(57)【要約】【課題】高感度のフォトセンサを有し、カラーでの撮像機能を有する安価なタッチパネル及びその作製方法を提供することを目的の一つとする。【解決手段】向かい合う第１基板及び第２基板と、第２基板側に配置されたバックライトとを有し、第１基板と第２基板の間に液晶素子と、トランジスタと、フォトダイオードとを有し、トランジスタ及びフォトダイオードは第１基板上に形成されており、第１基板及び第２基板は透光性を有し、第１基板の膜厚は１０μｍ乃至２００μｍ、好ましくは２０μｍ乃至４０μｍであるタッチパネル。トランジスタ及びフォトダイオードは、支持基板上に形成された後、剥離されて第１基板に接着されている。【選択図】図１
2011022818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子と、トランジスタと、フォトダイオードとを第１基板と第２基板の間に有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは前記第１基板上に形成されており、
前記第１基板の膜厚は１０μｍ乃至２００μｍであるタッチパネル。
【請求項２】
向かい合う第１基板及び第２基板と、前記第２基板側に配置されたバックライトとを有し、
前記第１基板と前記第２基板の間に液晶素子と、トランジスタと、フォトダイオードとを有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは前記第１基板上に形成されており、
前記第１基板及び前記第２基板は透光性を有し、
前記第１基板の膜厚は１０μｍ乃至２００μｍであるタッチパネル。
【請求項３】
表示素子と、トランジスタと、フォトダイオードとを第１基板と第２基板の間に有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは前記第１基板上に形成されており、
前記第１基板の膜厚は２０μｍ乃至４０μｍであるタッチパネル。
【請求項４】
向かい合う第１基板及び第２基板と、前記第２基板側に配置されたバックライトとを有し、
前記第１基板と前記第２基板の間に液晶素子と、トランジスタと、フォトダイオードとを有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは前記第１基板上に形成されており、
前記第１基板及び前記第２基板は透光性を有し、
前記第１基板の膜厚は２０μｍ乃至４０μｍであるタッチパネル。
【請求項５】
第１基板と第２基板の間に、表示素子、トランジスタ及びフォトダイオードが設けられた画素を複数有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは前記第１基板上に形成されており、
前記第１基板の膜厚は１０μｍ以上であり、前記画素の間隔以下であるタッチパネル。
【請求項６】
向かい合う第１基板及び第２基板と、前記第２基板側に配置されたバックライトとを有し、
前記第１基板と前記第２基板の間に、液晶素子、トランジスタ及びフォトダイオードが設けられた画素を複数有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは前記第１基板上に形成されており、
前記第１基板及び前記第２基板は透光性を有し、
前記第１基板の膜厚は１０μｍ以上であり、前記画素の間隔以下であるタッチパネル。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項において、
前記第１基板はプラスチック基板であるタッチパネル。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項において、
前記フォトダイオードが有する島状の半導体膜と、前記トランジスタが有する島状の半導体膜とは、一の半導体膜をエッチングすることで形成されているタッチパネル。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは、支持基板上に形成された後、剥離されて前記第１基板に接着されているタッチパネル。
【請求項１０】
表示素子と、トランジスタと、フォトダイオードとを基板上に有し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードは、支持基板上に形成された後、剥離されて前記基板に接着されているタッチパネル。
【請求項１１】
トランジスタと、フォトダイオードとを支持基板上に形成し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードを前記支持基板から剥離した後、透光性を有し、なおかつ膜厚が１０μｍ乃至２００μｍである第１基板に接着し、
前記第１基板と、透光性を有する第２基板の間に、液晶素子を形成するタッチパネルの作製方法。
【請求項１２】
トランジスタと、フォトダイオードとを支持基板上に形成し、
前記トランジスタ及び前記フォトダイオードを前記支持基板から剥離した後、透光性を有し、なおかつ膜厚が２０μｍ乃至４０μｍである第１基板に接着し、
前記第１基板と、透光性を有する第２基板の間に、液晶素子を形成するタッチパネルの作製方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２において、
前記フォトダイオードが有する島状の半導体膜と、前記トランジスタが有する島状の半導体膜とは、前記支持基板上の一の半導体膜をエッチングすることで形成されているタッチパネルの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサを有するタッチパネルと、その作製方法に関する。特に、タッチセンサを有する画素がマトリックス状に配置されたタッチパネルと、その作製方法に関する。更には、当該タッチパネルを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチセンサを搭載した表示装置が注目されている。タッチセンサを搭載した表示装置は、タッチパネル又はタッチスクリーンなどと呼ばれている（以下、これを単に「タッチパネル」と呼ぶ）。タッチセンサには、動作原理の違いにより、抵抗膜方式、静電容量方式、光方式などがある。いずれの方式においても、被検出物が表示装置に接触もしくは近接することでデータを入力することができる。
【０００３】
光方式のタッチセンサとして光を検出するセンサ（「フォトセンサ」ともいう）をタッチパネルに設けることにより、表示画面が入力領域を兼ねる。このような光方式のタッチセンサを有する装置の一例として、画像取り込みを行う密着型エリアセンサを配置することによって画像取り込み機能を備えた表示装置が挙げられる（例えば、特許文献１を参照）。光方式のタッチセンサを有するタッチパネルでは、タッチパネルから光が発せられる。タッチパネルの任意の位置に被検出物が存在する場合には、被検出物が存在する領域の光が被検出物によって遮断され、一部の光が反射される。タッチパネル内の画素には光を検出することができるフォトセンサ（「光電変換素子」と呼ばれることもある。）が設けられており、反射された光を検出することで、光が検出された領域に被検出物が存在することを認識することができる。
【０００４】
また、携帯電話、携帯情報端末をはじめとする電子機器に、本人認証機能等を付与する試みがなされている（例えば、特許文献２を参照）。本人認証には、指紋、顔、手形、掌紋及び手の静脈の形状等が用いられる。本人認証機能を表示部とは別の部分に設ける場合には、部品点数が増大し、電子機器の重量や価格が増大するおそれがある。
【０００５】
また、タッチセンサのシステムにおいて、外光の明るさに応じて指先の位置を検出するための画像処理方法を選択する技術が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９２２７６号公報
【特許文献２】特開２００２−０３３８２３号公報
【特許文献３】特開２００７−１８３７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本人認証機能を有する電子機器にタッチパネルを用いる際には、タッチパネルの各画素に設けられたフォトセンサが光を検出して生成した電気信号を収集し、画像処理を施す必要がある。特に、高分解能、高速動作の本人認証機能を有する電子機器を実現するには、フォトセンサの高感度化が要求される。さらに、高度な本人認証機能を実現するためには、モノクロではなく、カラーでのデータ収集が必要になる。また、安価にタッチパネルを提供する必要がある。
【０００８】
上記の課題に鑑み、開示する発明の一態様は、高感度のフォトセンサを有し、カラーでの撮像機能を有する安価なタッチパネル及びその作製方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様におけるタッチパネルは、画素に表示素子とフォトセンサとを各々有し、バックライトを対向基板側から照射してＴＦＴ基板側に被検出物を配置して使用し、ＴＦＴ基板は、絶縁表面を有する基板上に形成した後に剥離により薄膜化することで作製する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、高分解能でカラーでの撮像が可能な安価なタッチパネルを提供することができる。また、高分解能でカラーでの撮像が可能な安価なタッチパネルの作製方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】タッチパネルの断面図。
【図２】タッチパネルの構成を説明する図。
【図３】タッチパネルの構成を説明する図。
【図４】タッチパネルの構成を説明する図。
【図５】タイミングチャート。
【図６】タッチパネルの作製方法を示す図。
【図７】タッチパネルの作製方法を示す図。
【図８】タッチパネルの作製方法を示す図。
【図９】タッチパネルの作製方法を示す図。
【図１０】タッチパネルの構造を示す斜視図。
【図１１】タッチパネルを用いた電子機器の図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
本実施の形態では、タッチパネルについて図１〜図５を参照して説明する。
【００１４】
図１に、本発明の一態様に係るタッチパネルの断面図の一例を示す。図１に示すタッチパネルでは、基板（ＴＦＴ基板）１００１上に、フォトダイオード１００２、トランジスタ１００３、保持容量１００４、液晶素子１００５が設けられている。
【００１５】
フォトダイオード１００２と、保持容量１００４とは、トランジスタ１００３を作製するプロセスにおいて、トランジスタ１００３と共に形成することが可能である。フォトダイオード１００２は横型接合タイプのｐｉｎダイオードであり、フォトダイオード１００２が有する半導体膜１００６は、ｐ型の導電性を有する領域（ｐ層）と、ｉ型の導電性を有する領域（ｉ層）と、ｎ型の導電性を有する領域（ｎ層）とを有している。なお、本実施の形態では、フォトダイオード１００２がｐｉｎダイオードである場合を例示しているが、フォトダイオード１００２はｐｎダイオードであっても良い。横型接合タイプのｐｉｎ接合またはｐｎ接合は、ｐ型を付与する不純物と、ｎ型を付与する不純物とを、それぞれ半導体膜１００６の特定の領域に添加することで、形成することが出来る。
