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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022160898
(43)【公開日】2022-10-20
(54)【発明の名称】検出装置及び撮像装置
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20221013BHJP
H01L 51/42 20060101ALI20221013BHJP
H01L 31/10 20060101ALI20221013BHJP
H01L 31/0232 20140101ALI20221013BHJP
H01L 27/144 20060101ALI20221013BHJP
H01L 27/30 20060101ALI20221013BHJP
H01L 29/786 20060101ALI20221013BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 D
H01L31/08 T
H01L31/10 A
H01L31/02 D
H01L27/146 C
H01L27/144 K
H01L27/30
H01L29/78 613Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021065412
(22)【出願日】2021-04-07
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小出 元
【テーマコード（参考）】
4M118
5F110
5F849
【Ｆターム（参考）】
4M118AB01
4M118BA05
4M118BA14
4M118CA14
4M118CB14
4M118CB20
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4M118FB03
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4M118GA03
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4M118GB07
4M118GC08
4M118HA02
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4M118HA25
5F110AA18
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5F110QQ16
5F849BB03
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5F849XA25
(57)【要約】
【課題】同一のセンサで複数の波長帯域の光を検出することが可能な検出装置及び撮像装置を提供する。
【解決手段】検出装置は、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光を照射する光源と、第１波長帯域の光を透過させる第１カラーフィルタと、第２波長帯域の光を透過させる第２カラーフィルタと、第１カラーフィルタを透過した光を受光する第１フォトダイオードと、第２カラーフィルタを透過した光を受光する第２フォトダイオードと、を有する。また、検出装置において、複数の第１カラーフィルタ及び複数の第２カラーフィルタは、基板の上で、第１方向に沿って交互に配列される。
【選択図】図９
【解決手段】検出装置は、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光を照射する光源と、第１波長帯域の光を透過させる第１カラーフィルタと、第２波長帯域の光を透過させる第２カラーフィルタと、第１カラーフィルタを透過した光を受光する第１フォトダイオードと、第２カラーフィルタを透過した光を受光する第２フォトダイオードと、を有する。また、検出装置において、複数の第１カラーフィルタ及び複数の第２カラーフィルタは、基板の上で、第１方向に沿って交互に配列される。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光を照射する光源と、
前記第１波長帯域の光を透過させる第１カラーフィルタと、
前記第２波長帯域の光を透過させる第２カラーフィルタと、
前記第１カラーフィルタを透過した光を受光する第１フォトダイオードと、
前記第２カラーフィルタを透過した光を受光する第２フォトダイオードと、を有する
検出装置。
前記第１波長帯域の光を透過させる第１カラーフィルタと、
前記第２波長帯域の光を透過させる第２カラーフィルタと、
前記第１カラーフィルタを透過した光を受光する第１フォトダイオードと、
前記第２カラーフィルタを透過した光を受光する第２フォトダイオードと、を有する
検出装置。
【請求項2】
前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオードが設けられる基板を有し、
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、前記基板の上で、第１方向に沿って交互に配列される
請求項１に記載の検出装置。
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、前記基板の上で、第１方向に沿って交互に配列される
請求項１に記載の検出装置。
【請求項3】
前記光源から照射される光は、前記第１カラーフィルタ及び前記第２カラーフィルタをそれぞれ透過して、同時に前記第１フォトダイオード及び前記第２フォトダイオードに照射される
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項4】
前記第１波長帯域は、赤色を示す波長帯域であり、
前記第２波長帯域は、赤外光を示す波長帯域である
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。
前記第２波長帯域は、赤外光を示す波長帯域である
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】
複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードの上に設けられた上部電極と、
前記上部電極の上に設けられた無機絶縁膜と、を有し、
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、前記無機絶縁膜の上に設けられる
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。
前記上部電極の上に設けられた無機絶縁膜と、を有し、
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、前記無機絶縁膜の上に設けられる
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】
複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードの上側に設けられた対向基板を有し、
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、前記対向基板の複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードと対向する面に設けられる
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。
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、前記対向基板の複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードと対向する面に設けられる
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7】
複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードのそれぞれに対応して設けられた複数のトランジスタを有し、
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、複数の前記トランジスタの上に設けられ、
複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードは、有機絶縁膜を介して複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタの上に設けられる
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。
複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタは、複数の前記トランジスタの上に設けられ、
複数の前記第１フォトダイオード及び複数の前記第２フォトダイオードは、有機絶縁膜を介して複数の前記第１カラーフィルタ及び複数の前記第２カラーフィルタの上に設けられる
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8】
前記光源からの光は、さらに第３波長帯域を含み、
前記第３波長帯域の光を透過させる第３カラーフィルタと、
前記第３カラーフィルタを透過した光を受光する第３フォトダイオードと、を有する
請求項１に記載の検出装置。
前記第３波長帯域の光を透過させる第３カラーフィルタと、
前記第３カラーフィルタを透過した光を受光する第３フォトダイオードと、を有する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項9】
