(57)【要約】【課題】意図しない模様の発生を抑制することができる指紋検出装置及び表示装置を提供する。【解決手段】指紋検出装置は、複数の駆動電極と、複数の検出電極を有している。検出電極は、複数の第１直線部と、第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、第１直線部と第２直線部とを接続する屈曲部と、を有している。駆動電極は、平面視で、互いに離して配置された複数の電極部と、第２方向に隣り合う電極部同士を接続する接続部と、２つの検出電極の間であって、第１方向に並べられた２つの電極部の間に配置され、フローティング状態にあるダミー電極部と、を有している。【選択図】図１５
2020160380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、第１方向に並んで配置された複数の駆動電極と、
前記一方の面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数のジグザグ状の検出電極と、を備え、
前記検出電極は、
複数の第１直線部と、
前記第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、
前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する屈曲部と、を有し、
前記駆動電極は、
平面視で、互いに離して配置された複数の電極部と、
前記第２方向に隣り合う電極部同士を接続する接続部と、
２つの前記検出電極の間であって、前記第１方向に並べられた２つの前記電極部の間に配置され、フローティング状態にあるダミー電極部と、を有している、指紋検出装置。
【請求項２】
前記複数の電極部は、平行な２辺を含む形状であり、
前記電極部に対向する前記ダミー電極部の辺は、当該電極部の辺と平行である、請求項１に記載の指紋検出装置。
【請求項３】
前記電極部の辺と、前記電極部に対向するダミー電極部の辺との中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線が前記電極部、前記ダミー電極部及び接続部のいずれかに到達するまでの幅は、前記第２方向における２つの前記屈曲部の配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい、請求項１又は２に記載の指紋検出装置。
【請求項４】
前記電極部の辺と、前記電極部に対向するダミー電極部の辺との中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線と前記検出電極とがなす角度は、９０度である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の指紋検出装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、第１方向に並んで配置された複数の駆動電極と、
前記一方の面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数のジグザグ状の検出電極と、を備え、
前記検出電極は、
複数の第１直線部と、
前記第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、
前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する屈曲部と、を有し、
前記駆動電極は、
平面視で、平行な２辺を含む形状を有し、互いに離して配置された複数の電極部を有し、
互いに対向する前記電極部の辺の中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線が前記電極部及び接続部のいずれかに到達するまでの幅は、前記第２方向における２つの前記屈曲部の配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい
指紋検出装置。
【請求項６】
互いに対向する電極部の辺の中心線を電極部の辺に沿って延長して、前記中心線と前記検出電極とがなす角度は、９０度である、請求項５に記載の指紋検出装置。
【請求項７】
前記複数の電極部は、
第１電極部と、
平面視で、前記第１電極部とは形状が異なる第２電極部と、を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の指紋検出装置。
【請求項８】
前記第１電極部の平面視による形状は、前記第１直線部の延びる方向と平行な２辺を有する平行四辺形であり、
前記第２電極部の平面視による形状は、前記第２直線部の延びる方向と平行な２辺を有し、かつ前記第１電極部とは形が異なる平行四辺形である、請求項７に記載の指紋検出装置。
【請求項９】
前記電極部は透光性電極であり、
前記検出電極は金属細線である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の指紋検出装置。
【請求項１０】
前記第１方向において、前記駆動電極の配置間隔に対する前記屈曲部の配置間隔の比は２以下である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の指紋検出装置。
【請求項１１】
前記接続部は、前記第２方向に前記電極部の面積重心を通る仮想線を挟んで、一方の側と他方の側とに交互に配置されている、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の指紋検出装置。
【請求項１２】
表示パネルと、
前記表示パネルと対向して配置される、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の指紋検出装置と、を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋検出装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等を備える表示装置に指紋センサが設けられることがある。指紋センサは、指紋の凹凸に応じた容量変化を検出することで、表示装置に接触した指の指紋の形状を検出する（例えば、特許文献１）。指紋センサの検出結果は、例えば、個人認証等に用いられる。指紋センサの表面にはカバーガラスが設けられている。カバーガラスの表面に指が接触又は近接すると、指紋センサは指紋を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５２１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
指紋検出領域の電極は、カバーガラス側から入射してくる光を反射する。表示装置の表示領域と重なる位置に指紋検出領域が配置されると、指紋検出領域の電極が光を反射することにより、指紋検出領域に意図しない模様（例えば、モアレ、光を反射した模様）が視認される可能性がある。
【０００５】
本発明は、意図しない模様の発生を抑制することができる指紋検出装置及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一態様に係る指紋検出装置は、基板と、前記基板の一方の面側に設けられ、第１方向に並んで配置された複数の駆動電極と、前記一方の面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数のジグザグ状の検出電極と、を備え、前記検出電極は、複数の第１直線部と、前記第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する屈曲部と、を有し、前記駆動電極は、平面視で、互いに離して配置された複数の電極部と、前記第２方向に隣り合う電極部同士を接続する接続部と、２つの前記検出電極の間であって、前記第１方向に並べられた２つの前記電極部の間に配置され、フローティング状態にあるダミー電極部と、を有している。
【０００７】
第二態様に係る指紋検出装置は、基板と、前記基板の一方の面側に設けられ、第１方向に並んで配置された複数の駆動電極と、前記一方の面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数のジグザグ状の検出電極と、を備え、前記検出電極は、複数の第１直線部と、前記第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する屈曲部と、を有し、前記駆動電極は、平面視で、平行な２辺を含む形状を有し、互いに離して配置された複数の電極部を有し、互いに対向する前記電極部の辺の中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線が前記電極部及び接続部のいずれかに到達するまでの幅は、前記第２方向における２つの前記屈曲部の配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい。
