JP2022019771A - Detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出装置に関する。 The present invention relates to a detection device.
近年、可撓性の基板上に、有機材料を用いた複数のセンサが設けられた検出装置が知られている(例えば特許文献1参照)。このようなセンサは、例えば、有機材料に照射される光の光量や温度等の所定の物理量に応じて、検出電極から出力される信号が変化する。 In recent years, a detection device in which a plurality of sensors using an organic material are provided on a flexible substrate has been known (see, for example, Patent Document 1). In such a sensor, for example, the signal output from the detection electrode changes according to a predetermined physical quantity such as the amount of light emitted from the organic material and the temperature.
有機材料を用いたセンサは、入力された光、熱等に対する出力信号の変化が微弱である場合がある。この場合、各センサの面積を大きくする必要があり、高精細化が困難となる。また、出力信号の変化が微弱である場合、複数のセンサ間の出力信号の分離が困難となる場合がある。 In a sensor using an organic material, the change in the output signal with respect to the input light, heat, etc. may be weak. In this case, it is necessary to increase the area of each sensor, which makes it difficult to achieve high definition. Further, when the change in the output signal is weak, it may be difficult to separate the output signal between the plurality of sensors.
本発明は、検出性能を向上させることが可能な検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a detection device capable of improving detection performance.
本発明の一態様の検出装置は、基板と、前記基板の上側に設けられ、少なくとも検出領域と重なる位置に設けられた有機材料層と、前記基板に垂直な方向において前記基板と前記有機材料層との間に設けられた複数の検出電極と、複数の前記検出電極のそれぞれに設けられた第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子に接続され第1方向に延在する複数のゲート線と、前記第1スイッチング素子に接続され前記第1方向と交差する第2方向に延在する複数の信号線と、所定の符号に基づいて複数の前記ゲート線ごとに電位が定められたゲート駆動信号を、複数の前記ゲート線を介して複数の前記第1スイッチング素子にそれぞれ供給する駆動回路と、を有する。 The detection device according to one aspect of the present invention includes a substrate, an organic material layer provided on the upper side of the substrate and at least at a position overlapping the detection region, and the substrate and the organic material layer in a direction perpendicular to the substrate. A plurality of detection electrodes provided between the two, a first switching element provided in each of the plurality of detection electrodes, and a plurality of gate wires connected to the first switching element and extending in the first direction. , A plurality of signal lines connected to the first switching element and extending in the second direction intersecting the first direction, and a gate drive signal whose potential is determined for each of the plurality of gate lines based on a predetermined code. Is provided with a drive circuit for supplying the first switching element to the first switching element via the gate wire.
発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 An embodiment (embodiment) for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate. It should be noted that the disclosure is merely an example, and those skilled in the art can easily conceive of appropriate changes while maintaining the gist of the invention, which are naturally included in the scope of the present invention. Further, in order to clarify the explanation, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual embodiment, but this is just an example, and the interpretation of the present invention is used. It is not limited. Further, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures may be designated by the same reference numerals, and detailed description thereof may be omitted as appropriate.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図2は、第1実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図1及び図2に示すように、検出装置1は、センサ部10と、ゲート線駆動回路15と、信号線選択回路16と、を有する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a detection device according to the first embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the detection device according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、センサ部10には、フレキシブルプリント基板71を介して制御基板101が電気的に接続される。フレキシブルプリント基板71には、アナログフロントエンド回路(以下AFE(Analog Front End)48が設けられている。制御基板101には、制御回路102及び電源回路103が設けられている。制御回路102は、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)である。制御回路102は、センサ部10、ゲート線駆動回路15及び信号線選択回路16に制御信号を供給して、検出動作を制御する。電源回路103は、電源電圧VDD等の電圧信号をセンサ部10及びゲート線駆動回路15に供給する。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、検出装置1は、さらに検出制御部11と検出部40と、有する。検出制御部11の機能の一部又は全部は、制御回路102に含まれる。また、検出部40のうち、AFE48以外の機能の一部又は全部は、制御回路102に含まれる。
As shown in FIG. 2, the
センサ部10は、有機材料層31(図5参照)を有する光センサである。センサ部10が有する有機材料層31は、照射される光に応じて特性(例えば、電圧電流特性や抵抗値)が変化する。センサ部10は、照射される光量に応じた信号を信号線選択回路16に出力する。また、センサ部10は、符号分割選択駆動(以下、CDM(Code Division Multiplexing)駆動と表す)により、ゲート線駆動回路15から供給される第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLに従って検出を行う。すなわち、ゲート線駆動回路15の動作により複数の検出電極24(図5参照)が同時に選択される。
The
検出制御部11は、ゲート線駆動回路15、信号線選択回路16及び検出部40にそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部11は、駆動部11aと、クロック信号出力部11bとを含む。駆動部11aは、電源電圧VDDをゲート線駆動回路15に供給する。検出制御部11は、クロック信号出力部11bのクロック信号に基づいて、各種制御信号Vctrlをゲート線駆動回路15に供給する。
The
ゲート線駆動回路15は、各種制御信号Vctrlに基づいて複数のゲート線GCL(図7参照)を同時に選択する回路である。ゲート線駆動回路15は、選択された複数のゲート線GCLに第1ゲート駆動信号VGH又は第2ゲート駆動信号VGLを供給する。これにより、ゲート線駆動回路15は、ゲート線GCLに接続された複数の検出電極24を選択する。センサ部10は、ゲート線駆動回路15により検出電極24の選択の状態を異ならせることで、CDM駆動を実現できる。
The gate
信号線選択回路16は、複数の信号線SGL(図7参照)を同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路16は、検出制御部11から供給される信号線選択信号Vhselに基づいて、CDM駆動を行う。これにより、信号線選択回路16は、信号線SGLに接続された複数の検出電極24を選択する。信号線選択回路16は、第1出力信号Svh(1)及び第2出力信号Svh(2)を検出部40に出力する。第1出力信号Svh(1)及び第2出力信号Svh(2)は、選択された複数の検出電極24の検出信号が統合された信号である。
The signal
検出部40は、CDM駆動において、検出制御部11から供給される制御信号と、第1出力信号Svh(1)及び第2出力信号Svh(2)に基づいて、所定の物理量を検出する回路である。検出部40は、AFE48と、信号処理部44と、座標抽出部45と、記憶部46と、検出タイミング制御部47と、を備える。検出タイミング制御部47は、検出制御部11から供給される制御信号に基づいて、AFE48と、信号処理部44と、座標抽出部45と、が同期して動作するように制御する。なお、以下の説明において第1出力信号Svh(1)及び第2出力信号Svh(2)を区別して説明する必要がない場合には、単に出力信号Svhと表す。
The
AFE48は、少なくとも検出信号増幅部42及びA/D変換部43の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部42は、出力信号Svhを増幅する。A/D変換部43は、検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
The
信号処理部44は、AFE48の出力信号に基づいて、センサ部10に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理部44は、信号線選択回路16を介して第1出力信号Svh(1)及び第2出力信号Svh(2)を受け取って、第3出力信号Svh(3)を演算する。信号処理部44は、演算された第3出力信号Svh(3)を受け取って、所定の符号に基づいて復号処理を行う。信号処理部44は、復号信号の差分の信号(絶対値|ΔV|)を取り出す処理を行うこともできる。信号処理部44は、絶対値|ΔV|を所定のしきい値電圧と比較し、センサ部10に照射される光量を検出できる。
The
記憶部46は、演算された第3出力信号Svh(3)を一時的に保存する。記憶部46は、例えばRAM(Random Access Memory)、レジスタ回路等であってもよい。
The
座標抽出部45は、復号信号の差分の信号に基づいてセンサ座標を算出し、得られたセンサ座標をセンサ出力Voとして出力する。なお、座標抽出部45は、センサ座標を算出せずにセンサ出力Voとして復号信号を出力してもよい。
The coordinate
次に、検出装置1の詳細な構成について説明する。図3は、検出装置が有するバックプレーンを模式的に示す平面図である。図4は、検出装置が有する有機センサ層を模式的に示す平面図である。図5は、図3及び図4のV-V’線に沿う断面図である。図6は、図3及び図4のVI-VI’線に沿う断面図である。
Next, the detailed configuration of the
図5に示すように、検出装置1は、バックプレーン2と、有機センサ層3と、を備える。有機センサ層3は、バックプレーン2の表面に垂直な方向に対向して配置されている。バックプレーン2は、所定の検出領域ごとにセンサを駆動する駆動回路基板である。
As shown in FIG. 5, the
バックプレーン2は、基板21と、TFT層22と、絶縁層23と、検出電極24と、を含む。基板21は、可視光を透過可能な透光性を有するガラス基板である。又は、基板21は、ポリイミド等の樹脂で構成された透光性の樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。TFT層22は、基板21の上に設けられる。TFT層22には、ゲート線駆動回路15や信号線選択回路16等の回路が設けられる。また、TFT層22には、TFT(Thin Film Transistor)等の第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTr(図10参照)や、ゲート線GCL、信号線SGL(図10参照)等の各種配線が設けられる。
The
検出電極24は、基板21の上側にマトリクス状に配列される。検出電極24は、基板21と、有機センサ層3の有機材料層31との間に設けられる。検出電極24は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電性材料が用いられる。検出電極24とTFT層22との間には絶縁層23が設けられている。絶縁層23は、無機絶縁層である。絶縁層23として、例えば、酸化シリコン(SiO2)等の酸化物や、窒化シリコン(SiN)等の窒化物が用いられる。フレキシブルプリント基板71は、基板21の額縁領域GAに接続されている。検出電極24は、信号線SGL及び信号線選択回路16を介してフレキシブルプリント基板71に電気的に接続される。
The
なお、検出装置1の説明において、基板21の表面に垂直な方向において、基板21から有機センサ層3に向かう方向を「上側」とする。有機センサ層3から基板21に向かう方向を「下側」とする。また、「平面視」とは、基板21の表面に垂直な方向から見た場合を示す。
In the description of the
有機センサ層3は、有機材料層31と、駆動電極32と、保護層33と、を備える。有機材料層31は、複数の検出電極24の上に設けられる。有機材料層31は、照射される光に応じて特性(例えば、電圧電流特性や抵抗値)が変化する有機材料が用いられる。有機材料層31として、例えば、低分子有機材料であるC60(フラーレン)、PCBM(フェニルC61酪酸メチルエステル:Phenyl C61-butyric acid methyl ester)、CuPc(銅フタロシアニン:Copper phthalocyanine)、F16CuPc(フッ素化銅フタロシアニン)、rubrene(ルブレン:5,6,11,12-tetraphenyltetracene)、PDI(Perylene(ペリレン)の誘導体)等を用いることができる。有機材料層31は、これらの低分子有機材料を用いて蒸着型(Dry Process)で形成することができる。この場合、有機材料層31は、例えば、CuPcとF16CuPcとの積層膜、又はrubreneとC60との積層膜であってもよい。有機材料層31は、塗布型(Wet Process)で形成することもできる。この場合、有機材料層31は、上述した低分子有機材料と高分子有機材料とを組み合わせた材料が用いられる。高分子有機材料として、例えばP3HT(poly(3-hexylthiophene))、F8BT(F8-alt-benzothiadiazole)等を用いることができる。有機材料層31は、P3HTとPCBMとが混合した状態の膜、又はF8BTとPDIとが混合した状態の膜とすることができる。
The
駆動電極32は、基板21の表面に垂直な方向において、有機材料層31を挟んで複数の検出電極24と対向して設けられる。駆動電極32と検出電極24との間に有機材料層31が設けられる。駆動電極32は有機材料層31の上面に接しており、検出電極24は有機材料層31の下面に接している。駆動電極32は、例えば、銀(Ag)やアルミニウム(Al)等の金属材料が用いられる。又は、駆動電極32は、これらの金属材料の少なくとも1以上を含む合金材料であってもよい。保護層33は、駆動電極32を覆って設けられる。保護層33は、パッシベーション膜であり、駆動電極32及び有機材料層31を保護するために設けられている。
The
図3に示すように、複数の検出電極24は、基板21の検出領域AAにマトリクス状に設けられている。言い換えると、複数の検出電極24は、第1方向Dxに配列され、かつ、第2方向Dyに配列される。ここで、検出領域AAは、検出装置1の検出を行う領域である。額縁領域GAは、検出領域AAの外側の領域である。
As shown in FIG. 3, the plurality of
なお、第1方向Dxは、基板21と平行な面内の一方向であり、例えば、ゲート線GCL(図10参照)と平行な方向である。また、第2方向Dyは、基板21と平行な面内の一方向であり、第1方向Dxと直交する方向である。なお、第2方向Dyは、第1方向Dxと直交しないで交差してもよい。
The first direction Dx is one direction in a plane parallel to the
ゲート線駆動回路15や信号線選択回路16等の各種回路は、基板21の額縁領域GAに設けられている。ゲート線駆動回路15は、額縁領域GAのうち、第2方向Dyに沿った辺に設けられている。また、信号線選択回路16は、額縁領域GAのうち、第1方向Dxに沿った辺に設けられている。信号線選択回路16は、検出領域AAとフレキシブルプリント基板71との間に設けられる。
Various circuits such as the gate
また、基板21の額縁領域GAには、複数の端子25と、駆動電極接続端子29とが設けられている。フレキシブルプリント基板71は、複数の端子25に接続される。駆動電極接続端子29は、駆動電極32に駆動信号VDD_ORG(図15参照)を供給するための端子である。駆動電極接続端子29は、フレキシブルプリント基板71と接続される。これにより、駆動電極接続端子29には、制御基板101(図1参照)から駆動信号VDD_ORGが供給される。
Further, the frame region GA of the
図4に示すように、有機材料層31、駆動電極32及び保護層33は、額縁領域GAの外周まで設けられ、互いに重なって設けられている。言い換えると、有機材料層31及び駆動電極32は、少なくとも図3に示す検出領域AAと重なる領域に設けられる。これにより、有機材料層31及び駆動電極32は、複数の検出電極24に亘って設けられ、複数の検出電極24に重なる部分と複数の検出電極24に重ならない部分とを有する。有機材料層31は、例えばインクジェット印刷等により塗布形成される。本実施形態では、有機材料層31は高抵抗材料であり、有機材料層31の厚さに対して、隣り合う検出電極24の間隔は十分に大きい。このため、それぞれの検出電極24で、駆動電極32との間で垂直方向の電流が流れ、隣り合う検出電極24の間に流れる電流が抑制される。これにより、複数の検出電極24が、それぞれ個別のセンサとして機能する。
As shown in FIG. 4, the
有機材料層31、駆動電極32及び保護層33の外周には、内側に凹む凹部3aが設けられている。凹部3aは、複数の端子25と重なる位置に設けられる。これにより、複数の端子25は、有機材料層31、駆動電極32及び保護層33から露出して、フレキシブルプリント基板71と接続される。
A
また、有機材料層31には、駆動電極接続端子29と重なる位置に開口31aが設けられている。図6に示すように、駆動電極接続端子29は、基板21の上に絶縁層25Aを介して設けられている。なお、駆動電極接続端子29は、信号線SGLと同層に設けられている。絶縁層25Aの上には、ハードコート層25B及び絶縁層23が設けられている。ハードコート層25B及び絶縁層23には、駆動電極接続端子29と重なる位置に開口25Ba、23aが設けられている。有機材料層31の開口31aは、開口25Ba、23aと重なる位置に設けられる。
Further, the
有機材料層31の開口31aと重なる位置に接続電極34が設けられる。これにより、接続電極34は駆動電極接続端子29と接する。また、駆動電極32及び保護層33は、開口31aと重なる位置にも設けられる。このような構成により、駆動電極32は、開口31aを介して駆動電極接続端子29に電気的に接続される。駆動電極32には、制御基板101(図1参照)から、フレキシブルプリント基板71及び駆動電極接続端子29を介して、駆動信号VDD_ORGが供給される。
The
次に検出装置1の検出動作について説明する。図7は、1つの検出電極について、駆動回路を表す回路図である。図8は、AFEを表す回路図である。図9は、AFEの動作の一例を表すタイミング波形図である。
Next, the detection operation of the
図7に示すように、バックプレーン2(図5参照)には、検出電極24、第1スイッチング素子Tr、第2スイッチング素子xTr、信号線SGL、ゲート線GCL及び基準信号線COM等の配線が形成されている。第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrは、各検出電極24のそれぞれに対応して設けられている。信号線SGLは、各検出電極24の検出信号を、信号線選択回路16(図3参照)を介してAFE48に出力する配線である。ゲート線GCLは、第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrを駆動する第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを供給する配線である。基準信号線COMは、検出電極24に基準信号Vcom(図15参照)を供給する配線である。
As shown in FIG. 7, the backplane 2 (see FIG. 5) has wirings such as a
第1スイッチング素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。第2スイッチング素子xTrは、この例では、pチャネルのMOS型のTFTで構成されている。すなわち、同じ第1ゲート駆動信号VGHが供給された場合に、第1スイッチング素子Trがオンになり、第2スイッチング素子xTrはオフになる。また、同じ第2ゲート駆動信号VGLが供給された場合に、第1スイッチング素子Trがオフになり、第2スイッチング素子xTrはオンになる。なお、第1ゲート駆動信号VGHは、第2ゲート駆動信号VGLよりも高い電位を有する電圧信号である。 The first switching element Tr is composed of a thin film transistor, and in this example, it is composed of an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFT. In this example, the second switching element xTr is composed of a p-channel MOS type TFT. That is, when the same first gate drive signal VGH is supplied, the first switching element Tr is turned on and the second switching element xTr is turned off. Further, when the same second gate drive signal VGL is supplied, the first switching element Tr is turned off and the second switching element xTr is turned on. The first gate drive signal VGH is a voltage signal having a higher potential than the second gate drive signal VGL.
