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】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6503275
(24)【登録日】2019年3月29日
(45)【発行日】2019年4月17日
(54)【発明の名称】センサ及びセンサ付き表示装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/044 20060101AFI20190408BHJP
G09G 3/36 20060101ALI20190408BHJP
G09G 3/20 20060101ALI20190408BHJP
G06F 3/041 20060101ALI20190408BHJP
【ＦＩ】
G06F3/044 120
G09G3/36
G09G3/20 624B
G09G3/20 680H
G09G3/20 691D
G06F3/041 412
【請求項の数】15
【全頁数】40
(21)【出願番号】特願2015-200807(P2015-200807)
(22)【出願日】2015年10月9日
(65)【公開番号】特開2017-73054(P2017-73054A)
(43)【公開日】2017年4月13日
【審査請求日】2018年4月26日
(73)【特許権者】
【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】110001737
【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】水橋 比呂志
(72)【発明者】
【氏名】小出 元
(72)【発明者】
【氏名】倉澤 隼人
(72)【発明者】
【氏名】征矢 年央
(72)【発明者】
【氏名】後藤 詞貴
【審査官】
菅原 浩二
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１３−５０１９８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−１４３９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１５−０７２６８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−１３１１３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−０９０４３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１１５６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１８６１２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２００７／１０２２３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１４／０２６７１６５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／０１１３０３８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１５／０１９３０８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１２／０３１３８８１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０６Ｆ ３／０４４
Ｇ０６Ｆ ３／０４１
Ｇ０９Ｇ ３／２０
Ｇ０９Ｇ ３／３６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１制御線と、
第１信号線と、
前記第１制御線と前記第１信号線とに接続された第１検出スイッチと、
前記第１制御線、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチの上方に位置し、前記第１制御線、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチと対向し、前記第１検出スイッチと対向した第１開口を有する共通電極と、
前記共通電極の上方に位置し、前記第１開口と対向し、前記第１開口を通って前記第１検出スイッチに接続された第１検出電極と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記第１制御線に接続され、前記第１検出スイッチを、前記第１信号線と前記第１検出電極とを接続する第１接続状態及び前記第１信号線と前記第１検出電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える駆動信号を前記第１制御線に与える第１回路と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記第１信号線に接続された第２回路と、を備えるセンサ。
第１信号線と、
前記第１制御線と前記第１信号線とに接続された第１検出スイッチと、
前記第１制御線、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチの上方に位置し、前記第１制御線、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチと対向し、前記第１検出スイッチと対向した第１開口を有する共通電極と、
前記共通電極の上方に位置し、前記第１開口と対向し、前記第１開口を通って前記第１検出スイッチに接続された第１検出電極と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記第１制御線に接続され、前記第１検出スイッチを、前記第１信号線と前記第１検出電極とを接続する第１接続状態及び前記第１信号線と前記第１検出電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える駆動信号を前記第１制御線に与える第１回路と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記第１信号線に接続された第２回路と、を備えるセンサ。
【請求項2】
前記共通電極に電位調整信号を与え、前記第１回路及び前記第２回路の駆動を制御し、前記駆動信号により前記第１検出スイッチを前記第１接続状態に切替えた状態にて、前記第２回路、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチを介して前記第１検出電極に書込み信号を書込み前記第１検出電極から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取る第１検出ユニットをさらに備え、
センシングを行うセンシング駆動時に、前記電位調整信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、請求項１に記載のセンサ。
センシングを行うセンシング駆動時に、前記電位調整信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項3】
前記第１検出ユニットは、前記第１回路に電源電圧を与え、
前記センシング駆動時に、前記駆動信号及び前記電源電圧にそれぞれ重畳信号が重畳され、
前記重畳信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、請求項２に記載のセンサ。
前記センシング駆動時に、前記駆動信号及び前記電源電圧にそれぞれ重畳信号が重畳され、
前記重畳信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、請求項２に記載のセンサ。
【請求項4】
前記第１検出ユニットは、前記第２回路に制御信号を与え、
前記センシング駆動時に、前記制御信号に重畳信号が重畳され、
前記重畳信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、請求項２に記載のセンサ。
前記センシング駆動時に、前記制御信号に重畳信号が重畳され、
前記重畳信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、請求項２に記載のセンサ。
【請求項5】
前記共通電極に対して前記第１検出電極の反対側に位置し前記共通電極と対向し前記第１検出ユニットに接続された補助配線と、
前記第１信号線に対して前記共通電極の反対側に位置し前記第１信号線と対向し前記補助配線に接続されたシールド電極と、をさらに備え、
前記第１検出ユニットは、前記電位調整信号を前記補助配線を介して前記シールド電極にさらに与える、請求項２に記載のセンサ。
前記第１信号線に対して前記共通電極の反対側に位置し前記第１信号線と対向し前記補助配線に接続されたシールド電極と、をさらに備え、
前記第１検出ユニットは、前記電位調整信号を前記補助配線を介して前記シールド電極にさらに与える、請求項２に記載のセンサ。
【請求項6】
前記共通電極に対して前記第１検出電極の反対側に位置し前記共通電極と対向し前記第１検出ユニットに接続された補助配線をさらに備え、
前記共通電極は複数個所で前記補助配線に接続され、
前記第１検出ユニットは、前記補助配線を介して前記共通電極に前記電位調整信号を与える、請求項２に記載のセンサ。
前記共通電極は複数個所で前記補助配線に接続され、
前記第１検出ユニットは、前記補助配線を介して前記共通電極に前記電位調整信号を与える、請求項２に記載のセンサ。
【請求項7】
前記第２回路に接続された第２信号線と、
前記第１制御線と前記第２信号線とに接続された第２検出スイッチと、
前記共通電極の上方に位置した第２検出電極と、をさらに備え、
前記共通電極は、前記第２信号線及び前記第２検出スイッチの上方に位置し、前記第２信号線及び前記第２検出スイッチと対向し、前記第２検出スイッチと対向した第２開口をさらに有し、
前記第２検出電極は、前記第２開口と対向し、前記第２開口を通って前記第２検出スイッチに接続され、
前記第１検出ユニットは、前記第２回路に制御信号及び前記電位調整信号を与え、
前記第２回路は、前記制御信号により前記第１信号線に前記書込み信号を与える第１切替え状態及び前記第１信号線に前記電位調整信号を与える第２切替え状態の何れか一方に切替えられる第１制御スイッチと、前記制御信号により前記第２信号線に前記書込み信号を与える第１切替え状態及び前記第２信号線に前記電位調整信号を与える第２切替え状態の何れか一方に切替えられる第２制御スイッチと、を有し、
前記第１検出ユニットは、
前記センシング駆動時の一センシング期間に、
前記制御信号により前記第１制御スイッチを前記第１切替え状態に切替え前記第２制御スイッチを前記第２切替え状態に切替え、前記駆動信号により前記第１検出スイッチ及び前記第１検出スイッチをそれぞれ前記第１接続状態に切替え、
前記第１制御スイッチ、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチを介して前記第１検出電極に前記書込み信号を書込み前記第１検出電極から前記書込み信号の変化を示す前記読取り信号を読取り、
前記第２制御スイッチ、前記第２信号線及び前記第２検出スイッチを介して前記第２検出電極に前記電位調整信号を与える、請求項２に記載のセンサ。
前記第１制御線と前記第２信号線とに接続された第２検出スイッチと、
前記共通電極の上方に位置した第２検出電極と、をさらに備え、
前記共通電極は、前記第２信号線及び前記第２検出スイッチの上方に位置し、前記第２信号線及び前記第２検出スイッチと対向し、前記第２検出スイッチと対向した第２開口をさらに有し、
前記第２検出電極は、前記第２開口と対向し、前記第２開口を通って前記第２検出スイッチに接続され、
前記第１検出ユニットは、前記第２回路に制御信号及び前記電位調整信号を与え、
前記第２回路は、前記制御信号により前記第１信号線に前記書込み信号を与える第１切替え状態及び前記第１信号線に前記電位調整信号を与える第２切替え状態の何れか一方に切替えられる第１制御スイッチと、前記制御信号により前記第２信号線に前記書込み信号を与える第１切替え状態及び前記第２信号線に前記電位調整信号を与える第２切替え状態の何れか一方に切替えられる第２制御スイッチと、を有し、
前記第１検出ユニットは、
前記センシング駆動時の一センシング期間に、
前記制御信号により前記第１制御スイッチを前記第１切替え状態に切替え前記第２制御スイッチを前記第２切替え状態に切替え、前記駆動信号により前記第１検出スイッチ及び前記第１検出スイッチをそれぞれ前記第１接続状態に切替え、
前記第１制御スイッチ、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチを介して前記第１検出電極に前記書込み信号を書込み前記第１検出電極から前記書込み信号の変化を示す前記読取り信号を読取り、
前記第２制御スイッチ、前記第２信号線及び前記第２検出スイッチを介して前記第２検出電極に前記電位調整信号を与える、請求項２に記載のセンサ。
【請求項8】
前記第１回路に接続された第２制御線と、
前記第２制御線と前記第１信号線とに接続された第３検出スイッチと、
前記第１検出ユニット、前記第１検出スイッチ及び前記第３検出スイッチに接続された補助配線と、
前記共通電極の上方に位置した第３検出電極と、をさらに備え、
前記共通電極は、前記第２制御線、前記第３検出スイッチ及び補助配線の上方に位置し、前記第２制御線、前記第３検出スイッチ及び前記補助配線と対向し、前記第３検出スイッチと対向した第３開口をさらに有し、
前記第３検出電極は、前記第３開口と対向し、前記第３開口を通って前記第３検出スイッチに接続され、
前記第１回路は、前記駆動信号を前記第２制御線に与え、
前記第１検出スイッチは、前記第１接続状態にて前記第１信号線と前記第１検出電極とを接続し、前記第２接続状態にて前記補助配線と前記第１検出電極とを接続し、
前記第３検出スイッチは、前記駆動信号により、前記第１信号線と前記第３検出電極とを接続する第１接続状態及び前記補助配線と前記第３検出電極とを接続する第２接続状態の何れか一方に切替えられ、
前記第１検出ユニットは、
前記センシング駆動時の一センシング期間に、
前記駆動信号により前記第１検出スイッチを前記第１接続状態に切替え前記第３検出スイッチを前記第２接続状態に切替え、
前記第１信号線及び前記第１検出スイッチを介して前記第１検出電極に前記書込み信号を書込み前記第１検出電極から前記書込み信号の変化を示す前記読取り信号を読取り、
前記補助配線及び前記第３検出スイッチを介して前記第３検出電極に前記電位調整信号を与える、請求項２に記載のセンサ。
前記第２制御線と前記第１信号線とに接続された第３検出スイッチと、
前記第１検出ユニット、前記第１検出スイッチ及び前記第３検出スイッチに接続された補助配線と、
前記共通電極の上方に位置した第３検出電極と、をさらに備え、
前記共通電極は、前記第２制御線、前記第３検出スイッチ及び補助配線の上方に位置し、前記第２制御線、前記第３検出スイッチ及び前記補助配線と対向し、前記第３検出スイッチと対向した第３開口をさらに有し、
前記第３検出電極は、前記第３開口と対向し、前記第３開口を通って前記第３検出スイッチに接続され、
前記第１回路は、前記駆動信号を前記第２制御線に与え、
前記第１検出スイッチは、前記第１接続状態にて前記第１信号線と前記第１検出電極とを接続し、前記第２接続状態にて前記補助配線と前記第１検出電極とを接続し、
前記第３検出スイッチは、前記駆動信号により、前記第１信号線と前記第３検出電極とを接続する第１接続状態及び前記補助配線と前記第３検出電極とを接続する第２接続状態の何れか一方に切替えられ、
前記第１検出ユニットは、
前記センシング駆動時の一センシング期間に、
前記駆動信号により前記第１検出スイッチを前記第１接続状態に切替え前記第３検出スイッチを前記第２接続状態に切替え、
前記第１信号線及び前記第１検出スイッチを介して前記第１検出電極に前記書込み信号を書込み前記第１検出電極から前記書込み信号の変化を示す前記読取り信号を読取り、
前記補助配線及び前記第３検出スイッチを介して前記第３検出電極に前記電位調整信号を与える、請求項２に記載のセンサ。
【請求項9】
行方向に延在した複数の制御線と、
列方向に延在した複数の信号線と、
複数の検出スイッチであって、各々の前記検出スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の検出スイッチと、
前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の検出スイッチの上方に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の検出スイッチと対向し、複数の開口を有する共通電極であって、前記各々の開口は１個の前記検出スイッチと対向した、前記共通電極と、
前記共通電極の上方に位置した複数の検出電極であって、各々の前記検出電極は対応する前記開口と対向し前記開口を通って対応する前記検出スイッチに接続された、前記複数の検出電極と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記検出スイッチを、前記信号線と前記検出電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記検出電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の信号線に接続された第２回路と、
