WO2022003813A1 - 電磁波センサ装置および表示装置 - Google Patents

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勇司 田中
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    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic wave sensor device and a display device.
  • a sensor that outputs according to an electromagnetic wave absorbed by a quantum dot (hereinafter, may be referred to as a quantum dot sensor) is known.
  • the electromagnetic wave is typically light (eg, visible light, ultraviolet light, and infrared light).
  • Patent Gazette published in Japan “Special Table 2010-506386 (published on February 25, 2010)” Japanese Patent Publication "Japanese Patent Laid-Open No. 2007-234771 (published on September 13, 2007)"
  • the quantum dot sensor can absorb electromagnetic waves in a predetermined wavelength range. Generally, the upper limit of the wavelength range is determined, but the lower limit of the wavelength range is not determined. Therefore, it is difficult for the quantum dot sensor to selectively absorb only electromagnetic waves in a desired wavelength range.
  • One aspect of the present invention is to realize an electromagnetic wave sensor device capable of selectively detecting only electromagnetic waves in a desired wavelength range.
  • the electromagnetic wave sensor device is the first sensor that outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the first quantum dot, and the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that the first quantum dot can absorb is the first.
  • the first sensor which is the wavelength
  • the second sensor which outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the second quantum dot different from the first quantum dot, is the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that the second quantum dot can absorb. Is provided with a second sensor having a second wavelength larger than the first wavelength, and a calculation unit for calculating the difference between the output of the second sensor and the output of the first sensor.
  • the display device includes a display panel that displays by visible light, and the display panel is the electromagnetic wave sensor device, and both the first quantum dot and the second quantum dot are visible. It is equipped with at least one electromagnetic wave sensor device capable of absorbing light.
  • an electromagnetic wave sensor device capable of selectively detecting only electromagnetic waves in a desired wavelength range.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. Graph A is shown. Graph B is shown. Graph C is shown. Graph D is shown. It is a figure which shows the schematic structure of the display device which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an application example of detecting a living body by the display device shown in FIG. 6 or 7, and is a diagram showing an example of an electromagnetic wave intensity distribution obtained by a plurality of electromagnetic wave sensor devices provided in the display device. It is a figure corresponding to the cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 9 which shows the schematic structure of the display device which concerns on Embodiment 4 of this invention. It is a figure which shows the pixel structure of the display device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 13 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a modification of the display panel and the electromagnetic wave sensor device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram according to the sixth embodiment of the present invention, showing another modification of the display panel and the electromagnetic wave sensor device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electromagnetic wave sensor device 101 according to the present embodiment.
  • the electromagnetic wave sensor device 101 includes a first sensor 1, a second sensor 2, a calculation unit 3, and a TFT (Thin film Transistor) substrate 4.
  • TFT Thin film Transistor
  • the first sensor 1 is provided with respect to the TFT substrate 4.
  • the first sensor 1 includes an electrode 5, an electron transport layer 6, a NIR (Near InfraRed) absorption layer 7, a hole transport layer 8, and an electrode 9.
  • the first sensor 1 has a structure in which an electrode 5, an electron transport layer 6, a NIR absorption layer 7, a hole transport layer 8, and an electrode 9 are laminated in this order.
  • a parallel circuit of a voltmeter 10 and a capacitor 11 is connected between the electrode 5 and the electrode 9.
  • the voltmeter 10 measures the voltage generated by the NIR absorption layer 7 absorbing the electromagnetic wave.
  • the capacitor 11 is provided to convert the current generated by the first sensor 1 into a voltage. As long as the current value generated by the first sensor 1 can be measured with high accuracy, another configuration may be used.
  • the second sensor 2 is provided for the TFT substrate 4 and is arranged adjacent to the first sensor 1.
  • the second sensor 2 includes an electrode 12, an electron transport layer 13, a TIR (Thermal Infrared) absorption layer 14, a hole transport layer 15, and an electrode 16.
  • the second sensor 2 has a structure in which an electrode 12, an electron transport layer 13, a TIR absorption layer 14, a hole transport layer 15, and an electrode 16 are laminated in this order.
  • a parallel circuit of a voltmeter 17 and a capacitor 18 is connected between the electrode 12 and the electrode 16.
  • the voltmeter 17 measures the voltage generated by the TIR absorption layer 14 absorbing the electromagnetic wave.
  • the capacitor 18 is provided to convert the current generated by the second sensor 2 into a voltage. As long as the current value generated by the second sensor 2 can be measured with high accuracy, another configuration may be used.
  • a plurality of TFTs are formed on the TFT substrate 4.
  • the TFT substrate 4 is used to flow or amplify the electric charges generated by the first sensor 1 and the second sensor 2 in a certain direction.
  • the electrode 5 constitutes the cathode of the first sensor 1.
  • the electrode 9 constitutes the anode of the first sensor 1.
  • the electrode 12 constitutes the cathode of the second sensor 2.
  • the electrode 16 constitutes the anode of the second sensor 2.
  • the electron transport layer 6 is an electron transport layer that transports electrons generated by the NIR absorption layer 7 absorbing electromagnetic waves to the electrode 5.
  • the hole transport layer 8 is a hole transport layer that transports holes generated by the NIR absorption layer 7 absorbing electromagnetic waves to the electrode 9.
  • the electron transport layer 13 is an electron transport layer that transports electrons generated by the TIR absorption layer 14 absorbing electromagnetic waves to the electrode 12.
  • the hole transport layer 15 is a hole transport layer that transports holes generated by the TIR absorption layer 14 absorbing electromagnetic waves to the electrode 16.
  • Each of the electrode 5, the electron transport layer 6, the hole transport layer 8, the electrode 9, the electrode 12, the electron transport layer 13, the hole transport layer 15, and the electrode 16 is a well-known one in the field of quantum dot sensors. can do.
  • the NIR absorption layer 7 contains a first quantum dot, which is a kind of quantum dot.
  • the first quantum dot is capable of absorbing electromagnetic waves, but the upper limit of the wavelength of the electromagnetic waves that can be absorbed is the first wavelength.
  • the first wavelength is, for example, approximately 5 ⁇ m.
  • the first sensor 1 outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the first quantum dot, and the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that the first quantum dot can absorb is the first wavelength.
  • the first sensor 1 itself can be realized by a well-known technique.
  • the TIR absorption layer 14 contains a second quantum dot, which is a kind of quantum dot.
  • the second quantum dot is capable of absorbing electromagnetic waves, but the upper limit of the wavelength of the electromagnetic waves that can be absorbed is the second wavelength.
  • the second wavelength is larger than the first wavelength.
  • the second wavelength is, for example, approximately 10 ⁇ m.
  • the second sensor 2 outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the second quantum dot, and the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that the second quantum dot can absorb is larger than the first wavelength. It is a wavelength.
  • the second sensor 2 itself can be realized by a well-known technique.
  • the calculation unit 3 calculates the difference between the output of the second sensor 2 and the output of the first sensor 1. Specifically, the calculation unit 3 reads the values of the voltmeters 10 and 17 and calculates the difference. The method of finding the difference is realized by an analog circuit such as an operational amplifier. The calculation unit 3 outputs the result of the calculation. The output of the calculation unit 3 corresponds to the detection result of the electromagnetic wave by the electromagnetic wave sensor device 101.
  • the arithmetic unit 3 is not formed on the TFT substrate 4, but the arithmetic unit 3 may be formed on the TFT substrate 4.
  • the arithmetic unit 3 may be realized separately by an ADC (described later) and a digital circuit.
  • FIG. 2 shows the sensitivity of the first sensor 1 to the electromagnetic wave (first sensitivity N), the sensitivity of the second sensor 2 to the electromagnetic wave (second sensitivity T), and the sensitivity of the first sensor 1 to the electromagnetic wave and the electromagnetic wave of the second sensor 2.
  • first sensitivity N the sensitivity of the second sensor 2 to the electromagnetic wave
  • second sensitivity T the sensitivity of the first sensor 1 to the electromagnetic wave and the electromagnetic wave of the second sensor 2.
  • third sensitivity TN shows the relationship with the difference (third sensitivity TN) with the sensitivity with respect to.
  • the horizontal axis is the wavelength (unit: ⁇ m) of the electromagnetic wave.
  • the vertical axis represents each of the above sensitivities (no unit because the numerical value is not shown and only the relative magnitude is shown).
  • the third sensitivity TN is, in other words, the sensitivity to the electromagnetic wave corresponding to the calculation result by the calculation unit 3, and thus the sensitivity to the electromagnetic wave of the electromagnetic wave sensor device 101.
  • the upper limit of the first sensitivity N is about 5 ⁇ m and the upper limit of the second sensitivity T is about 10 ⁇ m.
  • each of the first sensitivity N and the second sensitivity T does not have a lower limit because they are sufficiently large from the upper limit to the point where the wavelength of the electromagnetic wave is 0 ⁇ m.
  • the upper limit of the third sensitivity TN is about 10 ⁇ m, which is the same as the upper limit of the second sensitivity T.
  • the lower limit of the third sensitivity TN is about 5 ⁇ m, which is the same as the upper limit of the first sensitivity N.
  • the detection sensitivity of electromagnetic waves can be significantly improved as compared with the case of using a sensor composed of a thermopile or a photodiode. Can be done.
  • the sensor that outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the quantum dot has a sensitivity more than 5 times that of the sensor that outputs according to the electromagnetic wave absorbed by Si (silicon). It has been known.
  • the lower limit of the wavelength of the electromagnetic wave that can be absorbed by the quantum dot is not determined, only the electromagnetic wave of the desired wavelength can be selectively selected by using only one sensor that outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the quantum dot. It is difficult to detect. Therefore, by calculating the difference between the output of the second sensor 2 and the output of the first sensor 1, only electromagnetic waves having a desired wavelength (that is, exceeding the first wavelength and not more than the second wavelength) are selectively detected. Is possible.
  • the first sensor 1 detects electromagnetic waves by the NIR absorption layer 7, and the second sensor 2 detects electromagnetic waves by the TIR absorption layer 14. Therefore, in the electromagnetic wave sensor device 101, the first wavelength is the wavelength of near infrared rays, and the second wavelength is the wavelength of thermal infrared rays. However, it is not essential that the first wavelength is a near-infrared wavelength or the second wavelength is a thermal infrared wavelength, as long as the second wavelength is larger than the first wavelength. As an example of the first wavelength other than the wavelength of near infrared rays, the wavelength of visible light can be mentioned. An example of a second wavelength other than thermal infrared rays is a wavelength of far infrared rays.
  • the first wavelength which is the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that can be absorbed by the first quantum dot
  • the quantum dots that can realize such a first wavelength and can be used as the first quantum dots are, for example, IV-VI group semiconductors containing Pb or III-V group semiconductors containing In. More specifically, for example, PbS, PbSe or InAs (indium arsenide) can be used. Also, for example, ternary quantum dots such as PbSSe can be used. Furthermore, for example, quantum dots containing Te of the same genus instead of S and Se are also considered to be available.