1つの検出電極24において、第1スイッチング素子Trのソースは信号線SGLに接続され、ゲートはゲート線GCLに接続され、ドレインは検出電極24に接続されている。第2スイッチング素子xTrのドレインは基準信号線COMに接続され、ゲートはゲート線GCLに接続され、ソースは検出電極24に接続されている。図7に示すように、有機材料層31はダイオード素子と等価で表している。また、本実施形態では、検出電極24がアノードであり、駆動電極32がカソードである。
In one
ゲート線駆動回路15が、ゲート線GCLに第1ゲート駆動信号VGHを供給すると、第1スイッチング素子Trがオンになる。第1スイッチング素子Trは、検出電極24と信号線SGLとを接続する。これにより、検出電極24が検出対象として選択される。駆動信号VDD_ORGが駆動電極32に供給された場合に、有機材料層31には所定の電流Ifhが流れる。電流Ifhは、照射される光に応じた有機材料層31の特性変化に基づいて変化する。複数の検出電極24は、有機材料層31からの電流Ifhを、出力信号Svhとして信号線SGLに出力する。一方、第2スイッチング素子xTrは第1ゲート駆動信号VGHによりオフになる。このため、検出電極24から基準信号線COMに流れる電流Idhが抑制される。このように、センサ部10は、有機材料層31に照射される光の光量に応じて、検出電極24から出力される信号(電流Ifh)が変化する。これにより、検出装置1は光を検出することができる。
When the gate
ゲート線駆動回路15が、ゲート線GCLに第2ゲート駆動信号VGLを供給すると、第1スイッチング素子Trがオフになる。これにより、検出電極24から信号線SGLに流れる電流Idlが抑制され、検出電極24が非検出対象となる。一方、第2スイッチング素子xTrはオンになる。第2スイッチング素子xTrは、検出電極24と基準信号線COMとを接続する。このため、検出電極24から基準信号線COMに電流Iflが流れる。基準信号線COMには、制御基板101から基準信号Vcomが供給される。基準信号Vcomは、固定された電位を有する電圧信号である。基準信号Vcomは、例えば接地電位とすることができる。これにより、非検出対象の検出電極24の電位の変動が抑制される。
When the gate
第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrの半導体層の材料としては、ポリシリコン又は酸化物半導体が用いられる。半導体層は、例えば低温ポリシリコン(LTPS:Low Temperature Polycrystalline Silicon)が用いられる。低温ポリシリコンを用いた第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrは、600℃以下のプロセス温度で製造できる。このため、ゲート線駆動回路15や信号線選択回路16等の回路を、第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrと同一基板上に同時に形成できる。検出装置1は、第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrを有している。このため、第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrの一方がオンになると他方がオフになり、リーク電流を抑制できる。
Polysilicon or oxide semiconductors are used as the material of the semiconductor layer of the first switching element Tr and the second switching element xTr. For the semiconductor layer, for example, Low Temperature Polycrystalline Silicon (LTPS) is used. The first switching element Tr and the second switching element xTr using low-temperature polysilicon can be manufactured at a process temperature of 600 ° C. or lower. Therefore, circuits such as the gate
図8に示すように、AFE48は、増幅器481と、容量Cfと、第1スイッチSW1と、第2スイッチSW2と、を有する。なお、図8では、第2スイッチング素子xTr及び基準信号線COMは省略して示す。第1スイッチSW1は、検出制御部11(図2参照)からの制御信号に基づいて、検出タイミングを制御するスイッチである。第2スイッチSW2は、検出制御部11(図2参照)からの制御信号に基づいて、AFE48をリセットするスイッチである。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、検出電極24から信号線SGLに電流Ifhが流れる。AFE48は、電流Ifhの変動を電圧の変動に変換する。そして得られた電圧値を積分して、センサ出力Voとして出力する。信号処理部44(図2参照)は、出力信号Svhの振幅(|ΔV|)を所定のしきい値電圧と比較し、センサ部10に照射される光量を検出できる。
As shown in FIG. 8, a current Ifh flows from the
図9に示すように、非検出期間toffでは、第1スイッチSW1はオフになり、AFE48は、信号線SGLと遮断される。また、非検出期間toffでは、第2スイッチSW2はオンになる。これにより、AFE48がリセットされ、出力信号Svhは接地電位GNDと等しい電位となる。 As shown in FIG. 9, during the non-detection period to off, the first switch SW1 is turned off and the AFE48 is cut off from the signal line SGL. Further, in the non-detection period to off, the second switch SW2 is turned on. As a result, AFE48 is reset and the output signal Svh becomes a potential equal to the ground potential GND.
検出期間tonでは、第1スイッチSW1はオンになり、AFE48は、信号線SGLと接続される。また、検出期間tonでは、第2スイッチSW2はオフになる。これにより、容量Cfに電荷が移動しセンサ出力Voの振幅(|ΔV|)が大きくなる。非検出期間toffと検出期間tonとを所定の周波数で繰り返すことで、検出装置1は、光を検出することができる。
During the detection period ton, the first switch SW1 is turned on and the AFE48 is connected to the signal line SGL. Further, in the detection period ton, the second switch SW2 is turned off. As a result, the electric charge moves to the capacitance Cf, and the amplitude (| ΔV |) of the sensor output Vo becomes large. By repeating the non-detection period ton and the detection period ton at a predetermined frequency, the
次に、複数の検出電極24の回路構成について説明する。図10は、検出電極の配列を表す回路図である。なお、図10等では説明を分かりやすくするために、4行、4列にマトリクス状に配置された検出電極24を例に説明するが、これに限定されない。例えば、検出電極24は、256行、256列に多数配置される。また、図10では、4つのゲート線GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)、2つの基準信号線COM(1)、COM(2)及び4つの信号線SGL(1)、SGL(2)、SGL(3)、SGL(4)を示している。以下の説明においてゲート線GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線GCLを表す。同様に、基準信号線COM、信号線SGLと表す場合がある。
Next, the circuit configuration of the plurality of
複数のゲート線GCLと、複数の信号線SGLとは交差して設けられる。複数のゲート線GCLと、複数の基準信号線COMとは交差して設けられる。ゲート線GCLと信号線SGLと基準信号線COMとで、行列状に区画されている。検出電極24は、ゲート線GCLと信号線SGLと基準信号線COMとで囲まれた領域に配置される。この1区画領域が、それぞれセンサとして機能する。
A plurality of gate lines GCL and a plurality of signal lines SGL are provided so as to intersect with each other. A plurality of gate lines GCL and a plurality of reference signal lines COM are provided so as to intersect with each other. The gate line GCL, the signal line SGL, and the reference signal line COM are partitioned in a matrix. The
ここで、第1方向Dxに配列された複数の検出電極24を、第1検出電極ブロックBKxとする。第1検出電極ブロックBKx(1)、BKx(2)、BKx(3)、BKx(4)は、第2方向Dyに配列される。第1検出電極ブロックBKx(1)に設けられた複数の第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrは、共通のゲート線GCL(1)に接続される。第1検出電極ブロックBKx(2)に設けられた複数の第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrは、共通のゲート線GCL(2)に接続される。第1検出電極ブロックBKx(3)、第1検出電極ブロックBKx(4)も同様である。ゲート線GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)は、それぞれゲート線駆動回路15に接続される。
Here, the plurality of
信号線SGLは、第1方向Dxに配列された検出電極24ごとに設けられる。ここで、信号線SGLに沿って第2方向Dyに配列された複数の検出電極24を、第2検出電極ブロックBKyとする。第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)は、第1方向Dxに配列される。第2検出電極ブロックBKy(1)に設けられた複数の第1スイッチング素子Trは、共通の信号線SGL(1)に接続される。第2検出電極ブロックBKy(2)に設けられた複数の第1スイッチング素子Trは、共通の信号線SGL(2)に接続される。第2検出電極ブロックBKy(3)、BKy(4)も同様である。つまり、信号線SGLは第2検出電極ブロックBKyごとに設けられている。信号線SGL(1)、SGL(2)、SGL(3)、SGL(4)は、それぞれ信号線選択回路16に接続される。基準信号線COMは、第1方向Dxに隣り合う検出電極24の間に設けられる。基準信号線COMを挟んで隣り合う検出電極24は、それぞれに設けられた第2スイッチング素子xTrを介して、共通の基準信号線COMに接続される。
The signal line SGL is provided for each
ゲート線駆動回路15は、所定の符号に基づいてゲート線GCLごとに電位が定められた第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを、各ゲート線GCLに供給する。これにより、ゲート線駆動回路15は、所定の符号に基づいて、複数のゲート線GCLのうち1又は2以上のゲート線GCLを選択するように駆動する。ゲート線駆動回路15は、選択されたゲート線GCLを介して、第1ゲート駆動信号VGHを第1スイッチング素子Trのゲートに印加する。これにより、1又は2以上の第1検出電極ブロックBKxが、検出対象として選択され、信号線SGLに接続される。また、ゲート線駆動回路15は、非検出対象のゲート線GCLを介して第2ゲート駆動信号VGLを第2スイッチング素子xTrのゲートに印加する。これにより、1又は2以上の第1検出電極ブロックBKxが、非検出対象として選択され、基準信号線COMに接続される。
The gate
信号線選択回路16は、所定の符号に基づいて、複数の信号線SGLのうち1又は2以上の信号線SGLを選択するように駆動する。信号線選択回路16は、選択された信号線SGLを1つの出力信号線Loutに接続する。これにより、複数の第2検出電極ブロックBKyが、1つの出力信号線Loutを介してAFE48に接続される。
The signal
図11は、ゲート線駆動回路による符号分割選択駆動の動作例を説明するための説明図である。図11では、説明を分かりやすくするために4つの検出電極24を有する第2検出電極ブロックBKyについて、CDM駆動の動作例を示す。図11では、検出対象の検出電極24に斜線を付して示している。また、図11では、ゲート線GCL、ゲート線駆動回路15、第1スイッチング素子Tr等の図示を省略している。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an operation example of code division selection drive by the gate line drive circuit. FIG. 11 shows an operation example of CDM drive for the second detection electrode block BKy having four
第2検出電極ブロックBKyの各検出電極24は、第1スイッチング素子Trの動作により、共通の信号線SGLに接続可能となっている。ここで、それぞれの検出電極24から出力される信号値を信号値Siq(q=0、1、2、3)とする。ゲート線駆動回路15は、第2検出電極ブロックBKyの検出電極24のうち、所定の符号に基づいて1又は複数の検出電極24を選択する。選択された検出電極24の信号値Siqを統合した信号値が、信号線SGLを介して出力信号Svp(p=0、1、2、3)として出力される。出力信号Svpは、下記の式(1)で表される。すなわち、出力信号Svpは、1つの第2検出電極ブロックBKyのうち、検出対象の複数の検出電極24から出力される信号値Siqの和で表される。
Each
