(57)【要約】【課題】受光素子の受光面に発光層からの直接光や対象物から斜めに入射した散乱光が入射することを抑制しつつ装置を薄型化する。【解決手段】発光部２０は、照射光ＩＬを発する発光層２６と、照射光ＩＬと反射光ＲＬを透過する第１電極２２と、照射光ＩＬと反射光ＲＬを遮光すると共に互いに離間して設けられた第２，第３電極２４とを備える。受光部３０は反射光ＲＬを受光する受光素子Ｄを備える。遮光層ＢＭは照射光と反射光を遮光すると共に開口部が形成されている。絶縁層２８は遮光層ＢＭを覆うと共に照射光と反射光を透過する絶縁体である。対象物Ｆ側から平面視した場合に、遮光層ＢＭと絶縁層２８は第２，第３電極２４間の離間領域と重なり、受光素子Ｄの受光面は遮光層ＢＭの開口部内に位置する。絶縁層２８において、発光層２６に接する面は第１電極２２の表面に対して傾斜した斜面を含み、この斜面と第１電極２２に接する面とのなす角は鋭角である。【選択図】図２
2012222484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部、受光部、遮光層および絶縁層を備え、対象物に対して前記発光部から光を照射し、前記対象物からの反射光を前記受光部で受光するセンシング装置において、
前記発光部および前記受光部は前記対象物に対して同じ側に設けられ、前記発光部は前記受光部より前記対象物側に位置し、
前記発光部は、
前記対象物に照射する照射光を発する発光層と、
前記発光層より前記対象物側に位置し、前記照射光および前記反射光を透過する第１電極と、
前記発光層より前記受光部側に位置し、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に互いに離間して設けられた第２電極および第３電極とを備え、
前記受光部は、
前記反射光を受光する受光素子を備え、
前記遮光層は、
前記第１電極の前記発光層側の表面のうち前記第２電極および前記第３電極間の離間領域に対応する位置に設けられ、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に開口部が形成され、
前記絶縁層は、
前記離間領域に対応する位置に設けられ、前記遮光層を覆うと共に前記照射光および前記反射光を透過する絶縁体であり、
前記対象物側から平面視した場合に、前記遮光層および前記絶縁層は前記離間領域と重なり、前記受光素子の受光面は前記開口部内に位置し、
前記絶縁層において、前記発光層に接する面は前記第１電極の表面に対して傾斜した斜面を含み、当該斜面と前記第１電極に接する面とのなす角は鋭角である
ことを特徴とするセンシング装置。
【請求項２】
発光部、受光部、複数の遮光層および複数の絶縁層を備え、対象物に対して前記発光部から光を照射し、前記対象物からの反射光を前記受光部で受光するセンシング装置において、
前記発光部および前記受光部は前記対象物に対して同じ側に設けられ、前記発光部は前記受光部より前記対象物側に位置し、
前記発光部は、
前記対象物に照射する照射光を発する発光層と、
前記発光層より前記対象物側に位置し、前記照射光および前記反射光を透過する第１電極と、
前記発光層より前記受光部側に位置し、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に互いに離間して設けられた複数の第２電極とを備え、
前記受光部は、
前記反射光を受光する複数の受光素子を備え、
前記複数の遮光層の各々は、
前記第１電極の前記発光層側の表面のうち隣り合う前記第２電極間ごとに存在する離間領域の各々に対応する位置に設けられ、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に１以上の開口部が形成され、
前記複数の絶縁層の各々は、
前記離間領域の各々に対応する位置に設けられ、前記遮光層を覆うと共に前記照射光および前記反射光を透過する絶縁体であり、
前記対象物側から平面視した場合に、前記離間領域の各々は前記遮光層および前記絶縁層と重なり、各々の前記開口部内には前記受光素子の受光面が１つずつ位置し、
前記複数の絶縁層の各々において、前記発光層に接する面は前記第１電極の表面に対して傾斜した斜面を含み、当該斜面と前記第１電極に接する面とのなす角は鋭角である
ことを特徴とするセンシング装置。
【請求項３】
前記遮光層は絶縁体である
ことを特徴する請求項１または２に記載のセンシング装置。
【請求項４】
前記複数の第２電極のうち、前記発光層を発光させるための駆動信号を供給する対象として１または複数の前記第２電極を選択する駆動回路を備える
ことを特徴する請求項２または３に記載のセンシング装置。
【請求項５】
前記発光層は、前記対象物を撮像する撮像領域の全面にわたって形成されている
ことを特徴する請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項６】
前記発光層は近赤外光を発する
