WO2019171861A1 - 検出装置 - Google Patents

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WO2019171861A1
WO2019171861A1 PCT/JP2019/004113 JP2019004113W WO2019171861A1 WO 2019171861 A1 WO2019171861 A1 WO 2019171861A1 JP 2019004113 W JP2019004113 W JP 2019004113W WO 2019171861 A1 WO2019171861 A1 WO 2019171861A1
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signal
detection
circuit
switching element
electrode
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PCT/JP2019/004113
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田中 仁
多田 正浩
卓 中村
水橋 比呂志
詞貴 後藤
加藤 博文
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株式会社ジャパンディスプレイ
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    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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    • GPHYSICS
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    • H01L29/78633Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device with a light shield
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    • H10K39/30Devices controlled by radiation
    • H10K39/32Organic image sensors

Definitions

  • the present invention relates to a detection device.
  • a detection device in which a plurality of sensors using an organic material is provided on a flexible substrate is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a signal output from the detection electrode changes in accordance with a predetermined physical quantity such as the amount of light irradiated to the organic material and the temperature.
  • Sensors using organic materials may have weak changes in output signals with respect to input light, heat, and the like. In this case, it is necessary to increase the area of each sensor, and high definition becomes difficult. In addition, when the change of the output signal is weak, it may be difficult to separate the output signals between a plurality of sensors.
  • An object of the present invention is to provide a detection device capable of improving detection performance.
  • the detection device of one embodiment of the present invention includes a substrate, an organic material layer provided on the upper side of the substrate and provided at a position overlapping at least 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 each of the plurality of detection electrodes, a first switching element provided on each of the plurality of detection electrodes, and a plurality of gate lines 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 a second direction intersecting the first direction, and a gate drive signal having a potential determined for each of the plurality of gate lines based on a predetermined sign
  • a drive circuit that supplies the first switching elements to the plurality of first switching elements via the plurality of gate lines.
  • FIG. 1 is a plan view showing the detection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the detection device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing a backplane included in the detection device.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an organic sensor layer included in the detection device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V ′ of FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI ′ of FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a drive circuit for one detection electrode.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing the AFE.
  • FIG. 9 is a timing waveform diagram illustrating an example of the operation of the AFE.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing the arrangement of the detection electrodes.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an operation example of code division selection driving by the gate line driving circuit.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an operation example of code division selection driving by the signal line selection circuit.
  • FIG. 13 is a table showing an example of detection operation by the gate line driver circuit and the signal line selection circuit in the first period to the third period.
  • FIG. 14 is a table showing an example of the detection operation by the gate line driving circuit and the signal line selection circuit in the fourth period to the seventh period.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor unit, a gate line driving circuit, and a signal line selection circuit.
  • FIG. 16 is a block diagram of the gate line driving circuit.
  • FIG. 17 is a timing waveform diagram showing various control signals output from the control signal generation circuit.
  • FIG. 18 is a circuit diagram illustrating an example of the first code generation circuit.
  • FIG. 19 is a table showing the relationship between the first control signal and the first partial selection signal.
  • FIG. 20 is a circuit diagram illustrating an example of the second code generation circuit.
  • FIG. 21 is a table showing the relationship between the second control signal, the inverted control signal, and the second partial selection signal.
  • FIG. 22 is a circuit diagram illustrating an example of a third code generation circuit.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a pattern code generated by the third code generation circuit when the inversion control signal is a high level voltage.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a pattern code generated by the third code generation circuit when the inversion control signal is 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.
  • FIG. 26 is a circuit diagram showing a signal line selection circuit.
  • 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.
  • FIG. 29 is a plan view showing a detection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor unit, a gate line driving circuit, and a signal line selection circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 31 is a timing waveform diagram illustrating an operation example of the detection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 32 is a circuit diagram illustrating an AFE and an inverting circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 33 is a plan view showing a detection device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 34 is a circuit diagram showing a drive circuit for one detection region.
  • FIG. 35 is a circuit diagram showing the reset circuit.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the detection apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 37 is a plan view schematically showing the detection apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 38 is a plan view showing the relationship among the detection electrode, the drive electrode, the eighth switching element, and the ninth switching element.
  • FIG. 39 is an enlarged plan view showing a region C4 of FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing the detection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the detection device according to the first embodiment.
  • the detection device 1 includes a sensor unit 10, a gate line drive circuit 15, and a signal line selection circuit 16.
  • a control board 101 is electrically connected to the sensor unit 10 via a flexible printed board 71.
  • the flexible printed circuit board 71 is provided with an analog front end circuit (hereinafter referred to as AFE (Analog Front End) 48.
  • AFE Analog Front End
  • the control circuit board 101 is provided with a control circuit 102 and a power supply circuit 103.
  • an FPGA Field Programmable Gate Array
  • the control circuit 102 supplies a control signal to the sensor unit 10, the gate line driving circuit 15, and the signal line selection circuit 16 to control the detection operation.
  • a voltage signal such as the power supply voltage VDD is supplied to the sensor unit 10 and the gate line driving circuit 15.
  • the detection device 1 further includes a detection control unit 11 and a detection unit 40. Part or all of the functions of the detection control unit 11 are included in the control circuit 102. In addition, a part or all of functions other than the AFE 48 in the detection unit 40 are included in the control circuit 102.
  • the sensor unit 10 is an optical sensor having an organic material layer 31 (see FIG. 5).
  • the organic material layer 31 included in the sensor unit 10 changes in characteristics (for example, voltage-current characteristics and resistance value) according to the irradiated light.
  • the sensor unit 10 outputs a signal corresponding to the amount of light irradiated to the signal line selection circuit 16. Further, the sensor unit 10 detects in accordance with the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL supplied from the gate line drive circuit 15 by code division selection drive (hereinafter, referred to as CDM (Code Division Multiplexing) drive). I do. That is, a plurality of detection electrodes 24 (see FIG. 5) are simultaneously selected by the operation of the gate line driving circuit 15.
  • CDM Code Division Multiplexing
  • the detection control unit 11 is a circuit that supplies control signals to the gate line driving circuit 15, the signal line selection circuit 16, and the detection unit 40, respectively, and controls these operations.
  • the detection control unit 11 includes a drive unit 11a and a clock signal output unit 11b.
  • the drive unit 11 a supplies the power supply voltage VDD to the gate line drive circuit 15.
  • the detection control unit 11 supplies various control signals Vctrl to the gate line driving circuit 15 based on the clock signal from the clock signal output unit 11b.
  • the gate line driving circuit 15 is a circuit that simultaneously selects a plurality of gate lines GCL (see FIG. 7) based on various control signals Vctrl.
  • the gate line driving circuit 15 supplies the first gate driving signal VGH or the second gate driving signal VGL to the plurality of selected gate lines GCL. Thereby, the gate line drive circuit 15 selects the plurality of detection electrodes 24 connected to the gate line GCL.
  • the sensor unit 10 can realize CDM driving by changing the selection state of the detection electrode 24 by the gate line driving circuit 15.
  • the signal line selection circuit 16 is a switch circuit that simultaneously selects a plurality of signal lines SGL (see FIG. 7).
  • the signal line selection circuit 16 performs CDM driving based on the signal line selection signal Vhsel supplied from the detection control unit 11. Thereby, the signal line selection circuit 16 selects the plurality of detection electrodes 24 connected to the signal line SGL.
  • the signal line selection circuit 16 outputs the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2) to the detection unit 40.
  • the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2) are signals obtained by integrating the detection signals of the plurality of selected detection electrodes 24.
  • the detection unit 40 is a circuit that detects a predetermined physical quantity based on the control signal supplied from the detection control unit 11, the first output signal Svh (1), and the second output signal Svh (2) in the CDM drive. is there.
  • the detection unit 40 includes an AFE 48, a signal processing unit 44, a coordinate extraction unit 45, a storage unit 46, and a detection timing control unit 47.
  • the detection timing control unit 47 controls the AFE 48, the signal processing unit 44, and the coordinate extraction unit 45 to operate in synchronization with each other based on the control signal supplied from the detection control unit 11.
  • the output signal Svh when it is not necessary to distinguish between the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2), they are simply expressed as the output signal Svh.
  • the AFE 48 is a signal processing circuit having at least the functions of the detection signal amplification unit 42 and the A / D conversion unit 43.
  • the detection signal amplifier 42 amplifies the output signal Svh.
  • the A / D converter 43 converts the analog signal output from the detection signal amplifier 42 into a digital signal.
  • the signal processing unit 44 is a logic circuit that detects a predetermined physical quantity input to the sensor unit 10 based on the output signal of the AFE 48.
  • the signal processing unit 44 receives the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2) via the signal line selection circuit 16, and calculates the third output signal Svh (3).
  • the signal processing unit 44 receives the calculated third output signal Svh (3) and performs a decoding process based on a predetermined code.
  • the signal processing unit 44 can also perform a process of extracting a difference signal (absolute value
  • the signal processing unit 44 can detect the amount of light irradiated to the sensor unit 10 by comparing the absolute value
  • the storage unit 46 temporarily stores the calculated third output signal Svh (3).
  • the storage unit 46 may be, for example, a RAM (Random Access Memory), a register circuit, or the like.
  • the coordinate extraction unit 45 calculates sensor coordinates based on the difference signal of the decoded signal, and outputs the obtained sensor coordinates as a sensor output Vo.
  • the coordinate extraction unit 45 may output a decoded signal as the sensor output Vo without calculating the sensor coordinates.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing a backplane included in the detection device.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an organic sensor layer included in the detection device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V ′ of FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI ′ of FIGS. 3 and 4.
  • the detection device 1 includes a backplane 2 and an organic sensor layer 3.
  • the organic sensor layer 3 is disposed so as to face the direction perpendicular to the surface of the backplane 2.
  • the backplane 2 is a drive circuit board that drives a sensor for each predetermined detection area.
  • the backplane 2 includes a substrate 21, a TFT layer 22, an insulating layer 23, and a detection electrode 24.
  • the substrate 21 is a glass substrate having translucency capable of transmitting visible light.
  • the substrate 21 may be a translucent resin substrate or resin film made of a resin such as polyimide.
  • the TFT layer 22 is provided on the substrate 21.
  • the TFT layer 22 is provided with circuits such as a gate line driving circuit 15 and a signal line selection circuit 16.
  • the TFT layer 22 includes various wirings such as a first switching element Tr and a second switching element xTr (see FIG. 10) such as a TFT (Thin Film Transistor), a gate line GCL, and a signal line SGL (see FIG. 10). Is provided.
  • the detection electrodes 24 are arranged in a matrix on the upper side of the substrate 21.
  • the detection electrode 24 is provided between the substrate 21 and the organic material layer 31 of the organic sensor layer 3.
  • a conductive material having translucency such as ITO (Indium Tin Oxide) is used.
  • An insulating layer 23 is provided between the detection electrode 24 and the TFT layer 22.
  • the insulating layer 23 is an inorganic insulating layer.
  • an oxide such as silicon oxide (SiO 2 ) or a nitride such as silicon nitride (SiN) is used.
  • the flexible printed board 71 is connected to the frame area GA of the board 21.
  • the detection electrode 24 is electrically connected to the flexible printed circuit board 71 via the signal line SGL and the signal line selection circuit 16.