【０００８】
他の態様に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルと対向して配置される上記第一態様又は第二態様の指紋検出装置とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１に係る表示装置を示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示した表示装置をＡ１１−Ａ１２線で切断した断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る指紋検出装置の構成例を示す平面図である。
【図４】図４は、指紋検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、表示パネルの構成例を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係るセンサ部の構成例を示す平面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る駆動電極の構成例を示す平面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る駆動電極及び検出電極を示す平面図である。
【図９】図９は、図８において電極部と検出電極の図示を省略した図である。
【図１０】図１０は、電極部の構成例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、センサ部の構成例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図７のスリットを説明するための平面図である。
【図１３】図１３は、実施形態１の変形例１に係るセンサ部を示す平面図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の変形例２に係るセンサ部を示す平面図である。
【図１５】図１５は、実施形態２に係るセンサ部を示す平面図である。
【図１６】図１６は、実施形態２の変形例１に係るセンサ部を示す平面図である。
【図１７】図１７は、実施形態２の変形例２に係るセンサ部を示す平面図である。
【図１８】図１８は、実施形態３に係るセンサ部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本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。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る表示装置を示す平面図である。図２は、図１に示した表示装置をＡ１１−Ａ１２線で切断した断面図である。図１に示す表示装置１は、指紋検出機能付きの表示装置であり、画像を表示させるための表示領域ＡＡと、指紋検出領域ＦＡと、表示領域ＡＡ及び指紋検出領域ＦＡの外側に設けられた額縁領域ＧＡと、を有する。指紋検出領域ＦＡは、カバー部材８０に接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出するための領域である。本実施形態の表示装置１では、表示領域ＡＡと指紋検出領域ＦＡとが一致又はほぼ一致しており、表示領域ＡＡの全面において指紋を検出することが可能となっている。表示領域ＡＡ及び指紋検出領域ＦＡの形状は、例えば矩形である。
【００１２】
図２に示すように、本実施形態の表示装置１は、表示パネル３０と、指紋検出装置１００と、を備える。また、指紋検出装置１００は、センサ部１０と、カバー部材８０と、を有する。カバー部材８０は、第１面８０ａと、第１面８０ａと反対側の第２面８０ｂとを有する板状の部材である。カバー部材８０の第１面８０ａは、接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出するための検出面であり、かつ、表示パネル３０の画像を観察者が視認するための表示面である。カバー部材８０の第２面８０ｂ側に、センサ部１０及び表示パネル３０が設けられる。カバー部材８０はセンサ部１０及び表示パネル３０を保護するための部材であり、センサ部１０及び表示パネル３０を覆っている。カバー部材８０は、例えばガラス基板、又は樹脂基板である。
【００１３】
なお、カバー部材８０、センサ部１０及び表示パネル３０は、平面視で長方形状の構成に限られず、円形状、長円形状、或いは、これらの外形形状の一部を欠落させた異形状の構成であってもよい。また、カバー部材８０は、平板状に限られない。例えば表示領域ＡＡ及び指紋検出領域ＦＡが曲面で構成され、或いは額縁領域ＧＡが表示パネル３０側に湾曲する曲面で構成される場合、カバー部材８０の曲面を有してもよい。この場合、表示装置は、指紋検出機能を有する曲面ディスプレイとなり、曲面ディスプレイの曲面においても指紋を検出することが可能となる。なお、「平面視」とは、後述の図３に示す基板１０１の一方の面１０１ａに垂直な方向から見た場合を示す。一方の面１０１ａに垂直な方向が、「基板１０１の法線方向Ｄｚ」である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、額縁領域ＧＡにおいて、カバー部材８０の第２面８０ｂに加飾層８１が設けられている。加飾層８１は、カバー部材８０よりも光の透過率が小さい着色層である。加飾層８１は、額縁領域ＧＡに重畳して設けられる配線や回路等が観察者に視認されることを抑制することができる。図２に示す例では、加飾層８１は第２面８０ｂに設けられているが、第１面８０ａに設けられていてもよい。また、加飾層８１は、単層に限定されず、複数の層を重ねた構成であってもよい。
【００１５】
センサ部１０は、カバー部材８０の第１面８０ａに接触又は近接する指Ｆｉｎ等の表面の凹凸を検出するための検出部である。図２に示すように、センサ部１０は、カバー部材８０と表示パネル３０との間に設けられている。第１面８０ａに対して垂直な方向（法線方向）から見たときに、センサ部１０は、指紋検出領域ＦＡと、額縁領域ＧＡの一部とに重なっている。センサ部１０には、額縁領域ＧＡにおいてフレキシブル基板７６が接続されている。フレキシブル基板７６には、センサ部１０の検出動作を制御するための検出用ＩＣ（図示せず）が実装される。
【００１６】
センサ部１０は、一方の面が接着層７１を介してカバー部材８０の第２面８０ｂと貼り合わされ、他方の面は接着層７２を介して表示パネル３０の偏光板３５と貼り合わされる。接着層７１及び接着層７２は、透光性を有する接着剤又は樹脂であり、可視光を透過させる。
【００１７】
表示パネル３０は、画素基板３０Ａと、対向基板３０Ｂと、画素基板３０Ａの下側に設けられた偏光板３４と、対向基板３０Ｂの上側に設けられた偏光板３５とを有する。画素基板３０Ａにフレキシブル基板７５を介して、表示パネル３０の表示動作を制御するための表示用ＩＣ（図示せず）が接続されている。本実施形態において、表示パネル３０は、表示機能層として液晶表示素子が用いられる液晶パネルである。これに限定されず、表示パネル３０は、例えば、有機ＥＬ表示パネルであってもよい。なお、上述の検出用ＩＣ及び表示用ＩＣは、モジュール外部の制御基板に備えられていてもよい。又は、検出用ＩＣは、センサ部１０の基板１０１（図３、図１１参照）に備えられていてもよい。表示用ＩＣは、画素基板３０Ａの第１基板３１（図５参照）に備えられていてもよい。
【００１８】
図３は、実施形態１に係る指紋検出装置の構成例を示す平面図である。図３に示すように、指紋検出装置１００は、基板１０１と、基板１０１の一方の面１０１ａ側に設けられたセンサ部１０と、を備える。センサ部１０は、駆動電極Ｔｘと、基板１０１の一方の面１０１ａ側に設けられた検出電極Ｒｘと、を含む。基板１０１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。または、基板１０１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。センサ部１０は、透光性を有するセンサである。駆動電極Ｔｘは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透光性の導電材料で構成されている。