ここで信号値Siqは、第1検出電極ブロックBKx(1)、BKx(2)、BKx(3)、BKx(4)の各検出電極24に対応する信号値である。信号値Siqは、有機材料層31に照射される光に応じて出力される信号値である。出力信号Svpは、第2検出電極ブロックBKyの出力信号であり、第2検出電極ブロックBKyのうち所定の符号に基づいて選択された検出電極24の信号値Siqを演算して求められる値である。所定の符号は、例えば、下記の式(2)の正方行列Hで定義される。所定の符号は、「1」又は「-1」、若しくは「1」又は「0」を要素とし、任意の異なった2つの行が直交行列となる正方行列、例えば、アダマール行列に基づく符号である。
Here, the signal value Si q is a signal value corresponding to each
正方行列Hの次数は、第2検出電極ブロックBKyに含まれる検出電極24の数、すなわち、4つの第1検出電極ブロックBKxの数である4となる。本実施形態では、4つの検出電極24を含む第2検出電極ブロックBKyについて説明するが、これに限定されず、第2検出電極ブロックBKyに含まれる検出電極24の個数は2つ、3つ又は5つ以上であってもよい。この場合、正方行列Hの次数も検出電極24の個数に応じて変更される。
The degree of the square matrix H is 4, which is the number of
図11に示す第1期間ta1及び第1期間ta1xでは、正方行列Hの1行目に対応する選択信号に応じてゲート線駆動回路15は、第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを各ゲート線GCLに供給する。これにより、検出対象の検出電極24が選択される。第2期間ta2及び第3期間ta3では、正方行列Hの2行目に対応する選択信号に応じて検出電極24が選択される。第4期間ta4及び第5期間ta5では、正方行列Hの3行目に対応する選択信号に応じて検出電極24が選択される。第4期間ta4及び第5期間ta5では、正方行列Hの4行目に対応する選択信号に応じて検出電極24が選択される。
In the first period ta1 and the first period ta1x shown in FIG. 11, the gate
具体的には、第1期間ta1では、ゲート線駆動回路15は、正方行列Hの1行目の成分「1」に対応して電位が定められた第1ゲート駆動信号VGHを各ゲート線GCLに供給する。第1ゲート駆動信号VGHにより、第1スイッチング素子Trがオンとなり、4つの検出電極24が共通の信号線SGLに接続される。これにより、4つの検出電極24が第1検出対象として選択される。第1検出対象の検出電極24は、信号線SGLを介して、第1出力信号Sv0(1)をAFE48に出力する。第1出力信号Sv0(1)は、4つの検出電極24の検出信号が統合された信号となる。
Specifically, in the first period ta1, the gate
次に、第1期間ta1xでは、正方行列Hの1行目の成分「-1」が存在しないため、成分「-1」に対応する第2検出対象として検出電極24は選択されない。ゲート線駆動回路15は、各検出電極24に対応するゲート線GCLに、第2ゲート駆動信号VGLを供給する。よって、第2出力信号Sv0(2)の信号値は0となる。信号処理部44は、第1出力信号Sv0(1)と第2出力信号Sv0(2)との差分から、第3出力信号Sv0(3)=Sv0(1)-Sv0(1)を算出する。
Next, in the first period ta1x, since the component “-1” in the first row of the square matrix H does not exist, the
次に、第2期間ta2では、ゲート線駆動回路15は、正方行列Hの2行目の成分「1」に対応して電位が定められた第1ゲート駆動信号VGHを各ゲート線GCLに供給する。これにより、第1検出対象として、第1検出電極ブロックBKx(1)、BKx(3)に属する2つの検出電極24が選択される。第1検出対象の検出電極24は、信号線SGLを介して、第1出力信号Sv1(1)をAFE48に出力する。
Next, in the second period ta2, the gate
次に、第3期間ta3では、ゲート線駆動回路15は、正方行列Hの2行目の成分「-1」に対応して電位が定められた第1ゲート駆動信号VGHを各ゲート線GCLに供給する。これにより、第2検出対象として、第1検出電極ブロックBKx(2)、BKx(4)に属する2つの検出電極24が選択される。第2検出対象の検出電極24は、信号線SGLを介して、第2出力信号Sv1(2)をAFE48に出力する。信号処理部44は、第1出力信号Sv1(1)と第2出力信号Sv1(2)との差分から、第3出力信号Sv1(3)=Sv1(1)-Sv1(2)を算出する。
Next, in the third period ta3, the gate
同様に、第4期間ta4では、ゲート線駆動回路15により、正方行列Hの3行目の成分「1」に対応する第1検出対象が選択される。第5期間ta5では、ゲート線駆動回路15により、正方行列Hの3行目の成分「-1」に対応する第2検出対象が選択される。第6期間ta6では、ゲート線駆動回路15により、正方行列Hの4行目の成分「1」に対応する第1検出対象が選択される。第7期間ta7では、ゲート線駆動回路15により、正方行列Hの4行目の成分「-1」に対応する第2検出対象が選択される。
Similarly, in the fourth period ta4, the gate
これにより、信号処理部44は、4つの第3出力信号Sv0(3)、Sv1(3)、Sv2(3)、Sv3(3)を演算する。そして、信号処理部は44、4つの第3出力信号Sv0(3)、Sv1(3)、Sv2(3)、Sv3(3)を正方行列Hと掛け合わせて復号する。これにより、検出装置1は、駆動電圧VDD_ORGの電圧値を上げることなく、4倍の信号強度が得られる。また、検出装置1は、検出電極24の面積を大きくすることなく信号強度を大きくすることができる。したがって、検出装置1は、高精細な光の検出を行うことができる。また、第3出力信号Svp(3)は、第1出力信号Svp(1)と第2出力信号Svp(2)との差分により求められる。このため、外部からノイズが侵入した場合や、測定環境の影響により有機材料層31の特性変動が生じた場合であっても、第1出力信号Shp(1)のノイズ成分と第2出力信号Shp(2)のノイズ成分がキャンセルされる。これにより、検出装置1は、検出信頼性を向上させることができる。
As a result, the
図12は、信号線選択回路による符号分割選択駆動の動作例を説明するための説明図である。図12では、説明を分かりやすくするために4つの検出電極24を有する第1検出電極ブロックBKxについて、CDM駆動の動作例を示す。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an operation example of the code division selection drive by the signal line selection circuit. FIG. 12 shows an operation example of CDM drive for the first detection electrode block BKx having four
信号線選択回路16は、所定の符号に基づいて複数の信号線SGLを共通の出力信号線Loutに接続する。これにより、信号線選択回路16は、第1検出電極ブロックBKxのうち、所定の符号に基づいて1又は複数の検出電極24を選択する。ここで、それぞれの検出電極24から出力される信号値を信号値Siqとする。式(1)と同様に、選択された検出電極24の信号値Siqを統合した信号値が、出力信号線Loutを介して出力信号Shpとして出力される。すなわち、出力信号Shpは、1つの第1検出電極ブロックBKxにおいて、複数の検出電極24から出力される信号値Siqの和で表される。
The signal
所定の符号は、例えば、上述した式(2)の正方行列Hで定義される。なお、所定の符号は、例えば、アダマール行列に基づく符号であればよく、他の正方行列であってもよい。 The predetermined code is defined by, for example, the square matrix H of the above-mentioned equation (2). The predetermined code may be, for example, a code based on the Hadamard matrix, or may be another square matrix.
図12に示すように、第1部分期間tb1では、正方行列Hの1行目の成分「1」に対応して、4つの検出電極24が第1検出対象として選択される。具体的には、信号線選択回路16は、第3スイッチSW3の動作により、正方行列Hの1行目の成分「1」に対応する4つの信号線SGLを、共通の出力信号線Loutに接続する。これにより、第1検出対象の検出電極24は、共通の出力信号線Loutを介して、第1出力信号Sh0(1)をAFE48に出力する。第1出力信号Sh0(1)は、4つの検出電極24の検出信号が統合された信号となる。
As shown in FIG. 12, in the first partial period tb1, four
次に、第1部分期間tb1xでは、正方行列Hの1行目の成分「-1」が存在しないため、信号線選択回路16は、第3スイッチSW3の動作により、4つの信号線SGLを共通の出力信号線Loutと遮断する。つまり、成分「-1」に対応する第2検出対象として検出電極24は選択されない。よって、第2出力信号Sh0(2)の信号値は0となる。信号処理部44は、第1出力信号Sh0(1)と第2出力信号Sh0(2)との差分から、第3出力信号Sh0(3)=Sh0(1)-Sh0(1)を算出する。
Next, in the first partial period tb1x, since the component "-1" in the first row of the square matrix H does not exist, the signal
次に、第2部分期間tb2では、信号線選択回路16は、第3スイッチSW3の動作により、正方行列Hの2行目の成分「1」に対応する信号線SGLを、共通の出力信号線Loutに接続する。これにより、第1検出対象として、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(3)に属する2つの検出電極24が選択される。第1検出対象の検出電極24は、出力信号線Loutを介して、第1出力信号Sh1(1)をAFE48に出力する。
Next, in the second partial period tb2, the signal
次に、第3部分期間tb3では、信号線選択回路16は、第3スイッチSW3の動作により、正方行列Hの2行目の成分「-1」に対応する信号線SGLを、共通の出力信号線Loutに接続する。これにより、第2検出対象として、第2検出電極ブロックBKy(2)、BKy(4)に属する2つの検出電極24が選択される。第2検出対象の検出電極24は、出力信号線Loutを介して、第2出力信号Sh1(2)をAFE48に出力する。信号処理部44は、第1出力信号Sh1(1)と第2出力信号Sh1(2)との差分から、第3出力信号Sh1(3)=Sh1(1)-Sh1(2)を算出する。
Next, in the third partial period tb3, the signal
同様に、第4部分期間tb4では、信号線選択回路16により、正方行列Hの3行目の成分「1」に対応する第1検出対象が選択される。第5部分期間tb5では、信号線選択回路16により、正方行列Hの3行目の成分「-1」に対応する第2検出対象が選択される。第6部分期間tb6では、信号線選択回路16により、正方行列Hの4行目の成分「1」に対応する第1検出対象が選択される。第7部分期間tb7では、信号線選択回路16により、正方行列Hの4行目の成分「-1」に対応する第2検出対象が選択される。
Similarly, in the fourth subperiod tb4, the signal
これにより、信号処理部44は、4つの第3出力信号Sh0(3)、Sh1(3)、Sh2(3)、Sh3(3)を演算する。そして、信号処理部44は、4つの第3出力信号Sh0(3)、Sh1(3)、Sh2(3)、Sh3(3)を正方行列Hと掛け合わせて復号する。これにより、検出装置1は、駆動電圧VDD_ORGの電圧値を上げることなく、さらに4倍の信号強度が得られる。
As a result, the
図11に示したゲート線駆動回路15によるCDM駆動と、図12に示した信号線選択回路16によるCDM駆動とは、適宜組み合わせて実行することができる。図13は、第1期間から第3期間での、ゲート線駆動回路及び信号線選択回路による検出動作の一例を示す表である。図14は、第4期間から第7期間での、ゲート線駆動回路及び信号線選択回路による検出動作の一例を示す表である。
The CDM drive by the gate
図13では、ゲート線GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)に供給される第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを、第1期間ta1、第2期間ta2、第3期間ta3ごとに示している。また、図13では、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)が接続されるAFE48又は基準信号VRを、第1部分期間tb1から第7部分期間tb7ごとに示している。図14も、同様に第4期間ta4から第7期間ta7について示している。 In FIG. 13, the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL supplied to the gate lines GCL (1), GCL (2), GCL (3), and GCL (4) are subjected to the first period ta1 and th. It is shown for each of the 2nd period ta2 and the 3rd period ta3. Further, in FIG. 13, the AFE48 or the reference signal VR to which the second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), and BKy (4) are connected is connected to the first partial period tb1 to the seventh portion. It is shown for each period tb7. FIG. 14 also shows the fourth period ta4 to the seventh period ta7.
図13及び図14に示すように、第1期間ta1から第7期間ta7のそれぞれに対応して、第1部分期間tb1から第7部分期間tb7が設けられている。なお、各期間の順番は適宜変更してもよい。 As shown in FIGS. 13 and 14, the first partial period tb1 to the seventh partial period tb7 are provided corresponding to each of the first period ta1 to the seventh period ta7. The order of each period may be changed as appropriate.