  • the second wavelength which is the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that can be absorbed by the second quantum dot
  • the quantum dots that can realize such a second wavelength and can be used as the second quantum dots are, for example, III-V semiconductors containing In or Ga. More specifically, for example, InAs or GaAs can be used. Also, for example, ternary quantum dots such as InGaAs can be used. Furthermore, for example, quantum dots containing P of the same genus instead of As are also considered to be available.
  • the absorption characteristics of electromagnetic waves of semiconductor quantum dots change greatly depending not only on the material but also on the particle size.
  • InAs can be used for both the first quantum dot and the second quantum dot.
  • the output of the first sensor 1 may vary depending on the material, size, and thickness of the NIR absorption layer 7.
  • the output of the second sensor 2 may vary depending on the material, size, and thickness of the TIR absorption layer 14.
  • the calculation unit 3 may perform so-called weighting processing. In this weighting process, the output of the second sensor 2 and / or the output of the first sensor 1 may be multiplied by a constant. Further, in this weighting process, the output of the second sensor 2 and / or the output of the first sensor 1 changes non-linearly according to the output level of the second sensor 2 and / or the output level of the first sensor 1. You may multiply by the variable to be.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the display device 102 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the display device 102 includes a display panel 19 and an electromagnetic wave sensor device 101.
  • the display panel 19 includes a first sensor 1, a second sensor 2, a plurality of red sub-pixels 20, a plurality of green sub-pixels 21, and a plurality of blue sub-pixels 22.
  • the display panel 19 displays, for example, by visible light.
  • the arithmetic unit 3 is not shown, it may be provided inside the display panel 19 or outside the display panel 19.
  • the display device 102 includes the first sensor 1, the second sensor 2, and the calculation unit 3. That is, the display device 102 includes an electromagnetic wave sensor device 101.
  • the red sub-pixel 20 is provided with respect to the TFT substrate 4.
  • the red subpixel 20 includes an electrode 23, an electron transport layer 24, a quantum dot light emitting layer (red) 25, a hole transport layer 26, and an electrode 27.
  • the red subpixel 20 has a structure in which an electrode 23, an electron transport layer 24, a quantum dot light emitting layer (red) 25, a hole transport layer 26, and an electrode 27 are laminated in this order.
  • a power supply 28 is connected between the electrode 23 and the electrode 27.
  • the green sub-pixel 21 is provided for the TFT substrate 4.
  • the green sub-pixel 21 includes an electrode 29, an electron transport layer 30, a quantum dot light emitting layer (green) 31, a hole transport layer 32, and an electrode 33.
  • the green sub-pixel 21 has a structure in which an electrode 29, an electron transport layer 30, a quantum dot light emitting layer (green) 31, a hole transport layer 32, and an electrode 33 are laminated in this order.
  • a power source is connected between the electrode 29 and the electrode 33.
  • the blue sub-pixel 22 is provided for the TFT substrate 4.
  • the blue subpixel 22 includes an electrode 34, an electron transport layer 35, a quantum dot light emitting layer (blue) 36, a hole transport layer 37, and an electrode 38.
  • the blue sub-pixel 22 has a structure in which an electrode 34, an electron transport layer 35, a quantum dot light emitting layer (blue) 36, a hole transport layer 37, and an electrode 38 are laminated in this order.
  • a power source is connected between the electrode 34 and the electrode 38.
  • the TFT substrate 4 is further formed with a plurality of TFTs.
  • the TFT substrate 4 uses these plurality of TFTs to drive the red sub-pixel 20 by applying a voltage to the electrode 23, and drives the green sub-pixel 21 by applying a voltage to the electrode 29.
  • the blue sub-pixel 22 is driven by applying a voltage to 34.
  • the electrode 23 constitutes the cathode of the red subpixel 20.
  • the electrode 27 constitutes the anode of the red subpixel 20.
  • the electrode 29 constitutes the cathode of the green sub-pixel 21.
  • the electrode 33 constitutes the anode of the green sub-pixel 21.
  • the electrode 34 constitutes the cathode of the blue sub-pixel 22.
  • the electrode 38 constitutes the anode of the blue subpixel 22.
  • the electron transport layer 24 is an electron transport layer that transports electrons from the electrode 23 to the quantum dot light emitting layer (red) 25.
  • the hole transport layer 26 is a hole transport layer that transports holes from the electrode 27 to the quantum dot light emitting layer (red) 25.
  • the electron transport layer 30 is an electron transport layer that transports electrons from the electrode 29 to the quantum dot light emitting layer (green) 31.
  • the hole transport layer 32 is a hole transport layer that transports holes from the electrode 33 to the quantum dot light emitting layer (green) 31.
  • the electron transport layer 35 is an electron transport layer that transports electrons from the electrode 34 to the quantum dot light emitting layer (blue) 36.
  • the hole transport layer 37 is a hole transport layer that transports holes from the electrode 38 to the quantum dot light emitting layer (blue) 36.
  • the quantum dot light emitting layer (red) 25 contains quantum dots and emits red light.
  • the quantum dot light emitting layer (green) 31 contains quantum dots and emits green light.
  • the quantum dot light emitting layer (blue) 36 contains quantum dots and emits blue light.
  • the red sub-pixel 20 As each of the red sub-pixel 20, the green sub-pixel 21, and the blue sub-pixel 22, well-known ones in the field of quantum dot light emitting devices can be applied.
  • the first sensor 1 and the second sensor 2 constituting the electromagnetic wave sensor device 101 are also provided for the TFT substrate 4.
  • the description of the voltmeter 17 and the capacitor 18 connected to the second sensor 2 and the calculation unit 3 is omitted.
  • FIGS. 5 to 8 show graphs A to D, respectively.
  • Graph A shows an example of the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave sensor device 101 of the display device 102.
  • Graph B shows the contribution of the electromagnetic wave of each wavelength to the output of the first sensor 1 generated by the electromagnetic wave sensor device 101 receiving the electromagnetic wave.
  • Graph C shows the contribution of the electromagnetic wave of each wavelength to the output of the second sensor 2 generated by the electromagnetic wave sensor device 101 receiving the electromagnetic wave.
  • Graph D shows the difference between the degree of contribution regarding the output of the second sensor 2 according to the graph C and the degree of contribution regarding the output of the first sensor 1 according to the graph B.
  • FIGS. 5 to 8 show graphs A to D, respectively.
  • the horizontal axis is the wavelength of the electromagnetic wave (unit: ⁇ m).
  • the vertical axis is the intensity of the electromagnetic wave (there is no unit because only the relative magnitude is shown without showing the numerical value).
  • the vertical axis indicates the contribution of the electromagnetic wave of each wavelength (the numerical value is not shown and only the relative magnitude is shown, so the unit is No).
  • the electromagnetic waves received by the electromagnetic wave sensor device 101 of the display device 102 include the electromagnetic waves 39 and the electromagnetic waves 40.
  • the electromagnetic wave 39 corresponds to red, green, and blue light emitted from the display panel 19, and is not a detection target (noise) for the electromagnetic wave sensor device 101.
  • the upper limit of the wavelength range of the electromagnetic wave 39 is less than 1 ⁇ m.
  • the electromagnetic wave 40 corresponds to infrared rays emitted from the human body and is a detection target for the electromagnetic wave sensor device 101.
  • the lower limit of the wavelength range of the electromagnetic wave 40 exceeds about 5 ⁇ m.
  • Graph B shown in FIG. 6 corresponds to the intensity distribution of the electromagnetic wave shown in Graph A multiplied by the sensitivity distribution of the first sensor 1 shown in FIG.
  • the sensitivity of the first sensor 1 to electromagnetic waves has an upper limit of about 5 ⁇ m and no lower limit. Therefore, according to Graph B, the output of the first sensor 1 contains the component 41 corresponding to the electromagnetic wave 39, but does not include the component corresponding to the electromagnetic wave 40.
  • the output of the first sensor 1 is not a detection value for each wavelength as shown in Graph B, but a single value.
  • the output of the first sensor 1 is, so to speak, a value obtained by integrating the contribution of each wavelength shown in Graph B in the wavelength direction, and is a value corresponding to the area of the shaded area in FIG. ..
  • Graph C shown in FIG. 7 corresponds to the intensity distribution of the electromagnetic wave shown in Graph A multiplied by the sensitivity distribution of the second sensor 2 shown in FIG.
  • the sensitivity of the second sensor 2 to electromagnetic waves has an upper limit of about 10 ⁇ m and no lower limit. Therefore, according to Graph C, the output of the second sensor 2 includes both the component 41 corresponding to the electromagnetic wave 39 and the component 42 corresponding to the electromagnetic wave 40.
  • the intensity distribution of the electromagnetic wave shown in the graph A is multiplied by the sensitivity distribution of the difference between the sensitivity distribution of the first sensor 1 and the sensitivity distribution of the second sensor 2 shown in FIG.
  • the difference between the output of the first sensor 1 according to the graph B and the output of the second sensor 2 according to the graph C does not include the component corresponding to the electromagnetic wave 39, but corresponds to the electromagnetic wave 40. 42 is contained.
  • the calculation unit 3 cancels the component related to the visible light. Therefore, it is possible to realize a display device 102 including an electromagnetic wave sensor device 101 that does not depend on the display of the display panel 19.
  • the display panel 19 displays by the red sub-pixel 20, the green sub-pixel 21, and the blue sub-pixel 22, which are quantum dot light emitting elements.
  • the structures of the first sensor 1 and the second sensor 2 and the structures of the red sub-pixel 20, the green sub-pixel 21, and the blue sub-pixel 22 can be made substantially the same. .. Therefore, the first sensor 1, the second sensor 2, the red sub-pixel 20, the green sub-pixel 21, and the blue sub-pixel 22 can be collectively formed, and the manufacturing man-hours can be reduced.
  • each of the red sub-pixel 20, the green sub-pixel 21, and the blue sub-pixel 22 does not emit infrared rays, it is not necessary to provide an infrared cut filter in front of the first sensor 1 and the second sensor 2. Therefore, the number of parts can be reduced by omitting the infrared cut filter. Further, by omitting the infrared cut filter, it is possible to remarkably suppress a substantial decrease in sensitivity of the electromagnetic wave sensor device 101 that detects infrared rays as electromagnetic waves.
  • the display device 102 may be used as a display device equipped with a motion sensor. That is, when the level of the electromagnetic wave detected by the electromagnetic wave sensor device 101 is equal to or higher than a predetermined value (or exceeds a predetermined value), the display panel 19 displays, and when the level is less than the predetermined value (or a predetermined value or less), the display panel 19 displays. You may stop it.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the display device 1031 according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of another display device 1032 according to the present embodiment.
