(57)【要約】【課題】様々な入射角の光に対応した正確な感知が可能な光センサ内蔵表示パネルまたはこれを用いた表示装置を提供する。【課題手段】光センサ内蔵表示パネルは、マトリクス状に画素が配置された画素領域を有するアクティブマトリクス基板１００を有し、画素領域の少なくとも一部に光センサ部４が形成される。光センサ部４は、画素領域の少なくとも一部の表面に設けられた開口面７と、開口面７を透過して入射する光を検出する感光部６と、開口面７と感光部６との間の領域の一部分に設けられ、開口面７に対して垂直な方向に延びて形成される遮光部５を備える。【選択図】図３
2010224425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に画素が配置された画素領域を有し、前記画素領域の少なくとも一部に光センサ部が形成された光センサ内蔵表示パネルであって、
前記光センサ部は、
前記画素領域の少なくとも一部の表面に設けられた開口面と、
前記開口面を透過して入射する光を検出する感光部と、
前記開口面と感光部との間に設けられ、前記開口面から入射した光の一部を遮る遮光部とを備える、光センサ内蔵表示パネル。
【請求項２】
前記遮光部は、前記感光部の中央部分上方の空間を囲むように設けられる、請求項１に記載の光センサ内蔵表示パネル。
【請求項３】
前記遮光部は、前記開口面に対して垂直な方向に延びる側面と、前記開口面に平行な上面を有する、請求項１または２に記載の光センサ内蔵表示パネル。
【請求項４】
前記感光部と前記遮光部の前記上面との距離が、前記開口面と前記上面との距離よりも短くなる位置に、前記遮光部が配置される、請求項１〜３のいずれか２項に記載の光センサ内蔵表示パネル。
【請求項５】
前記感光部は、光を検知する矩形平面を有し、
前記開口面に垂直であり、かつ、前記矩形平面の少なくとも一辺に平行な面における断面において、
前記遮光部は、前記感光部の中央上方の中央領域を挟んで隣り合う第１の遮光領域と第２の遮光領域を有し、
前記第１の遮光領域および前記第２の遮光領域は、前記開口面に垂直な方向に延びる側面境界と、当該側面に垂直な上面境界とを有し、
前記第１の遮光領域は、前記断面における前記開口面の一方の端と、前記感光部の両端のうち、当該開口面の一方の端からの距離が長い方の端とを通る線と重なる位置に形成され、
前記第２の遮光領域は、前記断面における前記開口面の他方の端部と、前記感光部の両端のうち、当該開口面の他方の端部からの距離が長い方の端とを通る線と重なる位置に形成され、
前記第１の遮光領域の前記中央領域側の側面境界は、前記開口面の一方の端と、前記第２の遮光領域の上面境界の前記中央領域側の端とを結ぶ線と交わる位置に形成され、
前記第２の遮光領域の前記中央領域側の側面境界は、前記開口面の一方の端と、前記第２の遮光領域の上面境界の前記中央領域側の端とを結ぶ線と交わる位置に形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光センサ内蔵表示パネル。
【請求項６】
前記アクティブマトリクス基板と、液晶層を介して対向する対向基板を備え、
前記開口面は前記対向基板側に設けられ、
前記感光部および前記遮光部は前記アクティブマトリクス基板側に設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光センサ内蔵表示パネル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光センサ内蔵表示パネルを含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示は、フォトダイオード等の光検出素子を画素内に有し、スキャナやタッチパネルとして利用可能な光センサ内蔵表示パネルと、それを用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばフォトダイオード等の光検出素子を画素領域内に備えたことにより、ディスプレイに近接した物体の画像を取り込むことが可能な、画像取り込み機能付きの表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。画素領域内の光検出素子は、アクティブマトリクス基板上に、信号線および走査線、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、画素電極等の周知の構成要素を周知の半導体プロセスによって形成する際に、同時に形成される。このような画像取り込み機能付き表示装置は、例えば、双方向通信用表示装置や、タッチパネル機能付き表示装置としての利用が想定されている。
