JP2009169390A - Display apparatus and illumination apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置および照明装置に関する。特に、本発明は、画素領域において複数の画素が面に配置されている表示パネルを有し、正面の側から背面の側へ向かう光を受光するフォトセンサ素子が当該画素領域に複数配置され、その表示パネルの正面側にて画素領域にて画像を表示する表示装置に関する。また、本発明は、その表示パネルの法線方向に沿うように、照明光を出射する照明部を有する照明装置に関する。 The present invention relates to a display device and a lighting device. In particular, the present invention has a display panel in which a plurality of pixels are arranged on the surface in the pixel region, and a plurality of photosensor elements that receive light traveling from the front side to the back side are arranged in the pixel region, The present invention relates to a display device that displays an image in a pixel region on the front side of the display panel. The present invention also relates to an illumination device having an illumination unit that emits illumination light along the normal direction of the display panel.
液晶表示装置,電界発光(EL:electroluminescence)表示装置などの表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する(特許文献1,特許文献2参照)。
Display devices such as a liquid crystal display device and an electroluminescence (EL) display device have advantages such as thinness, light weight, and low power consumption (see
このような表示装置において、液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が封入された液晶パネルを、表示パネルとして有している。液晶パネルは、たとえば、透過型であって、液晶パネルの背面に設けられたバックライトなどの照明装置が出射した照明光を、その液晶パネルが変調して透過させる。そして、その変調した照明光によって画像の表示が、液晶パネルの正面にて実施される。 In such a display device, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sealed between a pair of substrates as a display panel. The liquid crystal panel is, for example, a transmission type, and the liquid crystal panel modulates and transmits the illumination light emitted from an illumination device such as a backlight provided on the back surface of the liquid crystal panel. An image is displayed on the front surface of the liquid crystal panel by the modulated illumination light.
この液晶パネルは、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、画素スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が複数形成されているTFTアレイ基板を有する。そして、液晶パネルにおいては、そのTFTアレイ基板に対面するように対向基板が対向して配置されており、TFTアレイ基板および対向基板の間に液晶層が設けられている。このアクティブマトリクス方式の液晶パネルにおいては、画素スイッチング素子が画素電極に電位を入力することによって、液晶層に印加する電圧を可変し、その画素を透過する光の透過率を制御して、その光を変調させる。 This liquid crystal panel is, for example, an active matrix type, and has a TFT array substrate on which a plurality of thin film transistors (TFTs) functioning as pixel switching elements are formed. In the liquid crystal panel, a counter substrate is disposed so as to face the TFT array substrate, and a liquid crystal layer is provided between the TFT array substrate and the counter substrate. In this active matrix type liquid crystal panel, the pixel switching element inputs a potential to the pixel electrode, thereby changing the voltage applied to the liquid crystal layer and controlling the transmittance of the light transmitted through the pixel. Is modulated.
上記のような液晶パネルにおいては、上記の画素スイッチング素子として機能するTFTの他に、光を受光して受光データを得るフォトセンサ素子が画素領域に内蔵されたものが提案されている。 In the liquid crystal panel as described above, in addition to the TFT functioning as the pixel switching element, a liquid crystal panel in which a photo sensor element that receives light and obtains received light data is incorporated in a pixel region has been proposed.
たとえば、内蔵するフォトセンサ素子をイメージングセンサ素子として利用することで、生態認証装置としての機能が実現できる(たとえば、特許文献3参照)。 For example, a function as a biometric authentication device can be realized by using a built-in photosensor element as an imaging sensor element (see, for example, Patent Document 3).
また、上記の液晶パネルは、内蔵するフォトセンサ素子を位置センサ素子として利用することで、ユーザーインターフェイスとしての機能が実現できる(たとえば、特許文献4参照)。このため、この場合には、I/Oタッチパネル(Integrated−Optical touch panel)と呼ばれている。 In addition, the liquid crystal panel can realize a function as a user interface by using a built-in photo sensor element as a position sensor element (see, for example, Patent Document 4). For this reason, in this case, it is called an I / O touch panel (Integrated-Optical touch panel).
このタイプの液晶パネルにおいては、液晶パネルの前面に、別途、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置する必要がなくなる。したがって、装置の小型化および薄型化を、容易に実現できる。また、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置した場合には、そのタッチパネルによって画素領域において透過する光が減少する場合や、その光が干渉される場合があるため、表示画像の品質が低下する場合がある。しかし、上記のように位置センサ素子として液晶パネルにフォトセンサ素子を内蔵することによって、この不具合の発生を防止できる。 In this type of liquid crystal panel, it is not necessary to separately install a resistive film type or capacitive type touch panel on the front surface of the liquid crystal panel. Therefore, it is possible to easily reduce the size and thickness of the device. In addition, when a resistive film type or capacitive type touch panel is installed, the light transmitted through the pixel region by the touch panel may be reduced or the light may interfere with each other. May decrease. However, the occurrence of this problem can be prevented by incorporating the photo sensor element in the liquid crystal panel as the position sensor element as described above.
このような液晶パネルにおいては、たとえば、液晶パネルの前面に触れられた指などの被検知体にて反射された可視光線を、そのフォトセンサ素子が受光する。その後、そのフォトセンサ素子によって得られた受光データに基づいて、その被検知体が接触した位置を特定し、その特定された位置に対応する操作が、液晶表示装置自身や、その液晶表示装置に接続された他の電子機器において実施される。また、その受光データに基づいて、その被検知体について生態認証する。 In such a liquid crystal panel, for example, the photosensor element receives visible light reflected by a detection object such as a finger touching the front surface of the liquid crystal panel. Then, based on the light reception data obtained by the photosensor element, the position where the detected object is in contact is specified, and an operation corresponding to the specified position is performed on the liquid crystal display device itself or the liquid crystal display device. It is implemented in another connected electronic device. In addition, biometric authentication is performed on the detected object based on the received light data.
上記のように、表示パネルに内蔵されたフォトセンサ素子によって得られる受光データは、外光に含まれる可視光線の影響によって、ノイズを含む場合がある。また、液晶パネルにて画素領域において黒表示を実施する場合には、TFTアレイ基板に設けられたフォトセンサ素子は、被検知体から出射される可視光線を受光することが困難である。このため、正確に、位置の検出をすることが困難な場合がある。 As described above, the light reception data obtained by the photosensor element incorporated in the display panel may include noise due to the influence of visible light included in external light. In addition, when black display is performed in the pixel region on the liquid crystal panel, it is difficult for the photosensor element provided on the TFT array substrate to receive visible light emitted from the detection target. For this reason, it may be difficult to accurately detect the position.
このような不具合を改善するために、赤外光線など、可視光線以外の不可視光線を出射する不可視光源を有する照明装置を用いる技術が提案されている(たとえば、特許文献5参照)。 In order to improve such a problem, a technique using an illuminating device having an invisible light source that emits invisible light other than visible light such as infrared light has been proposed (see, for example, Patent Document 5).
しかしながら、フォトセンサ素子によって得られた受光データにノイズが多く含まれ、十分なS/N比のデータを得ることが困難な場合がある。このため、被検知体の位置検出や、生態認証を高精度に実施することが困難な場合がある。 However, there are cases where it is difficult to obtain data having a sufficient S / N ratio because the received light data obtained by the photosensor element contains a lot of noise. For this reason, it may be difficult to carry out the position detection of the detected body and the biometric authentication with high accuracy.
したがって、本発明は、データのS/N比を向上し、被検知体の位置検出や、生態認証を高精度に実施することが可能な表示装置および照明装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a display device and a lighting device that can improve the S / N ratio of data and can accurately detect the position of an object to be detected and biometric authentication.
本発明の表示装置は、画素領域において複数の画素が面に沿って配置されている表示パネルと、前記表示パネルの面の法線方向に沿うように照明光を出射する照明部とを有しており、前記照明部は、光を照射する光源と、前記表示パネルの面に対面するように配置されており、前記光源から出射された光が入射面から入射され、当該入射面から入射された光を導光し、当該導光した光が出射面において前記照明光として出射される導光板とを含み、前記表示パネルは、前記表示パネルの正面の側から背面の側へ向かう光を受光するフォトセンサ素子を複数含み、当該複数のフォトセンサ素子が前記画素領域に配置されており、前記正面の側において画像を表示するように構成されており、
前記光源は、不可視光線を前記光として出射する不可視光源を含み、前記導光板は、前記不可視光源から出射された不可視光線を、前記表示パネルの背面の側から正面の側へ反射する不可視光線反射部を含み、当該不可視光線反射部が前記画素領域にて前記複数のフォトセンサ素子が形成された領域に対応するように設けられ、当該不可視光線反射部によって反射された不可視光線が前記照明光として前記出射面から出射される。
The display device of the present invention includes a display panel in which a plurality of pixels are arranged along a surface in a pixel region, and an illumination unit that emits illumination light along the normal direction of the surface of the display panel. The illumination unit is disposed so as to face a light source that emits light and the surface of the display panel, and light emitted from the light source is incident from an incident surface and incident from the incident surface. And a light guide plate that emits the guided light as the illumination light on the exit surface, and the display panel receives light traveling from the front side to the back side of the display panel. A plurality of photosensor elements that are arranged in the pixel region and configured to display an image on the front side;
The light source includes an invisible light source that emits invisible light as the light, and the light guide plate reflects the invisible light emitted from the invisible light source from the back side to the front side of the display panel. The invisible light reflection part is provided so as to correspond to an area where the plurality of photosensor elements are formed in the pixel area, and the invisible light reflected by the invisible light reflection part is used as the illumination light. The light exits from the exit surface.
好適には、前記不可視光源は、赤外光線を前記不可視光線として出射するように構成されている。 Preferably, the invisible light source is configured to emit infrared light as the invisible light.
好適には、前記表示パネルの正面の側に位置する生態について認証する生態認証部を有し、前記フォトセンサ素子は、前記生態によって前記照明部が出射する照明光が前記表示パネルの正面の側から背面の側へ反射された反射光を受光することによって、前記受光データを生成し、前記生態認証部は、前記受光データに基づいて、前記生態について認証する。 Preferably, an ecology authentication unit that authenticates ecology located on the front side of the display panel is provided, and the photosensor element is configured such that illumination light emitted from the illumination unit by the ecology is on the front side of the display panel. The light reception data is generated by receiving the reflected light reflected from the back to the back side, and the ecology authentication unit authenticates the ecology based on the light reception data.
好適には、前記フォトセンサ素子は、前記生態の血液によって、前記照明光が反射された反射光を受光することによって、前記受光データを生成する。 Preferably, the photo sensor element generates the light reception data by receiving reflected light obtained by reflecting the illumination light by the biological blood.
好適には、前記表示パネルは、背面側に位置する第1基板と、前記第1基板から間隔を置いて対面しており、正面側に位置する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層とを含む液晶パネルである。 Preferably, the display panel faces the first substrate located on the back side, spaced apart from the first substrate, the second substrate located on the front side, the first substrate, and the first substrate. A liquid crystal panel including a liquid crystal layer sandwiched between two substrates and aligned with liquid crystal molecules.
好適には、前記照明部は、前記表示パネルの背面の側に配置されている。 Suitably, the said illumination part is arrange | positioned at the back side of the said display panel.
好適には、前記表示パネルは、透過型の液晶パネルであり、前記照明部は、可視光線を出射する可視光源を含み、前記導光板は、前記可視光源から出射された可視光線が、前記不可視光源から出射された不可視光線と共に前記入射面に入射され、当該入射面から入射された可視光線と不可視光線とを導光し、当該導光した可視光線と不可視光線とが前記出射面から前記照明光として出射され、前記透過型の液晶パネルである表示パネルの画素領域において画像を表示させる。 Preferably, the display panel is a transmissive liquid crystal panel, the illumination unit includes a visible light source that emits visible light, and the light guide plate receives visible light emitted from the visible light source in the invisible. The incident light enters the incident surface together with the invisible light emitted from the light source, guides the visible light and the invisible light incident from the incident surface, and the guided visible light and invisible light are emitted from the emission surface to the illumination. The light is emitted as light, and an image is displayed in the pixel region of the display panel which is the transmissive liquid crystal panel.
好適には、前記不可視光線反射部は、不可視光線を反射する不可視光線反射顔料を含んでいる不可視光線反射層を有する。 Preferably, the invisible light reflecting portion has an invisible light reflecting layer containing an invisible light reflecting pigment that reflects invisible light.
好適には、前記不可視光線反射部は、前記画素領域にて前記フォトセンサ素子が形成された領域において、前記不可視光線反射層が複数形成されており、当該複数の不可視光線反射層が間隔を置いて配置されている。 Preferably, the invisible light reflecting portion includes a plurality of the invisible light reflecting layers formed in the region where the photosensor element is formed in the pixel region, and the invisible light reflecting layers are spaced apart from each other. Are arranged.
好適には、前記不可視光線反射部は、不可視光線を回折する回折格子部と、前記回折格子部によって回折された不可視光線を反射する反射部とを有する。 Preferably, the invisible light reflection unit includes a diffraction grating unit that diffracts the invisible light beam and a reflection unit that reflects the invisible light beam diffracted by the diffraction grating unit.
