CN111801934A - 检测装置 - Google Patents

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Abstract

具有：衬底；有机材料层，其设在衬底的上侧且至少设在与检测区域重叠的位置；在与衬底垂直的方向上设在衬底与有机材料层之间的多个检测电极；在多个检测电极的每一个设置的第一开关元件；与第一开关元件连接且在第一方向上延伸的多条栅极线；与第一开关元件连接且在与第一方向交叉的第二方向上延伸的多个信号线；以及驱动电路，其经由多条栅极线将基于规定的代码针对多条栅极线的每一条被规定了电位的栅极驱动信号向多个第一开关元件分别供给。

Description

检测装置
技术领域
本发明涉及检测装置。
背景技术
近年来，已知在挠性的基板上设有使用了有机材料的多个传感器的检测装置(例如参照专利文献1)。这种传感器例如根据照射至有机材料的光的光量或温度等规定的物理量而使从检测电极输出的信号变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特表2008-525962号公报
发明内容
使用了有机材料的传感器有时相对于输入的光、热等的输出信号的变化微弱。在该情况下，需要增大各传感器的面积，很难实现高精度化。另外，在输出信号的变化微弱的情况下，有时多个传感器间的输出信号的分离变困难。
本发明的目的在于提供能够提高检测性能的检测装置。
本发明的一个方面的检测装置具有：衬底；有机材料层，其设在所述衬底的上侧，且至少设在与检测区域重叠的位置；多个检测电极，其在与所述衬底垂直的方向上设在所述衬底与所述有机材料层之间；在多个所述检测电极的每一个设置的第一开关元件；与所述第一开关元件连接且在第一方向上延伸的多条栅极线；与所述第一开关元件连接且在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸的多个信号线；以及驱动电路，其经由多个所述栅极线将基于规定的代码针对多个所述栅极线的每一条被规定了电位的栅极驱动信号向多个所述第一开关元件分别供给。
附图说明
图1是示出第一实施方式的检测装置的俯视图。
图2是示出第一实施方式的检测装置的结构例的框图。
图3是示意性示出检测装置所具有的背板的俯视图。
图4是示意性示出检测装置所具有的有机传感器层的俯视图。
图5是沿图3以及图4的V-V’线的剖视图。
图6是沿图3以及图4的VI-VI’线的剖视图。
图7是表示针对一个检测电极的驱动电路的电路图。
图8是表示AFE的电路图。
图9是表示AFE的动作的一例的定时波形图。
图10是表示检测电极的排列的电路图。
图11是用于说明基于栅极线驱动电路的码分选择驱动的动作例的说明图。
图12是用于说明基于信号线选择电路的码分选择驱动的动作例的说明图。
图13是示出从第一期间到第三期间的、基于栅极线驱动电路以及信号线选择电路的检测动作的一例的表。
图14是示出从第四期间到第七期间的、基于栅极线驱动电路以及信号线选择电路的检测动作的一例的表。
图15是示出传感器部、栅极线驱动电路以及信号线选择电路的结构例的框图。
图16是栅极线驱动电路的框图。
图17是示出从控制信号生成电路输出的各种控制信号的定时波形图。
图18是示出第一代码生成电路的一例的电路图。
图19是示出第一控制信号与第一部分选择信号的关系的表。
图20是示出第二代码生成电路的一例的电路图。
图21是示出第二控制信号以及反相控制信号与第二部分选择信号的关系的表。
图22是示出第三代码生成电路的一例的电路图。
图23是示出在反相控制信号为高电平电压的情况下，由第三代码生成电路生成的模式码的一例的图。
图24是示出在反相控制信号为低电平电压的情况下，由第三代码生成电路生成的模式码的一例的图。
图25是示出第一控制信号、第二控制信号以及反相控制信号的关系的表。
图26是示出信号线选择电路的电路图。
图27是示出检测电极、第一开关元件以及第二开关元件的关系的俯视图。
图28是示出第一开关元件的概略剖面结构的剖视图。
图29是示出第二实施方式的检测装置的俯视图。
图30是示出第二实施方式的传感器部、栅极线驱动电路以及信号线选择电路的结构例的框图。
图31是示出第二实施方式的检测装置的动作例的定时波形图。
图32是表示第三实施方式的AFE以及反相电路的电路图。
图33是示出第四实施方式的检测装置的俯视图。
图34是表示针对一个检测区域的驱动电路的电路图。
图35是示出复位电路的电路图。
图36是示出第五实施方式的检测装置的概略剖面结构的剖视图。
图37是示意性示出第五实施方式的检测装置的俯视图。
图38是示出检测电极、驱动电极、第八开关元件以及第九开关元件的关系的俯视图。
图39是放大示出图38的区域C4的俯视图。
具体实施方式
参照附图，详细说明用于实施发明的方式(实施方式)。本发明不由以下的实施方式记载的内容来限定。另外，以下记载的构成要素包括本领域技术人员容易想到的构成要素和实质上相同的构成要素。而且，以下记载的构成要素能够适当组合。此外，本公开只不过为一例，针对本领域技术人员容易想到的保持发明的主旨的适当变更，当然包含在本发明的范围内。另外，为了使说明更明确，附图与实际的形态相比，有时示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等，但只不过为一例，不限定对本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对与关于已经出现的图说明的要素同样的要素标注相同的附图标记，有时适当省略详细的说明。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式的检测装置的俯视图。图2是示出第一实施方式的检测装置的结构例的框图。如图1以及图2所示，检测装置1具有传感器部10、栅极线驱动电路15、信号线选择电路16。
如图1所示，控制基板101经由柔性印刷基板71与传感器部10电连接。在柔性印刷基板71设有模拟前端电路(以下称为AFE(Analog Front End)48。在控制基板101设有控制电路102以及电源电路103。控制电路102例如为FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。控制电路102向传感器部10、栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16供给控制信号，控制检测动作。电源电路103将电源电压VDD等的电压信号供给传感器部10以及栅极线驱动电路15。
如图2所示，检测装置1还具有检测控制部11和检测部40。检测控制部11的功能的一部分或者全部包含于控制电路102。另外，检测部40中的、AFE48以外的功能的一部分或者全部包含于控制电路102。
传感器部10为具有有机材料层31(参照图5)的光传感器。传感器部10所具有的有机材料层31根据照射来的光而使特性(例如，电压电流特性或电阻值)变化。传感器部10将与照射来的光量对应的信号输出至信号线选择电路16。另外，传感器部10通过码分选择驱动(以下表示为CDM(Code Division Multiplexing：码分多路复用)驱动)，遵照从栅极线驱动电路15供给的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL进行检测。即，通过栅极线驱动电路15的动作而同时选择多个检测电极24(参照图5)。
检测控制部11为向栅极线驱动电路15、信号线选择电路16以及检测部40分别供给控制信号来控制这些部分的动作的电路。检测控制部11包括驱动部11a、和时钟信号输出部11b。驱动部11a将电源电压VDD供给至栅极线驱动电路15。检测控制部11基于时钟信号输出部11b的时钟信号，将各种控制信号Vctrl供给至栅极线驱动电路15。
栅极线驱动电路15为基于各种控制信号Vctrl同时选择多条栅极线GCL(参照图7)的电路。栅极线驱动电路15向所选择的多条栅极线GCL供给第一栅极驱动信号VGH或者第二栅极驱动信号VGL。由此，栅极线驱动电路15选择与栅极线GCL连接的多个检测电极24。传感器部10通过栅极线驱动电路15使检测电极24的选择的状态不同，由此，能够实现CDM驱动。
信号线选择电路16为同时选择多个信号线SGL(参照图7)的开关电路。信号线选择电路16基于从检测控制部11供给的信号线选择信号Vhsel，进行CDM驱动。由此，信号线选择电路16选择与信号线SGL连接的多个检测电极24。信号线选择电路16将第一输出信号Svh(1)以及第二输出信号Svh(2)输出至检测部40。第一输出信号Svh(1)以及第二输出信号Svh(2)为将所选择的多个检测电极24的检测信号整合的信号。
检测部40为在CDM驱动过程中，基于从检测控制部11供给的控制信号、和第一输出信号Svh(1)以及第二输出信号Svh(2)来检测规定的物理量的电路。检测部40具有AFE48、信号处理部44、坐标提取部45、存储部46和检测定时控制部47。检测定时控制部47基于从检测控制部11供给的控制信号，以使AFE48、信号处理部44、坐标提取部45同步进行动作的方式进行控制。此外，在以下的说明中，在不需要区别第一输出信号Svh(1)以及第二输出信号Svh(2)进行说明的情况下，仅表示为输出信号Svh。
AFE48为至少具有检测信号增幅部42以及A/D转换部43的功能的信号处理电路。检测信号增幅部42将输出信号Svh增幅。A/D转换部43将从检测信号增幅部42输出的模拟信号转换为数字信号。
信号处理部44为基于AFE48的输出信号来检测输入至传感器部10的规定的物理量的逻辑电路。信号处理部44经由信号线选择电路16接收第一输出信号Svh(1)以及第二输出信号Svh(2)，对第三输出信号Svh(3)进行运算。信号处理部44接收运算出的第三输出信号Svh(3)，基于规定的代码进行解码处理。信号处理部44还能够进行取出解码信号的差分的信号(绝对值|ΔV|)的处理。信号处理部44将绝对值|ΔV|与规定的阈值电压进行比较，能够检测照射至传感器部10的光量。
存储部46临时保存运算出的第三输出信号Svh(3)。存储部46例如也可以为RAM(Random Access Memory：随机存储器)、寄存器电路等。
坐标提取部45基于解码信号的差分的信号算出传感器坐标，输出所得到的传感器坐标来作为传感器输出Vo。此外，坐标提取部45也可以不计算传感器坐标，而是输出解码信号来作为传感器输出Vo。
接着，对检测装置1的详细结构进行说明。图3是示意性示出检测装置所具有的背板的俯视图。图4是示意性示出检测装置所具有的有机传感器层的俯视图。图5是沿图3以及图4的V-V’线的剖视图。图6是沿图3以及图4的VI-VI’线的剖视图。
如图5所示，检测装置1具有背板2和有机传感器层3。有机传感器层3在与垂直于背板2的表面的方向上相对地配置。背板2为针对每个规定的检测区域驱动传感器的驱动电路基板。
背板2包括衬底21、TFT层22、绝缘层23和检测电极24。衬底21为具有能够透射可视光的透光性的玻璃衬底。或者，衬底21也可以为由聚酰亚胺等树脂构成的透光性的树脂衬底或者树脂薄膜。TFT层22设在衬底21上。在TFT层22设有栅极线驱动电路15、信号线选择电路16等的电路。另外，在TFT层22设有TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)等的第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr(参照图10)、栅极线GCL、信号线SGL(参照图10)等的各种布线。
