指纹检测装置以及带有指纹检测装置的显示装置

技术领域

本发明涉及指纹检测装置以及带有指纹检测装置的显示装置。

背景技术

近年来，作为用于个人认证等的指纹传感器，已知有光学式的指纹传感器(例如，专利文献1)。光学式的指纹传感器具有根据照射来的光量而使输出的信号变化的光电转换元件。在专利文献1中记载的指纹传感器构成为在半导体基板上排列有多个光电二极管等的光电转换元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2018/0012069号说明书

发明内容

要求指纹传感器在检测手指或手掌等被检测体的指纹的形状的基础上，还检测被检测体的各种信息。若以在检测指纹时的高精度的分辨率进行检测，则存在难以在多个不同的检测中良好地进行检测的情况。

本发明的目的在于，提供一种能够使检测的分辨率不同的指纹检测装置以及带有指纹检测装置的显示装置。

本发明的一个方面的指纹检测装置具备：基板；设于所述基板且分别输出与照射来的光对应的信号的多个光电转换元件；与多个所述光电转换元件分别连接的信号线；经由多个所述信号线与多个所述光电转换元件电连接的检测电路；以及将与一个所述检测电路连接的所述信号线的数量进行切换的信号线选择电路。

本发明的一个方面的带有指纹检测装置的显示装置具备：指纹检测装置；以及与所述基板相对配置的显示面板，其具有用于显示图像的显示元件。

附图说明

图1是示出第1实施方式的带有指纹检测装置的显示装置的概略截面构成的剖视图。

图2是示出第1实施方式的指纹检测装置的俯视图。

图3是示出第1实施方式的指纹检测装置的构成例的框图。

图4是示出指纹检测装置的电路图。

图5是示出部分检测区域的电路图。

图6是示意性示出第1实施方式的指纹检测装置的部分检测区域的一部分的俯视图。

图7是示意性示出第1实施方式的指纹检测装置的部分检测区域的光电二极管的俯视图。

图8是沿图6以及图7的VIII-VIII’线的剖视图。

图9是示出传感器部、栅极线驱动电路以及信号线选择电路的构成例的框图。

图10是用于说明第1检测模式以及第2检测模式与时间的关系的说明图。

图11是表示指纹检测装置的动作例的时间波形图。

图12是表示第1检测模式下的读出期间的动作例的时间波形图。

图13是表示第2检测模式下的读出期间的动作例的时间波形图。

图14是示出第2实施方式的指纹检测装置的俯视图。

图15是示出第2实施方式的带有指纹检测装置的显示装置的概略截面构成的剖视图。

图16是示出第2实施方式的第1变形例的带有指纹检测装置的显示装置的像素的构成例的俯视图。

图17是示出第3实施方式的多个部分检测区域的电路图。

图18是表示第3实施方式的指纹检测装置的动作例的时间波形图。

图19是用于说明第4实施方式的指纹检测装置的动作例的说明图。

图20是用于说明第4实施方式的指纹检测装置的动作例的流程图。

图21是示出第4实施方式的第2变形例的带有指纹检测装置的显示装置的构成例的框图。

图22是用于说明第4实施方式的第2变形例的指纹检测装置的动作例的说明图。

图23是示出第5实施方式的带有指纹检测装置的显示装置的概略截面构成的剖视图。

图24是示出第5实施方式的带有指纹检测装置的显示装置所具有的触摸面板的俯视图。

图25是示出触摸面板的驱动电极以及检测电极的俯视图。

具体实施方式

参照附图，详细说明用于实施发明的方式(实施方式)。在以下的实施方式中记载的内容并不限定本发明。另外，以下记载的构成要素包括本领域技术人员容易想到的、实质相同的构成要素。而且，以下记载的构成要素能够适当组合。此外，本公开只不过为一例，关于本领域技术人员容易想到的保持发明的主旨的适当变更当然包含在本发明的范围内。另外，为了使说明更明确，有时与实际的形态相比，示意性示出附图中各部分的宽度、厚度、形状等，但只不过为一例，不限定对本发明的解释。另外，在本说明书和各附图中，有时对与已经出现的附图进行了说明的同样的要素标注同一附图标记，并适当省略详细的说明。

(第1实施方式)

图1是示出第1实施方式的带有指纹检测装置的显示装置的概略截面构成的剖视图。如图1所示，带有指纹检测装置的显示装置100具有指纹检测装置1、显示面板101、触摸面板102、罩玻璃103。显示面板101具有用于显示图像的多个显示元件，例如，也可以为作为显示元件而使用了发光元件的有机EL显示器面板(OLED：Organic Light Emitting Diode)或无机EL显示器(微型LED、Mini-LED)。或者，显示面板20也可以为作为显示元件而使用了液晶元件的液晶显示面板(LCD：Liquid Crystal Display)、或作为显示元件而使用了电泳元件的电泳型显示面板(EPD：Electrophoretic Display)。

显示面板101具有第1主面101a、和与第1主面101a相反一侧的第2主面101b。第1主面101a为显示图像的显示面，将来自显示元件的光L1朝向罩玻璃103照射。第1主面101a具有显示图像的显示区域DA。

触摸面板102设在显示面板101的第1主面101a。触摸面板102例如为静电容量方式，检测接触或者靠近罩玻璃103的表面的手指Fg。触摸面板102具有透光性，能够透射光L1以及反射回来的光L2。光L2包括在罩玻璃103与空气的界面的反射光以及在手指Fg的表面的反射光。此外，带有指纹检测装置的显示装置100也可以为不具有触摸面板102的构成。另外，显示面板101可以与触摸面板102一体化，也可以内置触摸面板102的功能。

罩玻璃103为用于保护显示面板101以及触摸面板102的构件，覆盖显示面板101以及触摸面板102。罩玻璃103例如为玻璃基板。此外，不限于罩玻璃103，树脂基板等也可以设在触摸面板102之上。罩玻璃103的表面为检测手指Fg的检测面。

指纹检测装置1与显示面板101的第2主面101b相对设置。换言之，在指纹检测装置1与触摸面板102之间设有显示面板101。指纹检测装置1执行第1检测模式M1、和以与第1检测模式M1不同的检测间距检测光L2的第2检测模式M2。指纹检测装置1在第1检测模式M1下，通过检测在罩玻璃103与空气的界面反射来的光L2，能够检测手指Fg的表面的凹凸。另外，指纹检测装置1在第2检测模式M2下，通过检测在手指Fg的内部反射的光L12(参照图15)，能够检测与生物体有关的信息。由于指纹检测装置1容易变得面积很大，所以指纹检测装置1的检测区域AA与显示面板101的显示区域DA整体相对设置。此外，不限于此，检测区域AA也可以与显示面板101的显示区域DA的一部分相对置。

图2是示出第1实施方式的指纹检测装置的俯视图。如图2所示，指纹检测装置1具有第1基板21、传感器部10、栅极线驱动电路15、信号线选择电路16、检测电路48、控制电路122、以及电源电路123。

在第1基板21经由柔性印刷基板71电连接有控制基板121。在柔性印刷基板71设有检测电路48。在控制基板121设有控制电路122以及电源电路123。控制电路122例如为FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。控制电路122向传感器部10、栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16供给控制信号，来控制传感器部10的检测动作。电源电路123将传感器电源信号VDDSNS(参照图5)等的电压信号供给至传感器部10、栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16。

第1基板21具有检测区域AA、以及周围区域GA。检测区域AA为设有传感器部10所具有的多个光电二极管PD(参照图5)的区域。周围区域GA为检测区域AA的外周与第1基板21的端部之间的区域，为不与光电二极管PD重叠的区域。

栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16设在周围区域GA。具体来说，栅极线驱动电路15设在沿周围区域GA中的第2方向Dy延伸的区域。信号线选择电路16设在沿周围区域GA中的第1方向Dx延伸的区域，设在传感器部10与检测电路48之间。

此外，第1方向Dx为与第1基板21平行的面内的一个方向。第2方向Dy为与第1基板21平行的面内的一个方向，为与第1方向Dx正交的方向。此外，第2方向Dy也可以不与第1方向Dx正交而是交叉。