ことを特徴する請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のセンシング装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に光を照射してその反射光を受光するセンシング装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体認証装置やイメージスキャナーの中には、読取領域の上に置かれた対象物（例えば指や原稿など）に対して発光部と受光部が同じ側に配置され、対象物に対して発光部から光を照射し、その反射光を受光部で受光して対象物の画像を読み取るものがある。例えば特許文献１に記載された撮像装置101では、画素110毎に光源ユニット111（発光部）と検出素子113（受光部）と遮光層126を備え、撮像対象129側から順に、光源ユニット111、遮光層126、検出素子113を配置することで、光源ユニット111と検出素子113の間を遮光層126によって部分的に遮光し、検出素子113に光源ユニット111からの直接光が入射するのを防ぐと共に、検出素子113に対して撮像対象129から斜めに入射する散乱光を減らしている。また、この撮像装置101は、光源ユニット111を形成したガラス基板124と、遮光層126を形成したガラス基板125とを貼り合わせた構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３８２１号公報（図３、段落００３１〜００３５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された撮像装置101では、光源ユニット111と検出素子113の間に遮光層126を形成したガラス基板125が介在するため装置の厚みが増してしまう。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、受光素子の受光面に発光層からの直接光や対象物から斜めに入射した散乱光が入射することを抑制しつつ装置を薄型化することが可能なセンシング装置、およびこれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るセンシング装置は、発光部、受光部、遮光層および絶縁層を備え、対象物に対して前記発光部から光を照射し、前記対象物からの反射光を前記受光部で受光するセンシング装置において、前記発光部および前記受光部は前記対象物に対して同じ側に設けられ、前記発光部は前記受光部より前記対象物側に位置し、前記発光部は、前記対象物に照射する照射光を発する発光層と、前記発光層より前記対象物側に位置し、前記照射光および前記反射光を透過する第１電極と、前記発光層より前記受光部側に位置し、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に互いに離間して設けられた第２電極および第３電極とを備え、前記受光部は、前記反射光を受光する受光素子を備え、前記遮光層は、前記第１電極の前記発光層側の表面のうち前記第２電極および前記第３電極間の離間領域に対応する位置に設けられ、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に開口部が形成され、前記絶縁層は、前記離間領域に対応する位置に設けられ、前記遮光層を覆うと共に前記照射光および前記反射光を透過する絶縁体であり、前記対象物側から平面視した場合に、前記遮光層および前記絶縁層は前記離間領域と重なり、前記受光素子の受光面は前記開口部内に位置し、前記絶縁層において、前記発光層に接する面は前記第１電極の表面に対して傾斜した斜面を含み、当該斜面と前記第１電極に接する面とのなす角は鋭角であることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、第２電極と第３電極と遮光層は、照射光と反射光を遮光する機能を有する。また、絶縁層は、対象物側から平面視した場合に、発光層のうち少なくとも第２電極と第３電極の間の離間領域に対応する部分（すなわち受光素子の受光面に対応する部分）を、照射光を発光しない非発光領域にする。したがって、発光層（発光領域）から出射された照射光が離間領域を通って受光素子の受光面に直接入射することを抑制することができる。また、第２電極と第３電極と遮光層は、対象物側から平面視した場合に開口部以外の部分を遮光するので、対象物から斜めに入射してきた反射光（散乱光）が受光素子の受光面に入射することを抑制することもできる。また、遮光層は、第２電極および第３電極と第１電極との間（発光部内）に設けられるので、特許文献１に記載されているように光源ユニット111（発光部）と検出素子113（受光部）の間に遮光層126を形成したガラス基板125を介在させる必要がない。したがって、受光素子の受光面に発光層からの直接光や対象物から斜めに入射した散乱光が入射することを抑制しつつ、センシング装置を薄型化することができる。
【０００７】
また、上記の構成によれば、第１電極の表面（発光層側）に設けられた遮光層は絶縁層で覆われる。また、絶縁層において、発光層に接する面は第１電極の表面に対して傾斜した斜面を含み、当該斜面と第１電極に接する面とのなす角は鋭角である。したがって、第１電極の表面に遮光層と絶縁層を積層した後、その上に発光層を形成する場合に、断切れを生じさせることなく発光層を形成することができるので、第２電極および第３電極と第１電極との間でのショートやリークを防ぐことができる。
【０００８】
なお、対象物は、生体の一部（例えば、指、手のひら、手の甲、眼など）であってもよいし、文書や画像が印刷された紙やＯＨＰ（OverHead Projector）シートなどであってもよい。また、発光層が発する光の波長は任意に定めることができる。つまり、照射光と反射光は、例えば近赤外光であってもよいし、可視光であってもよい。また、第１〜第３電極は、第１電極が陽極で第２電極および第３電極が陰極であってもよいし、第１電極が陰極で第２電極および第３電極が陽極であってもよい。また、開口部や受光面の形状は、矩形、円形、楕円、六角形など任意に定めることができる。また、開口部の大きさと受光面の大きさは、開口部の方が受光面より大きくてもよいし、その逆であってもよいし、両者が同じ大きさであってもよい。また、必ずしも受光面の全てが開口部内に位置している必要はなく、少なくとも受光面の一部が開口部内に位置していればよい。また、鋭角とは直角（９０度）より小さい角度である。