【００１９】
駆動電極Ｔｘは、第１方向Ｄｘに並んで配置されている。駆動電極Ｔｘは、第２方向Ｄｙに延びている。検出電極Ｒｘは、第２方向Ｄｙに並んで配置されている。検出電極Ｒｘは、第１方向Ｄｘに延びている。このように、検出電極Ｒｘは、駆動電極Ｔｘの延在方向と交差する方向に延びている。各検出電極Ｒｘは、額縁配線（図示せず）を介して、基板１０１の額縁領域ＧＡの短辺側に設けられたフレキシブル基板７５に接続される。本実施形態において、駆動電極Ｔｘには、例えばＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料が用いられる。図３に示すように、駆動電極Ｔｘ及び検出電極Ｒｘは、指紋検出領域ＦＡに設けられている。
【００２０】
検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。センサ部１０は、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間に発生する静電容量変化からタッチ検出及び指紋検出を行う。センサ部１０において、相互静電容量方式の指紋検出動作を行う際、駆動電極ドライバ１５は、駆動電極Ｔｘを時分割的に順次選択し、選択された駆動電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを供給する。そして、接触又は近接する指等の表面の凹凸による容量変化に応じた検出信号Ｖｄｅｔが検出電極Ｒｘから出力されることにより、指紋検出が行われる。なお、駆動電極ドライバ１５は、複数の駆動電極Ｔｘを含む駆動電極ブロックごとに順次選択して駆動してタッチ検出を行う。
【００２１】
図３では、検出電極選択回路１４、駆動電極ドライバ１５等の各種回路が、基板１０１の額縁領域ＧＡに設けられている場合を示しているが、これはあくまで一例である。各種回路の少なくとも一部は、フレキシブル基板７６に実装された検出用ＩＣに含まれていてもよい。
【００２２】
次に、指紋検出装置の詳細な構成について説明する。図４は、センサ部を含む指紋検出装置の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、指紋検出装置１００は、センサ部１０と、検出制御部１１と、駆動電極ドライバ１５と、検出電極選択回路１４と、検出部４０とを備える。
【００２３】
検出制御部１１は、センサ部１０の検出動作を制御する回路である。駆動電極ドライバ１５は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、センサ部１０の駆動電極Ｔｘに検出用の駆動信号Ｖｓを供給する回路である。検出電極選択回路１４は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、センサ部１０の検出電極Ｒｘを選択して、検出部４０に接続する。
【００２４】
検出部４０は、検出制御部１１から供給される制御信号と、検出電極Ｒｘから出力される検出信号Ｖｄｅｔとに基づいて、カバー部材８０の第１面８０ａに接触又は近接する指等の表面の凹凸を検出して、指紋の形状を検出する回路である。検出部４０は、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、合成部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、検出信号増幅部４２と、Ａ／Ｄ変換部４３と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、合成部４６とが同期して動作するように制御する。
【００２５】
検出信号Ｖｄｅｔは、センサ部１０から検出部４０の検出信号増幅部４２に供給される。検出信号増幅部４２は、検出信号Ｖｄｅｔ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。
【００２６】
信号処理部４４は、Ａ／Ｄ変換部４３の出力信号に基づいて、センサ部１０に対する指の接触又は近接の有無を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指による検出信号の差分の信号（絶対値｜ΔＶ｜）を取り出す処理を行う。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、この絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧未満であれば、指が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部４４は、絶対値｜ΔＶ｜がしきい値電圧以上であれば、指が接触又は近接状態であると判断する。このようにして、検出部４０は、指の接触又は近接を検出することが可能となる。
【００２７】
座標抽出部４５は、信号処理部４４において指の接触又は近接が検出されたときに、その検出座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、検出座標を合成部４６に出力する。合成部４６は、センサ部１０から出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、接触又は近接する指の形状を示す二次元情報を生成する。合成部４６は、二次元情報を検出部４０の出力Ｖｏｕｔとして出力する。又は、合成部４６は、二次元情報に基づいた画像を生成し、画像情報を出力Ｖｏｕｔとしてもよい。
【００２８】
上述した検出用ＩＣは、図４に示す検出部４０として機能する。検出部４０の機能の一部は、上述した表示用ＩＣに含まれていてもよく、外部のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）の機能として設けられてもよい。
【００２９】
図６は、表示パネルの構成例を示す断面図である。画素基板３０Ａは、第１基板３１と、画素電極３２と、共通電極３３とを含む。共通電極３３は、第１基板３１の上に設けられる。画素電極３２は、絶縁層３８を介して共通電極３３の上側に設けられ、平面視でマトリクス状に複数配置される。画素電極３２は、表示パネル３０の各画素Ｐｉｘを構成する副画素に対応して設けられ、表示動作を行うための画素信号が供給される。また、共通電極３３は、直流の表示用駆動信号が供給され、複数の画素電極３２に対する共通電極として機能する。
【００３０】
本実施形態において、第１基板３１に対して、共通電極３３、絶縁層３８、画素電極３２は、この順で積層されている。第１基板３１の下側には、接着層を介して偏光板３４が設けられる。第１基板３１には、表示用のスイッチング素子であるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、図示せず）が配置される。画素電極３２及び共通電極３３は、例えば、ＩＴＯ等の透光性を有する導電性材料が用いられる。
【００３１】
なお、複数の画素電極３２の配列は、第１方向及び該第１方向に直交する第２方向に沿って配列されるマトリクス状の配列のみならず、隣り合う画素電極３２同士が第１方向又は第２方向にずれて配置される構成を採用することもできる。また、隣り合う画素電極３２の大きさの違いから、第１方向に配列される画素列を構成する１つの画素電極３２に対し、当該画素電極の一側に２又は３の複数の画素電極３２が配列される構成も採用可能である。
【００３２】
対向基板３０Ｂは、第２基板３６と、この第２基板３６の一方の面に形成されたカラーフィルタ３７とを含む。カラーフィルタ３７は、第１基板３１と垂直な方向において、液晶層６と対向する。さらに、第２基板３６の上には、接着層を介して偏光板３５が設けられている。なお、カラーフィルタ３７は第１基板３１上に配置されてもよい。本実施形態において、第１基板３１及び第２基板３６は、例えば、ガラス基板又は樹脂基板である。
【００３３】
第１基板３１と第２基板３６との間に液晶層６が設けられる。液晶層６は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：フリンジフィールドスイッチング）を含むＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図８に示す液晶層６と画素基板３０Ａとの間、及び液晶層６と対向基板３０Ｂとの間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
【００３４】
