KR20190020002A

KR20190020002A - 센서 및 센서를 구비하는 표시 장치

Info

Publication number: KR20190020002A
Application number: KR1020190019867A
Authority: KR
Inventors: 히로시 미즈하시; 겐 고이데; 하야또 구라사와; 도시오 소야; 후미따까 고또
Original assignee: 가부시키가이샤 재팬 디스프레이
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-02-27
Also published as: JP2017073054A; US20210256238A1; CN106896545A; CN111781760A; JP6503275B2; US20180293421A1; US11580768B2; CN106896545B; US20170103247A1; KR101997423B1; US10025970B2; US20190065807A1; KR101953001B1; US10970510B2; TW201727453A; TWI620105B; US10146987B2; KR20170042475A; CN111781760B

Abstract

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 센서(SE)는, 제1 제어선(C1), 제1 신호선(S1), 제1 검출 스위치, 공통 전극(CE), 제1 검출 전극, 제1 회로, 및 제2 회로를 구비한다. 상기 공통 전극(CE)은, 상기 제1 제어선(C1), 상기 제1 신호선(S1) 및 상기 제1 검출 스위치의 상방에 위치하고, 상기 제1 제어선, 상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치와 대향하고 있다. 상기 제1 검출 전극은, 상기 공통 전극(CE)의 상방에 위치하고 있다. 상기 제1 회로 및 상기 제2 회로는, 상기 공통 전극(CE)의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고 있다.

Description

센서 및 센서를 구비하는 표시 장치{SENSOR AND DISPLAY DEVICE WITH SENSOR}

본 출원은 2015년 10월 9일자로 출원된 일본 특허 출원 2015-200807에 기초하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체의 내용은 참조로서 원용된다.

본 발명은, 센서 및 센서를 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 각종 센서가 개발되어 있다. 센서로서는, 예를 들어 손가락의 표면의 요철 패턴(지문)을 검출하는 센서가 알려져 있다.

일반적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 센서는,

제1 제어선,

제1 신호선,

상기 제1 제어선과 상기 제1 신호선에 접속된 제1 검출 스위치,

상기 제1 제어선, 상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치의 상방에 위치하고, 상기 제1 제어선, 상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치와 대향하고, 상기 제1 검출 스위치와 대향한 제1 개구를 갖는 공통 전극,

상기 공통 전극의 상방에 위치하고, 상기 제1 개구와 대향하고, 상기 제1 개구를 통해서 상기 제1 검출 스위치에 접속된 제1 검출 전극,

상기 공통 전극의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 제1 제어선에 접속되고, 상기 제1 검출 스위치를, 상기 제1 신호선과 상기 제1 검출 전극을 전기적으로 접속하는 제1 접속 상태 및 상기 제1 신호선과 상기 제1 검출 전극을 전기적으로 절연하는 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는 구동 신호를 상기 제1 제어선에 부여하는 제1 회로, 및

상기 공통 전극의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 제1 신호선에 접속된 제2 회로를 구비한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 센서는,

행방향으로 연장된 복수의 제어선,

열방향으로 연장된 복수의 신호선,

복수의 검출 스위치이며, 각각의 상기 검출 스위치는 1개의 상기 제어선과 1개의 상기 신호선에 접속된, 상기 복수의 검출 스위치,

상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 검출 스위치의 상방에 위치하고, 상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 검출 스위치와 대향하고, 복수의 개구를 갖는 공통 전극이며, 상기 각각의 개구는 1개의 상기 검출 스위치와 대향한, 상기 공통 전극,

상기 공통 전극의 상방에 위치한 복수의 검출 전극이며, 각각의 상기 검출 전극은 대응하는 상기 개구와 대향하여 상기 개구를 통해서 대응하는 상기 검출 스위치에 접속된, 상기 복수의 검출 전극,

상기 공통 전극의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 복수의 제어선에 접속되어, 구동 신호를 각각의 상기 제어선에 부여하고, 각각의 상기 검출 스위치를, 상기 신호선과 상기 검출 전극을 전기적으로 접속하는 제1 접속 상태 및 상기 신호선과 상기 검출 전극을 전기적으로 절연하는 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는, 제1 회로,

상기 공통 전극의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 복수의 신호선에 접속된 제2 회로, 및

상기 공통 전극에 전위 조정 신호를 부여하여, 상기 제1 회로 및 상기 제2 회로의 구동을 제어하는 제1 검출 유닛을 구비하고,

상기 제1 검출 유닛은,

센싱을 행하는 센싱 구동 시의 제1 센싱 기간에, m열째 및 m+1열째 중, n행째 및 n+1행째에 위치하는 4개의 검출 전극에, 상기 제2 회로, 대응하는 2개의 신호선 및 대응하는 4개의 검출 스위치를 통해서 기입 신호를 동시에 기입하고, 상기 4개의 검출 전극의 각각으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호를 판독하여, 판독한 복수의 판독 신호를 1개의 신호로 묶고,

상기 제1 센싱 기간에 이어지는 상기 센싱 구동 시의 제2 센싱 기간에, m+1열째 및 m+2열째 중, n행째 및 n+1행째에 위치하는 4개의 검출 전극에, 상기 제2 회로, 대응하는 2개의 신호선 및 대응하는 4개의 검출 스위치를 통해서 상기 기입 신호를 동시에 기입하고, 상기 4개의 검출 전극의 각각으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호를 판독하여, 판독한 복수의 판독 신호를 1개의 신호로 묶는다.

상기 센싱 구동 시에, 상기 전위 조정 신호는, 상기 기입 신호와 동기하여, 위상 및 진폭에 관하여 상기 기입 신호와 동일하다.

본 발명의 다른 실시형태에 따라, 센서를 구비하는 표시 장치는 표시 패널을 구비하고, 상기 표시 패널은,

복수의 제어선,

복수의 신호선,

복수의 화소 스위치이며, 각각의 상기 화소 스위치는 1개의 상기 제어선과 1개의 상기 신호선에 접속된, 상기 복수의 화소 스위치,

표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측에 배치되고, 상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 화소 스위치의 상방에 위치하고, 상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 화소 스위치와 대향하고, 복수의 개구를 갖는 공통 전극이며, 상기 각각의 개구는 1개의 상기 화소 스위치와 대향한, 상기 공통 전극,

상기 표시 영역에 배치되어 상기 공통 전극의 상방에 위치한 복수의 화소 전극이며, 각각의 상기 화소 전극은 대응하는 상기 개구와 대향해서 상기 개구를 통해 대응하는 상기 화소 스위치에 접속된, 상기 복수의 화소 전극,

상기 표시 영역의 외측에 배치되어 상기 공통 전극의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 복수의 제어선에 접속되고, 구동 신호를 각각의 상기 제어선에 부여하고, 각각의 상기 화소 스위치를, 상기 신호선과 상기 화소 전극을 전기적으로 접속하는 제1 접속 상태 및 상기 신호선과 상기 화소 전극을 전기적으로 절연하는 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는, 제1 회로, and

상기 표시 영역의 외측에 배치되어 상기 공통 전극의 하방에 위치하고, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 복수의 신호선에 접속된 제2 회로를 포함한다.

복수의 제어선,

복수의 신호선,

상기 표시 영역에 위치하고, 상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 화소 스위치의 상방에 설치된 복수의 화소 전극,

상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 화소 스위치의 상방에 설치된 검출 전극,

상기 표시 영역의 외측에 설치되고, 상기 복수의 제어선에 접속되어, 구동 신호를 각각의 상기 제어선에 부여하고, 각각의 상기 화소 스위치를, 상기 신호선과 상기 화소 전극을 전기적으로 접속하는 제1 접속 상태 및 상기 신호선과 상기 화소 전극을 전기적으로 절연하는 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는, 제1 회로, 및

상기 표시 영역의 외측에 설치되고, 상기 복수의 신호선에 접속된 제2 회로를 포함한다

상기 복수의 화소 전극과 상기 검출 전극은, 동일층에 설치되어 있다.

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 센서를 도시하는 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시한 센서의 4개의 화소와 각종 배선과의 전기적인 접속 관계를 나타내는 등가 회로도이다.
도 3은, 도 1에 도시한 제1 기판의 일부를 도시하는 확대 평면도이며, 도 2에 도시한 4개의 화소와 각종 배선을 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3의 선 IV-IV를 따라 나타내는 상기 제1 기판의 단면도이다.
도 5는 상기 제1 기판의 액티브 에리어의 외측의 일부를 도시하는 확대 평면도이며, 멀티플렉서를 도시하는 회로도이다.
도 6은 상기 센서의 전기적인 접속 관계를 나타내는 등가 회로도이다.
도 7은 상기 센서의 검출기를 도시하는 회로도이다.
도 8은 상기 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍 차트이며, F 프레임 기간 중 일부 기간과, F+1 프레임 기간 중 일부 기간에서의, 리셋 신호, 스타트 펄스 신호 및 클럭 신호, 제어 신호, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 기입 신호를 도시하는 도면이다.
도 9는 상기 센서의 구동에 이용하는 각종 신호 및 전압을 설명하기 위한 타이밍 차트이며, 수평 동기 신호, 기입 신호, 전위 조정 신호, 제어 신호, 전원 전압을 도시하는 도면이다.
도 10은 제2 실시 형태에 따른 센서의 4개의 화소와 각종 배선과의 전기적인 접속 관계를 나타내는 등가 회로도이다.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍 차트이며, 1 수평 주사 기간에서의, 클럭 신호, 제어 신호 및 수평 동기 신호를 도시하는 도면이다.
도 12는 제4 실시 형태에 따른 센서의 제1 기판의 액티브 에리어의 외측 일부를 도시하는 확대 평면도이며, 멀티플렉서를 도시하는 회로도이다.
도 13은 상기 제4 실시 형태에 따른 센서의 구동 방법을 예시적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 14는 도 13에 계속되는, 상기 제4 실시 형태에 따른 센서의 구동 방법을 예시적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 15는 도 14에 계속되는, 상기 제4 실시 형태에 따른 센서의 구동 방법을 예시적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 16은 도 15에 계속되는, 상기 제4 실시 형태에 따른 센서의 구동 방법을 예시적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 17은 도 16에 계속되는, 상기 제4 실시 형태에 따른 센서의 구동 방법을 예시적으로 설명하기 위한 회로도이다.
도 18은 제5 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 19는 상기 제5 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 제1 기판을 도시하는 개략 단면도이다.
도 20은 제6 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 21은 위치 검출 방법의 일례의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 제7 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 액정 표시 패널의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 23은 제8 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 제1 기판의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 24는, 상기 멀티플렉서의 변형예를 도시하는 회로도이다.

이하에, 본 발명의 각 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 개시는 어디까지나 일례에 지나지 않고, 당업자에 있어서, 발명의 주지를 유지한 적시 변경에 대해 용이하게 상도할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명의 범위에 함유되는 것이다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해서, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해서 모식적으로 표현되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것이 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출 도면에 대해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.

(제1 실시 형태)

먼저, 제1 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)를 도시하는 평면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 센서(SE)는, 평판 형상의 제1 기판(SUB1), 제어 모듈(CM), 플렉시블 배선 기판(FPC1) 등을 구비하고 있다. 제1 기판(SUB1)은, 액티브 에리어(AA)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서, 액티브 에리어(AA)는, 피검출부를 검출하는 검출 영역이다. 액티브 에리어(AA)의 형상은, 여기에서는 정사각형이지만, 특별히 한정되는 것은 아니며, 직사각형 등의 직사각 형상이나, 원형이어도 된다. 그리고, 여기에서는, 제1 기판(SUB1)은, 액티브 에리어(AA)의 외측에 직사각형 프레임 형상의 비검출 영역을 구비하고 있다. 또한, 상기 피검출부로서는, 손가락 등의 도전성을 갖는 물체를 들 수 있다.

제1 기판(SUB1)은, 유리 기판이나 수지 기판 등의 제1 절연 기판(10)을 구비하고 있다. 제1 절연 기판(10)의 상방에는, 복수의 제어선(C)과, 복수의 신호선(S)과, 복수의 보조 배선(A)이 형성되어 있다.

여기서, 제1 부재의 상방의 제2 부재라고 하는 경우, 제2 부재는, 제1 부재보다 제1 절연 기판(10)측에 위치하고 있는 것이 아니라, 제1 부재보다 후술하는 커버 부재(CG)측에 위치하고 있다. 제2 부재는, 제1 부재에 접하고 있어도 되고, 제1 부재로부터 이격되어 위치하고 있어도 된다. 후자의 경우, 제1 부재와 제2 부재의 사이에는 제3 부재가 개재하고 있어도 된다.

복수의 제어선(C)은, 제1 제어선(C1), 제2 제어선(C2), … 제j 제어선(Cj)의 j개의 제어선을 포함하고 있다. 제어선(C)은, 제1 방향(X)으로 연장되고, 제1 방향(X)에 교차하는 제2 방향(Y)으로 서로 간격을 두고 배열되어 있다. 각 제어선(C)은, 1행분의 복수의 화소에서 공용된다.

복수의 신호선(S)은, 제1 신호선(S1), 제2 신호선(S2), … 제i 신호선(Si)의 i개의 신호선을 포함하고 있다. 신호선(S)은, 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 방향(X)으로 서로 간격을 두고 배열되어 있다. 여기에서는, 신호선(S)은, 액티브 에리어(AA)에서 제어선(C)과 교차하고 있다. 각 신호선(S)은, 1열분의 복수의 화소에서 공용된다.

복수의 보조 배선(A)은, 제1 보조 배선(A1), … 제k 보조 배선(Ak)의 k개의 보조 배선을 포함하고 있다. 보조 배선(A)은, 신호선(S)과 나란히 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 방향(X)으로 서로 간격을 두고 배열되어 있다. 여기에서는, 보조 배선(A)은, 액티브 에리어(AA)에서 제어선(C)과 교차하고 있다. 각 보조 배선(A)은, 이웃하는 2열분의 복수의 화소에서 공용된다.

본 실시 형태에서, 제1 방향(X)을 행방향, 제2 방향(Y)을 열방향이라 바꿔 말할 수 있다. 또한, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)은, 서로 직교하고 있지만, 90° 이외의 각도로 교차하고 있어도 된다. 또한, 제어선(C), 신호선(S) 및 보조 배선(A)의 개수는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형 가능하다. 여기에서는, j=120, i=120, k=60이다. 이 때문에, 제어선(C)의 개수와 신호선(S)의 개수는 동일수이며, 보조 배선(A)의 개수는 신호선(S)의 개수의 절반이다.

또한, 제어선(C)과 신호선(S)의 각 교차부 근방에는, 검출 스위치(DS)가 형성되어 있다. 각 검출 스위치(DS)는, 제어선(C)과, 신호선(S)과, 보조 배선(A)에 접속되어 있다.

공통 전극(CE)은, 제1 절연 기판(10), 제어선(C), 신호선(S), 보조 배선(A) 및 검출 스위치(DS)의 상방에 위치하고, 제어선(C), 신호선(S), 보조 배선(A) 및 검출 스위치(DS)와 대향하고 있다. 공통 전극(CE)은, 액티브 에리어(AA)뿐만 아니라, 액티브 에리어(AA)의 외측까지 확장되어 형성되어 있다. 이 실시 형태에서, 공통 전극(CE)은 단개의 전극이지만, 공통 전극(CE)의 형상이나 패턴은 특별히 한정되는 것이 아니라, 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 공통 전극(CE)은, 스트라이프 형상으로 배열된 복수의 전극으로 형성되어 있어도 되고, 또는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 전극으로 형성되어 있어도 된다.

복수의 검출 전극(DE)은, 공통 전극(CE)의 상방에 위치하고 있다. 도시한 예에서는, 검출 전극(DE)은, 각각의 직사각 형상으로 형성되고, 액티브 에리어(AA)에서 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 액티브 에리어(AA)는 검출 전극(DE)이 설치되어 있는 에리어이다. 단, 검출 전극(DE)의 형상에 대해서는 예시적으로 나타낸 것이며, 직사각 형상에 한정되는 것은 아니다. 검출 전극(DE)의 개수는, i×j개이다. 검출 전극(DE)은, 예를 들어 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)의 각각에 50㎛의 피치로 배열되어 있다. 이 경우, 액티브 에리어(AA)는, 대략 1변이 6mm인 정사각형이다.

제1 회로로서의 제어선 구동 회로(CD)는, 제1 절연 기판(10)과 공통 전극(CE)의 사이에 위치하고 있다. 제어선 구동 회로(CD)는, 공통 전극(CE)의 하방에 위치하고, 공통 전극(CE)과 대향하고 있다. 제어선 구동 회로(CD)는, 액티브 에리어(AA)의 외측에서 복수의 제어선(C)에 접속되어 있다. 한편, 제어선 구동 회로(CD)는, 액티브 에리어(AA)의 외측에서, 제1 절연 기판(10)의 일단부에 배치된 OLB(Outer Lead Bonding) 패드 군(PG)에 접속되어 있다. 제어선 구동 회로(CD)는, 검출 스위치(DS)를 제1 접속 상태 및 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는 구동 신호를 제어선(C)에 부여한다. 상기 제1 접속 상태란, 신호선(S)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 접속하고, 보조 배선(A)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 절연하는 상태이다. 또한, 상기 제2 접속 상태란, 신호선(S)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 절연하고, 보조 배선(A)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 접속하는 상태이다.