【０００３】
画素領域内の光検出素子は、様々な入射角の光を検出する可能性がある。そのため、画像取り込み機能付き表示装置に内蔵される光センサは、垂直に入射する光だけでなく、斜めに入射する光も正確に検出できることが好ましい。そのため、光検出器の光源側に集光レンズを設けた光センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光センサにおいては、集光レンズの一部にレンズ中心を通る光軸にほぼ平行な円筒面が設けられている。これにより、光センサによる検出光量の入射角依存性が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１１２７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記集光レンズを用いた構成は、入射角の大きな光を捕らえることには向いているが、例えば、指やペン等によって感光部への光が遮蔽されたことを検知するための光センサには向いていない。ゆえに、本発明は、光の遮蔽を感知することができる光センサにおいても、様々な入射角の光に対応した正確な感知が可能な光センサ内蔵表示パネルまたはこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に開示の光センサ内蔵表示パネルは、マトリクス状に画素が配置された画素領域を有し、前記画素領域の少なくとも一部に光センサ部が形成された光センサ内蔵表示パネルである。前記光センサ部は、前記画素領域の少なくとも一部の表面に設けられた開口面と、前記開口面を透過して入射する光を検出する感光部と、前記開口面と感光部との間に設けられ、前記開口面から入射した光の一部を遮る遮光部とを備える。
【０００７】
上記構成において、開口面と感光部との間に設けられる遮光部により、開口面から垂直に入射した光の一部を遮られて、感光部に達しない。そのため、開口面が例えば指やペン等の遮蔽物でふさがれた場合、遮蔽物の隙間から開口面へ斜めに入射して感光部に達する漏れ光が感光部の全面に渡って照射されにくくなる。そのため、感光部で検出される漏れ光が光量が抑えられる。その結果、開口面が遮蔽された場合に感光部に達する光量と、開口面が遮蔽されていない場合に感光部に達する光量の差を大きくすることができる。ひいては、光の遮蔽を感知することができる光センサにおいても、明暗の区別がつけやすくなり、様々な入射角の光に対応した正確な感知が可能になる。
【０００８】
本発明の実施形態において、前記遮光部は、前記感光部の中央部分上方の空間を囲むように設けられてもよい。これにより、開口面がふさがれていない場合、開口面から入射した光が感光部中央部分に達するが、感光部の中央部分上方の開口面がふさがれた場合、開口面から斜めに入射する漏れ光は、遮光部によって遮られ、感光部の中央部に達しない。そのため、開口面に垂直に入射する光の感光量を大幅に落とすことなく、斜めに入射する光の感光量を抑えることができる。感光部の中央部分は、光を検知する領域の中央部分である。
【０００９】
本発明の実施形態において、前記遮光部は、前記開口面に対して垂直な方向に延びる側面と、前記開口面に平行な上面を有することが好ましい。上記構成により、開口面に斜めに入射した光（入射角０度でない光）は、遮光部に遮られやすくなる。そのため、入射角が０度より大きい光は、感光部に達しにくくなる。すなわち、感光部が検知する光の入射角をより効果的に制限することができる。
【００１０】
本発明の実施形態において、前記感光部と前記遮光部の前記上面との距離が、前記開口面と前記上面との距離よりも短くなる位置に、前記遮光部が配置されることが好ましい。これにより、開口面に対して斜めに入射して感光部に達する光を効果的に遮断することができる。
【００１１】