前記共通電極に電位調整信号を与え、前記第１回路及び前記第２回路の駆動を制御する第１検出ユニットを備え、
前記第１検出ユニットは、
センシングを行うセンシング駆動時の第１センシング期間に、ｍ列目及びｍ＋１列目のうち、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する４個の検出電極に、前記第２回路、対応する２本の信号線及び対応する４個の検出スイッチを介して書込み信号を同時に書込み、前記４個の検出電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、読取った複数の読取り信号を１つの信号に束ね、
前記第１センシング期間に続く前記センシング駆動時の第２センシング期間に、ｍ＋１列目及びｍ＋２列目のうち、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する４個の検出電極に、前記第２回路、対応する２本の信号線及び対応する４個の検出スイッチを介して前記書込み信号を同時に書込み、前記４個の検出電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、読取った複数の読取り信号を１つの信号に束ね、
前記センシング駆動時に、前記電位調整信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、センサ。
列方向に延在した複数の信号線と、
複数の検出スイッチであって、各々の前記検出スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の検出スイッチと、
前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の検出スイッチの上方に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の検出スイッチと対向し、複数の開口を有する共通電極であって、前記各々の開口は１個の前記検出スイッチと対向した、前記共通電極と、
前記共通電極の上方に位置した複数の検出電極であって、各々の前記検出電極は対応する前記開口と対向し前記開口を通って対応する前記検出スイッチに接続された、前記複数の検出電極と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記検出スイッチを、前記信号線と前記検出電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記検出電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の信号線に接続された第２回路と、
前記共通電極に電位調整信号を与え、前記第１回路及び前記第２回路の駆動を制御する第１検出ユニットを備え、
前記第１検出ユニットは、
センシングを行うセンシング駆動時の第１センシング期間に、ｍ列目及びｍ＋１列目のうち、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する４個の検出電極に、前記第２回路、対応する２本の信号線及び対応する４個の検出スイッチを介して書込み信号を同時に書込み、前記４個の検出電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、読取った複数の読取り信号を１つの信号に束ね、
前記第１センシング期間に続く前記センシング駆動時の第２センシング期間に、ｍ＋１列目及びｍ＋２列目のうち、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する４個の検出電極に、前記第２回路、対応する２本の信号線及び対応する４個の検出スイッチを介して前記書込み信号を同時に書込み、前記４個の検出電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、読取った複数の読取り信号を１つの信号に束ね、
前記センシング駆動時に、前記電位調整信号は、前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である、センサ。
【請求項10】
前記第１検出ユニットは、
前記センシング駆動時に、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する複数の検出電極を対象としたセンシングを終了した後、ｎ＋１行目及びｎ＋２行目に位置する複数の検出電極を対象としたセンシングに移行する、請求項９に記載のセンサ。
前記センシング駆動時に、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する複数の検出電極を対象としたセンシングを終了した後、ｎ＋１行目及びｎ＋２行目に位置する複数の検出電極を対象としたセンシングに移行する、請求項９に記載のセンサ。
【請求項11】
複数の制御線と、
複数の信号線と、
複数の画素スイッチであって、各々の前記画素スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の画素スイッチと、
表示領域及び前記表示領域の外側に形成され、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチと対向し、複数の開口を有する共通電極であって、前記各々の開口は１個の前記画素スイッチと対向した、前記共通電極と、
前記表示領域に形成され前記共通電極の上方に位置した複数の画素電極であって、各々の前記画素電極は対応する前記開口と対向し前記開口を通って対応する前記画素スイッチに接続された、前記複数の画素電極と、
前記表示領域の外側に形成され前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記画素スイッチを、前記信号線と前記画素電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記画素電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、
前記表示領域の外側に形成され前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の信号線に接続された第２回路と、を具備した表示パネル、
を備える、センサ付き表示装置。
複数の信号線と、
複数の画素スイッチであって、各々の前記画素スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の画素スイッチと、
表示領域及び前記表示領域の外側に形成され、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチと対向し、複数の開口を有する共通電極であって、前記各々の開口は１個の前記画素スイッチと対向した、前記共通電極と、
前記表示領域に形成され前記共通電極の上方に位置した複数の画素電極であって、各々の前記画素電極は対応する前記開口と対向し前記開口を通って対応する前記画素スイッチに接続された、前記複数の画素電極と、
前記表示領域の外側に形成され前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記画素スイッチを、前記信号線と前記画素電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記画素電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、
前記表示領域の外側に形成され前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の信号線に接続された第２回路と、を具備した表示パネル、
を備える、センサ付き表示装置。
【請求項12】
前記表示パネルに接続され、前記第１回路及び前記第２回路の駆動を制御する第１検出ユニットと、をさらに備え、
前記第１検出ユニットは、センシングを行うセンシング駆動時に、
前記表示領域のうちの一部の領域に位置する複数の画素電極をセンシングの対象に設定し、前記対象の複数の画素電極の各々に、前記第２回路、対応する信号線及び対応する画素スイッチを介して書込み信号を書込み、前記複数の画素電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、
前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である電位調整信号を前記共通電極に与える、請求項１１に記載のセンサ付き表示装置。
前記第１検出ユニットは、センシングを行うセンシング駆動時に、
前記表示領域のうちの一部の領域に位置する複数の画素電極をセンシングの対象に設定し、前記対象の複数の画素電極の各々に、前記第２回路、対応する信号線及び対応する画素スイッチを介して書込み信号を書込み、前記複数の画素電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、
前記書込み信号と同期し、位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である電位調整信号を前記共通電極に与える、請求項１１に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項13】
前記表示パネルに接続され、前記第１回路及び前記第２回路の駆動を制御する第１検出ユニットと、
前記表示パネルの前記表示領域に位置した位置検出センサと、
前記位置検出センサに接続された第２検出ユニットと、をさらに備え、
前記第２検出ユニットは、被検出部の位置情報を検出する位置検出駆動時に、前記位置検出センサを駆動し、被検出部の位置情報を検出し、
前記第１検出ユニットは、前記被検出部の凹凸パターンを検出するセンシング駆動時に、前記位置情報に基づいて前記被検出部が位置する領域の複数の画素電極をセンシングの対象に設定し、前記対象の複数の画素電極の各々に、前記第２回路、対応する信号線及び対応する画素スイッチを介して書込み信号を書込み、前記複数の画素電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、前記書込み信号と同期し位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である電位調整信号を前記共通電極に与える、請求項１１に記載のセンサ付き表示装置。
前記表示パネルの前記表示領域に位置した位置検出センサと、
前記位置検出センサに接続された第２検出ユニットと、をさらに備え、
前記第２検出ユニットは、被検出部の位置情報を検出する位置検出駆動時に、前記位置検出センサを駆動し、被検出部の位置情報を検出し、
前記第１検出ユニットは、前記被検出部の凹凸パターンを検出するセンシング駆動時に、前記位置情報に基づいて前記被検出部が位置する領域の複数の画素電極をセンシングの対象に設定し、前記対象の複数の画素電極の各々に、前記第２回路、対応する信号線及び対応する画素スイッチを介して書込み信号を書込み、前記複数の画素電極の各々から前記書込み信号の変化を示す読取り信号を読取り、前記書込み信号と同期し位相及び振幅に関して前記書込み信号と同一である電位調整信号を前記共通電極に与える、請求項１１に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項14】
前記共通電極の上方に位置した検出電極をさらに備え、
前記複数の画素電極と前記検出電極とは、同層に設けられている、請求項１１に記載のセンサ付き表示装置。
前記複数の画素電極と前記検出電極とは、同層に設けられている、請求項１１に記載のセンサ付き表示装置。
【請求項15】
複数の制御線と、
複数の信号線と、
複数の画素スイッチであって、各々の前記画素スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の画素スイッチと、
前記表示領域に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に設けられた複数の画素電極と、
前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に設けられた検出電極と、
前記表示領域の外側に設けられ、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記画素スイッチを、前記信号線と前記画素電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記画素電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、
前記表示領域の外側に設けられ、前記複数の信号線に接続された第２回路と、を具備した表示パネル、を備え、
前記複数の画素電極と前記検出電極とは、同層に設けられている、センサ付き表示装置。
複数の信号線と、
複数の画素スイッチであって、各々の前記画素スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の画素スイッチと、
前記表示領域に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に設けられた複数の画素電極と、
前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に設けられた検出電極と、
前記表示領域の外側に設けられ、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記画素スイッチを、前記信号線と前記画素電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記画素電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、
前記表示領域の外側に設けられ、前記複数の信号線に接続された第２回路と、を具備した表示パネル、を備え、
前記複数の画素電極と前記検出電極とは、同層に設けられている、センサ付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、センサ及びセンサ付き表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、各種のセンサが開発されている。センサとしては、例えば、指の表面の凹凸パターン（指紋）を検出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２００４−３１７３５３号公報
【特許文献2】特開２００３−９０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本実施形態は、検出精度に優れたセンサ及びセンサ付き表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態に係るセンサは、第１制御線と、
第１信号線と、
前記第１制御線と前記第１信号線とに接続された第１検出スイッチと、
前記第１制御線、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチの上方に位置し、前記第１制御線、前記第１信号線及び前記第１検出スイッチと対向し、前記第１検出スイッチと対向した第１開口を有する共通電極と、
前記共通電極の上方に位置し、前記第１開口と対向し、前記第１開口を通って前記第１検出スイッチに接続された第１検出電極と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記第１制御線に接続され、前記第１検出スイッチを、前記第１信号線と前記第１検出電極とを接続する第１接続状態及び前記第１信号線と前記第１検出電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える駆動信号を前記第１制御線に与える第１回路と、
前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記第１信号線に接続された第２回路と、を備える。
【0006】
また、一実施形態に係るセンサ付き表示装置は、複数の制御線と、複数の信号線と、複数の画素スイッチであって、各々の前記画素スイッチは１本の前記制御線と１本の前記信号線とに接続された、前記複数の画素スイッチと、表示領域及び前記表示領域の外側に形成され、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチの上方に位置し、前記複数の制御線、前記複数の信号線及び前記複数の画素スイッチと対向し、複数の開口を有する共通電極であって、前記各々の開口は１個の前記画素スイッチと対向した、前記共通電極と、前記表示領域に形成され前記共通電極の上方に位置した複数の画素電極であって、各々の前記画素電極は対応する前記開口と対向し前記開口を通って対応する前記画素スイッチに接続された、前記複数の画素電極と、前記表示領域の外側に形成され前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の制御線に接続され、駆動信号を各々の前記制御線に与え、各々の前記画素スイッチを、前記信号線と前記画素電極とを接続する第１接続状態及び前記信号線と前記画素電極とを絶縁する第２接続状態との何れか一方に切替える、第１回路と、前記表示領域の外側に形成され前記共通電極の下方に位置し、前記共通電極と対向し、前記複数の信号線に接続された第２回路と、を具備した表示パネル、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、本発明の各実施の形態について、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の実施形態） まず、第１の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法について説明する。図１は、第１の実施形態に係るセンサＳＥを示す平面図である。