【０００９】
また、本発明の第２の態様に係るセンシング装置は、発光部、受光部、複数の遮光層および複数の絶縁層を備え、対象物に対して前記発光部から光を照射し、前記対象物からの反射光を前記受光部で受光するセンシング装置において、前記発光部および前記受光部は前記対象物に対して同じ側に設けられ、前記発光部は前記受光部より前記対象物側に位置し、前記発光部は、前記対象物に照射する照射光を発する発光層と、前記発光層より前記対象物側に位置し、前記照射光および前記反射光を透過する第１電極と、前記発光層より前記受光部側に位置し、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に互いに離間して設けられた複数の第２電極とを備え、前記受光部は、前記反射光を受光する複数の受光素子を備え、前記複数の遮光層の各々は、前記第１電極の前記発光層側の表面のうち隣り合う前記第２電極間ごとに存在する離間領域の各々に対応する位置に設けられ、前記照射光および前記反射光を遮光すると共に１以上の開口部が形成され、前記複数の絶縁層の各々は、前記離間領域の各々に対応する位置に設けられ、前記遮光層を覆うと共に前記照射光および前記反射光を透過する絶縁体であり、前記対象物側から平面視した場合に、前記離間領域の各々は前記遮光層および前記絶縁層と重なり、各々の前記開口部内には前記受光素子の受光面が１つずつ位置し、前記複数の絶縁層の各々において、前記発光層に接する面は前記第１電極の表面に対して傾斜した斜面を含み、当該斜面と前記第１電極に接する面とのなす角は鋭角であることを特徴とする。
【００１０】
このように第２電極と受光素子と遮光層（開口部）と絶縁層をそれぞれ複数備える構成であってもよい。この場合も第１の態様に係るセンシング装置と同様の効果を奏する。なお、開口部の数と受光素子の数は必ずしも一致する必要はなく、開口部の数より受光素子の数が多くてもよい。
【００１１】
また、上述したいずれかのセンシング装置において、前記遮光層は絶縁体であってもよい。遮光層を絶縁体にすれば、遮光層が絶縁体でない場合に比べ、遮光層と絶縁層を積層した部分の厚さを薄くすることができる。
【００１２】
また、第２の態様に係るセンシング装置において、前記複数の第２電極のうち、前記発光層を発光させるための駆動信号を供給する対象として１または複数の前記第２電極を選択する駆動回路を備えてもよい。
この場合、対象物側から平面視した場合に、発光層のうち駆動回路が選択した１又は複数の第２電極に対応する部分を発光させることができる。したがって、例えば、発光層のうち一部の第２電極に対応する部分だけを一斉に発光させて照射光の発光範囲を一部に限定することができる。また、発光層のうち全ての第２電極に対応する部分を一斉に発光させることや、第２電極を１つずつ順番に選択し、選択した第２電極に対応する部分を順次発光させることもできる。
【００１３】
また、上述したいずれかのセンシング装置において、前記発光層は、前記対象物を撮像する撮像領域の全面にわたって形成されていてもよい。この場合、発光層のパターニングが不要なので、製造過程での歩留まりを低減することができる。また、第１電極と第２電極の間のリークも抑制することができる。
【００１４】
また、上述したいずれかのセンシング装置において、前記発光層は近赤外光を発してもよい。つまり、照射光と反射光は近赤外光であってもよい。この場合、生体の一部に近赤外光を照射し、その反射光を受光することで静脈像を生成することができる。
【００１５】
また、本発明に係る電子機器は、上述したいずれかのセンシング装置を備える。電子機器には、例えば、静脈、指紋、網膜、虹彩などに基づいて生体認証を行う各種の生体認証装置の他、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリ、バーコードリーダーなどの画像読取装置が含まれる。また、電子機器は、生体認証機能を備えたパーソナルコンピューターや携帯電話機などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】生体認証装置の構成を示すブロック図である。
【図２】センシングユニットの断面図である。
【図３】図２に示した絶縁層の拡大図である。
【図４】陰極と遮光層と絶縁層と受光素子の配置を示す平面図である。
【図５】１つの受光素子に着目した場合の各層の配置を示す模式図である。
【図６】発光部の回路構成を示す図である。
【図７】陽極と陰極の間のリークを説明するための図である。
【図８】陰極と遮光層と絶縁層と受光素子の配置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。なお、図面において各層や各部材の寸法の比率は実際のものと適宜異なる。
＜１．実施形態＞
図１は、生体認証装置１の構成を示すブロック図である。
同図に示す生体認証装置１は、指Ｆの静脈像を撮像して本人認証を行う装置であり、センシングユニット２と、記憶部４０と、制御部５０と、出力部６０とを備える。また、センシングユニット２は、カバーガラス１０と、発光部２０と、受光部３０とを備える。カバーガラス１０は、撮像領域を覆うガラスの保護カバーである。このカバーガラス１０の上に認証対象となる者の指Ｆ（例えば右手の人差し指）が置かれる。発光部２０は、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescent）材料で形成された発光層と、陽極と、陰極とを備え、指Ｆに照射する照射光ＩＬを発する。照射光ＩＬは、例えば６００〜１２００ｎｍ程度の波長を有する近赤外光である。