前記光源から照射される光は、前記第１カラーフィルタ、前記第２カラーフィルタ及び前記第３カラーフィルタをそれぞれ透過して、同時に前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード及び前記第３フォトダイオードに照射される
請求項８に記載の検出装置。
請求項８に記載の検出装置。
【請求項10】
前記第１波長帯域は、赤色を示す波長帯域であり、
前記第２波長帯域は、緑色を示す波長帯域である
前記第３波長帯域は、青色を示す波長帯域である
請求項８又は請求項９に記載の検出装置。
前記第２波長帯域は、緑色を示す波長帯域である
前記第３波長帯域は、青色を示す波長帯域である
請求項８又は請求項９に記載の検出装置。
【請求項11】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の検出装置と、
前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード及び前記第３フォトダイオードからの検出信号に基づいて二次元情報を生成する画像処理部と、を有する
撮像装置。
前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード及び前記第３フォトダイオードからの検出信号に基づいて二次元情報を生成する画像処理部と、を有する
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
指紋パターンや静脈パターンを検出可能な光センサが知られている（例えば、特許文献１）。このような光センサでは、活性層として有機半導体材料が用いられた複数のフォトダイオードを有するセンサが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－３２００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
光センサは、指や掌等の被検出体の指紋の形状に限られず、被検出体の種々の生体情報（例えば、指や掌の血管像、脈波、脈拍、血中酸素濃度等）を検出することが要求されている。このため、同一の光センサで、被検出体に応じた異なる波長帯域の光を検出することが要求される場合がある。
【0005】
本発明は、同一のセンサで複数の波長帯域の光を検出することが可能な検出装置及び撮像装置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】
本発明の一態様の検出装置は、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光を照射する光源と、前記第１波長帯域の光を透過させる第１カラーフィルタと、前記第２波長帯域の光を透過させる第２カラーフィルタと、前記第１カラーフィルタを透過した光を受光する第１フォトダイオードと、前記第２カラーフィルタを透過した光を受光する第２フォトダイオードと、を有する。
【0007】
本発明の一態様の撮像装置は、検出装置と、前記第１フォトダイオード、前記第２フォトダイオード及び前記第３フォトダイオードからの検出信号に基づいて二次元情報を生成する画像処理部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、本開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本開示と各図において、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。
【0010】
本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
【0011】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図１に示すように、検出装置１は、センサ基材２１（基板）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、検出回路４８と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、第１光源基材５１と、第２光源基材５２と、光源５３、５４と、を有する。第１光源基材５１には、複数の光源５３が設けられる。第２光源基材５２には複数の光源５４が設けられる。
図１は、第１実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図１に示すように、検出装置１は、センサ基材２１（基板）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、検出回路４８と、制御回路１２２と、電源回路１２３と、第１光源基材５１と、第２光源基材５２と、光源５３、５４と、を有する。第１光源基材５１には、複数の光源５３が設けられる。第２光源基材５２には複数の光源５４が設けられる。
【0012】
センサ基材２１には、フレキシブルプリント基板７１を介して制御基板１２１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、検出回路４８が設けられている。制御基板１２１には、制御回路１２２及び電源回路１２３が設けられている。制御回路１２２は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）である。制御回路１２２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。また、制御回路１２２は、光源５３、５４に制御信号を供給して、光源５３、５４の点灯又は非点灯を制御する。電源回路１２３は、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳ（図４参照）等の電圧信号をセンサ部１０、ゲート線駆動回路１５及び信号線選択回路１６に供給する。また、電源回路１２３は、電源電圧を光源５３、５４に供給する。
【0013】
センサ基材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が有する複数のフォトダイオードＰＤ（図４参照）が設けられた領域である。周辺領域ＧＡは、検出領域ＡＡの外周と、センサ基材２１の端部との間の領域であり、複数のフォトダイオードＰＤが設けられない領域である。
【0014】
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。具体的には、ゲート線駆動回路１５は、周辺領域ＧＡのうち第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、周辺領域ＧＡのうち第１方向Ｄｘに沿って延在する領域に設けられ、センサ部１０と検出回路４８との間に設けられる。
【0015】
なお、以下の説明において、第１方向Ｄｘは、センサ基材２１と平行な面内の一方向である。第２方向Ｄｙは、センサ基材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、「平面視」とは、センサ基材２１と垂直な方向から見た場合の位置関係をいう。
【0016】
複数の光源５３は、第１光源基材５１に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。複数の光源５４は、第２光源基材５２に設けられ、第２方向Ｄｙに沿って配列される。第１光源基材５１及び第２光源基材５２は、それぞれ、制御基板１２１に設けられた端子部１２４、１２５を介して、制御回路１２２及び電源回路１２３と電気的に接続される。
【0017】
複数の光源５３及び複数の光源５４は、例えば、無機ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等が用いられる。複数の光源５３及び複数の光源５４は、いずれも第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光Ｌ１を照射する。第１波長帯域は、例えば、赤色を示す波長帯域であり、第２波長帯域は、赤外光を示す波長帯域である。
【0018】
光源５３、５４から出射された光Ｌ１のうち第１波長帯域（例えば、赤色）の光Ｌ１ａは、主に指等の被検出体の表面で反射されセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指等の表面の凹凸の形状を検出することで指紋を検出することができる。光源５３、５４から出射された光Ｌ１のうち、第２波長帯域（例えば、赤外光）の光Ｌ１ｂは、主に指等の内部で反射し又は指等を透過してセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指等の内部の生体に関する情報を検出できる。生体に関する情報とは、例えば、指や掌の脈波、脈拍、血管像等である。すなわち、検出装置１は、指紋を検出する指紋検出装置や、静脈などの血管パターンを検出する静脈検出装置として構成されてもよい。
【0019】
例えば、第１波長帯域は、５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下、例えば５５０ｎｍ程度の波長を有し、第２波長帯域は、７８０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の波長を有していてもよい。この場合、第１波長帯域の光Ｌ１ａは、青色又は緑色の可視光であり、第２波長帯域の光Ｌ１ｂは、赤外光である。センサ部１０は、光源５３、５４から出射された第１波長帯域の光Ｌ１ａに基づいて、指紋を検出することができる。あるいは、光源５３、５４から出射された第２波長帯域の光Ｌ１ｂは、指等の被検出体の内部で反射し又は指等を透過・吸収されてセンサ部１０に入射する。これにより、センサ部１０は、指等の内部の生体に関する情報として脈波や血管像（血管パターン）を検出できる。
【0020】