図１に示すように、センサＳＥは、平板状の第１基板ＳＵＢ１、制御モジュールＣＭ、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１などを備えている。第１基板ＳＵＢ１は、アクティブエリアＡＡを備えている。本実施形態において、アクティブエリアＡＡは、被検出部を検出する検出領域である。アクティブエリアＡＡの形状は、ここでは正方形であるが、特に限定されるものではなく、長方形などの矩形状や、円形であってもよい。そして、ここでは、第１基板ＳＵＢ１は、アクティブエリアＡＡの外側に矩形枠状の非検出領域を備えている。また、上記被検出部としては、指などの導電性を有する物体を挙げることができる。
【0010】
第１基板ＳＵＢ１は、ガラス基板や樹脂基板などの第１絶縁基板１０を備えている。第１絶縁基板１０の上方には、複数の制御線Ｃと、複数の信号線Ｓと、複数の補助配線Ａと、が形成されている。 ここで、第１部材の上方の第２部材と言う場合、第２部材は、第１部材より第１絶縁基板１０側に位置しているのではなく、第１部材より後述するカバー部材ＣＧ側に位置している。第２部材は、第１部材に接していてもよく、第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間には第３部材が介在していてもよい。
複数の制御線Ｃは、第１制御線Ｃ１、第２制御線Ｃ２、…第ｊ制御線Ｃｊのｊ本の制御線である。制御線Ｃは、第１方向Ｘに延在し、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに互いに間隔を置いて並んでいる。各制御線Ｃは、一行分の複数の画素にて共用される。
複数の信号線Ｓは、第１信号線Ｓ１、第２信号線Ｓ２、…第ｉ信号線Ｓｉのｉ本の信号線である。信号線Ｓは、第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに互いに間隔を置いて並んでいる。ここでは、信号線Ｓは、アクティブエリアＡＡにて制御線Ｃと交差している。各信号線Ｓは、一列分の複数の画素にて共用される。
複数の補助配線Ａは、第１補助配線Ａ１、…第ｋ補助配線Ａｋのｋ本の補助配線である。補助配線Ａは、信号線Ｓと並んで第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに互いに間隔を置いて並んでいる。ここでは、補助配線Ａは、アクティブエリアＡＡにて制御線Ｃと交差している。各補助配線Ａは、隣合う二列分の複数の画素にて共用される。
【0011】
本実施形態において、第１方向Ｘを行方向、第２方向Ｙを列方向と言い換えることができる。また、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、互いに直交しているが、９０°以外の角度で交差していてもよい。また、制御線Ｃ、信号線Ｓ及び補助配線Ａの本数は、特に限定されるものではなく、種々変形可能である。ここでは、ｊ＝１２０、ｉ＝１２０、ｋ＝６０、である。このため、制御線Ｃの本数と信号線Ｓの本数とは同数であり、補助配線Ａの本数は信号線Ｓの本数の半分である。 また、制御線Ｃと信号線Ｓとの各交差部近傍には、検出スイッチＤＳが形成されている。各検出スイッチＤＳは、制御線Ｃと、信号線Ｓと、補助配線Ａと、に接続されている。
【0012】
共通電極ＣＥは、第１絶縁基板１０、制御線Ｃ、信号線Ｓ、補助配線Ａ、及び検出スイッチＤＳの上方に位置し、制御線Ｃ、信号線Ｓ、補助配線Ａ、及び検出スイッチＤＳと対向している。共通電極ＣＥは、アクティブエリアＡＡだけではなく、アクティブエリアＡＡの外側まで拡張して形成されている。この実施形態において、共通電極ＣＥは単個の電極であるが、共通電極ＣＥの形状やパターンは特に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、共通電極ＣＥは、ストライプ状に並べられた複数の電極で形成されていてもよく、又は、マトリクス状に並べられた複数の電極で形成されていてもよい。
【0013】
複数の検出電極ＤＥは、共通電極ＣＥの上方に位置している。図示した例では、検出電極ＤＥは、それぞれ矩形状に形成され、アクティブエリアＡＡにて第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置されている。言い換えると、アクティブエリアＡＡは検出電極ＤＥが設けられているエリアである。検出電極ＤＥの個数は、ｉ×ｊ個である。検出電極ＤＥは、例えば、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのそれぞれに５０μｍのピッチで配列している。この場合、アクティブエリアＡＡは、大まかに一辺が６ｍｍの正方形である。
【0014】
第１回路としての制御線駆動回路ＣＤは、第１絶縁基板１０と共通電極ＣＥとの間に位置している。制御線駆動回路ＣＤは、共通電極ＣＥの下方に位置し、共通電極ＣＥと対向している。制御線駆動回路ＣＤは、アクティブエリアＡＡの外側にて複数の制御線Ｃに接続されている。一方で、制御線駆動回路ＣＤは、アクティブエリアＡＡの外側にて、第１絶縁基板１０の一端部に配置されたＯＬＢ（Outer Lead Bonding）パッド群ＰＧに接続されている。制御線駆動回路ＣＤは、検出スイッチＤＳを第１接続状態及び第２接続状態の何れか一方に切替える駆動信号を制御線Ｃに与える。上記第１接続状態とは、信号線Ｓと検出電極ＤＥとを接続し、補助配線Ａと検出電極ＤＥとを絶縁する状態である。また、上記第２接続状態とは、信号線Ｓと検出電極ＤＥとを絶縁し、補助配線Ａと検出電極ＤＥとを接続する状態である。 ここで、第１部材の下方の第２部材と言う場合、第２部材は、第１部材よりカバー部材ＣＧ側に位置しているのではなく、第１部材より第１絶縁基板１０側に位置している。第２部材は、第１部材に接していてもよく、第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間には第３部材が介在していてもよい。
【0015】
第２回路としてのマルチプレクサＭＵは、第１絶縁基板１０と共通電極ＣＥとの間に位置している。マルチプレクサＭＵは、共通電極ＣＥの下方に位置し、共通電極ＣＥと対向している。マルチプレクサＭＵは、アクティブエリアＡＡの外側にて複数の信号線Ｓに接続されている。一方で、マルチプレクサＭＵは、アクティブエリアＡＡの外側にて、ＯＬＢパッド群ＰＧに接続されている。この実施形態において、マルチプレクサＭＵは、１／４マルチプレクサである。但し、マルチプレクサＭＵは、１／４マルチプレクサに限定されるものではなく種々変形可能であり、例えば１／３マルチプレクサであってもよい。 なお、本実施形態において、第２回路はマルチプレクサＭＵであるため、補助配線ＡはマルチプレクサＭＵを介すること無しにＯＬＢパッド群ＰＧに接続されている。但し、第２回路の構成次第では、補助配線Ａは第２回路を介してＯＬＢパッド群ＰＧに接続されていてもよい。
【0016】
上記のように、共通電極ＣＥは、ＯＬＢパッド群ＰＧと対向していないが、第１絶縁基板１０の上方に形成された各種の配線、スイッチ、回路などと対向している。又は、共通電極ＣＥは、各種の配線、スイッチ、回路などを覆っている。このため、共通電極ＣＥは、アクティブエリアＡＡの内側だけではなく、アクティブエリアＡＡの外側においても、検出電極ＤＥを電気的にシールドすることができる。すなわち、検出電極ＤＥに寄生容量を生じ難くすることができるため、センサ感度の低下を抑制することができる。
【0017】
制御モジュールＣＭは、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１を介して第１絶縁基板１０のＯＬＢパッド群ＰＧに接続されている。ここで、制御モジュールＣＭをアプリケーションプロセッサと言い換えることができる。制御モジュールＣＭは、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１などを介して制御線駆動回路ＣＤ及びマルチプレクサＭＵなどと接続されている。制御モジュールＣＭは、制御線駆動回路ＣＤ及びマルチプレクサＭＵなどの駆動を制御し、制御線駆動回路ＣＤとマルチプレクサＭＵとの同期化を図ることができる。
【0018】
なお、第１基板ＳＵＢ１の上方には、後述するカバー部材が設けられていてもよい。カバー部材は、第１基板ＳＵＢ１と対向している。Ｘ−Ｙ平面視において、例えば、カバー部材の寸法は、第１基板ＳＵＢ１の寸法より大きい。
【0019】
図２は、図１に示したセンサＳＥの４個の画素と各種配線との電気的な接続関係を示す等価回路図である。 図２に示すように、各画素は、検出スイッチＤＳ、検出電極ＤＥなどを備えている。検出スイッチＤＳは、それぞれ直列に接続された第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子を有している。第１及び第２スイッチング素子は、例えば互いに導電型の異なる薄膜トランジスタで形成されている。本実施形態において、第１スイッチング素子はＮチャネル型の薄膜トランジスタで形成され、第２スイッチング素子はＰチャネル型の薄膜トランジスタで形成されている。第１及び第２スイッチング素子は、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであってもよい。また、第１及び第２スイッチング素子の半導体層は、例えば、多結晶シリコン（polycrystalline silicon：poly-Ｓｉ）によって形成されているが、非晶質シリコンや酸化物半導体などによって形成されていてもよい。
【0020】
第１検出スイッチＤＳ１は、第１スイッチング素子ＤＳ１ａ及び第２スイッチング素子ＤＳ１ｂを有している。第１スイッチング素子ＤＳ１ａは、第１制御線Ｃ１に電気的に接続された第１電極と、第１信号線Ｓ１に電気的に接続された第２電極と、第１検出電極ＤＥ１に電気的に接続された第３電極と、を有している。第２スイッチング素子ＤＳ１ｂは、第１制御線Ｃ１に電気的に接続された第１電極と、第１補助配線Ａ１に電気的に接続された第２電極と、第１検出電極ＤＥ１に電気的に接続された第３電極と、を有している。
【0021】
ここで、第１スイッチング素子ＤＳ１ａ及び第２スイッチング素子ＤＳ１ｂの各々において、上記第１電極がゲート電極として機能し、第２及び第３電極の一方がソース電極として機能し、第２及び第３電極の他方がドレイン電極として機能する。第１スイッチング素子ＤＳ１ａの第３電極と、第２スイッチング素子ＤＳ１ｂの第３電極とは、電気的に接続されている。なお、これら第１乃至第３電極の機能に関しては、後述する第２検出スイッチＤＳ２、第３検出スイッチＤＳ３及び第４検出スイッチＤＳ４においても同様である。
【0022】
第２検出スイッチＤＳ２は、第１スイッチング素子ＤＳ２ａ及び第２スイッチング素子ＤＳ２ｂを有している。第１スイッチング素子ＤＳ２ａは、第１制御線Ｃ１に電気的に接続された第１電極と、第２信号線Ｓ２に電気的に接続された第２電極と、第２検出電極ＤＥ２に電気的に接続された第３電極と、を有している。第２スイッチング素子ＤＳ２ｂは、第１制御線Ｃ１に電気的に接続された第１電極と、第１補助配線Ａ１に電気的に接続された第２電極と、第２検出電極ＤＥ２に電気的に接続された第３電極と、を有している。
【0023】
第３検出スイッチＤＳ３は、第１スイッチング素子ＤＳ３ａ及び第２スイッチング素子ＤＳ３ｂを有している。第１スイッチング素子ＤＳ３ａは、第２制御線Ｃ２に電気的に接続された第１電極と、第１信号線Ｓ１に電気的に接続された第２電極と、第３検出電極ＤＥ３に電気的に接続された第３電極と、を有している。第２スイッチング素子ＤＳ３ｂは、第２制御線Ｃ２に電気的に接続された第１電極と、第１補助配線Ａ１に電気的に接続された第２電極と、第３検出電極ＤＥ３に電気的に接続された第３電極と、を有している。
【0024】
第４検出スイッチＤＳ４は、第１スイッチング素子ＤＳ４ａ及び第２スイッチング素子ＤＳ４ｂを有している。第１スイッチング素子ＤＳ４ａは、第２制御線Ｃ２に電気的に接続された第１電極と、第２信号線Ｓ２に電気的に接続された第２電極と、第４検出電極ＤＥ４に電気的に接続された第３電極と、を有している。第２スイッチング素子ＤＳ４ｂは、第２制御線Ｃ２に電気的に接続された第１電極と、第１補助配線Ａ１に電気的に接続された第２電極と、第４検出電極ＤＥ４に電気的に接続された第３電極と、を有している。 なお、信号線Ｓ及び補助配線Ａに対する検出スイッチＤＳの接続関係は上述した例に限定されるものではない。例えば、各検出スイッチＤＳの第１スイッチング素子の第２電極が補助配線Ａに接続され、各検出スイッチＤＳの第２スイッチング素子の第２電極が信号線Ｓに接続されていてもよい。
【0025】
第１制御線Ｃ１、第２制御線Ｃ２などの複数の制御線Ｃは上記の制御線駆動回路ＣＤによって駆動され、各々の制御線Ｃには制御線駆動回路ＣＤから駆動信号ＣＳが与えられる。検出スイッチＤＳは、駆動信号ＣＳにより、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の何れか一方がオン状態となり他方がオフ状態となる。上記のことから、検出スイッチＤＳは、第１接続状態及び第２接続状態の何れか一方に切替えられる。
【0026】
第１信号線Ｓ１、第２信号線Ｓ２などの複数の信号線Ｓは、上記のマルチプレクサＭＵを介し、上記の制御モジュールＣＭによって駆動され得る。ここで、制御モジュールＣＭは、第１モード及び第２モードの一方に切替えて第１基板ＳＵＢ１を制御し、センシングを行う。詳しくは、制御モジュールＣＭの第１検出ユニットＤＵ１にてセンシングを行う。本実施形態では、上記センシングにより、例えば、指紋（指の表面の凹凸パターン）を検出することができる特長を有している。なお、第１モードは自己容量（Self-Capacitive Sensing）モードと、第２モードは相互容量（Mutual-Capacitive Sensing）モードと、それぞれ称される場合がある。
【0027】
まず、第１モードによるセンシングについて説明する。ここでは、例えば、上記カバー部材に人間の指の表面が接触し、第１基板ＳＵＢ１のアクティブエリアＡＡに指の表面が近接していると仮定する。 第１モードでは、各々の検出電極ＤＥに書込み信号Ｖｗを書込み、各々の検出電極ＤＥから読取り信号Ｖｒを読取ることにより、指紋を検出する。第１検出電極ＤＥ１に注目すると、第１検出ユニットＤＵ１は、第１制御線Ｃ１に駆動信号ＣＳを与え、第１検出スイッチＤＳ１を第１接続状態に切替えた状態にて、マルチプレクサＭＵ、第１信号線Ｓ１及び第１検出スイッチＤＳ１（第１スイッチング素子ＤＳ１ａ）を介して第１検出電極ＤＥ１に書込み信号Ｖｗを書込み、第１検出電極ＤＥ１から書込み信号Ｖｗの変化を示す読取り信号Ｖｒを第１検出スイッチＤＳ１（第１スイッチング素子ＤＳ１ａ）、第１信号線Ｓ１及びマルチプレクサＭＵを介して読取る。第１検出電極ＤＥ１に指紋の凸部が対向する場合に第１検出電極ＤＥ１に生じるカップリング容量の値と、第１検出電極ＤＥ１に指紋の凹部が対向する場合に第１検出電極ＤＥ１に生じるカップリング容量の値と、が異なることを利用するものである。
【0028】
上述したように、第１モードによるセンシングにより、指紋を検出することができる。センシングする際、上述したように共通電極ＣＥは、検出電極ＤＥを電気的にシールドすることができるため、センサ感度の低下を抑制することができる。
【0029】
さらに、第１モードによるセンシングにおいて、補助配線Ａには電位調整信号Ｖａが与えられている。上記共通電極ＣＥには、例えば補助配線Ａを介して電位調整信号Ｖａを与えることができる。ここで、電位調整信号Ｖａは、書込み信号Ｖｗと同期し、位相及び振幅に関して書込み信号Ｖｗと同一である。このため、書込み信号Ｖｗと電位調整信号Ｖａとで、ハイレベルの電位に切替るタイミングや、ローレベルの電位に切替るタイミングに関して同一である。なお、電位調整信号Ｖａのハイレベルの電位及びローレベルの電位は、特に限定されるものではない。例えば、書込み信号Ｖｗの振幅（書込み信号Ｖｗのハイレベルの電位とローレベルの電位との差）がＶｐ［Ｖ］である場合、電位調整信号Ｖａのローレベルの電位を０［Ｖ］とすることができ、電位調整信号Ｖａのハイレベルの電位を＋Ｖｐ［Ｖ］とすることができる。また、上記の電位調整信号Ｖａを共通電極ＣＥに与えることを、書込み信号Ｖｗの電位の変動分を共通電極ＣＥに与えること、に言い換えることができる。
【0030】
例えば、書込み信号Ｖｗにより検出電極ＤＥの電位を３Ｖ上昇させるタイミングと電位調整信号Ｖａにより共通電極ＣＥの電位を３Ｖ上昇させるタイミングとを一致させることができ、また、書込み信号Ｖｗにより検出電極ＤＥの電位を３Ｖ降下させるタイミングと電位調整信号Ｖａにより共通電極ＣＥの電位を３Ｖ降下させるタイミングとを一致させることができる。 センシング期間において、書込み信号Ｖｗを書込んだ検出電極ＤＥと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。また、書込み信号Ｖｗを与えた信号線Ｓと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。このため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
