KR20230061348A - 화상 표시 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20230061348A
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세이이치로 진타
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

회절광의 발생을 억제 가능한 화상 표시 장치 및 전자 기기를 제공한다. 화상 표시 장치는, 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 구비하고, 상기 복수의 화소 중 적어도 일부의 화소는, 제1 자발광 소자와, 상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과, 가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역을 갖는다.

Description

화상 표시 장치 및 전자 기기
본 개시는, 화상 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근의 스마트폰이나 휴대 전화, PC(Personal Computer) 등의 전자 기기에서는, 표시 패널의 프레임(베젤)에, 카메라 등의 다양한 센서를 탑재하고 있다. 탑재되는 센서도 증가되는 경향이 있고, 카메라 외에, 얼굴 인증용 센서나 적외선 센서, 동체 검출 센서 등이 있다. 한편, 디자인상의 관점이나 경박단소화의 경향에서, 화면 사이즈에 영향을 주지 않고 전자 기기의 외형 사이즈를 가능한 한 콤팩트하게 하는 것이 요구되고 있어, 베젤 폭은 좁아지는 경향이 있다. 이와 같은 배경에서, 표시 패널의 바로 아래에 이미지 센서 모듈을 배치하여, 표시 패널을 통과한 피사체 광을 이미지 센서 모듈로 촬영하는 기술이 제안되어 있다. 표시 패널의 바로 아래에 이미지 센서 모듈을 배치하기 위해서는, 표시 패널을 투명화할 필요가 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2011-175962호 공보
그러나, 표시 패널의 각 화소에는, 화소 회로나 배선 패턴 등의 불투명한 부재가 배치되어 있으며, 그것에 추가하여, 투과율이 낮은 절연층도 배치되어 있다. 이 때문에, 표시 패널의 바로 아래에 이미지 센서 모듈을 배치하면, 표시 패널에 입사된 광은, 표시 패널 내에서 불규칙하게 반사, 굴절 및 회절을 행하고, 이들의 반사, 굴절 및 회절에 의해 생긴 광(이하, '회절광'이라고 칭함)이 발생된 상태에서 이미지 센서 모듈에 입사된다. 회절광이 발생된 채 촬영을 행하면, 피사체 화상의 화질이 저하되어버린다.
이에, 본 개시에서는, 회절광의 발생을 억제 가능한 화상 표시 장치 및 전자 기기를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 개시에 의하면, 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 구비하고,
상기 복수의 화소 중 적어도 일부의 화소는,
제1 자발광 소자와,
상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과,
가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역
을 갖는 화상 표시 장치가 제공된다.
상기 투과창의 형상이 각각 다른 상기 비발광 영역을 갖는 2 이상의 화소가 마련되어도 된다.
상기 비발광 영역은, 당해 화상 표시 장치의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에, 당해 화상 표시 장치를 통해서 입사되는 광을 수광하는 수광 장치에 겹치는 위치에 배치되어도 된다.
상기 제1 자발광 소자에 접속되는 화소 회로는, 상기 제1 발광 영역 내에 배치되어도 된다.
상기 비발광 영역은, 하나의 화소 내에 각각 이격해서 배치되는 복수의 상기 투과창을 가져도 된다.
상기 투과창은, 2 이상의 화소에 걸쳐 배치되어도 된다.
상기 2 이상의 화소에 걸쳐 배치되는 상기 투과창에는, 형상이 다른 복수 종류가 존재해도 된다.
상기 투과창의 광 입사측에 배치되고, 입사된 광을 굴절시켜 상기 투과창으로 유도하는 광학 부재를 구비해도 된다.
상기 광학 부재는,
입사된 광을 광축 방향으로 굴절시키는 제1 광학계와,
상기 제1 광학계로 굴절된 광을 평행화하는 제2 광학계
를 갖고,
상기 투과창은, 상기 제2 광학계로 평행화된 광을 투과시켜도 된다.
상기 투과창의 광 입사측에 배치되고, 입사된 광을 굴절시켜 상기 투과창으로 유도하는 제1 광학 부재와,
상기 투과창의 광 출사측에 배치되고, 상기 투과창으로부터 출사된 광을 평행화시켜 수광 장치로 유도하는 제2 광학 부재
를 구비해도 된다.
상기 복수의 화소 중 일부의 화소를 포함하는 제1 화소 영역과,
상기 복수의 화소 중 상기 제1 화소 영역 내의 화소 이외의 적어도 일부의 화소를 포함하는 제2 화소 영역
을 구비하고,
상기 제1 화소 영역 내의 화소는, 상기 제1 자발광 소자, 상기 제1 발광 영역 및 상기 비발광 영역을 갖고,
상기 제2 화소 영역 내의 화소는,
제2 자발광 소자와,
상기 제2 자발광 소자에 의해 발광되고, 상기 제1 발광 영역보다도 면적이 큰 제2 발광 영역
을 가져도 된다.
상기 제1 화소 영역은, 화소 표시 영역 내의 복수 개소에 이격해서 마련되어도 된다.
상기 제1 화소 영역 내에는, 상기 투과창을 투과한 광에 의한 회절광의 형상이 각각 상이하도록, 각각 다른 형상의 상기 투과창을 갖는 2 이상의 화소가 마련되어도 된다.
상기 제1 자발광 소자는,
하부 전극층과,
상기 하부 전극층의 위에 배치되는 표시층과,
상기 표시층의 위에 배치되는 상부 전극층과,
상기 하부 전극층의 아래에 배치되고, 상기 하부 전극층으로부터 적층 방향으로 연장되는 콘택트를 통해 상기 하부 전극층에 도통되는 배선층
을 갖고,
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 하부 전극층의 단부에 의해 규정되어도 된다.
상기 제1 자발광 소자는,
하부 전극층과,
상기 하부 전극층의 위에 배치되는 표시층과,
상기 표시층의 위에 배치되는 상부 전극층과,
상기 하부 전극층의 아래에 배치되고, 상기 하부 전극층으로부터 적층 방향으로 연장되는 콘택트를 통해 상기 하부 전극층에 도통되는 배선층
을 갖고,
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 배선층의 단부에 의해 규정되어도 된다.
상기 배선층은, 적층된 복수의 금속층을 갖고,
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 복수의 금속층 중 적어도 하나의 금속층의 단부에 의해 규정되어도 된다.
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상을 규정하는 상기 금속층은, 화소 회로 내의 캐패시터의 전극이어도 된다.
상기 제1 발광 영역의 전역은, 상기 투과창의 영역을 제외하고 상기 하부 전극층으로 덮여도 된다.
본 개시의 다른 일 양태에서는, 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 갖는 화상 표시 장치와,
상기 화상 표시 장치를 통해서 입사되는 광을 수광하는 수광 장치
를 구비하고,
상기 화상 표시 장치는, 상기 복수의 화소 중 일부의 화소를 포함하는 제1 화소 영역을 갖고,
상기 제1 화소 영역 내의 상기 일부의 화소는,
제1 자발광 소자와,
상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과,
가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역
을 갖고,
상기 제1 화소 영역의 적어도 일부는, 상기 화상 표시 장치의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에 상기 수광 장치에 겹치도록 배치되는, 전자 기기가 제공된다.
상기 수광 장치는, 상기 비발광 영역을 통하여 광을 수광해도 된다.
상기 수광 장치는, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광을 광전 변환하는 촬상 센서와, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광을 수광해서 거리를 계측하는 거리 계측 센서와, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광에 기초하여 온도를 계측하는 온도 센서 중 적어도 하나를 포함해도 된다.
도 1은 표시 패널의 바로 아래에 배치되는 센서의 구체적인 장소의 일례를 파선으로 나타내는 도면.
도 2a는 표시 패널의 중앙보다 상측의 이면측에 2개의 센서를 나란히 배치한 예를 나타내는 도면.
도 2b는 표시 패널의 네 코너에 센서(5)를 배치한 예를 나타내는 도면.
도 3은 제1 화소 영역 내의 화소의 구조와, 제2 화소 영역 내의 화소의 구조를 모식적으로 나타내는 도면.
도 4는 이미지 센서 모듈의 단면도.
도 5는 이미지 센서 모듈의 광학 구성을 모식적으로 설명하는 도면.
도 6은 피사체로부터의 광이 이미지 센서 위에 결상할 때까지의 광로를 설명하는 도면.
도 7은 OLED를 포함하는 화소 회로의 기본 구성을 나타내는 회로도.
도 8은 제2 화소 영역 내의 화소의 평면 레이아웃도.
도 9는 센서가 바로 아래에 배치되지 않은 제2 화소 영역 내의 화소의 단면도.
도 10은 표시층의 적층 구조의 일례를 나타내는 단면도.
도 11은 센서가 바로 아래에 배치되어 있는 제1 화소 영역 내의 화소의 평면 레이아웃도.
도 12는 센서가 바로 아래에 배치되어 있는 제1 화소 영역 내의 화소의 단면도.
도 13은 회절광을 발생시키는 회절 현상을 설명하는 도면.
도 14는 일 실시 형태에 의한 화상 표시 장치의 평면 레이아웃도.
도 15는 화소 내의 제2 발광 영역의 전역에 애노드 전극을 배치한 평면 레이아웃도.
도 16은 제1 화소 영역의 단면 구조의 제1 예를 나타내는 단면도.
도 17은 제1 화소 영역의 단면 구조의 제2 예를 나타내는 단면도.
도 18은 제1 화소 영역의 단면 구조의 제3 예를 나타내는 단면도.
도 19는 도 14의 제1 변형예에 의한 평면 레이아웃도.
도 20은 도 19의 A-A선 단면도.
도 21은 도 14의 제2 변형예에 의한 평면 레이아웃도.
도 22는 도 21의 A-A선 단면도.
도 23은 도 14의 제3 변형예에 의한 평면 레이아웃도.
도 24는 도 23의 A-A선 단면도.
도 25는 화소 회로의 상세한 회로 구성의 제1 예를 나타내는 회로도.
도 26은 화소 회로의 상세한 회로 구성의 제2 예를 나타내는 회로도.
도 27은 도 14의 제4 변형예에 의한 평면 레이아웃도.
도 28은 도 27의 A-A선 단면도.
도 29a는 투과창이 직사각형인 예를 나타내는 도면.
도 29b는 도 29a의 투과창에 평행광을 입사시켰을 때에 발생하는 회절광을 나타내는 도면.
도 30a는 투과창이 원형인 예를 나타내는 도면.
도 30b는 도 30a의 투과창에 평행광을 입사시켰을 때에 발생하는 회절광을 나타내는 도면.
