CN107545235B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种能够提高检测性能的显示装置。上述显示装置具有：显示面板，其包括在显示区域显示图像的显示功能层；盖部件，其具有第一面和第一面的相反侧的第二面，盖部件与显示面板相对；以及指纹传感器部，其包括多个第一检测电极、屏蔽电极和开关元件，多个第一检测电极设置在传感器基材，用于检测接触或接近盖部件的第一面的物体的凹凸，屏蔽电极与多个第一检测电极相对设置，用于抑制与第一检测电极之间的容量变化，开关元件分别对应于第一检测电极而设置，指纹传感器部设置在盖部件和显示面板之间，且当从对第一面垂直的方向看时与显示区域重叠配置。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置。
背景技术
在具备液晶面板等的显示装置中，有的装置有设置指纹传感器。指纹传感器通过检测基于指纹的凹凸的容量变化，来检测接触了显示装置的手指的指纹形状(例如，专利文献1)。指纹传感器的检测结果可用于例如个人认证等。指纹传感器的表面设置用于保护液晶面板等的玻璃盖，通过让手指接触或接近玻璃盖的表面，能够利用指纹传感器检测指纹。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开第2001-52148号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在液晶面板的显示区域配置指纹传感器时，会在指纹传感器和手指之间配置玻璃盖。因此，有时会出现手指和指纹传感器之间的距离变大，难以得到良好的检测灵敏度的情况。专利文献1记载的指纹读取装置设置有与液晶面板成为一个整体的用于检测指纹的检测电极。因此，在液晶面板上设置有玻璃盖的情况下，有时会出现玻璃盖的表面和检测电极之间的距离变大，检测性能降低的情况。
本发明的目的在于提供一种能够提高检测性能的显示装置。
解决课题的手段
本发明的一方面的显示装置，具有：显示面板，其包括在显示区域显示图像的显示功能层；盖部件，其具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面，盖部件与所述显示面板相对；以及指纹传感器部，其包括多个第一检测电极、屏蔽电极和开关元件，多个第一检测电极设置在传感器基材，用于检测接触或接近所述盖部件的第一面的物体的凹凸，屏蔽电极与多个所述第一检测电极相对而设置，用于抑制与所述第一检测电极之间的容量变化，开关元件分别对应于所述第一检测电极而设置，指纹传感器部设置在所述盖部件和所述显示面板之间，且当从对所述第一面垂直的方向看时与所述显示区域重叠设置。
附图说明
图1是第一实施方式的显示装置的俯视图。
图2是沿图1的II-II’线的截面图。
图3是表示指纹传感器部的简要截面构造的截面图。
图4是表示显示面板的简要截面构造的截面图。
图5是示出包括指纹传感器部的指纹检测装置的一个构成例的框图。
图6是用于说明自静电容量式的触摸检测的基本原理的说明图。
图7是表示自静电容量式的触摸检测的驱动信号及检测信号的波形的一例的图。
图8是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部的第一检测电极、屏蔽电极、栅极线及信号线的整体构成的俯视图。
图9是放大并示出第一检测电极及各配线的构成的示意俯视图。
图10是第一实施方式的指纹传感器部的时序波形图。
图11是用于说明第一检测电极及开关元件的构成的俯视图。
图12是沿图11的XII-XII’线的截面图。
图13是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部和柔性基板的连接构造的一例的截面图。
图14是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部和柔性基板的连接构造的其它例的截面图。
图15是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部和柔性基板的连接构造的其它例的立体图。
图16是表示第二实施方式的显示装置的俯视图。
图17是表示第二实施方式的变形例的显示装置的指纹传感器部的示意俯视图。
图18是表示第三实施方式的显示装置的示意俯视图。
图19是沿图18的XIX-XIX’线的截面图。
图20是用于说明第四实施方式的显示装置的像素的排列和第一检测电极的排列的关系的说明图。
图21是部分示出第五实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图22是示出第五实施方式的指纹传感器部的简要截面构造的截面图。
图23是用于说明显示装置的制造工序的一例的说明图。
图24是示出第六实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图25是示出第七实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图26是示出第八实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图27是示出第九实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图28是示出第十实施方式的显示装置的一个构成例的框图。
图29是用于说明互静电容量式的触摸检测的基本原理的说明图。
图30是示出用于说明互静电容量式的触摸检测的基本原理的等效电路的一例的说明图。
图31是表示互静电容量式的触摸检测的驱动信号及检测信号的波形的一例的图。
图32是示出第十实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图33是用于说明本实施方式的驱动电极和第二检测电极的关系的示意俯视图。
图34是用于说明本实施方式的触摸检测动作的示意图。
图35是第十实施方式的第一变形例的带检测功能的显示部的示意俯视图。
图36是第十实施方式的第二变形例的带检测功能的显示部的示意俯视图。
图37是示出第十一实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
符号说明
1、1A-1M、显示装置 6、液晶层
10、10A、10B、10C、10D、10E、指纹传感器部
11、11A、检测控制部 11B、显示控制部
12、栅极驱动器 14、第一检测电极驱动器
14A、驱动电极驱动器 15A、15B、15C、电路部
21、21A、91、传感器基材 22、配线层
25、25a、第一检测电极 26、屏蔽电极
30、显示面板 32、像素电极
33、共用电极 33A、驱动电极
34、35、偏光板 40、检测部
40A、触摸检测部 50、触摸传感器部
100、指纹检测装置 101、101A、101B、101C、101E、盖部件
101D、支承基板 102、102A、凹部
200、带检测功能的显示部 Ad、显示区域
Gd、框缘区域 Fd、FdA、指纹检测区域
GCL、栅极线 SGL、信号线
TDL、TDLA、TDLB、第二检测电极 Tr、第一开关元件
Trx、第二开关元件。
具体实施方式
参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细的说明。本发明不受以下实施方式所记载的内容的限定。而且，以下记载的构成要素中包含本领域技术人员可以容易想到的、实质上相同的内容。而且，下面记载的构成要素可适当地组合。另外，公开的只不过是一个例子，本领域技术人员在保持发明宗旨的适当变更的前提下容易想到的内容，应当包括在本发明的范围内。而且，为便于说明，相比实际的实施方式，附图对各部的宽度、厚度、形状等有时只是示意性地表示，只是一个例子，并不限制本发明的解释。此外，在本说明书和各个图中，对于已说明过的图中与上述内容相同的要素，有时采用相同的符号，并适当省略详细的说明。
(第一实施方式)
图1是第一实施方式的显示装置的俯视图。图2是沿图1的II-II’线的截面图。如图1所示那样，本实施方式的显示装置1具有：用于显示图像的显示区域Ad、设置在显示区域Ad的外侧的框缘区域Gd、与显示区域Ad的一部分重叠的指纹检测区域Fd。在本实施方式，指纹检测区域Fd 是沿显示区域Ad的短边的矩形状的区域，是用于检测接触或接近盖部件 101的手指等的表面的凹凸的区域。
如图2所示，本实施方式的显示装置1包括盖部件101、指纹传感器部10和显示面板30。盖部件101是具有第一面101a、和与第一面101a 相反侧的第二面101b的板状的部件。盖部件101的第一面101a是用于检测接触或接近的手指等的表面的凹凸的检测面，且是观察者用于辨认透过显示区域Ad的显示面板30的图像的显示面。在盖部件101的第二面101b 侧设置指纹传感器部10及显示面板30。盖部件101是用于保护指纹传感器部10及显示面板30的部件，覆盖指纹传感器部10及显示面板30而设置。盖部件101是例如玻璃基板或树脂基板。
另外，盖部件101、显示面板30均不限于在俯视图上为长方形状的情形，也可以是圆形、椭圆形、或这些外形形状的一部分欠缺的异形状的构成。此外，盖部件101和显示面板30的外形形状也可以不同，例如盖部件101为圆形，显示面板30为正多角形状等情形那样。盖部件101不限于平板状，也可以采用具有曲面的曲面显示器，例如，显示区域Ad由曲面构成，或框缘区域Gd向显示面板30侧弯曲等。
如图1及图2所示，在框缘区域Gd，盖部件101的第二面101b设置有装饰层110。装饰层110是光的透射率比盖部件101小的着色层，能够抑制与框缘区域Gd重叠而设置的配线或电路等被观察者辨认出。在图2 所示的例子中，装饰层110被设置在第二面101b上，但也可以设置在第一面101a上。此外，装饰层110不限于单层，也可以是重叠多个层的构成。
指纹传感器部10是用于检测接触或接近盖部件101的第一面101a的手指等的表面的凹凸的检测部。如图2所示，指纹传感器部10设置在盖部件101和显示面板30之间，从对第一面101a垂直的方向看时，与指纹检测区域Fd和框缘区域Gd的一部分重叠。指纹传感器部10安装有检测用IC18，其在框缘区域Gd连接至柔性基板76，用于控制指纹传感器部 10对柔性基板76的检测动作。
指纹传感器部10的一个面10a通过粘接层71与盖部件101的第二面 101b贴合，另一个面10b通过粘接层72与显示面板30的偏光板35贴合。指纹传感器部10的侧面10c设置在与显示区域Ad重叠的位置。通过对粘接层71及粘接层72使用具有透光性的液状的粘接剂，指纹传感器部10 的一个面10a、另一个面10b及侧面10c与粘接层71、粘接层72密合，从而成为埋入树脂层中的状态。因此，能够抑制在粘接层71及粘接层72 与指纹传感器部10之间产生气泡。另外，在图2等中，将粘接层71和粘接层72分在各层示出，但在对粘接层71及粘接层72使用相同材料时，也可以是粘接层71及粘接层72成为一体而不能辨认边界的构成。就是说，也可以是在一层树脂层中埋入指纹传感器部10的构成。