图3是示出第1实施方式的指纹检测装置的构成例的框图。如图3所示，指纹检测装置1还具有检测控制部11和检测部40。检测控制部11的功能的一部分或者全部包含在控制电路122内。另外，检测部40中的、检测电路48以外的功能的一部分或者全部包含在控制电路122内。

传感器部10为具有作为光电转换元件的光电二极管PD的光传感器。传感器部10所具有的光电二极管PD将与照射来的光对应的电气信号作为检测信号Vdet，输出至信号线选择电路16。另外，传感器部10按照从栅极线驱动电路15供给的栅极驱动信号Vgcl，进行检测。

检测控制部11向栅极线驱动电路15、信号线选择电路16以及检测部40分别供给控制信号，为控制这些动作的电路。检测控制部11将开始信号STV、时钟信号CK、复位信号RST1等的各种控制信号供给至栅极线驱动电路15。另外，检测控制部11将选择信号ASW等的各种控制信号供给至信号线选择电路16。

栅极线驱动电路15为基于各种控制信号驱动多个第1栅极线GCL(参照图4)的电路。栅极线驱动电路15依次或者同时选择多个第1栅极线GCL，向所选择的第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。由此，栅极线驱动电路15选择与第1栅极线GCL连接的多个光电二极管PD。

信号线选择电路16为依次或者同时选择多个信号线SGL(参照图4)的开始电路。信号线选择电路16例如为多路复用器。信号线选择电路16基于从检测控制部11供给的选择信号ASW，将所选择的信号线SGL和检测电路48连接。由此，信号线选择电路16将光电二极管PD的检测信号Vdet输出至检测部40。

检测部40具备检测电路48、信号处理部44、坐标提取部45、存储部46、检测定时控制部47以及图像处理部49。检测定时控制部47基于从检测控制部11供给的控制信号，以使检测电路48、信号处理部44、坐标提取部45、图像处理部49同步进行动作的方式进行控制。

检测电路48例如为模拟前端电路(AFE、Analog Front End)。检测电路48为至少具有检测信号增幅部42以及A/D转换部43的功能的信号处理电路。检测信号增幅部42将检测信号Vdet增幅。A/D转换部43将从检测信号增幅部42输出的模拟信号转换成数字信号。

信号处理部44为基于检测电路48的输出信号来检测向传感器部10输入的规定的物理量的逻辑电路。信号处理部44在手指接触或者靠近检测面的情况下，基于来自检测电路48的信号，能够检测手指Fg或手掌的表面的凹凸。另外，信号处理部44基于来自检测电路48的信号，能够检测与生物体有关的信息。与生物体有关的信息例如为手指Fg或手掌的血管影像、脉搏等。

存储部46临时保存利用信号处理部44运算出的信号。存储部46例如可以为RAM(Random Access Memory：只读存储器)、寄存器电路等。

坐标提取部45为在信号处理部44检测到手指的接触或者靠近时求出手指等的表面的凹凸的检测坐标的逻辑电路。另外，坐标提取部45为求出手指Fg或手掌的血管的检测坐标的逻辑电路。图像处理部49组合从传感器部10的各光电二极管PD输出的检测信号Vdet，生成表示手指Fg等的表面的凹凸的形状的二维信息以及表示手指Fg或手掌的血管的形状的二维信息。此外，坐标提取部45也可以不计算检测坐标而是输出检测信号Vdet来作为传感器输出Vo。另外，坐标提取部45以及图像处理部49也可以不包含于检测部40。

接下来，说明指纹检测装置1的电路构成例。图4是示出指纹检测装置的电路图。图5是示出部分检测区域的电路图。

如图4所示，传感器部10具有呈矩阵状排列的多个部分检测区域PAA。在多个部分检测区域PAA分别设有光电二极管PD。

第1栅极线GCL沿第1方向Dx延伸，与沿第1方向Dx排列的多个部分检测区域PAA连接。另外，多个第1栅极线GCL1、GCL2、……、GCL8沿第2方向Dy排列，分别与栅极线驱动电路15连接。此外，在以下的说明中，在不需要区别说明多个第1栅极线GCL1、GCL2、……、GCL8的情况下，仅表示为第1栅极线GCL。另外，在图4中，为了易于理解说明，示出8条第1栅极线GCL，但只不过为一例，第1栅极线GCL也可以排列有m条(m为8以上，例如m＝256)。

信号线SGL沿第2方向Dy延伸，与在第2方向Dy上排列的多个部分检测区域PAA的光电二极管PD连接。另外，多个信号线SGL1、SGL2、……、SGL12在第1方向Dx上排列，分别与信号线选择电路16以及复位电路17连接。为了易于理解说明，示出了12条信号线SGL，但只不过为一例，信号线SGL也可以排列有n条(n为12以上，例如n＝252)。另外，在图4中，在信号线选择电路16与复位电路17之间设有传感器部10。不限于此，信号线选择电路16与复位电路17也可以分别与信号线SGL的相同方向上的端部连接。

栅极线驱动电路15从控制电路122(参照图2)接收开始信号STV、时钟信号CK、复位信号RST1等的各种控制信号。在检测手指Fg等的表面的凹凸的第1检测模式M1下，栅极线驱动电路15基于控制信号，按时分地依次选择多个第1栅极线GCL1、GCL2、……、GCL8。栅极线驱动电路15向所选的第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。由此，向与第1栅极线GCL连接的多个第1开关元件Tr供给栅极驱动信号Vgcl，在第1方向Dx上排列的多个部分检测区域PAA被选为检测对象。

在第2检测模式M2下，栅极线驱动电路15基于控制信号，同时选择第1栅极线GCL1、GCL2、……、GCL8中的、规定数量的第1栅极线GCL。例如，栅极线驱动电路15从6条第1栅极线GCL1同时选择第1栅极线GCL6，供给栅极驱动信号Vgcl。栅极线驱动电路15经由所选的6条第1栅极线GCL向多个第1开关元件Tr供给栅极驱动信号Vgcl。由此，包含在第1方向Dx以及第2方向Dy上排列的多个部分检测区域PAA在内的检测区域组PAG1、PAG2分别被选为检测对象。栅极线驱动电路15一并驱动规定数量的第1栅极线GCL，针对规定数量的第1栅极线GCL的每一条依次供给栅极驱动信号Vgcl。

信号线选择电路16具有多个选择信号线Lsel、多个输出信号线Lout以及第3开关元件TrS。多个第3开关元件TrS分别与多个信号线SGL对应设置。6条信号线SGL1、SGL2、……、SGL6与共用的输出信号线Lout1连接。6条信号线SGL7、SGL8、……、SGL12与共用的输出信号线Lout2连接。输出信号线Lout1、Lout2分别与检测电路48连接。

在此，将信号线SGL1、SGL2、……、SGL6设为第1信号线块，将信号线SGL7、SGL8、……、SGL12设为第2信号线块。多个选择信号线Lsel与包含在一个信号线块内的第3开关元件TrS的栅极分别连接。另外，1条选择信号线Lsel与多个信号线块的第3开关元件TrS的栅极连接。具体来说，选择信号线Lsel1、Lsel2、……、Lsel6连接于与信号线SGL1、SGL2、……、SGL6对应的第3开关元件TrS。另外，选择信号线Lsel1连接于与信号线SGL1对应的第3开关元件TrS、以及与信号线SGL7对应的第3开关元件TrS。选择信号线Lsel2连接于与信号线SGL2对应的第3开关元件TrS、以及与信号线SGL8对应的第3开关元件TrS。

控制电路122(参照图2)在第1检测模式M1下，将选择信号ASW依次供给至选择信号线Lsel。由此，信号线选择电路16利用第3开关元件TrS的动作，在一个信号线块按时分地依次选择信号线SGL。另外，信号线选择电路16在多个信号线块分别1条1条地选择信号线SGL。根据这种构成，指纹检测装置1能够减少包括检测电路48在内的IC(Integrated Circuit：集成电路)的数量、或者IC的端子数。