  • the direction from the substrate 21 toward the organic sensor layer 3 in the direction perpendicular to the surface of the substrate 21 is “upper side”.
  • the direction from the organic sensor layer 3 toward the substrate 21 is “lower side”.
  • plane view indicates a case of viewing from a direction perpendicular to the surface of the substrate 21.
  • the organic sensor layer 3 includes an organic material layer 31, a drive electrode 32, and a protective layer 33.
  • the organic material layer 31 is provided on the plurality of detection electrodes 24.
  • the organic material layer 31 is made of an organic material whose characteristics (for example, voltage-current characteristics and resistance values) change according to the irradiated light. Examples of the organic material layer 31 include C 60 (fullerene), PCBM (Phenyl C61-butyric acid methyl ester), CuPc (Copper phthalocyanine), and F 16 CuPc (low molecular organic materials).
  • the organic material layer 31 can be formed by a vapor deposition type (Dry Process) using these low molecular organic materials.
  • the organic material layer 31 may be, for example, a stacked film of a multilayer film or rubrene and C 60, the CuPc and F 16 CuPc.
  • the organic material layer 31 can also be formed by a coating type (Wet Process).
  • the organic material layer 31 is made of a material in which the above-described low molecular organic material and high molecular organic material are combined.
  • the polymer organic material for example, P3HT (poly (3-hexylthiophene)), F8BT (F8-alt-benzothiadiazole), or the like can be used.
  • the organic material layer 31 can be a film in which P3HT and PCBM are mixed, or a film in which F8BT and PDI are mixed.
  • the drive electrode 32 is provided to face the plurality of detection electrodes 24 with the organic material layer 31 in between in a direction perpendicular to the surface of the substrate 21.
  • An organic material layer 31 is provided between the drive electrode 32 and the detection electrode 24.
  • the drive electrode 32 is in contact with the upper surface of the organic material layer 31, and the detection electrode 24 is in contact with the lower surface of the organic material layer 31.
  • a metal material such as silver (Ag) or aluminum (Al) is used for the drive electrode 32.
  • the drive electrode 32 may be an alloy material including at least one of these metal materials.
  • the protective layer 33 is provided so as to cover the drive electrode 32.
  • the protective layer 33 is a passivation film and is provided to protect the drive electrode 32 and the organic material layer 31.
  • the plurality of detection electrodes 24 are provided in a matrix in the detection area AA of the substrate 21.
  • the plurality of detection electrodes 24 are arranged in the first direction Dx and in the second direction Dy.
  • the detection area AA is an area in which the detection apparatus 1 performs detection.
  • the frame area GA is an area outside the detection area AA.
  • first direction Dx is one direction in a plane parallel to the substrate 21, for example, a direction parallel to the gate line GCL (see FIG. 10).
  • the second direction Dy is one direction in a plane parallel to the substrate 21 and is a direction orthogonal to the first direction Dx. Note that the second direction Dy may intersect the first direction Dx without being orthogonal.
  • the gate line driving circuit 15 and the signal line selection circuit 16 are provided in the frame area GA of the substrate 21.
  • the gate line drive circuit 15 is provided on the side of the frame area GA along the second direction Dy.
  • the signal line selection circuit 16 is provided on a side of the frame area GA along the first direction Dx.
  • the signal line selection circuit 16 is provided between the detection area AA and the flexible printed board 71.
  • a plurality of terminals 25 and drive electrode connection terminals 29 are provided in the frame area GA of the substrate 21.
  • the flexible printed circuit board 71 is connected to the plurality of terminals 25.
  • the drive electrode connection terminal 29 is a terminal for supplying a drive signal VDD_ORG (see FIG. 15) to the drive electrode 32.
  • the drive electrode connection terminal 29 is connected to the flexible printed board 71. As a result, the drive signal VDD_ORG is supplied to the drive electrode connection terminal 29 from the control board 101 (see FIG. 1).
  • the organic material layer 31, the drive electrode 32, and the protective layer 33 are provided up to the outer periphery of the frame area GA and are provided so as to overlap each other.
  • the organic material layer 31 and the drive electrode 32 are provided at least in a region overlapping with the detection region AA shown in FIG.
  • the organic material layer 31 and the drive electrode 32 are provided across the plurality of detection electrodes 24, and have portions that overlap the plurality of detection electrodes 24 and portions that do not overlap the plurality of detection electrodes 24.
  • the organic material layer 31 is applied and formed by, for example, ink jet printing.
  • the organic material layer 31 is a high-resistance material, and the interval between the adjacent detection electrodes 24 is sufficiently large with respect to the thickness of the organic material layer 31. For this reason, a current in the vertical direction flows between each detection electrode 24 and the drive electrode 32, and a current flowing between adjacent detection electrodes 24 is suppressed. Thereby, each of the plurality of detection electrodes 24 functions as an individual sensor.
  • the outer periphery of the organic material layer 31, the drive electrode 32, and the protective layer 33 is provided with a recess 3a that is recessed inward.
  • the recess 3 a is provided at a position overlapping the plurality of terminals 25. Thereby, the plurality of terminals 25 are exposed from the organic material layer 31, the drive electrode 32, and the protective layer 33 and are connected to the flexible printed circuit board 71.
  • the organic material layer 31 is provided with an opening 31 a at a position overlapping the drive electrode connection terminal 29.
  • the drive electrode connection terminal 29 is provided on the substrate 21 via an insulating layer 25A.
  • the drive electrode connection terminal 29 is provided in the same layer as the signal line SGL.
  • a hard coat layer 25B and an insulating layer 23 are provided on the insulating layer 25A.
  • the hard coat layer 25 ⁇ / b> B and the insulating layer 23 are provided with openings 25 ⁇ / b> Ba and 23 a at positions overlapping the drive electrode connection terminals 29.
  • the opening 31a of the organic material layer 31 is provided at a position overlapping the openings 25Ba and 23a.
  • a connection electrode 34 is provided at a position overlapping the opening 31 a of the organic material layer 31. Thereby, the connection electrode 34 is in contact with the drive electrode connection terminal 29.
  • the drive electrode 32 and the protective layer 33 are also provided at a position overlapping the opening 31a. With such a configuration, the drive electrode 32 is electrically connected to the drive electrode connection terminal 29 through the opening 31a.
  • a drive signal VDD_ORG is supplied to the drive electrode 32 from the control board 101 (see FIG. 1) via the flexible printed board 71 and the drive electrode connection terminal 29.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a drive circuit for one detection electrode.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing the AFE.
  • FIG. 9 is a timing waveform diagram illustrating an example of the operation of the AFE.
  • the back plane 2 includes wirings such as a detection electrode 24, a first switching element Tr, a second switching element xTr, a signal line SGL, a gate line GCL, and a reference signal line COM. Is formed.
  • the first switching element Tr and the second switching element xTr are provided corresponding to each detection electrode 24.
  • the signal line SGL is a wiring for outputting the detection signal of each detection electrode 24 to the AFE 48 via the signal line selection circuit 16 (see FIG. 3).
  • the gate line GCL is a wiring that supplies the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL that drive the first switching element Tr and the second switching element xTr.
  • the reference signal line COM is a wiring for supplying the reference signal Vcom (see FIG. 15) to the detection electrode 24.
  • the first switching element Tr is composed of a thin film transistor.
  • the first switching element Tr is composed of an n-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) type TFT.
  • 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. 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.
  • the source of the first switching element Tr is connected to the signal line SGL, the gate is connected to the gate line GCL, and the drain is connected to the detection electrode 24.
  • the drain of the second switching element xTr is connected to the reference signal line COM, the gate is connected to the gate line GCL, and the source is connected to the detection electrode 24.
  • the organic material layer 31 is equivalent to a diode element.
  • the detection electrode 24 is an anode
  • the drive electrode 32 is a cathode.
  • the first switching element Tr When the gate line drive circuit 15 supplies the first gate drive signal VGH to the gate line GCL, the first switching element Tr is turned on.
  • the first switching element Tr connects the detection electrode 24 and the signal line SGL. Thereby, the detection electrode 24 is selected as a detection target.
  • the drive signal VDD_ORG is supplied to the drive electrode 32, a predetermined current Ifh flows through the organic material layer 31.
  • the current Ifh changes based on the characteristic change of the organic material layer 31 according to the irradiated light.
  • the plurality of detection electrodes 24 output the current Ifh from the organic material layer 31 to the signal line SGL as the output signal Svh.
  • the second switching element xTr is turned off by the first gate drive signal VGH.
  • the detection apparatus 1 can detect light.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the second gate drive signal VGL to the gate line GCL
  • the first switching element Tr is turned off.
  • the second switching element xTr is turned on.
  • the second switching element xTr connects the detection electrode 24 and the reference signal line COM.
  • the reference signal Vcom is supplied from the control board 101 to the reference signal line COM.
  • the reference signal Vcom is a voltage signal having a fixed potential.
  • the reference signal Vcom can be a ground potential, for example. Thereby, the fluctuation
  • the semiconductor layer of the first switching element Tr and the second switching element xTr As the material of the semiconductor layers of the first switching element Tr and the second switching element xTr, polysilicon or an oxide semiconductor is used.
  • the semiconductor layer is made of, for example, low temperature polysilicon (LTPS: Low Temperature Polycrystalline Silicon).
  • LTPS Low Temperature Polycrystalline Silicon
  • 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 less. Therefore, circuits such as the gate line driving circuit 15 and the signal line selection circuit 16 can be formed simultaneously on the same substrate as the first switching element Tr and the second switching element xTr.
  • the detection device 1 includes a first switching element Tr and a second switching element xTr. For this reason, when one of the first switching element Tr and the second switching element xTr is turned on, the other is turned off, and the leakage current can be suppressed.
  • the AFE 48 includes an amplifier 481, a capacitor Cf, a first switch SW1, and a second switch SW2.
  • the second switching element xTr and the reference signal line COM are omitted.
  • the first switch SW1 is a switch that controls the detection timing based on a control signal from the detection control unit 11 (see FIG. 2).
  • the second switch SW2 is a switch that resets the AFE 48 based on a control signal from the detection control unit 11 (see FIG. 2).
  • a current Ifh flows from the detection electrode 24 to the signal line SGL.
  • the AFE 48 converts the change in the current Ifh into a change in voltage. Then, the obtained voltage value is integrated and output as a sensor output Vo.
  • the signal processing unit 44 can detect the amount of light applied to the sensor unit 10 by comparing the amplitude (
  • the first switch SW1 is turned off, and the AFE 48 is disconnected from the signal line SGL.
  • the second switch SW2 is turned on.
  • the AFE 48 is reset, and the output signal Svh becomes equal to the ground potential GND.
  • the detection apparatus 1 can detect light by repeating the non-detection period toff and the detection period ton at a predetermined frequency.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing the arrangement of the detection electrodes.
  • the detection electrodes 24 arranged in a matrix of 4 rows and 4 columns will be described as an example for easy understanding, but the present invention is not limited to this.
  • a large number of detection electrodes 24 are arranged in 256 rows and 256 columns.
  • four gate lines GCL (1), GCL (2), GCL (3), GCL (4), two reference signal lines COM (1), COM (2), and four signal lines SGL. (1), SGL (2), SGL (3), and SGL (4) are shown.