本発明の実施形態において、前記感光部は、光を検知する矩形平面を有し、前記開口面に垂直であり、かつ、前記矩形平面の少なくとも一辺に平行な面における断面において、前記遮光部は、前記感光部の中央上方の中央領域を挟んで隣り合う第１の遮光領域と第２の遮光領域を有し、前記第１の遮光領域および前記第２の遮光領域は、前記開口面に垂直な方向に延びる側面境界と、当該側面に垂直な上面境界とを有し、前記第１の遮光領域は、前記断面における前記開口面の一方の端と、前記感光部の両端のうち、当該開口面の一方の端からの距離が長い方の端とを通る線と重なる位置に形成され、前記第２の遮光領域は、前記断面における前記開口面の他方の端部と、前記感光部の両端のうち、当該開口面の他方の端部からの距離が長い方の端とを通る線と重なる位置に形成され、前記第１の遮光領域の前記中央領域側の側面境界は、前記開口面の一方の端と、前記第２の遮光領域の上面境界の前記中央領域側の端とを結ぶ線と交わる位置に形成され、前記第２の遮光領域の前記中央領域側の側面境界は、前記開口面の一方の端と、前記第２の遮光領域の上面境界の前記中央領域側の端とを結ぶ線と交わる位置に形成されることが好ましい。これにより、遮光部は、開口面の縁から斜めに入射した光が感光部に達することを、より確実に遮ることができる。
【００１２】
本発明の実施形態において、前記アクティブマトリクス基板と、液晶層を介して対向する対向基板を備え、前記開口面は前記対向基板側に設けられ、前記感光部および前記遮光部は前記アクティブマトリクス基板側に設けられることが好ましい。これにより、光センサ内蔵の液晶表示パネルが得られる。なお、上記光センサ内蔵表示パネルを含む表示装置も本発明の実施形態に含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光の遮蔽を感知するための光センサにおいても、様々な入射角の光に対応した正確な感知が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態にかかる光センサ内蔵表示パネルのアクティブマトリクス基板における１画素分の画素領域の上面図である。
【図２】図２は、図１に示す画素領域における光センサ部の拡大図である。
【図３】図３は、図２におけるＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図４】図４は、遮光部の好ましい配置について説明するための図である。
【図５】図５は、遮光部を設けない場合の漏れ光の入射状態を示す図である。
【図６】図６は、遮光部を設けた場合の漏れ光の入射状態を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、図３に示す遮光部の製造工程を説明するための図である。
【図８】遮光部の変形例を示す断面図である。
【図９】図９は、図８に示す変形例の上面図である。
【図１０】図１０は、遮光部の他の変形例を示す上面図である。
【図１１】図１１は、遮光部のさらに他の変形例を示す上面図である。
【図１２】図１２は、遮光部のさらなる他の変形例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明にかかる表示装置を液晶表示装置として実施する場合の構成例を示したものであるが、本発明にかかる表示装置は液晶表示装置に限定されず、マトリクス状に画素が配置された基板を用いる任意の表示装置（例えば、ＥＬ表示装置等）に適用可能である。また、本発明にかかる表示装置は、画像取り込み機能を有することにより、画面に近接する物体を検知して入力操作を行うタッチパネル付き表示装置、画面に載置された書類等の画像を読み取るスキャナ、あるいは、表示機能と撮像機能とを具備した双方向通信用表示装置等としての利用が想定される。
【００１６】
また、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる表示装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００１７】
［光センサ内蔵表示パネルの構成］
最初に、図１〜図３を参照しながら、本発明の実施形態にかかる液晶表示装置が備える光センサ内蔵表示パネルの構成について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態にかかる光センサ内蔵表示パネルにおける１画素分の画素領域１の上面図である。図２は、図１に示す画素領域１における光センサ部の拡大図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ’矢視断面図である。
【００１９】
図１に示すように、１画素分の画素領域１は、画素開口部２および光センサ部４を含む。本実施形態では、各画素内に、光センサ部４が１つずつ設けられている。図１に示すような画素が、光センサ内蔵表示パネルにおいてマトリクス状に複数配置される。
【００２０】