检测电极24在衬底21的上侧呈矩阵状排列。检测电极24设在衬底21与有机传感器层3的有机材料层31之间。检测电极24例如使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等具有透光性的导电性材料。在检测电极24与TFT层22之间设有绝缘层23。绝缘层23为无机绝缘层。作为绝缘层23，例如使用氧化硅(SiO2)等的氧化物、氮化硅(SiN)等的氮化物。柔性印刷基板71与衬底21的边框区域GA连接。检测电极24经由信号线SGL以及信号线选择电路16与柔性印刷基板71电连接。
此外，在检测装置1的说明中，在与衬底21的表面垂直的方向上，将从衬底21朝向有机传感器层3的方向称为“上侧”。将从有机传感器层3朝向衬底21的方向称为“下侧”。另外，“俯视”表示从与衬底21的表面垂直的方向观察的情况。
有机传感器层3具有有机材料层31、驱动电极32、保护层33。有机材料层31设在多个检测电极24上。有机材料层31使用根据照射来的光而使特性(例如，电压电流特性、电阻值)变化的有机材料。作为有机材料层31，例如能够使用低分子有机材料C60(富勒烯)、PCBM(苯基C61丁酸甲酯：Phenyl C61-butyric acid methyl ester)、CuPc(酞菁铜：Copperphthalocyanine)、F16CuPc(氟化酞菁铜)、rubrene(红荧烯：5,6,11,12-tetraphenyltetracene)、PDI(Perylene(苝)的衍生物)等。有机材料层31能够使用这些低分子有机材料通过蒸镀型(Dry Process)形成。在该情况下，有机材料层31例如也可以为CuPc与F16CuPc的层叠膜、或者rubrene与C60的层叠膜。有机材料层31还能够通过涂敷型(Wet Process)形成。在该情况下，有机材料层31使用将上述低分子有机材料和高分子有机材料组合而成的材料。作为高分子有机材料，例如能够使用P3HT(poly(3-hexylthiophene：3-己基噻吩))、F8BT(F8-alt-benzothiadiazole：9,9-二辛基芴-并苯噻二唑)等。有机材料层31能够设为P3HT和PCBM混合的状态下的膜、或者F8BT和PDI混合的状态下的膜。
驱动电极32在与衬底21的表面垂直的方向上，夹设有机材料层31地与多个检测电极24相对设置。在驱动电极32与检测电极24之间设有有机材料层31。驱动电极32与有机材料层31的上表面相接，检测电极24与有机材料层31的下表面相接。驱动电极32例如使用银(Ag)或铝(Al)等的金属材料。或者驱动电极32也可以为包含这些金属材料的至少1种以上在内的合金材料。保护层33覆盖驱动电极32来设置。保护层33为钝化膜，为了保护驱动电极32以及有机材料层31而设置。
如图3所示，多个检测电极24在衬底21的检测区域AA呈矩阵状设置。换言之，多个检测电极24在第一方向Dx上排列且在第二方向Dy上排列。在此，检测区域AA为进行检测装置1的检测的区域。边框区域GA为检测区域AA的外侧的区域。
此外，第一方向Dx为与衬底21平行的面内的一个方向，例如，为与栅极线GCL(参照图10)平行的方向。另外，第二方向Dy为与衬底21平行的面内的一个方向，为与第一方向Dx正交的方向。此外，第二方向Dy也可以不与第一方向Dx正交而是交叉。
栅极线驱动电路15或信号线选择电路16等的各种电路设在衬底21的边框区域GA。栅极线驱动电路15设在边框区域GA中的、沿第二方向Dy的边。另外，信号线选择电路16设在边框区域GA中的、沿第一方向Dx的边。信号线选择电路16设在检测区域AA与柔性印刷基板71之间。
另外，在衬底21的边框区域GA设有多个端子25、和驱动电极连接端子29。柔性印刷基板71与多个端子25连接。驱动电极连接端子29为用于向驱动电极32供给驱动信号VDD_ORG(参照图15)的端子。驱动电极连接端子29与柔性印刷基板71连接。由此，从控制基板101(参照图1)向驱动电极连接端子29供给驱动信号VDD_ORG。
如图4所示，有机材料层31、驱动电极32以及保护层33设置到边框区域GA的外周位置，彼此重叠设置。换言之，有机材料层31以及驱动电极32至少设在与图3示出的检测区域AA重叠的区域。由此，有机材料层31以及驱动电极32跨过多个检测电极24而设置，具有与多个检测电极24重叠的部分和不与多个检测电极24重叠的部分。有机材料层31例如由喷墨印刷等涂敷形成。在本实施方式中，有机材料层31为高电阻材料，相邻的检测电极24的间隔相对于有机材料层31的厚度足够大。因此，在各自的检测电极24中，与驱动电极32之间流过垂直方向上的电流，且在相邻的检测电极24之间流过的电流被抑制。由此，多个检测电极24分别作为个别的传感器起作用。
在有机材料层31、驱动电极32以及保护层33的外周设有向内侧凹陷的凹部3a。凹部3a设在与多个端子25重叠的位置。由此，多个端子25从有机材料层31、驱动电极32以及保护层33露出，与柔性印刷基板71连接。
另外，在有机材料层31中，在与驱动电极连接端子29重叠的位置设有开口31a。如图6所示，驱动电极连接端子29隔着绝缘层25A设在衬底21上。此外，驱动电极连接端子29与信号线SGL设在同层。在绝缘层25A上设有硬涂层25B以及绝缘层23。在硬涂层25B以及绝缘层23，在与驱动电极连接端子29重叠的位置设有开口25Ba、23a。有机材料层31的开口31a设在与开口25Ba、23a重叠的位置。
在有机材料层31的与开口31a重叠的位置设有连接电极34。由此，连接电极34与驱动电极连接端子29相接。另外，驱动电极32以及保护层33也设在与开口31a重叠的位置。根据这种结构，驱动电极32经由开口31a与驱动电极连接端子29电连接。从控制基板101(参照图1)经由柔性印刷基板71以及驱动电极连接端子29向驱动电极32供给驱动信号VDD_ORG。
接着，说明检测装置1的检测动作。图7是表示针对一个检测电极的驱动电路的电路图。图8是表示AFE的电路图。图9是表示AFE的动作的一例的定时波形图。
如图7所示，在背板2(参照图5)形成有检测电极24、第一开关元件Tr、第二开关元件xTr、信号线SGL、栅极线GCL以及基准信号线COM等的布线。第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr与各检测电极24各自对应设置。信号线SGL为经由信号线选择电路16(参照图3)将各检测电极24的检测信号输出至AFE48的布线。栅极线GCL为供给驱动第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL的布线。基准信号线COM为向检测电极24供给基准信号Vcom(参照图15)的布线。
第一开关元件Tr由薄膜晶体管构成，在该例子中，由n沟道的MOS(Metal OxideSemiconductor：金属氧化物半导体)型的TFT构成。第二开关元件xTr在该例子中由p沟道的MOS型的TFT构成。即，在供给相同第一栅极驱动信号VGH的情况下，第一开关元件Tr导通，第二开关元件xTr关断。另外，在供给相同第二栅极驱动信号VGL的情况下，第一开关元件Tr关断，第二开关元件xTr导通。此外，第一栅极驱动信号VGH为具有比第二栅极驱动信号VGL高的电位的电压信号。
就一个检测电极24而言，第一开关元件Tr的源极与信号线SGL连接，栅极与栅极线GCL连接，漏极与检测电极24连接。第二开关元件xTr的漏极与基准信号线COM连接，栅极与栅极线GCL连接，源极与检测电极24连接。如图7所示，有机材料层31以二极管元件等价表示。另外，在本实施方式中，检测电极24为阳极，驱动电极32为阴极。
若栅极线驱动电路15向栅极线GCL供给第一栅极驱动信号VGH，则第一开关元件Tr导通。第一开关元件Tr将检测电极24和信号线SGL连接。由此，选择检测电极24作为检测对象。在将驱动信号VDD_ORG供给至驱动电极32的情况下，向有机材料层31流过规定的电流Ifh。电流Ifh基于与照射来的光对应的有机材料层31的特性变化而变化。多个检测电极24将来自有机材料层31的电流Ifh作为输出信号Svh输出至信号线SGL。另一方面，第二开关元件xTr因第一栅极驱动信号VGH而关断。因此，抑制从检测电极24流向基准信号线COM的电流Idh。像这样，传感器部10根据向有机材料层31照射的光的光量，使从检测电极24输出的信号(电流Ifh)变化。由此，检测装置1能够检测光。
当栅极线驱动电路15x向栅极线GCL供给第二栅极驱动信号VGL时，第一开关元件Tr关断。由此，抑制从检测电极24流向信号线SGL的电流Idl，检测电极24成为非检测对象。另一方面，第二开关元件xTr导通。第二开关元件xTr连接检测电极24和基准信号线COM。因此，从检测电极24向基准信号线COM流过电流Ifl。从控制基板101向基准信号线COM供给基准信号Vcom。基准信号Vcom为具有固定的电位的电压信号。基准信号Vcom例如能够设为接地电位。由此，抑制非检测对象的检测电极24的电位的变动。
作为第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr的半导体层的材料，使用多晶硅或者氧化物半导体。半导体层使用例如低温多晶硅(LTPS：Low Temperature PolycrystallineSilicon)。使用了低温多晶硅的第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr能够以600℃以下的工艺温度制造。因此，能够将栅极线驱动电路15、信号线选择电路16等的电路与第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr同时形成在同一衬底上。检测装置1具有第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr。因此，若第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr的一方导通则另一方关断，能够抑制漏电流。
如图8所示，AFE48具有增幅器481、电容Cf、第一开关SW1和第二开关SW2。此外，在图8中，省略示出第二开关元件xTr以及基准信号线COM。第一开关SW1为基于来自检测控制部11(参照图2)的控制信号来控制检测定时的开关。第二开关SW2为基于来自检测控制部11(参照图2)的控制信号来复位AFE48的开关。
如图8所示，从检测电极24向信号线SGL流动电流Ifh。AFE48将电流Ifh的变动转换为电压的变动。然后对得到的电压值进行积分，并作为传感器输出Vo进行输出。信号处理部44(参照图2)对输出信号Svh的振幅(|ΔV|)和规定的阈值电压进行比较，能够检测向传感器部10照射的光量。
如图9所示，在非检测期间toff内，第一开关SW1关断，AFE48与信号线SGL断开。另外，在非检测期间toff内，第二开关SW2导通。由此，使AFE48复位，输出信号Svh成为与接地电位GND相等的电位。
在检测期间ton内，第一开关SW1导通，AFE48与信号线SGL连接。另外，在检测期间ton内，第二开关SW2关断。由此，电荷向电容Cf移动，传感器输出Vo的振幅(|ΔV|)变大。通过以规定的频率重复非检测期间toff和检测期间ton，检测装置1能够检测光。
接着，说明多个检测电极24的电路构成。图10是表示检测电极的排列的电路图。此外，在图10等中，为了便于理解说明，以呈矩阵状配置成4行、4列的检测电极24为例进行说明，但不限于此。例如，检测电极24呈256行、256列配置有多个。另外，在图10中示出四个栅极线GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)、两个基准信号线COM(1)、COM(2)以及四个信号线SGL(1)、SGL(2)、SGL(3)、SGL(4)。在以下的说明中，在不需要区别栅极线GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)进行说明的情况下，仅表示为栅极线GCL。同样地，有时表示为基准信号线COM、信号线SGL。