  • the gate lines GCL are simply represented. Similarly, it may be expressed as a reference signal line COM and a signal line SGL.
  • the plurality of gate lines GCL and the plurality of signal lines SGL are provided so as to intersect with each other.
  • the plurality of gate lines GCL and the plurality of reference signal lines COM are provided to intersect.
  • the gate line GCL, the signal line SGL, and the reference signal line COM are partitioned in a matrix.
  • the detection electrode 24 is disposed in a region surrounded by the gate line GCL, the signal line SGL, and the reference signal line COM. Each one-compartment region functions as a sensor.
  • the plurality of detection electrodes 24 arranged in the first direction Dx are referred to as first detection electrode blocks BKx.
  • the first detection electrode blocks BKx (1), BKx (2), BKx (3), and BKx (4) are arranged in the second direction Dy.
  • the plurality of first switching elements Tr and second switching elements xTr provided in the first detection electrode block BKx (1) are connected to a common gate line GCL (1).
  • the plurality of first switching elements Tr and second switching elements xTr provided in the first detection electrode block BKx (2) are connected to a common gate line GCL (2).
  • the gate lines GCL (1), GCL (2), GCL (3), and GCL (4) are each connected to the gate line driving circuit 15.
  • the signal line SGL is provided for each detection electrode 24 arranged in the first direction Dx.
  • the plurality of detection electrodes 24 arranged in the second direction Dy along the signal line SGL are referred to as second detection electrode blocks BKy.
  • the second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), and BKy (4) are arranged in the first direction Dx.
  • the plurality of first switching elements Tr provided in the second detection electrode block BKy (1) are connected to the common signal line SGL (1).
  • the plurality of first switching elements Tr provided in the second detection electrode block BKy (2) are connected to the common signal line SGL (2).
  • the signal line SGL is provided for each second detection electrode block BKy.
  • the signal lines SGL (1), SGL (2), SGL (3), and SGL (4) are connected to the signal line selection circuit 16, respectively.
  • the reference signal line COM is provided between the detection electrodes 24 adjacent in the first direction Dx.
  • the detection electrodes 24 adjacent to each other with the reference signal line COM interposed therebetween are connected to the common reference signal line COM via the second switching elements xTr provided therein.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL, each of which has a potential determined for each gate line GCL based on a predetermined code, to each gate line GCL. Thereby, the gate line drive circuit 15 drives to select one or more gate lines GCL from among the plurality of gate lines GCL based on a predetermined code.
  • the gate line drive circuit 15 applies the first gate drive signal VGH to the gate of the first switching element Tr through the selected gate line GCL. Accordingly, one or more first detection electrode blocks BKx are selected as detection targets and connected to the signal line SGL. Further, the gate line driving circuit 15 applies the second gate driving signal VGL to the gate of the second switching element xTr via the gate line GCL to be detected. Accordingly, one or more first detection electrode blocks BKx are selected as non-detection targets and connected to the reference signal line COM.
  • the signal line selection circuit 16 is driven to select one or more signal lines SGL from among the plurality of signal lines SGL based on a predetermined code.
  • the signal line selection circuit 16 connects the selected signal line SGL to one output signal line Lout.
  • the plurality of second detection electrode blocks BKy are connected to the AFE 48 via one output signal line Lout.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an operation example of code division selection driving by the gate line driving circuit.
  • FIG. 11 shows an operation example of CDM driving for the second detection electrode block BKy having four detection electrodes 24 for easy understanding.
  • the detection electrode 24 to be detected is indicated by hatching.
  • the gate line GCL, the gate line drive circuit 15, the first switching element Tr, and the like are not shown.
  • Each detection electrode 24 of the second detection electrode block BKy can be connected to a common signal line SGL by the operation of the first switching element Tr.
  • the gate line driving circuit 15 selects one or a plurality of detection electrodes 24 based on a predetermined code among the detection electrodes 24 of the second detection electrode block BKy.
  • the output signal Sv p is expressed by the following equation (1). That is, the output signal Sv p is represented by the sum of the signal values Si q output from the plurality of detection electrodes 24 to be detected in one second detection electrode block BKy.
  • the signal value Si q is a signal value corresponding to each detection electrode 24 of the first detection electrode block BKx (1), BKx (2), BKx (3), and BKx (4).
  • the signal value Si q is a signal value output according to the light irradiated on the organic material layer 31.
  • the output signal Sv p is an output signal of the second detection electrode block BKy, and is a value obtained by calculating the signal value Si q of the detection electrode 24 selected based on a predetermined sign in the second detection electrode block BKy. It is.
  • the predetermined code is defined by, for example, a square matrix H of the following equation (2).
  • the predetermined code is a code based on a square matrix whose elements are “1” or “ ⁇ 1”, “1” or “0”, and any two different rows are orthogonal matrices, for example, a Hadamard matrix. .
  • the order of the square matrix H is 4, which is the number of the detection electrodes 24 included in the second detection electrode block BKy, that is, the number of the four first detection electrode blocks BKx.
  • the second detection electrode block BKy including the four detection electrodes 24 will be described.
  • the present invention is not limited to this, and the number of detection electrodes 24 included in the second detection electrode block BKy is two, three, or There may be five or more. In this case, the order of the square matrix H is also changed according to the number of detection electrodes 24.
  • the gate line driving circuit 15 responds to the selection signal corresponding to the first row of the square matrix H by the first gate driving signal VGH and the second gate driving signal VGL. Is supplied to each gate line GCL. Thereby, the detection electrode 24 to be detected is selected.
  • the detection electrode 24 is selected according to the selection signal corresponding to the second row of the square matrix H.
  • the detection electrode 24 is selected according to the selection signal corresponding to the third row of the square matrix H.
  • the detection electrode 24 is selected according to the selection signal corresponding to the fourth row of the square matrix H.
  • the gate line driving circuit 15 applies the first gate driving signal VGH whose potential is determined in accordance with the component “1” in the first row of the square matrix H to each gate line GCL.
  • the first switching element Tr is turned on by the first gate drive signal VGH, and the four detection electrodes 24 are connected to the common signal line SGL. Thereby, the four detection electrodes 24 are selected as the first detection target.
  • the detection electrode 24 to be detected first outputs the first output signal Sv 0 (1) to the AFE 48 via the signal line SGL.
  • the first output signal Sv 0 (1) is a signal in which the detection signals of the four detection electrodes 24 are integrated.
  • the detection electrode 24 is not selected as the second detection target corresponding to the component “ ⁇ 1”.
  • the gate line drive circuit 15 supplies the second gate drive signal VGL to the gate line GCL corresponding to each detection electrode 24. Therefore, the signal value of the second output signal Sv 0 (2) is 0.
  • the gate line drive circuit 15 supplies each gate line GCL with the first gate drive signal VGH whose potential is determined corresponding to the component “1” in the second row of the square matrix H. To do. Thereby, the two detection electrodes 24 belonging to the first detection electrode blocks BKx (1) and BKx (3) are selected as the first detection target.
  • the detection electrode 24 to be detected first outputs the first output signal Sv 1 (1) to the AFE 48 via the signal line SGL.
  • the gate line drive circuit 15 applies the first gate drive signal VGH having a potential corresponding to the component “ ⁇ 1” in the second row of the square matrix H to each gate line GCL. Supply.
  • the two detection electrodes 24 belonging to the first detection electrode blocks BKx (2) and BKx (4) are selected as the second detection target.
  • the detection electrode 24 as the second detection target outputs the second output signal Sv 1 (2) to the AFE 48 via the signal line SGL.
  • the gate line driving circuit 15 selects the first detection target corresponding to the component “1” in the third row of the square matrix H.
  • the gate line driving circuit 15 selects the second detection target corresponding to the component “ ⁇ 1” in the third row of the square matrix H.
  • the gate line driving circuit 15 selects the first detection target corresponding to the component “1” in the fourth row of the square matrix H.
  • the gate line driving circuit 15 selects the second detection target corresponding to the component “ ⁇ 1” in the fourth row of the square matrix H.
  • the signal processing unit 44 calculates four third output signals Sv 0 (3), Sv 1 (3), Sv 2 (3), and Sv 3 (3). Then, the signal processing unit multiplies the four third output signals Sv 0 (3), Sv 1 (3), Sv 2 (3), and Sv 3 (3) with the square matrix H and decodes them. As a result, the detection device 1 can obtain a signal strength that is four times higher without increasing the voltage value of the drive voltage VDD_ORG. Further, the detection device 1 can increase the signal intensity without increasing the area of the detection electrode 24. Therefore, the detection apparatus 1 can detect high-definition light.
  • the third output signal Sv p (3) is obtained from the difference between the first output signal Sv p (1) and the second output signal Sv p (2).
  • the detection apparatus 1 can improve detection reliability.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining an operation example of code division selection driving by the signal line selection circuit.
  • FIG. 12 shows an operation example of CDM driving for the first detection electrode block BKx having four detection electrodes 24 for easy understanding.
  • the signal line selection circuit 16 connects the plurality of signal lines SGL to the common output signal line Lout based on a predetermined code. Thereby, the signal line selection circuit 16 selects one or a plurality of detection electrodes 24 based on a predetermined code in the first detection electrode block BKx.
  • the signal value output from each detection electrode 24 is defined as a signal value Si q .
  • a signal value obtained by integrating the signal values Si q of the selected detection electrodes 24 is output as an output signal Sh p via the output signal line Lout. That is, the output signal Sh p is represented by the sum of the signal values Si q output from the plurality of detection electrodes 24 in one first detection electrode block BKx.
  • the predetermined code is defined by, for example, the square matrix H of the above-described formula (2).
  • the predetermined code may be a code based on a Hadamard matrix, for example, and may be another square matrix.
  • the signal line selection circuit 16 connects the four signal lines SGL corresponding to the component “1” in the first row of the square matrix H to the common output signal line Lout by the operation of the third switch SW3. To do. Thereby, the detection electrode 24 of the first detection target outputs the first output signal Sh 0 (1) to the AFE 48 via the common output signal line Lout.
  • the first output signal Sh 0 (1) is a signal in which the detection signals of the four detection electrodes 24 are integrated.
  • the signal line selection circuit 16 shares the four signal lines SGL by the operation of the third switch SW3. Is disconnected from the output signal line Lout. That is, the detection electrode 24 is not selected as the second detection target corresponding to the component “ ⁇ 1”. Therefore, the signal value of the second output signal Sh 0 (2) is 0.
  • the signal line selection circuit 16 changes the signal line SGL corresponding to the component “1” in the second row of the square matrix H to the common output signal line by the operation of the third switch SW3. Connect to Lout. Thereby, the two detection electrodes 24 belonging to the second detection electrode blocks BKy (1) and BKy (3) are selected as the first detection target.
  • the detection electrode 24 as the first detection target outputs the first output signal Sh 1 (1) to the AFE 48 via the output signal line Lout.
  • the signal line selection circuit 16 changes the signal line SGL corresponding to the component “ ⁇ 1” in the second row of the square matrix H to the common output signal by the operation of the third switch SW3. Connect to line Lout. Thereby, the two detection electrodes 24 belonging to the second detection electrode blocks BKy (2) and BKy (4) are selected as the second detection target.
  • the second detection target detection electrode 24 outputs the second output signal Sh 1 (2) to the AFE 48 via the output signal line Lout.