도 31a는 비발광 영역 내에 복수의 원형의 투과창을 마련한 예를 나타내는 도면.
도 31b는 도 31a의 각 투과창에 평행광을 입사시켰을 때에 발생하는 회절광을 나타내는 도면.
도 32는 회절광의 제거의 제1 예를 나타내는 도면.
도 33은 회절광의 제거의 제2 예를 나타내는 도면.
도 34는 3개의 화소에 걸치도록 1개의 투과창을 마련하는 예를 나타내는 도면.
도 35는 회절광의 제거의 제3 예를 나타내는 도면.
도 36은 제1 화소 영역의 광 입사측에 마이크로렌즈를 배치한 예를 나타내는 단면도.
도 37a는 마이크로렌즈가 없는 경우에 제1 화소 영역에 입사되는 광의 진행 방향을 화살표로 나타낸 도면.
도 37b는 도 36의 마이크로렌즈를 마련한 경우의 광의 진행 방향을 화살표로 나타낸 도면.
도 38은 마이크로렌즈로 굴절된 광의 진행 방향을 화살표선으로 나타낸 도면.
도 39는 제1 화소 영역의 광 입사측에, 볼록 방향의 다른 복수의 마이크로렌즈를 배치한 단면도.
도 40은 제1 화소 영역의 광 입사측에 마이크로렌즈를 배치함과 함께, 제1 화소 영역의 광 출사측에 다른 마이크로렌즈를 배치한 단면도.
도 41은 도 40의 2개의 마이크로렌즈를 통과하는 광의 진행 방향을 화살표선으로 나타낸 도면.
도 42는 제1 실시 형태의 전자 기기를 캡슐 내시경에 적용한 경우의 평면도.
도 43은 제1 실시 형태의 전자 기기를 디지털 일안 반사식 카메라에 적용한 경우의 배면도.
도 44a는 제1 실시 형태의 전자 기기를 HMD에 적용한 예를 나타내는 평면도.
도 44b는 현상의 HMD를 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하여, 화상 표시 장치 및 전자 기기의 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하에서는, 화상 표시 장치 및 전자 기기의 주요한 구성 부분을 중심으로 설명하지만, 화상 표시 장치 및 전자 기기에는, 도시 또는 설명되지 않은 구성 부분이나 기능이 존재할 수 있다. 이하의 설명은, 도시 또는 설명되지 않은 구성 부분이나 기능을 제외하는 것은 아니다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 의한 화상 표시 장치(1)를 구비한 전자 기기(50)의 평면도 및 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 화상 표시 장치(1)는, 표시 패널(2)을 구비하고 있다. 표시 패널(2)에는, 예를 들어 플렉시블·프린트 기판(FPC: Flexible Printed Circuits)(3)이 접속되어 있다. 표시 패널(2)은, 예를 들어 유리 기판 또는 투명 필름 위에 복수의 층을 적층한 것이며, 표시면(2z)에는 종횡으로 복수의 화소가 배치되어 있다. FPC(3)의 위에는, 표시 패널(2)의 구동 회로의 적어도 일부를 내장하는 칩(COF: Chip On Film)(4)이 실장되어 있다. 또한, 구동 회로를 COG(Chip On Glass)로서 표시 패널(2)에 적층해도 된다.
본 실시 형태에 의한 화상 표시 장치(1)는, 표시 패널(2)의 바로 아래에, 표시 패널(2)을 통해서 광을 수광하는 각종 센서(5)를 배치 가능하게 하고 있다. 본 명세서에서는, 화상 표시 장치(1)와 센서(5)를 구비한 구성을 전자 기기(50)라고 칭한다. 전자 기기(50) 내에 마련되는 센서(5)의 종류는 특별히 불문하지만, 예를 들어 표시 패널(2)을 통해서 입사된 광을 광전 변환하는 촬상 센서, 표시 패널(2)을 통해서 광을 투광함과 함께, 대상물에서 반사된 광을 표시 패널(2)을 통해서 수광하여, 대상물까지의 거리를 계측하는 거리 계측 센서, 표시 패널(2)을 통해서 입사된 광에 기초하여 온도를 계측하는 온도 센서 등이다. 이와 같이, 표시 패널(2)의 바로 아래에 배치되는 센서(5)는, 광을 수광하는 수광 장치의 기능을 적어도 구비하고 있다. 또한, 센서(5)는, 표시 패널(2)을 통해서 광을 투광하는 발광 장치의 기능을 구비하고 있어도 된다.
도 1은 표시 패널(2)의 바로 아래에 배치되는 센서(5)의 구체적인 장소의 일례를 파선으로 나타내고 있다. 도 1과 같이, 센서(5)는, 예를 들어 표시 패널(2)의 중앙보다도 상측의 이면측에 배치되어 있다. 또한, 도 1의 센서(5)의 배치 장소는 일례이며, 센서(5)의 배치 장소는 임의이다. 도시된 바와 같이, 표시 패널(2)의 이면측에 센서(5)를 배치함으로써, 표시 패널(2)의 측방에 센서(5)를 배치하지 않아도 되고, 전자 기기(50)의 베젤을 극소화할 수 있어, 전자 기기(50)의 정면측의 거의 전역을 표시 패널(2)로 할 수 있다.
도 1에서는, 표시 패널(2)의 1개소에 센서(5)를 배치하는 예를 나타내고 있지만, 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 복수 개소에 센서(5)를 배치해도 된다. 도 2a는, 표시 패널(2)의 중앙보다 상측의 이면측에 2개의 센서(5)를 나란히 배치한 예를 나타내고 있다. 또한, 도 2b는, 표시 패널(2)의 네 코너에 센서(5)를 배치한 예를 나타내고 있다. 도 2b와 같이, 표시 패널(2)의 네 코너에 센서(5)를 배치하는 것은 이하의 이유이다. 표시 패널(2) 내의 센서(5)와 겹치는 화소 영역은, 투과율을 높게 하는 고안이 실시되기 때문에, 그 주위의 화소 영역과는 표시 품질에 약간의 차이가 발생할 우려가 있다. 인간은 화면 중앙을 응시할 때, 중심 시야가 되는 화면 중앙부는 상세까지 파악할 수 있어, 약간의 차이를 알아차릴 수 있다. 그러나, 주변 시야가 되는 외주부의 상세 시인도는 낮아진다. 통상의 표시 화상에서는 화면 중앙을 보는 일이 많기 때문에, 그 차이를 눈에 띄지 않게 하기 위해서 네 코너에 센서(5)를 배치하는 것이 권장된다.
도 2a나 도 2b와 같이, 표시 패널(2)의 이면측에 복수의 센서(5)를 배치하는 경우, 복수의 센서(5)의 종류는 동일해도 되고 다르게 되어 있어도 된다. 예를 들어, 초점 거리가 다른 복수의 이미지 센서 모듈(9)을 배치해도 되거나, 혹은 촬상 센서(5)와 ToF(Time of Flight) 센서(5) 등과 같이, 다른 종류의 센서(5)를 배치해도 된다.
본 실시 형태에서는, 이면측의 센서(5)와 겹치는 화소 영역(제1 화소 영역)과, 센서(5)와 겹치지 않는 화소 영역(제2 화소 영역)에서, 화소의 구조를 바꾸고 있다. 도 3은, 제1 화소 영역(6) 내의 화소(7)의 구조와, 제2 화소 영역(8) 내의 화소(7)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 제1 화소 영역(6) 내의 화소(7)는, 제1 자발광 소자(6a), 제1 발광 영역(6b), 및 비발광 영역(6c)을 갖는다. 제1 발광 영역(6b)은, 제1 자발광 소자(6a)에 의해 발광되는 영역이다. 비발광 영역(6c)은, 제1 자발광 소자(6a)에 의한 발광은 행하지 않지만, 가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창(6d)을 갖는다. 제2 화소 영역(8) 내의 화소(7)는, 제2 자발광 소자(8a) 및 제2 발광 영역(8b)을 갖는다. 제2 발광 영역(8b)은, 제2 자발광 소자(8a)에 의해 발광되고, 제1 발광 영역(6b)보다도 큰 면적을 갖는다.
제1 자발광 소자(6a) 및 제2 자발광 소자(8a)의 대표예는, 유기 EL(Electroluminescence) 소자(이하에서는, 'OLED: Organic Light Emitting Diode'라고도 칭함)이다. 자발광 소자는, 백라이트를 생략할 수 있기 때문에, 적어도 일부를 투명화할 수 있다. 이하에서는, 자발광 소자로서 OLED를 사용하는 예를 주로 설명한다.
또한, 센서(5)와 겹치는 화소 영역과 센서(5)와 겹치지 않는 화소 영역에서 화소(7)의 구조를 바꾸는 것이 아니라, 표시 패널(2) 내의 전체 화소(7)의 구조를 동일하게 해도 된다. 이 경우, 표시 패널(2) 내의 임의의 장소에 센서(5)를 겹쳐 배치할 수 있도록, 전체 화소(7)를 도 3의 제1 발광 영역(6b)과 비발광 영역(6c)으로 구성하면 된다.
도 4는 이미지 센서 모듈(9)의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이미지 센서 모듈(9)은, 지지 기판(9a)의 위에 실장되는 이미지 센서(9b)와, IR(Infrared Ray) 커트 필터(9c)와, 렌즈 유닛(9d)과, 코일(9e)과, 자석(9f)과, 스프링(9g)을 갖는다. 렌즈 유닛(9d)은, 1개 또는 복수의 렌즈를 갖는다. 렌즈 유닛(9d)은, 코일(9e)에 흘리는 전류의 방향에 따라서 광축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 이미지 센서 모듈(9)의 내부 구성은, 도 4에 도시한 것으로 한정되지는 않는다.
도 5는 이미지 센서 모듈(9)의 광학 구성을 모식적으로 설명하는 도면이다. 피사체(10)로부터의 광은, 렌즈 유닛(9d)에서 굴절되어, 이미지 센서(9b) 위에 결상된다. 렌즈 유닛(9d)에 입사되는 광의 양이 많을수록 이미지 센서(9b)로 수광되는 광량도 증가하여, 감도가 향상된다. 본 실시 형태의 경우, 피사체(10)와 렌즈 유닛(9d)의 사이에 표시 패널(2)이 배치되게 된다. 피사체(10)로부터의 광이 표시 패널(2)을 투과할 때에 표시 패널(2)에서의 흡수, 반사, 회절을 억제하는 것이 중요해진다.