光センサ内蔵表示パネル上面において、画素開口部２および光センサ部４の開口面はブラックマトリクス３で囲まれている。画素開口部２および光センサ部４の開口面は、例えば、カラーフィルタ等の光を透過させる層で形成されている。すなわち、光センサ部４においては、上面に形成されたこの光を透過させる層が開口面となる。
【００２１】
図２を参照して、光センサ部４を上方から見た場合、ブラックマトリクス３に囲まれた領域が光を透過させる開口面７となっている。開口面７に垂直な方向において重なる位置に感光部６が設けられる。そして、開口面７と感光部６との間の空間の一部には、遮光部５が形成される。
【００２２】
図３を参照して、光センサ内蔵表示パネルは、アクティブマトリクス基板１００と、対向基板２００と、これらの間に挟まれた液晶１０とを備える。すなわち、アクティブマトリクス基板１００は、全面に対向基板２００と貼り合わされ、その間隙に液晶１０が封入される。
【００２３】
対向基板２００では、ガラス基板（図示省略）上に、ブラックマトリクス３とカラーフィルタ８を含むカラーフィルタ層、およびＩＴＯ等の対向電極９等が形成される。アクティブマトリクス基板１００では、ガラス基板（図示省略）上に、シリコン膜１７、絶縁膜１５、１６、平坦化膜１２および画素電極１１等が形成される。画素電極１１もＩＴＯで形成することができる。なお、図３においては、配向膜の図示を省略している。図３に示す膜の他にも、適宜膜が形成されてもよい。
【００２４】
画素電極１１は、例えば、ＴＦＴ（図示せず）によって駆動される。ＴＦＴを介して画素電極１１を駆動するための信号を伝送するためのゲートエレクトロード（ゲート配線）１４およびソース配線（ソースエレクトロード）１３が、絶縁膜１５、１６の上に、それぞれ設けられる。
【００２５】
平坦化膜１２は、液晶１０を挟む領域（液晶１０に接する面）を平坦にするための膜である。液晶１０を挟む領域を平坦化することにより、液晶の視野角を広げることができる。平坦化膜１２には、遮光部５が埋め込まれている。
【００２６】
遮光部５は、光が透過しにくく、かつ、反射もしにくい材料で形成されることが好ましい。例えば、ＯＤ（Optical Density，光学濃度）値の高い有機膜で遮光部５を形成することが好ましいが、遮光部５を金属膜で形成することもできる。
【００２７】
また、遮光部５は、開口面７と感光部６との間に設けられ、開口面から入射した光の一部を遮る。図２および図３に示す例では、遮光部５は、感光部６の中央部６ａ上方の中央空間２０を囲むように形成される。遮光部５により囲まれる中央空間２０では、光が透過可能である。感光部６の中央部６ａは、光を検知する領域における中央付近である。
【００２８】
また、遮光部５は、開口面７に垂直な側面と、開口面７に水平な上面および底面を備えている。さらに、遮光部５の上面と開口面７との距離よりも、遮光部５の上面と感光部６との距離の方が短くなる位置に、遮光部５は設けられることが好ましい。本実施形態では、遮光部５を感光部６との距離を短くするためアクティブマトリクス基板１００側に遮光部５が設けられる。
【００２９】
アクティブマトリクス基板１００の光センサ部４においては、シリコン膜１７によって、光センサ部４の光検出素子であるフォトダイオードが形成されている。図３に示す例では、フォトダイオードは、ラテラル構造のＰＩＮダイオードであり、面方向に沿って順に配置された、ｐ型の半導体領域（ｐ層）１７ａと、真性半導体領域（ｉ層）１７ｂと、ｎ型の半導体領域（ｎ層）１７ｃとを備えている。本実施形態では、p-ｉ接合部からn-i接合部が感光部６となっている。すなわち、感光部は、光検出素子において光を検知する部分である。なお、本実施形態で、「真性半導体領域」は、隣接するｐ型の半導体領域およびｎ型の半導体領域に比べて電気的に中性に近い領域であれば良く、例えば、不純物を全く含まない領域や、伝導電子密度と正孔密度とが等しい領域であるのが好ましい。
【００３０】
開口面７からの入射光が感光部６に達すると、入射光の光量に応じてフォトダイオードのアノード、カソード間に電流が流れる。アノード、カソード間を流れた電荷の量を、後段の回路で検出することにより、光センサの機能が実現する。例えば、フォトダイオードのアノード、カソード間の導通による電荷を取り出して出力する出力回路（図示せず）が画素ごとに形成される。
【００３１】
後段の回路においては、例えば、一定時間にアノード、カソード間に流れた電荷の量が閾値を超えたか否かにより、開口面の遮蔽の有無を判断することができる。具体的には、開口面７が全面開放されている場合のフォトダイオードのアノード、カソード間に流れる電荷の量を基準として、電荷の量が所定量減った場合に、開口面７が遮蔽されたと判断することができる。
