(57)【要約】      （修正有）【課題】画面上で指紋等の対象物のカラー画像を撮像可能な表示装置を提供する。【解決手段】カラー像を画面に表示するためのカラーフィルタと、カラーフィルタの着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを通過する装置の表示面側から反対の非表示面側に向かう光を受けてカラー画像を撮像可能な、画面の一部または全部にマトリクス状に配列されたフォトセンサＰＳを有する。フィルタが形成された第１の透明基板と、表示面側に画面の各画素のためのスイッチング素子ＴＲが形成された第２の透明基板と、第１および第２の透明基板の間に配置され、表示面側にフォトセンサＰＳが形成された第３の透明基板とを有する【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー像を画面に表示するためのフィルタと、
装置の表示面側から反対の非表示面側に向かい前記フィルタの着色部を通過する光を受けてカラー画像を撮像可能な、前記画面の一部または全部にマトリクス状に配列されたフォトセンサを有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記表示面側に前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、
前記第１および第２の透明基板の間に配置され、前記表示面側に前記フォトセンサが形成された第３の透明基板と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し、
前記フォトセンサが前記第２の透明基板のスイッチング素子が形成された面と同じ面に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示面側に前記フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し、
前記フォトセンサが前記第１の透明基板に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記フィルタは、前記画面の隣り合う各画素の間を隔てるブラックマトリクスを有し、
当該フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記表示面側に前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し、
前記フォトセンサは、前記表示面側から非表示面側に向かう厚さ方向において、前記フィルタの前記着色部と前記ブラックマトリクスとの間に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記フィルタは、前記画面の隣り合う各画素の間を隔てるブラックマトリクスを有し、
前記フォトセンサが前記表示面側に形成された第１の透明基板と、
前記表示面側に前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し
前記ブラックマトリクスが前記第１の透明基板に形成された前記フォトセンサを覆うように絶縁膜を介して形成され、
前記表示面側から非表示面側に向かう厚さ方向において、前記ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域には開口部が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記画面の各画素のためのスイッチング素子および前記フォトセンサが前記表示面側に形成された透明基板を有し、
前記スイッチング素子および前記フォトセンサ上に絶縁膜を介して発光層が形成され、
前記発光層は、画素間を隔てるブラックマトリクスを有し、
前記発光層上に、電極層を介して前記フィルタが形成され、
前記各々のフォトセンサは、前記表示面側から非表示面側に向かう厚さ方向において、前記ブラックマトリクスの下方に配置され、かつ、当該ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域には開口部が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
請求項４に記載の表示装置の製造方法であって、
前記第１の透明基板の一方面側に前記フィルタを形成する工程と、
前記第１の透明基板の他方面側に前記フォトセンサを形成する工程と、有することを特徴とする製造方法。
【請求項９】
請求項５に記載の表示装置の製造方法であって、
前記第１の透明基板に前記フィルタのブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクス上に前記フォトセンサを形成する工程と、