도 6은 피사체(10)로부터의 광이 이미지 센서(9b) 위에 결상할 때까지의 광로를 설명하는 도면이다. 도 6에서는, 표시 패널(2)의 각 화소(7)와 이미지 센서(9b)의 각 화소(7)를 모식적으로 직사각형의 격자 무늬로 표시하고 있다. 도시된 바와 같이, 표시 패널(2)의 각 화소(7)는, 이미지 센서(9b)의 각 화소(7)보다도 훨씬 크다. 피사체(10)의 특정 위치로부터의 광은, 표시 패널(2)의 투과창(6d)을 통과하여, 이미지 센서 모듈(9)의 렌즈 유닛(9d)에서 굴절되어, 이미지 센서(9b) 위의 특정 화소(7)에서 결상된다. 이와 같이, 피사체(10)로부터의 광은, 표시 패널(2)의 제1 화소 영역(6) 내의 복수 화소(7)에 마련된 복수의 투과창(6d)을 투과하여, 이미지 센서 모듈(9)에 입사된다.
도 7은 OLED(5)를 포함하는 화소 회로(12)의 기본 구성을 나타내는 회로도이다. 도 7의 화소 회로(12)는, OLED(5) 외에, 드라이브 트랜지스터 Q1과, 샘플링 트랜지스터 Q2와, 화소 용량 Cs를 구비하고 있다. 샘플링 트랜지스터 Q2는, 신호선 Sig와 드라이브 트랜지스터 Q1의 게이트의 사이에 접속되어 있다. 샘플링 트랜지스터 Q2의 게이트에는, 주사선 Gate가 접속되어 있다. 화소 용량 Cs는, 드라이브 트랜지스터 Q1의 게이트와 OLED(5)의 애노드 전극의 사이에 접속되어 있다. 드라이브 트랜지스터 Q1은, 전원 전압 노드 Vccp와 OLED(5)의 애노드의 사이에 접속되어 있다.
도 8은 센서(5)가 바로 아래에 배치되지 않은 제2 화소 영역(8) 내의 화소(7)의 평면 레이아웃도이다. 제2 화소 영역(8) 내의 화소(7)는, 일반적인 화소 구성을 갖는다. 각 화소(7)는 복수의 색 화소(7)(예를 들어, RGB의 3개의 색 화소(7))를 갖는다. 도 8에는, 가로로 2개의 색 화소(7)와, 세로로 2개의 색 화소(7)의 계 4개의 색 화소(7)의 평면 레이아웃이 도시되어 있다. 각 색 화소(7)는 제2 발광 영역(8b)을 갖는다. 제2 발광 영역(8b)은, 색 화소(7)의 거의 전역으로 확대되어 있다. 제2 발광 영역(8b) 내에는, 제2 자발광 소자(8a)(OLED(5))를 갖는 화소 회로(12)가 배치되어 있다. 도 8의 좌측 2열은, 애노드 전극(12a)보다도 하측의 평면 레이아웃을 나타내고, 도 8의 우측 2열은, 애노드 전극(12a)과, 그 위에 배치되는 표시층(2a)의 평면 레이아웃을 나타내고 있다.
도 8의 우측 2열에 도시된 바와 같이, 색 화소(7)의 거의 전역에 걸쳐서 애노드 전극(12a)과 표시층(2a)이 배치되어 있고, 색 화소(7)의 전역이 광을 발광하는 제2 발광 영역(8b)으로 된다.
도 8의 좌측 2열에 도시된 바와 같이, 색 화소(7)의 화소 회로(12)는, 색 화소(7) 내의 상측 절반의 영역 내에 배치되어 있다. 또한, 색 화소(7)의 상단측에는, 전원 전압 Vccp용 배선 패턴과, 주사선용의 배선 패턴이 수평 방향 X에 배치되어 있다. 또한, 색 화소(7)의 세로 방향 Y의 경계를 따라 신호선 Sig의 배선 패턴이 배치되어 있다.
도 9는 센서(5)가 바로 아래에 배치되지 않은 제2 화소 영역(8) 내의 화소(7)(색 화소(7))의 단면도이다. 도 9는 도 8의 A-A선 방향의 단면 구조를 나타내고 있고, 보다 상세하게는 화소 회로(12) 내의 드라이브 트랜지스터 Q1의 주변 단면 구조를 나타내고 있다. 또한, 도 9를 포함해, 본 명세서에 첨부한 도면에 기재된 단면도는, 특징적인 층 구성을 강조해서 도시하고 있고, 종횡의 길이의 비율은 평면 레이아웃과 반드시 일치하지는 않는다.
도 9의 상면은 표시 패널(2)의 표시면측이며, 도 9의 저면은 센서(5)가 배치되는 측이다. 도 9의 저면측으로부터 상면측(광 출사측)에 걸쳐서, 제1 투명 기판(31)과, 제1 절연층(32)과, 제1 배선층(게이트 전극)(33)과, 제2 절연층(34)과, 제2 배선층(소스 배선 또는 드레인 배선)(35)과, 제3 절연층(36)과, 애노드 전극층(38)과, 제4 절연층(37)과, 표시층(2a)과, 캐소드 전극층(39)과, 제5 절연층(40)과, 제2 투명 기판(41)이 순서대로 적층되어 있다.
제1 투명 기판(31)과 제2 투명 기판(41)은, 예를 들어 가시광 투과성이 우수한 석영 유리나 투명 필름 등으로 형성되는 것이 바람직하다. 또는 제1 투명 기판(31)과 제2 투명 기판(41)의 어느 한쪽을 석영 유리, 다른 한쪽을 투명 필름으로 형성해도 된다.
또한, 제조 관점에서 유색이고 투과율이 그다지 높지 않은 필름, 예를 들어 폴리이미드 필름을 이용해도 된다. 또는 제1 투명 기판(31)과 제2 투명 기판(41)의 적어도 한쪽을, 투명 필름으로 형성해도 된다. 제1 투명 기판(31)의 위에, 화소 회로(12) 내의 각 회로 소자를 접속하기 위한 제1 배선층(M1)(33)이 배치되어 있다.
제1 투명 기판(31)의 위에는, 제1 배선층(33)을 덮도록 제1 절연층(32)이 배치되어 있다. 제1 절연층(32)은, 예를 들어 가시광 투과성이 우수한 실리콘 질화층과 실리콘 산화층의 적층 구조이다. 제1 절연층(32)의 위에는, 화소 회로(12) 내의 각 트랜지스터의 채널 영역이 형성되는 반도체층(42)이 배치되어 있다. 도 9는, 제1 배선층(33)에 형성되는 게이트와, 제2 배선층(35)에 형성되는 소스 및 드레인과, 반도체층(42)에 형성되는 채널 영역을 갖는 드라이브 트랜지스터 Q1의 단면 구조를 모식적으로 도시하고 있지만, 다른 트랜지스터도 이들 층(33, 35, 42)에 배치되어 있고, 도시하지 않은 콘택트에 의해 제1 배선층(33)에 접속되어 있다.
제1 절연층(32)의 위에는, 트랜지스터 등을 덮도록 제2 절연층(34)이 배치되어 있다. 제2 절연층(34)은, 예를 들어 가시광 투과성이 우수한 실리콘 산화층, 실리콘 질화층 및 실리콘 산화층의 적층 구조이다. 제2 절연층(34)의 일부에는 트렌치(34a)가 형성되어, 트렌치(34a) 내에 콘택트 부재(35a)를 충전함으로써, 각 트랜지스터의 소스나 드레인 등에 접속되는 제2 배선층(M2)(35)이 형성되어 있다. 도 9에는, 드라이브 트랜지스터 Q1과 OLED(5)의 애노드 전극(12a)을 접속하기 위한 제2 배선층(35)이 도시되어 있지만, 다른 회로 소자에 접속되는 제2 배선층(35)도 동일한 층에 배치되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제2 배선층(35)과 애노드 전극(12a)의 사이에, 도 9에서는 도시하지 않은 제3 배선층을 마련해도 된다. 제3 배선층은, 화소 회로 내의 배선으로서 사용할 수 있는 것 외에, 애노드 전극(12a)과의 접속에 사용해도 된다.
제2 절연층(34)의 위에는, 제2 배선층(35)을 덮어 표면을 평탄화하기 위한 제3 절연층(36)이 배치되어 있다. 제3 절연층(36)은, 아크릴 수지 등의 수지 재료로 형성되어 있다. 제3 절연층(36)의 막 두께는, 제1 내지 제2 절연층(32, 34)의 막 두께보다도 크게 하고 있다.
제3 절연층(36)의 상면의 일부에는 트렌치(36a)가 형성되어, 트렌치(36a) 내에 콘택트 부재(36b)를 충전해서 제2 배선층(35)과의 도통을 도모함과 함께, 콘택트 부재(36b)를 제3 절연층(36)의 상면측까지 연장시켜 애노드 전극층(38)을 형성하고 있다. 애노드 전극층(38)은 적층 구조이며, 금속 재료층을 포함하고 있다. 금속 재료층은, 일반적으로는 가시광 투과율이 낮아, 광을 반사시키는 반사층으로서 기능한다. 구체적인 금속 재료로서는, 예를 들어 AlNd나 Ag를 적용 가능하다.
애노드 전극층(38)의 최하층은, 트렌치(36a)에 접하는 부분이며, 단선하기 쉽다는 점에서, 적어도 트렌치(36a)의 모서리부는 예를 들어 AlNd 등의 금속 재료로 형성되는 경우가 있다. 애노드 전극층(38)의 최상층은, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전층으로 형성되어 있다. 또는, 애노드 전극층(38)을, 예를 들어 ITO/Ag/ITO의 적층 구조로 해도 된다. Ag는 본래적으로는 불투명하지만, 막 두께를 얇게 함으로써 가시광 투과율이 향상된다. Ag를 얇게 하면 강도가 약해지기 때문에, 양면에 ITO를 배치한 적층 구조로 함으로써, 투명 도전층으로서 기능시킬 수 있다.
제3 절연층(36)의 위에는, 애노드 전극층(38)을 덮도록 제4 절연층(37)이 배치되어 있다. 제4 절연층(37)도, 제3 절연층(36)과 마찬가지로 아크릴 수지 등의 수지 재료로 형성되어 있다. 제4 절연층(37)은, OLED(5)의 배치 장소에 맞춰서 패터닝되어, 오목부(37a)가 형성되어 있다.
