JP5553707B2 - 光検出装置 - Google Patents

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Description

本発明はフォトダイオードを有する光検出装置及びフォトダイオードを有する液晶表示装置及び発光装置に関する。
特許文献１は光センサを用いた入力機能を有する液晶表示装置を開示している。具体的には、透光性基板上にスイッチング素子及び光電変換素子を有し、透光性基板の厚さを７０μｍ−１００μｍにしている。この厚さを有する透光性基板はバックライトからの迷光が光電変換素子へ入射するのを防止する。
特開２００５−１０６９０号公報
しかし透光性基板の厚さを薄くするだけではバックライトからの光が光電変換素子（フォトダイオード）へ入射するのを防ぐことは困難である。さらに検出物からの光の一部（斜光）が所望の光電変換素子ではなく、隣接画素に設けられた光電変換素子に入射する。斜光の入射により光電変換素子の光検出感度は低下する。
本発明の一態様は、バックライトからのフォトダイオードへの光の入射を防止するとともに検出物からの斜光が所望のフォトダイオードではなく、別のフォトダイオードに入射されるのを防止する。
本発明の第１の態様は、透光性基板上の第１の遮光層と、第２の遮光層と、第１の遮光層上の第１のフォトダイオードと、第２の遮光層上の第２のフォトダイオードと、第１のフォトダイオードを覆う第１のカラーフィルターと、第２のフォトダイオードを覆う第２のカラーフィルターと、を有し、第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間には、第１のカラーフィルター及び第２のカラーフィルターからなる第３の遮光層を有する光検出装置である。
本発明の第１の態様の光検出装置では、第１のフォトダイオード下からの光は第１の遮光層によって遮光され、第２のフォトダイオード下からの光は第２の遮光層によって遮光される。また被検出部からの斜光は第３の遮光層によって遮光される。第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードは検出すべき光を正確に検出することができ、第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードの光検出感度を向上させることができる。
本発明の第２の態様は、透光性基板上の、第１の遮光層及び第２の遮光層と、透光性基板、第１の遮光層及び第２の遮光層上に接して設けられた透光性絶縁膜と、第１の遮光層上に、透光性絶縁膜を介して設けられた第１のフォトダイオードと、第２の遮光層上に、透光性絶縁膜を介して設けられた第２のフォトダイオードと、第１のフォトダイオードを覆う第１のカラーフィルターと、第２のフォトダイオードを覆う第２のカラーフィルターと、を有し、第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間では、第１のカラーフィルターと第２のカラーフィルターとが並列して第３の遮光層が形成され、第３の遮光層は透光性絶縁膜上に接して設けられている光検出装置である。第３の遮光層を透光性絶縁膜上に接して設けると、斜光を確実に遮光することができる。
本発明の第１の態様又は第２の態様において、第１の遮光層及び第２の遮光層の代わりに第１の反射層及び第２の反射層を有してもよい。第１のフォトダイオード下からの光及び第２のフォトダイオード下からの光は、第１の反射層及び第２の反射層にて反射されるので、第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードにて検出されない。また被検出物からの光が第１のフォトダイオード又は第２のフォトダイオードで検出されなかった場合でも、第１の反射層又は第２の反射層にて反射されるから、第１のフォトダイオード又は第２のフォトダイオードにて検出されやすくなる。
本発明の第３の態様は、第１の透光性基板上の第１の遮光層と、第２の遮光層と、第１の遮光層上の第１のフォトダイオードと、第２の遮光層上の第２のフォトダイオードと、第１のフォトダイオードを覆う第１のカラーフィルターと、第２のフォトダイオードを覆う第２のカラーフィルターと、を有し、第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間には、第１のカラーフィルター及び第２のカラーフィルターからなる第３の遮光層を有し、第１のカラーフィルター、第２のカラーフィルター上の液晶層と、液晶層上の第２の透光性基板と、を有する液晶表示装置である。本発明の第３の態様は、第１の遮光層と、第２の遮光層と、第３の遮光層と、第１のフォトダイオードと、第２のフォトダイオードと、第１のカラーフィルターと、第２のカラーフィルターとを有する光検出部と、液晶層を有する表示部と有する。光検出部と表示部とを組み合わせることによりタッチパネルを有する表示装置となる。第１のフォトダイオード下からの光は第１の遮光層によって遮光され、第２のフォトダイオード下からの光は第２の遮光層によって遮光される。また被検出部からの斜光は第３の遮光層によって遮光される。第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードは検出すべき光を正確に検出することができ、第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードの光検出感度を向上させることができる。
本発明の第４の態様は、第１の透光性基板上の、第１の遮光層及び第２の遮光層と、第１の透光性基板、第１の遮光層及び第２の遮光層上に接して設けられた透光性絶縁膜と、第１の遮光層上に、透光性絶縁膜を介して設けられた第１のフォトダイオードと、第２の遮光層上に、透光性絶縁膜を介して設けられた第２のフォトダイオードと、第１のフォトダイオードを覆う第１のカラーフィルターと、第２のフォトダイオードを覆う第２のカラーフィルターと、を有し、第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間では、第１のカラーフィルターと第２のカラーフィルターとが並列して第３の遮光層が形成され、第３の遮光層は透光性絶縁膜上に接して設けられ、第１のカラーフィルター、第２のカラーフィルター上の液晶層と、液晶層上の第２の透光性基板と、を有する液晶表示装置である。第３の遮光層を透光性絶縁膜上に接して設けると、斜光を確実に遮光することができる。
本発明の第３の態様又は第４の態様において、第１の遮光層及び第２の遮光層の代わりに第１の反射層及び第２の反射層を有してもよい。第１のフォトダイオード下からの光及び第２のフォトダイオード下からの光が検出されないとともに、被検出物からの光を確実に検出することができる。