多条栅极线GCL和多个信号线SGL交叉设置。多条栅极线GCL和多个基准信号线COM交叉设置。利用栅极线GCL、信号线SGL和基准信号线COM划分成矩阵状。检测电极24配置在由栅极线GCL、信号线SGL和基准信号线COM包围的区域。该一个区划区域分别作为传感器起作用。
在此，将在第一方向Dx上排列的多个检测电极24设为第一检测电极块BKx。第一检测电极块BKx(1)、BKx(2)、BKx(3)、BKx(4)在第二方向Dy上排列。设在第一检测电极块BKx(1)的多个第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr与共用的栅极线GCL(1)连接。设在第一检测电极块BKx(2)的多个第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr与共用的栅极线GCL(2)连接。第一检测电极块BKx(3)、第一检测电极块BKx(4)也同样。栅极线GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)分别与栅极线驱动电路15连接。
信号线SGL针对在第一方向Dx上排列的每个检测电极24设置。在此，将沿信号线SGL在第二方向Dy上排列的多个检测电极24设为第二检测电极块BKy。第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)在第一方向Dx上排列。设在第二检测电极块BKy(1)的多个第一开关元件Tr与共用的信号线SGL(1)连接。设在第二检测电极块BKy(2)的多个第一开关元件Tr与共用的信号线SGL(2)连接。第二检测电极块BKy(3)、BKy(4)也同样。也就是说，信号线SGL针对每个第二检测电极块BKy设置。信号线SGL(1)、SGL(2)、SGL(3)、SGL(4)分别与信号线选择电路16连接。基准信号线COM设于在第一方向Dx上相邻的检测电极24之间。夹设基准信号线COM而相邻的检测电极24经由设于各自的第二开关元件xTr与共用的基准信号线COM连接。
栅极线驱动电路15基于规定的代码，将针对每条栅极线GCL规定了电位的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL供给至各栅极线GCL。由此，栅极线驱动电路15以基于规定的代码选择多条栅极线GCL中的1或者2条以上的栅极线GCL的方式进行驱动。栅极线驱动电路15经由所选择的栅极线GCL将第一栅极驱动信号VGH施加至第一开关元件Tr的栅极。由此，1或者2条以上的第一检测电极块BKx被选择为检测对象，与信号线SGL连接。另外，栅极线驱动电路15经由非检测对象的栅极线GCL将第二栅极驱动信号VGL施加至第二开关元件xTr的栅极。由此，1或者2条以上的第一检测电极块BKx被选择为非检测对象，与基准信号线COM连接。
信号线选择电路16以基于规定的代码选择多个信号线SGL中的1或者2条以上的信号线SGL的方式进行驱动。信号线选择电路16将所选择的信号线SGL连接于一个输出信号线Lout。由此，多个第二检测电极块BKy经由一个输出信号线Lout与AFE48连接。
图11是用于说明基于栅极线驱动电路的码分选择驱动的动作例的说明图。在图11中，为了便于理解说明，针对具有四个检测电极24的第二检测电极块BKy，示出CDM驱动的动作例。在图11中，对检测对象的检测电极24标注斜线来示出。另外，在图11中，省略栅极线GCL、栅极线驱动电路15、第一开关元件Tr等的图示。
第二检测电极块BKy的各检测电极24通过第一开关元件Tr的动作能够与共用的信号线SGL连接。在此，将从各自的检测电极24输出的信号值设为信号值Siq(q＝0、1、2、3)。栅极线驱动电路15基于第二检测电极块BKy的检测电极24中的规定的代码，选择1或者多个检测电极24。将所选择的检测电极24的信号值Siq整合后的信号值经由信号线SGL被作为输出信号Svp(p＝0、1、2、3)进行输出。输出信号Svp用下述的式(1)表示。即，输出信号Svp用从一个第二检测电极块BKy中的、作为检测对象的多个检测电极24输出的信号值Siq的和来表示。
【数学式1】
Figure BDA0002660652510000141
在此，信号值Siq为与第一检测电极块BKx(1)、BKx(2)、BKx(3)、BKx(4)的各检测电极24对应的信号值。信号值Siq为根据照射至有机材料层31的光而输出的信号值。输出信号Svp为第二检测电极块BKy的输出信号，为对基于第二检测电极块BKy中的规定的代码而选择的检测电极24的信号值Siq进行运算而求出的值。规定的代码例如用下述的式(2)的正方矩阵H来定义。规定的代码为以“1”或者“-1”、或者“1”或者“0”为要素，基于任意不同的两个行成为正交矩阵的正方矩阵、例如哈达玛矩阵的代码。
【数学式2】
Figure BDA0002660652510000151
正方矩阵H的次数成为包含在第二检测电极块BKy内的检测电极24的数量、即四个第一检测电极块BKx的数量4。在本实施方式中，说明包括四个检测电极24在内的第二检测电极块BKy，但不限于此，包含在第二检测电极块BKy内的检测电极24的个数可以为两个、三个或者五个以上。在该情况下，正方矩阵H的次数也根据检测电极24的个数而变更。
在图11示出的第一期间ta1以及第一期间ta1x内，栅极线驱动电路15根据与正方矩阵H的第一行对应的选择信号，将第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL供给至各栅极线GCL。由此，选择作为检测对象的检测电极24。在第二期间ta2以及第三期间ta3内，根据与正方矩阵H的第二行对应的选择信号选择检测电极24。在第四期间ta4以及第五期间ta5内，根据与正方矩阵H的第三行对应的选择信号选择检测电极24。在第四期间ta4以及第五期间ta5内，与正方矩阵H的第四行对应的选择信号选择检测电极24。
具体来说，在第一期间ta1内，栅极线驱动电路15将与正方矩阵H的第一行的元素“1”对应地被规定了电位的第一栅极驱动信号VGH供给至各栅极线GCL。根据第一栅极驱动信号VGH使第一开关元件Tr导通，四个检测电极24与共用的信号线SGL连接。由此，选择四个检测电极24来作为第一检测对象。第一检测对象的检测电极24经由信号线SGL将第一输出信号Sv0(1)输出至AFE48。第一输出信号Sv0(1)成为将四个检测电极24的检测信号整合后的信号。
接着，在第一期间ta1x内，不存在正方矩阵H的第一行的元素“-1”，因此，不选择检测电极24来作为与元素“-1”对应的第二检测对象。栅极线驱动电路15向与各检测电极24对应的栅极线GCL供给第二栅极驱动信号VGL。因此，第二输出信号Sv0(2)的信号值成为0。信号处理部44根据第一输出信号Sv0(1)与第二输出信号Sv0(2)的差分，计算第三输出信号Sv0(3)＝Sv0(1)-Sv0(1)。
接着，在第二期间ta2内，栅极线驱动电路15将与正方矩阵H的第二行的元素“1”对应地被规定了电位的第一栅极驱动信号VGH供给至各栅极线GCL。由此，作为第一检测对象，选择属于第一检测电极块BKx(1)、BKx(3)的两个检测电极24。第一检测对象的检测电极24经由信号线SGL将第一输出信号Sv1(1)输出至AFE48。
接着，在第三期间ta3内，栅极线驱动电路15将与正方矩阵H的第二行的元素“-1”对应地被规定了电位的第一栅极驱动信号VGH供给至各栅极线GCL。由此，作为第二检测对象，选择属于第一检测电极块BKx(2)、BKx(4)的两个检测电极24。第二检测对象的检测电极24经由信号线SGL将第二输出信号Sv1(2)输出至AFE48。信号处理部44根据第一输出信号Sv1(1)与第二输出信号Sv1(2)的差分，计算第三输出信号Sv1(3)＝Sv1(1)-Sv1(2)。
同样地，在第四期间ta4内，通过栅极线驱动电路15选择与正方矩阵H的第三行的元素“1”对应的第一检测对象。在第五期间ta5内，通过栅极线驱动电路15选择与正方矩阵H的第三行的元素“-1”对应的第二检测对象。在第六期间ta6内，通过栅极线驱动电路15，选择与正方矩阵H的第四行的元素“1”对应的第一检测对象。在第七期间ta7内，通过栅极线驱动电路15，选择与正方矩阵H的第四行的元素“-1”对应的第二检测对象。
由此，信号处理部44对四个第三输出信号Sv0(3)、Sv1(3)、Sv2(3)、Sv3(3)进行运算。然后，信号处理部44将四个第三输出信号Sv0(3)、Sv1(3)、Sv2(3)、Sv3(3)乘以正方矩阵H来进行解码。由此，检测装置1不提高驱动电压VDD_ORG的电压值地得到4倍的信号强度。另外，检测装置1能够不增大检测电极24的面积地增强信号强度。因此，检测装置1能够进行高精度的光检测。另外，第三输出信号Svp(3)根据第一输出信号Svp(1)与第二输出信号Svp(2)的差分来求出。因此，即使在噪声从外部侵入的情况、或因测定环境的影响而产生有机材料层31的特性变动的情况下，也能够消除第一输出信号Shp(1)的噪声成分和第二输出信号Shp(2)的噪声成分。由此，检测装置1提高检测可靠性。
图12是用于说明基于信号线选择电路的码分选择驱动的动作例的说明图。在图12中，为了易于理解说明，针对具有四个检测电极24的第一检测电极块BKx示出CDM驱动的动作例。
信号线选择电路16基于规定的代码将多个信号线SGL连接于共用的输出信号线Lout。由此，信号线选择电路16基于第一检测电极块BKx中的、规定的代码选择1或者多个检测电极24。在此，将从各自的检测电极24输出的信号值设为信号值Siq。与式(1)同样地，将选择出的检测电极24的信号值Siq整合后的信号值经由输出信号线Lout而作为输出信号Shp进行输出。即，输出信号Shp在一个第一检测电极块BKx中，用从多个检测电极24输出的信号值Siq的和表示。
规定的代码例如由上述的式(2)的正方矩阵H定义。此外，规定的代码例如只要为基于哈达玛矩阵的代码即可，也可以为其他正方矩阵。
如图12所示，在第一部分期间tb1内，与正方矩阵H的第一行的元素“1”对应地，选择四个检测电极24来作为第一检测对象。具体来说，信号线选择电路16通过第三开关SW3的动作将与正方矩阵H的第一行的元素“1”对应的四个信号线SGL连接于共用的输出信号线Lout。由此，第一检测对象的检测电极24经由共用的输出信号线Lout将第一输出信号Sh0(1)输出至AFE48。第一输出信号Sh0(1)成为将四个检测电极24的检测信号整合后的信号。
接着，在第一部分期间tb1x内，不存在正方矩阵H的第一行的元素“-1”，因此，信号线选择电路16通过第三开关SW3的动作使四个信号线SGL与共用的输出信号线Lout断开。也就是说，不选择检测电极24来作为与元素“-1”对应的第二检测对象。因此，第二输出信号Sh0(2)的信号值成为0。信号处理部44根据第一输出信号Sh0(1)与第二输出信号Sh0(2)的差分，算出第三输出信号Sh0(3)＝Sh0(1)-Sh0(1)。
接着，在第二部分期间tb2内，信号线选择电路16通过第三开关SW3的动作，将与正方矩阵H的第二行的元素“1”对应的信号线SGL连接于共用的输出信号线Lout。由此，选择属于第二检测电极块BKy(1)、BKy(3)的两个检测电极24来作为第一检测对象。第一检测对象的检测电极24经由输出信号线Lout将第一输出信号Sh1(1)输出至AFE48。
接着，在第三部分期间tb3内，信号线选择电路16通过第三开关SW3的动作将与正方矩阵H的第二行的元素“-1”对应的信号线SGL连接于共用的输出信号线Lout。由此，选择属于第二检测电极块BKy(2)、BKy(4)的两个检测电极24来作为第二检测对象。第二检测对象的检测电极24经由输出信号线Lout将第二输出信号Sh1(2)输出至AFE48。信号处理部44根据第一输出信号Sh1(1)与第二输出信号Sh1(2)的差分，算出第三输出信号Sh1(3)＝Sh1(1)-Sh1(2)。