제4 절연층(37)의 오목부(37a)의 저면 및 측면을 포함하도록 표시층(2a)이 배치되어 있다. 표시층(2a)은, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같은 적층 구조를 갖는다. 도 10에 도시한 표시층(2a)은, 애노드 전극층(38)측으로부터 적층순으로, 양극(2b), 정공 주입층(2c), 정공 수송층(2d), 발광층(2e), 전자 수송층(2f), 전자 주입층(2g), 및 음극(2h)을 배치한 적층 구조이다. 양극(2b)은, 애노드 전극(12a)이라고도 불린다. 정공 주입층(2c)은, 애노드 전극(12a)으로부터의 정공이 주입되는 층이다. 정공 수송층(2d)은, 정공을 발광층(2e)으로 효율 좋게 운반하는 층이다. 발광층(2e)은, 정공과 전자를 재결합시켜 여기자를 생성하고, 여기자가 기저 상태로 되돌아갈 때에 광을 발광한다. 음극(2h)은, 캐소드 전극이라고도 불린다. 전자 주입층(2g)은, 음극(2h)으로부터의 전자가 주입되는 층이다. 전자 수송층(2f)은, 전자를 발광층(2e)으로 효율 좋게 운반하는 층이다. 발광층(2e)은 유기물을 포함하고 있다.
도 9에 도시한 표시층(2a)의 위에는, 캐소드 전극층(39)이 배치되어 있다. 캐소드 전극층(39)은, 애노드 전극층(38)과 마찬가지로 투명 도전층으로 형성되어 있다. 또한, 애노드 전극층(38)의 투명 도전층은, 예를 들어 ITO/Ag/ITO로 형성되고, 캐소드 전극층(39)의 투명 전극층은, 예를 들어 MgAg로 형성된다.
캐소드 전극층(39)의 위에는 제5 절연층(40)이 배치되어 있다. 제5 절연층(40)은, 상면을 평탄화시킴과 함께 내습성이 우수한 절연 재료로 형성된다. 제5 절연층(40)의 위에는, 제2 투명 기판(41)이 배치되어 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 화소 영역(8)에서는, 색 화소(7)의 거의 전역에 반사막으로서 기능하는 애노드 전극층(38)이 배치되어 있고, 가시광을 투과시킬 수는 없다.
도 11은 센서(5)가 바로 아래에 배치되어 있는 제1 화소 영역(6) 내의 화소(7)의 평면 레이아웃도이다. 하나의 화소(7)는 복수의 색 화소(7)(예를 들어, RGB의 3개의 색 화소(7))를 갖는다. 도 11에는, 가로로 2개의 색 화소(7)와, 세로로 2개의 색 화소(7)의 계 4개의 색 화소(7)의 평면 레이아웃이 도시되어 있다. 각 색 화소(7)는, 제1 발광 영역(6b)과 비발광 영역(6c)을 갖는다. 제1 발광 영역(6b)은, 제1 자발광 소자(6a)(OLED(5))를 갖는 화소 회로(12)를 포함하고, OLED(5)에 의해 발광되는 영역이다. 비발광 영역(6c)은, 가시광을 투과시키는 영역이다.
비발광 영역(6c)은, OLED(5)로부터의 광을 발광시킬 수는 없지만, 입사된 가시광을 투과시킬 수 있다. 따라서, 비발광 영역(6c)의 바로 아래에 센서(5)를 배치함으로써, 센서(5)로 가시광을 수광할 수 있다.
도 12는 센서(5)가 바로 아래에 배치되어 있는 제1 화소 영역(6) 내의 화소(7)의 단면도이다. 도 12는 도 11의 A-A선 방향의 단면 구조를 나타내고 있고, 제1 발광 영역(6b)으로부터 비발광 영역(6c)에 걸친 단면 구조를 나타내고 있다. 도 9와 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 비발광 영역(6c)에서는, 제3 절연층(36), 제4 절연층(37), 애노드 전극층(38), 표시층(2a) 및 캐소드 전극층(39)이 제거되어 있다. 따라서, 도 12의 상방(표시면측)으로부터 비발광 영역(6c)에 입사된 광은, 비발광 영역(6c) 내에서 흡수나 반사되지 않고, 저면(이면측)으로부터 출사되어 센서(5)에 입사된다.
그러나, 제1 화소 영역(6)에 입사된 광의 일부는, 비발광 영역(6c)뿐만 아니라 제1 발광 영역(6b)에도 입사되어 회절되고, 회절광을 발생시킨다.
도 13은 회절광을 발생시키는 회절 현상을 설명하는 도면이다. 태양광이나 지향성이 높은 광 등의 평행광은, 비발광 영역(6c)과 제1 발광 영역(6b)의 경계부 등에서 회절되고, 1차 회절광을 비롯한 고차의 회절광을 발생시킨다. 또한, 0차 회절광은 입사광의 광축 방향을 진행하는 광이며, 회절광 중에서 가장 광 강도가 큰 광이다. 즉,
0차 회절광은 촬영 대상물 바로 그 자체이며, 촬영해야 할 광이다. 보다 고차의 회절광일수록, 0차 회절광으로부터 이격된 방향을 진행하고, 광 강도도 약해진다. 일반적으로는, 1차 회절광을 포함하는 고차의 회절광을 총칭해서 회절광이라고 칭한다. 회절광은, 본래적으로는 피사체광에 존재하지 않는 광이며, 피사체(10)의 촬영에 있어서 불필요한 광이다.
회절광이 투영된 촬상 화상에 있어서, 가장 밝은 휘점이 0차 광이며, 0차 회절광으로부터 크로스 형상으로 고차의 회절광이 확산되어 있다. 피사체 광이 백색광인 경우, 백색광에 포함되는 복수의 파장 성분마다 회절 각도가 다르기 때문에, 무지개색의 회절광 f가 발생된다.
촬상 화상에 투영된 회절광의 형상은, 예를 들어 크로스 형상이 되지만, 어떠한 형상의 회절광 f가 발생할지는, 후술하는 바와 같이 비발광 영역(6c) 내에 광이 투과하는 부분의 형상에 의존하고, 투과하는 부분의 형상이 기지이면, 회절 원리로부터 시뮬레이션에 의해 회절광 형상을 추측할 수 있다. 도 11에 도시한 제1 화소 영역(6) 내의 각 화소(7)의 평면 레이아웃에서는, 비발광 영역(6c) 외에, 배선의 간극이나 제1 발광 영역(6b)의 주위에도, 광의 투과 영역이 존재한다. 이와 같이, 화소(7) 내의 복수 개소에 불규칙한 형상의 광의 투과 영역이 존재하면, 입사광이 복잡하게 회절하여, 회절광 f의 형상도 복잡해진다.
도 14는 도 11의 평면 레이아웃에서 발생할 수 있는 문제점을 해결시킨 일 실시 형태에 의한 화상 표시 장치(1)의 평면 레이아웃도이다. 도 14에서는, 제1 화소 영역(6)에 있어서의 제1 발광 영역(6b) 내의 전역에 애노드 전극(12a)을 배치하여 광이 투과하지 않도록 하고, 또한 비발광 영역(6c)에 소정의 형상의 투과창(6d)을 마련하여, 투과창(6d)의 내부만이 피사체광을 투과시키도록 하고 있다. 도 14에서는, 비발광 영역(6c)의 투과창(6d)의 주위를 애노드 전극(12a)으로 덮는 예를 나타내고 있지만, 후술하는 바와 같이 투과창(6d)의 형상을 규정하는 부재는 반드시 애노드 전극(12a)이라고 할 수는 없다.
도 14에서는, 투과창(6d)의 평면 형상을 직사각형으로 하고 있다. 투과창(6d)의 평면 형상은 가능한 한 간이한 형상이 바람직하다. 간이한 형상일수록, 회절광 f의 발생 방향이 단순화하고, 시뮬레이션에 의해 미리 회절광 형상을 구할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 표시 패널(2) 내의 센서(5)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6)에 대해서는, 도 14에 도시된 바와 같이, 화소(7) 내의 비발광 영역(6c)에 투과창(6d)을 마련하여, 회절광 f의 형상을 제어하고 있다. 이에 반하여, 표시 패널(2) 내의 센서(5)의 바로 위에 위치하지 않은 제2 화소 영역(8)에 대해서는, 도 8과 마찬가지의 평면 레이아웃이어도 상관없다. 또는, 도 15에 도시된 바와 같이, 화소(7) 내의 제2 발광 영역(8b)의 전역에 애노드 전극(12a)을 배치하여, 입사광을 투과시키지 않도록 해도 된다. 애노드 전극(12a)의 면적이 넓은 쪽이 발광 면적이 넓어져서, OLED(5)의 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 도 8보다도 도 15의 평면 레이아웃쪽이 보다 바람직하다.
상술한 바와 같이, 센서(5)가 바로 아래에 배치되는 제1 화소 영역(6)에 있어서의 비발광 영역(6c) 내의 투과창(6d)의 형상은, 복수의 부재 중 어느 것으로 규정할 수 있다.
도 16은 제1 화소 영역(6)의 단면 구조의 제1 예를 나타내는 단면도이다. 도 16은, 비발광 영역(6c) 내의 투과창(6d)의 형상이 애노드 전극(12a)(애노드 전극층(38))으로 규정되어 있는 예를 나타내고 있다. 애노드 전극층(38)의 단부는, 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에, 도 14에 도시된 바와 같이 직사각 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이, 도 16의 예에서는, 투과창(6d)의 형상은, 애노드 전극층(38)의 단부에 의해 규정되어 있다.
도 16의 예에서는, 투과창(6d)의 내부의 제3 절연층(36)과 제4 절연층(37)을 그대로 남기고 있다. 이 때문에, 제3 절연층(36)과 제4 절연층(37)의 재료가 유색의 수지층인 경우에는, 가시광 투과율이 저하될 우려가 있지만, 적어도 일부의 가시광은 투과하기 때문에, 투과창(6d) 내의 제3 절연층(36)과 제4 전극층(37)을 남겨도 된다.
도 17은 제1 화소 영역(6)의 단면 구조의 제2 예를 나타내는 단면도다. 도 17은, 도 16과 마찬가지로 애노드 전극층(38)의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다. 도 17은, 투과창(6d)의 내부에 있어서 제4 절연층(37)이 제거되어 있다는 점에서 도 16과는 다르게 되어 있다. 투과창(6d)의 내부에 제4 절연층(37)이 존재하지 않기 때문에, 제4 절연층(37)을 광이 투과할 때의 광 흡수나 반사 등을 억제할 수 있어, 센서(5)에 입사되는 광의 광량을 늘릴 수 있기 때문에, 센서(5)의 수광 감도가 높아진다.
도 18은 제1 화소 영역(6)의 단면 구조의 제3 예를 나타내는 단면도이다. 도 18은, 도 16 및 도 17과 마찬가지로 애노드 전극층(38)의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다. 도 18은, 투과창(6d)의 내부에 있어서 제3 절연층(36)과 제4 절연층(37)이 제거되어 있다는 점에서 도 16 및 도 17과는 다르게 되어 있다. 투과창(6d)의 내부에 제3 절연층(36)과 제4 절연층(37)이 존재하지 않기 때문에, 센서(5)에 입사되는 광의 광량을 도 17보다도 증가시킬 수 있어, 도 17보다도 센서(5)의 수광 감도를 더 높게 할 수 있다.