여기서, 제1 부재의 하방의 제2 부재라고 하는 경우, 제2 부재는, 제1 부재보다 커버 부재(CG)측에 위치하고 있는 것이 아니라, 제1 부재보다 제1 절연 기판(10)측에 위치하고 있다. 제2 부재는, 제1 부재에 접하고 있어도 되고, 제1 부재로부터 이격되어 위치하고 있어도 된다. 후자의 경우, 제1 부재와 제2 부재의 사이에는 제3 부재가 개재하고 있어도 된다.

제2 회로로서의 멀티플렉서(MU)는, 제1 절연 기판(10)과 공통 전극(CE)와의 사이에 위치하고 있다. 멀티플렉서(MU)는, 공통 전극(CE)의 하방에 위치하고, 공통 전극(CE)과 대향하고 있다. 멀티플렉서(MU)는, 액티브 에리어(AA)의 외측에서 복수의 신호선(S)에 접속되어 있다. 한편, 멀티플렉서(MU)는, 액티브 에리어(AA)의 외측에서, OLB 패드 군(PG)에 접속되어 있다. 이 실시 형태에서, 멀티플렉서(MU)는, 1/4 멀티플렉서이다. 단, 멀티플렉서(MU)는, 1/4 멀티플렉서에 한정되는 것이 아니라 다양하게 변형 가능하고, 예를 들어 1/3 멀티플렉서이어도 된다.

또한, 본 실시 형태에서, 제2 회로는 멀티플렉서(MU)이기 때문에, 보조 배선(A)은 멀티플렉서(MU)를 개재하지 않고 OLB 패드 군(PG)에 접속되어 있다. 단, 제2 회로의 구성에 따라서는, 보조 배선(A)은 제2 회로를 통해서 OLB 패드 군(PG)에 접속되어 있어도 된다.

상기한 바와 같이 공통 전극(CE)은, OLB 패드 군(PG)과 대향하고 있지 않지만, 제1 절연 기판(10)의 상방에 형성된 각종 배선, 스위치, 회로 등과 대향하고 있다. 또는, 공통 전극(CE)은, 각종 배선, 스위치, 회로 등을 덮고 있다. 이 때문에, 공통 전극(CE)은, 액티브 에리어(AA)의 내측뿐만 아니라, 액티브 에리어(AA)의 외측에서도, 검출 전극(DE)을 전기적으로 실드할 수 있다. 즉, 검출 전극(DE)에 기생 용량을 발생하기 어렵게 할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 억제할 수 있다.

제어 모듈(CM)은, 플렉시블 배선 기판(FPC1)을 통해서 제1 절연 기판(10)의 OLB 패드 군(PG)에 접속되어 있다. 여기서, 제어 모듈(CM)을 애플리케이션 프로세서라 바꿔 말할 수 있다. 제어 모듈(CM)은, 플렉시블 배선 기판(FPC1) 등을 통하여 제어선 구동 회로(CD) 및 멀티플렉서(MU) 등과 접속되어 있다. 제어 모듈(CM)은, 제어선 구동 회로(CD) 및 멀티플렉서(MU) 등의 구동을 제어하여, 제어선 구동 회로(CD)와 멀티플렉서(MU)의 동기화를 도모할 수 있다.

또한, 제1 기판(SUB1)의 상방에는, 후술하는 커버 부재가 설치되어 있어도 된다. 커버 부재는, 제1 기판(SUB1)과 대향하고 있다. X-Y 평면에서 보아, 예를 들어 커버 부재의 치수는, 제1 기판(SUB1)의 치수보다 크다.

도 2는, 도 1에 도시한 센서(SE)의 4개의 화소와 각종 배선과의 전기적인 접속 관계를 나타내는 등가 회로도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 각 화소는, 검출 스위치(DS), 검출 전극(DE) 등을 구비하고 있다. 검출 스위치(DS)는, 각각 직렬로 접속된 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자를 갖고 있다. 제1 및 제2 스위칭 소자는, 예를 들어 서로 도전형이 상이한 박막 트랜지스터로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서, 제1 스위칭 소자는 N 채널형의 박막 트랜지스터로 형성되고, 제2 스위칭 소자는 P 채널형의 박막 트랜지스터로 형성되어 있다. 제1 및 제2 스위칭 소자는, 톱 게이트형 또는 보텀 게이트형 중 어느 것이어도 된다. 또한, 제1 및 제2 스위칭 소자의 반도체층은, 예를 들어 다결정 실리콘(polycrystalline silicon: poly-Si)에 의해 형성되어 있지만, 비정질 실리콘이나 산화물 반도체 등에 의해 형성되어 있어도 된다.

제1 검출 스위치(DS1)는, 제1 스위칭 소자(DS1a) 및 제2 스위칭 소자(DS1b)를 갖고 있다. 제1 스위칭 소자(DS1a)는, 제1 제어선(C1)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제1 신호선(S1)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제1 검출 전극(DE1)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다. 제2 스위칭 소자(DS1b)는, 제1 제어선(C1)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제1 보조 배선(A1)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제1 검출 전극(DE1)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다.

여기서, 제1 스위칭 소자(DS1a) 및 제2 스위칭 소자(DS1b)의 각각에 있어서, 상기 제1 전극이 게이트 전극으로서 기능하고, 제2 및 제3 전극의 한쪽이 소스 전극으로서 기능하고, 제2 및 제3 전극의 다른 쪽이 드레인 전극으로서 기능한다. 제1 스위칭 소자(DS1a)의 제3 전극과, 제2 스위칭 소자(DS1b)의 제3 전극은, 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 이들 제1 내지 제3 전극의 기능에 대해서는, 후술하는 제2 검출 스위치(DS2), 제3 검출 스위치(DS3) 및 제4 검출 스위치(DS4)에서도 마찬가지이다.

제2 검출 스위치(DS2)는, 제1 스위칭 소자(DS2a) 및 제2 스위칭 소자(DS2b)를 갖고 있다. 제1 스위칭 소자(DS2a)는, 제1 제어선(C1)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제2 신호선(S2)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제2 검출 전극(DE2)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다. 제2 스위칭 소자(DS2b)는, 제1 제어선(C1)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제1 보조 배선(A1)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제2 검출 전극(DE2)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다.

제3 검출 스위치(DS3)는, 제1 스위칭 소자(DS3a) 및 제2 스위칭 소자(DS3b)를 갖고 있다. 제1 스위칭 소자(DS3a)는, 제2 제어선(C2)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제1 신호선(S1)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제3 검출 전극(DE3)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다. 제2 스위칭 소자(DS3b)는, 제2 제어선(C2)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제1 보조 배선(A1)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제3 검출 전극(DE3)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다.

제4 검출 스위치(DS4)는, 제1 스위칭 소자(DS4a) 및 제2 스위칭 소자(DS4b)를 갖고 있다. 제1 스위칭 소자(DS4a)는, 제2 제어선(C2)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제2 신호선(S2)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제4 검출 전극(DE4)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다. 제2 스위칭 소자(DS4b)는, 제2 제어선(C2)에 전기적으로 접속된 제1 전극과, 제1 보조 배선(A1)에 전기적으로 접속된 제2 전극과, 제4 검출 전극(DE4)에 전기적으로 접속된 제3 전극을 갖고 있다.

또한, 신호선(S) 및 보조 배선(A)에 대한 검출 스위치(DS)의 접속 관계는 상술한 예에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 각 검출 스위치(DS)의 제1 스위칭 소자의 제2 전극이 보조 배선(A)에 접속되고, 각 검출 스위치(DS)의 제2 스위칭 소자의 제2 전극이 신호선(S)에 접속되어 있어도 된다.

제1 제어선(C1), 제2 제어선(C2) 등의 복수의 제어선(C)은, 상기 제어선 구동 회로(CD)에 의해 구동되고, 각각의 제어선(C)에는 제어선 구동 회로(CD)로부터 구동 신호(CS)가 부여된다. 검출 스위치(DS)는, 구동 신호(CS)에 의해, 제1 스위칭 소자 및 제2 스위칭 소자 중 어느 한쪽이 온 상태로 되고, 다른 쪽이 오프 상태로 된다. 상기로부터, 검출 스위치(DS)는, 제1 접속 상태 및 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환할 수 있다.

제1 신호선(S1), 제2 신호선(S2) 등의 복수의 신호선(S)은, 상기 멀티플렉서(MU)를 통해서, 상기 제어 모듈(CM)에 의해 구동될 수 있다. 여기서, 제어 모듈(CM)은, 제1 모드 및 제2 모드 중 한쪽으로 전환해서 제1 기판(SUB1)을 제어하고, 센싱을 행한다. 상세하게는, 제어 모듈(CM)의 제1 검출 유닛(DU1)에서 센싱을 행한다. 본 실시 형태에서는, 상기 센싱에 의해, 예를 들어 미세한 요철 패턴을 검출할 수 있는 특징을 갖고 있다. 예를 들어, 상기 미세한 요철 패턴은, 지문(손가락의 표면의 요철 패턴)이다. 또한, 제1 모드는 자기 용량(Self-Capacitive Sensing) 모드로, 제2 모드는 상호 용량(Mutual-Capacitive Sensing) 모드로 각각 칭해지는 경우가 있다.

먼저, 제1 모드에 의한 센싱에 대해서 설명한다. 여기에서는, 예를 들어 상기 커버 부재에 인간의 손가락의 표면이 접촉하여, 제1 기판(SUB1)의 액티브 에리어(AA)에 손가락의 표면이 근접하고 있다고 가정한다.

제1 모드에서는, 각각의 검출 전극(DE)에 기입 신호(Vw)를 기입하고, 각각의 검출 전극(DE)으로부터 판독 신호(Vr)을 판독함으로써, 지문을 검출한다. 제1 검출 전극(DE1)에 주목하면, 제1 검출 유닛(DU1)은, 제1 제어선(C1)에 구동 신호(CS)를 부여하고, 제1 검출 스위치(DS1)를 제1 접속 상태로 전환한 상태에서, 멀티플렉서(MU), 제1 신호선(S1) 및 제1 검출 스위치(DS1)(제1 스위칭 소자(DS1a))를 통해서 제1 검출 전극(DE1)에 기입 신호(Vw)를 기입하고, 제1 검출 전극(DE1)으로부터 기입 신호(Vw)의 변화를 나타내는 판독 신호(Vr)를 제1 검출 스위치(DS1)(제1 스위칭 소자(DS1a)), 제1 신호선(S1) 및 멀티플렉서(MU)를 통해서 판독한다. 제1 검출 전극(DE1)에 지문의 볼록부가 대향하는 경우에 제1 검출 전극(DE1)에 발생하는 커플링 용량의 값과, 제1 검출 전극(DE1)에 지문의 오목부가 대향하는 경우에 제1 검출 전극(DE1)에 발생하는 커플링 용량의 값이 상이한 것을 이용하는 것이다.

상술한 바와 같이, 제1 모드에 의한 센싱에 의해, 지문을 검출할 수 있다. 센싱할 때, 상술한 바와 같이 공통 전극(CE)은, 검출 전극(DE)을 전기적으로 실드할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 제1 모드에 의한 센싱에 있어서, 보조 배선(A)에는 전위 조정 신호(Va)가 부여되어 있다. 상기 공통 전극(CE)에는, 예를 들어 보조 배선(A)을 통해서 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다. 바람직하게는, 전위 조정 신호(Va)는, 기입 신호(Vw)와 동기하여, 위상 및 진폭에 관하여 기입 신호(Vw)와 동일하다. 이 때문에, 기입 신호(Vw)와 전위 조정 신호(Va)에서, 하이레벨의 전위로 바뀌는 타이밍이나, 로우 레벨의 전위로 바뀌는 타이밍에 대해서 동일하다. 또한, 전위 조정 신호(Va)가 하이레벨의 전위 및 로우 레벨의 전위는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기입 신호(Vw)의 진폭(기입 신호(Vw)가 하이레벨의 전위와 로우 레벨의 전위와의 차)이 Vp[V]인 경우, 전위 조정 신호(Va)의 로우 레벨의 전위를 0[V]로 할 수 있고, 전위 조정 신호(Va)가 하이레벨인 전위를 +Vp[V]로 할 수 있다. 또한, 상기 전위 조정 신호(Va)를 공통 전극(CE)에 부여하는 것을, 기입 신호(Vw)의 전위의 변동분을 공통 전극(CE)에 부여하는 것이라 바꿔 말할 수 있다.

예를 들어, 기입 신호(Vw)에 의해 검출 전극(DE)의 전위를 3V 상승시키는 타이밍과 전위 조정 신호(Va)에 의해 공통 전극(CE)의 전위를 3V 상승시키는 타이밍을 일치시킬 수 있고, 또한 기입 신호(Vw)에 의해 검출 전극(DE)의 전위를 3V 강하시키는 타이밍과 전위 조정 신호(Va)에 의해 공통 전극(CE)의 전위를 3V 강하시키는 타이밍을 일치시킬 수 있다.

센싱 기간에 있어서, 기입 신호(Vw)를 기입한 검출 전극(DE)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다. 또한, 기입 신호(Vw)를 부여한 신호선(S)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다. 이 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

또한, 제1 제어선(C1)에 접속된 제1 검출 스위치(DS1) 등이 제1 접속 상태로 전환되는 기간에, 제2 제어선(C2)에 접속된 제3 검출 스위치(DS3), 제4 검출 스위치(DS4) 등이 제2 접속 상태로 전환됨으로써, 제3 검출 전극(DE3), 제4 검출 전극(DE4) 등에 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다. 전위 조정 신호(Va)가 부여된 검출 전극(DE)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다. 검출 전극(DE)에 결합될 수 있는 기생 용량의 값을 작게 할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

또한, 제1 모드에 의한 센싱에 있어서, 제1 검출 유닛(DU1)은, 제1 기판(SUB1)에 부여하는 신호나 전원 전압을 조정할 수 있다.

예를 들어, 제1 검출 유닛(DU1)은, 상기 제어선 구동 회로(CD)에 전원 전압을 부여하는데, 센싱 구동 시에, 상기 전원 전압 및 구동 신호(CS)에 각각 중첩 신호를 중첩해도 된다. 또한, 제1 검출 유닛(DU1)은, 상기 멀티플렉서(MU)에 제어 신호를 부여하는데, 센싱 구동 시에, 상기 제어 신호에 중첩 신호를 중첩해도 된다. 상기 중첩 신호는, 기입 신호(Vw)와 동기하여, 위상 및 진폭에 관하여 기입 신호(Vw)와 동일하다.

이 때문에, 기입 신호(Vw)와 상기 중첩 신호에서, 하이레벨의 전위로 바뀌는 타이밍이나, 로우 레벨의 전위로 바뀌는 타이밍에 대해서 동일하다. 또한, 상기 중첩 신호를 중첩하는 것을, 기입 신호(Vw)의 전위의 변동분을 중첩하는 것이라 바꿔 말할 수 있다.

예를 들어, 기입 신호(Vw)에 의해 검출 전극(DE)의 전위를 3V 상승시키는 타이밍과 구동 신호(CS)에 의해 제어선(C)의 전위를 3V 상승시키는 타이밍을 일치시킬 수 있고, 또한 기입 신호(Vw)에 의해 검출 전극(DE)의 전위를 3V 강하시키는 타이밍과 구동 신호(CS)에 의해 제어선(C)의 전위를 3V 강하시키는 타이밍을 일치시킬 수 있다.

센싱 기간에 있어서, 또한 구동 신호(CS)를 부여한 제어선(C)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다. 그 밖에, 제어선 구동 회로(CD)와 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제하거나, 멀티플렉서(MU)와 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제하거나 할 수 있다. 공통 전극(CE)에 결합될 수 있는 기생 용량의 값을 작게 할 수 있고, 나아가서는, 검출 전극(DE)에 결합될 수 있는 기생 용량의 값을 작게 할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

이어서, 제2 모드에 의한 센싱에 대해서 설명한다. 여기에서도, 예를 들어 상기 커버 부재에 인간의 손가락의 표면이 접촉하여, 제1 기판(SUB1)의 액티브 에리어(AA)에 손가락의 표면이 근접하고 있다고 가정한다.

제2 모드에서는, 액티브 에리어(AA)의 외측에 위치하는 도시하지 않은 도전 부재에 기입 신호(Vw)를 기입하고, 상기 도전 부재와 검출 전극(DE)과의 사이에 센서 신호를 발생시켜, 검출 전극(DE)으로부터 센서 신호(예를 들어, 검출 전극(DE)에 발생하는 정전 용량)의 변화를 나타내는 판독 신호(Vr)를 판독한다. 이에 의해 지문을 검출한다. 상기 도전 부재로서는, 예를 들어 제1 기판(SUB1)의 외부에 위치하고, 액티브 에리어(AA)를 둘러싸도록 환상으로 설치되고, 금속으로 형성된 부재를 예시적으로 들 수 있다.

여기에서도, 제1 검출 전극(DE1)에 주목하면, 제어 모듈(CM)은, 제1 제어선(C1)에 구동 신호(CS)를 부여하여, 제1 검출 스위치(DS1)를 제1 접속 상태로 전환한 상태에서, 상기 도전 부재에 기입 신호(Vw)를 기입하고, 제1 검출 전극(DE1)으로부터 판독 신호(Vr)를 제1 검출 스위치(DS1)(제1 스위칭 소자(DS1a)), 제1 신호선(S1) 및 멀티플렉서(MU)를 통해서 판독한다.