【0031】
さらに、第１制御線Ｃ１に接続された第１検出スイッチＤＳ１などが第１接続状態に切替えられる期間に、第２制御線Ｃ２に接続された第３検出スイッチＤＳ３、第４検出スイッチＤＳ４などが第２接続状態に切替えられることにより、第３検出電極ＤＥ３、第４検出電極ＤＥ４などに電位調整信号Ｖａを与えることができる。電位調整信号Ｖａが与えられた検出電極ＤＥと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。検出電極ＤＥに結合され得る寄生容量の値を小さくすることができるため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
【0032】
また、第１モードによるセンシングにおいて、第１検出ユニットＤＵ１は、第１基板ＳＵＢ１に与える信号や電源電圧を調整することができる。 例えば、第１検出ユニットＤＵ１は、上記制御線駆動回路ＣＤに電源電圧を与えるが、センシング駆動時に、上記電源電圧及び駆動信号ＣＳにそれぞれ重畳信号を重畳してもよい。また、第１検出ユニットＤＵ１は、上記マルチプレクサＭＵに制御信号を与えるが、センシング駆動時に、上記制御信号に重畳信号を重畳してもよい。上記重畳信号は、書込み信号Ｖｗと同期し、位相及び振幅に関して書込み信号Ｖｗと同一である。
【0033】
このため、書込み信号Ｖｗと上記重畳信号とで、ハイレベルの電位に切替るタイミングや、ローレベルの電位に切替るタイミングに関して同一である。なお、上記の重畳信号を重畳することを、書込み信号Ｖｗの電位の変動分を重畳すること、に言い換えることができる。
【0034】
例えば、書込み信号Ｖｗにより検出電極ＤＥの電位を３Ｖ上昇させるタイミングと駆動信号ＣＳにより制御線Ｃの電位を３Ｖ上昇させるタイミングとを一致させることができ、また、書込み信号Ｖｗにより検出電極ＤＥの電位を３Ｖ降下させるタイミングと駆動信号ＣＳにより制御線Ｃの電位を３Ｖ降下させるタイミングとを一致させることができる。 センシング期間において、さらに、駆動信号ＣＳを与えた制御線Ｃと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。その他、制御線駆動回路ＣＤと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制したり、マルチプレクサＭＵと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制したり、することができる。共通電極ＣＥに結合され得る寄生容量の値を小さくすることができ、ひいては、検出電極ＤＥに結合され得る寄生容量の値を小さくすることができるため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
【0035】
次に、第２モードによるセンシングについて説明する。ここでも、例えば、上記カバー部材に人間の指の表面が接触し、第１基板ＳＵＢ１のアクティブエリアＡＡに指の表面が近接していると仮定する。 第２モードでは、アクティブエリアＡＡの外側に位置する図示しない導電部材に書込み信号Ｖｗを書込み、上記導電部材と検出電極ＤＥとの間にセンサ信号を発生させ、検出電極ＤＥからセンサ信号（例えば、検出電極ＤＥに生じる静電容量）の変化を示す読取り信号Ｖｒを読取る。これにより、指紋を検出する。上記導電部材としては、例えば、第１基板ＳＵＢ１の外部に位置し、アクティブエリアＡＡを取囲むように環状に設けられ、金属で形成された部材を例示的に挙げることができる。
【0036】
ここでも、第１検出電極ＤＥ１に注目すると、制御モジュールＣＭは、第１制御線Ｃ１に駆動信号ＣＳを与え、第１検出スイッチＤＳ１を第１接続状態に切替えた状態にて、上記導電部材に書込み信号Ｖｗを書込み、第１検出電極ＤＥ１から読取り信号Ｖｒを第１検出スイッチＤＳ１（第１スイッチング素子ＤＳ１ａ）、第１信号線Ｓ１及びマルチプレクサＭＵを介して読取る。 上述したように、第２モードによるセンシングにより、指紋を検出することができる。センシングする際、上述したように共通電極ＣＥは、検出電極ＤＥを電気的にシールドすることができるため、センサ感度の低下を抑制することができる。
【0037】
さらに、第２モードによるセンシングにおいて、共通電極ＣＥを電気的フローティング状態に切替えることができる。例えば、全ての補助配線Ａを電気的フローティング状態に切替えることにより、共通電極ＣＥを電気的フローティング状態に切替えることができる。これにより、例えば、共通電極ＣＥをハイインピーダンス（Hi-Z）にすることができる。 センシング期間において、検出電極ＤＥと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。また、書込み信号Ｖｗを与えた信号線Ｓと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。検出電極ＤＥに結合され得る寄生容量の値を小さくすることができるため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
【0038】
又は、第２モードによるセンシングにおいて、共通電極ＣＥを接地電位（ＧＮＤ）に設定することができる。例えば、全ての補助配線Ａを接地電位に固定することにより、共通電極ＣＥを接地電位に設定することができる。この場合においても、検出電極ＤＥに結合され得る寄生容量の値を小さくすることができるため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
【0039】
図３は、図１に示した第１基板ＳＵ１の一部を示す拡大平面図であり、図２に示した４個の画素と各種配線とを示す平面図である。図３には、第１制御線Ｃ１、第２制御線Ｃ２、第１半導体層ＳＣ１、第２半導体層ＳＣ２、第３半導体層ＳＣ３、第４半導体層ＳＣ４、第１信号線Ｓ１、第２信号線Ｓ２、第１補助配線Ａ１、第１導電層ＣＬ１、第２導電層ＣＬ２、第３導電層ＣＬ３、第４導電層ＣＬ４、第１シールド電極ＳＨ１、第２シールド電極ＳＨ２、第３シールド電極ＳＨ３、第４シールド電極ＳＨ４、第１検出電極ＤＥ１、第２検出電極ＤＥ２、第３検出電極ＤＥ３、第４検出電極ＤＥ４、などを示している。なお、図３において、共通電極ＣＥの図示は省略している。
【0040】
図３に示すように、第１制御線Ｃ１及び第２制御線Ｃ２は、第１方向Ｘに延在し、第２方向Ｙに間隔を置いて位置している。第１制御線Ｃ１及び第２制御線Ｃ２には、それぞれ複数の突出部が形成されている。これらの突出部は、第１制御線Ｃ１の一側縁又は第２制御線Ｃ２の一側縁から第２方向Ｙに突出している。本実施形態において、第１制御線Ｃ１が上側、第２制御線Ｃ２が下側となるＸ−Ｙ平面視において、突出部は、Ｌ字の形状又はＬ字を左右反転した形状に形成されている。 第１乃至第４半導体層ＳＣ１乃至ＳＣ４は、第２方向Ｙに延出している。第１及び第２半導体層ＳＣ１及びＳＣ２は、第１制御線Ｃ１と２個所で交差し、第３及び第４半導体層ＳＣ３及びＳＣ４は、第２制御線Ｃ２と２個所で交差している。各々の半導体層ＳＣは、制御線Ｃと交差する２個所にチャネル領域を有している。ここでは、各々の半導体層ＳＣは、制御線Ｃの本線部と突出部との交差部分にチャネル領域を有している。なお、第１検出スイッチＤＳ１は第１半導体層ＳＣ１を有し、第２検出スイッチＤＳ２は第２半導体層ＳＣ２を有し、第３検出スイッチＤＳ３は第３半導体層ＳＣ３を有し、第４検出スイッチＤＳ４は第４半導体層ＳＣ４を有している。
【0041】
第１及び第２信号線Ｓ１及びＳ２は、第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに間隔を置いて位置している。第１及び第２信号線Ｓ１及びＳ２には、それぞれ複数の突出部が形成されている。これらの突出部は、第１信号線Ｓ１の一側縁から第１方向Ｘに突出し、又は、第２信号線Ｓ２の一側縁から第１方向Ｘの逆の方向に突出している。例えば、第１信号線Ｓ１は、第１半導体層ＳＣ１の一端部と対向しこの一端部に接続された突出部と、第３半導体層ＳＣ３の一端部と対向しこの一端部に接続された突出部と、を有している。また、第２信号線Ｓ２は、第２半導体層ＳＣ２の一端部と対向しこの一端部に接続された突出部と、第４半導体層ＳＣ４の一端部と対向しこの一端部に接続された突出部と、を有している。
【0042】
第１補助配線Ａ１は、第２方向Ｙに延在している。第１補助配線Ａ１には、複数の突出部が形成されている。第１補助配線Ａ１の突出部のうち、第１の突出部は、第１補助配線Ａ１の一側縁から第１方向Ｘの逆の方向に突出し、第１半導体層ＳＣ１の他端部と対向しこの他端部に接続されている。第２の突出部は、第１補助配線Ａ１の他の側縁から第１方向Ｘに突出し、第２半導体層ＳＣ２の他端部と対向しこの他端部に接続されている。第３の突出部は、第１補助配線Ａ１の一側縁から第１方向Ｘの逆の方向に突出し、第３半導体層ＳＣ３の他端部と対向しこの他端部に接続されている。第４の突出部は、第１補助配線Ａ１の他の側縁から第１方向Ｘに突出し、第４半導体層ＳＣ４の他端部と対向しこの他端部に接続されている。
【0043】
第１導電層ＣＬ１は、第１半導体層ＳＣ１のチャネル領域の間にて、第１半導体層ＳＣ１と対向し、第１半導体層ＳＣ１に接続されている。第２導電層ＣＬ２は、第２半導体層ＳＣ２のチャネル領域の間にて、第２半導体層ＳＣ２と対向し、第２半導体層ＳＣ２に接続されている。第３導電層ＣＬ３は、第３半導体層ＳＣ３のチャネル領域の間にて、第３半導体層ＳＣ３と対向し、第３半導体層ＳＣ３に接続されている。第４導電層ＣＬ４は、第４半導体層ＳＣ４のチャネル領域の間にて、第４半導体層ＳＣ４と対向し、第４半導体層ＳＣ４に接続されている。
【0044】
ここで、共通電極ＣＥは、複数個所で補助配線Ａに接続されている。例えば、共通電極ＣＥは、コンタクトホールＣＨａ（ＣＨａ１，ＣＨａ２，ＣＨａ３，ＣＨａ４）を通り第１補助配線Ａ１の第１乃至第４の突出部の各々に接続されている。このように、共通電極ＣＥは、画素毎に補助配線Ａに接続されていてもよく、これにより、共通電極ＣＥの全域にわたる共通電極ＣＥの電位の均一化に寄与することができる。
【0045】
第１乃至第４シールド電極ＳＨ１乃至ＳＨ４は、それぞれ第２方向Ｙに延出し、第１補助配線Ａ１に接続されている。ここでは、第１乃至第４シールド電極ＳＨ１乃至ＳＨ４は、それぞれ、第１補助配線Ａ１の突出部と対向し、上記突出部に接続されている。第１シールド電極ＳＨ１は、第１信号線Ｓ１の一部に対向し、第１半導体層ＳＣ１側に突出した第１信号線Ｓ１の突出部にも対向している。第２シールド電極ＳＨ２は、第２信号線Ｓ２の一部に対向し、第２半導体層ＳＣ２側に突出した第２信号線Ｓ２の突出部にも対向している。第３シールド電極ＳＨ３は、第１信号線Ｓ１の一部に対向し、第３半導体層ＳＣ３側に突出した第１信号線Ｓ１の突出部にも対向している。第４シールド電極ＳＨ４は、第２信号線Ｓ２の一部に対向し、第４半導体層ＳＣ４側に突出した第２信号線Ｓ２の突出部にも対向している。
【0046】
第１乃至第４検出電極ＤＥ１乃至ＤＥ４は、それぞれ矩形状に形成され、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置されている。 第１検出電極ＤＥ１は、第１制御線Ｃ１、第１半導体層ＳＣ１、第１信号線Ｓ１、第１補助配線Ａ１の突出部、第１導電層ＣＬ１、第１シールド電極ＳＨ１、第３シールド電極ＳＨ３などと対向し、第１導電層ＣＬ１に接続されている。
第２検出電極ＤＥ２は、第１制御線Ｃ１、第２半導体層ＳＣ２、第２信号線Ｓ２、第１補助配線Ａ１の突出部、第２導電層ＣＬ２、第２シールド電極ＳＨ２、第４シールド電極ＳＨ４などと対向し、第２導電層ＣＬ２に接続されている。
第３検出電極ＤＥ３は、第２制御線Ｃ２、第３半導体層ＳＣ３、第１信号線Ｓ１、第１補助配線Ａ１の突出部、第３導電層ＣＬ３、第３シールド電極ＳＨ３などと対向し、第３導電層ＣＬ３に接続されている。
第４検出電極ＤＥ４は、第２制御線Ｃ２、第４半導体層ＳＣ４、第２信号線Ｓ２、第１補助配線Ａ１の突出部、第４導電層ＣＬ４、第４シールド電極ＳＨ４などと対向し、第４導電層ＣＬ４に接続されている。
第１制御線Ｃ１が上側、第２制御線Ｃ２が下側となるＸ−Ｙ平面視において、第１補助配線Ａ１は、左側の画素と右側の画素との間に位置している。上記の左側の画素と右側の画素とは、第１補助配線Ａ１を共用している。上記の左側の画素と右側の画素を第１補助配線Ａ１に関して対称に形成することができ、画素の高精細化に寄与することができる。
【0047】
図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに沿って示す第１基板ＳＵＢ１の概略断面図である。なお、図４には、第１基板ＳＵＢ１だけではなく、カバー部材ＣＧも示している。 図４に示すように、第１制御線Ｃ１及び第１シールド電極ＳＨ１は、第１絶縁基板１０の上方に形成されている。この実施形態において、第１制御線Ｃ１及び第１シールド電極ＳＨ１は第１絶縁基板１０の上に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、第１制御線Ｃ１及び第１シールド電極ＳＨ１は、第１絶縁基板１０の上に設けられた絶縁膜の上に形成されていてもよい。第１制御線Ｃ１及び第１シールド電極ＳＨ１は、共通電極ＣＥに対して第１検出電極ＤＥ１の反対側に位置している。第１制御線Ｃ１及び第１シールド電極ＳＨ１は、同一の導電材料で形成され、例えば金属で形成されている。
【0048】
第１絶縁膜１１は、第１絶縁基板１０、第１制御線Ｃ１及び第１シールド電極ＳＨ１の上に形成されている。第１半導体層ＳＣ１は、第１絶縁膜１１の上に形成されている。第１半導体層ＳＣ１は、第１制御線Ｃ１と対向した２個のチャネル領域を有している。第１半導体層ＳＣ１は、共通電極ＣＥに対して第１検出電極ＤＥ１の反対側に位置している。第１半導体層ＳＣ１は、例えば多結晶シリコンで形成されている。第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１及び第１半導体層ＳＣ１の上に形成されている。
【0049】
第１信号線Ｓ１、第１導電層ＣＬ１及び第１補助配線Ａ１は、第２絶縁膜１２の上に形成されている。第１信号線Ｓ１、第１導電層ＣＬ１及び第１補助配線Ａ１は、共通電極ＣＥに対して第１検出電極ＤＥ１の反対側に位置している。第１信号線Ｓ１、第１導電層ＣＬ１及び第１補助配線Ａ１は、同一の導電材料で形成され、例えば金属で形成されている。 第１信号線Ｓ１は、第１シールド電極ＳＨ１の上方に位置し、第１シールド電極ＳＨ１と対向している。このため、第１シールド電極ＳＨ１は、第１信号線Ｓ１に対して共通電極ＣＥの反対側に位置している。また、第１信号線Ｓ１は、第２絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールを通って第１半導体層ＳＣ１の一端部に接続されている。
第１信号線Ｓ１の上方に共通電極ＣＥを配置する一方で、第１信号線Ｓ１の下方に第１シールド電極ＳＨ１を配置することができる。第１シールド電極ＳＨ１を設けることにより、検出電極ＤＥを、一層、電気的にシールドすることができるため、センサ感度の低下を抑制することができる。
第１検出ユニットＤＵ１は、第１シールド電極ＳＨ１に第１補助配線Ａ１を介して電位調整信号Ｖａを与えることができる。第１シールド電極ＳＨ１と共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができるため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
第１導電層ＣＬ１は、第２絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールを通って第１半導体層ＳＣ１のチャネル領域の間に接続されている。第１補助配線Ａ１は、第２絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールを通って第１半導体層ＳＣ１の他端部に接続されている。
【0050】
第３絶縁膜１３は、第２絶縁膜１２、第１信号線Ｓ１、第１導電層ＣＬ１及び第１補助配線Ａ１の上に形成されている。第３絶縁膜１３は、第１導電層ＣＬ１と対向し第１導電層ＣＬ１に開口したコンタクトホールを有している。 ここで、上述したように、第１絶縁基板１０は、ガラス基板又は樹脂基板であり、シリコン基板ではない。第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２及び後述する第４絶縁膜１４を無機材料によって形成する一方で、第３絶縁膜１３を有機材料によって形成することができる。有機材料は、厚膜化に適した材料であり、有機材料としてはアクリル樹脂などを挙げることができる。有機材料を利用することにより、無機材料を利用する場合と比較して、第３絶縁膜１３を厚く形成することができ、第３絶縁膜１３より上方の導電部材（共通電極ＣＥ、第１検出電極ＤＥ１など）と第３絶縁膜１３より下方の導電部材（第１シールド電極ＳＨ１、第１制御線Ｃ１、第１信号線Ｓ１など）との間の寄生容量を低減することができる。
【0051】
共通電極ＣＥは、第３絶縁膜１３の上に形成されている。共通電極ＣＥは、第３絶縁膜１３に形成されたコンタクトホールＣＨａ１を通って第１補助配線Ａ１に接続されている。共通電極ＣＥは、第１検出スイッチＤＳ１と対向し、第３絶縁膜１３のコンタクトホールを取囲んだ第１開口ＯＰ１を有している。共通電極ＣＥは、第１開口ＯＰ１だけではなく、複数の開口を有している。例えば、共通電極ＣＥは、第２検出スイッチＤＳ２と対向した第２開口、第３検出スイッチＤＳ３と対向した第３開口、第４検出スイッチＤＳ４と対向した第４開口なども有している。 共通電極ＣＥは、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ）、酸化亜鉛（Zinc Oxide：ＺｎＯ）などの透明な導電材料で形成されている。但し、共通電極ＣＥに利用する材料は、透明な導電材料に限定されるものではなく、透明な導電材料の替わりに金属を利用してもよい。