控制电路122(参照图2)在第2检测模式M2下，将选择信号ASW同时供给至选择信号线Lsel。由此，信号线选择电路16利用第3开关元件TrS的动作，在一个信号线块选择多个信号线SGL(例如6条信号线SGL)，连接多个信号线SGL和检测电路48。由此，在检测区域组PAG1、PAG2检测出的信号输出至检测电路48。在该情况下，综合来自包含在检测区域组PAG1、PAG2内的多个部分检测区域PAA(光电二极管PD)的信号并输出至检测电路48。

像这样，信号线选择电路16能够在第1检测模式M1和第2检测模式M2下，切换与一个检测电路48连接的多个信号线SGL的数量。指纹检测装置1在第2检测模式M2下，能够以比第1检测模式M1大的检测间距进行检测。

检测区域组PAG1、PAG2分别包括6×6、合计36个部分检测区域PAA(光电二极管PD)。但包含于检测区域组PAG1、PAG2的部分检测区域PAA(光电二极管PD)的数量可以为35个以下，也可以为37个以上。另外，在第2检测模式M2下，栅极线驱动电路15所选择的第1栅极线GCL的数量可以与信号线选择电路16所选择的信号线SGL的数量不同。即，在检测区域组PAG1、PAG2各组中，在第1方向Dx上排列的部分检测区域PAA(光电二极管PD)的数量可以与在第2方向Dy上排列的部分检测区域PAA(光电二极管PD)的数量不同。另外，在图4中示出在第1方向Dx上相邻的两个检测区域组PAG1、PAG2，但检测区域组PAG在第1方向Dx上排列有三个以上，另外，在第2方向Dy上也排列有多个。即，多个检测区域组PAG在第1方向Dx以及第2方向Dy上呈矩阵状配置。

如图4所示，复位电路17具有基准信号线Lvr、复位信号线Lrst以及第4开关元件TrR。第4开关元件TrR与多个信号线SGL对应设置。基准信号线Lvr与多个第4开关元件TrR的源极或者漏极的一方连接。复位信号线Lrst与多个第4开关元件TrR的栅极连接。

控制电路122将复位信号RST2供给至复位信号线Lrst。由此，多个第4开关元件TrR导通，多个信号线SGL与基准信号线Lvr电连接。电源电路123将基准信号COM供给至基准信号线Lvr。由此，向包含在多个部分检测区域PAA内的电容元件Ca(参照图5)供给基准信号COM。

如图5所示，部分检测区域PAA包括光电二极管PD、电容元件Ca、以及第1开关元件Tr。第1开关元件Tr与光电二极管PD对应设置。第1开关元件Tr由薄膜晶体管构成，在该例子中，由n沟道的MOS(Metal Oxide Semiconductor：金属氧化物半导体)型的TFT(Thin FilmTransistor：薄膜晶体管)构成。第1开关元件Tr的栅极与第1栅极线GCL连接。第1开关元件Tr的源极与信号线SGL连接。第1开关元件Tr的漏极与光电二极管PD的阴极以及电容元件Ca连接。

从电源电路123向光电二极管PD的阳极供给传感器电源信号VDDSNS。另外，从电源电路123向电容元件Ca供给成为电容元件Ca的初始电位的基准信号VR1。

若向部分检测区域PAA照射光，则向光电二极管PD流通与光量对应的电流，由此，在电容元件Ca积累电荷。若第1开关元件Tr导通，则与在电容元件Ca积累的电荷对应地，向信号线SGL流通电流。信号线SGL经由信号线选择电路16与检测电路48连接。由此，指纹检测装置1能够针对部分检测区域PAA的每个区域、或者针对检测区域组PAG1、PAG2的每一组，检测出与向光电二极管PD照射的光的光量对应的信号。

接下来，说明指纹检测装置1的详细构成。图6是示意性示出第1实施方式的指纹检测装置的部分检测区域的一部分的俯视图。图7是示意性示出第1实施方式的指纹检测装置的部分检测区域的光电二极管的俯视图。图8是沿图6以及图7的VIII-VIII’线的剖视图。图6示出部分检测区域PAA的除了光电二极管PD以外的背板2侧的构成。在图8中，为了示出检测区域AA的层构造与周围区域GA的层构造的关系，将沿VIII-VIII’线的截面、与包括周围区域GA的第5开关元件TrG在内的部分的截面连接在一起并示意性地示出。在图8中，还将包括周围区域GA的端子部72在内的部分的截面连接在一起并示意性地示出。

此外，在指纹检测装置1的说明中，在与第1基板21的表面垂直的方向上，将从第1基板21朝向光电二极管PD的方向设为“上侧”。将从光电二极管PD朝向第1基板21的方向设为“下侧”。另外，“俯视”示出从与第1基板21的表面垂直的方向观察的情况。

如图6所示，部分检测区域PAA为由第1栅极线GCL、和信号线SGL包围的区域。在本实施方式中，第1栅极线GCL包括下部栅极线GCLa和上部栅极线GCLb。下部栅极线GCLa与上部栅极线GCLb重叠设置。下部栅极线GCLa和上部栅极线GCLb经由绝缘层(第3无机绝缘层22c以及第4无机绝缘层22d(参照图8))设于不同的层。下部栅极线GCLa和上部栅极线GCLb在任意之处电连接，供给具有相同的电位的栅极驱动信号Vgcl。下部栅极线GCLa以及上部栅极线GCLb的至少一方与栅极线驱动电路15连接。此外，在图6中，为了易于观察附图，以不同的宽度示出下部栅极线GCLa与上部栅极线GCLb，但也可以为相同的宽度。

部分检测区域PAA包括第1开关元件Tr、第1导电层65、第2导电层66、第3导电层67以及第4导电层68。第1开关元件Tr设在第1栅极线GCL与信号线SGL的交叉部附近。第1开关元件Tr包括第1半导体61、源极电极62、漏极电极63、第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B。

第1半导体61为氧化物半导体。更优选地，第1半导体61为氧化物半导体中的透明非晶氧化物半导体(TAOS：Transparent Amorphous Oxide Semiconductor)。由于第1开关元件Tr使用氧化物半导体，所以能够抑制第1开关元件Tr的漏电流。

第1半导体61沿第1方向Dx设置，在俯视下与第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B交叉。第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B分别从下部栅极线GCLa以及上部栅极线GCLb分支设置。换言之，下部栅极线GCLa以及上部栅极线GCLb中的、与第1半导体61重叠的部分分别作为第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B发挥作用。第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B使用铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)或者这些合金。另外，在第1半导体61的、与第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B重叠的部分形成有沟道区域。

第1半导体61的一端经由接触孔H1与源极电极62连接。第1半导体61的另一端经由接触孔H2与漏极电极63连接。信号线SGL中的、与第1半导体61重叠的部分为源极电极62。另外，第3导电层67中的、与第1半导体61重叠的部分作为漏极电极63发挥作用。第3导电层67经由图7示出的接触孔H3与光电二极管PD的下部电极35连接。通过这种构成，第1开关元件Tr能够切换光电二极管PD与信号线SGL之间的连接和断开。

第1导电层65与第1半导体61的一端重叠设置。第2导电层66、第3导电层67以及第4导电层68的至少一部分彼此重叠设置，设在与光电二极管PD重叠的区域。第4导电层68经由连接部68s与在第1方向Dx上相邻的部分检测区域PAA的第4导电层68连接。

如图7所示，光电二极管PD设在由第1栅极线GCL和信号线SGL包围的区域。光电二极管PD包括第3半导体31、上部电极34、以及下部电极35。光电二极管PD例如为PIN(Positive Intrinsic Negative Diode：正本负二极管)型的光电二极管。

电源信号线Lvs与信号线SGL重叠地在第2方向Dy上延伸。上部电极34经由连接布线36与电源信号线Lvs连接。电源信号线Lvs为将电源信号VDDSVS向光电二极管PD供给的布线。在第2方向Dy上排列的多个部分检测区域PAA与共用的电源信号线Lvs连接。由于电源信号线Lvs与信号线SGL重叠，所以能够增大部分检测区域PAA的开口。

