WO2022050132A1 - 画像表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

［課題］回折光の発生を抑制可能な画像表示装置及び電子機器を提供する。 ［解決手段］画像表示装置は、二次元状に配置される複数の画素を備え、前記複数の画素のうち少なくとも一部の画素は、第１自発光素子と、前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有する。

Description

画像表示装置及び電子機器

　本開示は、画像表示装置及び電子機器に関する。

　最近のスマートフォンや携帯電話、ＰＣ（Personal Computer）などの電子機器では、表示パネルの額縁（ベゼル）に、カメラなどの種々のセンサを搭載している。搭載されるセンサも増える傾向にあり、カメラの他に、顔認証用のセンサや赤外線センサ、動体検出センサなどがある。その一方で、デザイン上の観点や軽薄短小化の傾向から、画面サイズに影響を与えずに電子機器の外形サイズをできるだけコンパクトにすることが求められており、ベゼル幅は狭まる傾向にある。このような背景から、表示パネルの真下にイメージセンサモジュールを配置して、表示パネルを通過した被写体光をイメージセンサモジュールで撮影する技術が提案されている。表示パネルの真下にイメージセンサモジュールを配置するには、表示パネルを透明化する必要がある（特許文献１参照）。

特開２０１１－１７５９６２号公報

　しかしながら、表示パネルの各画素には、画素回路や配線パターンなどの不透明な部材が配置されており、それに加えて、透過率の低い絶縁層も配置されている。このため、表示パネルの真下にイメージセンサモジュールを配置すると、表示パネルに入射された光は、表示パネル内で不規則に反射、屈折及び回折を行い、これらの反射、屈折及び回折により生じた光（以下、回折光と呼ぶ）が発生した状態でイメージセンサモジュールに入射される。回折光が発生したまま撮影を行うと、被写体画像の画質が低下してしまう。

　そこで、本開示では、回折光の発生を抑制可能な画像表示装置及び電子機器を提供するものである。

　上記の課題を解決するために、本開示によれば、二次元状に配置される複数の画素を備え、
　前記複数の画素のうち少なくとも一部の画素は、
　第１自発光素子と、
　前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、
　可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有する、画像表示装置が提供される。

　前記透過窓の形状がそれぞれ異なる前記非発光領域を有する二以上の画素が設けられてもよい。

　前記非発光領域は、当該画像表示装置の表示面側から平面視したときに、当該画像表示装置を通して入射される光を受光する受光装置に重なる位置に配置されてもよい。

　前記第１自発光素子に接続される画素回路は、前記第１発光領域内に配置されてもよい。

　前記非発光領域は、一つの画素内にそれぞれ離隔して配置される複数の前記透過窓を有してもよい。

　前記透過窓は、二以上の画素に跨がって配置されてもよい。

　前記二以上の画素に跨がって配置される前記透過窓には、形状が異なる複数種類が存在してもよい。

　前記透過窓の光入射側に配置され、入射された光を屈折させて前記透過窓に導く光学部材を備えてもよい。

　前記光学部材は、
　入射された光を光軸方向に屈折させる第１光学系と、
　前記第１光学系で屈折された光を平行化する第２光学系と、を有し、
　前記透過窓は、前記第２光学系で平行化された光を透過させてもよい。

　前記透過窓の光入射側に配置され、入射された光を屈折させて前記透過窓に導く第１光学部材と、
　前記透過窓の光出射側に配置され、前記透過窓から出射された光を平行化させて受光装置に導く第２光学部材と、を備えてもよい。

　前記複数の画素のうち一部の画素を含む第１画素領域と、
　前記複数の画素のうち前記第１画素領域内の画素以外の少なくとも一部の画素を含む第２画素領域と、を備え、
　前記第１画素領域内の画素は、前記第１自発光素子、前記第１発光領域、及び前記非発光領域を有し、
　前記第２画素領域内の画素は、
　第２自発光素子と、
　前記第２自発光素子により発光され、前記第１発光領域よりも面積が大きい第２発光領域と、を有してもよい。

　前記第１画素領域は、画素表示領域内の複数箇所に離隔して設けられてもよい。

　前記第１画素領域内には、前記透過窓を透過した光による回折光の形状がそれぞれ相違するように、それぞれ異なる形状の前記透過窓を有する二以上の画素が設けられてもよい。

　前記第１自発光素子は、
　下部電極層と、
　前記下部電極層の上に配置される表示層と、
　前記表示層の上に配置される上部電極層と、
　前記下部電極層の下に配置され、前記下部電極層から積層方向に延びるコンタクトを介して前記下部電極層に導通される配線層と、を有し、
　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記下部電極層の端部により規定されてもよい。

　前記第１自発光素子は、
　下部電極層と、
　前記下部電極層の上に配置される表示層と、
　前記表示層の上に配置される上部電極層と、
　前記下部電極層の下に配置され、前記下部電極層から積層方向に延びるコンタクトを介して前記下部電極層に導通される配線層と、を有し、
　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記配線層の端部により規定されてもよい。

　前記配線層は、積層された複数の金属層を有し、
　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記複数の金属層の少なくとも一つの金属層の端部により規定されてもよい。

　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状を規定する前記金属層は、画素回路内のキャパシタの電極であってもよい。

　前記第１発光領域の全域は、前記透過窓の領域を除いて前記下部電極層で覆われてもよい。

　本開示の他の一態様では、二次元状に配置される複数の画素を有する画像表示装置と、
　前記画像表示装置を通して入射される光を受光する受光装置と、を備え、
　前記画像表示装置は、前記複数の画素のうち一部の画素を含む第１画素領域を有し、
　前記第１画素領域内の前記一部の画素は、
　第１自発光素子と、
　前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、
　可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有し、
　前記第１画素領域の少なくとも一部は、前記画像表示装置の表示面側から平面視したときに前記受光装置に重なるように配置される、電子機器が提供される。

　前記受光装置は、前記非発光領域を通して光を受光してもよい。

　前記受光装置は、前記非発光領域を通して入射された光を光電変換する撮像センサと、前記非発光領域を通して入射された光を受光して距離を計測する距離計測センサと、前記非発光領域を通して入射された光に基づいて温度を計測する温度センサと、の少なくとも一つを含んでもよい。

表示パネルの直下に配置されるセンサの具体的な場所の一例を破線で示す図。 表示パネルの中央より上側の裏面側に二つのセンサを並べて配置した例を示す図。 表示パネルの四隅にセンサ５を配置した例を示す図。 第１画素領域内の画素の構造と、第２画素領域内の画素の構造とを模式的に示す図。 イメージセンサモジュールの断面図。 イメージセンサモジュールの光学構成を模式的に説明する図。 被写体からの光がイメージセンサ上に結像するまでの光路を説明する図。 ＯＬＥＤを含む画素回路の基本構成を示す回路図。 第２画素領域内の画素の平面レイアウト図。 センサが直下に配置されていない第２画素領域内の画素の断面図。 表示層の積層構造の一例を示す断面図。 センサが直下に配置されている第１画素領域内の画素の平面レイアウト図。 センサが直下に配置されている第１画素領域内の画素の断面図。 回折光を発生させる回折現象を説明する図。 一実施形態による画像表示装置の平面レイアウト図。 画素内の第２発光領域の全域にアノード電極を配置した平面レイアウト図。 第１画素領域の断面構造の第１例を示す断面図。 第１画素領域の断面構造の第２例を示す断面図。 第１画素領域の断面構造の第３例を示す断面図。 図１４の第１変形例による平面レイアウト図。 図１９のＡ－Ａ線断面図。 図１４の第２変形例による平面レイアウト図。 図２１のＡ－Ａ線断面図。 図１４の第３変形例による平面レイアウト図。 図２３のＡ－Ａ線断面図。 画素回路の詳細な回路構成の第１例を示す回路図。 画素回路の詳細な回路構成の第２例を示す回路図。 図１４の第４変形例による平面レイアウト図。 図２７のＡ－Ａ線断面図。 透過窓が矩形である例を示す図。 図２９Ａの透過窓に平行光を入射させたときに発生する回折光を示す図。 透過窓が円形である例を示す図。 図３０Ａの透過窓に平行光を入射させたときに発生する回折光を示す図。 非発光領域内に複数の円形の透過窓を設けた例を示す図。 図３１Ａの各透過窓に平行光を入射させたときに発生する回折光を示す図。 回折光の除去の第１例を示す図。 回折光の除去の第２例を示す図。 ３つの画素に跨がるように１個の透過窓を設ける例を示す図。 回折光の除去の第３例を示す図。 第１画素領域の光入射側にマイクロレンズを配置した例を示す断面図。 マイクロレンズがない場合に第１画素領域に入射される光の進行方向を矢印で示した図。 図３６のマイクロレンズを設けた場合の光の進行方向を矢印で示した図。 マイクロレンズで屈折された光の進行方向を矢印線で示した図。 第１画素領域の光入射側に、凸方向の異なる複数のマイクロレンズを配置した断面図。 第１画素領域の光入射側にマイクロレンズを配置するとともに、第１画素領域の光出射側に別のマイクロレンズを配置した断面図。 図４０の二個のマイクロレンズを通る光の進行方向を矢印線で示した図。 第１の実施形態の電子機器をカプセル内視鏡に適用した場合の平面図。 第１の実施形態の電子機器をデジタル一眼レフカメラに適用した場合の背面図。 第１の実施形態の電子機器をＨＭＤに適用した例を示す平面図。 現状のＨＭＤを示す図。

