DE112020001786T5

DE112020001786T5 - Detektionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020001786T5
Application number: DE112020001786.9T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Higano; Kazuhiro Nishiyama; Yasushi Tomioka; Genki ASOZU; Kazuki Matsunaga
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2022-01-05
Also published as: US20220039697A1; JP7403971B2; JP2020184227A; WO2020226021A1

Abstract

Eine Detektionsvorrichtung enthält einen optischen Sensor, der ein Sensorgrundelement und mehrere fotoelektrische Umsetzelemente, die am Sensorgrundelement vorgesehen sind und Signale, die Licht entsprechen, das zu den fotoelektrischen Umsetzelementen abgestrahlt wird, ausgeben, enthält, ein lichtemittierendes Element, das ausgegebene Licht in Richtung eines zu messenden Objekts abstrahlt, und ein optisches Element, das mehrere erste lichtdurchlässige Flächen und eine lichtundurchlässige Fläche enthält und zwischen dem optischen Sensor und dem zu messenden Objekt vorgesehen ist. Im optischen Element sind die ersten lichtdurchlässigen Flächen an Positionen vorgesehen, die mit den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen derart überlappen, dass sie das optische Element in seiner Dickenrichtung durchdringen, und leiten einfallendes Licht, das auf die fotoelektrischen Umsetzelemente einfällt, weiter und ist die lichtundurchlässige Fläche zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen vorgesehen und besitzt eine geringere Lichtdurchlässigkeit als die ersten lichtdurchlässigen Flächen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Detektionsvorrichtung.
Hintergrund
Patentliteratur 1 beschreibt eine Bilderfassungsvorrichtung, die eine Anzeigetafel, eine Lichtquelle, eine Lichtführungsplatte, eine Nadellochbildgebungsplatte und einen Bildsensor enthält. In Patentliteratur 1 ist die Lichtquelle bei einem Seitenende der Lichtführungsplatte vorgesehen. Licht, das von der Lichtquelle abgestrahlt wird, bewegt sich in der Lichtführungsplatte und Licht, das durch ein Objekt, das detektiert werden soll, reflektiert wird, fällt durch die optische Nadellochbildgebungsplatte auf den Bildsensor.
Patentliteratur 2 beschreibt eine elektronische Vorrichtung, die einen optischen Bildsensor, eine Nadellochanordnungs-Maskenschicht, eine Anzeigeschicht, eine Abdeckschicht und eine Lichtquelle enthält. In Patentliteratur 2 kann die Lichtquelle Licht zu einem Finger eines Anwenders leiten und das Licht zum optischen Bildsensor führen.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Offenlegungsschrift Nr. 2017-527045
Patentliteratur 2: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Offenlegungsschrift Nr. 2018-506806

Zusammenfassung
Technisches Problem
Detektionsvorrichtungen, die einen optischen Sensor enthalten, müssen nicht nur eine Form eines Fingerabdrucks eines Objekts, das detektiert werden soll, wie z. B. eines Fingers oder einer Handfläche detektieren, sondern auch verschiedenen Typen von biologischen Informationen an dem Objekt, das detektiert werden soll. In diesem Fall kann der optische Sensor mehrere Lichtquellen enthalten, die den biologischen Informationen, die detektiert werden sollen, entsprechen, und kann somit schwer eine kleinere Größe aufweisen. Die Lichtquelle von Patentliteratur 1 besitzt eine Kantenlichtstruktur, die beim Seitenende der Lichtführungsplatte vorgesehen ist, und Patentliteratur 1 beschreibt keine Konfiguration zum Bereitstellen der Lichtquelle direkt unter der Anzeigetafel. Patentliteratur 2 beschreibt keine spezifische Anordnung der Lichtquelle.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Detektionsvorrichtung zu schaffen, die eine kleinere Größe aufweisen kann.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Detektionsvorrichtung Folgendes: einen optischen Sensor, der ein Sensorgrundelement und mehrere fotoelektrische Umsetzelemente, die an dem Sensorgrundelement vorgesehen sind und konfiguriert sind, Signale, die Licht entsprechen, das zu den fotoelektrischen Umsetzelementen abgestrahlt wird, auszugeben, enthält; ein lichtemittierendes Element, das konfiguriert ist, ausgegebenes Licht in Richtung eines zu messenden Objekts abzustrahlen; und ein optisches Element, das mehrere erste lichtdurchlässige Flächen und eine lichtundurchlässige Fläche enthält und zwischen dem optischen Sensor und dem zu messenden Objekt vorgesehen ist. Im optischen Element sind die ersten lichtdurchlässigen Flächen an Positionen vorgesehen, die mit den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen derart überlappen, dass sie das optische Element in einer Dickenrichtung des optischen Elements durchdringen, und sind konfiguriert, einfallendes Licht, das auf die fotoelektrischen Umsetzelemente einfällt, weiterzuleiten, und ist die lichtundurchlässige Fläche zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen vorgesehen und besitzt eine Lichtdurchlässigkeit, die geringer als eine Lichtdurchlässigkeit der ersten lichtdurchlässigen Flächen ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine II-II'-Schnittansicht von 1.
3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die eine Fläche A von 2 in einer vergrößerten Weise veranschaulicht.
4 ist ein Schaltplan, der eine Pixelanordnung in einer Anzeigefläche veranschaulicht.
5 ist eine Draufsicht, die einen optischen Sensor schematisch veranschaulicht.
6 ist eine VI-VI'-Schnittansicht von 5.
7 ist ein Schaltplan, der einen Detektionsteilbereich eines fotoelektrischen Umsetzelements veranschaulicht.
8 ist eine VIII-VIII'-Schnittansicht von 5.
9 ist eine Schnittansicht, die ein lichtemittierendes Element von 8 in einer vergrößerten Weise veranschaulicht.
10 ist eine Draufsicht, die ein optisches Element veranschaulicht.
11 ist eine XI-XI'-Schnittansicht von 10.
12 ist eine Schnittansicht, die ein optisches Element gemäß einer ersten Änderung veranschaulicht.
13 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Anordnungsbeziehung zwischen einer Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor in einer Draufsicht.
14 ist eine XIV-XIV'-Schnittansicht von 13.
15 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Streustruktur veranschaulicht.
16 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Streustruktur veranschaulicht.
17 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Beleuchtungsvorrichtung, die in der Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist, schematisch veranschaulicht.
19 ist eine Draufsicht, die ein optisches Element gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
20 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß der zweiten Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
21 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, einem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß einer zweiten Änderung der zweiten Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
22 ist eine Draufsicht, die das optische Element gemäß der zweiten Änderung veranschaulicht.
23 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
24 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß der dritten Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
25 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß einer dritten Änderung der dritten Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
26 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
27 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anzeigetafel, die in der Detektionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist, schematisch veranschaulicht.
28 ist ein Schaltplan, der eine Ansteuerschaltung für die Anzeigetafel gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
29 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, optischen Elementen und dem optischen Sensor gemäß der vierten Ausführungsform in der Draufsicht.
30 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Anordnung in einem Pixel gemäß einer vierten Änderung der vierten Ausführungsform.
31 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer fünften Änderung der vierten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Aspekte (Ausführungsformen) zum Ausführen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genau beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Beschreibung der Ausführungsformen, die unten gegeben ist, beschränkt. Komponenten, die unten beschrieben sind, enthalten diejenigen, die durch Fachleute einfach konzipiert werden können oder diejenigen, die im Wesentlichen gleich sind. Außerdem können die unten beschriebenen Komponenten kombiniert werden, wie jeweils anwendbar ist. Das hier Offenbarte ist lediglich ein Beispiel und geeignete Änderungen, die den Hauptinhalt der Erfindung erhalten und durch Fachleute einfach konzipiert werden können, fallen natürlich in den Umfang der vorliegenden Erfindung. Um die Beschreibung weiter zu verdeutlichen, veranschaulichen die Zeichnungen in einigen Fällen z. B. Breiten, Dicken und Formen verschiedener Abschnitte im Vergleich zu ihren tatsächlichen Aspekten schematisch. Allerdings sind sie lediglich Beispiele und die Interpretation der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Ein gleiches Element wie eines, das in einer Zeichnung veranschaulicht ist, die bereits diskutiert wurde, wird im Verlauf der Beschreibung und den Zeichnungen durch dasselbe Bezugszeichen bezeichnet und seine genaue Beschreibung wird in einigen Fällen, in denen es angemessen ist, nicht wiederholt.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Detektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine II-II'-Schnittansicht von 1. Wie in 1 veranschaulicht ist, enthält eine Detektionsvorrichtung 1 eine Anzeigetafel 2, ein optisches Element 4 und einen optischen Sensor 5. Der optische Sensor 5, das optische Element 4 und die Anzeigetafel 2 sind in einer dritten Richtung Dz in der gelisteten Reihenfolge gestapelt.
Eine erste Richtung Dx und eine zweite Richtung Dy sind Richtungen parallel zu einer Oberfläche eines Sensorgrundelements 51, das als ein Grundkörper des optischen Sensors 5 dient. Die erste Richtung Dx ist senkrecht zur zweiten Richtung Dy. Die erste Richtung Dx kann allerdings die zweite Richtung Dy schneiden, ohne senkrecht dazu zu sein. Die dritte Richtung Dz ist eine Richtung senkrecht zu der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dy. Die dritte Richtung Dz entspricht z. B. einer Normalrichtung zum Sensorgrundelement 51. Im Folgenden bezieht sich der Begriff „Draufsicht“ auf eine aus der dritten Richtung Dz gesehene Positionsbeziehung.
Die Anzeigetafel 2 besitzt eine Anzeigefläche DA und eine Umfangsfläche BE. Die Anzeigefläche DA ist eine Fläche, die derart angeordnet ist, dass sie mit einem Anzeigeteil DP überlappt, und zeigt ein Bild an. Die Umfangsfläche BE ist eine Fläche, die nicht mit dem Anzeigeteil DP überlappt, und ist außerhalb der Anzeigefläche DA angeordnet.
Die Anzeigetafel 2 ist eine Flüssigkristallanzeigetafel, die eine Flüssigkristallschicht LC (siehe 3) als ein Anzeigeelement enthält. Die Anzeigetafel 2 enthält ein Anordnungssubstrat SUB1 und ein Gegensubstrat SUB2. Das Anordnungssubstrat SUB1 enthält ein erstes Substrat 10, Pixel PX, Umfangsschaltungen GC und Kopplungsanschlüsse T1. Das erste Substrat 10, mehrere Transistoren, mehrere Kondensatoren und verschiedene Typen einer Verdrahtung bilden das Anordnungssubstrat SUB1 zum Ansteuern sämtlicher Pixel PX. Das Anordnungssubstrat SUB1 ist ein Ansteuerschaltungssubstrat und wird auch als eine „Busplatine“ oder ein „Aktivmatrixsubstrat“ bezeichnet. Eine integrierte Ansteuerschaltung (IC) ist über die Kopplungsanschlüsse T1 gekoppelt.
Der Anzeigeteil DP enthält die Pixel PX und die Pixel PX sind in der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dy in der Anzeigefläche DA angeordnet. Die Umfangsschaltungen GC und die Kopplungsanschlüsse T1 sind in der Umfangsfläche BE vorgesehen. Die Umfangsschaltungen GC sind Schaltungen, die mehrere Abtastleitungen GL auf der Grundlage verschiedener Steuersignale von der integrierten Ansteuerschaltung ansteuern. Die Umfangsschaltungen GC wählen sequenziell oder gleichzeitig die Abtastleitungen GL und führen den gewählten Abtastleitungen GL Gate-Ansteuersignale zu. Durch diese Operation wählen die Umfangsschaltungen GC die Pixel PX, die an die Abtastleitungen GL gekoppelt sind.
Die integrierte Ansteuerschaltung ist eine Schaltung, die das Anzeigen der Anzeigetafel 2 steuert. Die integrierte Ansteuerschaltung kann als ein Chip-auf-dünner-Schicht (COF) auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte oder einem starren Substrat, das an die Kopplungsanschlüsse T1 gekoppelt ist, montiert sein. Die integrierte Ansteuerschaltung ist nicht darauf beschränkt und kann als ein Chip-auf-Glas (COG) in der Umfangsfläche BE des ersten Substrats 10 montiert sein.
Wie in 2 veranschaulicht ist, ist die Anzeigetafel 2 zwischen einem lichtemittierenden Element 7 des optischen Sensors 5 und einem Finger Fg, der als ein zu messendes Objekt dient, vorgesehen. Der optische Sensor 5 enthält das Sensorgrundelement 51, mehrere fotoelektrische Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7. Das Sensorgrundelement 51 ist ein isolierendes Grundelement und ist z. B. ein Glassubstrat. Das Sensorgrundelement 51 kann alternativ ein Harzsubstrat oder eine dünne Harzschicht sein, das bzw. die aus einem Harz wie z. B. Polyimid gebildet ist. Die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 sind am selben Sensorgrundelement 51 vorgesehen. Die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 sind in einer Fläche des Sensorgrundelements 51, die mit der Anzeigefläche DA überlappt, vorgesehen. Die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 können allerdings in einer Fläche vorgesehen sein, die teilweise mit der Anzeigefläche DA überlappt.
Jedes der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 ist z. B. eine Fotodiode, die z. B. aus amorphem Silizium gebildet ist. Das fotoelektrische Umsetzelement 6 gibt ein elektrisches Signal, das Licht L2, das abgestrahlt werden soll, entspricht, zu einer Detektionsschaltung DET (siehe 7) aus.
Zum Beispiel wird ein anorganisches lichtemittierendes Element (eine Leuchtdiode (LED)) oder eine organische Elektrolumineszenzdiode (EL-Diode) (eine organische Leuchtdiode (OLED)) als das lichtemittierende Element 7 verwendet. Die Anzeigetafel 2 ist derart vorgesehen, dass sie dem Sensorgrundelement 51 zugewandt ist, wobei das optische Element 4 dazwischen angeordnet ist. Das lichtemittierende Element 7 strahlt Licht L1 zu der Anzeigetafel 2 und dem Finger Fg, der als das zu messende Objekt dient, ab.