具体来说，如图8所示，光电二极管PD在背板2的第1有机绝缘层23a之上，按照下部电极35、第3半导体31、上部电极34的顺序层叠。背板2为针对规定的检测区域(部分检测区域PAA或者检测区域组PAG)的每个区域驱动传感器的驱动电路基板。背板2具有第1基板21、和设在第1基板21的第1开关元件Tr、第5开关元件TrG以及各种布线等。

第3半导体31为非晶硅(a-Si)。或者，第3半导体31可以为多晶硅，更优选地，第2半导体81可以为低温多晶硅(以下，用LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicone)表示)。第3半导体31包括i型半导体32a、p型半导体32b以及n型半导体32c。i型半导体32a、p型半导体32b以及n型半导体32c为光电转换元件的一具体例。在图8中，在与第1基板21的表面垂直的方向上，按照n型半导体32c、i型半导体32a以及p型半导体32b的顺序层叠。但也可以构成为相反的构成，也就是说按照p型半导体32b、i型半导体32a以及n型半导体32c的顺序层叠。

n型半导体32c在a-Si中掺杂来形成n+区域。p型半导体32b在a-Si中掺杂来形成p+区域。i型半导体32a例如为非掺杂的本证半导体或者低杂质区域，具有比n型半导体32c以及p型半导体32b低的导电性。

下部电极35为光电二极管PD的阴极，为用于读取检测信号Vdet的电极。下部电极35例如使用钛(Ti)等的金属材料。下部电极35可以为具有ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等的透光性的导电材料。或者，下部电极35可以为层叠有多个不同的金属材料或ITO等的层叠膜。

上部电极34为光电二极管PD的阳极，为用于将传感器电源信号VDDSNS供给至光电转换层的电极。上部电极34例如为ITO等的透光性导电层，针对每个光电二极管PD进行设置。

如图8所示，在第1有机绝缘层23a之上设有第6无机绝缘层22f以及第7无机绝缘层22g。第6无机绝缘层22f覆盖上部电极34的周缘部，在与上部电极34重叠的位置设有开口。连接布线36在上部电极34中的、没有设置第6无机绝缘层22f的部分与上部电极34连接。第7无机绝缘层22g覆盖上部电极34以及连接布线36设在第6无机绝缘层22f之上。在第7无机绝缘层22g之上设有作为平坦化层的第2有机绝缘层23b。另外，在第6无机绝缘层22f以及第7无机绝缘层22g，在不与下部电极35重叠的位置设有开口H7。由此，指纹检测装置1能够经由开口H7将包含在第1有机绝缘层23a内的水分等排出至外部。

接下来，说明第1开关元件Tr的层构成。如图8所示，第1开关元件Tr设在第1基板21。第1基板21例如为玻璃基板。或者，第1基板21也可以为由聚酰亚胺等的树脂构成的树脂基板或者树脂膜。

在第1基板21之上，按照第1无机绝缘层22a、第2无机绝缘层22b、第2栅极电极64B、第3无机绝缘层22c、第1半导体61、第4无机绝缘层22d、第1栅极电极64A、第5无机绝缘层22e、源极电极62(信号线SGL)以及漏极电极63(第3导电层67)的顺序层叠。

第1无机绝缘层22a～第7无机绝缘层22g使用氧化硅膜(SiO)、氮化硅膜(SiN)或者氮氧化硅膜(SiON)等。另外，各无机绝缘层不限于单层，可以为层叠膜。

第1导电层65以及第2导电层66设在第3无机绝缘层22c之上。第1导电层65覆盖第1半导体61中的与源极电极62连接的端部地来设置。第2导电层66覆盖第1半导体61中的与漏极电极63连接的端部地来设置。

第1半导体61在与第1基板21垂直的方向上，设在第1栅极电极64A与第2栅极电极64B之间。也就是说，第1开关元件Tr为所谓的双栅构造。但第1开关元件Tr也可以为设有第1栅极电极64A、且没有设置第2栅极电极64B的顶栅构造，也可以为没有设置第1栅极电极64A、且仅设有第2栅极电极64B的底栅构造。

漏极电极63为设在第1半导体61的上侧的第3导电层67。在第4无机绝缘层22d以及第5无机绝缘层22e设有接触孔H1、接触孔H2。第1导电层65在接触孔H1的底部露出。源极电极62经由接触孔H1以及第1导电层65与第1半导体61电连接。同样地，第2导电层66从接触孔H2的底部露出。漏极电极63经由接触孔H2以及第2导电层66与第1半导体61电连接。

由于设有第1导电层65以及第2导电层66，所以指纹检测装置1在通过蚀刻而形成接触孔H1、H2时，能够抑制第1半导体61被蚀刻液除去的情况。也就是说，指纹检测装置1能够在相同工序形成检测区域AA的第1开关元件Tr、和周围区域GA的第5开关元件TrG，因此，能够抑制制造成本。

第1导电层65、第2导电层66以及第3导电层67使用铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钼(Mo)等的金属材料或者这些合金。第1导电层65以及第2导电层66只要为在形成接触孔H1、H2时抑制蚀刻的进行的导电材料即可。

第3导电层67在俯视下设在与光电二极管PD重叠的区域。第3导电层67设在第1半导体61、第1栅极电极64A以及第2栅极电极64B的上侧。也就是说，第3导电层67在与第1基板21垂直的方向上，设在第1栅极电极64A与下部电极35之间。由此，第3导电层67具有作为保护第1开关元件Tr的保护层的功能。

第2导电层66在不与第1半导体61重叠的区域中，与第3导电层67相对地延伸。另外，在不与第1半导体61重叠的区域中，在第4无机绝缘层22d之上设有第4导电层68。第4导电层68设在第2导电层66与第3导电层67之间。由此，在第2导电层66与第4导电层68之间形成有电容，在第3导电层67与第4导电层68之间形成有电容。由第2导电层66、第3导电层67以及第4导电层68形成的电容为图5示出的电容元件Ca的电容。在第4导电层68的下部以及第1栅极电极64A的下部分别设有阻挡层68a、64Aa。阻挡层68a、64Aa例如由氧化铝等的氧化物构成。

第1有机绝缘层23a覆盖源极电极62(信号线SGL)以及漏极电极63(第3导电层67)，设在第5无机绝缘层22e之上。第1有机绝缘层23a为将在第1开关元件Tr、各种导电层形成的凹凸平坦化的平坦化层。下部电极35经由设在第1有机绝缘层23a的接触孔H3与第3导电层67电连接。即，第3导电层67与作为光电二极管PD的阴极的下部电极35电连接，并且设在光电二极管PD、与第1开关元件Tr的第1栅极电极64A之间。

在周围区域GA设有栅极线驱动电路15的第5开关元件TrG。第5开关元件TrG设在与第1开关元件Tr相同的第1基板21。第5开关元件TrG包括第2半导体81、源极电极82、漏极电极83以及栅极电极84。在第1基板21之上，按照第1无机绝缘层22a、第2半导体81、第2无机绝缘层22b、栅极电极84、第3无机绝缘层22c、第4无机绝缘层22d、第5无机绝缘层22e、源极电极82以及漏极电极83的顺序层叠。

第2半导体81为多晶硅。更优选地，第2半导体81为LTPS。使用LTPS的第5开关元件TrG能够以600℃以下的工艺温度制造。因此，能够将栅极线驱动电路15、信号线选择电路16等的电路形成在与第1开关元件Tr相同的基板上。多晶硅与a-Si相比，载体的移动度更高。因此，指纹检测装置1通过第5开关元件TrG使用多晶硅，能够将栅极线驱动电路15小型化。其结果为，指纹检测装置1能够减小周围区域GA的面积。另外，使用了多晶硅的第5开关元件TrG与a-Si相比，可靠性更高。

第1开关元件Tr的第1半导体61在与第1基板21垂直的方向上，设在与第5开关元件TrG的第2半导体81相比更远离第1基板21的位置。由此，能够将由多晶硅构成的第2半导体81、和由氧化物半导体构成的第1半导体61形成在同一第1基板21。

