機膜１１０を形成してもよい。
　バリア無機膜１１０上には、薄膜トランジスタＴＦＴが画素ＰＸ毎に形成されている。薄膜トランジスタＴＦＴは、半導体層１３１と、ゲート電極１３２と、ソース電極１３３と、ドレイン電極１３４と、を有する。ポリシリコン薄膜トランジスタを例に挙げて、ここではＮｃｈトランジスタのみを示しているが、Ｐｃｈトランジスタを同時に形成してもよい。薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層１３１は、チャネル領域とソース・ドレイン領域との間に低濃度不純物領域又は真性半導体領域を設けた構造をとる。なお、ゲート電極１３２は、各画素ＰＸにおいて、ゲート線ＧＣＬが半導体層１３１と電気的に接続する部分である。同様に、ソース電極１３３は、各画素ＰＸにおいて、信号線ＳＧＬが半導体層１３１と電気的に接続する部分である。
　半導体層１３１とゲート電極１３２との間には、ゲート絶縁膜１４０が設けられている。ここでは、ゲート絶縁膜１４０としてはシリコン酸化膜を用いる。ゲート電極１３２は、ＭｏＷから形成された第１配線層Ｗ１の一部である。第１配線層Ｗ１は、ゲート電極１３２に加え、第１保持容量線ＣｓＬ１を有する。第１保持容量線ＣｓＬ１と半導体層１３１（ソース・ドレイン領域）との間で、ゲート絶縁膜１４０を介して、保持容量Ｃｓの一部が形成される。
　ゲート電極１３２の上に、層間絶縁膜１５０が形成されている。層間絶縁膜１５０は、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜が積層した構造をとる。折曲領域ＢＡに相当する箇所では、バリア無機膜１１０乃至層間絶縁膜１５０はパターニングにより除去されている。折曲領域ＢＡに相当する箇所では、樹脂基板１００を構成するポリイミドが露出している。なお、バリア無機膜１１０をパターニングにより除去する際、ポリイミド表面が一部浸食されて膜減りを生ずる場合が有る。
　層間絶縁膜１５０の端部における段差部分及びバリア無機膜１１０の端部における段差部分のそれぞれの下層には、配線パターンが形成されている。引き回し配線ＲＷは、段差部分を横切る際に配線パターンの上を通る。層間絶縁膜１５０とバリア無機膜１１０との間には、例えばゲート電極１３２があり、バリア無機膜１１０と樹脂基板１００との間には、例えば付加膜１２０があるので、それらの層を利用して配線パターンを形成する。
　層間絶縁膜１５０の上に、ソース電極１３３、ドレイン電極１３４及び引き回し配線ＲＷとなる部分を含む第２配線層Ｗ２が形成されている。ここでは、Ｔｉ、Ａｌ及びＴｉの三層積層構造を採用する。層間絶縁膜１５０を介して、第１保持容量線ＣｓＬ１（第１配線層Ｗ１の一部）と第２保持容量線ＣｓＬ２（第２配線層Ｗ２の一部）とで、保持容量Ｃｓの他の一部が形成される。引き回し配線ＲＷは、折曲領域ＢＡを経由して端子領域ＴＡまで延在しており、フレキシブルプリント基板３００等を接続する端子部Ｔを形成している。
　なお、引き回し配線ＲＷは、折曲領域ＢＡを横切って端子部Ｔに到達するように形成されるため、層間絶縁膜１５０及びバリア無機膜１１０の段差部分を横切る。前述したとおり、段差部分には例えば付加膜１２０による配線パターンが形成されている。したがって、引き回し配線ＲＷが段差の凹部で段切れを生じたとしても、該配線パターンにコンタクトすることで電気的な接続を維持することができる。
　ソース電極１３３、ドレイン電極１３４及び層間絶縁膜１５０を覆うように、平坦化膜１６０が設けられている。平坦化膜１６０は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等により形成される無機絶縁材料に比べ、表面の平坦性に優れることから、感光性アクリル等の樹脂が用いられる。平坦化膜１６０は、画素コンタクト部１７０、上部電極コンタクト部１７１、折曲領域ＢＡ及び端子領域ＴＡでは除去されている。
　平坦化膜１６０の上に、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）からなる透明導電膜１９０が画素ＰＸ毎に形成されている。透明導電膜１９０は、相互に分離された第１透明導電膜１９１及び第２透明導電膜１９２を含む。