第１基板３１の下方には、図示しない照明部（バックライト）が設けられる。照明部は、例えばＬＥＤ等の光源を有しており、光源からの光を第１基板３１に向けて射出する。照明部からの光は、画素基板３０Ａを通過して、その位置の液晶の状態により光が遮られて射出しない部分と射出する部分とが切り換えられることで、表示面（第１面８０ａ）に画像が表示される。
【００３５】
図２に示したように、表示パネル３０は、表示領域ＡＡにおいて偏光板３５の上に設けられた接着層７２を介してセンサ部１０と貼り合わされる。センサ部１０は、カバー部材８０の第２面８０ｂと垂直な方向において、表示パネル３０よりもカバー部材８０に近い位置に配置される。このようにセンサ部１０は、カバー部材８０側に設けられているので、例えば、表示パネル３０と一体に指紋検出用の検出電極を設けた場合に比べ、検出電極Ｒｘと、検出面である第１面８０ａとの距離を小さくすることができる。したがって、本実施形態の表示装置１によれば、検出性能を向上させることができる。
【００３６】
図６は、実施形態１に係るセンサ部の検出電極の構成例を示す平面図である。図６に示すように、検出電極Ｒｘは、複数の駆動電極Ｔｘと交差している。法線方向Ｄｚから見て、検出電極Ｒｘの形状は、ジグザグ状の線である。検出電極Ｒｘは、ジグザグしながら第１方向Ｄｘに延びている。例えば、検出電極Ｒｘは、複数の第１直線部ＲｘＬ１と、複数の第２直線部ＲｘＬ２と、複数の屈曲部ＲｘＢと、を有する。第２直線部ＲｘＬ２は、第１直線部ＲｘＬ１と交差する方向に延びている。また、屈曲部ＲｘＢは、第１直線部ＲｘＬ１と第２直線部ＲｘＬ２とを接続している。
【００３７】
一例を挙げると、第１直線部ＲｘＬ１は、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第２直線部ＲｘＬ２も、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと交差する方向に延びている。第１直線部ＲｘＬ１と第２直線部ＲｘＬ２は、第１方向Ｄｘに平行な仮想線（図示せず）を軸に、左右対称となるように配置されている。
【００３８】
複数の検出電極Ｒｘの各々において、第１方向Ｄｘにおける屈曲部ＲｘＢの配置間隔をＰｒｘとする。また、隣り合う検出電極Ｒｘ間において、第２方向Ｄｙにおける屈曲部ＲｘＢの配置間隔をＰｒｙとする。本実施形態では、例えば、Ｐｒｙ＜Ｐｒｘとなっている。
【００３９】
また、第１方向Ｄｘにおける駆動電極Ｔｘの配置間隔をＰｔとする。また、指紋検出装置１００と貼り合せられる表示パネル３０の画素電極３２について、第１方向Ｄｘにおける配置間隔をＰｐｉｘとする。本実施形態では、駆動電極Ｔｘの配置間隔Ｐｔと画素電極３２の配置間隔Ｐｐｉｘは、以下の式（１）の関係を満たすことが好ましい。式（１）において、ｎは１より大きい整数である。これにより、センサ部１０は、指紋検出領域ＦＡに意図しない模様（例えば、モアレ、光を反射した模様）が発生することを抑制することができる。
０．６×（ｎ−１）×Ｐｐｉｘ≦Ｐｔ≦０．４×ｎ×Ｐｐｉｘ  …（１）
【００４０】
次に、駆動電極Ｔｘの形状について、より具体的に説明する。図７は、第１実施形態に係る駆動電極の構成例を示す平面図である。図７に示すように、第１方向Ｄｘに並ぶ複数の駆動電極Ｔｘの各々（例えば、Ｔｘ−１、Ｔｘ−２、Ｔｘ−３、Ｔｘ−４）は、複数の電極部１３０と、複数の接続部１２７とをそれぞれ有する。複数の駆動電極Ｔｘの各々において、複数の電極部１３０は第２方向Ｄｙに並んでおり、互いに離して配置されている。また、複数の駆動電極Ｔｘの各々において、接続部１２７は、複数の電極部１３０のうち隣り合う電極部同士を接続している。また、図７に示すように、基板１０１（図３参照）の法線方向Ｄｚから見て、１本の検出電極Ｒｘは、隣り合う電極部１３０の間を通って接続部１２７と交差している。
【００４１】
また、複数の接続部１２７の長手方向は、一方向に揃っている。接続部１２７は、第２方向に延在している。実施形態１では、１つの接続部１２７の延長線上に、他の接続部１２７が重なっている。例えば、１つの駆動電極Ｔｘが有する接続部１２７の長手方向は、全て第２方向となっている。これにより、検出電極Ｒｘと交差する接続部１２７の形状が揃うため、駆動電極Ｔｘと接続部１２７との間の容量が揃いやすい。
【００４２】
図７に示すセンサ部１０では、駆動電極Ｔｘの形状と検出電極Ｒｘの形状、位置関係が電極間で揃っているこのため、駆動電極Ｔｘの容量のばらつきや、検出電極Ｒｘの容量のばらつきが小さい。また、センサ部１０における座標の算出の補正等も実行し易いという利点がある。
【００４３】
また、図７に示すように、法線方向Ｄｚから見て、電極部１３０の形状は複数ある。例えば、電極部１３０は、第１電極部１３０Ａと、電極部本体１３１（図１０参照）の形状が第１電極部１３０Ａとは異なる第２電極部１３０Ｂと、を含む。法線方向Ｄｚから見て、第１電極部１３０Ａの電極部本体１３１の形状と、第２電極部１３０Ｂの電極部本体１３１の形状はそれぞれ平行四辺形である。法線方向Ｄｚから見て、第１電極部１３０Ａの電極部本体１３１を上下反転させた形状が、第２電極部１３０Ｂの電極部本体１３１の形状となっている。これにより、第１電極部１３０Ａの電極部本体１３１の面積と、第２電極部１３０Ｂの電極部本体１３１の面積が同じになる。
【００４４】
例えば、検出電極Ｒｘの第１直線部ＲｘＬ１（図６参照）と交差する駆動電極Ｔｘ−１、Ｔｘ−２は、第１直線部ＲｘＬ１と平行な２辺を有する第１電極部１３０Ａを備える。また、検出電極Ｒｘの第２直線部ＲｘＬ２（図６参照）と交差する駆動電極Ｔｘ−３、Ｔｘ−４は、第２直線部ＲｘＬ２と平行な２辺を有する第２電極部１３０Ｂを備える。これにより、法線方向Ｄｚから見て、ジグザグ状の検出電極Ｒｘに沿って電極部本体１３１を配置することができ、ジグザグ状の検出電極Ｒｘと、電極部本体１３１との離隔距離ｄ３を一定の長さにすることができる。
【００４５】
２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた第１電極部１３０Ａの間には、ダミー電極部１３０Ｃがある。２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた第２電極部１３０Ｂの間には、ダミー電極部１３０Ｄがある。２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた第１電極部１３０Ａと第２電極部１３０Ｂとの間には、ダミー電極部１３０Ｅがある。２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた第２電極部１３０Ｂと第１電極部１３０Ａとの間には、ダミー電極部１３０Ｆがある。ここで、ダミー電極部とは、他の導電部とは接続しておらず、電位が固定されていないフローティング状態にある電極のことである。
【００４６】
ダミー電極部１３０Ｃの形状及びダミー電極部１３０Ｄの形状は、平行四辺形である。ダミー電極部１３０Ｃの形状は、第１電極部１３０Ａの２辺と平行な２辺を含む。ダミー電極部１３０Ｄの形状は、第２電極部１３０Ｂの２辺と平行な２辺を含む。法線方向Ｄｚから見て、ダミー電極部１３０Ｃの形状を上下反転させた形状が、ダミー電極部１３０Ｄの形状となっている。これにより、ダミー電極部１３０Ｃの面積と、ダミー電極部１３０Ｄの面積が同じになる。
【００４７】
２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた第１電極部１３０Ａと第２電極１３０Ｂの間には、ダミー電極部１３０Ｅ及びダミー電極部１３０Ｆがある。ダミー電極部１３０Ｅの形状は、ダミー電極部１３０Ｃ、ダミー電極部１３０Ｄ及びダミー電極１３０Ｆの形状とは異なる。電極部１３０Ｆの形状は、所定の点を基準として電極部１３０Ｅの形状の１８０度回転対称である。あるいは、ダミー電極部１３０Ｆは、ダミー電極部１３０Ｅと同形状で、第１方向Ｄｘにおいてダミー電極部１３０Ｆと線対称に位置に配置されているとも言える。ダミー電極部１３０Ｅの形状及び電極部１３０Ｆの形状は、第１電極部１３０Ａの１辺と平行な１辺と、第２電極部１３０Ｂの１辺と平行な１辺とを含む。第２方向Ｄｙに並ぶダミー電極部１３０Ｅは、検出電極Ｒｘの屈曲部ＲｘＢを挟む位置にある。これにより、第２方向Ｄｙにみて、ダミー電極部１３０Ｅと、屈曲部ＲｘＢとが交互に並ぶことになる。第２方向Ｄｙに並ぶダミー電極部１３０Ｆは、検出電極Ｒｘの屈曲部ＲｘＢを挟む位置にある。これにより、第２方向Ｄｙにみて、ダミー電極部１３０Ｆと、屈曲部ＲｘＢとが交互に並ぶことになる。第１電極部１３０Ａ、第２電極部１３０Ｂ、ダミー電極部１３０Ｃ及びダミー電極部１３０Ｄを平行四辺形にした結果、第２方向Ｄｙに並ぶ屈曲部ＲｘＢの間にできる平行四辺形ではない異形状をダミー電極部１３０Ｅ及びダミー電極１３０Ｆの導電体で埋めることができる。そして、第２方向Ｄｙに並ぶ屈曲部ＲｘＢの間の誘電率が他の部分と同等とできることから、位置毎の駆動電極Ｔｘの容量のばらつきや、位置毎の検出電極Ｒｘの容量のばらつきが抑制される。