前記ブラックマトリクスおよび前記フォトセンサを覆うように前記着色部を形成するための材料を塗布する工程と、を有することを特徴とする製造方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の表示装置の製造方法であって、
前記第１の透明基板にフォトセンサを形成する工程と、
絶縁膜を介して前記第１の透明基板に形成された前記フォトセンサを覆うように前記フィルタのブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域に開口部を形成する工程と、を有することを特徴とする製造方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の表示装置の製造方法であって、
透明基板上に前記スイッチング素子および前記フォトセンサを形成する工程と、
絶縁膜を介して前記フォトセンサを覆うようにブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクス上に発光層を形成する材料を塗布する工程と、
前記ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域に開口部を形成する工程と、を有することを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の指紋等をカラー撮像可能な表示装置およびこれの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜６等は、フォトセンサによる指紋センサを一体化した液晶ディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイを開示している。
一方、フォトセンサによる指紋センサは撮影した画像によって認証を行うために、プリンタにより印刷された指紋の画像であっても本物の指紋と認識してしまう問題が知られている。その対策の一つとして、指を指紋センサの面に押しつけた時に、生体の場合はその指の押し付け圧力に応じて、血液の流れ方が変わって押し付け圧力が大きい程、指の色が青白い色に変化することを検出し、本物の指であることを検知するという手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８７７３１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２６８０６号公報
【特許文献３】特表２００６−５０３３３３号公報
【特許文献４】特開２００６−０８６３３３号公報
【特許文献５】特開２００２−２４５４４３号公報
【特許文献６】特開２００９−０６４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜６等に開示された表示装置では、指紋のカラー画像を撮像することができない。
また、指紋認証機能だけでなく、様々な対象物のカラー画像をスキャン可能なカラーイメージスキャナーの機能を併せもつ表示装置に対するニーズも存在する。
【０００５】
本発明の目的は、画面上で指紋等の対象物のカラー画像を撮像可能な表示装置およびそれの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表示装置は、カラー像を画面に表示するためのフィルタと、
装置の表示面側から反対の非表示面側に向かい前記フィルタの着色部を通過する光を受けてカラー画像を撮像可能な、前記画面の一部または全部にマトリクス状に配列されたフォトセンサを有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、前記フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記表示面側に前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、
前記第１および第２の透明基板の間に配置され、前記表示面側に前記フォトセンサが形成された第３の透明基板と、
を有する、構成を採用できる。
【０００８】
上記構成において、前記フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し、
前記フォトセンサが前記第２の透明基板のスイッチング素子が形成された面と同じ面に形成されている、構成を採用できる。
【０００９】
上記構成において、前記表示面側に前記フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し、
前記フォトセンサが前記第１の透明基板に形成されている、ことを特徴とする。
この構成における本発明の表示装置の製造方法は、前記第１の透明基板の一方面側に前記フィルタを形成する工程と、