상술한 바와 같이, 제2 모드에 의한 센싱에 의해 지문을 검출할 수 있다. 센싱할 때, 상술한 바와 같이 공통 전극(CE)은, 검출 전극(DE)을 전기적으로 실드할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 제2 모드에 의한 센싱에 있어서, 공통 전극(CE)을 전기적 플로팅 상태로 전환할 수 있다. 예를 들어, 모든 보조 배선(A)을 전기적 플로팅 상태로 전환함으로써, 공통 전극(CE)을 전기적 플로팅 상태로 전환할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 공통 전극(CE)을 하이 임피던스(Hi-Z)로 할 수 있다. 센싱 기간에 있어서, 검출 전극(DE)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다. 또한, 기입 신호(Vw)를 부여한 신호선(S)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다. 검출 전극(DE)에 결합될 수 있는 기생 용량의 값을 작게 할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

또는, 제2 모드에 의한 센싱에 있어서, 공통 전극(CE)을 접지 전위(GND)에 설정할 수 있다. 예를 들어, 모든 보조 배선(A)을 접지 전위에 고정함으로써, 공통 전극(CE)을 접지 전위에 설정할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 검출 전극(DE)에 결합될 수 있는 기생 용량의 값을 작게 할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

도 3은, 도 1에 도시한 제1 기판(SU1)의 일부를 도시하는 확대 평면도이며, 도 2에 도시한 4개의 화소와 각종 배선을 도시하는 평면도이다. 도 3에는, 제1 제어선(C1), 제2 제어선(C2), 제1 반도체층(SC1), 제2 반도체층(SC2), 제3 반도체층(SC3), 제4 반도체층(SC4), 제1 신호선(S1), 제2 신호선(S2), 제1 보조 배선(A1), 제1 도전층(CL1), 제2 도전층(CL2), 제3 도전층(CL3), 제4 도전층(CL4), 제1 실드 전극(SH1), 제2 실드 전극(SH2), 제3 실드 전극(SH3), 제4 실드 전극(SH4), 제1 검출 전극(DE1), 제2 검출 전극(DE2), 제3 검출 전극(DE3), 제4 검출 전극(DE4) 등을 나타내고 있다. 또한, 도 3에서, 공통 전극(CE)의 도시는 생략하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 제어선(C1) 및 제2 제어선(C2)은, 제1 방향(X)으로 연장되고, 제2 방향(Y)으로 간격을 두고 위치하고 있다. 제1 제어선(C1) 및 제2 제어선(C2)에는, 각각 복수의 분기부(Cb)가 배치되어 있다. 이들 분기부(Cb)는, 제1 제어선(C1)의 일 측연부 또는 제2 제어선(C2)의 일 측연부로부터 제2 방향(Y)으로 돌출되어 있다. 본 실시 형태에서, 제1 제어선(C1)이 상측, 제2 제어선(C2)이 하측이 되는 X-Y 평면에서 보아, 분기부(Cb)는, L자의 형상 또는 L자를 좌우 반전시킨 형상으로 형성되어 있다.

제1 내지 제4 반도체층(SC1 내지 SC4)은, 제2 방향(Y)으로 연장되어 있다. 제1 및 제2 반도체층(SC1 및 SC2)은, 제1 제어선(C1)과 2곳에서 교차하고, 제3 및 제4 반도체층(SC3 및 SC4)은, 제2 제어선(C2)과 2곳에서 교차하고 있다. 각각의 반도체층(SC)은, 제어선(C)과 교차하는 2곳에 채널 영역을 갖고 있다. 여기에서는, 각각의 반도체층(SC)은, 제어선(C)의 본선부와 분기부(Cb)와의 교차 부분에 채널 영역을 갖고 있다. 또한, 제1 검출 스위치(DS1)는 제1 반도체층(SC1)을 갖고, 제2 검출 스위치(DS2)는 제2 반도체층(SC2)을 갖고, 제3 검출 스위치(DS3)는 제3 반도체층(SC3)을 갖고, 제4 검출 스위치(DS4)는 제4 반도체층(SC4)을 갖고 있다.

제1 및 제2 신호선(S1 및 S2)은, 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 방향(X으로으로 간격을 두고 위치하고 있다. 제1 및 제2 신호선(S1 및 S2)에는, 각각 복수의 분기부(Sb)가 배치되어 있다. 이 분기부(Sb)는, 제1 신호선(S1)의 일 측연부로부터 제1 방향(X)으로 돌출되고, 또는 제2 신호선(S2)의 일 측연부로부터 제1 방향(X)의 역의 방향으로 돌출되어 있다. 예를 들어, 제1 신호선(S1)은, 제1 반도체층(SC1)의 일단부와 대향해서 이 일단부에 접속된 분기부(Sb1)와, 제3 반도체층(SC3)의 일단부와 대향해서 이 일단부에 접속된 분기부(Sb3)를 갖고 있다. 또한, 제2 신호선(S2)은, 제2 반도체층(SC2)의 일단부와 대향해서 이 일단부에 접속된 분기부(Sb2)와, 제4 반도체층(SC4)의 일단부와 대향해서 이 일단부에 접속된 분기부(Sb4)를 갖고 있다.

제1 보조 배선(A1)은, 제2 방향(Y)으로 연장되어 있다. 제1 보조 배선(A1)에는, 복수의 분기부(Ab)가 배치되어 있다. 제1 보조 배선(A1)의 분기부(Ab) 중, 제1 분기부(Ab1)는, 제1 보조 배선(A1)의 일 측연부로부터 제1 방향(X)의 역의 방향으로 돌출되고, 제1 반도체층(SC1)의 타단부와 대향해서 이 타단부에 접속되어 있다. 제2 분기부(Ab2)는, 제1 보조 배선(A1)의 다른 측연부로부터 제1 방향(X)으로 돌출되고, 제2 반도체층(SC2)의 타단부와 대향해서 이 타단부에 접속되어 있다. 제3 분기부(Ab3)는, 제1 보조 배선(A1)의 일 측연부로부터 제1 방향(X)의 역의 방향으로 돌출되고, 제3 반도체층(SC3)의 타단부와 대향해서 이 타단부에 접속되어 있다. 제4 분기부(Ab4)는, 제1 보조 배선(A1)의 다른 측연부로부터 제1 방향(X)으로 돌출되고, 제4 반도체층(SC4)의 타단부와 대향해서 이 타단부에 접속되어 있다.

제1 도전층(CL1)은, 제1 반도체층(SC1)의 채널 영역의 사이에서, 제1 반도체층(SC1)과 대향하여, 제1 반도체층(SC1)에 접속되어 있다. 제2 도전층(CL2)은, 제2 반도체층(SC2)의 채널 영역의 사이에서, 제2 반도체층(SC2)과 대향하여, 제2 반도체층(SC2)에 접속되어 있다. 제3 도전층(CL3)은, 제3 반도체층(SC3)의 채널 영역의 사이에서, 제3 반도체층(SC3)과 대향하여, 제3 반도체층(SC3)에 접속되어 있다. 제4 도전층(CL4)은, 제4 반도체층(SC4)의 채널 영역의 사이에서, 제4 반도체층(SC4)과 대향하여, 제4 반도체층(SC4)에 접속되어 있다.

여기서, 공통 전극(CE)은, 복수 개소에서 보조 배선(A)에 접속되어 있다. 예를 들어, 공통 전극(CE)은, 콘택트 홀(CHa(CHa1, CHa2, CHa3, CHa4))을 통해 제1 보조 배선(A1)의 제1 내지 제4 분기부(Ab1 내지 Ab4)의 각각에 접속되어 있다. 이와 같이, 공통 전극(CE)은, 화소마다 보조 배선(A)에 접속되어 있어도 되고, 이에 의해, 공통 전극(CE)의 전역에 걸친 공통 전극(CE)의 전위의 균일화에 기여할 수 있다.

제1 내지 제4 실드 전극(SH1 내지 SH4)은, 각각 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 보조 배선(A1)에 접속되어 있다. 여기에서는, 제1 내지 제4 실드 전극(SH1 내지 SH4)은, 각각 제1 보조 배선(A1)의 분기부(Ab)와 대향하여, 상기 분기부(Ab)에 접속되어 있다. 제1 실드 전극(SH1)은, 제1 신호선(S1)의 일부에 대향하고, 제1 반도체층(SC1)측에 돌출된 제1 신호선(S1)의 분기부(Sb1)에도 대향하고 있다. 제2 실드 전극(SH2)은, 제2 신호선(S2)의 일부에 대향하고, 제2 반도체층(SC2)측에 돌출된 제2 신호선(S2)의 분기부(Sb2)에도 대향하고 있다. 제3 실드 전극(SH3)은, 제1 신호선(S1)의 일부에 대향하고, 제3 반도체층(SC3)측에 돌출된 제1 신호선(S1)의 분기부(Sb3)에도 대향하고 있다. 제4 실드 전극(SH4)은, 제2 신호선(S2)의 일부에 대향하고, 제4 반도체층(SC4)측에 돌출된 제2 신호선(S2)의 분기부(Sb4)에도 대향하고 있다.

제1 내지 제4 검출 전극(DE1 내지 DE4)은, 각각 직사각 형상으로 형성되고, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.

제1 검출 전극(DE1)은, 제1 제어선(C1), 제1 반도체층(SC1), 제1 신호선(S1), 제1 보조 배선(A1)의 분기부(Ab1), 제1 도전층(CL1), 제1 실드 전극(SH1), 제3 실드 전극(SH3) 등과 대향하고, 제1 도전층(CL1)에 접속되어 있다.

제2 검출 전극(DE2)은, 제1 제어선(C1), 제2 반도체층(SC2), 제2 신호선(S2), 제1 보조 배선(A1)의 분기부(Ab2), 제2 도전층(CL2), 제2 실드 전극(SH2), 제4 실드 전극(SH4) 등과 대향하고, 제2 도전층(CL2)에 접속되어 있다.

제3 검출 전극(DE3)은, 제2 제어선(C2), 제3 반도체층(SC3), 제1 신호선(S1), 제1 보조 배선(A1)의 분기부(Ab3), 제3 도전층(CL3), 제3 실드 전극(SH3) 등과 대향하고, 제3 도전층(CL3)에 접속되어 있다.

제4 검출 전극(DE4)은, 제2 제어선(C2), 제4 반도체층(SC4), 제2 신호선(S2), 제1 보조 배선(A1)의 분기부(Ab4), 제4 도전층(CL4), 제4 실드 전극(SH4) 등과 대향하고, 제4 도전층(CL4)에 접속되어 있다.

제1 제어선(C1)이 상측, 제2 제어선(C2)이 하측이 되는 X-Y 평면에서 보아, 제1 보조 배선(A1)은, 좌측의 화소와 우측의 화소와의 사이에 위치하고 있다. 또한, 제1 보조 배선(A1)은, 이웃하는 화소간에 위치하고 있다. 상기 좌측의 화소와 우측의 화소는, 제1 보조 배선(A1)을 공용하고 있다. 상기 좌측의 화소와 우측의 화소를 제1 보조 배선(A1)에 대해서 대칭으로 형성할 수 있어, 화소의 고정밀화에 기여할 수 있다.

도 4는, 도 3의 선 IV-IV를 따라 나타내는 제1 기판(SUB1)의 개략 단면도이다. 또한, 도 4에는, 제1 기판(SUB1)뿐만 아니라, 커버 부재(CG)도 나타내고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 제어선(C1) 및 제1 실드 전극(SH1)은, 제1 절연 기판(10)의 상방에 형성되어 있다. 이 실시 형태에서, 제1 제어선(C1) 및 제1 실드 전극(SH1)은 제1 절연 기판(10) 상에 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 제어선(C1) 및 제1 실드 전극(SH1)은, 제1 절연 기판(10) 상에 설치된 절연막 상에 형성되어 있어도 된다. 제1 제어선(C1) 및 제1 실드 전극(SH1)은, 공통 전극(CE)에 대하여 제1 검출 전극(DE1)의 반대측에 위치하고 있다. 제1 제어선(C1) 및 제1 실드 전극(SH1)은, 동일한 도전 재료로 형성되고, 예를 들어 금속으로 형성되어 있다.

제1 절연막(11)은, 제1 절연 기판(10), 제1 제어선(C1) 및 제1 실드 전극(SH1) 상에 형성되어 있다. 제1 반도체층(SC1)은, 제1 절연막(11) 상에 형성되어 있다. 제1 반도체층(SC1)은, 제1 제어선(C1)과 대향한 2개의 채널 영역을 갖고 있다. 제1 반도체층(SC1)은, 공통 전극(CE)에 대하여 제1 검출 전극(DE1)의 반대측에 위치하고 있다. 제1 반도체층(SC1)은, 예를 들어 다결정 실리콘으로 형성되어 있다. 제2 절연막(12)은 제1 절연막(11) 및 제1 반도체층(SC1) 상에 형성되어 있다.

제1 신호선(S1), 제1 도전층(CL1) 및 제1 보조 배선(A1)은, 제2 절연막(12) 상에 형성되어 있다. 제1 신호선(S1), 제1 도전층(CL1) 및 제1 보조 배선(A1)은, 공통 전극(CE)에 대하여 제1 검출 전극(DE1)의 반대측에 위치하고 있다. 제1 신호선(S1), 제1 도전층(CL1) 및 제1 보조 배선(A1)은, 동일한 도전 재료로 형성되고, 예를 들어 금속으로 형성되고 있다.

제1 신호선(S1)은, 제1 실드 전극(SH1)의 상방에 위치하고, 제1 실드 전극(SH1)과 대향하고 있다. 이 때문에, 제1 실드 전극(SH1)은, 제1 신호선(S1)에 대하여 공통 전극(CE)의 반대측에 위치하고 있다. 또한, 제1 신호선(S1)은, 제2 절연막(12)에 형성된 콘택트 홀을 통해서 제1 반도체층(SC1)의 일단부에 접속되어 있다.

제1 신호선(S1)의 상방에 공통 전극(CE)를 배치하는 한편, 제1 신호선(S1)의 하방에 제1 실드 전극(SH1)을 배치할 수 있다. 제1 실드 전극(SH1)을 설치함으로써, 검출 전극(DE)을, 한층 전기적으로 실드할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 억제할 수 있다.

제1 검출 유닛(DU1)은, 제1 실드 전극(SH1)에 제1 보조 배선(A1)을 통해서 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다. 제1 실드 전극(SH1)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

제1 도전층(CL1)은, 제2 절연막(12)에 형성된 콘택트 홀을 통해서 제1 반도체층(SC1)의 채널 영역의 사이에 접속되어 있다. 제1 보조 배선(A1)은, 제2 절연막(12)에 형성된 콘택트 홀을 통해서 제1 반도체층(SC1)의 타단부에 접속되어 있다.

제3 절연막(13)은, 제2 절연막(12), 제1 신호선(S1), 제1 도전층(CL1) 및 제1 보조 배선(A1) 상에 형성되어 있다. 제3 절연막(13)은 제1 도전층(CL1)과 대향해서 제1 도전층(CL1)에 개구되 콘택트 홀을 갖고 있다.

여기서, 상술한 바와 같이, 제1 절연 기판(10)은, 유리 기판 또는 수지 기판이며, 실리콘 기판이 아니다. 제1 절연막(11), 제2 절연막(12) 및 후술하는 제4 절연막(14)을 무기 재료에 의해 형성하는 한편, 제3 절연막(13)을 유기 재료에 의해 형성할 수 있다. 유기 재료는, 후막화에 적합한 재료이며, 유기 재료로서는 아크릴 수지 등을 들 수 있다. 유기 재료를 이용함으로써, 무기 재료를 이용하는 경우와 비교하여, 제3 절연막(13)을 두껍게 형성할 수 있어, 제3 절연막(13)보다 상방의 도전 부재(공통 전극(CE), 제1 검출 전극(DE1) 등)와 제3 절연막(13)보다 하방의 도전 부재(제1 실드 전극(SH1), 제1 제어선(C1), 제1 신호선(S1) 등)와의 사이의 기생 용량을 저감할 수 있다.

공통 전극(CE)은, 제3 절연막(13) 상에 형성되어 있다. 공통 전극(CE)은, 제3 절연막(13)에 형성된 콘택트 홀(CHa1)을 통해서 제1 보조 배선(A1)에 접속되어 있다. 공통 전극(CE)은, 제1 검출 스위치(DS1)와 대향하고, 제3 절연막(13)의 콘택트 홀을 둘러싼 제1 개구(OP1)를 갖고 있다. 공통 전극(CE)은, 제1 개구(OP1)뿐만 아니라, 복수의 개구를 갖고 있다. 예를 들어, 공통 전극(CE)은, 제2 검출 스위치(DS2)와 대향한 제2 개구, 제3 검출 스위치(DS3)와 대향한 제3 개구, 제4 검출 스위치(DS4)와 대향한 제4 개구 등도 갖고 있다.

공통 전극(CE)은, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO) 등의 투명한 도전 재료로 형성되어 있다. 단, 공통 전극(CE)에 이용하는 재료는, 투명한 도전 재료에 한정되는 것은 아니며, 투명한 도전 재료 대신에 금속을 이용해도 된다.

제4 절연막(14)은, 제1 도전층(CL1), 제3 절연막(13) 및 공통 전극(CE) 상에 형성되어 있다. 제4 절연막(14)은 제1 도전층(CL1)과 대향하여, 제1 도전층(CL1)에 개구된 콘택트 홀을 갖고 있다.