同样地，在第四部分期间tb4内，通过信号线选择电路16选择与正方矩阵H的第三行的元素“1”对应的第一检测对象。在第五部分期间tb5内，通过信号线选择电路16，选择与正方矩阵H的第三行的元素“-1”对应的第二检测对象。在第六部分期间tb6内，通过信号线选择电路16，选择与正方矩阵H的第四行的元素“1”对应的第一检测对象。在第七部分期间tb7内，通过信号线选择电路16选择与正方矩阵H的第四行的元素“-1”对应的第二检测对象。
由此，信号处理部44对四个第三输出信号Sh0(3)、Sh1(3)、Sh2(3)、Sh3(3)进行运算。然后，信号处理部44将四个第三输出信号Sh0(3)、Sh1(3)、Sh2(3)、Sh3(3)乘以正方矩阵H来进行解码。由此，检测装置1不提高驱动电压VDD_ORG的电压值地进一步得到4倍的信号强度。
图11示出的基于栅极线驱动电路15的CDM驱动和图12示出的基于信号线选择电路16的CDM驱动能够适当组合地来执行。图13是示出从第一期间到第三期间的、基于栅极线驱动电路以及信号线选择电路的检测动作的一例的表。图14是示出从第四期间到第七期间的、基于栅极线驱动电路以及信号线选择电路的检测动作的一例的表。
在图13中，针对第一期间ta1、第二期间ta2、第三期间ta3的每个期间，示出供给至栅极线GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL。另外，在图13中，针对从第一部分期间tb1到第七部分期间tb7的每个期间，示出连接有第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)的AFE48或者基准信号VR。图14同样地也针对第四期间ta4到第七期间ta7示出AFE48或者基准信号VR。
如图13以及图14所示，与第一期间ta1到第七期间ta7各自对应地设置有第一部分期间tb1到第七部分期间tb7。此外，各期间的顺序也可以适当变更。
如图13以及图14所示，栅极线驱动电路15将基于式(2)示出的规定的代码而被决定电位的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL供给至各栅极线GCL。具体来说，在第一期间ta1内，栅极线驱动电路15与式(2)的第一行的元素“1”对应地向所有栅极线GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)供给第一栅极驱动信号VGH。此外，由于不存在正方矩阵H的第一行的元素“-1”，所以能够省略图11示出的第一期间ta1x。在第二期间ta2内，栅极线驱动电路15与式(2)的第二行的元素“1”对应地向栅极线GCL(1)、GCL(3)供给第一栅极驱动信号VGH。另外，在第二期间ta2内，栅极线驱动电路15与式(2)的第二行的元素“-1”对应地向栅极线GCL(2)、GCL(4)供给第二栅极驱动信号VGL。
同样地，在第三期间ta3到第七期间ta7，栅极线驱动电路15也将与式(2)的各元素对应的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL供给至栅极线GCL。由此，针对每个期间选择不同组合的第一检测对象的检测电极24以及第二检测对象的检测电极24。
如图13以及图14所示，信号线选择电路16将与式(2)示出的规定的代码对应的信号线SGL连接于一个输出信号线Lout。由此，信号线选择电路16选择第二检测电极块BKy。具体来说，在第一部分期间tb1内，信号线选择电路16与式(2)的第一行的元素“1”对应地选择所有第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)。第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)经由输出信号线Lout与AFE48连接。在该情况下，第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)中的、由栅极线驱动电路15选择的第一检测对象或者第二检测对象的检测电极24与输出信号线Lout连接。
由此，从第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)将第一输出信号Svh0(1)输出至AFE48。在此，第一输出信号Svh0(1)为将多个第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)中的、作为第一检测对象的检测电极24的信号整合后的信号。另外，第二输出信号Svh0(0)为将多个第二检测电极块BKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)中的、作为第二检测对象的检测电极24的信号整合后的信号。另外，由于在式(2)的第一行不存在元素“-1”，所以能够省略图12示出的第一部分期间tb1x。信号处理部44获取第一部分期间tb1的第一输出信号Svh0(1)来作为第三输出信号Svh0(3)。
在第二部分期间tb2内，信号线选择电路16与式(2)的第二行的元素“1”对应地选择第二检测电极块BKy(1)、BKy(3)。第二检测电极块BKy(1)、BKy(3)经由输出信号线Lout与AFE48连接。由此，从第二检测电极块BKy(1)、BKy(3)将第一输出信号Svh1(1)输出至AFE48。在该情况下，第二检测电极块BKy(1)、BKy(3)中的、由栅极线驱动电路15选择的作为第一检测对象或者第二检测对象的检测电极24与输出信号线Lout连接。另一方面，向非选择的第二检测电极块BKy(2)、BKy(4)供给基准信号VR。
在第三部分期间tb3内，信号线选择电路16与式(2)的第二行的元素“-1”对应地选择第二检测电极块BKy(2)、BKy(4)。第二检测电极块BKy(2)、BKy(4)经由输出信号线Lout与AFE48连接。由此，从第二检测电极块BKy(2)、BKy(4)将第二输出信号Svh1(2)(参照图12)输出至AFE48。在该情况下，第二检测电极块BKy(2)、BKy(4)中的、由栅极线驱动电路15选择的作为第一检测对象或者第二检测对象的检测电极24与输出信号线Lout连接。另一方面，向非选择的第二检测电极块BKy(1)、BKy(3)供给基准信号VR。信号处理部44根据第二部分期间tb2的第一输出信号Svh1(1)与第三部分期间tb3的第二输出信号Svh1(2)的差分，运算第三输出信号Svh1(3)。
同样地，信号线选择电路16在第四部分期间tb4到第七部分期间tb7内，基于式(2)的规定的代码选择第二检测电极块BKy。由此，信号处理部44在第一部分期间tb1到第七部分期间tb7内，获取四个第三输出信号Svh0(3)、Svh1(3)、Svh2(3)、Svh3(3)。而且，信号处理部44与图11示出的例子同样地，在第一期间ta1到第七期间ta7内，获取四个第三输出信号Svh0(3)、Svh1(3)、Svh2(3)、Svh3(3)。也就是说，信号处理部44获取合计16个第三输出信号Svh(3)。然后，信号处理部44通过对第三输出信号Svh(3)进行解码，对针对每个检测电极24的解码信号进行运算。由此，检测装置1能够通过栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16来进行CDM驱动。
如图3所示，检测电极24以及信号线选择电路16设于衬底21。然后，多个检测电极24经由输出信号线Lout与一个AFE48连接。由此，即使在增多检测电极24的数量的情况下，也能够减少AFE48的数量。另外，能够抑制将衬底21和AFE48连接的布线的数量。
接着，对栅极线驱动电路15的详细结构进行说明。图15是示出传感器部、栅极线驱动电路以及信号线选择电路的结构例的框图。图16是栅极线驱动电路的框图。
如图15所示，在衬底21设有传感器部10、栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16。而且，在衬底21设有控制信号生成电路17、反相器153、154以及保护电路155。
保护电路155包括保护电阻元件或保护二极管。从控制基板101(参照图1)供给的各种信号经由保护电路155而供给至控制信号生成电路17、栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16。此外，信号线选择电路16的输出信号线Lout不经由保护电路155的保护二极管地与AFE48连接。由此，能够抑制从传感器部10输出的信号强度的下降。
反相器153从控制基板101接收复位信号RST，将反相复位信号xRST输出至控制信号生成电路17。反相复位信号xRST为使复位信号RST反相的电压信号。另外，反相器154从控制基板101接收时钟信号CLK，将反相时钟信号xCLK输出至控制信号生成电路17。反相时钟信号xCLK为使时钟信号CLK反相的电压信号。
控制信号生成电路17基于从外部的控制基板101供给的复位信号RST、时钟信号CLK、接地电位GND以及电源电压VDD，生成各种控制信号。控制信号生成电路17将各种控制信号供给至栅极线驱动电路15。
图17是示出从控制信号生成电路输出的各种控制信号的定时波形图。如图17所示，控制信号生成电路17输出反相控制信号Vs、第一控制信号Va1、Va2、Va3以及第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3。将反相控制信号Vs供给至第二代码生成电路13的反相输入端子S。将第一控制信号Va1、Va2、Va3分别供给至第一代码生成电路12的第一输入端子A1、A2、A3。将第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3分别供给至第二代码生成电路13的第二输入端子B1、B2、B3。
如图17所示，第二控制信号Vb3的频率为反相控制信号Vs的频率的1/2。第二控制信号Vb2的频率为第二控制信号Vb3的频率的1/2。同样地，从控制信号生成电路17分别输出第二控制信号Vb1、第一控制信号Va3、Va2、Va1。
如图15以及图16所示，栅极线驱动电路15具有第一代码生成电路12、第二代码生成电路13、第三代码生成电路14、缓冲电路151和电平转换器152。即，第一代码生成电路12、第二代码生成电路13、第三代码生成电路14、缓冲电路151、电平转换器152设在衬底21的边框区域GA。此外，在图16中，省略示出缓冲电路151以及电平转换器152。
第一代码生成电路12、第二代码生成电路13以及第三代码生成电路14为解码器电路。第一代码生成电路12基于第一控制信号Va1、Va2、Va3生成第一部分选择信号Vd(参照图18、19)，将第一部分选择信号Vd供给至第三代码生成电路14。第二代码生成电路13基于第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3生成第二部分选择信号Vf(参照图20、21)，将第二部分选择信号Vf供给至第三代码生成电路14。第三代码生成电路14例如为异或(XOR)电路。第三代码生成电路14基于第一部分选择信号Vd以及第二部分选择信号Vf，生成第一选择信号Vc，向栅极线GCL供给基于第一选择信号Vc的信号。