【００１８】
発光部２０から出射された照射光ＩＬ（近赤外光）は、カバーガラス１０の下側から指Ｆに照射され、指Ｆの内部に到達すると散乱し、その一部が反射光ＲＬとして受光部３０側に向かう。静脈を流れる還元ヘモグロビンは近赤外光を吸収する性質がある。このため近赤外光用のイメージセンサーを用いて指Ｆを撮像すると、指Ｆの皮下にある静脈部分が周辺組織に比べて暗く写る。この明暗の差による紋様が静脈像となる。受光部３０は、近赤外光用のイメージセンサーであり、マトリクス状に配列された複数の受光素子を備える。各受光素子は、入射光（指Ｆからの反射光ＲＬ）をその光量に応じた信号レベルを有する電気信号（受光信号）に変換する。
【００１９】
なお、発光部２０や受光部３０の具体的な構造については後述するが、図１に示すように発光部２０と受光部３０は、カバーガラス１０の上に置かれた指Ｆに対して同じ側（図中下側）に位置する。また、発光部２０は受光部３０よりもカバーガラス１０側（図中上側）に位置する。
【００２０】
記憶部４０は、フラッシュメモリやハードディスクなどの不揮発性メモリであり、本人認証用のマスター静脈像として、事前に登録された指Ｆ（例えば右手の人差し指）の静脈像が記憶されている。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、発光部２０の点灯や消灯を制御する。また、制御部５０は、受光部３０に備わる各受光素子から受光信号を読み出し、読み出した１フレーム分（撮像領域分）の受光信号に基づいて指Ｆの静脈像を生成する。また、制御部５０は、生成した静脈像を記憶部４０に登録されているマスター静脈像と照合し、本人認証を行う。例えば、制御部５０は、照合する２つの静脈像の特徴（例えば静脈の枝分かれの数や位置など）を比較し、類似度が予め定められた閾値以上であった場合に、カバーガラス１０の上に指Ｆを置いた者が記憶部４０にマスター静脈像が登録されている本人であると認証する。出力部６０は、例えば表示部や音声報知部であり、表示や音声によって認証結果を報知する。
【００２１】
図２は、センシングユニット２の断面図である。
センシングユニット２は、大別すると、基板３１上に複数の受光素子Ｄがマトリクス状に配置されたセンサー基板３と、基板２１上（同図では基板２１の下面）に陽極２２と複数の遮光層ＢＭと複数の絶縁層２８と有機ＥＬ層２６と複数の陰極２４が積層された発光素子基板４と、基板１０上（同図では基板１０の下面）にレンズアレイＬＡが形成されたレンズ基板５とに分けられる。つまり、これら３枚の基板３〜５を貼り合わせてセンシングユニット２が作製される。なお、センサー基板３と発光素子基板４の間には封止層２９が介在する。また、基板１０は、図１におけるカバーガラス１０に相当する。
【００２２】
基板３１の上面に配置された各受光素子Ｄは、受光面に入射された反射光ＲＬ（近赤外光）をその光量に応じた信号レベルを有する受光信号に変換する。受光素子Ｄは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子であってもよいし、ＣＩＧＳ（Copper Indium Gallium DiSelenide）やマイクロクリスタルシリコンを光電変換用の材料として用いたものであってもよい。なお、基板３１としては、近赤外光に対する透過性が高いガラス基板や石英基板の他、セラミックスや金属のシートなど、近赤外光を透過しない板材を採用することができる。
【００２３】
基板１０（カバーガラス１０）の下面には、撮像領域の全面にわたってレンズアレイＬＡが形成されている。レンズアレイＬＡは、複数のマイクロレンズＭＬをマトリクス状に並べたものであり、ガラスや石英など、近赤外光に対して透過性の高い材料で形成される。マイクロレンズＭＬの配列ピッチは受光素子Ｄの配列ピッチと同じであり、各マイクロレンズＭＬは、指Ｆからの反射光ＲＬを真下に位置する受光素子Ｄの受光面に結像する。
【００２４】
基板２１はガラス基板や石英基板であり、その下面には撮像領域の全面にわたって陽極２２が形成されている。陽極２２は、有機ＥＬ層２６を挟んで複数の陰極２４と対向する膜体の電極（導電体）であり、近赤外光に対して透過性が高く、かつ導電性の高い材料で形成される。陽極２２の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯなどの酸化物や、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金などが挙げられる。なお、これらのうちの２種以上を組み合わせてもよい。また、陽極２２の膜厚は、材料にもよるが、例えば、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２５】
一方、複数の陰極２４の各々はＹ軸方向に延在する帯状の膜体電極（導電体）であり、隣り合う陰極２４同士はＸ軸方向に所定の離間幅を有する。各陰極２４は、近赤外光に対して遮光性が高く、かつ導電性の高い材料で形成される。陰極２４の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｃｒまたはこれらを含む合金などが挙げられる。また、これらのうちの２種以上を組み合わせてもよい。なお、特に、Ａｌ、ＭｇＡｇなどが好ましい。また、陰極２４の膜厚は、少なくとも近赤外光を不透過にするだけの厚みが必要であり、材料にもよるが、例えば、１００〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。陰極２４は、有機ＥＬ層２６の表面（同図では有機ＥＬ層２６の下面）にマスク蒸着法でパターニングされる。また、各陰極２４の下側や陰極２４間の離間領域は、近赤外光に対して透過性の高い材料で形成された封止層２９で覆われている。封止層２９の構成材料としては、例えば、アクリル系やエポキシ系の樹脂材料（有機材料）の他、ＳｉＯＮなどの無機材料が挙げられる。