도 18의 경우, 애노드 전극층(38)의 아래에 배치되어 있는 제3 절연층(36)의 단부는, 애노드 전극층(38)의 단부와 거의 동일한 위치에 마련되어 있다. 제조 변동에 따라서는, 제3 절연층(36)의 단부가 애노드 전극층(38)의 단부보다도, 투과창(6d)측으로 돌출될 가능성이 있고, 이 경우, 투과창(6d)의 형상이 애노드 전극층(38)의 단부로 규정되는 것인지, 제3 절연층(36)의 단부로 규정되는 것인지가 애매해진다. 또한, 제3 절연층(36)의 단부의 돌출 상태에 따라, 회절광 f의 발생의 방법이 바뀔 가능성이 있다.
그래서, 이하에 기재하는 바와 같이, 제3 절연층(36)보다도 저면측의 배선층에 의해, 투과창(6d)의 형상을 규정하는 것도 생각된다.
도 19는 도 14의 제1 변형예에 의한 평면 레이아웃도, 도 20은 도 19의 A-A선 단면도이다. 도 20은 제1 화소 영역(6)의 단면 구조의 제4 예를 나타내고 있다. 도 19 및 도 20의 예에서는, 제3 절연층(36)의 하방에 배치되어 있는 제2 배선층(M2)(35)의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다. 제2 배선층(M2)(35)은, 도 19에 도시된 바와 같이, 표시면 방향으로부터 평면에서 보았을 때에 직사각 형상으로 형성되어 있다. 제2 배선층(M2)(35)은, 알루미늄 등의 가시광을 투과시키지 않는 금속 재료로 형성되어 있기 때문에, 제1 화소 영역(6)에 대한 입사광은 투과창(6d)의 내부를 통과해서 센서(5)에 입사된다.
도 19의 단면 구조에서는, 제2 배선층(M2)(35)을 제3 절연층(36)보다도 투과창(6d) 측에 배치하고 있기 때문에, 제조 변동이 있어도 제2 배선층(M2)(35)으로 투과창(6d)의 형상을 규정할 수 있다.
도 21은 도 14의 제2 변형예에 의한 평면 레이아웃도, 도 22는 도 21의 A-A선 단면도이다. 도 21 및 도 22의 예에서는, 제3 절연층(36)의 하방에 배치되어 있는 제1 배선층(M1)(33)의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다. 제1 배선층(M1)(33)은, 도 21에 도시된 바와 같이, 표시면 방향으로부터 평면에서 보았을 때에 직사각 형상으로 형성되어 있다. 제1 배선층(M1)(33)은, 알루미늄 등의 가시광을 투과시키지 않는 금속 재료로 형성되어 있기 때문에, 제1 화소 영역(6)에 대한 입사광은 투과창(6d)의 내부를 통과해서 센서(5)에 입사된다.
도 19 내지 도 22에서는, 배선층의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하는 예를 나타내었지만, 투과창(6d)의 형상을 규정하는 배선층으로 캐패시터를 형성해도 된다. 이에 의해, 캐패시터를 별도로 형성하지 않아도 되고, 화상 표시 장치(1)의 단면 구조를 간략화할 수 있다.
도 23은 도 14의 제3 변형예에 의한 평면 레이아웃도, 도 24는 도 23의 A-A선 단면도이다. 도 24에서는, 제1 배선층(M1)(33)으로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다. 또한, 투과창(6d)의 형상을 규정하기 위해서 마련한 제1 배선층(M1)(33)의 바로 위에, 제1 절연층(32)을 사이에 두고 금속층(44)을 배치하고, 캐패시터(43)를 형성하고 있다. 이 캐패시터(43)는 화소 회로(12)에 마련되는 캐패시터로서 이용할 수 있다. 도 24에 도시한 캐패시터(43)는, 예를 들어 도 7의 화소 회로(12) 내의 화소 용량 Cs로서 사용할 수 있다.
도 25는 화소 회로(12)의 상세한 회로 구성의 제1 예를 나타내는 회로도이다. 도 25의 화소 회로(12)는, 도 7에 도시한 드라이브 트랜지스터 Q1과 샘플링 트랜지스터 Q2 외에, 3개의 트랜지스터 Q3 내지 Q5를 갖는다. 트랜지스터 Q3의 드레인은 드라이브 트랜지스터 Q1의 게이트에 접속되고, 트랜지스터 Q3의 소스는 전압 V1로 설정되고, 트랜지스터 Q3의 게이트에는 게이트 신호 Gate1이 입력된다. 트랜지스터 Q4의 드레인은 OLED(5)의 애노드 전극(12a)에 접속되고, 트랜지스터 Q4의 소스는 전압 V2로 설정되고, 트랜지스터 Q4의 게이트에는 게이트 신호 Gate2가 입력된다.
트랜지스터 Q1 내지 Q4는 N형 트랜지스터인 데 반하여, 트랜지스터 Q5는 P형 트랜지스터이다. 트랜지스터 Q5의 소스는 전원 전압 Vccp로 설정되고, 트랜지스터 Q5의 드레인은 드라이브 트랜지스터 Q1의 드레인에 접속되고, 트랜지스터 Q5의 게이트에는 게이트 신호 Gate3이 입력된다.
도 26은 화소 회로(12)의 상세한 회로 구성의 제2 예를 나타내는 회로도이다. 도 26의 화소 회로(12) 내의 각 트랜지스터 Q1a 내지 Q5a는, 도 25의 화소 회로(12) 내의 각 트랜지스터 Q1 내지 Q5의 도전형을 반대로 한 것이다. 트랜지스터의 도전형을 반대로 한 것 이외에, 도 26의 화소 회로(12)는 도 25의 화소 회로(12)와는 일부의 회로 구성이 다르게 되어 있다. 도 25 및 도 26은 화소 회로(12)의 예시에 불과하며, 다양한 회로 구성의 변경이 생각된다.
도 24의 제1 배선층(M1)(33)과, 그 바로 위의 금속층으로 형성되는 캐패시터(43)는, 도 25 또는 도 26의 화소 회로(12) 내의 캐패시터 Cs로서 사용할 수 있다.
도 19 내지 도 26에서는, 화소 회로(12)의 일부를 구성하는 배선층을 투과창(6d)의 형상을 규정하기 위해서 사용하는 예를 나타내었지만, 화소 회로(12)의 배선층과는 별개로, 투과창(6d)의 형상을 규정하기 위한 금속층을 마련해도 된다.
도 27은 도 14의 제4 변형예에 의한 평면 레이아웃도, 도 28은 도 27의 A-A선 단면도이다. 도 28에서는, 제3 금속층(M3)(45)의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다. 투과창(6d)의 형상을 규정하는 제3 금속층(M3)(45)은, 화소 회로(12)의 배선층의 일부를 구성하는 것이어도 되며, 혹은 투과창(6d)의 형상을 규정하기 위해서 새롭게 마련한 것이어도 된다. 도 19, 도 21, 도 27의 개구 형상을 규정하기 위해서 마련한 패턴은 전기적으로 플로팅의 이미지로 도시하고 있지만, 전위 커플링 등의 전기적인 영향을 받기 쉬워지기 때문에, 어떠한 전위에 접속할 것이 권장된다. 예를 들어, 도 25에서 생각하면, 고정의 DC 전위(Vccp, Vcath, V1, V2)가 제1 권장, 애노드 전위가 제2 권장, 그 밖의 배선이나 노드가 제3 권장이다.
화소 회로(12)의 배선으로서 사용되는 제1 배선층(M1)(33)이나 제2 배선층(M2)(35)에서는, 화소 회로(12)의 배선이라고 하는 제약 때문에, 투과창(6d)의 이상적인 형상에 맞게 배치할 수 없을 가능성이 있다. 그래서, 도 27에서는, 새롭게 제3 배선층(M3)(45)을 마련하고, 이 제3 배선층(M3)(45)의 단부를, 투과창(6d)의 형상이 이상적이 되는 위치에 배치하고 있다. 이에 의해, 제1 배선층(M1)(33)이나 제2 배선층(M2)(35)을 변경하지 않고, 투과창(6d)을 이상적인 형상으로 설정할 수 있다.
상술한 각 예에서는, 투과창(6d)을 직사각 형상으로 하는 예를 나타내었지만, 투과창(6d)의 형상은 직사각형으로 한정되지는 않는다. 단, 투과창(6d)의 형상에 의해, 회절광 f의 형상이 변화한다. 도 29a는 투과창(6d)이 직사각형인 예를 나타내고, 도 29b는 도 29a의 투과창(6d)에 평행광을 입사시켰을 때에 발생하는 회절광 f의 일례를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 투과창(6d)이 직사각형인 경우에는, 크로스 형상의 회절광 f가 발생한다.
도 30a는 투과창(6d)이 원형인 예를 나타내고, 도 30b는 도 30a의 투과창(6d)에 평행광을 입사시켰을 때에 발생하는 회절광 f의 일례를 나타내고 있다. 도 30b에 도시된 바와 같이, 투과창(6d)이 원형인 경우에는, 동심원형으로 회절광 f가 발생한다. 고차의 회절광 f일수록, 직경 사이즈가 커지고, 또한 광 강도가 약해진다.
비발광 영역(6c) 내의 투과창(6d)은, 반드시 1개만이라고 할 수는 없다. 비발광 영역(6c) 내에 복수의 투과창(6d)을 마련해도 된다. 도 31a는 비발광 영역(6c) 내에 복수의 원형의 투과창(6d)을 마련한 예를 나타내는 도면, 도 31b는 도 31a의 각 투과창(6d)에 평행광을 입사시켰을 때에 발생하는 회절광 f의 일례를 나타내고 있다. 복수의 투과창(6d)을 마련하면, 회절광 f의 중심 부분의 광 강도는 약해지고, 또한 동심원형으로 회절광 f가 발생한다. 도 31a에서는, 원형의 투과창(6d)을 복수 마련하는 예를 나타내었지만, 원형 이외의 형상의 투과창(6d)을 복수 마련해도 된다. 이 경우, 회절광 f의 형상은 도 31b와는 다른 것이 된다.