好適には、前記不可視光線反射部は、前記画素領域にて前記フォトセンサ素子が形成された領域において、前記回折格子部が複数形成されており、当該複数の回折格子部が間隔を置いて配置されている。 Preferably, the invisible light reflecting portion includes a plurality of diffraction grating portions formed in a region where the photosensor element is formed in the pixel region, and the plurality of diffraction grating portions are arranged at intervals. Has been.
好適には、前記照明部は、前記表示パネルの正面の側に配置されている。 Suitably, the said illumination part is arrange | positioned at the front side of the said display panel.
好適には、前記不可視光線反射部は、前記不可視光源から出射された不可視光線を、前記表示パネルの背面の側から正面の側へ反射するプリズム面を含む。 Preferably, the invisible light reflection unit includes a prism surface that reflects the invisible light emitted from the invisible light source from the back side to the front side of the display panel.
好適には、前記不可視光線反射部は、不可視光線を反射する不可視光線反射顔料を含んでいる不可視光線反射層を有する。 Preferably, the invisible light reflecting portion has an invisible light reflecting layer containing an invisible light reflecting pigment that reflects invisible light.
好適には、前記不可視光線反射部は、前記画素領域にて前記フォトセンサ素子が形成された領域において、前記不可視光線反射層が複数形成されており、当該複数の不可視光線反射層が間隔を置いて配置されている。 Preferably, the invisible light reflecting portion includes a plurality of the invisible light reflecting layers formed in the region where the photosensor element is formed in the pixel region, and the invisible light reflecting layers are spaced apart from each other. Are arranged.
好適には、前記表示パネルは、反射型の液晶パネルである。 Preferably, the display panel is a reflective liquid crystal panel.
好適には、前記表示パネルは、ELパネルである。 Preferably, the display panel is an EL panel.
本発明の照明装置は、画素領域において複数の画素が面に沿って配置されると共に、正面の側から背面の側へ向かう光を受光することによって、受光データを生成するフォトセンサ素子が当該画素領域に複数配置されており、正面の側にて画像を表示する表示パネルの法線方向に沿うように、照明光を出射する照明部を有しており、前記照明部は、光を照射する光源と、前記表示パネルの面に対面するように配置されており、前記光源から出射された光が入射面から入射され、当該入射面から入射された光を導光し、当該導光した光が出射面において前記照明光として出射される導光板とを含み、前記光源は、不可視光線を前記光として出射する不可視光源を含み、前記導光板は、前記不可視光源から出射された不可視光線を、前記表示パネルの背面の側から正面の側へ反射する不可視光線反射部を含み、当該不可視光線反射部が前記画素領域にて前記複数のフォトセンサ素子が形成された領域に対応するように設けられ、当該不可視光線反射部によって反射された不可視光線が前記照明光として前記出射面から出射される。 In the illumination device of the present invention, a plurality of pixels are arranged along a surface in a pixel region, and a photosensor element that generates light reception data by receiving light traveling from the front side to the back side is the pixel. The illumination unit emits illumination light so as to be along the normal direction of the display panel that is arranged in a region and displays an image on the front side, and the illumination unit emits light The light source is disposed so as to face the surface of the display panel, the light emitted from the light source is incident from the incident surface, the light incident from the incident surface is guided, and the light guided A light guide plate that is emitted as the illumination light on the exit surface, the light source includes an invisible light source that emits invisible light as the light, and the light guide plate emits invisible light emitted from the invisible light source, Display panel Including an invisible light reflecting portion that reflects from the back side to the front side, and the invisible light reflecting portion is provided so as to correspond to a region where the plurality of photosensor elements are formed in the pixel region. An invisible light beam reflected by the light beam reflecting portion is emitted from the emission surface as the illumination light.
本発明においては、導光板において、不可視光源から出射された不可視光線を、表示パネルの背面の側から正面の側へ不可視光線反射部が反射する。ここでは、不可視光線反射部が画素領域にて複数のフォトセンサ素子が形成された領域に対応するように設けられ、その不可視光線反射部によって反射された不可視光線が照明光として出射面から出射される。 In the present invention, in the light guide plate, the invisible light reflected from the invisible light source is reflected from the back side of the display panel to the front side. Here, the invisible light reflecting portion is provided so as to correspond to a region where a plurality of photosensor elements are formed in the pixel region, and the invisible light reflected by the invisible light reflecting portion is emitted from the emission surface as illumination light. The
本発明によれば、データのS/N比を向上し、被検知体の位置検出や、生態認証を高精度に実施することが可能な表示装置および照明装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the S / N ratio of data can be improved and the display apparatus and lighting apparatus which can implement the position detection of a to-be-detected body and biometric authentication with high precision can be provided.
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。 An example of an embodiment according to the present invention will be described.
<実施形態1>
(液晶表示装置の構成)
図1は、本発明にかかる実施形態1において、液晶表示装置100の構成を示す断面図である。
<
(Configuration of liquid crystal display device)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid
本実施形態の液晶表示装置100は、図1に示すように、液晶パネル200と、バックライト300と、データ処理部400とを有する。各部について順次説明する。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶パネル200は、アクティブマトリクス方式であり、図1に示すように、TFTアレイ基板201と対向基板202と液晶層203とを有する。
The
この液晶パネル200においては、TFTアレイ基板201と対向基板202とが、互いに間を隔てるよう対面している。そして、そのTFTアレイ基板201と対向基板202との間に挟まれるように、液晶層203が設けられている。
In the
そして、液晶パネル200は、透過型であって、図1に示すように、TFTアレイ基板201の側に位置するようにバックライト300が配置されている。そして、液晶パネル200においては、TFTアレイ基板201において対向基板202に対面している面とは反対側の面に、バックライト300から出射された照明光が照射される。
この液晶パネル200は、複数の画素(図示無し)が配置され画像を表示する画素領域PAを含む。この画素領域PAにおいては、液晶パネル200の背面側に設置されたバックライト300が出射した照明光Rを、第1の偏光板206を介して背面から受け、その背面から受けた照明光Rを、その画素領域PAにおいて変調する。ここでは、TFTアレイ基板201において画素に対応するように、複数のTFTが画素スイッチング素子(図示無し)として設けられており、その画素スイッチング素子であるTFTがスイッチング制御されることによって、背面から受けた照明光を変調する。そして、その変調された照明光Rが、第2の偏光板207を介して、正面側に出射し、画素領域PAにおいて画像が表示される。たとえば、液晶パネル200の正面の側においてカラー画像が表示される。
The
The
また、本実施形態においては、この液晶パネル200は、詳細については後述するが、フォトセンサ素子(図示無し)が形成されている。このフォトセンサ素子は、液晶パネル200においてバックライト300が設置された背面に対して反対側となる正面に、ユーザーの指やタッチペンなどの被検知体Fが接触または近接した際に、その被検知体Fによって反射される反射光Hを受光する。たとえば、フォトダイオードが、このフォトセンサ素子として形成されており、液晶パネル200の正面側において、指などの被検知体Fが反射する反射光Hを受光する。すなわち、対向基板202の側からTFTアレイ基板201の側へ向かう反射光Hを受光する。そして、フォトセンサ素子が光電変換することによって、受光データが生成される。
In the present embodiment, the
バックライト300は、図1に示すように、液晶パネル200の背面に対面しており、その液晶パネル200の画素領域PAに照明光Rを出射する。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、バックライト300は、液晶パネル200を構成するTFTアレイ基板201と対向基板202とにおいて、TFTアレイ基板201の側に位置するように配置されている。そして、TFTアレイ基板201において対向基板202に対面している面に対して反対側の面に、照明光Rを照射する。つまり、バックライト300は、TFTアレイ基板201の側から対向基板202の側へ向かうように照明光Rを照明する。ここでは、バックライト300は、液晶パネル200の面の法線方向zに沿うように照明光Rを出射する。
Specifically, the
データ処理部400は、図1に示すように、制御部401と、生態認証部402とを有する。データ処理部400は、コンピュータを含み、プログラムによってコンピュータが各部として動作するように構成されている。
As illustrated in FIG. 1, the
データ処理部400の制御部401は、液晶パネル200とバックライト300との動作を制御するように構成されている。制御部401は、液晶パネル200に制御信号を供給することによって、液晶パネル200に複数設けられた画素スイッチング素子(図示無し)の動作を制御する。たとえば、線順次駆動を実行させる。また、制御部401は、バックライト300に制御信号を供給することによって、バックライト300の動作を制御し、バックライト300から照明光Rを照射する。このように、制御部401は、液晶パネル200とバックライト300との動作を制御することによって、液晶パネル200の画素領域PAに画像を表示する。
The
このほかに、制御部401は、液晶パネル200に制御信号を供給することによって、液晶パネル200に位置センサ素子として複数設けられたフォトセンサ素子(図示無し)の動作を制御し、そのフォトセンサ素子から受光データを収集する。たとえば、線順次駆動を実行させて、受光データを収集する。
In addition, the
データ処理部400の生態認証部402は、液晶パネル200の正面側において、画素領域PAに接触または近接した人体の指などの被検知体Fによる像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施するように構成されている。本実施形態においては、生態認証部402は、液晶パネル200に複数設けられたフォトセンサ素子(図示無し)から収集した受光データに基づいて、生態認証を実施する。たとえば、被検知体Fである指において静脈中を流れる血液から反射された反射光Hをフォトセンサ素子が受光することによって受光データが生成された後に、その生成された受光データを用いて、その指の静脈のパターン画像を画像再構成処理によって生成する。その後、複数の人体の指のそれぞれについて、予めメモリに記憶している複数のパターン画像から、その生成したパターン画像に対応するパターン画像を抽出することで生態認証を実行する。ここでは、たとえば、各パターン画像の特徴点に基づいて、生態認証を実行し、その抽出されたパターン画像に関連付けて記憶されている人体の名称などのデータを得る。
The
(液晶パネルの全体構成)
液晶パネル200の全体構成について説明する。
(Overall configuration of LCD panel)
The overall configuration of the
図2は、本発明にかかる実施形態1において、液晶パネル200を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the
図2に示すように、液晶パネル200は、画素領域PAと、周辺領域CAとを有する。
As shown in FIG. 2, the
液晶パネル200において画素領域PAには、図2に示すように、複数の画素Pが面に沿って配置されている。具体的には、画素領域PAにおいては、複数の画素Pが水平方向xと垂直方向yとのそれぞれにマトリクス状に並ぶように配置されており、画像が表示される。詳細については後述するが、画素Pは、画素スイッチング素子(図示無し)を含む。そして、この複数の画素Pに対応するように、フォトセンサ素子(図示無し)が、複数、形成されている。
In the
液晶パネル200において周辺領域CAは、図2に示すように、画素領域PAの周辺を囲うように位置している。この周辺領域CAにおいては、図2に示すように、表示用垂直駆動回路11と、表示用水平駆動回路12と、センサ用垂直駆動回路13と、センサ用水平駆動回路14とが形成されている。たとえば、上記の画素スイッチング素子(図示無し)とフォトセンサ素子(図示無し)と同様にして形成された半導体素子によって、この各回路が構成されている。
In the
そして、画素領域PAにおいて画素Pに対応するように設けられた画素スイッチング素子を、表示用垂直駆動回路11および表示用水平駆動回路12が駆動し、画像表示を実行する。そして、これと共に、画素領域PAにおいて画素Pに対応するように設けられたフォトセンサ素子(図示無し)を、センサ用垂直駆動回路13とセンサ用水平駆動回路14とが駆動し、受光データを収集する。
Then, the display
具体的には、表示用垂直駆動回路11は、図2に示すように、垂直方向yに延在している。そして、表示用垂直駆動回路11は、垂直方向yにおいて複数の画素Pに対応するように形成された画素スイッチング素子のゲート電極に、接続されている。そして、表示用垂直駆動回路11は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向yに並ぶ複数の画素スイッチング素子に、走査信号を、順次、供給する。ここでは、水平方向xに並ぶ複数の画素Pに対応して形成された複数の画素スイッチング素子のそれぞれにゲート線(図示無し)が接続され、そのゲート線が垂直方向yに並ぶ複数の画素Pに対応するように複数形成されている。そして、表示用垂直駆動回路11は、その複数のゲート線に、順次、走査信号を供給する。
Specifically, the display
表示用水平駆動回路12は、図2に示すように、水平方向xに延在している。そして、表示用水平駆動回路12は、水平方向xにおいて複数の画素Pに対応するように形成された各画素スイッチング素子(図示無し)のソース電極に接続されている。そして、表示用水平駆動回路12は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向yに並ぶ複数の画素スイッチング素子に、データ信号を、順次、供給する。ここでは、垂直方向yに並ぶ複数の画素Pに対応して形成された複数の画素スイッチング素子のそれぞれに信号線(図示無し)が接続され、その信号線が水平方向xに並ぶ複数の画素Pに対応するように複数形成されている。そして、表示用水平駆動回路12は、その複数の信号線に、順次、映像データ信号を供給する。
As shown in FIG. 2, the display
センサ用垂直駆動回路13は、図2に示すように、垂直方向yに延在している。そして、センサ用垂直駆動回路13は、垂直方向yにおいて複数の画素Pに対応するように形成された各フォトセンサ素子(図示無し)に接続されている。そして、センサ用垂直駆動回路13は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向yに並ぶ複数のフォトセンサ素子において、受光データを読み出すフォトセンサ素子を選択する。ここでは、水平方向xに並ぶ複数の画素Pに対応して形成された複数のフォトセンサ素子のそれぞれに、ゲート線(図示無し)が接続され、そのゲート線が垂直方向yに並ぶ複数の画素Pに対応するように複数形成されている。そして、センサ用垂直駆動回路13は、その複数のゲート線を順次選択するように走査信号を供給する。
As shown in FIG. 2, the sensor
センサ用水平駆動回路14は、図2に示すように、水平方向xに延在している。そして、センサ用水平駆動回路14は、水平方向xにおいて複数の画素Pに対応するように形成された各フォトセンサ素子(図示無し)に接続されている。そして、センサ用水平駆動回路14は、供給される制御信号に基づいて、その垂直方向yに並ぶ複数のフォトセンサ素子から受光データを、順次、読み出す。ここでは、垂直方向yに並ぶ複数の画素Pに対応して形成された複数のフォトセンサ素子のそれぞれに、信号読み出し線(図示無し)が接続され、その信号読み出し線が水平方向xに並ぶ複数の画素Pに対応するように複数形成されている。そして、センサ用水平駆動回路14は、その複数の信号読み出し線を介してフォトセンサ素子から、順次、受光データを読み出した後、生態認証部402へ出力する。
As shown in FIG. 2, the sensor
(液晶パネルの画素領域の構成)
図3は、本発明にかかる実施形態1において、液晶パネル200における画素領域PAに設けられた画素Pの概略を模式的に示す断面図である。図4は、本発明にかかる実施形態1において、液晶パネル200の画素領域PAに設けられた画素Pの概略を模式的に示す平面図である。図3は、図4においてX1−X2部分に対応する部分である。
(Configuration of the pixel area of the liquid crystal panel)
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an outline of the pixel P provided in the pixel area PA in the
図3に示すように、液晶パネル200は、TFTアレイ基板201と、対向基板202と、液晶層203とを有する。
As shown in FIG. 3, the
液晶パネル200において、TFTアレイ基板201と対向基板202とのそれぞれは、光を透過する絶縁体の基板であり、たとえば、ガラスにより形成されている。このTFTアレイ基板201と対向基板202とは、スペーサ(図示無し)によって間隔が隔てるように対面しており、シール材(図示無し)で貼り合わされ、そのTFTアレイ基板201と対向基板202との間の間隔に液晶層203が封入されている。そして、TFTアレイ基板201および対向基板202には、互いに対面する面に液晶配向膜(図示なし)が設けられており、液晶配向膜によって液晶層203が配向されている。たとえば、液晶層203の液晶分子が垂直配向されている。
In the
この液晶パネル200は、図3と図4とに示すように、表示領域TAとセンサ領域RAとを含む。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
表示領域TAにおいては、図3に示すように、カラーフィルタ層21と、ブラックマトリクス層21Kと、対向電極23と、画素スイッチング素子31と、画素電極62とが形成されている。そして、この表示領域TAでは、バックライト300から出射された照明光が、TFTアレイ基板201の側から対向基板202の側へ透過し、画像表示が行われる。
In the display area TA, as shown in FIG. 3, a
表示領域TAに設けられた各部について説明する。 Each unit provided in the display area TA will be described.