本発明の第３の態様又は第４の態様において、第２の透光性基板の厚さは７０μｍ以上１００μｍ以下でもよい。第２の透光性基板での多重反射を防止することができる。
本発明の第５の態様は、基板上の、第１のフォトダイオード、第２のフォトダイオード及び発光層と、発光層上の、第１のカラーフィルター又は第２のカラーフィルターと、を有し、第１のカラーフィルターは第１のフォトダイオードを覆い、第２のカラーフィルターは第２のフォトダイオードを覆い、第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間には、第１のカラーフィルター及び第２のカラーフィルターからなる遮光層を有する発光装置である。光検出装置と発光装置とを組み合わせることによりタッチパネルを有する表示装置となる。被検出部からの斜光は遮光層によって遮光される。第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードは検出すべき光を正確に検出することができ、第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードの光検出感度を向上させることができる。またバックライトが不要になる。
本発明の第６の態様は、基板上の絶縁膜と、絶縁膜上の、第１のフォトダイオード、第２のフォトダイオード及び発光層と、発光層上の、第１のカラーフィルター又は第２のカラーフィルターと、を有し、第１のカラーフィルターは第１のフォトダイオードを覆い、第２のカラーフィルターは前記第２のフォトダイオードを覆い、第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間では、第１のカラーフィルターと第２のカラーフィルターとが並列して遮光層が形成され、遮光層は絶縁膜上に接して設けられている発光装置である。遮光層を絶縁膜上に接して設けられると、斜光を確実に遮光することができる。
本発明の第５の態様又は第６の態様において、基板上に、第１の遮光層及び第２の遮光層を有し、第１の遮光層上に、絶縁膜を介して第１のフォトダイオードが設けられ、第２の遮光層上に、絶縁膜を介して第２のフォトダイオード設けられてもよい。発光層からの光が多重反射した場合に、第１のフォトダイオードの下及び第２のフォトダイオードの下からの光が、第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードで検出されるのを防止することができる。
上記態様において、第１の遮光層及び第２の遮光層の代わりに第１の反射層及び第２の反射層を有してもよい。第１のフォトダイオード下からの光及び第２のフォトダイオード下からの光が検出されないとともに、被検出物からの光を確実に検出することができる。
第１のフォトダイオードと第２のフォトダイオードとの間に遮光層を設けることにより、被検出部からの光を正確に検出することができ、第１のフォトダイオード及び第２のフォトダイオードの光検出感度を向上させることができる。
本発明の一態様の実施形態１を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態１を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態１を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態１を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態１を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態２を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態２を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態２を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態２を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態３を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態３を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態３を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態４を説明する図である。 本発明の一態様の実施形態５を説明する図である。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の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、本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。なお以下において、同一部分又は同様な機能を有する部分には、異なる図面において同一の符号を共通して用い、繰り返しの説明を省略することがある。
（実施形態１）
本発明の一態様である光検出装置を示す（図１）。図１は光検出装置の断面図である。
本発明の一態様である光検出装置は、透光性基板１上に、第１の遮光層２と、第２の遮光層３とを有し、第１の遮光層２上の第１のフォトダイオード４と、第２の遮光層３上の第２のフォトダイオード５とを有し、第１のフォトダイオード４を覆う第１のカラーフィルター６と、第２のフォトダイオード５を覆う第２のカラーフィルター７とを有する。第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間には、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７からなる第３の遮光層８を有する。
第３の遮光層８は第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とを並列させることによって形成する。別言すると、斜光（後述する）の進行方向に対して、第１のカラーフィルター６の一方の端部と第２のカラーフィルター７の一方の端部とが重なって第３の遮光層８を形成する。第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とが並んだ部分、すなわち重なった部分が第３の遮光層８となる。第３の遮光層８において第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とは接していてもよい。