又は、第１波長帯域は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下、例えば６６０ｎｍ程度の波長を有し、第２波長帯域は、７８０ｎｍ以上９００ｎｍ以下、例えば８５０ｎｍ程度の波長を有していてもよい。この場合、光源５３、５４から出射された第１波長帯域の光Ｌ１ａ及び第２波長帯域の光Ｌ１ｂに基づいて、センサ部１０は、生体に関する情報として、脈波、脈拍や血管像に加えて、血中酸素飽和度を検出することができる。このように、検出装置１は、第１波長帯域の光Ｌ１ａに基づいた検出と、第２波長帯域の光Ｌ１ｂに基づいた検出とを行うことで、種々の生体に関する情報を検出することができる。
【0021】
なお、図１に示す光源５３、５４の配置は、あくまで一例であり適宜変更することができる。検出装置１は、光源として１種類の光源５３、５４が設けられている。ただし、これに限定されず、光源は２種類以上であってもよい。この場合、例えば、第１光源基材５１及び第２光源基材５２のそれぞれに、複数の光源５３及び複数の光源５４が配置されていてもよい。また、光源５３及び光源５４が設けられる光源基材は１つ又は３つ以上であってもよい。あるいは、光源は、少なくとも１つ以上配置されていればよい。
【0022】
図２は、第１実施形態に係る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、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１２２に含まれる。また、検出部４０のうち、検出回路４８以外の機能の一部又は全部は、制御回路１２２に含まれる。
【0023】
センサ部１０は、複数のフォトダイオードＰＤを有する。センサ部１０が有するフォトダイオードＰＤは、照射され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にしたがって検出を行う。
【0024】
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ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。また、検出制御部１１は、各種制御信号を光源５３、５４に供給して、それぞれの点灯及び非点灯を制御する。
【0025】
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３参照）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フォトダイオードＰＤを選択する。
【0026】
信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図３参照）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、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、フォトダイオードＰＤの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
【0027】
検出部４０は、検出回路４８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、画像処理部４９と、出力処理部５０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、検出回路４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、画像処理部４９と、が同期して動作するように制御する。
【0028】
検出回路４８は、例えばアナログフロントエンド回路（ＡＦＥ、Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）である。検出回路４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔを増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【0029】
信号処理部４４は、検出回路４８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、検出回路４８からの信号に基づいて指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、指や掌の血管像、脈波、脈拍、血中酸素濃度等である。
【0030】
また、信号処理部４４は、複数のフォトダイオードＰＤにより同時に検出された検出信号Ｖｄｅｔ（生体に関する情報）を取得し、これらを平均化する処理を実行してもよい。この場合、検出部４０は、ノイズや、指等の被検出体とセンサ部１０との相対的な位置ずれに起因する測定誤差を抑制して、安定した検出が可能となる。
【0031】
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。
【0032】
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、指等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。また、座標抽出部４５は、指や掌の血管の検出座標を求める論理回路である。画像処理部４９は、センサ部１０の各フォトダイオードＰＤから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指等の表面の凹凸の形状を示す二次元情報及び指や掌の血管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電圧Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。また、座標抽出部４５及び画像処理部４９は、検出部４０に含まれていない場合であってもよい。
【0033】
出力処理部５０は、複数のフォトダイオードＰＤからの出力に基づいた処理を行う処理部として機能する。出力処理部５０は、座標抽出部４５が求めた検出座標、画像処理部４９が生成した二次元情報等をセンサ出力電圧Ｖｏに含めるようにしてもよい。また、出力処理部５０の機能は、他の構成（例えば、画像処理部４９等）に統合されてもよい。
【0034】
次に、検出装置１の回路構成例について説明する。図３は、検出装置を示す回路図である。図３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。複数の部分検出領域ＰＡＡには、それぞれフォトダイオードＰＤが設けられている。
【0035】
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。
【0036】
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のフォトダイオードＰＤ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。
【0037】
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。
【0038】
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、制御回路１２２（図１参照）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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
制御回路１２２（図１参照）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、検出装置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。
【0042】
図３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。
【0043】
制御回路１２２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１２３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に含まれる容量素子Ｃａ（図４参照）に基準信号ＣＯＭが供給される。
【0044】
図４は、複数の部分検出領域を示す回路図である。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４に示すように、部分検出領域ＰＡＡは、フォトダイオードＰＤと、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。容量素子Ｃａは、フォトダイオードＰＤに形成される容量（センサ容量）であり、等価的にフォトダイオードＰＤと並列に接続される。
【0045】
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。
【0046】
第１スイッチング素子Ｔｒは、フォトダイオード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。
【0047】
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、フォトダイオードＰＤのカソード及び容量素子Ｃａに接続される。
【0048】
フォトダイオードＰＤのアノードには、電源回路１２３からセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳが供給される。また、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａには、電源回路１２３から、信号線ＳＧＬ及び容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＣＯＭが供給される。