图3是表示指纹传感器部的简要截面构造的截面图。如图3所示，指纹传感器部10具有传感器基材21、配线层22、第一检测电极25、屏蔽电极(shield electrode)26。传感器基材21是聚酰亚胺树脂等的膜状的基材。或者，传感器基材21也可以是玻璃基板。
配线层22设置在传感器基材21上，包括第一开关元件Tr、栅极线 GCL、信号线SGL等各种配线。第一检测电极25设置在配线层22的上侧。第一检测电极25是指纹传感器部10的检测电极，输出基于接触或接近的手指的表面凹凸的容量变化的检测信号Vdet。来自第一检测电极25 的检测信号Vdet通过配线层22向安装在柔性基板76的检测用IC18输送。屏蔽电极26设置在第一检测电极25和配线层22之间。屏蔽电极26是第一检测电极25的屏蔽电极，在对第一检测电极25与盖部件101相反一侧，抑制基于手指等外部物体的存在的容量变化及电磁噪音等的影响。
在屏蔽电极26和第一检测电极25之间设置绝缘层56。另外，在第一检测电极25上设置绝缘层57。绝缘层57与图2所示的粘接层71接触，指纹传感器部10与盖部件101粘接。就是说，从盖部件101的检测面即第一面101a侧依次层叠第一检测电极25、屏蔽电极26、配线层22、传感器基体21。
第一检测电极25及屏蔽电极26可以使用ITO(氧化铟锡)等透光性导电材料。另外，传感器基材21也可使用具有透光性的材料。指纹传感器部10是具有透光性的传感器，即使是在被设置在显示区域Ad的一部分或整个面上的情况下，也能够抑制显示面板30的图像品质的下降。
如图2所示，显示面板30具有：像素基板30A、相对基板30B、设置在像素基板30A的下侧的偏光板34、设置在相对基板30B的上侧的偏光板35。像素基板30A通过柔性基板75连接有用于控制显示面板30的显示动作的显示用IC19。在本实施方式，显示面板30是使用液晶显示元件作为显示功能层的液晶面板。不限于此，显示面板30也可以是例如有机EL显示面板。另外，检测用IC18及显示用IC19也可以装备在模块外部的控制基板上。或者，检测用IC18可以装备在指纹传感器部10的传感器基材21上，显示用IC19可以装备在像素基板30A的第一基板31(参照图4)上。
图4是表示显示面板的简要截面构造的截面图。像素基板30A包括第一基板31、像素电极32、共用电极33。共用电极33设置在第一基板31 上。像素电极32通过绝缘层38设置在共用电极33的上侧，在俯视图上多个配置成矩阵状。像素电极32对应于构成显示面板30的各像素Pix的子像素而设置，供应用于进行显示动作的像素信号。此外，共用电极33 供应直流的显示用驱动信号，作为对多个像素电极32的共用电极而发挥作用。
在本实施方式，对第一基板31依次层叠有共用电极33、绝缘层38、像素电极32。在第一基板31的下侧，通过粘接层设置偏光板34。第一基板31配置显示用的开关元件TFT(薄膜场效应晶体管)(图4省略)。像素电极32及共用电极33可以使用例如ITO等具有透光性的导电性材料。
另外，多个像素电极32的排列不仅可以采用沿第一方向及与该第一方向垂直的第二方向排列的矩阵状的排列，也可以采用相邻的像素电极32 彼此在第一方向或第二方向错位配置的构成。此外，由于相邻的像素电极 32的大小不同，也可以采用下述构成，即：对构成排列在第一方向的像素列的一个像素电极32，在该像素电极的一侧排列两个或三个的多个像素电极32。
相对基板30B包括：第二基板36、形成在该第二基板36的一个面上的滤色片37。滤色片37在与第一基板31垂直的方向上与液晶层6相对。并且，在第二基板36上，通过粘接层设置有偏光板35。另外，滤色片37 也可以配置在第一基板31上。在本实施方式，第一基板31及第二基板36 是例如玻璃基板或树脂基板。
在第一基板31和第二基板36之间设置液晶层6。液晶层6是基于电场的状态调制通过此处的光的层，例如，可以使用包括FFS(边缘场切换技术)的IPS(面内切换)等横电场模式的液晶。另外，也可以在图4所示的液晶层6和像素基板30A之间、以及液晶层6和相对基板30B之间分别设置取向膜。
在第一基板31的下方设置图中没有示出的照明部(背光)。照明部具有例如LED等光源，向第一基板31射出来自光源的光。来自照明部的光通过像素基板30A，由于该位置的液晶的状态，光被遮挡，通过未射出的部分和射出的部分切换，而在显示面(第一面101a)上显示图像。
如图2所示，显示面板30在指纹检测区域Fd通过设置在偏光板35 上的粘接层72与指纹传感器部10贴合。并且，在显示区域Ad中不与指纹检测区域Fd重叠的区域上，显示面板30不通过指纹传感器部10，而是通过粘接层71、粘接层72与盖部件101贴合。
如图2所示，指纹传感器部10在与盖部件101的第二面101b垂直的方向上，设置在比显示面板30更靠近盖部件101的位置。通过这样的构成，例如，与和显示面板30一体地设置有指纹检测用的检测电极的情况相比，能够减小检测电极即第一检测电极25和检测面即第一面101a之间的距离。因此，根据本实施方式的显示装置1，能够提高检测性能。
接下来，对指纹传感器部10的详细构成进行说明。图5是示出包括指纹传感器部的指纹检测装置的一个构成例的框图。如图5所示，指纹检测装置100具备：指纹传感器部10、检测控制部11、栅极驱动器12、第一检测电极驱动器14和检测部40。
指纹传感器部10根据栅极驱动器12所供应的扫描信号Vscan，逐次扫描一个检测块进行检测。指纹传感器部10基于自静电容量式的检测原理，通过检测接触或接近的手指表面的凹凸来检测指纹的形状。
检测控制部11是分别对栅极驱动器12、第一检测电极驱动器14、检测部40供应控制信号，并进行控制，以使它们彼此同步而动作的电路。栅极驱动器12基于检测控制部11所供应的控制信号，依次选择包括指纹传感器部10的检测驱动对象即多个第一检测电极25在内的第一检测电极块25A。第一检测电极驱动器14基于检测控制部11所供应的控制信号，对指纹传感器部10的检测驱动对象即第一检测电极25供应驱动信号Vf。
检测部40是基于检测控制部11所供应的控制信号、指纹传感器部10 所供应的检测信号Vdet，以频繁的节距检测有无触摸的电路。检测部40 具备：检测信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部 45、合成部46、检测定时控制部47。检测定时控制部47基于检测控制部 11所供应的控制信号进行控制，以使检测信号放大部42、A/D转换部43、信号处理部44、坐标提取部45、合成部46同步动作。
检测信号Vdet被从指纹传感器部10供应给检测部40的检测信号放大部42。检测信号放大部42放大检测信号Vdet。A/D转换部43在与驱动信号Vf同步的时间，分别对检测信号放大部42所输出的模拟信号采样，并转换成数字信号。
信号处理部44是基于A/D转换部43的输出信号，检测有无对指纹传感器部10的触摸的逻辑电路。信号处理部44进行取出手指的检测信号的差分的信号(绝对值∣△V∣)的处理。信号处理部44将绝对值∣△V∣与规定阈值的电压进行比较，如果该绝对值∣△V∣不足阈值电压，则判断为外部接近物体是非接触状态。另一方面，如果信号处理部44的绝对值∣△V∣在阈值电压以上，则判断为外部接近物体是接触状态。如此地，检测部40能够进行触摸检测。
坐标提取部45是在信号处理部44被检测到触摸时，求出该检测坐标的逻辑电路。坐标提取部45向合成部46输出检测坐标。合成部46组合指纹传感器部10所输出的检测信号Vdet，生成表示接触或接近的物体的形状的二维信息。合成部46将二维信息作为检测部40的输出Vout而输出。或者，合成部46也可以生成基于二维信息的图像，并将图像信息作为输出Vout。
上述检测用IC18(参照图2)作为图5所示的检测部40发挥作用。检测部40的部分功能可以包括在显示用IC19中，也可以作为外部的MPU (微处理单元)功能而设定。
如上所述，指纹传感器部10基于静电容量型的触摸检测的基本原理而动作。接下来，参照图6及图7，对本实施方式的指纹传感器部的自静电容量式的触摸检测的基本原理进行说明。图6是用于说明自静电容量式的触摸检测的基本原理的说明图。在图6，以手指作为外部检测物体举例说明。图7是表示自静电容量式的触摸检测的驱动信号及检测信号的波形的一例的图。另外，图6同时示出了检测电路。
在手指充分离开的状态下，检测电极E1被施加规定频率(例如数kHz 至数百kHz左右)的交流方波Sg。检测电极E1具有静电容量C1，基于静电容量C1的电流流动。电压检测器DET将基于交流方波Sg的电流的变动转换成电压的变动(实线的波形V4(参照图7))。
接下来，如图6所示，在手指接触或接近的状态下，手指与检测电极 E1之间的静电容量C2施加在检测电极E1的静电容量C1上。因此，交流方波Sg被施加在检测电极E1后，基于静电容量C1及静电容量C2的电流流动。如图7所示那样，电压检测器DET将基于交流方波Sg的电流的变动转换成电压的变动(虚线的波形V5)。然后，根据波形V4和波形 V5的差分的绝对值|△V|，能够测量有无手指(有无触摸)。
具体而言，在图7，在时刻T01的定时，交流方波Sg使相当于电压 V0的电压电平上升。这时，由于开关SW1接通，开关SW2断开，因此，检测电极E1的电位也上升至电压V0。接下来，在T11的定时前使开关SW1 断开。这时，检测电极E1处于浮置状态，通过检测电极E1的静电容量 C1(或C1+C2，参照图6)检测电极E1的电位得以维持为V0。而且，在 T11的定时前进行电压检测器DET的复位动作。
接着，在时刻T11的定时使开关SW2接通后，蓄积在检测电极E1的静电容量器C1(或C1+C2)中的电荷会移动至电压检测器DET内的容量器C3，因此，电压检测器DET的输出会上升(参照图7的检测信号Vdet)。在手指等没有接近检测电极E1时，电压检测器DET的输出(检测信号 Vdet)变成以实线表示的波形V4，Vdet＝C1×V0/C3。被附加基于手指等的影响的静电容量时，变成以虚线表示的波形V5，Vdet＝(C1+C2)×V0/C3。
然后，通过在时刻T31的定时使开关SW2断开，使开关SW1及开关SW3接通，使得检测电极E1的电位成为和交流方波Sg同电位的低电平，同时使电压检测器DET复位。在规定的频率(例如，数kHz至数百kHz 左右)重复以上动作。
图8是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部的第一检测电极、屏蔽电极、栅极线及信号线的整体构成的俯视图。图9是放大并示出第一检测电极及各配线的构成的俯视图。
如图8所示那样，指纹传感器部10的传感器基材21在从对盖部件101 的第一面101a(参照图2)垂直的方向看时，与显示区域Ad的一部分即指纹检测区域Fd、框缘区域Gd的一部分重叠而设置。与传感器基材21 的连接柔性基板76的一侧相反侧的端部21c沿显示区域Ad的短边而设置，与框缘区域Gd、显示区域Ad及框缘区域Gd重叠。传感器基材21是在沿显示区域Ad的短边的方向上具有长边的矩形状，但不限于此，也可以适当变更。