제1 검출 전극(DE1)은, 제4 절연막(14) 상에 형성되고, 제1 개구(OP1)와 대향하고 있다. 제1 검출 전극(DE1)은, 제1 개구(OP1) 및 제4 절연막(14)의 콘택트 홀을 통해서 제1 도전층(CL1)에 접속되어 있다. 제1 검출 전극(DE1)은, 공통 전극(CE)과 마찬가지로 ITO, IZO, ZnO 등의 투명한 도전 재료에 의해 형성해도 되지만, 투명한 도전 재료 대신에 금속으로 형성해도 된다.

또한, 센서(SE)는, 제1 기판(SUB1)의 상방에 위치하고, 제1 기판(SUB1)과 대향한 커버 부재(CG)를 구비하고 있어도 된다. 커버 부재(CG)는, 예를 들어 유리 기판으로 형성되어 있다. 이 경우, 커버 부재(CG)는 커버 유리라 칭해지는 경우가 있다. 또는, 커버 부재(CG)는, 수지 기판 등의 광투과성을 갖는 기판을 이용해서 형성할 수 있다. 커버 부재(CG)는, 접착층에 의해 제1 기판(SUB1)에 접합되어 있어도 된다. 센서(SE)의 입력면(IS)은 커버 부재(CG)의 표면이다. 예를 들어, 센서(SE)는, 입력면(IS)에 손가락을 접촉 또는 접근시켰을 때 당해 손가락의 지문의 정보를 검출할 수 있다.

도 5는, 제1 기판(SUB1)의 액티브 에리어(AA)의 외측의 일부를 도시하는 확대 평면도이며, 멀티플렉서(MU)를 도시하는 회로도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 멀티플렉서(MU)는, 복수의 제어 스위치 군(CSWG)을 갖고 있다. 제어 스위치 군(CSWG)으로서는, 제1 제어 스위치 군(CSWG1), 제2 제어 스위치 군(CSWG2) 등을 들 수 있다. 제어 스위치 군(CSWG)은, 각각 복수의 제어 스위치(CSW)를 갖고 있다. 이 실시 형태에서, 멀티플렉서(MU)는, 1/4 멀티플렉서이며, 제어 스위치 군(CSWG)은, 제1 제어 스위치(CSW1), 제2 제어 스위치(CSW2), 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)의 4개의 제어 스위치를 갖고 있다.

멀티플렉서(MU)는, 복수의 신호선(S)에 접속되어 있다. 또한, 멀티플렉서(MU)는, 복수의 접속선(W1), 1개의 접속선(W2), 4개의 제어선(W3, W4, W5, W6)을 통해서 제어 모듈(CM)에 접속되어 있다. 여기에서는, 접속선(W1)의 개수는, 신호선(S)의 개수의 1/4이다. 상술한 바와 같이, 신호선(S)의 개수는 120개이기 때문에, 접속선(W1)의 개수는 30개이다.

각각의 제어 스위치(CSW)는, 직렬로 접속된 2개의 스위칭 소자를 갖고 있다. 상기 2개의 스위칭 소자는, 예를 들어 서로 도전형이 상이한 박막 트랜지스터로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서, 각각의 제어 스위치(CSW)는, 직렬로 접속된 P 채널형의 박막 트랜지스터와, N 채널형의 박막 트랜지스터로 형성되어 있다.

제1 제어 스위치(CSW1)의 각각의 박막 트랜지스터 제1 전극은 제어선(W3)에 접속되고, 제2 제어 스위치(CSW2)의 각각의 박막 트랜지스터 제1 전극은 제어선(W4)에 접속되고, 제3 제어 스위치(CSW3)의 각각의 박막 트랜지스터 제1 전극은 제어선(W5)에 접속되고, 제4 제어 스위치(CSW4)의 각각의 박막 트랜지스터 제1 전극은 제어선(W6)에 접속되어 있다.

제어 스위치(CSW)의 각각의 P 채널형의 박막 트랜지스터의 제2 전극은, 접속선(W2)에 접속되어 있다.

제1 제어 스위치 군(CSWG1)의 각각의 N 채널형의 박막 트랜지스터의 제2 전극은 동일한 접속선(W1)에 접속되고, 제2 제어 스위치 군(CSWG2)의 각각의 N 채널형의 박막 트랜지스터의 제2 전극은 동일한 접속선(W1)에 접속되어 있다.

제1 제어 스위치 군(CSWG1)의 제1 제어 스위치(CSW1)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제1 신호선(S1)에 접속되어 있다. 제1 제어 스위치 군(CSWG1)의 제2 제어 스위치(CSW2)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제2 신호선(S2)에 접속되어 있다. 제1 제어 스위치 군(CSWG1)의 제3 제어 스위치(CSW3)의 각각 의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제3 신호선(S3)에 접속되어 있다. 제1 제어 스위치 군(CSWG1)의 제4 제어 스위치(CSW4)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제4 신호선(S4)에 접속되어 있다.

제2 제어 스위치 군(CSWG2)의 제1 제어 스위치(CSW1)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제5 신호선(S5)에 접속되어 있다. 제2 제어 스위치 군(CSWG2)의 제2 제어 스위치(CSW2)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제6 신호선(S6)에 접속되어 있다. 제2 제어 스위치 군(CSWG2)의 제3 제어 스위치(CSW3)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제7 신호선(S7)에 접속되어 있다. 제2 제어 스위치 군(CSWG2)의 제4 제어 스위치(CSW4)의 각각의 박막 트랜지스터의 제3 전극은 제8 신호선(S8)에 접속되어 있다.

여기서, 멀티플렉서(MU)의 각각의 박막 트랜지스터에 있어서, 상기 제1 전극이 게이트 전극으로서 기능하고, 제2 및 제3 전극의 한쪽이 소스 전극으로서 기능하고, 제2 및 제3 전극의 다른 쪽이 드레인 전극으로서 기능한다.

제어선(W3, W4, W5, W6)에는, 제1 검출 유닛(DU1)으로부터 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4)가 부여된다. 제1 제어 스위치(CSW1)는, 제어 신호(Vcsw1)에 의해 제1 전환 상태 및 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환할 수 있다. 제2 제어 스위치(CSW2)는, 제어 신호(Vcsw2)에 의해 제1 전환 상태 및 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환할 수 있다. 제3 제어 스위치(CSW3)는, 제어 신호(Vcsw3)에 의해 제1 전환 상태 및 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환할 수 있다. 제4 제어 스위치(CSW4)는, 제어 신호(Vcsw4)에 의해 제1 전환 상태 및 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환할 수 있다.

여기서, 상기 제1 전환 상태는, 접속선(W1)과 신호선(S)을 전기적으로 접속하는 상태이며, 제2 전환 상태는 접속선(W2)과 신호선(S)을 전기적으로 접속하는 상태이다. 이 때문에, 각각의 제어 스위치(CSW)를 제1 전환 상태로 전환함으로써, 신호선(S)에 기입 신호(Vw)를 부여하거나, 검출 전극(DE)으로부터 판독 신호(Vr)를 판독하거나 할 수 있다. 또한, 각각의 제어 스위치(CSW)를 제2 전환 상태로 전환함으로써, 신호선(S)에 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다.

제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4)에 의해 멀티플렉서(MU)의 각각의 제어 스위치(CSW)를 제1 전환 상태 및 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는 타이밍과, 구동 신호(CS)에 의해 각각의 검출 스위치(DS)를 제1 접속 상태 및 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는 타이밍을 제어함으로써, 시분할적으로, 복수의 검출 전극(DE)에의 기입 신호(Vw)의 기입과, 복수의 검출 전극(DE)으로부터의 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다.

또한, 상기와 같은 멀티플렉서(MU)를 이용함으로써, 동일한 기간에, 제1 신호선(S1) 및 제5 신호선(S5)의 각각에 기입 신호(Vw)를 부여하는 한편, 제2 내지 제4 신호선(S2 내지 S4) 및 제6 내지 제8 신호선(S6 내지 S8)의 각각에 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다. 모든 신호선(S)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

또한, 센서(SE)는, 상기 멀티플렉서(MU) 대신에, 종래부터 알려져 있는 각종 멀티플렉서(셀렉터 회로)를 제2 회로로서 이용할 수 있다. 예를 들어, 센서(SE)는, 1/3 멀티플렉서를 이용할 수 있다.

도 6은, 센서(SE)의 전기적인 접속 관계를 나타내는 등가 회로도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제어 모듈(CM)은, 주제어부(MC)와, 제1 검출 유닛(DU1)을 구비하고 있다. 주제어부(MC)는, 중앙 처리 장치이다.

주제어부(MC)는, 아날로그 프론트엔드(AFE)에 제어 신호(Vc)를 송신하여, 아날로그 프론트엔드(AFE)의 구동을 제어한다. 또한, 주제어부(MC)는, 아날로그 프론트엔드(AFE)로부터 데이터 신호(Vd)를 수신한다. 데이터 신호(Vd)로서는, 판독 신호(Vr)에 기초한 신호를 들 수 있고, 이 경우, 아날로그 신호인 판독 신호(Vr)를 디지털 신호로 변환한 신호이다. 또한, 주제어부(MC)는, 아날로그 프론트엔드(AFE), 회로 제어 신호원(CC) 및 전원 제어부(PC)에 동기 신호(Vs)를 송신하여, 아날로그 프론트엔드(AFE), 회로 제어 신호원(CC) 및 전원 제어부(PC)의 구동의 동기화를 도모하고 있다. 동기 신호(Vs)로서는, 수직 동기 신호(TSVD) 및 수평 동기 신호(TSHD)를 들 수 있다.

아날로그 프론트엔드(AFE)는, 멀티플렉서(MU)에 전위 조정 신호(Va)나, 기입 신호(Vw)를 송신하고, 멀티플렉서(MU)로부터 판독 신호(Vr)를 수신한다. 예를 들어, 판독 신호(Vr)의 디지털 신호에의 변환은, 아날로그 프론트엔드(AFE)에서 행하여진다. 또한, 아날로그 프론트엔드(AFE)는, 회로 제어 신호원(CC) 및 전원 제어부(PC)에, 중첩시키는 펄스 신호(검출 펄스)를 입력한다. 상기 펄스 신호는, 전위 조정 신호(Va)와 동기하여, 위상 및 진폭에 관하여 전위 조정 신호(Va)와 동일하다.

회로 제어 신호원(CC)은, 멀티플렉서(MU)에 제어 신호(Vcsw(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4))를 부여하고, 제어선 구동 회로(CD)에, 리셋 신호(STB), 스타트 펄스 신호(STV) 및 클럭 신호(CKV)를 송신한다.

전원 제어부(PC)는, 제어선 구동 회로(CD)에 고전위의 전원 전압(Vdd)과, 상대적으로 저전위의 전원 전압(Vss)을 부여한다.

제어선 구동 회로(CD)는, 복수의 시프트 레지스터(SR)와, 복수의 시프트 레지스터(SR)에 일대일로 접속된 복수의 제어 스위치(COS)를 갖고 있다. 또한, 제어선 구동 회로(CD)의 내부를, 전원 전압(Vdd)이 부여되는 고전위 전원선(Wd)과, 전원 전압(Vss)이 부여되는 저전위 전원선(Ws)이 연장되어 있다. 복수의 제어 스위치(COS)는, 시프트 레지스터(SR)를 통해서 차례로 제어되어, 고전위 전원선(Wd)과 제어선(C)을 전기적으로 접속하는 상태, 또는 저전위 전원선(Ws)과 제어선(C)을 전기적으로 접속하는 상태로 전환할 수 있다. 본 실시 형태에서, 구동 신호(CS)는, 전원 전압(Vdd) 또는 전원 전압(Vss)이다.

도 7은, 센서(SE)의 검출기(DT)를 도시하는 회로도이다. 본 실시 형태에서, 검출기(DT)는, 도 6에 나타낸 아날로그 프론트엔드(AFE)에 형성되어 있다. 또한, 아날로그 프론트엔드(AFE)에는 복수의 검출기(DT)가 형성되어 있다. 검출기(DT)의 개수는, 예를 들어 접속선(W1)의 개수와 동일하다. 이 경우, 검출기(DT)는 접속선(W1)에 일대일로 접속된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 검출기(DT)는, 적분기(IN)와, 리셋 스위치(RST)와, 스위치(SW1)와, 스위치(SW2)를 갖고 있다. 적분기(IN)는, 연산 증폭기(AMP)와, 캐패시터(CON)를 갖고 있다. 이 예에서는, 캐패시터(CON)는, 연산 증폭기(AMP)의 비반전 입력 단자와 출력 단자와의 사이에 접속되어 있다. 리셋 스위치(RST)는, 캐패시터(CON)에 병렬로 접속되어 있다. 스위치(SW1)는, 신호원과 접속선(W1)과의 사이에 접속되어 있다. 스위치(SW1)는, 신호원(SG)으로부터 접속선(W1) 등을 통하여 검출 전극(DE)에 기입 신호(Vw)를 부여할지 여부를 전환한다. 스위치(SW2)는, 접속선(W1)과, 연산 증폭기(AMP)의 비반전 입력 단자와의 사이에 접속되어 있다. 스위치(SW2)는, 판독 신호(Vr)를 상기 비반전 입력 단자에 입력할지 여부를 전환한다.

상기와 같은 검출기(DT)를 이용하는 경우, 먼저, 스위치(SW1)를 온으로 하고, 스위치(SW2)를 오프로 하고, 접속선(W1) 등을 통해서 검출 전극(DE)에 기입 신호(Vw)를 기입한다. 계속해서, 스위치(SW1)를 오프로 한 후, 스위치(SW2)를 온으로 하고, 검출 전극(DE)으로부터 접속선(W1) 등을 통해서 취출한 판독 신호(Vr)를 상기 비반전 입력 단자에 입력한다. 적분기(IN)는, 입력된 전압(판독 신호(Vr))을시간으로 적분한다. 이에 의해, 적분기(IN)는, 입력된 전압에 비례한 전압을 출력 신호(Vout)로서 출력할 수 있다. 그 후, 리셋 스위치(RST)를 오프로 함으로써, 캐패시터(CON)의 전하는 방출되고, 출력 신호(Vout)의 값은 리셋된다.

이어서, 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 예시적으로 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍 차트이며, F 프레임 기간 중 일부 기간과, F+1 프레임 기간 중 일부 기간에서의, 리셋 신호(STB), 스타트 펄스 신호(STV), 클럭 신호(CKV), 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4), 수직 동기 신호(TSVD), 수평 동기 신호(TSHD) 및 기입 신호(Vw)를 도시하는 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 1 프레임 기간(1F)은 수직 주사 기간이며, 연속하는 122회의 수평 주사 기간에 상당하고 있다. 각각의 수평 주사 기간(1H)은, 클럭 신호(CKV)에 기초하여 규정되어 있다. 각각의 프레임 기간은, 수직 동기 신호(TSVD)에 기초하여 규정되어 있다.

F번째의 1 프레임 기간인 F 프레임 기간의 119회째의 수평 주사 기간에 있어서, 제1 검출 유닛(DU1)으로부터 멀티플렉서(MU)에, 수평 동기 신호(TSHD)에 기초한 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4)를 부여한다. 이에 의해, 제1 제어 스위치(CSW1), 제2 제어 스위치(CSW2), 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)는, 시분할적으로, 제2 전환 상태로부터 제1 전환 상태(접속선(W1)과 신호선(S)을 전기적으로 접속하는 상태)로 전환된다.

또한, 이 수평 주사 기간에, 제어선 구동 회로(CD)로부터 제119 제어선(C119)에 온 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vdd))를 부여하고, 제119 제어선(C119) 이외의 제어선(C)에 오프 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vss))를 부여한다. 이에 의해, 119행째의 복수의 화소의 검출 전극(DE)에의 기입 신호(Vw)의 기입과, 복수의 검출 전극(DE)으로부터의 판독 신호(Vr)의 판독을 시분할적으로 행할 수 있다.

F 프레임 기간의 120회째의 수평 주사 기간에서도, 제1 검출 유닛(DU1)으로부터 멀티플렉서(MU)에 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4)를 부여하고, 제1 제어 스위치(CSW1), 제2 제어 스위치(CSW2), 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)를, 시분할적으로, 제2 전환 상태로부터 제1 전환 상태로 전환한다.

또한, 이 수평 주사 기간에, 제어선 구동 회로(CD)로부터 제120 제어선(C120)에 온 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vdd))를 부여하고, 제120 제어선(C120) 이외의 제어선(C)에 오프 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vss))를 부여한다. 이에 의해, 120행째(최종행째)의 복수의 화소의 검출 전극(DE)에의 기입 신호(Vw)의 기입과, 복수의 검출 전극(DE)으로부터의 판독 신호(Vr)의 판독을 시분할적으로 행할 수 있다.

이에 의해, F 프레임에 있어서 1 프레임분의 센싱을 행할 수 있다. 계속해서, F 프레임 기간의 121회째의 수평 주사 기간이 경과한 후의 122회째의 수평 주사 기간에서, 수직 동기 신호(TSVD)에 기초하여 스타트 펄스 신호(STV)가 생성되거나 하여, 122회째의 수평 주사 기간 경과 후에, F+1 프레임 기간으로 이행한다.

F+1번째의 1 프레임 기간인 F+1 프레임 기간의 1회째의 수평 주사 기간에서, 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4)에 기초하여, 제1 제어 스위치(CSW1), 제2 제어 스위치(CSW2), 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)를, 시분할적으로, 제2 전환 상태로부터 제1 전환 상태로 전환한다.