カラーフィルタ層21は、図3に示すように、対向基板202にてTFTアレイ基板201に対面する側の面に形成されている。また、カラーフィルタ層21は、図3と図4とに示すように、赤と緑と青との3原色を1組として構成されており、赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとを含む。この赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれは、図4に示すように、矩形形状であり、水平方向xに並ぶように形成されている。また、赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれは、ブラックマトリクス層21Kによって区画されるように形成されている。そして、赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれは、バックライト300から出射された照明光が着色されて、TFTアレイ基板201の側から対向基板202の側へ透過するように構成されている。たとえば、各フィルタ層21R,21G,21Bは、その色に対応した着色顔料とフォトレジスト材料とを含む塗布液を、スピンコート法などのコーティング方法で塗膜を形成後、リソグラフィ技術によって、その塗膜をパターン加工することによって形成される。ここでは、たとえば、ポリイミド樹脂をフォトレジスト材料として用いる。
As shown in FIG. 3, the
ブラックマトリクス層21Kは、図3に示すように、対向基板202にてTFTアレイ基板201に対面する側の面に形成されている。ここでは、ブラックマトリクス層21Kは、カラーフィルタ層21を構成する赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれを区画するように形成されている。たとえば、ブラックマトリクス層21Kは、黒色の金属酸化膜を用いて形成されており、光を遮光する。
As shown in FIG. 3, the
対向電極23は、図3に示すように、対向基板202にてTFTアレイ基板201に対面する側の面に形成されている。ここでは、対向電極23は、カラーフィルタ層21とブラックマトリクス層21Kとを被覆するように絶縁性材料で形成された平坦化膜22上に、形成されている。対向電極23は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ITOを用いて形成されている。対向電極23は、複数の画素電極62に対面しており、共通電極として機能する。
As shown in FIG. 3, the
画素スイッチング素子31は、図3に示すように、TFTアレイ基板201において対向基板202に対面する側の面に形成されている。ここでは、画素Pのカラーフィルタ層21を構成する赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれに対応するように設けられている。
As shown in FIG. 3, the
図5は、本発明にかかる実施形態1において、画素スイッチング素子31の断面を拡大して示す断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
図5に示すように、画素スイッチング素子31は、ゲート電極45と、ゲート絶縁膜46gと、半導体層48とを含み、LDD(Lightly Doped Drain)構造のボトムゲート型TFTとして形成されている。
As shown in FIG. 5, the
具体的には、画素スイッチング素子31において、ゲート電極45は、たとえば、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されている。
Specifically, in the
また、画素スイッチング素子31において、ゲート絶縁膜46gは、シリコン酸化膜などの絶縁材料を用いて形成されている。
In the
また、画素スイッチング素子31において、半導体層48は、たとえば、低温ポリシリコンで形成されている。そして、半導体層48においては、図5に示すように、ゲート電極45に対応するようにチャネル領域48Cが形成されると共に、そのチャネル領域48Cを挟むように一対のソース・ドレイン領域48A,48Bが形成されている。この一対のソース・ドレイン領域48A,48Bは、チャネル領域48Cを挟むように一対の低濃度不純物領域48AL,48BLが形成されている。そして、さらに、この一対のソース・ドレイン領域48A,48Bは、その低濃度不純物領域48AL,48BLよりも不純物の濃度が高い一対の高濃度不純物領域48AH,48BHが、その一対の低濃度不純物領域48AL,48BLを挟むように形成されている。そして、画素スイッチング素子31において、ソース電極53とドレイン電極54とのそれぞれは、アルミニウムなどの導電材料を用いて形成されている。
In the
画素電極62は、図3に示すように、TFTアレイ基板201において対向基板202に対面する面を形成されている。ここでは、画素電極62は、画素スイッチング素子31を被覆するようにTFTアレイ基板201に形成された平坦化膜60の上に設けられている。本実施形態においては、画素電極62は、図3に示すように、カラーフィルタ層21を構成する赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれに対応するように複数が間隔を置いて設けられており、液晶層203に接続されている。画素電極62は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ITOを用いて形成されており、画素スイッチング素子31のドレイン電極54に接続されている。そして、画素電極62は、画素スイッチング素子31から映像信号として供給される電位によって、対向電極23との間に挟む液晶層203に電圧を印加する。
As shown in FIG. 3, the
一方で、センサ領域RAにおいては、図3と図4とに示すように、遮光部21Sと、フォトセンサ素子32aとが形成されており、液晶パネル200の正面側から入射する光を検出するように構成されている。
On the other hand, in the sensor region RA, as shown in FIGS. 3 and 4, the
遮光部21Sは、図3に示すように、対向基板202にてTFTアレイ基板201に対面する側の面に形成されており、光を遮光する。ここでは、遮光部21Sは、ブラックマトリクス層21Kと同様に設けられている。そして、この遮光部21Sにおいては、図3と図4とに示すように、受光領域SAが設けられており、この受光領域SAにおいて、光が透過するように構成されている。そして、表示領域TAと同様に平坦化膜22が遮光部21Sを被覆するように対向基板202に形成されており、その平坦化膜22上に対向電極23が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
フォトセンサ素子32aは、図3に示すように、TFTアレイ基板201において対向基板202に対面する側の面に形成されている。ここでは、フォトセンサ素子32aは、図3に示すように、受光領域SAに対応するように設けられており、対向基板202の側からTFTアレイ基板201の側へ向う光を、液晶層203を介して受光する。そして、フォトセンサ素子32aは、その受光領域SAから入射する光を受光し光電変換することによって、受光データを生成し、その生成した受光データが読み出される。たとえば、フォトセンサ素子32aは、図1に示したように、バックライト300が出射する照明光Rが被検知体Fによって液晶パネル200の正面の側から背面の側へ反射された反射光Hを受光することによって、受光データを生成する。本実施形態においては、フォトセンサ素子32aは、生態である被検知体Fの血液によって、その照明光Rが反射された反射光Hを受光することによって、この受光データを生成する。
As shown in FIG. 3, the
図6は、本発明にかかる実施形態1において、フォトセンサ素子32aの断面を拡大して示す断面図である。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the
図6に示すように、フォトセンサ素子32aは、コントロール電極43と、コントロール電極43上に設けられた絶縁膜46sと、絶縁膜46sを介してコントロール電極43に対面する半導体層47とを含む、PIN構造のフォトダイオードである。
As shown in FIG. 6, the
具体的には、フォトセンサ素子32aにおいて、コントロール電極43は、たとえば、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されている。また、絶縁膜46sは、シリコン酸化膜などの絶縁材料を用いて形成されている。また、半導体層47は、たとえば、ポリシリコンで形成されており、p層47pとn層47nの間に高抵抗のi層47iが介在している。そして、アノード電極51とカソード電極52とが、アルミニウムを用いて形成されている。
Specifically, in the
(バックライトの構成)
図7は、本発明にかかる実施形態1において、バックライト300を模式的に示す断面図である。図8は、本発明にかかる実施形態1において、バックライト300の要部を模式的に示す斜視図である。
(Backlight configuration)
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the
図7に示すように、バックライト300は、光源301と、導光板302とを有しており、液晶パネル200の画素領域PAの全面を照明するように、照明光Rを出射する。
As shown in FIG. 7, the
光源301は、図7に示すように、光を照射する照射面ESを含み、この照射面ESが、導光板302において光が入射される入射面ISに対面するように配置されている。ここでは、導光板302の側面に設けられている入射面ISに、光源301の照射面ESが対面している。そして、光源301は、制御信号が制御部401から供給され、その制御信号に基づいて、発光動作を実施するように構成されている。
As illustrated in FIG. 7, the
本実施形態においては、光源301は、図8に示すように、可視光源301aと、赤外光源301bとを有する。
In the present embodiment, the
可視光源301aは、たとえば、白色LEDであり、白色の可視光線を照射するように構成されている。この可視光源301aは、図8に示すように、導光板302の入射面ISに照射面ESが対面するように配置されており、その導光板302の入射面ISに照射面ESから可視光線を照射する。ここでは、可視光源301aは、複数であり、その複数が、導光板302の入射面ISに沿うように並べられて配置されている。
The
赤外光源301bは、たとえば、赤外線LEDであり、赤外光線を照射するように構成されている。この赤外光源301bは、図8に示すように、導光板302の入射面ISに照射面ESが対面するように配置されており、その導光板302の入射面ISに照射面ESから赤外光線を照射する。たとえば、中心波長が850nmである赤外光線を照射する。ここでは、可視光源301aは、たとえば、単数であり、可視光源301aが設けられた導光板302の入射面ISにおいて、その可視光源301aと並ぶように配置されている。本実施形態においては、図8に示すように、赤外光源301bは、可視光源301aが設けられた導光板302の入射面ISにおいて、略中央部分になるように配置されている。
The infrared
導光板302は、図7に示すように、入射面ISに光源301の照射面ESが対面するように設けられており、その照射面ESから照射された光が入射される。そして、導光板302は、その入射面ISに入射された光を導光する。そして、その導光した光を、入射面ISに対して直交するように設けられた出射面PS1から照明光Rとして出射する。導光板302は、液晶パネル200の面に対面するように配置されており、液晶パネル200の背面に向かって、出射面PS1から照明光Rを出射する。この導光板302は、たとえば、アクリル樹脂など、光透過性が高い透明な材料を用いて、射出成型により形成される。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態においては、導光板302は、可視光源301aから出射された可視光線と、赤外光源301bから出射された赤外光線との両者が、入射面ISに入射され、その入射面ISから入射された可視光線と赤外光線とを導光する。そして、その導光した可視光線と赤外光線とが、出射面PS1から照明光Rとして出射される。そして、上記のように、透過型の液晶パネル200の画素領域PAにおいて画像が表示される。
In the present embodiment, in the
導光板302は、図7に示すように、光学フィルム303と反射フィルム304と赤外光線反射層305とが設けられている。
As shown in FIG. 7, the
光学フィルム303は、図7に示すように、導光板302において出射面PS1に対面するように設けられている。光学フィルム303は、導光板302の出射面PS1から出射される照明光Rを受け、その光学特性を変調するように構成されている。
As shown in FIG. 7, the
本実施形態においては、光学フィルム303は、拡散シート303aとプリズムシート303bとを有しており、拡散シート303aとプリズムシート303bとが導光板302の側から順次配置されている。そして、拡散シート303aは、導光板302の出射面PSから出射される光を拡散し、プリズムシート303bは、その拡散された光を導光板302の出射面PSの法線方向zに沿うように集光する。このようにすることで、光学フィルム303は、導光板302から出射された光を、平面光の照明光Rとして液晶パネル200の裏面へ出射する。
In the present embodiment, the
反射フィルム304は、図7に示すように、導光板302において出射面PSに対して反対側に位置する面に対面するように設けられている。反射フィルム304は、導光板302において出射面PS1に対して反対側に位置する面PS2から出射される光を受けて、導光板302の出射面PS1の側へ、その光を反射する。
As shown in FIG. 7, the
赤外光線反射層305は、図7に示すように、導光板302において出射面PS1に対して反対側に位置する面PS2に設けられており、光源301に含まれる赤外光源301bから出射された赤外光線を選択的に反射するように構成されている。
As shown in FIG. 7, the infrared
ここでは、赤外光線反射層305は、その液晶パネル200の背面の側から正面の側へ向かうように、その赤外光線を選択的に反射する。この赤外光線反射層305は、画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成された領域に対応するように設けられ、赤外光線反射層305によって反射された赤外光線が、照明光Rとして出射面PS1から出射される。
Here, the infrared
この赤外光線反射層305は、図8に示すように、複数設けられており、その複数の赤外光線反射層305が面方向において間隔を置いて、ドット形状で設けられている。具体的には、赤外光線反射層305は、図8に示すように、円形状であり、x方向とy方向とにマトリクス状に配置されている。ここでは、導光板302の面PS2の中央部分に設けられている。
As shown in FIG. 8, a plurality of infrared ray reflection layers 305 are provided, and the plurality of infrared ray reflection layers 305 are provided in a dot shape at intervals in the plane direction. Specifically, as shown in FIG. 8, the infrared
本実施形態においては、赤外光線反射層305は、赤外光線を反射する赤外光線反射顔料を含むように形成されている。たとえば、赤外光線反射顔料と、バインダー樹脂とを含む印刷液を用いて、導光板302において出射面PSに対して反対側に位置する面に印刷処理をすることで、この赤外光線反射層305が設けられる。
In the present embodiment, the infrared
具体的には、赤外光線反射層305に用いる赤外光線反射顔料としては、たとえば、商品名AB820ブラック(川村化学株式会社製)が好適である。
Specifically, as the infrared ray reflective pigment used for the infrared ray
図9は、本発明にかかる実施形態1において、赤外光線反射層305に含有させる赤外光線反射顔料の分光反射率を示す図である。図9において、横軸は、入射する光の波長(nm)を示しており、縦軸は、その光が反射される反射率(%)を示している。ここでは、一般的なカーボンブラックCBの分光反射率と、AB820ブラック(川村化学株式会社製)の分光反射率とを示している。なお、この図は、「”赤外線反射顔料!!(川村化学)”、[online]、[2007年12月18日検索]、インターネット<http://www.sanyo−trading.co.jp/kagaku/pdf/4.pdf>」から引用した図である。
FIG. 9 is a diagram showing the spectral reflectance of the infrared ray reflective pigment contained in the infrared ray
図9に示すように、赤外光線反射顔料として用いるAB820ブラックは、たとえば、850nmの波長の赤外光線に対して、反射率が約50%である。これに対して、可視光線に対応する波長の光に対しては、AB820ブラックは、反射率が約5%以下である。このため、AB820ブラックは、可視光線よりも赤外光線を選択的に反射することができる。 As shown in FIG. 9, AB820 black used as an infrared ray reflective pigment has a reflectance of about 50% with respect to an infrared ray having a wavelength of 850 nm, for example. In contrast, AB820 black has a reflectance of about 5% or less for light having a wavelength corresponding to visible light. For this reason, AB820 black can selectively reflect infrared rays rather than visible rays.