栅极电极84与第2栅极电极64B设在同一层。第5开关元件TrG为所谓的顶栅构造。但第5开关元件TrG可以为双栅构造，也可以为底栅构造。

源极电极82以及漏极电极83与第1开关元件Tr的源极电极62以及漏极电极63设在同一层。接触孔H4、H5从第2无机绝缘层22b连续设置到第5无机绝缘层22e。源极电极82经由接触孔H4与第2半导体81电连接。漏极电极83经由接触孔H5与第2半导体81电连接。

端子部72设在与周围区域GA中的、设有栅极线驱动电路15的区域不同的位置。端子部72具有第1端子导电层73、第2端子导电层74、第3端子导电层75以及第4端子导电层76。第1端子导电层73与第2栅极电极64B同层，设在第2无机绝缘层22b上。接触孔H6与第3无机绝缘层22c、第4无机绝缘层22d、第5无机绝缘层22e以及第1有机绝缘层23a连通设置。

第2端子导电层74、第3端子导电层75以及第4端子导电层76在接触孔H6内按照该顺序层叠，与第1端子导电层73电连接。第2端子导电层74能够使用与第3导电层67等相同的材料、以相同的工序形成。另外，第3端子导电层75能够使用与下部电极35相同的材料、以相同的工序形成。第4端子导电层76能够使用与连接布线36以及电源信号线Lvs(参照图7)相同的材料、以相同的工序形成。

此外，在图8中示出了一个端子部72，但端子部72具有间隔地排列有多个。多个端子部72例如通过ACF(Anisotropic Conductive Film:各向异性导电膜)等与柔性印刷基板71(参照图2)电连接。

接下来，说明指纹检测装置1的动作例。图9是示出传感器部、栅极线驱动电路以及信号线选择电路的构成例的框图。图10是用于说明第1检测模式以及第2检测模式与时间的关系的说明图。图11是表示指纹检测装置的动作例的时间波形图。图12是表示第1检测模式下的读出期间的动作例的时间波形图。图13是表示第2检测模式下的读出期间的动作例的时间波形图。

如图9所示，指纹检测装置1还包括反相器15c、保护电路155以及端子29。保护电路155包括保护电阻元件、保护二极管。从控制基板121(参照图2)供给的各种信号经由保护电路155被供给至栅极线驱动电路15、信号线选择电路16以及复位电路17。此外，信号线选择电路16的输出信号线Lout不经由保护电路155的保护二极管地与检测电路48连接。由此，能够抑制从传感器部10输出的信号强度的下降。

栅极线驱动电路15包括移位寄存器15a以及缓冲电路15b。反相器15c从控制电路122接收复位信号RST1，将反转复位信号输出至移位寄存器15a。反转复位信号为将复位信号RST1反转得到的电压信号。移位寄存器15a基于从外部的控制电路122供给的复位信号RST1、时钟信号CLK、开始信号STV、电源电压VDD、VSS，依次将输出信号输出至缓冲电路15b。缓冲电路15b接收来自移位寄存器15a的输出信号，按照控制信号OE1、OE2，基于电源电压VDD、VSS来生成栅极驱动信号Vgcl。缓冲电路15b将栅极驱动信号Vgcl供给至第1栅极线GCL。

栅极线驱动电路15以及信号线选择电路16基于切换控制信号SWM1、SWM2，切换第1检测模式M1与第2检测模式M2。

如图10所示，指纹检测装置1在第1检测模式M1下执行检测帧(1F)的检测之后，在第2检测模式M2下多次反复执行检测帧(1F)的检测。检测帧(1F)为与检测区域AA的整体重叠的区域，即驱动所有第1栅极线GCL，由此，为能够检测手指Fg等的被检测体的区域。但检测帧(1F)也可以为检测检测区域AA中的、一部分的区域的情况。

在第2检测模式M2下，以比第1检测模式M1大的检测间距进行检测，因此，能够缩短1检测帧(1F)的检测所要的期间。指纹检测装置1通过反复执行第2检测模式M2，能够提高第2检测模式M2的检测精度，另外，能够检测被检测体的时间上的变化。具体来说，指纹检测装置1基于手指Fg内部的血管影像的时间上的变化，能够检测与脉搏等的生物体有关的信息。

此外，指纹检测装置1可以以任何方式执行第1检测模式M1以及第2检测模式M2。例如，可以利用多个检测帧(1F)反复执行第1检测模式M1的检测。另外，指纹检测装置1可以在执行第2检测模式M2之后反复执行第1检测模式M1。

如图11所示，指纹检测装置1具有复位期间Prst、曝光期间Pex以及读出期间Pdet。电源电路123经过复位期间Prst、曝光期间Pex以及读出期间Pdet，将传感器电源信号VDDSNS供给至光电二极管PD的阳极。另外，在复位期间Prst开始前的时刻，控制电路122将高电平电压信号的基准信号VR1以及复位信号RST2供给至复位电路17。控制电路122向栅极线驱动电路15供给开始信号STV，复位期间Prst开始。

在复位期间Prst中，包含在栅极线驱动电路15内的移位寄存器15a基于开始信号STV、时钟信号CK以及复位信号RST1，依次选择第1栅极线GCL。栅极线驱动电路15将栅极驱动信号Vgcl依次供给至第1栅极线GCL。栅极驱动信号Vgcl具备具有作为高电平电压的电源电压VDD和作为低电平电压的电源电压VSS的脉冲状的波形。在图11中，设有m条(例如m＝256)的第1栅极线GCL，向各第1栅极线GCL依次供给栅极驱动信号Vgcl1、……、Vgclm。

由此，在复位期间Prst，所有部分检测区域PAA的电容元件Ca依次与信号线SGL电连接，被供给基准信号VR1。其结果为，将电容元件Ca的电容复位。

在将栅极驱动信号Vgclm供给至第1栅极线GCL之后，曝光期间Pex开始。此外，在与各第1栅极线GCL对应的部分检测区域PAA的、实际的曝光期间Pex1、……、Pexm的开始的定时以及结束的定时不同。曝光期间Pex1、……、Pexm分别在复位期间Prst内在栅极驱动信号Vgcl从高电平电压的电源电压VDD变化至低电平电压的电源电压VSS的定时开始。另外，曝光期间Pex1、……、Pexm分别在读出期间Pdet内在栅极驱动信号Vgcl从电源电压VSS变化至电源电压VDD的定时结束。曝光期间Pex1、……、Pexm的曝光时间的长度相等。

在曝光期间Pex，在各部分检测区域PAA，与向光电二极管PD照射的光对应地流通电流。其结果为，在各电容元件Ca积累有电荷。

在读出期间Pdet开始前的定时，控制电路122将复位信号RST2设为低电平电压。由此，复位电路17的动作停止。在读出期间Pdet，与复位期间Prst同样地，栅极线驱动电路15向第1栅极线GCL依次供给至栅极驱动信号Vgcl1、……、Vgclm。

具体来说，在第1检测模式M1下，如图12所示，栅极线驱动电路15在期间t1内，向第1栅极线GCL1供给高电平电压(电源电压VDD)的栅极驱动信号Vgcl1。控制电路122在栅极驱动信号Vgcl1为高电平电压(电源电压VDD)的期间，将选择信号ASW1、……、ASW6依次供给至信号线选择电路16。由此，由栅极驱动信号Vgcl1选择的部分检测区域PAA的信号线SGL依次、或者同时与检测电路48连接。其结果为，检测信号Vdet针对部分检测区域PAA的每个区域供给至检测电路48。

同样地，栅极线驱动电路15在期间t2、……、t(m-1)、tm中，向第1栅极线GCL2、……、GCL(m-1)、GCLm分别供给高电平电压的栅极驱动信号Vgcl2、……、Vgcl(m-1)、Vgclm。即，栅极线驱动电路15在第1检测模式M1下，针对期间t1、t2、……、t(m-1)、tm的每段期间，向(在图12中，第三数量为1)的第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。针对各栅极驱动信号Vgcl成为高电平电压的期间的每段期间，信号线选择电路16基于选择信号ASW，依次选择信号线SGL。在第1检测模式M1下，信号线选择电路16以第一数量(在图12中，第一数量为1)的信号线SGL将信号线依次与一个检测电路48连接。由此，在读出期间Pdet，指纹检测装置1能够将所有部分检测区域PAA的检测信号Vdet输出至检测电路48。