　以下、図面を参照して、画像表示装置及び電子機器の実施形態について説明する。以下では、画像表示装置及び電子機器の主要な構成部分を中心に説明するが、画像表示装置及び電子機器には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。

　（第１の実施形態）
　図１は本開示の第１の実施形態による画像表示装置１を備えた電子機器５０の平面図及び断面図である。図示のように、本実施形態による画像表示装置１は、表示パネル２を備えている。表示パネル２には、例えばフレキシブル・プリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）３が接続されている。表示パネル２は、例えばガラス基板又は透明フィルム上に複数の層を積層したものであり、表示面２ｚには縦横に複数の画素が配置されている。ＦＰＣ３の上には、表示パネル２の駆動回路の少なくとも一部を内蔵するチップ（ＣＯＦ：Chip On Film）４が実装されている。なお、駆動回路をＣＯＧ（Chip On Glass）として表示パネル２に積層してもよい。

　本実施形態による画像表示装置１は、表示パネル２の直下に、表示パネル２を通して光を受光する各種のセンサ５を配置可能としている。本明細書では、画像表示装置１とセンサ５を備えた構成を電子機器５０と呼ぶ。電子機器５０内に設けられるセンサ５の種類は特に問わないが、例えば、表示パネル２を通して入射された光を光電変換する撮像センサ、表示パネル２を通して光を投光するとともに、対象物で反射された光を表示パネル２を通して受光して、対象物までの距離を計測する距離計測センサ、表示パネル２を通して入射された光に基づいて温度を計測する温度センサなどである。このように、表示パネル２の直下に配置されるセンサ５は、光を受光する受光装置の機能を少なくとも備えている。なお、センサ５は、表示パネル２を通して光を投光する発光装置の機能を備えていてもよい。

　図１は表示パネル２の直下に配置されるセンサ５の具体的な場所の一例を破線で示している。図１のように、センサ５は、例えば、表示パネル２の中央よりも上側の裏面側に配置されている。なお、図１のセンサ５の配置場所は一例であり、センサ５の配置場所は任意である。図示のように、表示パネル２の裏面側にセンサ５を配置することで、表示パネル２の側方にセンサ５を配置しなくて済み、電子機器５０のベゼルを極小化することができ、電子機器５０の正面側のほぼ全域を表示パネル２にすることができる。

　図１では、表示パネル２の一箇所にセンサ５を配置する例を示しているが、図２Ａ又は図２Ｂに示すように、複数箇所にセンサ５を配置してもよい。図２Ａは、表示パネル２の中央より上側の裏面側に二つのセンサ５を並べて配置した例を示している。また、図２Ｂは、表示パネル２の四隅にセンサ５を配置した例を示している。図２Ｂのように、表示パネル２の四隅にセンサ５を配置するのは以下の理由である。表示パネル２内のセンサ５と重なる画素領域は、透過率を高くする工夫を施すため、その周囲の画素領域とは表示品質に若干の差異が生じるおそれがある。ある。人間は画面中央を凝視するとき、中心視野となる画面中央部は詳細まで把握でき、若干の差異に気づくことができる。しかし、周辺視野となる外周部の詳細視認度は低くなる。通常の表示画像では画面中央を見ることが多いため、その差異を目立たなくするために四隅にセンサ５を配置することが推奨される。

　図２Ａや図２Ｂのように、表示パネル２の裏面側に複数のセンサ５を配置する場合、複数のセンサ５の種類は同じでも異なっていてもよい。例えば、焦点距離の異なる複数のイメージセンサモジュール９を配置してもよいし、あるいは、撮像センサ５とＴｏＦ（Time of Flight）センサ５などのように、異なる種類のセンサ５を配置してもよい。

　本実施形態では、裏面側のセンサ５と重なる画素領域（第１画素領域）と、センサ５と重ならない画素領域（第２画素領域）で、画素の構造を変えている。図３は、第１画素領域６内の画素７の構造と、第２画素領域８内の画素７の構造とを模式的に示す図である。第１画素領域６内の画素７は、第１自発光素子６ａ、第１発光領域６ｂ、及び非発光領域６ｃを有する。第１発光領域６ｂは、第１自発光素子６ａにより発光される領域である。非発光領域６ｃは、第１自発光素子６ａによる発光は行わないものの、可視光を透過させる所定の形状の透過窓６ｄを有する。第２画素領域８内の画素７は、第２自発光素子８ａ及び第２発光領域８ｂを有する。第２発光領域８ｂは、第２自発光素子８ａにより発光され、第１発光領域６ｂよりも大きい面積を有する。

　第１自発光素子６ａ及び第２自発光素子８ａの代表例は、有機ＥＬ（Electroluminescence)素子（以下では、ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diodeとも呼ぶ）である。自発光素子は、バックライトを省略できるため、少なくとも一部を透明化することができる。以下では、自発光素子としてＯＬＥＤを用いる例を主に説明する。

　なお、センサ５と重なる画素領域とセンサ５と重ならない画素領域で画素７の構造を変えるのではなく、表示パネル２内の全画素７の構造を同じにしてもよい。この場合、表示パネル２内の任意の場所にセンサ５を重ねて配置できるように、全画素７を図３の第１発光領域６ｂと非発光領域６ｃで構成すればよい。

　図４はイメージセンサモジュール９の断面図である。図４に示すように、イメージセンサモジュール９は、支持基板９ａの上に実装されるイメージセンサ９ｂと、ＩＲ（Infrared Ray）カットフィルタ９ｃと、レンズユニット９ｄと、コイル９ｅと、磁石９ｆと、バネ９ｇとを有する。レンズユニット９ｄは、１つ又は複数のレンズを有する。レンズユニット９ｄは、コイル９ｅに流す電流の方向に応じて光軸方向に移動可能とされている。なお、イメージセンサモジュール９の内部構成は、図４に示したものに限定されない。

　図５はイメージセンサモジュール９の光学構成を模式的に説明する図である。被写体１０からの光は、レンズユニット９ｄで屈折されて、イメージセンサ９ｂ上に結像する。レンズユニット９ｄに入射される光の量が多いほどイメージセンサ９ｂで受光される光量も増えて、感度が向上する。本実施形態の場合、被写体１０とレンズユニット９ｄとの間に表示パネル２が配置されることになる。被写体１０からの光が表示パネル２を透過する際に、表示パネル２での吸収、反射、回折を抑制することが重要となる。

　図６は被写体１０からの光がイメージセンサ９ｂ上に結像するまでの光路を説明する図である。図６では、表示パネル２の各画素７とイメージセンサ９ｂの各画素７を模式的に矩形のマス目で表している。図示のように、表示パネル２の各画素７は、イメージセンサ９ｂの各画素７よりもはるかに大きい。被写体１０の特定位置からの光は、表示パネル２の透過窓６ｄを通過して、イメージセンサモジュール９のレンズユニット９ｄで屈折されて、イメージセンサ９ｂ上の特定画素７で結像される。このように、被写体１０からの光は、表示パネル２の第１画素領域６内の複数画素７に設けられた複数の透過窓６ｄを透過して、イメージセンサモジュール９に入射される。