【0052】
第４絶縁膜１４は、第１導電層ＣＬ１、第３絶縁膜１３及び共通電極ＣＥの上に形成されている。第４絶縁膜１４は、第１導電層ＣＬ１と対向し、第１導電層ＣＬ１に開口したコンタクトホールを有している。 第１検出電極ＤＥ１は、第４絶縁膜１４の上に形成され、第１開口ＯＰ１と対向している。第１検出電極ＤＥ１は、第１開口ＯＰ１及び第４絶縁膜１４のコンタクトホールを通って第１導電層ＣＬ１に接続されている。第１検出電極ＤＥ１は、共通電極ＣＥと同様にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明な導電材料によって形成してもよいが、透明な導電材料の替わりに金属で形成してもよい。
【0053】
なお、センサＳＥは、第１基板ＳＵＢ１の上方に位置し、第１基板ＳＵＢ１と対向したカバー部材ＣＧを備えていてもよい。カバー部材ＣＧは、例えばガラス基板で形成されている。この場合、カバー部材ＣＧはカバーガラスと称され場合がある。又は、カバー部材ＣＧは、樹脂基板などの光透過性を有する基板を利用して形成することができる。カバー部材ＣＧは、接着層により第１基板ＳＵＢ１に接合されていてもよい。センサＳＥの入力面ＩＳはカバー部材ＣＧの表面である。例えば、センサＳＥは、入力面ＩＳに指を接触又は接近したときに当該指の指紋の情報を検出することができる。
【0054】
図５は、第１基板ＳＵＢ１のアクティブエリアＡＡの外側の一部を示す拡大平面図であり、マルチプレクサＭＵを示す回路図である。 図５に示すように、マルチプレクサＭＵは、複数の制御スイッチ群ＣＳＷＧを有している。制御スイッチ群ＣＳＷＧとしては、第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１、第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２などを挙げることができる。制御スイッチ群ＣＳＷＧは、それぞれ複数の制御スイッチＣＳＷを有している。この実施形態において、マルチプレクサＭＵは、１／４マルチプレクサであり、制御スイッチ群ＣＳＷＧは、第１制御スイッチＣＳＷ１、第２制御スイッチＣＳＷ２、第３制御スイッチＣＳＷ３、及び第４制御スイッチＣＳＷ４の４個の制御スイッチを有している。
マルチプレクサＭＵは、複数の信号線Ｓに接続されている。また、マルチプレクサＭＵは、複数の接続線Ｗ１、１本の接続線Ｗ２、４本の制御線Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６を介して制御モジュールＣＭに接続されている。ここでは、接続線Ｗ１の本数は、信号線Ｓの本数の１／４である。上述したように、信号線Ｓの本数は１２０本であるため、接続線Ｗ１の本数は３０本である。
【0055】
各々の制御スイッチＣＳＷは、直列に接続された２個のスイッチング素子を有している。上記の２個のスイッチング素子は、例えば互いに導電型の異なる薄膜トランジスタで形成されている。本実施形態において、各々の制御スイッチＣＳＷは、直列に接続されたＰチャネル型の薄膜トランジスタと、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタと、で形成されている。 第１制御スイッチＣＳＷ１の各々の薄膜トランジスタの第１電極は制御線Ｗ３に接続され、第２制御スイッチＣＳＷ２の各々の薄膜トランジスタの第１電極は制御線Ｗ４に接続され、第３制御スイッチＣＳＷ３の各々の薄膜トランジスタの第１電極は制御線Ｗ５に接続され、第４制御スイッチＣＳＷ４の各々の薄膜トランジスタの第１電極は制御線Ｗ６に接続されている。
【0056】
制御スイッチＣＳＷの各々のＰチャネル型の薄膜トランジスタの第２電極は、接続線Ｗ２に接続されている。 第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１の各々のＮチャネル型の薄膜トランジスタの第２電極は同一の接続線Ｗ１に接続され、第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２の各々のＮチャネル型の薄膜トランジスタの第２電極は同一の接続線Ｗ１に接続されている。
【0057】
第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１の第１制御スイッチＣＳＷ１の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第１信号線Ｓ１に接続されている。第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１の第２制御スイッチＣＳＷ２の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第２信号線Ｓ２に接続されている。第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１の第３制御スイッチＣＳＷ３の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第３信号線Ｓ３に接続されている。第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１の第４制御スイッチＣＳＷ４の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第４信号線Ｓ４に接続されている。 第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２の第１制御スイッチＣＳＷ１の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第５信号線Ｓ５に接続されている。第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２の第２制御スイッチＣＳＷ２の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第６信号線Ｓ６に接続されている。第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２の第３制御スイッチＣＳＷ３の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第７信号線Ｓ７に接続されている。第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２の第４制御スイッチＣＳＷ４の各々の薄膜トランジスタの第３電極は第８信号線Ｓ８に接続されている。
ここで、マルチプレクサＭＵの各々の薄膜トランジスタにおいて、上記第１電極がゲート電極として機能し、第２及び第３電極の一方がソース電極として機能し、第２及び第３電極の他方がドレイン電極として機能する。
【0058】
制御線Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６には、第１検出ユニットＤＵ１から制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４が与えられる。第１制御スイッチＣＳＷ１は、制御信号Ｖｃｓｗ１により第１切替え状態及び第２切替え状態の何れか一方に切替えられる。第２制御スイッチＣＳＷ２は、制御信号Ｖｃｓｗ２により第１切替え状態及び第２切替え状態の何れか一方に切替えられる。第３制御スイッチＣＳＷ３は、制御信号Ｖｃｓｗ３により第１切替え状態及び第２切替え状態の何れか一方に切替えられる。第４制御スイッチＣＳＷ４は、制御信号Ｖｃｓｗ４により第１切替え状態及び第２切替え状態の何れか一方に切替えられる。 ここで、上記第１切替え状態は接続線Ｗ１と信号線Ｓとを接続する状態であり、第２切替え状態は接続線Ｗ２と信号線Ｓとを接続する状態である。このため、各々の制御スイッチＣＳＷを第１切替え状態に切替えることにより、信号線Ｓに書込み信号Ｖｗを与えたり、検出電極ＤＥから読取り信号Ｖｒを読取ったりすることができる。また、各々の制御スイッチＣＳＷを第２切替え状態に切替えることにより、信号線Ｓに電位調整信号Ｖａを与えることができる。
【0059】
制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４によりマルチプレクサＭＵの各々の制御スイッチＣＳＷを第１切替え状態及び第２切替え状態の何れか一方に切替えるタイミングと、駆動信号ＣＳにより各々の検出スイッチＤＳを第１接続状態及び第２接続状態の何れか一方に切替えるタイミングと、を制御することにより、時分割的に、複数の検出電極ＤＥへの書込み信号Ｖｗの書込みと、複数の検出電極ＤＥからの読取り信号Ｖｒの読取りと、を行なうことができる。
【0060】
また、上記のようなマルチプレクサＭＵを利用することにより、同一の期間に、第１信号線Ｓ１及び第５信号線Ｓ５のそれぞれに書込み信号Ｖｗを与える一方で、第２乃至第４信号線Ｓ２乃至Ｓ４及び第６乃至第８信号線Ｓ６乃至Ｓ８のそれぞれに電位調整信号Ｖａを与えることができる。全ての信号線Ｓと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができるため、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。 なお、センサＳＥは、上記マルチプレクサＭＵに替えて、従来から知られている各種のマルチプレクサ（セレクタ回路）を第２回路として利用することができる。例えば、センサＳＥは、１／３マルチプレクサを利用することができる。
【0061】
図６は、センサＳＥの電気的な接続関係を示す等価回路図である。 図６に示すように、制御モジュールＣＭは、主制御部ＭＣと、第１検出ユニットＤＵ１と、を備えている。主制御部ＭＣは、中央処理装置である。
主制御部ＭＣは、アナログフロントエンドＡＦＥに制御信号Ｖｃを送信し、アナログフロントエンドＡＦＥの駆動を制御する。また、主制御部ＭＣは、アナログフロントエンドＡＦＥからデータ信号Ｖｄを受信する。データ信号Ｖｄとしては、読取り信号Ｖｒに基づいた信号を挙げることができ、この場合、アナログ信号である読取り信号Ｖｒをデジタル信号に変換した信号である。また、主制御部ＭＣは、アナログフロントエンドＡＦＥ、回路制御信号源ＣＣ、及び電源制御部ＰＣに同期信号Ｖｓを送信し、アナログフロントエンドＡＦＥ、回路制御信号源ＣＣ、及び電源制御部ＰＣの駆動の同期化を図っている。同期信号Ｖｓとしては、垂直同期信号ＴＳＶＤ、及び水平同期信号ＴＳＨＤを挙げることができる。
【0062】
アナログフロントエンドＡＦＥは、マルチプレクサＭＵに電位調整信号Ｖａや、書込み信号Ｖｗを送信し、マルチプレクサＭＵから読取り信号Ｖｒを受信する。例えば、読取り信号Ｖｒのデジタル信号への変換は、アナログフロントエンドＡＦＥにて行なわれる。また、アナログフロントエンドＡＦＥは、回路制御信号源ＣＣ及び電源制御部ＰＣに、重畳させるパルス信号（検出パルス）を入力する。上記パルス信号は、電位調整信号Ｖａと同期し、位相及び振幅に関して電位調整信号Ｖａと同一である。 回路制御信号源ＣＣは、マルチプレクサＭＵに制御信号Ｖｃｓｗ（Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４）を与え、制御線駆動回路ＣＤに、リセット信号ＳＴＢ、スタートパルス信号ＳＴＶ、及びクロック信号ＣＫＶを送信する。
電源制御部ＰＣは、制御線駆動回路ＣＤに高電位の電源電圧Ｖｄｄと、相対的に低電位の電源電圧Ｖｓｓと、を与える。
【0063】
制御線駆動回路ＣＤは、複数のシフトレジスタＳＲと、複数のシフトレジスタＳＲに一対一で接続された複数の制御スイッチＣＯＳと、を有している。また、制御線駆動回路ＣＤの内部を、電源電圧Ｖｄｄが与えられる高電位電源線Ｗｄと、電源電圧Ｖｓｓが与えられる低電位電源線Ｗｓと、が延在している。複数の制御スイッチＣＯＳは、シフトレジスタ７２を介して順番に制御され、高電位電源線Ｗｄと制御線Ｃとを接続する状態又は低電位電源線Ｗｓと制御線Ｃとを接続する状態に切替えられる。本実施形態において、駆動信号ＣＳは、電源電圧Ｖｄｄ又は電源電圧Ｖｓｓである。
【0064】
図７は、センサＳＥの検出器ＤＴを示す回路図である。本実施形態において、検出器ＤＴは、図６に示したアナログフロントエンドＡＦＥに形成されている。なお、アナログフロントエンドＡＦＥには複数の検出器ＤＴが形成されている。検出器ＤＴの個数は、例えば、接続線Ｗ１の本数と同一である。この場合、検出器ＤＴは接続線Ｗ１に一対一で接続される。 図７に示すように、検出器ＤＴは、積分器ＩＮと、リセットスイッチＲＳＴと、スイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ２とを有している。積分器ＩＮは、演算増幅器ＡＭＰと、コンデンサＣＯＮとを有している。この例では、コンデンサＣＯＮは、演算増幅器ＡＭＰの非反転入力端子との間に接続されている。リセットスイッチＲＳＴは、コンデンサＣＯＮに並列に接続されている。スイッチＳＷ１は、信号源と接続線Ｗ１との間に接続されている。スイッチＳＷ１は、信号源ＳＧから接続線Ｗ１などを介して検出電極ＤＥに書込み信号Ｖｗを与えるかどうかを切替える。スイッチＳＷ２は、接続線Ｗ１と、演算増幅器ＡＭＰの非反転入力端子との間に接続されている。スイッチＳＷ２は、読取り信号Ｖｒを上記非反転入力端子に入力するかどうかを切替える。
【0065】
上記のような検出器ＤＴを利用する場合、まず、スイッチＳＷ１をオンにし、スイッチＳＷ２をオフにし、接続線Ｗ１などを介して検出電極ＤＥに書込み信号Ｖｗを書き込む。次いで、スイッチＳＷ１をオフにした後、スイッチＳＷ２をオンにし、検出電極ＤＥから接続線Ｗ１などを介して取り出した読取り信号Ｖｒを上記非反転入力端子に入力する。積分器ＩＮは、入力された電圧（読取り信号Ｖｒ）を時間で積分する。これにより、積分器ＩＮは、入力された電圧に比例した電圧を出力信号Ｖｏｕｔとして出力することができる。その後、リセットスイッチＲＳＴをオフにすることにより、コンデンサＣＯＮの電荷は放出され、出力信号Ｖｏｕｔの値はリセットされる。
【0066】
次に、センサＳＥの駆動方法について例示的に説明する。図８は、本実施形態に係るセンサＳＥの駆動方法を説明するためのタイミングチャートであり、Ｆフレーム期間のうちの一部の期間と、Ｆ＋１フレーム期間のうちの一部の期間と、における、リセット信号ＳＴＢ、スタートパルス信号ＳＴＶ、及びクロック信号ＣＫＶ、制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４、垂直同期信号ＴＳＶＤ、水平同期信号ＴＳＨＤ、及び書込み信号Ｖｗを示す図である。 図８に示すように、一フレーム期間（１Ｆ）は、垂直走査期間であり、連続する１２２回の水平走査期間に相当している。各々の水平走査期間（１Ｈ）は、クロック信号ＣＫＶに基づいて規定されている。各々のフレーム期間は、垂直同期信号ＴＳＶＤに基づいて規定されている。
【0067】
Ｆ番目の一フレーム期間であるＦフレーム期間の１１９回目の水平走査期間において、第１検出ユニットＤＵ１からマルチプレクサＭＵに、水平同期信号ＴＳＨＤに基づいた制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４を与える。これにより、第１制御スイッチＣＳＷ１、第２制御スイッチＣＳＷ２、第３制御スイッチＣＳＷ３、及び第４制御スイッチＣＳＷ４は、時分割的に、第２切替え状態から第１切替え状態（接続線Ｗ１と信号線Ｓとを接続する状態）に切替えられる。 また、この水平走査期間に、制御線駆動回路ＣＤから第１１９制御線Ｃ１１９にオンレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｄｄ）を与え、第１１９制御線Ｃ１１９以外の制御線Ｃにオフレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｓｓ）を与える。これにより、１１９行目の複数の画素の検出電極ＤＥへの書込み信号Ｖｗの書込みと、複数の検出電極ＤＥからの読取り信号Ｖｒの読取りと、を時分割的に行なうことができる。
【0068】
Ｆフレーム期間の１２０回目の水平走査期間においても、第１検出ユニットＤＵ１からマルチプレクサＭＵに制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４を与え、第１制御スイッチＣＳＷ１、第２制御スイッチＣＳＷ２、第３制御スイッチＣＳＷ３、及び第４制御スイッチＣＳＷ４を、時分割的に、第２切替え状態から第１切替え状態に切替える。 また、この水平走査期間に、制御線駆動回路ＣＤから第１２０制御線Ｃ１２０にオンレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｄｄ）を与え、第１２０制御線Ｃ１２０以外の制御線Ｃにオフレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｓｓ）を与える。これにより、１２０行目（最終行目）の複数の画素の検出電極ＤＥへの書込み信号Ｖｗの書込みと、複数の検出電極ＤＥからの読取り信号Ｖｒの読取りと、を時分割的に行なうことができる。