ゲート線駆動回路15は、図13及び図14に示すように、式(2)に示す所定の符号に基づいて電位が決められた第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを、各ゲート線GCLに供給する。具体的には、第1期間ta1では、ゲート線駆動回路15は、式(2)の1行目の成分「1」に対応して、全てのゲート線GCL(1)、GCL(2)、GCL(3)、GCL(4)に第1ゲート駆動信号VGHを供給する。なお、図11に示す第1期間ta1xは、正方行列Hの1行目の成分「-1」が存在しないため省略できる。第2期間ta2では、ゲート線駆動回路15は、式(2)の2行目の成分「1」に対応して、ゲート線GCL(1)、GCL(3)に第1ゲート駆動信号VGHを供給する。また、第2期間ta2では、ゲート線駆動回路15は、式(2)の2行目の成分「-1」に対応して、ゲート線GCL(2)、GCL(4)に第2ゲート駆動信号VGLを供給する。
As shown in FIGS. 13 and 14, the gate
同様に、第3期間ta3から第7期間ta7にもゲート線駆動回路15は、式(2)の各成分に対応した第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLをゲート線GCLに供給する。これにより、期間ごとに異なる組み合わせの第1検出対象の検出電極24及び第2検出対象の検出電極24が選択される。
Similarly, in the third period ta3 to the seventh period ta7, the gate
信号線選択回路16は、図13及び図14に示すように、式(2)に示す所定の符号に対応する信号線SGLを1つの出力信号線Loutに接続する。これにより、信号線選択回路16は、第2検出電極ブロックBKyを選択する。具体的には、第1部分期間tb1では、信号線選択回路16は、式(2)の1行目の成分「1」に対応して、全ての第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)を選択する。第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)は、出力信号線Loutを介してAFE48に接続される。この場合、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)のうち、ゲート線駆動回路15により選択された第1検出対象又は第2検出対象の検出電極24が出力信号線Loutに接続される。
As shown in FIGS. 13 and 14, the signal
これにより、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)から第1出力信号Svh0(1)がAFE48に出力される。ここで、第1出力信号Svh0(1)は、複数の第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)のうち、第1検出対象の検出電極24の信号が統合された信号である。また、第2出力信号Svh0(0)は、複数の第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(2)、BKy(3)、BKy(4)のうち、第2検出対象の検出電極24の信号が統合された信号である。また、式(2)の1行目には成分「-1」が存在しないため、図12に示す第1部分期間tb1xは省略することができる。信号処理部44は、第1部分期間tb1の第1出力信号Svh0(1)を第3出力信号Svh0(3)として取得する。
As a result, the first output signal Svh 0 (1) is output to the
第2部分期間tb2では、信号線選択回路16は、式(2)の2行目の成分「1」に対応して、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(3)を選択する。第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(3)は、出力信号線Loutを介してAFE48に接続される。これにより、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(3)から第1出力信号Svh1(1)がAFE48に出力される。この場合、第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(3)のうち、ゲート線駆動回路15により選択された第1検出対象又は第2検出対象の検出電極24が出力信号線Loutに接続される。一方、非選択の第2検出電極ブロックBKy(2)、BKy(4)には、基準信号VRが供給される。
In the second partial period tb2, the signal
第3部分期間tb3では、信号線選択回路16は、式(2)の2行目の成分「-1」に対応して、第2検出電極ブロックBKy(2)、BKy(4)を選択する。第2検出電極ブロックBKy(2)、BKy(4)は、出力信号線Loutを介してAFE48に接続される。これにより、第2検出電極ブロックBKy(2)、BKy(4)から第2出力信号Svh1(2)(図12参照)がAFE48に出力される。この場合、第2検出電極ブロックBKy(2)、BKy(4)のうち、ゲート線駆動回路15により選択された第1検出対象又は第2検出対象の検出電極24が出力信号線Loutに接続される。一方、非選択の第2検出電極ブロックBKy(1)、BKy(3)には、基準信号VRが供給される。信号処理部44は、第2部分期間tb2の第1出力信号Svh1(1)と、第3部分期間tb3の第2出力信号Svh1(2)との差分から、第3出力信号Svh1(3)を演算する。
In the third partial period tb3, the signal
同様に、信号線選択回路16は、第4部分期間tb4から第7部分期間tb7で、式(2)の所定の符号に基づいて第2検出電極ブロックBKyを選択する。これにより、信号処理部44は、第1部分期間tb1から第7部分期間tb7で、4つの第3出力信号Svh0(3)、Svh1(3)、Svh2(3)、Svh3(3)を取得する。さらに、信号処理部44は、図11に示す例と同様に、第1期間ta1から第7期間ta7において、4つの第3出力信号Svh0(3)、Svh1(3)、Svh2(3)、Svh3(3)を取得する。つまり、信号処理部44は、合計で16個の第3出力信号Svh(3)を取得する。そして、信号処理部44は、第3出力信号Svh(3)を復号することで、検出電極24ごとの復号信号を演算する。これにより、検出装置1は、ゲート線駆動回路15及び信号線選択回路16により、CDM駆動を行うことができる。
Similarly, the signal
図3に示したように、検出電極24及び信号線選択回路16は、基板21に設けられる。そして、複数の検出電極24は、出力信号線Loutを介して1つのAFE48と接続される。これにより、検出電極24の数を多くした場合でもAFE48の数を少なくすることができる。また、基板21と、AFE48とを接続する配線の数を抑制することができる。
As shown in FIG. 3, the
次にゲート線駆動回路15の詳細な構成について説明する。図15は、センサ部、ゲート線駆動回路及び信号線選択回路の構成例を示すブロック図である。図16は、ゲート線駆動回路のブロック図である。
Next, the detailed configuration of the gate
図15に示すように、基板21には、センサ部10、ゲート線駆動回路15及び信号線選択回路16が設けられている。さらに、基板21には、制御信号生成回路17、インバータ153、154及び保護回路155が設けられている。
As shown in FIG. 15, the
保護回路155は、保護抵抗素子や保護ダイオードを含む。制御基板101(図1参照)から供給される各種信号は、保護回路155を介して制御信号生成回路17、ゲート線駆動回路15及び信号線選択回路16に供給される。なお、信号線選択回路16の出力信号線Loutは、保護回路155の保護ダイオードを介さずにAFE48に接続される。これにより、センサ部10から出力される信号強度の低下を抑制できる。
The
インバータ153は、制御基板101からリセット信号RSTを受け取って、反転リセット信号xRSTを制御信号生成回路17に出力する。反転リセット信号xRSTは、リセット信号RSTを反転した電圧信号である。また、インバータ154は、制御基板101からクロック信号CLKを受け取って、反転クロック信号xCLKを制御信号生成回路17に出力する。反転クロック信号xCLKは、クロック信号CLKを反転した電圧信号である。
The
制御信号生成回路17は、外部の制御基板101から供給されるリセット信号RST、クロック信号CLK、接地電位GND及び電源電圧VDDに基づいて、各種制御信号を生成する。制御信号生成回路17は、各種制御信号をゲート線駆動回路15に供給する。
The control
図17は、制御信号生成回路から出力される各種制御信号を示すタイミング波形図である。図17に示すように、制御信号生成回路17は、反転制御信号Vs、第1制御信号Va1、Va2、Va3及び第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3を出力する。反転制御信号Vsは、第2符号生成回路13の反転入力端子Sに供給される。第1制御信号Va1、Va2、Va3は第1符号生成回路12の第1入力端子A1、A2、A3にそれぞれ供給される。第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3は第2符号生成回路13の第2入力端子B1、B2、B3にそれぞれ供給される。
FIG. 17 is a timing waveform diagram showing various control signals output from the control signal generation circuit. As shown in FIG. 17, the control
図17に示すように、第2制御信号Vb3の周波数は、反転制御信号Vsの周波数の1/2である。第2制御信号Vb2の周波数は、第2制御信号Vb3の周波数の1/2である。同様に、制御信号生成回路17から、それぞれ、第2制御信号Vb1、第1制御信号Va3、Va2、Va1が出力される。
As shown in FIG. 17, the frequency of the second control signal Vb3 is 1/2 of the frequency of the inversion control signal Vs. The frequency of the second control signal Vb2 is ½ of the frequency of the second control signal Vb3. Similarly, the second control signal Vb1, the first control signal Va3, Va2, and Va1 are output from the control
図15及び図16に示すように、ゲート線駆動回路15は、第1符号生成回路12と、第2符号生成回路13と、第3符号生成回路14と、バッファ回路151と、レベルシフタ152と、を有する。すなわち、第1符号生成回路12、第2符号生成回路13、第3符号生成回路14、バッファ回路151、レベルシフタ152は、基板21の額縁領域GAに設けられる。なお、図16では、バッファ回路151及びレベルシフタ152を省略して示している。
As shown in FIGS. 15 and 16, the gate
第1符号生成回路12、第2符号生成回路13及び第3符号生成回路14は、デコーダー回路である。第1符号生成回路12は、第1制御信号Va1、Va2、Va3に基づいて第1部分選択信号Vd(図18、19参照)を生成し、第1部分選択信号Vdを第3符号生成回路14に供給する。第2符号生成回路13は、第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3に基づいて第2部分選択信号Vf(図20、21参照)を生成し、第2部分選択信号Vfを第3符号生成回路14に供給する。第3符号生成回路14は、例えば排他論理和(XOR)回路である。第3符号生成回路14は、第1部分選択信号Vd及び第2部分選択信号Vfに基づいて、第1選択信号Vcを生成し、ゲート線GCLに第1選択信号Vcに基づく信号を供給する。
The first
図16に示すように、第1符号生成回路12は、第1入力端子A1、A2、A3と、電源電圧VDDが入力される端子と、複数の出力端子Ya1、Ya2、…、Ya8と、を有する。本実施形態において、第1符号生成回路12の出力端子Ya1、Ya2、…、Ya8の数は、8個である。第1入力端子A1、A2、A3には、制御信号生成回路17から第1制御信号Va1、Va2、Va3が入力される。第1符号生成回路12は、第1制御信号Va1、Va2、Va3に基づいて第1部分選択信号Vdを生成する回路である。第1符号生成回路12は、第1部分選択信号Vdを出力端子Ya1、Ya2、…、Ya8から第1選択信号線LSa1、LSa2、…、LSa8に出力する。第1部分選択信号Vdは、複数のゲート線GCLごとに位相が定められた信号である。
As shown in FIG. 16, the first
第2符号生成回路13は、第2入力端子B1、B2、B3と、反転入力端子Sと、複数の出力端子Yb1、Yb2、…、Yb8と、を有する。本実施形態において、第2符号生成回路13の出力端子Yb1、Yb2、…、Yb8の数は、8個である。第2入力端子B1、B2、B3には、制御信号生成回路17からから第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3が入力される。また、第2符号生成回路13には、制御信号生成回路17から反転制御信号Vsが入力される。第2符号生成回路13は、第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3及び反転制御信号Vsに基づいて第2部分選択信号Vfを生成する回路である。反転制御信号Vsは、所定の符号の成分「1」と「-1」とを反転させる信号である。第2符号生成回路13は、第2部分選択信号Vfを、出力端子Yb1、Yb2、…、Yb8から第2選択信号線LSb1、LSb2、…、LSb8に出力する。第2部分選択信号Vfは、駆動信号供給線ブロックBKLごとに位相が定められた信号である。
The second
図15に示すように、レベルシフタ152は、第1符号生成回路12及び第2符号生成回路13と、第3符号生成回路14との間に設けられている。レベルシフタ152は、入力された信号の電圧(振幅)を変更して、変更された信号を出力する回路である。具体的には、レベルシフタ152は、第1符号生成回路12から第1部分選択信号Vdを受け取って一時的に保持する。また、レベルシフタ152は、第2符号生成回路13から第2部分選択信号Vfを受け取って一時的に保持する。レベルシフタ152は、制御基板101から供給された電源電圧VDD、VSSにより、第1選択信号Vcの電圧レベルを変更する。第1部分選択信号Vd及び第2部分選択信号Vfの振幅を大きくして、第3符号生成回路14に出力する。なお、レベルシフタ152は、第3符号生成回路14の出力側に設けられていてもよい。
As shown in FIG. 15, the
図16に示すように、複数のゲート線GCL(1)、GCL(2)、…、GCL(n)が配列されている。ゲート線GCLは、それぞれ第1検出電極ブロックBKx(図10参照)に対応して設けられる。ゲート線GCLの数は、64個(n=64)である。ゲート線GCLにそれぞれ駆動信号供給線Ld1、Ld2、…、Ldn(n=64)が接続されている。駆動信号供給線部分ブロックsBKL1、sBKL2、…、sBKL7、sBKL8は、それぞれ8本の駆動信号供給線Ldを含む。 As shown in FIG. 16, a plurality of gate lines GCL (1), GCL (2), ..., GCL (n) are arranged. The gate line GCL is provided corresponding to the first detection electrode block BKx (see FIG. 10), respectively. The number of gate lines GCL is 64 (n = 64). Drive signal supply lines Ld1, Ld2, ..., Ldn (n = 64) are connected to the gate line GCL, respectively. The drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2, ..., SBKL7, and sBKL8 each include eight drive signal supply lines Ld.
第1選択信号線LSa1、LSa2、…、LSa8は、それぞれ駆動信号供給線部分ブロックsBKLごとに1本の駆動信号供給線Ldと接続される。これにより、第1選択信号線LSa1、LSa2、…、LSa8は、複数の駆動信号供給線部分ブロックsBKL1、sBKL2、…、sBKL7、sBKL8に並列に接続される。第1選択信号線LSa1、LSa2、…、LSa8は、互いに異なる駆動信号供給線Ldと接続される。言い換えると、1つの駆動信号供給線部分ブロックsBKLに含まれる複数の駆動信号供給線Ldは、それぞれ第1選択信号線LSa1、LSa2、…、LSa8に接続される。例えば、駆動信号供給線部分ブロックsBKL1に含まれる駆動信号供給線Ld1、Ld2、…、Ld8は、第1選択信号線LSa1、LSa2、…、LSa8にそれぞれ接続される。駆動信号供給線部分ブロックsBKL2、…、sBKL7、sBKL8も同様である。 The first selection signal lines LSa1, LSa2, ..., LSa8 are each connected to one drive signal supply line Ld for each drive signal supply line partial block sBKL. As a result, the first selection signal lines LSa1, LSa2, ..., LSa8 are connected in parallel to the plurality of drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2, ..., SBKL7, sBKL8. The first selection signal lines LSa1, LSa2, ..., LSa8 are connected to drive signal supply lines Ld different from each other. In other words, the plurality of drive signal supply lines Ld included in one drive signal supply line partial block sBKL are connected to the first selection signal lines LSa1, LSa2, ..., LSa8, respectively. For example, the drive signal supply lines Ld1, Ld2, ..., Ld8 included in the drive signal supply line partial block sBKL1 are connected to the first selection signal lines LSa1, LSa2, ..., LSa8, respectively. The same applies to the drive signal supply line partial blocks sBKL2, ..., sBKL7, and sBKL8.