【0049】
部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、フォトダイオード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の第３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、検出装置１は、部分検出領域ＰＡＡごとに、又はブロック単位ＰＡＧごとにフォトダイオードＰＤに照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
【0050】
検出回路４８は、読み出し期間Ｐｄｅｔ（図６参照）にスイッチＳＳＷがオンになり、信号線ＳＧＬと接続される。検出回路４８の検出信号増幅部４２は、信号線ＳＧＬから供給された電流の変動を電圧の変動に変換して増幅する。検出信号増幅部４２の非反転入力部（＋）には、固定された電位を有する基準電位（Ｖｒｅｆ）が入力され、反転入力端子（－）には、信号線ＳＧＬが接続される。実施形態では、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧として基準信号ＣＯＭと同じ信号が入力される。信号処理部４４（図２参照）は、光が照射された場合の検出信号Ｖｄｅｔと、光が照射されていない場合の検出信号Ｖｄｅｔとの差分をセンサ出力電圧Ｖｏとして演算する。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。リセット期間Ｐｒｓｔ（図６参照）においてリセットスイッチＲＳＷがオンになり、容量素子Ｃｂの電荷がリセットされる。
【0051】
図５は、センサ部の概略断面構成を示す断面図である。図５に示すように、センサ部１０は、センサ基材２１と、ＴＦＴ層２２と、有機絶縁膜９４と、下部電極２３と、フォトダイオードＰＤと、上部電極２４と、光フィルタ層８０と、封止膜９６と、を備える。センサ基材２１は、絶縁性の基材であり、例えば、ガラスや樹脂材料が用いられる。センサ基材２１は、平板状に限定されず、曲面を有していてもよい。この場合、センサ基材２１は、フィルム状の樹脂であってもよい。センサ基材２１は、第１面Ｓ１と、第１面の反対側の第２面Ｓ２とを有する。第１面Ｓ１に、ＴＦＴ層２２、有機絶縁膜９４、下部電極２３、フォトダイオードＰＤ、上部電極２４、光フィルタ層８０、封止膜９６の順に積層される。本実施形態では、光Ｌ１が第１面Ｓ１側からフォトダイオードＰＤに照射される構成について説明する。ただし、これに限定されず、光Ｌ１が第２面Ｓ２側からフォトダイオードＰＤに照射される構成であってもよい。
【0052】
ＴＦＴ層２２は、上述したゲート線駆動回路１５や信号線選択回路１６等の回路が設けられる。また、ＴＦＴ層２２には、第１スイッチング素子Ｔｒ等のＴＦＴや、ゲート線ＧＣＬ、信号線ＳＧＬ等の各種配線が設けられる。センサ基材２１及びＴＦＴ層２２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り、バックプレーン又はアレイ基板とも呼ばれる。
【0053】
有機絶縁膜９４は、ＴＦＴ層２２の上に設けられる。有機絶縁膜９４は、ＴＦＴ層２２に形成される第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。
【0054】
下部電極２３は、有機絶縁膜９４の上に設けられ、コンタクトホール（図示しない）を介してＴＦＴ層２２の第１スイッチング素子Ｔｒと電気的に接続される。下部電極２３は、フォトダイオードＰＤのカソードであり、検出信号Ｖｄｅｔを読み出すための電極である。下部電極２３は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透光性を有する導電材料で形成される。あるいは、検出装置１は、上述したように上面受光型の光センサであり、下部電極２３は、例えば、銀（Ａｇ）等の金属材料を用いることができる。あるいは、下部電極２３は、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料、あるいは、これらの金属材料の少なくとも１以上を含む合金材料であってもよい。
【0055】
フォトダイオードＰＤは、下部電極２３の上に設けられる。フォトダイオードＰＤは、下部電極３５の上に、電子輸送層３３、活性層３１、正孔輸送層３２を有し、センサ基材２１の第１面Ｓ１に垂直な方向で、この順で積層される。
【0056】
活性層３１は、照射される光に応じて特性（例えば、電圧電流特性や抵抗値）が変化する。活性層３１の材料として、有機材料が用いられる。具体的には、活性層３１は、ｐ型有機半導体と、ｎ型有機半導体であるｎ型フラーレン誘導体（ＰＣＢＭ）とが混在するバルクヘテロ構造である。活性層３１として、例えば、低分子有機材料であるＣ６０（フラーレン）、ＰＣＢＭ（フェニルＣ６１酪酸メチルエステル：Phenyl C61-butyric acid methyl ester）、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン：Copper Phthalocyanine）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（フッ素化銅フタロシアニン）、ｒｕｂｒｅｎｅ（ルブレン：5,6,11,12-tetraphenyltetracene）、ＰＤＩ（Perylene（ペリレン）の誘導体）等を用いることができる。
【0057】
活性層３１は、これらの低分子有機材料を用いて蒸着型（Dry Process）で形成することができる。この場合、活性層３１は、例えば、ＣｕＰｃとＦ１６ＣｕＰｃとの積層膜、又はｒｕｂｒｅｎｅとＣ６０との積層膜であってもよい。活性層３１は、塗布型（Wet Process）で形成することもできる。この場合、活性層３１は、上述した低分子有機材料と高分子有機材料とを組み合わせた材料が用いられる。高分子有機材料として、例えばＰ３ＨＴ（poly（3-hexylthiophene））、Ｆ８ＢＴ（F8-alt-benzothiadiazole）等を用いることができる。活性層３１は、Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭとが混合した状態の膜、又はＦ８ＢＴとＰＤＩとが混合した状態の膜とすることができる。
【0058】
上部電極２４は、フォトダイオードＰＤのアノードであり、電源信号ＶＤＤＳＮＳを光電変換層に供給するための電極である。上部電極２４と、下部電極２３とは、活性層３１を挟んで対向する。上部電極２４は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ等の透光性を有する導電材料で形成される。
【0059】
電子輸送層３３及び正孔輸送層３２は、活性層３１で発生した正孔及び電子が上部電極２４又は下部電極２３に到達しやすくするために設けられる。電子輸送層３３は、センサ基材２１の第１面Ｓ１に垂直な方向で、下部電極２３と活性層３１との間に設けられる。電子輸送層３３は、下部電極２３の上に直接、接し、活性層３１は、電子輸送層３３の上に直接、接する。電子輸送層３３の材料は、エトキシ化ポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）が用いられる。
【0060】
正孔輸送層３２は、センサ基材２１の第１面Ｓ１に垂直な方向で、活性層３１と上部電極２４との間に設けられる。正孔輸送層３２は、活性層３１の上に直接、接し、上部電極２４は、正孔輸送層３２の上に直接、接する。正孔輸送層３２は、酸化金属層とされる。酸化金属層として、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化モリブデン等が用いられる。
【0061】
光フィルタ層８０は、上部電極２４の上に設けられる。光フィルタ層８０は、光Ｌ１のうち第１波長帯域の光Ｌ１ａ又は第２波長帯域の光Ｌ１ｂを選択して、第１波長帯域の光Ｌ１ａ又は第２波長帯域の光Ｌ１ｂをフォトダイオードＰＤに透過させる。光フィルタ層８０の詳細な構成は後述する。
【0062】
封止膜９６は、光フィルタ層８０を覆って設けられる。封止膜９６によりフォトダイオードＰＤは良好に封止され、上面側からの水分の侵入を抑制することができる。なお、光フィルタ層８０が封止膜の機能を備えている場合には、封止膜９６は省略することができる。あるいは、封止膜９６を薄くすることができる。
【0063】
次に、検出装置１の動作例について説明する。図６は、検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。図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１２３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、センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳをフォトダイオードＰＤのアノードに供給する。センサ電源信号ＶＤＤＳＮＳはフォトダイオードＰＤのアノード－カソード間に逆バイアスを印加する信号である。例えば、フォトダイオードＰＤのカソードには実質０．７５Ｖの基準信号ＣＯＭがされているが、アノードに実質－１．２５Ｖのセンサ電源信号ＶＤＤＳＮＳを印加することにより、アノード－カソード間は実質２．０Ｖで逆バイアスされる。制御回路１２２は、リセット信号ＲＳＴ２を”Ｈ”とした後にゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶおよびクロック信号ＣＫを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、制御回路１２２は、基準信号ＣＯＭをリセット回路１７に供給し、リセット信号ＲＳＴ２によってリセット電圧を供給するための第４スイッチング素子ＴｒＲをオンさせる。これにより各信号線ＳＧＬにはリセット電圧として基準信号ＣＯＭが供給される。基準信号ＣＯＭは、例えば０．７５Ｖとされる。