　図７はＯＬＥＤ５を含む画素回路１２の基本構成を示す回路図である。図７の画素回路１２は、ＯＬＥＤ５の他に、ドライブトランジスタＱ１と、サンプリングトランジスタＱ２と、画素容量Ｃsとを備えている。サンプリングトランジスタＱ２は、信号線ＳｉｇとドライブトランジスタＱ１のゲートとの間に接続されている。サンプリングトランジスタＱ２のゲートには、走査線Ｇａｔｅが接続されている。画素容量Ｃsは、ドライブトランジスタＱ１のゲートとＯＬＥＤ５のアノード電極との間に接続されている。ドライブトランジスタＱ１は、電源電圧ノードＶccpとＯＬＥＤ５のアノードとの間に接続されている。

　図８はセンサ５が直下に配置されていない第２画素領域８内の画素７の平面レイアウト図である。第２画素領域８内の画素７は、一般的な画素構成を有する。各画素７は複数の色画素７（例えば、ＲＧＢの３つの色画素７）を有する。図８には、横に２つの色画素７と、縦に２つの色画素７の計４つの色画素７の平面レイアウトが図示されている。各色画素７は第２発光領域８ｂを有する。第２発光領域８ｂは、色画素７のほぼ全域に広がっている。第２発光領域８ｂ内には、第２自発光素子８ａ（ＯＬＥＤ５）を有する画素回路１２が配置されている。図８の左側２列は、アノード電極１２ａよりも下側の平面レイアウトを示し、図８の右側２列は、アノード電極１２ａと、その上に配置される表示層２ａの平面レイアウトを示している。

　図８の右側２列に示すように、色画素７のほぼ全域にわたってアノード電極１２ａと表示層２ａが配置されており、色画素７の全域が光を発光する第２発光領域８ｂとなる。

　図８の左側２列に示すように、色画素７の画素回路１２は、色画素７内の上側半分の領域内に配置されている。また、色画素７の上端側には、電源電圧Ｖccp用の配線パターンと、走査線用の配線パターンが水平方向Ｘに配置されている。また、色画素７の縦方向Ｙの境界に沿って信号線Ｓｉｇの配線パターンが配置されている。

　図９はセンサ５が直下に配置されていない第２画素領域８内の画素７（色画素７）の断面図である。図９は図８のＡ－Ａ線方向の断面構造を示しており、より詳細には画素回路１２内のドライブトランジスタＱ１の周辺の断面構造を示している。なお、図９を含めて、本明細書に添付した図面に記載された断面図は、特徴的な層構成を強調して図示しており、縦横の長さの比率は平面レイアウトとは必ずしも一致しない。

　図９の上面は表示パネル２の表示面側であり、図９の底面はセンサ５が配置される側である。図９の底面側から上面側（光出射側）にかけて、第１透明基板３１と、第１絶縁層３２と、第１配線層（ゲート電極）３３と、第２絶縁層３４と、第２配線層（ソース配線またはドレイン配線）３５と、第３絶縁層３６と、アノード電極層３８と、第４絶縁層３７と、表示層２ａと、カソード電極層３９と、第５絶縁層４０と、第２透明基板４１とが順に積層されている。

　第１透明基板３１と第２透明基板４１は、例えば、可視光透過性に優れた石英ガラスや透明フィルム等で形成されることが望ましい。あるいは第１透明基板３１と第２透明基板４１のどちらか一方を石英ガラス、もう一方を透明フィルムで形成してもよい。
　なお、製造観点から有色で透過率のそれほど高くないフィルム、例えばポリイミドフィルムを利用してもよい。あるいは第１透明基板３１と第２透明基板４１の少なくとも一方を、透明フィルムで形成してもよい。第１透明基板３１の上に、画素回路１２内の各回路素子を接続するための第１配線層（Ｍ１）３３が配置されている。

　第１透明基板３１の上には、第１配線層３３を覆うように第１絶縁層３２が配置されている。第１絶縁層３２は、例えば、可視光透過性に優れたシリコン窒化層とシリコン酸化層の積層構造である。第１絶縁層３２の上には、画素回路１２内の各トランジスタのチャネル領域が形成される半導体層４２が配置されている。図９は、第１配線層３３に形成されるゲートと、第２配線層３５に形成されるソース及びドレインと、半導体層４２に形成されるチャネル領域とを有するドライブトランジスタＱ１の断面構造を模式的に図示しているが、他のトランジスタもこれらの層３３、３５、４２に配置されており、不図示のコンタクトにより第１配線層３３に接続されている。

　第１絶縁層３２の上には、トランジスタ等を覆うように第２絶縁層３４が配置されている。第２絶縁層３４は、例えば、可視光透過性に優れたシリコン酸化層、シリコン窒化層及びシリコン酸化層の積層構造である。第２絶縁層３４の一部にはトレンチ３４ａが形成されて、トレンチ３４ａ内にコンタクト部材３５ａを充填することにより、各トランジスタのソースやドレイン等に接続される第２配線層（Ｍ２）３５が形成されている。図９には、ドライブトランジスタＱ１とＯＬＥＤ５のアノード電極１２ａとを接続するための第２配線層３５が図示されているが、他の回路素子に接続される第２配線層３５も同じ層に配置されている。また、後述するように、第２配線層３５とアノード電極１２ａとの間に、図９では不図示の第３配線層を設けてもよい。第３配線層は、画素回路内の配線として用いることができる他、アノード電極１２ａとの接続に用いてもよい。

　第２絶縁層３４の上には、第２配線層３５を覆って表面を平坦化するための第３絶縁層３６が配置されている。第３絶縁層３６は、アクリル樹脂等の樹脂材料で形成されている。第３絶縁層３６の膜厚は、第１～第２絶縁層３２，３４の膜厚よりも大きくしている。

　第３絶縁層３６の上面の一部にはトレンチ３６ａが形成されて、トレンチ３６ａ内にコンタクト部材３６ｂを充填して第２配線層３５との導通を図るとともに、コンタクト部材３６ｂを第３絶縁層３６の上面側まで延在させてアノード電極層３８を形成している。アノード電極層３８は積層構造であり、金属材料層を含んでいる。金属材料層は、一般には可視光透過率が低く、光を反射させる反射層として機能する。具体的な金属材料としては、例えばＡｌＮｄやＡｇを適用可能である。

　アノード電極層３８の最下層は、トレンチ３６ａに接する部分であり、断線しやすいことから、少なくともトレンチ３６ａの角部は例えばＡｌＮｄなどの金属材料で形成される場合がある。アノード電極層３８の最上層は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電層で形成されている。あるいは、アノード電極層３８を、例えば、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの積層構造にしてもよい。Ａｇは本来的には不透明であるが、膜厚を薄くすることで、可視光透過率が向上する。Ａｇを薄くすると強度が弱くなるため、両面にＩＴＯを配置した積層構造にすることで、透明導電層として機能させることができる。

　第３絶縁層３６の上には、アノード電極層３８を覆うように第４絶縁層３７が配置されている。第４絶縁層３７も、第３絶縁層３６と同様にアクリル樹脂等の樹脂材料で形成されている。第４絶縁層３７は、ＯＬＥＤ５の配置場所に合わせてパターニングされて、凹部３７ａが形成されている。

　第４絶縁層３７の凹部３７ａの底面及び側面を含むように表示層２ａが配置されている。表示層２ａは、例えば図１０に示すような積層構造を有する。図１０に示す表示層２ａは、アノード電極層３８側から積層順に、陽極２ｂ、正孔注入層２ｃ、正孔輸送層２ｄ、発光層２ｅ、電子輸送層２ｆ、電子注入層２ｇ、及び陰極２ｈを配置した積層構造である。陽極２ｂは、アノード電極１２ａとも呼ばれる。正孔注入層２ｃは、アノード電極１２ａからの正孔が注入される層である。正孔輸送層２ｄは、正孔を発光層２ｅに効率よく運ぶ層である。発光層２ｅは、正孔と電子を再結合させて励起子を生成し、励起子が基底状態に戻る際に光を発光する。陰極２ｈは、カソード電極とも呼ばれる。電子注入層２ｇは、陰極２ｈからの電子が注入される層である。電子輸送層２ｆは、電子を発光層２ｅに効率よく運ぶ層である。発光層２ｅは有機物を含んでいる。
　図９に示す表示層２ａの上には、カソード電極層３９が配置されている。カソード電極層３９は、アノード電極層３８と同様に透明導電層で形成されている。なお、アノード電極層３８の透明導電層は、例えばＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯで形成され、カソード電極層３９の透明電極層は、例えばＭｇＡｇで形成される。

　カソード電極層３９の上には第５絶縁層４０が配置されている。第５絶縁層４０は、上面を平坦化するとともに耐湿性に優れた絶縁材料で形成される。第５絶縁層４０の上には、第２透明基板４１が配置されている。