第3符号生成回路14-1、14-2、…、14-7、14-8は、それぞれ駆動信号供給線部分ブロックsBKL1、sBKL2、…、sBKL7、sBKL8に対応して設けられている。また、第2選択信号線LSb1、LSb2、…、LSb8は、それぞれ第3符号生成回路14-1、14-2、…、14-8に接続される。言い換えると、第2選択信号線LSb1、LSb2、…、LSb8は、それぞれ駆動信号供給線部分ブロックsBKL1、sBKL2、…、sBKL8に接続される。1つの第3符号生成回路14は、複数の第1選択信号線LSaが接続され、かつ、1つの第2選択信号線LSbと接続される。本実施形態では、複数の第1選択信号線LSa及び複数の第2選択信号線LSbは、平面視で、駆動信号供給線Ldと交差して設けられる。
The third code generation circuits 14-1, 14-2, ..., 14-7, 14-8 are provided corresponding to the drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2, ..., sBKL7, and sBKL8, respectively. Further, the second selection signal lines LSb1, LSb2, ..., LSb8 are connected to the third code generation circuits 14-1, 14-2, ..., 14-8, respectively. In other words, the second selection signal lines LSb1, LSb2, ..., LSb8 are connected to the drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2, ..., SBKL8, respectively. In one third
複数の第3符号生成回路14は、第1部分選択信号Vd及び第2部分選択信号Vfに基づいて、第1選択信号Vcを生成し、バッファ回路151(図15参照)に第1選択信号Vcを供給する。
The plurality of third
図15に示すように、バッファ回路151は、第3符号生成回路14から供給された第1選択信号Vcを一時的に保持する。そして、バッファ回路151は、第1選択信号Vcに応じた第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを、選択された複数のゲート線GCLに実質的に同時に供給する。
As shown in FIG. 15, the
次に、第1符号生成回路12、第2符号生成回路13及び第3符号生成回路14の動作について説明する。図18は、第1符号生成回路の一例を示す回路図である。図19は、第1制御信号と第1部分選択信号との関係を示す表である。図18に示すように、第1符号生成回路12は、複数の排他論理和回路51-1、51-2、…、51-7を含む。排他論理和回路51-1、51-2、…、51-7には、第1制御信号Va1、Va2、Va3のいずれか1つと、電源電圧VDD又は他の排他論理和回路51からの出力信号が入力される。排他論理和回路51-1、51-2、…、51-7は、それぞれに入力された信号の排他論理和の値を、第1部分選択信号Vd2、Vd3、…、Vd8として第1選択信号線LSa2、…、LSa8に出力する。また、電源電圧VDDと同じ信号が、第1部分選択信号Vd1として第1選択信号線LSa1に出力される。
Next, the operations of the first
第1符号生成回路12は、図19に示す真理値表に従って、第1制御信号Va1、Va2、Va3及び電源電圧VDDに対応した第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8を生成する。図19では、各信号が高レベル電圧の場合に「1」が割り当てられ、各信号が低レベル電圧の場合に「0」が割り当てられる。これにより、第1符号生成回路12は、所定の符号に基づいて位相が決められた第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8を、各駆動信号供給線部分ブロックsBKLに出力する。例えば、所定の符号は、下記式(3)の正方行列で定義される。正方行列の次数は、第1符号生成回路12の出力端子Ya1、Ya2、…、Ya8の数である8になる。
The first
第1符号生成回路12は、各期間tc1、tc2、…、tc8ごとに、第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8を出力する。各期間tc1、tc2、…、tc8での、第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8のオン、オフの組み合わせのパターンはそれぞれ異なっている。第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8のオン、オフの組み合わせのパターンは、出力端子Ya1、Ya2、…、Ya8の数と同じ8つとなる。
The first
図20は、第2符号生成回路の一例を示す回路図である。図21は、第2制御信号及び反転制御信号と、第2部分選択信号との関係を示す表である。図20に示すように、第2符号生成回路13は、複数の排他論理和回路52-1、52-2、…、52-7と、インバータ53と、を含む。インバータ53は、反転制御信号Vsを反転した電圧信号である第2部分選択信号Vf1を生成する回路である。インバータ53は、第2部分選択信号Vf1を第2選択信号線LSb1に出力する。すなわち、インバータ53は、反転制御信号Vsが高レベル電圧の場合に、低レベル電圧信号を出力し、反転制御信号Vsが低レベル電圧の場合には、高レベル電圧信号を出力する。
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example of the second code generation circuit. FIG. 21 is a table showing the relationship between the second control signal and the inversion control signal and the second partial selection signal. As shown in FIG. 20, the second
排他論理和回路52-1、52-2、…、52-7には、第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3のいずれか1つと、インバータ53からの出力信号又は他の排他論理和回路52からの出力信号が入力される。反転制御信号Vs及び第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3は、図15に示す制御信号生成回路17からの出力信号である。排他論理和回路52-1、52-2、…、52-7は、それぞれに入力された信号の排他論理和の値を、第2部分選択信号Vf2、Vf3、…、Vf8として第2選択信号線LSb2、LSb3、…、LSb8に出力する。なお、インバータ53は必須ではなく、第2符号生成回路13は、反転制御信号Vsを第2部分選択信号Vf1として出力してもよい。
In the exclusive OR circuits 52-1, 52-2, ..., 52-7, any one of the second control signals Vb1, Vb2, Vb3, the output signal from the
第2符号生成回路13は、図21に示す真理値表に従って、第2制御信号Vb1、Vb2、Vb3及び反転制御信号Vsに対応した第2部分選択信号Vfを生成する。これにより、第2符号生成回路13は、各期間td1、td2、…、td16ごとに、所定の符号に基づいて位相が決められた第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8を、各駆動信号供給線部分ブロックsBKLに出力する。例えば、所定の符号は、式(2)の正方行列で定義される。反転制御信号Vsがオフ(「0」)の場合、正方行列の成分「1」に対応した第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8が生成される。反転制御信号Vsがオン(「1」)の場合、正方行列の成分「-1」に対応した第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8が生成される。
The second
第2符号生成回路13は、各期間td1、td2、…、td16ごとに、第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8を出力端子Yb1、Yb2、…、Yb8から出力する。各期間td1、td2、…、td16での、第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8のオン、オフの組み合わせのパターンはそれぞれ異なっている。
The second
ここで、第2符号生成回路13は、反転制御信号Vsが入力されるため、第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8のオン、オフが反転された組み合わせのパターンを含む。具体的には、期間td1、td3、td5、td7、td9、td11、td13、td15は、反転制御信号Vsがオフであり、期間td2、td4、td6、td8、td10、td12、td14、td16は、反転制御信号Vsがオンである。例えば、期間td1と期間td2とで、それぞれ、第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8のオン、オフが反転された組み合わせのパターンとなる。このため、第2部分選択信号Vf1、Vf2、…、Vf8のオン、オフの組み合わせのパターンは、出力端子Yb1、Yb2、…、Yb8の数の2倍である16個となる。
Here, since the inversion control signal Vs is input to the second
図22は、第3符号生成回路の一例を示す回路図である。図23は、反転制御信号が高レベル電圧の場合に、第3符号生成回路で生成されるパターンコードの一例を示す図である。図24は、反転制御信号が低レベル電圧の場合に、第3符号生成回路で生成されるパターンコードの一例を示す図である。図25は、第1制御信号、第2制御信号及び反転制御信号の関係を示す表である。 FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of a third code generation circuit. FIG. 23 is a diagram showing an example of a pattern code generated by the third code generation circuit when the inversion control signal has a high level voltage. FIG. 24 is a diagram showing an example of a pattern code generated by the third code generation circuit when the inversion control signal has a low level voltage. FIG. 25 is a table showing the relationship between the first control signal, the second control signal, and the inversion control signal.
図22は、複数の駆動信号供給線部分ブロックsBKLのうち、駆動信号供給線部分ブロックsBKL1に設けられた第3符号生成回路14-1を示す。図22に示すように、第3符号生成回路14-1は複数の排他論理和回路54(排他論理和回路54-1、54-2、…、54-8)を含む。排他論理和回路54-1、54-2、…、54-8には、それぞれ第1符号生成回路12から第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8が入力される。また、排他論理和回路54-1、54-2、…、54-8には、それぞれ第2符号生成回路13から第2部分選択信号Vf1が入力される。排他論理和回路54-1、54-2、…、54-8は、第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8と第2部分選択信号Vf1との排他論理和を演算する。排他論理和回路54-1、54-2、…、54-8で演算された値が、第1選択信号Vcとして、駆動信号供給線Ld1、Ld2、…、Ld8を介してゲート線GCL(1)、GCL(2)、…、GCL(8)に供給される。
FIG. 22 shows a third code generation circuit 14-1 provided in the drive signal supply line partial block sBKL1 among the plurality of drive signal supply line partial blocks sBKL. As shown in FIG. 22, the third code generation circuit 14-1 includes a plurality of exclusive OR circuits 54 (exclusive OR circuits 54-1, 54-2, ..., 54-8). The first partial selection signals Vd1, Vd2, ..., Vd8 are input from the first
図16に示す第3符号生成回路14-2、14-3、…、14-8も、同様に第1部分選択信号Vd1、Vd2、…、Vd8と、それぞれに入力された第2部分選択信号Vf2、Vf3、…、Vf8との排他論理和を演算する。 Similarly, in the third code generation circuits 14-2, 14-3, ..., 14-8 shown in FIG. 16, the first partial selection signal Vd1, Vd2, ..., Vd8 and the second partial selection signal input to each are input. The exclusive OR with Vf2, Vf3, ..., Vf8 is calculated.
図19に示したように、第1部分選択信号Vdの組み合わせのパターンは8である。また、図21に示したように、第2部分選択信号Vfの組み合わせのパターンは、反転制御信号Vsが0、1のそれぞれの場合で8、計16である。したがって、図23に示すように、第3符号生成回路14で生成される第1部分選択信号Vdのパターンコード(所定の符号)の次数は、反転制御信号Vsが1の場合に8×8=64となる。同様に、図24に示すように、第3符号生成回路14で生成される第1部分選択信号Vdのパターンコードの次数は、反転制御信号Vsが0の場合に8×8=64となる。図24に示すパターンコードは、図23に示すパターンコードの「0」と「1」とを反転させたものとなる。
As shown in FIG. 19, the pattern of the combination of the first partial selection signal Vd is 8. Further, as shown in FIG. 21, the pattern of the combination of the second partial selection signal Vf is 8 in each case where the inversion control signal Vs is 0 and 1, for a total of 16. Therefore, as shown in FIG. 23, the order of the pattern code (predetermined code) of the first partial selection signal Vd generated by the third
第1符号生成回路12、第2符号生成回路13及び第3符号生成回路14は、図25に示す真理値表に従って、図23及び図24に示すパターンコードに応じた第1選択信号Vcを生成する。ゲート線駆動回路15は、パターンコードの成分「1」に対応する第1選択信号Vcとして高レベル電圧信号を生成する。また、ゲート線駆動回路15は、パターンコードの成分「0」に対応する第1選択信号Vcとして低レベル電圧信号を生成する。これにより、パターンコードの成分「1」に対応するゲート線GCLに第1ゲート駆動信号VGHが供給され、パターンコードの成分「0」に対応するゲート線GCLに第2ゲート駆動信号VGLが供給される。
The first
図25に示すように、反転制御信号Vsが1の期間と、反転制御信号Vsが0の期間とが交互に実行される。このため、第1出力信号Svh(1)と第2出力信号Svh(2)の検出時間の間隔が短くなる。したがって、外部からノイズ成分が入った場合でも、第1出力信号Svh(1)と第2出力信号Svh(2)との差分を演算することでノイズ成分がキャンセルされる。したがって、検出装置1は、検出精度を向上することができる。
As shown in FIG. 25, the period in which the inversion control signal Vs is 1 and the period in which the inversion control signal Vs is 0 are alternately executed. Therefore, the interval between the detection times of the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2) is shortened. Therefore, even when a noise component is input from the outside, the noise component is canceled by calculating the difference between the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2). Therefore, the
なお、第1部分選択信号Vdと、第2部分選択信号Vfとの、組み合わせの順番は、図25に示すものに限定されない。例えば、反転制御信号Vsが1の期間を、複数回連続して実行した後に、反転制御信号Vsが0の期間を、複数回連続して実行してもよい。 The order of combination of the first partial selection signal Vd and the second partial selection signal Vf is not limited to that shown in FIG. 25. For example, a period in which the inversion control signal Vs is 1 may be continuously executed a plurality of times, and then a period in which the inversion control signal Vs is 0 may be continuously executed a plurality of times.
以上のように、本実施形態の検出装置1は、基板21と、基板21の上側に設けられ、所定の物理量を検出する有機材料層31と、基板21に垂直な方向において基板21と有機材料層31との間に設けられた複数の検出電極24と、複数の検出電極24のそれぞれに設けられた第1スイッチング素子Trと、第1スイッチング素子Trに接続され第1方向Dxに延在する複数のゲート線GCLと、第1スイッチング素子Trに接続され第1方向Dxと交差する第2方向Dyに延在する複数の信号線SGLと、駆動回路(ゲート線駆動回路15)と、を有する。ゲート線駆動回路15は、所定の符号に基づいて電位が定められたゲート駆動信号(第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGL)を、複数のゲート線GCLを介して複数の第1スイッチング素子Trにそれぞれ供給する。
As described above, the
これにより、ゲート線駆動回路15により第1検出電極ブロックBKx(図10参照)でCDM駆動が行われる。このため、照射された光に応じて有機材料層31から検出電極24に流れる電流値が微弱な場合であっても、検出精度を高めることができる。また、本実施形態によれば、例えばシフトレジスタなどにより、全てのゲート線GCLに第1選択信号Vcを供給する場合に比べて、信号の遅延を抑制して検出精度を高めることができる。
As a result, the gate
また、本実施形態では、基板21にゲート線駆動回路15及び制御信号生成回路17が設けられている。このため、基板21と制御基板101とを接続する端子数を抑制することができる。これにより、検出装置1は、ゲート線駆動回路15の回路規模を抑制することができ、製造コストを低減することができる。
Further, in the present embodiment, the gate
なお、本実施形態では、第3符号生成回路14は、第1部分選択信号Vdと第2部分選択信号Vfとの排他論理和の否定(Xnor)を演算してもよい。或いは、排他論理和排又は他論理和の否定の論理演算と実質的に等しい演算を行う回路であってもよい。また、第1符号生成回路12及び第2符号生成回路13の構成も、同様に適宜変更してもよい。
In this embodiment, the third
次に信号線選択回路16について説明する。図26は、信号線選択回路を示す回路図である。図26では、信号線SGL(1)から信号線SGL(12)まで12個の信号線SGLを示している。信号線選択回路16は、第3スイッチング素子Tra、第4スイッチング素子Trax、基準信号供給線Lr0、第3選択信号線Lr1、Lr2、…、Lr6及び出力信号線Loutを含む。
Next, the signal
信号線SGL(1)から信号線SGL(6)に対応して1つの出力信号線Loutが設けられている。信号線SGL(7)から信号線SGL(12)に対応して1つの出力信号線Loutが設けられている。出力信号線Loutは、それぞれAFE48に接続される。信号線選択回路16は、信号線選択信号Vhselに基づいて、複数の信号線SGLのうち選択された信号線SGLをAFE48に接続する。これにより、信号線選択回路16は、検出対象の検出電極24(第2検出電極ブロックBKy)を選択する。
One output signal line Lout is provided corresponding to the signal line SGL (1) to the signal line SGL (6). One output signal line Lout is provided corresponding to the signal line SGL (7) to the signal line SGL (12). Each output signal line Lout is connected to AFE48. The signal
信号線選択信号Vhselは、例えば図20に示す第2符号生成回路13と同様の符号生成回路(図示しない)から出力される。信号線選択信号Vhselを生成する符号生成回路は、信号線選択回路16に含まれていてもよい。この場合、符号生成回路は、信号線選択回路16と同じ基板21に設けられる。信号線選択回路16は、符号生成回路を備えていない構成であってもよい。この場合、符号生成回路は外部の制御基板101に設けられ、外部の制御基板101が信号線選択信号Vhselを出力することができる。
The signal line selection signal Vhsel is output from, for example, a code generation circuit (not shown) similar to the second
信号線選択信号Vhselは、所定の符号に基づいて信号線SGLごとに位相が定められた電圧信号である。所定の符号は、式(3)の正方行列で定義される。なお、図26に示す例では、6個の信号線選択信号Vhsel1、Vhsel2、…、Vhsel6は、それぞれ第3選択信号線Lr1、Lr2、…、Lr6に供給される。信号線選択信号Vhsel1、Vhsel2、…、Vhsel6は、例えば、式(3)の各行に含まれる8個の成分のうち、任意の6個の成分に基づいて生成される。信号線選択信号Vhsel1、Vhsel2、…、Vhsel6は、第3選択信号線Lr1、Lr2、…、Lr6を介して第3スイッチング素子Tra及び第4スイッチング素子Traxに供給される。 The signal line selection signal Vhsel is a voltage signal whose phase is determined for each signal line SGL based on a predetermined code. The predetermined code is defined by the square matrix of the equation (3). In the example shown in FIG. 26, the six signal line selection signals Vhsel1, Vhsel2, ..., Vhsel6 are supplied to the third selection signal lines Lr1, Lr2, ..., Lr6, respectively. The signal line selection signals Vhsel1, Vhsel2, ..., Vhsel6 are generated, for example, based on any 6 components out of the 8 components included in each line of the equation (3). The signal line selection signals Vhsel1, Vhsel2, ..., Vhsel6 are supplied to the third switching element Tra and the fourth switching element Trax via the third selection signal lines Lr1, Lr2, ..., Lr6.