第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間の第３の遮光層８が設けられている側の反対側であって、第１のフォトダイオード４側には第３のカラーフィルター９及び第１のカラーフィルター６からなる第３の遮光層８’が設けられていてもよい。第３のカラーフィルター９の一方の端部と第１のカラーフィルター６の他方の端部とを並列させ、この並んだ部分が第３の遮光層８’となる。また第２のフォトダイオード５側には第３のカラーフィルター９及び第２のカラーフィルター７からなる第３の遮光層８’’が設けられていてもよい。第３のカラーフィルター９の一方の端部と第２のカラーフィルター７の他方の端部とを並列させ、この並んだ部分が第３の遮光層８’’となる。
透光性基板１、第１の遮光層及び第２の遮光層上に接して第１の透光性絶縁膜１０を形成してもよい。第１の遮光層上に第１の透光性絶縁膜１０を介して第１のフォトダイオード４を形成し、第２の遮光層上に第１の透光性絶縁膜１０を介して第２のフォトダイオード５を形成してもよい。第３の遮光層８は第１の透光性絶縁膜１０に接するように形成してもよい。
第１の透光性絶縁膜１０、第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５上に第２の透光性絶縁膜１１を形成してもよい。第１のフォトダイオード４上に第２の透光性絶縁膜１１を介して第１のカラーフィルター６を形成し、第２のフォトダイオード５上に第２の透光性絶縁膜１１を介して第２のカラーフィルター７を形成してもよい。第２の透光性絶縁膜１１を設ける場合は、第３の遮光層８は第２の透光性絶縁膜１１に形成された溝に埋め込まれて形成される。
以下、光検出方法について説明する（図２）。透光性基板１下のバックライト１２から放出された光１３が透光性基板１及び第１のカラーフィルター６又は第２のカラーフィルター７を通って被検出物１４で反射される。反射された光１５は第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５で検出される。検出された光は第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５の取り出し電極（図示しない）を介して電気信号として取り出される。
バックライト１２からの光１３の一部は第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５へ向かう光１６となる。しかし光１６は第１の遮光層２及び第２の遮光層３によって遮光される。したがって光１６は第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５に入射されず、検出されない。一方、特許文献１の構成では第１の遮光層２及び第２の遮光層３が設けられていないため、光１６は第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５により検出される可能性がある。またバックライト１２からの光が透光性基板１の内部で多重反射しても第１の遮光層２及び第２の遮光層３が設けられているから第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５に光は入射されず、検出されない。
被検出物１４からの反射光の一部は斜光１７、１８となる。斜光１７は第２のフォトダイオード５へ斜め上方から向かう光であり、斜光１８は第１のフォトダイオード４へ斜め方向から向かう光である。しかし斜光１７は第３の遮光層８により遮光され、第２のフォトダイオード５に入射されず、検出されない。また斜光１８は第３の遮光層８により遮光され、第１のフォトダイオード４に入射されず、検出されない。一方、特許文献１の構成では第３の遮光層８が設けられていないため、斜光１７は第２のフォトダイオード５で検出され、斜光１８は第１のフォトダイオード４で検出されてしまう。
第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間の第３の遮光層８は第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とを並列させることによって形成されている。第３の遮光層８を金属膜や黒色材料や黒色微粒子を分散した樹脂膜から形成することも可能である。しかしその場合、第３の遮光層８を構成する材料の種類の数が増え、第３の遮光層８の作製工程が大幅に増加してしまう。本発明の一態様では第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とを並列させて第３の遮光層を形成するので構成材料、作製工程を増加させることはない。また第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９によって光１３をカラー化させることができるので、カラーセンサーとして利用することができる。
第１の透光性絶縁膜１０上に接して第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５とを形成し、第３の遮光層を第１の透光性絶縁膜１０上に接して形成すると、斜光１７、１８を確実に遮光することができる。
第１の遮光層２及び第２の遮光層３を、第１の反射層２及び第２の反射層３としてもよい。この場合、バックライト１２からの光１６は第１の反射層２及び第２の反射層３にて反射されるので、第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５にて検出されない。
また被検出物１４からの光１５が第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５で検出されなかった場合でも、第１の反射層２又は第２の反射層３にて反射されるから、第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５にて検出されやすくなる。
以下では光検出装置の各構成について説明する。
（１）透光性基板１
透光性基板１は、可視光に対する透光性を有し、その膜厚は１０μｍ乃至２００μｍが好ましい。例えば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基板、可視光に対する透光性を有する無機材料基板を用いることができる。プラスチック基板としては、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。無機材料基板としては、ガラス、石英基板などが挙げられる。