Das optische Element 4 ist in der dritten Richtung Dz zwischen dem optischen Sensor 5 und der Anzeigetafel 2 vorgesehen. Das optische Element 4 besitzt eine flache Plattenform und ist in einer Fläche, die mindestens mit den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 und den lichtemittierenden Elementen 7 überlappt, vorgesehen. Das optische Element 4 enthält erste lichtdurchlässige Flächen 41, zweite lichtdurchlässige Flächen 42 und eine lichtundurchlässige Fläche 43. Die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 sind an Positionen, die mit den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappen, derart vorgesehen, dass sie das optische Element 4 in einer Dickenrichtung des optischen Elements 4 durchdringen. Jede der ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 weist eine Lichtdurchlässigkeit auf und leitet das Licht L2 (das einfallende Licht), das auf das fotoelektrische Umsetzelement 6 einfällt, weiter.
Die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 sind an Positionen, die mit den jeweiligen lichtemittierenden Elementen 7 überlappen, derart vorgesehen, dass sie das optische Element 4 in der Dickenrichtung des optischen Elements 4 durchdringen. Die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 leiten das Licht L1 (das ausgegebene Licht), das von den lichtemittierenden Elementen 7 abgestrahlt wird, weiter. Die lichtundurchlässige Fläche 43 ist zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und den zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 vorgesehen und besitzen eine geringere Lichtdurchlässigkeit als die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42. Das heißt, das Licht L1 und das Licht L2 durchlaufen die lichtundurchlässige Fläche 43 nicht.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration durchläuft das Licht L1, das von den lichtemittierenden Elementen 7 abgestrahlt wird, die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 derart, dass es auf die Anzeigetafel 2 einfällt. Das Licht L1 durchläuft die Anzeigetafel 2 und wird an einer Oberfläche des oder im Finger Fg reflektiert. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft die Anzeigetafel 2 und die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 derart, dass es auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 einfällt. Als Ergebnis kann der optische Sensor 5 Informationen über einen lebenden Körper wie z. B. einen Fingerabdruck und/oder ein Blutgefäßbild (ein Venenmuster) des Fingers Fg auf der Grundlage des Lichts L2 detektieren. Zum Zeitpunkt des Anzeigens kann die Anzeigetafel 2 ein Anzeigebild unter Verwendung des Lichts L1, das die Anzeigetafel 2 durchlaufen hat, anzeigen. Auf diese Weise dienen die lichtemittierenden Elemente 7 sowohl als eine Lichtquelle zur Detektion als auch eine Lichtquelle zur Anzeige.
Im Folgenden werden genaue Konfigurationen der Anzeigetafel 2, des optischen Elements 4 und des optischen Sensors 5 beschrieben. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht, die eine Fläche A von 2 in einer vergrößerten Weise veranschaulicht. 3 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittstruktur der Anzeigetafel 2, die in der Detektionsvorrichtung 1 enthalten ist, veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht ist, ist das Gegensubstrat SUB2 derart angeordnet, dass es einer Oberfläche des Anordnungssubstrats SUB1 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche zugewandt ist. Die Flüssigkristallschicht LC ist zwischen dem Anordnungssubstrat SUB1 und dem Gegensubstrat SUB2 vorgesehen. Das Anordnungssubstrat SUB1 enthält das erste Substrat 10 als einen Grundkörper. Das Gegensubstrat SUB2 enthält ein zweites Substrat 20 als einen Grundkörper. Das erste Substrat 10 und das zweite Substrat 20 sind z. B. aus einem lichtdurchlässigen Material wie z. B. einem Glassubstrat oder einem Harzsubstrat gebildet.
Das Anordnungssubstrat SUB1 enthält eine erste dünne Isolationsschicht 11, eine zweite dünne Isolationsschicht 12, eine dritte dünne Isolationsschicht 13, eine vierte dünne Isolationsschicht 14, eine fünfte dünne Isolationsschicht 15, Pixelsignalleitungen SL, Pixelelektroden PE, eine gemeinsame Elektrode DE und eine erste dünne Orientierungsschicht AL1 auf einer Seite des ersten Substrats 10, die dem Gegensubstrat SUB2 zugewandt ist.
Hier wird in der Spezifikation in einer Richtung senkrecht zum ersten Substrat 10 eine Richtung vom ersten Substrat 10 zum zweiten Substrat 20 als „Oberseite“ oder einfach als „auf“ bezeichnet und wird eine Richtung vom zweiten Substrat 20 zum ersten Substrat 10 als „Unterseite“ oder einfach als „unter“ bezeichnet.
Die erste dünne Isolationsschicht 11 ist auf dem ersten Substrat 10 vorgesehen. Die zweite dünne Isolationsschicht 12 ist auf der ersten dünnen Isolationsschicht 11 vorgesehen. Die dritte dünne Isolationsschicht 13 ist auf der zweiten dünnen Isolationsschicht 12 vorgesehen. Die Signalleitungen SL sind auf der dritten dünnen Isolationsschicht 13 vorgesehen. Die vierte dünne Isolationsschicht 14 ist auf der dritten dünnen Isolationsschicht 13 vorgesehen und deckt die Pixelsignalleitungen SL ab. Obwohl es in 3 nicht veranschaulicht ist, sind die Abtastleitungen GL z. B. auf der zweiten dünnen Isolationsschicht 12 vorgesehen.
Die gemeinsame Elektrode DE ist auf der vierten dünnen Isolationsschicht 14 vorgesehen. Die gemeinsame Elektrode DE ist über der Anzeigefläche kontinuierlich vorgesehen DA. Die gemeinsame Elektrode DE ist allerdings nicht auf diese Konfiguration beschränkt und kann mit Schlitzen versehen und in mehrere Stücke unterteilt sein. Die gemeinsame Elektrode DE ist mit der fünften dünnen Isolationsschicht 15 abgedeckt.
Die Pixelelektroden PE sind auf der fünften dünnen Isolationsschicht 15 vorgesehen und sind der gemeinsamen Elektrode DE zugewandt, wobei die fünfte dünne Isolationsschicht 15 dazwischen angeordnet ist. Die Pixelelektroden PE und die gemeinsame Elektrode DE sind z. B. aus einem lichtdurchlässigen Leitermaterial wie z. B. Indiumzinnoxid (ITO) oder Indiumzinkoxid (IZO) gebildet. Die Pixelelektroden PE und die fünfte dünne Isolationsschicht 15 sind mit der ersten dünnen Orientierungsschicht AL1 abgedeckt.
Die erste dünne Isolationsschicht 11, die zweite dünne Isolationsschicht 12, die dritte dünne Isolationsschicht 13 und die fünfte dünne Isolationsschicht 15 sind z. B. aus einem lichtdurchlässigen anorganischen Material wie z. B. einem Siliziumoxid oder einem Siliziumnitrid gebildet. Die vierte dünne Isolationsschicht 14 ist aus einem lichtdurchlässigen Harzmaterial gebildet und besitzt eine Dicke der dünnen Schicht, die größer als die der weiteren dünnen Isolationsschichten, die aus dem anorganischen Material gebildet sind, ist.
Das Gegensubstrat SUB2 enthält z. B. eine lichtundurchlässige Schicht BM, Farbfilter CFR, CFG und CFB, eine Deckschicht OC und eine zweite dünne Orientierungsschicht AL2 auf einer Seite des zweiten Substrats 20, die dem Anordnungssubstrat SUB1 zugewandt ist. Das Gegensubstrat SUB2 enthält eine leitende Schicht 21 auf einer Seite des zweiten Substrats 20 gegenüber dem Anordnungssubstrat SUB1.
In der Anzeigefläche DA befindet sich die lichtundurchlässige Schicht BM auf der Seite des zweiten Substrats 20, die dem Anordnungssubstrat SUB1 zugewandt ist. Die lichtundurchlässige Schicht BM definiert Öffnungen, die den jeweiligen Pixelelektroden PE zugewandt sind. Jede der Pixelelektroden PE ist für jede der Öffnungen der Pixel PX abgetrennt. Die lichtundurchlässige Schicht BM ist aus einem schwarzen Harzmaterial oder einem lichtundurchlässigen Metallmaterial gebildet.
Jedes der Farbfilter CFR, CFG und CFB befindet sich auf der Seite des zweiten Substrats 20, die dem Anordnungssubstrat SUB1 zugewandt ist, und überlappt bei seinen Enden mit der lichtundurchlässigen Schicht BM. In einem Beispiel sind die Farbfilter CFR, CFG und CFB aus Harzmaterialien gebildet, die rot, grün bzw. blau gefärbt sind.
Die Deckschicht OC deckt die Farbfilter CFR, CFG und CFB ab. Die Deckschicht OC ist aus einem lichtdurchlässigen Harzmaterial gebildet. Die zweite dünne Orientierungsschicht AL2 deckt die Deckschicht OC ab. Jede der ersten dünnen Orientierungsschicht AL1 und der zweiten dünnen Orientierungsschicht AL2 ist z. B. aus einem Material gebildet, das eine horizontale Orientierungseigenschaft aufweist.
Die leitende Schicht 21 ist auf dem zweiten Substrat 20 vorgesehen. Die leitende Schicht 21 besteht z. B. aus einem lichtdurchlässigen Leitermaterial wie z. B. ITO. Von außen angelegte statische Elektrizität und statische Elektrizität, die eine zweite Polarisationsplatte PL2 lädt, strömen durch die leitende Schicht 21. Die Detektionsvorrichtung 1 kann die statische Elektrizität in kurzer Zeit entfernen und kann somit die statische Elektrizität, die an die Flüssigkristallschicht LC, die als eine Anzeigeschicht dient, angelegt ist, verringern. Als Ergebnis kann die Anzeigetafel 2 bezüglich eines elektrostatischen Entladungswiderstands (ESD-Widerstand) verbessert werden.
Eine erste Polarisationsplatte PL1 ist an einer außenliegenden Oberfläche des ersten Substrats 10 oder seiner Oberfläche, die dem optischen Element 4 zugewandt ist, angeordnet (siehe 2). Die zweite Polarisationsplatte PL2 ist an einer außenliegenden Oberfläche des zweiten Substrats 20 oder einer Oberfläche auf seiner Beobachtungspositionsseite angeordnet. Eine erste Polarisationsachse der ersten Polarisationsplatte PL1 und eine zweite Polarisationsachse der zweiten Polarisationsplatte PL2 befinden sich in einer Positionsbeziehung von z. B. gekreuzten Nicols in einer XY-Ebene. Die Anzeigetafel 2 kann weitere optische Funktionselemente wie z. B. eine dünne Verzögerungsschicht zusätzlich zu der ersten Polarisationsplatte PL1 und der zweiten Polarisationsplatte PL2 enthalten.
Das Anordnungssubstrat SUB1 und das Gegensubstrat SUB2 sind derart angeordnet, dass die erste dünne Orientierungsschicht AL1 und die zweite dünne Orientierungsschicht AL2 einander zugewandt sind. Die Flüssigkristallschicht LC ist zwischen der ersten dünnen Orientierungsschicht AL1 und der zweiten dünnen Orientierungsschicht AL2 versiegelt. Die Flüssigkristallschicht LC ist aus einem negativen Flüssigkristallmaterial, das eine negative dielektrische Anisotropie besitzt, oder einem positiven Flüssigkristallmaterial, das eine positive dielektrische Anisotropie besitzt, gebildet.
Zum Beispiel ist dann, wenn die Flüssigkristallschicht LC ein negatives Flüssigkristallmaterial ist, wenn keine Spannung an die Flüssigkristallschicht LC angelegt ist, eine lange Achse eines Flüssigkristallmoleküls LM zunächst in einer Richtung entlang der ersten Richtung Dx in einer XY-Ebene orientiert. Dagegen ändert sich in einem Zustand, in dem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht LC angelegt ist, d. h. in einem Ein-Zustand, in dem ein elektrisches Feld zwischen den Pixelelektroden PE und der gemeinsamen Elektrode DE gebildet ist, der Orientierungszustand des Flüssigkristallmoleküls LM unter dem Einfluss des elektrischen Feldes. Im Ein-Zustand ändert sich der Polarisationszustand von geradlinig polarisiertem einfallenden Licht in Übereinstimmung mit dem Orientierungszustand des Flüssigkristallmoleküls LM, wenn das Licht die Flüssigkristallschicht LC durchläuft.
4 ist ein Schaltplan, der eine Pixelanordnung in der Anzeigefläche veranschaulicht. Zum Beispiel ist das Anordnungssubstrat SUB1 mit Schaltelementen Tr von jeweiligen Unterpixeln SPX, den Pixelsignalleitungen SL und den Abtastleitungen GL, die in 4 veranschaulicht sind, versehen. Die Pixelsignalleitungen SL verlaufen in der zweiten Richtung Dy. Die Pixelsignalleitungen SL sind eine Verdrahtung zum Zuführen von Pixelsignalen zu den jeweiligen Pixelelektroden PE (siehe 3). Die Abtastleitungen GL verlaufen in der ersten Richtung Dx. Die Abtastleitungen GL sind eine Verdrahtung zum Zuführen von Ansteuersignalen (Abtastsignalen) zum Ansteuern der jeweiligen Schaltelemente Tr.
Jedes Pixel PX enthält die Unterpixel SPX. Jedes Unterpixel SPX enthält ein entsprechendes der Schaltelemente Tr und eine Kapazität der Flüssigkristallschicht LC. Das Schaltelement Tr enthält einen Dünnschichttransistor und in diesem Beispiel einen N-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Dünnschichttransistor (NMOS-TFT). Die fünfte dünne Isolationsschicht 15 ist zwischen den Pixelelektroden PE und der gemeinsamen Elektrode DE, die in 3 veranschaulicht ist, vorgesehen und diese Komponenten schaffen einen Speicherkondensator Cs, der in 4 veranschaulicht ist.