【００３２】
図１〜３に示す画素領域を有する光センサ内蔵表示パネルの背面にバックライト（図示せず）を設置することにより、透過型の液晶表示装置が構成される。ここでは図示しないが、光センサ内蔵表示パネルの両面には、偏光子および検光子として機能する一対の偏光板や、種々の光学補償フィルム等が配置されてもよい。なお、図３においては、構造をわかりやすく示すために、光センサ内蔵表示パネルの内部構成を拡大して図示している。
【００３３】
［遮光部の構成例］
図４は、遮光部の好ましい配置について説明するための図である。図４は、開口面７に垂直な面であって、かつ、フォトダイオードのｐ層（第１半導体領域）とｉ層（真性半導体領域）との境界線およびｎ層（前記第２半導体領域）とｉ層との境界線外に垂直な面における断面図である。
【００３４】
なお、図４に示す断面は、開口面７に垂直で、フォトダイオードの順方向に平行な面の断面と言うこともできる。また、感光部６（ｉ層）は矩形であり、上記断面は、この矩形の一辺に平行な断面と言うこともできる。図４に示す断面では、開口面７の端Ｃ、Ｄは、カラーマトリクス８とブラックマトリクス３との境界となっている。感光部６の一方の端Ａは、ｉ層１７ｂとｎ層１７ｃとの境界であり、感光部６の他方の端Ｂは、ｉ層１７ｂとｎ層１７ｃとの境界である。
【００３５】
本実施形態において遮光部は、感光部６の中央部分６ａの上方の中央空間２０を囲むように形成されているので、図４に示す断面においては、遮光部５は、２つの遮光領域５−１、５−２となる。また、遮光部５は、開口面７に垂直な側面と、開口面７に水平な上面および底面を有するので、図４に示す断面においては、遮光領域５−１および遮光領域５−２は、開口面７に平行な上面境界および底面境界境界、並びに開口面７に垂直な側面境界を有している。
【００３６】
図４に示す例では、開口面７のｐ層１７ａ側の端Ｃと、感光部６の両端ＡＢのうち、開口面７の端Ｃから遠い方の端Ｂとを通る線に重なる位置に、遮光領域５−２が配置される。同様に、遮光領域５−１は、開口面７のｎ層１７ｃ側の端Ｄと、感光部６の両端ＡＢのうち、端Ｄから遠い方の端Ａとを通る線に重なる位置に配置される。
【００３７】
このように、開口部７の端と、反対側の感光部６の端とを通る線に遮光領域が重なるように、遮光領域の位置を決めることで、開口部７から斜めに入射した光が、感光部６の全面に渡って当ることを効果的に避けることができる。また、直線ＣＢが遮光領域５−２の上面境界ＩＪに交わり、かつ、直線ＤＡが遮光領域５−１の上面境界ＥＦと交わるように、遮光領域５−１、５−２の上面境界を配置することによっても、開口部７から斜めに入射した光を効果的に遮断することができる。
【００３８】
さらに、図４に示す例では、遮光領域５−２の中央空間２０に接する側面境界ＩＫは、開口部７のｐ層１７ａ側の端Ｃと、遮光領域５−１の上面の中央空間２０側の端Ｆとを通る線ＣＦと交わる位置に形成される。遮光領域５−１の中央空間２０に接する側面境界ＦＨは、開口部７のｎ層１７ｃ側の端Ｄと、遮光領域５−２の上面の中央空間２０側の端Ｉとを通る線ＤＩと交わる位置に形成される。このように、一方の遮光領域の中央空間２０に接する側面境界の位置を、他方の遮光領域側の開口部の端と、当該他方の遮光領域の上面の中央領域側の端とを通る線が上記側面境界と交わる位置に配置することができる。これにより、開口部７の端から、中央領域に斜めに入射した光が感光部６に当るのを効果的に遮ることができる。
【００３９】
図５は、遮光部５を設けない場合の漏れ光の入射状態を示す図であり、図６は、遮光部５を設けた場合の漏れ光の入射状態を示す図である。図５および図６は、指やペン等の遮蔽物１８で開口面７が塞がれた場合の例を示している。図５に示す例では、開口面７において遮蔽物１８で覆われていない部分から入射した漏れ光は感光部６全体に当たっている。これに対して、図６に示す例では、漏れ光の一部は、遮光部５に遮られて感光部６に達しない。そのため、感光部６の一部Ｍにのみ、漏れ光が当たることになる。このように、遮光部５を設けることによって、漏れ光の感光部６への照射範囲が狭くなる。また、遮光部５がない場合（図５に示す場合）の感光部６へ達しうる入射光の範囲Ｎ１に比べて、遮光部５がある場合（図６に示す場合）の感光部６へ達し得る入射光の範囲Ｎ２は、より狭くなっている。
【００４０】