【0064】
リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、ゲート線駆動回路１５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｛Ｖｇｃｌ（１）～Ｖｇｃｌ（Ｍ）｝をゲート線ＧＣＬに順次供給する。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌは、高レベル電圧である電源電圧ＶＤＤと低レベル電圧である電源電圧ＶＳＳとを有するパルス状の波形を有する。図６では、Ｍ本（例えばＭ＝２５６）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Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）が順次供給され、複数の第１スイッチング素子Ｔｒは各行毎に順次導通され、リセット電圧が供給される。リセット電圧として例えば、基準信号ＣＯＭの電圧０．７５Ｖが供給される。
【0065】
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ＣＯＭ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。尚、部分的にゲート線、および信号線ＳＧＬを選択することにより部分検出領域ＰＡＡのうち一部の容量素子Ｃａの容量をリセットすることも可能である。
【0066】
露光するタイミングの例として、ゲート線非選択時露光制御方法と常時露光制御方法がある。ゲート線非選択時露光制御方法においては、検出対象のフォトダイオードＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、検出対象の全てのフォトダイオードＰＤにリセット電圧が供給される。その後、検出対象のフォトダイオードＰＤに接続された全てのゲート線ＧＣＬが低電圧（第１スイッチング素子Ｔｒがオフ）になると露光が開始され、露光期間Ｐｅｘの間に露光が行われる。露光が終了すると前述のように検出対象のフォトダイオードＰＤに接続されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号｛Ｖｇｃｌ（１）～（Ｍ）｝が順次供給され、読み出し期間Ｐｄｅｔに読み出しが行われる。常時露光制御方法においては、リセット期間Ｐｒｓｔ、読み出し期間Ｐｄｅｔにおいても露光を行う制御（常時露光制御）をすることも可能である。この場合は、リセット期間Ｐｒｓｔにゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘ（１）が開始する。ここで、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝とはフォトダイオードＰＤから容量素子Ｃａへ充電される期間とされる。リセット期間Ｐｒｓｔに容量素子Ｃａにチャージされた電荷が光照射によってフォトダイオードＰＤに逆方向電流（カソードからアノードへ）が流れ、容量素子Ｃａの電位差は減少する。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Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）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Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、リセット期間Ｐｒｓｔでゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧の電源電圧ＶＤＤから低レベル電圧の電源電圧ＶＳＳに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号Ｖｇｃｌが電源電圧ＶＳＳから電源電圧ＶＤＤに変化したタイミングで終了する。各露光期間Ｐｅｘ（１）、…、Ｐｅｘ（Ｍ）の露光時間の長さは等しい。
【0067】
ゲート線非選択時露光制御方法において、露光期間Ｐｅｘ｛（１）・・・（Ｍ）｝では、各部分検出領域ＰＡＡで、フォトダイオード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。
【0068】
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、制御回路１２２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。尚、リセット信号はリセット期間Ｐｒｓｔのみ高レベル電圧としてもよい。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Ｖｇｃｌ（１）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を順次供給する。
【0069】
具体的には、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（１）において、ゲート線ＧＣＬ（１）に、高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）を供給する。制御回路１２２は、ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）が高レベル電圧（電源電圧ＶＤＤ）の期間に、選択信号ＡＳＷ１、…、ＡＳＷ６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Ｖｇｃｌ（１）により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが順次、又は同時に検出回路４８に接続される。この結果、検出信号Ｖｄｅｔが部分検出領域ＰＡＡごとに検出回路４８に供給される。
【0070】
同様に、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（２）、…、Ｖ（Ｍ－１）、Ｖ（Ｍ）において、ゲート線ＧＣＬ（２）、…、ＧＣＬ（Ｍ－１）、ＧＣＬ（Ｍ）に、それぞれ高レベル電圧のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ－１）、Ｖｇｃｌ（Ｍ）を供給する。すなわち、ゲート線駆動回路１５は、期間Ｖ（１）、Ｖ（２）、…、Ｖ（Ｍ－１）、Ｖ（Ｍ）ごとに、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給する。各ゲート駆動信号Ｖｇｃｌが高レベル電圧となる期間ごとに、信号線選択回路１６は選択信号ＡＳＷに基づいて、順次信号線ＳＧＬを選択する。信号線選択回路１６は、信号線ＳＧＬごとに順次、１つの検出回路４８に接続する。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を検出回路４８に出力することができる。
【0071】
図７は、図６における読み出し期間の動作例を表すタイミング波形図である。以下、図７を参照して、図６における１つのゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の供給期間Ｒｅａｄｏｕｔでの動作例について説明する。図６では、最初のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（１）に供給期間Ｒｅａｄｏｕｔの符号を付しているが、他のゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（２）、…、Ｖｇｃｌ（Ｍ）についても同様である。ｊは、１からＭのいずれかの自然数である。
【0072】
図７および図４に示すように、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）は予め基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧にリセットされている。基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧はリセット電圧とされ、例えば０．７５Ｖとされる。次にゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）がハイレベルとなり当該行の第１スイッチング素子Ｔｒがオンし、各行の信号線ＳＧＬは当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧になる。ゲート駆動信号Ｖｇｃｌ（ｊ）の立ち上がりから期間ｔ１の経過後、選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになる期間ｔ２が生じる。選択信号ＡＳＷ（ｋ）がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳがオンすると、当該第３スイッチング素子ＴｒＳを介して検出回路４８と接続されている部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に充電された電荷により、第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）（図４参照）が当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧に変化する（期間ｔ３）。図７の例では期間ｔ３のようにこの電圧はリセット電圧から下がっている。その後、スイッチＳＳＷがオン（ＳＳＷ信号のハイレベルの期間ｔ４）すると当該部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷が検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動し、検出信号増幅部４２の出力電圧は容量素子Ｃｂに蓄積された電荷に応じた電圧となる。このとき検出信号増幅部４２の反転入力部はオペアンプのイマジナリショート電位となるため、基準電位（Ｖｒｅｆ）に戻っている。検出信号増幅部４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換部４３で読み出す。図７の例では、各列の信号線ＳＧＬに対応する選択信号ＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）、…の波形がハイになって第３スイッチング素子ＴｒＳを順次オンさせ、同様の動作を順次行うことで当該ゲート線ＧＣＬに接続された部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷を順次読み出している。なお図７におけるＡＳＷ（ｋ）、ＡＳＷ（ｋ＋１）…は、例えば、図７におけるＡＳＷ１からＡＳＷ６のいずれかである。