【００２６】
また、陽極２２の下面には複数の遮光層ＢＭが設けられている。各遮光層ＢＭはＹ軸方向に延在する帯状の外形を有する。また、各遮光層ＢＭには複数の開口部が形成されている。遮光層ＢＭは、絶縁性が高く、かつ近赤外光に対して遮光性が高く反射率が低い材料で形成される。遮光層ＢＭの構成材料としては、例えば、Ｃｒ、ＴｉＮ（チタンナイトライド）などが挙げられる。遮光層ＢＭは、陽極２２の表面（同図では陽極２２の下面）にフォトリソグラフィー法でパターニングされる。このため開口部のサイズが極めて小さくても高精度に開口部を形成することが可能である。
【００２７】
また、各遮光層ＢＭは、遮光層ＢＭごとに絶縁層２８で覆われる。各絶縁層２８はＹ軸方向に延在する帯状の形状を有する。また、同図に示すように各絶縁層２８の断面は台形状であり、各絶縁層２８の両端（Ｘ軸方向）には有機ＥＬ層２６の断切れを防ぐためバンク（斜面）が形成されている。絶縁層２８は、近赤外光に対して透過性が高く、かつ絶縁性の高い材料で形成される。絶縁層２８の構成材料としては、例えばアクリル樹脂などが挙げられる。絶縁層２８はフォトリソグラフィー法でパターニングすることができるため、バンクを高精度に形成することが可能である。また、遮光層ＢＭと絶縁層２８は絶縁体であるので、陽極２２と陰極２４を部分的に絶縁し、有機ＥＬ層２６に近赤外光を発光しない非発光領域を形成する。
【００２８】
なお、同図に示すように、各受光素子Ｄの受光面の真上には、陰極２４間の離間領域と、絶縁層２８と、遮光層ＢＭの開口部が位置する。すなわち、複数の陰極２４は、各受光素子Ｄの受光面の真上に離間領域が位置するように形成される。また、各受光素子Ｄの受光面の真上に開口部が位置するように複数の遮光層ＢＭと複数の絶縁層２８が形成される。また、各開口部は、真上に位置するマイクロレンズＭＬを透過してきた反射光ＲＬを、真下に位置にする受光素子Ｄの受光面に入射させる。
【００２９】
有機ＥＬ層２６は、近赤外光に対して透過性が高い有機ＥＬ材料で形成された発光層であり、撮像領域の全面にわたって形成されている。有機ＥＬ層２６は、電流を供給することで正孔と電子が結合し、近赤外光を発する。有機ＥＬ層２６の構成材料としては、例えば、ドーパント−ランタニド系近赤外発光錯体、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ピラン誘導体、チアジアゾール誘導体、ホスト−ナフタセン誘導体、キノリン誘導体（Ａｌｑ３）、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体などが挙げられる。有機ＥＬ層２６は陽極２２と陰極２４で挟まれた部分が発光するが、上述したように遮光層ＢＭと絶縁層２８は絶縁体であるので、遮光層ＢＭと絶縁層２８が形成された部分は陽極２２と陰極２４が絶縁される。このため図２においてハッチングで示す部分（陽極２２と陰極２４で直接挟まれた部分）が近赤外光を発光する発光領域になり、それ以外の部分は非発光領域になる。このように有機ＥＬ層２６には発光領域と非発光領域が存在する。
【００３０】
ここで、陰極２４と遮光層ＢＭは近赤外光を遮光する機能を有する。また、遮光層ＢＭと絶縁層２８は絶縁体であるので、有機ＥＬ層２６のうち陰極２４間の離間領域に対応する部分（すなわち各受光素子Ｄの受光面に対応する部分）とその周辺を非発光領域にすることができる。また、遮光層ＢＭは近赤外光に対する反射率が低い。したがって、陰極２４と遮光層ＢＭと絶縁層２８は、有機ＥＬ層２６（発光領域）から出射された照射光ＩＬが離間領域を通って各受光素子Ｄの受光面に直接入射することを抑制することができる。また、このように有機ＥＬ層２６の非発光領域を定めることができると、各受光素子Ｄの受光面に入射する反射光ＲＬの光路上（同図において各受光素子Ｄの受光面からＺ軸方向に延びる直線上）から、反射光ＲＬよりも光量が大きい照射光ＩＬを発光する発光領域を排除することができる。このため各受光素子Ｄにおける反射光ＲＬの受光精度を高めることもできる。
【００３１】
また、陰極２４と遮光層ＢＭは、近赤外光を遮光する機能を有しているので、同図に破線の矢印で示すように、隣のマイクロレンズＭＬなどから斜めに入射してきた反射光ＲＬ（いわゆる散乱光）を遮光し、クロストークを抑制することができる。なお、開口部のサイズ、陰極２４間の離間幅、遮光層ＢＭと陰極２４と封止層２９の厚さなどを調整することで、反射光ＲＬのクロストークを低減することができる。例えば、開口部のサイズや陰極２４間の離間幅を小さくしたり、遮光層ＢＭや陰極２４の厚さを大きくしたりすれば、クロストークを低減することが可能である。このため開口部のサイズ、陰極２４間の離間幅、遮光層ＢＭと陰極２４と封止層２９の厚さなどは、クロストークができるだけ生じないようにその値が定められている。
【００３２】
図３は、図２に示した絶縁層２８の拡大図である。
陽極２２の表面（有機ＥＬ層２６側）には、開口部を有する遮光層ＢＭがフォトリソグラフィー法によってパターニングされる。また、その上には遮光層ＢＭを覆うように絶縁層２８がフォトリソグラフィー法によってパターニングされる。絶縁層２８のうち有機ＥＬ層２６と接する面は、陽極２２の表面に対して傾斜したバンク（斜面）を含む。また、絶縁層２８のうち陽極２２と接する面とバンクとのなす角αは、鋭角（直角よりも小さい角度）である。陽極２２の表面に遮光層ＢＭと絶縁層２８を積層した後、その上に有機ＥＬ層２６を形成する場合、遮光層ＢＭと絶縁層２８によって段差が生じることになる。しかしながら、段差の両脇部分が絶縁層２８のバンクによってなだらかな斜面になるため、断切れを生じさせることなく有機ＥＬ層２６を撮像領域の全面にわたって連続して形成することができる。このため有機ＥＬ層２６の断切れによる陽極２２−陰極２４間でのショートやリークを防ぐことが可能になる。