各信号線SGLには、第3スイッチング素子Tra及び第4スイッチング素子Traxが接続されている。第3スイッチング素子Tra及び第4スイッチング素子Traxは、同じ信号線選択信号Vhselが供給された場合に、オンとオフが逆になるように動作する。つまり、第3スイッチング素子Traがオンの場合、第4スイッチング素子Traxはオフになる。また、第3スイッチング素子Traがオフの場合、第4スイッチング素子Traxはオンになる。 A third switching element Tra and a fourth switching element Trax are connected to each signal line SGL. The third switching element Tra and the fourth switching element Trax operate so that on and off are reversed when the same signal line selection signal Vhsel is supplied. That is, when the third switching element Tra is on, the fourth switching element Trax is turned off. Further, when the third switching element Tra is off, the fourth switching element Trax is turned on.
第3スイッチング素子Tra及び第4スイッチング素子Traxの動作により、信号線SGLと、出力信号線Loutとの接続状態が切り換えられる。第3スイッチング素子Traがオンの場合、信号線SGLは、出力信号線Loutに接続され、第4スイッチング素子Traxがオンの場合、信号線SGLは、基準信号供給線Lr0に接続される。 The connection state between the signal line SGL and the output signal line Lout is switched by the operation of the third switching element Tra and the fourth switching element Trax. When the third switching element Tra is on, the signal line SGL is connected to the output signal line Lout, and when the fourth switching element Trax is on, the signal line SGL is connected to the reference signal supply line Lr0.
式(3)の成分「1」に対応する高レベル電圧信号の信号線選択信号Vhselが供給されると、第3スイッチング素子Traがオンになる。また、式(3)の成分「-1」に対応する低レベル電圧信号の信号線選択信号Vhselが供給されると、第4スイッチング素子Traxがオンになる。これにより、図12に示すCDM駆動の動作例と同様に、所定の符号に基づいて信号線SGLに接続された第2検出電極ブロックBKyが選択される。 When the signal line selection signal Vhsel of the high level voltage signal corresponding to the component “1” of the equation (3) is supplied, the third switching element Tra is turned on. Further, when the signal line selection signal Vhsel of the low level voltage signal corresponding to the component “-1” of the equation (3) is supplied, the fourth switching element Trax is turned on. As a result, the second detection electrode block BKy connected to the signal line SGL is selected based on a predetermined code, as in the operation example of the CDM drive shown in FIG.
具体的には、式(3)の成分「1」に対応する複数の信号線SGLが選択された場合に、選択された信号線SGLは、共通の出力信号線Loutに接続される。選択された信号線SGLに接続された第2検出電極ブロックBKyの第1出力信号Sh(1)が、出力信号線LoutからAFE48に出力される。非選択の信号線SGLは、基準信号供給線Lr0に接続され、基準信号VRが供給される。これにより、選択された検出電極24と、非選択の検出電極24との間の容量結合を抑制できる。このため、検出誤差や検出感度の低下を抑制することができる。
Specifically, when a plurality of signal line SGLs corresponding to the component "1" of the equation (3) are selected, the selected signal line SGL is connected to the common output signal line Lout. The first output signal Sh (1) of the second detection electrode block BKy connected to the selected signal line SGL is output from the output signal line Lout to the AFE48. The non-selected signal line SGL is connected to the reference signal supply line Lr0, and the reference signal VR is supplied. Thereby, the capacitive coupling between the selected
式(3)の成分「-1」に対応する複数の信号線SGLが選択された場合に、選択された信号線SGLは、出力信号線Loutに接続される。選択された各信号線SGLに接続された第2検出電極ブロックBKyの第2出力信号Sh(2)が、出力信号線Loutから出力される。非選択の信号線SGLは、基準信号供給線Lr0に接続され、基準信号VRが供給される。信号処理部44は、第1出力信号Sh(1)と第2出力信号Sh(2)との差分の値である第3出力信号Sh(3)を演算する。信号処理部44は、第3出力信号Sh(3)を復号することで、第2検出電極ブロックBKyごとの復号信号を算出できる。
When a plurality of signal line SGLs corresponding to the component "-1" of the equation (3) are selected, the selected signal line SGL is connected to the output signal line Lout. The second output signal Sh (2) of the second detection electrode block BKy connected to each selected signal line SGL is output from the output signal line Lout. The non-selected signal line SGL is connected to the reference signal supply line Lr0, and the reference signal VR is supplied. The
次に、第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTrの構成例について説明する。図27は、検出電極、第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子の関係を示す平面図である。図28は、第1スイッチング素子の概略断面構成を示す断面図である。なお、図27では、図面を見やすくするために検出電極24を二点鎖線で示している。
Next, a configuration example of the first switching element Tr and the second switching element xTr will be described. FIG. 27 is a plan view showing the relationship between the detection electrode, the first switching element, and the second switching element. FIG. 28 is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the first switching element. In FIG. 27, the
図27に示すように第1スイッチング素子Trは、半導体層61、ソース電極62、ドレイン電極63及びゲート電極64を有する。半導体層61に用いられる材料は、例えば、低温ポリシリコンである。半導体層61は、第2方向Dyに沿って設けられ、平面視でゲート線GCLと交差する。ゲート線GCLのうち、半導体層61と重なる部分がゲート電極64として機能する。また、半導体層61の、ゲート線GCLと重なる部分にチャネル領域が形成される。半導体層61の一端は、コンタクトホールH1を介してソース電極62と接続される。半導体層61の他端は、コンタクトホールH2を介してドレイン電極63と接続される。
As shown in FIG. 27, the first switching element Tr has a
ソース電極62は、信号線SGLと電気的に接続される。また、ドレイン電極63は、接続部68に電気的に接続される。接続部68はコンタクトホールH5を介して検出電極24と接続される。また、ゲート電極64は、ゲート線GCLと電気的に接続される。このような構成により、第1スイッチング素子Trは、検出電極24と信号線SGLとの間の接続と遮断とを切り換え可能になっている。
The
第2スイッチング素子xTrは、半導体層61a、ソース電極62a、ドレイン電極63a及びゲート電極64aを有する。半導体層61aは、第2方向Dyに沿って設けられ、平面視でゲート電極64aと交差する。半導体層61aの、ゲート電極64aと重なる部分にチャネル領域が形成される。半導体層61aの一端は、コンタクトホールH4を介してソース電極62aと接続される。半導体層61aの他端は、コンタクトホールH3を介してドレイン電極63aと接続される。
The second switching element xTr includes a
ソース電極62aは、接続部68に電気的に接続される。つまり、第2スイッチング素子xTrのソース電極62aと、第1スイッチング素子Trのドレイン電極63は、共通の接続部68を介して検出電極24と接続される。ドレイン電極63aは、基準信号線COMに電気的に接続される。ゲート電極64aは、ゲート線GCLと接続されている。言い換えると、ゲート線GCLは、第1スイッチング素子Trのゲート電極64と、第2スイッチング素子xTrのゲート電極64aの機能を兼ねる。このような構成により、第2スイッチング素子xTrは、検出電極24と基準信号線COMとの間の接続と遮断とを切り換え可能になっている。
The
第2方向Dyに隣り合う検出電極24において、各検出電極24に設けられた第1スイッチング素子Trは、基準線C1を対称軸として線対称の構成を有する。第2スイッチング素子xTrも同様に、基準線C1を対称軸として線対称の構成を有する。ここで基準線C1は、第2方向Dyに隣り合う検出電極24の間を通り、第1方向Dxに沿う仮想線である。また、ゲート線GCLは、検出電極24と重なって設けられている。ゲート線GCLも、基準線C1を対称軸として線対称の位置に配置される。第2方向Dyに隣り合うゲート線GCLの間において、各検出電極24に対応する第1スイッチング素子Trが第2方向Dyに隣り合って設けられる。本実施形態では、第2方向Dyに隣り合う検出電極24において、ゲート線GCLの、各検出電極24に対する第2方向Dyの相対位置が異なる。
In the
第1方向Dxに隣り合う検出電極24において、各検出電極24に設けられた第1スイッチング素子Trは、基準線C2を対称軸として線対称の構成を有する。第2スイッチング素子xTrも同様に、基準線C2を対称軸として線対称の構成を有する。ここで基準線C2は、第1方向Dxに隣り合う検出電極24の間を通り、第2方向Dyに沿う仮想線である。基準線C2は、基準信号線COMに重なる線である。第1方向Dxに隣り合う検出電極24において、各検出電極24に設けられた第2スイッチング素子xTrは、共通の基準信号線COMに接続される。このため、第1方向Dxに配列された検出電極24及び第2スイッチング素子xTrごとに基準信号線COMを設けた場合に比べて、基準信号線COMの数を半分に低減できる。これにより、検出装置1は、検出領域AAの開口面積を大きくすることができ、検出性能を向上できる。ここで、開口面積とは、信号線SGL等の各種配線や、第1スイッチング素子Tr及び第2スイッチング素子xTr等により光の透過が遮蔽されない領域の面積である。
In the
また、信号線SGLは、検出電極24と重なって設けられている。信号線SGLも、基準線C2を対称軸として線対称の位置に配置される。第1方向Dxに隣り合う信号線SGLの間において、各検出電極24に対応する第1スイッチング素子Trが第1方向Dxに隣り合って設けられる。第1方向Dxに隣り合う信号線SGLの間において、各検出電極24に対応する第2スイッチング素子xTrも第1方向Dxに隣り合って設けられる。本実施形態では、第1方向Dyに隣り合う検出電極24において、信号線SGLの、各検出電極24に対する第1方向Dxの相対位置が異なる。
Further, the signal line SGL is provided so as to overlap with the
図28に示すように、遮光層65、半導体層61、ゲート電極64、ソース電極62及びドレイン電極63、検出電極24は、基板21の一方の面に、この順に設けられている。第1スイッチング素子Trは、いわゆるトップゲート構造を有している。すなわち、基板21に垂直な方向において、基板21とゲート電極64との間に半導体層61が設けられている。
As shown in FIG. 28, the light-
遮光層65は、第1絶縁層25A-1を介して、基板21の一方の面(上面)に設けられる。遮光層65は、半導体層61の少なくともチャネル領域と重なって設けられる。遮光層65は、例えば、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、銀(Ag)等の金属材料が用いられる。これにより、遮光層65は、基板21の他方の面(下面)から半導体層61に照射される光を遮蔽することができる。これにより、第1スイッチング素子Trはリーク電流を抑制することができる。検出装置1は、基板21の他方の面から照射される光を良好に検出できる。
The light-
第2絶縁層25A-2は、遮光層65を覆って第1絶縁層25A-1の上に設けられる。半導体層61は、第2絶縁層25A-2の上に設けられる。半導体層61の上に、第3絶縁層25A-3が設けられる。第3絶縁層25A-3の上にゲート電極64が設けられる。ゲート電極64はゲート線GCL(図27参照)と同層に設けられる。ゲート電極64の上にゲート絶縁層である第4絶縁層25A-4が設けられる。
The second
第4絶縁層25A-4の上にソース電極62及びドレイン電極63が設けられる。ソース電極62及びドレイン電極63は、信号線SGL(図27参照)と同層に設けられる。ソース電極62は、第3絶縁層25A-3及び第4絶縁層25A-4に設けられたコンタクトホールH1を介して半導体層61と接続される。ドレイン電極63も同様に、第3絶縁層25A-3及び第4絶縁層25A-4に設けられたコンタクトホールH2を介して半導体層61と接続される。
A
ソース電極62及びドレイン電極63の上側に、ハードコート層25B、絶縁層23を介して検出電極24が設けられる。検出電極24の上に有機材料層31及び駆動電極32が設けられる。なお、図28では保護層33(図5参照)を省略して示す。このような積層構造により、第1スイッチング素子Trは、検出電極24と信号線SGLとの間の接続と遮断とを切り換え可能になっている。なお、第2スイッチング素子xTrも第1スイッチング素子Trと同様の積層構造を有している。第2スイッチング素子xTrの半導体層61a、ソース電極62a、ドレイン電極63a及びゲート電極64aは、それぞれ、第1スイッチング素子Trの半導体層61、ソース電極62、ドレイン電極63及びゲート電極64と、同層に設けられている。
A
(第2実施形態)
図29は、第2実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図30は、第2実施形態に係るセンサ部、ゲート線駆動回路及び信号線選択回路の構成例を示すブロック図である。図31は、第2実施形態に係る検出装置の動作例を示すタイミング波形図である。
(Second Embodiment)
FIG. 29 is a plan view showing the detection device according to the second embodiment. FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of the sensor unit, the gate line drive circuit, and the signal line selection circuit according to the second embodiment. FIG. 31 is a timing waveform diagram showing an operation example of the detection device according to the second embodiment.