（２）第１の遮光層２、第２の遮光層３
第１の遮光層２はバックライト１２からの光１６が第１のフォトダイオード４に入射されるのを防止する。第２の遮光層３はバックライト１２からの光１６が第２のフォトダイオード５に入射されるのを防止する。第１の遮光層２、第２の遮光層３は島状にすることができる。第１の遮光層２、第２の遮光層３は遮光可能な材料を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法または塗布法により形成する。遮光可能な材料としては、例えばクロムを主成分とする材料、カーボンブラックを含有する樹脂または二酸化チタンよりも酸化数が小さい低次酸化チタンなどの黒色顔料を含む樹脂を用いることができる。また反射層とする場合にはアルミニウム等を用いて形成する。
（３）第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５
第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５は被検出物１４からの光１５を検出する。第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５はｐｉｎダイオード又はｐｎダイオードである。第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５は半導体膜を用いて形成される。ｐｉｎダイオードは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。ｐｎダイオードはｐ層とｎ層とを有している。ｐ層、ｎ層、ｉ層はシリコンなどの半導体膜やＺｎＯなどを含む酸化物半導体膜を用いて形成する。半導体膜は非晶質、微結晶、結晶質、単結晶のいずれでもよい。
（４）第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９の色はそれぞれ異なり、赤、青、緑のいずれかを用いることができる。これらはバックライトからの光１３をカラー化する。カラー化された光は被検出物１４により反射され、光１５となる。光１５は第１のカラーフィルター６又は第２のカラーフィルター７を通って、第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５により検出される。第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９はそれぞれ島状に形成される。第１のカラーフィルター６は第１のフォトダイオード４の上面及び側面を覆い、第２のカラーフィルター７は第２のフォトダイオード５の上面及び側面を覆うように形成される。
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９は顔料を分散させたアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂などの有機樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ、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、選択的に形成することもできる。
（５）第３の遮光層８
第３の遮光層８は被検出物１４からの反射光のうちの斜光１７、１８が第２のフォトダイオード５、第１のフォトダイオード４に検出されるのを防止する。第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間の第３の遮光層８は上述のように第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とを並列させて作製する。第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７の一方を選択的に形成した後、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７の他方を、第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とが並列するように選択的に形成する。
（６）第１の透光性絶縁膜１０、第２の透光性絶縁膜１１
第１の透光性絶縁膜１０は、透光性基板１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第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５中に拡散し、特性に悪影響を及ぼすのを防ぐ。第１の透光性絶縁膜１０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。第２の透光性絶縁膜は、外部よりＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５中に拡散し、特性に悪影響を及ぼすのを防ぐ。プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法等により、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜や、有機樹脂膜等を、単層または積層して形成する。
以下では光検出装置の作製方法を説明する。
透光性基板１上に遮光可能な材料を用いて、スパッタリング法、ＣＶＤ法または塗布法により遮光膜を形成する（図示しない）。遮光膜をフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて加工して、第１の遮光層２及び第２の遮光層３を形成する（図３（Ａ））。透光性基板１上に、遮光可能な材料を液滴吐出法により選択的に塗布して第１の遮光層２及び第２の遮光層３を形成してもよい。透光性基板１上には透光性の絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に第１の遮光層２及び第２の遮光層３を形成してもよい。
第１の遮光層２及び第２の遮光層３を、第１の反射層及び第２の反射層とする場合は、スパッタリング法、ＣＶＤ法または塗布法によりアルミニウム等の反射膜を形成し、フォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて加工して形成する。
透光性基板１、第１の遮光層２及び第２の遮光層３上に第１の透光性絶縁膜１０をスパッタリング法、ＣＶＤ法または塗布法により形成する（図３（Ａ））。第１の透光性絶縁膜１０は単層膜でもよいし、積層膜でもよい。