如图13所示，在第2检测模式M2下，栅极线驱动电路15在期间t1中，从多个第1栅极线GCL1向第1栅极线GCL6供给高电平电压(电源电压VDD)的栅极驱动信号Vgcl1。控制电路122在栅极驱动信号Vgcl1成为高电平电压(电源电压VDD)的期间，同时将选择信号ASW1、……、ASW6供给至信号线选择电路16。由此，信号线选择电路16在第2检测模式M2下，将比第一数量大的第二数量(在图13中，第二数量为6)的信号线SGL同时连接于检测电路48。其结果为，检测区域组PAG1、PAG2(参照图4)的检测信号Vdet分别供给至检测电路48。

同样地，栅极线驱动电路15在期间t2、……、t(s-1)、ts中，向第1栅极线GCL7～第1栅极线GCL12、……、第1栅极线GCL(m-11)～第1栅极线GCL(m-6)、第1栅极线GCL(m-5)～第1栅极线GCLm分别供给高电平电压的栅极驱动信号Vgcl2、……、Vgcl(s-1)、Vgcls。也就是说，栅极线驱动电路15在第2检测模式M2下，针对期间t1、t2、……、t(s-1)、ts的每段期间，向与第三数量不同的第四数量(在图13中，第四数量为6)的第1栅极线GCL同时供给栅极驱动信号Vgcl。

由此，在读出期间Pdet，指纹检测装置1能够针对检测区域组PAG的每一组将检测信号Vdet输出至检测电路48。由此，指纹检测装置1与针对部分检测区域PAA的每个区域进行检测的情况相比，能够提高第2检测模式M2下的检测的S/N比。

在图13中示出了在第2检测模式M2下，栅极线驱动电路15同一驱动6条第1栅极线GCL的例子，但不限于此。栅极线驱动电路15可以一并驱动5条以下的第1栅极线GCL，也可以一并驱动7条以上的第1栅极线GCL。另外，信号线选择电路16可以将5条以下的多个信号线SGL同时连接于检测电路48，将7条以上的多个信号线SGL同时连接于检测电路48。

指纹检测装置1可以反复执行复位期间Prst、曝光期间Pex以及读出期间Pdet来进行指纹检测。或者，指纹检测装置1也可以检测到触摸面板102向手指Fg等的检测面接触或者靠近的定时，开始检测动作。

此外，在图11以及图12中，示出在第1检测模式M1下，栅极线驱动电路15向多个第1栅极线GCL依次供给栅极驱动信号Vgcl的情况，但不限于此。传感器部10也可以通过码分选择驱动(以下表示为CDM(Code Division Multiplexing))进行第1检测模式M1的检测。即，在CDM驱动下，栅极线驱动电路15可以基于规定的编码，针对期间t、t1、……、t(m-1)、tm的每段期间向不同组合的多个第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。检测部40通过对在各期间的检测信号Vdet进行解码处理，对各部分检测区域PAA的每个区域的检测信号进行运算。

如上所述，本实施方式的指纹检测装置1具有第1基板21、设于第1基板21、且输出与分别照射来的光对应的信号的多个光电转换元件(光电二极管PD)、与多个光电转换元件分别连接的信号线SGL、经由多个信号线SGL与多个光电转换元件电连接的检测电路48、以及切换与一个检测电路48连接的多个信号线SGL的数量的信号线选择电路16。

信号线选择电路16在第1检测模式M1下，将第一数量(例如，1)的信号线SGL连接于一个检测电路48，在以与第1检测模式M1不同的检测间距检测光的第2检测模式M2下，将比第一数量大的第二数量(例如，6)的信号线SGL连接于检测电路48。

由此，指纹检测装置1通过信号线选择电路16的动作，在第1检测模式M1和第2检测模式M2下，能够使第1方向Dx中的检测的分辨率不同。具体来说，指纹检测装置1在检测指纹的第1检测模式M1下，针对部分检测区域PAA的每个区域以小的检测间距执行检测，在检测血管影像等的与生物体有关的信息的第2检测模式M2下，以比第1检测模式M1大的检测间距执行检测。由此，指纹检测装置1在第1检测模式M1下，高精度地检测指纹，并且在第2检测模式M2下提高S/N比，能够良好地检测血管影像等的与生物体有关的信息。另外，由于能够在第2检测模式M2下迅速地检测，所以能够良好地检测脉搏波等的血管影像的在时间上的变化。

另外，指纹检测装置1具有分别设于多个光电转换元件的多个第1开关元件Tr、与多个第1开关元件Tr的每一个连接的第1栅极线GCL、以及向第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl的栅极线驱动电路15。栅极线驱动电路15在第1检测模式M1下，向第三数量的第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl，在第2检测模式M2下，向与第三数量不同的第四数量的第1栅极线GCL同时供给栅极驱动信号Vgcl。

由此，指纹检测装置1通过栅极线驱动电路15的动作，能够在第1检测模式M1和第2检测模式M2下使第2方向Dy上的检测的分辨率不同。另外，指纹检测装置1也可以在第2检测模式M2下，在进行不同种类的检测、例如血管影像的检测以及脉搏的检测的情况下，在各个检测中使分辨率不同。指纹检测装置1也可以在脉搏的检测中，以比血管影像的检测大的检测间距进行检测。

另外，指纹检测装置1通过执行第1检测模式M1和第2检测模式M2，基于与生物体有关的信息，判断在第1检测模式M1下检测到的指纹是否为伪造的。

此外，能够适当变更指纹检测装置1的构成。例如，图6～图8示出的部分检测区域PAA的构成只不过为一例，能够适当变更光电二极管PD以及各导电层的平面形状、各开关元件的层构造。例如，第1开关元件Tr的第1半导体61以及第5开关元件TrG的第2半导体81也可以使用相同的材料来构成。

(第2实施方式)

图14是示出第2实施方式的指纹检测装置的俯视图。图15是示出第2实施方式的带有指纹检测装置的显示装置的概略截面构成的剖视图。此外，在以下的说明中，对在上述实施方式中说明的构成要素标注相同的附图标记并省略说明。

如图14所示，第2实施方式的指纹检测装置1具有第1栅极线驱动电路15A、第2栅极线驱动电路15B以及光源18。第1栅极线驱动电路15A和第2栅极线驱动电路15B隔着检测区域AA在第1方向Dx上相邻。第1栅极线驱动电路15A在第1检测模式M1下，向第三数量(例如为1)的第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。另外，第2栅极线驱动电路15B在第2检测模式M2下，向第四数量(例如为6)的多个第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。

由此，与上述第1实施方式同样地，在第1检测模式M1和第2检测模式M2下，能够使第2方向Dy上的检测间距(分辨率)不同。第1栅极线驱动电路15A以及第2栅极线驱动电路15B分别与第1检测模式M1和第2检测模式M2对应设置，因此，能够将电路构成简化。

光源18设在第1基板21的周围区域GA。光源18具有第1光源18a、第2光源18b以及第3光源18c，以包围检测区域AA的3条边的方式设置。第1光源18a在第1栅极线驱动电路15A与第1基板21的端部之间，沿第1栅极线驱动电路15A设置。第2光源18b隔着检测区域AA，设在与信号线选择电路16相反一侧的周围区域GA。第3光源18c在第2栅极线驱动电路15B与第1基板21的端部之间，沿第2栅极线驱动电路15B设置。

光源18作为不可视光，例如射出近红外光(至少波长840nm以上850nm以下)。光源18由有机EL(OLED)构成。或者，光源18通过排列多个无机LED(Light Emitting Diode：发光二极管)来构成。

如图15所示，指纹检测装置1在第1检测模式M1下，利用从显示面板101射出的可视光的光L1检测指纹。具体来说，指纹检测装置1检测光L1中的、在罩玻璃103与空气的界面以及手指Fg的表面反射的光L2。