또한, 이 수평 주사 기간에, 제어선 구동 회로(CD)로부터 제1 제어선(C1)에 온 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vdd))를 부여하고, 제1 제어선(C1) 이외의 제어선(C)에 오프 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vss))를 부여한다. 이에 의해, 1행째의 복수의 화소의 검출 전극(DE)에의 기입 신호(Vw)의 기입과, 복수의 검출 전극(DE)으로부터의 판독 신호(Vr)의 판독을 시분할적으로 행할 수 있다.

이후에도, 1 수평 주사 기간(1H)마다, 1행분의 복수의 화소의 검출 전극(DE)에의 기입 신호(Vw)의 기입과, 복수의 검출 전극(DE)으로부터의 판독 신호(Vr)의 판독을 행한다. 이에 의해, 예를 들어 제1 검출 유닛(DU1)(제어 모듈(CM))은, 입력면(IS)에 손가락을 접촉 또는 접근했을 때 당해 손가락의 지문 정보를 검출할 수 있다.

이어서, 제1 검출 유닛(DU1)이 제1 기판(SUB1)에 부여하는 각종 신호에 대해서 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서, 상기 각종 신호에 특징을 갖고 있다. 도 9는, 센서(SE)의 구동에 이용하는 각종 신호 및 전압을 설명하기 위한 타이밍 차트이며, 수평 동기 신호(TSHD), 기입 신호(Vw), 전위 조정 신호(Va), 제어 신호(Vcsw1(Vcsw)), 전원 전압(Vdd) 및 전원 전압(Vss)을 도시하는 도면이다. 또한, 도 9에 나타내는 각종 신호 및 전압은, 예시적으로 나타내는 것이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 기입 신호(Vw)는, 펄스 신호이며, 하이레벨의 전위가 3V, 로우 레벨의 전위가 0V이며, 진폭이 3V이다.

전위 조정 신호(Va)로서는, 0V 등으로 고정된 정전압보다, 기입 신호(Vw)와 동기해서 위상 및 진폭에 관하여 기입 신호(Vw)와 동일한 신호가 더 바람직하다. 전위 조정 신호(Va)의 진폭은 3V이면 된다. 이 예에서는, 전위 조정 신호(Va)가 하이레벨인 전위가 3V, 로우 레벨인 전위가 0V이며, 전위 조정 신호(Va)는, 기입 신호(Vw)와 동일한 신호이지만, 이것에 한정되는 것은 아니며 다양하게 변형 가능하다. 다른 예로서는, 전위 조정 신호(Va)가 하이레벨인 전위가 6V, 로우 레벨인 전위가 3V이어도 된다.

기입 신호(Vw)와 전위 조정 신호(Va)에서, 하이레벨의 전위로 바뀌는 타이밍이나, 로우 레벨의 전위로 바뀌는 타이밍에 대해서 동일하다. 동일한 시간 기간에 있어서, 기입 신호(Vw)에 사선을 그은 면적과, 전위 조정 신호(Va)에 사선을 그은 면적은 동일하다. 시간이 경과해도, 기입 신호(Vw)의 전위와, 전위 조정 신호(Va)의 전위와의 차는 일정하며, 본 실시 형태에서 0V이다.

이에 의해, 기입 신호(Vw) 또는 전위 조정 신호(Va)를 부여한 신호선(S)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동이나, 기입 신호(Vw) 또는 전위 조정 신호(Va)를 부여한 검출 전극(DE)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다.

제어 신호(Vcsw)는, 검출 스위치(DS)를 제1 전환 상태(접속선(W1)과 신호선(S)을 전기적으로 접속하는 상태)로 전환하기 위한 하이레벨의 전위와, 검출 스위치(DS)를 제2 전환 상태(접속선(W2)과 신호선(S)을 전기적으로 접속하는 상태)로 전환하기 위한 로우 레벨의 전위를 갖고 있다. 본 실시 형태에서, 제어 신호(Vcsw)가 하이레벨인 전위는 3V이며, 로우 레벨의 전위는 -3V이다.

단, 제어 신호(Vcsw)로서는, 상기 펄스 신호보다, 상기 펄스 신호에 중첩 신호가 중첩되어 있는 것이 더 바람직하다. 상기 중첩 신호는, 기입 신호(Vw)와 동기하여, 위상 및 진폭에 관하여 기입 신호(Vw)와 동일하다. 제어 신호(Vcsw) 중 사선을 그은 면적만큼이, 제어 신호(Vcsw)에 중첩되어 있다. 이 때문에, 제어 신호(Vcsw)가 하이레벨인 전위에 중첩 신호가 중첩되면 제어 신호(Vcsw)의 전위는 최대 6V가 되고, 제어 신호(Vcsw)가 로우 레벨인 전위에 중첩 신호가 중첩되면 제어 신호(Vcsw)의 전위는 최대 0V가 된다.

이에 의해, 제어 신호(Vcsw)를 부여한 제어선(C)과 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다.

전원 전압(Vdd)은, 제어선 구동 회로(CD)에 부여되고, 검출 스위치(DS)를 제1 접속 상태(신호선(S)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 접속한 상태)로 전환하기 위한 전위를 갖고 있다. 본 실시 형태에서, 검출 스위치(DS)를 제1 접속 상태로 전환하기 위한 전원 전압(Vdd)의 전위는 3V이다.

단, 전원 전압(Vdd)으로서는, 상기 고전위의 정전압보다, 상기 정전압에 중첩 신호가 중첩되어 있는 것이 더 바람직하다. 전원 전압(Vdd) 중 사선을 그은 면적만큼이 전원 전압(Vdd)에 중첩된다. 이 때문에, 전원 전압(Vdd)의 정전압에 중첩 신호가 중첩되면 전원 전압(Vdd)의 전위는 최대 6V가 된다.

이에 의해, 전원 전압(Vdd)이 부여된 배선(고전위 전원선(Wd) 등)과, 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다.

전원 전압(Vss)은, 제어선 구동 회로(CD)에 부여되고, 검출 스위치(DS)를 제2 접속 상태(신호선(S)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 절연하고, 보조 배선(A)과 검출 전극(DE)을 전기적으로 접속한 상태)로 전환하기 위한 전위를 갖고 있다. 본 실시 형태에서, 검출 스위치(DS)를 제2 접속 상태로 전환하기 위한 전원 전압(Vss)의 전위는 -3V이다.

단, 전원 전압(Vss)으로서는, 상기 저전위의 정전압보다, 상기 정전압에 중첩 신호가 중첩되어 있는 것이 더 바람직하다. 전원 전압(Vss) 중 사선을 그은 면적만큼이 전원 전압(Vss)에 중첩된다. 이 때문에, 전원 전압(Vss)의 정전압에 중첩 신호가 중첩되면 전원 전압(Vdd)의 전위는 최대 0V가 된다.

이에 의해, 전원 전압(Vss)이 부여된 배선(저전위 전원선(Ws) 등)과, 공통 전극(CE)과의 전위차의 변동을 억제할 수 있다.

상기와 같이 구성된 제1 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 의하면, 센서(SE)는, 제어선(C)과, 신호선(S)과, 검출 스위치(DS)와, 공통 전극(CE)과, 검출 전극(DE)과, 제1 회로로서의 제어선 구동 회로(CD)와, 제2 회로로서의 멀티플렉서(MU)를 구비하고 있다. 공통 전극(CE)은, 제어선(C), 신호선(S), 검출 스위치(DS), 제어선 구동 회로(CD) 및 멀티플렉서(MU)의 상방에 위치하고, 이것들과 대향하고 있다. 공통 전극(CE)은, 액티브 에리어(AA)뿐만 아니라, 액티브 에리어(AA)의 외측까지 확장되어 형성되어 있다. 검출 전극(DE)은, 공통 전극(CE)의 상방에 위치해서 공통 전극(CE)과 대향하고 있다.

공통 전극(CE)은, 액티브 에리어(AA)의 내측뿐만 아니라, 액티브 에리어(AA)의 외측에서도, 검출 전극(DE)을 전기적으로 실드할 수 있다. 즉, 검출 전극(DE)에 기생 용량을 발생하기 어렵게 할 수 있기 때문에, 센서 감도의 저하를 억제할 수 있다.

제1 검출 유닛(DU1)(제어 모듈(CM))은 제1 기판(SUB1)에 부여하는 신호나 전압을 조정할 수 있다. 공통 전극(CE)의 하방의 도전 부재(배선 등)의 전위를 제어함으로써, 공통 전극(CE)에 기생 용량을 발생하기 어렵게 할 수 있어, 공통 전극(CE)의 전위 변동을 억제할 수 있다. 이에 의해, 센서 감도의 저하를 한층 억제할 수 있다.

상기로부터, 검출 정밀도가 우수한 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법을 얻을 수 있다.

(제2 실시 형태)

이어서, 제2 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 10은, 제2 실시 형태에 따른 센서(SE)의 4개의 화소와 각종 배선과의 전기적인 접속 관계를 나타내는 등가 회로도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 따른 센서(SE)는, 보조 배선(A) 없이 형성되고, 검출 스위치(DS)가 제2 스위칭 소자(DS1b, DS2b, DS3b, DS4b) 없이 형성되어 있는 점에서, 상기 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)와 상이하다. 본 실시 형태에서는, 실드 전극(SH)이 전기적으로 플로팅 상태로 설치되어 있어도 되고, 실드 전극(SH) 없이 센서(SE)가 형성되어 있어도 된다. 검출 스위치(DS)를 제2 접속 상태로 전환함으로써, 신호선(S)과 검출 전극(DE)을 절연하고, 검출 전극(DE)을 전기적 플로팅 상태로 전환할 수 있다.

본 실시 형태에서도, 공통 전극(CE)에는, 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다. 예를 들어, 액티브 에리어(AA)의 외측에 설치된 배선을 통해서 공통 전극(CE)에 전위 조정 신호(Va)를 부여할 수 있다.

또한, 센서(SE)의 구동 방법은, 상술한 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동 방법과 비교해서, 제1 검출 유닛(DU1)으로부터 신호선(S)에 전위 조정 신호(Va)를 부여하지 않는 점에서 상이하다. 그러나, 본 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동 방법으로서는, 대략, 상술한 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동법을 적용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 제2 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 의하면, 센서(SE)는, 제어선(C)과, 신호선(S)과, 검출 스위치(DS)와, 공통 전극(CE)과, 검출 전극(DE)과, 제어선 구동 회로(CD)와, 멀티플렉서(MU)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제2 실시 형태에서도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

센싱 구동 시에 있어서, 기입 신호(Vw)를 기입하는 대상이 아닌 검출 전극(DE)을 전기적 플로팅 상태로 전환할 수 있다. 이 경우도, 공통 전극(CE)에 기생 용량을 발생하기 어렵게 할 수 있어, 공통 전극(CE)의 전위 변동을 억제할 수 있다. 이에 의해, 센서 감도의 저하를 억제할 수 있다.

(제3 실시 형태)

이어서, 제3 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 11은, 제3 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동 방법을 설명하기 위한 타이밍 차트이며, 1 수평 주사 기간(1H)에서의, 클럭 신호(CKV), 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4) 및 수평 동기 신호(TSHD)를 도시하는 도면이다. 또한, 본 실시 형태에 따른 센서(SE)는, 상술한 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)와 마찬가지로 형성되어 있다.

도 11에 도시한 바와 같이, 임의의 1 수평 주사 기간(1H)에서, 제어 신호(Vcsw1, Vcsw2, Vcsw3, Vcsw4)에 의해, 멀티플렉서(MU)의 복수의 제어 스위치(CSW) 각각이, 제1 전환 상태와 제2 전환 상태로, 교대로, 복수회 전환되는 점에서, 상술한 제1 실시 형태와 상이하다. 수평 동기 신호(TSHD)의 펄스의 주파수는, 제1 실시 형태와 동일하게 할 수 있다. 이 경우, 1 수평 주사 기간(1H)의 시간 기간은, 상술한 제1 실시 형태보다 길다.

1 수평 주사 기간(1H)에, 동일한 검출 전극(DE)을 센싱 대상으로 해서, 동일한 검출 전극(DE)에의 기입 신호(Vw)의 기입과 상기 검출 전극(DE)으로부터의 판독 신호(Vr)의 판독과의 세트를, 복수회 행할 수 있다. 동일한 검출 전극(DE)으로부터 판독한 판독 신호(Vr)는, 검출기(DT)로 적산하여, 출력 신호(Vout)로서 출력할 수 있다.

상기와 같이 구성된 제3 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 의하면, 센서(SE)는, 제어선(C)과, 신호선(S)과, 검출 스위치(DS)와, 공통 전극(CE)과, 검출 전극(DE)과, 제어선 구동 회로(CD)와, 멀티플렉서(MU)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제3 실시 형태에서도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

센싱 구동 시에 있어서, 동일한 검출 전극(DE)으로부터, 복수회, 판독한 판독 신호(Vr)를 적산할 수 있다. 복수의 판독 신호(Vr)를 적산함으로써, 단발의 판독 신호(Vr)를 판독하는 경우와 비교하여, 출력 신호(Vout)의 레벨을 높일 수 있다. 예를 들어, 검출 전극(DE)에 지문의 볼록부가 대향하는 경우의 출력 신호(Vout)의 값과, 검출 전극(DE)에 지문의 오목부가 대향하는 경우의 출력 신호(Vout)의 값과의 차를 크게 할 수 있다. 이에 의해, 지문 등의 피검출부를, 한층 상세하게 센싱할 수 있다.

(제4 실시 형태)

이어서, 제4 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 12는, 제4 실시 형태에 따른 센서(SE)의 제1 기판(SUB1)의 액티브 에리어(AA)의 외측의 일부를 도시하는 확대 평면도이며, 멀티플렉서(MU)를 도시하는 회로도이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태에 따른 센서(SE)는, 멀티플렉서(MU)가 복수의 제5 제어 스위치(CSW5)와, 복수의 제6 제어 스위치(CSW6)와, 2개의 제어선(W7, W8)을 더 구비하고 있는 점에서 상기 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)와 상이하다. 각각의 제어 스위치 군(CSWG)은, 제5 제어 스위치(CSW5)를 더 갖고 있다. 제3 제어 스위치(CSW3)의 제2 전극과, 제4 제어 스위치(CSW4)의 제2 전극은, 제5 제어 스위치(CSW5)를 통해서 접속되어 있다. 제5 제어 스위치(CSW5)의 게이트 전극(제1 전극)은 제어선(W7)에 접속되어 있다. 제5 제어 스위치(CSW5)를 형성하는 박막 트랜지스터의 도전형은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에서, 제5 제어 스위치(CSW5)는 P 채널형의 박막 트랜지스터로 형성되어 있다. 제어선(W7)에는, 제1 검출 유닛(DU1)으로부터 제어 신호(Vcsw5)가 부여된다. 제5 제어 스위치(CSW5)는, 제어 신호(Vcsw5)에 의해 도통 상태 및 비도통 상태 중 어느 한쪽으로 전환된다.

이웃하는 제어 스위치 군(CSWG)은, 제6 제어 스위치(CSW6)를 통해서 접속되어 있다. 예를 들어, 제1 제어 스위치 군(CSWG1)의 제4 제어 스위치(CSW4)의 제2 전극과, 제2 제어 스위치 군(CSWG2)의 제1 제어 스위치(CSW1)의 제2 전극은, 제6 제어 스위치(CSW6)를 통해서 접속되어 있다. 제6 제어 스위치(CSW6)의 게이트 전극(제1 전극)은 제어선(W8)에 접속되어 있다. 제6 제어 스위치(CSW6)를 형성하는 박막 트랜지스터의 도전형은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에서, 제6 제어 스위치(CSW6)는 N 채널형의 박막 트랜지스터로 형성되어 있다. 제어선(W8)에는, 제1 검출 유닛(DU1)으로부터 제어 신호(Vcsw6)가 부여된다. 제6 제어 스위치(CSW6)는, 제어 신호(Vcsw6)에 의해 도통 상태 및 비도통 상태 중 어느 한쪽으로 전환된다.

이어서, 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 설명한다.

상술한 제1 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동 방법에서는, 센싱 구동 시의 1 센싱 기간에, 1개의 접속선(W1)을 통해서, 단개의 검출 전극(DE)에 기입 신호(Vw)를 독립해서 기입하고, 상기 검출 전극(DE)으로부터 판독 신호(Vr)를 독립해서 판독함으로써, 센싱을 행하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 제4 실시 형태에서도, 제1 실시 형태와 마찬가지로 센싱을 행하는 것은 가능하다. 단, 제4 실시 형태에서는, 멀티플렉서(MU)에, 복수의 제5 제어 스위치(CSW5)나 복수의 제6 제어 스위치(CSW6)를 부가함으로써, 제1 실시 형태와는 다른 방법으로 센싱을 행하는 것도 가능하다.

이어서, 제4 실시 형태의 특유한 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 대략 설명한다. 제4 실시 형태에서는, 센싱을 행하는 센싱 구동 시의 제1 센싱 기간에, m열째 및 m+1열째 중, n행째 및 n+1행째에 위치하는 4개의 검출 전극(DE)에, 멀티플렉서(MU), 대응하는 2개의 신호선(S) 및 대응하는 4개의 검출 스위치(DS)를 통해서 기입 신호(Vw)를 동시에 기입하고, 상기 4개의 검출 전극(DE)의 각각으로부터 기입 신호(Vw)의 변화를 나타내는 판독 신호(Vr)를 판독하여, 판독한 복수의 판독 신호(Vr)를 1개의 신호로 묶는다. 4개의 검출 전극(DE)을 사용함으로써, 전극 면적을 확장해서 전계 강도를 높여 센싱을 행할 수 있다.

