JP4529069B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、使用者固有の情報に基づいて個人認証を行う機能を備えた携帯型の電子機器に関する。

近年、携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯型の電子機器の普及が著しい。このような電子機器は、気軽に音声や電子メール等によりコミュニケーションを図ったり、大量の情報を持ち歩いたりすることができるうえ、電子マネーとしての利用やクレジットカード機能の搭載等も計画されており、今後、一層の普及が見込まれている。
しかしながら、上述したような利便性の向上の反面、携帯型の電子機器においては、個人情報が漏洩したり、重要な機密情報が盗まれたりするという危険性が高いという問題点も有している。そのため、このような各種の情報の盗難や漏洩を防止し、当該情報へのアクセスを制限するために、当該電子機器において使用者本人を識別、認証する個人認証機能の搭載が重要になってきている。

従来、個人認証技術としては、暗証番号等の入力による簡易な手法のほか、近年では、指紋や眼球の虹彩をはじめとする人体固有の生体データを用いて個人を特定する、より高度で厳密な手法が研究、開発され、一部がすでに実用化されている。例えば、指紋を用いた個人認証技術においては、大別して、指（被写体）と検出センサ間に生じる電位の差に基づいて静電容量を検出することにより指紋画像（被写体画像）を読み取る半導体式（静電容量読取型）の指紋読取装置や、指紋画像をプリズムやミラー等の光学系を介して取り込み、マトリクス状に配列されたフォトセンサ（具体的には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等）により明暗情報を読み取る光学式（光学画像読取型）の指紋読取装置等が知られている。

ここで、上述した半導体式の指紋読取装置においては、指が載置され、該指紋画像を読み取る読取検知部（センサアレイ）を、半導体製造技術を用いて極めて薄く、かつ、軽く形成することができるという利点を有している。一方、光学式の指紋読取装置においては、指とフォトセンサの間に光学系が介在するため、薄型化や軽量化に適さないものの、双方の間に電気的な接続状態が存在しないため、被写体に帯電した静電気による指紋読取装置の破損や、使用者本人が静電気放電に伴う不快感を感じることがなく、また、指紋の読取応答速度も比較的速いという利点を有している。

しかしながら、上述した半導体式の指紋読取装置のみならず、上記フォトセンサとして多用されているＣＣＤやＣＭＯＳセンサも、周知のように、半導体基板上に形成される構成を有しているため、従来技術に係る指紋読取装置はいずれも不透明であった。そのため、より小型薄型化や軽量化が求められる携帯型の電子機器においては、このような指紋読取装置を電子機器が本来備えている機能部（例えば、画像表示部）上に直接設けることはできなかった。

以下に、従来技術における個人認証機能として、指紋読取装置を搭載した携帯型の電子機器（携帯電話機）について具体的に説明する。
図１４は、従来技術における指紋読取装置を搭載した携帯型の電子機器の一例を示す概略構成図である。
図１４（ａ）、（ｂ）に示す装置構成は、例えば、特許文献１等に記載されているように、携帯電話機（電子機器）１０Ｐ、１０Ｑが本来備えている表示パネル（画像表示部）１１Ｐ、１１Ｑとは別に、指紋読取センサ（指紋読取装置）１２Ｐ、１２Ｑを、該携帯電話機１０Ｐ、１０Ｑの筐体に独立して設けた構成を有している。しかしながら、このような構成においては、携帯電話機（電子機器）１０Ｐ、１０Ｑの大きさが増大してしまい、携帯型の電子機器に対する小型薄型化等の要望に十分応えることができないという問題があった。

このような問題を回避するためには、指紋読取センサを小型化することが考えられるが、指紋による個人認証においては、指紋画像から数カ所以上の特徴点を抽出する必要があるため、指紋読取センサの検知面が少なくとも指先の大きさに対して十分な大きさを有していることが必要となり、上述したような小型の指紋読取センサでは、指紋画像の良好な読み取りが困難となり、認証精度が低下するという問題があった。

また、指紋読取装置を搭載した電子機器の他の構成例としては、例えば、特許文献２や特許文献３等に記載されているように、電子機器が本来有している画像表示部（表示パネル）に、指紋読取装置（指紋読取センサ）を一体化して搭載するようにしたものも知られている。
例えば、特許文献２には、バックライトを備えた液晶表示パネル上にプリズムを設けて、指紋画像（被写体画像）をフォトセンサに導くようにした構成が記載されており、また、特許文献３には、液晶表示パネルの各表示画素内に、画素トランジスタ（ＴＦＴ）とともにフォトダイオードを内蔵するようにした構成が記載されている。

特開２００２−２７９４１２号公報 （図１、図５ 第２頁〜第３頁） 特開２００１−３５１０９９号公報 （図１ 第３頁） 特開２００２−３３８２３号公報 （図１ 第４頁）

しかしながら、上述したような従来技術においては、次に示すような問題点を有している。
すなわち、特許文献２等に記載された装置構成のように、液晶表示パネル上にプリズム等の光学部材を設け、側面に設けたフォトセンサに被写体画像を導くようにした構成においては、被写体画像をフォトセンサまで導くための、プリズム等の光学部材の厚みが比較的大きくなり、また、一部の光学部品（ミラー）やフォトセンサ等を液晶表示パネルの設置領域の外部に設ける必要があり、電子機器を十分に小型薄型化することが困難であるという問題を有している。

また、特許文献３等に記載された装置構成のように、表示画素内にフォトダイオードを形成するようにした構成においては、既存の液晶表示パネルやフォトセンサアレイ等のデバイスや設計資産等をそのまま適用することができないうえ、基板上に形成する素子数が増加し、微細加工が必要となるため、製品歩留まりの低下を招き、製造コストが上昇するという問題を有している。

さらに、特許文献２や特許文献３等に記載された装置構成においては、携帯電話機等の電子機器が本来備えている画像表示部（表示パネル）に指紋読取装置（指紋読取センサ）を一体化して搭載した構成を有しているため、当該画像表示部の表面に直接指や手のひらを載置、接触する必要があり、電子機器の使用者の体質等により画像表示部に皮脂や水分が付着して、画像表示部の表面に傷が生じたり、表示画像の視認性を妨げたりする等の問題を有している。近年の携帯型の電子機器においては、静止画や動画等の大容量データの表示による画像の鮮明さが重要な商品価値となっているため、このような汚れの付着や傷つきが避けられない装置構成を、電子機器の使用者が好まないという問題も有している。

そこで、本発明は、上述した課題に鑑み、使用者固有の情報（指紋画像等）を良好に読み取り、適切な個人認証を実現しつつ、画像表示部本来の良好な画像表示を実現することができ、さらに、装置構成の小型薄型化が可能な携帯型の電子機器を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、所定の表示領域に複数の表示画素が２次元配列された画像表示手段と、前記表示領域に向けて光を照射する発光手段と、所定の読取領域に複数の読取画素が２次元配列されるとともに、前記発光手段と前記読取領域との間に前記表示領域が介在するように前記画像表示手段に積層配置された画像読取手段と、を備え、前記画像読取手段は、被写体が接触可能なように前記読取領域に対応して設けられた検知面を有しているとともに、前記表示領域に対応する領域に、前記読取領域と、前記読取領域を除く領域であって前記読取領域と同一の構成を有するダミー画素が前記読取画素と同一の間隔で配列されている領域と、を有し、前記複数の表示画素を通過してきた前記発光手段からの光を照明光にして、前記検知面に接触した部分の被写体画像を読み取ることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、前記画像読取手段は、前記照明光が前記検知面で前記読取領域に向けて反射された光を前記複数の読取画素により受光するように形成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の電子機器において、前記画像読取手段は、前記照明光が前記読取領域を一旦通過した前記照明光が前記検知面で前記読取領域に向けて反射されるように形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れかに記載の電子機器において、少なくとも、機能動作上、必要不可欠な情報を表示する主表示部と、付加的な情報を表示する副表示部と、を有し、前記画像読取手段は、前記副表示部に形成されている。