本実施形態の検出装置1Aにおいて、ゲート線駆動回路15Aは、第1符号生成回路12、第2符号生成回路13及び第3符号生成回路14を有していない。本実施形態では、制御基板101に符号生成回路が設けられている。例えば、制御回路102が符号生成回路の機能を有し、所定の符号に基づいて位相が定められた第1選択信号Vcを生成する。制御回路102は、配線LAを介して第1選択信号Vcをゲート線駆動回路15Aに供給する。
In the
図30に示すように、ゲート線駆動回路15Aは、シフトレジスタ18、ラッチ回路19及びバッファ回路151を有する。シフトレジスタ18は、制御基板101から供給されるリセット信号RST、クロック信号CKV、開始信号STVに基づいて動作する。シフトレジスタ18は、複数のゲート線GCLのそれぞれに対応するシフト信号出力回路を有している。シフトレジスタ18は、複数のゲート線GCLごとに、シフト信号を順次ラッチ回路19に出力する。
As shown in FIG. 30, the gate
図31に示すように、シフトレジスタ18はリセット信号RSTがオン(高レベル電圧)になると、複数のシフト信号出力回路をリセットする。そして、シフトレジスタ18は、開始信号STVに基づいて動作を開始する。シフト信号出力回路は、クロック信号CKVに基づいて、順次、シフト信号をラッチ回路19に出力する。クロック信号CKVの各パルスは、ゲート線GCL(1)、GCL(2)、…、GCL(n)に対応する。クロック信号CKVの周期tCKVは、検出に要する時間に応じて適宜変更できる。クロック信号CKVが供給されるタイミングは、例えば、開始信号STVの立ち上がりのタイミングから、周期tCKVの1/4の期間(tCKV/4)が経過した時点である。
As shown in FIG. 31, the
図30に示すように、ラッチ回路19は、シフトレジスタ18からのシフト信号と、反転リセット信号xRSTと、第1選択信号Vcと、制御信号OEと、反転制御信号xOEとに基づいて動作する。反転リセット信号xRSTは、インバータ153Aによりリセット信号RSTが反転された信号である。反転制御信号xOEは、インバータ154Aにより制御信号OEが反転された信号である。制御信号OEは、ラッチ回路19からバッファ回路151への信号の出力を制御する信号である。
As shown in FIG. 30, the
図31に示すように、ラッチ回路19は、シフトレジスタ18からのシフト信号に応じて、第1選択信号Vcを順次保持する。第1選択信号Vcは、例えば図23に示したパターンコード(所定の符号)に応じて、ゲート線GCLごとに電位が定められた信号である。
As shown in FIG. 31, the
ラッチ回路19は、制御信号OEがオンになると、第1選択信号Vcをバッファ回路151に出力する。バッファ回路151は、電源電圧VDD、VSSにより、第1選択信号Vcの電圧レベルを変更する。これにより、バッファ回路151は、第1選択信号Vcに対応した第1ゲート駆動信号VGH、第2ゲート駆動信号VGLがセンサ部10に出力される。
When the control signal OE is turned on, the
また、制御信号OEがオンになると、制御基板101は、信号線選択回路16に信号線選択信号Vhsel(1)、Vhsel(2)、…、Vhsel(6)を順次供給する。信号線選択信号Vhsel(1)、Vhsel(2)、…、Vhsel(6)は、式(3)に示す正方行列の各行に対応する信号である。これにより、信号線選択回路16は、第1実施形態と同様にCDM駆動を行う。
When the control signal OE is turned on, the
図31に示すように、信号線選択信号Vhselがオンの期間tASW_widthに、選択された信号線SGLとAFE48とが接続される。信号線選択信号Vhselがオフ(低レベル電圧)の期間では、信号線SGLはAFE48と遮断される。なお、期間tASW_shiftは、制御信号OEの立ち上がりタイミングから、信号線選択信号Vhselがオンになるまでの期間である。期間tASW_delayは、信号線選択信号Vhselの立ち下がりのタイミングと、次の信号線選択信号Vhselの立ち上がりのタイミングとの期間である。期間tASW_width、期間tASW_delay等は、検出に要する時間に応じて適宜変更できる。 As shown in FIG. 31, the selected signal line SGL and AFE48 are connected to the period t ASW_width when the signal line selection signal Vhsel is on. During the period when the signal line selection signal Vhsel is off (low level voltage), the signal line SGL is cut off from AFE48. The period t ASW_shift is a period from the rising timing of the control signal OE to the turning on of the signal line selection signal Vhsel. The period t ASW_delay is a period between the timing of the fall of the signal line selection signal Vhsel and the timing of the rise of the next signal line selection signal Vhsel. The period t ASW_width , the period t ASW_delay , etc. can be appropriately changed according to the time required for detection.
全ての信号線選択信号Vhsel(1)、Vhsel(2)、…、Vhsel(6)が信号線選択回路16に供給された後、ゲート線駆動回路15Aは、次の第1選択信号Vcに基づいた第1ゲート駆動信号VGH、第2ゲート駆動信号VGLをセンサ部10に供給する。この場合の第1選択信号Vcは、例えば図24に示したパターンコード(所定の符号)に応じて、ゲート線GCLごとに電位が定められた信号である。
After all the signal line selection signals Vhsel (1), Vhsel (2), ..., Vhsel (6) are supplied to the signal
なお、図31に示すタイミング波形図は、あくまで一例である。例えば、制御信号OEがオフになった後の期間で、且つ、複数の信号線選択信号Vhselが信号線選択回路16に供給されている期間に、シフトレジスタ18及びラッチ回路19は、次の第1選択信号Vcを保持する動作を行ってもよい。
The timing waveform diagram shown in FIG. 31 is merely an example. For example, during the period after the control signal OE is turned off and during the period when a plurality of signal line selection signals Vhsel are supplied to the signal
(第3実施形態)
図32は、第3実施形態に係るAFE及び反転回路を表す回路図である。なお、本実施形態において、検出電極24、駆動電極32、第1スイッチング素子Tr、第2スイッチング素子xTr、ゲート線駆動回路15及び信号線選択回路16等の構成は、上述した第1実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。本実施形態では、検出電極24がカソードであり、駆動電極32(図5参照)がアノードである。すなわち、電流Ifhの流れる向きが、第1実施形態とは反対になる。このため、信号線SGLと増幅器481との間に反転回路49が設けられている。なお、反転回路49は、図32ではAFE48中に配置されているが、基板21側に設けられていてもよい。
(Third Embodiment)
FIG. 32 is a circuit diagram showing the AFE and the inverting circuit according to the third embodiment. In this embodiment, the configurations of the
反転回路49は、信号線SGLに流れる電流Ifhを反転して増幅器481に出力する回路である。反転回路49は、いわゆるカレントミラー回路である。反転回路49は、第5スイッチング素子Trb1と第6スイッチング素子Trb2とを有する。第5スイッチング素子Trb1及び第6スイッチング素子Trb2は、例えば、pチャネルのMOS型のTFTで構成されている。
The inverting
第5スイッチング素子Trb1のゲート及び第6スイッチング素子Trb2のゲートは、第1スイッチSW1を介して、共通の信号線SGLと電気的に接続される。第5スイッチング素子Trb1のソースは、第1スイッチSW1を介して、信号線SGLと電気的に接続される。第5スイッチング素子Trb1のドレイン及び第6スイッチング素子Trb2のドレインには、共通の電源電圧VDDが供給される。第6スイッチング素子Trb2のソースは、AFE48の増幅器481の入力に接続される。
The gate of the fifth switching element Trb1 and the gate of the sixth switching element Trb2 are electrically connected to the common signal line SGL via the first switch SW1. The source of the fifth switching element Trb1 is electrically connected to the signal line SGL via the first switch SW1. A common power supply voltage VDD is supplied to the drain of the fifth switching element Trb1 and the drain of the sixth switching element Trb2. The source of the sixth switching element Trb2 is connected to the input of the
このような構成により、反転回路49により電流Ifhの向きが反転され、電流Ifhと同じ大きさの電流がAFE48の増幅器481に流れる。AFE48は第1実施形態と同様の動作を行う。これにより、検出電極24がカソードであり、駆動電極32がアノードである場合にも、AFE48は、照射された光に応じて検出電極24から出力される電流Ifhを検出できる。
With such a configuration, the direction of the current Ifh is reversed by the inverting
(第4実施形態)
図33は、第4実施形態に係る検出装置を示す平面図である。図34は、1つの検出領域について、駆動回路を表す回路図である。図33に示すように、検出装置1Bは、センサ部10と、ゲート線駆動回路15Aと、リセット回路16Aとを有する。本実施形態のセンサ部10は、温度を検出する温度センサである。ゲート線駆動回路15Aは、第2実施形態と同様に、制御回路102から供給される第1選択信号Vcに基づいて、第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを各ゲート線GCLに供給する。リセット回路16Aは、各信号線SGL及びAFE48の入力部をリセットする回路である。つまり、本実施形態では、信号線選択回路16が設けられていない。検出装置1Bは、ゲート線駆動回路15AによるCDM駆動のみを行う。なお、本実施形態において、検出電極24、駆動電極32、第1スイッチング素子Tr、第2スイッチング素子xTr等の構成は、上述した第1実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
(Fourth Embodiment)
FIG. 33 is a plan view showing the detection device according to the fourth embodiment. FIG. 34 is a circuit diagram showing a drive circuit for one detection region. As shown in FIG. 33, the
図34に示すように、本実施形態の検出装置1Bにおいて、センサ部10は、有機材料層31Aを有する温度センサである。有機材料層31Aは、温度に応じて特性(例えば、抵抗値)が変化する。図34では、有機材料層31Aは、抵抗素子と等価で表している。これにより、センサ部10は、温度に応じた検出信号をAFE48に出力する。有機材料層31Aとして、例えば、第1実施形態と同様の材料を用いることができる。
As shown in FIG. 34, in the
図34に示すように、検出電極24、第1スイッチング素子Tr、第2スイッチング素子xTr、信号線SGL、ゲート線GCL及び基準信号線COM等の回路構成は、第1実施形態と同様である。ゲート線駆動回路15Aが、ゲート線GCLに第1ゲート駆動信号VGHを供給すると、第1スイッチング素子Trがオンになる。これにより、検出電極24が検出対象として選択される。検出電極24から信号線SGLに、温度に応じた電流Ifhが流れる。一方、第2スイッチング素子xTrはオフになる。このため、検出電極24から基準信号線COMに流れる電流Idhが抑制される。このように、センサ部10は、有機材料層31Aの温度に応じて、検出電極24から出力される信号(電流Ifh)が変化する。これにより、検出装置1Bは温度を検出することができる。
As shown in FIG. 34, the circuit configurations of the
ゲート線駆動回路15Aが、ゲート線GCLに第2ゲート駆動信号VGLを供給すると、第1スイッチング素子Trがオフになる。これにより、検出電極24から信号線SGLに流れる電流Idlが抑制され、検出電極24が非検出対象となる。一方、第2スイッチング素子xTrはオンになる。このため、検出電極24から基準信号線COMに電流Iflが流れる。基準信号線COMには、制御基板101から基準信号Vcomが供給される。これにより、非検出対象の検出電極24の電位の変動が抑制される。
When the gate
図35は、リセット回路を示す回路図である。図35に示すように、リセット回路16Aは、複数の第7スイッチング素子Trcと、基準信号供給線LB1と、リセット信号供給線LB2とを有する。本実施形態では、複数の信号線SGLは、それぞれAFE48に接続される。つまり、信号線SGLのCDM駆動は行われず、検出電極24の出力信号は、信号線SGLを介してAFE48に出力される。
FIG. 35 is a circuit diagram showing a reset circuit. As shown in FIG. 35, the
複数の第7スイッチング素子Trcは、信号線SGLごとに設けられている。複数の第7スイッチング素子Trcは、例えば、pチャネルのMOS型のTFTで構成されている。第7スイッチング素子Trcのゲートは、共通のリセット信号供給線LB2に接続される。第7スイッチング素子Trcのソースは、共通の基準信号供給線LB1に接続される。第7スイッチング素子Trcのドレインは、それぞれ信号線SGLに接続される。 A plurality of seventh switching elements Trc are provided for each signal line SGL. The plurality of seventh switching elements Trc are composed of, for example, a p-channel MOS type TFT. The gate of the seventh switching element Trc is connected to the common reset signal supply line LB2. The source of the seventh switching element Trc is connected to the common reference signal supply line LB1. The drain of the seventh switching element Trc is connected to the signal line SGL, respectively.
リセット信号Vresetが高レベル電圧の場合、基準信号供給線LB1と信号線SGLとが遮断される。つまり、検出電極24の検出信号が信号線SGLを介してAFE48に出力される。リセット信号Vresetが低レベル電圧の場合、基準信号供給線LB1と信号線SGLとが接続される。本実施形態では、全ての信号線SGLが同時に基準信号供給線LB1に接続される。これにより、信号線SGL及びAFE48の入力部に基準信号VRが供給される。これにより、信号線SGL及びAFE48の入力部がリセットされる。
When the reset signal Reset has a high level voltage, the reference signal supply line LB1 and the signal line SGL are cut off. That is, the detection signal of the
高レベル電圧のリセット信号Vresetは、図31に示す制御信号OEが供給された後のタイミングでリセット信号供給線LB2に供給される。言い換えると、第1選択信号Vcが順次ラッチ回路19に保持された後、高レベル電圧のリセット信号Vresetが供給される期間が検出期間となる。
The high level voltage reset signal Vreset is supplied to the reset signal supply line LB2 at the timing after the control signal OE shown in FIG. 31 is supplied. In other words, the detection period is the period during which the reset signal Vreset of the high level voltage is supplied after the first selection signal Vc is sequentially held in the
(第5実施形態)
図36は、第5実施形態に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図37は、第5実施形態に係る検出装置を模式的に示す平面図である。図38は、検出電極、駆動電極、第8スイッチング素子及び第9スイッチング素子の関係を示す平面図である。図39は、図38の領域C4を拡大して示す平面図である。
(Fifth Embodiment)
FIG. 36 is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the detection device according to the fifth embodiment. FIG. 37 is a plan view schematically showing the detection device according to the fifth embodiment. FIG. 38 is a plan view showing the relationship between the detection electrode, the drive electrode, the eighth switching element, and the ninth switching element. FIG. 39 is an enlarged plan view showing the region C4 of FIG. 38.