  • Each of the display device 1031 and the display device 1032 is different from the display device 102 in the points described below. That is, in each of the display device 1031 and the display device 1032, a plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 are two-dimensionally arranged.
  • a plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 are arranged in a matrix. Specifically, in the display device 1031, nine electromagnetic wave sensor devices 101 (1) to electromagnetic wave sensor devices 101 (9) are arranged in 3 rows and 3 columns.
  • the first sensor 1 of the electromagnetic wave sensor device 101 (1) to the first sensor 1 of the electromagnetic wave sensor device 101 (9) are the first sensor 1 (1) to the first sensor 1 (9), respectively.
  • the second sensor 2 of the electromagnetic wave sensor device 101 (1) to the second sensor 2 of the electromagnetic wave sensor device 101 (9) are the second sensor 2 (1) to the second sensor 2 (9), respectively.
  • the calculation unit 3 to the electromagnetic wave sensor device 101 (9) of the electromagnetic wave sensor device 101 (1) are based on the same rules as those of the first sensor 1 and the second sensor 2.
  • the calculation unit 3 is also referred to as a calculation unit 3 (1) to a calculation unit 3 (9).
  • the display device 1032 at least one first sensor 1 and / or at least one second sensor 2 are thinned out from the state in which a plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 are arranged. It has become. Specifically, in the display device 1032, the first sensor 1 (2), the first sensor 1 (4), from the arrangement of the nine electromagnetic wave sensor devices 101 (1) to 101 (9) according to the display device 1031. The first sensor 1 (5), the first sensor 1 (6), and the first sensor 1 (8) are thinned out.
  • each of the display device 1031 and the display device 1032 it is possible to realize a display device provided with an area sensor.
  • the calculation unit 3 (x) of the electromagnetic wave sensor device 101 (x) may perform the following calculation. .. That is, the correction value AM is obtained by correcting the output of the first sensor 1 adjacent to the second sensor 2 (x) according to the distance between the second sensor (x) and the first sensor 1. This correction value AM is obtained for each of the plurality of first sensors 1 adjacent to the second sensor 2 (x). The average value of the plurality of correction values AM obtained from each of the plurality of first sensors 1 is obtained, and the difference between the output of the second sensor 2 (x) and the average value is calculated. An example of such an operation is shown in the following mathematical formula (1).
  • M3 (5) S2 (5)-(S1 (1) + S1 (3) + S1 (7) + S1 (9)) / 4 ... (1)
  • M3 (5) Calculation result of calculation unit 3 (5)
  • S2 (5) Output of second sensor 2 (5)
  • S1 (1) Output of first sensor 1 (1)
  • S1 (3) First sensor Output of 1 (3)
  • S1 (7) output of the first sensor 1 (7)
  • S1 (9) output of the first sensor 1 (9).
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an application example of detecting a living body by the display device 1031 and an example of an electromagnetic wave intensity distribution obtained by a plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 provided in the display device 1031.
  • Each of the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 absorbs infrared rays as electromagnetic waves.
  • the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 detect the distribution of this infrared ray.
  • the display device 1031 detects the finger (an example of a living body, the same applies hereinafter) 43 based on the distribution of infrared rays detected by the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101.
  • the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 absorb the infrared rays radiated from the finger 43. Then, the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 detect the distribution of infrared rays based on the respective positions of the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 and the detected infrared intensity.
  • the display device 1031 can detect the finger 43 according to the distribution of infrared rays detected by the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101. That is, according to the electromagnetic wave intensity distribution situation shown in FIG. 11, the infrared intensity distribution obtained by the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 is contour-lined (which can also be said to be concentric).
  • the range 44 corresponds to the tip of the finger 43
  • the range 45 corresponds to the circumference of the finger 43 and the circumference of the finger 43
  • the range 46 corresponds to the circumference of the finger 43.
  • the intensity of the infrared rays in the range 44 is greater than the intensity of the infrared rays in the range 45.
  • the intensity of the infrared rays in the range 45 is greater than the intensity of the infrared rays in the range 46.
  • the center 47 of the range 44 can be regarded as corresponding to the position where the display panel 19 is touched by the finger 43. Based on the distribution of infrared intensities represented by ranges 44 to 46, as well as the center 47, the display device 1031 can detect the finger 43 by well-known techniques.
  • the finger 43 is exemplified as the living body to be detected by the display device 1031, but the living body is not limited to the finger 43.
  • Other examples of living organisms include parts of the body other than the fingers, such as palms, veins, and fingerprints.
  • the display device 1031 may read the distribution of infrared rays detected by the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 as an image and extract a high frequency component from this image. For example, consider the case where the display panel 19 is touched with the finger 43. In this case, since the fingerprint is in close contact with the display panel 19, the partial blur corresponding to the fingerprint in the image is small. Further, in this case, the image contains a fine pattern. From these characteristics of the image, when a fingerprint is detected as a living body, it is preferable to extract a high frequency component from the image.
  • the display device 1031 may read the distribution of infrared rays detected by the plurality of electromagnetic wave sensor devices 101 as an image and extract a low frequency component from this image. For example, consider the case where the display panel 19 is touched with the finger 43. In this case, since the vein is separated from the display panel 19, the portion corresponding to the vein in the image is largely blurred. From the characteristics of the image, when detecting a vein as a living body, it is preferable to extract a low frequency component from the image.
  • the display device 1032 may be applied instead of the display device 1031.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the display device 105 according to the present embodiment.
  • the display device 105 is a modification of the display device 1031 and differs from the display device 1031 in the points described below. Note that FIG. 12 corresponds to the cross section taken along the line BB of FIG.
  • the display panel 419 is a transparent panel. Therefore, in the display device 105, the TFT substrate 404 is transparent. Further, in each of the plurality of electromagnetic wave sensor devices 401 provided in the display device 105, each of the electrodes corresponding to the electrode 5, the electrode 9, the electrode 12, and the electrode 16 shown in FIG. 1 is a transparent electrode. As a result, the plurality of electromagnetic wave sensor devices 401 can absorb electromagnetic waves from both sides of the display panel 419. That is, the plurality of electromagnetic wave sensor devices 401 act on both sides of the display panel 419, which is a transparent panel.
  • each absorption layer corresponding to the TIR absorption layer 14, the quantum dot light emitting layer (red) 25, and the quantum dot light emitting layer (green) shown in FIG. 4 are composed of quantum dots. Since each light emitting layer corresponding to each of 31 and the quantum dot light emitting layer (blue) 36 can be easily formed thin, it is easy to increase the transmittance.
  • the living body can be detected by the display device 105 in the same manner as when the living body is detected by the display device 1031 (see FIG. 11). In this case, the living body can be detected by touching either side of the display panel 419 with the finger 43. Therefore, the double-sided touch sensor can be realized by detecting the living body by the display device 105.
  • FIG. 13 is a diagram showing a pixel structure of the display device 106 according to the present embodiment.
  • the display device 106 is a modification of the display device 1031 like the display device 105 (see FIG. 12).
  • the display device 106 is different from the display device 105 in the points described below.
  • 14 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 13
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
  • the display panel 519 is a double-sided display panel. Therefore, the display on one surface 519a on the display panel 519 and the display on the other surface 519b on the display panel 519 can be performed independently of each other.
  • each of the electrodes corresponding to the electrodes 23, 29 and 34 shown in FIG. 4 is opaque, while the electrodes are opaque.
  • Each of the electrodes corresponding to the electrode 27, the electrode 33, and the electrode 38 shown in FIG. 4 is transparent. Therefore, the plurality of pixels 502a emit light only to one surface 519a of the display panel 519 which is a double-sided display panel.
  • the electrodes corresponding to the electrodes 23, 29, and 34 shown in FIG. 4 are transparent, while the electrodes 27, 33, and electrodes shown in FIG. 4 are transparent.
  • Each electrode corresponding to 38 is opaque. Therefore, the plurality of pixels 502b emit light only to one surface 519b of the display panel 519 which is a double-sided display panel.
  • each of the electrodes corresponding to the electrodes 5 and 12 shown in FIG. 1 is opaque.
  • Each electric wave corresponding to the electrode 9 and the electrode 16 shown in FIG. 1 is transparent. It can be said that the electromagnetic wave sensor device 501a is the first set that acts only on one surface 519a of the display panel 519 which is a double-sided display panel.
  • each of the electrodes corresponding to the electrodes 5 and 12 shown in FIG. 1 is transparent, while the electrodes shown in FIG. 1 are transparent.
  • Each electrode corresponding to 9 and the electrode 16 is opaque. It can be said that the electromagnetic wave sensor device 501b is a second set that acts only on the other surface 519b of the display panel 519 which is a double-sided display panel.
  • Each of the plurality of electromagnetic wave sensor devices 501 has a transparent electrode and an opaque electrode.
  • the transparent electrode (each electrode corresponding to the electrode 9 and the electrode 16 shown in FIG. 1) is an opaque electrode (the electrode shown in FIG. 1) in the top view of one surface 519a. 5 and each electrode corresponding to the electrode 12) are arranged in front of each other.
  • the transparent electrode (each electrode corresponding to the electrode 5 and the electrode 12 shown in FIG. 1) is an opaque electrode (the electrode shown in FIG. 1) in the top view of the other surface 519b. 9 and each electrode corresponding to the electrode 16) are arranged in front of each other.
  • the action of the electromagnetic wave sensor device 101a on one surface 19a of the display panel 19 and the action of the electromagnetic wave sensor device 101b on the other surface 19b of the display panel 19 can be made independent of each other.
  • the pixel 502b is adjacent to the electromagnetic wave sensor device 501a and the pixel 502a is adjacent to the electromagnetic wave sensor device 501b. That is, it is preferable that the light receiving surfaces of the electromagnetic wave sensor devices 501 (501a and 501b) and the light emitting surfaces of the pixels 502 (502a and 502b) are arranged in a staggered manner. With such an arrangement, it is possible to prevent light from the pixels 502 adjacent to the electromagnetic wave sensor device 501 from being incident on the electromagnetic wave sensor device 501, and it is possible to further reduce the influence of the display on the electromagnetic wave sensor device 501.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing a modification 601 of the display panel 19 and the electromagnetic wave sensor device 101.
  • each of the two sub-pixels 48 corresponds to any one of the red sub-pixel 20, the green sub-pixel 21, and the blue sub-pixel 22.
  • one of the two sub-pixels 48 is arranged between the first sensor 1 and the second sensor 2.
  • the display panel 19 has a gate line 49, two source lines 50, two source lines 51, two transistors 52, two transistors 53, and two DACs (Digital Analog Converter). It is equipped with a digital-to-analog converter (54) and two ADCs (Analog Digital Converter) 55.