前記第１の透明基板の他方面側に前記フォトセンサを形成する工程と、有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、前記フィルタは、前記画面の隣り合う各画素の間を隔てるブラックマトリクスを有し、
当該フィルタが形成された第１の透明基板と、
前記表示面側に前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し、
前記フォトセンサは、前記表示面側から非表示面側に向かう厚さ方向において、前記フィルタの前記着色部と前記ブラックマトリクスとの間に形成されている、構成を採用できる。
この構成における本発明の表示装置の製造方法は、前記第１の透明基板に前記フィルタのブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクス上に前記フォトセンサを形成する工程と、
前記ブラックマトリクスおよび前記フォトセンサを覆うように前記着色部を形成するための材料を塗布する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、前記フィルタは、前記画面の隣り合う各画素の間を隔てるブラックマトリクスを有し、
前記フォトセンサが前記表示面側に形成された第１の透明基板と、
前記表示面側に前記画面の各画素のためのスイッチング素子が形成された第２の透明基板と、を有し
前記ブラックマトリクスが前記第１の透明基板に形成された前記フォトセンサを覆うように絶縁膜を介して形成され、
前記表示面側から非表示面側に向かう厚さ方向において、前記ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域には開口部が形成されている、構成を採用できる。
この構成における本発明の表示装置の製造方法は、前記第１の透明基板にフォトセンサを形成する工程と、
絶縁膜を介して前記第１の透明基板に形成された前記フォトセンサを覆うように前記フィルタのブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域に開口部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記構成において、前記画面の各画素のためのスイッチング素子および前記フォトセンサが前記表示面側に形成された透明基板を有し、
前記スイッチング素子および前記フォトセンサ上に絶縁膜を介して発光層が形成され、
前記発光層は、画素間を隔てるブラックマトリクスを有し、
前記発光層上に、電極層を介して前記フィルタが形成され、
前記各々のフォトセンサは、前記表示面側から非表示面側に向かう厚さ方向において、前記ブラックマトリクスの下方に配置され、かつ、当該ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域には開口部が形成されている、構成を採用できる。
この構成における本発明の表示装置の製造方法は、透明基板上に前記スイッチング素子および前記フォトセンサを形成する工程と、
絶縁膜を介して前記フォトセンサを覆うようにブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクス上に発光層を形成する材料を塗布する工程と、
前記ブラックマトリクスの前記各々のフォトセンサの上方領域に開口部を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、画面上でカラー画像を撮像可能でかつ薄型化、小型化された表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の断面図。
【図１Ｂ】図１Ａに直交する方向の断面図。
【図１Ｃ】図１Ａの表示装置の表示面側から見た平面図。
【図１Ｄ】フォトセンサの構造例を示す平面図。
【図１Ｅ】図１Ｄの１Ｅ−１Ｅ線における断面図。
【図２Ａ】本発明の第２の実施形態に係る表示装置の断面図。
【図２Ｂ】図２Ａの断面に直交する方向の断面図。
【図２Ｃ】図２Ａの表示装置の表示面側から見た平面図。
【図３Ａ】本発明の第３の実施形態に係る表示装置の断面図。
【図３Ｂ】図３Ａの断面に直交する方向の断面図。
【図３Ｃ】図３Ａの表示装置の表示面側から見た平面図。
【図４Ａ】本発明の第４の実施形態に係る表示装置の断面図。
【図４Ｂ】図４Ａの断面に直交する方向の断面図。
【図４Ｃ】図４Ａの表示装置の表示面側から見た平面図。
【図５Ａ】本発明の第５の実施形態に係る表示装置の断面図。
【図５Ｂ】図５Ａの断面に直交する方向の断面図。
【図５Ｃ】図５Ａの表示装置の表示面側から見た平面図。
【図６Ａ】本発明の第６の実施形態に係る表示装置の断面図。
【図６Ｂ】図６Ａの断面に直交する方向の断面図。