【００１６】
また、基板（ＴＦＴ基板）１００１上に成膜した一の半導体膜をエッチングなどにより所望の形状に加工（パターニング）することで、フォトダイオード１００２の島状の半導体膜と、トランジスタ１００３の島状の半導体膜とを一緒に形成することができ、通常のパネル作製プロセスに追加するプロセスが不要となり、コストを低減できる。
【００１７】
液晶素子１００５は、画素電極１００７と、液晶１００８と、対向電極１００９とを有する。画素電極１００７は、基板１００１上に形成されており、トランジスタ１００３と、保持容量１００４と、導電膜１０１０を介して電気的に接続されている。また、対向電極１００９は、基板（対向基板）１０１３上に形成されており、画素電極１００７と対向電極１００９の間に、液晶１００８が挟まれている。なお、本実施の形態では、フォトセンサに用いられているトランジスタについては図示していないが、当該トランジスタも、トランジスタ１００３を作製するプロセスにおいて、トランジスタ１００３と共に基板（ＴＦＴ基板）１００１上に形成することが可能である。
【００１８】
画素電極１００７と、対向電極１００９の間のセルギャップは、スペーサー１０１６を用いて制御することが出来る。図１では、フォトリソグラフィで選択的に形成された柱状のスペーサー１０１６を用いてセルギャップを制御しているが、球状のスペーサーを画素電極１００７と対向電極１００９の間に分散させることで、セルギャップを制御することも出来る。
【００１９】
また液晶１００８は、基板（ＴＦＴ基板）１００１と基板（対向基板）１０１３の間において、封止材により囲まれている。液晶１００８の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【００２０】
画素電極１００７には、透光性を有する導電性材料、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウム（Ｇａ）を含む酸化亜鉛、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いることが出来る。
【００２１】
また、本実施の形態では、透過型の液晶素子１００５を例に挙げているので、画素電極１００７と同様に、対向電極１００９にも上述した透光性を有する導電性材料を用いることが出来る。
【００２２】
画素電極１００７と液晶１００８の間には配向膜１０１１が、対向電極１００９と液晶１００８の間には配向膜１０１２が、それぞれ設けられている。配向膜１０１１、配向膜１０１２はポリイミド、ポリビニルアルコールなどの有機樹脂を用いて形成することができ、その表面には、ラビングなどの、液晶分子を一定方向に配列させるための配向処理が施されている。ラビングは、配向膜に圧力をかけながら、ナイロンなどの布を巻いたローラーを回転させて、上記配向膜の表面を一定方向に擦ることで、行うことが出来る。なお、酸化珪素などの無機材料を用い、配向処理を施すことなく、蒸着法で配向特性を有する配向膜１０１１、配向膜１０１２を直接形成することも可能である。
【００２３】
また、液晶素子１００５と重なるように、特定の波長領域の光を通すことができるカラーフィルタ１０１４が、基板（対向基板）１０１３上に形成されている。カラーフィルタ１０１４は、顔料を分散させたアクリル系樹脂などの有機樹脂を基板１０１３上に塗布した後、フォトリソグラフィを用いて選択的に形成することができる。また、顔料を分散させたポリイミド系樹脂を基板１０１３上に塗布した後、エッチングを用いて選択的に形成することもできる。或いは、インクジェットなどの液滴吐出法を用いることで、選択的にカラーフィルタ１０１４を形成することもできる。
【００２４】
また、フォトダイオード１００２と重なるように、光を遮蔽することが出来る遮蔽膜１０１５が、基板（対向基板）１０１３上に形成されている。遮蔽膜１０１５を設けることで、基板（対向基板）１０１３を透過してタッチパネル内に入射したバックライトからの光が、直接フォトダイオード１００２に当たるのを防ぐことができる他、画素間における液晶１００８の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐことができる。遮蔽膜１０１５には、カーボンブラック、低次酸化チタンなどの黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。または、クロムを用いた膜で、遮蔽膜１０１５を形成することも可能である。
【００２５】
また、基板（ＴＦＴ基板）１００１の画素電極１００７が形成されている面とは反対の面に、偏光板１０１７を設け、基板（対向基板）１０１３の対向電極１００９が形成されている面とは反対の面に、偏光板１０１８を設ける。
【００２６】
液晶素子は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の他、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＯＣＢ（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型等であっても良い。なお、本実施の形態では、画素電極１００７と対向電極１００９の間に液晶１００８が挟まれている構造の液晶素子１００５を例に挙げて説明したが、本発明の一態様に係るタッチパネルはこの構成に限定されない。ＩＰＳ型のように、一対の電極が、共に基板（ＴＦＴ基板）１００１側に形成されている液晶素子であっても良い。
【００２７】
また、本実施の形態では、フォトダイオード１００２、トランジスタ１００３、保持容量１００４に、薄膜の半導体膜を用いている場合を例に挙げているが、単結晶半導体基板、ＳＯＩ基板などを用いて形成されていても良い。
【００２８】
さて、本実施の形態に示す断面構造では、バックライトからの光は、基板（対向基板）１０１３側から照射する。すなわち、矢印１０２０で示すように液晶素子１００５を通って、基板（ＴＦＴ基板）１００１側にある被検出物１０２１に照射される。そして、被検出物１０２１において反射された矢印１０２２で示す光は、フォトダイオード１００２に入射する。
【００２９】
ここで、特定の色（例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の光の検出をフォトダイオード１００２で行うには、バックライトからの矢印１０２０で示す光が、当該色の画素における液晶素子１００５を通過し、基板（ＴＦＴ基板）１００１側にある被検出物１０２１に照射し、反射された矢印１０２２で示す光が、当該画素のフォトダイオード１００２に入射する必要がある。仮に、バックライトからの矢印１０２０で示す光が、当該色以外の画素における液晶素子１００５を通過し、基板（ＴＦＴ基板）１００１側にある被検出物１０２１に照射し、反射された矢印１０２２で示す光が、当該画素のフォトダイオード１００２に入射した場合、異なる色の光が混合してしまう。すなわち、当該画素のフォトダイオード１００２では、混合した光の強度を検出することになり、カラー撮像が困難となる。
【００３０】
さて、一般的に、液晶パネル及び有機ＥＬパネルなどでは、基板（ＴＦＴ基板）１００１には、ガラス基板が用いられることが多い。現在量産されている、液晶パネル及び有機ＥＬパネルなどでは、ガラス基板の厚みは０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度のものが多い。一方、画素サイズは、高精細なパネルの場合には、１００μｍ未満である。カラーフィルタ方式を用いる場合には、例えば、ストライプ配置の場合、各色は、画素サイズの３分の１、すなわち、数十μｍの間隔で配置されることになる。
【００３１】
バックライトからの矢印１０２０で示す光が、当該色の画素における液晶素子１００５を通過し、基板（ＴＦＴ基板）１００１側にある被検出物１０２１に照射し、反射された矢印１０２２で示す光が、当該画素のフォトダイオード１００２に入射するためには、光は、基板（ＴＦＴ基板）１００１を往復する１．０ｍｍ〜１．４ｍｍの距離を進む間に、数十μｍの広がりしか許されないことになる。ここで、基板（ＴＦＴ基板）１００１に接触している被検出物１０２１を考えることにすると、上記の問題は、基板（ＴＦＴ基板）１００１と被検出物１０２１との界面における光の反射の問題と等価である。基板（ＴＦＴ基板）１００１からの光の入射角をθとすると、反射光の反射角もθであり、基板（ＴＦＴ基板）１００１の厚さをｄとすると、光の広がりの程度は２ｄ・ｔａｎθとなる。基板（ＴＦＴ基板）１００１が厚い場合には、小さな入射角、すなわち、バックライトからの光の直進性が要求される。上記の例では、ｔａｎθが１／３０〜１／５０以下が要求され、非常に厳しい直進性が要求されることになる。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、絶縁表面を有する基板（絶縁基板）上に、薄膜トランジスタ、フォトセンサなどの、タッチパネルを構成する半導体素子を作製した後に、当該絶縁基板から上記半導体素子を剥離することで、薄膜化されたＴＦＴ基板を作製する。この場合、剥離された半導体素子を含む層自体を単独で、ＴＦＴ基板として用いることができる。なお、剥離により露出した面に樹脂などの絶縁膜を保護層として形成し、剥離された半導体素子を保護するようにしても良い。或いは、剥離された半導体素子を、厚さ１０μｍ乃至２００μｍ、より好ましくは２０μｍ乃至４０μｍの、厚さの小さいプラスチック等の透光性を有する基板に接着させるようにしても良い。この場合、剥離された半導体素子と、保護層または接着された基板とを合わせたものを、ＴＦＴ基板として用いることができる。
【００３３】
剥離することで形成されるＴＦＴ基板は、画素ピッチと同程度か、それ以下の厚さであることが望ましい。隣り合う画素に着目すると、フォトダイオードはほぼ等間隔で配置されているが、画素ピッチとは、このフォトダイオードどうしの間隔に相当する。フォトダイオードどうしの間隔が等間隔ではない場合、隣り合う画素のうち、最も短いフォトダイオードどうしの間隔を、画素ピッチと判断すれば良い。このような厚さの小さいＴＦＴ基板を用いることで、図１に示すように、バックライトからの矢印１０２０で示す光は、当該色の画素における液晶素子１００５を通過し、基板（ＴＦＴ基板）１００１側にある被検出物１０２１において矢印１０２２で示すように反射し、当該画素のフォトダイオード１００２に入射するまでの距離、すなわち、基板（ＴＦＴ基板）１００１を往復する距離（本実施の形態では数十μｍ）、だけ進めば良くなる。よって、当該距離を進む間における光の拡散を、画素ピッチ、すなわち画素の間隔（本実施の形態では数十μｍ）以内に収めるのが容易になり、バックライトから発せられる光に厳しい直進性が要求されない。また、隣接画素からの光が当該画素に入射する際には、入射角が大きくなる。つまり、隣接画素からの光は、ＴＦＴ基板を斜めに通過する必要があり、直進する場合に比べて、光が進む距離は長くなる。すなわち、隣接画素からの光は、当該画素からの光に比べて光強度が低下する。したがって、厚さの小さいＴＦＴ基板を用いることで、隣接する画素のフォトダイオードに光が入射してしまうのを防ぐことができ、異なる色の光の混合を回避しやすく、カラー階調を容易に得ることができる。