另外，盖部件101设置在比指纹传感器部10更靠近上侧处，但在图8，为便于看图，使用点划线表示盖部件101及装饰层110。如图8所示那样，装饰层110对盖部件101的外周有间隔地设置，但不限于此，也可以设置到至盖部件101的外围一致的位置。
第一检测电极25在显示区域Ad的部分指纹检测区域Fd上，以行列状设置有多个。第一检测电极25均是菱形形状，以菱形形状的各边彼此相对的方式设置。在图8，为便于看图，只示出了部分第一检测电极25，但第一检测电极25也可以设置在整个指纹检测区域Fd上。
屏蔽电极26与第一检测电极25重叠，连续设置在整个指纹检测区域 Fd上。也就是说，第一检测电极25具有比屏蔽电极26小的面积，对一个屏蔽电极26排列多个第一检测电极25。另外，在图8，在指纹检测区域Fd上设置有一个屏蔽电极26，也可以设置多个屏蔽电极26，例如，也可以矩阵状排列多个屏蔽电极26。
如图8及图9所示，多条栅极线GCL及多条信号线SGL与屏蔽电极 26重叠而设置。栅极线GCL相对于沿显示区域Ad的长边的方向而倾斜。信号线SGL相对于沿显示区域Ad的长边的方向，向与栅极线GCL相反的方向倾斜。信号线SGL和栅极线GCL互相交叉设置成网状。在由信号线SGL和栅极线GCL围成的区域分别设置菱形状的第一检测电极25。第一检测电极25是四个边长度相等的菱形形状，但不限于此，例如，也可以是平行四边形、矩形或正方形形状。
如图8所示，在框缘区域Gd，在传感器基材21上形成有包括上述栅极驱动器12、第一检测电极驱动器14等驱动电路在内的电路部15A、15B、 15C。栅极驱动器12包括生成扫描信号Vscan的扫描信号生成部、以及选择栅极线GCL的栅极扫描器等。此外，第一检测电极驱动器14包括：生成检测用的驱动信号Vf的驱动信号生成部、以及选择信号线SGL的多路复用器等的选择电路。
电路部15A设置在框缘区域Gd的短边，即与连接有柔性基板76的一侧的框缘区域Gd重叠的位置上，与框缘区域Gd的短边侧的信号线SGL 及栅极线GCL连接。电路部15B设置在框缘区域Gd的长边的一方，电路部15C设置在框缘区域Gd的长边的另一方。电路部15B、15C分别与框缘区域Gd的长边侧的信号线SGL及栅极线GCL连接。
电路部15B、15C分别通过配线L1、L2与电路部15A电连接。电路部15A、15B、15C与柔性基板76电连接，根据来自检测用IC18的控制信号动作。通过电路部15A、15B、15C，指纹检测区域Fd的多个第一检测电极25被依次选择并驱动。
如此地，由于电路部15A、15B、15C和第一检测电极25设置在相同的传感器基材21上，因此，能够缩短连接电路部15A、15B、15C和第一检测电极25的各种配线的长度。因此，能够使得对多数第一检测电极25 的检测动作的响应性提高，从而能够提高检测性能。
如图9所示，在信号线SGL和栅极线GCL的交叉部分别设置第一开关元件Tr及第二开关元件Trx。第一开关元件Tr及第二开关元件Trx分别设置在对应于第一检测电极25的位置上。第一开关元件Tr能够切换信号线SGL和第一检测电极25之间的连接和断开。第二开关元件Trx能够切换第一检测电极25和屏蔽电极26之间的连接和断开。
第一开关元件Tr是由薄膜晶体管构成的元件，在本例中，由n沟道的MOS(金属氧化物半导体)型TFT构成。第二开关元件Trx进行与第一开关元件Tr相反的切换动作。在本例，由p沟道的MOS型TFT构成。相同的扫描信号被供给第一开关元件Tr和第二开关元件Trx，例如，扫描信号为高电平时，第一开关元件Tr接通，第二开关元件Trx断开。扫描信号为低电平时，第一开关元件Tr断开，第二开关元件Trx接通。
如图8所示，栅极线GCL连接至设置在传感器基材21上的栅极驱动器12。栅极驱动器12依次选择图9所示的多条栅极线GCL(n)、GCL (n+1)、……GCL(n+4)，对被选择的栅极线GCL(n)、GCL(n+1)、…… GCL(n+4)依次供应扫描信号Vscan。第一开关元件Tr能够根据扫描信号Vscan进行接通和断开的切换。沿栅极线GCL排列的多个第一检测电极25作为检测对象的第一检测电极块25A被选择。高电平的扫描信号 Vscan被供应至对应于第一检测电极块25A的各第一检测电极25的第一开关元件Tr。
信号线SGL连接至设置在传感器基材21上的第一检测电极驱动器14。第一检测电极驱动器14依次选择多条信号线SGL(m)、SGL(m+1)、…… SGL(m+4)，向被选择的信号线SGL(m)、SGL(m+1)、……SGL(m+4) 供应驱动信号Vf。由此，驱动信号Vf通过信号线SGL及第一开关元件 Tr被供应至检测对象第一检测电极块25A的各第一检测电极25。各第一检测电极25被供应驱动信号Vf之后，通过信号线SGL向上述检测用IC18 输出基于静电容量变化的信号。由此，能够检测接触或接近的手指的指纹。第一检测电极25对应于上述自静电容量式的触摸检测的基本原理的检测电极E1。
如图9所示，屏蔽电极26通过接触孔H1而连接有导电性配线51。在本实施方式，一个屏蔽电极26连接有一条导电性配线51。导电性配线 51从指纹检测区域Fd被引出至框缘区域Gd，连接至电路部15A。电路部 15A对导电性配线51供应保护信号Vsgl。保护信号Vsgl是具有和驱动信号Vf同步的相同的波形的电压信号。保护信号Vsgl是抑制驱动信号Vf 被供给时的第一检测电极25和屏蔽电极26之间的容量变化的电压信号。通过驱动信号Vf被供给第一检测电极25，保护信号Vsgl同步地被供给屏蔽电极26，使得与第一检测电极25相对的屏蔽电极26可以在和第一检测电极25相同的电位摆动。由此，可以减小驱动信号Vf被供应时第一检测电极25和屏蔽电极26之间的寄生容量。因此，能够抑制指纹传感器部10 的检测灵敏度的下降。
在图9，屏蔽电极26的中间部分与导电性配线51连接，但屏蔽电极 26的端部也可以与导电性配线51连接。另外，可以在一条导电性配线51 的多处设置多个屏蔽电极26，也可以对一个屏蔽电极26设置多条导电性配线51，在多处连接。
另外，第一检测电极25能够通过第二开关元件Trx与屏蔽电极26连接。多个第一检测电极25中，未作为检测对象的第一检测电极块25A被选择的的第一检测电极25中，第一开关元件Tr断开，第二开关元件Trx 接通。因此，保护信号Vsgl通过屏蔽电极26被供应给第一检测电极块25A (n)的周围的第一检测电极25。因此，被作为检测对象选择的第一检测电极块25A(n)的周围的电极变得可在和第一检测电极块25A(n)相同的电位摆动。由此，第一检测电极块25A(n)的各第一检测电极25和其周围的第一检测电极25之间的寄生容量会减小。因此，能够抑制指纹传感器部10的检测灵敏度的下降。
栅极线GCL、信号线SGL及导电性配线51由铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或它们的合金的至少一个金属材料形成。并且，导电性配线51可以使用这些金属材料的一种以上作为多个层叠的层叠体。此外，为抑制反射率，优选对栅极线GCL、信号线SGL及导电性配线51的最表面进行黑色化处理。
如图9所示，导电性配线51与信号线SGL重叠而设，沿信号线SGL 设置。因此，能够抑制信号线SGL被辨认出。另外，导电性配线51、信号线SGL及栅极线GCL相对于沿显示区域Ad的长边的方向倾斜而设置。也就是说，由于导电性配线51、信号线SGL及栅极线GCL变成对显示面板30的像素Pix的排列方向倾斜，因而能够抑制莫尔条纹的产生。
接下来，对指纹传感器部10的检测动作的一例进行说明。图10是第一实施方式的指纹传感器部的时序波形图。如图10所示，检测期间Pt1、 Pt2、Pt3……按照时间分割而设置。在检测期间Pt1，第n个栅极线GCL (n)被选择，扫描信号Vscan接通(高电平)。连接至第n个栅极线GCL (n)的第一开关元件Tr被供应扫描信号Vscan而接通。由此，驱动信号 Vf通过信号线SGL(n)被供应至对应于栅极线GCL(n)的第一检测电极块25A(n)的各第一检测电极25。
在检测期间Pt1，保护信号Vsgl被供应至屏蔽电极26。并且，在未被选择的栅极线GCL(n+1)、GCL(n+2)，扫描信号Vscan断开(低电平)。因此，连接至栅极线GCL(n+1)、GCL(n+2)的第二开关元件Trx接通。保护信号Vsgl通过屏蔽电极26被供给未被选择的第一检测电极块 25A(n+1)、25A(n+2)……。由此，第一检测电极25和屏蔽电极26的寄生容量、以及第一检测电极块25A(n)和第一检测电极块25A(n)的周围的第一检测电极25之间的寄生容量会降低。因此，能够抑制指纹传感器部10的检测灵敏度的下降。
接着，在检测期间Pt2，第n+1个栅极线GCL(n+1)被选择，扫描信号Vscan接通(高电平)。连接至第n+1个栅极线GCL(n+1)的第一开关元件Tr被供应扫描信号Vscan而接通。由此，驱动信号Vf通过信号线SGL(n+1)被供给对应于栅极线GCL(n+1)的第一检测电极块25A(n+1)的各第一检测电极25。在检测期间Pt2，保护信号Vsgl被供给屏蔽电极26及未被选择的第一检测电极块25A(n)、25A(n+2)。
在检测期间Pt3，第n+2个栅极线GCL(n+2)被选择，扫描信号Vscan 接通(高电平)。连接至第n+2个栅极线GCL(n+2)的第一开关元件Tr 被供应扫描信号Vscan而接通。由此，驱动信号Vf通过信号线SGL(n+2) 被供给对应于栅极线GCL(n+2)的第一检测电极块25A(n+2)的各第一检测电极25。在检测期间Pt3，保护信号Vsgl被供给屏蔽电极26及未被选择的第一检测电极块25A(n)、25A(n+1)。
通过重复这个操作，在指纹检测区域Fd，检测信号Vdet基于上述自静电容量式的检测原理而从手指接触或接近的位置的第一检测电极25输出至检测部40(参照图1)。如此，利用指纹传感器部10进行指纹的检测动作。
接下来，对第一检测电极25、屏蔽电极26、第一开关元件Tr及第二开关元件Trx的构成进行说明。图11是用于说明第一检测电极及开关元件的构成的俯视图。图12是沿图11的XII-XII’线的截面图。
如图11所示，相邻的第一检测电极25的边彼此离开并相对，栅极线 GCL及信号线SGL交叉地设置在第一检测电极25之间。在栅极线GCL 和信号线SGL的交叉部分的附近，第一检测电极25通过接触孔H4与第一开关元件Tr的漏极电极63连接。另外，在图12，为便于看图而省略了屏蔽电极26，但如上所述，屏蔽电极26与多个第一检测电极25、栅极线 GCL及信号线SGL重叠而设置。
如图11及图12所示，第一开关元件Tr包括：半导体层61、源极电极62、漏极电极63及栅极电极64。并且，第二开关元件Trx包括：半导体层65、源极电极66、漏极电极67及栅极电极68。另外，在本例，第二开关元件Trx的漏极电极67可以和第一开关元件Tr的漏极电极63使用共同的电极。