【図６Ｃ】図６Ａの表示装置の表示面側から見た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１Ａ〜図１Ｃに本発明の第１の実施形態に係る表示装置を示す。図１Ａ〜図１Ｃは表示装置１の一部を切り出したものであり、図１Ａは所定の方向Ａ１，Ａ２に沿った厚さ方向Ｂ１，Ｂ２の断面図、図１Ｂは方向Ａ１，Ａ２に直交する方向Ｃ１，Ｃ２に沿った厚さ方向Ｂ１，Ｂ２の断面図、図１Ｃは平面図である。方向Ｂ１，Ｂ２のうち、Ｂ１は表示面側を示し、Ｂ２は表示面側とは反対の非表示面側を示す。図１Ｃの平面図においては、透明、半透明のものは省略し、ブラックマトリクスＢＭ、フォトセンサＰＳ、スイッチング素子ＴＲ、下部電極ＥＬ２のみが示されている。これらのうち、ブラックマトリクスＢＭの裏に隠れる部分は点線で示されている。後述する図２Ｃ〜図６Ｃにおいても同様である。
【００１６】
表示装置１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）方式アクティブマトリクス液晶ディスプレイである。アクティブマトリクス液晶ディスプレイの構成は周知であるので、以下の説明では、周知の構成について詳細説明は省略し、本発明の特徴的な構造に限って説明する。
図に示すように、表示面側Ｂ１から非表示面側Ｂ２に向けて順に透明基板としてのガラス基板２０，３０，４０が設けられている。なお、ガラス基板の代わりにポリカーボネート等といったプラスチック基板を採用できる。
ガラス基板２０の表示面側Ｂ１には偏光素子ＰＬが設けられ、偏光素子ＰＬ上には透明なカバーガラス６０が設けられている。カバーガラス６０の表面に人体の指ＦＧを接触させることにより、後述するように、カラーの指紋画像を撮像できる。
ガラス基板２０の非表示面側Ｂ２には所定の色の光を選択的に透過するフィルタとしてのカラーフィルタ５０が設けられている。
カラーフィルタ５０は、ガラス基板２０の表面に画面の各画素に対応して格子状に形成された遮光性を有するブラックマトリクスＢＭと、それぞれ所定の色の光を透過させる着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂとを有する。ブラックマトリクスＢＭの材料としては、種々の材料が採用できるが、遮光性、製造の容易性および耐腐食性などの理由から金属クロム膜を採用できる。着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、周知のレジスト材料から形成されており、例えば、顔料を含有した有機樹脂材料である。
【００１７】
ガラス基板４０の表示面側Ｂ１には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子ＴＲが各画素に対応してマトリクス状に形成され、このスイッチング素子ＴＲ上には、保護絶縁膜８０を介して画素電極ＥＬ２がマトリクス状に形成されている。ＴＦＴとしては、周知の低温ポリＳｉ（ＬＴＰＳ）形やアモルファスＳｉ形が採用される。
ガラス基板３０の非表示面側Ｂ２には、画素電極ＥＬ２に対向する共通電極ＥＬ１が形成されている。共通電極ＥＬ１および画素電極ＥＬ２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明導電膜で形成されている。
共通電極ＥＬ１および画素電極ＥＬ２の間には、周知の液晶材料ＬＣが充填されている。
ガラス基板４０の非表示面Ｂ２側には偏光素子ＰＬが設けられ、偏光素子ＰＬ上には光源としてのバックライト７０が設けられている。バックライト７０は、周知のものが採用される。
【００１８】
ガラス基板３０の表示面側Ｂ１には、表示装置の画面の一部にマトリクス状に配置されたフォトセンサＰＳのアレイが形成されている。本実施形態では、画素毎に単一のフォトセンサＰＳが設けられているが、これに限定されるわけではなく、一画素に対して複数のフォトセンサＰＳを設けることも可能である。フォトセンサＰＳのアレイにより、表示面側Ｂ１から非表示面Ｂ２側に向かいカラーフィルタ５０の着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを通過する光を受けてカラー画像を撮像可能となっている。フォトセンサＰＳを実装するガラス基板３０を別に設けたことで、同じ基板に対するプロセス数が増加した際に問題となる歩留まりの低下を避けることができる。
図１Ａに示すように、バックライト７０からの光Ｌは、カバーガラス６０上に置かれた指ＦＧで反射し、この反射光がカラーフィルタ５０の着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂを通過して各フォトセンサＰＳに入射する。これにより、指紋のカラー画像を撮像することができる。
【００１９】
図１Ｄおよび図１Ｅに、単一のフォトセンサＰＳの構造例を示す。