請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れかに記載の電子機器において、前記読取画素は、半導体層からなるチャネル領域を挟んで形成された透過性を有する電極材料からなるソース電極及びドレイン電極と、前記チャネル領域の上方に透過性を有する絶縁膜を介して形成された透過性を有する電極材料からなる第１のゲート電極と、前記チャネル領域の下方に透過性を有する絶縁膜を介して形成された遮光性を有する電極材料からなる第２のゲート電極と、を有するフォトセンサであることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の電子機器において、前記読取画素は、前記第１のゲート電極にリセットパルスを印加して前記読取画素を初期化し、前記ソース電極にプリチャージパルスを印加した後、前記第２のゲート電極に読み出しパルスを印加することにより、前記初期化終了から前記読み出しパルスの印加までの電荷蓄積期間に、前記チャネル領域に入射した光の量に応じて蓄積された電荷の量に対応する電圧信号を出力して前記被写体画像を読み取ることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、所定の表示領域に複数の表示画素が２次元配列された自発光型の表示パネルと、所定の読取領域に複数の読取画素が２次元配列されるとともに、前記表示パネルに積層配置された画像読取手段と、を備え、前記画像読取手段は、前記表示パネルが発光する光を入射させる入射面と、被写体が接触可能なように前記読取領域に対応して設けられた検知面と、を有しているとともに、前記表示領域に対応する領域に、前記読取領域と、前記読取領域を除く領域であって前記読取領域と同一の構成を有するダミー画素が前記読取画素と同一の間隔で配列されている領域と、を有し、前記入射面を通過してきた前記表示パネルからの光を照明光にして、前記検知面に接触した部分の被写体画像を読み取ることを特徴とする。

本発明によれば、使用者固有の情報（指紋画像等）を良好に読み取り、適切な個人認証を実現しつつ、画像表示部本来の良好な画像表示を実現することができ、さらに、装置構成の小型薄型化が可能になる。

以下に、本発明に係る電子機器の実施の形態について、詳しく説明する。
＜全体構成＞
図１は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示す全体構成図である。ここで、図１（ａ）は、本実施形態に係る電子機器（携帯電話機）の操作面（内面）側を示す図であり、図１（ｂ）は、電子機器の背面（外面）側を示す図である。なお、本実施形態においては、電子機器の一例として携帯電話機を示すが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の画像表示部（ディスプレイ）を備えるものであれば、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の他の電子機器であってもよい。また、以下に示す実施形態においては、各種の携帯電話機のうち、近年主流である折りたたみ式の筐体構造を有するものを示すが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、旧来のバー型のものや、いわゆるリボルバ型等の特殊な筐体構造を有しているものであってもよい。

まず、本発明に係る電子機器（携帯電話機）の全体構成について簡単に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る携帯電話機１０は、概略、ヒンジ部１４を中心にして、操作ボタン１３等が配置された基部筐体ＢＡＳと、メインディスプレイ１１、サブディスプレイ１２等が配置された表示部筐体ＤＩＳと、が折りたたみ可能なように構成されている。

基部筐体ＢＡＳには、操作面（筐体内面）側に通話先の電話番号や文字入力のための番号ボタンや、電話帳やアプリケーション等の特定の機能の選択、実行を行うための選択ボタン等からなる操作ボタン１３が設けられ、表示部筐体ＤＩＳには、例えば、携帯電話機１０の折りたたみ時（基部筐体ＢＡＳと表示部筐体ＤＩＳを、ヒンジ部１４を支点として操作面側に折りたたんだ状態）に、上記操作ボタン１３と対向するように配置され、上記操作ボタン１３の操作により入力された番号や文字、あるいは、実行されたアプリケーション等を表示するメインディスプレイ（主表示部）１１や、該メインディスプレイ１１の背面（筐体外面）側に配置され、携帯電話機１０の折りたたみ時に、時刻や、電話、メールの着信状態等を表示するサブディスプレイ（副表示部、画像表示部）１２等が設けられている。

ここで、メインディスプレイ１１は、携帯電話機１０本来の主要な機能情報を表示するための必要不可欠な画像表示部（主表示部）であり、サブディスプレイ１２は、例えば、携帯電話機１０を折りたたみ、メインディスプレイ１１を使用していない状態において、携帯電話機１０の使用者に特定の付加情報（例えば、電話やメールの着信を報知する文字情報や簡易な画像等）を通知するための補助的な画像表示部（副表示部）である。

このような筐体構造は、近年、市場に普及している携帯電話機の多くに適用されており、上述したような表示内容の違いに応じて、例えば、メインディスプレイ１１においては、対角寸法が２インチ程度の比較的大画面で、高精細の表示パネルが用いられ、一方、サブディスプレイ１２においては、対角寸法が１インチ程度の比較的小画面で、低画質の表示パネルが用いられる傾向にある。
このような構成を有する携帯電話機１０において、本発明においては、特に、上記サブディスプレイ１１部分に、画像表示機能に加え、個人認証に係る画像（例えば、指紋画像）を読み取る画像読取機能を備えた構成を有している。

次いで、本実施形態に係る携帯電話機の画像表示部の構造について、具体的に説明する。
図２は、本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）の要部構成例を示す概略断面図である。ここで、図２においては、図示の都合上、表示部筐体要部の断面部分を表すハッチングの一部を省略する。なお、本実施形態においては、携帯電話機（電子機器）１０の表示部筐体ＤＩＳの操作面（筐体内面）側に配置されたメインディスプレイ１１の背面側に、サブディスプレイ１２（画像表示部２００ｓ）及び個人認証用の画像読取部（指紋読取センサ）１００が設けられた構成を示すが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子機器の筐体の特定の位置に複数のディスプレイが独立して配置され構成を有するものであればよい。

本実施形態に適用されるメインディスプレイ１１は、具体的には、図２に示すように、表示部筐体ＤＩＳの操作面側（図面下方）に視野が設定されるように、冷陰極線管等の光源ＬＧＴ３、及び、アクリル等の導光板ＧＤＰ３からなるバックライトＢＬ３と、該バックライトＢＬ３による照射光の放射方向（すなわち、上記視野側）に配置された主基板ＳＵＢ３１、及び、該主基板ＳＵＢ３１に対向するように配置された対向基板ＳＵＢ３２、主基板ＳＵＢ３１及び対向基板３２間に設けられた液晶封入層ＬＹｍ、主基板ＳＵＢ３１上に搭載されたドライバ回路（ドライバＩＣチップ）ＤＲＩＣ３、該ドライバ回路ＤＲＩＣ３に接続されたフレキシブルプリント配線ＦＰＴ３からなる画像表示部２００ｍと、を備えた構成を有している。