계속해서, 상기 제1 센싱 기간에 이어지는 제2 센싱 기간에, m+1열째 및 m+2열째 중, n행째 및 n+1행째에 위치하는 4개의 검출 전극(DE)에, 멀티플렉서(MU), 대응하는 2개의 신호선(S) 및 대응하는 4개의 검출 스위치(DS)를 통해서 기입 신호(Vw)를 동시에 기입하고, 상기 4개의 검출 전극(DE)의 각각으로부터 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호(Vr)를 판독하여, 판독한 복수의 판독 신호(Vr)를 1개의 신호로 묶는다. 즉, 제1 방향(X)에서, 1열분만 범위를 어긋나게 해서 센싱을 행할 수 있다.

그리고, 제1 검출 유닛(DU1)은, 센싱 구동 시에, n행째 및 n+1행째에 위치하는 복수의 검출 전극(DE)을 대상으로 한 센싱을 종료한 후, n+1행째 및 n+2행째에 위치하는 복수의 검출 전극(DE)을 대상으로 한 센싱으로 이행한다. 제2 방향(Y)에서도, 1행분만 범위를 어긋나게 해서 센싱을 행할 수 있기 때문에, 상술한 제1 실시 형태의 해상도 레벨을 유지할 수 있다.

이어서, 도 13 내지 도 17을 사용하여, 제4 실시 형태의 센서(SE)의 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 13 내지 도 17은, 제4 실시 형태에 따른 센서(SE)의 구동 방법을 예시적으로 설명하기 위한 회로도이다. 또한, 도 13 내지 도 17에는, 제1 기판(SUB1) 중, 설명에 필요한 주요부만을 나타내고 있다. 또한, 검출 스위치(DS)에 대해서는, 신호선(S)과 검출 전극(DE)의 접속 상태를 전환하는 스위치로서 설명한다. 제어 스위치(CSW)에 대해서는, 신호선(S)과 접속선(W1)과의 접속 상태를 전환하는 스위치로서 설명한다.

도 13에 도시한 바와 같이, 제어 모듈(CM)에 의한 제어 하에, 제어선 구동 회로(CD)는, 제1 제어선(C1) 및 제2 제어선(C2)에 대하여 온 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vdd))를 동시에 부여하고, 제1 제어선(C1) 및 제2 제어선(C2) 이외의 제어선(C)에 대하여 오프 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vss))를 부여한다. 이에 의해, 1행째와 2행째의 검출 스위치(DS)는 도통 상태가 된다. 또한, 멀티플렉서(MU)에 있어서는, 제1 제어 스위치(CSW1) 및 제2 제어 스위치(CSW2)를 도통 상태로 하고, 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)를 비도통 상태로 한다. 제6 제어 스위치(CSW6)에 대해서도 비도통 상태로 한다.

이에 의해, 1행째와 2행째의 검출 전극(DE) 중, 사선을 그은 4개의 이웃하는 검출 전극(DE)이 전기적으로 묶인 상태가 된다. 기입 신호(Vw)는, 제1 내지 제8 신호선(S1 내지 S8) 중, 제1 신호선(S1), 제2 신호선(S2), 제5 신호선(S5) 및 제6 신호선(S6)에 부여된다. 이에 의해, 1개의 접속선(W1)을 통해서, 각각 묶인 4개의 검출 전극(DE)에 대하여 일괄적으로, 기입 신호(Vw)의 기입과, 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 계속되는 센싱 기간에 있어서, 1행째와 2행째의 검출 스위치(DS)는 도통 상태가 된다. 또한, 멀티플렉서(MU)에 있어서는, 제2 제어 스위치(CSW2) 및 제3 제어 스위치(CSW3)를 도통 상태로 하고, 제1 제어 스위치(CSW1) 및 제4 제어 스위치(CSW4)를 비도통 상태로 한다. 제6 제어 스위치(CSW6)에 대해서도 비도통 상태로 한다.

이에 의해, 1행째와 2행째의 검출 전극(DE) 중, 사선을 그은 4개의 이웃하는 검출 전극(DE)이 전기적으로 묶인 상태가 된다. 도 13과 비교하여, 묶인 4개의 검출 전극(DE)은 1열만큼 어긋나 있는 것을 알 수 있다. 기입 신호(Vw)는, 제1 내지 제8 신호선(S1 내지 S8) 중, 제2 신호선(S2), 제3 신호선(S3), 제6 신호선(S6) 및 제7 신호선(S7)에 부여된다. 이에 의해, 1개의 접속선(W1)을 통해서, 각각 묶인 4개의 검출 전극(DE)에 대하여 일괄적으로, 기입 신호(Vw)의 기입과, 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다.

도 15에 도시하는 바와 같이, 계속되는 센싱 기간에 있어서, 1행째와 2행째의 검출 스위치(DS)는 도통 상태가 된다. 또한, 멀티플렉서(MU)에 있어서는, 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)를 도통 상태로 하고, 제1 제어 스위치(CSW1) 및 제2 제어 스위치(CSW2)를 비도통 상태로 한다. 제5 제어 스위치(CSW5)에 대해서는 도통 상태로 하고, 제6 제어 스위치(CSW6)에 대해서는 비도통 상태로 한다.

이에 의해, 1행째와 2행째의 검출 전극(DE) 중, 사선을 그은 4개의 이웃하는 검출 전극(DE)이 전기적으로 묶인 상태가 된다. 도 14와 비교하여, 묶인 4개의 검출 전극(DE)은 더 1열만큼 어긋나 있는 것을 알 수 있다. 기입 신호(Vw)는, 제1 내지 제8 신호선(S1 내지 S8) 중, 제3 신호선(S3), 제4 신호선(S4), 제7 신호선(S7) 및 제8 신호선(S8)에 부여된다. 이에 의해, 1개의 접속선(W1)을 통해서, 각각 묶인 4개의 검출 전극(DE)에 대하여 일괄적으로, 기입 신호(Vw)의 기입과, 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다.

도 16에 도시한 바와 같이, 계속되는 센싱 기간에 있어서, 1행째와 2행째의 검출 스위치(DS)는 도통 상태가 된다. 또한, 멀티플렉서(MU)에 있어서는, 제4 제어 스위치(CSW4) 및 제1 제어 스위치(CSW1)를 도통 상태로 하고, 제2 제어 스위치(CSW2) 및 제3 제어 스위치(CSW3)를 비도통 상태로 한다. 제5 제어 스위치(CSW5)에 대해서는 비도통 상태로 하고, 제6 제어 스위치(CSW6)에 대해서는 도통 상태로 한다.

이에 의해, 1행째와 2행째의 검출 전극(DE) 중, 사선을 그은 2개 또는 4개의 이웃하는 검출 전극(DE)이 전기적으로 묶인 상태가 된다. 도 15와 비교하여, 묶인 4개의 검출 전극(DE)은 더 1열만큼 어긋나 있는 것을 알 수 있다. 기입 신호(Vw)는, 제1 내지 제8 신호선(S1 내지 S8) 중, 제1 신호선(S1), 제4 신호선(S4), 제5 신호선(S5) 및 제8 신호선(S8)에 부여된다. 이에 의해, 1개의 접속선(W1)을 통해서, 각각 묶인 2개 또는 4개의 검출 전극(DE)에 대하여 일괄적으로, 기입 신호(Vw)의 기입과, 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다.

그리고, 제1 검출 유닛(DU1)은, 1행째 및 2행째에 위치하는 복수의 검출 전극(DE)을 대상으로 한 센싱을 종료한다. 그 후, 제1 검출 유닛(DU1)은, 2행째 및 3행째에 위치하는 복수의 검출 전극(DE)을 대상으로 한 센싱으로 이행한다.

도 17에 도시한 바와 같이, 제어 모듈(CM)에 의한 제어 하에, 제어선 구동 회로(CD)는, 제2 제어선(C2) 및 제3 제어선(C3)에 대하여 온 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vdd))를 동시에 부여하고, 제2 제어선(C2) 및 제3 제어선(C3) 이외의 제어선(C)에 대하여 오프 레벨의 구동 신호(CS)(전원 전압(Vss))를 부여한다. 이에 의해, 2행째와 3행째의 검출 스위치(DS)는 도통 상태가 된다. 또한, 멀티플렉서(MU)에 있어서는, 제1 제어 스위치(CSW1) 및 제2 제어 스위치(CSW2)를 도통 상태로 하고, 제3 제어 스위치(CSW3) 및 제4 제어 스위치(CSW4)를 비도통 상태로 한다. 제6 제어 스위치(CSW6)에 대해서도 비도통 상태로 한다.

이에 의해, 2행째와 3행째의 검출 전극(DE) 중, 사선을 그은 4개의 이웃하는 검출 전극(DE)이 전기적으로 묶인 상태가 된다. 기입 신호(Vw)는, 제1 내지 제8 신호선(S1 내지 S8) 중, 제1 신호선(S1), 제2 신호선(S2), 제5 신호선(S5) 및 제6 신호선(S6)에 부여된다. 이에 의해, 1개의 접속선(W1)을 통해서, 각각 묶인 4개의 검출 전극(DE)에 대하여 일괄적으로, 기입 신호(Vw)의 기입과, 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다.

그리고, 2행째와 3행째의 센싱에 있어서도, 1열만큼 어긋나게 하면서 검출 전극(DE)을 묶어서 센싱할 수 있다. 제2 방향(Y)에서도, 1행분만 범위를 어긋나게 해서 센싱이 행하여진다.

상기와 같이 구성된 제4 실시 형태에 따른 센서(SE) 및 센서(SE)의 구동 방법에 의하면, 센서(SE)는, 제어선(C)과, 신호선(S)과, 검출 스위치(DS)와, 공통 전극(CE)과, 검출 전극(DE)과, 제어선 구동 회로(CD)와, 멀티플렉서(MU)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제4 실시 형태에서도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

센싱 구동 시에 있어서, 제1 검출 유닛(DU1)은, 묶인 4개(또는 2개)의 검출 전극(DE)에 대하여 일괄적으로, 기입 신호(Vw)의 기입과, 판독 신호(Vr)의 판독을 행할 수 있다. 이 때문에, 전극 면적을 확장해서 전계 강도를 높여 센싱을 행할 수 있다.

또한, 그때, 제1 방향(X)에서 일열분만 범위를 어긋나게 해서 센싱을 행할 수 있고, 제2 방향(Y)에서도 1행분만 범위를 어긋나게 해서 센싱을 행할 수 있다. 이 때문에, 센싱의 해상도 저하를 억제 또는 방지할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태에서도, 상술한 제3 실시 형태와 마찬가지로, 제1 검출 유닛(DU1)은, 제1 기판(SUB1)의 구동을 조정하고, 판독 신호(Vr)를 적산해도 된다. 이에 의해, 지문 등의 피검출부를, 한층 상세하게 센싱할 수 있다.

또한, 복수의 검출 전극(DE)을 묶거나, 어긋나게 할 때는, 이웃하는 3행 및 이웃하는 3열의 총 9개의 검출 전극(DE)을 묶어, 1열씩 어긋나게 하거나 1행씩 어긋나게 해도 된다. 또는, 이웃하는 4행 및 이웃하는 4열의 총 16개의 검출 전극(DE)을 묶어, 1열씩 어긋나게 하거나 1행씩 어긋나게 해도 된다.

(제5 실시 형태)

이어서, 제5 실시 형태에 따른 액정 표시 장치에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서, 액정 표시 장치는 센서 구비 액정 표시 장치이다. 도 18은, 제5 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.

도 18에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(DSP)는, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 패널(PNL), 액정 표시 패널(PNL)을 구동하는 구동 IC(IC1), 액정 표시 패널(PNL)을 조명하는 백라이트 유닛(BL), 제어 모듈(CM), 플렉시블 배선 기판(FPC1, FPC3) 등을 구비하고 있다.

액정 표시 패널(PNL)은, 평판 형상의 제1 기판(SUB1)과, 제1 기판(SUB1)에 대향 배치된 평판 형상의 제2 기판(SUB2)과, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)과의 사이에 끼움 지지된 액정층을 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태에서, 제1 기판(SUB1)을 어레이 기판과, 제2 기판(SUB2)을 대향 기판이라고 각각 바꿔 말할 수 있다.

제1 기판(SUB1)으로서는, 상술한 실시 형태에 따른 제1 기판(SUB1)을 적용할 수 있다. 단, 본 실시 형태에서, 제1 기판(SUB1)은, 액정 표시 패널(PNL)에 적용되기 때문에, 필요에 따라서 변형될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(SUB1)은, 액정층에 접하는 표면에 배향막을 구비하고 있어도 된다. 그 밖에, 제1 기판(SUB1)을 구성하는 부재의 기능이, 상술한 실시 형태와 상이한 경우가 있다. 예를 들어, 상술한 부재 중, 검출 전극(DE)은 화소 전극으로서도 기능하고, 검출 스위치(DS)는 화소 스위치로서도 기능한다. 신호선(S)은, 검출 스위치(DS)를 통해서 검출 전극(DE)에 화상 신호(예를 들어, 영상 신호)를 전달하는 기능을 더 갖는다.

또한, 본 명세서에서, 이하, 검출 전극(DE)을 화소 전극(PE)으로, 검출 스위치(DS)를 화소 스위치(PSW)로, 제어선(C)을 주사선(G)으로, 제어선 구동 회로(CD)를 주사선 구동 회로(GD)로, 각각 바꿔 말하는 경우가 있다.

액정 표시 패널(PNL)은, 화상을 표시하는 표시 영역(DA)을 구비하고 있다. 표시 영역(DA)은, 상술한 실시 형태의 액티브 에리어(AA)에 상당하고 있다. 이 액정 표시 패널(PNL)은, 백라이트 유닛(BL)으로부터의 백라이트를 선택적으로 투과함으로써 화상을 표시하는 투과 표시 기능을 구비한 투과형이다. 또한, 액정 표시 패널(PNL)은, 투과 표시 기능 외에, 외광을 선택적으로 반사함으로써 화상을 표시하는 반사 표시 기능을 구비한 반투과형이어도 된다.

도 19에 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(PNL)은, FFS 모드 등의 주로 기판 주면에 대략 평행한 횡전계를 이용하는 IPS(In-Plane Switching) 모드에 대응한 구성을 갖고 있다. 또한, 여기에서의 기판 주면이란, 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)으로 규정되는 X-Y 평면과 평행한 면이다. 본 실시 형태에서, 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 양쪽이 제1 기판(SUB1)에 구비되어 있다. 상기 횡전계를 형성하기 위해서, 예를 들어 각각의 화소 전극(PE)은, 공통 전극(CE)과 대향하는 위치에 슬릿(SL)을 갖고 있다. 도시한 예에서는, 화소 전극(PE)은, 제1 스위칭 소자(PSW1a) 및 제2 스위칭 소자(PSW1b)를 갖는 제1 화소 스위치(PSW1)에 접속되어 있다.

이 때문에, 일반적으로 알려져 있는 TFT 액정 프로세스를 그대로 사용해서 액정 표시 패널(PNL)을 형성할 수 있다.

도 18에 도시한 바와 같이, 백라이트 유닛(BL)은, 제1 기판(SUB1)의 배면측에 배치되어 있다. 이러한 백라이트 유닛(BL)으로서는, 다양한 형태가 적용 가능하고, 또한 광원으로서 발광 다이오드(LED)를 이용한 것 등이 적용 가능하며, 상세한 구조에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 액정 표시 패널(PNL)이 반사 표시 기능만을 구비한 반사형인 경우에는, 백라이트 유닛(BL)은 생략된다.

액정 표시 장치(DSP)는, 상술한 커버 부재(CG)를 구비하고 있어도 된다. 예를 들어 액정 표시 패널(PNL)의 화상을 표시하는 화면측의 외면의 상방에 커버 부재(CG)를 설치할 수 있다. 여기서, 상기 외면은, 제2 기판(SUB2)의 제1 기판(SUB1)과 대향하는 면과는 반대측의 면이며, 화상을 표시하는 표시면을 포함하고 있다.

제1 구동부로서의 구동 IC(IC1)는, 액정 표시 패널(PNL)의 제1 기판(SUB1) 상에 탑재되어 있다. 구동 IC(IC1)는, 상술한 멀티플렉서(MU)나 주사선 구동 회로에 접속되어 있다. 공통 전극(CE)은, 구동 IC(IC1)와 대향하고 있지 않지만, 표시 영역(DA)의 외측으로 확장해서 형성되고, 멀티플렉서(MU)나 주사선 구동 회로와 대향하고 있다. 플렉시블 배선 기판(FPC1)은, 액정 표시 패널(PNL)과 제어 모듈(CM)을 접속하고 있다. 제어 모듈(CM)은, 구동 IC(IC1)에 신호나 전압을 부여한다. 플렉시블 배선 기판(FPC3)은, 백라이트 유닛(BL)과 제어 모듈(CM)을 접속하고 있다.

이어서, 제5 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법에 대해서 설명한다.

제5 실시 형태에서, 액정 표시 장치(DSP)는, 화상을 표시하는 표시 구동과, 센싱을 행하는 센싱 구동을 행할 수 있다. 표시 구동 시에, 공통 전극 구동 회로는, 공통 전극(CE)에 대하여 코먼 구동 신호를 부여할 수 있다. 공통 전극 구동 회로는, 예를 들어 구동 IC(IC1)에 형성할 수 있다. 코먼 구동 신호(코먼 전압)로서는, 0V 등의 정전압을 예시적으로 들 수 있다. 한편, 화소 전극에는, 구동 IC(IC1), 멀티플렉서(MU), 주사선 구동 회로 등에 의해, 화상 신호를 부여할 수 있다.