【００３４】
なお、剥離工程は、絶縁基板と被剥離層（ＴＦＴ基板）との間に剥離層を形成し、剥離層と被剥離層との間に金属酸化膜を設け、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して、当該半導体素子層を剥離する方法、耐熱性の高い絶縁基板と被剥離層の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ光の照射またはエッチングにより当該非晶質珪素膜を除去することで、当該被剥離層を剥離する方法、絶縁基板と被剥離層の間に剥離層を形成し、剥離層と被剥離層との間に金属酸化膜を設け、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化し、さらに剥離層の一部を溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンガスによりエッチングで除去した後、脆弱化された金属酸化膜において剥離する方法、被剥離層が形成された絶縁基板を機械的に削除又は溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンガスによるエッチングで除去する方法等を適宜用いることができる。また、剥離層として窒素、酸素や水素等を含む膜（例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など）を用い、剥離層にレーザ光を照射して剥離層内に含有する窒素、酸素や水素をガスとして放出させ被剥離層と絶縁基板との剥離を促進する方法を用いてもよい。
【００３５】
また、上記剥離方法を複数組み合わせることでより容易に転置工程を行うことができる。つまり、レーザ光の照射、ガスや溶液などによる剥離層へのエッチング、鋭いナイフやメスなどによる機械的な削除を行い、剥離層と半導体素子層とを剥離しやすい状態にしてから、物理的な力（機械等による）によって剥離を行うこともできる。
【００３６】
また、剥離層と被剥離層との界面に液体を浸透させて絶縁基板から被剥離層を剥離する、或いは剥離を行う際に水などの液体をかけたりしながら剥離してもよい。
【００３７】
その他の剥離方法としては、剥離層をタングステンで形成した場合は、アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液によりエッチング剥離層をエッチングしながら剥離を行うと良い。
【００３８】
以上のような形態とすることで、高分解能且つカラーでの撮像が可能な安価なタッチパネルを提供することができる。また、高分解能且つカラーでの撮像が可能な安価なタッチパネルの作製方法を提供することができる。
【００３９】
次に、本発明の一態様に係るタッチパネルの回路構成について、図２を参照して説明する。タッチパネル１００は、画素回路１０１、表示素子制御回路１０２及びフォトセンサ制御回路１０３を有する。画素回路１０１は、行列方向にマトリクス状に配置された複数の画素１０４を有する。各々の画素１０４は、表示素子１０５とフォトセンサ１０６を有する。
【００４０】
表示素子１０５は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）、保持容量、液晶層を有する液晶素子などを有する。薄膜トランジスタは、保持容量への電荷を注入もしくは排出を制御する機能を有する。保持容量は、液晶層に印加する電圧に相当する電荷を保持する機能を有する。液晶層に電圧を印加することで偏光方向が変化することを利用して、液晶層を透過する光の明暗（階調）を作ることで、画像表示が実現される。液晶層を透過する光には、光源（バックライト）によって液晶表示装置の裏面から照射される光を用いる。
【００４１】
なお、カラー画像表示を行うには、例えば、カラーフィルタを用いる方式、所謂、カラーフィルタ方式を用いれば良い。これは、液晶層を透過した光がカラーフィルタを通過することで、特定の色（例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の階調を作ることができる。ここで、カラーフィルタ方式を用いる際に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色を発光する機能を有する画素１０４を、各々、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素と呼ぶことにする。
【００４２】
なお、表示素子１０５が液晶素子を有する場合について説明したが、発光素子などの他の素子を有していてもよい。発光素子は、電流または電圧によって輝度が制御される素子であり、具体的には発光ダイオード、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等が挙げられる。
【００４３】
フォトセンサ１０６は、フォトダイオードなど、受光することで電気信号を発する機能を有する素子と、薄膜トランジスタとを有する。なお、フォトセンサ１０６が受光する光は、バックライトからの光が、被検出物に照射された際の反射光を利用する。
【００４４】
表示素子制御回路１０２は、表示素子１０５を制御するための回路であり、ビデオデータ信号線などの信号線（「ソース信号線」ともいう。）を介して表示素子１０５に信号を入力する表示素子駆動回路１０７と、走査線（「ゲート信号線」ともいう。）を介して表示素子１０５に信号を入力する表示素子駆動回路１０８を有する。例えば、走査線側の表示素子駆動回路１０８は、特定の行に配置された画素が有する表示素子を選択する機能を有する。また、信号線側の表示素子駆動回路１０７は、選択された行の画素が有する表示素子に任意の電位を与える機能を有する。なお、走査線側の表示素子駆動回路１０８により高電位を印加された表示素子では、薄膜トランジスタが導通状態となり、信号線側の表示素子駆動回路１０７により与えられる電荷が供給される。
【００４５】
フォトセンサ制御回路１０３は、フォトセンサ１０６を制御するための回路であり、フォトセンサ出力信号線、フォトセンサ基準信号線等の信号線側のフォトセンサ読み出し回路１０９と、走査線側のフォトセンサ駆動回路１１０を有する。例えば、走査線側のフォトセンサ駆動回路１１０は、特定の行に配置された画素が有するフォトセンサ１０６を選択する機能を有する。また、信号線側のフォトセンサ読み出し回路１０９は、選択された行の画素が有するフォトセンサ１０６の出力信号を取り出す機能を有する。なお、信号線側のフォトセンサ読み出し回路１０９は、アナログ信号であるフォトセンサの出力を、ＯＰアンプを用いてアナログ信号のままタッチパネル外部に取り出す構成や、Ａ／Ｄ変換回路を用いてデジタル信号に変換してからタッチパネル外部に取り出す構成が考え得る。
【００４６】
画素１０４の回路図について、図３を用いて説明する。画素１０４は、トランジスタ２０１、保持容量２０２及び液晶素子２０３を有する表示素子１０５と、フォトダイオード２０４、トランジスタ２０５及びトランジスタ２０６を有するフォトセンサ１０６とを有する。
【００４７】
トランジスタ２０１は、ゲートがゲート信号線２０７に、ソース又はドレインの一方がビデオデータ信号線２１０に、ソース又はドレインの他方が保持容量２０２の一方の電極と液晶素子２０３の一方の電極に電気的に接続されている。保持容量２０２の他方の電極と液晶素子２０３の他方の電極は一定の電位に保たれている。液晶素子２０３は、一対の電極と、該一対の電極の間に液晶層を含む素子である。
【００４８】
トランジスタ２０１は、ゲート信号線２０７に”Ｈｉｇｈ”（高電位）が印加されると、ビデオデータ信号線２１０の電位を保持容量２０２と液晶素子２０３に印加する。保持容量２０２は、印加された電位を保持する。液晶素子２０３は、印加された電位により、光の透過率を変更する。
【００４９】
フォトダイオード２０４は、一方の電極がフォトダイオードリセット信号線２０８に、他方の電極がトランジスタ２０５のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ２０５は、ソース又はドレインの一方がフォトセンサ基準信号線２１２に、ソース又はドレインの他方がトランジスタ２０６のソース又はドレインの一方に電気的に接続されている。トランジスタ２０６は、ゲートがゲート信号線２０９に、ソース又はドレインの他方がフォトセンサ出力信号線２１１に電気的に接続されている。
【００５０】
次に、フォトセンサ読み出し回路１０９の構成について、図４を用いて説明する。図４において、画素１列分のフォトセンサ読み出し回路３００は、ｐ型ＴＦＴ３０１、保持容量３０２、を有する。また、当該画素列のフォトセンサ出力信号線２１１、プリチャージ信号線３０３である。
【００５１】
フォトセンサ読み出し回路３００では、画素内におけるフォトセンサの動作に先立ち、フォトセンサ信号線の電位を基準電位に設定する。図４では、プリチャージ信号線３０３を”Ｌｏｗ”（低電位）とすることで、フォトセンサ出力信号線２１１を基準電圧である高電位に設定することができる。なお、保持容量３０２は、フォトセンサ出力信号線２１１の寄生容量が大きい場合には、特別に設けなくても良い。なお、基準電位は、低電位とする構成も可能である。この場合、ｎ型ＴＦＴを用いることで、プリチャージ信号線３０３を”Ｈｉｇｈ”とすることで、フォトセンサ出力信号線２１１を基準電圧である低電位に設定することができる。
【００５２】
次に、本タッチパネルにおけるフォトセンサの読み出し動作について、図５のタイミングチャートを用いて説明する。図５において、信号４０１〜信号４０４は、図３におけるフォトダイオードリセット信号線２０８、トランジスタ２０６のゲートが接続されたゲート信号線２０９、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３、フォトセンサ出力信号線２１１の電位に相当する。また、信号４０５は、図４におけるプリチャージ信号線３０３の電位に相当する。
【００５３】
時刻Ａにおいて、フォトダイオードリセット信号線２０８の電位（信号４０１）を”Ｈｉｇｈ”とすると、フォトダイオード２０４が導通し、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号４０３）が”Ｈｉｇｈ”となる。また、プリチャージ信号線３０３の電位（信号４０５）の電位は”Ｌｏｗ”とすると、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）は”Ｈｉｇｈ”にプリチャージされる。
【００５４】
時刻Ｂにおいて、フォトダイオードリセット信号線２０８の電位（信号４０１）を”Ｌｏｗ”にすると、フォトダイオード２０４のオフ電流により、トランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号４０３）が低下し始める。フォトダイオード２０４は、光が照射されるとオフ電流が増大するので、照射される光の量に応じてトランジスタ２０５のゲートが接続されたゲート信号線２１３の電位（信号４０３）は変化する。すなわち、トランジスタ２０５のソースとドレイン間の電流が変化する。
