JP5252428B2 - 表示装置および照明装置 - Google Patents

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。

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）。

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。

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。

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。

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、生体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）。
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。

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。

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体認証する。

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。

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）。
特開２００７−２４９２４１号公報 特開２００７−２２７１１７号公報 特許３７４２８４６号公報 特開２００７−１２８４９７号公報 特開２００４−３１８８１９号公報

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、生体認証を高精度に実施することが困難な場合がある。

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、生体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。

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。

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。
好適には、前記表示パネルの正面の側に位置する生体について認証する生体認証部を有し、前記フォトセンサ素子は、前記生体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、受光データを生成し、前記生体認証部は、前記受光データに基づいて、前記生体について認証する。

好適には、前記フォトセンサ素子は、前記生体の血液によって、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。
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。

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。
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。

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。
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。

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。
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。

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、生体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。

本発明にかかる実施形態の一例について説明する。
＜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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。
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。

データ処理部４００は、図１に示すように、制御部４０１と、生体認証部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。

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。

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。

データ処理部４００の生体認証部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体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、生体認証部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、生体認証を実施する。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体認証を実行する。ここでは、たとえば、各パターン画像の特徴点に基づいて、生体認証を実行し、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。

（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。
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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、生体認証部４０２へ出力する。

（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。

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。
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。

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。
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。

表示領域ＴＡに設けられた各部について説明する。
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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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、生体である被検知体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。

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。
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。

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。

（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。

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。
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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。

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。

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。
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。

（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体認証する際の動作について説明する。

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体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。

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。

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。
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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、生体認証部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体認証を実施する。

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、生体認証を高精度に実施することができる。

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体認証した場合には、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、生体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。

＜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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。

２ｄｓｉｎθ＝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。

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。

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体認証する際の動作について説明する。

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、生体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。

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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、生体認証部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体認証を実施する。

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、生体認証を高精度に実施することができる。

＜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。
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。

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。

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。

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。
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。

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。

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。
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。

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。
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。

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。

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。

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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。

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。

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。
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。

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。

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体認証する際の動作について説明する。

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体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。

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。

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。
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。

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。

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。
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。

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。

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。

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、生体認証部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体認証を実施する。

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、生体認証を高精度に実施することができる。

＜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。
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。

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。

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。
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。

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。

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。

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体認証する際の動作について説明する。

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体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。

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。

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。

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。

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、生体認証部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体認証を実施する。

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、生体認証を高精度に実施することができる。

＜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。
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。

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。

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。

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。

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体認証する際の動作については、実施形態３と同様である。

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。

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。

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。

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、生体認証部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体認証を実施する。

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、生体認証を高精度に実施することができる。

＜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。
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。

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。

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。
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。

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。
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。

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。

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。

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体認証する際の動作については、実施形態３と同様である。

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体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。

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。

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。

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。

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、生体認証部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体認証を実施する。

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、生体認証を高精度に実施することができる。

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。
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。

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。
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。

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。

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体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。

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。
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。

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、生体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。

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、生体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。

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、生体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。

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、生体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。

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、生体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。

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。
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。

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。

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。

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。

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、生体認証部４０２は、本発明の生体認証部に相当する。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。

図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネルを示す平面図である。 図３は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネルにおける画素領域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、液晶パネルの画素領域に設けられた画素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の断面を拡大して示す断面図である。 図６は、本発明にかかる実施形態１において、フォトセンサ素子の断面を拡大して示す断面図である。 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、バックライトの要部を模式的に示す斜視図である。 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１０は、本発明に係る実施形態１において、被検知体として人体の指が液晶パネルの画素領域に接触もしくは移動された際に、その被検知体から得られる受光データに基づいて生体認証する際の様子を模式的に示す断面図である。 図１１は、本発明に係る実施形態１において、光源から出射された光が赤外光線反射層に入射した際の様子を概念的に示す側面図である。 図１２は、本発明に係る実施形態１において、光源から出射された光が赤外光線反射層に入射した際の様子を概念的に示す側面図である。 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、バックライトの要部を模式的に示す斜視図である。 図１５は、本発明にかかる実施形態２において、回折格子部を拡大して示す斜視図である。 図１６は、本発明に係る実施形態２において、被検知体として人体の指が液晶パネルの画素領域に接触もしくは移動された際に、その被検知体から得られる受光データに基づいて生体認証する際の様子を模式的に示す断面図である。 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、バックライトの要部を模式的に示す斜視図である。 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、フロントライトの要部を示す斜視図である。 図２２は、本発明に係る実施形態３において、被検知体として人体の指が液晶パネルの画素領域に接触もしくは移動された際に、その被検知体から得られる受光データに基づいて生体認証する際の様子を模式的に示す断面図である。 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、フロントライトの要部を示す斜視図である。 図２５は、本発明に係る実施形態４において、被検知体として人体の指が液晶パネルの画素領域に接触もしくは移動された際に、その被検知体から得られる受光データに基づいて生体認証する際の様子を模式的に示す断面図である。 図２６は、本発明にかかる実施形態５において、液晶表示装置の構成を示す断面図である。 図２７は、本発明にかかる実施形態５において、液晶パネルの画素領域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２８は、本発明にかかる実施形態６において、ＥＬ表示装置の構成を示す断面図である。 図２９は、本発明にかかる実施形態６において、ＥＬパネルの画素領域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。 図３０は、本発明に係る実施形態６において、被検知体として人体の指がＥＬパネルの画素領域ＰＡに接触もしくは移動された際に、その被検知体から得られる受光データに基づいて生体認証する際の様子を模式的に示す断面図である。 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の構成の変形形態を示す断面図である。 図３２は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。 図３３は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。 図３４は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。 図３５は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。 図３６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器を示す図である。

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：生体認証部（生体認証部）、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

Claims (10)

1. 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
   表示装置。
2. 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、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示パネルの正面の側に位置する生体について認証する生体認証部
   を有し、
   前記フォトセンサ素子は、前記生体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、受光データを生成し、
   前記生体認証部は、前記受光データに基づいて、前記生体について認証する、
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記フォトセンサ素子は、前記生体の血液によって、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、
   請求項３に記載の表示装置。
5. 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、
   請求項４に記載の表示装置。
6. 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、
   請求項５に記載の表示装置。
7. 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、
   請求項６に記載の表示装置。
8. 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、
   請求項７に記載の表示装置。
9. 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、
   請求項８に記載の表示装置。
10. 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、
    請求項７に記載の表示装置。

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