【００４８】
図８は、実施形態１に係る駆動電極及び検出電極を示す平面図である。図９は、図８において、電極部と検出電極の図示を省略した図である。図８に示すように、接続部１２７と検出電極Ｒｘとの間には、絶縁膜１２９が配置されている。絶縁膜１２９は、例えば、樹脂絶縁膜である。絶縁膜１２９は、第１絶縁膜１２９Ａと、第１絶縁膜１２９Ａよりも厚さが薄い第２絶縁膜１２９Ｂとを有する。また、第２絶縁膜１２９Ｂにはコンタクトホール１２９Ｈが設けられている。図９に示すように、コンタクトホール１２９Ｈの底部では、接続部１２７が露出している。
【００４９】
図１０は、電極部の構成例を示す平面図である。図１０に示すように、電極部１３０は、電極部本体１３１と、電極部本体１３１から隣り合う電極部１３０側に突き出た、平面視での凸部１３２と、を有する。凸部１３２と接続部１２７との間に第２絶縁膜１２９Ｂが配置されている。凸部１３２は、第２絶縁膜１２９Ｂに設けられたコンタクトホール１２９Ｈ（図８参照）を埋め込んでいる。これにより、凸部１３２はコンタクトホール１２９Ｈを介して接続部１２７（図８参照）に接続している。そして、複数の電極部１３０は、接続部１２７を介して、第２方向Ｄｙに接続されている。
【００５０】
第２方向Ｄｙにおいて、隣り合う電極部本体１３１間の距離をｄ１とし、隣り合う凸部１３２間の距離をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２となっている。法線方向Ｄｚから見て、凸部１３２と重なるように検出電極Ｒｘが配置されているので、電極部本体１３１と検出電極Ｒｘとが重なる場合と比べて、電極部１３０と検出電極Ｒｘとの間に生じる容量を小さくすることができる。
【００５１】
次に、センサ部の層構造について説明する。図９は、センサ部の構成例を示す断面図である。図９において、指紋検出領域ＦＡの断面は、図７に示した平面図をＡ１３−Ａ１４線で切断した断面である。また、図９において、額縁領域ＧＡの断面は、駆動電極ドライバ１５（図３参照）の薄膜トランジスタＴｒを含む部分を切断した断面である。図９では、指紋検出領域ＦＡの層構造と額縁領域ＧＡの層構造との関係を示すために、指紋検出領域ＦＡのＡ１３−Ａ１４線に沿う断面と、額縁領域ＧＡの薄膜トランジスタＴｒを含む部分の断面とを、模式的に繋げて示している。
【００５２】
図１４に示すように、センサ部１０は、基板１０１と、基板１０１上に設けられたゲート電極１０３と、基板１０１上に設けられてゲート電極１０３を覆う第１層間絶縁膜１１１と、を有する。ゲート電極１０３は額縁領域ＧＡに設けられている。ゲート電極１０３の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）又はこれらの合金が用いられる。第１層間絶縁膜１１１の材料としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）が用いられる。また、第１層間絶縁膜１１１は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第１層間絶縁膜は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
【００５３】
また、センサ部１０は、第１層間絶縁膜１１１上に形成された半導体層１１３と、第１層間絶縁膜１１１上に形成されて半導体層１１３を覆う第２層間絶縁膜１２１と、を有する。第２層間絶縁膜１２１にはコンタクトホール１２１Ｈ１、１２１Ｈ２がそれぞれ設けられている。コンタクトホール１２１Ｈ１、１２１Ｈ２の底部では、半導体層１１３が露出している。半導体層１１３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。第２層間絶縁膜１２１の材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はシリコン酸化窒化膜が用いられる。また、第２層間絶縁膜１２１は単層に限定されず、積層構造の膜でもよい。例えば、第２層間絶縁膜１２１は、シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜が形成された、積層構造の膜であってもよい。
【００５４】
また、センサ部１０は、第２層間絶縁膜１２１上に設けられたソース電極１２３と、ドレイン電極１２５と、接続部１２７とを有する。ソース電極１２３は、コンタクトホール１２１Ｈ１を埋め込んでいる。ドレイン電極１２５は、コンタクトホール１２１Ｈ２を埋め込んでいる。これにより、ソース電極１２３は、コンタクトホール１２１Ｈ１を介して半導体層１１３に接続している。ドレイン電極１２５は、コンタクトホール１２１Ｈ２を介して半導体層１１３に接続している。ソース電極１２３と、ドレイン電極１２５及び接続部１２７の材料としては、チタンとアルミニウムとの合金である、チタンアルミニウム（ＴｉＡｌ）が用いられる。
【００５５】
上述のゲート電極１０３、半導体層１１３、ソース電極１２３及びドレイン電極１２５は、額縁領域ＧＡに設けられている。ゲート電極１０３、半導体層１１３、ソース電極１２３及びドレイン電極１２５によって、額縁領域ＧＡの薄膜トランジスタＴｒが構成されている。
【００５６】
第２層間絶縁膜１２１上に絶縁膜１２９が設けられている。上述したように、絶縁膜１２９は、第１絶縁膜１２９Ａと、第１絶縁膜１２９Ａよりも薄膜の第２絶縁膜１２９Ｂとを有する。額縁領域ＧＡに設けられた第１絶縁膜１２９Ａは、ソース電極１２３及びドレイン電極１２５を覆っている。また、額縁領域ＧＡに設けられた第１絶縁膜１２９Ａには、コンタクトホール１２９Ｈが設けられている。一方、指紋検出領域ＦＡに設けられた第１絶縁膜１２９Ａは、接続部１２７において、検出電極Ｒｘの直下に位置する部位を覆っている。また、指紋検出領域ＦＡに設けられた第２絶縁膜１２９Ｂは、接続部１２７において、電極部１３０の直下に位置する部位を覆っている。上述したように、第２絶縁膜１２９Ｂにはコンタクトホール１２９Ｈが設けられている。
【００５７】
さらに、第２層間絶縁膜１２１上に電極部１３０が設けられている。指紋検出領域ＦＡにおいて、電極部１３０の周縁部（例えば、図１０に示した凸部１３２）は、コンタクトホール１２９Ｈを埋め込んでいる。これにより、電極部１３０は、コンタクトホール１２９Ｈを介して接続部１２７に接続している。なお、この例では、電極部１３０は第２層間絶縁膜１２１に接している。
【００５８】
指紋検出領域ＦＡにおいて、第１絶縁膜１２９Ａ上に検出電極Ｒｘが設けられている。第１絶縁膜１２９Ａにより、検出電極Ｒｘと駆動電極Ｔｘとの間が絶縁されている。検出電極Ｒｘは、例えば、第１金属層１４１と、第２金属層１４２及び第３金属層１４３を有する。第３金属層１４３上に第２金属層１４２が設けられており、第２金属層１４２上に第１金属層１４１が設けられている。例えば、第１金属層１４１、第３金属層１４３の材料には、モリブデン又はモリブデン合金が用いられる。第２金属層１４２の材料には、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。第１金属層１４１を構成するモリブデン又はモリブデン合金は、第２金属層１４２を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金よりも可視光の反射率が低い。
【００５９】
絶縁膜１２９、電極部１３０及び検出電極Ｒｘ上に絶縁膜１５０が設けられている。絶縁膜１５０によって、検出電極Ｒｘの上面及び側面は覆われている。絶縁膜１５０には、シリコン窒化膜など、高屈折率で低反射率の膜が用いられる。または、絶縁膜１５０は、遮光性樹脂膜（例えば、黒色の樹脂膜）であってもよい。
【００６０】
以上説明したように、実施形態１に係るセンサ部１０は、基板１０１の一方の面１０１ａ側に設けられた複数の駆動電極Ｔｘと、一方の面１０１ａ側に設けられた複数の検出電極Ｒｘと、を備える。複数の駆動電極Ｔｘは、第１方向Ｄｘに並んで配置されている。複数の検出電極Ｒｘは、第１方向Ｄｘと直交する第２方向Ｄｙに並んで配置されている。法線方向Ｄｚから見て、検出電極Ｒｘの形状は、ジグザグ状の線である。検出電極Ｒｘは、ジグザグしながら第１方向Ｄｘに延びている。すなわち、検出電極Ｒｘは、複数の第１直線部ＲｘＬ１と、複数の第２直線部ＲｘＬ２と、複数の屈曲部ＲｘＢと、を有する。第２直線部ＲｘＬ２は、第１直線部ＲｘＬ１と交差する方向に延びている。また、屈曲部ＲｘＢは、第１直線部ＲｘＬ１と第２直線部ＲｘＬ２とを接続している。