第１の透光性絶縁膜１０上に第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５を形成する（図３（Ａ））。
第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５はｐｉｎダイオード又はｐｎダイオードである。ｐｉｎ型ダイオードは横型接合タイプ（図３（Ｂ））でも縦型接合タイプ（図３（Ｃ））でもよい。またｐｎ型ダイオードも同様に横型接合タイプ（図４（Ａ））でも縦型接合タイプ（図４（Ｂ））でもよい。横型接合タイプは、半導体膜にｐ層２１、ｉ層２２、ｎ層２３を、イオンドーピング等を用いて形成する。縦型接合タイプはｐ層２１をｐ型半導体膜で形成し、ｉ層２２をｉ型半導体膜で形成し、ｎ層２３をｎ型半導体膜で形成する。逆にｎ層２３を形成し、ｉ層２２を形成し、ｐ層２１を形成してもよい。ｐ層２１、ｎ層２３にはそれぞれ取り出し電極を設ける（図示しない）。
第１の透光性絶縁膜１０、第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５上に透光性の絶縁膜を形成する（図示しない）。当該絶縁膜をフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて加工して、第２の透光性絶縁膜１１を形成する（図５（Ａ））。第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間には、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７を並列させて第３の遮光層を形成するので間隔２５は十分に広くする。
顔料を分散させた有機樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ、エッチングを用いて該有機樹脂を加工して第１のカラーフィルター６を形成する。次に第１のカラーフィルター６と異なる色の顔料を分散させた有機樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ、エッチングを用いて該有機樹脂を加工して第２のカラーフィルター７を形成する。第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間には、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７を並列させて第３の遮光層８を形成する。最後に第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７と異なる色の顔料を分散させた有機樹脂を塗布した後、フォトリソグラフィ、エッチングを用いて該有機樹脂を加工して第３のカラーフィルター９を形成する。第１のカラーフィルター６及び第３のカラーフィルター９を並列させて第３の遮光層８’を形成し、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９を並列させて第３の遮光層８’’を形成する（図５（Ｂ））。第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９は、フォトリソグラフィ、エッチングを用いずに、インクジェットなどの液滴吐出法を用いて形成してもよい。以上により、光検出装置を作製できる。
（実施形態２）
本発明の一態様である液晶表示装置を示す（図６）。図６は液晶表示装置の断面図である。
本発明の一態様である液晶表示装置は、第１の透光性基板１上に、第１の遮光層２と、第２の遮光層３とを有し、第１の遮光層２上の第１のフォトダイオード４と、第２の遮光層３上の第２のフォトダイオード５とを有し、第１のフォトダイオード４を覆う第１のカラーフィルター６と、第２のフォトダイオード５を覆う第２のカラーフィルター７とを有する。第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間には、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７からなる第３の遮光層８を有する。また第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７上の液晶層５３と、液晶層５３上の第２の透光性基板５６とを有する。
図６に記載の液晶表示装置は光検出部１０１と表示部１０２を有する。
光検出部１０１は、実施の形態１の光検出装置と同様の構成を有する。第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５は横型接合タイプのｐｉｎダイオードとしている。縦型接合タイプでも構わない。またｐｎダイオードでも構わない。
第１のフォトダイオード４はｐ層３３、ｉ層３４及びｎ層３５を有する半導体層１０３と、電極４５、４６とを有する。第２のフォトダイオード５はｐ層３６、ｉ層３７及びｎ層３８を有する半導体層１０４と、電極４７、４８とを有する。
電極４５、４６は透光性絶縁膜４４上に設けられ、透光性絶縁膜４２及び４４に形成されたコンタクトホールによって半導体層１０３と接続している。電極４７、４８も同様である。
透光性絶縁膜４４、電極４５−４８上に透光性絶縁膜４９が設けられ、透光性絶縁膜４９上に第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９が設けられる。透光性絶縁膜４２、４４、４９が実施の形態１における第２の透光性絶縁膜１１に相当する。
実施形態１と同様に、第１のフォトダイオード４の下には第１の遮光層２を設け、第２のフォトダイオード５の下には第２の遮光層３を設ける。実施形態１のように第１の遮光層２及び第２の遮光層３は第１の反射層２及び第２の反射層３としてもよい。
また実施形態１と同様に、第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間には、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７からなる第３の遮光層８が設けられる。第３の遮光層８は第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とを並列させることによって形成する。別言すると、斜光の進行方向に対して、第１のカラーフィルター６の一方の端部と第２のカラーフィルター７の一方の端部とが重なって第３の遮光層８を形成する。第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とが並んだ部分、すなわち重なった部分が第３の遮光層８となる。第３の遮光層８において第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とは接していてもよい。第３の遮光層８は透光性絶縁膜４２、４４、４９に形成された溝に埋め込まれて形成される。また第３の遮光層８を第１の透光性絶縁膜１０に接して形成すると、被検出物からの斜光が第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５によって検出されることがなくなる。