  • the gate line 49 is a signal line for driving the gate of the transistor 52.
  • the source line 50 is a signal line for driving the source of the transistor 52.
  • the DAC 54 is provided in the source line 50, converts the data for display by the sub-pixel 48 input to itself from a digital signal to an analog signal, and supplies the data to the source of the transistor 52.
  • the circuit including the gate line 49, the source line 50, the transistor 52, and the DAC 54 can be applied to those well known in the field of display devices.
  • the gate line 49 is also connected to the gate of the transistor 53, and also functions as a signal line for driving the gate of the transistor 53.
  • the source line 51 is connected to the source of the transistor 53 and is a signal line for driving the source of the transistor 53.
  • the drain of the transistor 53 is connected to the first sensor 1 or the second sensor 2.
  • the ADC 55 is provided in the source line 51, converts the detection result data input by the first sensor 1 or the second sensor 2 into a digital signal, and outputs the data as sensing data.
  • the output of the DAC 54 is supplied to the sub-pixel 48 when the transistor 52 is driven by the gate line 49, and the outputs from each of the first sensor 1 and the second sensor 2 are output as sensing data. can do.
  • the display by the display panel 19 and the detection by the electromagnetic wave sensor device 601 can be performed at the same time.
  • the modification 601 is a configuration in which the sub-pixel 48, which is a quantum dot light emitting element, and the electromagnetic wave sensor device 601 are connected to the same gate line 49 provided on the display panel 19. As a result, in the modified example 601 shown in FIG. 14, the number of wirings can be reduced.
  • FIG. 17 is a circuit diagram showing another modification 701 of the display panel 19 and the electromagnetic wave sensor device 101.
  • the modified example 701 is different from the modified example 601 in the points described below.
  • a gate line 56 is provided in addition to the gate line 49.
  • the gate of the transistor 53 is connected to the gate line 56 instead of the gate line 49.
  • the source line 51 is omitted.
  • the source of the transistor 53 is connected to the source line 50.
  • the ADC 55 is provided in the source line 50, converts the data of the detection result by the first sensor 1 or the second sensor 2 input to itself from an analog signal to a digital signal, and outputs the data as sensing data.
  • a switch 57 is provided between the connection portion between the DAC 54 and the source of the transistor 53 in the source line 50.
  • the switch 57 when the transistor 52 is driven by the gate line 49, the switch 57 is closed and the output of the DAC converter 54 is supplied to the sub pixel 48. Further, according to the modification 701, when the transistor 53 is driven by the gate line 56, the switch 57 is opened, and the outputs from each of the first sensor 1 and the second sensor 2 can be output as sensing data. Thereby, the display by the display panel 19 and the detection by the electromagnetic wave sensor device 701 can be alternately performed.
  • the sub-pixel 48 which is a quantum dot light emitting element, and the electromagnetic wave sensor device 701 are connected to the same source line 50 provided on the display panel 19.
  • the number of wirings can be reduced.
  • the electromagnetic wave sensor device is the first sensor that outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the first quantum dot, and the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that the first quantum dot can absorb is the first.
  • the first sensor which is the wavelength
  • the second sensor which outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the second quantum dot different from the first quantum dot, is the upper limit of the wavelength of the electromagnetic wave that the second quantum dot can absorb. Is provided with a second sensor having a second wavelength larger than the first wavelength, and a calculation unit for calculating the difference between the output of the second sensor and the output of the first sensor.
  • the detection sensitivity of electromagnetic wave is compared with the case of using a sensor composed of a thermopile or a photodiode.
  • the sensitivity can be significantly improved.
  • the lower limit of the wavelength of the electromagnetic wave that can be absorbed by the quantum dot is not determined, only the electromagnetic wave of the desired wavelength can be selectively selected by using only one sensor that outputs according to the electromagnetic wave absorbed by the quantum dot. It is difficult to detect. Therefore, by calculating the difference between the output of the second sensor and the output of the first sensor, it is possible to selectively detect only electromagnetic waves having a desired wavelength (that is, exceeding the first wavelength and not more than the second wavelength). It becomes.
  • the first wavelength is the wavelength of near infrared rays
  • the second wavelength is the wavelength of thermal infrared rays
  • the first quantum dot is an IV-VI group semiconductor containing Pb or a III-V group semiconductor containing In
  • the second quantum dot is. , In or Ga-containing III-V semiconductors.
  • the display device includes a display panel for displaying by visible light, and the display panel is the electromagnetic wave sensor device according to any one of the first to third aspects, the first quantum dot and the said. Both of the second quantum dots are equipped with at least one electromagnetic wave sensor device capable of absorbing visible light.
  • the calculation unit cancels the component related to the visible light. Therefore, it is possible to realize a display device including an electromagnetic wave sensor device that does not depend on the display of the display panel.
  • the display panel performs the display by a quantum dot light emitting element.