また、赤外光線反射層305に用いるバインダー樹脂としては、アクリル系樹脂などの光を透過する樹脂を用いることが好適である。たとえば、このバインダー樹脂として、メタクリル樹脂(住友化成社製のMG10)を用いる。そして、赤外線反射顔料をバインダー樹脂に混合した混合液を印刷することで、赤外光線反射層305の形成を行う。具体的には、顔料混合濃度が、バインダー樹脂に対して、重量比で0.01〜5%程度になるように、インク液を調整後、このインク液を、導光板にスクリーン印刷によりドットを印刷する。たとえば、ドットの大きさが、10μm2から500μm2とする。また、バックライト上面における赤外面光源の均一性および強さが、最適になるように、ドットの密度を設計する。この設計は、光学シミュレーションによって行う。
As the binder resin used for the infrared
また、赤外光線反射層305の厚みについては、0.8μm厚以上にすることが好ましい。
Further, the thickness of the infrared
なお、可視光線を選択的に反射する可視光線反射層を、赤外光線反射層305と同様に、複数、ドット状に設けることが好ましい。
In addition, it is preferable to provide a plurality of visible light reflection layers that selectively reflect visible light in the form of dots, like the infrared
(動作)
以下より、上記の液晶表示装置100において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の動作について説明する。
(Operation)
From the following, in the liquid
図10は、本発明に係る実施形態1において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の様子を模式的に示す断面図である。図10においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
FIG. 10 is based on received light data obtained from the detected object F when the human finger as the detected object F is in contact with or moved to the pixel area PA of the
人体の指などの被検知体Fが画素領域PAに接触もしくは移動された場合には、図10に示すように、バックライト300から照明された照明光Rが、その被検知体Fによって反射される。そして、その反射光Hを、液晶パネル200に設けられたフォトセンサ素子32aが受光する。
When the detected object F such as a human finger is brought into contact with or moved to the pixel area PA, the illumination light R illuminated from the
具体的には、まず、バックライト300においては、図10に示すように、導光板302中を光源301から出射された光D1が導光される。
Specifically, first, in the
本実施形態においては、光源301から出射された光D1は、上記したように、可視光線VRと赤外光線IRとの両者を含み、導光板302において導光される。
In the present embodiment, the light D1 emitted from the
そして、この光源301から出射された光D1が、導光板302の裏面に設けられた赤外光線反射層305へ向かう。
The light D1 emitted from the
図11と図12は、本発明に係る実施形態1において、光源301から出射された光D1が赤外光線反射層305に入射した際の様子を概念的に示す側面図である。ここでは、図11は、赤外光線反射層305に含まれる赤外光線反射顔料粒子PGへ光D1が入射した場合を示している。一方、図12は、赤外光線反射層305に含まれる赤外光線反射顔料粒子PGへ光D1が入射しない場合を示している。
11 and 12 are side views conceptually showing a state when the light D1 emitted from the
図11に示すように、赤外光線反射層305においては、透明なバインダー樹脂TJに赤外光線反射顔料粒子PGが分散されている。そして、図11に示すように、赤外光線反射層305に、可視光線VRと赤外光線IRとを含む光D1が、入射される。
As shown in FIG. 11, in the infrared
ここで、光D1に含まれる可視光線VRが赤外光線反射層305の赤外光線反射顔料粒子PGへ入射した場合には、その可視光線VRは、赤外光線反射顔料粒子PGによって、反射されずに、吸収される。
Here, when the visible light VR included in the light D1 is incident on the infrared light reflecting pigment particles PG of the infrared
これに対して、光D1に含まれる赤外光線IRが赤外光線反射顔料粒子PGへ入射した場合には、その赤外光線IRは、赤外光線反射顔料粒子PGによって反射される。この場合には、図11に示すように、赤外光線反射顔料粒子PGにおいて、赤外光線IRが、さまざまな方向へ拡散するように反射すると考えられる。そして、赤外光線反射顔料粒子PGによって反射された赤外光線IRは、反射フィルム304の反射面で反射する。また、図示を省略しているが、赤外光線反射顔料粒子PGによって反射された赤外光線IRは、赤外光線反射層305の界面においても、反射すると考えられる。
On the other hand, when the infrared ray IR contained in the light D1 enters the infrared ray reflecting pigment particle PG, the infrared ray IR is reflected by the infrared ray reflecting pigment particle PG. In this case, as shown in FIG. 11, it is considered that the infrared ray IR is reflected by the infrared ray reflecting pigment particles PG so as to diffuse in various directions. The infrared ray IR reflected by the infrared ray reflective pigment particles PG is reflected by the reflection surface of the
一方で、図12に示すように、赤外光線反射層305にて光D1が赤外光線反射顔料粒子PGへ入射しない場合は、光D1が透明なバインダー樹脂TJを透過して、反射フィルム304の反射面で反射する。
On the other hand, as shown in FIG. 12, when the light D1 does not enter the infrared light reflecting pigment particles PG in the infrared
つまり、光D1に含まれる可視光線VRが、赤外光線反射層305を透過して、反射フィルム304の反射面で反射する。また、光D1に含まれる赤外光線IRが、赤外光線反射層305を透過して、反射フィルム304の反射面で反射する。また、この他に、赤外光線反射層305の界面で、可視光線VRと赤外光線IRとを含む光D1が反射すると考えられる。
That is, the visible light VR included in the light D <b> 1 passes through the infrared
このため、図10に示すように、光源301から出射された光D1は、赤外光線反射層305を介在することによって、その光D1のうち、可視光線VRが減少して、赤外光線IRが選択的に液晶パネル200の裏面へ進行することになる。
なお、赤外線を反射する領域では、可視光の反射が必要ない。ただし、この赤外線を反射するドット領域に、可視光を反射するドット(図示なし)を、別途、印刷する必要がある。赤外線反射材の可視光の吸収特性によるが、視光輝度低下の防止のために、この可視光を反射するドットの配置は、可視光が均一になるように、そのドットの大きさ、密度を最適に設計して行う。
For this reason, as shown in FIG. 10, the light D1 emitted from the
In the region that reflects infrared light, it is not necessary to reflect visible light. However, it is necessary to separately print dots (not shown) that reflect visible light in the dot areas that reflect infrared rays. Depending on the absorption characteristics of visible light of the infrared reflector, the arrangement of the dots that reflect visible light should be set so that the size and density of the dots are uniform so that the visible light is uniform. Design and perform optimally.
そして、図10に示すように、その可視光線VRが減少して、赤外光線IRを多く含む光D2が、導光板302の出射面PS1から出射され、光学フィルム303に入射される。そして、光学フィルム303においては、その光D2を、拡散シート303aが拡散する。そして、その後、プリズムシート303bが、その拡散された光D2を導光板302の出射面PS1の法線方向zに沿うように集光し、照明光Rとして液晶パネル200へ出射する。
Then, as shown in FIG. 10, the visible light VR decreases, and the light D <b> 2 containing a large amount of infrared light IR is emitted from the emission surface PS <b> 1 of the
つぎに、そのバックライト300が出射した照明光Rは、液晶パネル200を透過した後、被検知体Fに照射され、その被検知体Fによって反射される。ここでは、上述したように、バックライト300が出射した照明光Rは、赤外光線反射層305によって赤外光線IRが可視光線VRよりも選択的に反射された光であるので、被検知体Fによって反射された反射光Hにおいても、赤外光線IRが多く含まれる。このため、本実施形態においては、被検知体Fである指において静脈中を流れる血液において、照明光Rが反射される。
Next, the illumination light R emitted from the
そして、液晶パネル200のセンサ領域RAに設けられた受光領域SAにおいては、その被検知体Fによって反射された反射光Hが、フォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かう。そして、その受光領域SAにおいてフォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かう反射光Hを、フォトセンサ素子32aが受光する。
Then, in the light receiving area SA provided in the sensor area RA of the
そして、受光面JSaへ向かう反射光Hをフォトセンサ素子32aが受光面JSaで受光し、光電変換することによって、その受光した光量に応じた信号強度の受光データを生成する。その後、周辺回路によって、その受光データが読み出される。
Then, the reflected light H traveling toward the light receiving surface JSa is received by the
つぎに、上述したように、そのフォトセンサ素子32aから読み出した受光データを用いて、生態認証部402が、液晶パネル200の正面側において画素領域PAに位置する被検知体Fの像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施する。
Next, as described above, using the light reception data read from the
以上のように、本実施形態においては、導光板302において赤外光線IRを液晶パネル200の背面の側から正面の側へ赤外光線反射層305が反射する。ここでは、赤外光線反射層305が画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成されたセンサ領域RAに対応するように設けられ、その赤外光線反射層305によって反射された赤外光線IRを多く含むように照明光Rが出射面PS1から出射される。このため、液晶パネル200に内蔵されたフォトセンサ素子32aは、その赤外光線IRを多く含む照明光Rが被検知体Fによって反射された反射光Hを受光し、受光データを生成する。よって、本実施形態においては、その受光データのS/N比を向上することができ、生態認証を高精度に実施することができる。
As described above, in the present embodiment, the infrared
可視光線VRを用いて血液から得られる受光データに基づいて生態認証した場合には、血液において可視光線VRが反射される割合が小さいので、生態認証を高精度に実施することが困難な場合がある。しかしながら、本実施形態においては、血液において反射される割合が大きい赤外光線IRを用いているので、上記の効果をより顕著に奏することができる。 When biometric authentication is performed based on light reception data obtained from blood using visible light VR, it may be difficult to perform biometric authentication with high accuracy because the proportion of reflected visible light VR in blood is small. is there. However, in the present embodiment, since the infrared ray IR having a large ratio of being reflected in blood is used, the above effect can be more remarkably exhibited.