指纹检测装置1在第2检测模式M2下，利用从光源18射出的近红外光的光L11，检测与生物体有关的信息。具体来说，指纹检测装置1检测光L11中的、在手指Fg的内部反射的光L12。由此，指纹检测装置1检测与手指Fg的生物体有关的信息。在第2检测模式M2下使用近红外光，由此，抑制在手指Fg的表面的反射或散射，能够提高第2检测模式M2下的S/N比。

此外，图14示出的光源18的配置只不过为一例，能够适当变更。也可以为没有设置第1光源18a、第2光源18b以及第3光源18c中的、一部分的情况。

(第2实施方式的第1变形例)

图16是示出第2实施方式的第1变形例的带有指纹检测装置的显示装置的像素的构成例的俯视图。在图14以及图15示出的第2实施方式中，光源18设在第1基板21，但不限于此。如图16所示，显示面板101的像素Pix也可以具有光源18A。像素Pix包括红色像素PixR、绿色像素PixG、蓝色像素PixB以及光源18A。红色像素PixR、绿色像素PixG、蓝色像素PixB以及光源18A由OLED构成。红色像素PixR射出红色的光。绿色像素PixG射出绿色的光。蓝色像素PixB射出蓝色的光。光源18A射出不可视光的近红外光。因此，能够通过来自光源18A的光来抑制显示面板101的显示图像的画质下降。

红色像素PixR与绿色像素PixG在第1方向Dx上排列。红色像素PixR和蓝色像素PixB在第2方向Dy上排列。光源18A和绿色像素PixG在第2方向Dy上排列。光源18A与蓝色像素PixB在第1方向Dx上排列。多个像素Pix在显示面板101的显示区域DA上呈矩阵状排列。此外，构成像素Pix的各像素以及光源18A的配置只不过为一例，能够适当变更。例如，像素Pix可以具有射出四个颜色以上的光的多个像素。另外，红色像素PixR、绿色像素PixG、蓝色像素PixB以及光源18A可以在第1方向Dx上排列。

指纹检测装置1在第1检测模式M1下，利用从显示面板101的红色像素PixR、绿色像素PixG以及蓝色像素PixB的至少一个以上的像素射出的可视光的光L1，来检测指纹。

指纹检测装置1在第2检测模式M2下，利用从显示面板101的光源18A射出的近红外光的光L11，检测与生物体有关的信息。在光源18A设在显示面板101的情况下，指纹检测装置1也能够良好地检测与生物体有关的信息。

(第3实施方式)

图17是示出第3实施方式的多个部分检测区域的电路图。图18是表示第3实施方式的指纹检测装置的动作例的时间波形图。

如图17所示，部分检测区域PAA分别具有第2开关元件TrA、以及第2栅极线GCLA1、GCLA2、……、GCLAm。此外，在以下的说明中，在不需要区别说明第2栅极线GCLA1、GCLA2、……、GCLAm的情况下，表示为第2栅极线GCLA。

多个第2开关元件TrA设于多个光电二极管PD的每一个。第2栅极线GCLA与多个第2开关元件TrA的每一个连接。具体来说，第2栅极线GCLA与多个第2开关元件TrA的栅极连接。第2开关元件TrA的源极或者漏极的一方连接有光电二极管PD的阴极，第2开关元件TrA的源极或者漏极的另一方连接有电容元件Ca以及第1开关元件Tr的源极或者漏极。

图18示出第2检测模式M2中的指纹检测装置1的动作例。如图18所示，栅极线驱动电路15在复位期间Prst，向第四数量(例如，6)的多个第1栅极线GCL依次供给栅极驱动信号Vgcl。另外，栅极线驱动电路15在复位期间Prst，向所有第2栅极线GCLA供给低电平电压的栅极驱动信号VGL。

由此，在复位期间Prst，与第四数量的第1栅极线GCL连接的第1开关元件Tr依次导通，将所有部分检测区域PAA的电容元件Ca的电容复位。另一方面，在复位期间Prst，所有第2开关元件TrA关断，将电容元件Ca与光电二极管PD断开。也就是说，即使第1开关元件Tr导通，由于电流不从光电二极管PD向电容元件Ca流通，所以也不会开始曝光期间Pex。

栅极线驱动电路15在曝光期间Pex，向所有第2栅极线GCLA同时供给高电平电压的栅极驱动信号VGL。由此，所有第2开关元件TrA导通，电容元件Ca和光电二极管PD连接。在本实施方式中，在多个部分检测区域PAA的、曝光期间Pex1、……、Pexs为栅极驱动信号VGL成为高电平电压的期间，开始的定时以及结束的定时彼此相同。即，曝光期间Pex1、……、Pexs在栅极驱动信号VGL从低电平电压变化为高电平电压的定时开始，在从高电平电压变化为低电平电压的定时结束。

在读出期间Pdet，指纹检测装置1与上述的例子同样地，针对检测区域组PAG的每组将检测信号Vdet输出至检测电路48。

在本实施方式中，曝光期间Pex1、……、Pexs相等，因此，在第2检测模式M2下，在检测到脉搏波等的血管影像的在时间上的变化时，能够抑制血管影像的失真的产生。

(第4实施方式)

图19是用于说明第4实施方式的指纹检测装置的动作例的说明图。图20是用于说明第4实施方式的指纹检测装置的动作例的流程图。

如图19以及图20所示，指纹检测装置1执行第1检测模式M1的检测(步骤ST1)。栅极线驱动电路15从第1栅极线GCL1向第1栅极线GCLm依次供给栅极驱动信号Vgcl，由此，指纹检测装置1在第1检测区域AA1进行检测。第1检测区域AA1为进行第1检测模式M1的检测的区域，为与检测区域AA(参照图2)的整个区域重叠的区域。但第1检测区域AA1可以为检测区域AA的一部分。

检测部40(参照图3)判断是否有指纹检测(步骤ST2)。在没有指纹检测的情况下(在步骤ST2中为否)，指纹检测装置1反复执行第1检测模式M1的检测。

在有指纹检测的情况下(在步骤ST2中为否)，图像处理部49基于检测信号Vdet进行图像处理(步骤ST3)，生成表示手指Fg等的表面的凹凸的形状的二维信息。

检测区域设定部11A(参照图21)基于来自第1检测模式M1下的多个光电二极管PD的检测信号Vdet，获取指纹检测区域AAF(步骤ST4)。具体来说，检测区域设定部11A基于利用检测部40运算出的手指Fg的指纹的位置信息，获取指纹检测区域AAF。指纹检测区域AAF如图19所示，为在第2方向Dy上检测到手指Fg的指纹的区域。

接下来，检测区域设定部11A设定比第1检测区域AA1小的第2检测区域AA2(步骤ST5)。检测区域设定部11A将从指纹检测区域AAF向第2方向Dy偏移的区域设定为第2检测区域AA2。检测区域设定部11A也可以基于事先设定的偏移量值，算出第2检测区域AA2与指纹检测区域AAF的偏移量。检测区域设定部11A也可以基于利用图像处理部49生成的二维信息(指纹的形状)、以及来自触摸面板102的信息，来设定第2检测区域AA2。

指纹检测装置1执行第2检测模式M2的检测(步骤ST6)。此时，栅极线驱动电路15向第2检测区域AA2的第1栅极线GCL供给栅极驱动信号Vgcl。由此，指纹检测装置1在比第1检测区域AA1小的第2检测区域AA2进行检测。

指纹检测装置1能够基于第2检测模式M2下的检测信号Vdet，检测与血管影像或脉搏等的生物体有关的信息(步骤ST7)。

像上述那样，指纹检测装置1基于在第1检测模式M1下的检测结果，能够在比第1检测区域AA1小的第2检测区域AA2下进行第2检测模式M2的检测。由此，指纹检测装置1能够缩短第2检测模式M2的检测所需的时间。因此，指纹检测装置1能够以短时间反复执行第2检测模式M2的检测，因此，能够提高S/N比，或者能够高精度地检测脉搏等的与生物体有关的信息的在时间上的变化。

(第4实施方式的第2变形例)