如图12所示，传感器基材21包括：膜基材21b、设置在膜基材21b 上的树脂层21a。传感器基材21的树脂层21a上设置有栅极电极64及栅极电极68(栅极线GCL)。栅极电极64及栅极电极68(栅极线GCL)的上侧通过绝缘层58a设置有半导体层61及半导体层65。在半导体层61 及半导体层65的上侧，通过绝缘层58b设置漏极电极63、漏极电极67、源极电极62(信号线SGL)以及源极电极66。在漏极电极63、漏极电极 67、源极电极62(信号线SGL)以及源极电极66的上侧通过平坦化层59 设置导电性配线51。在导电性配线51的上侧，通过绝缘层58c设置屏蔽电极26。如上所述，在屏蔽电极26的上侧设置绝缘层56，在绝缘层56 上设置第一检测电极25。
如图12所示，第二开关元件Trx与第一开关元件Tr设置在同一层。不限于此，第二开关元件Trx也可以与第一开关元件Tr设置在不同的层。
如图11及图12所示，在第一开关元件Tr，半导体层61通过接触孔 H3连接至漏极电极63。半导体层61在俯视图上与栅极线GCL交叉。在栅极线GCL与半导体层61重叠的部分作为栅极电极64而发挥作用。半导体层61沿信号线SGL而设，向与信号线SGL重叠的位置弯曲。半导体层61通过接触孔H2与信号线SGL电连接。其中，在信号线SGL，与半导体层61重叠的部分作为源极电极62而发挥作用。如此，信号线SGL 和第一开关元件Tr以及栅极线GCL和第一开关元件Tr电连接。另外，在图11，半导体层61和栅极线GCL交叉的部分是一处，但也可以弯曲以使得和栅极线GCL交叉两次。
在第二开关元件Trx中，半导体层65通过接触孔H9连接至漏极电极 67。漏极电极67通过接触孔H4与第一检测电极25连接。半导体层65 沿信号线SGL设置，在俯视图上与栅极线GCL交叉。在栅极线GCL上，与半导体层65重叠的部分作为栅极电极68而发挥作用。如图11所示，第二开关元件Trx的栅极电极68从栅极线GCL分支而设置，与第一开关元件Tr的栅极电极64电连接。就是说，第一开关元件Tr和第二开关元件Trx共有栅极线GCL。半导体层65通过接触孔H10与源极电极66连接，源极电极66通过接触孔H11与屏蔽电极26连接。如此地，第一检测电极25和第二开关元件Trx、以及屏蔽电极26和第二开关元件Trx电连接。
作为半导体层61、65的材料，可以使用多晶硅或氧化物半导体等公知的材料。例如，可以使用TAOS(Transparent Amorphous Oxide Semiconductor、透明非晶氧化物半导体)。
如图11所示，导电性配线51连接有tab部51a。tab部51a设置在信号线SGL和栅极线GCL的交叉部的附近，向与导电性配线51交叉的方向突出。tab部51a设置在不与信号线SGL重叠的位置上，通过接触孔H1 与屏蔽电极26(在图11省略图示)电连接。如此地，屏蔽电极26与导电性配线51电连接。
通过这样的构成，第一检测电极25被设置在比第一开关元件Tr、第二开关元件Trx、屏蔽电极26及各配线更靠近盖部件101的检测面即第一面101a一侧。由此，检测对象即手指与第一检测电极25的距离变短，可得到良好的检测灵敏度。另外，在第一检测电极25与第一开关元件Tr、第二开关元件Trx及各配线之间设置有屏蔽电极26。由此，能够抑制基于各配线的电压变动的第一检测电极25的容量变化。
接下来，对指纹传感器部10和柔性基板76的连接构造进行说明。图 13是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部与柔性基板的连接构造的一例的截面图。在图3所示的例子中，传感器基材21的上表面侧连接有柔性基板76，但不限于此。
如图13所示，配线L3从设置在传感器基材21上的电路部15引出。另外，在图13，电路部15示意性地示出包括上述栅极驱动器12、第一检测电极驱动器14等驱动电路在内的电路部。配线L3的端子部78通过通孔TH与设置在传感器基材21的下表面的柔性基板76电连接。通过这样的构成，能够对着设置电路部15及配线L3的表面，使柔性基板76连接至相反一侧的表面上。因此，在图13所示的例子中，能够增大柔性基板 76的连接位置及配线L3的牵绕的自由度。
图14是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部和柔性基板的连接构造的其它例的截面图。图15是示意性地示出第一实施方式的指纹传感器部和柔性基板的连接构造的其它例的立体图。如图14所示那样，传感器基材21A可以使用例如薄板的玻璃基板或树脂膜基材。在传感器基材 21A的上表面设置从电路部15引出的配线L3和端子部78。在传感器基材21A的下表面设置柔性基板76。配线L3通过导电体81与柔性基板76 电连接。
如图15所示，导电体81覆盖传感器基材21A的端子部78而设置。另外，导电体81被连续地设置在传感器基材21A的上表面21Aa、侧面 21Ab及柔性基板76的上表面76a上，连接至配线76B的端子部76A。由此，传感器基材21A的配线L3和柔性基板76的配线76B通过导电体81 电连接。通过图14及图15所示的构成，能够对着设置电路部15及配线 L3的表面，使柔性基板76连接在相反侧的表面上。
导电体81通过例如利用分配器等吐出导电性的液状组合物或粘性组合物而形成。作为导电体81，可以举例如银膏等导电膏。这时，通过将导电膏调整至合适的粘度，能够在由传感器基材21A和柔性基板76形成的段差部抑制断线，并连续地设置导电体81。
如上所述，本实施方式的显示装置1具有：显示面板30，其包括在显示区域Ad显示图像的液晶层6(显示功能层)；盖部件101，其具有第一面101a和所述第一面101a的相反一侧的第二面101b，与所述显示面板 30相对；以及指纹传感器部10，其包括设置在传感器基材21，用于检测接触或接近所述盖部件101的第一面101a的手指表面的凹凸多个第一检测电极25、与多个所述第一检测电极25相对而设置，用于抑制与所述第一检测电极25之间的容量变化的屏蔽电极26、分别对应于所述第一检测电极25而设置的第一开关电极Tr，设置在显示区域Ad，且在盖部件101 和所述显示面板30之间。
根据这种方式，指纹传感器部10设置在比显示面板30更靠近盖部件 101侧。由此，例如，相比以和显示面板30一体的方式设置指纹检测用的检测电极的情况，能够缩短检测电极即第一检测电极25和检测面即第一面101a的距离。因此，根据本实施方式的显示装置1，能够提高检测性能。另外，指纹传感器部10根据自静电容量式的检测原理检测接触或接近的手指等的凹凸。由此，与互静电容量式相比，能够提高驱动信号Vf被供给第一检测电极25时的，针对盖部件101的第一面101a垂直的方向上的电场强度。本实施方式的显示装置1能够在减小指纹传感器部10的第一检测电极25的面积并提高检测的分辨率的同时，得到良好的检测灵敏度。
而且，由于还设置有与第一检测电极25相对的屏蔽电极26，因此，能够抑制与盖部件101相反一侧的第一检测电极25的容量变化。因此，本实施方式的显示装置1能够抑制指纹传感器部10的检测灵敏度的下降。
(第二实施方式)
图16是表示第二实施方式的显示装置的示意俯视图。如图16所示，在本实施方式的显示装置1A，指纹传感器部10A设置在显示区域Ad的短边的中间部分。在显示区域Ad的短边的两端侧，换言之，在显示区域 Ad的角部没有设置指纹传感器部10A。在沿显示区域Ad的短边的方向上与指纹传感器部10A相邻的区域设置使显示面板30和盖部件101贴合的粘接层71及粘接层72(在图16中未图示出)。
在本实施方式，指纹检测区域Fd是与显示区域Ad重叠的区域，且是从显示区域Ad的短边的中间部分向面内方向中间部突出的矩形状的区域。传感器基材21被连续地设置在指纹检测区域Fd及框缘区域Gd。
第一检测电极25、屏蔽电极26、栅极线GCL、信号线SGL等的构成和上述第一实施方式同样，驱动信号Vf被供给第一检测电极25，基于第一检测电极25的容量变化的检测信号Vdet被输出。检测部40(参照图5) 根据第一检测电极25所输出的检测信号Vdet，能够检测接触或接近指纹检测区域Fd的手指等的表面凹凸。
在本实施方式，由于指纹传感器部10A的第一检测电极25只设置在显示区域Ad的短边的中间部分，因此，包括栅极驱动器12、第一检测电极驱动器14在内的电路部15就只设置在框缘区域Gd的短边的中间部分。栅极线GCL及信号线SGL被引出至框缘区域Gd的短边并连接至电路部 15。由于栅极驱动器12、第一检测电极驱动器14等驱动电路和第一检测电极25被设置在相同的传感器基材21上，因此，能够提高检测动作的响应性，提高检测性能。此外，由于和第一实施方式相比，指纹检测区域 Fd的面积小，因此，能够缩短检测所需的时间，减小检测部40的运算处理的负担。
指纹传感器部10A是具有透光性的指纹传感器部，是通过粘接层72 (参照图2)和显示面板30一同设置的构成。因此，基于显示面板30的偏光板35等各部件、以及各电极的配置等的限制少，能够提高指纹传感器部10A的大小以及配置的自由度。因此，如图16所示那样，即使是在缩小指纹检测区域Fd并只设置在显示区域Ad的一部分的情况下，也容易对应指纹检测区域Fd而设置指纹传感器部10A。
另外，如图16所示那样，可以将比指纹检测区域Fd更小范围的指纹检测区域FdA作为用于进行指纹检测的检测区域。这时，在指纹检测区域 FdA设置第一检测电极25、栅极线GCL及信号线SGL。在比指纹检测区域FdA更外侧的区域上没有设置第一检测电极25，或者，也可以设置不作为检测电极发挥作用的虚拟电极。由于设置在指纹检测区域FdA的栅极线GCL及信号线SGL被引出至比指纹检测区域FdA更外侧的区域，因此，优选在传感器基材21的比指纹检测区域FdA更外侧的区域设置虚拟配线。虚拟配线可以使用和栅极线GCL及信号线SGL相同的材料，并以和栅极线GCL及信号线SGL相同的间距排列。由此，在传感器基材21整体上排列各配线并设置有栅极线GCL及信号线SGL的部分与设置有虚拟配线的部分之间的光的透射率的差会减小，因此，能够增强可辨认性。
图17是表示第二实施方式的变形例的显示装置的指纹传感器部的示意俯视图。在本变形例的显示装置1B中，和图16所示的例子同样，指纹检测区域Fd是与显示区域Ad重叠的区域，且是从显示区域Ad的短边的中间部分向面内方向中间部分突出的矩形状的区域。指纹传感器部10B的传感器基材21在显示区域Ad的沿短边的方向上，也被设置在比指纹检测区域Fd更外侧处与框缘区域Gd的长边重叠的位置。
如图17所示，在指纹检测区域Fd设置第一检测电极25，在显示区域Ad的沿短边的方向上，与指纹检测区域Fd相邻而设置有虚拟区域Dd1、 Dd2。在虚拟区域Dd1、Dd2，传感器基材21设置有沿栅极线GCL设置的虚拟配线DL1、沿信号线SGL设置的虚拟配线DL2。虚拟配线DL1、 DL2分别使用和栅极线GCL、信号线SGL相同的材料，并以和栅极线GCL、信号线SGL的排列间距相等的间距排列。