  • the signal line selection circuit 16 selects the first detection target corresponding to the component “1” in the third row of the square matrix H.
  • the signal line selection circuit 16 selects the second detection target corresponding to the component “ ⁇ 1” in the third row of the square matrix H.
  • the signal line selection circuit 16 selects the first detection target corresponding to the component “1” in the fourth row of the square matrix H.
  • the signal line selection circuit 16 selects the second detection target corresponding to the component “ ⁇ 1” in the fourth row of the square matrix H.
  • the signal processing unit 44 calculates four third output signals Sh 0 (3), Sh 1 (3), Sh 2 (3), and Sh 3 (3). Then, the signal processing unit 44 multiplies the four third output signals Sh 0 (3), Sh 1 (3), Sh 2 (3), and Sh 3 (3) with the square matrix H and decodes them. As a result, the detection device 1 can obtain a signal strength four times higher without increasing the voltage value of the drive voltage VDD_ORG.
  • FIG. 13 is a table showing an example of detection operation by the gate line driver circuit and the signal line selection circuit in the first period to the third period.
  • FIG. 14 is a table showing an example of the detection operation by the gate line driving circuit and the signal line selection circuit in the fourth period to the seventh period.
  • the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL supplied to the gate lines GCL (1), GCL (2), GCL (3), GCL (4) This is shown for every two periods ta2 and third period ta3.
  • the AFE 48 or the reference signal VR to which the second detection electrode block BKy (1), BKy (2), BKy (3), BKy (4) is connected is displayed from the first partial period tb1 to the seventh part. This is shown for each period tb7.
  • FIG. 14 also shows the fourth period ta4 to the seventh period ta7.
  • 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. In addition, you may change the order of each period suitably.
  • the gate line driving circuit 15 receives the first gate driving signal VGH and the second gate driving signal VGL, the potentials of which are determined based on the predetermined sign shown in the equation (2). Supply to the gate line GCL. Specifically, in the first period ta1, the gate line driving circuit 15 corresponds to the component “1” in the first row of Expression (2), and all the gate lines GCL (1), GCL (2), The first gate drive signal VGH is supplied to GCL (3) and GCL (4). Note that the first period ta1x shown in FIG. 11 can be omitted because the component “ ⁇ 1” in the first row of the square matrix H does not exist.
  • the gate line drive circuit 15 applies the first gate drive signal VGH to the gate lines GCL (1) and GCL (3) corresponding to the component “1” in the second row of Expression (2). Supply.
  • the gate line driving circuit 15 applies the second gate driving to the gate lines GCL (2) and GCL (4) corresponding to the component “ ⁇ 1” in the second row of Expression (2).
  • a signal VGL is supplied.
  • the gate line driving circuit 15 supplies the first gate driving signal VGH and the second gate driving signal VGL corresponding to each component of Expression (2) to the gate line GCL. To do. Thereby, the detection electrode 24 of the 1st detection object and the detection electrode 24 of the 2nd detection object of a different combination for every period are selected.
  • the signal line selection circuit 16 connects the signal line SGL corresponding to the predetermined code shown in Expression (2) to one output signal line Lout. Thereby, the signal line selection circuit 16 selects the second detection electrode block BKy. Specifically, in the first partial period tb1, the signal line selection circuit 16 corresponds to the component “1” in the first row of Expression (2), and all the second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), BKy (4) are selected. The second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), and BKy (4) are connected to the AFE 48 via the output signal line Lout.
  • the detection of the first detection target or the second detection target selected by the gate line driving circuit 15 among the second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), and BKy (4).
  • the electrode 24 is connected to the output signal line Lout.
  • the first output signal Svh 0 (1) is output from the second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), and BKy (4) to the AFE 48.
  • the first output signal Svh 0 (1) is a detection electrode that is a first detection target among the plurality of second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), and BKy (4).
  • the 24 signals are integrated signals.
  • the second output signal Svh 0 (0) is a second detection electrode 24 of the plurality of second detection electrode blocks BKy (1), BKy (2), BKy (3), BKy (4). Are integrated signals.
  • the signal processing unit 44 acquires the first output signal Svh 0 (1) of the first partial period tb1 as the third output signal Svh 0 (3).
  • the signal line selection circuit 16 selects the second detection electrode blocks BKy (1) and BKy (3) corresponding to the component “1” in the second row of Expression (2).
  • the second detection electrode blocks BKy (1) and BKy (3) are connected to the AFE 48 via the output signal line Lout.
  • the first output signal Svh 1 (1) is output from the second detection electrode blocks BKy (1) and BKy (3) to the AFE 48.
  • the first detection target or the second detection target detection electrode 24 selected by the gate line driving circuit 15 is connected to the output signal line Lout.
  • the reference signal VR is supplied to the non-selected second detection electrode blocks BKy (2) and BKy (4).
  • the signal line selection circuit 16 selects the second detection electrode blocks BKy (2) and BKy (4) corresponding to the component “ ⁇ 1” in the second row of Expression (2). .
  • the second detection electrode blocks BKy (2) and BKy (4) are connected to the AFE 48 via the output signal line Lout.
  • the second output signal Svh 1 (2) (see FIG. 12) is output to the AFE 48 from the second detection electrode blocks BKy (2), BKy (4).
  • the first detection target or the second detection target detection electrode 24 selected by the gate line driving circuit 15 is connected to the output signal line Lout.
  • the reference signal VR is supplied to the non-selected second detection electrode blocks BKy (1) and BKy (3).
  • the signal processing unit 44 includes a first output signal Svh 1 of the second partial periods tb2 (1), from the difference between the second output signal Svh 1 of the third sub-period tb3 (2), the third output signal Svh 1 ( 3) is calculated.
  • the signal line selection circuit 16 selects the second detection electrode block BKy from the fourth partial period tb4 to the seventh partial period tb7 based on the predetermined sign of Expression (2).
  • the signal processing unit 44 performs the four third output signals Svh 0 (3), Svh 1 (3), Svh 2 (3), and Svh 3 (3) from the first partial period tb1 to the seventh partial period tb7. ) To get.
  • the signal processing unit 44 performs four third output signals Svh 0 (3), Svh 1 (3), and Svh 2 (3) from the first period ta1 to the seventh period ta7. ), Svh 3 (3).
  • the signal processing unit 44 acquires 16 third output signals Svh (3) in total. Then, the signal processing unit 44 calculates a decoded signal for each detection electrode 24 by decoding the third output signal Svh (3). As a result, the detection apparatus 1 can perform CDM driving by the gate line driving circuit 15 and the signal line selection circuit 16.
  • the detection electrode 24 and the signal line selection circuit 16 are provided on the substrate 21.
  • the plurality of detection electrodes 24 are connected to one AFE 48 via the output signal line Lout. Thereby, even when the number of detection electrodes 24 is increased, the number of AFEs 48 can be reduced. Further, the number of wirings connecting the substrate 21 and the AFE 48 can be suppressed.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor unit, a gate line driving circuit, and a signal line selection circuit.
  • FIG. 16 is a block diagram of the gate line driving circuit.
  • the substrate 21 is provided with a sensor unit 10, a gate line driving circuit 15, and a signal line selection circuit 16. Further, the substrate 21 is provided with a control signal generation circuit 17, inverters 153 and 154, and a protection circuit 155.
  • the protection circuit 155 includes a protection resistance element and a protection diode. Various signals supplied from the control board 101 (see FIG. 1) are supplied to the control signal generation circuit 17, the gate line driving circuit 15, and the signal line selection circuit 16 through the protection circuit 155. The output signal line Lout of the signal line selection circuit 16 is connected to the AFE 48 without passing through the protection diode of the protection circuit 155. Thereby, the fall of the signal strength output from the sensor part 10 can be suppressed.
  • the inverter 153 receives the reset signal RST from the control board 101 and outputs the inverted reset signal xRST to the control signal generation circuit 17.
  • the inverted reset signal xRST is a voltage signal obtained by inverting the reset signal RST.
  • the inverter 154 receives the clock signal CLK from the control board 101 and outputs the inverted clock signal xCLK to the control signal generation circuit 17.
  • the inverted clock signal xCLK is a voltage signal obtained by inverting the clock signal CLK.
  • the control signal generation circuit 17 generates various control signals based on the reset signal RST, the clock signal CLK, the ground potential GND, and the power supply voltage VDD supplied from the external control board 101.
  • the control signal generation circuit 17 supplies various control signals to the gate line driving circuit 15.
  • FIG. 17 is a timing waveform diagram showing various control signals output from the control signal generation circuit.
  • the control signal generation circuit 17 outputs an inversion control signal Vs, first control signals Va1, Va2, Va3 and second control signals Vb1, Vb2, Vb3.
  • the inversion control signal Vs is supplied to the inversion input terminal S of the second code generation circuit 13.
  • the first control signals Va1, Va2, Va3 are respectively supplied to the first input terminals A1, A2, A3 of the first code generation circuit 12.
  • the second control signals Vb1, Vb2, and Vb3 are supplied to the second input terminals B1, B2, and B3 of the second code generation circuit 13, respectively.
  • 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 1 ⁇ 2 of the frequency of the second control signal Vb3.
  • a second control signal Vb1 and a first control signal Va3, Va2, Va1 are output from the control signal generation circuit 17, respectively.
  • the gate line driving circuit 15 includes a first code generation circuit 12, a second code generation circuit 13, a third code generation circuit 14, a buffer circuit 151, a level shifter 152, Have That is, the first code generation circuit 12, the second code generation circuit 13, the third code generation circuit 14, the buffer circuit 151, and the level shifter 152 are provided in the frame area GA of the substrate 21. In FIG. 16, the buffer circuit 151 and the level shifter 152 are omitted.
  • the first code generation circuit 12, the second code generation circuit 13, and the third code generation circuit 14 are decoder circuits.
  • the first code generation circuit 12 generates a first partial selection signal Vd (see FIGS. 18 and 19) based on the first control signals Va1, Va2, and Va3, and the first code selection circuit Vd generates the first partial selection signal Vd.
  • the second code generation circuit 13 generates a second partial selection signal Vf (see FIGS. 20 and 21) based on the second control signals Vb1, Vb2, and Vb3, and the second partial selection signal Vf is generated by the third code generation circuit 14.
  • the third code generation circuit 14 is, for example, an exclusive OR (XOR) circuit.
  • the third code generation circuit 14 generates a first selection signal Vc based on the first partial selection signal Vd and the second partial selection signal Vf, and supplies a signal based on the first selection signal Vc to the gate line GCL.
  • the first code generation circuit 12 includes first input terminals A1, A2, A3, a terminal to which the power supply voltage VDD is input, and a plurality of output terminals Ya1, Ya2,..., Ya8. Have.
  • the number of output terminals Ya1, Ya2,..., Ya8 of the first code generation circuit 12 is eight.
  • the first control signals Va1, Va2, Va3 are input from the control signal generation circuit 17 to the first input terminals A1, A2, A3.
  • the first code generation circuit 12 is a circuit that generates the first partial selection signal Vd based on the first control signals Va1, Va2, and Va3.
  • the first code generation circuit 12 outputs the first partial selection signal Vd from the output terminals Ya1, Ya2,..., Ya8 to the first selection signal lines LSa1, LSa2,.
  • the first partial selection signal Vd is a signal whose phase is determined for each of the plurality of gate lines GCL.
