ホーム > 特許ランキング > 株式会社ジャパンディスプレイ
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024021186
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】光学式センサ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20240208BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022123845
(22)【出願日】2022-08-03
(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】110000154
【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】新田 淳
【テーマコード（参考）】
4M118
【Ｆターム（参考）】
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA05
4M118CA02
4M118CA14
4M118CB14
4M118CB20
4M118EA14
4M118FB03
4M118FB09
4M118FB13
4M118GA08
4M118GD15
4M118HA25
4M118HA26
(57)【要約】 （修正有）
【課題】正孔輸送層と活性層と電子輸送層とが基板側からこの順に積層し、正孔輸送層及び活性層へのダメージが抑制された光学式センサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】光学式センサは、表面照射型であって、下部基板ＳＵＢ１と、下部基板ＳＵＢ１に設けられる複数の下部電極２１０と、複数の下部電極２１０の上に共通に設けられ、正孔輸送層２３１と、活性層２３２と、電子輸送層２３３と、を下部基板ＳＵＢ１側からこの順に含む有機光電変換層２３０と、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間に設けられ、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とを電気的に接続する導電性接着剤２２０と、有機光電変換層２３０の上に設けられる透光性の上部電極２４０と、上部電極２４０の上に設けられる透光性の上部基板ＳＵＢ２と、を有する。
【選択図】図４
【解決手段】光学式センサは、表面照射型であって、下部基板ＳＵＢ１と、下部基板ＳＵＢ１に設けられる複数の下部電極２１０と、複数の下部電極２１０の上に共通に設けられ、正孔輸送層２３１と、活性層２３２と、電子輸送層２３３と、を下部基板ＳＵＢ１側からこの順に含む有機光電変換層２３０と、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間に設けられ、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とを電気的に接続する導電性接着剤２２０と、有機光電変換層２３０の上に設けられる透光性の上部電極２４０と、上部電極２４０の上に設けられる透光性の上部基板ＳＵＢ２と、を有する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面照射型の光学式センサであって、
下部基板と、
前記下部基板に設けられる複数の下部電極と、
前記複数の下部電極の上に共通に設けられる有機光電変換層であって、正孔輸送層と、活性層と、電子輸送層と、を前記下部基板側からこの順に含む前記有機光電変換層と、
前記複数の下部電極のそれぞれと前記有機光電変換層との間に設けられる導電性接着剤であって、前記複数の下部電極のそれぞれと前記有機光電変換層とを電気的に接続する前記導電性接着剤と、
前記有機光電変換層の上に設けられる透光性の上部電極と、
前記上部電極の上に設けられる透光性の上部基板と、
を有する、光学式センサ。
下部基板と、
前記下部基板に設けられる複数の下部電極と、
前記複数の下部電極の上に共通に設けられる有機光電変換層であって、正孔輸送層と、活性層と、電子輸送層と、を前記下部基板側からこの順に含む前記有機光電変換層と、
前記複数の下部電極のそれぞれと前記有機光電変換層との間に設けられる導電性接着剤であって、前記複数の下部電極のそれぞれと前記有機光電変換層とを電気的に接続する前記導電性接着剤と、
前記有機光電変換層の上に設けられる透光性の上部電極と、
前記上部電極の上に設けられる透光性の上部基板と、
を有する、光学式センサ。
【請求項2】
前記導電性接着剤は、異方導電性接着剤である、
請求項１に記載の光学式センサ。
請求項１に記載の光学式センサ。
【請求項3】
前記導電性接着剤は、自己整列性を有する導電粒子を含む、
請求項２に記載の光学式センサ。
請求項２に記載の光学式センサ。
【請求項4】
前記上部基板は、透光性の封止層と、当該封止層に積層する透光性の基板と、を前記下部基板側からこの順に含む、
請求項１に記載の光学式センサ。
請求項１に記載の光学式センサ。
【請求項5】
前記電子輸送層の端部は、前記活性層の端部より前記下部基板の端部側に位置し、