これにより、Ｆフレームにおいて一フレーム分のセンシングを行なうことができる。
次いで、Ｆフレーム期間の１２１回目の水平走査期間が経過した後の１２２回目の水平走査期間において、垂直同期信号ＴＳＶＤに基づいてスタートパルス信号ＳＴＶが生成されるなどし、１２２回目の水平走査期間の経過後に、Ｆ＋１フレーム期間に移行する。
【0069】
Ｆ＋１番目の一フレーム期間であるＦ＋１フレーム期間の１回目の水平走査期間において、制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４に基づいて、第１制御スイッチＣＳＷ１、第２制御スイッチＣＳＷ２、第３制御スイッチＣＳＷ３、及び第４制御スイッチＣＳＷ４を、時分割的に、第２切替え状態から第１切替え状態に切替える。 また、この水平走査期間に、制御線駆動回路ＣＤから第１制御線Ｃ１にオンレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｄｄ）を与え、第１制御線Ｃ１以外の制御線Ｃにオフレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｓｓ）を与える。これにより、１行目の複数の画素の検出電極ＤＥへの書込み信号Ｖｗの書込みと、複数の検出電極ＤＥからの読取り信号Ｖｒの読取りと、を時分割的に行なうことができる。
以降も、一水平走査期間（１Ｈ）毎に、一行分の複数の画素の検出電極ＤＥへの書込み信号Ｖｗの書込みと、複数の検出電極ＤＥからの読取り信号Ｖｒの読取りと、を行なう。これにより、例えば、第１検出ユニットＤＵ１（制御モジュールＣＭ）は、入力面ＩＳに指を接触又は接近したときに当該指の指紋の情報を検出することができる。
【0070】
次に、第１検出ユニットＤＵ１が第１基板ＳＵＢ１に与える各種の信号について説明する。上述したように、本実施形態において、上記の各種の信号に特長を有している。図９は、センサＳＥの駆動に利用する各種の信号及び電圧を説明するためのタイミングチャートであり、水平同期信号ＴＳＨＤ、書込み信号Ｖｗ、電位調整信号Ｖａ、制御信号Ｖｃｓｗ１（Ｖｃｓｗ）、電源電圧Ｖｄｄ、及び電源電圧Ｖｓｓを示す図である。なお、図９に示す各種の信号及び電圧は、例示的に示すものである。
【0071】
図９に示すように、書込み信号Ｖｗは、パルス信号であり、ハイレベルの電位が３Ｖ、ローレベルの電位が０Ｖであり、振幅が３Ｖである。 電位調整信号Ｖａとしては、０Ｖなどに固定された定電圧より、書込み信号Ｖｗと同期し位相及び振幅に関して書込み信号Ｖｗと同一である信号の方が望ましい。電位調整信号Ｖａの振幅は３Ｖであればよい。この例では、電位調整信号Ｖａのハイレベルの電位が３Ｖ、ローレベルの電位が０Ｖであり、電位調整信号Ｖａは書込み信号Ｖｗと同一の信号であるが、これに限定されるものではなく種々変形可能である。他の例としては、電位調整信号Ｖａのハイレベルの電位が６Ｖ、ローレベルの電位が３Ｖであってもよい。
【0072】
書込み信号Ｖｗと電位調整信号Ｖａとで、ハイレベルの電位に切替るタイミングや、ローレベルの電位に切替るタイミングに関して同一である。同一の時間期間において、書込み信号Ｖｗに斜線を付した面積と、電位調整信号Ｖａに斜線を付した面積とは、同一である。時間が経過しても、書込み信号Ｖｗの電位と、電位調整信号Ｖａの電位との差は一定であり、本実施形態において０Ｖである。 これにより、書込み信号Ｖｗ又は電位調整信号Ｖａを与えた信号線Ｓと共通電極ＣＥとの電位差の変動や、書込み信号Ｖｗ又は電位調整信号Ｖａを与えた検出電極ＤＥと共通電極ＣＥとの電位差の変動、を抑制することができる。
【0073】
制御信号Ｖｃｓｗは、検出スイッチＤＳを第１切替え状態（接続線Ｗ１と信号線Ｓとを接続する状態）に切替えるためのハイレベルの電位と、検出スイッチＤＳを第２切替え状態（接続線Ｗ２と信号線Ｓとを接続する状態）に切替えるためのローレベルの電位と、を有している。本実施形態において、制御信号Ｖｃｓｗのハイレベルの電位は３Ｖであり、ローレベルの電位は−３Ｖである。 但し、制御信号Ｖｃｓｗとしては、上記のパルス信号より、上記のパルス信号に重畳信号が重畳されている方が望ましい。上記重畳信号は、書込み信号Ｖｗと同期し、位相及び振幅に関して書込み信号Ｖｗと同一である。制御信号Ｖｃｓｗのうち斜線を付した面積の分が、制御信号Ｖｃｓｗに重畳されている。このため、制御信号Ｖｃｓｗのハイレベルの電位に重畳信号が重畳されると制御信号Ｖｃｓｗの電位は最大で６Ｖとなり、制御信号Ｖｃｓｗのローレベルの電位に重畳信号が重畳されると制御信号Ｖｃｓｗの電位は最大で０Ｖとなる。
これにより、制御信号Ｖｃｓｗを与えた制御線Ｃと共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。
【0074】
電源電圧Ｖｄｄは、制御線駆動回路ＣＤに与えられ、検出スイッチＤＳを第１接続状態（信号線Ｓと検出電極ＤＥとを接続した状態）に切替えるための電位を有している。本実施形態において、検出スイッチＤＳを第１接続状態に切替えるための電源電圧Ｖｄｄの電位は３Ｖである。 但し、電源電圧Ｖｄｄとしては、上記の高電位の定電圧より、上記の定電圧に重畳信号が重畳されている方が望ましい。電源電圧Ｖｄｄのうち斜線を付した面積の分が、電源電圧Ｖｄｄに重畳される。このため、電源電圧Ｖｄｄの定電圧に重畳信号が重畳されると電源電圧Ｖｄｄの電位は最大で６Ｖとなる。
これにより、電源電圧Ｖｄｄが与えられた配線（高電位電源線Ｗｄなど）と、共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。
【0075】
電源電圧Ｖｓｓは、制御線駆動回路ＣＤに与えられ、検出スイッチＤＳを第２接続状態（信号線Ｓと検出電極ＤＥとを絶縁し、補助配線Ａと検出電極ＤＥとを接続した状態）に切替えるための電位を有している。本実施形態において、検出スイッチＤＳを第２接続状態に切替えるための電源電圧Ｖｓｓの電位は−３Ｖである。 但し、電源電圧Ｖｓｓとしては、上記の低電位の定電圧より、上記の定電圧に重畳信号が重畳されている方が望ましい。電源電圧Ｖｓｓのうち斜線を付した面積の分が、電源電圧Ｖｓｓに重畳される。このため、電源電圧Ｖｓｓの定電圧に重畳信号が重畳されると電源電圧Ｖｄｄの電位は最大で０Ｖとなる。
これにより、電源電圧Ｖｓｓが与えられた配線（低電位電源線Ｗｓなど）と、共通電極ＣＥとの電位差の変動を抑制することができる。
【0076】
上記のように構成された第１の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法によれば、センサＳＥは、制御線Ｃと、信号線Ｘと、検出スイッチＤＳと、共通電極ＣＥと、検出電極ＤＥと、第１回路としての制御線駆動回路ＣＤと、第２回路としてのマルチプレクサＭＵと、を備えている。共通電極ＣＥは、制御線Ｃ、信号線Ｓ、検出スイッチＤＳ、制御線駆動回路ＣＤ、及びマルチプレクサＭＵの上方に位置し、これらと対向している。共通電極ＣＥは、アクティブエリアＡＡだけではなく、アクティブエリアＡＡの外側まで拡張して形成されている。検出電極ＤＥは、共通電極ＣＥの上方に位置し共通電極ＣＥと対向している。
【0077】
共通電極ＣＥは、アクティブエリアＡＡの内側だけではなく、アクティブエリアＡＡの外側においても、検出電極ＤＥを電気的にシールドすることができる。すなわち、検出電極ＤＥに寄生容量を生じ難くすることができるため、センサ感度の低下を抑制することができる。 第１検出ユニットＤＵ１（制御モジュールＣＭ）は、第１基板ＳＵＢ１に与える信号や電圧を調整することができる。共通電極ＣＥの下方の導電部材（配線など）の電位を制御することにより、共通電極ＣＥに寄生容量を生じ難くすることができ、共通電極ＣＥの電位変動を抑制することができる。これにより、センサ感度の低下を、一層、抑制することができる。
上記のことから、検出精度に優れたセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法を得ることができる。
【0078】
（第２の実施形態） 次に、第２の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法について説明する。図１０は、第２の実施形態に係るセンサＳＥの４個の画素と各種配線との電気的な接続関係を示す等価回路図である。
図１０に示すように、第２の実施形態に係るセンサＳＥは、補助配線Ａ無しに形成され、検出スイッチＤＳが第２スイッチング素子（ＤＳ１ｂ，ＤＳ２ｂ，ＤＳ３ｂ，ＤＳ４ｂ）無しに形成されている点で、上記第１の実施形態に係るセンサＳＥと相違している。本実施形態においては、シールド電極ＳＨが電気的にフローティング状態に設けられていてもよく、シールド電極ＳＨ無しにセンサＳＥが形成されていてもよい。検出スイッチＤＳを第２接続状態に切替えることにより、信号線Ｓと検出電極ＤＥとを絶縁し、検出電極ＤＥを電気的フローティング状態に切替えることができる。
本実施形態においても、共通電極ＣＥには、電位調整信号Ｖａを与えることができる。
例えば、アクティブエリアＡＡの外側に設けられた配線を介して共通電極ＣＥに電位調整信号Ｖａを与えることができる。
なお、センサＳＥの駆動方法は、上述した第１の実施形態に係るセンサＳＥの駆動方法と比較して第１検出ユニットＤＵ１から信号線Ｓに電位調整信号Ｖａを与えることが無い点で相違している。しかしながら、本実施形態に係るセンサＳＥの駆動方法としては、大まかに、上述した第１の実施形態に係るセンサＳＥの駆動法を適用することができる。
【0079】
上記のように構成された第２の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法によれば、センサＳＥは、制御線Ｃと、信号線Ｘと、検出スイッチＤＳと、共通電極ＣＥと、検出電極ＤＥと、制御線駆動回路ＣＤと、マルチプレクサＭＵと、を備えている。このため、第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 センシング駆動時において、書込み信号Ｖｗを書込む対象ではない検出電極ＤＥを電気的フローティング状態に切替えることができる。この場合も、共通電極ＣＥに寄生容量を生じ難くすることができ、共通電極ＣＥの電位変動を抑制することができる。これにより、センサ感度の低下を抑制することができる。
上記のことから、検出精度に優れたセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法を得ることができる。
【0080】
（第３の実施形態） 次に、第３の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法について説明する。図１１は、第３の実施形態に係るセンサＳＥの駆動方法を説明するためのタイミングチャートであり、一水平走査期間（１Ｈ）における、クロック信号ＣＫＶ、制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４、及び水平同期信号ＴＳＨＤを示す図である。
なお、本実施形態に係るセンサＳＥは、上述した第１の実施形態に係るセンサＳＥと同様に形成されている。
【0081】
図１１に示すように、任意の一水平走査期間（１Ｈ）において、制御信号Ｖｃｓｗ１，Ｖｃｓｗ２，Ｖｃｓｗ３，Ｖｃｓｗ４により、マルチプレクサＭＵの複数の制御スイッチＣＳＷの各々が、第１切替え状態と第２切替え状態とに、交互に、複数回、切替えられる点で、上述した第１の実施形態と相違している。水平同期信号ＴＳＨＤのパルスの周波数は、第１の実施形態と同一にすることができる。この場合、一水平走査期間（１Ｈ）の時間期間は、上述した第１の実施形態より長い。 一水平走査期間（１Ｈ）に、同一の検出電極ＤＥをセンシング対象とし、同一の検出電極ＤＥへの書込み信号Ｖｗの書込みと上記検出電極ＤＥからの読取り信号Ｖｒの読取りとのセットを、複数回行なうことができる。同一の検出電極ＤＥから読み取った読取り信号Ｖｒは、検出器ＤＴにて積算し、出力信号Ｖｏｕｔとして出力することができる。
【0082】
上記のように構成された第３の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法によれば、センサＳＥは、制御線Ｃと、信号線Ｘと、検出スイッチＤＳと、共通電極ＣＥと、検出電極ＤＥと、制御線駆動回路ＣＤと、マルチプレクサＭＵと、を備えている。このため、第３の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 センシング駆動時において、同一の検出電極ＤＥから、複数回、読み取った読取り信号Ｖｒを積算することができる。複数の読取り信号Ｖｒを積算することにより、単発の読取り信号Ｖｒを読み取る場合と比較して、出力信号Ｖｏｕｔのレベルを高めることができる。例えば、検出電極ＤＥに指紋の凸部が対向する場合の出力信号Ｖｏｕｔの値と、検出電極ＤＥに指紋の凹部が対向する場合の出力信号Ｖｏｕｔの値と、の差を大きくすることができる。これにより、指紋などの被検出部を、一層、詳細にセンシングすることができる。
上記のことから、検出精度に優れたセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法を得ることができる。
【0083】
（第４の実施形態） 次に、第４の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法について説明する。図１２は、第４の実施形態に係るセンサＳＥの第１基板ＳＵＢ１のアクティブエリアＡＡの外側の一部を示す拡大平面図であり、マルチプレクサＭＵを示す回路図である。
図１２に示すように、第４の実施形態に係るセンサＳＥは、マルチプレクサＭＵが複数の第５制御スイッチＣＳＷ５と、複数の第６制御スイッチＣＳＷ６と、２本の制御線Ｗ７，Ｗ８と、をさらに備えている点で上記第１の実施形態に係るセンサＳＥと相違している。
【0084】
各々の制御スイッチ群ＣＳＷＧは、第５制御スイッチＣＳＷ５をさらに有している。第３制御スイッチＣＳＷ３の第２電極と、第４制御スイッチＣＳＷ４の第２電極とは、第５制御スイッチＣＳＷ５を介して接続されている。第５制御スイッチＣＳＷ５のゲート電極（第１電極）は制御線Ｗ７に接続されている。第５制御スイッチＣＳＷ５を形成する薄膜トランジスタの導電型は特に限定されるものではないが、本実施形態において、第５制御スイッチＣＳＷ５はＰチャネル型の薄膜トランジスタで形成されている。制御線Ｗ７には、第１検出ユニットＤＵ１から制御信号Ｖｃｓｗ５が与えられる。第５制御スイッチＣＳＷ５は、制御信号Ｖｃｓｗ５により導通状態及び非導通状態の何れか一方に切替えられる。
【0085】
隣合う制御スイッチ群ＣＳＷＧは、第６制御スイッチＣＳＷ６を介して接続されている。例えば、第１制御スイッチ群ＣＳＷＧ１の第４制御スイッチＣＳＷ４の第２電極と、第２制御スイッチ群ＣＳＷＧ２の第１制御スイッチＣＳＷ１の第２電極とは、第６制御スイッチＣＳＷ６を介して接続されている。第６制御スイッチＣＳＷ６のゲート電極（第１電極）は制御線Ｗ８に接続されている。第６制御スイッチＣＳＷ６を形成する薄膜トランジスタの導電型は特に限定されるものではないが、本実施形態において、第６制御スイッチＣＳＷ６はＮチャネル型の薄膜トランジスタで形成されている。制御線Ｗ８には、第１検出ユニットＤＵ１から制御信号Ｖｃｓｗ６が与えられる。第６制御スイッチＣＳＷ６は、制御信号Ｖｃｓｗ６により導通状態及び非導通状態の何れか一方に切替えられる。
【0086】
次に、センサＳＥの駆動方法について説明する。 上述した第１の実施形態に係るセンサＳＥの駆動方法においては、センシング駆動時の一センシング期間に、１本の接続線Ｗ１を介し、単個の検出電極ＤＥに書込み信号Ｖｗを独立して書込み、上記検出電極ＤＥから読取り信号Ｖｒを独立して読取ることにより、センシングを行う場合を例に説明した。第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様にセンシングを行うは可能である。但し、第４の実施形態においては、マルチプレクサＭＵに、複数の第５制御スイッチＣＳＷ５や複数の第６制御スイッチＣＳＷ６を付加したことにより、第１の実施形態とは異なる手法でセンシングを行うことも可能である。
【0087】
次に、第４の実施形態の特有のセンサＳＥの駆動方法について大まかに説明する。 第４の実施形態においては、センシングを行うセンシング駆動時の第１センシング期間に、ｍ列目及びｍ＋１列目のうち、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する４個の検出電極ＤＥに、マルチプレクサＭＵ、対応する２本の信号線Ｓ及び対応する４個の検出スイッチＤＳを介して書込み信号Ｖｗを同時に書込み、上記４個の検出電極ＤＥの各々から書込み信号Ｖｗの変化を示す読取り信号Ｖｒを読取り、読取った複数の読取り信号Ｖｒを１つの信号に束ねる。４個の検出電極ＤＥを使用することにより、電極面積を広げ電界強度を高めてセンシングを行うことができる。
【0088】
次いで、上記第１センシング期間に続く第２センシング期間に、ｍ＋１列目及びｍ＋２列目のうち、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する４個の検出電極ＤＥに、マルチプレクサＭＵ、対応する２本の信号線Ｓ及び対応する４個の検出スイッチＤＳを介して書込み信号Ｖｗを同時に書込み、上記４個の検出電極ＤＥの各々から書込み信号の変化を示す読取り信号Ｖｒを読取り、読取った複数の読取り信号Ｖｒを１つの信号に束ねる。すなわち、第１方向Ｘにおいて、一列分のみ範囲をずらしてセンシングを行うことができる。 そして、第１検出ユニットＤＵ１は、センシング駆動時に、ｎ行目及びｎ＋１行目に位置する複数の検出電極ＤＥを対象としたセンシングを終了した後、ｎ＋１行目及びｎ＋２行目に位置する複数の検出電極ＤＥを対象としたセンシングに移行する。第２方向Ｙにおいても、一行分のみ範囲をずらしてセンシングを行うことができるため、上述した第１の実施形態の解像度のレベルを維持することができる。