　図８及び図９に示すように、第２画素領域８では、色画素７のほぼ全域に反射膜として機能するアノード電極層３８が配置されており、可視光を透過させることはできない。

　図１１はセンサ５が直下に配置されている第１画素領域６内の画素７の平面レイアウト図である。一つの画素７は複数の色画素７（例えば、ＲＧＢの３つの色画素７）を有する。図１１には、横に２つの色画素７と、縦に２つの色画素７の計４つの色画素７の平面レイアウトが図示されている。各色画素７は、第１発光領域６ｂと非発光領域６ｃとを有する。第１発光領域６ｂは、第１自発光素子６ａ（ＯＬＥＤ５）を有する画素回路１２を含み、ＯＬＥＤ５により発光される領域である。非発光領域６ｃは、可視光を透過させる領域である。

　非発光領域６ｃは、ＯＬＥＤ５からの光を発光させることはできないが、入射された可視光を透過させることができる。よって、非発光領域６ｃの直下にセンサ５を配置することで、センサ５にて可視光を受光することができる。

　図１２はセンサ５が直下に配置されている第１画素領域６内の画素７の断面図である。図１２は図１１のＡ－Ａ線方向の断面構造を示しており、第１発光領域６ｂから非発光領域６ｃにかけての断面構造を示している。図９と比較すればわかるように、非発光領域６ｃでは、第３絶縁層３６、第４絶縁層３７、アノード電極層３８、表示層２ａ、及びカソード電極層３９が除去されている。従って、図１２の上方（表示面側）から非発光領域６ｃに入射された光は、非発光領域６ｃ内で吸収や反射されることなく、底面（裏面側）から出射されてセンサ５に入射される。

　しかしながら、第１画素領域６に入射された光の一部は、非発光領域６ｃだけでなく第１発光領域６ｂにも入射されて回折され、回折光を発生させる。

　図１３は回折光を発生させる回折現象を説明する図である。太陽光や指向性の高い光等の平行光は、非発光領域６ｃと第１発光領域６ｂの境界部等で回折され、１次回折光を初めとする高次の回折光を生じさせる。なお、０次回折光は入射光の光軸方向を進む光であり、回折光の中で最も光強度の大きい光である。つまり、
　０次回折光は撮影対象物そのものであり、撮影すべき光である。より高次の回折光ほど、０次回折光から離れた方向を進行し、光強度も弱くなる。一般には、１次回折光を含む高次の回折光を総称して回折光と呼ぶ。回折光は、本来的には被写体光に存在しない光であり、被写体１０の撮影にとって不要な光である。

　回折光が写り込んだ撮像画像において、最も明るい輝点が０次光であり、０次回折光からクロス形状に高次の回折光が広がっている。被写体光が白色光の場合、白色光に含まれる複数の波長成分ごとに回折角度が異なるため、虹色の回折光ｆが発生される。

　撮像画像に写り込んだ回折光の形状は、例えばクロス形状になるが、どのような形状の回折光ｆが発生するかは、後述するように非発光領域６ｃ内に光が透過する部分の形状に依存し、透過する部分の形状が既知であれば、回折原理からシミュレーションにより回折光形状を推測できる。図１１に示す第１画素領域６内の各画素７の平面レイアウトでは、非発光領域６ｃ外に、配線の隙間や第１発光領域６ｂの周囲にも、光の透過領域が存在する。このように、画素７内の複数箇所に不規則な形状の光の透過領域が存在すると、入射光が複雑に回折し、回折光ｆの形状も複雑になる。

　図１４は図１１の平面レイアウトで生じうる問題点を解決させた一実施形態による画像表示装置１の平面レイアウト図である。図１４では、第１画素領域６における第１発光領域６ｂ内の全域にアノード電極１２ａを配置して光が透過しないようにし、かつ非発光領域６ｃに所定の形状の透過窓６ｄを設けて、透過窓６ｄの内部だけが被写体光を透過させるようにしている。図１４では、非発光領域６ｃの透過窓６ｄの周囲をアノード電極１２ａで覆う例を示しているが、後述するように透過窓６ｄの形状を規定する部材は必ずしもアノード電極１２ａとは限らない。

　図１４では、透過窓６ｄの平面形状を矩形にしている。透過窓６ｄの平面形状はできるだけ簡易な形状が望ましい。簡易な形状ほど、回折光ｆの発生方向が単純化し、シミュレーションにより予め回折光形状を求めることができる。

　このように、本実施形態では、表示パネル２内のセンサ５の直上に位置する第１画素領域６については、図１４に示すように、画素７内の非発光領域６ｃに透過窓６ｄを設けて、回折光ｆの形状を制御している。これに対して、表示パネル２内のセンサ５の直上に位置しない第２画素領域８については、図８と同様の平面レイアウトでも構わない。あるいは、図１５に示すように、画素７内の第２発光領域８ｂの全域にアノード電極１２ａを配置して、入射光を透過させないようにしてもよい。アノード電極１２ａの面積が広い方が発光面積が広がり、ＯＬＥＤ５の劣化を抑制できる。よって、図８よりも図１５の平面レイアウトの方がより望ましい。

　上述したように、センサ５が直下に配置される第１画素領域６における非発光領域６ｃ内の透過窓６ｄの形状は、複数の部材のいずれかで規定することができる。

　図１６は第１画素領域６の断面構造の第１例を示す断面図である。図１６は、非発光領域６ｃ内の透過窓６ｄの形状がアノード電極１２ａ（アノード電極層３８）で規定されている例を示している。アノード電極層３８の端部は、表示面側から平面視したときに、図１４に示したように矩形状に形成されている。このように、図１６の例では、透過窓６ｄの形状は、アノード電極層３８の端部によって規定されている。

　図１６の例では、透過窓６ｄの内部の第３絶縁層３６と第４絶縁層３７をそのまま残している。このため、第３絶縁層３６と第４絶縁層３７の材料が有色の樹脂層である場合は、可視光透過率が低下するおそれがあるが、少なくとも一部の可視光は透過するため、透過窓６ｄ内の第３絶縁層３６と第４電極層３７を残してもよい。

　図１７は第１画素領域６の断面構造の第２例を示す断面図である。図１７は、図１６と同様にアノード電極層３８の端部で透過窓６ｄの形状を規定している。図１７は、透過窓６ｄの内部において第４絶縁層３７が除去されている点で図１６とは異なっている。透過窓６ｄの内部に第４絶縁層３７が存在しないため、第４絶縁層３７を光が透過する際の光の吸収や反射等を抑制でき、センサ５に入射される光の光量を増やせるため、センサ５の受光感度が高くなる。

　図１８は第１画素領域６の断面構造の第３例を示す断面図である。図１８は、図１６及び図１７と同様にアノード電極層３８の端部で透過窓６ｄの形状を規定している。図１８は、透過窓６ｄの内部において第３絶縁層３６と第４絶縁層３７が除去されている点で図１６及び図１７とは異なっている。透過窓６ｄの内部に第３絶縁層３６と第４絶縁層３７が存在しないため、センサ５に入射される光の光量を図１７よりも増やすことができ、図１７よりもさらにセンサ５の受光感度を高くできる。

　図１８の場合、アノード電極層３８の下に配置されている第３絶縁層３６の端部は、アノード電極層３８の端部とほぼ同じ位置に設けられている。製造ばらつきによっては、第３絶縁層３６の端部がアノード電極層３８の端部よりも、透過窓６ｄ側に突き出る可能性があり、この場合、透過窓６ｄの形状がアノード電極層３８の端部で規定されるのか、第３絶縁層３６の端部で規定されるのかがあいまいになる。また、第３絶縁層３６の端部の突き出し具合によって、回折光ｆの発生の仕方が変わる可能性がある。

　そこで、以下に示すように、第３絶縁層３６よりも底面側の配線層によって、透過窓６ｄの形状を規定することも考えられる。

　図１９は図１４の第１変形例による平面レイアウト図、図２０は図１９のＡ－Ａ線断面図である。図２０は第１画素領域６の断面構造の第４例を示している。図１９及び図２０の例では、第３絶縁層３６の下方に配置されている第２配線層（Ｍ２）３５の端部で透過窓６ｄの形状を規定している。第２配線層（Ｍ２）３５は、図１９に示すように、表示面方向から平面視したときに矩形状に形成されている。第２配線層（Ｍ２）３５は、アルミニウムなどの可視光を透過させない金属材料で形成されているため、第１画素領域６への入射光は透過窓６ｄの内部を通過してセンサ５に入射される。