前記活性層の端部は、前記正孔輸送層の端部より前記下部基板の端部側に位置する、
請求項１に記載の光学式センサ。
前記活性層の端部は、前記正孔輸送層の端部より前記下部基板の端部側に位置する、
請求項１に記載の光学式センサ。
【請求項6】
前記上部電極を前記下部基板と電気的に接続する導電層を更に有し、
断面視において、前記導電層と前記上部電極との間の距離は、前記下部電極と前記正孔輸送層との間の距離と等しい、
請求項１に記載の光学式センサ
断面視において、前記導電層と前記上部電極との間の距離は、前記下部電極と前記正孔輸送層との間の距離と等しい、
請求項１に記載の光学式センサ
【請求項7】
前記複数の下部電極のそれぞれと前記正孔輸送層との間において、前記正孔輸送層に当接するとともに前記複数の下部電極のそれぞれに平面視で重畳する補助電極膜を更に有する、
請求項１に記載の光学式センサ。
請求項１に記載の光学式センサ。
【請求項8】
表面照射型の光学式センサの製造方法であって、
透光性の第１基板の上に透光性の導電膜を形成する導電膜形成工程と、
電子輸送膜と、活性膜と、正孔輸送膜と、を前記第１基板側からこの順に含む有機光電変換膜を前記導電膜の上に形成する有機光電変換膜形成工程と、
前記第１基板と、複数の電極が設けられた第２基板と、を導電性接着剤により接着する接着工程であって、前記複数の電極のそれぞれと前記有機光電変換膜とが電気的に接続されるようにして前記第１基板と前記第２基板とを接着する前記接着工程と、
を有する、光学式センサの製造方法。
透光性の第１基板の上に透光性の導電膜を形成する導電膜形成工程と、
電子輸送膜と、活性膜と、正孔輸送膜と、を前記第１基板側からこの順に含む有機光電変換膜を前記導電膜の上に形成する有機光電変換膜形成工程と、
前記第１基板と、複数の電極が設けられた第２基板と、を導電性接着剤により接着する接着工程であって、前記複数の電極のそれぞれと前記有機光電変換膜とが電気的に接続されるようにして前記第１基板と前記第２基板とを接着する前記接着工程と、
を有する、光学式センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光学式センサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、有機光電変換素子（ＯＰＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）が基板上に配列された光学式センサが知られている。このような検出装置は、例えば指紋や静脈等の生体情報を検出する生体センサとして用いられる。ＯＰＤは、正孔を輸送する正孔輸送層と、受光した光を電荷に変換する活性層と、電子を輸送する電子輸送層と、を含む有機光電変換層を有する。
【0003】
ＯＰＤを用いた光学式センサが表面照射型である場合には、例えば下記特許文献１に示すように、正孔輸送層と活性層と電子輸送層とが基板側からこの順に積層されていることが、変換効率の観点から好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－５７４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、有機光電変換層の各層を上記の順に成膜する場合、正孔輸送層及び活性層へのダメージが懸念される。すなわち、従来のＯＰＤの製造方法では、基板側から（すなわち、下から）順に成膜を行う。そのため、有機光電変換層の各層は、当該層の上層の成膜条件に耐性を示すものであることが望ましい。ところが、下層へのダメージを考慮したことによって、デバイス特性を優先した理想の材料構成を実現できない可能性がある。
【0006】
本発明は、上記に鑑み、正孔輸送層と活性層と電子輸送層とが基板側からこの順に積層した光学式センサであって、正孔輸送層及び活性層へのダメージが抑制された光学式センサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る光学式センサの一態様は、表面照射型であって、下部基板と、前記下部基板に設けられる複数の下部電極と、前記複数の下部電極の上に共通に設けられる有機光電変換層であって、正孔輸送層と、活性層と、電子輸送層と、を前記下部基板側からこの順に含む前記有機光電変換層と、前記複数の下部電極のそれぞれと前記有機光電変換層との間に設けられる導電性接着剤であって、前記複数の下部電極のそれぞれと前記有機光電変換層とを電気的に接続する前記導電性接着剤と、前記有機光電変換層の上に設けられる透光性の上部電極と、前記上部電極の上に設けられる透光性の上部基板と、を有する。
【0008】
本発明によれば、正孔輸送層と活性層と電子輸送層とが基板側からこの順に積層した光学式センサであって、正孔輸送層及び活性層へのダメージが抑制された光学式センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態に係る光学式センサの概略を示す平面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る光学式センサの構成例を示すブロック図である。
【図6A】本発明の実施形態に係る光学式センサの製造工程における模式的な断面図である。
【図6B】本発明の実施形態に係る光学式センサの製造工程における模式的な断面図である。