　第１透明導電膜１９１は、画素コンタクト部１７０において、平坦化膜１６０の除去により表面が露出した第２配線層Ｗ２と電気的に接続する。一方、第２透明導電膜１９２は、後述する下部電極２１０の下方（さらに無機絶縁膜１８０の下方）、画素コンタクト部１７０の隣に設けられている。そして、透明導電膜１９０及び平坦化膜１６０の上に、無機絶縁膜１８０（シリコン窒化膜）が、画素コンタクト部１７０の開口を除いて第１透明導電膜１９１を被覆するように設けられる。
　第２透明導電膜１９２、無機絶縁膜１８０及び下部電極２１０は平面視で重なっており、これらによって付加容量Ｃａｄが形成される。
　なお、透明導電膜１９０を端子部Ｔの表面にも形成し、第３透明導電膜１９３としてもよい。端子部Ｔの表面に形成される第３透明導電膜１９３は、第３透明導電膜１９３を形成するより後の工程において配線露出部がダメージを負わないように保護することを目的の一として設けられ得る。
　無機絶縁膜１８０の上には、画素コンタクト部１７０における無機絶縁膜１８０の開口を介してドレイン電極１３４に導通するように、下部電極２１０が画素ＰＸ毎に設けられる。下部電極２１０は、反射電極として形成され、酸化インジウム亜鉛膜、Ａｇ膜、酸化インジウム亜鉛膜の三層積層構造になっている。ここで、酸化インジウム亜鉛膜に代わって酸化インジウムスズ膜を用いてもよい。下部電極２１０は、画素コンタクト部１７０から側方に拡がり、薄膜トランジスタＴＦＴの上方に至る。
　下部電極２１０の上には、有機材料層２２０が設けられている。有機材料層２２０は、下から順に、下部キャリア輸送層２２１と、有機受光層２２２と、上部キャリア輸送層２２３と、を含む。表面照射型構造を採用する場合には、下部キャリア輸送層２２１を正孔輸送層、上部キャリア輸送層２２３を電子輸送層とするが、裏面照射型構造を採用する場合には、下部キャリア輸送層２２１を電子輸送層、上部キャリア輸送層２２３を正孔輸送層とする。有機受光層２２２の形成方法としては、蒸着による形成であってもよいし、溶媒分散の上での塗布形成であってもよい。ここでは、検出領域ＤＡを覆う全面にベタ形成されるが、この限りではない。
　有機材料層２２０の上には、上部電極２３０が各画素ＰＸに共通に形成されている。表面照射型構造を採用する場合には、上部電極２３０は透明とする必要がある。ここでは、有機材料層２２０と接する面にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを形成した後、Ａｇ、Ａｌ等の金属材料を用い、入射光が透過する程度の薄膜として上部電極２３０を形成する。上部電極２３０は、検出領域ＤＡに設けられた有機材料層２２０上から、額縁領域ＰＡに設けられた上部電極コンタクト部１７１上にわたって形成される。そして、上部電極コンタクト部１７１において、第２配線層Ｗ２の引き回し配線ＲＷと電気的に接続され、最終的には端子部Ｔに引き出される。
　上部電極２３０の上に、封止膜２６０が形成されている。封止膜２６０は、外部より侵入する水分等から有機材料層２２０を保護することを機能の一としており、ガスバリア性の高いものが要求される。ここでは、シリコン窒化膜を含む積層構造として、シリコン窒化膜、有機樹脂、シリコン窒化膜の積層構造とする。シリコン窒化膜と有機樹脂との間には、密着性向上を目的の一として、シリコン酸化膜やアモルファスシリコン層を設けてもよい。ただし、受光面側に設けられる膜となるため、検出対象となる波長の光に対して吸収等の作用を及ぼさない材料が好ましい。
　なお、必要に応じて、封止膜２６０上にカバー部材１３００（図１３参照）を設けても良い。この場合、カバーガラスと封止膜２６０との空隙を埋めるために、間に樹脂等を用いた充填材である接着膜が配置されても良い。カバー部材１３００は、検出対象となる波長の光を吸収しない材料が好ましい。
　続いて、インターポーザ６００について説明する。図６(a)は、第１実施形態に係る光学式センサ１の断面を表す模式図である。図６(b)は、第１実施形態に係る光学式センサ１の上面を表す模式図である。なお、図６(a)及び図６(b)は、図３に示す受光部の４列６行の画素領域を抜き出した図である。図６(a)及び図６(b)に示すように、光学式センサ１は、センサ部６０２と、インターポーザ６００と、第１接着膜６０４及び第２接着膜６０６と、を有する。