도 29a 및 도 29b에 도시된 바와 같이, 투과창(6d)이 직사각형인 경우, 크로스 형상의 회절광 f가 발생한다. 이 회절광 f를 소프트웨어에 의한 화상 처리로 제거하기 위해서는, 예를 들어 직사각형의 방향이 각각 다른 복수의 투과창(6d)을 마련하여, 이들 복수의 투과창(6d)에서 발생한 회절광 f끼리를 합성하여, 회절광 f를 제거하는 방법이 생각된다.
도 32는 회절광 f의 제거의 제1 예를 나타내는 도면이다. 도 32에서는, 표시 패널(2)의 바로 아래에 2개의 이미지 센서 모듈(9)을 배치함과 함께, 이들 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 2개의 제1 화소 영역(6) 내의 각 화소(7)의 비발광 영역(6c)에, 각각 직사각형의 방향이 다른 투과창(6d)을 배치하고 있다.
도 32의 예에서는, 좌측에 위치하는 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에, 화소(7)의 경계선에 대략 평행하게 직사각 형상의 투과창(6d)을 배치하고 있다. 한편, 우측에 위치하는 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에, 화소(7)의 경계선에 대하여 45도 기운 방향으로 직사각 형상의 투과창(6d)을 배치하고 있다.
좌측의 이미지 센서 모듈(9)에 입사되는 회절광 f1의 크로스 형상과, 우측의 이미지 센서 모듈(9)에 입사되는 회절광 f2의 크로스 형상은, 서로 45도 방향이 다르게 되어 있다. 보다 상세하게는, 회절광 f1이 발생하는 방향에는 회절광 f2는 발생하지 않고, 또한, 회절광 f2가 발생하는 방향에는 회절광 f1은 발생하지 않았다. 이 때문에, 좌측의 이미지 센서 모듈(9)에 의한 회절광 f1의 촬영 화상 g1과, 우측의 이미지 센서 모듈(9)에 의한 회절광 f2의 촬영 화상 g2를 합성함으로써, 도 32의 합성 화상 g3에 도시된 바와 같이, 중심 위치의 0차 회절광의 광 스폿 이외의 회절광 f를 제거할 수 있다.
도 32에서는, 동일한 사이즈 및 형상의 투과창(6d)의 배치 각도를 서로 다르게 해서, 회절광 f의 발생하는 방향을 바꾸고, 회절광 f의 발생 화상을 합성해서 회절광 f를 상쇄하고 있지만, 합성 대상의 복수의 투과창(6d)의 사이즈나 형상은 반드시 동일하지 않아도 된다.
도 33은 회절광 f의 제거의 제2 예를 나타내는 도면이다. 도 33에서는, 표시 패널(2)의 바로 아래에 2개의 이미지 센서 모듈(9)을 배치함과 함께, 이들 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 2개의 제1 화소 영역(6) 내에, 각각 형상 및 방향이 다른 투과창(6d)을 배치하고 있다.
도 33의 예에서는, 좌측에 위치하는 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에는, 거의 전역에 투과창(6d)을 마련하고 있다. 비발광 영역(6c)은 직사각 형상이기 때문에, 투과창(6d)의 형상도 직사각 형상이 된다. 우측에 위치하는 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에는, 화소(7)의 경계선에 대하여 45도 경사진 방향으로 좌측의 제1 화소 영역(6)보다도 소 사이즈의 투과창(6d)을 마련하고 있다.
이와 같이, 도 33의 예에서는, 좌측과 우측에서 투과창(6d)의 사이즈가 다르고, 또한 경사 방향도 다르지만, 회절광 f3, f4의 형상은 도 32의 회절광 f1, f2와 거의 동일해진다(촬영 화상 g4과 g5). 따라서, 도 32와 마찬가지로, 각 이미지 센서(9b)로 촬영된 회절광 f의 화상끼리를 합성함으로써, 합성 화상 g6에 도시된 바와 같이, 0차 회절광의 광 스폿을 제외하고 회절광 f를 제거할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 1 화소(7)(또는 1색 화소(7))에 대하여 1개 이상의 투과창(6d)을 마련하는 예를 나타내었지만, 복수의 화소(7)(또는 복수의 색 화소(7))를 단위로 하여, 1개 이상의 투과창(6d)을 마련해도 된다.
도 34는 3개의 화소(7)(또는 3개의 색 화소(7))에 걸치도록 1개의 투과창(6d)을 마련하는 예를 나타내는 도면이다. 도 34에서는, 예를 들어 제2 배선층(M2)(35)의 단부로 투과창(6d)의 형상을 규정하고 있다.
도 35는 회절광 f의 제거의 제3 예를 나타내는 도면이다. 도 35에서는, 표시 패널(2)의 바로 아래에 2개의 이미지 센서 모듈(9)을 배치함과 함께, 이들 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 2개의 제1 화소 영역(6) 내의 각 화소(7)의 비발광 영역(6c)에, 각각 형상 및 방향이 다른 투과창(6d)을 배치하고 있다.
도 35의 예에서는, 좌측에 위치하는 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에는, 3개의 화소(7)(또는 3개의 색 화소(7))에 걸치는 사이즈의 직사각 형상의 투과창(6d)을 마련하고 있다. 우측에 위치하는 이미지 센서 모듈(9)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에는, 화소(7)의 경계선에 대하여 45도 경사진 방향으로 좌측의 제1 화소 영역(6)보다도 소 사이즈의 투과창(6d)이 3개의 화소(7)(또는 3개의 색 화소(7))에 걸치도록 3개 마련하고 있다. 도 35의 경우에도, 발생하는 회절광 f5, f6은 도 32의 회절광 f1, f2와 거의 동일해진다(촬영 화상 g7, g8).
상술한 각 예에서는, 제1 화소 영역(6) 내의 비발광 영역(6c)에 투과창(6d)을 마련함으로써, 회절광 f의 발생 방향을 사전에 예측할 수 있도록 하고 있지만, 투과창(6d)을 투과한 광밖에 센서(5)로 수광할 수 없기 때문에, 센서(5)로 수광하는 수광량이 제한되고, 센서(5)의 검출 감도가 저하될 것이 염려된다. 그래서, 제1 화소 영역(6)에 입사된 광을 가능한 한 많이 투과창(6d)에 집광하는 대책을 실시하는 것이 바람직하다. 구체적인 대책의 일안으로서, 제1 화소 영역(6)의 광 입사측에 마이크로렌즈를 배치하여, 입사광을 투과창(6d)에 집광시키는 것이 생각된다.
도 36은 제1 화소 영역(6)의 광 입사측에 마이크로렌즈(광학계)(20)를 배치한 예를 나타내는 단면도이다. 마이크로렌즈(20)는, 표시 패널(2)의 제2 투명 기판(41)의 위에 배치되거나, 혹은 제2 투명 기판(41)을 가공해서 형성된다. 마이크로렌즈(20)는, 가시광 투과성이 우수한 투명 수지재의 위에 레지스트를 배치하여 습식 에칭 또는 건식 에칭을 행함으로써 형성 가능하다.
도 37a는 마이크로렌즈(20)가 없는 경우에 제1 화소 영역(6)에 입사되는 광의 진행 방향을 화살표로 나타낸 도면, 도 37b는 도 36의 마이크로렌즈(20)를 마련한 경우의 광의 진행 방향을 화살표로 나타낸 도면이다. 마이크로렌즈(20)가 없으면, 제1 화소 영역(6) 내의 불투명 부재에 입사된 광은 투과창(6d)을 통과할 수 없기 때문에, 투과창(6d)을 투과하는 광의 광량이 적어진다. 한편, 마이크로렌즈(20)를 마련하면, 마이크로렌즈(20)에 입사된 평행광은 마이크로렌즈(20)의 초점 방향으로 굴절된다. 따라서, 마이크로렌즈(20)의 곡률을 최적화해서 초점 위치를 조정함으로써, 투과창(6d)을 투과하는 광의 광량을 증가시킬 수 있다.
1매의 마이크로렌즈(20)만이면, 마이크로렌즈(20)로 굴절된 광의 적어도 일부는 투과창(6d)을 경사 방향으로 투과하기 때문에, 투과창(6d)을 투과한 광의 일부가 센서(5)에 입사되지 않을 우려가 있다. 도 38은 마이크로렌즈(20)로 굴절된 광의 진행 방향을 화살표선으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 마이크로렌즈(20)는, 광을 굴절시키기 위해서, 굴절된 광의 일부는, 투과창(6d)을 투과해서 센서(5)의 수광면으로부터 벗어난 장소에 도달하고, 마이크로렌즈(20)에 입사된 광을 유효 활용할 수 없을 우려가 있다.
그래서, 도 39에 도시된 바와 같이, 제1 화소 영역(6)의 광 입사측에, 볼록 방향의 다른 복수의 마이크로렌즈(20a, 20b)를 배치해도 된다. 이 경우, 도 39에 화살표선으로 나타낸 바와 같이, 1개째의 마이크로렌즈(20a)로 굴절된 광이, 2개째의 마이크로렌즈(20b)로 빔 직경이 작은 평행광으로 변환되어 투과창(6d)에 입사된다. 2개째의 마이크로렌즈(20b)의 곡률을 투과창(6d)의 사이즈에 맞춰 조정함으로써, 투과창(6d)의 전역에 걸쳐 평행광을 입사시킬 수 있어, 상의 왜곡이 적은 광을 센서(5)로 수광할 수 있다.
도 39에 도시한 2개의 마이크로렌즈(20a, 20b)는, 예를 들어 투명 수지층을 적층하여, 한쪽은 습식 에칭으로 가공하고, 다른 쪽은 건식 에칭으로 가공함으로써, 형성 가능하다.
광의 진행 방향을 따라 복수의 마이크로렌즈(20)를 배치하는 도 39의 일 변형예로서, 도 40에 도시된 바와 같이, 제1 화소 영역(6)의 광 입사측에 마이크로렌즈(제1 광학계)(20a)를 배치함과 함께, 제1 화소 영역(6)의 광 출사측에 다른 마이크로렌즈(제2 광학계)(20b)를 배치해도 된다. 광 입사측의 마이크로렌즈(20a)와 광 출사측의 마이크로렌즈(20b)에서는, 볼록 형상의 방향이 반대이다. 1개째의 마이크로렌즈(20a)에 입사된 광은, 굴절되어 투과창(6d)을 통과한 후, 2개째의 마이크로렌즈(20b)로 평행광으로 변환되어 센서(5)에 입사된다.
도 40의 화상 표시 장치(1)는, 예를 들어 제1 투명 수지층을 습식 에칭 또는 건식 에칭으로 가공해서 2개째의 마이크로렌즈(20b)를 형성하고, 그 후, 각 층을 형성한 후, 제2 투명 수지층을 습식 에칭 또는 건식 에칭으로 가공해서 1개째의 마이크로렌즈(20a)를 형성한다.