如图16所示，第一代码生成电路12具有第一输入端子A1、A2、A3、输入有电源电压VDD的端子、和多个输出端子Ya1、Ya2、……、Ya8。在本实施方式中，第一代码生成电路12的输出端子Ya1、Ya2、……、Ya8的数量为8个。从控制信号生成电路17向第一输入端子A1、A2、A3输入第一控制信号Va1、Va2、Va3。第一代码生成电路12为基于第一控制信号Va1、Va2、Va3生成第一部分选择信号Vd的电路。第一代码生成电路12从输出端子Ya1、Ya2、……、Ya8向第一选择信号线LSa1、LSa2、……、LSa8输出第一部分选择信号Vd。第一部分选择信号Vd为针对多条栅极线GCL的每个栅极线被规定了相位的信号。
第二代码生成电路13具有第二输入端子B1、B2、B3、反相输入端子S和多个输出端子Yb1、Yb2、……、Yb8。在本实施方式中，第二代码生成电路13的输出端子Yb1、Yb2、……、Yb8的数量为8个。从控制信号生成电路17向第二输入端子B1、B2、B3输入第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3。另外，从控制信号生成电路17向第二代码生成电路13输入反相控制信号Vs。第二代码生成电路13为基于第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3以及反相控制信号Vs而生成第二部分选择信号Vf的电路。反相控制信号Vs为使规定的代码的元素“1”和“-1”反相的信号。第二代码生成电路13从输出端子Yb1、Yb2、……、Yb8将第二部分选择信号Vf输出至第二选择信号线LSb1、LSb2、……、LSb8。第二部分选择信号Vf为针对每个驱动信号供给线块BKL被规定了相位的信号。
如图15所示，电平转换器152设在第一代码生成电路12以及第二代码生成电路13与第三代码生成电路14之间。电平转换器152为对所输入的信号的电压(振幅)进行变更并输出变更后的信号的电路。具体来说，电平转换器152从第一代码生成电路12接收第一部分选择信号Vd并临时保持。另外，电平转换器152从第二代码生成电路13接收第二部分选择信号Vf并临时保持。电平转换器152通过从控制基板101供给的电源电压VDD、VSS，对第一选择信号Vc的电压电平进行变更。增大第一部分选择信号Vd以及第二部分选择信号Vf的振幅，输出至第三代码生成电路14。此外，电平转换器152也可以设在第三代码生成电路14的输出侧。
如图16所示，排列有多条栅极线GCL(1)、GCL(2)、……、GCL(n)。栅极线GCL分别与第一检测电极块BKx(参照图10)对应设置。栅极线GCL的数量为64个(n＝64)。在栅极线GCL分别连接有驱动信号供给线Ld1、Ld2、……、Ldn(n＝64)。驱动信号供给线部分块sBKL1、sBKL2、……、sBKL7、sBKL8分别包括8条驱动信号供给线Ld。
第一选择信号线LSa1、LSa2、……、LSa8分别针对每条驱动信号供给线部分块sBKL与1条驱动信号供给线Ld连接。由此，第一选择信号线LSa1、LSa2、……、LSa8与多个驱动信号供给线部分块sBKL1、sBKL2、……、sBKL7、sBKL8并排连接。第一选择信号线LSa1、LSa2、……、LSa8与彼此不同的驱动信号供给线Ld连接。换言之，一个驱动信号供给线部分块sBKL所包含的多个驱动信号供给线Ld分别与第一选择信号线LSa1、LSa2、……、LSa8连接。例如，驱动信号供给线部分块sBKL1所包含的驱动信号供给线Ld1、Ld2、……、Ld8与第一选择信号线LSa1、LSa2、……、LSa8分别连接。驱动信号供给线部分块sBKL2、……、sBKL7、sBKL8也同样。
第三代码生成电路14-1、14-2、……、14-7、14-8分别与驱动信号供给线部分块sBKL1、sBKL2、……、sBKL7、sBKL8对应设置。另外，第二选择信号线LSb1、LSb2、……、LSb8分别与第三代码生成电路14-1、14-2、……、14-8连接。换言之，第二选择信号线LSb1、LSb2、……、LSb8分别与驱动信号供给线部分块sBKL1、sBKL2、……、sBKL8连接。一个第三代码生成电路14连接有多个第一选择信号线LSa、且连接有一个第二选择信号线LSb。在本实施方式中，多个第一选择信号线LSa以及多个第二选择信号线LSb在俯视下与驱动信号供给线Ld交叉设置。
多个第三代码生成电路14基于第一部分选择信号Vd以及第二部分选择信号Vf生成第一选择信号Vc，向缓冲电路151(参照图15)供给第一选择信号Vc。
如图15所示，缓冲电路151将从第三代码生成电路14供给来的第一选择信号Vc临时保持。然后，缓冲电路151将与第一选择信号Vc对应的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL实质上同时供给所选择的多条栅极线GCL。
接着，对第一代码生成电路12、第二代码生成电路13以及第三代码生成电路14的动作进行说明。图18是示出第一代码生成电路的一例的电路图。图19是示出第一控制信号与第一部分选择信号的关系的表。如图18所示，第一代码生成电路12包括多个异或电路51-1、51-2、……、51-7。向异或电路51-1、51-2、……、51-7输入第一控制信号Va1、Va2、Va3的某一个、和电源电压VDD或者来自其他异或电路51的输出信号。异或电路51-1、51-2、……、51-7将分别输入的信号的异或值作为第一部分选择信号Vd2、Vd3、……、Vd8而输出至第一选择信号线LSa2、……、LSa8。另外，与电源电压VDD相同的信号作为第一部分选择信号Vd1而输出至第一选择信号线LSa1。
第一代码生成电路12按照图19示出的真理值表，生成与第一控制信号Va1、Va2、Va3以及电源电压VDD对应的第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8。在图19中，在各信号为高电平电压的情况下分配“1”，在各信号为低电平电压的情况下分配“0”。由此，第一代码生成电路12将基于规定的代码被决定了相位的第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8输出至各驱动信号供给线部分块sBKL。例如，规定的代码由下述式(3)的正方矩阵定义。正方矩阵的次数成为第一代码生成电路12的输出端子Ya1、Ya2、……、Ya8的数量8。
【数学式3】
Figure BDA0002660652510000261
第一代码生成电路12针对各期间tc1、tc2、……、tc8的每个期间输出第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8。在各期间tc1、tc2、……、tc8的、第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8的ON(高电平电压)、OFF(低电平电压)的组合模式各自不同。第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8的ON、OFF组合模式与输出端子Ya1、Ya2、……、Ya8的数量相同，为8个。
图20是示出第二代码生成电路的一例的电路图。图21是示出第二控制信号以及反相控制信号与第二部分选择信号的关系的表。如图20所示，第二代码生成电路13包括多个异或电路52-1、52-2、……、52-7和反相器53。反相器53是生成使反相控制信号Vs反相的电压信号第二部分选择信号Vf1的电路。反相器53将第二部分选择信号Vf1输出至第二选择信号线LSb1。即，反相器53在反相控制信号Vs为高电平电压的情况下输出低电平电压信号，在反相控制信号Vs为低电平电压的情况下输出高电平电压信号。
向异或电路52-1、52-2、……、52-7输入第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3的某一个、和来自反相器53的输出信号或者来自其他异或电路52的输出信号。反相控制信号Vs以及第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3为来自图15示出的控制信号生成电路17的输出信号。异或电路52-1、52-2、……、52-7分别将所输入的信号的异或值作为第二部分选择信号Vf2、Vf3、……、Vf8而输出至第二选择信号线LSb2、LSb3、……、LSb8。此外，反相器53并非必须，第二代码生成电路13也可以将反相控制信号Vs作为第二部分选择信号Vf1进行输出。
第二代码生成电路13按照图21示出的真理值表，生成与第二控制信号Vb1、Vb2、Vb3以及反相控制信号Vs对应的第二部分选择信号Vf。由此，第二代码生成电路13针对各期间td1、td2、……、td16的每个期间，将基于规定的代码被决定了相位的第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8输出至各驱动信号供给线部分块sBKL。例如，规定的代码由式(2)的正方矩阵来定义。在反相控制信号Vs为OFF(“0”)的情况下，生成与正方矩阵的元素“1”对应的第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8。在反相控制信号Vs为ON(“1”)的情况下，生成与正方矩阵的元素“-1”对应的第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8。
第二代码生成电路13在各期间td1、td2、……、td16的每个期间内，从输出端子Yb1、Yb2、……、Yb8输出第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8。在各期间td1、td2、……、td16内的、第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8的ON、OFF组合模式各自不同。
在此，第二代码生成电路13由于输入有反相控制信号Vs，所以包括使第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8的ON、OFF反相的组合模式。具体来说，在期间td1、td3、td5、td7、td9、td11、td13、td15反相控制信号Vs为OFF，在期间td2、td4、td6、td8、td10、td12、td14、td16反相控制信号Vs为ON。例如，在期间td1和期间td2分别成为使第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8的ON、OFF反相的组合模式。因此，第二部分选择信号Vf1、Vf2、……、Vf8的ON、OFF组合模式成为输出端子Yb1、Yb2、……、Yb8的数量的两倍的16个。
图22是示出第三代码生成电路的一例的电路图。图23是示出在反相控制信号为高电平电压的情况下由第三代码生成电路生成的模式码的一例的图。图24是示出在反相控制信号为低电平电压的情况下由第三代码生成电路生成的模式码的一例的图。图25是示出第一控制信号、第二控制信号以及反相控制信号的关系的表。
图22示出设于多个驱动信号供给线部分块sBKL中的、驱动信号供给线部分块sBKL1的第三代码生成电路14-1。如图22所示，第三代码生成电路14-1包括多个异或电路54(异或电路54-1、54-2、……、54-8)。从第一代码生成电路12向异或电路54-1、54-2、……、54-8分别输入第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8。另外，从第二代码生成电路13向异或电路54-1、54-2、……、54-8分别输入第二部分选择信号Vf1。异或电路54-1、54-2、……、54-8对第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8和第二部分选择信号Vf1进行异或运算。将由异或电路54-1、54-2、……、54-8运算出的值作为第一选择信号Vc经由驱动信号供给线Ld1、Ld2、……、Ld8供给至栅极线GCL(1)、GCL(2)、……、GCL(8)。