  • the second code generation circuit 13 has second input terminals B1, B2, and B3, an inverting input terminal S, and a plurality of output terminals Yb1, Yb2, ..., Yb8. In the present embodiment, the number of output terminals Yb1, Yb2,..., Yb8 of the second code generation circuit 13 is eight.
  • Second control signals Vb1, Vb2, and Vb3 are input from the control signal generation circuit 17 to the second input terminals B1, B2, and B3. Further, the inverted control signal Vs is input from the control signal generation circuit 17 to the second code generation circuit 13.
  • the second code generation circuit 13 is a circuit that generates the second partial selection signal Vf based on the second control signals Vb1, Vb2, Vb3 and the inversion control signal Vs.
  • the inversion control signal Vs is a signal for inverting the components “1” and “ ⁇ 1” of a predetermined sign.
  • the second code generation circuit 13 outputs the second partial selection signal Vf from the output terminals Yb1, Yb2,..., Yb8 to the second selection signal lines LSb1, LSb2,.
  • the second partial selection signal Vf is a signal whose phase is determined for each drive signal supply line block BKL.
  • the level shifter 152 is provided between the first code generation circuit 12 and the second code generation circuit 13 and the third code generation circuit 14.
  • the level shifter 152 is a circuit that changes the voltage (amplitude) of an input signal and outputs the changed signal. Specifically, the level shifter 152 receives the first partial selection signal Vd from the first code generation circuit 12 and temporarily holds it. The level shifter 152 receives the second partial selection signal Vf from the second code generation circuit 13 and temporarily holds it. The level shifter 152 changes the voltage level of the first selection signal Vc according to the power supply voltages VDD and VSS supplied from the control board 101. The amplitudes of the first partial selection signal Vd and the second partial selection signal Vf are increased and output to the third code generation circuit 14. The level shifter 152 may be provided on the output side of the third code generation circuit 14.
  • a plurality of gate lines GCL (1), GCL (2),..., GCL (n) are arranged.
  • the gate lines GCL are provided corresponding to the first detection electrode blocks BKx (see FIG. 10), respectively.
  • Each of the drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2,... SBKL7, sBKL8 includes eight drive signal supply lines Ld.
  • the first selection signal lines LSa1, LSa2,..., LSa8 are connected to one drive signal supply line Ld for each drive signal supply line partial block sBKL. Thereby, the first selection signal lines LSa1, LSa2,..., LSa8 are connected in parallel to the plurality of drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2,. The first selection signal lines LSa1, LSa2,..., LSa8 are connected to different drive signal supply lines Ld. 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.
  • 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,.
  • 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, sBKL8, respectively.
  • the second selection signal lines LSb1, LSb2,..., LSb8 are connected to the third code generation circuits 14-1, 14-2,.
  • the second selection signal lines LSb1, LSb2,..., LSb8 are connected to the drive signal supply line partial blocks sBKL1, sBKL2,.
  • One third code generation circuit 14 is connected to a plurality of first selection signal lines LSa and to one second selection signal line LSb.
  • the plurality of first selection signal lines LSa and the plurality of second selection signal lines LSb are provided to intersect with the drive signal supply line Ld in plan view.
  • the plurality of third code generation circuits 14 generates a first selection signal Vc based on the first partial selection signal Vd and the second partial selection signal Vf, and sends the first selection signal Vc to the buffer circuit 151 (see FIG. 15). Supply.
  • the buffer circuit 151 temporarily holds the first selection signal Vc supplied from the third code generation circuit 14.
  • the buffer circuit 151 supplies the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL corresponding to the first selection signal Vc to the plurality of selected gate lines GCL substantially simultaneously.
  • FIG. 18 is a circuit diagram illustrating an example of the first code generation circuit.
  • FIG. 19 is a table showing the relationship between the first control signal and the first partial selection signal.
  • the first code generation circuit 12 includes a plurality of exclusive OR circuits 51-1, 51-2,..., 51-7.
  • the exclusive OR circuits 51-1, 51-2,..., 51-7 include one of the first control signals Va1, Va2, Va3 and the output signal from the power supply voltage VDD or another exclusive OR circuit 51. Is entered.
  • the exclusive OR circuits 51-1, 51-2,..., 51-7 use the first partial selection signals Vd2, Vd3,. Output to lines LSa2,..., LSa8. Further, the same signal as the power supply voltage VDD is output to the first selection signal line LSa1 as the first partial selection signal Vd1.
  • the first code generation circuit 12 generates first partial selection signals Vd1, Vd2,..., Vd8 corresponding to the first control signals Va1, Va2, Va3 and the power supply voltage VDD according to the truth table shown in FIG. In FIG. 19, “1” is assigned when each signal is a high level voltage, and “0” is assigned when each signal is a low level voltage. Thereby, the first code generation circuit 12 outputs the first partial selection signals Vd1, Vd2,..., Vd8 whose phases are determined based on a predetermined code to each drive signal supply line partial block sBKL.
  • the predetermined code is defined by a square matrix of the following formula (3). The order of the square matrix is 8, which is the number of output terminals Ya1, Ya2,..., Ya8 of the first code generation circuit 12.
  • the first code generation circuit 12 outputs first partial selection signals Vd1, Vd2,..., Vd8 for each period tc1, tc2,.
  • the first partial selection signals Vd1, Vd2,..., Vd8 are turned on and off in different patterns during the periods tc1, tc2,.
  • the first partial selection signals Vd1, Vd2,..., Vd8 have eight combinations of on and off combinations, the same as the number of output terminals Ya1, Ya2,.
  • 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, the inverted control signal, and the second partial selection signal.
  • the second code generation circuit 13 includes a plurality of exclusive OR circuits 52-1, 52-2,..., 52-7, and an inverter 53.
  • the inverter 53 is a circuit that generates a second partial selection signal Vf1 that is a voltage signal obtained by inverting the inversion control signal Vs.
  • the inverter 53 outputs the second partial selection signal Vf1 to the second selection signal line LSb1. That is, the inverter 53 outputs a low level voltage signal when the inversion control signal Vs is a high level voltage, and outputs a high level voltage signal when the inversion control signal Vs is a low level voltage.
  • the exclusive OR circuits 52-1, 52-2,..., 52-7 include any one of the second control signals Vb1, Vb2, and Vb3, an output signal from the inverter 53, or another exclusive OR circuit 52. Output signal is input.
  • the inversion control signal Vs and the second control signals Vb1, Vb2, and Vb3 are output signals from the control signal generation circuit 17 shown in FIG.
  • the exclusive OR circuits 52-1, 52-2,..., 52-7 use the second select signal as the second partial selection signals Vf2, Vf3,. Output to lines LSb2, LSb3,..., LSb8.
  • the inverter 53 is not essential, and the second code generation circuit 13 may output the inversion control signal Vs as the second partial selection signal Vf1.
  • the second code generation circuit 13 generates the second partial selection signal Vf corresponding to the second control signals Vb1, Vb2, Vb3 and the inverted control signal Vs according to the truth table shown in FIG. Thereby, the second code generation circuit 13 drives the second partial selection signals Vf1, Vf2,..., Vf8 whose phases are determined based on a predetermined code for each period td1, td2,.
  • the signal is output to the signal supply line partial block sBKL.
  • the predetermined code is defined by a square matrix of Expression (2).
  • the second code generation circuit 13 outputs the second partial selection signals Vf1, Vf2,..., Vf8 from the output terminals Yb1, Yb2,..., Yb8 for each period td1, td2,.
  • the second partial selection signals Vf1, Vf2,..., Vf8 have different on / off patterns in the periods td1, td2,.
  • the second code generation circuit 13 since the inversion control signal Vs is input, the second code generation circuit 13 includes a combination pattern in which the on / off states of the second partial selection signals Vf1, Vf2,. Specifically, in the periods td1, td3, td5, td7, td9, td11, td13, and td15, the inversion control signal Vs is off, and the periods td2, td4, td6, td8, td10, td12, td14, and td16 are The inversion control signal Vs is on. For example, in the period td1 and the period td2, a combination pattern in which the on / off states of the second partial selection signals Vf1, Vf2,. For this reason, the number of ON / OFF combination patterns of the second partial selection signals Vf1, Vf2,..., Vf8 is 16, which is twice the number of output terminals Yb1, Yb2,.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing an example of the third code generation circuit.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a pattern code generated by the third code generation circuit when the inversion control signal is a high level voltage.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a pattern code generated by the third code generation circuit when the inversion control signal is 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.
  • FIG. 22 shows the 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.
  • 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 code generation circuit 12 to the exclusive OR circuits 54-1, 54-2,.
  • the second partial selection signal Vf1 is input from the second code generation circuit 13 to the exclusive OR circuits 54-1, 54-2,..., 54-8, respectively.
  • the exclusive OR circuits 54-1, 54-2,..., 54-8 calculate the exclusive OR of the first partial selection signals Vd1, Vd2,..., Vd8 and the second partial selection signal Vf1.
  • the values calculated by the exclusive OR circuits 54-1, 54-2,..., 54-8 serve as the first selection signal Vc via the drive signal supply lines Ld1, Ld2,. ), GCL (2),..., GCL (8).
  • the third code generation circuits 14-2, 14-3,..., 14-8 shown in FIG. 16 also receive the first partial selection signals Vd1, Vd2,.
  • An exclusive OR with Vf2, Vf3,..., Vf8 is calculated.
  • the combination pattern of the first partial selection signal Vd is 8.
  • the pattern code shown in FIG. 24 is obtained by inverting “0” and “1” of the pattern code shown in FIG.
  • the first code generation circuit 12, the second code generation circuit 13, and the third code generation circuit 14 generate the first selection signal Vc according to the pattern code shown in FIGS. 23 and 24 according to the truth table shown in FIG. To do.
  • the gate line driving circuit 15 generates a high level voltage signal as the first selection signal Vc corresponding to the pattern code component “1”. Further, the gate line driving circuit 15 generates a low level voltage signal as the first selection signal Vc corresponding to the component “0” of the pattern code.
  • the first gate drive signal VGH is supplied to the gate line GCL corresponding to the pattern code component “1”
  • the second gate drive signal VGL is supplied to the gate line GCL corresponding to the pattern code component “0”.
  • the period in which the inversion control signal Vs is 1 and the period in which the inversion control signal Vs is 0 are executed alternately. Therefore, the detection time interval between the first output signal Svh (1) and the second output signal Svh (2) is shortened. Therefore, even when a noise component enters 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 detection apparatus 1 can improve detection accuracy.
  • 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.
  • the period in which the inversion control signal Vs is 1 may be continuously executed a plurality of times.
  • the detection apparatus 1 of the present embodiment includes the substrate 21, the organic material layer 31 that is provided on the upper side of the substrate 21 and detects a predetermined physical quantity, and the substrate 21 and the organic material in a direction perpendicular to the substrate 21.
  • a plurality of detection electrodes 24 provided between the layers 31, a first switching element Tr provided on each of the plurality of detection electrodes 24, and connected to the first switching element Tr and extending in the first direction Dx.
  • the gate line driving circuit 15 receives a plurality of first driving signals (first gate driving signal VGH and second gate driving signal VGL) whose potentials are determined based on a predetermined code via a plurality of gate lines GCL. It supplies to each switching element Tr.