【００５５】
時刻Ｃにおいて、ゲート信号線２０９の電位（信号４０２）を”Ｈｉｇｈ”にすると、トランジスタ２０６が導通し、フォトセンサ基準信号線２１２とフォトセンサ出力信号線２１１とが、トランジスタ２０５とトランジスタ２０６とを介して導通する。すると、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）は、低下していく。なお、時刻Ｃ以前に、プリチャージ信号線３０３の電位（信号４０５）の電位は”Ｌｏｗ”とし、フォトセンサ出力信号線２１１のプリチャージを終了しておく。ここで、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）が低下する速さは、トランジスタ２０５のソースとドレイン間の電流に依存する。すなわち、フォトダイオード２０４に照射されている光の量に応じて変化する。
【００５６】
時刻Ｄにおいて、ゲート信号線２０９の電位（信号４０２）を”Ｌｏｗ”にすると、トランジスタ２０６が遮断され、フォトセンサ出力信号線２１１の電位（信号４０４）は、時刻Ｄ以後、一定値となる。ここで、一定値となる値は、フォトダイオード２０４に照射されている光の量に応じて変化する。したがって、フォトセンサ出力信号線２１１の電位を取得することで、フォトダイオード２０４に照射されている光の量を知ることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、半導体素子を支持基板上に形成した後、該半導体素子を支持基板から剥離して可撓性を有する基板上に接着することで、該可撓性を有する基板上に表示素子と、フォトセンサとを有するタッチパネルを作製する構成について説明する。
【００５８】
まず図６（Ａ）に示すように、耐熱性を有する基板７００上に、絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３と、半導体膜７０４とを順に形成する。絶縁膜７０１、剥離層７０２、絶縁膜７０３及び半導体膜７０４は連続して形成することが可能である。
【００５９】
支持基板として機能する基板７００には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板等を用いることができる。また、表面に絶縁膜が形成されたステンレス基板を含む金属基板、またはシリコン基板等の半導体基板を用いても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【００６０】
プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【００６１】
なお本実施の形態では、剥離層７０２を基板７００上の全面に設けているが本発明はこの構成に限定されない。例えばフォトリソグラフィ法などを用いて、基板７００上において剥離層７０２を部分的に形成する様にしても良い。
【００６２】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を用いて、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【００６３】
ここで、酸化窒化物とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、また、窒化酸化物とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質をいう。例えば、酸化窒化珪素とは、酸素が５０原子％以上７０原子％以下、窒素が０．５原子％以上１５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれる物質とすることができる。また、窒化酸化珪素とは、酸素が５原子％以上３０原子％以下、窒素が２０原子％以上５５原子％以下、珪素が２５原子％以上３５原子％以下、水素が１０原子％以上３０原子％以下の範囲で含まれる物質とすることができる。但し、上記組成の範囲は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）や、水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）を用いて測定した場合のものである。また、構成元素の含有比率は、その合計が１００原子％を超えない値をとる。
【００６４】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、基板７００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体膜７０４中に拡散し、ＴＦＴなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また絶縁膜７０３は、剥離層７０２に含まれる不純物元素が半導体膜７０４中に拡散するのを防ぎ、なおかつ後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。
【００６５】
絶縁膜７０１、絶縁膜７０３は、単数の絶縁膜を用いたものであっても、複数の絶縁膜を積層して用いたものであっても良い。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜、膜厚５０ｎｍの窒化酸化珪素膜、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を順に積層して絶縁膜７０３を形成するが、各膜の材質、膜厚、積層数は、これに限定されるものではない。例えば、下層の酸化窒化珪素膜に代えて、膜厚０．５〜３μｍのシロキサン系樹脂をスピンコート法、スリットコーター法、液滴吐出法、印刷法などによって形成しても良い。また、中層の窒化酸化珪素膜に代えて、窒化珪素膜を用いてもよい。また、上層の酸化窒化珪素膜に代えて、酸化珪素膜を用いていても良い。また、それぞれの膜厚は、０．０５〜３μｍとするのが望ましく、その範囲から自由に選択することができる。
【００６６】
或いは、剥離層７０２に最も近い、絶縁膜７０３の下層を酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜で形成し、中層をシロキサン系樹脂で形成し、上層を酸化珪素膜で形成しても良い。
【００６７】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち、少なくとも１種を有していても良い。
【００６８】
酸化珪素膜は、シランと酸素、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）と酸素などの組み合わせの混合ガスを用い、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、常圧ＣＶＤ、バイアスＥＣＲＣＶＤ等の方法によって形成することができる。また、窒化珪素膜は、代表的には、シランとアンモニアの混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。また、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜は、代表的には、シランと一酸化二窒素の混合ガスを用い、プラズマＣＶＤによって形成することができる。
【００６９】
剥離層７０２は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、塗布法、印刷法等により、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素、又は元素を主成分とする合金材料、又は元素を主成分とする化合物材料からなる層を、単層又は積層して形成する。珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれの場合でもよい。なお、ここでは、塗布法は、スピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法、ノズルプリンティング法、スロットダイコーティング法を含む。
【００７０】
剥離層７０２が単層構造の場合、好ましくは、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成する。又は、タングステンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物若しくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物若しくは酸化窒化物を含む層を形成する。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
【００７１】
剥離層７０２が積層構造の場合、好ましくは、１層目としてタングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成し、２層目として、タングステン、モリブデン又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物又は窒化酸化物を形成する。
【００７２】
剥離層７０２として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される絶縁層を形成することで、タングステン層と絶縁層との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。さらには、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプラズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、一酸化二窒素、一酸化二窒素単体、あるいはガスとその他のガスとの混合気体雰囲気下で行ってもよい。これは、タングステンの窒化物、酸化窒化物及び窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様であり、タングステンを含む層を形成後、その上層に窒化珪素層、酸化窒化珪素層、窒化酸化珪素層を形成するとよい。
【００７３】
半導体膜７０４は、絶縁膜７０３を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜７０４の膜厚は２０〜２００ｎｍ（望ましくは４０〜１７０ｎｍ、好ましくは５０〜１５０ｎｍ）とする。なお半導体膜７０４は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。また、半導体膜７０４には、シリコン、炭化シリコンの他、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、リン化インジウム、セレン化亜鉛、窒化ガリウム、シリコンゲルマニウムなどのような化合物半導体も用いることができる。