また、サブディスプレイ２００ｓは、図２に示すように、表示部筐体ＤＩＳの背面側（図面上方）に視野が設定されるように、上記メインディスプレイ１１と同等の光源ＬＧＴ２及び導光板ＧＤＰ２からなるバックライト（発光手段）ＢＬ２と、該バックライトＢＬ２による照射光の放射方向（上記視野側）に配置された主基板ＳＵＢ２１、及び、該主基板ＳＵＢ２１に対向するように配置された対向基板ＳＵＢ２２、主基板ＳＵＢ２１及び対向基板２２間に設けられた液晶封入層ＬＹｓ、主基板ＳＵＢ２１上に搭載されたドライバ回路（ドライバＩＣチップ）ＤＲＩＣ２、該ドライバ回路ＤＲＩＣ２に接続されたフレキシブルプリント配線ＦＰＴ２からなる画像表示部（透過型の液晶表示パネル、画像表示手段）２００ｓと、を備えた構成を有している。

また、サブディスプレイ２００ｓの視野側（図面上方）には透過性を有する画像読取部（指紋読取センサ；画像読取手段）１００が、少なくとも画像読取エリア（検知エリア）が画像表示エリアに平面的に重なるように積層配置され、詳しくは後述するが、サブディスプレイ２００ｓから放射される光を画像読取部１００が透過することにより、サブディスプレイ２００ｓによる情報表示を行うことができるとともに、画像読取部１００による画像の読み取りを行うことができるように構成される。この画像読取部１００は、図２に示すように、上記サブディスプレイ２００ｓの対向基板ＳＵＢ２２の視野側に配置された透明な絶縁性の基板ＳＵＢ１と、該基板ＳＵＢ１上に形成されたフォトセンサアレイ１１０と、基板ＳＵＢ１上に搭載されたドライバ回路（ドライバＩＣチップ；集積回路チップ）ＤＲＩＣ１と、該ドライバ回路ＤＲＩＣ１に接続されたフレキシブルプリント配線ＦＰＴ１と、を備えた構成を有している。

以下、各構成についてさらに具体的に説明する。
＜画像読取部＞
図３は、本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）に適用される画像読取部の一構成例を示す要部構成図である。
図３に示すように、本実施形態に係る画像読取部（指紋読取センサ）１００は、大別して、多数のフォトセンサ（読取画素）ＰＳを、例えば、ｎ行×ｍ列（ｎ、ｍは任意の自然数）のマトリクス状に配列したフォトセンサアレイ１１０と、各フォトセンサＰＳのトップゲート端子ＴＧを行方向に接続して伸延するトップゲートラインＬｔと、各フォトセンサＰＳのボトムゲート端子ＢＧを行方向に接続して伸延するボトムゲートラインＬｂと、各フォトセンサＰＳのソース端子Ｓを列方向に接続して伸延するソースライン（データライン）Ｌｓと、ドレイン端子Ｄを所定の低電位電圧（例えば、接地電位）Ｖssに共通に接続するドレインライン（コモンライン）Ｌｄと、各トップゲートラインＬｔに接続されたトップゲートドライバ１２０と、各ボトムゲートラインＬｂに接続されたボトムゲートドライバ１３０と、各ソースラインＬｓに接続されたソースドライバ１４０と、を有して構成されている。

なお、図３において、トップゲート制御信号は、トップゲートドライバ１２０において後述するリセット電圧（リセットパルス）及びキャリヤ蓄積電圧のいずれかとして選択的に出力される信号φＴ１、φＴ２、…φＴｉ、…φＴｎを生成するための制御信号であり、ボトムゲート制御信号は、後述する読み出し電圧及び非読み出し電圧のいずれかとして選択的に出力される信号φＢ１、φＢ２、…φＢｉ、…φＢｎを生成するための制御信号であり、ソース制御信号は、後述するプリチャージ電圧Ｖpgを各フォトセンサＰＳに印加するとともに、各フォトセンサＰＳに蓄積されたキャリヤに対応するデータ電圧Ｖrdの読み出しを制御するための制御信号である。これらの制御信号はいずれも、例えば、図示を省略したシステムコントローラ等により生成されて供給される。また、図３において、ＣＳｍは、操作面側の筐体ケースであり、ＣＳｓは、背面側の筐体ケースである。

このような構成を有する画像読取部１００において、トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０は、本実施形態においては、図２に示したように、各々ドライバＩＣチップ（集積回路チップ）の形態を有し、フォトセンサアレイ１１０が形成された透明な基板ＳＵＢ１上であって、該フォトセンサアレイ１１０近傍の周辺領域に配置、実装された構成を有している。

（フォトセンサＰＳ）
図４は、本実施形態に係る画像読取部に適用可能なフォトセンサの素子構造を示す概略断面図である。
上述した画像読取部１００（フォトセンサアレイ１１０）に適用可能なフォトセンサＰＳは、概略、図４に示すように、励起光（ここでは、可視光）の入射により電子−正孔対が生成されるアモルファスシリコン等の半導体層（チャネル領域）１０１と、該半導体層１０１の両端に、各々ｎ^＋シリコンからなる不純物層（オーミックコンタクト層）１０７、１０８を介して形成され、クロム、クロム合金、アルミ、アルミ合金等から選択された導電性材料からなり、可視光に対して不透明なソース電極１０２（ソース端子Ｓ）及びドレイン電極１０３（ドレイン端子Ｄ）と、半導体層１０１の上方（図面上方）にブロック絶縁膜（ストッパ膜）１０４及び上部ゲート絶縁膜１０５を介して形成され、酸化スズ膜やＩＴＯ膜（インジウム−スズ酸化膜）等の透明電極層からなり、可視光に対して透過性を示すトップゲート電極ＴＧｘ（第１のゲート電極；トップゲート端子ＴＧ）と、半導体層１０１の下方（図面下方）に下部ゲート絶縁膜１０６を介して形成され、クロム、クロム合金、アルミ、アルミ合金等から選択された導電性材料からなり、可視光に対して不透明なボトムゲート電極ＢＧｘ（第２のゲート電極；ボトムゲート端子ＢＧ）と、を有して構成されている。

すなわち、本実施形態に係るフォトセンサアレイ１１０に適用されるフォトセンサＰＳは、いわゆる、ダブルゲート型の薄膜トランジスタ構造を有し、図４に示すように、半導体製造技術を適用して基板ＳＵＢ１上に薄膜形成されている。また、該フォトセンサＰＳを含む基板ＳＵＢ１の一面側全体には保護絶縁膜（パッシベーション膜）１０９が被覆形成されて、フォトセンサＰＳの電気的、物理化学的損傷を抑制するように構成されている。

なお、図４に示したフォトセンサＰＳおいて、トップゲート絶縁膜１０５、ブロック絶縁膜１０４、ボトムゲート絶縁膜１０６を構成する絶縁膜、及び、トップゲート電極ＴＧｘ上に設けられる保護絶縁膜１０９は、いずれも半導体層１０１を励起する可視光に対して高い透過率を有する材質、例えば、窒化シリコンや酸化シリコン等により構成されていることにより、図面下方に設けられた光源（図示を省略；上述したサブディスプレイ１２を構成するバックライトＢＬ２）からの照射光を図面上方に透過させるとともに、保護絶縁膜１０９の上面に設けられた検知面ＤＴＣに載置された被写体（指）に反射して、図面上方からフォトセンサＰＳ（詳しくは、半導体層１０１）に入射する光のみを検知する構造を有している。