【0073】
具体的には、スイッチＳＳＷがオンになる期間ｔ４が生じると、部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）から検出回路４８の検出信号増幅部４２の容量（容量素子Ｃｂ）へ電荷が移動する。このとき検出信号増幅部４２の非反転入力（＋）は、基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧（例えば、０．７５［Ｖ］）にバイアスされている。このため、検出信号増幅部４２の入力間のイマジナリショートにより第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）も基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になる。また、容量素子Ｃｂの電圧は、選択信号ＡＳＷ（ｋ）に応じて第３スイッチング素子ＴｒＳがオンした箇所の部分検出領域ＰＡＡの容量（容量素子Ｃａ）に蓄積された電荷に応じた電圧となる。検出信号増幅部４２の出力電圧は、イマジナリショートによって第３スイッチング素子ＴｒＳの出力電圧（Ｖｏｕｔ）が基準電位（Ｖｒｅｆ）電圧になった後に、容量素子Ｃｂの容量に応じた電圧になり、この出力電圧をＡ／Ｄ変換部４３で読み取る。なお、容量素子Ｃｂの電圧とは、例えば、容量素子Ｃｂを構成するコンデンサに設けられる２つの電極間の電圧である。
【0074】
なお、期間ｔ１は、例えば２０［μｓ］である。期間ｔ２は、例えば６０［μｓ］である。期間ｔ３は、例えば４４．７［μｓ］である。期間ｔ４は、例えば０．９８［μｓ］である。
【0075】
なお、図６及び図７では、ゲート線駆動回路１５がゲート線ＧＣＬを個別に選択する例を示したが、これに限定されない。ゲート線駆動回路１５は、２以上の所定数のゲート線ＧＣＬを同時に選択し、所定数のゲート線ＧＣＬごとに順次ゲート駆動信号Ｖｇｃｌを供給してもよい。また、信号線選択回路１６も、２以上の所定数の信号線ＳＧＬを同時に１つの検出回路４８に接続してもよい。また更には、ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを間引いて走査してもよい。
【0076】
次に光フィルタ層８０の構成について説明する。図８は、光フィルタ層の平面図である。図８に示すように光フィルタ層８０は、第１カラーフィルタ８１と、第２カラーフィルタ８２と、遮光層８５と、を含む。第１カラーフィルタ８１は、光源５３、５４からの光Ｌ１のうち、第１波長帯域の光Ｌ１ａを透過させる機能を有する。第２カラーフィルタ８２は、光源５３、５４からの光Ｌ１のうち、第２波長帯域の光Ｌ１ｂを透過させる機能を有する。
【0077】
複数の第１カラーフィルタ８１及び複数の第２カラーフィルタ８２は、部分検出領域ＰＡＡごとに離隔して配置される。第１カラーフィルタ８１と第２カラーフィルタ８２とは、第１方向Ｄｘに沿って交互に配列される。また、複数の第１カラーフィルタ８１は、第２方向Ｄｙに並んで配列される。複数の第２カラーフィルタ８２は、第２方向Ｄｙに並んで配列される。
【0078】
遮光層８５は、第１方向Ｄｘに隣り合う第１カラーフィルタ８１と第２カラーフィルタ８２との間に設けられる。また、遮光層８５は、第２方向Ｄｙに隣り合う複数の第１カラーフィルタ８１の間、及び、第２方向Ｄｙに隣り合う複数の第２カラーフィルタ８２の間に設けられる。言い換えると、遮光層８５は、隣り合う部分検出領域ＰＡＡの間に設けられる。また、遮光層８５は、複数のゲート線ＧＣＬ及び複数の信号線ＳＧＬと重畳して設けられる。ただし、図８では、複数のゲート線ＧＣＬ及び複数の信号線ＳＧＬを図示するために、遮光層８５とずれた位置に示している。
【0079】
本実施形態では、フォトダイオードＰＤは、第１フォトダイオードＰＤ１と、第２フォトダイオードＰＤ２と、を有する。第１フォトダイオードＰＤ１は、第１カラーフィルタ８１のそれぞれと重畳する領域に設けられ、第１カラーフィルタ８１を透過した光（第１波長帯域の光Ｌ１ａ）を受光する。第２フォトダイオードＰＤ２は、第２カラーフィルタ８２のそれぞれと重畳する領域に設けられ、第２カラーフィルタ８２を透過した光（第２波長帯域の光Ｌ１ｂ）を受光する。
【0080】
なお、以下の説明では、第１カラーフィルタ８１と重畳する領域を、第１検出領域ＰＡＡ－Ｒと表し、第２カラーフィルタ８２と重畳する領域を、第２検出領域ＰＡＡ－ＩＲと表す場合がある。
【0081】
図９は、検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図９は、例えば図８のＩＸ－ＩＸ’断面図である。図９に示すように、検出装置１は、センサ基材２１と、第１スイッチング素子Ｔｒと、有機絶縁膜９４と、下部電極２３と、無機絶縁膜９５と、フォトダイオードＰＤ（図９では活性層３１のみ示す）と、上部電極２４と、光フィルタ層８０と、封止膜９６とを有する。
【0082】
なお、本明細書において、センサ基材２１の表面に垂直な方向において、センサ基材２１からフォトダイオードＰＤに向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、フォトダイオードＰＤからセンサ基材２１に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。
【0083】
遮光膜６５は、センサ基材２１の上に設けられる。遮光膜６５は、半導体層６１とセンサ基材２１との間に設けられる。遮光膜６５により、半導体層６１のチャネル領域へのセンサ基材２１側からの光の侵入を抑制することができる。
【0084】
遮光膜６５を覆って、センサ基材２１の上にアンダーコート膜９１が設けられる。アンダーコート膜９１は、例えば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の無機絶縁膜で形成される。なお、アンダーコート膜９１の構成は、単層膜に限定されず、複数層の無機絶縁膜が積層されていてもよい。
【0085】
第１スイッチング素子Ｔｒ（トランジスタ）は、センサ基材２１の上に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２のそれぞれに対応して設けられる。具体的には、第１スイッチング素子Ｔｒは、半導体層６１、ソース電極６２、ドレイン電極６３及びゲート電極６４を有する。半導体層６１は、アンダーコート膜９１の上に設けられる。半導体層６１は、例えば、ポリシリコンが用いられる。ただし、半導体層６１は、これに限定されず、微結晶酸化物半導体、アモルファス酸化物半導体、低温ポリシリコン等であってもよい。
【0086】
ゲート絶縁膜９２は、半導体層６１を覆ってアンダーコート膜９１の上に設けられる。ゲート絶縁膜９２は、例えばシリコン酸化膜等の無機絶縁膜である。ゲート電極６４は、ゲート絶縁膜９２の上に設けられる。図９に示す例では、第１スイッチング素子Ｔｒは、トップゲート構造である。ただし、これに限定されず、第１スイッチング素子Ｔｒは、ボトムゲート構造でもよく、半導体層６１の上側及び下側の両方にゲート電極６４が設けられたデュアルゲート構造でもよい。
【0087】
層間絶縁膜９３は、ゲート電極６４を覆ってゲート絶縁膜９２の上に設けられる。層間絶縁膜９３は、例えば、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層構造を有する。ソース電極６２及びドレイン電極６３は、層間絶縁膜９３の上に設けられる。ソース電極６２は、ゲート絶縁膜９２及び層間絶縁膜９３に設けられた第２コンタクトホールＣＨ２を介して、半導体層６１のソース領域に接続される。ドレイン電極６３は、ゲート絶縁膜９２及び層間絶縁膜９３に設けられた第３コンタクトホールＣＨ３を介して、半導体層６１のドレイン領域に接続される。
【0088】
有機絶縁膜９４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を覆って層間絶縁膜９３の上に設けられる。有機絶縁膜９４は、有機平坦化膜であり、ＣＶＤ等により形成される無機絶縁材料に比べ、配線段差のカバレッジ性や、表面の平坦性に優れる。
【0089】
下部電極２３及び無機絶縁膜９５は、有機絶縁膜９４の上に設けられる。フォトダイオードＰＤは、下部電極２３の上に設けられる。より詳細には、下部電極２３は、有機絶縁膜９４の上に設けられるとともに、有機絶縁膜９４に形成された第１コンタクトホールＣＨ１の底面で、第１スイッチング素子Ｔｒのドレイン電極６３と接続される。下部電極２３は、フォトダイオードＰＤのカソード電極である。複数の下部電極２３は、部分検出領域ＰＡＡ（第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２）ごとに離隔して配置される。
【0090】