图16示出的第三代码生成电路14-2、14-3、……、14-8也同样地，对第一部分选择信号Vd1、Vd2、……、Vd8、和分别输入的第二部分选择信号Vf2、Vf3、……、Vf8进行异或运算。
如图19所示，第一部分选择信号Vd的组合模式为8个。另外，如图21所示，就第二部分选择信号Vf的组合模式而言，反相控制信号Vs为0、1的情况各自为8个，总计16个。因此，如图23所示，由第三代码生成电路14生成的第一部分选择信号Vd的模式码(规定的代码)的次数在反相控制信号Vs为1的情况下成为8×8＝64。同样地，如图24所示，由第三代码生成电路14生成的第一部分选择信号Vd的模式码的次数在反相控制信号Vs为0的情况下成为8×8＝64。图24示出的模式码是使图23示出的模式码的“0”和“1”反相而得到的。
第一代码生成电路12、第二代码生成电路13以及第三代码生成电路14按照图25示出的真理值表，生成与图23以及图24示出的模式码对应的第一选择信号Vc。栅极线驱动电路15作为与模式码的元素“1”对应的第一选择信号Vc而生成高电平电压信号。另外，栅极线驱动电路15作为与模式码的元素“0”对应的第一选择信号Vc而生成低电平电压信号。由此，向与模式码的元素“1”对应的栅极线GCL供给第一栅极驱动信号VGH，向与模式码的元素“0”对应的栅极线GCL供给第二栅极驱动信号VGL。
如图25所示，反相控制信号Vs为1的期间、和反相控制信号Vs为0的期间交替执行。因此，第一输出信号Svh(1)和第二输出信号Svh(2)的检测时间的间隔变短。因此，即使在噪声成分从外部进入的情况下，通过对第一输出信号Svh(1)与第二输出信号Svh(2)的差分进行运算，也会消除噪声成分。因此，检测装置1能够提高检测精度。
此外，第一部分选择信号Vd和第二部分选择信号Vf的组合顺序不限于图25示出的顺序。例如，也可以在多次连续执行反相控制信号Vs为1的期间之后，多次连续执行反相控制信号Vs为0的期间。
如上所述，本实施方式的检测装置1具有：衬底21；设于衬底21的上侧且对规定的物理量进行检测的有机材料层31；在与衬底21垂直的方向上设在衬底21与有机材料层31之间的多个检测电极24；设在多个检测电极24的每一个的第一开关元件Tr；与第一开关元件Tr连接且在第一方向Dx上延伸的多条栅极线GCL；与第一开关元件Tr连接且在与第一方向Dx交叉的第二方向Dy上延伸的多个信号线SGL；和驱动电路(栅极线驱动电路15)。栅极线驱动电路15将基于规定的代码被决定了电位的栅极驱动信号(第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL)经由多条栅极线GCL向多个第一开关元件Tr分别供给。
由此，通过栅极线驱动电路15在第一检测电极块BKx(参照图10)进行CDM驱动。因此，即使在与照射来的光对应地从有机材料层31流向检测电极24的电流值很微弱的情况下，也能够提高检测精度。另外，根据本实施方式，例如与通过移位寄存器等向所有栅极线GCL供给第一选择信号Vc的情况相比，能够抑制信号的迟延，提高检测精度。
另外，在本实施方式中，在衬底21设有栅极线驱动电路15以及控制信号生成电路17。因此，能够抑制将衬底21和控制基板101连接的端子数。由此，检测装置1能够抑制栅极线驱动电路15的电路规模，能够降低制造成本。
此外，在本实施方式中，第三代码生成电路14也可以对第一部分选择信号Vd和第二部分选择信号Vf进行异或非(Xnor)运算。或者，也可以为进行与异或或者异或非逻辑运算实质等同的运算的电路。另外，第一代码生成电路12以及第二代码生成电路13的构成也同样地可以适当变更。
接着，说明信号线选择电路16。图26是示出信号线选择电路的电路图。在图26中，示出从信号线SGL(1)到信号线SGL(12)的12个信号线SGL。信号线选择电路16包括第三开关元件Tra、第四开关元件Trax、基准信号供给线Lr0、第三选择信号线Lr1、Lr2、……、Lr6以及输出信号线Lout。
与从信号线SGL(1)到信号线SGL(6)对应地设有一个输出信号线Lout。与从信号线SGL(7)到信号线SGL(12)对应地设有一个输出信号线Lout。输出信号线Lout分别与AFE48连接。信号线选择电路16基于信号线选择信号Vhsel，将从多个信号线SGL中选择出的信号线SGL连接于AFE48。由此，信号线选择电路16选择作为检测对象的检测电极24(第二检测电极块BKy)。
信号线选择信号Vhsel例如从与图20示出的第二代码生成电路13同样的代码生成电路(未图示)输出。生成信号线选择信号Vhsel的代码生成电路也可以包含在信号线选择电路16内。在该情况下，代码生成电路与信号线选择电路16同样地设于衬底21。信号线选择电路16也可以为不具有代码生成电路的结构。在该情况下，代码生成电路设在外部的控制基板101，外部的控制基板101能够输出信号线选择信号Vhsel。
信号线选择信号Vhsel为基于规定的代码针对每条信号线SGL被规定了相位的电压信号。规定的代码由式(3)的正方矩阵定义。此外，在图26示出的例子中，6个信号线选择信号Vhsel1、Vhsel2、……、Vhsel6分别被向第三选择信号线Lr1、Lr2、……、Lr6供给。信号线选择信号Vhsel1、Vhsel2、……、Vhsel6例如基于包含在式(3)的各行的8个元素中的、任意的6个元素而生成。信号线选择信号Vhsel1、Vhsel2、……、Vhsel6经由第三选择信号线Lr1、Lr2、……、Lr6而供给至第三开关元件Tra以及第四开关元件Trax。
第三开关元件Tra以及第四开关元件Trax与各信号线SGL连接。第三开关元件Tra以及第四开关元件Trax在被供给相同信号线选择信号Vhsel的情况下，以使导通和关断相反的方式动作。也就是说，在第三开关元件Tra导通的情况下，第四开关元件Trax关断。另外，在第三开关元件Tra关断的情况下，第四开关元件Trax导通。
通过第三开关元件Tra以及第四开关元件Trax的动作，来切换信号线SGL与输出信号线Lout的连接状态。在第三开关元件Tra导通的情况下，信号线SGL与输出信号线Lout连接，在第四开关元件Trax导通的情况下，信号线SGL与基准信号供给线Lr0连接。
若供给与式(3)的元素“1”对应的高电平电压信号的信号线选择信号Vhsel，则第三开关元件Tra导通。另外，若供给与式(3)的元素“-1”对应的低电平电压信号的信号线选择信号Vhsel，第四开关元件Trax导通。由此，与图12示出的CDM驱动的动作例同样地，基于规定的代码选择与信号线SGL连接的第二检测电极块BKy。
具体来说，在选择了与式(3)的元素“1”对应的多个信号线SGL的情况下，所选择的信号线SGL与共用的输出信号线Lout连接。与所选择的信号线SGL连接的第二检测电极块BKy的第一输出信号Sh(1)从输出信号线Lout输出至AFE48。非选择的信号线SGL与基准信号供给线Lr0连接，供给基准信号VR。由此，抑制所选择的检测电极24与非选择的检测电极24之间的电容耦合。因此，能够抑制检测误差或检测感度的降低。
在选择了与式(3)的元素“-1”对应的多个信号线SGL的情况下，所选择的信号线SGL与输出信号线Lout连接。与所选择的各信号线SGL连接的第二检测电极块BKy的第二输出信号Sh(2)从输出信号线Lout输出。非选择的信号线SGL与基准信号供给线Lr0连接，供给基准信号VR。信号处理部44对第一输出信号Sh(1)与第二输出信号Sh(2)的差分的值第三输出信号Sh(3)进行运算。信号处理部44通过将第三输出信号Sh(3)解码，能够计算针对每个第二检测电极块BKy的解码信号。
接着，说明第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr的结构例。图27是示出检测电极、第一开关元件以及第二开关元件的关系的俯视图。图28是示出第一开关元件的概略剖面结构的剖视图。此外，在图27中，为了易于观察附图，用双点划线示出检测电极24。
如图27所示，第一开关元件Tr具有半导体层61、源极电极62、漏极电极63以及栅极电极64。半导体层61所使用的材料例如为低温多晶硅。半导体层61沿第二方向Dy设置，在俯视下与栅极线GCL交叉。栅极线GCL中的与半导体层61重叠的部分作为栅极电极64起作用。另外，在半导体层61的与栅极线GCL重叠的部分形成有沟道区域。半导体层61的一端经由连接孔H1与源极电极62连接。半导体层61的另一端经由连接孔H2漏极电极63连接。
源极电极62与信号线SGL电连接。另外，漏极电极63与连接部68电连接。连接部68经由连接孔H5与检测电极24连接。另外，栅极电极64与栅极线GCL电连接。根据这种结构，第一开关元件Tr能够切换检测电极24与信号线SGL之间的连接和断开。
第二开关元件xTr具有半导体层61a、源极电极62a、漏极电极63a以及栅极电极64a。半导体层61a沿第二方向Dy设置，在俯视下与栅极电极64a交叉。在半导体层61a的与栅极电极64a重叠的部分形成有沟道区域。半导体层61a的一端经由连接孔H4与源极电极62a连接。半导体层61a的另一端经由连接孔H3与漏极电极63a连接。
源极电极62a与连接部68电连接。也就是说，第二开关元件xTr的源极电极62a和第一开关元件Tr的漏极电极63经由共用的连接部68与检测电极24连接。漏极电极63a与基准信号线COM电连接。栅极电极64a与栅极线GCL连接。换言之，栅极线GCL兼做第一开关元件Tr的栅极电极64和第二开关元件xTr的栅极电极64a的功能。根据这种结构，第二开关元件xTr能够切换检测电极24与基准信号线COM之间的连接和断开。
在第二方向Dy上相邻的检测电极24中，在各检测电极24设置的第一开关元件Tr具有以基准线C1为对称轴呈线对称的结构。第二开关元件xTr也同样地，具有以基准线C1为对称轴呈线对称的结构。在此，基准线C1为从在第二方向Dy上相邻的检测电极24之间通过的沿第一方向Dx的假想线。另外，栅极线GCL与检测电极24重叠设置。栅极线GCL也配置在以基准线C1为对称轴呈线对称的位置。在第二方向Dy上相邻的栅极线GCL之间，与各检测电极24对应的第一开关元件Tr在第二方向Dy上相邻设置。在本实施方式中，在第二方向Dy上相邻的检测电极24中，栅极线GCL的、相对于各检测电极24在第二方向Dy上的相对位置不同。
在第一方向Dx上相邻的检测电极24中，设于各检测电极24的第一开关元件Tr具有以基准线C2为对称轴呈线对称的结构。第二开关元件xTr也同样地，具有以基准线C2作为对称轴呈线对称的结构。在此，基准线C2为从在第一方向Dx上相邻的检测电极24之间通过的沿第二方向Dy的假想线。基准线C2为与基准信号线COM重叠的线。在第一方向Dx上相邻的检测电极24中，设于各检测电极24的第二开关元件xTr与共用的基准信号线COM连接。因此，与针对在第一方向Dx上排列的检测电极24以及第二开关元件xTr分别设置基准信号线COM的情况相比，能够将基准信号线COM的数量减半。由此，检测装置1能够增大检测区域AA的开口面积，能够提高检测性能。在此，开口面积是指，没有被信号线SGL等的各种布线、第一开关元件Tr以及第二开关元件xTr等遮蔽光的透射的区域的面积。
另外，信号线SGL与检测电极24重叠设置。信号线SGL也配置在以基准线C2为对称轴呈线对称的位置。在第一方向Dx上相邻的信号线SGL之间，与各检测电极24对应的第一开关元件Tr与第一方向Dx相邻设置。在第一方向Dx上相邻的信号线SGL之间，与各检测电极24对应的第二开关元件xTr也在第一方向Dx上相邻设置。在本实施方式中，在第一方向Dx上相邻的检测电极24中，信号线SGL的相对于各检测电极24在第一方向Dx上的相对位置不同。
如图28所示，遮光层65、半导体层61、栅极电极64、源极电极62以及漏极电极63、检测电极24在衬底21的一面上按照该顺序设置。第一开关元件Tr具有所谓顶栅构造。即，在与衬底21垂直的方向上，在衬底21与栅极电极64之间设有半导体层61。