  • CDM driving is performed by the gate line driving circuit 15 in the first detection electrode block BKx (see FIG. 10). For this reason, even if it is a case where the electric current value which flows into the detection electrode 24 from the organic material layer 31 according to the irradiated light is weak, detection accuracy can be improved.
  • the detection accuracy can be improved by suppressing signal delay as compared with the case where the first selection signal Vc is supplied to all the gate lines GCL, for example, by a shift register.
  • the substrate 21 is provided with the gate line driving circuit 15 and the control signal generation circuit 17. For this reason, the number of terminals for connecting the substrate 21 and the control substrate 101 can be suppressed. Thereby, the detection apparatus 1 can suppress the circuit scale of the gate line drive circuit 15, and can reduce manufacturing cost.
  • the third code generation circuit 14 may calculate the negation (Xnor) of the exclusive OR of the first partial selection signal Vd and the second partial selection signal Vf.
  • it may be a circuit that performs an operation that is substantially equal to the logical operation of exclusion of exclusive OR or negative of other OR.
  • the configurations of the first code generation circuit 12 and the second code generation circuit 13 may be appropriately changed in the same manner.
  • FIG. 26 is a circuit diagram showing a signal line selection circuit.
  • twelve signal lines SGL are shown from the signal line SGL (1) to the signal line SGL (12).
  • the signal line selection circuit 16 includes a third switching element Tra, a fourth switching element Trax, a reference signal supply line Lr0, third selection signal lines Lr1, Lr2,..., Lr6 and an output signal line Lout.
  • One output signal line Lout is provided corresponding to the signal lines SGL (1) to SGL (6).
  • One output signal line Lout is provided corresponding to the signal lines SGL (7) to SGL (12).
  • the output signal lines Lout are each connected to the AFE 48.
  • the signal line selection circuit 16 connects the selected signal line SGL among the plurality of signal lines SGL to the AFE 48 based on the signal line selection signal Vhsel. Thereby, the signal line selection circuit 16 selects the detection electrode 24 (second detection electrode block BKy) to be detected.
  • the signal line selection signal Vhsel is output from a code generation circuit (not shown) similar to the second code generation circuit 13 shown in FIG.
  • a code generation circuit that generates the signal line selection signal Vhsel may be included in the signal line selection circuit 16.
  • the code generation circuit is provided on the same substrate 21 as the signal line selection circuit 16.
  • the signal line selection circuit 16 may be configured not to include a code generation circuit.
  • the code generation circuit is provided on the external control board 101, and the external control board 101 can output the signal line selection signal Vhsel.
  • 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 a square matrix of Equation (3).
  • the six signal line selection signals Vhsel1, Vhsel2,..., Vhsel6 are supplied to the third selection signal lines Lr1, Lr2,.
  • the signal line selection signals Vhsel1, Vhsel2,..., Vhsel6 are generated based on, for example, arbitrary six components among the eight components included in each row of Expression (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,.
  • 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 the on and off are reversed. That is, when the third switching element Tra is on, the fourth switching element Trax is off. When the third switching element Tra is off, the fourth switching element Trax is turned on.
  • connection state between the signal line SGL and the output signal line Lout is switched by the operations of the third switching element Tra and the fourth switching element Trax.
  • the signal line SGL is connected to the output signal line Lout
  • the fourth switching element Trax is on, the signal line SGL is connected to the reference signal supply line Lr0.
  • 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” in the expression (3) is supplied, the fourth switching element Trax is turned on. Accordingly, the second detection electrode block BKy connected to the signal line SGL is selected based on a predetermined code, similarly to the CDM driving operation example shown in FIG.
  • the selected signal lines SGL are 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 AFE 48.
  • the non-selected signal line SGL is connected to the reference signal supply line Lr0 and supplied with the reference signal VR.
  • 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 supplied with the reference signal VR.
  • the signal processing unit 44 calculates a third output signal Sh (3) that is a difference value between the first output signal Sh (1) and the second output signal Sh (2).
  • the signal processing unit 44 can calculate a decoded signal for each second detection electrode block BKy by decoding the third output signal Sh (3).
  • 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.
  • the detection electrode 24 is indicated by a two-dot chain line for easy viewing of the drawing.
  • the first switching element Tr includes a semiconductor layer 61, a source electrode 62, a drain electrode 63, and a gate electrode 64.
  • a material used for the semiconductor layer 61 is, for example, low-temperature polysilicon.
  • the semiconductor layer 61 is provided along the second direction Dy and intersects the gate line GCL in plan view. A portion of the gate line GCL that overlaps with the semiconductor layer 61 functions as the gate electrode 64. In addition, a channel region is formed in a portion of the semiconductor layer 61 that overlaps with the gate line GCL.
  • One end of the semiconductor layer 61 is connected to the source electrode 62 through the contact hole H1. The other end of the semiconductor layer 61 is connected to the drain electrode 63 via the contact hole H2.
  • the source electrode 62 is electrically connected to the signal line SGL. Further, the drain electrode 63 is electrically connected to the connection portion 68. Connection portion 68 is connected to detection electrode 24 through contact hole H5. The gate electrode 64 is electrically connected to the gate line GCL. With such a configuration, the first switching element Tr can switch between connection and disconnection between the detection electrode 24 and the signal line SGL.
  • the second switching element xTr has a semiconductor layer 61a, a source electrode 62a, a drain electrode 63a, and a gate electrode 64a.
  • the semiconductor layer 61a is provided along the second direction Dy and intersects the gate electrode 64a in plan view.
  • a channel region is formed in a portion of the semiconductor layer 61a that overlaps with the gate electrode 64a.
  • One end of the semiconductor layer 61a is connected to the source electrode 62a through the contact hole H4.
  • the other end of the semiconductor layer 61a is connected to the drain electrode 63a through the contact hole H3.
  • the source electrode 62a is electrically connected to the connecting portion 68. That is, the source electrode 62 a of the second switching element xTr and the drain electrode 63 of the first switching element Tr are connected to the detection electrode 24 through the common connection portion 68.
  • the drain electrode 63a is electrically connected to the reference signal line COM.
  • the gate electrode 64a is connected to the gate line GCL. In other words, the gate line GCL functions as the gate electrode 64 of the first switching element Tr and the gate electrode 64a of the second switching element xTr. With such a configuration, the second switching element xTr can switch between connection and disconnection between the detection electrode 24 and the reference signal line COM.
  • the first switching element Tr provided in each detection electrode 24 has a line-symmetric configuration with the reference line C1 as the axis of symmetry.
  • the second switching element xTr has a line-symmetric configuration with the reference line C1 as the axis of symmetry.
  • the reference line C1 is a virtual line that passes between the detection electrodes 24 adjacent in the second direction Dy and extends along the first direction Dx.
  • the gate line GCL is provided so as to overlap the detection electrode 24.
  • the gate line GCL is also arranged in a line-symmetric position with the reference line C1 as the axis of symmetry.
  • first switching elements Tr corresponding to the respective detection electrodes 24 are provided adjacent to each other in the second direction Dy.
  • the relative positions of the gate lines GCL with respect to the detection electrodes 24 in the second direction Dy are different.
  • the first switching element Tr provided in each detection electrode 24 has a line-symmetric configuration with the reference line C2 as the axis of symmetry.
  • the second switching element xTr has a line-symmetric configuration with the reference line C2 as the axis of symmetry.
  • the reference line C2 is a virtual line that passes between the detection electrodes 24 adjacent in the first direction Dx and extends in the second direction Dy.
  • the reference line C2 is a line that overlaps the reference signal line COM.
  • the second switching elements xTr provided in the detection electrodes 24 are connected to a common reference signal line COM.
  • the detection apparatus 1 can enlarge the opening area of detection area AA, and can improve detection performance.
  • the opening area is an area of a region where light transmission is not shielded by various wirings such as the signal line SGL, the first switching element Tr, the second switching element xTr, and the like.
  • the signal line SGL is provided so as to overlap the detection electrode 24.
  • the signal line SGL is also arranged at a line-symmetric position with the reference line C2 as the axis of symmetry.
  • the first switching elements Tr corresponding to the detection electrodes 24 are provided adjacent to each other in the first direction Dx.
  • the second switching elements xTr corresponding to the respective detection electrodes 24 are also provided adjacent to the first direction Dx.
  • the relative positions of the signal lines SGL in the first direction Dx with respect to the detection electrodes 24 are different.
  • the first switching element Tr has a so-called top gate structure. That is, the semiconductor layer 61 is provided between the substrate 21 and the gate electrode 64 in a direction perpendicular to the substrate 21.
  • the light shielding layer 65 is provided on one surface (upper surface) of the substrate 21 via the first insulating layer 25A-1.
  • the light shielding layer 65 is provided so as to overlap at least the channel region of the semiconductor layer 61.
  • a metal material such as molybdenum (Mo), tungsten (W), aluminum (Al), titanium (Ti), silver (Ag), or the like is used.
  • Mo molybdenum
  • tungsten (W) aluminum
  • Ti titanium
  • silver (Ag) silver
  • the detection device 1 can favorably detect light emitted from the other surface of the substrate 21.
  • the second insulating layer 25A-2 is provided on the first insulating layer 25A-1 so as to cover the light shielding layer 65.
  • the semiconductor layer 61 is provided on the second insulating layer 25A-2.
  • a third insulating layer 25A-3 is provided on the semiconductor layer 61.
  • a gate electrode 64 is provided on the third insulating layer 25A-3.
  • the gate electrode 64 is provided in the same layer as the gate line GCL (see FIG. 27).
  • a fourth insulating layer 25A-4 which is a gate insulating layer, is provided on the gate electrode 64.
  • a source electrode 62 and a drain electrode 63 are provided on the fourth insulating layer 25A-4.
  • the source electrode 62 and the drain electrode 63 are provided in the same layer as the signal line SGL (see FIG. 27).
  • the source electrode 62 is connected to the semiconductor layer 61 through a contact hole H1 provided in the third insulating layer 25A-3 and the fourth insulating layer 25A-4.
  • the drain electrode 63 is connected to the semiconductor layer 61 through a contact hole H2 provided in the third insulating layer 25A-3 and the fourth insulating layer 25A-4.
  • the detection electrode 24 is provided on the upper side of the source electrode 62 and the drain electrode 63 via the hard coat layer 25B and the insulating layer 23.
  • An organic material layer 31 and a drive electrode 32 are provided on the detection electrode 24.
  • the protective layer 33 (see FIG. 5) is omitted.
  • the first switching element Tr can switch between connection and disconnection between the detection electrode 24 and the signal line SGL.
  • the second switching element xTr also has the same stacked structure as the first switching element Tr.
  • the semiconductor layer 61a, the source electrode 62a, the drain electrode 63a, and the gate electrode 64a of the second switching element xTr are the same layers as the semiconductor layer 61, the source electrode 62, the drain electrode 63, and the gate electrode 64 of the first switching element Tr, respectively. Is provided.
  • FIG. 29 is a plan view showing a detection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of a sensor unit, a gate line driving circuit, and a signal line selection circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 31 is a timing waveform diagram illustrating an operation example of the detection apparatus according to the second embodiment.
  • the gate line driving circuit 15A does not include the first code generation circuit 12, the second code generation circuit 13, and the third code generation circuit 14.