【００６１】
また、駆動電極Ｔｘは、互いに離して配置された複数の電極部１３０と、複数の電極部１３０のうち隣り合う電極部同士を接続する接続部１２７と、を有する。基板１０１の法線方向Ｄｚから見て、検出電極Ｒｘは、隣り合う電極部１３０の間を通って接続部１２７と交差している。これによれば、検出電極Ｒｘに沿って駆動電極Ｔｘの電極部１３０を配置することができる。
【００６２】
また、複数の電極部１３０は、第１電極部１３０Ａと、法線方向Ｄｚから見て第１電極部１３０Ａとは形状が異なる第２電極部１３０Ｂと、を含む。これによれば、第１電極部１３０Ａを第１直線部ＲｘＬ１に沿って配置すると共に、第２電極部１３０Ｂを第２直線部ＲｘＬ２に沿って配置することができる。そして、電極部本体１３１と検出電極Ｒｘとの離隔距離ｄ３を一定の長さにすることができる。これにより、センサ部１０は、離隔距離ｄ３が原因で、検出電極Ｒｘの容量がばらつくことを抑制することができる。
【００６３】
また、駆動電極Ｔｘは、２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた２つの第１電極部１３０Ａの間に配置され、フローティング状態にあるダミー電極部１３０Ｃを有している。また、駆動電極Ｔｘは、２つの検出電極Ｒｘの間であって、第１方向Ｄｘに並べられた２つの第２電極部１３０Ｂの間に配置され、フローティング状態にあるダミー電極部１３０Ｄを有している。これにより、２つの第１電極部１３０Ａの間及び２つの第２電極部１３０Ｂの間が不可視化され、意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００６４】
言い換えると、ダミー電極部１３０Ｃ及びダミー電極部１３０Ｄを有することにより、第１方向Ｄｘにおける駆動電極Ｔｘの配置間隔Ｐｔよりも、図７に示すスリットＳＴの間の距離が小さくなり、画素電極３２の配置間隔Ｐｐｉｘとの関係で、スリットＳＴが不可視化され、意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００６５】
第１電極部１３０Ａの平面視による形状は、平行四辺形である。第１方向Ｄｘに並べられた２つの第１電極部１３０Ａは、平行な２辺を含む形状であり、第１電極部１３０Ａ側のダミー電極部１３０Ｃの辺は、当該第１電極部１３０Ａの辺と平行である。これにより、２つの第１電極部１３０Ａの面積が同じにしやすくなる。その結果、第１方向Ｄｘに並べられた駆動電極Ｔｘの容量が揃い、検出精度が高まる。
【００６６】
第２電極部１３０Ｂの平面視による形状は、第１電極部１３０Ａとは形が異なる平行四辺形である。第１方向Ｄｘに並べられた２つの第２電極部１３０Ｂは、平行な２辺を含む形状であり、第２電極部１３０Ｂ側のダミー電極部１３０Ｄの辺は、当該第２電極部１３０Ｂの辺と平行である。これにより、２つの第２電極部１３０Ｂの面積が同じにしやすくなる。その結果、第１方向Ｄｘに並べられた駆動電極Ｔｘの容量が揃い、検出精度が高まる。
【００６７】
図１２は、図７のスリットを説明するための平面図である。図１２に示すように、２つのスリットＳＴは、検出電極Ｒｘを跨いで、連続することがある。３つのスリットＳＴが、２つの検出電極Ｒｘを跨いで連続すると、スリットＳＴが可視化されてしまう可能性がある。そこで、実施形態１では、第１電極部１３０Ａの辺と、第１電極部１３０Ａと対向するダミー電極部１３０Ｃの辺との中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線が第１電極部１３０Ａに到達するまでの最大幅ＳＴＷ１は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部ＲｘＢの配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい。また、第１電極部１３０Ａの辺と、第１電極部１３０Ａと対向するダミー電極部１３０Ｃの辺との中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線が第１電極部１３０Ａに到達するまでの最大幅ＳＴＷ１は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部ＲｘＢの配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい。換言すれば、３つのスリットＳＴが、２つの検出電極Ｒｘを跨いで連続しない。これにより、スリットＳＴが不可視化され、意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００６８】
なお、第１電極部１３０Ａの辺と、第１電極部１３０Ａと対向するダミー電極部１３０Ｃの辺との中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線がダミー電極部１３０Ｃに到達する場合は、中心線が到達するダミー電極部１３０Ｃ間の幅を最大幅ＳＴＷ１とすればよい。
【００６９】
第１電極部１３０Ａの辺と、第１電極部１３０Ａと対向するダミー電極部１３０Ｃの辺との中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、前述の中心線と検出電極Ｒｘとがなす第１角度θ１が、９０度であると、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。このため、第１角度θ１が９０度であることが好ましい。同様に、第２電極部１３０Ｂの辺と、第２電極部１３０Ｂと対向するダミー電極部１３０Ｄの辺との中心線を第２電極部１３０Ｂの辺に沿って延長して、前述の中心線とが検出電極Ｒｘとがなす第１角度θ１も、９０度であることが好ましい。
【００７０】
また、センサ部１０は、接続部１２７と検出電極Ｒｘとの間に配置された第１絶縁膜１２９Ａと、接続部１２７と電極部１３０との間に配置された第２絶縁膜１２９Ｂと、をさらに備える。第２絶縁膜１２９Ｂは、第１絶縁膜１２９Ａよりも厚さが薄い。これによれば、第１絶縁膜１２９Ａ上に電極部１３０が配置される場合と比べて、センサ部１０は、電極部１３０の段差を小さくすることができる。これにより、センサ部１０は、電極部１３０に断線が生じる可能性を低減することができる。また、接続部１２７と検出電極Ｒｘとの間に配置される第１絶縁膜１２９Ａは、第２絶縁膜１２９Ｂよりも厚膜であるため、検出電極Ｒｘの容量を小さくすることができる。
【００７１】
また、電極部１３０は透光性電極であり、検出電極Ｒｘは金属細線である。これにより、検出電極Ｒｘの低抵抗化、低容量化が可能である。また、検出電極Ｒｘは金属細線であるため、電極幅が小さい。これにより、検出電極Ｒｘで覆われる面積を小さくすることができる。このため、センサ部１０は、指紋検出領域ＦＡを高開口化することが可能であり、指紋検出領域ＦＡの透光性を高めることができる。
【００７２】
また、第１方向Ｄｘにおいて、駆動電極Ｔｘの配置間隔Ｐｔに対する屈曲部ＲｘＢの配置間隔Ｐｒｘの比は２以下であることが好ましい。これにより、センサ部１０は、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００７３】
（変形例１）
図１３は、実施形態１の変形例１に係るセンサ部を示す平面図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１３に示すように、２つのスリットＳＴは、検出電極Ｒｘを跨いで、連続しない。
【００７４】
実施形態１の変形例１では、第１電極部１３０Ａの辺と、第１電極部１３０Ａと対向するダミー電極部１３０Ｃの辺との中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線が第１電極部１３０Ａに到達するまでの最大幅ＳＴＷ２は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部ＲｘＢの配置間隔の１倍よりも大きく、２倍よも小さい。また、第２電極部１３０Ｂの辺と、第２電極部１３０Ｂと対向するダミー電極部１３０Ｄの辺との中心線を第２電極部１３０Ｂの辺に沿って延長して、中心線が第２電極部１３０Ｂに到達するまでの最大幅ＳＴＷ２は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よも小さい。これにより、スリットＳＴが不可視化され、意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００７５】
