(57)【要約】【課題】受光素子に光を適切に導く。【解決手段】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。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置及び検出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１８／００１２０６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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】図２は、センサ部を含む検出装置の平面図である。
【図３】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】図４は、検出装置を示す回路図である。
【図５】図５は、部分検出領域を示す回路図である。
【図６】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】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】図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る導光体の模式図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る導光体の模式図である。
【図１１Ａ】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】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】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】図１３は、変形例に係る導光体の模式図である。
【図１４】図１４は、変形例に係る導光体の模式図である。
【図１５】図１５は、変形例に係る導光体の模式図である。
【図１６】図１６は、第２実施形態に係る導光体の模式図である。
【図１７】図１７は、第２実施形態に係る導光体の模式図である。
【図１８】図１８は、変形例に係る導光体の模式図である。
【図１９】図１９は、変形例に係る導光体の模式図である。
【図２０】図２０は、第３実施形態に係る導光体の模式図である。
【図２１】図２１は、変形例に係る導光体の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
（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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
（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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
（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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
（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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
（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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【符号の説明】
【０１３９】
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
【図１】
2020184208.tif 000003
【図２】
2020184208.tif 000004
【図３】
2020184208.tif 000005
【図４】
2020184208.tif 000006
【図５】
2020184208.tif 000007
【図６】
2020184208.tif 000008
【図７】
2020184208.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020184208.tif 000011
【図１０】
2020184208.tif 000012
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020184208.tif 000018
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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