無機絶縁膜９５は、下部電極２３の一部を覆って設けられる。無機絶縁膜９５は、例えばシリコン窒化膜や、酸化アルミニウム膜等の材料が用いられる。より詳細には、無機絶縁膜９５ａは、隣り合う下部電極２３の間で有機絶縁膜９４の上に設けられ、下部電極２３の外縁を覆う。無機絶縁膜９５ａにより、隣り合うフォトダイオードＰＤの下部電極２３が絶縁される。無機絶縁膜９５ａは、ソース電極６２（信号線ＳＧＬ）と重畳し、かつ、光フィルタ層８０の遮光層８５の下側に位置する。
【0091】
また、無機絶縁膜９５ｂは、無機絶縁膜９５ａと離隔しており、第１コンタクトホールＣＨ１の内部で下部電極２３を覆って設けられ、ドレイン電極６３と重畳する。
【0092】
また、フォトダイオードＰＤは、平面視で下部電極２３よりも大きい面積を有する。フォトダイオードＰＤ（活性層３１）及び上部電極２４は、複数の部分検出領域ＰＡＡに亘って連続して設けられる。言い換えると、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、共通の有機半導体材料で形成され、同じ感度特性を有する。第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、光源５３、５４から照射される光Ｌ１が有する第１波長帯域及び第２波長帯域の両方に感度を有する。
【0093】
上部電極２４は、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２の上に設けられる。上部電極２４は、フォトダイオードＰＤのアノード電極であり、複数の部分検出領域ＰＡＡ（フォトダイオードＰＤ）に亘って連続して形成される。
【0094】
光フィルタ層８０は、さらに無機絶縁膜８６、８８及びオーバーコート層８７を有する。無機絶縁膜８６は、上部電極２４の上に設けられる。第１カラーフィルタ８１、第２カラーフィルタ８２及び遮光層８５は、無機絶縁膜８６の上に設けられる。遮光層８５は、隣り合う第１カラーフィルタ８１と第２カラーフィルタ８２との間に設けられる。第１カラーフィルタ８１の外縁及び第２カラーフィルタ８２の外縁は、遮光層８５の一部を覆う。
【0095】
第１カラーフィルタ８１及び第２カラーフィルタ８２は、それぞれ第１波長帯域及び第２波長帯域に対応するレジスト材料が用いられ、フォトリソグラフィにより部分検出領域ＰＡＡごとにパターニングされる。
【0096】
オーバーコート層８７は、第１カラーフィルタ８１、第２カラーフィルタ８２及び遮光層８５を覆って設けられる。オーバーコート層８７は、第１カラーフィルタ８１、第２カラーフィルタ８２及び遮光層８５で形成される段差を平坦化するように形成される。無機絶縁膜８８は、オーバーコート層８７の上に設けられる。
【0097】
封止膜９６は、無機絶縁膜８８の上に設けられる。封止膜９６は、シリコン窒化膜や酸化アルミニウム膜などの無機膜、あるいはアクリルなどの樹脂膜が用いられる。封止膜９６は、単層に限定されず、上記の無機膜及び樹脂膜を組み合わせた２層以上の積層膜であってもよい。光フィルタ層８０及び封止膜９６によりフォトダイオードＰＤは良好に封止され、上面側からの水分の侵入を抑制することができる。
【0098】
このような構成により、第１検出領域ＰＡＡ－Ｒで、第１フォトダイオードＰＤ１は、第１カラーフィルタ８１を透過した第１波長帯域（例えば赤色）の光を受光する。第２検出領域ＰＡＡ－ＩＲで、第２フォトダイオードＰＤ２は、第２カラーフィルタ８２を透過した第２波長帯域（例えば赤外光）の光を受光する。また、隣り合う第１カラーフィルタ８１と第２カラーフィルタ８２との間に遮光層８５が設けられているので、第１フォトダイオードＰＤ１と第２フォトダイオードＰＤ２との間の混色を抑制することができる。すなわち、遮光層８５により、第１カラーフィルタ８１を透過した第１波長帯域（例えば赤色）の光が、第２フォトダイオードＰＤ２に入射することを抑制し、また、第２カラーフィルタ８２を透過した第２波長帯域（例えば赤外光）の光が、第１フォトダイオードＰＤ１に入射することを抑制する。
【0099】
図１０は、検出装置のセンサ部の駆動と、光源の点灯動作との関係を説明するための説明図である。図１０に示すように、露光期間Ｐｅｘに、光源５３、５４が点灯し、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光Ｌ１を照射する。この際、第１検出領域ＰＡＡ－Ｒ（第１カラーフィルタ８１）及び第２検出領域ＰＡＡ－ＩＲ（第２カラーフィルタ８２）の両方に同時に光Ｌ１が照射される。光Ｌ１は、第１カラーフィルタ８１及び第２カラーフィルタ８２をそれぞれ透過して、同時に第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に照射される。
【0100】
ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬを走査し、図６、７で上述した読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔを順次実行する。これにより、第１検出領域ＰＡＡ－Ｒの第１フォトダイオードＰＤ１から、第１波長帯域の光Ｌ１ａに応じた検出信号Ｖｄｅｔ（Ｒ）が出力される。第２検出領域ＰＡＡ－ＩＲの第２フォトダイオードＰＤ２から、第２波長帯域の光Ｌ１ｂに応じた検出信号Ｖｄｅｔ（ＩＲ）が出力される。
【0101】
検出回路４８は、第１フォトダイオードＰＤ１から受け取った検出信号Ｖｄｅｔ（Ｒ）及び第２フォトダイオードＰＤ２から受け取った検出信号Ｖｄｅｔ（ＩＲ）のそれぞれについて、信号処理を行う。信号処理部４４は、信号処理された検出信号Ｖｄｅｔ（Ｒ）と検出信号Ｖｄｅｔ（ＩＲ）との差分計算等の演算を行い、演算結果が記憶部４６に順次格納される。
【0102】
光源５３、５４は、読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔでは非点灯となり、期間ごとに時分割的に点灯、非点灯を繰り返す。ただし、これに限定されず、光源５３、５４は、読み出し期間Ｐｄｅｔ及びリセット期間Ｐｒｓｔにも連続して点灯してもよい。
【0103】
本実施形態の検出装置１は、第１カラーフィルタ８１及び第２カラーフィルタ８２が設けられているので、第１フォトダイオードＰＤ１による第１波長帯域の光Ｌ１ａの検出と、第２フォトダイオードＰＤ２による第２波長帯域の光Ｌ１ｂの検出とを、同じ期間に実行することができる。すなわち、第１波長帯域の光Ｌ１ａの照射と、第２波長帯域の光Ｌ１ｂの照射とを、同時に実行することができる。したがって、第１波長帯域の光Ｌ１ａの検出と、第２波長帯域の光Ｌ１ｂの検出とを時分割的に行う場合に比べて、検出のフレームレートの低下を抑制できる。
【0104】
以上説明したように、本実施形態の検出装置１は、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む光Ｌ１を照射する光源５３、５４と、第１波長帯域の光Ｌ１ａを透過させる第１カラーフィルタ８１と、第２波長帯域の光Ｌ１ｂを透過させる第２カラーフィルタ８２と、第１カラーフィルタ８１を透過した光Ｌ１を受光する第１フォトダイオードＰＤ１と、第２カラーフィルタ８２を透過した光Ｌ１を受光する第２フォトダイオードＰＤ２と、を有する。
【0105】
これにより、複数の光源５３、５４から照射された、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む広帯域の光Ｌ１は、第１カラーフィルタ８１及び第２カラーフィルタ８２により、波長帯域ごとに空間的に分離される。第１フォトダイオードＰＤ１は、第１カラーフィルタ８１を透過した第１波長帯域（例えば赤色）の光を受光する。第２フォトダイオードＰＤ２は、第２カラーフィルタ８２を透過した第２波長帯域（例えば赤外光）の光を受光する。
【0106】
すなわち、検出装置１は、共通の光Ｌ１を照射する複数の光源５３、５４、及び、同じ感度特性を有する第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２で、異なる２種以上の波長帯域に対応した検出信号Ｖｄｅｔを検出することができる。言い換えると、異なる２種以上の波長帯域ごとに複数種類の光源を設ける必要がなく、また、異なる２種以上の感度特性を有する複数種類のフォトダイオードＰＤを設ける必要がない。
【0107】
（第１変形例）
図１１は、第１変形例に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図１１に示すように、第１変形例に係る検出装置１Ａは、さらに対向基板２１Ａを有する。対向基板２１Ａは、複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２の上側に設けられ、センサ基材２１と対向する。
図１１は、第１変形例に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図１１に示すように、第１変形例に係る検出装置１Ａは、さらに対向基板２１Ａを有する。対向基板２１Ａは、複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２の上側に設けられ、センサ基材２１と対向する。
【0108】
光フィルタ層８０Ａは、対向基板２１Ａのセンサ基材２１と対向する面（複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２と対向する面）に設けられる。複数の第１カラーフィルタ８１、複数の第２カラーフィルタ８２及び遮光層８５Ａは、対向基板２１Ａのセンサ基材２１と対向する面に直接接して設けられる。また、複数の第１カラーフィルタ８１、複数の第２カラーフィルタ８２及び遮光層８５Ａを覆ってオーバーコート層８７が設けられる。
【0109】