【００３３】
なお、絶縁層２８を設けず、遮光層ＢＭの上に直接、有機ＥＬ層２６を形成することが考えられる。しかしながら、この場合、有機ＥＬ材料の付きまわりが悪くなり、特に開口部内や遮光層ＢＭとの境目部分において有機ＥＬ材料を隙間無く積層することが難しくなる。このため有機ＥＬ層２６が局所的に薄くなったり、有機ＥＬ層２６に断切れが生じたりして、陽極２２と陰極２４の間でショートやリークを引き起こすおそれがある。
【００３４】
図４は、陰極２４と遮光層ＢＭと絶縁層２８と受光素子Ｄの配置を示す平面図である。
同図に示すように各陰極２４は、Ｙ軸方向に延在する帯状の形状を有し、互いに離間して設けられている。各遮光層ＢＭはＹ軸方向に延在する帯状の外形を有する。また、各遮光層ＢＭにはＹ軸方向に沿って複数の開口部が形成されている。各絶縁層２８はＹ軸方向に延在する帯状の形状を有し、遮光層ＢＭの全面を覆う。カバーガラス１０側から平面視したとき、陰極２４間の離間領域は遮光層ＢＭと絶縁層２８によって覆われ、遮光層ＢＭと絶縁層２８の両端（Ｘ軸方向）は両隣の陰極２４と重なる。また、同図に示すように、開口部の配列ピッチは受光素子Ｄの配列ピッチと同じであり、開口部と受光素子Ｄ（受光面）は１対１で対応する。各開口部の形状は、例えば一辺の長さが５〜２０μｍ程度の正方形であり、カバーガラス１０側から平面視したとき、各々の開口部内に受光素子Ｄ（受光面）が１つずつ含まれる。このように陰極２４と遮光層ＢＭは、カバーガラス１０側から平面視したとき、開口部以外の部分を覆い、各受光素子Ｄの受光窓として機能する。
【００３５】
また、同図においてハッチングで示す部分（各陰極２４の中央部分）が有機ＥＬ層２６の発光領域に相当する。つまり、有機ＥＬ層２６の発光領域は、カバーガラス１０側から平面視したとき、撮像領域の全面にわたってストライプ状に形成される。したがって、指Ｆに対して均一な強度の近赤外光（照射光ＩＲ）を照射することができ、各受光素子Ｄに対する光量ムラもない。
【００３６】
図５は、１つの受光素子Ｄに着目した場合の各層の配置を示す模式図である。
同図において最下層に位置する受光素子Ｄの受光面は円形の形状を有する。また、その上には、Ｙ軸方向に延在する２本の陰極２４が受光素子Ｄの受光面を挟んでその両脇（図中左右）に位置する。一方、最上層には全面にわたって陽極２２が設けられ、その下にはＹ軸方向に延在する遮光層ＢＭが位置する。２本の陰極２４間の離間幅をＷ１としたとき、遮光層ＢＭのＸ軸方向の幅Ｗ２はＷ１よりも大きい。また、遮光層ＢＭは、受光素子Ｄの受光面に対応する位置に受光面よりも大きな正方形の開口部を有する。この開口部以外の部分は陰極２４と遮光層ＢＭによって遮光される。遮光層ＢＭの下にはＹ軸方向に延在する絶縁層２８が位置する。絶縁層２８は、Ｘ軸方向の幅Ｗ３が遮光層ＢＭの幅Ｗ２よりも大きく、遮光層ＢＭの全面を覆う。また、絶縁層２８の下には全面にわたって有機ＥＬ層２６が設けられている。遮光層ＢＭと絶縁層２８は絶縁体であるので、有機ＥＬ層２６のうち、図中ハッチングで示す両脇部分が発光領域になり、その内側部分が非発光領域になる。
【００３７】
図６は、発光部２０の回路構成を示す図である。
同図に示すように発光部２０には陰極駆動回路２００が設けられている。陰極駆動回路２００は、制御部５０から供給されるクロック信号と制御信号に基づいて、ｎ本の陰極２４１〜２４ｎの中から電流を供給する１または複数の陰極２４を選択する。陰極駆動回路２００によって選択された１以上の陰極２４と、陽極２２との間に電流が供給され、有機ＥＬ層２６が発光する。例えば、陰極駆動回路２００が全ての陰極２４１〜２４ｎを同時に選択すると、有機ＥＬ層２６のうち全ての陰極２４１〜２４ｎに対応する部分が一斉に発光する。この場合、撮像領域の全面がストライプ状に発光することになる。また、陰極駆動回路２００が陰極２４１〜２４４を同時に選択すると、有機ＥＬ層２６のうち陰極２４１〜２４４に対応する部分だけが一斉に発光する。また、陰極駆動回路２００が陰極２４１〜２４ｎを１本ずつ順次選択すると、有機ＥＬ層２６のうち陰極駆動回路２００によって選択された陰極２４に対応する部分が順次発光する。
【００３８】
なお、有機ＥＬ層２６のうち全ての陰極２４１〜２４ｎに対応する部分を一斉に発光させるだけであれば、陰極駆動回路２００は不要である。この場合、制御部５０は、発光部２０を点灯させるタイミングになると、全ての陰極２４１〜２４ｎと陽極２２との間に電流を供給し、有機ＥＬ層２６を発光させればよい。
【００３９】
次に、生体認証装置１の動作について説明する。
制御部５０は、図示を省略した接触センサーなどを用いてカバーガラス１０の上に指Ｆが置かれたことを検知すると、陽極２２と１以上の陰極２４との間に電流を供給し、有機ＥＬ層２６を発光させる。例えば、制御部５０は、陰極駆動回路２００を制御して全ての陰極２４１〜２４ｎを同時に選択し、有機ＥＬ層２６のうち全ての陰極２４１〜２４ｎに対応する部分を一斉に発光させる。有機ＥＬ層２６（発光領域）から出射された照射光ＩＬ（近赤外光）は、陽極２２、基板２１、レンズアレイＬＡ、カバーガラス１０を介して指Ｆに照射され、指Ｆの内部に到達すると散乱し、その一部が反射光ＲＬとして受光部３０側に向かう。また、指Ｆからの反射光ＲＬの一部が、カバーガラス１０、レンズアレイＬＡ、基板２１、陽極２２、遮光層ＢＭの開口部、絶縁層２８、有機ＥＬ層２６、陰極２４間の離間領域、封止層２９を介して受光素子Ｄの受光面に入射される。各受光素子Ｄは、受光面に入射された反射光ＲＬをその光量に応じた信号レベルを有する受光信号に変換する。制御部５０は、各受光素子Ｄから受光信号を読み出し、読み出した１フレーム分の受光信号に基づいて指Ｆの静脈像を生成する。また、制御部５０は、生成した静脈像を記憶部４０に登録されているマスター静脈像と照合して本人認証を行い、認証結果を出力部６０から出力する。