図１Ｄおよび図１Ｅに示すフォトセンサＰＳは、周知のダブルゲート構造のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、１２１はボトムゲート電極、１２２はボトムゲート絶縁膜、１２３は半導体膜、１２４はチャネル保護膜、１２５は不純物半導体膜、１２６は不純物半導体膜、１２７はソース電極、１２８はドレイン電極、１２９はトップゲート絶縁膜、１３１はトップゲート電極、１４２はソースライン、１４３はドレインライン、１４４はトップゲートラインを示す。図１Ｄではセンサ内部構造を示すためにトップゲート電極１３１を省略したが、トップゲート電極１３１は上面視でボトムゲート電極１２１とほぼ同じ形状をしている。
【００２０】
フォトセンサＰＳは、光電変換素子であり、ボトムゲート電極１２１と、ボトムゲート電極１２１と層間絶縁膜１２２を挟むとともにボトムゲート電極１２１に対向した半導体膜１２３と、半導体膜１２３の中央部上に形成されたチャネル保護膜１２４と、半導体膜１２３の両端部上に互いに離間して形成された不純物半導体膜１２５，１２６と、不純物半導体膜１２５上に形成されたソース電極１２７と、不純物半導体膜１２６上に形成されたドレイン電極１２８と、半導体膜１２３と層間絶縁膜１２９及びチャネル保護膜１２４を挟むとともに半導体膜１２３に対向したトップゲート電極１３１とを有する。
【００２１】
ボトムゲート電極１２１は、フォトセンサＰＳごとにマトリクス状に上記したガラス基板３０の表示面側Ｂ１に形成される。ガラス基板３０の表示面側Ｂ１には、横方向に延在するボトムゲートライン１４１が形成され、横方向に配列された同一行の各フォトセンサＰＳのボトムゲート電極１２１は共通のボトムゲートライン１４１と一体となって形成される。ボトムゲート電極１２１及びボトムゲートライン１４１は、導電性及び遮光性を有し、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗなどの絶縁性、遮光性の材料で形成される。ボトムゲート電極１２１に遮光性の材料を使用することで、
【００２２】
ボトムゲート電極１２１及びボトムゲートライン１４１上には、全てのフォトセンサＰＳに共通した層間絶縁膜１２２が形成されている。層間絶縁膜１２２は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００２３】
層間絶縁膜１２２上には、半導体膜１２３がフォトセンサＰＳごとに形成されている。半導体膜１２３は、アモルファスシリコン又はポリシリコンで形成された層である。半導体膜１２３上には、チャネル保護膜１２４が形成されている。チャネル保護膜１２４は、パターニングに用いられるエッチャントから半導体膜１２３の界面を保護する機能を有し、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。半導体膜１２３に光Ｌが入射すると半導体膜１２３中で吸収され、光量に従った量の電子−正孔対が半導体膜１２３中にて発生し、その電子−正孔対に応じて半導体膜中のキャリア濃度が変化する事により、薄膜トラジスタのコンダクタンスが変化する。このようにして、薄膜トラジスタへの入射光量に応じて電気信号の変化として出力する光電変換が行われることになる。
【００２４】
半導体膜１２３の一端部上には、不純物半導体膜１２５が一部チャネル保護膜１２４に重なるようにして形成されており、半導体膜１２３の他端部上には、不純物半導体膜１２６が一部チャネル保護膜１２４に重なるようにして形成されている。不純物半導体膜１２５，１２６は、ｎ型の不純物イオンを含むポリシリコンからなる。
【００２５】
不純物半導体膜１２５上には、パターニングされたソース電極１２７が形成されている。不純物半導体膜１２６上には、パターニングされたドレイン電極１２８が形成されている。また、縦方向に延在するソースライン１４２及びドレインライン１４４が層間絶縁膜１２２上に形成されており、縦方向に配列された同一列の各フォトセンサＰＳのソース電極１２７は共通のソースライン１４２と一体に形成されており、縦方向に配列された同一列の各フォトセンサＰＳのドレイン電極１２８は共通のドレインライン１４３と一体に形成されている。ソース電極１２７、ドレイン電極１２８、ソースライン１４２及びドレインライン１４３は、導電性及び遮光性を有し、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗなどの絶縁性、遮光性の材料で形成される。
【００２６】
フォトセンサＰＳのチャネル保護膜１２４、ソース電極１２７及びドレイン電極１２８並びにソースライン１４２及びドレインライン１４３上には、共通した層間絶縁膜１２９が形成されている。層間絶縁膜１２９は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
【００２７】