このように、感光部６への達する入射光の入射角の範囲が制限されることで、遮蔽物１８で塞がれた状態と、塞がれていない状態とで、感光部６が感光する光量の差が拡大する。その結果、例えば、遮蔽物がない通常状態（明）に対して、遮蔽物１８の遮蔽による暗を検知する場合に、明暗の区別をつけやすくなるので、漏れ光による光センサの誤動作が抑制される。
【００４１】
例えば、ユーザが指などで完全に開口面７を遮蔽したつもりでも、隙間があいている場合が少なくない。このような開口面７の不完全な遮蔽がなされた場合、遮光部５がないと、フォトダイオードの光感度等の特性や入射光の光量によっては、漏れ光が感光部６に当ってフォトダイオードに電流が流れて、遮蔽なしと判断されてしまう。すなわち、光センサとして遮蔽状態を検知をするべきところが、通常状態のままとなる。これは、主に、開口面７の不完全な遮蔽時と、開口面７の全面開放時とで、感光部６における感光量の差が小さくなることに起因する。
【００４２】
これに対して、本実施形態のように、開口面７と感光部６の間の平坦化膜１２に遮光部５を設けることで、不完全遮蔽時の漏れ光がフォトダイオードの感光部６に達しにくくなる。そのため、開口面７の不完全遮蔽時と全面開放時とで、感光部６における感光量の差が大きくなる。その結果、光センサの誤動作を抑制することができる。
【００４３】
なお、全面開放時と、不完全遮蔽時との感光量の差を大きくするためには、開口面７の全面開放時の感光量は多い方が好ましい。そのため、遮光部５は、全面開放時は感光部６への光をなるべく遮らず、不完全遮蔽時には、感光部６への光をなるべく遮るように配置されることが好ましい。そのための適切な配置の一例として、本実施形態では、遮光部５は、感光部５の中央部分上方の空間を囲むように設けられ、開口面７に垂直な方向に延びる側面と開口面７に平行な上面を有している。また、不完全遮蔽時の漏れ光を効率よく遮断する観点から、遮光部５は、なるべく感光部６に近い位置に設けることが好ましい。さらに、開口部７の両端の位置、および感光部６の両端の位置とを考慮して、遮光部５を配置することで、適切な配置が可能になる。
【００４４】
なお、図４の断面において示した上記遮光領域５−１、５−２の配置は、好適な一例であり、必ずしも、上記の条件を満たす配置である必要はない。例えば、開口部７の全面開放時に感光部５で検出される光量の確保を重視する場合は、遮光領域５−１、５−２の上面は狭くし、中央空間２０を広くすることができる。
【００４５】
また、遮光部５により、不完全遮蔽時の光の入射角をどの程度制限するかは、例えば、感光部６の感度やその他の条件に応じて決定することができる。例えば、遮光部５の上面または底面の断面積や、開口面７に垂直な方向の長さ、または中央空間の広さ等を、感光部６の感度等に応じて決定することができる。なお、感光部６がフォトダイオードであれば、感光部の感度は、例えば、アノードとカソードとを導通させるに至る光エネルギーと考えることができる。
【００４６】
［製造工程］
図７は、図３に示す遮光部５の製造工程を説明するための図である。図７に示す例は、平坦化膜１２形成時に凹形状を形成し、そこに樹脂材を流し込み、表面をアルカリ洗浄することで、遮光部５を形成するものである。なお、遮光部５の製造工程は図７の例に限られない。
【００４７】
図７に示す例では、まず、シリコン膜１７、絶縁膜１６、ゲート配線１４、絶縁膜１５、ソース配線１３が下から順に形成され、その上に平坦化膜１２が塗布される（図７（ａ））。次に、平坦化膜１２が加工される（図７（ｂ））。すなわち、遮光部５を形成するための凹部１２ａ、１２ｂが平坦化膜１２に形成される。ここでは、一例として、断面矩形の凹部１２ａ、１２ｂが形成される。この凹部１２ａ、１２ｂに、遮光部５を形成する樹脂材が流し込まれる（図７（ｃ））。その後、平坦化膜１２表面についた余分な樹脂材が、アルカリ洗浄により除去される（図７（ｄ））。平坦化膜１２内に残った樹脂材が遮光部５となる。平坦化膜１２の上には、画素電極１１としてＩＴＯが形成される（図７（ｅ））。さらに、配向膜（図示せず）などその他必要な膜を形成することにより、アクティブマトリクス基板１００（ＴＦＴ側基板）が完成する。
【００４８】
（遮光部の変形例１）
図８は、遮光部の変形例を示す断面図である。図９は、当該変形例を示す平面図である。図８および図９に示す遮光部５０ａ、５０ｂは、図２および図３に示す遮光部５が空間１９によって２つに分割された形状である。遮光部５０ａは、開口面７に垂直な壁で中央空間２０を囲むよう形成される。遮光部５０ｂは、開口面７に垂直な壁で遮光部５０ｂおよびその外側の空間１９を囲むように形成される。すなわち、本変形例の遮光部は、中央空間２０を、二重に取り囲むように形成される。これにより、開口面７の開放時に垂直に入射して感光部６に達する光の量を多くしながらも、開口面７の不完全遮蔽時に斜めに入射して感光部６に達する光の量を少なくすることができる。