　センサ部６０２は、図５に示す樹脂基板１００から封止膜２６０までを含む。図６(a)及び図６(b)では、図５で示した各層を省略して記載しており、インターポーザ６００の貫通孔６１０と画素ＰＸの位置関係が分かるように、画素ＰＸのみ記載している。
　第１接着膜６０４及び第２接着膜６０６は、例えば、光学用透明粘着剤（OCA : Optical Clear Adhesive）である。第１接着膜６０４は、封止膜２６０上に設けられ、封止膜２６０を被覆する。第２接着膜６０６は、インターポーザ６００の上側に配置され、インターポーザ６００を被覆する。第１接着膜６０４及び第２接着膜６０６は、いずれも可視光および近赤外光の全波長領域を透過する素材で作成される。
　インターポーザ６００は、複数の貫通孔６１０を備え、各画素ＰＸに一又は複数の貫通孔６１０が重なるようにして、受光部の上側に配置される。具体的には、例えば、インターポーザ６００は、遮光部６０８と、複数の貫通孔６１０と、第１の波長選択部６１２と、第２の波長選択部６１４と、を有する。具体的には、遮光部６０８は、可視光を透過しない材料で作成される。遮光部６０８の厚みは、例えば125μｍである。
　複数の貫通孔６１０は、インターポーザ６００を貫通して設けられた孔である。各貫通孔６１０の開口の大きさは、例えば30μｍから50μｍである。隣接する貫通孔６１０間の間隔は、例えば75μｍから100μｍである。ここで、貫通孔６１０の受光部側（すなわち第１接着膜６０４側）の開口の大きさd2は、反対側（すなわち第２接着膜６０６側）の開口の大きさd1よりも小さい方が望ましい。また、インターポーザ６００の厚みtを、第１接着膜６０４側の開口の大きさd2と第２接着膜６０６側の開口の大きさd1の平均値で除算したアスペクト比は、１以上であり、好ましくは２から２０である。
　複数の貫通孔６１０はマトリクス状に配列され、第１の群に属するものと、第２の群に属するものと、を含み、第１の群と第２の群とは平面的に並ぶよう設けられる。具体的には、複数の貫通孔６１０は、図６(b)に示すようにマトリクス状に配置された各画素ＰＸの上側に１個ずつ配置され、奇数列の貫通孔６１０は第１の群に属し、偶数列の貫通孔６１０は第２の群に属する。
　第１の波長選択部６１２は、第１の波長帯の光を透過し、複数の貫通孔６１０のうち第１の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる。また、第２の波長選択部６１４は、第２の波長帯の光を透過し、複数の貫通孔６１０のうち第１の群とは異なる第２の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる。具体的には、例えば、第１の波長選択部６１２及び第２の波長選択部６１４は貫通孔６１０の内部に配置される樹脂である。第１の波長選択部６１２は、第１の群に属する貫通孔６１０に充填され、第１の波長帯（例えば、660nmを中心とする640nmから680nm）の光のみを透過する樹脂である。第２の波長選択部６１４は、第２の群に属する貫通孔６１０に充填され、第２の波長帯（例えば、850nmを中心とする830nmから870nm）の光のみを透過する樹脂である。
　続いて、インターポーザ６００の製造方法について図７を用いて説明する。まず、検出領域ＤＡの大きさと対応する遮光膜を準備する。そして、遮光膜をセンサ部６０２に配置したときに、当該遮光膜の各画素ＰＸと重なる位置に貫通孔６１０を形成する。この際、第１の群に属する貫通孔６１０と、第２の群に属する貫通孔６１０と、は同時に形成される。
　次に、第１の群に属する貫通孔６１０に対して、第１の波長選択部６１２となる樹脂を充填する。例えば、第１の群に属する貫通孔６１０に対して、第１の波長帯（例えば、660nmを中心とする640nmから680nm）の光のみを透過する樹脂を充填する。
　次に、第２の群に属する貫通孔６１０に対して、第２の波長選択部６１４となる樹脂を充填する。例えば、第２の群に属する貫通孔６１０に対して、第２の波長帯（例えば、850nmを中心とする830nmから870nm）の光のみを透過する樹脂を充填する。なお、第１の波長選択部６１２と第２の波長選択部６１４を充填する工程は、順不同である。