虚拟区域Dd1的虚拟配线DL1、DL2中，通过狭缝SL1，指纹检测区域Fd的栅极线GCL及信号线SGL被电分离。并且，虚拟区域Dd2的虚拟配线DL1、DL2中，通过狭缝SL2，指纹检测区域Fd的栅极线GCL 及信号线SGL被电分离。虚拟配线DL1、DL2没有与电路部15的栅极驱动器12及第一检测电极驱动器14连接，是不被用于检测动作的配线。
通过这样的构成，即使是只在显示区域Ad的一部分设置指纹检测区域Fd的情况下，也能够减小指纹检测区域Fd和虚拟区域Dd1、Dd2之间的光的透射率的差，因此，能够增强显示图像的可辨认性。
另外，在图17，虚拟区域Dd1、Dd2设置在显示区域Ad的一部分，但不限于此，也可以设置在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域的整体上。另外，在图17虽没有示出，但也可以在虚拟区域Dd1、Dd2 设置不作为检测电极起作用的虚拟电极，并使该虚拟电极成为和第一检测电极25同样的形状及排列。此外，可以和屏蔽电极26同层，在整个虚拟区域Dd1上连续地设置虚拟电极，也可以在整个虚拟区域Dd2上连续地设置虚拟电极。
(第三实施方式)
图18是表示第三实施方式的显示装置的示意俯视图。图19是沿图18 的XIX-XIX’线的截面图。如图18及图19所示那样，在本实施方式的显示装置1C，指纹传感器部10C设置在显示区域Ad的整个面上。即，显示区域Ad的整个面都是指纹检测区域Fd。
如图18所示，在显示区域Ad整个面上排列第一检测电极25，且与多个第一检测电极25相对，在显示区域Ad整个面上设置屏蔽电极26。传感器基材21对着显示区域Ad的整个面，同时，与框缘区域Gd的短边及长边重叠而设置。在传感器基材21上，在框缘区域Gd的短边设置包括栅极驱动器12和第一检测电极驱动器14在内的电路部15A，沿框缘区域 Gd的长边设置有电路部15B、15C。在框缘区域Gd的短边侧，栅极线GCL 及信号线SGL连接至电路部15A。此外，在框缘区域Gd的长边侧，栅极线GCL及信号线SGL连接至电路部15B、15C。
通过这样的构成，根据自静电容量式的基本原理，从基于第一检测电极25的容量变化的检测信号Vdet，能够在显示区域Ad的整个面上检测接触或接近的手指等的凹凸。另外，通过第一检测电极25，也能够检测接触或接近的手指等外部导体的位置。因此，也可以通过第一检测电极25 检测接近或接触的手指等的位置，在所检测的位置上以频繁的次数进行指纹检测动作。
如图19所示，以覆盖显示面板30的偏光板35的整个面的方式设置有指纹传感器部10C。指纹传感器部10C和显示面板30的偏光板35通过粘接层72贴合，指纹传感器部10C和盖部件101通过粘接层71贴合。
如此地，由于指纹传感器部10C对着显示区域Ad的整个面而设置，因此，能够在显示区域Ad的整个面抑制光的透射率的差，增强可辨认性。此外，指纹传感器部10C的外周设置在与框缘区域Gd重叠的位置。因此，例如，在传感器基材21的外周部分，即使在粘接层71、72和传感器基材 21之间产生气泡的情况下，由于被装饰层110遮掩，因此也能够抑制该气泡被辨认出。
(第四实施方式)
图20是用于说明第四实施方式的显示装置的像素排列和第一检测电极的排列的关系的说明图。在显示区域Ad，显示面板30的多个像素Pix 分别多个排列在沿第一方向Dx(行方向)及第二方向Dy(列方向)的方向上。另外，在图20只示出一部分像素Pix。
像素Pix分别由对应于红色滤色片37R的子像素、对应于绿色滤色片 37G的子像素、和对应于蓝色滤色片37B的子像素作为一组而构成。另外，像素Pix可以是其它颜色的组合，此外，也可以是四种颜色以上的组合。如图20所示，在第一方向Dx，将像素Pix重复排列的节距作为排列节距 Pp。并且，在第二方向Dy，将沿着像素Pix重复排列的排列方向的方向作为像素排列方向PL。
在本实施方式的显示装置1D，指纹传感器部10D的第一检测电极25a 分别为正方形状，且多个排列成矩阵状。如图20所示，第一检测电极25a 对像素排列方向PL倾斜而设置。其中，将第一检测电极25a的一边和像素排列方向PL所形成的角度作为角度θ1。在本实施方式，角度θ1优选在27°以上38°以下的范围。这种情况下，信号线SGL对像素排列方向PL具有角度θ1地倾斜。栅极线GCL与信号线SGL垂直，对像素排列方向PL具有角度(90°-θ1)地倾斜。
如此地，栅极线GCL及信号线SGL以对像素Pix的像素排列方向PL 倾斜的方式设置。由此，栅极线GCL和信号线SGL的交叉部Lx的排列对第一方向Dx(行方向)的像素Pix的排列及第二方向Dy(列方向)的像素Pix的排列错开。其结果，能够抑制莫尔条纹的产生。通过使角度θ1 在27°以上38°以下的范围，能够更有效地抑制莫尔条纹的产生。
在本实施方式，对应于第一检测电极25a的每一个，设置有上述的第一开关元件Tr及第二开关元件Trx。另外，在图20，为便于说明，图示中省略了第二开关元件Trx，在以下的说明中，省略了第二开关元件Trx 进行说明。但是，在本实施方式，也和图9及图11同样，在栅极线GCL 和信号线SGL的交叉部Lx的附近设置有第一开关元件Tr及第二开关元件Trx。
在由栅极线GCL和信号线SGL围成的区域，设置有第一开关元件Tr 的地方，其光的透射率会比没有设置第一开关元件Tr的地方变得更小。因此，可能会由于第一开关元件Tr重复排列的排列方向与像素Pix的像素排列方向PL之间的关系而产生莫尔条纹。此外，可能会由于第一开关元件Tr重复排列的排列节距与像素Pix的排列节距Pp之间的关系而产生莫尔条纹。
如图20所示，在第一检测电极25a的对角线方向，将第一开关元件 Tr重复排列的方向分别作为排列方向Lxa及排列方向Lxb。换言之，第一开关元件Tr的排列方向Lxa及排列方向Lxb是沿交叉部Lx的排列方向的方向。
如上所述，第一检测电极25a对像素排列方向PL具有角度θ1而倾斜地设置。由此，第一开关元件Tr的排列方向Lxa及排列方向Lxb分别对像素Pix的像素排列方向PL倾斜。因此，能够抑制基于第一开关元件Tr 的排列方向Lxa及排列方向Lxb、和像素Pix的像素排列方向PL的莫尔条纹的产生。
如图20所示，在沿一条信号线SGL排列的第一开关元件Tr中，将第一方向Dx的第一开关元件Tr的排列节距作为排列节距Px。另外，在沿一条栅极线GCL排列的第一开关元件Tr中，将第二方向Dy的第一开关元件Tr的排列节距作为排列节距Py。
在本实施方式，第一开关元件Tr的排列节距Px及排列节距Py分别是像素Pix的排列节距Pp的半整数倍±0.1倍。即，排列节距Px及排列节距Py满足Px、Py＝Pp×((n+1/2)±0.1)，但n＝1、2、3……的关系。具体而言，优选第一开关元件Tr的排列节距Px及排列节距Py是像素Pix 的排列节距Pp的1.4倍、1.6倍、2.4倍、2.6倍……。
如此地，本实施方式的显示装置1D通过将第一开关元件Tr的排列节距Px及排列节距Py作为对像素Pix的排列节距Pp错开的节距，能够抑制莫尔条纹的产生。
(第五实施方式)
图21是部分示出第五实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。
图22是示出第五实施方式的指纹传感器部的简要截面构造的截面图。根据第一实施方式，如图2及图3所示，从盖部件101的检测面即第一面101a 一侧依次层叠第一检测电极25、屏蔽电极26、配线层22、传感器基材21，但不限于此。例如，也可以在盖部件101侧设置传感器基材21。
如图21所示，在本实施方式的显示装置1E，盖部件101的第二面101b 通过粘接层71贴合有指纹传感器部10E的传感器基材21。根据本实施方式，对盖部件101依次层叠有传感器基材21、第一检测电极25、配线层 22、屏蔽电极26。在图21省略了图示，但指纹传感器部10E通过粘接层 72与显示面板30的偏光板35(参照图2)贴合。根据本实施方式，屏蔽电极26通过绝缘层57及粘接层72(未图示出)与偏光板35相对。
如图22所示，从传感器基材21向设置在下侧的显示面板30(未图示出)，依次层叠有第一检测电极25、导电性配线51、第一开关元件Tr及第二开关元件Trx、屏蔽电极26。在传感器基材21的下侧设置第一检测电极25。在第一检测电极25的下侧通过绝缘层56设置导电性配线51。在导电性配线51的下侧通过绝缘层58f设置栅极线GCL(栅极电极64及栅极电极68)。在栅极线GCL的下侧，通过绝缘层58e设置半导体层61 及半导体层65。在半导体层61及半导体层65的下侧，通过绝缘层58d 设置源极电极62(信号线SGL)、漏极电极63、漏极电极67及源极电极 66。在源极电极62(信号线SGL)、漏极电极63、漏极电极67及源极电极66的下侧，通过平坦化层59设置屏蔽电极26。以覆盖屏蔽电极26的方式设置绝缘层57，绝缘层57通过粘接层72与显示面板30的偏光板35 贴合。
导电性配线51和屏蔽电极26通过接触孔H5连接。在第一开关元件 Tr，第一检测电极25通过接触孔H8与漏极电极63连接。漏极电极63通过接触孔H7与半导体层61的一端侧连接。半导体层61的另一端侧通过接触孔H6与源极电极62连接。如此地，第一检测电极25和第一开关元件Tr连接。
在第二开关元件Trx，半导体层65通过接触孔H12连接至漏极电极 67。漏极电极67通过接触孔H8与第一检测电极25连接。半导体层65 通过接触孔H13与源极电极66连接，源极电极66通过接触孔H14与屏蔽电极26连接。如此地，第一检测电极25和第二开关元件Trx及屏蔽电极26和第二开关元件Trx电连接。
在本实施方式，保护信号Vsgl也通过导电性配线51供给屏蔽电极26。并且，通过设置第二开关元件Trx，保护信号Vsgl经由屏蔽电极26供应至未被选择为检测对象的第一检测电极25。由此，第一检测电极25和屏蔽电极26之间的寄生容量、以及作为检测对象被选择的第一检测电极25 和其周围未被选择的第一检测电极25之间的寄生容量会减小。
在本实施方式，即使是在将传感器基材21设置在盖部件101的检测面即第一面101a一侧的情况下，第一检测电极25也对着第一开关元件Tr、第二开关元件Trx、栅极线GCL、信号线SGL设置在第一面101a侧。因此，在接触或接近的手指等与第一检测电极25之间，由于存在第一开关元件Tr及各种配线而能够抑制检测性能的下降。
(制造方法)
接下来，对与盖部件101、指纹传感器部10、显示面板30贴合的方法进行说明。图23是用于说明显示装置的制造工序的一例的说明图。如图23所示，首先，在盖部件101的第二面101b涂布粘接层71(步骤ST1)。粘接层71被涂布在显示区域Ad的整个面、以及框缘区域Gd中重叠有指纹传感器部10的区域即重叠区域GdA上。粘接层71可以使用例如液状的UV固化型树脂，即光学透明树脂(OCR：Optical Clear Resin)。在图 23所示的例子中，粘接层71被涂布之后，在UV固化之前，粘度被调整至能够维持一定形状的程度。