【0089】
次に、図１３乃至図１７を用い、第４の実施形態のセンサＳＥの駆動方法について説明する。図１３乃至図１７は、第４の実施形態に係るセンサＳＥの駆動方法を例示的に説明するための回路図である。なお、図１３乃至図１７には、第１基板ＳＵＢ１のうち、説明に必要な主要部のみを示している。また、検出スイッチＤＳに関しては、信号線Ｓと検出電極ＤＥとの接続状態を切替えるスイッチとして説明する。制御スイッチＣＳＷに関しては、信号線Ｓと接続線Ｗ１との接続状態を切替えるスイッチとして説明する。
【0090】
図１３に示すように、制御モジュールＣＭによる制御のもと、制御線駆動回路ＣＤは、第１制御線Ｃ１及び第２制御線Ｃ２に対してオンレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｄｄ）を同時に与え、第１制御線Ｃ１及び第２制御線Ｃ２以外の制御線Ｃに対してオフレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｓｓ）を与える。これにより、１行目と２行目の検出スイッチＤＳは導通状態となる。また、マルチプレクサＭＵにおいては、第１制御スイッチＣＳＷ１及び第２制御スイッチＣＳＷ２を導通状態とし、第３制御スイッチＣＳＷ３及び第４制御スイッチＣＳＷ４を非導通状態とする。第６制御スイッチＣＳＷ６に関しても非導通状態とする。 これにより、１行目と２行目の検出電極ＤＥのうち、斜線を付した４個の隣合う検出電極ＤＥが電気的に束ねられた状態となる。書込み信号Ｖｗは、第１乃至第８信号線Ｓ１乃至Ｓ８のうち、第１信号線Ｓ１、第２信号線Ｓ２、第５信号線Ｓ５、及び第６信号線Ｓ６に与えられる。これにより、１本の接続線Ｗ１を介し、それぞれ束ねられた４個の検出電極ＤＥに対して、一括して、書込み信号Ｖｗの書込みと、読取り信号Ｖｒの読取りとを行なうことができる。
【0091】
図１４に示すように、続くセンシング期間において、１行目と２行目の検出スイッチＤＳは導通状態となる。また、マルチプレクサＭＵにおいては、第２制御スイッチＣＳＷ２及び第３制御スイッチＣＳＷ３を導通状態とし、第１制御スイッチＣＳＷ１及び第４制御スイッチＣＳＷ４を非導通状態とする。第６制御スイッチＣＳＷ６に関しても非導通状態とする。 これにより、１行目と２行目の検出電極ＤＥのうち、斜線を付した４個の隣合う検出電極ＤＥが電気的に束ねられた状態となる。図１３と比較し、束ねられた４個の検出電極ＤＥは一列分ずれていることが分かる。書込み信号Ｖｗは、第１乃至第８信号線Ｓ１乃至Ｓ８のうち、第２信号線Ｓ２、第３信号線Ｓ３、第６信号線Ｓ６、及び第７信号線Ｓ７に与えられる。これにより、１本の接続線Ｗ１を介し、それぞれ束ねられた４個の検出電極ＤＥに対して、一括して、書込み信号Ｖｗの書込みと、読取り信号Ｖｒの読取りとを行なうことができる。
【0092】
図１５に示すように、続くセンシング期間において、１行目と２行目の検出スイッチＤＳは導通状態となる。また、マルチプレクサＭＵにおいては、第３制御スイッチＣＳＷ３及び第４制御スイッチＣＳＷ４を導通状態とし、第１制御スイッチＣＳＷ１及び第２制御スイッチＣＳＷ２を非導通状態とする。第５制御スイッチＣＳＷ５に関しては導通状態とし、第６制御スイッチＣＳＷ６に関しては非導通状態とする。 これにより、１行目と２行目の検出電極ＤＥのうち、斜線を付した４個の隣合う検出電極ＤＥが電気的に束ねられた状態となる。図１４と比較し、束ねられた４個の検出電極ＤＥはさらに一列分ずれていることが分かる。書込み信号Ｖｗは、第１乃至第８信号線Ｓ１乃至Ｓ８のうち、第３信号線Ｓ３、第４信号線Ｓ４、第７信号線Ｓ７、及び第８信号線Ｓ８に与えられる。これにより、１本の接続線Ｗ１を介し、それぞれ束ねられた４個の検出電極ＤＥに対して、一括して、書込み信号Ｖｗの書込みと、読取り信号Ｖｒの読取りとを行なうことができる。
【0093】
図１６に示すように、続くセンシング期間において、１行目と２行目の検出スイッチＤＳは導通状態となる。また、マルチプレクサＭＵにおいては、第４制御スイッチＣＳＷ４及び第１制御スイッチＣＳＷ１を導通状態とし、第２制御スイッチＣＳＷ２及び第３制御スイッチＣＳＷ３を非導通状態とする。第５制御スイッチＣＳＷ５に関しては非導通状態とし、第６制御スイッチＣＳＷ６に関しては導通状態とする。 これにより、１行目と２行目の検出電極ＤＥのうち、斜線を付した２個又は４個の隣合う検出電極ＤＥが電気的に束ねられた状態となる。図１５と比較し、束ねられた４個の検出電極ＤＥはさらに一列分ずれていることが分かる。書込み信号Ｖｗは、第１乃至第８信号線Ｓ１乃至Ｓ８のうち、第１信号線Ｓ１、第４信号線Ｓ４、第５信号線Ｓ５、及び第８信号線Ｓ８に与えられる。これにより、１本の接続線Ｗ１を介し、それぞれ束ねられた２個又は４個の検出電極ＤＥに対して、一括して、書込み信号Ｖｗの書込みと、読取り信号Ｖｒの読取りとを行なうことができる。
そして、第１検出ユニットＤＵ１は、１行目及び２行目に位置する複数の検出電極ＤＥを対象としたセンシングを終了する。その後、第１検出ユニットＤＵ１は、２行目及び３行目に位置する複数の検出電極ＤＥを対象としたセンシングに移行する。
【0094】
図１７に示すように、制御モジュールＣＭによる制御のもと、制御線駆動回路ＣＤは、第２制御線Ｃ２及び第３制御線Ｃ３に対してオンレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｄｄ）を同時に与え、第２制御線Ｃ２及び第３制御線Ｃ３以外の制御線Ｃに対してオフレベルの駆動信号ＣＳ（電源電圧Ｖｓｓ）を与える。これにより、２行目と３行目の検出スイッチＤＳは導通状態となる。また、マルチプレクサＭＵにおいては、第１制御スイッチＣＳＷ１及び第２制御スイッチＣＳＷ２を導通状態とし、第３制御スイッチＣＳＷ３及び第４制御スイッチＣＳＷ４を非導通状態とする。第６制御スイッチＣＳＷ６に関しても非導通状態とする。 これにより、２行目と３行目の検出電極ＤＥのうち、斜線を付した４個の隣合う検出電極ＤＥが電気的に束ねられた状態となる。書込み信号Ｖｗは、第１乃至第８信号線Ｓ１乃至Ｓ８のうち、第１信号線Ｓ１、第２信号線Ｓ２、第５信号線Ｓ５、及び第６信号線Ｓ６に与えられる。これにより、１本の接続線Ｗ１を介し、それぞれ束ねられた４個の検出電極ＤＥに対して、一括して、書込み信号Ｖｗの書込みと、読取り信号Ｖｒの読取りとを行なうことができる。
そして、２行目と３行目のセンシングにおいても、一列分ずらしながら検出電極ＤＥを束ねてセンシングすることができる。第２方向Ｙにおいても、一行分のみ範囲をずらしてセンシングが行なわれる。
【0095】
上記のように構成された第４の実施形態に係るセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法によれば、センサＳＥは、制御線Ｃと、信号線Ｘと、検出スイッチＤＳと、共通電極ＣＥと、検出電極ＤＥと、制御線駆動回路ＣＤと、マルチプレクサＭＵと、を備えている。このため、第４の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 センシング駆動時において、第１検出ユニットＤＵ１は、束ねられた４個（又は２個）の検出電極ＤＥに対して、一括して、書込み信号Ｖｗの書込みと、読取り信号Ｖｒの読取りとを行なうことができる。このため、電極面積を広げ電界強度を高めてセンシングを行うことができる。
また、その際、第１方向Ｘにおいて一列分のみ範囲をずらしてセンシングを行うことができ、第２方向Ｙにおいても一行分のみ範囲をずらしてセンシングを行うことができる。このため、センシングの解像度の低下を抑制又は防止することができる。
【0096】
さらに、第４の実施形態においても、上述した第３の実施形態と同様に、第１検出ユニットＤＵ１は、第１基板ＳＵＢ１の駆動を調整し、読取り信号Ｖｒを積算してもよい。これにより、指紋などの被検出部を、一層、詳細にセンシングすることができる。 なお、複数の検出電極ＤＥを束ねたり、ずらしたりする際は、隣合う３行及び隣合う３行の合計９個の検出電極ＤＥを束ね、一列ずつずらしたり一行ずつずらしたり、してもよい。又は、隣合う４行及び隣合う４行の合計１６個の検出電極ＤＥを束ね、一列ずつずらしたり一行ずつずらしたり、してもよい。
上記のことから、検出精度に優れたセンサＳＥ及びセンサＳＥの駆動方法を得ることができる。
【0097】
（第５の実施形態） 次に、第５の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態において、液晶表示装置はセンサ付き液晶表示装置である。図１８は、第５の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す斜視図である。
図１８に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルＰＮＬ、液晶表示パネルＰＮＬを駆動する駆動ＩＣ ＩＣ１、液晶表示パネルＰＮＬを照明するバックライトユニットＢＬ、制御モジュールＣＭ、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１、ＦＰＣ３などを備えている。
【0098】
液晶表示パネルＰＮＬは、平板状の第１基板ＳＵＢ１と、第１基板ＳＵＢ１に対向配置された平板状の第２基板ＳＵＢ２と、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に挟持された液晶層と、を備えている。なお、本実施形態において、第１基板ＳＵＢ１をアレイ基板と、第２基板ＳＵＢ２を対向基板と、それぞれ言い換えることができる。 第１基板ＳＵＢ１としては、上述した実施形態に係る第１基板ＳＵＢ１を適用することができる。但し、本実施形態において、第１基板ＳＵＢ１は、液晶表示パネルＰＮＬに適用されるため、必要に応じて変形され得る。例えば、第１基板ＳＵＢ１は、液晶層に接する表面に配向膜を備えていてもよい。その他、第１基板ＳＵＢ１を構成する部材の機能が、上述した実施形態と異なる場合がある。例えば、上述した部材のうち、検出電極ＤＥは画素電極としても機能し、検出スイッチＤＳは画素スイッチとしても機能する。信号線Ｓは、検出スイッチＤＳを介して検出電極ＤＥに画像信号（例えば、映像信号）を伝える機能をさらに有する。
なお、本明細書において、以下、検出電極ＤＥを画素電極（ＰＥ）と、検出スイッチＤＳを画素スイッチ（ＰＳＷ）と、制御線Ｃを走査線（Ｇ）と、制御線駆動回路ＣＤを走査線駆動回路（ＧＤ）と、それぞれ言い換える場合がある。
【0099】
液晶表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡを備えている。表示領域ＤＡは、上述した実施形態のアクティブエリアＡＡに相当している。この液晶表示パネルＰＮＬは、バックライトユニットＢＬからのバックライトを選択的に透過することで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型である。なお、液晶表示パネルＰＮＬは、透過表示機能に加えて、外光を選択的に反射することで画像を表示する反射表示機能を備えた半透過型であってもよい。 図１９に示すように、液晶表示パネルＰＮＬは、ＦＦＳモード等の主として基板主面に略平行な横電界を利用するＩＰＳ（In-Plane Switching）モードに対応した構成を有している。なお、ここでの基板主面とは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面と平行な面である。本実施形態において、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの双方が第１基板ＳＵＢ１に備えられている。上記横電界を形成するため、例えば、各々の画素電極ＰＥは、共通電極ＣＥと対向する位置にスリットＳＬを有している。図示した例では、画素電極ＰＥは、第１スイッチング素子ＰＳＷ１ａ及び第２スイッチング素子ＰＳＷ１ｂを有する第１画素スイッチＰＳＷ１に接続されている。
このため、一般に知られているＴＦＴ液晶プロセスをそのまま使用して液晶表示パネルＰＮＬを形成することができる。
【0100】
図１８に示すように、バックライトユニットＢＬは、第１基板ＳＵＢ１の背面側に配置されている。このようなバックライトユニットＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したもの等が適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。なお、液晶表示パネルＰＮＬが反射表示機能のみを備えた反射型である場合には、バックライトユニットＢＬは省略される。 液晶表示装置ＤＳＰは、上述したカバー部材ＣＧを備えていてもよい。例えば液晶表示パネルＰＮＬの画像を表示する画面側の外面の上方にカバー部材ＣＧを設けることができる。ここで、上記外面は、第２基板ＳＵＢ２の第１基板ＳＵＢ１と対向する面とは反対側の面であり、画像を表示する表示面を含んでいる。
【0101】
第１駆動部としての駆動ＩＣ ＩＣ１は、液晶表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１上に搭載されている。駆動ＩＣ ＩＣ１は、上述したマルチプレクサＭＵや走査線駆動回路に接続されている。共通電極ＣＥは、駆動ＩＣ ＩＣ１と対向していないが、表示領域ＤＡの外側に拡張して形成され、マルチプレクサＭＵや走査線駆動回路と対向している。フレキシブル配線基板ＦＰＣ１は、液晶表示パネルＰＮＬと制御モジュールＣＭとを接続している。制御モジュールＣＭは、駆動ＩＣ ＩＣ１に信号や電圧を与える。フレキシブル配線基板ＦＰＣ３は、バックライトユニットＢＬと制御モジュールＣＭとを接続している。
【0102】
次に、第５の実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法について説明する。 第５の実施形態において、液晶表示装置ＤＳＰは、画像を表示する表示駆動と、センシングを行うセンシング駆動とを行なうことができる。
表示駆動時に、共通電極駆動回路は、共通電極ＣＥに対してコモン駆動信号を与えることができる。共通電極駆動回路は、例えば、駆動ＩＣ ＩＣ１に形成することができる。コモン駆動信号（コモン電圧）としては、０Ｖなどの定電圧を例示的に挙げることができる。一方、画素電極には、駆動ＩＣ ＩＣ１、マルチプレクサＭＵ、走査線駆動回路などにより、画像信号を与えることができる。
【0103】
一方、センシング駆動は、表示駆動を行なう表示期間の間のブランキング期間にセンシング期間を設けることができる。上記ブランキング期間としては、水平ブランキング期間や垂直ブランキング期間を挙げることができる。第１検出ユニットＤＵ１は、センシングを行うセンシング駆動時に、表示領域ＤＡのうちの一部の領域に位置する複数の画素電極をセンシングの対象に設定する。本実施形態において、表示領域ＤＡのうちのセンシング領域ＳＡに位置する複数の画素電極をセンシングの対象に予め設定する。これにより、センシング領域ＳＡの範囲内にてセンシングを行なえばよく、表示領域ＤＡの全域にてセンシングを行なう必要はなくなるものである。例えば、センシングに係る時間期間の短縮を図ることができる。また、センシング領域ＳＡの外側における表示品位の低下を抑制することができ得る。
【0104】
第１検出ユニットＤＵ１は、センシング領域ＳＡに位置する複数の画素電極の各々に、マルチプレクサＭＵ、対応する信号線Ｓ及び対応する画素スイッチを介して書込み信号Ｖｗを書込み、複数の画素電極の各々から書込み信号の変化を示す読取り信号Ｖｒを読取る。これにより、被検出部をセンシングすることができる。このようなセンシングは、指紋の検出をする場合などに好ましい。 本実施形態においても、センシング期間において、共通電極ＣＥに電位調整信号Ｖａを与えた方がセンサ感度の低下を抑制することができるため望ましい。
又は、共通電極ＣＥを単個の電極で形成するのではなく、センシング領域ＳＡと、センシング領域ＳＡ以外の領域とで、電気絶縁距離を置いて設けられた複数の電極で共通電極ＣＥを形成してもよい。これにより、センシング領域ＳＡの電極（共通電極ＣＥ）に電位調整信号Ｖａを与え、センシング領域ＳＡ以外の領域の電極（共通電極ＣＥ）にコモン駆動信号を与えることができる。これにより、センサ感度の低下を抑制しつつ、センシング領域ＳＡの外側における表示品位の低下を抑制することができる。
【0105】
上記のように構成された第５の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰ及びセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法によれば、液晶表示装置ＤＳＰは、上述した実施形態に係るセンサＳＥと同様、走査線と、信号線Ｘと、画素スイッチと、共通電極ＣＥと、画素電極と、走査線駆動回路と、マルチプレクサＭＵと、を備えている。このため、第５の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 また、画像を表示するために用いる配線、電極、スイッチ、回路などをセンシングにも用いることができる。このため、液晶表示装置ＤＳＰへのセンシングのための部材の付加を抑制することができる。
なお、上記第５の実施形態においても、第１モード（自己容量モード）及び第２モード（相互容量モード）の一方に切替えて、センシングを行うことが可能である。