【図6C】本発明の実施形態に係る光学式センサの製造工程における模式的な断面図である。
【図6D】本発明の実施形態に係る光学式センサの製造工程における模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
図１は、本発明の実施形態に係る光学式センサ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２は、樹脂基板１００と、センサ部１０と、ゲート線駆動回路２０と、信号線選択回路２１と、検出回路２４と、制御回路２６と、電源回路２８と、を有する。本実施形態に係る光学式センサ２は、表面照射型である。
【0014】
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２４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、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）である。制御回路２６は、センサ部１０、ゲート線駆動回路２０及び信号線選択回路２１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２８は、電源電圧をセンサ部１０、ゲート線駆動回路２０及び信号線選択回路２１に供給する。
【0015】
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、センサ部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、センサ部１０が設けられない領域である。すなわち、額縁領域ＰＡは、検出領域ＤＡの端部と樹脂基板１００の端部との間の領域である。
【0016】
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。
【0017】
センサ部１０は、複数の画素ＰＸを有する。複数の画素ＰＸは、検出領域ＤＡに行列状に配列される。複数の画素ＰＸは、フォトダイオードであり、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検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路２１に出力する。本実施形態では、光学式センサ２は、各画素ＰＸからの検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、指や掌等の血管像、脈波、脈拍、血中酸素飽和度等の生体に関する情報を検出する。また、各画素ＰＸは、ゲート線駆動回路２０から供給されるゲート駆動信号Ｖｇｃｌに従って検出を行う。
【0018】
ゲート線駆動回路２０及び信号線選択回路２１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２０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２１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、センサ部１０と折曲領域ＢＡとの間に設けられる。
【0019】
図２は、本発明の実施形態に係る光学式センサ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２は、さらに検出制御部３０と検出部４０とを有する。検出制御部３０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のうち、検出回路２４以外の機能の一部又は全部は、制御回路２６に含まれる。
【0020】
検出制御部３０は、ゲート線駆動回路２０、信号線選択回路２１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３０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２０に供給する。また、検出制御部３０は、選択信号ＡＳＷ等の各種制御信号を信号線選択回路２１に供給する。
【0021】
ゲート線駆動回路２０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２０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２０は、ゲート線ＧＣＬに接続された画素ＰＸを選択する。
【0022】
信号線選択回路２１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２１は、例えばマルチプレクサである。信号線選択回路２１は、検出制御部３０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２４とを接続する。これにより、信号線選択回路２１は、画素ＰＸの検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。
【0023】
検出部４０は、検出回路２４と、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、を備える。検出タイミング制御部４７は、検出制御部３０から供給される制御信号に基づいて、検出回路２４と、信号処理部４４と、座標抽出部４６と、が同期して動作するように制御する。