層間絶縁膜１２９上には、パターニングされたトップゲート電極１３１が形成されている。また、層間絶縁膜１２９上には横方向に延在するトップゲートライン１４４が形成されており、横方向に配列された同一行の各フォトセンサＰＳのトップゲート電極１３１は共通のトップゲートライン１４４と一体に形成されている。トップゲート電極１３１及びトップゲートライン１４４は、導電性及び透光性を有した金属酸化物であり、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム）で形成されている。
【００２８】
トップゲート電極１３１及びトップゲートライン１４４上には、図示しない共通の保護絶縁膜が形成されている。保護絶縁膜は、絶縁性及び透光性を有し、例えば窒化シリコン又は酸化シリコンからなる。
上記のように構成されたフォトセンサＰＳは、半導体膜１２３を受光部とした透明な光電変換素子である。
【００２９】
上記したガラス基板２０，３０，４０への各層の形成は、周知のＰＶＤ法及びＣＶＤ法といった成膜工程、フォトリソグラフィー法といったマスク工程、エッチング法といった薄膜の形状加工工程を適宜行うことによって形成される。その後、カラーフィルタ５０とフォトセンサＰＳとを向かい合わせにしてガラス基板２０とガラス基板３０とを紫外線硬化樹脂等の接着剤を用いて貼り合わせる。これにガラス基板４０を貼り合わせ、液晶材料ＬＣを注入する等の工程を経て表示装置１が製造される。
ここで、成膜条件の一例を示す。
【００３０】
【表１】
2019012216.tif 000003
【００３１】
第２実施形態
図２Ａ〜図２Ｃに本発明の第２の実施形態に係る表示装置１Ｂを示す。なお、図２Ａ〜図２Ｃにおいて、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を使用している。
表示装置１Ｂは、２枚のガラス基板２０，４０を使用しており、ガラス基板２０の非表示面Ｂ２側の面にカラーフィルタ５０が形成されている。
スイッチング素子ＴＲとフォトセンサＰＳはガラス基板４０の表示面側Ｂ１の共通の面に形成されている。
スイッチング素子ＴＲとフォトセンサＰＳを共通の面に形成することで、フォトセンサＰＳをカラーフィルタ５０よりも下方（非表示面側Ｂ２）に配置することができる。また、表示装置１Ｂの薄型化も可能となる。
【００３２】
第３実施形態
図３Ａ〜図３Ｃに本発明の第３の実施形態に係る表示装置１Ｃを示す。なお、図３Ａ〜図３Ｃにおいて、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を使用している。
表示装置１Ｃは、２枚のガラス基板２０，４０を使用している。
ガラス基板２０の表示面側Ｂ１の面にカラーフィルタ５０が形成され、非表示面側Ｂ２の面に、フォトセンサＰＳが形成されている。
ガラス基板４０は、表示面側Ｂ１の面にスイッチング素子ＴＲが形成されている。
フォトセンサＰＳを形成するには、有機樹脂材料を使用するカラーフィルタ５０の形成工程よりも高温の熱処理を必要とするため、カラーフィルタ５０の上に直接フォトセンサＰＳを形成するのは難しいが、カラーフィルタ５０とフォトセンサＰＳをガラス基板２０の異なる面に形成することで、フォトセンサＰＳをカラーフィルタ５０よりも下方（非表示面側Ｂ２）に配置することができる。また、表示装置１Ｃの薄型化も可能となる。
【００３３】
第４実施形態
図４Ａ〜図４Ｃに本発明の第４の実施形態に係る表示装置１Ｄを示す。なお、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を使用している。
表示装置１Ｄは、２枚のガラス基板２０，４０を使用している。
ガラス基板４０は、表示面側Ｂ１の面にスイッチング素子ＴＲが形成されている。
ガラス基板２０の表示面側Ｂ１の面には、カラーフィルタ５０のブラックマトリクスＢＭが形成され、ブラックマトリクスＢＭ上にフォトセンサＰＳが形成されている。さらに、ブラックマトリクスＢＭおよびフォトセンサＰＳを覆うようにカラーフィルタ５０の着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが形成されている。図４Ａおよび図４Ｂから分かるように、フォトセンサＰＳは、厚さ方向Ｂ１およびＢ２において、カラーフィルタ５０の着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０ＢとブラックマトリクスＢＭとの間に形成されている。
上記の構造は、以下のようにして形成される。まず、ガラス基板２０に耐熱性の金属クロム膜等でカラーフィルタ５０のブラックマトリクスＢＭを形成したのち、このブラックマトリクスＢＭ上にフォトセンサＰＳを形成する。その後、ブラックマトリクスＢＭおよびフォトセンサＰＳを覆うように着色部を形成するためのカラーレジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて着色層５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂをそれぞれパターニングする。