  • a code generation circuit is provided on the control board 101.
  • the control circuit 102 has a function of a code generation circuit, and generates the first selection signal Vc whose phase is determined based on a predetermined code.
  • the control circuit 102 supplies the first selection signal Vc to the gate line driving circuit 15A via the wiring LA.
  • the gate line drive circuit 15A includes a shift register 18, a latch circuit 19, and a buffer circuit 151.
  • the shift register 18 operates based on a reset signal RST, a clock signal CKV, and a start signal STV supplied from the control board 101.
  • the shift register 18 has a shift signal output circuit corresponding to each of the plurality of gate lines GCL.
  • the shift register 18 sequentially outputs shift signals to the latch circuit 19 for each of the plurality of gate lines GCL.
  • the shift register 18 resets a plurality of shift signal output circuits when the reset signal RST is turned on (high level voltage). Then, the shift register 18 starts operation based on the start signal STV.
  • the shift signal output circuit sequentially outputs the shift signal to the latch circuit 19 based on the clock signal CKV.
  • Each pulse of the clock signal CKV corresponds to the gate lines GCL (1), GCL (2),..., GCL (n).
  • the period t CKV of the clock signal CKV can be appropriately changed according to the time required for detection.
  • the timing at which the clock signal CKV is supplied is, for example, the time when a quarter period (t CKV / 4) of the cycle t CKV has elapsed from the rising timing of the start signal STV.
  • the latch circuit 19 operates based on the shift signal from the shift register 18, the inverted reset signal xRST, the first selection signal Vc, the control signal OE, and the inverted control signal xOE.
  • the inverted reset signal xRST is a signal obtained by inverting the reset signal RST by the inverter 153A.
  • the inversion control signal xOE is a signal obtained by inverting the control signal OE by the inverter 154A.
  • the control signal OE is a signal that controls the output of a signal from the latch circuit 19 to the buffer circuit 151.
  • the latch circuit 19 sequentially holds the first selection signal Vc according to the shift signal from the shift register 18.
  • the first selection signal Vc is a signal whose potential is determined for each gate line GCL in accordance with, for example, the pattern code (predetermined code) shown in FIG.
  • the latch circuit 19 outputs the first selection signal Vc to the buffer circuit 151 when the control signal OE is turned on.
  • the buffer circuit 151 changes the voltage level of the first selection signal Vc according to the power supply voltages VDD and VSS. Accordingly, the buffer circuit 151 outputs the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL corresponding to the first selection signal Vc to the sensor unit 10.
  • the control board 101 sequentially supplies the signal line selection circuit 16 with the signal line selection signals Vhsel (1), Vhsel (2),..., Vhsel (6).
  • the signal line selection signals Vhsel (1), Vhsel (2),..., Vhsel (6) are signals corresponding to each row of the square matrix shown in Expression (3).
  • the signal line selection circuit 16 performs CDM driving as in the first embodiment.
  • the selected signal line SGL and the AFE 48 are connected during the period t ASW_width in which the signal line selection signal Vhsel is on.
  • the signal line SGL is disconnected from the AFE 48.
  • the period t ASW_shift is a period from when the control signal OE rises until the signal line selection signal Vhsel is turned on.
  • the period t ASW_delay is a period between the falling timing of the signal line selection signal Vhsel and the rising timing of the next signal line selection signal Vhsel.
  • the period t ASW_width , the period t ASW_delay, and the like can be changed as appropriate according to the time required for detection.
  • the gate line drive circuit 15A is based on the next first selection signal Vc
  • the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL are supplied to the sensor unit 10.
  • the first selection signal Vc is a signal whose potential is determined for each gate line GCL in accordance with, for example, the pattern code (predetermined code) shown in FIG.
  • timing waveform diagram shown in FIG. 31 is merely an example.
  • the shift register 18 and the latch circuit 19 An operation of holding one selection signal Vc may be performed.
  • FIG. 32 is a circuit diagram illustrating an AFE and an inverting circuit according to the third embodiment.
  • the configurations of the detection electrode 24, the drive electrode 32, the first switching element Tr, the second switching element xTr, the gate line driving circuit 15, the signal line selection circuit 16, and the like are the same as those in the first embodiment. It is the same and detailed description is omitted.
  • the detection electrode 24 is a cathode
  • the drive electrode 32 (see FIG. 5) is an anode. That is, the direction in which the current Ifh flows is opposite to that in the first embodiment.
  • an inverting circuit 49 is provided between the signal line SGL and the amplifier 481.
  • the inverting circuit 49 is disposed in the AFE 48 in FIG. 32, but may be provided on the substrate 21 side.
  • the inverting circuit 49 is a circuit that inverts the current Ifh flowing through the signal line SGL and outputs the inverted signal to the amplifier 481.
  • the inverting circuit 49 is a so-called current mirror circuit.
  • the inverting circuit 49 includes a fifth switching element Trb1 and a sixth switching element Trb2.
  • the fifth switching element Trb1 and the sixth switching element Trb2 are constituted by, for example, p-channel MOS type TFTs.
  • 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 amplifier 481 of the AFE 48.
  • the direction of the current Ifh is reversed by the inverting circuit 49, and a current having the same magnitude as the current Ifh flows through the amplifier 481 of the AFE 48.
  • the AFE 48 performs the same operation as in the first embodiment. Thereby, even when the detection electrode 24 is a cathode and the drive electrode 32 is an anode, the AFE 48 can detect the current Ifh output from the detection electrode 24 according to the irradiated light.
  • FIG. 33 is a plan view showing a detection device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 34 is a circuit diagram showing a drive circuit for one detection region.
  • the detection apparatus 1B includes a sensor unit 10, a gate line driving circuit 15A, and a reset circuit 16A.
  • the sensor unit 10 of the present embodiment is a temperature sensor that detects temperature.
  • the gate line driving circuit 15A sends the first gate driving signal VGH and the second gate driving signal VGL to each gate line GCL based on the first selection signal Vc supplied from the control circuit 102. Supply.
  • the reset circuit 16A is a circuit that resets the input portions of the signal lines SGL and AFE48.
  • the signal line selection circuit 16 is not provided.
  • the detection device 1B performs only CDM driving by the gate line driving circuit 15A.
  • the configurations of the detection electrode 24, the drive electrode 32, the first switching element Tr, the second switching element xTr, and the like are the same as those in the first embodiment described above, and detailed description thereof is omitted.
  • the sensor unit 10 is a temperature sensor having an organic material layer 31A.
  • the organic material layer 31A changes in characteristics (for example, resistance value) according to temperature.
  • the organic material layer 31A is equivalent to a resistance element.
  • the sensor unit 10 outputs a detection signal corresponding to the temperature to the AFE 48.
  • the same material as that of the first embodiment can be used as the organic material layer 31A.
  • circuit configurations of the detection electrode 24, the first switching element Tr, the second switching element xTr, the signal line SGL, the gate line GCL, the reference signal line COM, and the like are the same as those in the first embodiment.
  • the gate line drive circuit 15A supplies the first gate drive signal VGH to the gate line GCL
  • the first switching element Tr is turned on.
  • the detection electrode 24 is selected as a detection target.
  • a current Ifh corresponding to the temperature flows from the detection electrode 24 to the signal line SGL.
  • the second switching element xTr is turned off. For this reason, the current Idh flowing from the detection electrode 24 to the reference signal line COM is suppressed.
  • the signal (current Ifh) output from the detection electrode 24 changes according to the temperature of the organic material layer 31 ⁇ / b> A.
  • detection device 1B can detect temperature.
  • the gate line drive circuit 15A supplies the second gate drive signal VGL to the gate line GCL
  • the first switching element Tr is turned off.
  • the current Idl flowing from the detection electrode 24 to the signal line SGL is suppressed, and the detection electrode 24 becomes a non-detection target.
  • the second switching element xTr is turned on.
  • the current Ifl flows from the detection electrode 24 to the reference signal line COM.
  • the reference signal Vcom is supplied from the control board 101 to the reference signal line COM. Thereby, the fluctuation
  • FIG. 35 is a circuit diagram showing the reset circuit.
  • the reset circuit 16A includes a plurality of seventh switching elements Trc, a reference signal supply line LB1, and a reset signal supply line LB2.
  • the plurality of signal lines SGL are each connected to the AFE 48. That is, the CDM driving of the signal line SGL is not performed, and the output signal of the detection electrode 24 is output to the AFE 48 via the signal line SGL.
  • a plurality of seventh switching elements Trc are provided for each signal line SGL.
  • the plurality of seventh switching elements Trc are configured by, for example, p-channel MOS TFTs.
  • 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 drains of the seventh switching elements Trc are connected to the signal lines SGL, respectively.
  • the reset signal Vreset When the reset signal Vreset is 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 detection electrode 24 is output to the AFE 48 via the signal line SGL.
  • the reset signal Vreset is a low level voltage, the reference signal supply line LB1 and the signal line SGL are connected. In the present embodiment, all the signal lines SGL are simultaneously connected to the reference signal supply line LB1. As a result, the reference signal VR is supplied to the input portions of the signal lines SGL and AFE48. Thereby, the input parts of the signal lines SGL and AFE48 are reset.
  • the high-level voltage reset signal Vreset is supplied to the reset signal supply line LB2 at a timing after the control signal OE shown in FIG. 31 is supplied. In other words, the period during which the high-level voltage reset signal Vreset is supplied after the first selection signal Vc is sequentially held in the latch circuit 19 is the detection period.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view showing a schematic cross-sectional configuration of the detection apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 37 is a plan view schematically showing the detection apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 38 is a plan view showing the relationship among the detection electrode, the drive electrode, the eighth switching element, and the ninth switching element.
  • FIG. 39 is an enlarged plan view showing a region C4 of FIG.
  • the detection device 1C of the present embodiment is a temperature sensor as in the fourth embodiment.
  • the backplane 2 includes a substrate 21, a TFT layer 22, an insulating layer 23, a detection electrode 24A, and a drive electrode 32A.
  • the TFT layer 22 is provided with circuits such as a gate line driving circuit 15A and a reset circuit 16A (see FIGS. 34 and 35).
  • the TFT layer 22 is provided with various wirings such as an eighth switching element Trd and a ninth switching element xTrd (see FIG. 38), a gate line GCL, and a signal line SGL (see FIG. 7).
  • the detection electrode 24 ⁇ / b> A and the drive electrode 32 ⁇ / b> A are provided on the same insulating layer 23.
  • the drive electrode 32A is provided adjacent to the same layer as the detection electrode 24A.
  • the detection electrode 24A and the drive electrode 32A are made of a light-transmitting conductive material such as ITO.
  • the drive electrode 32A is not limited to this, and a metal material such as silver (Ag) or aluminum (Al) can also be used.
  • the organic sensor layer 3 includes an organic material layer 31 and a protective layer 33.
  • the organic material layer 31 is provided on the plurality of detection electrodes 24A and the plurality of drive electrodes 32A.
  • the organic material layer 31 has a resistance component between the adjacent detection electrode 24A and the drive electrode 32A.
  • the plurality of partial detection areas SAA are arranged in a matrix over the entire detection area AA.
  • the partial detection area SAA includes an organic material layer 31, a plurality of detection electrodes 24A, and a plurality of drive electrodes 32A.