【００４０】
以上説明したように本実施形態によれば、陰極２４と遮光層ＢＭは近赤外光を遮光する機能を有する。また、絶縁体である遮光層ＢＭと絶縁層２８は、有機ＥＬ層２６のうち陰極２４間の離間領域に対応する部分（すなわち各受光素子Ｄの受光面に対応する部分）とその周辺を非発光領域にする。また、遮光層ＢＭは近赤外光に対する反射率が低い。したがって、有機ＥＬ層２６（発光領域）から出射された照射光ＩＬが離間領域を通って各受光素子Ｄの受光面に直接入射することを抑制することができる。また、陰極２４と遮光層ＢＭは、カバーガラス１０側から平面視したとき受光窓（開口部）以外の部分を遮光するので、隣のマイクロレンズＭＬなどから斜めに入射してきた反射光ＲＬ（散乱光）が各受光素子Ｄの受光面に入射することを抑制することもできる。また、遮光層ＢＭは、陽極２２と陰極２４の間（発光部２０内）に設けられるので、特許文献１に記載されているように光源ユニット111（発光部）と検出素子113（受光部）の間に遮光層126を形成したガラス基板125を介在させる必要がない。したがって、各受光素子Ｄの受光面に有機ＥＬ層２６からの直接光や隣のマイクロレンズＭＬなどから斜めに入射してきた散乱光が入射することを抑制しつつ、生体認証装置１（センシングユニット２）のＺ軸方向の厚さを薄くすることができる。また、陰極２４と遮光層ＢＭを１つの基板上（発光素子基板４）に形成しているので、基板の貼り合わせによる陰極２４と遮光層ＢＭの位置ズレも生じない。
【００４１】
また、本実施形態によれば、陽極２２の表面（有機ＥＬ層２６側）に設けられた遮光層ＢＭは絶縁層２８で覆われる。また、絶縁層２８において、有機ＥＬ層２６に接する面は陽極２２の表面に対して傾斜した斜面（バンク）を含み、この斜面と陽極２２に接する面とのなす角αは鋭角である。したがって、断切れを生じさせることなく有機ＥＬ層２６を形成することができるので、陽極２２−陰極２４間でのショートやリークを防ぐことができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、絶縁体である遮光層ＢＭと絶縁層２８は、有機ＥＬ層２６のうち陰極２４間の離間領域に対応する部分とその周辺を非発光領域にする。このため各受光素子Ｄの受光面に入射する反射光ＲＬの光路上から、反射光ＲＬよりも光量が大きい照射光ＩＬを発光する発光領域を排除することができる。したがって、各受光素子Ｄにおける反射光ＲＬの受光精度を高め、静脈像の撮像精度を向上することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、陰極駆動回路２００によって陰極２４をライン駆動することができる。したがって、例えば、撮像領域のうち一部の陰極２４に対応する部分だけを発光させて照射光ＩＬの発光範囲を一部に限定することができる。また、撮像領域のうち全ての陰極２４に対応する部分を一斉に発光させることや、陰極２４を１本ずつ順番に選択し、選択した陰極２４に対応する部分を順次発光させることもできる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、有機ＥＬ層２６の発光領域は、カバーガラス１０側から平面視したとき、図４においてハッチングで示す部分になる。したがって、指Ｆに対して均一な強度の近赤外光を照射することができ、各受光素子Ｄに対する光量ムラもない。また、本実施形態によれば、撮像領域の全面に有機ＥＬ層２６を成膜すればよいので、有機ＥＬ層２６のパターニングが不要であり、製造過程での歩留まりを低減することができる。また、図７に示すように、例えば画素毎に有機ＥＬ層２６と陰極２４を形成した場合、図中破線で示す部分で陽極２２と陰極２４の間にリークが生じることがある。本実施形態によれば、このようなリークも抑制することができる。
【００４５】
なお、遮光層ＢＭを排除し、陰極だけで受光窓を形成することが考えられる。この場合、例えば、撮像領域に相当する外形を有し、各受光素子Ｄの受光面に対応する位置に開口部が形成された陰極を用いればよい。但し、陰極は、有機ＥＬ層２６の表面（図２では有機ＥＬ層２６の下面）にパターニングする必要がある。有機ＥＬ層２６上でのフォトリソグラフィー法によるパターニングは、有機ＥＬ層２６にダメージを与えてしまうため、マスク蒸着法で行うのが一般的である。しかしながら、マスク蒸着法の場合、開口部のサイズが小さいと高精度に開口部を形成することが難しく、製造工程での歩留まりの増大や製造コストの上昇を招く。これに対し、本実施形態によれば、陰極２４と遮光層ＢＭを重ねて受光窓を形成しており、受光窓を形成するために陰極２４と遮光層ＢＭを作製する必要があるものの、遮光層ＢＭ（開口部）をフォトリソグラフィー法でパターニングしているため、陰極２４（離間領域）についてはマスク蒸着法であっても十分に高精度な受光窓を形成することが可能である。このため陰極のみで受光窓を形成する場合に比べ、製造工程での歩留まりの増大や製造コストの上昇を招くことなく高精度な受光窓を形成することができる。
【００４６】