【００７４】
なお半導体膜７０４は、公知の技術により結晶化しても良い。公知の結晶化方法としては、レーザ光を用いたレーザ結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法がある。或いは、触媒元素を用いる結晶化法とレーザ結晶化法とを組み合わせて用いることもできる。また、基板７００として石英のような耐熱性に優れている基板を用いる場合、電熱炉を使用した熱結晶化方法、赤外光を用いたランプアニール結晶化法、触媒元素を用いる結晶化法、９５０℃程度の高温アニールを適宜組み合わせた結晶法を用いても良い。
【００７５】
例えばレーザ結晶化を用いる場合、レーザ結晶化の前に、レーザに対する半導体膜７０４の耐性を高めるために、５５０℃、４時間の加熱処理を該半導体膜７０４に対して行なう。そして連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ましい。具体的には、連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換し、出力１０Ｗのレーザ光を得る。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、半導体膜７０４に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度とし、照射する。
【００７６】
連続発振の気体レーザとして、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどを用いることが出来る。また連続発振の固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）レーザ、ＧｄＶＯ４、Ｙ２Ｏ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどを用いることが出来る。
【００７７】
またパルス発振のレーザとして、例えばＡｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザを用いることができる。
【００７８】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を１０ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行なっても良い。パルス発振でレーザ光を半導体膜７０４に照射してから半導体膜７０４が完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃと言われている。よって上記周波数を用いることで、半導体膜７０４がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜７０４中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜７０４が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って連続的に成長した単結晶の結晶粒を形成することで、少なくともＴＦＴのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜７０４の形成が可能となる。
【００７９】
なおレーザ結晶化は、連続発振の基本波のレーザ光と連続発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良いし、連続発振の基本波のレーザ光とパルス発振の高調波のレーザ光とを並行して照射するようにしても良い。
【００８０】
なお、希ガスや窒素などの不活性ガス雰囲気中でレーザ光を照射するようにしても良い。これにより、レーザ光照射による半導体表面の荒れを抑えることができ、界面準位密度のばらつきによって生じる閾値電圧のばらつきを抑えることができる。
【００８１】
上述したレーザ光の照射により、結晶性がより高められた半導体膜７０４が形成される。なお、予め半導体膜７０４に、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで形成した多結晶半導体を用いるようにしても良い。
【００８２】
また本実施の形態では半導体膜７０４を結晶化しているが、結晶化せずに非晶質珪素膜または微結晶半導体膜のまま、後述のプロセスに進んでも良い。非晶質半導体、微結晶半導体を用いたＴＦＴは、多結晶半導体を用いたＴＦＴよりも作製工程が少ない分、コストを抑え、歩留まりを高くすることができるというメリットを有している。
【００８３】
非晶質半導体は、珪素を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。珪素を含む気体としては、モノシラン、ジシランが挙げられる。この珪素を含む気体を、水素、水素及びヘリウムで希釈して用いても良い。
【００８４】
次に半導体膜７０４に対して、ｐ型を付与する不純物元素又はｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープを行う。チャネルドープは半導体膜７０４全体に対して行っても良いし、半導体膜７０４の一部に対して選択的に行っても良い。ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）やアルミニウム（Ａｌ）やガリウム（Ｇａ）等を用いることができる。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）やヒ素（Ａｓ）等を用いることができる。ここでは、不純物元素として、ボロン（Ｂ）を用い、当該ボロンが１×１０１６〜５×１０１７／ｃｍ３の濃度で含まれるよう添加する。
【００８５】
次に図６（Ｂ）に示すように、半導体膜７０４を所定の形状に加工（パターニング）し、島状の半導体膜７０５〜７０７を形成する。そして、島状の半導体膜７０５〜７０７を覆うように、ゲート絶縁膜７０９を形成する。ゲート絶縁膜７０９は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素または酸化窒化珪素を含む膜を、単層で、または積層させて形成することができる。積層する場合には、例えば、基板７００側から酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜の３層構造とするのが好ましい。
【００８６】
ゲート絶縁膜７０９は、高密度プラズマ処理を行うことにより島状の半導体膜７０５〜７０７の表面を酸化または窒化することで形成しても良い。高密度プラズマ処理は、例えばＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスと酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスとを用いて行う。この場合プラズマの励起をマイクロ波の導入により行うことで、低電子温度で高密度のプラズマを生成することができる。このような高密度のプラズマで生成された酸素ラジカル（ＯＨラジカルを含む場合もある）や窒素ラジカル（ＮＨラジカルを含む場合もある）によって、半導体膜の表面を酸化または窒化することにより、１〜２０ｎｍ、代表的には５〜１０ｎｍの絶縁膜が半導体膜に接するように形成される。この５〜１０ｎｍの絶縁膜をゲート絶縁膜７０９として用いる。
【００８７】
上述した高密度プラズマ処理による半導体膜の酸化または窒化は固相反応で進むため、ゲート絶縁膜と半導体膜の界面準位密度をきわめて低くすることができる。また高密度プラズマ処理により半導体膜を直接酸化または窒化することで、形成される絶縁膜の厚さのばらつきを抑えることが出来る。また半導体膜が結晶性を有する場合、高密度プラズマ処理を用いて半導体膜の表面を固相反応で酸化させることにより、結晶粒界においてのみ酸化が速く進んでしまうのを抑え、均一性が良く、界面準位密度の低いゲート絶縁膜を形成することができる。高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜を、ゲート絶縁膜の一部または全部に含んで形成されるトランジスタは、特性のばらつきを抑えることができる。
【００８８】
次に図６（Ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜７０９上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工（パターニング）することで、島状の半導体膜７０５〜７０７の上方に電極７１０を形成する。本実施の形態では積層された２つの導電膜をパターニングして電極７１０を形成する。導電膜は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。または、半導体膜に導電性を付与するリン等の不純物元素をドーピングした、多結晶珪素などの半導体を用いて形成しても良い。
【００８９】
本実施の形態では、１層目の導電膜として窒化タンタル膜またはタンタル膜を、２層目の導電膜としてタングステン膜を用いる。２つの導電膜の組み合わせとして、本実施の形態で示した例の他に、窒化タングステン膜とタングステン膜、窒化モリブデン膜とモリブデン膜、アルミニウム膜とタンタル膜、アルミニウム膜とチタン膜等が挙げられる。タングステンや窒化タンタルは、耐熱性が高いため、２層の導電膜を形成した後の工程において、熱活性化を目的とした加熱処理を行うことができる。また、２層目の導電膜の組み合わせとして、例えば、ｎ型を付与する不純物がドーピングされた珪素とニッケルシリサイド、ｎ型を付与する不純物がドーピングされたＳｉとＷＳｉｘ等も用いることが出来る。
【００９０】
また、本実施の形態では電極７１０を積層された２つの導電膜で形成しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。電極７１０は単層の導電膜で形成されていても良いし、３つ以上の導電膜を積層することで形成されていても良い。３つ以上の導電膜を積層する３層構造の場合は、モリブデン膜とアルミニウム膜とモリブデン膜の積層構造を採用するとよい。
【００９１】
導電膜の形成にはＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いることが出来る。本実施の形態では１層目の導電膜を２０〜１００ｎｍの厚さで形成し、２層目の導電膜を１００〜４００ｎｍの厚さで形成する。
【００９２】
なお電極７１０を形成する際に用いるマスクとして、レジストの代わりに酸化珪素、酸化窒化珪素等をマスクとして用いてもよい。この場合、パターニングして酸化珪素、酸化窒化珪素等のマスクを形成する工程が加わるが、エッチング時におけるマスクの膜減りがレジストよりも少ないため、所望の幅を有する電極７１０を形成することができる。またマスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的に電極７１０を形成しても良い。
【００９３】
なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出または噴出することで所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【００９４】
次に、電極７１０をマスクとして、島状の半導体膜７０５〜７０７に、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰ（リン）またはＡｓ（砒素））を低濃度にドープする（第１のドーピング工程）。第１のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０１５〜１×１０１９／ｃｍ３、加速電圧：５０〜７０ｋｅＶとしたが、これに限定されるものではない。この第１のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜７０９を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜７０５〜７０７に、低濃度不純物領域７１１がそれぞれ形成される。なお、第１のドーピング工程は、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜７０６をマスクで覆って行っても良い。
【００９５】
次に図７（Ａ）に示すように、フォトダイオードとなる島状の半導体膜７０５の一部と、ｎチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜７０６と、容量素子となる島状の半導体膜７０７とを覆うように、マスク７１２を形成する。そしてマスク７１２に加えて電極７１０をマスクとして用い、島状の半導体膜７０５の一部に、ｐ型を付与する不純物元素（代表的にはＢ（ホウ素））を高濃度にドープする（第２のドーピング工程）。第２のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３、加速電圧：２０〜４０ｋｅＶとして行なう。この第２のドーピング工程によって、ゲート絶縁膜７０９を介してドーピングがなされ、島状の半導体膜７０５に、ｐ型の高濃度不純物領域７１３が形成される。
【００９６】
次に図７（Ｂ）に示すように、マスク７１２をアッシング等により除去した後、ゲート絶縁膜７０９及び電極７１０を覆うように、絶縁膜を形成する。該絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜や、有機樹脂などの有機材料を含む膜を、単層または積層して形成する。本実施の形態では、膜厚１００ｎｍの酸化珪素膜をプラズマＣＶＤ法によって形成する。
【００９７】
そして、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより、ゲート絶縁膜７０９及び該絶縁膜を部分的にエッチングする。上記異方性エッチングによりゲート絶縁膜７０９が部分的にエッチングされて、島状の半導体膜７０５〜７０７上に部分的に形成されたゲート絶縁膜７１４が形成される。また上記異方性エッチングにより、ゲート絶縁膜７０９及び電極７１０を覆うように形成された絶縁膜が部分的にエッチングされて、電極７１０の側面に接するサイドウォール７１５が形成される。サイドウォール７１５は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  ｄｒａｉｎ）領域を形成する際のドーピング用のマスクとして用いる。本実施の形態ではエッチングガスとしては、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いる。なお、サイドウォール７１５を形成する工程は、これらに限定されるものではない。
【００９８】
次に図７（Ｃ）に示すように、フォトダイオードとなる島状の半導体膜７０５のうち、ｐ型の高濃度不純物領域７１３を覆うようにマスク７１６を形成する。そして、形成したマスク７１６に加えて電極７１０及びサイドウォール７１５をマスクとして用い、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰまたはＡｓ）を島状の半導体膜７０５の一部、島状の半導体膜７０６、島状の半導体膜７０７に高濃度にドープする（第３のドーピング工程）。第３のドーピング工程の条件は、ドーズ量：１×１０１９〜１×１０２０／ｃｍ３、加速電圧：６０〜１００ｋｅＶとして行なう。この第３のドーピング工程によって、島状の半導体膜７０５の一部、島状の半導体膜７０６、島状の半導体膜７０７に、ｎ型の高濃度不純物領域７１７が形成される。
【００９９】
なおサイドウォール７１５は、後に高濃度のｎ型を付与する不純物をドーピングし、サイドウォール７１５の下部に低濃度不純物領域またはノンドープのオフセット領域を形成する際のマスクとして機能するものである。よって、低濃度不純物領域またはオフセット領域の幅を制御するには、サイドウォール７１５を形成する際の異方性エッチングの条件またはサイドウォール７１５を形成するための絶縁膜の膜厚を適宜変更し、サイドウォール７１５のサイズを調整すればよい。
【０１００】
次に、マスク７１６をアッシング等により除去した後、不純物領域の加熱処理による活性化を行っても良い。例えば、５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した後、５５０℃、４時間、窒素雰囲気中において、加熱処理を行なえばよい。
【０１０１】
また、水素を含む窒化珪素膜を、１００ｎｍの膜厚に形成した後、４１０℃、１時間、窒素雰囲気中において加熱処理を行ない、島状の半導体膜７０５〜７０７を水素化する工程を行なっても良い。或いは、水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理を行ない、島状の半導体膜７０５〜７０７を水素化する工程を行なっても良い。加熱処理には、熱アニール、レーザーアニール法またはＲＴＡ法などを用いることが出来る。加熱処理により、水素化のみならず、半導体膜に添加された不純物元素の活性化も行うことが出来る。また、水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っても良い。この水素化の工程により、熱的に励起された水素によりダングリングボンドを終端することができる。
【０１０２】
上述した一連の工程により、フォトダイオード７１８、ｎチャネル型ＴＦＴ７１９、容量素子７２０が形成される。
【０１０３】
次に図８（Ａ）に示すように、フォトダイオード７１８、ｎチャネル型ＴＦＴ７１９、容量素子７２０を保護するための絶縁膜７２２を形成する。絶縁膜７２２は必ずしも設ける必要はないが、絶縁膜７２２を形成することで、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの不純物がフォトダイオード７１８、ｎチャネル型ＴＦＴ７１９、容量素子７２０へ侵入するのを防ぐことが出来る。具体的に絶縁膜７２２として、窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などを用いるのが望ましい。本実施の形態では、膜厚６００ｎｍ程度の酸化窒化珪素膜を、絶縁膜７２２として用いる。この場合、上記水素化の工程は、該酸化窒化珪素膜形成後に行っても良い。
【０１０４】
次に、フォトダイオード７１８、ｎチャネル型ＴＦＴ７１９、容量素子７２０を覆うように、絶縁膜７２２上に絶縁膜７２３を形成する。絶縁膜７２３は、ポリイミド、アクリル、ポリイミド、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）、アルミナ等を用いることができる。シロキサン系樹脂は、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜７２３を形成しても良い。
【０１０５】
絶縁膜７２３の形成には、その材料に応じて、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。
【０１０６】
次に島状の半導体膜７０５〜７０７がそれぞれ一部露出するように絶縁膜７２２及び絶縁膜７２３にコンタクトホールを形成する。そして、該コンタクトホールを介して島状の半導体膜７０５〜７０７に接する導電膜７２５〜７２９を形成する。コンタクトホール開口時のエッチングに用いられるガスは、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いたが、これに限定されるものではない。
【０１０７】
導電膜７２５〜７２９は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。具体的に導電膜７２５〜７２９として、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ネオジム（Ｎｄ）、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）等を用いることが出来る。また上記金属を主成分とする合金を用いても良いし、上記金属を含む化合物を用いても良い。導電膜７２５〜７２９は、上記金属が用いられた膜を単層または複数積層させて形成することが出来る。
【０１０８】
アルミニウムを主成分とする合金の例として、アルミニウムを主成分としニッケルを含むものが挙げられる。また、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素または珪素の一方または両方とを含むものも例として挙げることが出来る。アルミニウムやアルミニウムシリコンは抵抗値が低く、安価であるため、導電膜７２５〜７２９を形成する材料として最適である。特にアルミニウムシリコン膜は、導電膜７２５〜７２９をパターニングするとき、レジストベークにおけるヒロックの発生をアルミニウム膜に比べて防止することができる。また、珪素（Ｓｉ）の代わりに、アルミニウム膜に０．５％程度のＣｕを混入させても良い。
【０１０９】
導電膜７２５〜７２９は、例えば、バリア膜とアルミニウムシリコン膜とバリア膜の積層構造、バリア膜とアルミニウムシリコン膜と窒化チタン膜とバリア膜の積層構造を採用するとよい。なお、バリア膜とは、チタン、チタンの窒化物、モリブデンまたはモリブデンの窒化物を用いて形成された膜である。アルミニウムシリコン膜を間に挟むようにバリア膜を形成すると、アルミニウムやアルミニウムシリコンのヒロックの発生をより防止することができる。また、還元性の高い元素であるチタンを用いてバリア膜を形成すると、島状の半導体膜７０５〜７０７上に薄い酸化膜ができていたとしても、バリア膜に含まれるチタンがこの酸化膜を還元し、導電膜７２５〜７２９と島状の半導体膜７０５〜７０７が良好なコンタクトをとることができる。またバリア膜を複数積層するようにして用いても良い。その場合、例えば、導電膜７２５〜７２９を下層からチタン、窒化チタン、アルミニウムシリコン、チタン、窒化チタンの５層構造とすることが出来る。
【０１１０】
なお、導電膜７２５と導電膜７２６はフォトダイオード７１８の高濃度不純物領域７１３と高濃度不純物領域７１７にそれぞれ接続されている。導電膜７２７と導電膜７２８はｎチャネル型ＴＦＴ７１９の高濃度不純物領域７１３に接続されている。導電膜７２８、導電膜７２９は容量素子７２０の高濃度不純物領域７１７に接続されている。