도 41은 도 40의 2개의 마이크로렌즈(20a, 20b)를 통과하는 광의 진행 방향을 화살표선으로 나타낸 도면이다. 1개째의 마이크로렌즈(20a)로 굴절된 광은 투과창(6d)을 투과한 후에, 2개째의 마이크로렌즈(20b)로 평행광으로 변환되어 센서(5)에 입사된다. 이에 의해, 도 38과 같이 1개의 마이크로렌즈(20)만을 마련하는 경우에 비하여, 마이크로렌즈(20)에 입사된 광을 빠짐 없이 센서(5)에 입사시킬 수 있어, 센서(5)의 수광 감도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 표시 패널(2)의 이면측에 배치되는 센서(5)의 바로 위에 위치하는 제1 화소 영역(6)에 비발광 영역(6c)을 마련하고, 비발광 영역(6c)에는 미리 정한 형상의 투과창(6d)을 마련한다. 이에 의해, 제1 화소 영역(6)에 입사된 광은, 투과창(6d)을 투과해서 센서(5)에 입사된다. 투과창(6d)을 광이 투과할 때에 회절광 f가 발생하지만, 투과창(6d)의 형상을 미리 정한 형상으로 함으로써, 회절광 f의 발생 방향을 미리 추정할 수 있어, 센서(5)의 수광 신호로부터 회절광 f에 의한 영향을 제거할 수 있다. 예를 들어, 센서(5)가 이미지 센서 모듈(9)의 경우, 회절광 f의 발생 방향을 미리 추측함으로써, 이미지 센서 모듈(9)로 촬영한 화상 데이터에 투영된 회절광 f를 화상 처리에 의해 제거할 수 있다.
비발광 영역(6c)의 투과창(6d)의 형상은, 애노드 전극(12a)의 단부나 배선층의 단부에 의해 규정할 수 있기 때문에, 원하는 형상 및 사이즈의 투과창(6d)을 비교적 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 제1 화소 영역(6)의 비발광 영역(6c) 내에 형상이 다른 복수의 투과창(6d)을 형성할 수 있기 때문에, 형상이 다른 투과창(6d)에서 발생되는 회절광 f끼리를 합성함으로써, 회절광 f에 의한 영향을 상쇄하는 것도 가능해진다.
또한, 제1 화소 영역(6)의 광 입사측에 마이크로렌즈(20)를 배치함으로써, 제1 화소 영역(6)에 입사된 광을 마이크로렌즈(20)로 굴절시켜 비발광 영역(6c)의 투과창(6d)에 투과시킬 수 있어, 투과창(6d)을 투과하는 광의 광량을 증가시킬 수 있다. 또한, 마이크로렌즈(20)를 광의 입사 방향을 따라서 복수 마련함으로써, 투과창(6d)을 투과한 광을 센서(5)의 수광면으로 유도할 수 있고, 센서(5)의 수광량을 증가시킬 수 있다는 점에서, 센서(5)의 수광 감도를 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
상술한 제1 실시 형태에서 설명한 구성을 구비한 전자 기기(50)의 구체적인 후보로서는, 다양한 것이 생각된다. 예를 들어, 도 42는 제1 실시 형태의 전자 기기(50)를 캡슐 내시경에 적용한 경우의 평면도이다. 도 42의 캡슐 내시경(50)은, 예를 들어 양 단면이 반구형이고 중앙부가 원통형인 하우징(51) 내에, 체강 내의 화상을 촬영하기 위한 카메라(초소형 카메라)(52), 카메라(52)에 의해 촬영된 화상 데이터를 기록하기 위한 메모리(53), 및 캡슐 내시경(50)이 피험자의 체외로 배출된 후에, 기록된 화상 데이터를 안테나(54)를 통해 외부에 송신하기 위한 무선 송신기(55)를 구비하고 있다.
또한, 하우징(51) 내에는, CPU(Central Processing Unit)(56) 및 코일(자력·전류 변환 코일)(57)이 마련되어 있다. CPU(56)는, 카메라(52)에 의한 촬영 및 메모리(53)에 대한 데이터 축적 동작을 제어함과 함께, 메모리(53)로부터 무선 송신기(55)에 의한 하우징(51) 밖의 데이터 수신 장치(도시생략)에 대한 데이터 송신을 제어한다. 코일(57)은 카메라(52), 메모리(53), 무선 송신기(55), 안테나(54) 및 후술하는 광원(52b)에 대한 전력 공급을 행한다.
또한, 하우징(51)에는, 캡슐 내시경(50)을 데이터 수신 장치에 세트할 때에, 이것을 검지하기 위한 자기(리드) 스위치(58)가 마련되어 있다. CPU(56)는, 이 리드 스위치(58)가 데이터 수신 장치에 대한 세트를 검지하고, 데이터의 송신이 가능해진 시점에, 코일(57)로부터의 무선 송신기(55)에 대한 전력 공급을 행한다.
카메라(52)는, 예를 들어 체강 내의 화상을 촬영하기 위한 대물 광학계를 포함하는 촬상 소자(52a), 체강 내를 조명하는 복수의 광원(52b)을 갖고 있다. 구체적으로는, 카메라(52)는, 광원(52b)으로서, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)를 구비한 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서나 CCD(Charge Coupled Device) 등으로 구성된다.
제1 실시 형태의 전자 기기(50)에 있어서의 표시부(3)는, 도 42의 광원(52b)과 같은 발광체를 포함하는 개념이다. 도 42의 캡슐 내시경(50)에서는, 예를 들어 2개의 광원(52b)을 갖지만, 이들 광원(52b)을, 복수의 광원부를 갖는 표시 패널이나, 복수의 LED를 갖는 LED 모듈로 구성 가능하다. 이 경우, 표시 패널이나 LED 모듈의 하방에 카메라(52)의 촬상부를 배치함으로써, 카메라(52)의 레이아웃 배치에 관한 제약이 적어져서, 보다 소형의 캡슐 내시경(50)을 실현할 수 있다.
또한, 도 43은 제1 실시 형태의 전자 기기(50)를 디지털 일안 반사식 카메라(60)에 적용한 경우의 배면도이다. 디지털 일안 반사식 카메라(60)나 콤팩트 카메라는, 렌즈와는 반대측의 배면에, 프리뷰 화면을 표시하는 표시부(3)를 구비하고 있다. 이 표시부(3)의 표시면과는 반대측에 카메라 모듈(4, 5)을 배치하여, 촬영자의 얼굴 화상을 표시부(3)의 표시면에 표시할 수 있도록 해도 된다. 제1 실시 형태에 의한 전자 기기(50)에서는, 표시부(3)와 겹치는 영역에 카메라 모듈(4, 5)을 배치할 수 있기 때문에, 카메라 모듈(4, 5)을 표시부(3)의 프레임 부분에 마련하지 않아도 되며, 표시부(3)의 사이즈를 가능한 한 대형화할 수 있다.
도 44a는 제1 실시 형태의 전자 기기(50)를 헤드 마운트 디스플레이(이하, HMD)(61)에 적용한 예를 나타내는 평면도이다. 도 44a의 HMD(61)는, VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality), MR(Mixed Reality), 또는 SR(Substituional Reality) 등에 이용되는 것이다. 현상의 HMD는, 도 44b에 도시된 바와 같이, 외표면에 카메라(62)를 탑재하고 있으며, HMD의 장착자는, 주위의 화상을 시인할 수 있는 한편, 주위의 인간에게는, HMD의 장착자의 눈이나 얼굴의 표정을 알 수 없다고 하는 문제가 있다.
그래서, 도 44a에서는, HMD(61)의 외표면에 표시부(3)의 표시면을 마련함과 함께, 표시부(3)의 표시면의 반대측에 카메라 모듈(4, 5)을 마련한다. 이에 의해, 카메라 모듈(4, 5)로 촬영한 장착자의 얼굴의 표정을 표시부(3)의 표시면에 표시시킬 수 있어, 장착자의 주위의 인간이 장착자의 얼굴의 표정이나 눈의 움직임을 실시간으로 파악할 수 있다.
도 44a의 경우, 표시부(3)의 이면측에 카메라 모듈(4, 5)을 마련하기 때문에, 카메라 모듈(4, 5)의 설치 장소에 대한 제약이 없어져서, HMD(61)의 디자인의 자유도를 높일 수 있다. 또한, 카메라를 최적의 위치에 배치할 수 있기 때문에, 표시면에 표시되는 장착자의 시선이 맞지 않는 등의 문제를 방지할 수 있다.
이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에 의한 전자 기기(50)를 다양한 용도로 사용할 수 있어, 이용 가치를 높일 수 있다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성을 취할 수 있다.
(1) 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 구비하고,
상기 복수의 화소 중 적어도 일부의 화소는,
제1 자발광 소자와,
상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과,
가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역
을 갖는 화상 표시 장치.
(2) 상기 투과창의 형상이 각각 다른 상기 비발광 영역을 갖는 2 이상의 화소가 마련되는, 상기 (1)에 기재된 화상 표시 장치.
(3) 상기 비발광 영역은, 당해 화상 표시 장치의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에, 당해 화상 표시 장치를 통해서 입사되는 광을 수광하는 수광 장치에 겹치는 위치에 배치되는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 화상 표시 장치.
(4) 상기 제1 자발광 소자에 접속되는 화소 회로는, 상기 제1 발광 영역 내에 배치되는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(5) 상기 비발광 영역은, 하나의 화소 내에 각각 이격해서 배치되는 복수의 상기 투과창을 갖는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(6) 상기 투과창은, 2 이상의 화소에 걸쳐 배치되는, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(7) 상기 2 이상의 화소에 걸쳐 배치되는 상기 투과창에는, 형상이 다른 복수 종류가 존재하는, 상기 (6)에 기재된 화상 표시 장치.
(8) 상기 투과창의 광 입사측에 배치되고, 입사된 광을 굴절시켜 상기 투과창으로 유도하는 광학 부재를 구비하는, 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(9) 상기 광학 부재는,
입사된 광을 광축 방향으로 굴절시키는 제1 광학계와,
상기 제1 광학계로 굴절된 광을 평행화하는 제2 광학계
를 갖고,
상기 투과창은, 상기 제2 광학계로 평행화된 광을 투과시키는, 상기 (8)에 기재된 화상 표시 장치.