表示部１０２は、透光性基板（第１の透光性基板）１上に、遮光層３１と、遮光層３１上のトランジスタ３２と、トランジスタ３２に接続された画素電極５１と、画素電極５１上の第２のカラーフィルター７とを有する。
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９上には、配向膜５２と、液晶層５３と、配向膜５４と、対向電極５５と、透光性の対向基板（第２の透光性基板）５６を有する。スペーサ５７は液晶層５３の厚さを均一に保つ。透光性基板１及び第２の透光性基板５６には偏光板が設けられている（図示しない）。上記構成の他に位相差板等を設けてもよい。
トランジスタ３２はｎ型又はｐ型トランジスタであり、ソース領域３９、チャネル形成領域４０及びドレイン領域４１を有する半導体層１０５、透光性絶縁膜（ゲート絶縁膜）４２、ゲート電極４３、ソース電極１０６及びドレイン電極１０７を有する。またトランジスタ３２下に遮光層３１を形成しているが、トランジスタ３２上に遮光層を形成してもよい。図６ではトップゲート型を記載しているが、ボトムゲート型でもよい。またＬＤＤ構造等を有していてもよい。
ソース電極１０６及びドレイン電極１０７は透光性絶縁膜４４上に設けられ、透光性絶縁膜４２及び４４に形成されたコンタクトホールによって半導体層１０５と接続している。
液晶表示装置の画素部１１１の上面概略図を図７に示す。図６の光検出部１０１は図７のＡ−Ａ’部に相当し、表示部１０２は図７のＢ−Ｂ’に相当する。画素部１１１中の画素１１２は、少なくとも第２のカラーフィルター７、第２のフォトダイオード５と、第２のフォトダイオード５をスイッチングするトランジスタ１１３、画素電極５１に接続されるトランジスタ３２を有する。同様に画素１１８は、少なくとも第１のカラーフィルター６、第１のフォトダイオード４、トランジスタ１１９及びトランジスタ１２１を有し、画素１１７は少なくとも第３のカラーフィルター９、フォトダイオード１２３、トランジスタ１２０及びトランジスタ１２２を有する。また画素部１１１にはトランジスタ１１３、１１９及び１２０のゲートに接続される第１の走査線１１４、ソース又はドレインに接続される第１−３の信号線（図示しない）、トランジスタ３２、１２１及び１２２のゲートに接続される第２の走査線１１５、ソース又はドレインに接続される第４−６の信号線（図示しない）が設けられる。
また画素１１２、１１７及び１１８はそれぞれ保持容量を有していてもよい。
第３の遮光層８は第１のカラーフィルター６と第２のカラーフィルター７とを並列させることによって形成される。第３の遮光層８は第１−６の信号線と平行方向に形成される。第１−６の信号線は第３の遮光層８の上又は下に形成する。
以下、表示及び光検出方法について説明する（図８−９）。基本的には実施の形態１に示した方法と同じである。透光性基板１下のバックライト１２から放出された光１３が、表示部１０２にある透光性基板１、第２のカラーフィルター７及び液晶層５３を通って被検出物１４で反射される。このときトランジスタ３２はオン又はオフし、液晶層５３は光を透過できる状態にある（図８）。反射された光１５は再び液晶層５３を通って光検出部１０１にある第２のフォトダイオード５で検出される。検出された光は第２のフォトダイオード５により電気信号に変換され、取り出し電極４７、４８を介して取り出される（図９）。またバックライト１２から放出された光１３は、表示部１０２にある第１のカラーフィルター６及び液晶層５３を通って被検出物１４で反射される。反射された光１５は、再び液晶層５３を通って光検出部１０１にある第１のフォトダイオード４で検出される。検出された光は第１のフォトダイオード４により電気信号に変換され、取り出し電極４５、４６を介して取り出される（図９）。
被検出物１４からの反射光の一部、斜光１７は第３の遮光層８により遮光され、第２のフォトダイオード５に入射されず、検出されない。また斜光１８は第３の遮光層８により遮光され、第１のフォトダイオード４に入射されず、検出されない。第３の遮光層８によって斜光１７、１８を確実に遮光することができる（図９）。
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９によって光１３をカラー化させることができるので、カラー表示を行うことができるとともに及びカラーセンサーとして利用できる。
なお実施の形態１で説明したように、光検出部１０１上（第１のフォトダイオード４や第２のフォトダイオード５上）の液晶層５３が光を透過する場合には、第１のフォトダイオード４や第２のフォトダイオード５上の第１のカラーフィルター６や第２のカラーフィルター７、液晶層５３を通って被検出物１４で反射されて、第１のフォトダイオード４や第２のフォトダイオード５にて検出される。
バックライト１２からの光１３の一部は第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５、トランジスタ３２へ向かう光１６となる。しかし光１６は第１の遮光層２、第２の遮光層３及び遮光層３１によって遮光される（図８、９）。したがって光１６は第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５及びトランジスタ３２に入射されず、検出されない。またバックライト１２からの光が透光性基板１の内部で多重反射しても第１の遮光層２及び第２の遮光層３が設けられているから第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５に入射されず、検出されない。
第１の遮光層２及び第２の遮光層３を、第１の反射層２及び第２の反射層３としてもよい。この場合、バックライト１２からの光１６は第１の反射層２及び第２の反射層３にて反射されるので、第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５にて検出されない。