Farbbereiche, die in drei Farben, z. B. rot (R), grün (G) und blau (B), gefärbt sind, sind als die Farbfilter CFR, CFG und CFB, die in 3 veranschaulicht sind, regelmäßig angeordnet. Die Farbbereiche der drei Farben R, G und B sind Unterpixeln SPX-R, SPX-G und SPX-B als ein Satz zugeordnet. Die Unterpixel SPX, die den Farbbereichen der drei Farben entsprechen, bilden als ein Satz das Pixel PX. Das heißt, die Anzeigetafel 2 enthält das Unterpixel SPX-R zum Anzeigen einer roten Farbe, das Unterpixel SPX-G zum Anzeigen einer grünen Farbe und das Unterpixel SPX-B zum Anzeigen einer blauen Farbe. Die Farbfilter können Farbbereiche von vier oder mehr Farben enthalten. In diesem Fall kann jedes Pixel PX vier oder mehr Unterpixel SPX enthalten.
5 ist eine Draufsicht, die den optischen Sensor schematisch veranschaulicht. Wie in 5 veranschaulicht ist, sind die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 in der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dy angeordnet. Speziell sind die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 in der ersten Richtung Dx abwechselnd angeordnet. Die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 sind in der zweiten Richtung Dy angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind benachbart zu den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind in einer eindeutigen Beziehung mit den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 angeordnet. Allerdings sind die lichtemittierenden Elemente 7 nicht auf diese Anordnung beschränkt und können als eines für die mehreren fotoelektrischen Umsetzelemente 6 vorgesehen sein. In diesem Fall enthalten die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 die fotoelektrischen Umsetzelemente 6, die zu den lichtemittierenden Elementen 7 in der ersten Richtung Dx benachbart sind, und die fotoelektrischen Umsetzelemente 6, die zu den weiteren fotoelektrischen Umsetzelementen 6 in der ersten Richtung Dx benachbart sind, ohne dass die lichtemittierenden Elemente 7 dazwischen angeordnet sind.
Das Sensorgrundelement 51 ist mit verschiedenen Typen einer Verdrahtung versehen, die z. B. Sensorsignalleitungen SLA, Sensorabtastleitungen GLA, Lichtquellensignalleitungen SLB und Lichtquellenabtastleitungen GLB enthalten. Die Sensorabtastleitungen GLA sind eine Verdrahtung zum Zuführen von Ansteuersignalen (Abtastsignalen) zum Ansteuern von Sensorschaltelementen TrA (siehe 7). Mit dieser Konfiguration werden die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 sequenziell gewählt. Die Sensorsignalleitungen SLA sind eine Verdrahtung zum Ausgeben von Detektionssignalen der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 zur Detektionsschaltung DET (siehe 7).
Die Lichtquellenabtastleitungen GLB sind eine Verdrahtung zum Zuführen von Ansteuersignalen (Abtastsignalen) für Ansteuerschaltelemente, die in Ansteuerschaltungen für die lichtemittierenden Elemente 7 enthalten sind. Die Lichtquellensignalleitungen SLB sind eine Verdrahtung zum Zuführen von Ansteuerspannungen zu den lichtemittierenden Elementen 7.
Jede der Sensorabtastleitungen GLA und der Lichtquellenabtastleitungen GLB verläuft in der ersten Richtung Dx. Jede der Sensorsignalleitungen SLA und der Lichtquellensignalleitungen SLB verläuft in der zweiten Richtung Dy. Die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 sind in Flächen vorgesehen, die durch die Sensorabtastleitungen GLA und die Sensorsignalleitungen SLA umgeben sind. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind in Flächen vorgesehen, die durch die Lichtquellenabtastleitungen GLB und die Lichtquellensignalleitungen SLB umgeben sind. Ansteuerschaltungen zum Ansteuern der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und der lichtemittierenden Elemente 7 sind in jeweiligen Flächen vorgesehen, die durch die Sensorabtastleitungen GLA, die Lichtquellenabtastleitungen GLB, die Sensorsignalleitungen SLA und die Lichtquellensignalleitungen SLB umgeben sind.
Eine Anodenelektrode 78 ist an das lichtemittierende Element 7 gekoppelt. Die Anodenelektrode 78 besitzt in der Draufsicht eine größere Fläche als das lichtemittierende Element 7. Die Anodenelektrode 78 ist aus einem Metallmaterial wie z. B. Silber (Ag) gebildet und reflektiert Licht, das von einer lateralen Seite des lichtemittierenden Elements 7 abgestrahlt wird, um das Licht L1 zur Anzeigetafel 2 abzustrahlen. Das heißt, eine Fläche, die das lichtemittierende Element 7 und die Anodenelektrode 78 enthält, dient als eine lichtemittierende Fläche zum Abstrahlen des Lichts L1.
Eine Breite WB1 in der ersten Richtung Dx der Anodenelektrode 78 ist größer als eine Breite WA1 in der ersten Richtung Dx des fotoelektrischen Umsetzelements 6. Eine Breite WB2 in der zweiten Richtung Dy der Anodenelektrode 78 ist größer als eine Breite WA2 in der zweiten Richtung Dy des fotoelektrischen Umsetzelements 6. Mit dieser Konfiguration können die lichtemittierenden Elemente 7 das Licht L1 zur gesamten Anzeigefläche DA gut abstrahlen.
Die lichtemittierenden Elemente 7 enthalten erste lichtemittierende Elemente 7-W und zweite lichtemittierende Elemente 7-NIR und das erste lichtemittierende Element 7-W und das zweite lichtemittierende Element 7-NIR strahlen das Licht L1, das verschiedenen Wellenlängen besitzt, ab. Die ersten lichtemittierenden Elemente 7-W strahlen sichtbares Licht (z. B. weißes Licht) ab. Die ersten lichtemittierenden Elemente 7-W können aus mehreren lichtemittierenden Elementen zusammengesetzt sein oder können aus Kombinationen zusammengesetzt sein, die jeweils ein oder mehrere lichtemittierende Elemente und einen oder mehrere fluoreszierende Körper enthalten. Die zweiten lichtemittierenden Elemente 7-NIR strahlen z. B. Nahinfrarotlicht ab. Ein zweites lichtemittierendes Element 7-NIR ist für die mehreren ersten lichtemittierenden Elemente 7-W (drei der ersten lichtemittierenden Elemente 7-W in dem Beispiel, das in 5 veranschaulicht ist) vorgesehen.
Mit dieser Konfiguration strahlen dann, wenn die Anzeigetafel 2 ein Anzeigen durchführt, die ersten lichtemittierenden Elemente 7-W unter den lichtemittierenden Elementen 7 das Licht L1 ab und strahlen dann, wenn der optische Sensor 5 eine Detektion durchführt, die ersten lichtemittierenden Elemente 7-W und die zweiten lichtemittierenden Elemente 7-NIR unter den lichtemittierenden Elementen 7 das Licht L1 ab. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind nicht auf lichtemittierende Elemente beschränkt, die das weiße und das Nahinfrarotlicht L1 abstrahlen, und können lichtemittierende Elemente enthalten, die das Licht L1, das eine weitere Wellenlänge besitzt, abstrahlen. Das Licht L1, das verschiedene Wellenlängen besitzt, kann abhängig von den Informationen über den lebenden Körper, die durch den optischen Sensor 5 detektiert werden sollen, wie z. B. Unebenheiten (ein Fingerabdruck), das Blutgefäßbild, eine Pulswelle, ein Pulsschlag oder eine Blutsauerstoffkonzentration des Fingers Fg oder einer Handfläche abgestrahlt werden. Zum Beispiel kann der optische Sensor 5 im Falle der Fingerabdruckdetektion die Detektion auf der Grundlage des sichtbaren Lichts, das von den ersten lichtemittierenden Elementen 7-W abgestrahlt wird, durchführen und kann der optische Sensor 5 im Falle der Detektion des Blutgefäßbilds (eines Venenmusters) die Detektion auf der Grundlage des Nahinfrarotlichts, das von den zweiten lichtemittierenden Elementen 7-NIR abgestrahlt wird, durchführen.
6 ist eine VI-VI'-Schnittansicht von 5. 6 veranschaulicht schematisch eine Schnittkonfiguration des fotoelektrischen Umsetzelements 6 und eines der Sensorschaltelemente TrA. Die Sensorschaltelemente TrA sind derart vorgesehen, dass sie den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 entsprechen. Jedes der Sensorschaltelemente TrA enthält einen Dünnschichttransistor und enthält in diesem Beispiel einen N-Kanal-MOSFET.
Wie in 6 veranschaulicht ist, sind eine untere Elektrode 64, ein Halbleiter 61 und eine obere Elektrode 65 des fotoelektrischen Umsetzelements 6 auf eine erste organische Isolationsschicht 55 eines Sensoranordnungssubstrats SUBA in der Reihenfolge der unteren Elektrode 64, des Halbleiters 61 und der oberen Elektrode 65 gestapelt. Das heißt, die untere Elektrode 64 ist der oberen Elektrode 65 zugewandt, wobei der Halbleiter 61, der als eine fotoelektrische Umsetzschicht dient, in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Sensorgrundelements 51 dazwischen angeordnet ist. Das Sensoranordnungssubstrat SUBA ist ein Ansteuerschaltungssubstrat, das den Sensor auf der Grundlage einer vorgegebenen Detektionsfläche ansteuert. Das Sensoranordnungssubstrat SUBA enthält z. B. das Sensorgrundelement 51, die Sensorschaltelemente TrA und verschiedene Typen einer Verdrahtung. Das Sensoranordnungssubstrat SUBA enthält auch verschiedene Schaltelemente und verschiedene Typen einer Verdrahtung zum Ansteuern der lichtemittierenden Elemente 7 (siehe 5).
Das fotoelektrische Umsetzelement 6 ist eine Positiv-intrinsisch-negativ-Fotodiode (PIN-Fotodiode). Der Halbleiter 61 besteht aus amorphem Silizium (a-Si). Der Halbleiter 61 enthält einen Halbleiter 61a des I-Typs, einen Halbleiter 61b des N-Typs und einen Halbleiter 61c des P-Typs. Der Halbleiter 61a des I-Typs, der Halbleiter 61b des N-Typs und der Halbleiter 61c des P-Typs bilden ein spezifisches Beispiel des fotoelektrischen Umsetzelements. In 6 sind der Halbleiter 61c des P-Typs, der Halbleiter 61a des I-Typs und der Halbleiter 61b des N-Typs in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Sensorgrundelements 51 in der aufgelisteten Reihenfolge gestapelt. Allerdings kann eine umgekehrte Konfiguration eingesetzt werden. Das heißt, die Halbleiter können in der Reihenfolge Halbleiter 61b des N-Typs, Halbleiter 61a des I-Typs und de Halbleiter 61c des P-Typs gestapelt sein.
Die untere Elektrode 64 ist die Anode des fotoelektrischen Umsetzelements 6 und ist eine Elektrode zum Lesen jedes der Detektionssignale. Die obere Elektrode 65 ist die Kathode des fotoelektrischen Umsetzelements 6 und ist eine Elektrode zum Zuführen eines Stromversorgungssignals SVS zum fotoelektrischen Umsetzelement 6.
Eine Isolationsschicht 56 und eine Isolationsschicht 57 sind auf der ersten organischen Isolationsschicht 55 vorgesehen. Die Isolationsschicht 56 deckt einen Umfangsabschnitt der oberen Elektrode 65 ab und ist mit einer Öffnung bei einer Position, die mit der oberen Elektrode 65 überlappt, versehen. Die Kopplungsverdrahtung 67 ist in einem Abschnitt der oberen Elektrode 65, der nicht mit der Isolationsschicht 56 versehen ist, an die obere Elektrode 65 gekoppelt. Die Kopplungsverdrahtung 67 ist eine Verdrahtung zum Koppeln der oberen Elektrode 65 an eine Stromversorgungssignalleitung Lvs. Die Isolationsschicht 57 ist auf der Isolationsschicht 56 vorgesehen, um die obere Elektrode 65 und die Kopplungsverdrahtung 67 abzudecken. Eine zweite organische Isolationsschicht 58, die als eine Planarisierungsschicht dient, und eine Deckschicht 59 sind auf der Isolationsschicht 57 vorgesehen.
Wie in 6 veranschaulicht ist, ist das Sensorschaltelement TrA am Sensorgrundelement 51 vorgesehen. Speziell sind eine lichtundurchlässige Schicht LSA, eine Isolationsschicht 52, eine Halbleiterschicht PSA, eine Isolationsschicht 53, jede der Sensorabtastleitungen GLA, eine Isolationsschicht 54, eine Source-Elektrode SEA und eine Anodenkopplungsleitung 68 (eine Drain-Elektrode DEA) und die erste organische Isolationsschicht 55 an einer Oberfläche des Sensorgrundelements 51 in der gelisteten Reihenfolge vorgesehen. Zum Beispiel wird eine dünne Siliziumoxidschicht (SiO-Schicht), eine dünne Siliziumnitridschicht (SiN-Schicht) oder eine dünne Siliziumoxynitridschicht (SiON-Schicht) als anorganische Isolationsschichten wie z. B. die Isolationsschichten 52, 53, 54, 56 und 57 verwendet. Jede der anorganischen Isolationsschichten ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt, sondern kann eine dünne mehrlagige Schicht sein.
Die lichtundurchlässige Schicht LSA ist aus einem Material gebildet, das eine geringere Lichtdurchlässigkeit als das Sensorgrundelement 51 besitzt, und ist unter der Halbleiterschicht PSA vorgesehen. Die Isolationsschicht 52 ist auf dem Sensorgrundelement 51 derart vorgesehen, dass sie die lichtundurchlässige Schicht LSA abdeckt. Die Halbleiterschicht PSA ist auf der Isolationsschicht 52 vorgesehen. Zum Beispiel wird Polysilizium oder ein Oxidhalbleiter als die Halbleiterschicht PSA verwendet.
Die Isolationsschicht 53 ist auf der Isolationsschicht 52 derart vorgesehen, dass sie die Halbleiterschicht PSA abdeckt. Die Sensorabtastleitung GLA ist auf der Isolationsschicht 53 vorgesehen. Ein Abschnitt der Sensorabtastleitung GLA, der mit der Halbleiterschicht PSA überlappt, dient als eine Gate-Elektrode. Das Sensorschaltelement TrA besitzt eine Struktur mit oben liegendem Gate, in der die Sensorabtastleitung GLA auf der Oberseite der Halbleiterschicht PSA vorgesehen ist. Allerdings ist das Sensorschaltelement TrA nicht darauf beschränkt und kann eine Struktur mit unten liegendem Gate oder eine Doppel-Gate-Struktur besitzen.