  • the structure of the first sensor and the second sensor and the structure of the quantum dot light emitting element can be made substantially the same, so that the first sensor, the second sensor, and the quantum dot light emitting element are collectively combined. And can be formed, and the manufacturing man-hours can be reduced.
  • the quantum dot light emitting element does not emit infrared rays, it is not necessary to provide an infrared cut filter in front of the first sensor and the second sensor. Therefore, the number of parts can be reduced by omitting the infrared cut filter. Further, by omitting the infrared cut filter, when the electromagnetic wave sensor device is intended to detect infrared rays, it is possible to remarkably suppress a substantial decrease in sensitivity of the electromagnetic wave sensor device.
  • the quantum dot light emitting element and the electromagnetic wave sensor device are connected to the same gate line provided on the display panel.
  • the number of wirings can be reduced.
  • the quantum dot light emitting element and the electromagnetic wave sensor device are connected to the same source line provided on the display panel.
  • the number of wirings can be reduced.
  • the display device includes a plurality of the electromagnetic wave sensor devices in any one of the fourth to seventh aspects, and the plurality of the electromagnetic wave sensor devices are two-dimensionally arranged.
  • the plurality of electromagnetic wave sensor devices detect the distribution of infrared rays
  • the display device is the infrared rays detected by the plurality of electromagnetic wave sensor devices.
  • the living body is detected based on the distribution.
  • the display panel is a transparent panel, and the plurality of electromagnetic wave sensor devices act on both sides of the transparent panel.
  • the display panel is a double-sided display panel, and the plurality of electromagnetic wave sensor devices act on only one surface of the double-sided display panel.
  • the first set includes a second set that acts only on the other side of the double-sided display panel.
  • each of the plurality of electromagnetic wave sensor devices has a transparent electrode and an opaque electrode
  • the electromagnetic wave sensor device included in the first set is The transparent electrode is arranged in front of the opaque electrode in the top view of one surface
  • the electromagnetic wave sensor device included in the second set has the transparent electrode in the top view of the other surface. It is arranged in front of the opaque electrode.

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Abstract

所望の波長範囲の電磁波のみを選択的に検出することが可能な電磁波センサ装置を実現する。電磁波センサ装置（１０１）は、第２センサ（２）の出力と第１センサ（１）の出力との差を演算する演算部（３）を備えている。

Description

電磁波センサ装置および表示装置
　本発明は、電磁波センサ装置および表示装置に関する。
　従来、量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサ（以下、量子ドットセンサと言う場合もある）が知られている。ここで、電磁波とは、典型的には光（例：可視光、紫外線、および赤外線）である。
日本国公表特許公報「特表２０１０－５０６３８６号（２０１０年２月２５日公表）」 日本国公開特許公報「特開２００７－２３４７７１号（２００７年９月１３日公開）」
　量子ドットセンサは、所定の波長範囲の電磁波を吸収することが可能である。当該波長範囲の上限が決定されている一方、当該波長範囲の下限が決定されていないことが一般的である。このため、量子ドットセンサは、所望の波長範囲の電磁波のみを選択的に吸収することが困難である。
　以上のことから、量子ドットセンサを用いて電磁波を検出する電磁波センサ装置においては、所望の波長範囲の電磁波のみを選択的に検出することが困難であるという問題が発生する。
　本発明の一態様は、所望の波長範囲の電磁波のみを選択的に検出することが可能な電磁波センサ装置を実現することを目的とする。
　本発明の一態様に係る電磁波センサ装置は、第１量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行う第１センサであって、当該第１量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が第１波長である第１センサと、前記第１量子ドットと異なる第２量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行う第２センサであって、当該第２量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が前記第１波長より大きい第２波長である第２センサと、前記第２センサの出力と前記第１センサの出力との差を演算する演算部とを備えている。
　本発明の一態様に係る表示装置は、可視光による表示を行う表示パネルを備え、前記表示パネルは、前記電磁波センサ装置であって、前記第１量子ドットおよび前記第２量子ドットの両方が可視光を吸収可能な電磁波センサ装置を少なくとも１個備えている。
　本発明の一態様によれば、所望の波長範囲の電磁波のみを選択的に検出することが可能な電磁波センサ装置を実現することができる。
本発明の実施形態１に係る電磁波センサ装置の概略構成を示す図である。 第１センサの電磁波に対する感度、第２センサの電磁波に対する感度、ならびに第１センサの電磁波に対する感度と第２センサの電磁波に対する感度との差との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態２に係る表示装置の概略構成を示す図である。 図３のＡ－Ａ線矢視断面図である。 グラフＡを示している。 グラフＢを示している。 グラフＣを示している。 グラフＤを示している。 本発明の実施形態３に係る表示装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態３に係る別の表示装置の概略構成を示す図である。 図６又は図７に示す表示装置によって、生体を検出する応用例を示す断面図、および表示装置に設けられた複数の電磁波センサ装置によって得られた電磁波強度分布の一例を示す図である。 本発明の実施形態４に係る表示装置の概略構成を示す、図９のＢ－Ｂ線矢視断面図に対応する図である。 本発明の実施形態５に係る表示装置の画素構造を示す図である。 図１３のＣ－Ｃ線矢視断面図である。 図１３のＤ－Ｄ線矢視断面図である。 本発明の実施形態６であって、表示パネルおよび電磁波センサ装置の変形例を示す回路図である。 本発明の実施形態６であって、表示パネルおよび電磁波センサ装置の別の変形例を示す回路図である。
　本発明を実施するための形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、先に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない場合がある。
　〔実施形態１〕
　図１は、本実施形態に係る電磁波センサ装置１０１の概略構成を示す図である。電磁波センサ装置１０１は、第１センサ１、第２センサ２、演算部３、およびＴＦＴ（Thin film Transistor：薄膜トランジスタ）基板４を備えている。
　図１に示すように、第１センサ１は、ＴＦＴ基板４に対して設けられている。第１センサ１は、電極５、電子輸送層６、ＮＩＲ（Near InfraRed：近赤外線）吸収層７、正孔輸送層８、および電極９を備えている。第１センサ１は、電極５、電子輸送層６、ＮＩＲ吸収層７、正孔輸送層８、および電極９が、この順に積層された構造である。電極５と電極９との間には、電圧計１０およびコンデンサ１１の並列回路が接続されている。電圧計１０は、ＮＩＲ吸収層７が電磁波を吸収することで発生した電圧を測定する。コンデンサ１１は、第1センサ１で発生する電流を電圧に変換するために設けている。第１センサ１で発生する電流値を精度よく測定できるのであれば、別の構成でも構わない。
　第２センサ２は、ＴＦＴ基板４に対して設けられており、第１センサ１と隣接して配置されている。第２センサ２は、電極１２、電子輸送層１３、ＴＩＲ（Thermal InfraRed：熱赤外線）吸収層１４、正孔輸送層１５、および電極１６を備えている。第２センサ２は、電極１２、電子輸送層１３、ＴＩＲ吸収層１４、正孔輸送層１５、および電極１６が、この順に積層された構造である。電極１２と電極１６との間には、電圧計１７およびコンデンサ１８の並列回路が接続されている。電圧計１７は、ＴＩＲ吸収層１４が電磁波を吸収することで発生した電圧を測定する。コンデンサ１８は、第２センサ２で発生する電流を電圧に変換するために設けている。第２センサ２で発生する電流値を精度よく測定できるのであれば、別の構成でも構わない。
　ＴＦＴ基板４は、複数のＴＦＴが形成されている。ＴＦＴ基板４は、第１センサ１及び第２センサ２で発生した電荷を一定方向に流したり増幅するために用いられる。電極５は、第１センサ１の陰極を構成している。電極９は、第１センサ１の陽極を構成している。電極１２は、第２センサ２の陰極を構成している。電極１６は、第２センサ２の陽極を構成している。電子輸送層６は、ＮＩＲ吸収層７が電磁波を吸収することで発生した電子を電極５へと輸送する電子輸送層である。正孔輸送層８は、ＮＩＲ吸収層７が電磁波を吸収することで発生した正孔を電極９へと輸送する正孔輸送層である。電子輸送層１３は、ＴＩＲ吸収層１４が電磁波を吸収することで発生した電子を電極１２へと輸送する電子輸送層である。正孔輸送層１５は、ＴＩＲ吸収層１４が電磁波を吸収することで発生した正孔を電極１６へと輸送する正孔輸送層である。電極５、電子輸送層６、正孔輸送層８、電極９、電極１２、電子輸送層１３、正孔輸送層１５、および電極１６の各々は、量子ドットセンサの分野における、周知のものを適用することができる。
　ＮＩＲ吸収層７は、量子ドットの一種である第１量子ドットを含んでいる。第１量子ドットは、電磁波を吸収可能なものであるが、吸収可能な電磁波の波長の上限が第１波長である。第１波長は例えば、およそ５μｍである。