【0024】
検出回路２４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２４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、検出回路２４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、指や掌等の検出対象が検出面に接触又は近接した場合に、検出回路２４からの信号に基づいて指や掌等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２４からの信号に基づいて、指や掌等の血管像、脈波、脈拍、血中酸素飽和度等の生体に関する情報を検出できる。
【0026】
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。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。
【0027】
座標抽出部４６は、信号処理部４４において指や掌等の接触又は近接が検出されたときに、指や掌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、指や掌等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、センサ部１０の各画素ＰＸから出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指や掌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として検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。
【0028】
図３は、図１のＢ－Ｂ線切断面を示す部分断面図である。図３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。
【0029】
図３では、第１方向Ｄｘ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２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３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（図４、図６－７においても同様）。以下では、図３に示す断面構造を下層から順を追って説明する。なお、以下の説明では、各層の積層方向を第３方向Ｄｚとする。
【0030】
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、シート型光学検出装置として十分な可撓性を有する基材であれば他の樹脂材料を用いてもよい。一方、バリア無機膜１１０は、第１無機膜（例えばシリコン酸化膜）１１１、第２無機膜（例えばシリコン窒化膜）１１２及び第３無機膜（シリコン酸化膜）１１３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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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（不図示）。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（不図示）。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。
【0035】
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（不図示）。次の工程で形成する引き回し配線ＲＷは、段差部分を横切る際に配線パターンの上を通る（不図示）。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。
【0036】
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を形成している（不図示）。
【0037】
なお、引き回し配線ＲＷは、折曲領域ＢＡを横切って端子部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（不図示）。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。
【0038】
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、共通電極コンタクト部１７１、折曲領域ＢＡ及び端子領域ＴＡでは除去されている。
【0039】
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。
【0040】
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を被覆する。そして、第１透明導電膜１９１を被覆するように、平坦化膜１６０の上に無機絶縁膜（シリコン窒化膜）１８０が設けられている。無機絶縁膜１８０は、画素コンタクト部１７０に開口している。
