特許ウォッチ

公開番号2025092730
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025061646,2024059379
出願日2025-04-03,2019-10-09
発明の名称検出装置
出願人株式会社ジャパンディスプレイ
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H10F 39/18 20250101AFI20250612BHJP()
要約【課題】検出の位置精度の低下を抑制しつつ、開口率を向上させることが可能な検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置は、基板と、基板に設けられ、半導体層を含む複数の光電変換素子と、複数の光電変換素子のそれぞれに対応して設けられた複数のトランジスタと、複数の信号線と、を有し、1つの検出素子は、複数のトランジスタを含み構成され、複数の信号線のうち第1信号線は、第1検出素子の光電変換素子と、第1検出素子の第1方向の一方に隣接する第2検出素子の光電変換素子との間に配置されて、第1検出素子及び第2検出素子に接続され、複数の信号線のうち第2信号線は、第1検出素子の光電変換素子と、第1検出素子の第1方向の他方に隣接する第3検出素子の光電変換素子との間に配置されて、第1検出素子及び第3検出素子に接続される。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられ、光学特性を有する複数のダイオード素子と、
光学特性を有する複数の前記ダイオード素子のそれぞれに対応して設けられた複数のトランジスタと、
第１方向に隣り合う光学特性を有する複数の前記ダイオード素子の間に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、光学特性を有する複数の前記ダイオード素子又は複数の前記トランジスタのいずれかに信号を供給する複数の信号線と、を有し、
１つの検出素子は、複数の前記トランジスタを含み構成され、
複数の前記信号線のうち第１信号線は、第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子と、前記第１検出素子の前記第１方向の一方に隣接する第２検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第２検出素子に接続され、
複数の前記信号線のうち第２信号線は、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子と、前記第１検出素子の前記第１方向の他方に隣接する第３検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第３検出素子に接続され、
前記第１検出素子と前記第１信号線との間に配置され、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子の電位を所定の電位にリセットするための第１リセット信号線と、
前記第１検出素子と前記第２信号線との間に配置され、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子の電位に対応した信号を出力するための第１出力信号線と、
前記第３検出素子と前記第２信号線との間に配置され、前記第３検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子の電位に対応した信号を出力するための第２出力信号線と、を有し、
前記第２信号線は光学特性を有する前記ダイオード素子に基準電位を供給する基準信号線であり、
前記基準信号線は、前記第１方向に隣り合う２つの前記第１出力信号線と前記第２出力信号線との間に設けられる
検出装置。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
前記第１方向に隣り合う光学特性を有する２つの前記ダイオード素子は、光学特性を有する２つの前記ダイオード素子の間に配置された１つの前記基準信号線に電気的に接続され、前記基準信号線を挟んで対称に配置される
請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
光学特性を有する複数の前記ダイオード素子は、等しい配置ピッチで前記第１方向に配列される
請求項１又は請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
光学特性を有する複数の前記ダイオード素子の外形形状は、それぞれ、光学特性を有する前記ダイオード素子の前記第１方向の中点を通り、前記第２方向に平行な仮想線を対称軸として対称である
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】
前記検出素子は、それぞれ前記第１方向に延在し、前記第２方向に隣り合う複数のゲート線を含み、
複数の前記トランジスタは、前記第２方向に隣り合う複数のゲート線の間に配置される
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】
前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子を挟んで配置された、前記第１信号線及び第１リセット信号線と、前記第２信号線及び前記第１出力信号線とが占める領域は、光学特性を有する前記ダイオード素子の前記第１方向の中点を通り、前記第２方向に平行な仮想線を対称軸として対称となる
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板に設けられ、光学特性を有する複数のダイオード素子と、
光学特性を有する複数の前記ダイオード素子のそれぞれに対応して設けられた複数のトランジスタと、
第１方向に隣り合う光学特性を有する複数の前記ダイオード素子の間に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、光学特性を有する複数の前記ダイオード素子又は複数の前記トランジスタのいずれかに信号を供給する複数の信号線と、を有し、
１つの検出素子は、複数の前記トランジスタを含み構成され、
複数の前記信号線のうち第１信号線は、第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子と、前記第１検出素子の前記第１方向の一方に隣接する第２検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第２検出素子に接続され、
複数の前記信号線のうち第２信号線は、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子と、前記第１検出素子の前記第１方向の他方に隣接する第３検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第３検出素子に接続され、
前記第１検出素子と前記第１信号線との間に配置され、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子の電位を所定の電位にリセットするための第１リセット信号線と、
前記第１検出素子と前記第２信号線との間に配置され、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子の電位に対応した信号を出力するための第１出力信号線と、を有し、