<実施形態2>
以下より、本発明にかかる実施形態2について説明する。
<
Hereinafter,
図13は、本発明にかかる実施形態2において、バックライト300bを模式的に示す断面図である。図14は、本発明にかかる実施形態2において、バックライト300bの要部を模式的に示す斜視図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the
本実施形態は、図13および図14と、実施形態1にて用いた図7および図8とについて比較して判るように、赤外光線反射層305に代わって、回折格子部305KKが設けられている。この点を除き、本実施形態は、実施形態1と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14 and FIGS. 7 and 8 used in the first embodiment, a diffraction grating portion 305KK is provided in place of the infrared
バックライト300bにおいて、回折格子部305KKは、図13に示すように、導光板302において出射面PS1に対して反対側に位置する面PS2に設けられている。ここでは、回折格子部305KKは、光源301から出射され、導光板302において導光された光を回折し、反射フィルム304へ出射する。そして、その回折格子部305KKによって出射した回折光が、反射フィルム304によって反射される。
In the
本実施形態においては、回折格子部305KKは、その光源301において赤外光源301bから出射された赤外光線が選択的に反射フィルム304へ出射するように構成されている。この回折格子部305KKは、実施形態1の赤外光線反射層305と同様に、画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成された領域に対応するように設けられている。
In the present embodiment, the diffraction grating portion 305KK is configured such that the infrared light emitted from the infrared
この回折格子部305KKは、図14に示すように、複数設けられており、その複数の回折格子部305KKが面方向において間隔を置いて設けられている。具体的には、回折格子部305KKは、図14に示すように、x方向とy方向とにマトリクス状に配置されている。ここでは、導光板302の面PS2の中央部分に設けられている。
As shown in FIG. 14, a plurality of diffraction grating portions 305KK are provided, and the plurality of diffraction grating portions 305KK are provided at intervals in the plane direction. Specifically, as shown in FIG. 14, the diffraction grating portions 305KK are arranged in a matrix in the x direction and the y direction. Here, it is provided in the central portion of the surface PS2 of the
図15は、本発明にかかる実施形態2において、回折格子部305KKを拡大して示す斜視図である。 FIG. 15 is an enlarged perspective view showing the diffraction grating portion 305KK in the second embodiment according to the present invention.
図15に示すように、回折格子部305KKは、たとえば、導光板302の面PS2においてy方向に延在した直線状のラインパターンLPを複数含むように、格子パターンが形成されている。そして、回折格子部KKは、その複数のラインパターンLPが、互いに平行であって、周期的にスペースSPを隔てて、x方向に並ぶように、格子パターンが設けられている。
As shown in FIG. 15, the diffraction grating portion 305KK is formed with a grating pattern so as to include a plurality of linear line patterns LP extending in the y direction on the surface PS2 of the
特定の波長の光について選択的に導光板302内から射出させる際においては、たとえば、以下の数式(1)から算出される格子パターンのピッチdになるように、回折格子部305KKを形成する。なお、数式(1)において、dは、格子パターンのピッチであり、θは、光の入射角度であり、λは、入射光の波長である。
When selectively emitting light of a specific wavelength from the
2dsinθ=λ ・・・(1) 2 dsin θ = λ (1)
たとえば、本実施形態においては、ラインパターンLPの幅Lが0.4μmであって、複数のラインパターンLPの間に位置するスペースSPの幅が0.6μmになるように形成する。また、ラインパターンLPの高さhが、1μmになるように形成する。 For example, in this embodiment, the line pattern LP is formed so that the width L of the line pattern LP is 0.4 μm and the width of the space SP positioned between the plurality of line patterns LP is 0.6 μm. Further, the line pattern LP is formed so that the height h is 1 μm.
この回折格子部305KKは、たとえば、導光板302と一体的に成形することよって、導光板302の面PS2に設ける。具体的には、金型にアクリル樹脂などの成形材料を注入した後に、冷却して固化することによって、この回折格子部305KKを導光板302の面PS2に設ける
The diffraction grating portion 305KK is provided on the surface PS2 of the
以下より、上記において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の動作について説明する。
Hereinafter, in the above, when a human finger is touched or moved to the pixel area PA of the
図16は、本発明に係る実施形態2において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて、生態認証する際の様子を模式的に示す断面図である。図16においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
FIG. 16 is based on received light data obtained from a detected object F when a human finger as the detected object F is in contact with or moved to the pixel area PA of the
人体の指などの被検知体Fが画素領域PAに接触もしくは移動された場合には、実施形態1と同様に、図16に示すように、バックライト300bから照明された照明光Rが、その被検知体Fによって反射される。そして、その反射光Hを、液晶パネル200に設けられたフォトセンサ素子32aが受光する。
When the detected object F such as a human finger is brought into contact with or moved to the pixel area PA, as shown in FIG. 16, the illumination light R illuminated from the
具体的には、まず、バックライト300bにおいては、図16に示すように、導光板302中を光源301から出射された光D1が導光される。
Specifically, first, in the
本実施形態においては、光源301から出射された光D1は、実施形態1と同様に、可視光線VRと赤外光線IRとの両者を含み、導光板302において導光される。
In the present embodiment, the light D1 emitted from the
回折格子部305KKは、赤外光線IRが選択的に出射するように構成されている。このため、この光源301から出射された光D1において、導光板302の裏面に設けられた回折格子部305KKへ向かう光D1は、その光D1に含まれる赤外光線IRが、回折格子部305KKによって、選択的に、反射フィルム304へ出射される。
The diffraction grating portion 305KK is configured to selectively emit infrared rays IR. For this reason, in the light D1 emitted from the
そして、その回折格子部305KKを出射した光D2は、反射フィルム304によって反射された後に、導光板302の出射面PSから出射され、光学フィルム303に入射される。そして、光学フィルム303においては、その回折格子部305KKを出射した光D2を、拡散シート303aが拡散する。その後、光学フィルム303では、プリズムシート303bが、その拡散された光D2を導光板302の出射面PS1の法線方向zに沿うように集光し、照明光Rを平面光として液晶パネル200へ出射する。
Then, the light D <b> 2 emitted from the diffraction
つぎに、そのバックライト300bが出射した照明光Rは、液晶パネル200を透過した後、被検知体Fに照射され、その被検知体Fによって反射される。ここでは、上述したように、バックライト300bが出射した照明光Rは、回折格子部305KKによって赤外光線IRが選択的に出射された光であるので、被検知体Fによって反射された反射光Hにおいても、赤外光線IRが多く含まれる。このため、本実施形態においても、実施形態1と同様に、被検知体Fである指において静脈中を流れる血液において、照明光Rが反射される。
Next, the illumination light R emitted from the
そして、液晶パネル200のセンサ領域RAに設けられた受光領域SAにおいては、その被検知体Fによって反射された反射光Hが、フォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かう。そして、その受光領域SAにおいてフォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かう反射光Hを、フォトセンサ素子32aが受光する。
Then, in the light receiving area SA provided in the sensor area RA of the
そして、受光面JSaへ向かう反射光Hをフォトセンサ素子32aが受光面JSaで受光し、光電変換することによって、その受光した光量に応じた信号強度の受光データを生成する。その後、周辺回路によって、その受光データが読み出される。
Then, the reflected light H traveling toward the light receiving surface JSa is received by the
つぎに、上述したように、そのフォトセンサ素子32aから読み出した受光データを用いて、生態認証部402が、液晶パネル200の正面側において画素領域PAに位置する被検知体Fの像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施する。
Next, as described above, using the light reception data read from the
以上のように、本実施形態においては、導光板302にて導光される赤外光線IRを回折格子部305KKが選択的に反射フィルム304へ出射し、その反射フィルム304が液晶パネル200の背面の側から正面の側へ反射する。ここでは、回折格子部305KKが、画素領域PAにおいて複数のフォトセンサ素子32aが形成されたセンサ領域RAに対応するように設けられている。そして、その回折格子部305KKによって選択的に回折された赤外光線IRを多く含むように、照明光Rが出射面PS1から出射される。このため、液晶パネル200に内蔵されたフォトセンサ素子32aは、その赤外光線IRを多く含む照明光Rが被検知体Fによって反射された反射光Hを受光し、受光データが生成される。したがって、本実施形態においては、実施形態1と同様に、その受光データのS/N比を向上することができ、生態認証を高精度に実施することができる。
As described above, in this embodiment, the diffraction grating portion 305KK selectively emits the infrared ray IR guided by the
<実施形態3>
以下より、本発明にかかる実施形態3について説明する。
<Embodiment 3>
Hereinafter, Embodiment 3 according to the present invention will be described.
図17は、本発明にかかる実施形態3において、液晶表示装置100cの構成を示す断面図である。図18は、本発明にかかる実施形態3において、バックライト300cを模式的に示す断面図である。図19は、本発明にかかる実施形態3において、バックライト300cの要部を模式的に示す斜視図である。 FIG. 17 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal display device 100c in the third embodiment of the present invention. FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing the backlight 300c in the third embodiment of the present invention. FIG. 19 is a perspective view schematically showing a main part of the backlight 300c in the third embodiment according to the present invention.
本実施形態は、図17に示すように、フロントライト500が設けられている点が実施形態1と異なる。また、図18および図19に示すように、バックライト300cの構成が実施形態1と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態1と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
As shown in FIG. 17, the present embodiment is different from the first embodiment in that a
本実施形態の液晶表示装置100は、図17に示すように、液晶パネル200とバックライト300cとデータ処理部400との他に、フロントライト500が設けられている。
As shown in FIG. 17, the liquid
フロントライト500は、図17に示すように、液晶パネル200の正面に対面するように配置されている。
As shown in FIG. 17, the
具体的には、フロントライト500は、液晶パネル200を構成するTFTアレイ基板201と対向基板202とにおいて、対向基板202の側に位置するように配置されている。そして、フロントライト500は、液晶パネル200に対面する側とは反対側の面に、照明光RFを照射する。つまり、フロントライト500は、TFTアレイ基板201の側から対向基板202の側へ向かう方向に沿うように、照明光RFを照明する。ここでは、フロントライト500は、液晶パネル200の面の法線方向zに沿うように、その照明光RFを出射する。
Specifically, the
図20は、本発明にかかる実施形態3において、フロントライト500を模式的に示す断面図である。図21は、本発明にかかる実施形態3において、フロントライト500の要部を示す斜視図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a
図20に示すように、フロントライト500は、光源501と、導光板502とを有しており、液晶パネル200の画素領域PAに対応するように、照明光RFを出射する。
As shown in FIG. 20, the
光源501は、図20に示すように、光を照射する照射面ESを含み、この照射面ESが、導光板502において光が入射される入射面ISに対面するように配置されている。ここでは、導光板502の側面に設けられている入射面ISに、光源501の照射面ESが対面している。そして、光源501は、前述した制御部401から制御信号が供給され、その制御信号に基づいて、発光動作を実施するように構成されている。
As illustrated in FIG. 20, the
本実施形態においては、光源501は、図21に示すように、赤外光源501bを有する。
In the present embodiment, the
赤外光源501bは、たとえば、赤外線LEDであり、赤外光線を照射するように構成されている。この赤外光源501bは、図21に示すように、導光板302の入射面ISに照射面ESが対面するように配置されており、その導光板302の入射面ISに照射面ESから赤外光線を照射する。たとえば、中心波長が850nmである赤外光線を照射する。ここでは、赤外光源501bは、複数であり、その複数が、導光板302の入射面ISに沿うように並べられて配置されている。
The infrared
導光板502は、図20に示すように、入射面ISに光源301の照射面ESが対面するように設けられており、その照射面ESから照射された光が入射される。そして、導光板502は、その入射面ISに入射された光を導光する。そして、その導光した光を、入射面ISに対して直交するように設けられた出射面PS1から照明光RFとして出射する。導光板502は、液晶パネル200の正面の側において、その正面側の面に対面するように配置されており、液晶パネル200の正面とは反対側に向かって、出射面PS1から照明光RFを出射する。この導光板502は、たとえば、アクリル樹脂など、光透過性が高い透明な材料を用いて、射出成型により形成される。
As shown in FIG. 20, the
本実施形態においては、導光板502は、赤外光源501bから出射された赤外光線が入射面ISに入射され、その入射面ISから入射された赤外光線を導光する。そして、その導光した赤外光線が、出射面PS1から照明光RFとして出射される。
In the present embodiment, the
導光板502は、図20に示すように、赤外光線反射層505が設けられている
The
赤外光線反射層505は、図20に示すように、導光板502において出射面PS1に対して反対側に位置する面PS2に設けられており、光源501を構成する赤外光源501bから出射された赤外光線を選択的に反射するように構成されている。