Die Isolationsschicht 54 ist auf der Isolationsschicht 53 derart vorgesehen, dass sie die Sensorabtastleitung GLA abdeckt. Die Source-Elektrode SEA (die Signalleitung SLA) und die Drain-Elektrode DEA (die Anodenkopplungsleitung 68) sind auf der Isolationsschicht 54 vorgesehen. Die Source-Elektrode SEA und die Drain-Elektrode DEA sind jeweils durch ein Kontaktloch, das in den Isolationsschichten 53 und 54 vorgesehen ist, an die Halbleiterschicht PSA gekoppelt. Die untere Elektrode 64 des fotoelektrischen Umsetzelements 6 ist durch ein Kontaktloch, das in der ersten organischen Isolationsschicht 55 vorgesehen ist, an die Anodenkopplungsleitung 68 gekoppelt.
Obwohl ein amorphes Siliziummaterial als das fotoelektrische Umsetzelement 6 verwendet wird, kann z. B. ein organisches Material stattdessen verwendet werden. Polysilizium kann verwendet werden, um eine PIN-Fotodiode als das fotoelektrische Umsetzelement 6 zu bilden.
7 ist ein Schaltplan, der einen Detektionsteilbereich des fotoelektrischen Umsetzelements veranschaulicht. Ein Detektionsteilbereich PAA ist eine Fläche, die durch die Sensorsignalleitungen SLA und die Sensorabtastleitungen GLA umgeben ist. Wie in 7 veranschaulicht ist, enthält der Detektionsteilbereich PAA das fotoelektrische Umsetzelement 6, ein kapazitives Element Ca und das Sensorschaltelement TrA. Das Gate des Sensorschaltelements TrA ist an die Sensorabtastleitung GLA gekoppelt. Die Quelle des Sensorschaltelements TrA ist an die Sensorsignalleitung SLA gekoppelt. Der Drain des Sensorschaltelements TrA ist an die Anode (die untere Elektrode 64) des fotoelektrischen Umsetzelements 6 und das kapazitive Element Ca gekoppelt.
Der Kathode des fotoelektrischen Umsetzelements 6 wird das Stromversorgungssignal SVS von einer Stromversorgungsschaltung zugeführt. Dem kapazitiven Element Ca wird auch ein Bezugssignal VR1, das als ein Anfangspotential des kapazitiven Elements Ca dient, von der Stromversorgungsschaltung zugeführt.
Wenn der Detektionsteilbereich PAA mit dem Licht L2 bestrahlt wird, fließt ein Strom, der einer Menge des Lichts entspricht, durch das fotoelektrische Umsetzelement 6. Als Ergebnis ist eine elektrische Ladung im kapazitiven Element Ca gespeichert. Nachdem das Sensorschaltelement TrA eingeschaltet wurde, fließt ein Strom, der der elektrischen Ladung, die im kapazitiven Element Ca gespeichert ist, entspricht, durch die Sensorsignalleitung SLA. Die Sensorsignalleitung SLA ist an die Detektionsschaltung DET gekoppelt. Als Ergebnis kann der optische Sensor 5 für jeden der Detektionsteilbereiche PAA ein Signal detektieren, das der Menge des Lichts, die zum fotoelektrischen Umsetzelement 6 abgestrahlt wird, entspricht. Der optische Sensor 5 kann für jede der Sensorsignalleitungen SLA einen Schaltkreis zum Schalten zwischen Koppeln und Entkoppeln der Sensorsignalleitung SLA an bzw. von der Detektionsschaltung DET enthalten.
8 ist eine VIII-VIII'-Schnittansicht von 5. 8 veranschaulicht schematisch eine Schnittkonfiguration des lichtemittierenden Elements 7 und eines Ansteuertransistors DRT. Wie in 8 veranschaulicht ist, sind das lichtemittierende Element 7 und der Ansteuertransistor DRT auf dem Sensorgrundelement 51 vorgesehen.
Der Ansteuertransistor DRT enthält eine Halbleiterschicht PSB, die Lichtquellenabtastleitung GLB, eine Drain-Elektrode DEB und eine Source-Elektrode SEB. Eine Anodenstromversorgungsleitung IPL und eine Basis BS sind auf der Isolationsschicht 54 vorgesehen. Ein Abschnitt der Anodenstromversorgungsleitung IPL, der mit der Halbleiterschicht PSB überlappt, dient als die Drain-Elektrode DEB des Ansteuertransistors DRT. Ein Abschnitt der Basis BS, der mit der Halbleiterschicht PSB überlappt, dient als die Source-Elektrode SEB des Ansteuertransistors DRT. Eine lichtundurchlässige Schicht LSB ist unter der Halbleiterschicht PSB vorgesehen. Die Konfiguration des Ansteuertransistors DRT ist ähnlich der Konfiguration des Sensorschaltelements TrA, die in 6 veranschaulicht ist, und deshalb wird eine genaue Beschreibung unterlassen.
Die erste organische Isolationsschicht 55 ist auf der Isolationsschicht 54 vorgesehen, um die Anodenstromversorgungsleitung IPL und die Basis BS abzudecken. Eine gemeinsame Lichtquellenelektrode CEB, eine überlappende Elektrode PEB und eine Kathodenelektrode CD bestehen aus Indiumzinnoxid (ITO). Die Isolationsschicht 56 ist in der Normalrichtung zum Sensorgrundelement 51 zwischen der gemeinsamen Lichtquellenelektrode CEB und der überlappenden Elektrode PEB vorgesehen.
Die Anodenelektrode 78 ist ein Schichtkörper z. B. aus ITO, Silber (Ag) und ITO. Die Anodenelektrode 78 ist auf der überlappenden Elektrode PEB vorgesehen und ist durch ein Kontaktloch CH, das in der ersten organischen Isolationsschicht 55 vorgesehen ist, an die Basis BS gekoppelt. Eine Kopplungsschicht CL ist aus Silberpaste gebildet und ist auf der Anodenelektrode 78 zwischen dem Sensorgrundelement 51 und dem lichtemittierenden Element 7 vorgesehen. Das lichtemittierende Element 7 ist auf der Kopplungsschicht CL vorgesehen und ist an die Kopplungsschicht CL elektrisch gekoppelt. Das heißt, das lichtemittierende Element 7 ist durch die Kopplungsschicht CL an die Anodenelektrode 78 elektrisch gekoppelt.
Die Isolationsschicht 57 ist an der Isolationsschicht 56 vorgesehen, um die Anodenelektrode 78 und Seitenflächen der Kopplungsschicht CL abzudecken. Die zweite organische Isolationsschicht 58 ist an der Isolationsschicht 57 vorgesehen, um Seitenflächen des lichtemittierenden Elements 7 abzudecken. Die Kathodenelektrode CD ist an der zweiten organischen Isolationsschicht 58 und dem lichtemittierenden Element 7 vorgesehen und ist an einen Kathodenanschluss ELED2 des lichtemittierenden Elements 7 elektrisch gekoppelt (siehe 9). Die Kathodenelektrode CD ist an die Kathodenanschlüsse ELED2 der lichtemittierenden Elemente 7 elektrisch gekoppelt. Die Deckschicht 59 ist an der Kathodenelektrode CD vorgesehen.
9 ist eine Schnittansicht, die das lichtemittierende Element von 8 in einer vergrößerten Weise veranschaulicht. Wie in 9 veranschaulicht ist, enthält das lichtemittierende Element 7 ein Substrat eines lichtemittierenden Elements SULED, eine Ummantelungsschicht des N-Typs NC, eine lichtemittierende Schicht EM, eine Ummantelungsschicht des P-Typs PC, einen Anodenanschluss ELED1 und den Kathodenanschluss ELED2. Die Ummantelungsschicht des N-Typs NC, die lichtemittierende Schicht EM, die Ummantelungsschicht des P-Typs PC und der Kathodenanschluss ELED2 sind auf das Substrat eines lichtemittierenden Elements SULED in der gelisteten Reihenfolge gestapelt. Der Anodenanschluss ELED1 ist zwischen dem Substrat eines lichtemittierenden Elements SULED und der Kopplungsschicht CL vorgesehen.
Die lichtemittierende Schicht EM besteht z. B. aus Indiumgalliumnitrid (InGaN). Die Ummantelungsschicht des P-Typs PC und die Ummantelungsschicht des N-Typs NC bestehen z. B. aus Galliumnitrid (GaN). Das Substrat eines lichtemittierenden Elements SULED besteht aus Siliziumkarbid (SiC). Sowohl der Anodenanschluss ELED1 als auch der Kathodenanschluss ELED2 bestehen aus Aluminium.
In einem Herstellungsprozess des lichtemittierenden Elements 7 bildet ein Herstellungsgerät dünne Schichten der Ummantelungsschicht des N-Typs NC, der lichtemittierenden Schicht EM, der Ummantelungsschicht des P-Typs PC und des Kathodenanschlusses ELED2 auf dem Substrat eines lichtemittierenden Elements SULED. Dann bildet das Herstellungsgerät das Substrat eines lichtemittierenden Elements SULED in einer Dünnschicht und bildet den Anodenanschluss ELED1 auf der Bodenfläche des Substrats eines lichtemittierenden Elements SULED. Das Herstellungsgerät schneidet dann das lichtemittierende Element 7 in ein Quadrat und ordnet es auf der Kopplungsschicht CL an.
Mit einer derartigen Konfiguration ist die Anode (der Anodenanschluss ELED1) des lichtemittierenden Elements 7 durch den Ansteuertransistor DRT an die Anodenstromversorgungsleitung IPL gekoppelt. Der Anodenstromversorgungsleitung IPL wird ein Anodenstromversorgungspotential PVDD zugeführt. Der Kathode (dem Kathodenanschluss ELED2) des lichtemittierenden Elements 7 wird ein Kathodenbezugspotential zugeführt. Das Anodenstromversorgungspotential PVDD ist ein höheres Potential als das Kathodenbezugspotential. Als Ergebnis wird dem lichtemittierenden Element 7 durch eine Potentialdifferenz zwischen dem Anodenstromversorgungspotential PVDD und dem Kathodenbezugspotential ein Durchlassstrom (ein Ansteuerstrom) zugeführt und dadurch strahlt es Licht ab. Die Konfiguration des lichtemittierenden Elements 7, die in 8 und 9 veranschaulicht ist, ist lediglich ein Beispiel. Das lichtemittierende Element, das eine weitere Konfiguration besitzt, kann eingesetzt werden.
10 ist eine Draufsicht, die das optische Element veranschaulicht. 11 ist eine XI-XI'-Schnittansicht von 10. Wie in 10 veranschaulicht ist, enthält das optische Element 4 die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41, die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 und die lichtundurchlässige Fläche 43. Die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 sind derart vorgesehen, dass sie den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 und den lichtemittierenden Elementen 7 entsprechen. Die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 sind in der Draufsicht in der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dy angeordnet. Speziell sind die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 zu den zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 in der ersten Richtung Dx benachbart angeordnet, wobei die lichtundurchlässige Fläche 43 dazwischen angeordnet ist. Die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 sind jeweils in der zweiten Richtung Dy angeordnet.
Die erste lichtdurchlässige Fläche 41 ist in der Draufsicht kreisförmig. Die zweite lichtdurchlässige Fläche 42 ist in der Draufsicht rechteckig. Die Fläche der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42 ist größer als die Fläche der ersten lichtdurchlässigen Fläche 41. Diese Konfiguration kann ein Abnehmen des Extraktionswirkungsgrads des Lichts L1 der lichtemittierenden Elemente 7 einschränken. Allerdings können die Formen in der Draufsicht der ersten lichtdurchlässigen Fläche 41 und der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42 in Übereinstimmung mit der Form einer Lichtaufnahmeoberfläche des fotoelektrischen Umsetzelements 6 und der Form der lichtemittierenden Fläche des lichtemittierenden Elements 7 geändert werden, wie jeweils anwendbar ist. Die Formen der ersten lichtdurchlässigen Fläche 41 und der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42 sind nicht darauf beschränkt, kreisförmig bzw. viereckig zu sein, und können z. B. polygonal, ellipsenförmig oder unregelmäßig geformt sein.
Wie in 11 veranschaulicht ist, enthält das optische Element 4 erste lichtdurchlässige Harze 44 und lichtundurchlässige Harze 45. Die ersten lichtdurchlässigen Harze 44 sind in der dritten Richtung Dz gestapelt. Die lichtundurchlässigen Harze 45 sind zwischen Schichten der ersten lichtdurchlässigen Harze 44 in Flächen, die mit der lichtundurchlässigen Fläche 43 überlappen, vorgesehen. Jedes der ersten lichtdurchlässigen Harze 44 ist ein lichtdurchlässiges Harzmaterial, das das sichtbare Licht und das Nahinfrarotlicht weiterleitet. Jedes der lichtundurchlässigen Harze 45 ist ein Material, das eine geringere Lichtdurchlässigkeit als das erste lichtdurchlässige Harz 44 aufweist. Das lichtundurchlässige Harz 45 ist ein gefärbtes Harzmaterial wie z. B. ein schwarzes Harzmaterial.
Mit anderen Worten sind die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 Flächen, die nicht mit den lichtundurchlässigen Harzen 45 überlappen und sind lediglich aus den ersten lichtdurchlässigen Harzen 44 von einer Oberfläche zur weiteren Oberfläche des optischen Elements 4 gebildet. Die lichtundurchlässige Fläche 43 ist eine Fläche, die mindestens ein lichtundurchlässiges Harz 45 zwischen der einen Oberfläche und der weiteren Oberfläche des optischen Elements 4 enthält. Eine derartige Konfiguration ermöglicht, dass das optische Element 4 das Licht L1 durch die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 weiterleitet und das Licht L2 durch die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 weiterleitet und verhindert, dass das Licht L1 und L2 durch die lichtundurchlässige Fläche 43 weitergeleitet wird.