图21是示出第4实施方式的第2变形例的带有指纹检测装置的显示装置的构成例的框图。图22是用于说明第4实施方式的第2变形例的指纹检测装置的动作例的说明图。

如图21所示，在带有指纹检测装置的显示装置100中，检测部40具有第1检测电路48A和第2检测电路48B。第1检测电路48A接收来自触摸面板102的检测信号VdetT，进行与上述检测电路48同样的信号处理。第2检测电路48B与图3示出的检测电路48相同，省略详细的说明。虽然在图21中省略，但检测部40与图3同样地，第1检测电路48A以及第2检测电路48B也可以分别具有信号处理部或坐标提取部。

检测控制部11具有检测区域设定部11A。检测区域设定部11A为设定第1检测区域AA1以及第2检测区域AA2的运算电路。在本实施方式中，检测控制部11控制触摸面板102以及指纹检测装置1的检测动作。检测控制部11以及检测部40可以由一个IC构成，也可以由两个以上的IC构成。

如图22所示，带有指纹检测装置的显示装置100通过触摸面板102执行触摸检测模式Mt，检测手指Fg等对检测区域AA接触或者靠近。在触摸检测模式Mt下检测部40检测到手指Fg等向检测区域AA接触或者靠近的情况下，检测部40基于来自触摸面板102的检测信号VdetT对手指Fg的位置信息进行运算。检测部40将手指Fg的位置信息输出至检测区域设定部11A。

检测区域设定部11A基于手指Fg的位置信息设定第1检测区域AA1。换言之，检测区域设定部11A基于来自触摸面板102的检测信号VdetT，设定第1检测区域AA1。检测区域设定部11A设定至少包括与手指Fg重叠的区域在内的第1检测区域AA1。第1检测区域AA1为比检测区域AA小的区域。此后，指纹检测装置1与图19以及图20示出的动作例同样地，执行第1检测模式M1以及第2检测模式M2的检测。

在本变形例中，与上述第4实施方式相比，根据基于触摸面板102的手指Fg的位置信息，能够限定并进行在第1检测模式M1下进行检测的第1检测区域AA1。因此，能够缩短第1检测模式M1的检测所需的时间，还能够缩短检测信号Vdet的信号处理以及图像处理所需的时间。

(第5实施方式)

图23是示出第5实施方式的带有指纹检测装置的显示装置的概略截面构成的剖视图。图24是示出第5实施方式的带有指纹检测装置的显示装置所具有的触摸面板的俯视图。图25是示出触摸面板的驱动电极以及检测电极的俯视图。

在本实施方式中，指纹检测装置1A包括触摸面板102和光学式传感器104。触摸面板102基于来自检测控制部11的控制信号，进行检测手指Fg的接触或者靠近的触摸检测、以及检测手指Fg的表面的凹凸的指纹检测(第1检测模式M1)。光学式传感器104为与上述指纹检测装置1同样的构成，省略详细的说明。但光学式传感器104进行第2检测模式M2的检测，不进行第1检测模式M1的检测。

如图24所示，触摸面板102具有第2基板111、设在第2基板111的一方的面111a侧的传感器部112、驱动电极驱动器115、检测电极选择电路116、以及第1检测电路48A。传感器部112包括驱动电极Tx(参照图25)、以及检测电极Rx(参照图25)。

第2基板111为具有能够透射可视光的透光性的玻璃基板。或者，第2基板111可以由聚酰亚胺等的树脂构成的透光性的树脂基板或者树脂膜。传感器部112为具有透光性的传感器。

驱动电极驱动器115为基于从检测控制部11供给的控制信号向传感器部112的驱动电极Tx供给驱动信号的电路。向驱动电极Tx供给的驱动信号例如为交流的矩形波。检测电极选择电路116基于从检测控制部11供给的控制信号，选择传感器部112的检测电极Rx，将检测电极Rx和第1检测电路48A连接。第1检测电路48A设在柔性印刷基板117之上。但第1检测电路48A也可以设在与光学式传感器104连接的柔性印刷基板71或者控制基板121。

接下来，说明检测电极Rx以及驱动电极Tx的形状。如图25所示，检测电极Rx与多个驱动电极Tx交叉。在多个检测电极Rx与多个驱动电极Tx之间形成有静电容量。触摸面板102能够通过所谓的互电容方式(Mutual方式)进行触摸检测以及指纹检测。

从与第2基板111垂直的方向观察，检测电极Rx的形状为之字形状的线。检测电极Rx呈之字形地沿第2方向Dy延伸。检测电极Rx由金属材料形成。作为检测电极Rx的材料，使用铝、钼或者这些合金等。检测电极Rx具有多个第1直线部RxL1、多个第2直线部RxL2、以及多个弯曲部RxB。第2直线部RxL2沿与第1直线部RxL1交叉的方向延伸。另外，弯曲部RxB将第1直线部RxL1和第2直线部RxL2连接。

若举出一例，则第1直线部RxL1沿与第1方向Dx以及第2方向Dy交叉的方向延伸。第2直线部RxL2也沿与第1方向Dx以及第2方向Dy交叉的方向延伸。第1直线部RxL1和第2直线部RxL2配置为以与第1方向Dx平行的假想线(未图示)为轴呈左右对称。

在多个检测电极Rx的各电极中，将第2方向Dy上的弯曲部RxB的配置间隔设为Pry。另外，在相邻的检测电极Rx之间，将第1方向Dx上的弯曲部RxB的配置间隔设为Prx。在本实施方式中，例如，成为Prx

如图25所示，沿第2方向Dy排列的多个驱动电极Tx的各个电极(例如，Tx-1、Tx-2、Tx-3、Tx-4……)分别具有多个电极部130、以及多个连接部127。在多个驱动电极Tx的各电极中，多个电极部130沿第1方向Dx排列，彼此分开配置。另外，在多个驱动电极Tx的各电极中，连接部127将多个电极部130中的在第1方向Dx上相邻的电极部彼此连接。另外，从第2基板111(参照图24)的法线方向观察，1条检测电极Rx从相邻的电极部130之间通过且与连接部127交叉。驱动电极Tx由ITO等的透光性的导电材料构成。

将第2方向Dy上的连接部127的配置间隔设为Pb。连接部127的配置间隔Pb优选为驱动电极Tx的配置间隔Pt的0.5倍。另外，在各驱动电极Tx中，连接部127优选隔着与第1方向Dx平行且从电极部130的中心通过的中心线Lcent在一侧与另一侧交替配置。由此，与电极部130相比光的透射率低的连接部127不沿一条直线状排列，因此，传感器部10能够抑制莫尔条纹等不期望的图案的产生。

此外，图25只不过为一例，触摸面板102也可以为其他构成。例如，触摸面板102也可以通过自电容方式(Self方式)进行触摸检测以及指纹检测。在该情况下，触摸面板102能够基于呈矩阵状排列的多个检测电极的每一个的电容变化进行检测。

像这样，本实施方式的指纹检测装置1A具有光学式传感器104和触摸面板102。光学式传感器104包括第1基板21、以及设在第1基板21、且输出与分别照射的光对应的信号的多个光电转换元件(光电二极管PD)。触摸面板102为包括与第1基板21相对置的第2基板111、以及设在第2基板111的多个检测电极Rx在内的静电容量式的触摸面板。触摸面板102执行检测被检测体的接触或者靠近的触摸检测模式Mt、以及以比触摸检测模式Mt的检测间距小的检测间距检测被检测体的表面的凹凸的第1检测模式M1。光学式传感器104执行以比第1检测模式M1的检测间距大的检测间距检测被检测体的内部的信息的第2检测模式M2。

以上说明了本发明的优先的实施方式，但本发明不限于这种实施方式。在实施方式公开的内容只不过为一例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。在不脱离本发明的主旨的范围内进行的适当变更当然也属于本发明的技术范围。

附图标记说明

1、1A指纹检测装置

2背板

10传感器部

15栅极线驱动电路

16信号线选择电路

17复位电路

21第1基板

48检测电路

100带有指纹检测装置的显示装置

101显示面板

102触摸面板

AA检测区域

GA周围区域

GCL第1栅极线

GCLA第2栅极线

PAA部分检测区域

PD光电二极管

SGL信号线

ASW选择信号

Vgcl、VGL栅极驱动信号

Tr第1开关元件

TrA第2开关元件。