As shown in FIG. 20, the infrared
ここでは、赤外光線反射層505は、その液晶パネル200の背面の側から正面の側へ向かう方向に沿うように、その赤外光線を選択的に反射する。この赤外光線反射層505は、画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成された領域に対応するように設けられ、赤外光線反射層505によって反射された赤外光線が、照明光RFとして出射面PS1から出射される。
Here, the infrared
この赤外光線反射層505は、図21に示すように、複数設けられており、その複数の赤外光線反射層505が面方向において間隔を置いて、ドット形状で設けられている。具体的には、赤外光線反射層505は、図21に示すように、円形状であり、x方向とy方向とにマトリクス状に配置されている。ここでは、実施形態1においてバックライト300の導光板302に設けた赤外光線反射層305と同様にして、導光板502の面PS2の中央部分に設けられている。
As shown in FIG. 21, a plurality of infrared ray reflection layers 505 are provided, and the plurality of infrared ray reflection layers 505 are provided in a dot shape at intervals in the surface direction. Specifically, as shown in FIG. 21, the infrared
バックライト300cは、図18に示すように、光源301と、導光板302とを有しており、液晶パネル200の画素領域PAの全面を照明するように、照明光Rを出射する。
As shown in FIG. 18, the backlight 300 c includes a
光源301は、図18に示すように、光を照射する照射面ESを含み、この照射面ESが、導光板302において光が入射される入射面ISに対面するように配置されている。ここでは、導光板302の側面に設けられている入射面ISに、光源301の照射面ESが対面している。そして、光源301は、制御信号が制御部401から供給され、その制御信号に基づいて、発光動作を実施するように構成されている。
As illustrated in FIG. 18, the
本実施形態においては、光源301は、図19に示すように、可視光源301aを有しており、実施形態1と異なり、赤外光源301bを有していない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 19, the
可視光源301aは、実施形態1と同様であって、たとえば、白色LEDであり、白色の可視光線を照射するように構成されている。この可視光源301aは、図18に示すように、導光板302の入射面ISに照射面ESが対面するように配置されており、その導光板302の入射面ISに照射面ESから可視光線を照射する。ここでは、可視光源301aは、図19に示すように、複数であり、その複数が、導光板302の入射面ISに沿うように並べられて配置されている。
The
導光板302は、図18に示すように、実施形態1と同様に、入射面ISに光源301の照射面ESが対面するように設けられており、その照射面ESから照射された光が入射される。そして、導光板302は、その入射面ISに入射された光を導光する。そして、その導光した光を、入射面ISに対して直交するように設けられた出射面PS1から照明光Rとして出射する。導光板302は、液晶パネル200の面に対面するように配置されており、液晶パネル200の背面に向かって、出射面PS1から照明光Rを出射する。
As shown in FIG. 18, the
本実施形態においては、導光板302は、可視光源301aから出射された可視光線が、入射面ISに入射され、その入射面ISから入射された可視光線を導光する。そして、その導光した可視光線が、出射面PS1から照明光Rとして出射される。そして、上記のように、透過型の液晶パネル200の画素領域PAにおいて画像が表示される。
In the present embodiment, the
導光板302は、図18に示すように、光学フィルム303と反射フィルム304とが設けられており、実施形態1と異なり、赤外光線反射層305が設けられていない。
As shown in FIG. 18, the
光学フィルム303は、図18に示すように、実施形態1と同様に、導光板302において出射面PS1に対面するように設けられている。光学フィルム303は、拡散シート303aとプリズムシート303bとを有しており、拡散シート303aとプリズムシート303bとが導光板302の側から順次配置されている。そして、拡散シート303aは、導光板302の出射面PSから出射される光を拡散し、プリズムシート303bは、その拡散された光を導光板302の出射面PSの法線方向zに沿うように集光する。このようにすることで、光学フィルム303は、導光板302から出射された光を、平面光の照明光Rとして液晶パネル200の裏面へ出射する。
As shown in FIG. 18, the
反射フィルム304は、図18に示すように、実施形態1と同様に、導光板302において出射面PSに対して反対側に位置する面に対面するように設けられている。反射フィルム304は、導光板302において出射面PS1に対して反対側に位置する面PS2から出射される光を受けて、導光板302の出射面PS1の側へ、その光を反射する。
As shown in FIG. 18, the
以下より、上記において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の動作について説明する。
Hereinafter, in the above, when a human finger is touched or moved to the pixel area PA of the
図22は、本発明に係る実施形態3において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の様子を模式的に示す断面図である。図22においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
FIG. 22 is based on the received light data obtained from the detected object F when the human finger as the detected object F is in contact with or moved to the pixel area PA of the
人体の指などの被検知体Fが画素領域PAに接触もしくは移動された場合には、図22に示すように、フロントライト500から照明された照明光RFが、その被検知体Fによって反射される。そして、その反射光HFを、液晶パネル200に設けられたフォトセンサ素子32aが受光する。
When the detected object F such as a human finger is brought into contact with or moved to the pixel area PA, the illumination light RF illuminated from the
具体的には、まず、フロントライト500においては、図22に示すように、導光板502中を光源501から出射された光D1が導光される。
Specifically, first, in the
本実施形態においては、光源501から出射された光D1は、上記したように、赤外光線IRを含んで、導光板502において導光される。
In the present embodiment, the light D1 emitted from the
赤外光線反射層505は、可視光線VRよりも赤外光線IRを選択的に反射するように構成されている。このため、この光源501から出射された光D1において、導光板502の裏面に設けられた赤外光線反射層505へ向かう光D1は、その光D1に含まれる赤外光線IRが、赤外光線反射層505によって選択的に反射される。
The infrared
そして、その赤外光線反射層505によって反射された光D2は、導光板502の出射面PS1から照明光RFとして出射される。
Then, the light D2 reflected by the infrared
つぎに、そのフロントライト500が出射した照明光RFは、被検知体Fに照射され、その被検知体Fによって反射される。ここでは、上述したように、フロントライト500が出射した照明光RFは、赤外光線反射層505によって赤外光線IRが選択的に反射された光であるので、被検知体Fによって反射された反射光HFにおいても、赤外光線IRが多く含まれる。このため、本実施形態においては、被検知体Fである指において静脈中を流れる血液において、照明光RFが反射される。
Next, the illumination light RF emitted from the
そして、液晶パネル200のセンサ領域RAに設けられた受光領域SAにおいては、その被検知体Fによって反射された反射光HFが、フォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かう。そして、その受光領域SAにおいてフォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かう反射光HFを、フォトセンサ素子32aが受光する。ここでは、図22に示すように、センサ領域RAに設けられた受光領域SAにおいて、赤外光線反射層505が設けられていない部分から入射する反射光HFを、フォトセンサ素子32aが受光する。
In the light receiving area SA provided in the sensor area RA of the
そして、受光面JSaへ向かう反射光HFをフォトセンサ素子32aが受光面JSaで受光し、光電変換することによって、その受光した光量に応じた信号強度の受光データを生成する。その後、周辺回路によって、その受光データが読み出される。
The reflected light HF traveling toward the light receiving surface JSa is received by the
つぎに、実施形態1と同様に、そのフォトセンサ素子32aから読み出した受光データを用いて、生態認証部402が、液晶パネル200の正面側において画素領域PAに位置する被検知体Fの像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施する。
Next, as in the first embodiment, the
以上のように、本実施形態においては、導光板502において赤外光線IRを液晶パネル200の背面の側から正面の側へ向かう方向に沿って、赤外光線反射層505が反射する。ここでは、赤外光線反射層505が画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成されたセンサ領域RAに対応するように設けられ、その赤外光線反射層505によって反射された赤外光線IRを多く含むように照明光RFが出射面PS1から出射される。このため、液晶パネル200に内蔵されたフォトセンサ素子32aは、その赤外光線IRを多く含む照明光RFが被検知体Fによって反射された反射光HFを受光し、受光データを生成する。よって、本実施形態においては、実施形態1と同様に、その受光データのS/N比を向上することができ、生態認証を高精度に実施することができる。
As described above, in the present embodiment, the infrared
<実施形態4>
以下より、本発明にかかる実施形態4について説明する。
<Embodiment 4>
Hereinafter, Embodiment 4 according to the present invention will be described.
図23は、本発明にかかる実施形態4において、フロントライト500dを模式的に示す断面図である。図24は、本発明にかかる実施形態4において、フロントライト500dの要部を模式的に示す斜視図である。 FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a front light 500d in Embodiment 4 according to the present invention. FIG. 24 is a perspective view schematically showing the main part of the front light 500d in the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態は、図23および図24に示すように、フロントライト500dの導光板502dの構成が、実施形態3の場合と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態3と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 23 and 24, the configuration of the
図23および図24に示すように、本実施形態において、導光板502dは、赤外光線反射層505に代わって、赤外光線反射部としてプリズム面505Pが設けられている。
As shown in FIGS. 23 and 24, in the present embodiment, the
プリズム面505Pは、図23に示すように、導光板502dにおいて出射面PS1に対して反対側に位置する面PS2に設けられており、光源501を構成する赤外光源501bから出射された赤外光線を選択的に反射する。
As shown in FIG. 23, the
ここでは、プリズム面505Pは、液晶パネル200の背面の側から正面の側へ向かう方向に沿って、その赤外光線を選択的に反射するように、傾斜面の角度が調整されて形成される。具体的には、入射する赤外光線の入射角に応じて、その傾斜角度を調整して形成する。たとえば、導光板502dを成形する際に、このプリズム面505Pについても同時に成形することで、導光板502dにプリズム面505Pを形成する。このプリズム面505Pは、画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成された領域に対応するように設けられ、そのプリズム面505Pによって反射された赤外光線が、照明光RFとして出射面PS1から出射される。
Here,
このプリズム面505Pは、図23および図24に示すように、複数設けられている。ここでは、プリズム面505Pは、導光板502dの面PS2の中央部分に設けられている。
A plurality of prism surfaces 505P are provided as shown in FIGS. Here, the
以下より、上記において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の動作について説明する。
Hereinafter, in the above, when a human finger is touched or moved to the pixel area PA of the
図25は、本発明に係る実施形態4において、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200の画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の様子を模式的に示す断面図である。図25においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
FIG. 25 is based on the received light data obtained from the detected object F when the finger of the human body as the detected object F is in contact with or moved to the pixel area PA of the
人体の指などの被検知体Fが画素領域PAに接触もしくは移動された場合には、図25に示すように、実施形態3と同様に、フロントライト500から照明された照明光RFが、その被検知体Fによって反射される。そして、その反射光HFを、液晶パネル200に設けられたフォトセンサ素子32aが受光する。
When the detected object F such as a human finger is in contact with or moved to the pixel area PA, as shown in FIG. 25, the illumination light RF illuminated from the
本実施形態においては、光源501から出射された光D1において、導光板502dの裏面に設けられたプリズム面505Pへ向かう光D1は、そのプリズム面505Pが可視光線VRよりも赤外光線IRを選択的に法線方向zへ反射するように構成されている。このため、その光D1に含まれる赤外光線IRが、プリズム面505Pによって選択的に法線方向zへ反射される。そして、そのプリズム面505Pによって反射された光D2は、導光板502の出射面PS1から照明光RFとして出射される。
In the present embodiment, in the light D1 emitted from the
そして、実施形態1と同様に、そのフロントライト500が出射した照明光RFは、被検知体Fに照射され、その被検知体Fによって反射される。その後、液晶パネル200のセンサ領域RAに設けられた受光領域SAにおいては、その被検知体Fによって反射された反射光HFが、フォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かい、フォトセンサ素子32aが受光する。そして、フォトセンサ素子32aが光電変換することによって、その受光した光量に応じた信号強度の受光データを生成する。その後、周辺回路によって、その受光データが読み出される。
As in the first embodiment, the illumination light RF emitted from the
そして、実施形態1と同様に、そのフォトセンサ素子32aから読み出した受光データを用いて、生態認証部402が、液晶パネル200の正面側において画素領域PAに位置する被検知体Fの像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施する。
Then, as in the first embodiment, the
以上のように、本実施形態においては、導光板502dにおいて赤外光線IRを液晶パネル200の背面の側から正面の側へ向かう方向に沿って、プリズム面505Pが反射する。ここでは、プリズム面505Pが画素領域PAにて複数のフォトセンサ素子32aが形成されたセンサ領域RAに対応するように設けられ、そのプリズム面505Pによって反射された赤外光線IRを含む照明光RFが出射面PS1から出射される。このため、液晶パネル200に内蔵されたフォトセンサ素子32aは、その赤外光線IRを多く含む照明光RFが被検知体Fによって反射された反射光HFを受光し、受光データを生成する。よって、本実施形態においては、実施形態3と同様に、その受光データのS/N比を向上することができ、生態認証を高精度に実施することができる。
As described above, in the present embodiment, the
<実施形態5>
以下より、本発明にかかる実施形態5について説明する。
<
The fifth embodiment according to the present invention will be described below.