　なお、第１の波長選択部６１２と第２の波長選択部６１４の一方、または、両方は、異なる波長の光を透過する材料を組み合わせて構成されてもよい。例えば、図８に示すように、第１の群に属する貫通孔６１０と第２の群に属する貫通孔６１０とが形成された後、第２の群に属する貫通孔６１０に対して、マゼンタの光を透過する樹脂(第２の波長選択部６１４)を貫通孔６１０の高さの半分程度まで充填する。次に、第１の群及び第２の群に属する貫通孔６１０に対して、黄色の光を透過する樹脂(第１の波長選択部６１２)を貫通孔６１０の高さの上限まで充填する。
　当該工程により、第２の群に属する貫通孔６１０には、マゼンタの光を透過する樹脂と黄色の光を透過する樹脂が組み合わせて充填される。この結果、第２の群に属する貫通孔６１０は、赤色の光のみを透過する。
　また、上記において、奇数列の貫通孔６１０は第１の群に属し、偶数列の貫通孔６１０は第２の群に属する場合について説明したが、本開示はこれに限られない。例えば、図９(a)及び図９(b)に示すように、第１の群と第２の群は、複数列（図では４列）ごとに分類されてもよい。
　また、群の数は２個に限られず、３個以上であってもよい。例えば、図９(a)及び図９(b)に示すように、第１の群に属する貫通孔６１０と、第２の群に属する貫通孔６１０と、第３の群に属する貫通孔６１０と、が設けられてもよい。第１の群に属する貫通孔６１０には、第１の波長選択部６１２が充填され、第２の群に属する貫通孔６１０には、第２の波長選択部６１４が充填され、第３の群に属する貫通孔６１０には、第３の波長選択部９００が充填される。第３の波長選択部９００は、例えば、第３の波長帯（例えば、555nmを中心とする535nmから575nm）の光のみを透過する樹脂である。これにより、３種以上の情報を取得することができる。
　また、貫通孔６１０は、１個以上の画素ＰＸに対応していてもよい。例えば、図９(a)に示すように、貫通孔６１０は、各画素ＰＸに対して複数個（図９(a)及び図９(b)では４個）設けられてもよい。
　また、第１の群に属する貫通孔６１０と第２の群に属する貫通孔６１０とは、それぞれグループ領域ＰＡＧと対応していてもよい。例えば、図９(b)に示す４行４列の第１の群に属する貫通孔６１０が１個のグループ領域ＰＡＧと対応していてもよい。同様に、４行４列の第２の群及び第３の群に属する貫通孔６１０が、それぞれ１個のグループ領域ＰＡＧと対応していてもよい。
　また、第１の群に属する貫通孔６１０と第２の群に属する貫通孔６１０とは、それぞれ異なる大きさであってもよい。例えば、第１の群に属する貫通孔６１０と第２の群に属する貫通孔６１０のうち、知感度の高い波長選択部が充填される貫通孔６１０の径を他方よりも小さくしてもよい。また、第１の群に属する貫通孔６１０と第２の群に属する貫通孔６１０と対応する光センサ３０の感度を異ならせてもよい。これにより、第１の群に属する貫通孔６１０と第２の群に属する貫通孔６１０に対応する第１検出信号Ｖｄｅｔの強度を均質化することができる。
　以上のように、第１の波長選択部６１２及び第２の波長選択部６１４を有する光学式センサによって、短時間で複数波長による複数種類の情報を取得することができる。なお、従来技術においても、複数の波長帯の光を、間隔を空けて順に測定対象に照射し、該測定対象からの反射光や透過光をそれぞれセンシングすることにより、測定対象に関する複数種類の情報を取得することが可能であった。しかしながら、本開示によれば、短時間で複数波長により複数種類の情報を取得することができる。
　図１０(a)は、従来技術（時分割）におけるセンサ出力の時間変化を表す図であり、図１０(b)は、本開示におけるセンサ出力の時間変化を表す図である。図１０(a)及び図１０(b)の縦軸はセンサ出力Ｖｏであり、横軸は時間である。ここで、座標抽出部４６が、センサ出力Ｖｏとして第１検出信号Ｖｄｅｔを出力するものとする。