また被検出物１４からの光１５が第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５で検出されなかった場合でも、第１の反射層２又は第２の反射層３にて反射されるから、第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５にて検出されやすくなる。なおトランジスタ３２は光を検出する必要がないため、遮光層３１は反射層にしない。
またバックライト１２からの光１３が第２の透光性基板５６の内部で多重反射して第２のフォトダイオード５で検出されてしまう可能性があるので、第２の透光性基板５６の厚さは多重反射による第２のフォトダイオード５への入射を防止する厚さ（７０μｍ以上１００μｍ以下）を有していることが好ましい。
以下では表示装置の各構成について説明する。
（１）透光性基板１、第２の透光性基板５６
透光性基板１は実施の形態１に示したものを用いることができる。また第２の透光性基板５６は透光性基板１と同様なものを用いることができる。第２の透光性基板５６は機械研磨、化学研磨、エッチングなどによって厚さ７０μｍ以上１００μｍ以下にすることが好ましい。
（２）第１の遮光層２、第２の遮光層３、遮光層３１
第１の遮光層２、第２の遮光層３は実施の形態１に示したものを用いることができる。また遮光層３１は第１の遮光層２、第２の遮光層３と同様なものを用いることができる。また第１の遮光層２、第２の遮光層３を第１の反射層２、第２の反射層３にする場合も実施の形態１に示したものを用いることができる。
（３）トランジスタ３２、１２１、１２２、１１３、１１９、１２０
トランジスタ３２、１２１、１２２は液晶層５３の液晶を透過状態又は不透過状態にさせるスイッチである。トランジスタ１１３、１１９、１２０はそれぞれ第２のフォトダイオード５、第１のフォトダイオード４、フォトダイオード１２３をオン・オフさせるスイッチである。各トランジスタは上述のものを用いることができる。各トランジスタの半導体層はシリコンなどの半導体膜やＺｎＯなどを含む酸化物半導体膜を用いて形成する。半導体膜は非晶質、微結晶、結晶質、単結晶のいずれでもよい。
（４）第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５、フォトダイオード１２３
第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５は実施の形態１に記載のものを用いることができる。またフォトダイオード１２３は第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５と同じものを用いる。
（５）第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９は実施の形態１に記載のものを用いることができる。
（６）第３の遮光層８
第３の遮光層８は実施の形態１に記載のものを用いることができる。
（７）第１の透光性絶縁膜１０、透光性絶縁膜４２、透光性絶縁膜４４、透光性絶縁膜４９
第１の透光性絶縁膜１０は、実施の形態１に記載のものを用いることができる。透光性絶縁膜４２はゲート絶縁膜である。透光性絶縁膜４２は酸化珪素、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。透光性絶縁膜４２はＣＶＤ法やスパッタリング法、熱酸化、熱窒化、プラズマ酸化、プラズマ窒化、塗布法等によって形成する。透光性絶縁膜４４、透光性絶縁膜４９は平坦性を有する絶縁膜であることが好ましい。酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜や、有機樹脂膜などを、単層または積層して形成する。ＣＶＤ法やスパッタリング法、塗布法等によって形成する。
（８）画素電極５１、対向電極５５
透光性の電極であればよく、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）酸化インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの材料を用いて形成する。
（９）配向膜５２、５４
配向膜５２、５４は液晶層５３の液晶分子を一方向に配向させる。塗布、熱処理等を行って形成し、ラビング処理を行って形成する。配向膜５２、５４はポリイミド等を用いて形成する。他の手段により液晶を一方向に配向させることができるのであれば配向膜５２、５４を設けなくてもよい。
（１０）液晶層５３
液晶層５３は、図示しない偏光板との組合せにより、バックライト１２の光１３及び被検出物１４からの反射光１５を透過、非透過させるスイッチである。液晶層５３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。
（１１）スペーサ５７
スペーサ５７は液晶層５３の厚さを均一に保つ。スペーサ５７は有機樹脂やガラスビーズ等を用いて形成する。
（１２）第１の走査線１１４、第２の走査線１１５、第１−６の信号線
第１の走査線１１４はトランジスタ１１３、１１９、１２０のゲートに接続され、駆動回路からの信号をゲートに印加し、トランジスタ１１３、１１９、１２０のオン・オフを制御する。第１−３の信号線はそれぞれトランジスタ１１３、１１９、１２０のソース又はドレインに接続され、第２のフォトダイオード５、第１のフォトダイオード４、フォトダイオード１２３が検出した信号を外部回路へ送る。第２の走査線１１５はトランジスタ３２、１２１、１２２のゲートに接続され、駆動回路からの信号をゲートに印加し、トランジスタ３２、１２１、１２２のオン・オフを制御する。第４−６の信号線はそれぞれトランジスタ３２、１２１、１２２のソース又はドレインに接続され、別の駆動回路からのデータ信号をトランジスタ３２、１２１、１２２のソース又はドレインへ印加する。第１の走査線１１４、第２の走査線１１５、第１−６の信号線は公知の材料で形成する。
以下では液晶表示装置の作製方法を説明する。基本的には実施の形態１で示した方法で作製することができる。
第１の透光性基板１上に、実施の形態１に示した方法により、第１の遮光層２、第２の遮光層３及び遮光層３１を形成する。第１の透光性基板１、第１の遮光層２、第２の遮光層３及び遮光層３１の上に第１の透光性絶縁膜１０を形成する。第１の透光性絶縁膜１０は実施の形態１に示した方法により作製する。
第１の透光性絶縁膜１０上に第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５及びトランジスタ３２を形成する。第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５は実施の形態１に示した方法により作製する。第１のフォトダイオード４及び第２のフォトダイオード５を横型接合タイプとすると、トランジスタ３２の作製と同一工程で作製することができる。これについて説明する。