（変形例２）
図１４は、実施形態１の変形例２に係るセンサ部を示す平面図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。接続部１２７Ａと、接続部１２７Ｂは、上述した接続部１２７と同じ積層構造を有するが、平面視における電極部１３０との接続位置が異なる。
【００７６】
各駆動電極Ｔｘにおいて、接続部１２７Ａと、接続部１２７Ｂは、第２方向Ｄｙに平行で電極部１３０の面積重心ＡＧを通る仮想線Ｌｃｅｎｔを挟んで、一方の側と他方の側とに交互に配置されていることが好ましい。これにより、電極部１３０と比べて光の透過率が低い接続部１２７が一直線状に並ばないので、センサ部１０はモアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００７７】
（実施形態２）
図１５は、実施形態２に係るセンサ部を示す平面図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態において、実施形態１にあったダミー電極部１３０Ｃ、ダミー電極部１３０Ｄ、ダミー電極部１３０Ｅ及びダミー電極１３０Ｆがない。
【００７８】
図１５に示すように、互いに対向する第１電極部１３０Ａの辺の中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線が第１電極部１３０Ａに到達するまでの幅ＳＴＷ３は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よりも小さい。また、互いに対向する第２電極部１３０Ｂの辺の中心線を第２電極部１３０Ｂの辺に沿って延長して、中心線が第２電極部１３０Ｂに到達するまでの幅ＳＴＷ３は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よりも小さい。換言すれば、２つのスリットＳＴは１つの検出電極Ｒｘを跨いで連続しない。これにより、センサ部１０は、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００７９】
互いに対向する第１電極部１３０Ａの辺の中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、前述の中心線と検出電極Ｒｘとがなす第２角度θ２は、９０度であると、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。このため、第２角度θ２が９０度であることが好ましい。互いに対向する第２電極部１３０Ｂの辺の中心線を第２電極部１３０Ｂの辺に沿って延長して、前述の中心線と検出電極Ｒｘとがなす第２角度θ２も９０度が好ましい。
【００８０】
図１５に示すように、スリットＳＷが検出電極を挟んで繋がる最大幅であっても、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、３倍よりも小さい。これにより、センサ部１０は、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００８１】
（実施形態２の変形例１）
図１６は、実施形態２の変形例１に係るセンサ部を示す平面図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態において、実施形態１にあったダミー電極部１３０Ｃ、ダミー電極部１３０Ｄ、ダミー電極部１３０Ｅ及びダミー電極１３０Ｆがない。
【００８２】
各駆動電極Ｔｘにおいて、接続部１２７Ａと、接続部１２７Ｂは、第２方向Ｄｙに平行で電極部１３０の面積重心ＡＧを通る仮想線Ｌｃｅｎｔを挟んで、一方の側と他方の側とに交互に配置されていることが好ましい。これにより、電極部１３０と比べて光の透過率が低い接続部１２７が一直線状に並ばないので、センサ部１０はモアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００８３】
図１６に示すように、互いに対向する第１電極部１３０Ａの辺の中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線が接続部１２７Ａ又は接続部１２７Ｂに到達するまでの幅ＳＴＷ４は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よりも小さい。また、互いに対向する第２電極部１３０Ｂの辺の中心線を第２電極部１３０Ｂの辺に沿って延長して、中心線が接続部１２７Ａ又は接続部１２７Ｂに到達するまでの幅ＳＴＷ４は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よりも小さい。これにより、センサ部１０は、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００８４】
第３電極部１３０Ｇの形状は、第１電極部１３０Ａ及び第２電極部１３０Ｂの形状とは異なる。第３電極部１３０Ｇの形状は、第１電極部１３０Ａの１辺と平行な１辺と、第２電極部１３０Ｂの１辺と平行な１辺とを含む。第２方向Ｄｙに並ぶ第３電極部１３０Ｇは、検出電極Ｒｘの屈曲部ＲｘＢを挟む位置にある。これにより、第２方向Ｄｙにみて、第３電極部１３０Ｇと、屈曲部ＲｘＢとが交互に並ぶことになる。第１電極部１３０Ａ、第２電極部１３０Ｂを平行四辺形にした結果、第２方向Ｄｙに並ぶ屈曲部ＲｘＢの間にできる平行四辺形ではない異形状を第３電極部１３０Ｇの導電体で埋めることができる。
【００８５】
（実施形態２の変形例２）
図１７は、実施形態２の変形例２に係るセンサ部を示す平面図である。なお、上述した実施形態１、実施形態２及びそれらの変形例で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態において、実施形態１にあったダミー電極部１３０Ｃ、ダミー電極部１３０Ｄ、ダミー電極部１３０Ｅ及びダミー電極１３０Ｆがない。接続部１２７Ｃと、接続部１２７Ｄは、上述した接続部１２７と同じ積層構造を有するが、平面視における電極部１３０との接続位置及び延在する方向が異なる。
【００８６】
各駆動電極Ｔｘにおいて、接続部１２７Ｃは、第１電極部１３０Ａの辺に沿う方向に延びる。接続部１２７Ｄは、第２電極部１３０Ｂの辺に沿う方向に延びる。接続部１２７Ｃが延びる方向と、接続部１２７Ｄ方向とは、異なる。接続部１２７Ｃが延びる方向及び接続部１２７Ｄ方向は、いずれも第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと平行ではない。これにより、電極部１３０と比べて光の透過率が低い接続部１２７が、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに一直線状に並ばないので、センサ部１０はモアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００８７】
図１７に示すように、互いに対向する第１電極部１３０Ａの辺の中心線を第１電極部１３０Ａの辺に沿って延長して、中心線が第１電極部１３０Ａに到達するまでの幅ＳＴＷ５は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よりも小さい。また、互いに対向する第２電極部１３０Ｂの辺の中心線を第２電極部１３０Ｂの辺に沿って延長して、中心線が第２電極部１３０Ｂに到達するまでの幅ＳＴＷ５は、第２方向Ｄｙにおける２つの屈曲部の配置間隔Ｐｒｙの１倍よりも大きく、２倍よりも小さい。これにより、センサ部１０は、モアレ等の意図しない模様の発生を抑制することができる。
【００８８】
（実施形態３）
図１８は、実施形態３に係るセンサ部を示す平面図である。実施形態３では、駆動電極ドライバ１５と駆動電極Ｔｘとは、駆動電極Ｔｘが延びる第２方向Ｄｙに並べられている。複数の検出電極選択回路１４は、第１方向Ｄｘに、複数の駆動電極Ｔｘを挟むように、配置されている。上述した複数の駆動電極Ｔｘは、第２方向Ｄｙに並んで配置されている。複数の検出電極Ｒｘは、第２方向Ｄｙと直交する第１方向Ｄｘに並んで配置されている。実施形態１又は実施形態２の第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙとを入れ替えて説明すれば、実施形態３が説明できるので、センサ部１０の詳細な説明は省略する。
【００８９】