한편, 센싱 구동은, 표시 구동을 행하는 표시 기간 동안의 블랭킹 기간에 센싱 기간을 설정할 수 있다. 상기 블랭킹 기간으로서는, 수평 블랭킹 기간이나 수직 블랭킹 기간을 들 수 있다. 제1 검출 유닛(DU1)은, 센싱을 행하는 센싱 구동 시에, 표시 영역(DA) 중 일부의 영역에 위치하는 복수의 화소 전극을 센싱의 대상으로 설정한다. 본 실시 형태에서, 표시 영역(DA) 중 센싱 영역(SA)에 위치하는 복수의 화소 전극을 센싱의 대상으로 미리 설정한다. 이에 의해, 센싱 영역(SA)의 범위 내에서 센싱을 행하면 되고, 표시 영역(DA)의 전역에서 센싱을 행할 필요는 없어지는 것이다. 예를 들어, 센싱에 관한 시간 기간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 센싱 영역(SA)의 외측에서의 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

제1 검출 유닛(DU1)은, 센싱 영역(SA)에 위치하는 복수의 화소 전극의 각각에, 멀티플렉서(MU), 대응하는 신호선(S) 및 대응하는 화소 스위치를 통해서 기입 신호(Vw)를 기입하고, 복수의 화소 전극의 각각으로부터 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호(Vr)를 판독한다. 이에 의해, 피검출부를 센싱할 수 있다. 이러한 센싱은, 지문의 검출을 하는 경우 등에 바람직하다.

본 실시 형태에서도, 센싱 기간에 있어서, 공통 전극(CE)에 전위 조정 신호(Va)를 부여하는 것이 센서 감도의 저하를 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.

또는, 공통 전극(CE)을 단개의 전극으로 형성하는 것이 아니라, 센싱 영역(SA)과, 센싱 영역(SA) 이외의 영역에서, 전기 절연 거리를 두고 설치된 복수의 전극으로 공통 전극(CE)을 형성해도 된다. 이에 의해, 센싱 영역(SA)의 전극(공통 전극(CE))에 전위 조정 신호(Va)를 부여하고, 센싱 영역(SA) 이외의 영역의 전극(공통 전극(CE))에 코먼 구동 신호를 부여할 수 있다. 이에 의해, 센서 감도의 저하를 억제하면서, 센싱 영역(SA)의 외측에서의 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

상기와 같이 구성된 제5 실시 형태에 따른 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP) 및 센서 구비 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법에 의하면, 액정 표시 장치(DSP)는, 상술한 실시 형태에 따른 센서(SE)와 마찬가지로, 주사선과, 신호선(S)과, 화소 스위치와, 공통 전극(CE)과, 화소 전극과, 주사선 구동 회로와, 멀티플렉서(MU)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제5 실시 형태에서도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 화상을 표시하기 위해서 사용하는 배선, 전극, 스위치, 회로 등을 센싱에도 사용할 수 있다. 이 때문에, 액정 표시 장치(DSP)에의 센싱을 위한 부재의 부가를 억제할 수 있다.

또한, 상기 제5 실시 형태에서도, 제1 모드(자기 용량 모드) 및 제2 모드(상호 용량 모드)의 한쪽으로 전환하여, 센싱을 행하는 것이 가능하다.

상기로부터, 검출 정밀도가 우수한 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP) 및 센서 구비 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법을 얻을 수 있다.

(제6 실시 형태)

이어서, 제6 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(DSP)에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서, 액정 표시 장치는 센서를 구비하는 액정 표시 장치이다.

상술한 제5 실시 형태에서는, 표시 구동과, 센싱 구동을 행하고, 센싱 구동에 있어서는, 센싱의 대상으로 하는 영역을 표시 영역(DA)의 일부에 특정하는 것이었다. 이에 반해, 제6 실시 형태에서는, 표시 구동과, 센싱 구동을 행하고, 또한 피검출부의 위치를 특정하기 위한 위치 검출 구동을 행하는 것이다. 이에 의해, 위치 검출 구동으로 피검출부가 위치하는 영역을 특정한 후, 센싱 구동에 의해 특정한 영역을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 위치 검출 구동으로 피검출부가 위치하는 영역을 특정하고, 센싱 구동으로 피검출부의 요철 패턴을 검출할 수 있다.

피검출부의 위치의 특정에는, 액정 표시 패널(PNL)의 표시 영역(DA)에 위치한 위치 검출 센서(PSE)를 이용한다. 위치 검출 센서(PSE)는, 피검출부의 요철 패턴을 검출하는 센서와 상이하다. 위치 검출 센서(PSE)에는, 제2 검출 유닛(DU2)이 접속되어 있다. 제2 검출 유닛(DU2)은, 피검출부의 위치 정보를 검출하는 위치 검출 구동 시에 위치 검출 센서(PSE)를 구동하여, 상기 피검출부의 위치 정보를 검출한다. 위치 검출 센서(PSE)는, 제1 검출 유닛(DU1)과는 상이한 제2 검출 유닛(DU2)으로 구동된다. 제1 검출 유닛(DU1)은, 피검출부의 요철 패턴을 검출하는 센싱 구동 시에, 상기 위치 정보에 기초하여 피검출부가 위치하는 영역의 복수의 화소 전극을 센싱의 대상으로 설정한다. 피검출부의 위치를 특정하기 위해서 사용하는 위치 검출 센서(PSE)의 전극으로서는, 액정 표시 장치(DSP)의 전극 중, 각종 전극으로부터 선택하는 것이 가능하다.

예를 들어, 위치 검출 센서(PSE)의 전극으로서 공통 전극(CE)을 선택할 수 있다. 이 경우, 공통 전극(CE)은 복수의 전극으로 형성되어 있다. 예를 들어, 상기 복수의 전극은 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 제2 검출 유닛(DU2)은, 각각의 상기 전극에 제1 신호(Wr)를 기입하고, 각각의 상기 전극으로부터 상기 제1 신호의 변화를 나타내는 제2 신호(Re)를 판독한다. 상기한 바와 같이 자기 용량 모드에서, 피검출부의 위치 정보를 검출할 수 있다.

또는, 위치 검출 센서(PSE)의 전극으로서는, 액정 표시 장치(DSP)에 부가되는 복수의 위치 검출 전극(Rx)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 위치 검출 전극(Rx)은 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 제2 검출 유닛(DU2)은, 각각의 위치 검출 전극(Rx)에 제1 신호(Wr)를 기입하고, 각각의 위치 검출 전극(Rx)으로부터 상기 제1 신호의 변화를 나타내는 제2 신호(Re)를 판독한다. 상기한 바와 같이 자기 용량 모드에서, 피검출부의 위치 정보를 검출할 수 있다.

또는, 위치 검출 센서(PSE)의 전극으로서는, 공통 전극(CE)과, 액정 표시 장치(DSP)에 부가되는 복수의 위치 검출 전극(Rx)과의 조합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 위치 검출 전극(Rx)과, 공통 전극(CE)의 복수의 전극은, 교차해서 설치되어 있다. 제2 검출 유닛(DU2)은, 공통 전극(CE)의 각각의 전극에 제1 신호(Wr)를 기입하고, 각각의 위치 검출 전극(Rx)으로부터 제2 신호(Re)를 판독한다. 상기한 바와 같이 상호 용량 모드에서, 피검출부의 위치 정보를 검출할 수 있다.

이하, 본 실시 형태에서는, 위치 검출 센서(PSE)의 전극으로서, 공통 전극(CE)과, 복수의 위치 검출 전극(Rx)과의 조합을 선택하고, 상호 용량 모드에서 피검출부의 위치 정보를 검출하는 것으로서 설명한다.

먼저, 제6 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 20은, 제6 실시 형태에 따른 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP)의 구성을 도시하는 사시도이다.

도 20에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치(DSP)는, 액티브 매트릭스형의 액정 표시 패널(PNL), 액정 표시 패널(PNL)을 구동하는 구동 IC(IC1), 정전 용량형의 위치 검출 센서(PSE), 위치 검출 센서(PSE)를 구동하는 구동 IC(IC2), 백라이트 유닛(BL), 제어 모듈(CM), 플렉시블 배선 기판(FPC1, FPC2, FPC3) 등을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서, 구동 IC(IC1)와 구동 IC(IC2)는, 제2 검출 유닛(DU2)을 형성하고 있다. 액정 표시 패널(PNL)은, 제1 기판(SUB1)과, 제2 기판(SUB2)과, 액정층을 구비하고 있다.

제1 구동부로서의 구동 IC(IC1)는, 액정 표시 패널(PNL)의 제1 기판(SUB1) 상에 탑재되어 있다. 플렉시블 배선 기판(FPC1)은, 액정 표시 패널(PNL)과 제어 모듈(CM)을 접속하고 있다. 플렉시블 배선 기판(FPC2)은, 위치 검출 센서(PSE) 중 위치 검출 전극(Rx)과 제어 모듈(CM)을 접속하고 있다. 제2 구동부로서의 구동 IC(IC2)는, 플렉시블 배선 기판(FPC2) 상에 탑재되어 있다.

구동 IC(IC1) 및 구동 IC(IC2)는, 플렉시블 배선 기판(FPC2) 등을 통해서 접속되어 있다. 예를 들어, 플렉시블 배선 기판(FPC2)이 제1 기판(SUB1) 상에 접속된 분기부(FPCB)를 갖고 있는 경우, 구동 IC(IC1) 및 구동 IC(IC2)는, 분기부(FPCB) 및 제1 기판(SUB1) 상의 배선을 통해서 접속되어 있어도 된다. 또한, 구동 IC(IC1) 및 구동 IC(IC2)는, 플렉시블 배선 기판(FPC1 및 FPC2)을 통해서 접속되어 있어도 된다.

구동 IC(IC2)는, 위치 검출 센서(PSE)의 구동 시기를 알리는 타이밍 신호를 구동 IC(IC1)에 부여할 수 있다. 또는, 구동 IC(IC1)는, 후술하는 공통 전극(CE)의 구동 시기를 알리는 타이밍 신호를 구동 IC(IC2)에 부여할 수 있다. 또는, 제어 모듈(CM)은, 구동 IC(IC1 및 IC2)에 타이밍 신호를 부여할 수 있다. 상기 타이밍 신호에 의해, 구동 IC(IC1)의 구동과, 구동 IC(IC2)의 구동과의 동기화를 도모할 수 있다.

이어서, 상기 액정 표시 장치(DSP)의 화면에의 피검출부의 접촉 또는 접근을 검출하기 위한 위치 검출을 행하는 위치 검출 구동 시의 동작에 대해서 설명한다. 즉, 공통 전극(CE)에 대해서는, 공통 전극 구동 회로로부터 위치 검출 센서 구동 신호가 부여된다. 이러한 상태에서, 위치 검출 센서(PSE)가 공통 전극(CE)으로부터의 센서 신호를 받음으로써, 위치 검출이 행하여진다.

여기서, 위치 검출의 일례의 원리에 대해서 도 21을 참조하면서 설명한다.

도 21에 도시한 바와 같이, 위치 검출 센서(PSE)는, 복수의 위치 검출 전극(Rx)과, 공통 전극(CE)을 구비하고 있다. 공통 전극(CE)은, 복수의 분할 전극(CEa)을 구비하고 있다. 위치 검출 전극(Rx)은, 적어도 표시 영역(DA)에 위치하고 있다. 위치 검출 전극(Rx)이 설치되는 개소는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 위치 검출 전극(Rx)은, 제2 기판(SUB2)이나 커버 부재(CG)에 설치할 수 있다. 이 경우, 위치 검출 전극(Rx)을 세선으로 형성하거나, 메쉬 형상으로 형성하거나 함으로써, 위치 검출 전극(Rx)의 사이나 위치 검출 전극(Rx)의 내부에 간극을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 간극을 통해서, 피검출부와 화소 전극은, 정전 용량 결합할 수 있다. 분할 전극(CEa)과 위치 검출 전극(Rx)과의 사이에는, 용량(Cc)이 존재한다. 즉, 위치 검출 전극(Rx)은, 분할 전극(CEa)(공통 전극(CE))과 정전 용량 결합한다. 분할 전극(CEa)의 각각에는, 순차, 소정의 주기로 펄스 형상의 제1 신호(센서 구동 신호)(Wr)가 공급된다. 이 예에서는, 이용자의 손가락이 특정한 위치 검출 전극(Rx)과 분할 전극(CEa)이 교차하는 위치에 근접해서 존재하는 것으로 한다. 위치 검출 전극(Rx)에 근접하고 있는 이용자의 손가락에 의해, 용량(Cx)이 발생한다. 분할 전극(CEa)에 펄스 형상의 제1 신호(Wr)가 공급되었을 때, 특정한 위치 검출 전극(Rx)으로부터는, 다른 위치 검출 전극으로부터 얻어지는 펄스보다도 레벨이 낮은 펄스 형상의 제2 신호(센서 출력값)(Re)가 얻어진다. 제2 신호(Re)는 리드선을 통해서 얻어진다. 즉, 표시 영역(DA)에 있어서의 이용자의 손가락의 위치 정보인 입력 위치 정보를 검출할 때, 구동 IC(IC1)(공통 전극 구동 회로)는 공통 전극(CE)(분할 전극(CEa))에 대하여 제1 신호(Wr)를 공급하고, 공통 전극(CE)과 위치 검출 전극(Rx)과의 사이에 센서 신호를 발생시킨다. 구동 IC(IC2)는, 위치 검출 전극(Rx)에 접속되어 상기 센서 신호(예를 들어, 위치 검출 전극(Rx)에 발생하는 정전 용량)의 변화를 나타내는 제2 신호(Re)를 판독한다.

구동 IC(IC2) 또는 제어 모듈(CM)은, 제1 신호(Wr)가 분할 전극(CEa)에 공급되는 타이밍과, 각 위치 검출 전극(Rx)으로부터의 제2 신호(Re)에 기초하여, 위치 검출 센서(PSE)의 X-Y 평면 내에서의 손가락의 2차원 위치 정보를 검출할 수 있다. 또한, 상기 용량(Cx)은, 손가락이 위치 검출 전극(Rx)에 가까운 경우와, 먼 경우에 상이하다. 이 때문에, 제2 신호(Re)의 레벨도 손가락이 위치 검출 전극(Rx)에 가까운 경우와, 먼 경우에 상이하다. 따라서, 구동 IC(IC2) 또는 제어 모듈(CM)에서는, 제2 신호(Re)의 레벨에 기초하여, 위치 검출 센서(PSE)에 대한 손가락의 근접도(제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 직교하는 제3 방향(Z)의 거리)를 검출할 수도 있다.

상기한 바와 같이 제2 검출 유닛(DU2)은, 손가락의 위치 정보를 검출하는 위치 검출 구동 시에, 위치 검출 센서(PSE)를 구동하여, 손가락의 위치 정보를 검출하고 있다. 또한, 위치 검출 구동 시에, 화소 전극은 전기적 플로팅 상태로 전환된다.

계속해서, 제1 검출 유닛(DU1)은, 손가락의 지문을 검출하는 센싱 구동 시에, 상기 위치 정보에 기초하여 손가락이 위치하는 영역의 복수의 화소 전극을 센싱의 대상으로 설정한다. 제1 검출 유닛(DU1)은, 상기 대상의 복수의 화소 전극의 각각에, 멀티플렉서(MU), 대응하는 신호선(S) 및 대응하는 화소 스위치를 통해서 기입 신호(Vw)를 기입하고, 상기 복수의 화소 전극의 각각으로부터 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호(Vr)를 판독한다. 제1 검출 유닛(DU1)은, 상기 기입 신호(Vr)와 동기하여 위상 및 진폭에 관하여 기입 신호(Vr)와 동일한 전위 조정 신호(Va)를 공통 전극(CE)에 부여한다.

상기와 같이 구성된 제6 실시 형태에 따른 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP) 및 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법에 의하면, 액정 표시 장치(DSP)는, 상술한 실시 형태에 따른 센서(SE)와 마찬가지로, 주사선과, 신호선(S)과, 화소 스위치와, 공통 전극(CE)과, 화소 전극과, 주사선 구동 회로와, 멀티플렉서(MU)를 구비하고 있다. 이 때문에, 제6 실시 형태에서도, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

액정 표시 장치(DSP)는, 위치 검출 센서(PSE) 및 제2 검출 유닛(DU2)을 더 구비하고 있다. 이에 의해, 표시 영역(DA)의 전역을 화소의 정세도로 미세하게 센싱할 필요는 없기 때문에, 센싱에 필요로 하는 시간 기간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서도, 복수의 검출 전극(DE)을 묶거나, 어긋나게 해서, 지문을 검출할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 검출 전극(DE)을 묶거나, 어긋나게 해서, 손가락의 위치 정보를 검출해도 된다. 이 경우, 액정 표시 장치(DSP)에의 위치 검출 전극(Rx), 제2 검출 유닛(DU2) 등의 부가를 생략할 수 있다.

상기로부터, 검출 정밀도가 우수한 센서 구비 액정 표시 장치(DSP) 및 센서 를 구비하는 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법을 얻을 수 있다.

(제7 실시 형태)

이어서, 제7 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(DSP)에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서, 액정 표시 장치는 센서를 구비하는 액정 표시 장치이다.