接下来，在指纹检测区域Fd和重叠区域GdA使指纹传感器部10与盖部件101贴合(步骤ST2)。这时，粘接层71是液状，指纹传感器部10 被贴合，以使指纹传感器部10的一个面10a埋入粘接层71，指纹传感器部10的另一个面10b与粘接层71的表面71a一致。
接下来，以覆盖粘接层71及指纹传感器部10的方式涂布粘接层72 (步骤ST3)。粘接层72设置在显示区域Ad的整个面。粘接层72例如可以和粘接层71同样使用光学透明树脂(OCR)。
接下来，显示面板30被贴合在粘接层72(步骤ST4)。然后，通过紫外线照射，粘接层71及粘接层72固化，盖部件101、指纹传感器部10 和显示面板30被贴合。由此，制得显示装置1。
在图2等中，将粘接层71和粘接层72分在不同的层示出，如上所述，在使用同样的光学透明树脂(OCR)作为粘接层71及粘接层72时，如图 23的步骤ST4所示，粘接层71和粘接层72被一体化，成为边界不会被辨认出的粘接层。
在显示区域Ad的一部分设置指纹传感器部10的构成的情况下，指纹传感器部10的传感器基材21等的端部21c(参照图8)被设置在显示区域Ad。这种情况下，如果指纹传感器部10的周围产生气泡，观察者就能够辨认出气泡。在本实施方式，使用液状的粘接剂作为粘接层71及粘接层72。由此，在指纹传感器部10的一个面10a、另一个面10b及侧面10c 与液状的粘接剂密合的状态下，粘接剂固化，指纹传感器部10成为被埋入树脂层中的状态。因此，能够抑制在粘接层71及粘接层72与指纹传感器部10之间产生气泡。
在图23，示出了在显示区域Ad的整个面涂布粘接层71及粘接层72 的工序，但不限于此。例如，在显示区域Ad的多处涂布粘接层71及粘接层72，使指纹传感器部10及显示面板30贴合时，也可以利用粘接层71 及粘接层72的流动性，使其在显示区域Ad的整个面铺开。此外，图23 所示的制造方法只不过是一个例子，把各部件贴合在一起的顺序等可以适当地变更。
(第六实施方式)
图24是示出第六实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。在图24所示的显示装置1F中，使用薄型玻璃基板作为盖部件101A。盖部件101A的厚度t1例如是0.5mm以下，更优选0.3mm以下。由此，盖部件101A的第一面101Aa和第一检测电极25(在图24省略图示)之间的距离变小，能够得到良好的检测灵敏度。
另外，在本实施方式，由于使用薄型玻璃基板作为盖部件101A，因此，在图23所示的贴合工序，盖部件101A可能会破损。这种情况下，在显示面板30上涂布粘接层72，并以埋入粘接层72的方式贴合指纹传感器部10。然后，可以以覆盖粘接层72及指纹传感器部10的方式涂布粘接层 71，并贴合盖部件101A。
(第七实施方式)
图25是示出第七实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。在本实施方式的显示装置1G，盖部件101B设置有凹部102。凹部102从盖部件101B的第二面101Bb向第一面101Ba凹入，至少设置在与指纹传感器部10重叠的部分。凹部102的平面形状比指纹传感器部10更大，在凹部102的内部设置指纹传感器部10。在凹部102的内部涂布粘接层71，指纹传感器部10以埋入粘接层71的方式与凹部102的上表面101Bc贴合。盖部件101B的第一面101Ba形成平坦的面。
粘接层72以覆盖设置在凹部102的粘接层71及指纹传感器部10的一部分的方式而设置。而且，粘接层72被设置在未设置凹部102的盖部件101B上。显示面板30在设置凹部102的部分，通过粘接层71及粘接层72与盖部件101B贴合，在未设置凹部102的部分，通过粘接层72与盖部件101B贴合。
根据本实施方式，在设置凹部102的部分，盖部件101B的厚度变薄，在该凹部102设置有指纹传感器部10。设置凹部102的部分的盖部件101B 的厚度t3，可以假设为例如对未设置凹部102的部分的盖部件101B的厚度t2的比是1/2以下的厚度。设置凹部102的部分的盖部件101B的厚度 t3例如是0.5mm以下，更优选为0.3mm以下。
通过这样的构成，盖部件101B的第一面101Ba和第一检测电极25(在图24省略图示)之间的距离变小，能够得到良好的检测灵敏度。此外，由于在未形成凹部102的部分能够加厚盖部件101B，因此，能够在保持盖部件101B的强度的同时，提高检测灵敏度。
另外，通过使用上述光学透明树脂作为粘接层71及粘接层72，能够容易地在凹部102的内部设置粘接层71及粘接层72，使凹部102的上表面101Bc及侧面101Bd与粘接层71密合，抑制气泡的产生。
(第八实施方式)
图26是示出第八实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。在本实施方式的显示装置1H，与盖部件101C相对设置有支承基板101D。指纹传感器部10在与盖部件101C的第一面101Ca垂直的方向上，被设置在盖部件101C和支承基板101D之间。指纹传感器部10通过粘接层71 与盖部件101C的第二面101Cb贴合。此外，指纹传感器部10通过粘接层72与支承基板101D的第一面101Da贴合。在支承基板101D的第二面 Db上，通过粘接层73贴合显示面板30。
盖部件101C的厚度t4，可以是和支承基板101D的厚度t5不同的厚度，也可以是相同的厚度。在本实施方式，设置有支承基板101D，盖部件101C 和支承基板101D形成所谓的夹层玻璃状。其结果，即使在使盖部件101C 的厚度t4变薄至例如0.5mm以下的情况下，也能够保持盖部件101C的强度。因此，本实施方式的显示装置1H能够在保持盖部件101C的强度的同时，提高指纹传感器部10的检测灵敏度。
(第九实施方式)
图27是示出第九实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。在本实施方式的显示装置1I，在盖部件101E设置有凹部102A。凹部102A 从盖部件101E的第一面101Ea向第二面101Eb侧凹入，设置在至少与指纹检测区域Fd重叠的部分。在图27所示的例子中，在与指纹传感器部 10重叠的区域设置有凹部102A。贴合指纹传感器部10的盖部件101E的第二面101Eb形成平坦的面。
在本实施方式，在设置凹部102A的部分，盖部件101E的厚度也变薄，在与该凹部102A重叠的位置上，在盖部件101E的第二面101Eb设置有指纹传感器部10。因此，盖部件101E的第一面101Ea和第一检测电极25(在图27省略图示)之间的距离缩小，能够得到良好的检测灵敏度。设置凹部102A的部分的盖部件101E的厚度t7，可以假设为例如对未设置凹部102A的部分的盖部件101E的厚度t6的比是1/2以下。设置凹部 102A的部分的盖部件101E的厚度t7例如是0.5mm以下，更优选为0.3mm 以下。由于在未形成凹部102A的部分能够加厚盖部件101E，因此，能够在保持盖部件101E的强度的同时，提高检测灵敏度。
在本实施方式，在检测面即盖部件101E的第一面101Ea上设置有凹部102A。由此，观察者能够通过手指的触觉识别指纹检测区域Fd。因此，本实施方式的显示装置1I能够实现良好的操作性。
(第十实施方式)
图28是示出第十实施方式的显示装置的一个构成例的框图。如图1 所示，显示装置1J具备：带检测功能的显示部200、指纹传感器部10、检测控制部11A、显示控制部11B、栅极驱动器12、显示用栅极驱动器 12A、源极驱动器13、第一检测电极驱动器14、驱动电极驱动器14A、检测部40和触摸检测部40A。显示装置1J是带检测功能的显示部200中内置有检测功能的显示装置。
带检测功能的显示部200是使上述显示面板30、和检测触摸输入的检测装置即触摸传感器部50成为一体的装置。所谓显示面板30和触摸检测部50一体化的装置，表示可以兼作例如用于显示面板30或触摸传感器部 50的基板及电极的一部分。显示面板30也可以是例如有机EL显示面板。
显示控制部11B是根据外部供应的影像信号，对显示用栅极驱动器 12A及源极驱动器13供应控制信号，主要控制显示动作的电路。另外，显示控制部11B能够进一步对检测控制部11A供应控制信号，进行控制以使显示用栅极驱动器12A、源极驱动器13、以及检测控制部11A互相同步，或不同步地动作。
显示用栅极驱动器12A具有下述功能，即：根据显示控制部11B所供应的控制信号，输出显示用的扫描信号Vscand，依次选择带检测功能的显示部200的显示驱动对象即一个水平线。
源极驱动器13是根据显示控制部11B所供应的控制信号，对待检测功能的显示部200的各像素Pix供应像素信号Vpix的电路。显示控制部 11B也可以生成像素信号Vpix，并对源极驱动器13供应该像素信号Vpix。
触摸传感器部50根据静电容量式触摸检测的基本原理进行触摸检测动作，检测接触或接近的外部导体的位置。触摸传感器部50在检测外部导体的接触或接近之后，向触摸检测部40A输出检测信号VdetA。
检测控制部11A是触摸传感器部50中的在对检测接触或接近的外部导体的检测动作进行控制的同时，控制指纹传感器部10的检测动作的电路。驱动电极驱动器14A是根据检测控制部11A所供应的控制信号，对带检测功能的显示部200的驱动电极33A供应检测用的驱动信号Vs或显示用的驱动信号Vcom的电路。栅极驱动器12根据检测控制部11A所供应的控制信号，如上所述那样，对指纹传感器部10供应扫描信号Vscan。另外，第一检测电极驱动器14根据检测控制部11A所供应的控制信号，对指纹传感器部10供应驱动信号Vf。
触摸检测部40A是根据检测控制部11A所供应的控制信号、和从第二检测电极TDL(参照图35)所输出的检测信号VdetA，检测对触摸传感器部50有无触摸的电路。另外，触摸检测部40A在有触摸时，求出已进行触摸输入的坐标等。和上述检测部40同样，触摸检测部40A具有检测信号放大部、A/D转换部、信号处理部、坐标提取部、检测定时控制部等。
触摸传感器部50根据静电容量式触摸检测的基本原理而动作。这里，参照图29至图31，对基于本实施方式的显示装置1J的互静电容量式的触摸检测的基本原理进行说明。图29是用于说明互静电容量式的触摸检测的基本原理的说明图。图30是示出用于说明互静电容量式的触摸检测的基本原理的等效电路的一例的说明图。图31是表示互静电容量式的触摸检测的驱动信号及检测信号的波形的一例的图。另外，在以下说明中，说明的是手指接触或接近的情况，但不限于手指，也可以是例如包括触控笔等导体在内的物体。
例如，图29所示那样，容量元件C4具备夹着电介质D互相対置设置的一对电极、驱动电极E2及检测电极E3。容量元件C4除了在驱动电极E2和检测电极E3的相对的面与面之间形成的电力线(未图示出)，还会产生从驱动电极E2的端部向检测电极E3的上表面延伸的边缘部分的电力线。如图30所示，容量元件C4的一端连接至交流信号源(驱动信号源) S，另一端连接至电压检测器DET。电压检测器DET是包含在例如图28 所示的触摸检测部40A中的积分电路。