＜２．変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形が可能である。また、以下に示す２以上の変形を適宜組み合わせることもできる。
【００４７】
［変形例１］
受光素子Ｄの配列パターンはマトリクス状に限定されない。例えば、チェス柄（市松模様）における黒または白の配列パターンとなるように受光素子Ｄを並べてもよい。これは開口部の配列パターンについても同様である。また、スイープ型の生体認証装置に本発明を適用してもよい。この場合、図８に示すように受光素子Ｄや開口部はＸ軸方向に沿って一列に並んでいればよい。また、各遮光層ＢＭには開口部が１つだけ設けられる。
【００４８】
［変形例２］
遮光層ＢＭは、少なくとも近赤外光の遮光機能を有していればよく、必ずしも絶縁性の高い材料や近赤外光に対する反射率が低い材料で形成されている必要はない。但し、遮光層ＢＭを絶縁体にすれば、遮光層ＢＭが絶縁体でない場合に比べ、遮光層ＢＭと絶縁層２８を積層した部分の厚さを薄くすることができる。また、遮光層ＢＭには、必ずしも全ての受光素子Ｄ（受光面）に対応する位置に開口部が設けられていなくてもよい。例えば、受光量（積算量）による受光素子Ｄの光電変換特性の変化を補正するため、あるいは反射光ＲＬが全く入射されていない状態における受光信号の値を基準値として取得するため、撮像領域の端部などに、受光面の上側が遮光層ＢＭで完全に覆われた受光素子Ｄが設けられていてもよい。また、陰極２４は少なくとも２つ以上あればよく、受光素子Ｄと遮光層ＢＭと開口部と絶縁層２８についても少なくとも１つずつ以上あればよい。
【００４９】
［変形例３］
受光素子Ｄの受光面の形状は、円形に限らず、矩形や六角形など任意の形状にすることができる。遮光層ＢＭの開口部の形状についても正方形に限らず任意の形状であってよい。また、受光面の大きさと開口部の大きさは、両者が同じ大きさであってもよいし、受光面の方が開口部より大きくてもよい。また、カバーガラス１０側から平面視したとき、受光面の中心（または重心）が開口部内に位置することが望ましいが、少なくとも受光面の一部が開口部内に位置していればよい。
【００５０】
［変形例４］
発光層として有機ＥＬ層２６の他に、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層が含まれていてもよい。正孔輸送層や正孔注入層の構成材料としては、例えば、テトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物などが挙げられる。また、電子輸送層の構成材料としては、例えば、キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体、アザインドリジン誘導体などが挙げられる。また、電子注入層の構成材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物などが挙げられ、これらのうちの２種以上を組み合わせてもよい。なお、上述した電子注入層の構成材料については、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物などであってもよく、さらに、これらのうちの２種以上を組み合わせてもよい。また、有機ＥＬ材料ではなく、無機ＥＬ材料や発光ポリマーを用いて発光層を形成してもよい。また、発光層は、電圧の印加によって光を発する電圧駆動型であってもよい。また、陽極２２と陰極２４の極性を逆にしてもよい。
【００５１】
［変形例５］
静脈認証の対象となる生体の部位は、手のひら、手の甲、眼などであってもよい。また、近赤外光以外の光を遮光するバンドパスフィルター（光学フィルター）を設けてもよい。例えば、バンドパスフィルターは、基板２１と陽極２２の間や、カバーガラス１０とレンズアレイＬＡの間に設けることができる。また、近赤外光の代わりに可視光を使用し、指紋や虹彩に基づいて生体認証を行う生体認証装置に本発明を適用することもできる。この場合、発光部２０（有機ＥＬ層２６）は、照射光ＩＬとして可視光を発する。また、受光部３０（各受光素子Ｄ）は、反射光ＲＬとして可視光を受光する。また、カバーガラス１０、レンズアレイＬＡ、基板２１、陽極２２、絶縁層２８、有機ＥＬ層２６および封止層２９は、可視光に対して透過性の高い材料で形成され、陰極２４および遮光層ＢＭは、可視光に対して遮光性の高い材料で形成される。
【００５２】
［変形例６］
例えば、生体認証機能を有するパーソナルコンピューターや携帯電話機などに本発明を適用することができる。また、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリ、バーコードリーダーなどの画像読取装置に本発明を適用することもできる。なお、画像読取装置に本発明を適用する場合も、照射光ＩＬや反射光ＲＬとして近赤外光の代わりに可視光を用いることになる。
【符号の説明】
【００５３】
１…生体認証装置、２…センシングユニット、３…センサー基板、４…発光素子基板、５…レンズ基板、１０…カバーガラス／基板、２０…発光部、３０…受光部、４０…記憶部、５０…制御部、６０…出力部、Ｆ…指、ＩＬ…照射光、ＲＬ…反射光、ＢＭ…遮光層、Ｄ…受光素子、２１…基板、２２…陽極、２４，２４１〜２４ｎ…陰極、２６…有機ＥＬ層、２８…絶縁層、２９…封止層、３１…基板、ＬＡ…レンズアレイ、ＭＬ…マイクロレンズ、２００…陰極駆動回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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