　図１０(a)に示すように、従来技術によれば、850nmの光を発するＬＥＤと、660nmの光を発するＬＥＤとが交互に点灯される。センサ出力Ｖｏは、ＬＥＤがＯＮ状態になるとともに増加し始め、ＬＥＤの光量に応じた一定の電圧まで増加し、その後安定する。その後、全ての部分検出領域ＰＡＡから出力されるセンサ出力Ｖｏが１回（または所定の複数回）ずつ取得される。そして、電源回路２８が複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる付加容量Ｃａｄ（図４参照）に基準信号ＣＯＭが供給されるタイミングで、ＬＥＤをＯＦＦ状態とする。
　ＬＥＤがＯＦＦ状態になるとセンサ出力Ｖｏは、徐々に低下し、一定時間経過後、初期の出力電圧値（例えば０Ｖ）となる。複数種類の情報を取得するためには、850nmの光と660nmの光によるセンサ出力Ｖｏが混在することを避ける必要がある。従って、660nmの光を発するＬＥＤをＯＮ状態とするには850nmの光の発するＬＥＤをＯＦＦ状態とした後一定時間が必要である。同様に、850nmの光を発するＬＥＤをＯＮ状態とするには660nmの光の発するＬＥＤをＯＦＦ状態とした後一定時間が必要である。従って、従来技術によれば、ＬＥＤの切り替えに時間を要する。
　一方、本開示によれば、図１０(b)に示すように、660nmの光を発するＬＥＤと850nmの光を発するＬＥＤを同時に常時ＯＮ状態としても、第１の波長選択部６１２と対応する画素ＰＸのセンサ出力Ｖｏと、第２の波長選択部６１４と対応する画素ＰＸのセンサ出力Ｖｏと、に基づいて、複数種類の情報を取得することができる。従って、時間当たりの検出精度を向上することができる。
　さらに、660nmの光と850nmの光をともに発するＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）を用いることにより、個別の波長の光を発するＬＥＤを設ける必要がなくなる。
[第２実施形態]
　続いて第２実施形態について説明する。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図１１(a)は、第２実施形態に係る光学式センサ１の断面を表す模式図である。図１１(b)は、第２実施形態に係る光学式センサ１の平面を表す模式図である。第２実施形態によれば、複数画素及び複数の貫通孔６１０はそれぞれマトリクス状に配列され、第１の群に属する貫通孔６１０のそれぞれの四方に第２の群に属する貫通孔６１０が配置される。
　具体的には、列ごとに第１の群の属する貫通孔６１０と第２の群の属する貫通孔６１０と、が交互に設けられる。また、行ごとに第１の群の属する貫通孔６１０と第２の群の属する貫通孔６１０と、が交互に設けられる。すなわち、平面視でみて、第１の群の属する貫通孔６１０と第２の群の属する貫通孔６１０とは、市松模様となるように配置される。
　図１２は、第２実施形態に係るインターポーザ６００の製造方法を示す図である。まず、検出領域ＤＡの大きさと対応する遮光膜を準備する。そして、遮光膜をセンサ部６０２に配置したときに、当該遮光膜の各画素ＰＸと重なる位置に貫通孔６１０を形成する。この際、第１の群に属する貫通孔６１０のみが形成される。次に、第１の群に属する貫通孔６１０に対して、第１の波長選択部６１２となる樹脂を充填する。次に、隣り合う第１の群に属する貫通孔６１０の中間の位置に、第２の群に属する貫通孔６１０が形成される。最後に、第２の群に属する貫通孔６１０に対して、第２の波長選択部６１４となる樹脂を充填する。以上の工程により、第２実施形態にかかるインターポーザ６００が完成する。なお、第１の波長選択部６１２となる樹脂を充填する工程と、第２の群に属する貫通孔６１０を形成する工程は、入れ替えてもよい。
　第２実施形態においても第１実施形態と同様、短時間で複数波長により複数種類の情報を取得することができる。
[第３実施形態]
　続いて第３実施形態について説明する。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図１３(a)は、第３実施形態に係る光学式センサ１の断面を表す模式図である。図１３(b)は、第３実施形態に係る光学式センサ１の上面を表す模式図である。第３実施形態によれば、光学式センサ１は、インターポーザ６００の上側に配置されてインターポーザ６００を被覆するカバー部材１３００をさらに含み、複数の波長選択部は、インターポーザ６００とカバー部材１３００を接着する透光性の接着膜として形成される。