このような製造方法によれば、カラーフィルタ５０の着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの直下にフォトセンサＰＳを形成できるとともに、バックライト７０からの光がフォトセンサＰＳに入射するのを回避できる。また、通常の液晶ディスプレイにおいてもブラックマトリクスＢＭにより遮光される部分にフォトセンサＰＳが配置されているため、フォトセンサＰＳを追加したことによる液晶ディスプレイの開口率低下を回避できる。
【００３４】
第５実施形態
図５Ａ〜図５Ｃに本発明の第５の実施形態に係る表示装置１Ｅを示す。なお、図５Ａ〜図５Ｃにおいて、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を使用している。
表示装置１Ｅは、２枚のガラス基板２０，４０を使用している。
ガラス基板４０は、表示面側Ｂ１の面にスイッチング素子ＴＲが形成されている。
ガラス基板２０の表示面側Ｂ１の面には、フォトセンサＰＳが形成されている。フォトセンサＰＳを覆うように保護絶縁膜８１が形成されている。保護絶縁膜８１上には、ブラックマトリクスＢＭがフォトセンサＰＳを覆うように形成されている。
そして、厚さ方向Ｂ１，Ｂ２において、ブラックマトリクスＢＭのフォトセンサＰＳの上方領域には開口部ＯＰが形成されている。これにより、フォトセンサＰＳをカラーフィルタ５０の着色部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの直下に配置される。
通常の液晶ディスプレイにおいてもブラックマトリクスＢＭにより遮光される部分にフォトセンサＰＳが配置されているため、フォトセンサＰＳを追加したことによる液晶ディスプレイの開口率低下を回避できる。
【００３５】
第６実施形態
図６Ａ〜図６Ｃに本発明の第６の実施形態に係る表示装置１Ｆを示す。なお、図６Ａ〜図６Ｃにおいて、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を使用している。
表示装置１Ｆは、１枚のガラス基板４０を使用している。
ガラス基板４０の表示面側Ｂ１の共通面には、スイッチング素子ＴＲおよびフォトセンサＰＳが形成されている。スイッチング素子ＴＲおよびフォトセンサＰＳを覆うように保護絶縁膜８０が形成され、保護絶縁膜８０上に画素電極ＥＬ２を介して有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）からなる発光層９０が形成されている。発光層９０は、ブラックマトリクスＢＭによって画素毎に分離されており、白色に発光する。
ブラックマトリクスＢＭは、保護絶縁膜８０を介してフォトセンサＰＳを覆うように形成される。そして、厚さ方向Ｂ１，Ｂ２において、ブラックマトリクスＢＭのフォトセンサＰＳの上方領域には開口部ＯＰが形成されている。
このように、ＯＬＥＤを用いた場合にも、カラー撮像が可能な表示装置を提供できる。
【００３６】
以上の実施例では特定の方式を用いて説明を行ったが、液晶ディスプレイの方式としてＴＮ方式に代えてＩＰＳ方式やＶＡ方式等を用いたり、駆動方式としてアクティブマトリクス方式に代えてパッシブマトリクス方式等を用いたりしても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１，１Ｂ〜１Ｆ  表示装置
２０  ガラス基板（透明基板）
３０  ガラス基板（透明基板）
４０  ガラス基板（透明基板）
５０  カラーフィルタ
５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ  着色部
ＢＭ  ブラックマトリクス
６０  カバーガラス
７０  バックライト
８０，８１  保護絶縁層
９０  発光層
ＥＬ１  共通電極
ＥＬ２  画素電極
ＰＬ  偏光素子
ＴＲ  スイッチング素子
ＬＣ  液晶材料
１２１  ボトムゲート電極
１２２  ボトムゲート絶縁膜
１２３  半導体膜
１２４  チャネル保護膜
１２５  不純物半導体膜
１２６  不純物半導体膜
１２７  ソース電極
１２８  ドレイン電極
１２９  トップゲート絶縁膜
１３１  トップゲート電極
１４２  ソースライン
１４３  ドレインライン
１４４  トップゲートライン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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