本実施形態の検出装置1Cは、第4実施形態と同様に温度センサである。図36に示すように、バックプレーン2は、基板21と、TFT層22と、絶縁層23と、検出電極24Aと、駆動電極32Aと、を含む。TFT層22には、ゲート線駆動回路15Aやリセット回路16A等(図34、図35参照)の回路が設けられる。また、TFT層22には、第8スイッチング素子Trd及び第9スイッチング素子xTrd(図38参照)や、ゲート線GCL、信号線SGL(図7参照)等の各種配線が設けられる。本実施形態では、検出電極24A及び駆動電極32Aは、同じ絶縁層23の上に設けられる。言い換えると、駆動電極32Aは、検出電極24Aと同層に隣り合って設けられている。検出電極24A及び駆動電極32Aは、ITO等の透光性を有する導電性材料が用いられる。なお、これに限定されず、駆動電極32Aは、銀(Ag)やアルミニウム(Al)等の金属材料を用いることもできる。
The
有機センサ層3は、有機材料層31と、保護層33と、を備える。有機材料層31は、複数の検出電極24A及び複数の駆動電極32Aの上に設けられる。有機材料層31は、隣り合う検出電極24Aと駆動電極32Aとの間で抵抗成分を有する。
The
図37に示すように、複数の部分検出領域SAAは、検出領域AAの全体にマトリクス状に配置される。部分検出領域SAAは、有機材料層31と、複数の検出電極24Aと、複数の駆動電極32Aとを含む。有機材料層31は、部分検出領域SAAごとに離隔してマトリクス状に設けられている。有機材料層31は、例えば、フォトリソグラフィ法によりパターニングされる。
As shown in FIG. 37, the plurality of partial detection regions SAA are arranged in a matrix over the entire detection region AA. The partial detection region SAA includes an
複数の検出電極24Aと複数の駆動電極32Aとは、第2方向Dyに交互に配列されている。また、複数の検出電極24Aと複数の駆動電極32Aとは、それぞれ第1方向Dxに配列されている。部分検出領域SAAには、2つの検出電極24Aと、2つの駆動電極32Aとが含まれる。言い換えると、1つの有機材料層31と重なって2つの検出電極24Aと、2つの駆動電極32Aとが設けられる。なお、図37は、あくまで一例であり、1つの部分検出領域SAAには、3つ以上の検出電極24Aと、3つ以上の駆動電極32Aとが設けられていてもよい。
The plurality of
図38は、第1方向Dxに隣り合う2つの部分検出領域SAAについて示している。なお、図38では、図面を見やすくするために有機材料層31の図示を省略している。図38に示すように、2つの部分検出領域SAAは、基準線C3を対称軸として線対称の構成を有する。ここで、基準線C3は、第1方向Dxに隣り合う部分検出領域SAAの間を通り、第2方向Dyに沿う仮想線である。以下の説明では、基準線C3を挟んで左側の部分検出領域SAAについて説明する。
FIG. 38 shows two partial detection regions SAA adjacent to each other in the first direction Dx. In FIG. 38, the
図38に示すように、部分検出領域SAAには、2つの検出電極24Aと、2つの駆動電極32Aと、第8スイッチング素子Trdと、第9スイッチング素子xTrdと、が設けられている。検出電極24A及び駆動電極32Aは、それぞれ第1方向Dxに長手を有する矩形状である。また、検出電極24Aと、駆動電極32Aとは、第2方向Dyに交互に設けられている。有機材料層31により、第2方向Dyに隣り合う検出電極24Aと駆動電極32Aとの間に抵抗成分が形成される。
As shown in FIG. 38, the partial detection region SAA is provided with two
2つの検出電極24Aの一端は、それぞれコンタクトホールHC1、HC3を介して共通の第8スイッチング素子Trdと接続される。第8スイッチング素子Trdの動作により、2つの検出電極24Aの一端は、共通の信号線SGLに接続される。2つの検出電極24Aの他端は、それぞれコンタクトホールHC2、HC4を介して共通の第9スイッチング素子xTrdと接続される。第9スイッチング素子xTrdの動作により、2つの検出電極24Aの他端は、共通の基準信号線COMに接続される。なお、第2方向Dyに配列された複数の部分検出領域SAAに属する複数の検出電極24Aも、同様に、共通の信号線SGLに接続され、且つ、共通の基準信号線COMに接続される。
One end of the two
第8スイッチング素子Trdは、この例では、nチャネルのMOS型のTFTで構成されている。第9スイッチング素子xTrdは、この例では、pチャネルのMOS型のTFTで構成されている。 In this example, the eighth switching element Trd is composed of an n-channel MOS type TFT. In this example, the ninth switching element xTrd is composed of a p-channel MOS type TFT.
図39は、検出電極24Aの一端と第8スイッチング素子Trdとの接続部分を示している。第8スイッチング素子Trdは、半導体層61b、ソース電極62b、ドレイン電極63b及びゲート電極64bを有する。
FIG. 39 shows a connection portion between one end of the
ゲート電極64bは、ゲート線GCLと接続され第2方向Dyに沿って設けられる。本実施形態では、ゲート線GCLは、第2方向Dyに配列された部分検出領域SAAに対応して設けられる。ゲート電極64bは、信号線SGLと隣り合って設けられる。半導体層61bは、ゲート電極64bと重なって設けられる。半導体層61bの第1方向Dxの幅は、ゲート電極64bの第1方向Dxの幅よりも大きい。半導体層61bの一端(左端)は、複数のコンタクトホールHC6を介してドレイン電極63bと接続される。半導体層61bの他端(右端)は、複数のコンタクトホールHC5を介してソース電極62bと接続される。
The
ドレイン電極63b及びソース電極62bは、それぞれ第2方向Dyに延出している。ドレイン電極63bの第2方向Dyの幅及びソース電極62bの第2方向Dyの幅は、検出電極24Aの第2方向Dyの幅よりも大きい。複数のコンタクトホールHC6及び複数のコンタクトホールHC5は、それぞれ、ドレイン電極63b及びソース電極62bの延在方向に沿って配列されている。
The
ドレイン電極63bの接続部63baは、複数のコンタクトホールHC1を介して検出電極24Aと接続される。ソース電極62bは信号線SGLと接続される。言い換えると、信号線SGLの一部分がソース電極62bとして機能する。なお、ドレイン電極63bには同じ部分検出領域SAA(図38参照)に属する複数の検出電極24Aが接続される。
The connection portion 63ba of the
第8スイッチング素子Trdは、複数のコンタクトホールHC1、複数のコンタクトホールHC5及び複数のコンタクトホールHC6を介して層間が接続される。このため第8スイッチング素子Trdの接続抵抗を抑制できる。これにより、検出装置1Cは、検出性能を向上できる。なお、第9スイッチング素子xTrdも同様の構成であり、詳細な説明は省略する。
The eighth switching element Trd is connected between layers via a plurality of contact hole HC1, a plurality of contact hole HC5, and a plurality of contact hole HC6. Therefore, the connection resistance of the eighth switching element Trd can be suppressed. As a result, the
図38に示すように、2つの駆動電極32Aの他端(右端)は、それぞれコンタクトホールHC7、HC8を介して共通の駆動信号供給線Lvdと接続される。なお、2つの駆動電極32Aの一端(左端)は、他の配線等に接続されていない。駆動信号供給線Lvdは、第1方向Dxに隣り合う部分検出領域SAAの間を通り、第2方向Dyに沿って設けられる。駆動信号供給線Lvdは、駆動電極32Aに駆動信号VDD_ORG(図34参照)を供給する配線である。駆動信号供給線Lvdを挟んで隣り合う部分検出領域SAAにおいて、複数の駆動電極32A(例えば4つ以上の)は共通の駆動信号供給線Lvdと接続される。
As shown in FIG. 38, the other end (right end) of the two
本実施形態においても、ゲート線駆動回路15AによるCDM駆動が行われる。ゲート線駆動回路15Aは、所定の符号に基づいて電位が定められた第1ゲート駆動信号VGH及び第2ゲート駆動信号VGLを各ゲート線GCLに供給する。これにより、検出対象として選択された複数の部分検出領域SAAに属する検出電極24Aは、信号線SGLに接続される。非検出対象の複数の部分検出領域SAAに属する検出電極24Aは、基準信号線COMに接続される。信号処理部44は、複数の出力信号を復号することで、部分検出領域SAAごとの復号信号を算出できる。
Also in this embodiment, CDM drive is performed by the gate
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments. The contents disclosed in the embodiments are merely examples, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Appropriate changes made without departing from the spirit of the present invention naturally belong to the technical scope of the present invention.
例えば、第4実施形態の検出装置1B及び第5実施形態の検出装置1Cは、ゲート線駆動回路15Aは符号生成回路を備えていないが、これに限定されない。検出装置1B、1Cは、第1実施形態と同様に、符号生成回路を備えるゲート線駆動回路15を有していてもよい。また、検出装置1B、1Cは、第1実施形態と同様に、信号線選択回路16を有していてもよい。
For example, in the
1、1A、1B、1C 検出装置
2 バックプレーン
3 有機センサ層
10 センサ部
11 検出制御部
12 第1符号生成回路
13 第2符号生成回路
14 第3符号生成回路
15 ゲート線駆動回路
16 信号線選択回路
16A リセット回路
17 制御信号生成回路
21 基板
22 TFT層
24 検出電極
29 駆動電極接続端子
31 有機材料層
31a 開口
32 駆動電極
33 保護層
40 検出部
48 AFE
49 反転回路
101 制御基板
AA 検出領域
BKx 第1検出電極ブロック
BKy 第2検出電極ブロック
COM 基準信号線
GA 額縁領域
GCL ゲート線
LB1 基準信号供給線
LB2 リセット信号供給線
Lout 出力信号線
SGL 信号線
Tr 第1スイッチング素子
xTr 第2スイッチング素子
Vc 第1選択信号
VDD_ORG 駆動信号
VGH 第1ゲート駆動信号
VGL 第2ゲート駆動信号
1, 1A, 1B,
49
Claims (11)
前記基板に設けられ、光センサを構成する有機材料層と、
前記基板と前記有機材料層との間に設けられた複数の検出電極と、
前記複数の検出電極のそれぞれに設けられた第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子と異なる第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とに接続され、第1方向に延在するゲート線と、
前記第1スイッチング素子に接続され、前記第1方向と交差する第2方向に延在する信号線と、
前記第2スイッチング素子に接続され、前記検出電極に固定された電位である基準信号を供給する基準信号線と、
前記ゲート線にゲート駆動信号を供給する駆動回路と、を有し、
前記第1スイッチング素子は第1導電型のTFTであり、前記第2スイッチング素子は第2導電型のTFTである、
検出装置。 With the board
An organic material layer provided on the substrate and constituting an optical sensor,
A plurality of detection electrodes provided between the substrate and the organic material layer,
A first switching element provided in each of the plurality of detection electrodes, a second switching element different from the first switching element, and a second switching element.
A gate line connected to the first switching element and the second switching element and extending in the first direction,
A signal line connected to the first switching element and extending in the second direction intersecting the first direction,
A reference signal line connected to the second switching element and supplying a reference signal having a potential fixed to the detection electrode, and a reference signal line.
It has a drive circuit that supplies a gate drive signal to the gate line, and has.
The first switching element is a first conductive type TFT, and the second switching element is a second conductive type TFT.
Detection device.
請求項1に記載の検出装置。 The first detection electrode block including the plurality of detection electrodes arranged in the first direction is connected to the drive circuit via the common gate wire.
The detection device according to claim 1.
前記駆動回路は、前記選択信号に基づいて前記ゲート駆動信号を生成する、
請求項1又は請求項2に記載の検出装置。 It has a code generation circuit that generates a selection signal whose phase is determined for each gate line based on a predetermined code.
The drive circuit generates the gate drive signal based on the selection signal.
The detection device according to claim 1 or 2.
前記基板は、複数の前記検出電極が設けられた検出領域と、前記検出領域の外側の額縁領域とを有し、
前記駆動回路は、前記符号生成回路を含み、前記基板の前記額縁領域に設けられ、
前記符号生成回路は、前記制御基板に設けられる、
請求項3に記載の検出装置。 Further, it has a control board different from the above board and has a different control board.
The substrate has a detection region provided with the plurality of detection electrodes and a frame region outside the detection region.
The drive circuit includes the code generation circuit and is provided in the frame region of the substrate.
The code generation circuit is provided on the control board.
The detection device according to claim 3.
前記基板に設けられた信号線選択回路と、を有し、
前記信号線選択回路は、所定の符号に基づいて、複数の前記信号線のうち、検出対象の前記信号線と前記アナログフロントエンド回路とを接続する、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の検出装置。 An analog front-end circuit that receives signals output from the plurality of detection electrodes,
It has a signal line selection circuit provided on the substrate, and has.
The signal line selection circuit connects the signal line to be detected and the analog front-end circuit among the plurality of the signal lines based on a predetermined code.
The detection device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の検出装置。 The second detection electrode block including the plurality of detection electrodes arranged in the second direction is connected to the signal line selection circuit via the common signal line.
The detection device according to claim 5.
前記第1スイッチング素子は、検出対象の前記検出電極と前記信号線とを接続し、
前記第2スイッチング素子は、非検出対象の前記検出電極と基準信号線とを接続し、
基準信号線は、前記非検出対象の前記検出電極に、固定された電位を有する基準信号を供給する、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の検出装置。 The same gate drive signal is supplied from the drive circuit to the first switching element and the second switching element via the common gate line.
The first switching element connects the detection electrode to be detected and the signal line.
The second switching element connects the detection electrode to be non-detection target and the reference signal line.
The reference signal line supplies a reference signal having a fixed potential to the detection electrode of the non-detection target.
The detection device according to any one of claims 1 to 6.
前記第1方向に隣り合う2つの前記検出電極は、それぞれに設けられた前記第2スイッチング素子を介して共通の前記基準信号線に接続される、
請求項7に記載の検出装置。 The reference signal line is provided between the two detection electrodes adjacent to each other in the first direction.
The two detection electrodes adjacent to each other in the first direction are connected to the common reference signal line via the second switching element provided in each of the two detection electrodes.
The detection device according to claim 7.
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の検出装置。 It has a plurality of drive electrodes provided in the same layer as the plurality of detection electrodes.
The detection device according to any one of claims 1 to 8.
前記信号線は、前記信号線に流れる電流を反転して出力する反転回路が接続される、
請求項9に記載の検出装置。 The detection electrode is the cathode, the drive electrode is the anode, and
An inverting circuit that inverts and outputs the current flowing through the signal line is connected to the signal line.
The detection device according to claim 9.
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の検出装置。 The signal output from the detection electrode changes according to the amount of light emitted to the organic material layer.
The detection device according to any one of claims 1 to 10.
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