　図１９の断面構造では、第２配線層（Ｍ２）３５を第３絶縁層３６よりも透過窓６ｄ側に配置しているため、製造ばらつきがあっても第２配線層（Ｍ２）３５にて透過窓６ｄの形状を規定することができる。

　図２１は図１４の第２変形例による平面レイアウト図、図２２は図２１のＡ－Ａ線断面図である。図２１及び図２２の例では、第３絶縁層３６の下方に配置されている第１配線層（Ｍ１）３３の端部で透過窓６ｄの形状を規定している。第１配線層（Ｍ１）３３は、図２１に示すように、表示面方向から平面視したときに矩形状に形成されている。第１配線層（Ｍ１）３３は、アルミニウム等の可視光を透過させない金属材料で形成されているため、第１画素領域６への入射光は透過窓６ｄの内部を通過してセンサ５に入射される。

　図１９～図２２では、配線層の端部で透過窓６ｄの形状を規定する例を示したが、透過窓６ｄの形状を規定する配線層でキャパシタを形成してもよい。これにより、キャパシタを別に形成しなくて済み、画像表示装置１の断面構造を簡略化できる。

　図２３は図１４の第３変形例による平面レイアウト図、図２４は図２３のＡ－Ａ線断面図である。図２４では、第１配線層（Ｍ１）３３にて透過窓６ｄの形状を規定している。また、透過窓６ｄの形状を規定するために設けた第１配線層（Ｍ１）３３の真上に、第１絶縁層３２を間に挟んで金属層４４を配置して、キャパシタ４３を形成している。このキャパシタ４３は画素回路１２に設けられるキャパシタとして利用することができる。図２４に示すキャパシタ４３は、例えば図７の画素回路１２内の画素容量Ｃsとして使用することができる。

　図２５は画素回路１２の詳細な回路構成の第１例を示す回路図である。図２５の画素回路１２は、図７に示したドライブトランジスタＱ１とサンプリングトランジスタＱ２の他に、３つのトランジスタＱ３～Ｑ５を有する。トランジスタＱ３のドレインはドライブトランジスタＱ１のゲートに接続され、トランジスタＱ３のソースは電圧Ｖ１に設定され、トランジスタＱ３のゲートにはゲート信号Ｇａｔｅ１が入力される。トランジスタＱ４のドレインはＯＬＥＤ５のアノード電極１２ａに接続され、トランジスタＱ４のソースは電圧Ｖ２に設定され、トランジスタＱ４のゲートにはゲート信号Ｇａｔｅ２が入力される。

　トランジスタＱ１～Ｑ４はＮ型トランジスタであるのに対して、トランジスタＱ５はＰ型トランジスタである。トランジスタＱ５のソースは電源電圧Ｖccpに設定され、トランジスタＱ５のドレインはドライブトランジスタＱ１のドレインに接続され、トランジスタＱ５のゲートにはゲート信号Ｇａｔｅ３が入力される。

　図２６は画素回路１２の詳細な回路構成の第２例を示す回路図である。図２６の画素回路１２内の各トランジスタＱ１ａ～Ｑ５ａは、図２５の画素回路１２内の各トランジスタＱ１～Ｑ５の導電型を逆にしたものである。トランジスタの導電型を逆にした以外に、図２６の画素回路１２は図２５の画素回路１２とは一部の回路構成が異なっている。図２５及び図２６は画素回路１２の例示に過ぎず、種々の回路構成の変更が考えられる。

　図２４の第１配線層（Ｍ１）３３と、その直上の金属層にて形成されるキャパシタ４３は、図２５又は図２６の画素回路１２内のキャパシタＣsとして用いることができる。

　図１９～図２６では、画素回路１２の一部を構成する配線層を透過窓６ｄの形状を規定するために用いる例を示したが、画素回路１２の配線層とは別個に、透過窓６ｄの形状を規定するための金属層を設けてもよい。

　図２７は図１４の第４変形例による平面レイアウト図、図２８は図２７のＡ－Ａ線断面図である。図２８では、第３金属層（Ｍ３）４５の端部にて透過窓６ｄの形状を規定している。透過窓６ｄの形状を規定する第３金属層（Ｍ３）４５は、画素回路１２の配線層の一部を構成するものでもよいし、あるいは、透過窓６ｄの形状を規定するために新たに設けたものでもよい。図１９、図２１、図２７の開口形状を規定するために設けたパターンは電気的にフローティングのイメージで図示しているが、電位カップリングなどの電気的な影響を受けやすくなるため、何らかの電位に接続することが推奨される。例えば、図２５で考えると、固定のＤＣ電位（Ｖccp、Ｖcath、Ｖ１、Ｖ２）が第１推奨、アノード電位が第２推奨、その他の配線やノードが第３推奨である。

　画素回路１２の配線として用いられる第１配線層（Ｍ１）３３や第２配線層（Ｍ２）３５では、画素回路１２の配線という制約のために、透過窓６ｄの理想的な形状に合うように配置できない可能性がある。そこで、図２７では、新たに第３配線層（Ｍ３）４５を設けて、この第３配線層（Ｍ３）４５の端部を、透過窓６ｄの形状が理想的になる位置に配置している。これにより、第１配線層（Ｍ１）３３や第２配線層（Ｍ２）３５を変更することなく、透過窓６ｄを理想的な形状に設定できる。

　上述した各例では、透過窓６ｄを矩形状にする例を示したが、透過窓６ｄの形状は矩形には限定されない。ただし、透過窓６ｄの形状によって、回折光ｆの形状が変化する。図２９Ａは透過窓６ｄが矩形である例を示し、図２９Ｂは図２９Ａの透過窓６ｄに平行光を入射させたときに発生する回折光ｆの一例を示している。図示のように、透過窓６ｄが矩形の場合には、クロス形状の回折光ｆが発生する。

　図３０Ａは透過窓６ｄが円形である例を示し、図３０Ｂは図３０Ａの透過窓６ｄに平行光を入射させたときに発生する回折光ｆの一例を示している。図３０Ｂに示すように、透過窓６ｄが円形の場合は、同心円状に回折光ｆが発生する。高次の回折光ｆほど、径サイズが大きくなり、かつ光強度が弱くなる。

　非発光領域６ｃ内の透過窓６ｄは、必ずしも１個だけとは限らない。非発光領域６ｃ内に複数の透過窓６ｄを設けてもよい。図３１Ａは非発光領域６ｃ内に複数の円形の透過窓６ｄを設けた例を示す図、図３１Ｂは図３１Ａの各透過窓６ｄに平行光を入射させたときに発生する回折光ｆの一例を示している。複数の透過窓６ｄを設けると、回折光ｆの中心部分の光強度は弱くなり、かつ同心円状に回折光ｆが発生する。図３１Ａでは、円形の透過窓６ｄを複数設ける例を示したが、円形以外の形状の透過窓６ｄを複数設けてもよい。この場合、回折光ｆの形状は図３１Ｂとは異なったものになる。

　図２９Ａ及び図２９Ｂに示したように、透過窓６ｄが矩形の場合、クロス形状の回折光ｆが発生する。この回折光ｆをソフトウェアによる画像処理で除去するには、例えば、矩形の向きがそれぞれ異なる複数の透過窓６ｄを設けて、これら複数の透過窓６ｄで発生した回折光ｆ同士を合成して、回折光ｆを除去する手法が考えられる。

　図３２は回折光ｆの除去の第１例を示す図である。図３２では、表示パネル２の直下に２つのイメージセンサモジュール９を配置するとともに、これらイメージセンサモジュール９の直上に位置する２つの第１画素領域６内の各画素７の非発光領域６ｃに、それぞれ矩形の向きが異なる透過窓６ｄを配置している。

　図３２の例では、左側に位置するイメージセンサモジュール９の直上に位置する第１画素領域６内の非発光領域６ｃに、画素７の境界線に略平行に矩形状の透過窓６ｄを配置している。一方、右側に位置するイメージセンサモジュール９の直上に位置する第１画素領域６内の非発光領域６ｃに、画素７の境界線に対して４５度傾いた方向に矩形状の透過窓６ｄを配置している。