遮光层65经由第一绝缘层25A-1设在衬底21的一面(上表面)。遮光层65与半导体层61的至少沟道区域重叠设置。遮光层65例如使用钼(Mo)、钨(W)、铝(Al)、钛(Ti)、银(Ag)等的金属材料。由此，遮光层65能够遮蔽从衬底21的另一面(下表面)照射至半导体层61的光。由此，第一开关元件Tr能够抑制漏电流。检测装置1能够良好地检测从衬底21的另一面照射来的光。
第二绝缘层25A-2覆盖遮光层65地设在第一绝缘层25A-1上。半导体层61设在第二绝缘层25A-2上。在半导体层61上设有第三绝缘层25A-3。在第三绝缘层25A-3上设有栅极电极64。栅极电极64与栅极线GCL(参照图27)设在同层。在栅极电极64上设有作为栅极绝缘层的第四绝缘层25A-4。
在第四绝缘层25A-4上设有源极电极62以及漏极电极63。源极电极62以及漏极电极63与信号线SGL(参照图27)设在同层。源极电极62经由设在第三绝缘层25A-3以及第四绝缘层25A-4的连接孔H1与半导体层61连接。漏极电极63也同样地，经由设在第三绝缘层25A-3以及第四绝缘层25A-4的连接孔H2与半导体层61连接。
在源极电极62以及漏极电极63的上侧经由硬涂层25B、绝缘层23设有检测电极24。在检测电极24上设有有机材料层31以及驱动电极32。此外，在图28中，省略示出保护层33(参照图5)。根据这种层叠构造，第一开关元件Tr能够切换检测电极24与信号线SGL之间的连接和断开。此外，第二开关元件xTr也具有与第一开关元件Tr同样的层叠构造。第二开关元件xTr的半导体层61a、源极电极62a、漏极电极63a以及栅极电极64a分别与第一开关元件Tr的半导体层61、源极电极62、漏极电极63以及栅极电极64设在同层。
(第二实施方式)
图29是示出第二实施方式的检测装置的俯视图。图30是示出第二实施方式的传感器部、栅极线驱动电路以及信号线选择电路的结构例的框图。图31是示出第二实施方式的检测装置的动作例的定时波形图。
在本实施方式的检测装置1A中，栅极线驱动电路15A不具有第一代码生成电路12、第二代码生成电路13以及第三代码生成电路14。在本实施方式中，在控制基板101设有代码生成电路。例如，控制电路102具有代码生成电路的功能，生成基于规定的代码被规定了相位的第一选择信号Vc。控制电路102经由布线LA将第一选择信号Vc供给至栅极线驱动电路15A。
如图30所示，栅极线驱动电路15A具有移位寄存器18、锁存电路19以及缓冲电路151。移位寄存器18基于从控制基板101供给的复位信号RST、时钟信号CKV、开始信号STV进行动作。移位寄存器18具有与多条栅极线GCL各自对应的移位信号输出电路。移位寄存器18针对多条栅极线GCL的每个栅极线将移位信号依次输出至锁存电路19。
如图31所示，若复位信号RST为ON(高电平电压)，则移位寄存器18将多个移位信号输出电路复位。然后，移位寄存器18基于开始信号STV开始动作。移位信号输出电路基于时钟信号CKV,依次将移位信号输出至锁存电路19。时钟信号CKV的各脉冲与栅极线GCL(1)、GCL(2)、……、GCL(n)对应。时钟信号CKV的周期tCKV能够根据检测所要的时间进行适当变更。供给时钟信号CKV的定时为例如从开始信号STV的上升的定时经过了周期tCKV的1/4的期间(tCKV/4)的时间点。
如图30所示，锁存电路19基于来自移位寄存器18的移位信号、反相复位信号xRST、第一选择信号Vc、控制信号OE和反相控制信号xOE进行动作。反相复位信号xRST为通过反相器153A使复位信号RST反相而得到的信号。反相控制信号xOE为通过反相器154A使控制信号OE反相而得到的信号。控制信号OE为对从锁存电路19向缓冲电路151的信号输出进行控制的信号。
如图31所示，锁存电路19根据来自移位寄存器18的移位信号，依次保持第一选择信号Vc。第一选择信号Vc为例如根据图23示出的模式码(规定的代码)而针对栅极线GCL的每条栅极线被规定了电位的信号。
锁存电路19当控制信号OE为ON时，将第一选择信号Vc输出至缓冲电路151。缓冲电路151根据电源电压VDD、VSS来改变第一选择信号Vc的电压电平。由此，缓冲电路151将与第一选择信号Vc对应的第一栅极驱动信号VGH、第二栅极驱动信号VGL输出至传感器部10。
另外，当控制信号OE为ON时，控制基板101依次向信号线选择电路16供给信号线选择信号Vhsel(1)、Vhsel(2)、……、Vhsel(6)。信号线选择信号Vhsel(1)、Vhsel(2)、……、Vhsel(6)为与用式(3)示出的正方矩阵的各行对应的信号。由此，信号线选择电路16与第一实施方式同样地CDM进行驱动。
如图31所示，在信号线选择信号Vhsel为ON的期间tASW_width内，连接所选择的信号线SGL和AFE48。在信号线选择信号Vhsel为OFF(低电平电压)的期间内，信号线SGL与AFE48断开。此外，期间tASW_shift为从控制信号OE的上升定时起到信号线选择信号Vhsel成为ON为止的期间。期间tASW_delay为从信号线选择信号Vhsel的下降定时到下一个信号线选择信号Vhsel的上升定时为止的期间。期间tASW_width、期间tASW_delay等能够根据检测所需要的时间适当进行变更。
在将所有信号线选择信号Vhsel(1)、Vhsel(2)、……、Vhsel(6)供给至信号线选择电路16之后，栅极线驱动电路15A将基于下一个第一选择信号Vc的第一栅极驱动信号VGH、第二栅极驱动信号VGL供给至传感器部10。在该情况下的第一选择信号Vc为根据例如图24示出的模式码(规定的代码)而针对每条栅极线GCL被规定了电位的信号。
此外，图31示出的定时波形图只不过为一例。例如，在控制信号OE成为OFF之后的期间、且将多个信号线选择信号Vhsel供给至信号线选择电路16的期间内，移位寄存器18以及锁存电路19也可以进行保持下一个第一选择信号Vc的动作。
(第三实施方式)
图32是表示第三实施方式的AFE以及反相电路的电路图。此外，在本实施方式中，检测电极24、驱动电极32、第一开关元件Tr、第二开关元件xTr、栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16等的构成与上述的第一实施方式相同，省略详细的说明。在本实施方式中，检测电极24为阴极，驱动电极32(参照图5)为阳极。即，电流Ifh的流动的朝向与第一实施方式相反。因此，在信号线SGL与增幅器481之间设有反相电路49。此外，反相电路49在图32中配置在AFE48中，但也可以设在衬底21侧。
反相电路49为使流向信号线SGL的电流Ifh反相并向增幅器481输出的电路。反相电路49为所谓电流镜电路。反相电路49具有第五开关元件Trb1和第六开关元件Trb2。第五开关元件Trb1以及第六开关元件Trb2例如由p沟道的MOS型的TFT构成。
第五开关元件Trb1的栅极以及第六开关元件Trb2的栅极经由第一开关SW1与共用的信号线SGL电连接。第五开关元件Trb1的源极经由第一开关SW1与信号线SGL电连接。向第五开关元件Trb1的漏极以及第六开关元件Trb2的漏极供给共用的电源电压VDD。第六开关元件Trb2的源极与AFE48的增幅器481的输入连接。
根据这种结构，通过反相电路49使电流Ifh的朝向反相，与电流Ifh相同大小的电流流向AFE48的增幅器481。AFE48进行与第一实施方式同样的动作。由此，在检测电极24为阴极且驱动电极32为阳极的情况下，AFE48也能够根据照射的光检测从检测电极24输出的电流Ifh。
(第四实施方式)
图33是示出第四实施方式的检测装置的俯视图。图34是表示针对一个检测区域的驱动电路的电路图。如图33所示，检测装置1B具有传感器部10、栅极线驱动电路15A和复位电路16A。本实施方式的传感器部10为检测温度的温度传感器。栅极线驱动电路15A与第二实施方式同样地，基于从控制电路102供给的第一选择信号Vc，将第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL供给至各栅极线GCL。复位电路16A为将各信号线SGL以及AFE48的输入部复位的电路。也就是说，在本实施方式中，没有设置信号线选择电路16。检测装置1B仅进行基于栅极线驱动电路15A的CDM驱动。此外，在本实施方式中，检测电极24、驱动电极32、第一开关元件Tr、第二开关元件xTr等的构成与上述的第一实施方式相同，省略详细的说明。
如图34所示，在本实施方式的检测装置1B中，传感器部10为具有有机材料层31A的温度传感器。有机材料层31A根据温度使特性(例如，电阻值)变化。在图34中，有机材料层31A用电阻元件等价表示。由此，传感器部10将与温度对应的检测信号输出至AFE48。作为有机材料层31A，例如能够使用与第一实施方式同样的材料。
如图34所示，检测电极24、第一开关元件Tr、第二开关元件xTr、信号线SGL、栅极线GCL以及基准信号线COM等的电路构成与第一实施方式相同。若栅极线驱动电路15A向栅极线GCL供给第一栅极驱动信号VGH，则第一开关元件Tr导通。由此，选择检测电极24来作为检测对象。从检测电极24向信号线SGL流过与温度对应的电流Ifh。另一方面，第二开关元件xTr关断。因此，抑制从检测电极24向基准信号线COM流动的电流Idh。像这样，传感器部10根据有机材料层31A的温度，而使从检测电极24输出的信号(电流Ifh)变化。由此，检测装置1B能够检测温度。
当栅极线驱动电路15A向栅极线GCL供给第二栅极驱动信号VGL时，第一开关元件Tr关断。由此，抑制从检测电极24向信号线SGL流动的电流Idl，检测电极24成为非检测对象。另一方面，第二开关元件xTr导通。因此，从检测电极24向基准信号线COM流动电流Ifl。从控制基板101向基准信号线COM供给基准信号Vcom。由此，抑制作为非检测对象的检测电极24的电位的变动。
图35是示出复位电路的电路图。如图35所示，复位电路16A具有多个第七开关元件Trc、基准信号供给线LB1、和复位信号供给线LB2。在本实施方式中，多个信号线SGL分别与AFE48连接。也就是说，不进行信号线SGL的CDM驱动，检测电极24的输出信号经由信号线SGL而被输出至AFE48。
多个第七开关元件Trc针对每条信号线SGL设置。多个第七开关元件Trc例如由p沟道的MOS型的TFT构成。第七开关元件Trc的栅极与共用的复位信号供给线LB2连接。第七开关元件Trc的源极与共用的基准信号供给线LB1连接。第七开关元件Trc的漏极分别与信号线SGL连接。
在复位信号Vreset为高电平电压的情况下，断开基准信号供给线LB1和信号线SGL。也就是说，检测电极24的检测信号经由信号线SGL而输出至AFE48。在复位信号Vreset为低电平电压的情况下，连接基准信号供给线LB1和信号线SGL。在本实施方式中，所有信号线SGL同时与基准信号供给线LB1连接。由此，向信号线SGL以及AFE48的输入部供给基准信号VR。由此，将信号线SGL以及AFE48的输入部复位。
高电平电压的复位信号Vreset在供给了图31示出的控制信号OE之后的定时供给至复位信号供给线LB2。换言之，在第一选择信号Vc依次由锁存电路19保持之后，供给高电平电压的复位信号Vreset的期间成为检测期间。
(第五实施方式)
图36是示出第五实施方式的检测装置的概略剖面结构的剖视图。图37是示意性示出第五实施方式的检测装置的俯视图。图38是示出检测电极、驱动电极、第八开关元件以及第九开关元件的关系的俯视图。图39是放大示出图38的区域C4的俯视图。