上記のことから、検出精度に優れたセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰ及びセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法を得ることができる。
【0106】
（第６の実施形態） 次に、第６の実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰについて説明する。なお、本実施形態において、液晶表示装置はセンサ付き液晶表示装置である。
上述した第５の実施形態では、表示駆動と、センシング駆動とを行ない、センシング駆動においては、センシングの対象とする領域を表示領域ＤＡの一部に特定するものであった。これに対し、第６の実施形態においては、表示駆動と、センシング駆動とを行ない、さらに被検出部の位置を特定するための位置検出駆動を行なうものである。これにより、位置検出駆動にて被検出部が位置する領域を特定した上で、センシング駆動により特定の領域をセンシングすることができる。例えば、位置検出駆動にて被検出部が位置する領域を特定し、センシング駆動にて被検出部の凹凸パターンを検出することができる。
【0107】
被検出部の位置の特定には、液晶表示パネルＰＮＬの表示領域ＤＡに位置した位置検出センサＰＳＥを利用する。位置検出センサＰＳＥは、被検出部の凹凸パターンを検出するセンサと異なる。位置検出センサＰＳＥには、第２検出ユニットＤＵ２が接続されている。第２検出ユニットＤＵ２は、被検出部の位置情報を検出する位置検出駆動時に位置検出センサＰＳＥを駆動し、上記被検出部の位置情報を検出する。位置検出センサＰＳＥは、第１検出ユニットＤＵ１とは異なる第２検出ユニットＤＵ２にて駆動される。第１検出ユニットＤＵ１は、被検出部の凹凸パターンを検出するセンシング駆動時に、上記位置情報に基づいて被検出部が位置する領域の複数の画素電極をセンシングの対象に設定する。
【0108】
被検出部の位置を特定するために用いる位置検出センサＰＳＥの電極としては、液晶表示装置ＤＳＰの電極のうち、各種の電極から選択することが可能である。 例えば、位置検出センサＰＳＥの電極として共通電極ＣＥを選択することができる。この場合、共通電極ＣＥは複数の電極で形成されている。例えば、上記複数の電極はマトリクス状に配置されている。第２検出ユニットＤＵ２は、各々の上記電極に第１信号Ｗｒを書込み、各々の上記電極から上記第１信号の変化を示す第２信号Ｒｅを読取る。上記のように、自己容量モードにて、被検出部の位置情報を検出することができる。
【0109】
又は、位置検出センサＰＳＥの電極としては、液晶表示装置ＤＳＰに付加される複数の位置検出電極Ｒｘを選択することができる。例えば、上記複数の位置検出電極Ｒｘはマトリクス状に配置されている。第２検出ユニットＤＵ２は、各々の位置検出電極Ｒｘに第１信号Ｗｒを書込み、各々の位置検出電極Ｒｘから上記第１信号の変化を示す第２信号Ｒｅを読取る。上記のように、自己容量モードにて、被検出部の位置情報を検出することができる。
【0110】
又は、位置検出センサＰＳＥの電極としては、共通電極ＣＥと、液晶表示装置ＤＳＰに付加される複数の位置検出電極Ｒｘと、の組合せを選択することができる。例えば、上記複数の位置検出電極Ｒｘと、共通電極ＣＥの複数の電極とは、交差して設けられている。第２検出ユニットＤＵ２は、共通電極ＣＥの各々の電極に第１信号Ｗｒを書込み、各々の位置検出電極Ｒｘから第２信号Ｒｅを読取る。上記のように、相互容量モードにて、被検出部の位置情報を検出することができる。 以下、本実施形態においては、位置検出センサＰＳＥの電極として、共通電極ＣＥと、複数の位置検出電極Ｒｘと、の組合せを選択し、相互容量モードにて被検出部の位置情報を検出するものとして説明する。
【0111】
始めに、第６の実施形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。図２０は、第６の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの構成を示す斜視図である。 図２０に示すように、液晶表示装置ＤＳＰは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルＰＮＬ、液晶表示パネルＰＮＬを駆動する駆動ＩＣ ＩＣ１、静電容量型の位置検出センサＰＳＥ、位置検出センサＰＳＥを駆動する駆動ＩＣ ＩＣ２、バックライトユニットＢＬ、制御モジュールＣＭ、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１、ＦＰＣ２、ＦＰＣ３などを備えている。本実施形態において、駆動ＩＣ ＩＣ１と駆動ＩＣ ＩＣ２とは、第２検出ユニットＤＵ２を形成している。液晶表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、液晶層と、を備えている。
【0112】
第１駆動部としての駆動ＩＣ ＩＣ１は、液晶表示パネルＰＮＬの第１基板ＳＵＢ１上に搭載されている。フレキシブル配線基板ＦＰＣ１は、液晶表示パネルＰＮＬと制御モジュールＣＭとを接続している。フレキシブル配線基板ＦＰＣ２は、位置検出センサＰＳＥのうちの位置検出電極Ｒｘと制御モジュールＣＭとを接続している。第２駆動部としての駆動ＩＣ ＩＣ２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ２上に搭載されている。
【0113】
駆動ＩＣ ＩＣ１及び駆動ＩＣ ＩＣ２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ２等を介して接続されている。例えば、フレキシブル配線基板ＦＰＣ２が第１基板ＳＵＢ１上に接続された分岐部ＦＰＣＢを有している場合、駆動ＩＣ ＩＣ１及び駆動ＩＣ ＩＣ２は、分岐部ＦＰＣＢ及び第１基板ＳＵＢ１上の配線を介して接続されていてもよい。また、駆動ＩＣ ＩＣ１及び駆動ＩＣ ＩＣ２は、フレキシブル配線基板ＦＰＣ１及びＦＰＣ２を介して接続されていてもよい。
【0114】
駆動ＩＣ ＩＣ２は、位置検出センサＰＳＥの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ＩＣ ＩＣ１に与えることができる。又は、駆動ＩＣ ＩＣ１は、後述する共通電極ＣＥの駆動時期を知らせるタイミング信号を駆動ＩＣ ＩＣ２に与えることができる。又は、制御モジュールＣＭは、駆動ＩＣ ＩＣ１及びＩＣ２にタイミング信号を与えることができる。上記タイミング信号により、駆動ＩＣ ＩＣ１の駆動と、駆動ＩＣ ＩＣ２の駆動との同期化を図ることができる。
【0115】
次に、上記した液晶表示装置ＤＳＰの画面への被検出部の接触あるいは接近を検出するための位置検出を行う位置検出駆動時の動作について説明する。すなわち、共通電極ＣＥに対しては、共通電極駆動回路から位置検出センサ駆動信号が与えられる。このような状態で、位置検出センサＰＳＥが共通電極ＣＥからのセンサ信号を受けることにより、位置検出が行われる。
【0116】
ここで、位置検出の一例の原理について図２１を参照しながら説明する。 図２１に示すように、位置検出センサＰＳＥは、複数の位置検出電極Ｒｘと、共通電極ＣＥとを備えている。共通電極ＣＥは、複数の分割電極ＣＥａを備えている。位置検出電極Ｒｘは、少なくとも表示領域ＤＡに位置している。位置検出電極Ｒｘが設けられる個所は、特に限定されるものではないが、位置検出電極Ｒｘは、第２基板ＳＵＢ２やカバー部材ＣＧに設けることができる。この場合、位置検出電極Ｒｘを細線で形成したり、メッシュ状に形成したりすることにより、位置検出電極Ｒｘの間や位置検出電極Ｒｘの内部に隙間を形成することができる。そして、上記隙間を通して、被検出部と画素電極とは、静電容量結合することができる。分割電極ＣＥａと位置検出電極Ｒｘとの間には、容量Ｃｃが存在する。すなわち、位置検出電極Ｒｘは分割電極ＣＥａ（共通電極ＣＥ）と静電容量結合する。分割電極ＣＥａの各々には、順次、所定の周期でパルス状の第１信号（センサ駆動信号）Ｗｒが供給される。この例では、利用者の指が特定の位置検出電極Ｒｘと分割電極ＣＥａとが交差する位置に近接して存在するものとする。位置検出電極Ｒｘに近接している利用者の指により、容量Ｃｘが生じる。分割電極ＣＥａにパルス状の第１信号Ｗｒが供給されたときに、特定の位置検出電極Ｒｘからは、他の位置検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルス状の第２信号（センサ出力値）Ｒｅが得られる。第２信号Ｒｅはリード線を介して得られる。すなわち、表示領域ＤＡにおける利用者の指の位置情報である入力位置情報を検出する際、駆動ＩＣ ＩＣ１（共通電極駆動回路）は共通電極ＣＥ（分割電極ＣＥａ）に対して第１信号Ｗｒを供給し、共通電極ＣＥと位置検出電極Ｒｘとの間にセンサ信号を発生させる。駆動ＩＣ ＩＣ２は、位置検出電極Ｒｘに接続されて上記センサ信号（例えば、位置検出電極Ｒｘに生じる静電容量）の変化を示す第２信号Ｒｅを読取る。
【0117】
駆動ＩＣ ＩＣ２又は制御モジュールＣＭは、第１信号Ｗｒが分割電極ＣＥａに供給されるタイミングと、各位置検出電極Ｒｘからの第２信号Ｒｅと、に基づいて、位置検出センサＰＳＥのＸ−Ｙ平面内での指の２次元位置情報を検出することができる。また、上記の容量Ｃｘは、指が位置検出電極Ｒｘに近い場合と、遠い場合とで異なる。このため、第２信号Ｒｅのレベルも指が位置検出電極Ｒｘに近い場合と、遠い場合とで異なる。したがって、駆動ＩＣ ＩＣ２又は制御モジュールＣＭでは、第２信号Ｒｅのレベルに基づいて、位置検出センサＰＳＥに対する指の近接度（第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する第３方向Ｚの距離）を検出することもできる。 上記のように、第２検出ユニットＤＵ２は、指の位置情報を検出する位置検出駆動時に、位置検出センサＰＳＥを駆動し、指の位置情報を検出している。なお、位置検出駆動時に、画素電極は電気的フローティング状態に切替えられる。
【0118】
次いで、第１検出ユニットＤＵ１は、指の指紋を検出するセンシング駆動時に、上記位置情報に基づいて指が位置する領域の複数の画素電極をセンシングの対象に設定する。第１検出ユニットＤＵ１は、上記対象の複数の画素電極の各々に、マルチプレクサＭＵ、対応する信号線Ｓ及び対応する画素スイッチを介して書込み信号Ｖｗを書込み、上記複数の画素電極の各々から書込み信号の変化を示す読取り信号Ｖｒを読取る。第１検出ユニットＤＵ１は、上記書込み信号Ｖｒと同期し位相及び振幅に関して書込み信号Ｖｒと同一である電位調整信号Ｖａを共通電極ＣＥに与える。
【0119】
上記のように構成された第６の実施形態に係るセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰ及びセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法によれば、液晶表示装置ＤＳＰは、上述した実施形態に係るセンサＳＥと同様、走査線と、信号線Ｘと、画素スイッチと、共通電極ＣＥと、画素電極と、走査線駆動回路と、マルチプレクサＭＵと、を備えている。このため、第６の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。 液晶表示装置ＤＳＰは、位置検出センサＰＳＥ及び第２検出ユニットＤＵ２をさらに備えている。これにより、表示領域ＤＡの全域を画素の精細度で細かくセンシングする必要はないため、センシングに要する時間期間の短縮を図ることができる。
【0120】
なお、本実施形態においても、複数の検出電極ＤＥを束ねたり、ずらしたりし、指紋を検出することができる。さらに、本実施形態においては、複数の検出電極ＤＥを束ねたり、ずらしたりし、指の位置情報を検出してもよい。この場合、液晶表示装置ＤＳＰへの位置検出電極Ｒｘ、第２検出ユニットＤＵ２などの付加を省略することができる。 上記のことから、検出精度に優れたセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰ及びセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法を得ることができる。
【0121】
（第７の実施形態） 次に、第７の実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰについて説明する。なお、本実施形態において、液晶表示装置はセンサ付き液晶表示装置である。
図２２に示すように、センシング領域ＳＡは、第５実施形態（図１８）と異なり、表示領域ＤＡの外側に位置している。表示領域ＤＡにおける表示駆動と、センシング領域ＳＡにおけるセンシング駆動とを独立して行うことができる。また、表示領域ＤＡの一部にセンシング領域ＳＡを設定する場合と比較して、表示領域ＤＡにおける表示品位の低下を抑制することができる。
【0122】
第１基板ＳＵＢ１を形成する際、表示領域ＤＡとセンシング領域ＳＡとを同一の製造プロセスを使用して形成することができる。上述した図４及び図１９を参照しながら説明すると、例えば、表示領域ＤＡにおける画素電極ＰＥと、センシング領域ＳＡにおける検出電極ＤＥとを、同層に設けることができる。ここでは、画素電極ＰＥと、検出電極ＤＥとは、第４絶縁膜１４の上に設けられている。 なお、上記第７の実施形態においても、第１モード（自己容量モード）及び第２モード（相互容量モード）の一方に切替えて、センシングを行うことが可能である。
上記のことから、第７の実施形態においても、検出精度に優れたセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰ及びセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法を得ることができる。
【0123】
（第８の実施形態） 次に、第８の実施形態に係る液晶表示装置ＤＳＰについて説明する。なお、本実施形態において、液晶表示装置はセンサ付き液晶表示装置である。
図２３に示すように、表示領域ＤＡには、複数の画素ＰＸがマトリクス状に並べられている。これらの画素ＰＸは、走査線駆動回路ＧＤに接続された複数の走査線Ｇと、マルチプレクサＭＵに接続された複数の信号線Ｓとにより、囲まれている。
【0124】
表示領域ＤＡの一部には、センシング領域ＳＡが設定されている。センシング領域ＳＡの内部は、図１に示したアクティブエリアＡＡの内部と同様に構成されている。このため、本実施形態においても、画素電極ＰＥと、検出電極ＤＥとを、同層に設けることができる。 上記のことから、第８の実施形態においても、検出精度に優れたセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰ及びセンサ付き液晶表示装置ＤＳＰの駆動方法を得ることができる。
【0125】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【0126】
例えば、マルチプレクサＭＵは、図２４に示すように構成されていてもよい。図５に示したマルチプレクサＭＵと比較すると、図２４に示す変形例のマルチプレクサＭＵは、各々の制御スイッチＣＳＷが単個のＮチャネル型の薄膜トランジスタで形成されている点と、接続線Ｗ２無しに形成されている点とで相違している。各々の制御スイッチＣＳＷは、接続線Ｗ１と信号線Ｓとを接続する状態と、信号線Ｓを電気的フローティング状態に切替える状態と、の何れか一方に切替えられる。
【0127】
駆動ＩＣ ＩＣ１及び駆動ＩＣ ＩＣ２は、一体に形成されていてもよい。すなわち、駆動ＩＣ ＩＣ１及び駆動ＩＣ ＩＣ２は、単一の駆動ＩＣに集約されていてもよい。 上述した回路、駆動ＩＣ、制御モジュールなどの制御部としては、制御線駆動回路ＣＤ（走査線駆動回路）、マルチプレクサＭＵ、制御モジュールＣＭ、駆動ＩＣ ＩＣ１，ＩＣ２に限定されるものではなく、種々変形可能であり、第１基板ＳＵＢ１（液晶表示パネルＰＮＬ）、位置検出電極Ｒｘ（位置検出センサＰＳＥ）を電気的に制御することができるものであればよい。
【0128】
上述した実施形態では、表示装置として、液晶表示装置を例に開示した。しかし、上述した実施形態は、有機ＥＬ（electroluminescent）表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパ型表示装置等、あらゆるフラットパネル型の表示装置に適用可能である。また、上述した実施形態は、中小型の表示装置から大型の表示装置まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0129】
ＳＥ…センサ、ＤＳＰ…液晶表示装置、ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＣＭ…制御モジュール、ＤＵ１…第１検出ユニット、ＳＵＢ１…第１基板、１０…第１絶縁基板、Ｃ…制御線、Ｓ…信号線、Ａ…補助配線、ＤＳ…検出スイッチ、ＣＥ…共通電極、ＯＰ…開口、ＤＥ…検出電極、ＳＨ…シールド電極、ＰＳＥ…位置検出センサ、Ｒｘ…位置検出電極、ＣＤ…制御線駆動回路、ＭＵ…マルチプレクサ、ＣＳＷ…制御スイッチ、ＩＣ１，ＩＣ２…駆動ＩＣ、ＤＵ２…第２検出ユニット、ＡＡ…アクティブエリア、ＤＡ…表示領域、ＳＡ…センシング領域、Ｖｗ…書込み信号、Ｖｒ…読取り信号、Ｖａ…電位調整信号Ｖ、Ｖｃｓｗ…制御信号、ＣＳ…駆動信号、Ｖｄｄ，Ｖｓｓ…電源電圧、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。