（トップゲートドライバ１２０／ボトムゲートドライバ１３０）
図５は、本実施形態に係る画像読取部に適用可能なトップゲートドライバ又はボトムゲートドライバの一構成例を示す概略ブロック図である。ここで、トップゲートドライバ１２０及びボトムゲートドライバ１３０は、略同等の構成を有しているので、以下の説明においては、主に、トップゲートドライバの構成について説明する。

トップゲートドライバ１２０（又は、ボトムゲートドライバ１３０）は、例えば、図５に示すように、概略、図示を省略したシステムコントローラ等からトップゲート制御信号（又は、ボトムゲート制御信号）として供給されるスタート信号ＳＴtb、２相の基準クロック信号ＣＫ、ＣＫｂ、出力イネーブル信号ＯＥtb等に基づいて、スタート信号ＳＴtbを所定のタイミングで順次シフトしつつ、各トップゲートラインＬｔ（又は、ボトムゲートラインＬｂ）に対応するシフト信号Ｓout1、Ｓout2、・・・Ｓoutn、Ｓoutdを出力するシフトレジスタ回路部１２１と、該シフトレジスタ回路部１２１から順次出力されるシフト信号Ｓout1、Ｓout2、・・・Ｓoutnを、所定の信号レベルに増幅してリセットパルスφＴｉ（又は、読み出しパルスφＢｉ）として、各トップゲートラインＬｔ（又は、ボトムゲートラインＬｂ）に出力する出力バッファ部１２２と、を有して構成されている。

（ソースドライバ１４０）
図６は、本実施形態に係る画像読取部に適用可能なソースドライバの一構成例を示す概略ブロック図である。
ソースドライバ１４０は、例えば、図６に示すように、概略、図示を省略したシステムコントローラ等からソース制御信号として供給されるスタート信号ＳＴｓ、２相の基準クロック信号ＡＣＫ、ＡＣＫｂ、出力イネーブル信号ＯＥｓ等に基づいて、スタート信号ＳＴｓを所定のタイミングで順次シフトしつつ、各ソースラインＬｓに対応するシフト信号ＡＳout1、ＡＳout2、・・・ＡＳoutmを出力するシフトレジスタ回路部１４１と、ソース制御信号として供給されるプリチャージ信号φpgに基づくタイミング（後述するプリチャージ期間）で、各ソースラインＬｓに所定のプリチャージパルス（プリチャージ電圧Ｖpg）を一斉に印加するプリチャージ回路部１４５と、ソース制御信号として供給されるサンプリング信号φsrに基づくタイミング（後述する読み出し期間）で、各ソースラインＬｓを介して各フォトセンサＰＳに蓄積されたキャリヤに対応するソースライン電圧ＶＤ（データ電圧Ｖrd）を並列的に読み出して保持するサンプリング回路部１４４と、上記サンプリング回路部１４４により読み出された（保持された）ソースライン電圧ＶＤを所定の信号レベルに増幅するソースフォロワ回路部１４３と、上記シフトレジスタ回路部１４１から順次出力されるシフト信号ＡＳout1、ＡＳout2、・・・ＡＳoutmに基づくタイミングで、ソースフォロワ回路部１４３から出力されるデータ電圧を時系列的に取り出してシリアル信号に変換し、読取データ信号Ｖdataとして出力するパラレル−シリアル変換回路部１４２と、を有して構成されている。

（駆動制御方法）
次いで、上述した画像読取部（フォトセンサアレイ）の駆動制御方法について、図面を参照して簡単に説明する。
図７は、本実施形態に係る画像読取部（フォトセンサアレイ）における駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートである。また、図８は、本実施形態に係る画像読取部を指紋読取センサに適用した場合の指紋画像の読み取り動作を示す概念図である。ここで、図８においては、図示の都合上、フォトセンサアレイ１１０の断面部分を表すハッチングの一部を省略する。

上述したフォトセンサアレイ１１０の駆動制御方法は、例えば、図７に示すように、所定の処理動作期間（処理サイクル）に、リセット期間Ｔrst、電荷蓄積期間Ｔａ、プリチャージ期間Ｔprch及び読み出し期間Ｔreadを設定することにより実現される。
図７に示すように、まず、リセット期間Ｔrstにおいては、トップゲートドライバ１２０によりトップゲートラインＬｔを介して、ｉ行目（ｉは１≦ｉ≦ｎの任意の自然数）のフォトセンサＰＳのトップゲート端子ＴＧにリセットパルス（例えば、トップゲート電圧（＝リセットパルス電圧）Ｖtg＝＋１５Ｖのハイレベル）φＴｉを印加して、半導体層１０１に蓄積されているキャリヤ（ここでは、正孔）を放出するリセット動作（初期化動作）を実行する。

次いで、電荷蓄積期間Ｔａにおいては、トップゲートドライバ１２０によりトップゲート端子ＴＧにローレベル（例えば、トップゲート電圧Ｖtg＝−１５Ｖ）のバイアス電圧φＴｉを印加することにより、上記リセット動作を終了し、電荷蓄積動作（キャリヤ蓄積動作）をスタートする。
ここで、電荷蓄積期間Ｔａにおいては、図８に示すように、図４に示したフォトセンサＰＳが形成された透明な基板ＳＵＢ１の下方に設けられたバックライトＢＬ（本実施形態に係る携帯電話機１０においては、図２に示したサブディスプレイ１２を構成するバックライトＢＬ２）から（画像表示部２００ｓを透過して）、フォトセンサアレイ１１０の上面の検知面ＤＴＣに密着して載置された指（被写体）ＦＧに対して照射光Ｌｘが照射され、その反射光Ｌｙが透明電極層からなるトップゲート電極ＴＧｘを通過して半導体層１０１に入射する。これにより、電荷蓄積期間Ｔａ中に半導体層１０１に入射した光量に応じて、半導体層１０１の入射有効領域（キャリヤ発生領域）で電子−正孔対が生成され、半導体層１０１とブロック絶縁膜１０４との界面近傍（チャネル領域周辺）に正孔が蓄積される。

そして、プリチャージ期間Ｔprchにおいては、上記電荷蓄積期間Ｔａに並行して、ソースゲート制御信号として供給されるプリチャージ信号φpgに基づいて、ソースドライバ１４０によりソース端子Ｓにプリチャージパルス（例えば、プリチャージ電圧Ｖpg＝＋５Ｖ）を印加し、ソース電極１０２に電荷を保持させるプリチャージ動作を実行する。
次いで、読み出し期間Ｔreadにおいては、上記プリチャージ期間Ｔprchを経過した後、ボトムゲートドライバ１３０によりボトムゲートラインＬｂを介して、ボトムゲート端子ＢＧに読み出しパルス（例えば、ボトムゲート電圧（＝読み出しパルス電圧）Ｖbg＝＋１０Ｖのハイレベル）φＢｉを印加することにより、電荷蓄積期間Ｔａにチャネル領域に蓄積されたキャリヤ（正孔）に応じたソースライン電圧ＶＤ（データ電圧Ｖrd；電圧信号）をソースドライバ１４０により読み出す読み出し動作が実行される。