【０１１１】
次に図８（Ｂ）に示すように、導電膜７２９に接するように、絶縁膜７２３上に画素電極７３１を形成する。図８（Ｂ）では、透光性を有する導電材料を用いて画素電極７３１を形成し、透過型の液晶素子を作製する例を示すが、本発明はこの構成に限定されない。本発明の一態様に係るタッチパネルは、半透過型であっても良い。
【０１１２】
上記透光性を有する導電材料には、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含むインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ））、ガリウム（Ｇａ）をドープしたＺｎＯ、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いて形成することができる。また、透光性を有する導電材料として、導電性高分子材料（導電性ポリマーともいう）を用いることができる。導電性高分子材料としては、π電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン及び又はその誘導体、ポリピロール及び又はその誘導体、ポリチオフェン及び又はその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０１１３】
次に図８（Ｃ）に示すように、絶縁膜７０３、絶縁膜７０３上に形成されたフォトダイオード７１８、ｎチャネル型ＴＦＴ７１９、容量素子７２０、導電膜７２５〜導電膜７２９、画素電極７３１でなる被剥離層７３８と、仮支持基板７３７とを、剥離用接着剤７３６を用いて接着する。そして、剥離層７０２において被剥離層を基板７００より剥離する。これにより被剥離層７３８は、仮支持基板７３７側に設けられる。なお、被剥離層７３８の剥離において、剥離層７０２は、全て除去されず、絶縁膜７０３にその一部が残存した状態であっても良い。
【０１１４】
仮支持基板７３７は、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、金属基板などを用いることができる。また、本実施の形態の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、フィルムのような可撓性基板を用いても良い。
【０１１５】
また、ここで用いる剥離用接着剤７３６は、水や溶媒に可溶なものや、紫外線などの照射により可塑化させることが可能であるような、必要時に仮支持基板７３７と被剥離層とを化学的もしくは物理的に分離することが可能な接着剤を用いる。
【０１１６】
なお、上記一例として示した仮支持基板７３７への転置工程は、他の方法であってもよい。例えば、基板と被剥離層の間に剥離層を形成し、剥離層と被剥離層の間に金属酸化膜を設け、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して、当該被剥離層を剥離する方法、耐熱性の高い支持基板と被剥離層の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ光の照射またはエッチングにより当該非晶質珪素膜を除去することで、当該被剥離層を剥離する方法、支持基板と被剥離層の間に剥離層を形成し、剥離層と被剥離層との間に金属酸化膜を設け、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化し、さらに剥離層の一部を溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンガスによりエッチングで除去した後、脆弱化された金属酸化膜において剥離する方法、被剥離層が形成された支持基板を機械的に削除又は溶液やＮＦ３、ＢｒＦ３、ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンガスによるエッチングで除去する方法等を適宜用いることができる。また、剥離層として窒素、酸素や水素等を含む膜（例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など）を用い、剥離層にレーザ光を照射して剥離層内に含有する窒素、酸素や水素をガスとして放出させ被剥離層と基板との剥離を促進する方法を用いてもよい。
【０１１７】
また、上記剥離方法を複数組み合わせることでより容易に転置工程を行うことができる。つまり、レーザ光の照射、ガスや溶液などによる剥離層へのエッチング、鋭いナイフやメスなどによる機械的な削除を行い、剥離層と被剥離層７３８とを剥離しやすい状態にしてから、物理的な力（機械等による）によって剥離を行うこともできる。
【０１１８】
また、剥離層と被剥離層との界面に液体を浸透させて支持基板から被剥離層を剥離すること、または剥離を行う際に水、エタノールなどの液体をかけたりしながら剥離してもよい。
【０１１９】
その他の剥離方法としては、剥離層７０２をタングステンで形成した場合は、アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液によりエッチング剥離層をエッチングしながら剥離を行うと良い。
【０１２０】
次に、図９（Ａ）に示すように、被剥離層７３８の上記剥離により露出した面に、接着剤７７０を用いて基板７４４を貼り合わせる。そして、剥離用接着剤７３６を溶解若しくは可塑化させて、仮支持基板７３７を取り除く。
【０１２１】
基板７４４は、可視光に対する透光性を有し、その膜厚は、１０μｍ乃至２００μｍ、好ましくは２０μｍ乃至４０μｍとする。例えば、基板７４４として、可撓性及び可視光に対する透光性を有するプラスチックなどの有機材料を用いることができる。または基板７４４として、フレキシブルな無機材料を用いていても良い。プラスチック基板は、極性基のついたポリノルボルネンからなるＡＲＴＯＮ（ＪＳＲ製）を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１２２】
接着剤７７０の材料としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤など光硬化型の接着剤や嫌気型接着剤など各種硬化型接着剤を用いることができる。
【０１２３】
基板７４４には予め窒化珪素や酸化窒化珪素等の窒素と珪素を含む膜や窒化アルミニウム等の窒素とアルミニウムを含む膜のような透水性の低い保護層を成膜しておいても良い。
【０１２４】
なお基板７００上に複数のタッチパネルに対応する半導体素子を形成している場合には、被剥離層７３８をタッチパネルごとに分断する。分断は、レーザ照射装置、ダイシング装置、スクライブ装置等を用いることができる。
【０１２５】
次に図９（Ｂ）に示すように、導電膜７２５〜導電膜７２９、画素電極７３１を覆うように、配向膜７５０を形成し、ラビング処理を施す。配向膜７５０は、タッチパネルとなる領域に、パターニング等により選択的に形成する。そして、液晶を封止するためのシール材７５１を形成する。
【０１２６】
一方、透明導電膜を用いた対向電極７５２と、ラビング処理が施された配向膜７５３とが形成された基板７５４を用意する。基板７５４には、フォトダイオード７１８と重なる位置に光を遮蔽することが出来る遮蔽膜７７１と、後に液晶素子７６０となる領域と重なる位置に特定の波長領域の光を通すことができるカラーフィルタ７７２とが、形成されている。基板７５４の対向電極７５２が形成されている面とは逆の面に、偏光板７５６を貼り合わせておく。
【０１２７】
基板７５４には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、サファイア基板等の、透光性を有する基板を用いることができる。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、上記基板と比較して耐熱温度が一般的に低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。プラスチック基板として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などが挙げられる。
【０１２８】
なお、基板７４４の厚さは１０μｍ乃至２００μｍ、好ましくは２０μｍ乃至４０μｍと小さく、可撓性を有している。そのため、表示素子に液晶素子を用いる場合は、均一なセルギャップを保持するために、基板７５４には、基板７４４よりも厚さが大きく可撓性の低い基板を用いるか、もしくはガラス基板、石英基板、サファイア基板のように可撓性を殆ど有さない基板を用いることが望ましい。
【０１２９】
また、表示素子に自ら発光する発光素子を用いる場合、基板７５４は必ずしも可視光に対して透光性を有していなくとも良い。この場合、絶縁膜が形成されたステンレス基板、半導体基板なども、基板７５４として用いることが可能である。
【０１３０】
そして、シール材７５１で囲まれた領域に液晶７５５を滴下し、別途用意しておいた基板７５４を、対向電極７５２と画素電極７３１とが向かい合うように、シール材７５１を用いて貼り合わせる。なおシール材７５１にはフィラーが混入されていても良い。
【０１３１】
対向電極７５２には、画素電極７３１に用いることができる透光性を有する導電材料を、用いることができる。画素電極７３１と液晶７５５と対向電極７５２が重なり合うことで、液晶素子７６０が形成される。
【０１３２】
上述した液晶の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いているが、本発明はこれに限定されない。基板７５４を貼り合わせてから液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【０１３３】
また本実施の形態では、全てのフォトダイオード７１８、ｎチャネル型ＴＦＴ７１９、容量素子７２０において、ゲート絶縁膜７１４の膜厚を全て同じにしているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、より高速での駆動が要求される回路において、他の回路よりもＴＦＴが有するゲート絶縁膜の膜厚を薄くするようにしても良い。
【０１３４】
なお本実施の形態では薄膜トランジスタを例に挙げて説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。薄膜トランジスタの他に、単結晶シリコンを用いて形成されたトランジスタ、ＳＯＩ基板を用いて形成されたトランジスタなども用いることができる。
【０１３５】
本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１３６】
本実施例では、本発明の一態様に係るタッチパネルにおける、パネルと光源の配置について説明する。
【０１３７】
図１０は、本発明の一態様に係るタッチパネルの構造を示す斜視図の一例である。図１０に示すタッチパネルは、一対の基板間に液晶素子、フォトダイオード、薄膜トランジスタなどを含む画素が形成されたパネル１６０１と、第１の拡散板１６０２と、プリズムシート１６０３と、第２の拡散板１６０４と、導光板１６０５と、反射板１６０６と、複数の光源１６０７を有するバックライト１６０８と、回路基板１６０９とを有している。