　換言すれば、第１センサ１は、第１量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うものであって、第１量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が第１波長であるものである。第１センサ１自体は、周知技術によって実現可能なものである。
　ＴＩＲ吸収層１４は、量子ドットの一種である第２量子ドットを含んでいる。第２量子ドットは、電磁波を吸収可能なものであるが、吸収可能な電磁波の波長の上限が第２波長である。第２波長は、第１波長より大きい。第２波長は例えば、およそ１０μｍである。
　換言すれば、第２センサ２は、第２量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うものであって、第２量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が第１波長より大きい第２波長であるものである。第２センサ２自体は、周知技術によって実現可能なものである。
　演算部３は、第２センサ２の出力と第１センサ１の出力との差を演算するものである。具体的には、演算部３は、電圧計１０、１７の値を読み取って差を演算する。差の求め方は、オペアンプなどアナログ回路により実現する。演算部３は、当該演算の結果を出力する。演算部３の出力が、電磁波センサ装置１０１による電磁波の検出結果に相当する。図１においては、演算部３がＴＦＴ基板４に形成されていないものとしているが、演算部３は、ＴＦＴ基板４に形成されていてもよい。例えば、演算部３は、別途ＡＤＣ（後述する）とデジタル回路で実現しても良い。
　図２は、第１センサ１の電磁波に対する感度（第１感度Ｎ）、第２センサ２の電磁波に対する感度（第２感度Ｔ）、ならびに第１センサ１の電磁波に対する感度と第２センサ２の電磁波に対する感度との差（第３感度Ｔ－Ｎ）との関係を示すグラフである。図２に示すグラフにおいて、横軸は、電磁波の波長（単位：μｍ）である。図２に示すグラフにおいて、縦軸は、前記の各感度（数値は示さず相対的な大きさのみを示すに留めるので、単位無）である。第３感度Ｔ－Ｎは、換言すれば演算部３による演算結果に対応する電磁波に対する感度であり、ひいては電磁波センサ装置１０１の電磁波に対する感度である。
　図２に示すグラフから、第１感度Ｎの上限はおよそ５μｍであり、第２感度Ｔの上限はおよそ１０μｍであることが分かる。一方、第１感度Ｎおよび第２感度Ｔの各々は、その上限から電磁波の波長が０μｍである点まで十分大きいため、下限を有していないと認められる。第３感度Ｔ－Ｎの上限は、第２感度Ｔの上限と同じ、およそ１０μｍである。第３感度Ｔ－Ｎの下限は、第１感度Ｎの上限と同じ、およそ５μｍとなる。
　量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサを用いることによって、サーモパイルまたはフォトダイオード等によって構成されたセンサを用いる場合に比べ、電磁波の検出感度、特に赤外線の検出感度を顕著に向上させることができる。赤外線の検出感度に関しては、量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサは、Ｓｉ（シリコン）が吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサに比べ、５倍以上の感度を有してことが知られている。
　ここで、量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の下限が決まっていないため、量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサを１個用いるだけでは、所望の波長の電磁波のみを選択的に検出することは困難である。そこで、第２センサ２の出力と第１センサ１の出力との差を演算することにより、所望の波長（すなわち、第１波長を超え第２波長以下）の電磁波のみを選択的に検出することが可能となる。
　第１センサ１がＮＩＲ吸収層７によって電磁波を検出し、第２センサ２がＴＩＲ吸収層１４によって電磁波を検出する。このため、電磁波センサ装置１０１においては、第１波長が近赤外線の波長であり、第２波長が熱赤外線の波長である。しかしながら、第２波長が第１波長より大きいことさえ満たせば、第１波長が近赤外線の波長であることも、第２波長が熱赤外線の波長であることも必須ではない。近赤外線の波長以外の第１波長の一例として、可視光の波長が挙げられる。熱赤外線以外の第２波長の一例として、遠赤外線の波長が挙げられる。
　上記の通り、第１量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限である第１波長は、例えば、およそ５μｍである。このような第１波長を実現可能で、第１量子ドットとして利用可能な量子ドットは、例えば、Ｐｂを含むＩＶ－ＶＩ族半導体またはＩｎを含むIII－Ｖ族半導体である。より具体的には、例えば、ＰｂＳ、ＰｂＳｅまたはＩｎＡｓ（インジウムヒ素）が利用可能である。また例えば、ＰｂＳＳｅのように、三元系の量子ドットも利用可能である。さらには、例えば、ＳやＳｅの代わりに同じ属のＴｅを含む量子ドットも、利用可能と考えられる。
　また、上記の通り、第２量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限である第２波長は、例えば、およそ１０μｍである。このような第２波長を実現可能で、第２量子ドットとして利用可能な量子ドットは、例えば、ＩｎまたはＧａを含むIII－Ｖ族半導体である。より具体的には、例えば、ＩｎＡｓまたはＧａＡｓが利用可能である。また例えば、ＩｎＧａＡｓのように、三元系の量子ドットも利用可能である。さらには、例えば、Ａｓの代わりに同じ属のＰを含む量子ドットも、利用可能と考えられる。
　なお、半導体量子ドットは、材料だけでなく、粒径によっても、電磁波の吸収特性が大きく変化する。例えば上記では、ＩｎＡｓを第１量子ドットおよび第２量子ドットの両方に利用可能としている。
　ＮＩＲ吸収層７の、材質、サイズ、および厚みに応じて、第１センサ１の出力にバラつきが生じ得る。同様に、ＴＩＲ吸収層１４の、材質、サイズ、および厚みに応じて、第２センサ２の出力にバラつきが生じ得る。これらのバラつきに起因する電磁波センサ装置１０１の検出結果の誤さを低減するために、演算部３は、いわゆる重み付け処理を行ってもよい。この重み付け処理においては、第２センサ２の出力および／または第１センサ１の出力に対して、定数を乗じてもよい。また、この重み付け処理においては、第２センサ２の出力および／または第１センサ１の出力に対して、第２センサ２の出力レベルおよび／または第１センサ１の出力レベルに応じて非線形に変化する変数を乗じてもよい。
　〔実施形態２〕
　図３は、本実施形態に係る表示装置１０２の概略構成を示す図である。図４は、図３のＡ－Ａ線矢視断面図である。表示装置１０２は、表示パネル１９、および電磁波センサ装置１０１を備えている。
　図３に示すように、表示パネル１９は、第１センサ１、第２センサ２、複数の赤色サブ画素２０、複数の緑色サブ画素２１、および複数の青色サブ画素２２を備えている。表示パネル１９は、例えば、可視光による表示を行う。演算部３は図示していないが、表示パネル１９内に備えられていてもよいし、表示パネル１９の外部に備えられていてもよい。このように、表示装置１０２は、第１センサ１、第２センサ２および演算部３を備える。すなわち、表示装置１０２は、電磁波センサ装置１０１を備える。
　また、表示パネル１９において、例えば、複数の緑色サブ画素２１のうち１個と、この緑色サブ画素２１の両側にそれぞれ配置された複数の赤色サブ画素２０のうち１個および複数の青色サブ画素２２のうち１個が、１画素を形成している。
　図４に示すように、赤色サブ画素２０は、ＴＦＴ基板４に対して設けられている。赤色サブ画素２０は、電極２３、電子輸送層２４、量子ドット発光層（赤色）２５、正孔輸送層２６、および電極２７を備えている。赤色サブ画素２０は、電極２３、電子輸送層２４、量子ドット発光層（赤色）２５、正孔輸送層２６、および電極２７が、この順に積層された構造である。電極２３と電極２７との間には、電源２８が接続されている。
　緑色サブ画素２１は、ＴＦＴ基板４に対して設けられている。緑色サブ画素２１は、電極２９、電子輸送層３０、量子ドット発光層（緑色）３１、正孔輸送層３２、および電極３３を備えている。緑色サブ画素２１は、電極２９、電子輸送層３０、量子ドット発光層（緑色）３１、正孔輸送層３２、および電極３３が、この順に積層された構造である。図３および図４には示していないが、電極２９と電極３３との間には、電源が接続されている。
　青色サブ画素２２は、ＴＦＴ基板４に対して設けられている。青色サブ画素２２は、電極３４、電子輸送層３５、量子ドット発光層（青色）３６、正孔輸送層３７、および電極３８を備えている。青色サブ画素２２は、電極３４、電子輸送層３５、量子ドット発光層（青色）３６、正孔輸送層３７、および電極３８が、この順に積層された構造である。図３および図４には示していないが、電極３４と電極３８との間には、電源が接続されている。
　ＴＦＴ基板４は、前述した構成に加え、さらに複数のＴＦＴが形成されている。ＴＦＴ基板４は、これら複数のＴＦＴによって、電極２３に対して電圧を印加することで赤色サブ画素２０を駆動し、電極２９に対して電圧を印加することで緑色サブ画素２１を駆動し、電極３４に対して電圧を印加することで青色サブ画素２２を駆動する。
　電極２３は、赤色サブ画素２０の陰極を構成している。電極２７は、赤色サブ画素２０の陽極を構成している。電極２９は、緑色サブ画素２１の陰極を構成している。電極３３は、緑色サブ画素２１の陽極を構成している。電極３４は、青色サブ画素２２の陰極を構成している。電極３８は、青色サブ画素２２の陽極を構成している。
　電子輸送層２４は、電極２３からの電子を量子ドット発光層（赤色）２５へと輸送する電子輸送層である。正孔輸送層２６は、電極２７からの正孔を量子ドット発光層（赤色）２５へと輸送する正孔輸送層である。電子輸送層３０は、電極２９からの電子を量子ドット発光層（緑色）３１へと輸送する電子輸送層である。正孔輸送層３２は、電極３３からの正孔を量子ドット発光層（緑色）３１へと輸送する正孔輸送層である。電子輸送層３５は、電極３４からの電子を量子ドット発光層（青色）３６へと輸送する電子輸送層である。正孔輸送層３７は、電極３８からの正孔を量子ドット発光層（青色）３６へと輸送する正孔輸送層である。
　量子ドット発光層（赤色）２５は、量子ドットを含んでおり、赤色の発光を行う。量子ドット発光層（緑色）３１は、量子ドットを含んでおり、緑色の発光を行う。量子ドット発光層（青色）３６は、量子ドットを含んでおり、青色の発光を行う。
　赤色サブ画素２０、緑色サブ画素２１、および青色サブ画素２２の各々は、量子ドット発光素子の分野における、周知のものを適用することができる。
　さらに、図４に示すように、電磁波センサ装置１０１を構成する第１センサ１および第２センサ２も、ＴＦＴ基板４に対して設けられている。なお、図４においては、第２センサ２に接続された電圧計１７およびコンデンサ１８、並びに演算部３の記載を省略している。
　図５～図８には、それぞれグラフＡ～グラフＤを示している。グラフＡは、表示装置１０２の電磁波センサ装置１０１が受ける電磁波の一例を示している。グラフＢは、電磁波センサ装置１０１が当該電磁波を受けることによって生じた第１センサ１の出力に対する、各波長の電磁波の寄与度を示している。グラフＣは、電磁波センサ装置１０１が当該電磁波を受けることによって生じた第２センサ２の出力に対する、各波長の電磁波の寄与度を示している。グラフＤは、グラフＣに係る第２センサ２の出力に関する寄与度とグラフＢに係る第１センサ１の出力に関する寄与度との差を示している。図５～図８に示すグラフＡ、グラフＢ、グラフＣ、およびグラフＤの各々において、横軸は、電磁波の波長（単位：μｍ）である。図５に示すグラフＡにおいて、縦軸は、電磁波の強度（数値は示さず相対的な大きさのみを示すに留めるので、単位無）である。図６～図８にそれぞれ示すグラフＢ、グラフＣ、およびグラフＤの各々において、縦軸は、各波長の電磁波の寄与度（数値は示さず相対的な大きさのみを示すに留めるので、単位無）である。
　図５に示したグラフＡにおいては、表示装置１０２の電磁波センサ装置１０１が受ける電磁波に、電磁波３９および電磁波４０が含まれている。電磁波３９は、表示パネル１９から放射されている赤色、緑色および青色の光に相当し、電磁波センサ装置１０１にとっては検出対象外（ノイズ）である。電磁波３９の波長範囲の上限は、１μｍ未満となっている。電磁波４０は、人体から放出されている赤外線に相当し、電磁波センサ装置１０１にとっては検出対象である。電磁波４０の波長範囲の下限は、およそ５μｍを超えている。
　図６に示したグラフＢは、グラフＡに示された電磁波の強度分布に、図２に示された第１センサ１の感度分布を掛けたものに相当する。図２を参照して前述したとおり、第１センサ１の電磁波に対する感度は、上限がおよそ５μｍであり、下限を有していない。このため、グラフＢによれば、第１センサ１の出力においては、電磁波３９に対応する成分４１が含まれている一方、電磁波４０に対応する成分が含まれていない。なお、第１センサ１の出力は、グラフＢのような波長ごとの検出値ではなく、単一の値である。より詳細には、第１センサ１の出力は、いわば、グラフＢに示した波長ごとの寄与度を波長方向に積分した値であり、図６において網掛けした領域の面積に対応する値である。グラフＣおよびＤに関しても同様である。
　図７に示したグラフＣは、グラフＡに示された電磁波の強度分布に、図２に示された第２センサ２の感度分布を掛けたものに相当する。図２を参照して前述したとおり、第２センサ２の電磁波に対する感度は、上限がおよそ１０μｍであり、下限を有していない。このため、グラフＣによれば、第２センサ２の出力においては、電磁波３９に対応する成分４１、および電磁波４０に対応する成分４２の両方が含まれている。