ここで、読み出しパルスφＢｉの印加期間（読み出し期間）におけるソースライン電圧ＶＤ（データ電圧Ｖrd）の変化傾向は、電荷蓄積期間Ｔａに蓄積されたキャリヤが多い場合（明状態）には、電圧が急峻に低下する傾向を示し、一方、蓄積されたキャリヤが少ない場合（暗状態）には緩やかに低下する傾向を示すので、例えば、読み出し期間Ｔreadの開始から所定の時間経過後のデータ電圧Ｖrdを検出することにより、フォトセンサＰＳに入射した光の量、すなわち、被写体の明暗パターンに対応した明度データ（明暗情報）を検出することができる。

そして、このような特定の行（ｉ行目）に対する一連の明度データ検出動作を１サイクルとして、上述したフォトセンサアレイ１１０の各行（ｉ＝１、２、・・・ｎ）に対して、同等の動作処理を繰り返すことにより、ダブルゲート型の薄膜トランジスタ構造を有するフォトセンサＰＳを適用したフォトセンサアレイ１１０を、被写体の２次元画像（指紋画像）を明度データとして読み取るモノクローム型の画像読取部として動作させることができる。

＜画像表示部＞
図９は、本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）に適用される画像表示部の一構成例を示す要部構成図である。ここで、本実施形態に適用されるメインディスプレイ１１及びサブディスプレイ１２はいずれも、周知の液晶表示装置と略同等の構成を適用することができるので、以下の説明においては、本発明特有の構成に関連するサブディスプレイ１２の構成を示して簡単に説明する。

図９に示すように、本実施形態に係る画像表示部２００（２００ｍ、２００ｓ）は、概略、液晶画素（表示画素）Ｐｘが２次元配列された透過型の液晶画素アレイ２１０と、該液晶画素アレイ２１０の各行の液晶画素Ｐｘ群を行方向に接続して伸延する走査ラインＳＬと、各表示画素Ｐｘを列方向に接続して伸延するデータラインＤＬと、各走査ラインＳＬに接続され、各行の液晶画素Ｐｘ群を順次走査して選択状態に設定するゲートドライバ（走査ドライバ）２２０と、各データラインＤＬに接続され、上記ゲートドライバ２２０により選択状態に設定された行の液晶画素Ｐｘ群に、所定の表示信号電圧を印加するデータドライバ（信号ドライバ）２３０と、を有して構成されている。

なお、図９において、垂直制御信号は、ゲートドライバ２２０において各行の液晶画素Ｐｘ群を選択状態に設定するための走査信号を順次生成して出力するための制御信号であり、水平制御信号は、選択状態に設定された各液晶画素Ｐｘにおいて表示データに基づく階調表示を行うための表示信号電圧を生成して印加するための制御信号である。これらの制御信号はいずれも、例えば、図示を省略したＬＣＤコントローラ等により生成されて供給される。

このような構成を有する画像表示部２００において、ゲートドライバ２２０及びデータドライバ２３０は、本実施形態においては、図２に示したように、各々ドライバＩＣチップの形態を有し、液晶画素アレイ２１０が形成された透明な基板ＳＵＢ２１（又は、ＳＵＢ３１）上であって、該液晶画素アレイ２１０近傍の周辺領域に配置、実装された構成を有している。

液晶画素アレイ２１０は、図９に示すように、相互に直交して配設された複数の走査ラインＳＬ及び信号ラインＤＬの各交点近傍に、液晶画素Ｐｘが接続されて、マトリクス状に配列された構成を有している。ここで、各液晶画素Ｐｘは、周知のように、走査ラインＳＬにゲート端子が接続され、信号ラインＤＬにソース端子が接続された画素トランジスタＴＦＴと、該画素トランジスタＴＦＴのドレイン端子に一端側（画素電極）が接続され、コモン信号電圧Ｖcomに他端側（共通電極）が接続された液晶容量Ｃlcと、該液晶容量Ｃlcに並列に、画素トランジスタＴＦＴのドレイン端子に一端側（容量電極）が接続され、共通ラインＣＬを介して共通電圧Ｖcs（例えば、コモン信号電圧Ｖcom）に他端側（対向電極）が接続された蓄積容量Ｃｓと、を有している。

ゲートドライバ２２０は、概略、図示を省略したＬＣＤコントローラ等から出力される垂直制御信号（スタート信号、基準クロック信号等）に基づいて、各走査ラインＳＬに走査信号を順次印加して、当該行の表示画素Ｐｘ群を選択状態に設定する。
データドライバ２３０は、概略、図示を省略したＬＣＤコントローラ等から出力される水平制御信号に基づいて、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色の表示データを１行単位で取り込んで保持し、上記ゲートドライバ２２０により選択状態に設定された行の表示画素Ｐｘ群に対して、保持した表示データに対応する表示信号電圧を、各データラインＤＬを介して一括して印加する。

なお、図示を省略したＬＣＤコントローラは、画像表示部２００に供給される表示データ（あるいは、映像信号）及び水平同期信号、垂直同期信号、システムクロック等の各種タイミング信号に基づいて、上記水平制御信号及び垂直制御信号を生成して、ゲートドライバ２２０及びデータドライバ２３０に供給する。
また、図示を省略したバックライトＢＬ２（又は、ＢＬ３）は、図２に示したように、冷陰極線管からなる光源ＬＧＴ２と導光板ＧＤＰ２（又は、光源ＬＧＴ３と導光板ＧＤＰ３）を適用した周知の構成のバックライトのほか、例えば、有機ＥＬ素子を２次元配列した構成や、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源からの光を導光板により拡散して放射するようにした構成等を適用するものであってもよい。

ここで、特に、サブディスプレイ１２の背面側に配置された光源ＬＧＴ２から放射される光は、サブディスプレイ１２を構成する液晶画素アレイ２１０を透過することにより、画像表示部２００ｓに所望の画像情報を表示して、使用者に視認させるために用いられるとともに、該サブディスプレイ１２（液晶画素アレイ２１０）を透過した光が、さらに視野側に配置されたフォトセンサアレイ１１０を透過することにより、検知面ＤＴＣに載置された被写体の画像（指紋画像）を読み取るための照射光（図８に示した照射光Ｌｘ）として用いられる。

このような構成を有する画像表示部２００における駆動制御方法は、まず、水平制御信号に基づいて、データドライバ２３０により液晶画素アレイ２１０の１行分の表示データが順次取り込み保持される。一方、垂直制御信号に基づいて、ゲートドライバ２２０により液晶画素アレイ２１０に配設された各走査ラインＳＬに走査信号を順次印加して各行の液晶画素Ｐｘ群を選択状態に設定する。そして、データドライバ２３０により、各行の液晶画素Ｐｘ群の選択タイミングに同期して、上記保持した表示データに対応する表示信号電圧を、各データラインＤＬを介して各表示画素Ｐｘに一斉に印加することにより、当該選択状態に設定された各液晶画素Ｐｘに充填された液晶分子が、上記表示データに応じた配向状態に制御される。