前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子を挟んで配置された、前記第１信号線及び第１リセット信号線と、第２信号線及び前記第１出力信号線とが占める領域は、光学特性を有する前記ダイオード素子の前記第１方向の中点を通り、前記第２方向に平行な仮想線を対称軸として対称となる
検出装置。
【請求項８】
前記トランジスタは、ソースフォロワトランジスタ、リセットトランジスタ及び読出トランジスタを含み、
複数の前記信号線は、前記リセットトランジスタにリセット信号を供給するリセット信号線及び前記ソースフォロワトランジスタに電源電位を供給する電源信号線を含み、
前記第１方向に隣り合う２つの前記ソースフォロワトランジスタは、２つの前記ソースフォロワトランジスタの間に配置された１つの前記電源信号線に電気的に接続され、前記電源信号線を挟んで対称に配置される
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】
基板と、
前記基板に設けられ、光学特性を有する複数のダイオード素子と、
光学特性を有する複数の前記ダイオード素子のそれぞれに対応して設けられた複数のトランジスタと、
第１方向に隣り合う光学特性を有する複数の前記ダイオード素子の間に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、光学特性を有する複数の前記ダイオード素子又は複数の前記トランジスタのいずれかに信号を供給する複数の信号線と、を有し、
１つの検出素子は、複数の前記トランジスタを含み構成され、
複数の前記信号線のうち第１信号線は、第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子と、前記第１検出素子の前記第１方向の一方に隣接する第２検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第２検出素子に接続され、
複数の前記信号線のうち第２信号線は、前記第１検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子と、前記第１検出素子の前記第１方向の他方に隣接する第３検出素子の光学特性を有する前記ダイオード素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第３検出素子に接続され、
前記トランジスタは、光学特性を有する前記ダイオード素子の信号を伝える第１トランジスタ、光学特性を有する前記ダイオード素子の印加電圧を所定の電位にリセットする第２トランジスタを含み、
複数の前記信号線は、前記第２トランジスタにリセット信号を供給するリセット信号線及び前記第１トランジスタに電源電位を供給する電源信号線を含み、
２つの前記第１トランジスタは、２つの前記第１トランジスタの間に配置された１つの前記電源信号線に電気的に接続され、２つの前記リセット信号線及び前記電源信号線を挟んで対称に配置される
検出装置。
【請求項１０】
前記電源信号線は、前記第１方向に隣り合う２つの前記リセット信号線の間に設けられる
請求項８又は請求項９に記載の検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＰＩＮフォトダイオード等の光電変換素子が基板上に複数配列された光学式の検出装置が知られている。このような光学式の検出装置は、例えば指紋センサや静脈センサ等、生体情報を検出する生体センサとして用いられる。複数の光電変換素子は、検出の解像度に応じた配置ピッチで離隔して配列される。
【０００３】
特許文献１には、画素ごとにフォトダイオードと複数のトランジスタを備えた固体撮像装置が記載されている。特許文献１に記載された固体撮像装置では、各画素に形成される増幅トランジスタが、増幅トランジスタに接続される信号線を挟んで対称に設けられている。つまり、特許文献１では、隣接画素間で信号線を共有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１８７０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光学式の検出装置は、開口率を大きくすることが要求される。特許文献１に記載されている構成を光学式の検出装置に適用すると、開口率は大きくなるものの、光電変換素子及び複数のトランジスタが信号線を挟んで対称に配置される。このため、光電変換素子の配置ピッチが一定とならない場合がある。この結果、検出の位置精度が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、検出の位置精度の低下を抑制しつつ、開口率を向上させることが可能な検出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】
【０００７】
本発明の一態様の検出装置は、基板と、前記基板に設けられ、光起電力効果を有する半導体層を含む複数の光電変換素子と、複数の前記光電変換素子のそれぞれに対応して設けられた複数のトランジスタと、第１方向に隣り合う複数の前記光電変換素子の間に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延在し、前記光電変換素子又は複数の前記トランジスタのいずれかに信号を供給する複数の信号線と、を有し、１つの検出素子は、前記光電変換素子と、前記光電変換素子と前記第２方向に隣り合って配置された複数の前記トランジスタを含み構成され、複数の前記信号線のうち第１信号線は、第１検出素子の前記光電変換素子と、前記第１検出素子の第１方向の一方に隣接する第２検出素子の前記光電変換素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第２検出素子に接続され、複数の前記信号線のうち第２信号線は、前記第１検出素子の前記光電変換素子と、前記第１検出素子の第１方向の他方に隣接する第３検出素子の前記光電変換素子との間に配置されて、前記第１検出素子及び前記第３検出素子に接続される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る検出装置を有する照明装置付き検出機器の概略断面構成を示す断面図である。
図２は、変形例に係る照明装置付き検出機器の概略断面構成を示す断面図である。
図３は、実施形態に係る検出装置を示す平面図である。
図４は、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５は、複数の検出素子を示す回路図である。
図６は、検出素子の動作例を示すタイミング波形図である。
図７は、複数の検出素子を示す平面図である。
図８は、隣接する検出素子を拡大して示す平面図である。
図９は、図８のＩＸ－ＩＸ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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発明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、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。
【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】以降は省略されています）

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