【0041】
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。第２透明導電膜１９２、無機絶縁膜３６及び下部電極２１０は重なっており、これらによって付加容量Ｃａｄが形成される。
【0042】
なお、端子部の表面に第３透明導電膜が形成されてもよい（不図示）。端子部の表面に形成される第３透明導電膜は、以降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。
【0043】
以上、樹脂基板１００から無機絶縁膜１８０までの積層構造（以下、下部基板ＳＵＢ１という）について説明した。以下では、図３とともに図４を用いて、下部基板ＳＵＢ１より上層の構造について説明する。図４は、図３を拡大して模式的に示す部分断面図である。
【0044】
下部基板ＳＵＢ１（より具体的には無機絶縁膜１８０）の上には、互いに隣り合う複数の下部電極２１０が設けられている。具体的には、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。
【0045】
複数の下部電極２１０の上には、有機光電変換層２３０が複数の画素ＰＸ（すなわち、複数の下部電極２１０）に共通に設けられている。すなわち、有機光電変換層２３０は、検出領域ＤＡの全体にわたって設けられている。
【0046】
有機光電変換層２３０は、正孔輸送層２３１と、活性層２３２と、電子輸送層２３３と、を下部基板ＳＵＢ１側からこの順に含む。より詳細には、有機光電変換層２３０は、正孔輸送層２３１と、活性層２３２と、電子輸送層２３３と、が下部基板ＳＵＢ１側からこの順に積層した構造を有する。正孔輸送層２３１は正孔を輸送し、電荷輸送層２３３は電子を輸送する。活性層２３２は、光学式センサ２に入射する入射光を電荷に変換する。
【0047】
複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間には、導電性接着剤２２０が設けられている。具体的には、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間を充填するように導電性接着剤２２０が設けられている。より具体的には、導電性接着剤２２０は、複数の下部電極２１０のそれぞれの上面２１０ａと正孔輸送層の下面２３１ａとの間を充填するように設けられている。また、導電性接着剤２２０は、下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａと正孔輸送層の下面２３１ａとの間を充填するように設けられている。さらに、導電性接着剤２２０は、隣り合う下部電極２１０の側部２１０ｂの間を充填するように設けられている。なお、導電性接着剤２２０は、後述するように、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とが電気的に接続される限りにおいて、空隙又は不純物の混入等の欠陥を一部に有していてもよい。
【0048】
導電性接着剤２２０は、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とを電気的に接続する。具体的には、導電性接着剤２２０は、導電性の粒子である導電粒子Ｐを含む。この導電粒子Ｐは、複数の下部電極２１０のそれぞれの上面２１０ａと正孔輸送層の下面２３１ａとの間で凝集している。これにより、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とが電気的に接続される。なお、ここで導電粒子Ｐについて「凝集」とは、ある部材と他の部材とが電気的に接続される程度に、当該部材間において導電粒子Ｐが集合している状態を指す。
【0049】
導電性接着剤２２０は、異方導電性接着剤である。具体的には、下部基板ＳＵＢに垂直な方向（ここでは第３方向Ｄｚ）における導電性接着剤２２０の導電性は、下部基板ＳＵＢ１に平行な方向（ここでは第１方向Ｄｘ）における導電性接着剤２２０の導電性より大きい。
【0050】
より具体的には、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電性接着剤２２０の導電性は、下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａと正孔輸送層の下面２３１ａとの間における導電性接着剤２２０の導電性、及び隣り合う下部電極２１０の側部２１０ｂの間における導電性接着剤２２０の導電性より大きい。換言すれば、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電粒子Ｐの密度は、下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａと正孔輸送層の下面２３１ａとの間における導電粒子Ｐの密度、及び隣り合う下部電極２１０の側部２１０ｂの間における導電粒子Ｐの密度より大きい。
【0051】