このような一連の動作を、１画面分の各行に対して繰り返し実行することにより、上記表示データ（又は、映像信号）に基づく階調表示が行われ、このとき、バックライトＢＬ２（又は、ＢＬ３）を点灯動作させて、照射光を液晶画素アレイ２１０の視野側に透過させることにより、所望の画像情報が投影されて、当該電子機器の使用者に視認される。

（画像読取エリアと画像表示エリアとの関係）
次いで、本実施形態に係る画像読取部（指紋読取センサ）における画像読取エリア（検知エリア）と、画像表示部（サブディスプレイ）における画像表示エリアとの関係について、図面を参照して説明する。
図１０は、本実施形態に係る画像読取部（指紋読取センサ）における画像読取エリア（画像読取領域）と、画像表示部（サブディスプレイ）における画像表示エリア（画像表示領域）との関係を示す概念図である。なお、図１０においては、画像読取エリア（検知エリア）を明確にするために便宜的にハッチングを施した。

本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）に適用されるサブディスプレイ１２は、図２に示したように、単一のバックライトＢＬ２の照射面側に、透過型の液晶表示パネルからなる画像表示部２００ｓ、及び、透過型の画像読取部１００が順次に積層配置された構成を有している。ここで、例えば、図１０（ａ）に示すように、画像表示部２００ｓは、液晶画素アレイ２１０により設定される画像表示エリアＡＲｉを有し、画像読取部（指紋読取センサ）１００は、画像表示部２００ｓによる画像表示を行うために、画像表示エリアＡＲｉの全域から放射される光を透過する構成を有するとともに、フォトセンサアレイ１１０におけるフォトセンサ（読取画素）ＰＳが配列された画像読取エリア（検知エリア）ＡＲｆを有する。

この画像読取部（指紋読取センサ）１００におけるフォトセンサアレイ１１０により設定される画像読取エリア（検知エリア）ＡＲｆと、画像表示部２００ｓにおける液晶画素アレイ２１０により設定される画像表示エリアＡＲｉとの関係は、例えば、図１０（ａ）に示すように、画像読取エリアＡＲｆと画像表示エリアＡＲｉとが、略同一領域を有して、平面的に重なるように設定することができる。このような構成は、サブディスプレイ１２が被写体（指）に対して、略同等、もしくは、十分小さい面積を有する場合や、被写体の周辺領域をも含めた画像読取動作を行った後、被写体画像のみを抽出ような画像処理を実行する場合等に、有効に適用することができる。

また、画像読取エリアＡＲｆと画像表示エリアＡＲｉとの他の関係としては、例えば、図１０（ｂ）に示すように、画像読取エリアＡＲｆが画像表示エリアＡＲｉの一部領域にのみ平面的に重なるように（すなわち、画像読取エリアＡＲｆを画像表示エリアＡＲｉに比較して小さくなるように）設定することができる。
このような構成は、サブディスプレイ１２が被写体（指）に対して、十分大きい面積を有する場合や、被写体のごく一部の領域の画像読取動作のみで、良好に個人認証処理を実行することができる場合等に、有効に適用することができる。

このように、本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）においては、当該筐体に複数設けられた画像表示部（ディスプレイ）のうち、当該携帯電話機の機能動作に必要不可欠な情報以外の、付加的な情報（例えば、電話やメールの着信を報知する文字情報や簡易な画像等）が表示される画像表示部（サブディスプレイ）上に、個人認証を行うための画像読取部（指紋読取センサ）を平面的に重なるように設けた構成を有しているので、本来、サブディスプレイ用に設定されていた領域を用いて、携帯電話機を大型化することなく、個人認証動作の対象となる被写体画像（指紋画像）を良好に読み取ることができる。特に、近年の携帯電話機においては、サブディスプレイとして対角１インチ程度の大きさを有しており、指紋等の人間固有の生体データ（指紋画像等）を読み取るには十分な広さを確保することができる。

また、このような画像表示部上に画像読取部を平面的に重ね合わせた構成においては、バックライトからの光が画像表示部及び画像読取部を透過して視野側に放射されることになるため、光の透過率が低下して、画像表示部本来の表面輝度が低下し、画像表示部に表示される画像情報の画質が低下することになるが、サブディスプレイは、上述したような付加的な情報を表示するものであり、メインディスプレイに比較して高い表示画質が要求されるものではないので、画質がある程度低下した場合であっても、サブディスプレイ本来の画像表示機能を十分に確保することができる。

また、画像表示部の視野側に配置される画像読取部（フォトセンサアレイ）として、半導体製造技術を適用した薄膜トランジスタ構造を有するダブルゲート型フォトセンサを適用することができるので、フォトセンサアレイを含む画像読取部の構成を、従来技術に示したような光学式の画像読取部（指紋読取センサ）に比較して大幅に薄型化することができ、画像表示部（サブディスプレイ）を含めた電子機器全体の小型薄型化を阻害することがない。

また、ダブルゲート型フォトセンサを用いた画像読取部においては、被写体に照射した光の散乱、反射により入射した光の受光量に基づいて明暗情報を取得する画像読取動作を採用しているので、フォトセンサアレイ上面の検知面に静電気放電用の導電層等を設けることができ、上述した半導体式の画像読取装置に比較して静電気による破壊や誤動作、使用者が感じる不快感を簡易に抑制することができる。
さらに、サブディスプレイを構成する画像表示部の視野側に、別個に製造した画像読取部（フォトセンサアレイ）を平面的に重ね合わせた構成を有しているので、既存の画像表示部や画像読取部における製造技術や設計資産をそのまま流用することができるとともに、製品の歩留まりを向上させて製造コストの削減を図ることができる。

なお、上述した実施形態においては、個人認証動作時（指紋読取動作時）におけるバックライトの発光制御について特に言及しなかったが、例えば、サブディスプレイにおける画像表示動作時とは異なる発光輝度で、上述したようなフォトセンサアレイ（画像読取部）における画像読取動作を実行するものであってもよく、この場合、個人認証動作の対象となる被写体の状態や環境照度等に応じて、画像読取動作に適切な発光輝度に設定するものであってもよい。

（画像表示部の表示画質）
次いで、本実施形態に係る画像表示部（サブディスプレイ）における表示画質について、図面を参照して説明する。
図１１は、本実施形態に係る画像表示部（サブディスプレイ）における表面輝度の分布を示す概念図と、該表面輝度を均一化するための構成例を示す概略図である。なお、図１１においては、画像表示エリアの各領域における表面輝度を、明確にするために便宜的にハッチングを施した。

図１０（ｂ）に示したような画像読取エリアＡＲｆと画像表示エリアＡＲｉとの関係においては、例えば、画像表示エリアＡＲｉ（液晶画素アレイ２１０）の略中央領域に画像読取エリアＡＲｆ（フォトセンサアレイ１１０）が配置されることになるが、この場合、画像表示エリアＡＲｉであって、画像読取エリアＡＲｆ以外の領域（すなわち、画像読取エリアＡＲｆの周辺領域）には、画像読取エリアＡＲｆ（フォトセンサアレイ１１０）と各ドライバ回路（トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０）とを接続する各信号ライン（トップゲートラインＬｔ、ボトムゲートラインＬｂ及びソースラインＬｓ）のみが配設された領域が形成されることになる。