12 ist eine Schnittansicht, die das optische Element gemäß einer ersten Änderung veranschaulicht. Wie in 12 veranschaulicht ist, ist im optischen Element 4 gemäß der ersten Änderung ein lichtundurchlässiges Harz 45A in einer flachen Plattenform gebildet und ist mit Durchgangslöchern H1 und H2 in Flächen, die mit den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und den zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 überlappen, versehen. Jedes der Durchgangslöcher H1 und H2 dringt von der einen Oberfläche zur weiteren Oberfläche des optischen Elements 4 durch. Ein erstes lichtdurchlässiges Harz 44A ist in jedem der Durchgangslöcher H1 und H2 vorgesehen und ist in einer Spaltenform, die in der dritten Richtung Dz verläuft, gebildet.
13 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor in der Draufsicht. In 13 deuten gepunktete Linien die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 des optischen Elements 4 an und deuten abwechselnd lang und doppelt kurz gestrichelte Linien die fotoelektrischen Umsetzelemente 6, die lichtemittierenden Elemente 7 und die Anodenelektroden 78 des optischen Sensors 5 an.
Wie in 13 veranschaulicht ist, sind das fotoelektrische Umsetzelement 6 und das lichtemittierende Element 7 für sämtliche Pixel PX angeordnet. Das heißt, für jeden Satz der Unterpixel SPX-R, SPX-G und SPX-B sind ein fotoelektrisches Umsetzelement 6 und ein lichtemittierendes Element 7 vorgesehen. Der Anordnungsabstand in der ersten Richtung Dx der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 ist gleich dem Anordnungsabstand in der ersten Richtung Dx der Pixel PX. Der Anordnungsabstand in der zweiten Richtung Dy der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 ist gleich dem Anordnungsabstand in der zweiten Richtung Dy der Pixel PX. Auf dieselbe Weise ist der Anordnungsabstand in der ersten Richtung Dx der lichtemittierenden Elemente 7 gleich dem Anordnungsabstand in der ersten Richtung Dx der Pixel PX und ist der Anordnungsabstand in der zweiten Richtung Dy der lichtemittierenden Elemente 7 gleich dem Anordnungsabstand in der zweiten Richtung Dy der Pixel PX.
Allerdings können für jeden Satz, der mehr als ein Pixel PX enthält, ein fotoelektrisches Umsetzelement 6 und ein lichtemittierendes Element 7 angeordnet sein. Der Anordnungsabstand in der ersten Richtung Dx der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 kann ein ganzzahliges Vielfaches des Anordnungsabstands in der ersten Richtung Dx der Pixel PX sein. Der Anordnungsabstand in der zweiten Richtung Dy der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 kann ein ganzzahliges Vielfaches des Anordnungsabstands in der zweiten Richtung Dy der Pixel PX sein. Auf dieselbe Weise kann der Anordnungsabstand in der ersten Richtung Dx der lichtemittierenden Elemente 7 ein ganzzahliges Vielfaches des Anordnungsabstands in der ersten Richtung Dx der Pixel PX sein und kann der Anordnungsabstand in der zweiten Richtung Dy der lichtemittierenden Elemente 7 ein ganzzahliges Vielfaches des Anordnungsabstands in der zweiten Richtung Dy der Pixel PX sein. In 13 ist ein lichtemittierendes Element 7 für ein fotoelektrisches Umsetzelement 6 vorgesehen. Allerdings ist die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein lichtemittierendes Element 7 für einige zehn bis einige hundert der fotoelektrischen Umsetzelemente 6 (der Pixel PX) vorgesehen sein.
Das fotoelektrische Umsetzelement 6 ist in einer Fläche vorgesehen, die mit mindestens einem des Unterpixels SPX-R zum Anzeigen der roten Farbe und des Unterpixels SPX-G zum Anzeigen der grünen Farbe überlappt. In 13 ist das fotoelektrische Umsetzelement 6 derart angeordnet, dass es mit dem Unterpixel SPX-R zum Anzeigen der roten Farbe und dem Unterpixel SPX-G zum Anzeigen der grünen Farbe überlappt. Die Leuchtdichte pro Flächeneinheit des Unterpixels SPX-B zum Anzeigen der blauen Farbe ist kleiner als die jedes der Unterpixel SPX-R und SPX-G. In der vorliegenden Ausführungsform ist das lichtemittierende Element 7 in einer Fläche angeordnet, die mit dem Unterpixel SPX-B überlappt. Diese Konfiguration kann ein Abnehmen der Leuchtdichte des Unterpixels SPX-B einschränken und kann somit Anzeigeeigenschaften der Anzeigetafel 2 verbessern.
Die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 des optischen Elements 4 sind derart angeordnet, dass sie mit den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappen. In der Draufsicht ist die Fläche sämtlicher erster lichtdurchlässiger Flächen 41 kleiner als die Fläche sämtlicher fotoelektrischer Umsetzelemente 6. Das heißt, der Durchmesser der ersten lichtdurchlässigen Fläche 41 ist kleiner als die Breiten WA1 und WA2 des fotoelektrischen Umsetzelements 6 (siehe 5). Die Fläche des fotoelektrischen Umsetzelements 6 ist speziell die Fläche der oberen Elektrode 65, die das Licht L2 aufnimmt. Die oben beschriebene Konfiguration kann ein Übersprechen zwischen den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 verringern und kann somit die Detektionsgenauigkeit des optischen Sensors 5 verbessern.
Die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 sind derart angeordnet, dass sie mit den lichtemittierenden Elementen 7 und den Anodenelektroden 78 überlappen. Die Breite in der ersten Richtung Dx und die Breite in der zweiten Richtung Dy der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42 sind kleiner als die Breiten WB1 bzw. WB2 der Anodenelektrode 78 (siehe 5).
14 ist eine XIV-XIV'-Schnittansicht von 13. 14 veranschaulicht schematisch die Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel 2, dem optischen Element 4 und dem optischen Sensor 5 in der Schnittansicht. Wie in 14 veranschaulicht ist, sind das Sensorgrundelement 51, das lichtemittierende Element 7, die zweite lichtdurchlässige Fläche 42, das erste Substrat 10, die Flüssigkristallschicht LC, das Farbfilter CFB und das zweite Substrat 20 in der dritten Richtung Dz in einer Fläche, die mit dem lichtemittierenden Element 7 versehen ist, in der gelisteten Reihenfolge gestapelt. Das Sensorgrundelement 51, das fotoelektrische Umsetzelement 6, die erste lichtdurchlässige Fläche 41, das erste Substrat 10, die Flüssigkristallschicht LC, die Farbfilter CFR und CFG und das zweite Substrat 20 sind in der dritten Richtung Dz in einer Fläche, die mit dem fotoelektrischen Umsetzelement 6 versehen ist, in der gelisteten Reihenfolge gestapelt.
Das Licht L1, das vom lichtemittierenden Element 7 abgestrahlt wird, durchläuft die zweite lichtdurchlässige Fläche 42, das erste Substrat 10, die Flüssigkristallschicht LC, das Farbfilter CFB und das zweite Substrat 20 und fällt auf den Finger Fg ein. Die zweite lichtdurchlässige Fläche 42 des optischen Elements 4 besitzt wünschenswerterweise eine Streustruktur. In diesem Fall wird das Licht L1 in der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42 gestreut und wird über den Unterpixeln SPX-R und SPX-G, die zum Unterpixel SPX-B benachbart sind, und mehr als einem Pixel PX abgestrahlt. Diese Konfiguration kann Differenzen der Leuchtdichte des Lichts L1, das von der Anzeigeoberfläche der Anzeigetafel 2 abgestrahlt wird, verringern und kann somit die Anzeigeeigenschaften verbessern.
15 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Streustruktur veranschaulicht. Wie in 15 veranschaulicht ist, ist eine Streuschicht 48 auf dem optischen Element 4 vorgesehen. Die Streuschicht 48 ist auf der Oberseite der lichtemittierenden Elemente 7 vorgesehen, um mindestens die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 abzudecken. Die Streuschicht 48 streut das Licht L1 der lichtemittierenden Elemente 7. Die Streuschicht 48 ist in Flächen, die mit den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappen, mit Öffnungen 48a versehen. Das heißt, die Streuschicht 48 ist nicht auf den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 vorgesehen. Die Streuschicht 48 ist z. B. derart aufgebracht, dass sie auf dem optischen Element 4 gebildet ist. Die Öffnungen 48a sind durch Ätzen gebildet. Allerdings ist das Verfahren zum Bilden der Streuschicht 48 nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt.
16 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel der Streustruktur veranschaulicht. Wie in 16 veranschaulicht ist, ist eine feine Unebenheitsstruktur 49 an einer Oberfläche der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42 gebildet. Eine Oberfläche der ersten lichtdurchlässigen Fläche 41 ist eine ebene Oberfläche, an der die Unebenheitsstruktur 49 nicht gebildet ist. Die Unebenheitsstruktur 49 streut das Licht L1 vom lichtemittierenden Element 7. Die Unebenheitsstruktur 49 kann durch Abdecken der ersten lichtdurchlässigen Fläche 41 mit einer Metallmaske und Aufrauen der Oberfläche der zweiten lichtdurchlässigen Fläche 42, die nicht mit der Metallmaske abgedeckt ist, z. B. unter Verwendung von Sandstrahlen oder Trockeneisstrahlen gebildet sein. Die Streustrukturen, die in 15 und 16 veranschaulicht sind, können im optischen Element 4 von 11 und 12 eingesetzt werden.
Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft das zweite Substrat 20, die Farbfilter CFR und CFG, die Flüssigkristallschicht LC, das erste Substrat 10 und die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 ein. Als Ergebnis kann der optische Sensor 5 die verschiedenen Typen von biologischen Informationen wie z. B. den Fingerabdruck und das Venenmuster detektieren.
Wie oben beschrieben ist, enthält die Detektionsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform den optischen Sensor 5, die Anzeigetafel 2 (die Flüssigkristallanzeigetafel), die lichtemittierenden Elemente 7 und das optische Element 4. Der optische Sensor 5 enthält das Sensorgrundelement 51 und die fotoelektrischen Umsetzelemente 6, die am Sensorgrundelement 51 vorgesehen sind und die Signale, die dem Licht entsprechen, das zu den fotoelektrischen Umsetzelementen abgestrahlt wird, ausgeben. Die Anzeigetafel 2 ist derart vorgesehen, dass sie dem Sensorgrundelement 51 in der Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement 51 zugewandt sind. Die lichtemittierenden Elemente 7 befinden sich in der Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement 51 zwischen der Anzeigetafel 2 und dem Sensorgrundelement 51 und strahlen das Licht L1 (das ausgegebene Licht) zur Anzeigetafel 2 ab. Das optische Element 4 enthält die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und die lichtundurchlässige Fläche 43 und ist in der Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement 51 zwischen dem optischen Sensor 5 und der Anzeigetafel 2 vorgesehen. Im optischen Element 4 sind die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 bei den Positionen, die mit den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappen, derart vorgesehen, dass sie das optische Element 4 in seiner Dickenrichtung durchdringen, und leiten das einfallende Licht, das auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 einfällt, weiter. Die lichtundurchlässige Fläche 43 ist zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 vorgesehen und besitzt die Lichtdurchlässigkeit, die geringer als die der ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 ist. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind am Sensorgrundelement 51 vorgesehen.
Mit dieser Konfiguration sind die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 und die lichtemittierenden Elemente 7 am selben Sensorgrundelement 51 vorgesehen. Als Ergebnis kann die Detektionsvorrichtung 1 im Vergleich zu einer Konfiguration zum Bereitstellen der Lichtquelle des optischen Sensors 5 an einem Substrat, das vom Sensorgrundelement 51 verschieden ist, verschmälert werden. Die lichtemittierenden Elemente 7 dienen sowohl als die Lichtquelle des optischen Sensors 5 als auch die Lichtquelle der Anzeigetafel 2. Als Ergebnis kann eine Hintergrundbeleuchtung der Anzeigetafel 2 beseitigt werden.
(Zweite Ausführungsform)
17 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In der folgenden Beschreibung werden die Komponenten, die in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung wird unterlassen.
Wie in 17 veranschaulicht ist, enthält eine Detektionsvorrichtung 1A die Anzeigetafel 2, eine Beleuchtungsvorrichtung 8, ein optisches Element 4A und den optischen Sensor 5. Die Beleuchtungsvorrichtung 8 enthält ein Lichtquellengrundelement 81 und die lichtemittierenden Elemente 7. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind an einer Oberfläche des Lichtquellengrundelements 81, die der Anzeigetafel 2 zugewandt ist, vorgesehen. Das heißt, der optische Sensor 5 enthält die lichtemittierenden Elemente 7 nicht und die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 sind am Sensorgrundelement 51 vorgesehen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 8 ist in der dritten Richtung Dz zwischen dem optischen Sensor 5 und der Anzeigetafel 2 vorgesehen. Mit anderen Worten ist die Beleuchtungsvorrichtung 8 in der dritten Richtung Dz zwischen dem optischen Sensor 5 und dem Finger Fg vorgesehen. Insbesondere ist die Detektionsvorrichtung 1A derart konfiguriert, dass der optische Sensor 5, das optische Element 4A, die Beleuchtungsvorrichtung 8 und die Anzeigetafel 2 in der Reihenfolge des optischen Sensors 5, des optischen Elements 4A, der Beleuchtungsvorrichtung 8 und der Anzeigetafel 2 in der dritten Richtung Dz gestapelt sind.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beleuchtungsvorrichtung, die in der Detektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten ist, schematisch veranschaulicht. Wie in 18 veranschaulicht ist, sind die lichtemittierenden Elemente 7 in einer Fläche des Lichtquellengrundelements 81, die mit der Anzeigefläche DA überlappt, angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind in der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dy angeordnet. Umfangsschaltungen GCB und Kopplungsanschlüsse T3 zum Ansteuern des lichtemittierenden Elements 7 sind in der Umfangsfläche BE angeordnet.
Die Lichtquellenabtastleitungen GLB und die Lichtquellensignalleitungen SLB (siehe 5) sind am Lichtquellengrundelement 81 vorgesehen. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind in den Flächen vorgesehen, die durch die Lichtquellenabtastleitungen GLB und die Lichtquellensignalleitungen SLB umgeben sind. Die Lichtquellenabtastleitungen GLB sind an die Umfangsschaltungen GCB gekoppelt. Die Lichtquellensignalleitungen SLB und die Umfangsschaltungen GCB sind durch die Kopplungsanschlüsse T3 an eine Steuerschaltung und eine Stromversorgungsschaltung zum Steuern der lichtemittierenden Elemente 7 gekoppelt. Die Anordnungsbeziehung in der Draufsicht zwischen den lichtemittierenden Elementen 7, jedem der Unterpixel SPX der Anzeigetafel 2, den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 ist dieselbe wie die Konfiguration, die in 13 veranschaulicht ist.