本実施形態では、導電性接着剤２２０に含まれる導電粒子Ｐは、自己整列性を有する。すなわち、後述するように、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とを導電性接着剤２２０により接着する際、各下部電極２１０と有機光電変換層２３０との間に導電粒子Ｐが自発的に凝集する。このような構成によれば、導電性接着剤２２０による接着工程（図６Ｄ参照）において、加熱した状態での圧着が不要となるため、より温和な条件下で光学式センサ２を製造することができる。なお、導電性接着剤２２０に含まれる導電粒子Ｐとしては、自己整列性を有しないものを用いてもよい。
【0052】
なお、一つの下部電極２１０に対する導電粒子Ｐの個数は、安定した導通を確保する観点から、複数であることが好ましい。具体的には、一つの下部電極２１０に対する導電粒子Ｐは、少なくとも２０個であることが好ましい。すなわち、導電粒子Ｐの大きさが１μｍ径の場合、下部電極２１０の上面２１０ａの面積を少なくとも２０μｍ２とすることが好ましい。また、導電粒子Ｐの大きさが３μｍ径の場合、下部電極２１０の上面２１０ａの面積を少なくとも１８０μｍ２とすることが好ましい。さらに、導電粒子Ｐの大きさが５μｍ径の場合、下部電極２１０の上面２１０ａの面積を少なくとも５００μｍ２とすることが好ましい。以上より、導電粒子Ｐの大きさが１μｍ～５μｍ径の場合、下部電極２１０の上面２１０ａにおける導電粒子Ｐの面積密度（下部電極２１０の上面２１０ａの単位面積当たりの導電粒子Ｐの個数）は、０．０４～１個／μｍ２であることが好ましい。
【0053】
また、より好ましくは、導電粒子Ｐの大きさは３μｍ径以下である。換言すれば、下部電極２１０の上面２１０ａにおける導電粒子Ｐの面積密度は、より好ましくは０．１個～１個／μｍ２である。すなわち、導電粒子Ｐが大きすぎると、導電粒子Ｐと正孔輸送層２３１の下面２３１ａとの接触面積が低減し、導通が不安定になるおそれがあるため、導電粒子Ｐの大きさは小さいほど好ましい。
【0054】
有機光電変換層２３０の上には、上部電極２４０が複数の画素ＰＸ（すなわち、複数の下部電極２１０）に共通に設けられている。すなわち、上部電極２４０は、有機光電変換層２３０と同様に、検出領域ＤＡの全体にわたって設けられている。より具体的には、上部電極２４０は、有機光電変換層２３０の上に積層している。本実施形態では、光学式センサ２が表面照射型であるため、上部電極２４０は透光性を有する。具体的には、有機光電変換層２３０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２４０を形成する。上部電極２４０は、検出領域ＤＡに設けられた有機光電変換層２３０上から、額縁領域ＰＡに設けられた共通電極コンタクト部１７１上にわたって形成される。そして、後述するように、共通電極コンタクト部１７１において、引き回し配線ＲＷと電気的に接続され、最終的には端子部に引き出される。
【0055】
上部電極２４０の上には、透光性の上部基板ＳＵＢ２が設けられている。より具体的には、上部基板ＳＵＢ２は、上部電極２４０の上に積層している。
【0056】
上部基板ＳＵＢ２は、透光性の封止層３１０と、封止層３１０に積層する透光性の透光性基板３２０と、を下から（すなわち、下部基板ＳＵＢ１側から）この順に含む。封止層３１０は、外部より侵入する水分等から有機光電変換層２３０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。本実施形態では、封止層３１０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を有する。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。本実施形態では、透光性基板３２０はガラス基板である。透光性基板３２０は透光性樹脂により形成されてもよい。或いは、透光性基板３２０は、光学式センサ２の用途に合わせて、可撓性材料により形成されてもよい。
【0057】
【0058】
図４及び図５に示すように、上部電極２４０の端部２４０ｂは、電子輸送層２３３の端部２３３ｂより下部基板ＳＵＢ１の端部側であって、下部基板ＳＵＢ１の端部より表示領域ＤＡ側に位置している。また、電子輸送層２３３の端部２３３ｂは、活性層２３２の端部２３２ｂより下部基板ＳＵＢ１の端部側に位置している。さらに、活性層２３２の端部２３２ｂは、正孔輸送層２３１の端部２３１ｂより下部基板ＳＵＢ１の端部側に位置している。
【0059】
換言すれば、上部基板ＳＵＢ２の下面ＳＵＢ２ａは、上部電極２４０に覆われていない露出面ＳＵＢ２ａ－１を有する。同様に、上部電極２４０の下面２４０ａは、電子輸送層２３３に覆われていない露出面２４０ａ－１を有する。また、電子輸送層２３３の下面２３３ａは、活性層２３２に覆われていない露出面２３３ａ－１を有する。さらに、活性層２３２の下面２３２ａは、正孔輸送層２３１に覆われていない露出面２３２ａ－１を有する。
【0060】