　具体的には、図１３(a)及び図１３(b)に示すように、貫通孔６１０には、可視光の全波長域の光を透過する（すなわち透明の）樹脂が充填される。また、貫通孔６１０には、何も充填されない（すなわち空気が存在する）状態であってもよい。
　インターポーザ６００に上には、第１の波長選択部６１２、第２の波長選択部６１４及び第３の波長選択部９００が配置される。具体的には、１列目及び２列目の貫通孔６１０の上に、第１の波長選択部６１２として、第１の波長帯（例えば、660nmを中心とする640nmから680nm）の光のみを透過する第１接着膜６０４が配置される。３列目及び４列目の貫通孔６１０の上に、第２の波長選択部６１４として、第２の波長帯（例えば、850nmを中心とする830nmから870nm）の光のみを透過する第２接着膜６０６が配置される。５列目及び６列目の貫通孔６１０の上に、第３の波長選択部９００として、第３の波長帯（例えば、360nmを中心とする340nmから380nm）の光のみを透過する第３接着膜が配置される。
　第３実施形態においても第１実施形態と同様、短時間で複数波長により複数種類の情報を取得することができる。第３実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、光学式センサが若干厚くなるものの、貫通孔６１０を充填する工程を省略できるため、簡易に製造することができる。
　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
　本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

Claims (6)

  1. 　平面に配列された複数の画素を備え、測定対象からの光を受光する受光部と、
    　複数の貫通孔を備え、前記各画素に一又は複数の前記貫通孔が重なるようにして、前記受光部の上側に配置されるインターポーザと、
    　第１の波長帯の光を透過し、前記複数の貫通孔のうち第１の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる第１の波長選択部と、
    　第２の波長帯の光を透過し、前記複数の貫通孔のうち前記第１の群とは異なる第２の群に属するものとそれぞれ重なるように設けられる第２の波長選択部と、
    　を含む光学式センサ。
  2. 　前記第１の波長選択部及び前記第２の波長選択部は前記貫通孔の内部に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の光学式センサ。
  3. 　前記複数の画素及び前記複数の貫通孔はそれぞれマトリクス状に配列され、
    　前記第１の群と前記第２の群とは平面的に並ぶよう設けられる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光学式センサ。
  4. 　前記複数の画素及び前記複数の貫通孔はそれぞれマトリクス状に配列され、
    　前記第１の群に属する前記貫通孔のそれぞれの四方に前記第２の群に属する前記貫通孔が配置される、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の光学式センサ。
  5. 　前記インターポーザの上側に配置され、前記インターポーザを被覆するカバー部材をさらに含み、
    　前記第１の波長選択部及び前記第２の波長選択部は、前記インターポーザと前記カバー部材を接着する透光性の接着膜として形成される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光学式センサ。
  6. 　前記複数の貫通孔の前記受光部側の開口の大きさは、反対側の開口の大きさよりも小さい、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光学式センサ。
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