　図８に示したグラフＤは、グラフＡに示された電磁波の強度分布に、図２に示された第１センサ１の感度分布と第２センサ２の感度分布の差の感度分布を掛けたものに相当する。グラフＤによれば、グラフＢに係る第１センサ１の出力とグラフＣに係る第２センサ２の出力との差には、電磁波３９に対応する成分が含まれていない一方、電磁波４０に対応する成分４２が含まれている。
　電磁波センサ装置１０１に関し、たとえ表示パネル１９の表示に基づく可視光を第１量子ドットおよび第２量子ドットが吸収したとしても、演算部３は当該可視光に係る成分をキャンセルする。このため、表示パネル１９の表示に依存しない電磁波センサ装置１０１を備えた表示装置１０２を実現することができる。
　表示パネル１９は、量子ドット発光素子である、赤色サブ画素２０、緑色サブ画素２１、および青色サブ画素２２により表示を行うものである。前記の構成によれば、第１センサ１および第２センサ２の各々の構造と、赤色サブ画素２０、緑色サブ画素２１、および青色サブ画素２２の各々の構造とをほぼ同じにすることができる。このため、第１センサ１、第２センサ２、赤色サブ画素２０、緑色サブ画素２１、および青色サブ画素２２を一括して形成することができ、製造工数を削減することができる。
　また、赤色サブ画素２０、緑色サブ画素２１、および青色サブ画素２２の各々は、赤外線を発しないため、第１センサ１および第２センサ２の前段に赤外線カットフィルタを設ける必要がない。従って、当該赤外線カットフィルタを省略することによって、部品点数を削減することができる。さらに、当該赤外線カットフィルタを省略することによって、電磁波としての赤外線を検出する電磁波センサ装置１０１の実質的な感度低下を顕著に抑制することができる。
　なお、表示装置１０２は、人感センサ搭載型の表示装置として用いてもよい。すなわち、電磁波センサ装置１０１によって検出された電磁波のレベルが、所定以上である（または所定を超える）場合表示パネル１９による表示を行い、所定未満（または所定以下）である場合表示パネル１９による表示を停止させてもよい。
　〔実施形態３〕
　図９は、本実施形態に係る表示装置１０３１の概略構成を示す図である。図１０は、本実施形態に係る別の表示装置１０３２の概略構成を示す図である。表示装置１０３１および表示装置１０３２の各々は、以下に説明する点が、表示装置１０２と異なっている。すなわち、表示装置１０３１および表示装置１０３２の各々は、複数の電磁波センサ装置１０１が２次元的に配置されている。
　図９に示すように、表示装置１０３１においては、複数の電磁波センサ装置１０１が行列状に配置されている。具体的に、表示装置１０３１においては、９個の電磁波センサ装置１０１（１）～電磁波センサ装置１０１（９）が３行３列に配置されている。電磁波センサ装置１０１（１）の第１センサ１～電磁波センサ装置１０１（９）の第１センサ１は、それぞれ、第１センサ１（１）～第１センサ１（９）である。電磁波センサ装置１０１（１）の第２センサ２～電磁波センサ装置１０１（９）の第２センサ２は、それぞれ、第２センサ２（１）～第２センサ２（９）である。図９には示していないが、説明の便宜上、第１センサ１および第２センサ２と同様の法則に基づいて、電磁波センサ装置１０１（１）の演算部３～電磁波センサ装置１０１（９）の演算部３についても、演算部３（１）～演算部３（９）とする。
　図１０に示すように、表示装置１０３２においては、複数の電磁波センサ装置１０１が配置された状態から、少なくとも１個の第１センサ１および／または少なくとも１個の第２センサ２を間引いた構成となっている。具体的に、表示装置１０３２においては、表示装置１０３１に係る９個の電磁波センサ装置１０１（１）～１０１（９）の配置から、第１センサ１（２）、第１センサ１（４）、第１センサ１（５）、第１センサ１（６）、および第１センサ１（８）が間引かれている。
　表示装置１０３１および表示装置１０３２の各々によれば、エリアセンサを備えた表示装置を実現することができる。
　第２センサ（ｘ）（ｘは、２、４、５、６、および８のいずれか）に関し、電磁波センサ装置１０１（ｘ）の演算部３（ｘ）は、以下の演算を行ってもよい。すなわち、第２センサ２（ｘ）に隣接する第１センサ１の出力を、第２センサ（ｘ）と当該第１センサ１との離間距離に応じて補正することで、補正値ＡＭを求める。この補正値ＡＭを、第２センサ２（ｘ）に隣接する複数の第１センサ１の各々について求める。複数の第１センサ１からそれぞれ得られた、複数の補正値ＡＭの平均値を求め、第２センサ２（ｘ）の出力と当該平均値との差を演算する。このような演算の一例を、下記数式（１）に示す。
　　Ｍ３（５）＝Ｓ２（５）－（Ｓ１（１）＋Ｓ１（３）＋Ｓ１（７）＋Ｓ１（９））／４　　　・・・（１）
　但し、
　　Ｍ３（５）＝演算部３（５）の演算結果
　　Ｓ２（５）＝第２センサ２（５）の出力
　　Ｓ１（１）＝第１センサ１（１）の出力
　　Ｓ１（３）＝第１センサ１（３）の出力
　　Ｓ１（７）＝第１センサ１（７）の出力
　　Ｓ１（９）＝第１センサ１（９）の出力
である。
　（応用例）
　図１１は、表示装置１０３１によって生体を検出する応用例を示す断面図、および表示装置１０３１に設けられた複数の電磁波センサ装置１０１によって得られた電磁波強度分布の一例を示す図である。
　複数の電磁波センサ装置１０１の各々は、電磁波としての赤外線を吸収する。複数の電磁波センサ装置１０１は、この赤外線の分布を検出するものである。表示装置１０３１は、複数の電磁波センサ装置１０１が検出した赤外線の分布に基づいて、指（生体の一例、以下同様）４３を検出する。
　具体的には、図１１に示すように、表示装置１０３１に備えられた表示パネル１９を指４３でタッチすると、複数の電磁波センサ装置１０１は、指４３から放射された赤外線を吸収する。そして、複数の電磁波センサ装置１０１は、複数の電磁波センサ装置１０１の各々の位置および検出した赤外線の強度に基づく、赤外線の分布を検出する。
　複数の電磁波センサ装置１０１が検出した赤外線の分布に応じて、表示装置１０３１においては、指４３を検出することができる。すなわち、図１１に示す電磁波強度分布状況によれば、複数の電磁波センサ装置１０１によって得られた赤外線の強度分布は、等高線状（同心円状とも言える）となっている。
範囲４４は指４３の先、範囲４５は指４３であって指４３の先の周囲、範囲４６は指４３の周囲に、それぞれ対応する。範囲４４における赤外線の強度は、範囲４５における赤外線の強度より大きい。範囲４５における赤外線の強度は、範囲４６における赤外線の強度より大きい。また、範囲４４の中心４７が、表示パネル１９を指４３でタッチした位置と対応するとみなすことができる。範囲４４～範囲４６、ならびに中心４７によって表された赤外線の強度の分布に基づいて、表示装置１０３１においては、周知技術によって指４３を検出することができる。
　なお、以上の説明においては、表示装置１０３１の検出対象である生体として指４３を例示したが、生体は指４３に限定されない。生体の他の例として、指以外の体の一部、例えば手のひら、静脈、および指紋が挙げられる。
　生体として指紋を検出する場合、表示装置１０３１は、複数の電磁波センサ装置１０１が検出した赤外線の分布を画像として読み込み、この画像から高周波成分を取り出してもよい。例えば表示パネル１９を指４３でタッチした場合を考える。この場合、指紋は表示パネル１９に密着するため、当該画像における指紋に対応する部分ぼやけが小さい。また、この場合、当該画像は、細かい模様を含んでいる。これらの当該画像の特徴から、生体として指紋を検出する場合、当該画像から高周波成分を取り出すことが好ましい。
　生体として静脈を検出する場合、表示装置１０３１は、複数の電磁波センサ装置１０１が検出した赤外線の分布を画像として読み込み、この画像から低周波成分を取り出してもよい。例えば表示パネル１９を指４３でタッチした場合を考える。この場合、静脈は表示パネル１９から離れているため、当該画像における静脈に対応する部分はぼやけが大きい。この当該画像の特徴から、生体として静脈を検出する場合、当該画像から低周波成分を取り出すことが好ましい。
　なお、表示装置１０３１の替わりに、表示装置１０３２が適用されてもよい。
　〔実施形態４〕
　図１２は、本実施形態に係る表示装置１０５の概略構成を示す断面図である。表示装置１０５は、表示装置１０３１の変形例であり、以下に説明する点が、表示装置１０３１と異なっている。なお、図１２は、図９のＢ－Ｂ線矢視断面に対応している。
　表示装置１０５において、表示パネル４１９は透明パネルである。このため、表示装置１０５において、ＴＦＴ基板４０４は透明である。また、表示装置１０５に設けられた複数の電磁波センサ装置４０１の各々において、図１に示す電極５、電極９、電極１２、および電極１６に対応する各電極は、透明電極である。これらにより、複数の電磁波センサ装置４０１は、表示パネル４１９の両面から電磁波を吸収可能でとなる。つまり、複数の電磁波センサ装置４０１は、透明パネルである表示パネル４１９の両面に対して作用する。
　なお、量子ドットによって構成されている、図１に示すＮＩＲ吸収層７、ＴＩＲ吸収層１４に対応する各吸収層、図４に示す量子ドット発光層（赤色）２５、量子ドット発光層（緑色）３１、および量子ドット発光層（青色）３６の各々に対応する各発光層は、薄く形成することが容易であるため、透過率を高くすることが容易である。
　表示装置１０３１によって生体を検出する（図１１参照）ことと同様の要領で、表示装置１０５によって生体を検出することができる。この場合、指４３で表示パネル４１９の両面のいずれをタッチしても生体を検出することが可能である。従って、表示装置１０５によって生体を検出することによって、両面タッチセンサを実現することができる。
　〔実施形態５〕
　図１３は、本実施形態に係る表示装置１０６の画素構造を示す図である。表示装置１０６は、表示装置１０５（図１２参照）と同じく、表示装置１０３１の変形例である。表示装置１０６は、以下に説明する点が、表示装置１０５と異なっている。なお、図１４は、図１３のＣ－Ｃ線矢視断面図であり、図１５は、図１３のＤ－Ｄ線矢視断面図である。
　表示装置１０６において、表示パネル５１９は両面表示パネルである。このため、表示パネル５１９における一方の面５１９ａによる表示と、表示パネル５１９における他方の面５１９ｂによる表示とを、互いに独立して行うことができる。
　より具体的には、図１４に示すように、表示装置１０６に設けられた複数の画素５０２ａにおいては、図４に示す電極２３、電極２９および電極３４に対応する各電極が不透明である一方、図４に示す電極２７、電極３３および電極３８に対応する各電極は透明である。このため、複数の画素５０２ａは、両面表示パネルである表示パネル５１９の一方の面５１９ａのみに対して光を出射する。
　一方、表示装置１０６に設けられた複数の画素５０２ｂにおいては、図４に示す電極２３、電極２９および電極３４に対応する各電極が透明である一方、図４に示す電極２７、電極３３および電極３８に対応する各電極は不透明である。このため、複数の画素５０２ｂは、両面表示パネルである表示パネル５１９の一方の面５１９ｂのみに対して光を出射する。
　また、表示装置１０６において、表示装置１０５に設けられた複数の電磁波センサ装置４０１のうち、電磁波センサ装置５０１ａにおいては、図１に示す電極５および電極１２に対応する各電極が不透明である一方、図１に示す電極９および電極１６に対応する各電は透明である。電磁波センサ装置５０１ａは、両面表示パネルである表示パネル５１９の一方の面５１９ａのみに対して作用する第１組であると言える。
　一方、表示装置１０５に設けられた複数の電磁波センサ装置４０１のうち、電磁波センサ装置５０１ｂにおいては、図１に示す電極５および電極１２に対応する各電極が透明である一方、図１に示す電極９および電極１６に対応する各電極は不透明である。電磁波センサ装置５０１ｂは、両面表示パネルである表示パネル５１９の他方の面５１９ｂのみに対して作用する第２組であると言える。
　表示装置１０６は、以下のように解釈することができる。複数の電磁波センサ装置５０１（５０１ａ、及び５０１ｂ）の各々は、透明電極と、不透明電極とを有している。前記第１組に含まれる電磁波センサ装置５０１ａは、一方の面５１９ａの上面視において、透明電極（図１に示す電極９および電極１６に対応する各電極）が、不透明電極（図１に示す電極５および電極１２に対応する各電極）より手前に配置されている。前記第２組に含まれる電磁波センサ装置５０１ｂは、他方の面５１９ｂの上面視において、透明電極（図１に示す電極５および電極１２に対応する各電極）が、不透明電極（図１に示す電極９および電極１６に対応する各電極）より手前に配置されている。
　表示装置１０６によれば、表示パネル１９の一方の面１９ａに対する電磁波センサ装置１０１ａの作用と、表示パネル１９の他方の面１９ｂに対する電磁波センサ装置１０１ｂの作用とを、互いに独立させることができる。
　なお、図１３～図１５に示すように、電磁波センサ装置５０１ａには画素５０２ｂが隣接し、電磁波センサ装置５０１ｂには画素５０２ａが隣接することが好ましい。すなわち、電磁波センサ装置５０１（５０１ａ、及び５０１ｂ）の受光面と画素５０２（５０２ａ、及び５０２ｂ）の光出射面が、互い違いになる配置にすることが好ましい。このような配置にすることで、電磁波センサ装置５０１に隣接する画素５０２からの光が入射することを防止することができ、電磁波センサ装置５０１に対する表示の影響をより少なくすることができる。
　〔実施形態６〕