(10) 상기 투과창의 광 입사측에 배치되고, 입사된 광을 굴절시켜 상기 투과창으로 유도하는 제1 광학 부재와,
상기 투과창의 광 출사측에 배치되고, 상기 투과창으로부터 출사된 광을 평행화시켜 수광 장치로 유도하는 제2 광학 부재를 구비하는, 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(11) 상기 복수의 화소 중 일부의 화소를 포함하는 제1 화소 영역과,
상기 복수의 화소 중 상기 제1 화소 영역 내의 화소 이외의 적어도 일부의 화소를 포함하는 제2 화소 영역을 구비하고,
상기 제1 화소 영역 내의 화소는, 상기 제1 자발광 소자, 상기 제1 발광 영역 및 상기 비발광 영역을 갖고,
상기 제2 화소 영역 내의 화소는,
제2 자발광 소자와,
상기 제2 자발광 소자에 의해 발광되고, 상기 제1 발광 영역보다도 면적이 큰 제2 발광 영역을 갖는, 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(12) 상기 제1 화소 영역은, 화소 표시 영역 내의 복수 개소에 이격해서 마련되는, 상기 (11)에 기재된 화상 표시 장치.
(13) 상기 제1 화소 영역 내에는, 상기 투과창을 투과한 광에 의한 회절광의 형상이 각각 상이하도록, 각각 다른 형상의 상기 투과창을 갖는 2 이상의 화소가 마련되는, 상기 (11) 또는 (12)에 기재된 화상 표시 장치.
(14) 상기 제1 자발광 소자는,
하부 전극층과,
상기 하부 전극층의 위에 배치되는 표시층과,
상기 표시층의 위에 배치되는 상부 전극층과,
상기 하부 전극층의 아래에 배치되고, 상기 하부 전극층으로부터 적층 방향으로 연장되는 콘택트를 통해 상기 하부 전극층에 도통되는 배선층
을 갖고,
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 하부 전극층의 단부에 의해 규정되는, 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(15) 상기 제1 자발광 소자는,
하부 전극층과,
상기 하부 전극층의 위에 배치되는 표시층과,
상기 표시층의 위에 배치되는 상부 전극층과,
상기 하부 전극층의 아래에 배치되고, 상기 하부 전극층으로부터 적층 방향으로 연장되는 콘택트를 통해 상기 하부 전극층에 도통되는 배선층
을 갖고,
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 배선층의 단부에 의해 규정되는, 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(16) 상기 배선층은, 적층된 복수의 금속층을 갖고,
상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 복수의 금속층 중 적어도 하나의 금속층의 단부에 의해 규정되는, 상기 (15)에 기재된 화상 표시 장치.
(17) 상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상을 규정하는 상기 금속층은, 화소 회로 내의 캐패시터의 전극인, 상기 (16)에 기재된 화상 표시 장치.
(18) 상기 제1 발광 영역의 전역은, 상기 투과창의 영역을 제외하고 상기 하부 전극층으로 덮이는, 상기 (14) 내지 (17) 중 어느 한 항에 기재된 화상 표시 장치.
(19) 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 갖는 화상 표시 장치와,
상기 화상 표시 장치를 통해서 입사되는 광을 수광하는 수광 장치
를 구비하고,
상기 화상 표시 장치는, 상기 복수의 화소 중 일부의 화소를 포함하는 제1 화소 영역을 갖고,
상기 제1 화소 영역 내의 상기 일부의 화소는,
제1 자발광 소자와,
상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과,
가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역
을 갖고,
상기 제1 화소 영역의 적어도 일부는, 상기 화상 표시 장치의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에 상기 수광 장치에 겹치도록 배치되는, 전자 기기.
(20) 상기 수광 장치는, 상기 비발광 영역을 통하여 광을 수광하는, 상기 (19)에 기재된 전자 기기.
(21) 상기 수광 장치는, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광을 광전 변환하는 촬상 센서와, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광을 수광해서 거리를 계측하는 거리 계측 센서와, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광에 기초하여 온도를 계측하는 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 (19) 또는 (20)에 기재된 전자 기기.
본 개시의 양태는, 상술한 개개의 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 당업자가 상도할 수 있는 다양한 변형도 포함하는 것이며, 본 개시의 효과도 상술한 내용에 한정되지는 않는다. 즉, 청구범위에 규정된 내용 및 그의 균등물로부터 도출되는 본 개시가 개념적인 사상과 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.
1: 화상 표시 장치
2: 표시 패널
2a: 표시층
5: 센서
6: 제1 화소 영역
6a: 제1 자발광 소자
6b: 제1 발광 영역
6c: 비발광 영역
6d: 투과창
7: 화소
8: 제2 화소 영역
8a: 제2 자발광 소자
8b: 제2 발광 영역
9: 이미지 센서 모듈
9a: 지지 기판
9b: 이미지 센서
9c: 커트 필터
9d: 렌즈 유닛
9e: 코일
9f: 자석
9g: 스프링
10: 피사체
11: 특정 화소
12: 화소 회로
12a: 애노드 전극
31: 제1 투명 기판
32: 제1 절연층
33: 제1 배선층
34: 제2 절연층
35: 제2 배선층
36: 제3 절연층
36a: 트렌치
37: 제4 절연층
38: 애노드 전극층
39: 캐소드 전극층
40: 제5 절연층
41: 제2 투명 기판
42: 반도체층
43: 캐패시터
44: 금속층
45: 제3 금속층

Claims (21)

  1. 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 구비하고,
    상기 복수의 화소 중 적어도 일부의 화소는,
    제1 자발광 소자와,
    상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과,
    가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역
    을 갖는, 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투과창의 형상이 각각 다른 상기 비발광 영역을 갖는 2 이상의 화소가 마련되는, 화상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비발광 영역은, 당해 화상 표시 장치의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에, 당해 화상 표시 장치를 통해서 입사되는 광을 수광하는 수광 장치에 겹치는 위치에 배치되는, 화상 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자발광 소자에 접속되는 화소 회로는, 상기 제1 발광 영역 내에 배치되는, 화상 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비발광 영역은, 하나의 화소 내에 각각 이격해서 배치되는 복수의 상기 투과창을 갖는, 화상 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투과창은, 2 이상의 화소에 걸쳐 배치되는, 화상 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2 이상의 화소에 걸쳐 배치되는 상기 투과창에는, 형상이 다른 복수 종류가 존재하는, 화상 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투과창의 광 입사측에 배치되고, 입사된 광을 굴절시켜 상기 투과창으로 유도하는 광학 부재를 구비하는, 화상 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광학 부재는,
    입사된 광을 광축 방향으로 굴절시키는 제1 광학계와,
    상기 제1 광학계로 굴절된 광을 평행화하는 제2 광학계
    를 갖고,
    상기 투과창은, 상기 제2 광학계로 평행화된 광을 투과시키는, 화상 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투과창의 광 입사측에 배치되고, 입사된 광을 굴절시켜 상기 투과창으로 유도하는 제1 광학 부재와,
    상기 투과창의 광 출사측에 배치되고, 상기 투과창으로부터 출사된 광을 평행화시켜 수광 장치로 유도하는 제2 광학 부재
    를 구비하는, 화상 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 중 일부의 화소를 포함하는 제1 화소 영역과,
    상기 복수의 화소 중 상기 제1 화소 영역 내의 화소 이외의 적어도 일부의 화소를 포함하는 제2 화소 영역
    을 구비하고,
    상기 제1 화소 영역 내의 화소는, 상기 제1 자발광 소자, 상기 제1 발광 영역 및 상기 비발광 영역을 갖고,
    상기 제2 화소 영역 내의 화소는,
    제2 자발광 소자와,
    상기 제2 자발광 소자에 의해 발광되고, 상기 제1 발광 영역보다도 면적이 큰 제2 발광 영역
    을 갖는, 화상 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 화소 영역은, 화소 표시 영역 내의 복수 개소에 이격해서 마련되는, 화상 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 화소 영역 내에는, 상기 투과창을 투과한 광에 의한 회절광의 형상이 각각 상이하도록, 각각 다른 형상의 상기 투과창을 갖는 2 이상의 화소가 마련되는, 화상 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자발광 소자는,
    하부 전극층과,
    상기 하부 전극층의 위에 배치되는 표시층과,
    상기 표시층의 위에 배치되는 상부 전극층과,
    상기 하부 전극층의 아래에 배치되고, 상기 하부 전극층으로부터 적층 방향으로 연장되는 콘택트를 통해 상기 하부 전극층에 도통되는 배선층
    을 갖고,
    상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 하부 전극층의 단부에 의해 규정되는, 화상 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자발광 소자는,
    하부 전극층과,
    상기 하부 전극층의 위에 배치되는 표시층과,
    상기 표시층의 위에 배치되는 상부 전극층과,
    상기 하부 전극층의 아래에 배치되고, 상기 하부 전극층으로부터 적층 방향으로 연장되는 콘택트를 통해 상기 하부 전극층에 도통되는 배선층
    을 갖고,
    상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 배선층의 단부에 의해 규정되는, 화상 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 배선층은, 적층된 복수의 금속층을 갖고,
    상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상은, 상기 복수의 금속층 중 적어도 하나의 금속층의 단부에 의해 규정되는, 화상 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 화소의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때의 상기 투과창의 형상을 규정하는 상기 금속층은, 화소 회로 내의 캐패시터의 전극인, 화상 표시 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역의 전역은, 상기 투과창의 영역을 제외하고 상기 하부 전극층으로 덮이는, 화상 표시 장치.
  19. 이차원 형상으로 배치되는 복수의 화소를 갖는 화상 표시 장치와,
    상기 화상 표시 장치를 통해서 입사되는 광을 수광하는 수광 장치
    를 구비하고,
    상기 화상 표시 장치는, 상기 복수의 화소 중 일부의 화소를 포함하는 제1 화소 영역을 갖고,
    상기 제1 화소 영역 내의 상기 일부의 화소는,
    제1 자발광 소자와,
    상기 제1 자발광 소자에 의해 발광되는 제1 발광 영역과,
    가시광을 투과시키는 소정의 형상의 투과창을 갖는 비발광 영역
    을 갖고,
    상기 제1 화소 영역의 적어도 일부는, 상기 화상 표시 장치의 표시면측으로부터 평면에서 보았을 때에 상기 수광 장치에 겹치도록 배치되는, 전자 기기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수광 장치는, 상기 비발광 영역을 통하여 광을 수광하는, 전자 기기.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 수광 장치는, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광을 광전 변환하는 촬상 센서와, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광을 수광해서 거리를 계측하는 거리 계측 센서와, 상기 비발광 영역을 통하여 입사된 광에 기초하여 온도를 계측하는 온도 센서 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 기기.
KR1020237005230A 2020-09-03 2021-08-24 화상 표시 장치 및 전자 기기 KR20230061348A (ko)

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