　左側のイメージセンサモジュール９に入射される回折光ｆ１のクロス形状と、右側のイメージセンサモジュール９に入射される回折光ｆ２のクロス形状とは、互いに４５度向きが異なっている。より詳細には、回折光ｆ１が発生する方向には回折光ｆ２は発生しておらず、かつ、回折光ｆ２が発生する方向には回折光ｆ１は発生していない。このため、左側のイメージセンサモジュール９による回折光ｆ１の撮影画像ｇ１と、右側のイメージセンサモジュール９による回折光ｆ２の撮影画像ｇ２とを合成することで、図３２の合成画像ｇ３に示すように、中心位置の０次回折光の光スポット以外の回折光ｆを除去することができる。

　図３２では、同じサイズ及び形状の透過窓６ｄの配置角度を互いに相違させて、回折光ｆの発生する方向を変えて、回折光ｆ発生画像を合成して回折光ｆを相殺しているが、合成対象の複数の透過窓６ｄのサイズや形状は必ずしも同一でなくてもよい。

　図３３は回折光ｆの除去の第２例を示す図である。図３３では、表示パネル２の直下に２つのイメージセンサモジュール９を配置するとともに、これらイメージセンサモジュール９の直上に位置する２つの第１画素領域６内に、それぞれ形状及び方向の異なる透過窓６ｄを配置している。

　図３３の例では、左側に位置するイメージセンサモジュール９の直上に位置する第１画素領域６内の非発光領域６ｃには、ほぼ全域に透過窓６ｄを設けている。非発光領域６ｃは矩形状であるため、透過窓６ｄの形状も矩形状になる。右側に位置するイメージセンサモジュール９の直上に位置する第１画素領域６内の非発光領域６ｃには、画素７の境界線に対して４５度傾斜した方向に左側の第１画素領域６よりも小サイズの透過窓６ｄを設けている。

　このように、図３３の例では、左側と右側で透過窓６ｄのサイズが異なり、かつ傾斜方向も異なるが、回折光ｆ３、ｆ４の形状は図３２の回折光ｆ１、ｆ２とほぼ同じになる（撮影画像ｇ４とｇ５）。よって、図３２と同様に、各イメージセンサ９ｂで撮影された回折光ｆの画像同士を合成することで、合成画像ｇ６に示すように、０次回折光の光スポットを除いて回折光ｆを除去できる。

　上述した実施形態では、１画素７（又は１色画素７）について１個以上の透過窓６ｄを設ける例を示したが、複数の画素７（又は複数の色画素７）を単位として、１個以上の透過窓６ｄを設けてもよい。

　図３４は３つの画素７（又は３つの色画素７）に跨がるように１個の透過窓６ｄを設ける例を示す図である。図３４では、例えば、第２配線層（Ｍ２）３５の端部にて透過窓６ｄの形状を規定している。

　図３５は回折光ｆの除去の第３例を示す図である。図３５では、表示パネル２の直下に２つのイメージセンサモジュール９を配置するとともに、これらイメージセンサモジュール９の直上に位置する２つの第１画素領域６内の各画素７の非発光領域６ｃに、それぞれ形状及び方向の異なる透過窓６ｄを配置している。

　図３５の例では、左側に位置するイメージセンサモジュール９の直上に位置する第１画素領域６内の非発光領域６ｃには、３つの画素７（又は３つの色画素７）に跨がるサイズの矩形状の透過窓６ｄを設けている。右側に位置するイメージセンサモジュール９の直上に位置する第１画素領域６内の非発光領域６ｃには、画素７の境界線に対して４５度傾斜した方向に左側の第１画素領域６よりも小サイズの透過窓６ｄが３つの画素７（又は３つの色画素７）に跨がるように３つ設けている。図３５の場合も、発生する回折光ｆ５，ｆ６は図３２の回折光ｆ１、ｆ２とほぼ同じになる（撮影画像ｇ７、ｇ８）

　上述した各例では、第１画素領域６内の非発光領域６ｃに透過窓６ｄを設けることにより、回折光ｆの発生方向を事前に予測できるようにしているが、透過窓６ｄを透過した光しかセンサ５で受光できないため、センサ５で受光する受光量が制限され、センサ５の検出感度が低下することが懸念される。そこで、第１画素領域６に入射された光をできるだけ多く透過窓６ｄに集光する対策を施すのが望ましい。具体的な対策の一案として、第１画素領域６の光入射側にマイクロレンズを配置して、入射光を透過窓６ｄに集光させることが考えられる。

　図３６は第１画素領域６の光入射側にマイクロレンズ（光学系）２０を配置した例を示す断面図である。マイクロレンズ２０は、表示パネル２の第２透明基板４１の上に配置されるか、あるいは第２透明基板４１を加工して形成される。マイクロレンズ２０は、可視光透過性に優れた透明樹脂材の上にレジストを配置してウェットエッチング又はドライエッチングを行うことで形成可能である。

　図３７Ａはマイクロレンズ２０がない場合に第１画素領域６に入射される光の進行方向を矢印で示した図、図３７Ｂは図３６のマイクロレンズ２０を設けた場合の光の進行方向を矢印で示した図である。マイクロレンズ２０がないと、第１画素領域６内の不透明部材に入射された光は透過窓６ｄを通過することができないため、透過窓６ｄを透過する光の光量が少なくなる。一方、マイクロレンズ２０を設けると、マイクロレンズ２０に入射された平行光はマイクロレンズ２０の焦点方向に屈折される。よって、マイクロレンズ２０の曲率を最適化して焦点位置を調整することで、透過窓６ｄを透過する光の光量を増やすことができる。

　１枚のマイクロレンズ２０だけだと、マイクロレンズ２０で屈折された光の少なくとも一部は透過窓６ｄを斜め方向に透過するため、透過窓６ｄを透過した光の一部がセンサ５に入射されないおそれがある。図３８はマイクロレンズ２０で屈折された光の進行方向を矢印線で示した図である。図示のように、マイクロレンズ２０は、光を屈折させるため、屈折された光の一部は、透過窓６ｄを透過してセンサ５の受光面から外れた場所に到達し、マイクロレンズ２０に入射された光を有効活用できないおそれがある。

　そこで、図３９に示すように、第１画素領域６の光入射側に、凸方向の異なる複数のマイクロレンズ２０ａ、２０ｂを配置してもよい。この場合、図３９に矢印線で示したように、一個目のマイクロレンズ２０ａで屈折された光が、二個目のマイクロレンズ２０ｂでビーム径の小さな平行光に変換されて透過窓６ｄに入射される。二個目のマイクロレンズ２０ｂの曲率を透過窓６ｄのサイズに合わせて調整することで、透過窓６ｄの全域にわたって平行光を入射させることができ、像の歪みの少ない光をセンサ５で受光できる。

　図３９に示す二個のマイクロレンズ２０ａ、２０ｂは、例えば、透明樹脂層を積層して、一方はウェットエッチングで加工し、他方はドライエッチングで加工することで、形成可能である。

　光の進行方向に沿って複数のマイクロレンズ２０を配置する図３９の一変形例として、図４０に示すように、第１画素領域６の光入射側にマイクロレンズ（第１光学系）２０ａを配置するとともに、第１画素領域６の光出射側に別のマイクロレンズ（第２光学系）２０ｂを配置してもよい。光入射側のマイクロレンズ２０ａと光出射側のマイクロレンズ２０ｂでは、凸形状の向きが逆である。一個目のマイクロレンズ２０ａに入射された光は、屈折されて透過窓６ｄを通過した後、二個目のマイクロレンズ２０ｂで平行光に変換されてセンサ５に入射される。

　図４０の画像表示装置１は、例えば、第１透明樹脂層をウェットエッチング又はドライエッチングで加工して二個目のマイクロレンズ２０ｂを形成し、その後、各層を形成した後、第２透明樹脂層をウェットエッチング又はドライエッチングで加工して一個目のマイクロレンズ２０ａを形成する。

　図４１は図４０の二個のマイクロレンズ２０ａ、２０ｂを通る光の進行方向を矢印線で示した図である。一個目のマイクロレンズ２０ａで屈折された光は透過窓６ｄを透過した後に、二個目のマイクロレンズ２０ｂで平行光に変換されてセンサ５に入射される。これにより、図３８のように一個のマイクロレンズ２０だけを設ける場合と比べて、マイクロレンズ２０に入射された光を漏れなくセンサ５に入射させることができ、センサ５の受光感度を向上できる。