19 ist eine Draufsicht, die das optische Element gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Beleuchtungsvorrichtung 8 auf dem optischen Element 4A angeordnet. Deshalb besitzt, wie in 19 veranschaulicht ist, das optische Element 4A die zweiten lichtdurchlässigen Flächen 42 nicht. Das heißt, Flächen zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41, die in der ersten Richtung Dx benachbart sind, dienen als die lichtundurchlässige Fläche 43. Die Schnittkonfiguration des optischen Elements 4A kann dieselbe Konfiguration wie die erste Ausführungsform, die in 11 veranschaulicht ist, oder dieselbe Konfiguration wie die erste Änderung, die in 12 veranschaulicht ist, einsetzen. In der Draufsicht ist auf dieselbe Weise, wie in 13 beschrieben ist, die erste lichtdurchlässige Fläche 41 in einer Fläche vorgesehen, die mit dem fotoelektrischen Umsetzelement 6 überlappt, und ist derart gebildet, dass sie eine kleinere Fläche als die Fläche des fotoelektrischen Umsetzelements 6 besitzt.
20 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß der zweiten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Wie in 20 veranschaulicht ist, ist das optische Element 4A an dem Sensorgrundelement 51 und den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 des optischen Sensors 5 vorgesehen. Die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 des optischen Elements 4A sind in Flächen vorgesehen, die mit den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappen. Die lichtundurchlässige Fläche 43 des optischen Elements 4A ist in einer Fläche vorgesehen, die nicht mit den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappt.
Das Lichtquellengrundelement 81 der Beleuchtungsvorrichtung 8 ist auf dem optischen Element 4A vorgesehen. Die lichtemittierenden Elemente 7 sind in Flächen auf dem Lichtquellengrundelement 81, die mit der lichtundurchlässigen Fläche 43 des optischen Elements 4A überlappen, vorgesehen. Mit anderen Worten sind die lichtemittierenden Elemente 7 in Flächen vorgesehen, die nicht mit den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 überlappen. Die Anzeigetafel 2 ist auf einer Deckschicht 85, die die lichtemittierenden Elemente 7 abdeckt, vorgesehen.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration durchläuft das Licht L1, das vom lichtemittierenden Element 7 der Beleuchtungsvorrichtung 8 abgestrahlt wird, das erste Substrat 10, die Flüssigkristallschicht LC, das Farbfilter CFB und das zweite Substrat 20 und fällt auf den Finger Fg. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft das zweite Substrat 20, die Farbfilter CFR und CFG, die Flüssigkristallschicht LC, das erste Substrat 10, die Beleuchtungsvorrichtung 8 und die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die lichtemittierenden Elemente 7 zwischen dem optischen Element 4A und der Anzeigetafel 2 vorgesehen. Mit dieser Konfiguration fällt das Licht L1 der lichtemittierenden Elemente 7 auf die Anzeigetafel 2, ohne das optische Element 4A zu durchlaufen. Deshalb kann die Verwendungseffizienz des Lichts der lichtemittierenden Elemente 7 verbessert werden. Die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 sind in einer Schicht vorgesehen, die von der der lichtemittierenden Elemente 7 verschieden ist, wobei das optische Element 4A dazwischen angeordnet ist. Mit dieser Konfiguration kann das optische Element 4A einschränken, dass das Licht L1, das zu den lateralen Seiten der lichtemittierenden Elemente 7 abgestrahlt wird, auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6 fällt. Dies kann die Detektionsgenauigkeit des optischen Sensors 5 verbessern.
21 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, einem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß einer zweiten Änderung der zweiten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. 22 ist eine Draufsicht, die das optische Element gemäß der zweiten Änderung veranschaulicht.
Wie in 21 veranschaulicht ist, besitzt eine Detektionsvorrichtung 1B der zweiten Änderung eine von der Detektionsvorrichtung 1A der zweiten Ausführungsform verschiedene Konfiguration eines optischen Elements 4B. Speziell enthält die erste lichtdurchlässige Fläche 41 des optischen Elements 4B eine sichtbares Licht weiterleitende Fläche 41a und eine Nahinfrarotlicht weiterleitende Fläche 41b. Die sichtbares Licht weiterleitende Fläche 41a ist eine Fläche, die das sichtbare Licht und das Nahinfrarotlicht weiterleitet. Die Nahinfrarotlicht weiterleitende Fläche 41b ist eine Fläche, die das sichtbare Licht nicht weiterleitet und das Nahinfrarotlicht weiterleitet.
Ein zweites lichtdurchlässiges Harz 46, das die Nahinfrarotlicht weiterleitende Fläche 41b bildet, ist vorgesehen, um eine Unterseite und Seitenflächen des lichtundurchlässigen Harzes 45, das die lichtundurchlässige Fläche 43 bildet, abzudecken. Das erste lichtdurchlässige Harz 44, das die sichtbares Licht weiterleitende Fläche 41a bildet, ist in einem Durchgangsloch, das im zweiten lichtdurchlässigen Harz 46 vorgesehen ist, vorgesehen.
Wie in 22 veranschaulicht ist, ist in der Draufsicht die Nahinfrarotlicht weiterleitende Fläche 41b in einer Ringform gebildet, die die sichtbares Licht weiterleitende Fläche 41a umgibt. Als Ergebnis dient eine Fläche, die durch Kombinieren der Nahinfrarotlicht weiterleitenden Fläche 41b mit der sichtbares Licht weiterleitenden Fläche 41a erhalten wird, als eine Fläche, die das Licht L2 des Nahinfrarotlichts weiterleiten kann, und dient die sichtbares Licht weiterleitende Fläche 41a als eine Fläche, die das Licht L2 des sichtbaren Lichts weiterleiten kann. Das heißt, die Fläche, die das Licht L2 des Nahinfrarotlichts weiterleiten kann, ist größer als die Fläche, die das Licht L2 des sichtbaren Lichts weiterleiten kann. Flächen zwischen den benachbarten ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 dienen als die lichtundurchlässige Fläche 43.
Wie oben beschrieben ist, strahlt beim Durchführen der Fingerabdruckdetektion das erste lichtemittierende Element 7-W, das in 21 veranschaulicht ist, das sichtbare Licht ab und durchläuft das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, die sichtbares Licht weiterleitenden Flächen 41a und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6. Beim Durchführen der Detektion des Blutgefäßbilds (des Venenmusters) strahlt das zweite lichtemittierende Element 7-NIR das Nahinfrarotlicht ab und durchläuft das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, die sichtbares Licht weiterleitenden Flächen 41a und die Nahinfrarotlicht weiterleitenden Flächen 41b und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6. Als Ergebnis kann beim Durchführen der Fingerabdruckdetektion das Übersprechen durch Verringern des Öffnungsdurchmessers des optischen Elements 4B, das die Übertragung des Lichts L2 ermöglicht, verringert werden. Beim Durchführen der Detektion des Blutgefäßbilds (des Venenmusters), die keine so hohe Auflösung wie die Fingerabdruckdetektion aufweisen muss, kann die Verwendungseffizienz des Lichts L2 durch Erhöhen des Öffnungsdurchmessers des optischen Elements 4B verbessert werden.
(Dritte Ausführungsform)
23 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht. 24 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß der dritten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Wie in 23 veranschaulicht ist, besitzt eine Detektionsvorrichtung 1C der dritten Ausführungsform eine Konfiguration einer Beleuchtungsvorrichtung 8A, die von der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben sind, verschieden ist.
Die Beleuchtungsvorrichtung 8A enthält eine Lichtführungsplatte 82 und ein lichtemittierendes Element 7A. Die Lichtführungsplatte 82 besitzt eine flache Plattenform und ist derart angeordnet, dass sie dem Anordnungssubstrat SUB1 der Anzeigetafel 2 zugewandt ist. Die Lichtführungsplatte 82 ist in einer Fläche angeordnet, die mindestens mit die Anzeigefläche DA überlappt. Das lichtemittierende Element 7A ist bei einem Seitenende der Lichtführungsplatte 82 angeordnet und strahlt das Licht L1 zur Lichtführungsplatte 82 ab.
Die Stapelreihenfolge des optischen Sensors 5, des optischen Elements 4A, der Beleuchtungsvorrichtung 8A und der Anzeigetafel 2 ist dieselbe wie in der zweiten Ausführungsform. Speziell ist die Lichtführungsplatte 82 in der dritten Richtung Dz zwischen dem optischen Element 4A und der Anzeigetafel 2 angeordnet.
Wie in 24 veranschaulicht ist, ist die Lichtführungsplatte 82 derart vorgesehen, dass sie mit den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und der lichtundurchlässigen Fläche 43 des optischen Elements 4A überlappt. Eine Oberseite 82a der Lichtführungsplatte 82 ist mit mehreren Aussparungen 83 versehen. Eine Streustruktur zum Streuen des Lichts L1 ist durch die Aussparungen 83 gebildet. Das Licht L1, das vom lichtemittierenden Element 7A abgestrahlt wird, bewegt sich in einer Richtung weg vom lichtemittierenden Element 7A, während es in der Lichtführungsplatte 82 wiederholt reflektiert wird. Ein Teil des Lichts L1 wird durch die Aussparungen 83 gestreut und bewegt sich von der Oberseite 82a zur Anzeigetafel 2.
Das Licht L1, das von der Oberseite 82a der Lichtführungsplatte 82 abgestrahlt wird, durchläuft das erste Substrat 10, die Flüssigkristallschicht LC, die Farbfilter CF und das zweite Substrat 20 und fällt auf den Finger Fg. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft das zweite Substrat 20, die Farbfilter CFR und CFG, die Flüssigkristallschicht LC, das erste Substrat 10, die Lichtführungsplatte 82 der Beleuchtungsvorrichtung 8 und die ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6.
Auf diese Weise ist die Detektionsvorrichtung 1C nicht darauf beschränkt, einen sogenannten Direkttyp der Beleuchtungsvorrichtung 8 einzusetzen und kann den Kantenlichttyp einsetzen, wobei das lichtemittierende Element 7A bei einem Seitenende der Lichtführungsplatte 82 vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist im Vergleich zur zweiten Ausführungsform das Lichtquellengrundelement 81 (siehe 17) nicht zwischen dem optischen Element 4A und der Anzeigetafel 2 vorgesehen. Als Ergebnis kann die Detektionsvorrichtung 1 verschmälert werden.
Die Zahl der Aussparungen 83 pro Flächeneinheit (die Anordnungsdichte) nimmt mit steigender Entfernung vom lichtemittierenden Element 7A zu. Diese Konfiguration kann das Licht L1 an Positionen entfernt vom lichtemittierenden Element 7A wirksam streuen und kann somit einschränken, dass das Licht L1 in einer Ebene ungleichförmig ist. Eine reflektierende Schicht kann zwischen einer Unterseite 82b der Lichtführungsplatte 82 und der lichtundurchlässigen Fläche 43 vorgesehen sein. Diese Konfiguration kann einschränken, dass das Licht L1 von der Unterseite 82b nach außen abgestrahlt wird, und kann somit die Verwendungseffizienz des Lichts L1 verbessern. Die lichtemittierenden Elemente 7A können das erste lichtemittierende Element 7-W und das zweite lichtemittierende Element 7-NIR enthalten und das erste lichtemittierende Element 7-W und das zweite lichtemittierende Element 7-NIR können beim Seitenende der Lichtführungsplatte 82 vorgesehen sein.
25 ist eine Schnittansicht, die eine Anordnungsbeziehung zwischen der Anzeigetafel, dem optischen Element und dem optischen Sensor gemäß einer dritten Änderung der dritten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. In einer Detektionsvorrichtung 1D gemäß der dritten Änderung enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 8B das Lichtquellengrundelement 81, die Lichtführungsplatte 82, erste lichtemittierende Elemente 7A-W und ein zweites lichtemittierendes Element 7A-NIR. Die ersten lichtemittierenden Elemente 7A-W sind auf dem Lichtquellengrundelement 81 vorgesehen. Das zweite lichtemittierende Element 7A-NIR ist beim Seitenende der Lichtführungsplatte 82 vorgesehen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 8B ist derart konfiguriert, dass das Lichtquellengrundelement 81, die ersten lichtemittierenden Elemente 7A-W und die Lichtführungsplatte 82 in der dritten Richtung Dz in der gelisteten Reihenfolge gestapelt sind. Das heißt, das Lichtquellengrundelement 81 ist auf dem optischen Element 4B vorgesehen und die Lichtführungsplatte 82 ist zwischen dem Lichtquellengrundelement 81 und der Anzeigetafel 2 vorgesehen.
Beim Durchführen der Fingerabdruckdetektion strahlen die ersten lichtemittierenden Elemente 7A-W das Licht L1 von sichtbarem Licht ab und durchläuft das Licht L1 die Lichtführungsplatte 82 und die Anzeigetafel 2 derart, dass es auf den Finger Fg fällt. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft die Anzeigetafel 2, die Lichtführungsplatte 82, das Lichtquellengrundelement 81 und die sichtbares Licht weiterleitenden Flächen 41a und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6. Beim Durchführen der Detektion des Blutgefäßbilds (des Venenmusters) strahlt das zweite lichtemittierende Element 7A-NIR das Nahinfrarotlicht ab und durchläuft das Licht L1, das durch die Aussparungen 83 der Lichtführungsplatte 82 gestreut wurde, die Anzeigetafel 2 derart, dass es auf den Finger Fg einfällt. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft die Anzeigetafel 2, die Lichtführungsplatte 82, das Lichtquellengrundelement 81, die sichtbares Licht weiterleitenden Flächen 41a und die Nahinfrarotlicht weiterleitenden Flächen 41b und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6.