導電性接着剤２２０は、上部基板ＳＵＢ２の露出面ＳＵＢ２ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間を充填するように設けられている。同様に、導電性接着剤２２０は、上部電極２４０の露出面２４０ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間を充填するように設けられている。また、導電性接着剤２２０は、電子輸送層２３３の露出面２３３ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間を充填するように設けられている。さらに、導電性接着剤２２０は、活性層２３２の露出面２３２ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間を充填するように設けられている。
【0061】
ここで、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電性接着剤２２０の導電性は、上部基板ＳＵＢ２の露出面ＳＵＢ２ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電性接着剤２２０の導電性より大きい。同様に、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電性接着剤２２０の導電性は、上部電極２４０の露出面２４０ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電性接着剤２２０の導電性より大きい。また、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電性接着剤２２０の導電性は、電子輸送層２３３の露出面２３３ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電性接着剤２２０の導電性より大きい。さらに、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電性接着剤２２０の導電性は、活性層２３２の露出面２３２ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電性接着剤２２０の導電性より大きい。
【0062】
より詳細には、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電粒子Ｐの密度は、上部基板ＳＵＢ２の露出面ＳＵＢ２ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電粒子Ｐの密度より大きい。同様に、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電粒子Ｐの密度は、上部電極２４０の露出面２４０ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電粒子Ｐの密度より大きい。また、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電粒子Ｐの密度は、電子輸送層２３３の露出面２３３ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電粒子Ｐの密度より大きい。さらに、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０との間における導電粒子Ｐの密度は、活性層２３２の露出面２３２ａ－１と下部基板ＳＵＢ１の上面ＳＵＢ１ａとの間における導電粒子Ｐの密度より大きい。
【0063】
ところで、額縁領域ＰＡでは、上部電極２４０と下部基板ＳＵＢ１とを電気的に接続する導電層２６０が、下部基板ＳＵＢ１（より具体的には無機絶縁膜１８０）の上に設けられている。導電層２６０と上部電極２４０との間には導電性接着剤２２０が設けられており、導電層２６０と上部電極２４０とは、当該導電性接着剤２２０により電気的に接続されている。そして、共通電極コンタクト部１７１において、導電層２６０と下部基板ＳＵＢ１の引き回し配線ＲＷとが電気的に接続されることにより、上部電極２４０と下部基板ＳＵＢ１の引き回し配線ＲＷとが電気的に接続される。なお、詳細には、導電性接着剤２２０は、導電層２６０の上面２６０ａと上部電極２４０の下面２４０ａとの間を充填するように設けられている。
【0064】
図５に示すように、平面視において、導電層２６０は、下部基板ＳＵＢ１の各辺に複数設けられている。より詳細には、図５に示すように、平面視において、導電層２６０は、下部基板ＳＵＢ１の各辺において、複数の画素ＰＸが第１方向Ｄｘに並ぶ行ごとに設けられている。同様に、平面視において、各導電層２６０は、下部基板ＳＵＢ１の各辺において、複数の画素ＰＸが第２方向Ｄｙに並ぶ列ごとにも設けられている（不図示）。
【0065】
断面視において、導電層２６０と上部電極２４０との間の距離は、下部電極２１０と正孔輸送層２３１との間の距離と等しい。具体的には、断面視において、導電層２６０の上面２６０ａと上部電極２４０の露出面２４０ａ－１との間の距離Ｈ１は、下部電極２１０の上面２１０ａと正孔輸送層２３１の下面２３１ａとの距離Ｈ２と等しい。すなわち、導電層２６０の上面２６０ａと上部電極２４０の露出面２４０ａ－１との間における導電性接着剤２２０の導電性は、下部電極２１０の上面２１０ａと正孔輸送層２３１の下面２３１ａとの間におけるとの間における導電性接着剤２２０の導電性と等しい。より詳細には、導電層２６０の上面２６０ａと上部電極２４０の露出面２４０ａ－１との間における導電粒子Ｐの密度は、下部電極２１０の上面２１０ａと正孔輸送層２３１の下面２３１ａとの間における導電粒子Ｐの密度と等しい。このような構成によれば、安定した導通を確保することができる。