具体的には、図１１（ａ）に示すように、画像読取エリアＡＲｆとトップゲートドライバ１２０との間には、トップゲートラインＬｔのみが配設された配線領域ＡＷｔが形成され、画像読取エリアＡＲｆとボトムゲートドライバ１３０との間には、ボトムゲートラインＬｂのみが配設された配線領域ＡＷｂが形成され、画像読取エリアＡＲｆとソースドライバ１４０との間には、ソースラインＬｓのみが配設された配線領域ＡＷｓが形成される。

一方、画像読取エリアＡＲｆ（フォトセンサアレイ１１０）には、図３及び図４に示したように、２次元配列されたフォトセンサＰＳ群に加え、各フォトセンサＰＳに接続されるトップゲートラインＬｔ、ボトムゲートラインＬｂ及びソースラインＬｓの全ての信号ラインが配設されている。また、画像読取エリアＡＲｆの周辺領域であって、上記配線領域ＡＷｔ、ＡＷｂ、ＡＷｓ以外の領域（図１１（ａ）ではハッチングを施していない領域）には、フォトセンサアレイ１１０を構成する、可視光に対して高い透過率を有する絶縁膜（図４参照）のみが積層された領域ＡＲｎが形成される。

そのため、サブディスプレイ１２の表示画質について検証すると、画像読取エリアＡＲｆにおいては、可視光に対して不透明な各信号ライン及びフォトセンサＰＳがマトリクス状に配列されているので、バックライトＢＬ２からの放射光の透過率が大幅に低くなり、配線領域ＡＷｔにおいては、トップゲートラインＬｔがＩＴＯ等の透明電極により構成されているので、その透過率は、画像読取エリアＡＲｆにおける透過率に比較して大幅に高くなり、配線領域ＡＷｂ、ＡＷｓにおいては、ボトムゲートラインＬｂ及びソースラインＬｓが可視光に対して不透明な金属配線により構成されているので、その透過率は、画像読取エリアＡＲｆにおける透過率に比較してわずかに高くなるに留まる。
これにより、図１１（ａ）に示すように、サブディスプレイ１２における表面輝度にバラツキが生じ、画像表示部２００ｓに表示された画像情報の明るさにムラが生じ、サブディスプレイに表示される画像情報によっては、表示画質の著しい低下を招く可能性がある。

そこで、本発明においては、画像読取エリアＡＲｆが画像表示エリアＡＲｉに比較して小さくなるように設定した構成においては、例えば、図１１（ｂ）に示すように、画像読取エリアＡＲｆ以外の画像表示エリアＡＲｉに対応する全領域（画像読取エリアＡＲｆの周辺領域）に、画像読取エリアＡＲｆ（フォトセンサアレイ１１０）と同様に、ダミーのトップゲートラインＤＬｔ、ボトムゲートラインＤＬｂ、ソースラインＤＬｓを配設するとともに、ダミーのフォトセンサ（ダミー画素）ＤＰＳを設けるように構成する。これにより、画像表示エリアＡＲｉに対応する画像読取部１００全域において、バックライトＢＬ２から放射される光の透過率を均一化することができるので、画像表示部２００ｓ（サブディスプレイ１２）に表示された画像情報の明るさのムラ（表面輝度のバラツキ）を抑制することができ、表示画質の劣化を抑制することができる。

ここで、上記ダミーのフォトセンサＤＰＳに接続されたダミーのトップゲートラインＤＬｔ、ボトムゲートラインＤＬｂ、ソースラインＤＬｓは、図１１（ｂ）に示すように、各ドライバ回路（トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０）に電気的に接続されていない構成としてもよいし、各ドライバ回路に接続された構成として、画像読取エリアＡＲｆに配列されたフォトセンサＰＳと同様に駆動電圧を印加して駆動制御するようにしてもよい。

なお、上述した構成例においては、図１１（ａ）に示したような表面輝度のバラツキを抑制する手法として、画像表示エリアＡＲｉに対応する画像読取部１００全域に、フォトセンサ及び各信号ラインを均一に配列することにより、バックライトＢＬ２から放射される光の透過率を均一化する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、バックライトから放射される光の輝度を、各エリアごとに予め制御することにより、画像読取エリアＡＲｆと、その周辺領域における視野側での発光輝度が均一になるように設定するものであってもよい。具体的には、バックライトの放射面と画像表示部の主基板との間にフィルタを介在させたり、バックライトとして有機ＥＬ素子等の発光素子を２次元配列した構成を適用し、上記表面輝度の分布に対応させて発光素子の発光輝度を調整することにより、サブディスプレイにおける表面輝度を均一化して表示画質の劣化を抑制することができる。

（ドライバＩＣチップの実装構造）
次いで、本実施形態に係る画像読取部に適用されるドライバＩＣチップの実装構造について、図面を参照して説明する。
図１２は、本実施形態に係る携帯電話機に適用される画像読取部（指紋読取センサ）に被写体（指）を載置した状態を示す概略図であり、図１３は、本実施形態に係る携帯電話機に適用される画像読取部のドライバＩＣチップの実装レイアウト構造の一例を示す概略図である。

本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）１０に適用されるサブディスプレイ１２は、一般に、図１に示したように、例えば、対角１インチ程度の比較的小さい矩形形状を有しているので、個人認証のために使用者が指先をサブディスプレイ１２（指紋読取センサ）に載置すると、その周辺領域にまで指ＦＧが接触することになる。そのため、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、画像読取部１００の各ドライバ回路（トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０）のＩＣチップがサブディスプレイ１２（又は、フォトセンサアレイ１１０）に近接して配置されていた場合には、サブディスプレイ１２の周辺領域に配置されたドライバＩＣチップが、画像読取部１００（フォトセンサアレイ１１０）の検知面ＤＴＣよりも突出することになって、指先をサブディスプレイ１２に載置する際の障害となり、検知面ＤＴＣに指を良好に密着させることができず、良好な指紋画像の読み取り、及び、高精度の個人認証を実現できなくなる可能性がある。また、サブディスプレイ１２に載置された指ＦＧと、ドライバＩＣチップ（図１２（ｂ）では、ソースドライバ１４０）とが、薄い筐体ケースＣＳｓを介して密着することになるので、指ＦＧに帯電した静電気により、ドライバＩＣチップが破損したり、誤動作を生じたりする等の可能性がある。

そこで、本発明においては、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、サブディスプレイ１２（指紋読取センサ）の周辺領域に配置、実装されるドライバＩＣチップを、指の載置、密着に支障がないように、指ＦＧのサブディスプレイ１２への接触方向以外、あるいは、指ＦＧの延在方向以外（図１３（ａ）では、上方及び左右方向）に配置するように実装する。これにより、個人認証動作時にサブディスプレイ１２に載置された指ＦＧがドライバＩＣチップに接触することがなく、良好に検知面に密着させることができるとともに、サブディスプレイ１２に近接して画像読取部１００の各ドライバ回路（ドライバＩＣチップ）を配置することができる。また、サブディスプレイ１２に載置された指ＦＧとドライバＩＣチップが直接接触することがないので、指ＦＧが帯電していた場合であってもドライバＩＣチップの破損や誤動作の発生を抑制することができる。