　図１６は、表示パネル１９および電磁波センサ装置１０１の変形例６０１を示す回路図である。変形例６０１において、２個のサブ画素４８の各々は、赤色サブ画素２０、緑色サブ画素２１、および青色サブ画素２２のいずれか１個に相当する。変形例６０１において、第１センサ１と第２センサ２との間に、２個のサブ画素４８のうち１個が配置されている。また、変形例６０１において、表示パネル１９は、ゲートライン４９、２本のソースライン５０および２本のソースライン５１、２個のトランジスタ５２および２個のトランジスタ５３、２個のＤＡＣ（Digital Analog Converter；デジタル－アナログ変換器）５４、ならびに２個のＡＤＣ（Analog Digital Converter；アナログ－デジタル変換器）５５を備えている。
　ゲートライン４９は、トランジスタ５２のゲートを駆動するための信号線である。ソースライン５０は、トランジスタ５２のソースを駆動するための信号線である。ＤＡＣ５４は、ソースライン５０に設けられており、自身に入力された、サブ画素４８による表示用のデータをデジタル信号からアナログ信号に変換し、トランジスタ５２のソースに供給する。ゲートライン４９、ソースライン５０、トランジスタ５２、およびＤＡＣ５４からなる回路は、表示装置の分野における周知のものを適用することができる。
　ゲートライン４９は、トランジスタ５３のゲートにも接続されており、トランジスタ５３のゲートを駆動するための信号線としても機能する。ソースライン５１は、トランジスタ５３のソースと接続されており、トランジスタ５３のソースを駆動するための信号線である。トランジスタ５３のドレインは、第１センサ１または第２センサ２と接続されている。ＡＤＣ５５は、ソースライン５１に設けられており、自身に入力された、第１センサ１または第２センサ２による検出結果のデータをアナログ信号からデジタル信号に変換し、センシングデータとして出力する。
　変形例６０１によれば、ゲートライン４９によるトランジスタ５２の駆動時に、ＤＡＣ５４の出力がサブ画素４８に供給されると共に、第１センサ１および第２センサ２の各々からの出力を、センシングデータとして出力することができる。これにより、表示パネル１９による表示と、電磁波センサ装置６０１による検出とを同時に行うことができる。
　変形例６０１においては、量子ドット発光素子であるサブ画素４８および電磁波センサ装置６０１が、表示パネル１９に設けられた同一のゲートライン４９に接続されている構成である。これにより、図１４に示す変形例６０１においては、配線数の削減が可能となる。
　図１７は、表示パネル１９および電磁波センサ装置１０１の別の変形例７０１を示す回路図である。変形例７０１は、以下に説明する点が、変形例６０１と異なっている。
　変形例７０１においては、ゲートライン４９に加え、ゲートライン５６を備えている。トランジスタ５３のゲートは、ゲートライン４９の替わりに、ゲートライン５６と接続されている。また、変形例７０１においては、ソースライン５１が省かれている。トランジスタ５３のソースは、ソースライン５０と接続されている。ＡＤＣ５５は、ソースライン５０に設けられており、自身に入力された、第１センサ１または第２センサ２による検出結果のデータをアナログ信号からデジタル信号に変換し、センシングデータとして出力する。変形例７０１において、ＤＡＣ５４と、ソースライン５０におけるトランジスタ５３のソースと、の接続部分との間には、スイッチ５７が設けられている。
　変形例７０１によれば、ゲートライン４９によるトランジスタ５２の駆動時に、スイッチ５７は閉じられ、ＤＡＣ変換器５４の出力がサブ画素４８に供給される。また、変形例７０１によれば、ゲートライン５６によるトランジスタ５３の駆動時に、スイッチ５７は開かれ、第１センサ１および第２センサ２の各々からの出力を、センシングデータとして出力することができる。これにより、表示パネル１９による表示と、電磁波センサ装置７０１による検出とを交互に行うことができる。
　変形例７０１においては、量子ドット発光素子であるサブ画素４８および電磁波センサ装置７０１が、表示パネル１９に設けられた同一のソースライン５０に接続されている構成である。これにより、図１７に示す変形例７０１においては、配線数の削減が可能となる。
　（まとめ）
　本発明の態様１に係る電磁波センサ装置は、第１量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行う第１センサであって、当該第１量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が第１波長である第１センサと、前記第１量子ドットと異なる第２量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行う第２センサであって、当該第２量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が前記第１波長より大きい第２波長である第２センサと、前記第２センサの出力と前記第１センサの出力との差を演算する演算部とを備えている。
　前記の構成によれば、量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサを用いることによって、サーモパイルまたはフォトダイオード等によって構成されたセンサを用いる場合に比べ、電磁波の検出感度、特に赤外線の検出感度を顕著に向上させることができる。
　ここで、量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の下限が決まっていないため、量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行うセンサを１個用いるだけでは、所望の波長の電磁波のみを選択的に検出することは困難である。そこで、第２センサの出力と第１センサの出力との差を演算することにより、所望の波長（すなわち、第１波長を超え第２波長以下）の電磁波のみを選択的に検出することが可能となる。
　本発明の態様２に係る電磁波センサ装置は、前記態様１において、前記第１波長は、近赤外線の波長であり、前記第２波長は、熱赤外線の波長である。
　本発明の態様３に係る電磁波センサ装置は、前記態様１において、前記第１量子ドットは、Ｐｂを含むＩＶ－ＶＩ族半導体またはＩｎを含むIII－Ｖ族半導体であり、前記第２量子ドットは、ＩｎまたはＧａを含むIII－Ｖ族半導体である。
　本発明の態様４に係る表示装置は、可視光による表示を行う表示パネルを備え、前記表示パネルは、前記態様１から３のいずれかの電磁波センサ装置であって、前記第１量子ドットおよび前記第２量子ドットの両方が可視光を吸収可能な電磁波センサ装置を少なくとも１個備えている。
　電磁波センサ装置に関し、たとえ表示パネルの表示に基づく可視光を第１量子ドットおよび第２量子ドットが吸収したとしても、演算部は当該可視光に係る成分をキャンセルする。このため、表示パネルの表示に依存しない電磁波センサ装置を備えた表示装置を実現することができる。
　本発明の態様５に係る表示装置は、前記態様４において、前記表示パネルは、量子ドット発光素子により前記表示を行う。
　前記の構成によれば、第１センサおよび第２センサの構造と、量子ドット発光素子の構造とをほぼ同じにすることができるため、第１センサ、第２センサ、および量子ドット発光素子を一括して形成することができ、製造工数を削減することができる。
　また、量子ドット発光素子は、赤外線を発しないため、第１センサおよび第２センサの前段に赤外線カットフィルタを設ける必要がない。従って、当該赤外線カットフィルタを省略することによって、部品点数を削減することができる。さらに、当該赤外線カットフィルタを省略することによって、電磁波センサ装置が赤外線の検出を目的とするものである場合、電磁波センサ装置の実質的な感度低下を顕著に抑制することができる。
　本発明の態様６に係る表示装置は、前記態様５において、前記量子ドット発光素子および前記電磁波センサ装置は、前記表示パネルに設けられた同一のゲートラインに接続されている。
　前記の構成によれば、配線数の削減が可能となる。
　本発明の態様７に係る表示装置は、前記態様５において、前記量子ドット発光素子および前記電磁波センサ装置は、前記表示パネルに設けられた同一のソースラインに接続されている。
　前記の構成によれば、配線数の削減が可能となる。
　本発明の態様８に係る表示装置は、前記態様４から７のいずれかにおいて、前記電磁波センサ装置を複数備えており、複数の前記電磁波センサ装置は、２次元的に配置されている。
　本発明の態様９に係る表示装置は、前記態様８において、前記複数の電磁波センサ装置は、赤外線の分布を検出するものであり、前記表示装置は、前記複数の電磁波センサ装置が検出した赤外線の分布に基づいて、生体を検出する。
　本発明の態様１０に係る表示装置は、前記態様８または９において、前記表示パネルは、透明パネルであり、前記複数の電磁波センサ装置は、前記透明パネルの両面に対して作用する。
　本発明の態様１１に係る表示装置は、前記態様８または９において、前記表示パネルは、両面表示パネルであり、前記複数の電磁波センサ装置は、前記両面表示パネルの一方の面のみに対して作用する第１組と、前記両面表示パネルの他方の面のみに対して作用する第２組とを含んでいる。
　本発明の態様１２に係る表示装置は、前記態様１１において、前記複数の電磁波センサ装置の各々は、透明電極と、不透明電極とを有しており、前記第１組に含まれる電磁波センサ装置は、前記一方の面の上面視において、前記透明電極が前記不透明電極より手前に配置されており、前記第２組に含まれる電磁波センサ装置は、前記他方の面の上面視において、前記透明電極が前記不透明電極より手前に配置されている。
　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１　第１センサ
２　第２センサ
３　演算部
４　ＴＦＴ基板
５、９、１２、１６、２３、２７、２９、３３、３４、３８　電極
６、１３、２４、３０、３５　電子輸送層
７　ＮＩＲ吸収層
８、１５、２６、３２、３７　正孔輸送層
１０、１７　電圧計
１１、１８　コンデンサ
１４　ＴＩＲ吸収層
１９、４１９、５１９a、５１９ｂ　表示パネル
２０　赤色サブ画素
２１　緑色サブ画素
２２　青色サブ画素
２８　電源
４８　サブ画素
４９、５６　ゲートライン
５０、５１　ソースライン
５２、５３　トランジスタ
５４　ＤＡＣ
５５　ＡＤＣ
５７　スイッチ
１０１、４０１、５０１a、５０１ｂ、６０１、７０１　電磁波センサ装置
１０２、１０３１、１０３２、１０５、１０６　表示装置
５０２ａ、５０２ｂ　画素

Claims (12)

  1. 　第１量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行う第１センサであって、当該第１量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が第１波長である第１センサと、
    　前記第１量子ドットと異なる第２量子ドットが吸収した電磁波に応じた出力を行う第２センサであって、当該第２量子ドットが吸収可能な電磁波の波長の上限が前記第１波長より大きい第２波長である第２センサと、
    　前記第２センサの出力と前記第１センサの出力との差を演算する演算部とを備えている電磁波センサ装置。
  2. 　前記第１波長は、近赤外線の波長であり、
    　前記第２波長は、熱赤外線の波長である請求項１に記載の電磁波センサ装置。
  3. 　前記第１量子ドットは、Ｐｂを含むＩＶ－ＶＩ族半導体またはＩｎを含むIII－Ｖ族半導体であり、
    　前記第２量子ドットは、ＩｎまたはＧａを含むIII－Ｖ族半導体である
    請求項１に記載の電磁波センサ装置。
  4. 　可視光による表示を行う表示パネルを備え、
    　前記表示パネルは、請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁波センサ装置であって、前記第１量子ドットおよび前記第２量子ドットの両方が可視光を吸収可能な電磁波センサ装置を少なくとも１個備える
    　表示装置。
  5. 　前記表示パネルは、量子ドット発光素子により前記表示を行う請求項４に記載の表示装置。
  6. 　前記量子ドット発光素子および前記電磁波センサ装置は、前記表示パネルに設けられた同一のゲートラインに接続されている請求項５に記載の表示装置。
  7. 　前記量子ドット発光素子および前記電磁波センサ装置は、前記表示パネルに設けられた同一のソースラインに接続されている請求項５に記載の表示装置。
  8. 　前記電磁波センサ装置を複数備えており、
    　複数の前記電磁波センサ装置は、２次元的に配置されている請求項４から７のいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 　前記複数の電磁波センサ装置は、赤外線の分布を検出するものであり、
    　前記表示装置は、前記複数の電磁波センサ装置が検出した赤外線の分布に基づいて、生体を検出する請求項８に記載の表示装置。
  10. 　前記表示パネルは、透明パネルであり、
    　前記複数の電磁波センサ装置は、前記透明パネルの両面に対して作用する請求項８または９に記載の表示装置。
  11. 　前記表示パネルは、両面表示パネルであり、
    　前記複数の電磁波センサ装置は、前記両面表示パネルの一方の面のみに対して作用する第１組と、前記両面表示パネルの他方の面のみに対して作用する第２組とを含んでいる請求項８または９に記載の表示装置。
  12. 　前記複数の電磁波センサ装置の各々は、透明電極と、不透明電極とを有しており、
    　前記第１組に含まれる電磁波センサ装置は、前記一方の面の上面視において、前記透明電極が前記不透明電極より手前に配置されており、
    　前記第２組に含まれる電磁波センサ装置は、前記他方の面の上面視において、前記透明電極が前記不透明電極より手前に配置されている請求項１１に記載の表示装置。
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