Wie oben beschrieben ist, können das erste lichtemittierende Element 7A-W und das zweite lichtemittierende Element 7A-NIR, die das Licht L1, das verschiedene Wellenlängen besitzt, abstrahlen, an verschiedenen Elementen vorgesehen sein. In der dritten Änderung ist die Emissionsoberfläche (die Oberseite 82a der Lichtführungsplatte 82) zum Abstrahlen des Lichts L1 des zweiten lichtemittierenden Elements 7A-NIR bei einer Position angeordnet, die sich näher bei der Anzeigetafel 2 als die ersten lichtemittierenden Elemente 7A-W befindet. Mit dieser Konfiguration wird das Licht L1 vom zweiten lichtemittierenden Element 7A-NIR zur Anzeigetafel 2 abgestrahlt, ohne das Lichtquellengrundelement 81 und die ersten lichtemittierenden Elemente 7A-W zu durchlaufen. Folglich kann die Detektionsvorrichtung 1D das Blutgefäßbild (das Venenmuster) wirksam aufnehmen.
Während das optische Element 4B die sichtbares Licht weiterleitenden Flächen 41a und die Nahinfrarotlicht weiterleitenden Flächen 41b auf dieselbe Weise wie in der zweiten Änderung, die in 21 veranschaulicht ist, enthält, ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt. Die Detektionsvorrichtung 1D kann das optische Element 4A der zweiten Ausführungsform, die in 17 veranschaulichten ist, statt des optischen Elements 4B einsetzen.
(Vierte Ausführungsform)
26 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht. 27 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anzeigetafel, die in der Detektionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist, schematisch veranschaulicht.
Wie in 26 veranschaulicht ist, enthält eine Detektionsvorrichtung 1E der vierten Ausführungsform den optischen Sensor 5, das optische Element 4A und eine Anzeigetafel 2A. Das optische Element 4A ist in der dritten Richtung Dz zwischen dem optischen Sensor 5 und der Anzeigetafel 2A vorgesehen. Die Anzeigetafel 2A enthält ein Anordnungssubstrat SUB1A und mehrere lichtemittierenden Elemente 7B, die am Anordnungssubstrat SUB1A vorgesehen sind. Jedes der lichtemittierenden Elemente 7B ist ein Chip einer anorganischen Leuchtdiode (LED-Chip), der eine Größe annähernd im Bereich von 3 µm bis 100 µm in der Draufsicht besitzt und als eine Mikro-LED bezeichnet wird. Die Anzeigetafel 2A, die die Mikro-LED in sämtlichen Pixeln PX enthält, wird auch als eine Mikro-LED-Anzeigetafel bezeichnet. Der Begriff „Mikro“ in der Mikro-LED impliziert kein Begrenzen der Größe des lichtemittierenden Elements 7B.
Die Schnittkonfiguration des Anordnungssubstrats SUB1A und der lichtemittierenden Elemente 7B kann dieselbe Konfiguration wie die von 8 und 9, die in der ersten Ausführungsform veranschaulicht sind, einsetzen.
Die Anzeigetafel 2A enthält eine Deckschicht 29, die die lichtemittierenden Elemente 7B abdeckt. Der Finger Fg gelangt in Kontakt mit oder in die Nähe einer Oberfläche der Deckschicht 29. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Ein Abdecksubstrat kann auf der Deckschicht 29 vorgesehen sein.
Wie in 27 veranschaulicht ist, ist in der Anzeigetafel 2A die Anzeigefläche DA des Anordnungssubstrats SUB1A mit den Pixeln PX versehen. Die Pixel PX sind in der ersten Richtung Dx und der zweiten Richtung Dy angeordnet. Jedes der Pixel PX enthält lichtemittierende Elemente 7B-R, 7B-G und 7B-B. Die lichtemittierenden Elemente 7B-R, 7B-G und 7B-B sind in der ersten Richtung Dx angeordnet. Die Anzeigetafel 2A zeigt durch Abstrahlen verschiedenen Lichts der lichtemittierenden Elemente 7B-R, 7B-G und 7B-B ein Bild an. Zum Beispiel strahlt das lichtemittierende Element 7B-R rotes Licht ab; strahlt das lichtemittierende Element 7B-G grünes Licht ab und strahlt das lichtemittierende Element 7B-B blaues Licht ab.
In der folgenden Beschreibung werden die lichtemittierenden Elemente 7B-R, 7B-G und 7B-B jeweils einfach als das lichtemittierende Element 7B bezeichnet, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden müssen. Die lichtemittierenden Elemente 7B können Licht in vier oder mehr verschiedenen Farben abstrahlen. Die Anordnung der Pixel PX und des lichtemittierenden Elements 7B ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, die in 27 veranschaulicht ist. Zum Beispiel können von den lichtemittierenden Elementen 7B-R, 7B-G und 7B-B, die das Pixel PX bilden, zwei lichtemittierende Elemente 7B in der zweiten Richtung Dy zueinander benachbart sein.
28 ist ein Schaltplan, der eine Ansteuerschaltung für das lichtemittierende Element veranschaulicht. 28 veranschaulicht eine Ansteuerschaltung PICA, die für eines der lichtemittierenden Elemente 7B vorgesehen ist. Die Ansteuerschaltung PICA ist für jedes der lichtemittierenden Elemente 7B vorgesehen. Wie in 28 veranschaulicht ist, enthält die Ansteuerschaltung PICA das lichtemittierende Element 7B, fünf Transistoren und zwei Kondensatoren. Speziell enthält die Ansteuerschaltung PICA den Ansteuertransistor DRT, einen Ausgangstransistor BCT, einen Initialisierungstransistor IST, einen Pixelwahltransistor SST und einen Rücksetztransistor RST. Jeder des Ansteuertransistors DRT, des Ausgangstransistors BCT, des Initialisierungstransistor IST, des Pixelwahltransistors SST und des Rücksetztransistors RST ist aus einem TFT des N-Typs gebildet. Die Ansteuerschaltung PICA enthält auch einen ersten Kondensator Cs1 und einen zweiten Kondensator Cs2.
Die Kathode (der Kathodenanschluss ELED2 (siehe 9)) des lichtemittierenden Elements 7B ist an eine Kathodenstromversorgungsleitung CDL gekoppelt. Die Anode (der Anodenanschluss ELED1 (siehe 9)) des lichtemittierenden Elements 7B ist durch den Ansteuertransistor DRT und den Ausgangstransistor BCT an die Anodenstromversorgungsleitung IPL gekoppelt. Der Anodenstromversorgungsleitung IPL wird das Anodenstromversorgungspotential PVDD zugeführt. Der Kathodenstromversorgungsleitung CDL wird ein Kathodenstromversorgungspotential PVSS zugeführt. Das Anodenstromversorgungspotential PVDD ist ein höheres Potential als das Kathodenstromversorgungspotential PVSS.
Die Anodenstromversorgungsleitung IPL führt das Anodenstromversorgungspotential PVDD, das als ein Ansteuerpotential dient, dem lichtemittierenden Element 7B zu. Speziell wird dem lichtemittierenden Element 7B durch eine Potentialdifferenz zwischen dem Anodenstromversorgungspotential PVDD und dem Kathodenstromversorgungspotential PVSS (PVDD - PVSS) ein Durchlassstrom (ein Ansteuerstrom) zugeführt und dadurch strahlt sie Licht ab. Das heißt, das Anodenstromversorgungspotential PVDD besitzt die Potentialdifferenz in Bezug auf das Kathodenstromversorgungspotential PVSS, um zu verursachen, dass das lichtemittierende Element 7B Licht abstrahlt. Der Anodenanschluss ELED1 des lichtemittierenden Elements 7B ist an die Anodenelektrode 78 gekoppelt und der zweite Kondensator Cs2 ist als eine Ersatzschaltung zwischen die Anodenelektrode 78 und die Anodenstromversorgungsleitung IPL gekoppelt.
Die Source-Elektrode des Ansteuertransistors DRT ist durch die Anodenelektrode 78 an den Anodenanschluss ELED1 des lichtemittierenden Elements 7B gekoppelt und die Drain-Elektrode des Ansteuertransistors DRT ist an die Source-Elektrode des Ausgangstransistors BCT gekoppelt. Die Gate-Elektrode des Ansteuertransistors DRT ist an den ersten Kondensator Cs1, die Drain-Elektrode des Pixelwahltransistors SST und die Drain-Elektrode des Initialisierungstransistors IST gekoppelt.
Die Gate-Elektrode des Ausgangstransistors BCT ist an eine Ausgabesteuersignalleitung MSL gekoppelt. Der Ausgabesteuersignalleitung MSL wird ein Ausgangssteuersignal BG zugeführt. Die Drain-Elektrode des Ausgangstransistors BCT ist an die Anodenstromversorgungsleitung IPL gekoppelt.
Die Source-Elektrode des Initialisierungstransistors IST ist an eine Initialisierungsstromversorgungsleitung INL gekoppelt. Der Initialisierungsstromversorgungsleitung INL wird ein Initialisierungspotential Vini zugeführt. Die Gate-Elektrode des Initialisierungstransistors IST ist an eine Initialisierungssteuersignalleitung ISL gekoppelt. Der Initialisierungssteuersignalleitung ISL wird ein Initialisierungssteuersignal IG zugeführt. Das heißt, die Initialisierungsstromversorgungsleitung INL ist durch den Initialisierungstransistor IST an die Gate-Elektrode des Ansteuertransistors DRT gekoppelt.
Die Source-Elektrode des Pixelwahltransistors SST ist an eine Videosignalleitung SL gekoppelt. Der Videosignalleitung SL wird ein Videosignal Vsig zugeführt. Eine Pixelsteuersignalleitung SSL ist an die Gate-Elektrode des Pixelwahltransistors SST gekoppelt. Der Pixelsteuersignalleitung SSL wird ein Pixelsteuersignal SG zugeführt.
Die Source-Elektrode des Rücksetztransistors RST ist an eine Rücksetzstromversorgungsleitung RL gekoppelt. Der Rücksetzstromversorgungsleitung RL wird ein Rücksetzstromversorgungspotential Vrst zugeführt. Eine Rücksetzsteuersignalleitung RSL ist an die Gate-Elektrode des Rücksetztransistors RST gekoppelt. Der Rücksetzsteuersignalleitung RSL wird ein Rücksetzsteuersignal RG zugeführt. Die Drain-Elektrode des Rücksetztransistors RST ist an den Anodenanschluss ELED1 des lichtemittierenden Elements 7B und die Source-Elektrode des Ansteuertransistors DRT gekoppelt.
Der erste Kondensator Cs1 ist als eine Ersatzschaltung zwischen der Drain-Elektrode des Rücksetztransistors RST und der Gate-Elektrode des Ansteuertransistors DRT vorgesehen. Die Pixelschaltung PICA kann eine Schwankung der Gate-Spannung einer parasitären Kapazität und einen Leckstrom des Ansteuertransistors DRT durch den ersten Kondensator Cs1 und den zweiten Kondensator Cs2 verringern.
Der Gate-Elektrode des Ansteuertransistors DRT wird ein Potential zugeführt, das dem Videosignal Vsig (oder einem Abstufungssignal) entspricht. Das heißt, der Ansteuertransistor DRT führt dem lichtemittierenden Element 7B einen Strom, der dem Videosignal Vsig entspricht, auf der Grundlage des Anodenstromversorgungspotentials PVDD, das durch den Ausgangstransistor BCT zugeführt wird, zu. Auf diese Weise wird das Anodenstromversorgungspotential PVDD, das der Anodenstromversorgungsleitung IPL zugeführt wird, durch den Ansteuertransistor DRT und den Ausgangstransistor BCT abgesenkt. Als Ergebnis wird dem Anodenanschluss ELED1 des lichtemittierenden Elements 7B ein Potential zugeführt, das geringer als das Anodenstromversorgungspotential PVDD ist.
Einer Elektrode des zweiten Kondensators Cs2 wird durch die Anodenstromversorgungsleitung IPL das Anodenstromversorgungspotential PVDD zugeführt und wird der weiteren Elektrode des zweiten Kondensators Cs2 das Potential, das geringer als das Anodenstromversorgungspotential PVDD ist, zugeführt. Das heißt, der einen Elektrode des zweiten Kondensators Cs2 wird das Potential zugeführt, das größer als das der weiteren Elektrode des zweiten Kondensators Cs2 ist. Zum Beispiel ist die eine Elektrode des zweiten Kondensators Cs2 die Anodenstromversorgungsleitung IPL und ist die weitere Elektrode des zweiten Kondensators Cs2 die Anodenelektrode 78 und eine Anodenkopplungselektrode, die an sie gekoppelt ist.
In der Anzeigetafel 2A wählen Umfangsschaltungen GCA (siehe 27) sequenziell Pixelzeilen von der obersten Zeile (z. B. eine Pixelzeile, die sich oben in der Anzeigefläche DA in 27 befindet) nach unten. Die integrierte Ansteuerschaltung schreibt das Videosignal Vsig (das Videoschreibpotential) zu sämtlichen Pixeln PX in der gewählten Pixelzeile, um zu verursachen, dass das lichtemittierende Element 7B das Licht abstrahlt. Für jeden horizontalen Abtastzeitraum führt die integrierte Ansteuerschaltung die Videosignale Vsig den Videosignalleitungen SL zu, führt das Rücksetzstromversorgungspotential Vrst den Rücksetzstromversorgungsleitungen RL zu und führt das Initialisierungspotential Vini den Initialisierungsstromversorgungsleitungen INL zu. In der Anzeigetafel 2A werden diese Operationen für jedes Rahmenbild wiederholt.