在规定频率(例如数kHz至数百kHz左右)的交流方波Sg从交流信号源S被施加在驱动电极E2(容量元件C4的一端)后，通过连接至检测电极E3(容量元件C4的另一端)的电压检测器DET，会显出图31所示的那种输出波形(检测信号VdetA)。另外，该交流方波Sg是相当于从驱动电极驱动器14A输入的驱动信号Vs的波形。
在手指未接触或接近的状态(非接触状态)下，伴随对容量元件C4 的充放电，会有对应于容量元件C4的容量值的电流流过。图30所示的电压检测器DET将对应于交流方波Sg的电流的变动转换成电压的变动(实线的波形V6(参照图31))。
另一方面，在手指接触或接近的状态(接触状态)下，如图29所示，基于手指所形成的静电容量C5与触摸检测电极E3接触或位于其附近。由此，位于驱动电极E2和触摸检测电极E3之间的边缘部分的电力线被导体(手指)遮挡。因此，容量元件C4作为容量值小于非接触状态下的容量值的容量元件而发挥作用。并且，如图30及图31所示，电压检测器DET 将交流矩形波Sg所对应的电流I1的变动转换为电压的变动(虚线的波形 V7)。
在这种情况下，波形V7与上述波形V6相比，振幅变小。由此，波形 V6与波形V7的电压差分的绝对值|△V|根据手指等从外部接触或接近的外部导体的影响而发生变化。此外，电压检测器DET为了高精度地检测波形V6与波形V7的电压差分的绝对值|△V|，更加优选基于电路内的开关，根据交流矩形波Sg的频率，进行设置用于复位容量器的充电放电的期间Reset的动作。
如果将绝对值|△V|与规定的阈值电压相比，该绝对值|△V|不足阈值电压，则触摸检测部40A判断外部接近导体为非接触状态。另一面，如果绝对值|△V|在阈值电压以上，则触摸检测部40A判断外部接近导体为接触状态。如此，触摸检测部40A能够进行触摸检测。
接下来，对本实施方式的显示装置1J的构成例进行说明。图32是示出第十实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。图33是用于说明本实施方式的驱动电极和第二检测电极的关系的示意俯视图。
如图32所示，本实施方式的显示装置1J包括盖部件101、指纹传感器部10和显示面板30。在本实施方式，在显示面板30的相对基板30B 设置有第二检测电极TDL，第二检测电极TDL作为触摸传感器部50的检测电极发挥作用。在第二检测电极TDL的上侧设置有偏光板35。
指纹传感器部10在从垂直于盖部件101的第一面101a的方向看时，以和设置在显示区域Ad的一部分的指纹检测区域Fd重叠的方式设置。指纹传感器部10在盖部件101与显示面板30之间，通过粘接层72与偏光板35的上侧贴合，通过粘接层71与盖部件101的下侧贴合。盖部件101 在与指纹传感器部10不重叠的部分，通过粘接层71、72与显示面板30 的偏光板35贴合。在图32所示的例子，指纹传感器部10以和第二检测电极TDL的一部分重叠的方式设置。
指纹传感器部10可以采用上述的各实施方式所示的指纹传感器部10、 10A、10B、10D、10E的构成。此外，盖部件101可以采用第一实施方式及第六实施方式至第九实施方式所示的盖部件101、101A、101B、101C、 101E的构成。
如图33所示，带检测功能的显示部200包括：设置在第一基板31的驱动电极33A、设置在第二基板36的第二检测电极TDL。驱动电极33A 在显示区域Ad多个排列在沿第二方向Dy设置的第一方向Dx上。驱动电极33A在显示动作时，从驱动电极驱动器14A被供给显示用的驱动信号 Vcom，作为对多个像素电极32(参照图4)的共用电极而发挥作用。
第二检测电极TDL在显示区域Ad，被多个排列在沿第一方向Dx设置的第二方向Dy上。也就是说，第二检测电极TDL在俯视图上与驱动电极33A交叉而设置。各个第二检测电极TDL通过框缘配线(在图33省略图示)连接至设置在第二基板36的框缘区域Gd的短边侧上的柔性基板 75A。在本实施方式，第二检测电极TDL可以使用例如ITO等具有透光性的导电性材料。如图33所示那样，驱动电极33A及第二检测电极TDL 与设置在显示区域Ad的一部分的指纹检测区域Fd重叠而设置。
在第二检测电极TDL和驱动电极33A的交叉部分分别形成静电容量。在触摸传感器部50，在进行互静电容量式的触摸检测动作时，驱动电极驱动器14A分时依次选择驱动电极33A，向被选择的驱动电极33A供应驱动信号Vs。然后，由于检测信号VdetA被从第二检测电极TDL输出，从而能够进行触摸检测。也就是说，驱动电极33A对应于上述互静电容量式的触摸检测的基本原理的驱动电极E2，第二检测电极TDL对应于检测电极E3。另外，驱动电极驱动器14A可以按照每一个包含多个驱动电极33A 的驱动电极块依次选择并驱动。
如此地，在本实施方式，驱动电极33A在显示动作时，作为对多个像素电极32的共用电极而发挥作用。另外，驱动电极33A在检测动作时，作为对第二检测电极TDL的驱动电极而发挥作用。
另外，图33中，在第一基板31的框缘区域Gd设置有显示用栅极驱动器12A、驱动电极驱动器14A、多路复用器13A等各种电路。不限于此，显示用栅极驱动器12A、驱动电极驱动器14A的部分功能也可以包括在显示用IC19中。
图34是用于说明本实施方式的触摸检测动作的示意图。如图34所示，第二检测电极TDL的一部分与指纹传感器部10重叠，在垂直于盖部件101 的第一面101a的方向上，设置在比指纹传感器部10更远离盖部件101的位置。
在触摸检测动作时，通过对驱动电极33A供应驱动信号Vs，在第二检测电极TDL和驱动电极33A之间形成边缘电场。边缘电场的电力线Em 在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域里，达到比盖部件101 的第一面101a更上方处。由此，根据上述的互静电容量式的触摸检测的基本原理，能够检测接触或接近盖部件101的第一面101a的手指等外部导体的位置。
在指纹检测区域Fd，边缘电场的电力线Em被指纹传感器部10的第一检测电极25及屏蔽电极26(省略图示)遮挡，有时不能达到比盖部件 101的第一面101a更上方处。因此，在指纹检测区域Fd，触摸传感器部 50的触摸检测的检测灵敏度会降低，或有可能无法触摸检测。
在本实施方式，指纹传感器部10的第一检测电极25作为触摸检测动作的检测电极使用。也就是说，通过对第一检测电极25供应驱动信号Vf，形成从第一电极25向上方延伸的电场的电力线Es。电力线Es在指纹检测区域Fd，达到比盖部件101的第一面101a更上方处。由此，根据上述自静电容量式的触摸检测的基本原理，能够检测接触或接近指纹检测区域Fd的手指等外部导体的位置。
检测控制部11A(参照图28)在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd 不重叠的区域，进行基于触摸传感器部50的互静电容量式的触摸检测动作，在指纹检测区域Fd，进行指纹传感器部10的触摸检测动作。触摸检测部40A(参照图28)根据从第二检测电极TDL输出的检测信号VdetA，进行显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域的触摸检测。触摸检测部40A进一步根据第一检测电极25输出的检测信号Vdet，进行指纹检测区域Fd的触摸检测。由此，显示区域Ad的整个面的触摸检测成为可能。如此地，指纹传感器部10能够进行触摸检测，以增补触摸传感器部50的触摸检测动作。
这时，在指纹传感器部10，不检测指纹，只检测触摸即可。因此，作为该指纹传感器部10的驱动，可以采用下述方法，即：同时进行其它驱动，例如同时驱动多个第一检测电极25，而不是进行用于上述指纹检测的驱动。另外，作为其它驱动方法，可以采用下述方法，即：只驱动几个代表位置的第一检测电极25，而不是全部第一检测电极25。如此地，能够采用为缩短指纹传感器部10的检测处理的驱动。另外，第二检测电极TDL 中，与指纹检测区域Fd重叠的第二检测电极TDL也可以当做不作为检测电极而发挥作用的虚拟电极。
检测控制部11A可以同时进行触摸传感器部50的触摸检测动作、和指纹传感器部10的触摸检测动作，或者，也可以在不同的时间进行。另外，检测控制部11A在指纹传感器部10在指纹检测区域Fd检测到手指等的接触或接近时，可以由指纹传感器部10的触摸检测动作切换至指纹检测动作，进行指纹检测。这种情况下，指纹传感器部10能够根据触摸检测动作所检测的接触或接近的手指等的位置信息，驱动与接触或接近的手指等重叠的位置的第一检测电极25，进行指纹检测动作。
如上所述，第一检测电极25按照对应于像素Pix的排列节距Pp的间距，例如排列节距Pp的半整数倍±0.1倍的节距呈多个排列。在触摸检测动作中，也可以使检测的分辨率比指纹检测更小。这种情况下，指纹传感器部10可以统一驱动多个第一检测电极25，并按照每一个检测电极块进行触摸检测动作。
例如，栅极驱动器12同时选择多个栅极线GCL，第一检测电极驱动器14向对应于被选择的多个栅极线GCL的多个第一检测电极25(检测电极块)供应驱动信号Vf。基于多个第一检测电极25(检测电极块)的容量变化的检测信号Vdet被输出至触摸检测部40A。如此地，通过按照每一个检测电极块进行触摸检测，能够缩短触摸检测所需的时间，并且，能够减轻触摸检测部40A的运算处理的负担。
另外，在本实施方式，图33所示的驱动电极33A及第二检测电极TDL 的形状和配置可以适当变更。例如，驱动电极33A可以多个排列在沿第一方向Dx设置的第二方向Dy上，第二检测电极TDL可以多个排列在沿第二方向Dy设置的第一方向Dx上。
(第一变形例)
图35是第十实施方式的第一变形例的带检测功能的显示部的示意俯视图。如图35所示，在本变形例的显示装置1K中，有一点不同，即：第二检测电极TDL设置在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域，并没有设置在指纹检测区域Fd。
如上所述，在指纹检测区域Fd，由于能够通过指纹传感器部10进行触摸检测，因此，在与指纹传感器部10重叠的位置上也可以不设置第二检测电极TDL。通过这种方式，在手指等接触或接近指纹检测区域Fd时，从指纹传感器部10输出检测信号Vdet，从触摸传感器部50不输出检测信号VdetA。因此，能够减轻触摸检测部40A的运算处理的负担。
另外，由于驱动电极33A在显示动作时兼有作为共用电极的功能，因此，如图35所示，被设置在包括指纹检测区域Fd在内的显示区域Ad的整体上。
(第二变形例)
图33及图35中，示出了带状的第二检测电极TDL呈多个排列的构成，但不限于此。图36是第十实施方式的第二变形例的带检测功能的显示部的示意俯视图。另外，图36只示出第二基板36的俯视图，省略了设置在第一基板31的驱动电极33A的图示，但在本变形例中，驱动电极33A 可以形成和图33及图35所示的例子相同的构成。
如图36所示那样，在第二基板36的显示区域Ad设置有作为触摸传感器部50的检测电极而发挥作用的第二检测电极TDLA、和不作为检测电极发挥作用的虚拟电极TDLd。设置第二检测电极TDLA的检测电极区域Rt、和设置虚拟电极TDLd的虚拟电极区域Rd在第二方向Dy上交替设置。