　このように、本実施形態では、表示パネル２の裏面側に配置されるセンサ５の直上に位置する第１画素領域６に非発光領域６ｃを設け、非発光領域６ｃには予め定めた形状の透過窓６ｄを設ける。これにより、第１画素領域６に入射された光は、透過窓６ｄを透過してセンサ５に入射される。透過窓６ｄを光が透過する際に回折光ｆが発生するが、透過窓６ｄの形状を予め定めた形状にすることで、回折光ｆの発生方向を予め推定でき、センサ５の受光信号から回折光ｆによる影響を除去することができる。例えば、センサ５がイメージセンサモジュール９の場合、回折光ｆの発生方向を予め推測することで、イメージセンサモジュール９で撮影した画像データに写し込まれた回折光ｆを画像処理により除去することができる。

　非発光領域６ｃの透過窓６ｄの形状は、アノード電極１２ａの端部や配線層の端部により規定できるため、所望の形状及びサイズの透過窓６ｄを比較的容易に形成できる。また、第１画素領域６の非発光領域６ｃ内に形状の異なる複数の透過窓６ｄを形成できるため、形状の異なる透過窓６ｄで発生される回折光ｆ同士を合成することで、回折光ｆによる影響を相殺することも可能となる。

　また、第１画素領域６の光入射側にマイクロレンズ２０を配置することで、第１画素領域６に入射された光をマイクロレンズ２０で屈折させて非発光領域６ｃの透過窓６ｄに透過させることができ、透過窓６ｄを透過する光の光量を増やすことができる。さらに、マイクロレンズ２０を光の入射方向に沿って複数設けることで、透過窓６ｄを透過した光をセンサ５の受光面に導くことができ、センサ５の受光量を増やすことができることから、センサ５の受光感度を向上できる。

　（第２の実施形態）
　上述した第１の実施形態で説明した構成を備えた電子機器５０の具体的な候補としては、種々のものが考えられる。例えば、図４２は第１の実施形態の電子機器５０をカプセル内視鏡に適用した場合の平面図である。図４２のカプセル内視鏡５０は、例えば両端面が半球状で中央部が円筒状の筐体５１内に、体腔内の画像を撮影するためのカメラ（超小型カメラ）５２、カメラ５２により撮影された画像データを記録するためのメモリ５３、および、カプセル内視鏡５０が被験者の体外に排出された後に、記録された画像データをアンテナ５４を介して外部へ送信するための無線送信機５５を備えている。

　また、筐体５１内には、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）５６およびコイル（磁力・電流変換コイル）５７が設けられている。ＣＰＵ５６は、カメラ５２による撮影、およびメモリ５３へのデータ蓄積動作を制御するとともに、メモリ５３から無線送信機５５による筐体５１外のデータ受信装置（図示せず）へのデータ送信を制御する。コイル５７は、カメラ５２、メモリ５３、無線送信機５５、アンテナ５４および後述する光源５２ｂへの電力供給を行う。

　さらに、筐体５１には、カプセル内視鏡５０をデータ受信装置にセットした際に、これを検知するための磁気（リード）スイッチ５８が設けられている。ＣＰＵ５６は、このリードスイッチ５８がデータ受信装置へのセットを検知し、データの送信が可能になった時点で、コイル５７からの無線送信機５５への電力供給を行う。

　カメラ５２は、例えば体腔内の画像を撮影するための対物光学系を含む撮像素子５２ａ、体腔内を照明する複数の光源５２ｂを有している。具体的には、カメラ５２は、光源５２ｂとして、例えばLED（Light　Emitting　Diode）を備えたCMOS（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）センサやCCD（Charge　Coupled　Device）等によって構成される。

　第１の実施形態の電子機器５０における表示部３は、図４２の光源５２ｂのような発光体を含む概念である。図４２のカプセル内視鏡５０では、例えば２個の光源５２ｂを有するが、これらの光源５２ｂを、複数の光源部を有する表示パネルや、複数のＬＥＤを有するＬＥＤモジュールで構成可能である。この場合、表示パネルやＬＥＤモジュールの下方にカメラ５２の撮像部を配置することで、カメラ５２のレイアウト配置に関する制約が少なくなり、より小型のカプセル内視鏡５０を実現できる。

　また、図４３は第１の実施形態の電子機器５０をデジタル一眼レフカメラ６０に適用した場合の背面図である。デジタル一眼レフカメラ６０やコンパクトカメラは、レンズとは反対側の背面に、プレビュー画面を表示する表示部３を備えている。この表示部３の表示面とは反対側にカメラモジュール４，５を配置して、撮影者の顔画像を表示部３の表示面に表示できるようにしてもよい。第１の実施形態による電子機器５０では、表示部３と重なる領域にカメラモジュール４，５を配置できるため、カメラモジュール４，５を表示部３の額縁部分に設けなくて済み、表示部３のサイズを可能な限り大型化することができる。

　図４４Ａは第１の実施形態の電子機器５０をヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤ）６１に適用した例を示す平面図である。図４４ＡのＨＭＤ６１は、ＶＲ（Virtual Reality）、ＡＲ（Augmented Reality）、ＭＲ（Mixed Reality）、又はＳＲ（Substituional Reality）等に利用されるものである。現状のＨＭＤは、図４４Ｂに示すように、外表面にカメラ６２を搭載しており、ＨＭＤの装着者は、周囲の画像を視認することができる一方で、周囲の人間には、ＨＭＤの装着者の目や顔の表情がわからないという問題がある。

　そこで、図４４Ａでは、ＨＭＤ６１の外表面に表示部３の表示面を設けるとともに、表示部３の表示面の反対側にカメラモジュール４，５を設ける。これにより、カメラモジュール４，５で撮影した装着者の顔の表情を表示部３の表示面に表示させることができ、装着者の周囲の人間が装着者の顔の表情や目の動きをリアルタイムに把握することができる。

　図４４Ａの場合、表示部３の裏面側にカメラモジュール４，５を設けるため、カメラモジュール４，５の設置場所についての制約がなくなり、ＨＭＤ６１のデザインの自由度を高めることができる。また、カメラを最適な位置に配置できるため、表示面に表示される装着者の目線が合わない等の不具合を防止できる。