本实施方式的检测装置1C与第四实施方式同样地为温度传感器。如图36所示，背板2包括衬底21、TFT层22、绝缘层23、检测电极24A和驱动电极32A。在TFT层22设有栅极线驱动电路15A、复位电路16A等(参照图34、图35)的电路。另外，在TFT层22设有第八开关元件Trd以及第九开关元件xTrd(参照图38)、栅极线GCL、信号线SGL(参照图7)等的各种布线。在本实施方式中，检测电极24A以及驱动电极32A设在同一绝缘层23上。换言之，驱动电极32A与检测电极24A在同层上相邻设置。检测电极24A以及驱动电极32A使用具有ITO等的透光性的导电性材料。此外，不限于此，驱动电极32A也能够使用银(Ag)、铝(Al)等的金属材料。
有机传感器层3具有有机材料层31和保护层33。有机材料层31设在多个检测电极24A以及多个驱动电极32A上。有机材料层31在相邻的检测电极24A与驱动电极32A之间具有电阻成分。
如图37所示，多个部分检测区域SAA在检测区域AA的整体呈矩阵状配置。部分检测区域SAA包括有机材料层31、多个检测电极24A、和多个驱动电极32A。有机材料层31针对每个部分检测区域SAA而分开呈矩阵状设置。有机材料层31例如通过光刻法进行图案化。
多个检测电极24A和多个驱动电极32A在第二方向Dy上交替排列。另外，多个检测电极24A和多个驱动电极32A分别在第一方向Dx上排列。部分检测区域SAA包括两个检测电极24A、和两个驱动电极32A。换言之，与一个有机材料层31重叠地设有两个检测电极24A和两个驱动电极32A。此外，图37只不过为一例，也可以在一个部分检测区域SAA设有三个以上的检测电极24A、和三个以上的驱动电极32A。
图38示出在第一方向Dx上相邻的两个部分检测区域SAA。此外，在图38中，为了便于观察附图，省略了有机材料层31的图示。如图38所示，两个部分检测区域SAA具有以基准线C3为对称轴呈线对称的构成。在此，基准线C3为从在第一方向Dx上相邻的部分检测区域SAA之间通过且沿第二方向Dy的假想线。在以下的说明中，对夹设基准线C3的左侧的部分检测区域SAA进行说明。
如图38所示，在部分检测区域SAA设有两个检测电极24A、两个驱动电极32A、第八开关元件Trd、和第九开关元件xTrd。检测电极24A以及驱动电极32A分别为在第一方向Dx上具有长边的矩形状。另外，检测电极24A和驱动电极32A在第二方向Dy上交替设置。通过有机材料层31而在第二方向Dy上相邻的检测电极24A与驱动电极32A之间形成有电阻成分。
两个检测电极24A的一端分别经由连接孔HC1、HC3与共用的第八开关元件Trd连接。通过第八开关元件Trd的动作使两个检测电极24A的一端与共用的信号线SGL连接。两个检测电极24A的另一端分别经由连接孔HC2、HC4与共用的第九开关元件xTrd连接。通过第九开关元件xTrd的动作使两个检测电极24A的另一端与共用的基准信号线COM连接。此外，属于在第二方向Dy上排列的多个部分检测区域SAA的多个检测电极24A也同样地，与共用的信号线SGL连接且与共用的基准信号线COM连接。
第八开关元件Trd在该例子中由n沟道的MOS型的TFT构成。第九开关元件xTrd在该例子中由p沟道的MOS型的TFT构成。
图39示出检测电极24A的一端和第八开关元件Trd的连接部分。第八开关元件Trd具有半导体层61b、源极电极62b、漏极电极63b以及栅极电极64b。
栅极电极64b与栅极线GCL连接且沿第二方向Dy设置。在本实施方式中，栅极线GCL与在第二方向Dy上排列的部分检测区域SAA对应地设置。栅极电极64b与信号线SGL相邻地设置。半导体层61b与栅极电极64b重叠设置。半导体层61b的第一方向Dx上的宽度比栅极电极64b的第一方向Dx上的宽度大。半导体层61b的一端(左端)经由多个连接孔HC6与漏极电极63b连接。半导体层61b的另一端(右端)经由多个连接孔HC5与源极电极62b连接。
漏极电极63b以及源极电极62b分别沿第二方向Dy延伸。漏极电极63b的第二方向Dy上的宽度以及源极电极62b的第二方向Dy上的宽度比检测电极24A的第二方向Dy上的宽度大。多个连接孔HC6以及多个连接孔HC5分别沿漏极电极63b以及源极电极62b的延伸方向排列。
漏极电极63b的连接部63ba经由多个连接孔HC1与检测电极24A连接。源极电极62b与信号线SGL连接。换言之，信号线SGL的一部分作为源极电极62b起作用。此外，漏极电极63b连接有属于同一部分检测区域SAA(参照图38)的多个检测电极24A。
第八开关元件Trd经由多个连接孔HC1、多个连接孔HC5以及多个连接孔HC6在层间连接。因此，能够抑制第八开关元件Trd的连接电阻。由此，检测装置1C能够提高检测性能。此外，第九开关元件xTrd也为同样的构成，省略详细的说明。
如图38所示，两个驱动电极32A的另一端(右端)分别经由连接孔HC7、HC8与共用的驱动信号供给线Lvd连接。此外，两个驱动电极32A的一端(左端)与其他布线等连接。驱动信号供给线Lvd从在第一方向Dx上相邻的部分检测区域SAA之间通过且沿第二方向Dy设置。驱动信号供给线Lvd为向驱动电极32A供给驱动信号VDD_ORG(参照图34)的布线。在夹设驱动信号供给线Lvd且相邻的部分检测区域SAA中，多个驱动电极32A(例如四个以上)与共用的驱动信号供给线Lvd连接。
在本实施方式中，也进行基于栅极线驱动电路15A的CDM驱动。栅极线驱动电路15A将基于规定的代码被规定了电位的第一栅极驱动信号VGH以及第二栅极驱动信号VGL供给至各栅极线GCL。由此，属于被选择为检测对象的多个部分检测区域SAA的检测电极24A与信号线SGL连接。属于非检测对象的多个部分检测区域SAA的检测电极24A与基准信号线COM连接。信号处理部44能够对多个输出信号进行解码，能够算出每个部分检测区域SAA的解码信号。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于这种实施方式。在实施方式中公开的内容只不过为一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。针对在不脱离本发明的主旨的范围内进行适当的变更当然属于本发明的技术的范围。
例如，就第四实施方式的检测装置1B以及第五实施方式的检测装置1C而言，栅极线驱动电路15A不具有代码生成电路，但不限于此。检测装置1B、1C与第一实施方式同样地，也可以具备具有代码生成电路的栅极线驱动电路15。另外，检测装置1B、1C与第一实施方式同样地，也可以具有信号线选择电路16。
附图标记说明
1、1A、1B、1C 检测装置
2 背板
3 有机传感器层
10 传感器部
11 检测控制部
12 第一代码生成电路
13 第二代码生成电路
14 第三代码生成电路
15 栅极线驱动电路
16 信号线选择电路
16A 复位电路
17 控制信号生成电路
21 衬底
22 TFT层
24 检测电极
29 驱动电极连接端子
31 有机材料层
31a 开口
32 驱动电极
33 保护层
40 检测部
48 AFE
49 反相电路
101 控制基板
AA 检测区域
BKx 第一检测电极块
BKy 第二检测电极块
COM 基准信号线
GA 边框区域
GCL 栅极线
LB1 基准信号供给线
LB2 复位信号供给线
Lout 输出信号线
SGL 信号线
Tr 第一开关元件
xTr 第二开关元件
Vc 第一选择信号
VDD_ORG 驱动信号
VGH 第一栅极驱动信号
VGL 第二栅极驱动信号。

Claims (16)

1.一种检测装置，其具有：
衬底；
有机材料层，其设在所述衬底的上侧，且至少设在与检测区域重叠的位置；
多个检测电极，其在与所述衬底垂直的方向上设在所述衬底与所述有机材料层之间；
在多个所述检测电极的每一个设置的第一开关元件；
与所述第一开关元件连接且在第一方向上延伸的多条栅极线；
与所述第一开关元件连接且在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸的多条信号线；以及
驱动电路，其经由多条所述栅极线将基于规定的代码针对多条所述栅极线的每一条被规定了电位的栅极驱动信号向多个所述第一开关元件分别供给。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，
包括在第一方向上排列的多个所述检测电极在内的第一检测电极块经由共用的所述栅极线与所述驱动电路连接。
3.根据权利要求1或者2所述的检测装置，其中，
具有代码生成电路，该代码生成电路基于规定的代码生成针对每条所述栅极线被规定了相位的选择信号，
所述驱动电路基于所述选择信号生成所述栅极驱动信号。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，
所述衬底具有设有多个所述检测电极的检测区域、和所述检测区域的外侧的边框区域，
所述驱动电路设在所述衬底的所述边框区域，并包括所述代码生成电路。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其中，
具有与所述衬底不同的控制基板，
所述代码生成电路设于所述控制基板。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的检测装置，其中，
具有：
模拟前端电路，其接收从多个所述检测电极输出的信号；以及
设在所述衬底的信号线选择电路，
所述信号线选择电路基于规定的代码，连接多条所述信号线中的作为检测对象的所述信号线、和所述模拟前端电路。
7.根据权利要求6所述的检测装置，其中，
包括在所述第二方向上排列的多个所述检测电极在内的第二检测电极块经由共用的所述信号线与所述信号线选择电路连接。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的检测装置，其中，
在多个所述检测电极的每一个设有所述第一开关元件和与所述第一开关元件不同的第二开关元件，
从所述驱动电路经由共用的所述栅极线向所述第一开关元件以及所述第二开关元件供给相同的所述栅极驱动信号，
所述第一开关元件将作为检测对象的所述检测电极和所述信号线连接，
所述第二开关元件将非检测对象的所述检测电极和基准信号线连接，
基准信号线向所述非检测对象的所述检测电极供给具有固定了的电位的基准信号。
9.根据权利要求8所述的检测装置，其中，
在所述第一方向上相邻的两个所述检测电极之间设有所述基准信号线，
在所述第一方向上相邻的两个所述检测电极经由分别设置于这两个所述检测电极的所述第二开关元件与共用的所述基准信号线连接。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的检测装置，其中，
具有与多个所述检测电极设在同层的多个驱动电极。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的检测装置，其中，
具有隔着所述有机材料层与多个所述检测电极相对的驱动电极。
12.根据权利要求10或者11所述的检测装置，其中，
所述检测电极为阳极，驱动电极为阴极。
13.根据权利要求10或者11所述的检测装置，其中，
所述检测电极为阴极，驱动电极为阳极，
所述信号线连接有使流向所述信号线的电流反相并输出的反相电路。
14.根据权利要求11所述的检测装置，其中，
具有设在所述衬底的边框区域的连接端子，
在所述有机材料层的与所述连接端子重叠的位置设有开口，
所述驱动电极经由所述开口与所述连接端子连接。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的检测装置，其中，
与照射至所述有机材料层的光的光量对应地，从所述检测电极输出的信号变化。
16.根据权利要求1～14中任一项所述的检测装置，其中，
与所述有机材料层的温度对应地，从所述检测电极输出的信号变化。
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