【０１３８】
パネル１６０１と、第１の拡散板１６０２と、プリズムシート１６０３と、第２の拡散板１６０４と、導光板１６０５と、反射板１６０６とは、順に積層されている。光源１６０７は導光板１６０５の端部に設けられており、導光板１６０５内部に拡散された光源１６０７からの光は、第１の拡散板１６０２、プリズムシート１６０３及び第２の拡散板１６０４によって、対向基板側から均一にパネル１６０１に照射される。
【０１３９】
なお、本実施例では、第１の拡散板１６０２と第２の拡散板１６０４とを用いているが、拡散板の数はこれに限定されず、単数であっても３以上であっても良い。そして、拡散板は導光板１６０５とパネル１６０１の間に設けられていれば良い。よって、プリズムシート１６０３よりもパネル１６０１に近い側にのみ拡散板が設けられていても良いし、プリズムシート１６０３よりも導光板１６０５に近い側にのみ拡散板が設けられていても良い。
【０１４０】
またプリズムシート１６０３は、図１０に示した断面が鋸歯状の形状に限定されず、導光板１６０５からの光をパネル１６０１側に集光できる形状を有していれば良い。
【０１４１】
回路基板１６０９には、パネル１６０１に入力される各種信号を生成もしくは処理する回路、パネル１６０１かた出力される各種信号を処理する回路などが設けられている。そして図１０では、回路基板１６０９とパネル１６０１とが、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６１１を介して接続されている。なお、上記回路は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ＯＮ  Ｇｌａｓｓ）法を用いてパネル１６０１に接続されていても良いし、上記回路の一部がＦＰＣ１６１１にＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ＯＮ  Ｆｉｌｍ）法を用いて接続されていても良い。
【０１４２】
図１０では、光源１６０７の駆動を制御する、制御系の回路が回路基板１６０９に設けられており、該制御系の回路と光源１６０７とがＦＰＣ１６１０を介して接続されている例を示している。ただし、上記制御系の回路はパネル１６０１に形成されていても良く、この場合はパネル１６０１と光源１６０７とがＦＰＣなどにより接続されるようにする。
【０１４３】
なお、図１０は、パネル１６０１の端に光源１６０７を配置するエッジライト型の光源を例示しているが、本発明の一態様に係るタッチパネルは光源１６０７がパネル１６０１の直下に配置される直下型であっても良い。
【０１４４】
例えば、被検出物である指１６１２をＴＦＴ基板側からパネル１６０１に近づけると、バックライト１６０８からの光が、パネル１６０１を通過し、その一部が指１６１２において反射し、再びパネル１６０１に入射する。各色に対応する光源１６０７を順に点灯させ、色ごとに撮像データの取得を行うことで、被検出物である指１６１２のカラーの撮像データを得ることが出来る。
【０１４５】
本実施例は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【実施例２】
【０１４６】
本発明の一態様に係るタッチパネルは、高分解能である撮像データの取得を行うことができるという特徴を有している。よって、本発明の一態様に係るタッチパネルを用いた電子機器は、タッチパネルをその構成要素に追加することにより、より高機能のアプリケーションを搭載することができるようになる。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１１に示す。
【０１４７】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体５００１、表示部５００２、支持台５００３等を有する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５００２に用いることができる。表示部５００２に本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された表示装置を提供することができる。なお、表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１４８】
図１１（Ｂ）は携帯情報端末であり、筐体５１０１、表示部５１０２、スイッチ５１０３、操作キー５１０４、赤外線ポート５１０５等を有する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５１０２に用いることができる。表示部５１０２に本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された携帯情報端末を提供することができる。
【０１４９】
図１１（Ｃ）は現金自動預け入れ払い機であり、筐体５２０１、表示部５２０２、硬貨投入口５２０３、紙幣投入口５２０４、カード投入口５２０５、通帳投入口５２０６等を有する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５２０２に用いることができる。表示部５２０２に本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された現金自動預け入れ払い機を提供することができる。そして、本発明の一態様に係るタッチパネルを用いた現金自動預け入れ払い機は、指紋、顔、手形、掌紋及び手の静脈の形状、虹彩等の、生体認証に用いられる生体情報の読み取りを、より高精度で行うことが出来る。よって、生体認証における、本人であるにもかかわらず本人ではないと誤認識してしまう本人拒否率と、他人であるにもかかわらず本人と誤認識してしまう他人受入率とを、低く抑えることができる。
【０１５０】
図１１（Ｄ）は携帯型ゲーム機であり、筐体５３０１、筐体５３０２、表示部５３０３、表示部５３０４、マイクロホン５３０５、スピーカー５３０６、操作キー５３０７、スタイラス５３０８等を有する。本発明の一態様に係るタッチパネルは、表示部５３０３または表示部５３０４に用いることができる。表示部５３０３または表示部５３０４に本発明の一態様に係るタッチパネルを用いることで、高分解能である撮像データの取得を行うことができ、より高機能のアプリケーションが搭載された携帯型ゲーム機を提供することができる。なお、図１１（Ｄ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部５３０３と表示部５３０４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに限定されない。
【０１５１】
本実施例は、上記実施の形態または上記実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１５２】
１００    タッチパネル
１０１    画素回路
１０２    表示素子制御回路
１０３    フォトセンサ制御回路
１０４    画素
１０５    表示素子
１０６    フォトセンサ
１０７    表示素子駆動回路
１０８    表示素子駆動回路
１０９    回路
１１０    フォトセンサ駆動回路
２０１    トランジスタ
２０２    保持容量
２０３    液晶素子
２０４    フォトダイオード
２０５    トランジスタ
２０６    トランジスタ
２０７    ゲート信号線
２０８    フォトダイオードリセット信号線
２０９    ゲート信号線
２１０    ビデオデータ信号線
２１１    フォトセンサ出力信号線
２１２    フォトセンサ基準信号線
２１３    ゲート信号線
３００    回路
３０１    ｐ型ＴＦＴ
３０２    保持容量
３０３    プリチャージ信号線
４０１    信号
４０２    信号
４０３    信号
４０４    信号
４０５    信号
７００    基板
７０１    絶縁膜
７０２    剥離層
７０３    絶縁膜
７０４    半導体膜
７０５    半導体膜
７０６    半導体膜
７０７    半導体膜
７０９    ゲート絶縁膜
７１０    電極
７１１    低濃度不純物領域
７１２    マスク
７１３    高濃度不純物領域
７１４    ゲート絶縁膜
７１５    サイドウォール
７１６    マスク
７１７    高濃度不純物領域
７１８    フォトダイオード
７１９    ｎチャネル型ＴＦＴ
７２０    容量素子
７２２    絶縁膜
７２３    絶縁膜
７２５    導電膜
７２６    導電膜
７２７    導電膜
７２８    導電膜
７２９    導電膜
７３１    画素電極
７３６    剥離用接着剤
７３７    仮支持基板
７３８    被剥離層
７４４    基板
７５０    配向膜
７５１    シール材
７５２    対向電極
７５３    配向膜
７５４    基板
７５５    液晶
７５６    偏光板
７６０    液晶素子
７７０    接着剤
７７１    遮蔽膜
７７２    カラーフィルタ
１００１    基板
１００２    フォトダイオード
１００３    トランジスタ
１００４    保持容量
１００５    液晶素子
１００６    半導体膜
１００７    画素電極
１００８    液晶
１００９    対向電極
１０１０    導電膜
１０１１    配向膜
１０１２    配向膜
１０１３    基板
１０１４    カラーフィルタ
１０１５    遮蔽膜
１０１６    スペーサー
１０１７    偏光板
１０１８    偏光板
１０２０    矢印
１０２１    被検出物
１０２２    矢印
１６０１    パネル
１６０２    拡散板
１６０３    プリズムシート
１６０４    拡散板
１６０５    導光板
１６０６    反射板
１６０７    光源
１６０８    バックライト
１６０９    回路基板
１６１０    ＦＰＣ
１６１１    ＦＰＣ
１６１２    指
５００１    筐体
５００２    表示部
５００３    支持台
５１０１    筐体
５１０２    表示部
５１０３    スイッチ
５１０４    操作キー
５１０５    赤外線ポート
５２０１    筐体
５２０２    表示部
５２０３    硬貨投入口
５２０４    紙幣投入口
５２０５    カード投入口
５２０６    通帳投入口
５３０１    筐体
５３０２    筐体
５３０３    表示部
５３０４    表示部
５３０５    マイクロホン
５３０６    スピーカー
５３０７    操作キー
５３０８    スタイラス
【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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