　このように、第２の実施形態では、第１の実施形態による電子機器５０を種々の用途に用いることができ、利用価値を高めることができる。

　なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
　（１）二次元状に配置される複数の画素を備え、
　前記複数の画素のうち少なくとも一部の画素は、
　第１自発光素子と、
　前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、
　可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有する、画像表示装置。
　（２）前記透過窓の形状がそれぞれ異なる前記非発光領域を有する二以上の画素が設けられる、（１）に記載の画像表示装置。
　（３）前記非発光領域は、当該画像表示装置の表示面側から平面視したときに、当該画像表示装置を通して入射される光を受光する受光装置に重なる位置に配置される、（１）又は（２）に記載の画像表示装置。
　（４）前記第１自発光素子に接続される画素回路は、前記第１発光領域内に配置される、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（５）前記非発光領域は、一つの画素内にそれぞれ離隔して配置される複数の前記透過窓を有する、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（６）前記透過窓は、二以上の画素に跨がって配置される、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（７）前記二以上の画素に跨がって配置される前記透過窓には、形状が異なる複数種類が存在する、（６）に記載の画像表示装置。
　（８）前記透過窓の光入射側に配置され、入射された光を屈折させて前記透過窓に導く光学部材を備える、（１）乃至（７）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（９）前記光学部材は、
　入射された光を光軸方向に屈折させる第１光学系と、
　前記第１光学系で屈折された光を平行化する第２光学系と、を有し、
　前記透過窓は、前記第２光学系で平行化された光を透過させる、（８）に記載の画像表示装置。
　（１０）前記透過窓の光入射側に配置され、入射された光を屈折させて前記透過窓に導く第１光学部材と、
　前記透過窓の光出射側に配置され、前記透過窓から出射された光を平行化させて受光装置に導く第２光学部材と、を備える、（１）乃至（７）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（１１）前記複数の画素のうち一部の画素を含む第１画素領域と、
　前記複数の画素のうち前記第１画素領域内の画素以外の少なくとも一部の画素を含む第２画素領域と、を備え、
　前記第１画素領域内の画素は、前記第１自発光素子、前記第１発光領域、及び前記非発光領域を有し、
　前記第２画素領域内の画素は、
　第２自発光素子と、
　前記第２自発光素子により発光され、前記第１発光領域よりも面積が大きい第２発光領域と、を有する、（１）乃至（１０）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（１２）前記第１画素領域は、画素表示領域内の複数箇所に離隔して設けられる、（１１）に記載の画像表示装置。
　（１３）前記第１画素領域内には、前記透過窓を透過した光による回折光の形状がそれぞれ相違するように、それぞれ異なる形状の前記透過窓を有する二以上の画素が設けられる、（１１）又は（１２）に記載の画像表示装置。
　（１４）前記第１自発光素子は、
　下部電極層と、
　前記下部電極層の上に配置される表示層と、
　前記表示層の上に配置される上部電極層と、
　前記下部電極層の下に配置され、前記下部電極層から積層方向に延びるコンタクトを介して前記下部電極層に導通される配線層と、を有し、
　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記下部電極層の端部により規定される、（１）乃至（１３）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（１５）前記第１自発光素子は、
　下部電極層と、
　前記下部電極層の上に配置される表示層と、
　前記表示層の上に配置される上部電極層と、
　前記下部電極層の下に配置され、前記下部電極層から積層方向に延びるコンタクトを介して前記下部電極層に導通される配線層と、を有し、
　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記配線層の端部により規定される、（１）乃至（１３）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（１６）前記配線層は、積層された複数の金属層を有し、
　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記複数の金属層の少なくとも一つの金属層の端部により規定される、（１５）に記載の画像表示装置。
　（１７）前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状を規定する前記金属層は、画素回路内のキャパシタの電極である、（１６）に記載の画像表示装置。
　（１８）前記第１発光領域の全域は、前記透過窓の領域を除いて前記下部電極層で覆われる、（１４）乃至（１８）のいずれか一項に記載の画像表示装置。
　（１９）二次元状に配置される複数の画素を有する画像表示装置と、
　前記画像表示装置を通して入射される光を受光する受光装置と、を備え、
　前記画像表示装置は、前記複数の画素のうち一部の画素を含む第１画素領域を有し、
　前記第１画素領域内の前記一部の画素は、
　第１自発光素子と、
　前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、
　可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有し、
　前記第１画素領域の少なくとも一部は、前記画像表示装置の表示面側から平面視したときに前記受光装置に重なるように配置される、電子機器。
　（２０）前記受光装置は、前記非発光領域を通して光を受光する、（１９）に記載の電子機器。
　（２１）前記受光装置は、前記非発光領域を通して入射された光を光電変換する撮像センサと、前記非発光領域を通して入射された光を受光して距離を計測する距離計測センサと、前記非発光領域を通して入射された光に基づいて温度を計測する温度センサと、の少なくとも一つを含む、（１９）又は（２０）に記載の電子機器。

　本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

　１　画像表示装置、２　表示パネル、２ａ　表示層、５　センサ、６　第１画素領域、６ａ　第１自発光素子、６ｂ　第１発光領域、６ｃ　非発光領域、６ｄ　透過窓、７　画素、８　第２画素領域、８ａ　第２自発光素子、８ｂ　第２発光領域、９　イメージセンサモジュール、９ａ　支持基板、９ｂ　イメージセンサ、９ｃ　カットフィルタ、９ｄ　レンズユニット、９ｅ　コイル、９ｆ　磁石、９ｇ　バネ、１０　被写体、１１　特定画素、１２　画素回路、１２ａ　アノード電極、３１　第１透明基板、３２　第１絶縁層、３３　第１配線層、３４　第２絶縁層、３５　第２配線層、３６　第３絶縁層、３６ａ　トレンチ、３７　第４絶縁層、３８　アノード電極層、３９　カソード電極層、４０　第５絶縁層、４１　第２透明基板、４２　半導体層、４３　キャパシタ、４４　金属層、４５　第３金属層

Claims (21)

1. 　二次元状に配置される複数の画素を備え、
   　前記複数の画素のうち少なくとも一部の画素は、
   　第１自発光素子と、
   　前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、
   　可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有する、画像表示装置。
2. 　前記透過窓の形状がそれぞれ異なる前記非発光領域を有する二以上の画素が設けられる、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 　前記非発光領域は、当該画像表示装置の表示面側から平面視したときに、当該画像表示装置を通して入射される光を受光する受光装置に重なる位置に配置される、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 　前記第１自発光素子に接続される画素回路は、前記第１発光領域内に配置される、請求項１に記載の画像表示装置。
5. 　前記非発光領域は、一つの画素内にそれぞれ離隔して配置される複数の前記透過窓を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
6. 　前記透過窓は、二以上の画素に跨がって配置される、請求項１に記載の画像表示装置。
7. 　前記二以上の画素に跨がって配置される前記透過窓には、形状が異なる複数種類が存在する、請求項６に記載の画像表示装置。
8. 　前記透過窓の光入射側に配置され、入射された光を屈折させて前記透過窓に導く光学部材を備える、請求項１に記載の画像表示装置。
9. 　前記光学部材は、
   　入射された光を光軸方向に屈折させる第１光学系と、
   　前記第１光学系で屈折された光を平行化する第２光学系と、を有し、
   　前記透過窓は、前記第２光学系で平行化された光を透過させる、請求項８に記載の画像表示装置。
10. 　前記透過窓の光入射側に配置され、入射された光を屈折させて前記透過窓に導く第１光学部材と、
    　前記透過窓の光出射側に配置され、前記透過窓から出射された光を平行化させて受光装置に導く第２光学部材と、を備える、請求項１に記載の画像表示装置。
11. 　前記複数の画素のうち一部の画素を含む第１画素領域と、
    　前記複数の画素のうち前記第１画素領域内の画素以外の少なくとも一部の画素を含む第２画素領域と、を備え、
    　前記第１画素領域内の画素は、前記第１自発光素子、前記第１発光領域、及び前記非発光領域を有し、
    　前記第２画素領域内の画素は、
    　第２自発光素子と、
    　前記第２自発光素子により発光され、前記第１発光領域よりも面積が大きい第２発光領域と、を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
12. 　前記第１画素領域は、画素表示領域内の複数箇所に離隔して設けられる、請求項１１に記載の画像表示装置。
13. 　前記第１画素領域内には、前記透過窓を透過した光による回折光の形状がそれぞれ相違するように、それぞれ異なる形状の前記透過窓を有する二以上の画素が設けられる、請求項１１に記載の画像表示装置。
14. 　前記第１自発光素子は、
    　下部電極層と、
    　前記下部電極層の上に配置される表示層と、
    　前記表示層の上に配置される上部電極層と、
    　前記下部電極層の下に配置され、前記下部電極層から積層方向に延びるコンタクトを介して前記下部電極層に導通される配線層と、を有し、
    　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記下部電極層の端部により規定される、請求項１に記載の画像表示装置。
15. 　前記第１自発光素子は、
    　下部電極層と、
    　前記下部電極層の上に配置される表示層と、
    　前記表示層の上に配置される上部電極層と、
    　前記下部電極層の下に配置され、前記下部電極層から積層方向に延びるコンタクトを介して前記下部電極層に導通される配線層と、を有し、
    　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記配線層の端部により規定される、請求項１に記載の画像表示装置。
16. 　前記配線層は、積層された複数の金属層を有し、
    　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状は、前記複数の金属層の少なくとも一つの金属層の端部により規定される、請求項１５に記載の画像表示装置。
17. 　前記複数の画素の表示面側から平面視した際の前記透過窓の形状を規定する前記金属層は、画素回路内のキャパシタの電極である、請求項１６に記載の画像表示装置。
18. 　前記第１発光領域の全域は、前記透過窓の領域を除いて前記下部電極層で覆われる、請求項１４に記載の画像表示装置。
19. 　二次元状に配置される複数の画素を有する画像表示装置と、
    　前記画像表示装置を通して入射される光を受光する受光装置と、を備え、
    　前記画像表示装置は、前記複数の画素のうち一部の画素を含む第１画素領域を有し、
    　前記第１画素領域内の前記一部の画素は、
    　第１自発光素子と、
    　前記第１自発光素子により発光される第１発光領域と、
    　可視光を透過させる所定の形状の透過窓を有する非発光領域と、を有し、
    　前記第１画素領域の少なくとも一部は、前記画像表示装置の表示面側から平面視したときに前記受光装置に重なるように配置される、電子機器。
20. 　前記受光装置は、前記非発光領域を通して光を受光する、請求項１９に記載の電子機器。
21. 　前記受光装置は、前記非発光領域を通して入射された光を光電変換する撮像センサと、前記非発光領域を通して入射された光を受光して距離を計測する距離計測センサと、前記非発光領域を通して入射された光に基づいて温度を計測する温度センサと、の少なくとも一つを含む、請求項１９に記載の電子機器。

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