第二检测电极TDLA包括多条金属配线83。金属配线83由细线片83a 和细线片83b在连接部83x交替连接而构成。细线片83a和细线片83b对第一方向Dx向彼此相反的方向倾斜，金属配线83形成为锯齿线或波状线，整体沿第一方向Dx设置。金属配线83在第二方向Dy上设间隔而多个排列。多个排列的金属配线83的端部彼此通过衬垫部84连接，作为一个第二检测电极TDLA发挥作用。
第二检测电极TDLA是整体沿第一方向Dx的带状，多个排列在第二方向Dy上。各第二检测电极TDLA通过衬垫部84及框缘配线87连接至设置在第二基板36的框缘区域Gd的短边侧的柔性基板75A。
虚拟电极TDLd包括细线片85a和细线片85b。细线片85a沿金属配线83的细线片83a而设置，细线片85b沿金属配线83的细线片83b而设置。细线片85a和细线片85b彼此具有间隔，交替地设置在第一方向Dx，且多个设置在第二方向Dy上。
虚拟电极TDLd设置在排列在第二方向Dy上的第二检测电极TDLA 之间。虚拟电极TDLd与第二检测电极TDLA具有间隔地设置，在触摸检测时，成为不被供应电压信号且不被赋予固定电位的浮置状态。
在本变形例，能够在第二检测电极TDLA和驱动电极33A的交叉部形成静电容量，根据上述互静电容量式的触摸检测的基本原理进行触摸检测。另外，上述边缘电场的电力线Em通过虚拟电极区域Rd达到比盖部件101的第一面101a更上方处。
构成第二检测电极TDLA的金属配线83由铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或它们的合金的至少一种金属材料形成。另外，金属配线83可以使用一种以上的这些金属材料，多种层叠而形成层叠体。铝(Al)、铜 (Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或它们的合金的至少一种金属材料，其电阻比ITO等透光性导电氧化物更低。另外，由于这些金属材料与ITO等透光性导电氧化物相比具有遮光性，因此，可能透射率会降低，或者第二检测电极TDLA的图案可能会被辨认出。在本实施方式，一个第二检测电极 TDLA具有多个宽度细的金属配线83，通过使金属配线83形成锯齿线或波状线，并以比线宽更大的间隔设置，能够实现低电阻化和不可视化。其结果，第二检测电极TDLA低电阻化，显示装置1L能够变得薄型化、大画面化或高精细化。
构成虚拟电极TDLd的细线片85a和细线片85b，优选使用和金属配线83相同的金属材料。如此，能够抑制检测电极区域Rt和虚拟电极区域 Rd的光的透射率的差，实现这些第二检测电极TDLA或虚拟电极TDLd 的不可视化。此外，为抑制反射率，也优选在金属配线83、细线片85a 及细线片85b的最表面进行黑色化处理。
在本变形例，与指纹检测区域Fd重叠地设置有指纹传感器部10。触摸传感器部50在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域，根据第二检测电极TDLA和驱动电极33A之间的容量变化进行触摸检测。另外，指纹传感器部10在指纹检测区域Fd，根据第一检测电极25的容量变化进行触摸检测。由此，显示区域Ad的整个面的触摸检测成为可能。
在本变形例，由于第二检测电极TDLA由金属配线83构成，因此，在设置有第二检测电极TDLA的区域、和未设置第二检测电极TDLA的区域，光的透射率不同，其结果，有可能会被观察者辨别出。因此，优选在指纹检测区域Fd设置第二检测电极TDLA。或者，也可以不在指纹检测区域Fd设置第二检测电极TDLA，而在指纹检测区域Fd设置使用相同金属材料的虚拟电极TDLd。由此，能够在显示区域Ad的整个面实现第二检测电极TDLA及虚拟电极TDLd的不可视化。
(第十一实施方式)
图37是示出第十一实施方式的显示装置的简要截面构造的截面图。在图28字图36所示的显示装置1J、1K、1L中，驱动电极33A在作为显示动作中的共用电极发挥作用的同时，也作为检测动作中的驱动电极而发挥作用。也就是说，显示装置1J、1K、1L是显示面板30和触摸传感器部 50一体化之后的装置。但是，不限于此，也可以在显示面板30上设置触摸传感器部50。
如图37所示，在显示装置1M，在显示面板30的偏光板35上设置有触摸传感器部50。触摸传感器部50包括传感器基材91、设置在传感器基材91上的第二检测电极TDLB。在传感器基材91上连接有柔性基板75A，第二检测电极TDLB的检测信号VdetA可以被提取至外部。
如图37所示，触摸传感器部50通过粘接层72与指纹传感器部10贴合。另外，指纹传感器部10通过粘接层71与盖部件101贴合。触摸传感器部50在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域，通过粘接层 71及粘接层72与盖部件101贴合。
在本实施方式，触摸传感器部50设置在显示区域Ad的整个面上，在指纹检测区域Fd与指纹传感器部10重叠地设置。在与指纹传感器部10 重叠的部分，触摸传感器部50的触摸检测灵敏度可能会下降。因此，在本实施方式，检测控制部11A(参照图28)在显示区域Ad中与指纹检测区域Fd不重叠的区域进行触摸传感器部50的触摸检测动作，在指纹检测区域Fd进行指纹传感器部10的触摸检测动作。由此，显示区域Ad的整个面的触摸检测成为可能。如此地，指纹传感器部10能够进行触摸检测，以增补触摸传感器部50的触摸检测动作。
在本实施方式，触摸传感器部50的构成可以适当选择。例如，触摸传感器部50可以是将第二检测电极TDLB多个排列成矩阵状，进行自静电容量式的触摸检测的构成。或者，触摸传感器部50也可以是排列并设置第二检测电极TDLB和驱动电极，进行互静电容量式的触摸检测的构成。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于这样的实施方式。实施方式所公开的内容不过是一个例子，只要是在不脱离本发明宗旨的范围内，可以有各种变更。在不脱离本发明宗旨的范围内进行的适当的变更，当然也属于本发明的技术范围。在不脱离上述各实施方式及各变形例的宗旨的范围内，可以进行各种构成要素的省略、替换及变更中的至少一项。

Claims (15)

1.一种显示装置，具有：
显示面板，其包括在显示区域显示图像的显示功能层；
盖部件，其具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面，所述盖部件与所述显示面板相对；以及
指纹传感器部，其包括多个第一检测电极、屏蔽电极和开关元件，所述多个第一检测电极设置在传感器基材，用于检测接触或接近所述盖部件的第一面的物体的凹凸，所述屏蔽电极与多个所述第一检测电极相对而设置，用于抑制与所述第一检测电极之间的容量变化，所述开关元件分别对应于所述第一检测电极而设置，所述指纹传感器部设置在所述盖部件和所述显示面板之间，且当从对所述第一面垂直的方向看时与所述显示区域重叠配置，
连接至所述开关元件的栅极线以及信号线的至少一方在对所述显示面板的像素的排列方向倾斜的方向上延伸，
其中，所述开关元件多个而排列的方向，对所述显示面板的像素的排列方向倾斜，并且是沿所述栅极线和所述信号线的交叉部的排列方向的方向。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
还具有驱动电路，其用于通过所述开关元件向所述第一检测电极供应驱动信号，
所述第一检测电极输出对应于与所述物体之间的容量变化的检测信号。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述驱动电路设置在所述传感器基材的与所述显示区域的外侧的框缘区域重叠的位置上。
4.根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，所述驱动电路对所述屏蔽电极供应用于抑制所述屏蔽电极和所述第一检测电极之间的容量变化的保护信号。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，所述指纹传感器部和所述盖部件的所述第二面通过具有透光性的树脂层而贴合。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，所述指纹传感器部通过具有透光性的树脂层与所述显示面板贴合。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，
在所述盖部件的所述第一面设置有向所述第二面凹入的凹部，
所述指纹传感器部对着所述盖部件的所述第二面，配置在与所述凹部重叠的位置。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，
在所述盖部件的所述第二面设置有向所述第一面凹入的凹部，
所述指纹传感器部配置在所述凹部的内部。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，
还具有支承基板，其对着所述指纹传感器部，设置在所述盖部件的相反侧，
所述指纹传感器部被配置为夹在所述盖部件和所述支承基板之间。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，所述指纹传感器部与所述显示区域的一部分重叠设置。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述第一检测电极设置在所述显示区域的一个边的大致中间部。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其中，所述指纹传感器部与所述显示区域的整个面重叠设置。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的显示装置，还包括多个第二检测电极，其在与所述盖部件的所述第二面垂直的方向上，设置在比所述指纹传感器部更远离所述第二面的位置，用于检测接触或接近所述盖部件的第一面的手指的位置。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其中，
所述显示面板具有驱动电极，其被供应成为对像素的公共电位的显示驱动信号，
所述第二检测电极与所述驱动电极相对，输出对应于所述第二检测电极和所述驱动电极之间的容量变化的检测信号。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其中，
所述指纹传感器部与所述显示区域的一部分重叠设置，并且，所述第二检测电极在所述显示区域设置在与所述指纹传感器部不重叠的位置，
根据所述第二检测电极所输出的检测信号和所述第一检测电极所输出的检测信号，检测接触或接近所述显示区域的外部的物体的位置。
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