駆動電極ドライバ１５は、シフトレジスタ回路１５１と、バッファー回路１５２とを含む。シフトレジスタ回路１５１は、駆動電極Ｔｘを時分割的に順次選択する。バッファー回路１５２は、選択された駆動電極Ｔｘに駆動信号Ｖｓを増幅して供給する。複数の給電線ＰＬは、バッファー回路１５２への外部から給電する。給電線ＰＬは、例えば、第２方向Ｄｙの両端および中央部分へ給電する。これにより、上からの給電をせず、駆動電極ドライバ１５の外から直接給電できるので、給電途中の負荷が抑制されている。
【００９０】
以上、本発明の好適な実施形態とその変形例を説明したが、本発明はこのような実施形態及び変形例に限定されるものではない。実施形態及び変形例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。例えば、実施形態１では、表示装置１としてカラー表示可能な透過型液晶表示装置を示したが、本発明はカラー表示対応の透過型液晶表示装置に限定されず、モノクロ表示対応の透過型液晶表示装置であってもよい。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。
【００９１】
例えば、本態様の指紋検出装置及び表示装置は、以下の態様をとることができる。
（１）
基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、第１方向に並んで配置された複数の駆動電極と、
前記一方の面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数のジグザグ状の検出電極と、を備え、
前記検出電極は、
複数の第１直線部と、
前記第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、
前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する屈曲部と、を有し、
前記駆動電極は、
平面視で、互いに離して配置された複数の電極部と、
前記第２方向に隣り合う電極部同士を接続する接続部と、
２つの前記検出電極の間であって、第１方向に並べられた２つの前記電極部の間に配置され、フローティング状態にあるダミー電極部と、を有している、指紋検出装置。
（２）
前記複数の電極部は、平行な２辺を含む形状であり、
前記電極部に対向する前記ダミー電極部の辺は、当該電極部の辺と平行である、上記（１）に記載の指紋検出装置。
（３）
前記電極部の辺と、前記電極部に対向するダミー電極部の辺との中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線が前記電極部、前記ダミー電極部及び接続部のいずれかに到達するまでの幅は、前記第２方向における２つの前記屈曲部の配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい、上記（１）又は（２）に記載の指紋検出装置。
（４）
前記電極部の辺と、前記電極部に対向するダミー電極部の辺との中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線と前記検出電極とがなす角度は、９０度である、上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の指紋検出装置。
（５）
基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、第１方向に並んで配置された複数の駆動電極と、
前記一方の面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に並んで配置された複数のジグザグ状の検出電極と、を備え、
前記検出電極は、
複数の第１直線部と、
前記第１直線部と交差する方向に延びる複数の第２直線部と、
前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する屈曲部と、を有し、
前記駆動電極は、
平面視で、平行な２辺を含む形状を有し、互いに離して配置された複数の電極部を有し、
互いに対向する前記電極部の辺の中心線を前記電極部の辺に沿って延長して、前記中心線が前記電極部及び接続部のいずれかに到達するまでの幅は、前記第２方向における２つの前記屈曲部の配置間隔の１倍よりも大きく、３倍よりも小さい
指紋検出装置。
（６）
互いに対向する電極部の辺の中心線を電極部の辺に沿って延長して、前記中心線と前記検出電極とがなす角度は、９０度である、上記（５）に記載の指紋検出装置。
（７）
前記複数の電極部は、
第１電極部と、
平面視で、前記第１電極部とは形状が異なる第２電極部と、を含む、上記（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の指紋検出装置。
（８）
前記第１電極部の平面視による形状は、前記第１直線部の延びる方向と平行な２辺を有する平行四辺形であり、
前記第２電極部の平面視による形状は、前記第２直線部の延びる方向と平行な２辺を有し、かつ前記第１電極部とは形が異なる平行四辺形である、上記（７）に記載の指紋検出装置。
（９）
前記電極部は透光性電極であり、
前記検出電極は金属細線である、上記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の指紋検出装置。
（１０）
前記第１方向において、前記駆動電極の配置間隔に対する前記屈曲部の配置間隔の比は２以下である、上記（１）乃至（９）のいずれか１つに記載の指紋検出装置。
（１１）
前記接続部は、前記第２方向に前記電極部の面積重心を通る仮想線を挟んで、一方の側と他方の側とに交互に配置されている、上記（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載の指紋検出装置。
（１２）
表示パネルと、
前記表示パネルと対向して配置される、上記（１）乃至（１１）のいずれか１つに記載の指紋検出装置と、を備える表示装置。
【符号の説明】
【００９２】
１  表示装置
１０  センサ部
３０  表示パネル
３０Ａ  画素基板
３０Ｂ  対向基板
４０  検出部
７１、７２  接着層
７５、７６  フレキシブル基板
８０  カバー部材
８１  加飾層
１００  指紋検出装置
１０１  基板
１０１ａ  一方の面
１０３  ゲート電極
１１１  第１層間絶縁膜
１２１  第２層間絶縁膜
１１３  半導体層
１２１Ｈ１、１２１Ｈ２、１２９Ｈ  コンタクトホール
１２３  ソース電極
１２５  ドレイン電極
１２７、１２７Ａ、１２７Ｂ、１２７Ｃ、１２７Ｄ  接続部
１２９  絶縁膜
１２９Ａ  第１絶縁膜
１２９Ｂ  第２絶縁膜
１３０  電極部
１３０Ａ  第１電極部
１３０Ｂ  第２電極部
１３０Ｃ  ダミー電極部
１３０Ｄ  ダミー電極部
１３０Ｅ  ダミー電極部
１３１  電極部本体
１３２  凸部
１４１  第１金属層
１４２  第２金属層
１４３  第３金属層
１５０  絶縁膜
ＡＧ  面積重心
Ｄｘ  第１方向
Ｄｙ  第２方向
Ｄｚ  法線方向
ＦＡ  指紋検出領域
ＧＡ  額縁領域
Ｌｃｅｎｔ  仮想線
Ｐｐｉｘ、Ｐｒｘ、Ｐｔ  配置間隔
Ｐｉｘ  各画素
Ｒｘ  検出電極
ＲｘＢ  屈曲部
ＲｘＬ１  第１直線部
ＲｘＬ２  第２直線部
ＳＴ  スリット
Ｔｒ  薄膜トランジスタ
Ｔｘ  駆動電極
【図１】
2020160380.tif 000003
【図２】
2020160380.tif 000004
【図３】
2020160380.tif 000005
【図４】
2020160380.tif 000006
【図５】
2020160380.tif 000007
【図６】
2020160380.tif 000008
【図７】
2020160380.tif 000009
【図８】
2020160380.tif 000010
【図９】
2020160380.tif 000011
【図１０】
2020160380.tif 000012
【図１１】
2020160380.tif 000013
【図１２】
2020160380.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2020160380.tif 000016
【図１５】
2020160380.tif 000017
【図１６】
2020160380.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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