도 22에 도시한 바와 같이, 센싱 영역(SA)은, 제5 실시 형태(도 18)와 달리, 표시 영역(DA)의 외측에 위치하고 있다. 표시 영역(DA)에서의 표시 구동과, 센싱 영역(SA)에서의 센싱 구동을 독립해서 행할 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)의 일부에 센싱 영역(SA)을 설정하는 경우와 비교하여, 표시 영역(DA)에서의 표시 품위의 저하를 억제할 수 있다.

제1 기판(SUB1)을 형성할 때, 표시 영역(DA)과 센싱 영역(SA)을 동일한 제조 프로세스를 사용해서 형성할 수 있다. 상술한 도 4 및 도 19를 참조하면서 설명하면, 예를 들어 표시 영역(DA)에서의 화소 전극(PE)과, 센싱 영역(SA)에서의 검출 전극(DE)을, 동일층에 설치할 수 있다. 여기에서는, 화소 전극(PE)과, 검출 전극(DE)은, 제4 절연막(14) 상에 설치되어 있다.

또한, 상기 제7 실시 형태에서도, 제1 모드(자기 용량 모드) 및 제2 모드(상호 용량 모드)의 한쪽으로 전환하여, 센싱을 행하는 것이 가능하다.

상기로부터, 제7 실시 형태에서도, 검출 정밀도가 우수한 센서 구비 액정 표시 장치(DSP) 및 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법을 얻을 수 있다.

(제8 실시 형태)

이어서, 제8 실시 형태에 따른 액정 표시 장치(DSP)에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서, 액정 표시 장치는 센서를 구비하는 액정 표시 장치이다.

도 23에 도시한 바와 같이, 표시 영역(DA)에는, 복수의 화소(PX)가 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 이 화소(PX)는, 주사선 구동 회로(GD)에 접속된 복수의 주사선(G)과, 멀티플렉서(MU)에 접속된 복수의 신호선(S)에 의해 둘러싸여 있다.

표시 영역(DA)의 일부에는, 센싱 영역(SA)이 설정되어 있다. 센싱 영역(SA)의 내부는, 도 1에 도시한 액티브 에리어(AA)의 내부와 마찬가지로 구성되어 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서도, 화소 전극(PE)과, 검출 전극(DE)을, 동일층에 설치할 수 있다.

상기로부터, 제8 실시 형태에서도, 검출 정밀도가 우수한 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP) 및 센서를 구비하는 액정 표시 장치(DSP)의 구동 방법을 얻을 수 있다.

본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규의 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다. 필요에 따라, 복수의 실시 형태를 조합하는 것도 가능하다.

예를 들어, 멀티플렉서(MU)는, 도 24에 도시하는 바와 같이 구성되어 있어도 된다. 도 5에 도시한 멀티플렉서(MU)와 비교하면, 도 24에 도시하는 변형예의 멀티플렉서(MU)는, 각각의 제어 스위치(CSW)가 단개의 N 채널형의 박막 트랜지스터로 형성되어 있는 점과, 접속선(W2) 없이 형성되어 있는 점에서 상이하다. 각각의 제어 스위치(CSW)는, 접속선(W1)과 신호선(S)을 전기적으로 접속하는 상태와, 신호선(S)을 전기적 플로팅 상태로 전환하는 상태 중 어느 한쪽으로 전환된다.

구동 IC(IC1) 및 구동 IC(IC2)는, 일체로 형성되어 있어도 된다. 즉, 구동 IC(IC1) 및 구동 IC(IC2)는, 단일한 구동 IC에 집약되어 있어도 된다.

상술한 회로, 구동 IC, 제어 모듈 등의 제어부로서는, 제어선 구동 회로(CD)(주사선 구동 회로), 멀티플렉서(MU), 제어 모듈(CM), 구동 IC(IC1, IC2)에 한정되는 것은 아니라, 다양하게 변형 가능하고, 제1 기판(SUB1)(액정 표시 패널(PNL)), 위치 검출 전극(Rx)(위치 검출 센서(PSE))을 전기적으로 제어할 수 있는 것이면 된다.

상술한 실시 형태에서는, 표시 장치로서, 액정 표시 장치를 예로 개시하였다. 그러나, 상술한 실시 형태는, 유기 EL(electroluminescent) 표시 장치, 그 밖의 자발광형 표시 장치, 또는 전기 영동 소자 등을 갖는 전자 페이퍼형 표시 장치 등, 각종 플랫 패널형의 표시 장치에 적용 가능하다. 또한, 상술한 실시 형태는, 중소형의 표시 장치로부터 대형의 표시 장치에까지, 특별히 한정하지 않고 적용이 가능함은 말할 필요도 없다.

Claims

제1 제어선과,
제1 신호선과,
제1 보조 배선과,
제1 검출 전극과,
상기 제1 검출 전극, 상기 제1 제어선 및 상기 제1 신호선에 접속된 제1 검출 스위치와,
상기 제1 검출 전극, 상기 제1 제어선 및 상기 제1 보조 배선에 접속된 제2 검출 스위치와,
상기 제1 검출 전극의 하방에 위치하고, 상기 제1 제어선, 상기 제1 신호선, 상기 제1 보조 배선, 상기 제1 검출 스위치 및 상기 제2 검출 스위치의 상방에 위치한 공통 전극과,
상기 제1 제어선에 접속되고, 제1 접속 상태 및 제2 접속 상태 중 어느 한쪽에 상기 제1 검출 스위치 및 상기 제2 검출 스위치의 상태를 전환하기 위해 상기 제1 제어선에 구동 신호를 부여하는 제1 회로와,
상기 제1 신호선 및 상기 제1 보조 배선에 접속된 제2 회로를 구비하고,
상기 제1 검출 전극은, 상기 제1 접속 상태에서, 상기 제1 신호선에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 보조 배선으로부터 전기적으로 절연되고,
상기 제1 검출 전극은, 상기 제2 접속 상태에서, 상기 제1 보조 배선에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 신호선으로부터 전기적으로 절연되어 있는,
센서.
제1항에 있어서,
상기 공통 전극에 전위 조정 신호를 부여하는 상태에 있어서, 상기 제2 회로, 상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치를 통해서 상기 제1 검출 전극에 기입 신호를 기입하고, 상기 제1 검출 전극으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호를 판독하고, 상기 제1 회로 및 상기 제2 회로의 구동을 제어하고, 상기 구동 신호에 의해 상기 제1 검출 스위치 및 상기 제2 검출 스위치의 상태를 상기 제1 접속 상태로 전환하는 제1 검출 유닛을 더 구비하고,
상기 전위 조정 신호는, 센싱을 행하는 센싱 구동 시에, 상기 기입 신호와 동기해서, 위상 및 진폭에 관하여 상기 기입 신호와 동일한,
센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 제1 회로에 전원 전압을 부여하고,
상기 센싱 구동 시에, 상기 구동 신호 및 상기 전원 전압에 각각 중첩 신호가 중첩되고,
상기 중첩 신호는, 상기 기입 신호와 동기해서, 위상 및 진폭에 관하여 상기 기입 신호와 동일한,
센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 제2 회로에 제어 신호를 부여하고,
상기 센싱 구동 시에, 상기 제어 신호에 중첩 신호가 중첩되고,
상기 중첩 신호는, 상기 기입 신호와 동기해서, 위상 및 진폭에 관하여 상기 기입 신호와 동일한,
센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 신호선에 대하여 상기 공통 전극의 반대측에 위치하고, 상기 제1 신호선과 대향하고, 상기 제1 보조 배선에 접속된 실드 전극을 더 구비하고,
상기 제1 보조 배선은, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 제1 검출 유닛에 전기적으로 접속되고,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 전위 조정 신호를 상기 보조 배선을 통해서 상기 실드 전극에 더 부여하는,
센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 보조 배선은, 상기 공통 전극과 대향하고, 상기 제1 검출 유닛에 전기적으로 접속되고,
상기 공통 전극은 복수 개소에서 상기 제1 보조 배선에 접속되고,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 제1 보조 배선을 통해서 상기 공통 전극에 상기 전위 조정 신호를 부여하는,
센서.
제2항에 있어서,
상기 제2 회로에 접속된 제2 신호선과,
상기 공통 전극의 상방에 위치한 제2 검출 전극과,
상기 제2 검출 전극, 상기 제1 제어선 및 상기 제2 신호선에 접속된 제3 검출 스위치와,
상기 제2 검출 전극, 상기 제1 제어선 및 상기 제1 보조 배선에 접속된 제4 검출 스위치를 더 구비하고,
상기 공통 전극은, 상기 제2 검출 전극의 하방에 위치하고, 상기 제2 신호선, 상기 제3 검출 스위치 및 상기 제4 검출 스위치의 상방에 위치하고,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 제2 회로에 제어 신호 및 상기 전위 조정 신호를 부여하고,
상기 제2 회로는, 상기 제어 신호에 의해 상기 제1 신호선에 상기 기입 신호를 부여하는 제1 전환 상태 및 상기 제1 신호선에 상기 전위 조정 신호를 부여하는 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환되는 제1 제어 스위치와, 상기 제어 신호에 의해 상기 제2 신호선에 상기 기입 신호를 부여하는 제1 전환 상태 및 상기 제2 신호선에 상기 전위 조정 신호를 부여하는 제2 전환 상태 중 어느 한쪽으로 전환되는 제2 제어 스위치를 갖고,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 센싱 구동 시의 1 센싱 기간에,
상기 제어 신호에 의해 상기 제1 제어 스위치를 상기 제1 전환 상태로 전환하고 상기 제2 제어 스위치를 상기 제2 전환 상태로 전환하고, 상기 구동 신호에 의해 상기 제1 검출 스위치 및 상기 제2 검출 스위치를 상기 제1 접속 상태로 전환하고, 상기 구동 신호에 의해 상기 제3 검출 스위치 및 상기 제4 검출 스위치를 상기 제1 접속 상태로 전환하고,
상기 제1 제어 스위치, 상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치를 통해서, 상기 제1 검출 전극에 상기 기입 신호를 기입하고, 상기 제1 검출 전극으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 상기 판독 신호를 판독하고,
상기 제2 제어 스위치, 상기 제2 신호선 및 상기 제2 검출 스위치를 통해서, 상기 제2 검출 전극에 상기 전위 조정 신호를 부여하는,
센서.
제2항에 있어서,
상기 제1 회로에 접속된 제2 제어선과,
상기 공통 전극의 상방에 위치한 제3 검출 전극과,
상기 제3 검출 전극, 상기 제2 제어선 및 상기 제1 신호선에 접속된 제5 검출 스위치와,
상기 제3 검출 전극, 상기 제2 제어선 및 상기 제1 보조 배선에 접속된 제6 검출 스위치를 더 구비하고,
상기 제1 보조 배선은, 상기 제1 검출 유닛에 전기적으로 접속되고,
상기 공통 전극은, 상기 제3 검출 전극의 하방에 위치하고, 상기 제2 제어선, 상기 제5 검출 스위치 및 상기 제6 검출 스위치의 상방에 위치하고,
상기 제1 회로는, 상기 구동 신호를 상기 제2 제어선에 부여하고,
상기 제1 검출 스위치 및 상기 제2 검출 스위치는, 상기 제1 접속 상태에서 상기 제1 신호선과 상기 제1 검출 전극을 전기적으로 접속하고, 상기 제2 접속 상태에서 상기 제1 보조 배선과 상기 제1 검출 전극을 전기적으로 접속하고,
상기 제5 검출 스위치 및 상기 제6 검출 스위치는, 상기 구동 신호에 의해, 상기 제1 신호선과 상기 제3 검출 전극을 전기적으로 접속하는 제1 접속 상태 및 상기 제1 보조 배선과 상기 제3 검출 전극을 전기적으로 접속하는 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환되고,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 센싱 구동 시의 1 센싱 기간에,
상기 구동 신호에 의해 상기 제1 검출 스위치 및 상기 제2 검출 스위치를 상기 제1 접속 상태로 전환하고 상기 제5 검출 스위치 및 상기 제6 검출 스위치를 상기 제2 접속 상태로 전환하고,
상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치를 통해서, 상기 제1 검출 전극에 상기 기입 신호를 기입하고, 상기 제1 검출 전극으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 상기 판독 신호를 판독하고,
상기 제1 보조 배선 및 상기 제6 검출 스위치를 통해서 상기 제3 검출 전극에 상기 전위 조정 신호를 부여하는,
센서.
표시 패널을 구비하고,
상기 표시 패널은,
복수의 제어선과,
복수의 신호선과,
복수의 보조 배선과,
복수의 화소 전극과,
복수의 화소 스위치로서, 각각의 상기 화소 스위치는, 1개의 상기 화소 전극, 1개의 상기 제어선 및 1개의 상기 신호선에 접속된 제1 스위칭 소자와, 1개의 상기 화소 전극, 1개의 상기 제어선 및 1개의 상기 보조 배선에 접속된 제2 스위칭 소자를 갖는 상기 복수의 화소 스위치와,
표시 영역 및 상기 표시 영역의 외측에 배치되고, 상기 복수의 화소 전극의 하방에 위치하고, 상기 복수의 제어선, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 화소 스위치의 상방에 위치한 공통 전극과,
상기 표시 영역의 외측에 배치되고, 상기 복수의 제어선에 접속되고, 구동 신호를 각각의 상기 제어선에 부여하고, 각각의 상기 화소 스위치의 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자의 상태를, 제1 접속 상태 및 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하는, 제1 회로와,
상기 표시 영역의 외측에 배치되고, 상기 복수의 신호선 및 상기 복수의 보조 배선에 접속된 제2 회로를 구비하고,
각각의 상기 화소 전극은, 상기 제1 접속 상태에서, 대응하는 1개의 상기 신호선에 전기적으로 접속되고, 대응하는 1개의 상기 보조 배선으로부터 전기적으로 절연되고,
각각의 상기 화소 전극은, 상기 제2 접속 상태에서, 상기 대응하는 1개의 보조 배선에 전기적으로 접속되고, 상기 대응하는 1개의 신호선으로부터 전기적으로 절연되어 있는,
센서를 구비하는 표시 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 회로 및 상기 제2 회로의 구동을 제어하기 위해 상기 표시 패널에 접속된 제1 검출 유닛을 더 구비하고,
상기 제1 검출 유닛은, 센싱을 행하는 센싱 구동 시에,
상기 표시 영역 중 일부 영역에 위치하는 복수의 화소 전극을 센싱의 대상으로 설정하고, 상기 대상의 복수의 화소 전극의 각각에, 상기 제2 회로, 상기 대응하는 1개의 신호선 및 상기 대응하는 화소 스위치를 통해서 기입 신호를 기입하고, 상기 복수의 화소 전극의 각각으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호를 판독하고,
상기 기입 신호와 동기해서, 위상 및 진폭에 관하여 상기 기입 신호와 동일한 전위 조정 신호를 상기 공통 전극에 부여하는,
센서를 구비하는 표시 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 회로 및 상기 제2 회로의 구동을 제어하기 위해 상기 표시 패널에 접속된 제1 검출 유닛과,
상기 표시 패널의 상기 표시 영역에 위치한 위치 검출 센서와,
상기 위치 검출 센서에 접속된 제2 검출 유닛을 더 구비하고,
상기 제2 검출 유닛은, 피검출부의 위치 정보를 검출하는 위치 검출 구동 시에, 상기 피검출부의 위치 정보를 검출하기 위해 상기 위치 검출 센서를 구동하고,
상기 제1 검출 유닛은, 상기 피검출부의 요철 패턴을 검출하는 센싱 구동 시에, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 피검출부가 위치하는 영역의 복수의 화소 전극을 센싱의 대상으로 설정하고, 상기 대상의 복수의 화소 전극의 각각에, 상기 제2 회로, 상기 대응하는 1개의 신호선 및 상기 대응하는 화소 스위치를 통해서 기입 신호를 기입하고, 상기 복수의 화소 전극의 각각으로부터 상기 기입 신호의 변화를 나타내는 판독 신호를 판독하고, 상기 기입 신호와 동기해서 위상 및 진폭에 관하여 상기 기입 신호와 동일한 전위 조정 신호를 상기 공통 전극에 부여하는,
센서를 구비하는 표시 장치.
제9항에 있어서,
상기 공통 전극의 상방에 위치한 검출 전극을 더 구비하고,
상기 복수의 화소 전극과 상기 검출 전극은, 동일층에 설치되어 있는,
센서를 구비하는 표시 장치.
제1 제어선과,
제1 신호선과,
제1 검출 전극과,
상기 제1 검출 전극, 상기 제1 제어선 및 상기 제1 신호선에 접속된 제1 검출 스위치와,
상기 제1 검출 전극의 하방에 위치하고, 상기 제1 제어선, 상기 제1 신호선 및 상기 제1 검출 스위치의 상방에 위치한 공통 전극과,
상기 제1 제어선에 접속되고, 상기 제1 검출 스위치의 상태를 제1 접속 상태 및 제2 접속 상태 중 어느 한쪽으로 전환하기 위해 상기 제1 제어선에 구동 신호를 부여하는 제1 회로와,
상기 제1 신호선에 접속된 제2 회로를 구비하고,
상기 제1 검출 전극은, 상기 제1 접속 상태에서, 상기 제1 신호선에 전기적으로 접속되고,
상기 제1 검출 전극은, 상기 제2 접속 상태에서, 상기 제1 신호선으로부터 전기적으로 절연되어 있는,
센서.