【0066】
なお、上部基板ＳＵＢ２が可撓性材料により形成されている場合には、導電層２６０と上部電極２４０との間の距離は、下部電極２１０と正孔輸送層２３１との間の距離より大きくてもよい。
【0067】
【0068】
まず、透光性基板３２０の上に封止層３１０を形成し、上部基板ＳＵＢ２（透光性の第１基板）を得る（図６Ａ）。続いて、上部基板ＳＵＢ２の上に上部電極２４０（透光性の導電膜）を形成する（図６Ｂ）。ここで、図４及び図５を用いて説明したように、上部電極２４０の端部２４０ｂが、下部基板ＳＵＢ１の端部より表示領域ＤＡ側に位置するように、上部電極２４０を形成する。
【0069】
次いで、電子輸送層２３３（電子輸送膜）と、活性層２３２（活性膜）と、正孔輸送層２３１（正孔輸送膜）と、を上部基板ＳＵＢ２側からこの順に含む有機光電変換層２３０（有機光電変換膜）を上部電極２４０の上に形成する（図６Ｃ）。
【0070】
ここで、図４及び図５を用いて説明したように、上部電極２４０の端部２４０ｂが、電子輸送層２３３の端部２３３ｂより下部基板ＳＵＢ１の端部側に位置するように、電子輸送層２３３を形成する。また、電子輸送層２３３の端部２３３ｂが、活性層２３２の端部２３２ｂより下部基板ＳＵＢ１の端部側に位置するように、活性層２３２を形成する。さらに、活性層２３２の端部２３２ｂが、正孔輸送層２３１の端部２３１ｂより下部基板ＳＵＢ１の端部側に位置するように、正孔輸送層２３１を形成する。このような製造方法によれば、例えば正孔輸送層２３１と電子輸送層２３３との接触、或いは活性層２３２と上部電極２４０との接触による電荷のリークを防ぐことができる。
【0071】
そして、上部基板ＳＵＢ２と、複数の下部電極２１０（複数の電極）が設けられた下部基板ＳＵＢ１（第２基板）と、を導電性接着剤２２０により接着する（図６Ｄ）。この際、複数の下部電極２１０のそれぞれと有機光電変換層２３０とが、導電性接着剤２２０を介して電気的に接続される。接着に際しては、上部基板ＳＵＢ２に導電性接着剤２２０を塗布し、当該上部基板ＳＵＢ２に下部基板ＳＵＢ１を接着させる。勿論、下部基板ＳＵＢ１に導電性接着剤２２０を塗布し、当該下部基板ＳＵＢ１に上部基板ＳＵＢ２を接着させてもよい。
【0072】
図６に示す製造方法によれば、正孔輸送層及び活性層へのダメージを抑えつつ、正孔輸送層と活性層と電子輸送層とが基板側からこの順に積層した光学式センサを製造することができる。すなわち、図６に示す製造方法では、従来の成膜工程における成膜順と逆の順序で有機光電変換層の各層を成膜することができる。そのため、正孔輸送層と活性層と電子輸送層とを基板側からこの順に成膜した場合における、正孔輸送層及び活性層へのダメージを抑えることができる。
【0073】
【0074】
複数の下部電極２１０のそれぞれと正孔輸送層２３１との間において、正孔輸送層２３１に当接するとともに複数の下部電極２１０のそれぞれに平面視で重畳する補助電極膜２７０を更に有する。このような構成によれば、より安定した導通を確保することができる。なお、本変形例では、補助電極膜２７０が、複数の画素電極２１０のそれぞれに対応するように複数設けられている場合を説明するが、補助電極膜２７０は、単にベタ膜としてもよい。
【0075】
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。
【0076】
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。
【符号の説明】
【0077】
２ 光学式センサ、１０ センサ部、２０ ゲート線駆動回路、２１ 信号線選択回路、２４ 検出回路、２６ 制御回路、２８ 電源回路、３０ 検出制御部、４０ 検出部、４２ 検出信号増幅部、４３ Ａ／Ｄ変換部、４４ 信号処理部、４５ 記憶部、４６ 座標抽出部、１００ 樹脂基板、１１０ バリア無機膜、１１１ 第１無機膜、１１２ 第２無機膜、１１３ 第３無機膜、１２０ 付加膜、１３１ 半導体層、１３２ ゲート電極、１３３ ソース電極、１３４ ドレイン電極、１４０ ゲート絶縁膜、１５０ 層間絶縁膜、１６０ 平坦化膜、１７０ 画素コンタクト部、１７１ 上部電極コンタクト部、１８０ 無機絶縁膜、１９０ 透明導電膜、１９１ 第１透明導電膜、１９２ 第２透明導電膜、２１０ 下部電極、２２０ 導電性接着剤、２３０ 有機光電変換層、２３１ 正孔輸送層、２３２ 活性層、２３３ 電子輸送層、２４０ 上部電極、２６０ 導電層、２７０ 補助電極膜、３１０ 封止層、３２０ 透光性基板、ＧＣＬ ゲート線、ＳＧＬ 信号線、ＳＴＶ スタート信号、ＣＫ クロック信号、ＲＳＴ リセット信号、Ｖｇｃｌ ゲート駆動信号、Ｖｄｅｔ 検出信号、Ｖｏ センサ出力、ＡＳＷ 選択信号、ＣＬ 回路層、ＴＦＴ 薄膜トランジスタ、Ｃｓ 保持容量、ＣｓＬ１ 第１保持容量線、ＣｓＬ２ 第２保持容量線、Ｗ１ 第１配線層、Ｗ２ 第２配線層、Ｃａｄ 付加容量、ＲＷ 引き回し配線、ＰＸ 画素、ＤＡ 検出領域、ＰＡ 額縁領域、Ｐ 導電粒子、ＳＵＢ１ 下部基板、ＳＵＢ２ 上部基板。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】