図26は、本発明にかかる実施形態5において、液晶表示装置100eの構成を示す断面図である。また、図27は、本発明にかかる実施形態5において、液晶パネル200eの画素領域PAに設けられた画素Pの概略を模式的に示す断面図である。図27は、図3と同様に、図4においてX1−X2部分に対応する部分である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal display device 100e in the fifth embodiment of the present invention. FIG. 27 is a cross-sectional view schematically showing an outline of the pixel P provided in the pixel area PA of the
本実施形態は、本実施形態の液晶表示装置100eを示す図26と、実施形態3の液晶表示装置100cを示す図17とを比較して判るように、バックライト300cが設けられていない点が実施形態3と異なる。また、本実施形態の液晶パネル200eを示す図27と、実施形態1と同様に実施形態3の液晶パネル200を示す図3とを比較して判るように、画素電極62が異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態3と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
In the present embodiment, as can be seen by comparing FIG. 26 showing the liquid crystal display device 100e of the present embodiment with FIG. 17 showing the liquid crystal display device 100c of the third embodiment, the backlight 300c is not provided. Different from the third embodiment. Further, as can be seen by comparing FIG. 27 showing the
本実施形態の液晶表示装置100eは、図26に示すように、液晶パネル200eとデータ処理部400とフロントライト500とが設けられているが、バックライト300が設けられていない。データ処理部400とフロントライト500との構成については、実施形態3と同様である。
As shown in FIG. 26, the liquid crystal display device 100e of this embodiment includes a
液晶パネル200eにおいて画素電極62Hは、実施形態3のように光を透過する透明電極ではなく、光を反射する反射電極である。たとえば、銀を用いて形成されている。つまり、液晶パネル200eは、透過型ではなく、反射型であって、正面側から入射する光を、この反射電極である画素電極62Hが反射することで、画像表示が実施されるように構成されている。この点を除き、液晶パネル200eは、他の構成が実施形態3と同様に形成されている。
In the
上記の液晶表示装置100eにおいて、被検知体Fとして人体の指が液晶パネル200eの画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の動作については、実施形態3と同様である。
In the liquid crystal display device 100e described above, when a human finger as the detected object F is brought into contact with or moved to the pixel area PA of the
すなわち、図22において示したように、フロントライト500においては、導光板502中を光源501から出射された光D1が導光され、その光D1に含まれる赤外光線IRが、赤外光線反射層505によって選択的に反射される。そして、その赤外光線反射層505によって反射された光D2は、導光板502の出射面PS1から照明光RFとして出射される。
That is, as shown in FIG. 22, in the
そして、そのフロントライト500が出射した照明光RFは、被検知体Fに照射され、その被検知体Fによって反射される。ここでは、上述したように、フロントライト500が出射した照明光RFは、赤外光線反射層505によって赤外光線IRが選択的に反射された光であるので、被検知体Fによって反射された反射光HFにおいても、赤外光線IRが多く含まれる。このため、本実施形態においては、被検知体Fである指において静脈中を流れる血液において、照明光RFが反射される。
The illumination light RF emitted from the
そして、液晶パネル200eのセンサ領域RAに設けられた受光領域SAにおいては、その被検知体Fによって反射された反射光HFが、フォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かい、その反射光HFをフォトセンサ素子32aが受光する。そして、フォトセンサ素子32aが光電変換することによって、その受光した光量に応じた信号強度の受光データを生成する。その後、周辺回路によって、その受光データが読み出される。
Then, in the light receiving area SA provided in the sensor area RA of the
そして、実施形態3と同様に、そのフォトセンサ素子32aから読み出した受光データを用いて、生態認証部402が、液晶パネル200eの正面側において画素領域PAに位置する被検知体Fの像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施する。
Then, as in the third embodiment, the
以上のように、本実施形態においては、実施形態3と同様に、液晶パネル200eに内蔵されたフォトセンサ素子32aは、その赤外光線IRを多く含む照明光RFが被検知体Fによって反射された反射光HFを受光し、受光データを生成する。このため、本実施形態は、実施形態3と同様に、その受光データのS/N比を向上することができ、生態認証を高精度に実施することができる。
As described above, in the present embodiment, similarly to the third embodiment, the
<実施形態6>
以下より、本発明にかかる実施形態6について説明する。
<Embodiment 6>
The sixth embodiment according to the present invention will be described below.
図28は、本発明にかかる実施形態6において、EL表示装置100Eの構成を示す断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a configuration of an
本実施形態は、図28に示すように、液晶パネル200に代わって、ELパネル200Eが配置され、EL表示装置100Eとして表示装置を形成した点が、実施形態5と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態5と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
As shown in FIG. 28, the present embodiment is different from the fifth embodiment in that an
図29は、本発明にかかる実施形態6において、ELパネル200Eの画素領域PAに複数設けられた画素Pの概略を模式的に示す断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view schematically showing an outline of a plurality of pixels P provided in the pixel area PA of the
図29に示すように、ELパネル200Eは、基板201Sを有し、その基板201Sの面においては、電界発光素子31Eと、フォトセンサ素子32aとが形成されている。ここでは、上記の液晶パネル200と同様に、複数の画素Pがマトリクス状に配置された画素領域PAが設けられており、電界発光素子31Eとフォトセンサ素子32aとのそれぞれが、画素Pに対応するように形成されている。そして、ELパネル200Eにおいては、電界発光素子31Eが、たとえば、アクティブマトリクス駆動によって駆動され、画像表示が実施される。また、ELパネル200Eにおいては、他の実施形態と同様に、フォトセンサ素子32aを駆動することによって、フォトセンサ素子32aから受光データを収集する。
As shown in FIG. 29, the
このELパネル200Eにおいて、基板201Sは、たとえば、絶縁材料によって形成されており、たとえば、ガラス基板である。
In this
電界発光素子31Eは、表示領域TAに設けられており、光を発光することで画像表示を実施する。電界発光素子31Eは、図示を省略しているが、たとえば、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極が、順次、基板201Sの側から積層されて形成されている。そして、電界発光素子31Eにおいては、陰極と陰極との間に電圧を印加することで、発光層において光が発光する。具体的には、陰極と陰極との間に電圧を印加することによって、その電子と正孔とが発光層内で結合してエネルギーを生じ、そのエネルギーによって発光層内の発光材料が励起し、その励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生するように構成されている。
The
本実施形態においては、電界発光素子31Eは、図29に示すように、赤色電界発光素子31ERと、緑色電界発光素子31EGと、青色電界発光素子31EBとを含む。そして、赤色電界発光素子31ERが赤色の光を発光し、緑色電界発光素子31EGが緑色の光を発光し、青色電界発光素子31EBが青色の光を発光する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 29, the
フォトセンサ素子32aは、図29に示すように、他の実施形態と同様に、センサ領域RAに設けられている。そして、フォトセンサ素子32aは、液晶パネル200の正面側から入射する光を受光して、受光データを生成する。
As shown in FIG. 29, the
上記のEL表示装置100Eにおいて、被検知体Fとして人体の指がELパネル200Eの画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の動作については、実施形態3と同様である。
In the
図30は、本発明に係る実施形態6において、被検知体Fとして人体の指がELパネル200Eの画素領域PAに接触もしくは移動された際に、その被検知体Fから得られる受光データに基づいて生態認証する際の様子を模式的に示す断面図である。図30においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
FIG. 30 is based on received light data obtained from a detected object F when a human finger as the detected object F is in contact with or moved to the pixel area PA of the
図30において示したように、フロントライト500においては、導光板502中を光源501から出射された光D1が導光され、その光D1に含まれる赤外光線IRが、赤外光線反射層505によって選択的に反射される。そして、その赤外光線反射層505によって反射された光D2は、導光板502の出射面PS1から照明光RFとして出射される。
As shown in FIG. 30, in the
そして、そのフロントライト500が出射した照明光RFは、被検知体Fに照射され、その被検知体Fによって反射される。ここでは、上述したように、フロントライト500が出射した照明光RFは、赤外光線反射層505によって赤外光線IRが選択的に反射された光であるので、被検知体Fによって反射された反射光HFにおいても、赤外光線IRが多く含まれる。このため、本実施形態においては、被検知体Fである指において静脈中を流れる血液において、照明光RFが反射される。
The illumination light RF emitted from the
そして、ELパネル200Eのセンサ領域RAにおいては、その被検知体Fによって反射された反射光HFが、フォトセンサ素子32aの受光面JSaへ向かい、その反射光HFをフォトセンサ素子32aが受光する。そして、フォトセンサ素子32aが光電変換することによって、その受光した光量に応じた信号強度の受光データを生成する。その後、周辺回路によって、その受光データが読み出される。
Then, in the sensor region RA of the
そして、実施形態3と同様に、そのフォトセンサ素子32aから読み出した受光データを用いて、生態認証部402が、ELパネル200Eの正面側にて画素領域PAに位置する被検知体Fの像をイメージングし、そのイメージングした画像から生態認証を実施する。
As in the third embodiment, the
以上のように、本実施形態においては、実施形態3と同様に、ELパネル200Eに内蔵されたフォトセンサ素子32aは、その赤外光線IRを多く含む照明光RFが被検知体Fによって反射された反射光HFを受光し、受光データを生成する。このため、本実施形態は、実施形態3と同様に、その受光データのS/N比を向上することができ、生態認証を高精度に実施することができる。
As described above, in the present embodiment, as in the third embodiment, the
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。 In implementing the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be employed.
たとえば、本実施形態においては、画素スイッチング素子31を、ボトムゲート型の薄膜トランジスタとして構成する場合について説明したが、これに限定されない。
For example, in the present embodiment, the case where the
図31は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子31xの構成の変形形態を示す断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a modified form of the configuration of the
図31に示すように、たとえば、トップゲート型のTFTを、画素スイッチング素子31xとして形成してもよい。また、この他に、デュアルゲート構造になるように、このフォトセンサ素子32aを形成してもよい。
As shown in FIG. 31, for example, a top gate type TFT may be formed as the
また、本実施形態においては、複数の画素Pに対応するように複数のフォトセンサ素子32aを設ける場合について示したが、これに限定されない。たとえば、複数の画素Pに対して1つのフォトセンサ素子32aを設けてもよく、逆に、1つの画素Pに対して複数のフォトセンサ素子32aを設けてもよい。また、画素領域PAの一部の領域において、画素Pに対応するようにフォトセンサ素子32aを設けてもよい。
In the present embodiment, the case where the plurality of
また、本実施形態においては、フォトセンサ素子32aが生成した受光データを生態認証の実施において用いる場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、被検知体Fの位置を検出するために、受光データを用いても良い。その他、さまざまな用途において利用することができる。
Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the light reception data which the
また、本実施形態の液晶表示装置100などの表示装置は、さまざまな電子機器の部品として適用することができる。
Further, the display device such as the liquid
図32から図36は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置100を適用した電子機器を示す図である。
32 to 36 are diagrams showing electronic apparatuses to which the liquid
図32に示すように、テレビジョン放送を受信し表示するテレビにおいて、その受信した画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置100を適用することができる。また、生態認証の実施において受光データを用いる場合に適用してもよい。
As shown in FIG. 32, in a television that receives and displays a television broadcast, the received image is displayed on a display screen, and the liquid
また、図33に示すように、デジタルスチルカメラにおいて、その撮像画像などの画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置100を適用することができる。また、生態認証の実施において受光データを用いる場合に適用してもよい。
Also, as shown in FIG. 33, in a digital still camera, the liquid
また、図34に示すように、ノート型パーソナルコンピュータにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置100を適用することができる。また、生態認証の実施において受光データを用いる場合に適用してもよい。
As shown in FIG. 34, in a notebook personal computer, the liquid
また、図35に示すように、携帯電話端末において、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置100を適用することができる。また、生態認証の実施において受光データを用いる場合に適用してもよい。
As shown in FIG. 35, in a mobile phone terminal, an operation image or the like is displayed on a display screen, and the liquid
また、図36に示すように、ビデオカメラにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置100を適用することができる。また、生態認証の実施において受光データを用いる場合に適用してもよい。
As shown in FIG. 36, in a video camera, an operation image or the like is displayed on a display screen, and the liquid
そして、上記と同様に、他の実施形態の液晶表示装置やEL表示装置などの表示装置を、さまざまな電子機器の部品として適用することができる。 Similarly to the above, display devices such as liquid crystal display devices and EL display devices according to other embodiments can be applied as components of various electronic devices.
この他に、本実施形態においては、フォトセンサ素子32aについて、PIN型のフォトダイオードを設けた場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、i層に不純物がドーピングされたPDN構造のフォトダイオードを、フォトセンサ素子32aとして形成しても同様な効果を奏することができる。さらに、フォトトランジスタをフォトセンサ素子32aとして設けても良い。
In addition, in the present embodiment, the case where a PIN photodiode is provided as the
また、本実施形態においては、赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとのそれぞれをストライプ形状とし、それぞれを水平方向xに並ぶように形成している。そして、これと共に、赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bとに並ぶように、受光領域SAを赤フィルタ層21Rの隣に形成している。しかしながら、これに限定されない。たとえば、赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bと受光領域SAとを一組とし、その赤フィルタ層21Rと緑フィルタ層21Gと青フィルタ層21Bと受光領域SAとを、2×2のマトリクス状に配置しても良い。
In the present embodiment, each of the
また、本実施形態においては、不可視光線として赤外光線を含むように照明光を照射する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、不可視光線として紫外光線を含むように照明光を照射してもよい。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where illumination light was irradiated so that an infrared ray may be included as an invisible light ray, it is not limited to this. For example, the illumination light may be irradiated so as to include ultraviolet light as invisible light.
また、IPS(In−Plane−Swiching)、FFS(Field Fringe Switching)方式など、さまざまな方式の液晶パネルに適用可能である。さらに、電子ペーパーなどの他の表示装置においても、適用可能である。 In addition, the present invention can be applied to various types of liquid crystal panels such as IPS (In-Plane-Switching) and FFS (Field Fringe Switching). Furthermore, the present invention can be applied to other display devices such as electronic paper.