29 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Anordnungsbeziehung in der Draufsicht zwischen der Anzeigetafel, den optischen Elementen und dem optischen Sensor gemäß der vierten Ausführungsform. Wie in 29 veranschaulicht ist, sind die lichtemittierenden Elemente 7B an Positionen vorgesehen, die nicht mit den fotoelektrischen Umsetzelementen 6 und den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 überlappen. Mit anderen Worten sind die lichtemittierenden Elemente 7B in Flächen vorgesehen, die mit der lichtundurchlässigen Fläche 43 des optischen Elements 4A überlappen (siehe 26). Mehr als eines der lichtemittierenden Elemente 7B ist zwischen zwei der fotoelektrischen Umsetzelemente 6, die in der ersten Richtung Dx zueinander benachbart sind, angeordnet. Die Anordnung wird in der ersten Richtung Dx wie z. B. das fotoelektrische Umsetzelement 6 und die erste lichtdurchlässige Fläche 41, das lichtemittierende Element 7B-R, das lichtemittierende Element 7B-G, das lichtemittierende Element 7B-B, das fotoelektrische Umsetzelement 6 und die erste lichtdurchlässige Fläche 41, das lichtemittierende Element 7B-R, das lichtemittierende Element 7B-G und das lichtemittierende Element 7B-B wiederholt. Die lichtemittierenden Elemente 7B, deren Farben gleich sind, sind in der zweiten Richtung Dy derart angeordnet, dass die lichtemittierenden Elemente 7B-R in der zweiten Richtung Dy angeordnet sind, die lichtemittierenden Elemente 7B-G in der zweiten Richtung Dy angeordnet sind und die lichtemittierenden Elemente 7B-B in der zweiten Richtung Dy angeordnet sind.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration bewegt sich das Licht L1, das von jedem der lichtemittierenden Elemente 7B der Anzeigetafel 2A abgestrahlt wird, zum Finger Fg, wie in 26 veranschaulicht ist. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft Öffnungen zwischen den lichtemittierenden Elementen 7B und den ersten lichtdurchlässigen Flächen 41 und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6. Die Öffnungen beziehen sich auf Flächen in Flächen der Anzeigetafel 2A, die durch die Pixelsignalleitungen SL und die Abtastleitungen GL umgeben sind und die nicht mit den lichtemittierenden Elementen 7B, den Anodenelektroden 78 und verschiedenen Typen einer Verdrahtung abgedeckt sind.
In der Detektionsvorrichtung 1E der vierten Ausführungsform dienen die lichtemittierenden Elemente 7B, die als Anzeigeelemente der Anzeigetafel 2A dienen, auch als die Lichtquelle des optischen Sensors 5. Deshalb kann die Detektionsvorrichtung 1E kleiner (schlanker) hergestellt werden als im Fall der ersten bis die dritten Ausführungsform.
30 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Anordnung im Pixel gemäß einer vierten Änderung der vierten Ausführungsform. Während 29 ein Beispiel veranschaulicht, in dem das lichtemittierende Element 7B-R, das lichtemittierende Element 7B-G und das lichtemittierende Element 7B-B, die das Pixel PX bilden, in der ersten Richtung Dx angeordnet sind, ist die Anordnung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Wie in 30 veranschaulicht ist, enthält das Pixel PX in der vierten Änderung ein lichtemittierendes Element 7B-NIR. Das lichtemittierende Element 7B-NIR ist ein anorganisches lichtemittierendes Element, das Infrarotlicht, stärker bevorzugt Nahinfrarotlicht abstrahlt.
In der ersten Richtung Dx ist das lichtemittierende Element 7B-NIR benachbart zum lichtemittierenden Element 7B-G angeordnet. In der zweiten Richtung Dy ist das lichtemittierende Element 7B-NIR benachbart zum lichtemittierenden Element 7B-R angeordnet. In der zweiten Richtung Dy ist das lichtemittierende Element 7B-G benachbart zum lichtemittierenden Element 7B-B angeordnet. In der ersten Richtung Dx ist das lichtemittierende Element 7B-R benachbart zum lichtemittierenden Element 7B-B angeordnet.
Die Anordnung der lichtemittierenden Elemente 7B-NIR, 7B-R, 7B-G und 7B-B ist nicht auf das Beispiel, das in 30 veranschaulicht ist, beschränkt. Einige der lichtemittierenden Elemente 7B-NIR, 7B-R, 7B-G und 7B-B können durcheinander ersetzt werden. Die lichtemittierenden Elemente 7B-NIR, 7B-R, 7B-G und 7B-B können in der ersten Richtung Dx angeordnet sein.
Das Anzeigen der Anzeigetafel 2A und die Detektion des optischen Sensors 5 können in einer Zeitmultiplexweise oder in einer gleichzeitigen Weise durchgeführt werden. Da das lichtemittierende Element 7B-NIR das unsichtbare Licht abstrahlt, werden die Anzeigeeigenschaften nicht stark beeinflusst, selbst, wenn das lichtemittierende Element 7B-NIR das Licht L1 während eines Anzeigezeitraums abstrahlt, in dem die Anzeige durch die lichtemittierenden Elemente 7B-R, 7B-G und 7B-B durchgeführt wird. Deshalb kann der optische Sensor 5 die biologischen Informationen auf der Grundlage des Lichts, das vom lichtemittierenden Element 7B-NIR während des Anzeigezeitraums abgestrahlt wird, detektieren.
31 ist eine Schnittansicht, die eine schematische Schnittkonfiguration einer Detektionsvorrichtung gemäß einer fünften Änderung der vierten Ausführungsform veranschaulicht. Eine Detektionsvorrichtung 1F gemäß der fünften Änderung besitzt eine Konfiguration, die nicht mit dem optischen Element 4A versehen ist, während die Detektionsvorrichtung 1E, die in 25 veranschaulicht ist, damit versehen ist.
Das heißt, wie in 31 veranschaulicht ist, ist die Anzeigetafel 2A, die die lichtemittierenden Elemente 7B (die Mikro-LED) enthält, auf dem optischen Sensor 5 vorgesehen, ohne dass das optische Element 4A dazwischen angebracht ist. Insbesondere ist das Anordnungssubstrat SUB1A in Kontakt mit einer Oberseite der Deckschicht 59 des optischen Sensors 5. Allerdings kann eine Lücke zwischen dem Anordnungssubstrat SUB1A und der Deckschicht 59 vorgesehen sein.
Außerdem verläuft in der fünften Änderung das Licht L1, das vom lichtemittierenden Element 7B abgestrahlt wird, zum Finger Fg. Das Licht L2, das durch den Finger Fg reflektiert wurde, durchläuft die Öffnungen des Anordnungssubstrats SUB1A und fällt auf die fotoelektrischen Umsetzelemente 6. Als Ergebnis kann die Detektionsvorrichtung 1F die Informationen über den lebenden Körper detektieren. In der fünften Änderung ist das optische Element 4A nicht vorgesehen. Deshalb kann die Detektionsvorrichtung 1F im Vergleich zur fünften Ausführungsform verschmälert werden.
Während oben die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Der Inhalt, der in den Ausführungsformen offenbart ist, ist lediglich beispielhaft und kann in einem Umfang, der nicht vom Hauptinhalt der vorliegenden Erfindung abweicht, unterschiedlich geändert werden. Jegliche Änderung, die in dem Umfang, der nicht vom Hauptinhalt der vorliegenden Erfindung abweicht, geeignet vorgenommen wird, gehört natürlich auch zum technischen Umfang der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F: Detektionsvorrichtung
2, 2A: Anzeigetafel
4, 4A, 4B: Optisches Element
5: Optischer Sensor
6: Fotoelektrisches Umsetzelement
7, 7A, 7B: Lichtemittierendes Element
7-W, 7A-W: Erstes lichtemittierendes Element
7-NIR, 7A-NIR: Zweites lichtemittierendes Element
8, 8A, 8B: Beleuchtungsvorrichtung
10: Erstes Substrat
20: Zweites Substrat
41: Erste lichtdurchlässige Fläche
42: Zweite lichtdurchlässige Fläche
43: Lichtundurchlässige Fläche
44: Erstes lichtdurchlässiges Harz
45: Lichtundurchlässiges Harz
51: Sensorgrundelement
61: Halbleiter
64: Untere Elektrode
65: Obere Elektrode
81: Lichtquellengrundelement
82: Lichtführungsplatte
SUB1, SUB1A: Anordnungssubstrat
SUB2: Gegensubstrat
SUBA: Sensoranordnungssubstrat

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017527045 [0003]
JP 2018506806 [0003]

Claims

Detektionsvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen optischen Sensor, der ein Sensorgrundelement und mehrere fotoelektrische Umsetzelemente, die am Sensorgrundelement vorgesehen sind und konfiguriert sind, Signale, die Licht entsprechen, das zu den fotoelektrischen Umsetzelementen abgestrahlt wird, auszugeben, umfasst; ein lichtemittierendes Element, das konfiguriert ist, ausgegebenes Licht in Richtung eines zu messenden Objekts abzustrahlen; und ein optisches Element, das mehrere erste lichtdurchlässige Flächen und eine lichtundurchlässige Fläche umfasst und zwischen dem optischen Sensor und dem zu messenden Objekt vorgesehen ist, wobei im optischen Element die ersten lichtdurchlässigen Flächen an Positionen vorgesehen sind, die mit den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen derart überlappen, dass sie das optische Element in einer Dickenrichtung des optischen Elements durchdringen, und konfiguriert sind, einfallendes Licht, das auf die fotoelektrischen Umsetzelemente einfällt, weiterzuleiten, und die lichtundurchlässige Fläche zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen vorgesehen ist und eine Lichtdurchlässigkeit besitzt, die kleiner als eine Lichtdurchlässigkeit der ersten lichtdurchlässigen Flächen ist.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Fläche sämtlicher erster lichtdurchlässiger Flächen kleiner als eine Fläche sämtlicher fotoelektrischer Umsetzelemente ist.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere der lichtemittierenden Elemente am Sensorgrundelement vorgesehen sind und zu den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen in einer Draufsicht benachbart vorgesehen sind.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das optische Element mehrere zweite lichtdurchlässige Flächen umfasst, die zu den ersten lichtdurchlässigen Flächen benachbart sind, wobei die lichtundurchlässige Fläche zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen und den zweiten lichtdurchlässigen Flächen angeordnet ist, und die zweiten lichtdurchlässigen Flächen an Positionen vorgesehen sind, die mit den lichtemittierenden Elementen überlappen und konfiguriert sind, das ausgegebene Licht weiterzuleiten.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Beleuchtungsvorrichtung umfasst, die mehrere der lichtemittierenden Elemente und ein Lichtquellengrundelement, das mit den lichtemittierenden Elementen versehen ist, umfasst, wobei die Beleuchtungsvorrichtung in einer Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement zwischen dem optischen Element und dem zu messenden Objekt vorgesehen ist.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die lichtemittierenden Elemente in Flächen vorgesehen sind, die mit der lichtundurchlässigen Fläche des optischen Elements überlappen.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die eine Flüssigkristallanzeigetafel, die zwischen dem lichtemittierenden Element und dem zu messenden Objekt vorgesehen ist, umfasst, wobei die Flüssigkristallanzeigetafel ein rotes Pixel, das konfiguriert ist, eine rote Farbe anzuzeigen, ein grünes Pixel, das konfiguriert ist, eine grüne Farbe anzuzeigen, und ein blaues Pixel, das konfiguriert ist, eine blaue Farbe anzuzeigen, umfasst, das lichtemittierende Element in einer Fläche vorgesehen ist, die mit dem blauen Pixel überlappt, und sämtliche fotoelektrischen Umsetzelemente in einer Fläche vorgesehen sind, die mit dem roten Pixel und/oder dem grünen Pixel überlappt.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Beleuchtungsvorrichtung umfasst, die eine Lichtführungsplatte und das lichtemittierende Element, das bei einem Seitenende der Lichtführungsplatte vorgesehen ist, umfasst, wobei die Beleuchtungsvorrichtung in einer Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement zwischen dem optischen Element und dem zu messenden Objekt vorgesehen ist.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ferner ein Lichtquellengrundelement umfasst, das zwischen der Lichtführungsplatte und dem optischen Element vorgesehen ist, und mehrere der lichtemittierenden Elemente mehrere erste lichtemittierende Elemente, die am Lichtquellengrundelement vorgesehen sind und konfiguriert sind, sichtbares Licht abzustrahlen, und ein zweites lichtemittierendes Element, das beim Seitenende der Lichtführungsplatte vorgesehen ist und konfiguriert ist, Nahinfrarotlicht abzustrahlen, umfassen.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mehrere der lichtemittierenden Elemente mehrere erste lichtemittierende Elemente, die konfiguriert sind, sichtbares Licht abzustrahlen, und ein zweites lichtemittierendes Element, das konfiguriert ist, Nahinfrarotlicht abzustrahlen, umfassen.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die fotoelektrischen Umsetzelemente Positiv-intrinsisch-negativ-Dioden (PIN-Dioden) sind.
Detektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das lichtemittierende Element ein anorganisches lichtemittierendes Element oder eine organische Leuchtdiode (OLED) ist.
Detektionsvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen optischen Sensor, der ein Sensorgrundelement und mehrere fotoelektrische Umsetzelemente, die am Sensorgrundelement vorgesehen sind und konfiguriert sind, Signale, die Licht entsprechen, das zu den fotoelektrischen Umsetzelementen abgestrahlt wird, auszugeben, umfasst; eine Anzeigetafel, die mehrere anorganische lichtemittierende Elemente umfasst, die an einem Anordnungssubstrat angeordnet sind; und ein optisches Element, das mehrere erste lichtdurchlässige Flächen und eine lichtundurchlässige Fläche umfasst und in einer Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement zwischen dem optischen Sensor und der Anzeigetafel vorgesehen ist, wobei im optischen Element die ersten lichtdurchlässigen Flächen an Positionen vorgesehen sind, die mit den jeweiligen fotoelektrischen Umsetzelementen derart überlappen, dass sie das optische Element in einer Dickenrichtung des optischen Elements durchdringen, und konfiguriert sind, einfallendes Licht, das auf die fotoelektrischen Umsetzelemente einfällt, weiterzuleiten, und die lichtundurchlässige Fläche zwischen den ersten lichtdurchlässigen Flächen vorgesehen ist und eine Lichtdurchlässigkeit besitzt, die kleiner als eine Lichtdurchlässigkeit der ersten lichtdurchlässigen Flächen ist.
Detektionsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die anorganischen lichtemittierenden Elemente in Flächen vorgesehen sind, die mit der lichtundurchlässigen Fläche in einer Draufsicht aus einer Richtung senkrecht zum Sensorgrundelement gesehen überlappen, und mehr als eines der anorganischen lichtemittierenden Elemente zwischen zwei benachbarten fotoelektrischen Umsetzelementen angeordnet ist.