なお、上述した実施形態においては、画像読取部１００の構成において、トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０は、各々ドライバＩＣチップの形態を有し、フォトセンサアレイ１１０が形成された透明な絶縁性の基板ＳＵＢ１上の、該フォトセンサアレイ１１０近傍の周辺領域に配置、実装された構成を示したが、上記トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０を、基板ＳＵＢ１上に、例えば、薄膜積層技術を用いたトランジスタ素子等を適用して、フォトセンサアレイ１１０（フォトセンサＰＳ）と略同時に形成するようにしてもよい。

この場合、各ドライバ回路（トップゲートドライバ１２０、ボトムゲートドライバ１３０及びソースドライバ１４０）の厚さを薄くすることができるとともに、フォトセンサアレイ１１０と各ドライバ回路を一体的に形成することができるので、サブディスプレイ１２（指紋読取センサ）に被写体を良好に載置、密着させて、良好な画像読取動作及び個人認証動作を実現することができるとともに、携帯電話機（電子機器）の一層の小型薄型化を図ることができる。

また、上述した実施形態においては、画像表示部（メインディスプレイ及びサブディスプレイ）として、透過型の液晶表示パネルと面光源型のバックライトを備えた構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ素子等の発光素子を含む表示画素をマトリクス状に配列した自己発光型の表示パネルを適用するものであってもよい。この場合には、画像表示部からの放射光により、上述した画像表示動作及び画像読取動作を実現することができるので、上述したバックライトを備える必要がなくなり、画像表示部及び画像読取部（指紋読取センサ）からなる構成全体の厚みをさらに薄型化することができるとともに、バックライトを発光駆動制御するための制御回路や電源回路等を省略して、携帯電話機（電子機器）の一層の小型薄型化及び省電力化を図ることができる。

さらに、上述した実施形態においては、画像表示部における画像表示動作と、画像読取部における画像読取動作との関連については、特に言及しなかったが、例えば、個人認証に伴う指紋画像の読取動作に先立って、サブディスプレイに指先を載置、密着させるように誘導するためのガイド表示を表示するようにしてもよく、また、個人認証動作が正常に終了した場合、あるいは、認証拒否と判断された場合には、サブディスプレイにその旨を通知する表示を行うようにしてもよい。

本発明に係る電子機器の一実施形態を示す全体構成図である。 本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）の要部構成例を示す概略断面図である。 本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）に適用される画像読取部の一構成例を示す要部構成図である。 本実施形態に係る画像読取部に適用可能なフォトセンサの素子構造を示す概略断面図である。 本実施形態に係る画像読取部に適用可能なトップゲートドライバ又はボトムゲートドライバの一構成例を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る画像読取部に適用可能なソースドライバの一構成例を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る画像読取部（フォトセンサアレイ）における駆動制御方法の一例を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る画像読取部を指紋読取センサに適用した場合の指紋画像の読み取り動作を示す概念図である。 本実施形態に係る携帯電話機（電子機器）に適用される画像表示部の一構成例を示す要部構成図である。 本実施形態に係る画像読取部（指紋読取センサ）における画像読取エリアと、画像表示部（サブディスプレイ）における画像表示エリアとの関係を示す概念図である。 本実施形態に係る画像表示部（サブディスプレイ）における表面輝度の分布を示す概念図と、該表面輝度を均一化するための構成例を示す概略図である。 本実施形態に係る携帯電話機に適用される画像読取部（指紋読取センサ）に被写体（指）を載置した状態を示す概略図である。 本実施形態に係る携帯電話機に適用される画像読取部のドライバＩＣチップの実装レイアウト構造の一例を示す概略図である。 従来技術における指紋読取装置を搭載した携帯型の電子機器の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 携帯電話機
１１ メインディスプレイ
１２ サブディスプレイ
１００ 画像読取部
１１０ フォトセンサアレイ
１２０ トップゲートドライバ
１３０ ボトムゲートドライバ
１４０ ソースドライバ
２００、２００ｍ、２００ｓ 画像表示部
２１０ 液晶画素アレイ
ＰＳ フォトセンサ
Ｐｘ 液晶画素
ＳＵＢ１ 基板
ＳＵＢ２１、ＳＵＢ３１ 主基板
ＬＧＴ２、ＬＧＴ３ バックライト

Claims (7)

1. 所定の表示領域に複数の表示画素が２次元配列された画像表示手段と、
   前記表示領域に向けて光を照射する発光手段と、
   所定の読取領域に複数の読取画素が２次元配列されるとともに、前記発光手段と前記読取領域との間に前記表示領域が介在するように前記画像表示手段に積層配置された画像読取手段と、
   を備え、
   前記画像読取手段は、
   被写体が接触可能なように前記読取領域に対応して設けられた検知面を有しているとともに、
   前記表示領域に対応する領域に、前記読取領域と、前記読取領域を除く領域であって前記読取領域と同一の構成を有するダミー画素が前記読取画素と同一の間隔で配列されている領域と、を有し、
   前記複数の表示画素を通過してきた前記発光手段からの光を照明光にして、前記検知面に接触した部分の被写体画像を読み取ることを特徴とする電子機器。
2. 前記画像読取手段は、前記照明光が前記検知面で前記読取領域に向けて反射された光を前記複数の読取画素により受光するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記画像読取手段は、前記照明光が前記読取領域を一旦通過した前記照明光が前記検知面で前記読取領域に向けて反射されるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 少なくとも、機能動作上、必要不可欠な情報を表示する主表示部と、
   付加的な情報を表示する副表示部と、
   を有し、
   前記画像読取手段は、前記副表示部に形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電子機器。
5. 前記読取画素は、
   半導体層からなるチャネル領域を挟んで形成された透過性を有する電極材料からなるソース電極及びドレイン電極と、
   前記チャネル領域の上方に透過性を有する絶縁膜を介して形成された透過性を有する電極材料からなる第１のゲート電極と、
   前記チャネル領域の下方に透過性を有する絶縁膜を介して形成された遮光性を有する電極材料からなる第２のゲート電極と、
   を有するフォトセンサであることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電子機器。
6. 前記読取画素は、前記第１のゲート電極にリセットパルスを印加して前記読取画素を初期化し、前記ソース電極にプリチャージパルスを印加した後、前記第２のゲート電極に読み出しパルスを印加することにより、前記初期化終了から前記読み出しパルスの印加までの電荷蓄積期間に、前記チャネル領域に入射した光の量に応じて蓄積された電荷の量に対応する電圧信号を出力して前記被写体画像を読み取ることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 所定の表示領域に複数の表示画素が２次元配列された自発光型の表示パネルと、
   所定の読取領域に複数の読取画素が２次元配列されるとともに、前記表示パネルに積層配置された画像読取手段と、
   を備え、
   前記画像読取手段は、
   前記表示パネルが発光する光を入射させる入射面と、被写体が接触可能なように前記読取領域に対応して設けられた検知面と、を有しているとともに、
   前記表示領域に対応する領域に、前記読取領域と、前記読取領域を除く領域であって前記読取領域と同一の構成を有するダミー画素が前記読取画素と同一の間隔で配列されている領域と、を有し、
   前記入射面を通過してきた前記表示パネルからの光を照明光にして、前記検知面に接触した部分の被写体画像を読み取ることを特徴とする電子機器。
   

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