なお、上記の実施形態において、液晶表示装置100,100c,100eは、本発明の表示装置に相当する。また、上記の実施形態において、EL表示装置100Eは、本発明の表示装置に相当する。また、上記の実施形態において、液晶パネル200,200c,200eは、本発明の表示パネルに相当する。また、上記の実施形態において、ELパネル200Eは、本発明の表示パネル,ELパネルに相当する。また、上記の実施形態において、TFTアレイ基板201は、本発明の第1基板に相当する。また、上記の実施形態において、対向基板202は、本発明の第2基板に相当する。また、上記の実施形態において、液晶層203は、本発明の液晶層に相当する。また、上記の実施形態において、バックライト300,300b,300cは、本発明の照明部、照明装置に相当する。また、上記の実施形態において、光源301は、本発明の光源に相当する。また、上記の実施形態において、導光板302は、本発明の導光板に相当する。また、上記の実施形態において、可視光源301aは、本発明の可視光源に相当する。また、上記の実施形態において、赤外光源301bは、本発明の不可視光源に相当する。また、上記の実施形態において、反射フィルム304は、本発明の反射部,不可視光線反射部に相当する。また、上記の実施形態において、赤外光線反射層305は、本発明の不可視光線反射層,不可視光線反射部に相当する。また、上記の実施形態において、回折格子部305KKは、本発明の回折格子部,不可視光線反射部に相当する。また、上記の実施形態において、生態認証部402は、本発明の生態認証部に相当する。また、上記の実施形態において、フロントライト500,500dは、本発明の照明部、照明装置に相当する。また、上記の実施形態において、光源501は、本発明の光源に相当する。また、上記の実施形態において、導光板502,502dは、本発明の導光板に相当する。また、上記の実施形態において、赤外光源501bは、本発明の不可視光源に相当する。また、上記の実施形態において、赤外光線反射層505は、本発明の不可視光線反射層,不可視光線反射部に相当する。また、上記の実施形態において、プリズム面505Pは、本発明のプリズム面,不可視光線反射部に相当する。また、上記の実施形態において、画素領域PAは、本発明の画素領域に相当する。また、上記の実施形態において、画素Pは、本発明の画素に相当する。また、上記の実施形態において、フォトセンサ素子32aは、本発明のフォトセンサ素子に相当する。
In the above embodiment, the liquid
100,100c,100e:液晶表示装置(表示装置)、100E:EL表示装置(表示装置)、200,200c,200e:液晶パネル(表示パネル)、200E:ELパネル(表示パネル,ELパネル)、201:TFTアレイ基板(第1基板)、202:対向基板(第2基板)、203:液晶層(液晶層)、300,300b,300c:バックライト(照明部、照明装置)、301:光源(光源)、302:導光板(導光板)、301a:可視光源(可視光源)、301b:赤外光源(不可視光源)、303:光学フィルム、303a:拡散シート、303b:プリズムシート、304:反射フィルム(反射部,不可視光線反射部)、305:赤外光線反射層(不可視光線反射層,不可視光線反射部)、305KK:回折格子部(回折格子部,不可視光線反射部)、400:データ処理部、401:制御部、402:生態認証部(生態認証部)、500,500d:フロントライト(照明部,照明装置)、501:光源(光源)、502,502d:導光板(導光板)、501b:赤外光源(不可視光源)、505:赤外光線反射層(不可視光線反射層,不可視光線反射部)、505P:プリズム面(プリズム面,不可視光線反射部)、PA:画素領域(画素領域)、CA:周辺領域、P:画素(画素)、11:表示用垂直駆動回路、12:表示用水平駆動回路、13:センサ用垂直駆動回路、14:センサ用水平駆動回路、21:カラーフィルタ層、21K:ブラックマトリクス層、21S:遮光部、23:対向電極、31:画素スイッチング素子、32a:フォトセンサ素子(フォトセンサ素子)、62:画素電極 100, 100c, 100e: liquid crystal display device (display device), 100E: EL display device (display device), 200, 200c, 200e: liquid crystal panel (display panel), 200E: EL panel (display panel, EL panel), 201 : TFT array substrate (first substrate), 202: Counter substrate (second substrate), 203: Liquid crystal layer (liquid crystal layer), 300, 300b, 300c: Backlight (illumination unit, illumination device), 301: Light source (light source) ), 302: light guide plate (light guide plate), 301a: visible light source (visible light source), 301b: infrared light source (invisible light source), 303: optical film, 303a: diffusion sheet, 303b: prism sheet, 304: reflective film ( Reflection part, invisible light reflection part), 305: Infrared light reflection layer (invisible light reflection layer, invisible light reflection part), 305KK: Diffraction grating part Diffraction grating unit, invisible light reflection unit), 400: data processing unit, 401: control unit, 402: ecological authentication unit (biological authentication unit), 500, 500d: front light (illumination unit, lighting device), 501: light source ( Light source), 502, 502d: light guide plate (light guide plate), 501b: infrared light source (invisible light source), 505: infrared light reflection layer (invisible light reflection layer, invisible light reflection part), 505P: prism surface (prism surface) , PA: pixel area (pixel area), CA: peripheral area, P: pixel (pixel), 11: vertical drive circuit for display, 12: horizontal drive circuit for display, 13: vertical drive for sensor Circuit: 14: Horizontal driving circuit for sensor, 21: Color filter layer, 21K: Black matrix layer, 21S: Light shielding part, 23: Counter electrode, 31: Pixel switching element, 32a: Photo Capacitors element (photosensor device), 62: pixel electrode
Claims (18)
前記照明部は、
光を照射する光源と、
前記表示パネルの面に対面するように配置されており、前記光源から出射された光が入射面から入射され、当該入射面から入射された光を導光し、当該導光した光が出射面において前記照明光として出射される導光板と
を含み、
前記表示パネルは、
前記表示パネルの正面の側から背面の側へ向かう光を受光するフォトセンサ素子
を複数含み、当該複数のフォトセンサ素子が前記画素領域に配置されており、前記正面の側において画像を表示するように構成されており、
前記光源は、
不可視光線を前記光として出射する不可視光源
を含み、
前記導光板は、
前記不可視光源から出射された不可視光線を、前記表示パネルの背面の側から正面の側へ反射する不可視光線反射部
を含み、当該不可視光線反射部が前記画素領域にて前記複数のフォトセンサ素子が形成された領域に対応するように設けられ、当該不可視光線反射部によって反射された不可視光線が前記照明光として前記出射面から出射される
表示装置。 A display panel having a plurality of pixels arranged along a surface in the pixel region; and an illumination unit that emits illumination light along a normal direction of the surface of the display panel.
The illumination unit is
A light source that emits light;
It is arranged so as to face the surface of the display panel, the light emitted from the light source is incident from the incident surface, the light incident from the incident surface is guided, and the guided light is emitted. A light guide plate emitted as the illumination light in
The display panel is
A plurality of photosensor elements that receive light traveling from the front side to the back side of the display panel, the plurality of photosensor elements being arranged in the pixel region, and displaying an image on the front side Is composed of
The light source is
An invisible light source that emits invisible light as the light,
The light guide plate is
An invisible light reflecting portion that reflects the invisible light emitted from the invisible light source from the back side to the front side of the display panel, and the invisible light reflecting portion includes the plurality of photosensor elements in the pixel region. A display device that is provided so as to correspond to the formed region, and invisible light reflected by the invisible light reflection unit is emitted from the emission surface as the illumination light.
請求項1に記載の表示装置。 The invisible light source is configured to emit infrared light as the invisible light;
The display device according to claim 1.
を有し、
前記フォトセンサ素子は、前記生態によって前記照明部が出射する照明光が前記表示パネルの正面の側から背面の側へ反射された反射光を受光することによって、前記受光データを生成し、
前記生態認証部は、前記受光データに基づいて、前記生態について認証する、
請求項2に記載の表示装置。 Having an ecological authentication unit for authenticating ecology located on the front side of the display panel;
The photo sensor element generates the light reception data by receiving reflected light reflected from the front side of the display panel to the back side of the illumination light emitted by the illumination unit due to the ecology,
The ecology authentication unit authenticates the ecology based on the received light data.
The display device according to claim 2.
請求項3に記載の表示装置。 The photosensor element generates the light reception data by receiving reflected light obtained by reflecting the illumination light by the ecological blood.
The display device according to claim 3.
背面側に位置する第1基板と、
前記第1基板から間隔を置いて対面しており、正面側に位置する第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間にて挟持されており、液晶分子が配向されている液晶層と
を含む液晶パネルである、
請求項4に記載の表示装置。 The display panel is
A first substrate located on the back side;
A second substrate that faces the first substrate at a distance and is located on the front side;
A liquid crystal panel including a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate and having liquid crystal molecules aligned;
The display device according to claim 4.
請求項5に記載の表示装置。 The illumination unit is disposed on the back side of the display panel.
The display device according to claim 5.
前記照明部は、
可視光線を出射する可視光源
を含み、
前記導光板は、前記可視光源から出射された可視光線が、前記不可視光源から出射された不可視光線と共に前記入射面に入射され、当該入射面から入射された可視光線と不可視光線とを導光し、当該導光した可視光線と不可視光線とが前記出射面から前記照明光として出射され、前記透過型の液晶パネルである表示パネルの画素領域において画像を表示させる、
請求項6に記載の表示装置。 The display panel is a transmissive liquid crystal panel,
The illumination unit is
Including a visible light source that emits visible light,
The light guide plate is configured such that visible light emitted from the visible light source enters the incident surface together with invisible light emitted from the invisible light source, and guides visible light and invisible light incident from the incident surface. The guided visible light and invisible light are emitted from the exit surface as the illumination light, and an image is displayed in a pixel area of the display panel which is the transmissive liquid crystal panel.
The display device according to claim 6.
不可視光線を反射する不可視光線反射顔料を含んでいる不可視光線反射層
を有する、
請求項7に記載の表示装置。 The invisible light reflecting portion is
Having an invisible light reflecting layer containing an invisible light reflecting pigment that reflects invisible light,
The display device according to claim 7.
請求項8に記載の表示装置。 In the invisible light reflecting portion, a plurality of the invisible light reflecting layers are formed in a region where the photosensor element is formed in the pixel region, and the plurality of invisible light reflecting layers are arranged at intervals. Yes,
The display device according to claim 8.
不可視光線を回折する回折格子部と、
前記回折格子部によって回折された不可視光線を反射する反射部と
を有する、
請求項7に記載の表示装置。 The invisible light reflecting portion is
A diffraction grating part that diffracts invisible rays;
A reflective part that reflects invisible light diffracted by the diffraction grating part,
The display device according to claim 7.
請求項10に記載の表示装置。 In the invisible light reflection portion, in the region where the photosensor element is formed in the pixel region, a plurality of the diffraction grating portions are formed, and the plurality of diffraction grating portions are arranged at intervals.
The display device according to claim 10.
請求項5に記載の表示装置。 The illumination unit is disposed on the front side of the display panel.
The display device according to claim 5.
請求項12に記載の表示装置。 The invisible light reflection unit includes a prism surface that reflects the invisible light emitted from the invisible light source from the back side to the front side of the display panel.
The display device according to claim 12.
不可視光線を反射する不可視光線反射顔料を含んでいる不可視光線反射層
を有する、
請求項12に記載の表示装置。 The invisible light reflecting portion is
Having an invisible light reflecting layer containing an invisible light reflecting pigment that reflects invisible light,
The display device according to claim 12.
請求項14に記載の表示装置。 In the invisible light reflecting portion, a plurality of the invisible light reflecting layers are formed in a region where the photosensor element is formed in the pixel region, and the plurality of invisible light reflecting layers are arranged at intervals. Yes,
The display device according to claim 14.
請求項12に記載の表示装置。 The display panel is a reflective liquid crystal panel.
The display device according to claim 12.
請求項3に記載の表示装置。 The display panel is an EL panel.
The display device according to claim 3.
前記照明部は、
光を照射する光源と、
前記表示パネルの面に対面するように配置されており、前記光源から出射された光が入射面から入射され、当該入射面から入射された光を導光し、当該導光した光が出射面において前記照明光として出射される導光板と
を含み、
前記光源は、
不可視光線を前記光として出射する不可視光源
を含み、
前記導光板は、
前記不可視光源から出射された不可視光線を、前記表示パネルの背面の側から正面の側へ反射する不可視光線反射部
を含み、当該不可視光線反射部が前記画素領域にて前記複数のフォトセンサ素子が形成された領域に対応するように設けられ、当該不可視光線反射部によって反射された不可視光線が前記照明光として前記出射面から出射される
照明装置。 A plurality of pixels are arranged along the surface in the pixel area, and a plurality of photosensor elements that generate light reception data by receiving light traveling from the front side to the back side are arranged in the pixel area. The illumination unit emits illumination light so as to follow the normal direction of the display panel that displays an image on the front side.
The illumination unit is
A light source that emits light;
It is arranged so as to face the surface of the display panel, the light emitted from the light source is incident from the incident surface, the light incident from the incident surface is guided, and the guided light is emitted. A light guide plate emitted as the illumination light in
The light source is
An invisible light source that emits invisible light as the light,
The light guide plate is
An invisible light reflecting portion that reflects the invisible light emitted from the invisible light source from the back side to the front side of the display panel, and the invisible light reflecting portion includes the plurality of photosensor elements in the pixel region. An illuminating device that is provided so as to correspond to the formed region, and invisible light reflected by the invisible light reflecting portion is emitted from the emission surface as the illumination light.
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