【００４９】
（遮光部の変形例２）
図１０は、遮光部の他の変形例を示す上面図である。図１０に示す遮光部５１は開口面７に垂直な方向に延びる円筒形に形成されている。すなわち、遮光部５１は、円柱上の中央領域２０を囲む壁（円角柱）として形成される。なお、図１０に示す例では、遮光部５１の開口面７に平行な面における断面形状は、真円ではなく楕円である。この楕円の扁平率は、例えば、開口面７（ブラックマトリクス３）の縦と横の比率に応じて決定されてもよい。なお、遮光部５１の断面形状は、図３とほぼ同様となる。
【００５０】
（遮光部の変形例３）
図１１は、遮光部のさらに他の変形例を示す上面図である。図１１に示す遮光部５２は、開口面７に垂直な方向に延びる複数の四角柱によって光を透過する領域を囲むように形成されている。このように、複数の柱の組み合わせにより遮光部を形成することもできる。図１１に示す遮光部５２の断面形状も、図３とほぼ同様となる。また、複数の柱それぞれの中央部に光透過可能な材料を埋め込んでもよい。これにより、開口面７の全面開放時に垂直に入射して感光部６に達する光の量を増やすことができるとともに、不完全遮蔽時に斜めに入射する光が感光部６に達するのを遮ることができる。
【００５１】
（遮光部の変形例４）
図１２は、遮光部のさらなる他の変形例を示す上面図である。当該変形例では、遮光部５３ａ、中央空間２０、遮光部５３ｂが開口面７に平行な面上に１列に並ぶように形成される。すなわち、開口面７に垂直な方向に延びる四角柱の遮光部５３ａ、５３ｂが、中央空間２０を両側から挟む位置に設けられる。このように、１つの方向において中央空間を挟むように遮光部を配置することによっても、開口面７の不完全遮蔽時の漏れ光を感光部６に届きにくくすることができる。なお、遮光部５３ａ、５３ｂの断面形状も、図３と同様になる。
【００５２】
以上、本発明についての一実施形態を説明したが、本発明は上述の具体例にのみ限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００５３】
例えば、上記の実施形態においては、平坦化膜１２に遮光部５が設けられているが、遮光部５を設ける位置は平坦化膜１２に限られない。例えば、絶縁膜１５、１６に遮光部５が設けられてよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、遮光部は平坦化膜１２を貫通するように設けられているが、必ずしも貫通する必要はない。例えば、平坦化膜１２を貫通しない穴を形成し、その穴に樹脂材を流し込むことによって遮光部を形成することもできる。また、遮光部は、必ずしもアクティブマトリクス基板１００に設けられる必要はなく、例えば、対向基板２００に設けられてもよい。また、遮光部の配置は、中央空間を囲む場合に限られず、例えば、中央部に遮光部が設けられる構成であってもよい。
【００５５】
また、光センサ部４は、必ずしも全画素に設けられている必要はない。例えば、１行おき、あるいは１列おきに光センサ部が形成されてもよい。
【００５６】
また、フォトダイオードは、上記実施形態に示したラテラル構造のＰＩＮダイオードに限られない。例えば、ＰＮダイオード、アバランシェフォトダイオード、ＧaＡsＰフォトダイオード、ＩｎＰフォトダイオード等を、上記フォトダイオードの代わりに用いても、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１      画素領域
２      画素開口部
３      ブラックマトリクス
４      光センサ部
５、５０、５１、５２      遮光部
６      感光部
７      開口面
８      カラーフィルタ
９      対向電極
１０    液晶
１１    画素電極
１２    平坦化膜
１２ａ、１２ｂ      凹部
１３    ソース配線
１４    ゲート配線
１５    絶縁膜
１６    絶縁膜
１７    シリコン膜
１８    遮蔽物
１００  アクティブマトリクス基板
２００  対向基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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