  • the organic material layer 31 is provided in a matrix so as to be separated for each partial detection area SAA.
  • the organic material layer 31 is patterned by, for example, a photolithography method.
  • the plurality of detection electrodes 24A and the plurality of drive electrodes 32A are alternately arranged in the second direction Dy.
  • the plurality of detection electrodes 24A and the plurality of drive electrodes 32A are each arranged in the first direction Dx.
  • the partial detection area SAA includes two detection electrodes 24A and two drive electrodes 32A. In other words, two detection electrodes 24A and two drive electrodes 32A are provided so as to overlap with one organic material layer 31. Note that FIG. 37 is merely an example, and one partial detection area SAA may be provided with three or more detection electrodes 24A and three or more drive electrodes 32A.
  • FIG. 38 shows two partial detection areas SAA adjacent in the first direction Dx.
  • the organic material layer 31 is not shown for easy viewing of the drawing.
  • the two partial detection areas SAA have a line-symmetric configuration with the reference line C3 as the axis of symmetry.
  • the reference line C3 is a virtual line that passes between the partial detection areas SAA adjacent in the first direction Dx and extends in the second direction Dy.
  • the left partial detection area SAA across the reference line C3 will be described.
  • each of the detection electrode 24A and the drive electrode 32A has a rectangular shape having a length in the first direction Dx.
  • the detection electrodes 24A and the drive electrodes 32A are alternately provided in the second direction Dy. Due to the organic material layer 31, a resistance component is formed between the detection electrode 24A and the drive electrode 32A adjacent in the second direction Dy.
  • each of the two detection electrodes 24A is connected to a common eighth switching element Trd via contact holes HC1 and HC3, respectively.
  • the eighth switching element Trd one end of the two detection electrodes 24A is connected to the common signal line SGL.
  • the other ends of the two detection electrodes 24A are connected to a common ninth switching element xTrd through contact holes HC2 and HC4, respectively.
  • the ninth switching element xTrd the other ends of the two detection electrodes 24A are connected to the common reference signal line COM.
  • the plurality of detection electrodes 24A belonging to the plurality of partial detection areas SAA arranged in the second direction Dy are also connected to the common signal line SGL and to the common reference signal line COM.
  • the eighth switching element Trd is composed of an n-channel MOS type TFT.
  • the ninth switching element xTrd is composed of a p-channel MOS type TFT.
  • FIG. 39 shows a connection portion between one end of the detection electrode 24A and the eighth switching element Trd.
  • the eighth switching element Trd includes a semiconductor layer 61b, a source electrode 62b, a drain electrode 63b, and a gate electrode 64b.
  • the gate electrode 64b is connected to the gate line GCL and provided along the second direction Dy.
  • the gate line GCL is provided corresponding to the partial detection areas SAA arranged in the second direction Dy.
  • the gate electrode 64b is provided adjacent to the signal line SGL.
  • the semiconductor layer 61b is provided so as to overlap with the gate electrode 64b.
  • the width of the semiconductor layer 61b in the first direction Dx is larger than the width of the gate electrode 64b in the first direction Dx.
  • One end (left end) of the semiconductor layer 61b is connected to the drain electrode 63b through a plurality of contact holes HC6.
  • the other end (right end) of the semiconductor layer 61b is connected to the source electrode 62b through a plurality of contact holes HC5.
  • the drain electrode 63b and the source electrode 62b each extend in the second direction Dy.
  • the width of the drain electrode 63b in the second direction Dy and the width of the source electrode 62b in the second direction Dy are larger than the width of the detection electrode 24A in the second direction Dy.
  • the plurality of contact holes HC6 and the plurality of contact holes HC5 are arranged along the extending direction of the drain electrode 63b and the source electrode 62b, respectively.
  • connection part 63ba of the drain electrode 63b is connected to the detection electrode 24A through a plurality of contact holes HC1.
  • Source electrode 62b is connected to signal line SGL.
  • a part of the signal line SGL functions as the source electrode 62b.
  • a plurality of detection electrodes 24A belonging to the same partial detection area SAA are connected to the drain electrode 63b.
  • the eighth switching element Trd is connected between the layers via a plurality of contact holes HC1, a plurality of contact holes HC5, and a plurality of contact holes HC6. For this reason, the connection resistance of the eighth switching element Trd can be suppressed. Thereby, 1 C of detection apparatuses can improve detection performance.
  • the ninth switching element xTrd has the same configuration and will not be described in detail.
  • the other ends (right ends) of the two drive electrodes 32A are connected to a common drive signal supply line Lvd through contact holes HC7 and HC8, respectively. Note that one end (left end) of the two drive electrodes 32A is not connected to another wiring or the like.
  • the drive signal supply line Lvd passes between the partial detection areas SAA adjacent in the first direction Dx and is provided along the second direction Dy.
  • the drive signal supply line Lvd is a wiring that supplies the drive signal VDD_ORG (see FIG. 34) to the drive electrode 32A.
  • the plurality of drive electrodes 32A are connected to the common drive signal supply line Lvd.
  • CDM driving is performed by the gate line driving circuit 15A.
  • the gate line drive circuit 15A supplies the first gate drive signal VGH and the second gate drive signal VGL, the potentials of which are determined based on a predetermined sign, to each gate line GCL. Accordingly, the detection electrodes 24A belonging to the plurality of partial detection areas SAA selected as detection targets are connected to the signal line SGL. The detection electrodes 24A belonging to the plurality of partial detection areas SAA to be detected are connected to the reference signal line COM.
  • the signal processing unit 44 can calculate a decoded signal for each partial detection area SAA by decoding a plurality of output signals.
  • the gate line driving circuit 15A does not include the code generation circuit, but is not limited thereto.
  • the detection devices 1B and 1C may include a gate line driving circuit 15 including a code generation circuit.
  • the detection devices 1B and 1C may include the signal line selection circuit 16 as in the first embodiment.

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Abstract

基板と、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、基板に垂直な方向において基板と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、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、第1スイッチング素子に接続され第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、複数のゲート線を介して複数の第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。

Description

検出装置
 本発明は、検出装置に関する。
 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。
特表2008-525962号公報
 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。
 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。
 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。
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。 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。 図10は、検出電極の配列を表す回路図である。 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。 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。 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。 図26は、信号線選択回路を示す回路図である。 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。 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。 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。 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35は、リセット回路を示す回路図である。 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。
 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。
(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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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(SiO)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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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Si(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Siを統合した信号値が、信号線SGLを介して出力信号Sv(p=0、1、2、3)として出力される。出力信号Svは、下記の式(1)で表される。すなわち、出力信号Sv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Siの和で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで信号値Si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Si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Sv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Si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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 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。
 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。
 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Sv(1)をAFE48に出力する。第1出力信号Sv(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。
 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Sv(2)の信号値は0となる。信号処理部44は、第1出力信号Sv(1)と第2出力信号Sv(2)との差分から、第3出力信号Sv(3)=Sv(1)-Sv(1)を算出する。
 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Sv(1)をAFE48に出力する。
 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Sv(2)をAFE48に出力する。信号処理部44は、第1出力信号Sv(1)と第2出力信号Sv(2)との差分から、第3出力信号Sv(3)=Sv(1)-Sv(2)を算出する。
 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。
 これにより、信号処理部44は、4つの第3出力信号Sv(3)、Sv(3)、Sv(3)、Sv(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Sv(3)、Sv(3)、Sv(3)、Sv(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Sv(3)は、第1出力信号Sv(1)と第2出力信号Sv(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Sh(1)のノイズ成分と第2出力信号Sh(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。
 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。
 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Siとする。式(1)と同様に、選択された検出電極24の信号値Siを統合した信号値が、出力信号線Loutを介して出力信号Shとして出力される。すなわち、出力信号Sh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Siの和で表される。
 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。
 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Sh(1)をAFE48に出力する。第1出力信号Sh(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。
 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Sh(2)の信号値は0となる。信号処理部44は、第1出力信号Sh(1)と第2出力信号Sh(2)との差分から、第3出力信号Sh(3)=Sh(1)-Sh(1)を算出する。
 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Sh(1)をAFE48に出力する。
 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Sh(2)をAFE48に出力する。信号処理部44は、第1出力信号Sh(1)と第2出力信号Sh(2)との差分から、第3出力信号Sh(3)=Sh(1)-Sh(2)を算出する。
 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。
 これにより、信号処理部44は、4つの第3出力信号Sh(3)、Sh(3)、Sh(3)、Sh(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Sh(3)、Sh(3)、Sh(3)、Sh(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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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Svh(1)がAFE48に出力される。ここで、第1出力信号Svh(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Svh(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Svh(1)を第3出力信号Svh(3)として取得する。
 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Svh(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。
 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Svh(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Svh(1)と、第3部分期間tb3の第2出力信号Svh(2)との差分から、第3出力信号Svh(3)を演算する。
 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Svh(3)、Svh(3)、Svh(3)、Svh(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Svh(3)、Svh(3)、Svh(3)、Svh(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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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Dx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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
(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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
(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。
 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。
 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。
 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。
(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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
(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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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

Claims (16)

  1.  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、
     検出装置。
  2.  第1方向に配列された複数の前記検出電極を含む第1検出電極ブロックは、共通の前記ゲート線を介して前記駆動回路と接続されている、
     請求項1に記載の検出装置。
  3.  所定の符号に基づいて、前記ゲート線ごとに位相が定められた選択信号を生成する符号生成回路を有し、
     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。
  4.  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る、
     請求項3に記載の検出装置。
  5.  前記基板とは異なる制御基板を有し、
     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。
  6.  複数の前記検出電極から出力される信号を受けとるアナログフロントエンド回路と、
     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5のいずれか1項に記載の検出装置。
  7.  前記第2方向に配列された複数の前記検出電極を含む第2検出電極ブロックは、共通の前記信号線を介して前記信号線選択回路と接続されている、
     請求項6に記載の検出装置。
  8.  複数の前記検出電極のそれぞれに、前記第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スイッチング素子が設けられており、
     前記第1スイッチング素子及び前記第2スイッチング素子には、共通の前記ゲート線を介して、前記駆動回路から同じ前記ゲート駆動信号が供給され、
     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7のいずれか1項に記載の検出装置。
  9.  前記第1方向に隣り合う2つの前記検出電極の間に前記基準信号線が設けられており、
     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8に記載の検出装置。
  10.  複数の前記検出電極と同層に設けられた複数の駆動電極を有する、
     請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の検出装置。
  11.  前記有機材料層を挟んで複数の前記検出電極と対向する駆動電極を有する、
     請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の検出装置。
  12.  前記検出電極がアノードであり、駆動電極がカソードである、
     請求項10又は請求項11に記載の検出装置。
  13.  前記検出電極がカソードであり、駆動電極がアノードであり、
     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10又は請求項11に記載の検出装置。
  14.  前記基板の額縁領域に設けられた接続端子を有し、
     前記有機材料層には、前記接続端子と重なる位置に開口が設けられており、
     前記駆動電極は、前記開口を介して前記接続端子と接続される、
     請求項11に記載の検出装置。
  15.  前記有機材料層に照射される光の光量に応じて、前記検出電極から出力される信号が変化する、
     請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の検出装置。
  16.  前記有機材料層の温度に応じて、前記検出電極から出力される信号が変化する、
     請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の検出装置。
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