本実施形態の検出装置１Ａは、複数のスイッチング素子Ｔｒ及びフォトダイオードＰＤが形成されたセンサ基材２１と、光フィルタ層８０Ａが形成された対向基板２１Ａとが、接着層８９Ａを介して貼り合わされて製造される。オーバーコート層８７と無機絶縁膜８９との間には、スペーサＰＳが設けられる。スペーサＰＳにより、センサ基材２１側と対向基板２１Ａ側とを貼り合わせる際の、基板間の距離が規定される。
【0110】
言い換えると、センサ基材２１に垂直な方向で、複数の第１スイッチング素子Ｔｒ、有機絶縁膜９４、下部電極２３、フォトダイオードＰＤ（複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２）、上部電極２４、無機絶縁膜８９、接着層８９Ａ、光フィルタ層（第１カラーフィルタ８１Ａ及び第２カラーフィルタ８２Ａ）、対向基板２１Ａの順に積層される。
【0111】
なお、複数の第１カラーフィルタ８１Ａ、複数の第２カラーフィルタ８２Ａ及び遮光層８５Ａは、対向基板２１Ａに直接設けられる構成に限定されず、対向基板２１Ａに絶縁膜を介して設けられていてもよい。
【0112】
第１変形例の検出装置１Ａでは、複数の第１カラーフィルタ８１Ａ、複数の第２カラーフィルタ８２Ａ及び遮光層８５Ａが、対向基板２１Ａに形成されるので、フォトダイオードＰＤ上で複数の第１カラーフィルタ８１、複数の第２カラーフィルタ８２及び遮光層８５をパターニングする場合に比べて、フォトダイオードＰＤへの損傷を抑制できる。
【0113】
また、対向基板２１Ａ及び光フィルタ層８０ＡがフォトダイオードＰＤを覆って設けられているので、上面側からの水分の侵入を抑制することができる。すなわち、第１変形例では、少なくとも対向基板２１Ａが封止膜９６（図９参照）の機能を兼ねる。
【0114】
（第２変形例）
図１２は、第２変形例に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図１２に示すように、第２変形例に係る検出装置１Ｂにおいて、光フィルタ層８０Ｂは、センサ基材２１と、フォトダイオードＰＤとの間に設けられる。
図１２は、第２変形例に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図１２に示すように、第２変形例に係る検出装置１Ｂにおいて、光フィルタ層８０Ｂは、センサ基材２１と、フォトダイオードＰＤとの間に設けられる。
【0115】
より詳細には、複数の第１カラーフィルタ８１Ｂ及び複数の第２カラーフィルタ８２Ｂは、複数の第１スイッチング素子Ｔｒ（トランジスタ）の上に設けられる。複数の第１カラーフィルタ８１Ｂ及び複数の第２カラーフィルタ８２Ｂは、ソース電極６２及びドレイン電極６３と同層に層間絶縁膜９３の上に設けられる。複数の第１カラーフィルタ８１Ｂ及び複数の第２カラーフィルタ８２Ｂには、ソース電極６２及びドレイン電極６３と重畳する領域に開口が設けられている。複数の第１カラーフィルタ８１Ｂ及び複数の第２カラーフィルタ８２Ｂの開口は、少なくとも第１コンタクトホールＣＨ１と重なる領域に設けられていればよい。
【0116】
複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び複数の第２フォトダイオードＰＤ２は、有機絶縁膜９４を介して複数の第１カラーフィルタ８１Ｂ及び複数の第２カラーフィルタ８２Ｂの上に設けられる。
【0117】
フォトダイオードＰＤの上には、第１無機絶縁膜９７Ａ、封止樹脂９８、第２無機絶縁膜９７Ｂ及び封止膜９６の順に積層される。これにより、フォトダイオードＰＤの上面側が良好に封止される。
【0118】
検出装置１Ｂは、光源５３、５４からの光がセンサ基材２１の第２面Ｓ２（図５参照）側から照射される下面受光型の光センサである。第２変形例においても、センサ基材２１側から照射された、第１波長帯域及び第２波長帯域を含む広帯域の光Ｌ１は、第１カラーフィルタ８１Ｂ及び第２カラーフィルタ８２Ｂにより、波長帯域ごとに空間的に分離される。第１フォトダイオードＰＤ１は、第１カラーフィルタ８１Ｂを透過した第１波長帯域（例えば赤色）の光を受光する。第２フォトダイオードＰＤ２は、第２カラーフィルタ８２Ｂを透過した第２波長帯域（例えば赤外光）の光を受光する。
【0119】
第２変形例では、光フィルタ層８０Ｂが、センサ基材２１と、フォトダイオードＰＤとの間に設けられているので、センサ基材２１の第２面Ｓ２側に別体に光フィルタ層８０Ｂを設ける構成に比べて薄型化を図ることができる。
【0120】
（第２実施形態）
図１３は、第２実施形態に係る検出装置が有するフィルタ層の平面図である。図１３に示すように、第２実施形態に係る検出装置１Ｃにおいて、光フィルタ層８０Ｃは、第１カラーフィルタ８１Ｃ、第２カラーフィルタ８２Ｃ及び第３カラーフィルタ８３Ｃを有する。第１カラーフィルタ８１Ｃは、第１波長帯域の光Ｌ１ａ（例えば赤色の光）を透過させる。第２カラーフィルタ８２Ｃは、第２波長帯域の光Ｌ１ｂ（例えば緑色の光）を透過させる。第３カラーフィルタ８３Ｃは、第３波長帯域の光（例えば青色の光）を透過させる。第１カラーフィルタ８１Ｃ、第２カラーフィルタ８２Ｃ及び第３カラーフィルタ８３Ｃは、第１方向Ｄｘに沿って、この順で繰り返し配列される。
図１３は、第２実施形態に係る検出装置が有するフィルタ層の平面図である。図１３に示すように、第２実施形態に係る検出装置１Ｃにおいて、光フィルタ層８０Ｃは、第１カラーフィルタ８１Ｃ、第２カラーフィルタ８２Ｃ及び第３カラーフィルタ８３Ｃを有する。第１カラーフィルタ８１Ｃは、第１波長帯域の光Ｌ１ａ（例えば赤色の光）を透過させる。第２カラーフィルタ８２Ｃは、第２波長帯域の光Ｌ１ｂ（例えば緑色の光）を透過させる。第３カラーフィルタ８３Ｃは、第３波長帯域の光（例えば青色の光）を透過させる。第１カラーフィルタ８１Ｃ、第２カラーフィルタ８２Ｃ及び第３カラーフィルタ８３Ｃは、第１方向Ｄｘに沿って、この順で繰り返し配列される。
【0121】
また、フォトダイオードＰＤは、第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第３フォトダイオードＰＤ３を有する。第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第３フォトダイオードＰＤ３は、第１方向Ｄｘに沿って、この順で繰り返し配列される。
【0122】
第１フォトダイオードＰＤ１は、第１カラーフィルタ８１Ｃを透過した光（例えば赤色の光）を受光する。第２フォトダイオードＰＤ２は、第２カラーフィルタ８２Ｃを透過した光（例えば緑色の光）を受光する。第３フォトダイオードＰＤ３は、第３カラーフィルタ８３Ｃを透過した光（例えば青色の光）を受光する。
【0123】
第２実施形態において、光源５３、５４、５５（光源５５は図示略）から照射される光Ｌ１は、第１波長帯域の光Ｌ１ａ、第２波長帯域の光Ｌ１ｂ及び第３波長帯域の光Ｌ１ｃを含む広帯域の光である。光源５３、５４から照射される光Ｌ１は、第１カラーフィルタ８１Ｃ、第２カラーフィルタ８２Ｃ及び第３カラーフィルタ８３Ｃをそれぞれ透過して、同時に第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第３フォトダイオードＰＤ３に照射される。
【0124】
画像処理部４９を含む検出部４０（図２参照）は、第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第３フォトダイオードＰＤ３からの検出信号Ｖｄｅｔに基づいて二次元情報を生成する。本実施形態の検出装置１Ｃは、例えばカラースキャナ等の撮像装置に適用される。
【0125】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【0126】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 検出装置
１０ センサ部
１１ 検出制御部
１５ ゲート線駆動回路
１６ 信号線選択回路
２１ センサ基材
２１Ａ 対向基板
２３ 下部電極
２４ 上部電極
３１ 活性層
３２ 正孔輸送層
３３ 電子輸送層
４０ 検出部
４８ 検出回路
８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ 光フィルタ層
８１、８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ 第１カラーフィルタ
８２、８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ 第２カラーフィルタ
８３Ｃ 第３カラーフィルタ
９４ 有機絶縁膜
９５ 無機絶縁膜
９６ 封止膜
ＰＤ フォトダイオード
ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＰＤ２ 第２フォトダイオード
ＰＤ３ 第３フォトダイオード
ＡＡ 検出領域
ＧＡ 周辺領域
１０ センサ部
１１ 検出制御部
１５ ゲート線駆動回路
１６ 信号線選択回路
２１ センサ基材
２１Ａ 対向基板
２３ 下部電極
２４ 上部電極
３１ 活性層
３２ 正孔輸送層
３３ 電子輸送層
４０ 検出部
４８ 検出回路
８０、８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ 光フィルタ層
８１、８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ 第１カラーフィルタ
８２、８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ 第２カラーフィルタ
８３Ｃ 第３カラーフィルタ
９４ 有機絶縁膜
９５ 無機絶縁膜
９６ 封止膜
ＰＤ フォトダイオード
ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＰＤ２ 第２フォトダイオード
ＰＤ３ 第３フォトダイオード
ＡＡ 検出領域
ＧＡ 周辺領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】