第１の透光性絶縁膜１０上に、ＣＶＤ法やスパッタ法等を用いて半導体膜を形成する。その後、加熱処理、レーザ照射等により結晶性を向上させてもよい。
なお半導体膜は接合、剥離方法により形成することも可能である。まずシリコンウエハなどの半導体ウエハ中に、水素イオン（Ｈ＋、Ｈ２ ＋、Ｈ３ ＋など）又は水素イオン及びヘリウムイオンを添加して、該半導体ウエハ中に脆化層を形成する。該半導体ウエハを第１の透光性絶縁膜１０上に接合させ、加熱処理により脆化層で剥離して、第１の透光性絶縁膜１０上に半導体膜を形成する。半導体ウエハの表面から脆化層までの深さが半導体膜の厚さに相当するので、水素イオン等の添加条件を制御して、半導体膜の厚さを調整できる。また半導体ウエハが単結晶の場合は単結晶半導体膜を形成することができる。
半導体膜をフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて加工して、半導体層１０３、半導体層１０４及び半導体層１０５を形成する。
半導体層１０３、半導体層１０４及び半導体層１０５上に透光性絶縁膜（ゲート絶縁膜）４２を上述した方法により形成する。
透光性絶縁膜４２上に金属膜を形成し、該金属膜をフォトリソグラフィ法、エッチング法を用いて加工して半導体層１０５上にゲート絶縁膜を介してゲート電極４３を形成する。
半導体層１０３、半導体層１０４及び半導体層１０５に選択的にｐ型又はｎ型の不純物イオンを添加してｐ層３３、ｎ層３５、ｐ層３６、ｎ層３８、ソース領域３９及びドレイン領域４１を形成する。
次に透光性絶縁膜４２及びゲート電極４３の上に透光性絶縁膜４４を形成する。透光性絶縁膜４２及び透光性絶縁膜４４にコンタクトホールを形成した後、電極４５、電極４６、電極４７、電極４８、ソース電極１０６及びドレイン電極１０７を形成する。これにより第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５、トランジスタ３２が形成される。
次に透光性絶縁膜４４、電極４５、電極４６、電極４７、電極４８、ソース電極１０６及びドレイン電極１０７の上に平坦性を有する透光性絶縁膜４９を形成する。透光性絶縁膜４９にコンタクトホールを形成する。コンタクトホールはドレイン電極１０７に達し、画素電極形成用である。また透光性絶縁膜４９、４４、４２に第１の透光性絶縁膜１０に達する第３の遮光層８形成用の溝を形成する。
透光性絶縁膜４９上にドレイン電極１０７に接続する画素電極５１を形成する。
実施形態１に示した方法により、画素１１８に第１のカラーフィルター６を形成する。第１のカラーフィルター６は上記の溝にも形成される。次に画素１１２に第２のカラーフィルター７を形成する。第２のカラーフィルター７は上記の溝にも形成される。第３の遮光層８が上記溝を埋め込んで形成される。同様に画素１１７に第３のカラーフィルター９を形成する。第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９からなる第３の遮光層８’’及び第１のカラーフィルター６及び第３のカラーフィルター９からなる第３の遮光層８’がそれぞれの溝に形成される。
次に第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７、第３のカラーフィルター９の上に配向膜５２を形成し、ラビング処理をする。液晶を一方向に配向できるのであれば配向膜５２を形成しなくてもよい。
配向膜５２の上にスペーサ５７を形成する。スペーサ５７は有機樹脂を配向膜５２の上に塗布した後、フォトリソグラフィ及びエッチングにより加工して形成する。または球状のスペーサを散布する。
配向膜５２の上に液晶を滴下して液晶層５３を形成する。第１の透光性基板１及び第２の透光性基板５６を貼り合わせた後、真空注入してもよい。
第２の透光性基板５６上に対向電極５５及び配向膜５４を形成する。その後、配向膜５４と液晶層５３とが接するように、第１の透光性基板１と第２の透光性基板５６とを貼り合わせる。以上により、液晶表示装置を作製できる。
（実施形態３）
本発明の一態様である発光装置を示す（図１０）。図１０は発光装置の断面図である。実施形態２に記載の液晶表示装置は、液晶層を有し、第１の遮光層２、第２の遮光層３及び遮光層３１を有するのに対し、実施形態３に記載の発光装置はエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）層を有し、第１の遮光層２、第２の遮光層３及び遮光層３１を有しなくてもよい点で異なる。また光検出方法においても、実施の形態２に記載の表示装置はバックライトを用いるのに対し、実施の形態３に記載の発光装置はＥＬ層がバックライトの代わりになる。
本発明の一態様である発光装置は、基板上に、第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５及び発光層６２を有し、発光層６２上に、第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７又は第３のカラーフィルター９を有する。第１のカラーフィルター６は第１のフォトダイオード４を覆い、第２のカラーフィルター７は第２のフォトダイオード５を覆う。第１のフォトダイオード４と第２のフォトダイオード５との間には、第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７からなる遮光層８を有する。
図１０記載の発光装置は光検出部２０１と表示部２０２を有する。光検出部２０１は、実施形態１、２と同様の構成を有する。
表示部２０２は、透光性基板（第１の透光性基板）１上に、トランジスタ３２と、トランジスタ３２に接続された画素電極５１と、画素電極５１の端部を覆う絶縁膜からなる隔壁６１と、画素電極５１上の発光層６２と、発光層６２上の透光性電極６３と、透光性電極６３上の第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７又は第３のカラーフィルター９とを有する。
トランジスタ３２は実施の形態２に記載のものを用いる。トランジスタ３２は発光層６２への電流を供給し、電流供給量を制御する。表示部２０２には図示しない別のトランジスタが設けられる。別のトランジスタのソース及びドレインの一方はトランジスタ３２のゲート電極４３に接続され、トランジスタ３２のオン・オフを制御するスイッチの役割を有する。またトランジスタ３２のゲート電極４３の電位を保持させるため保持容量を形成してもよい。
隔壁６１は画素部を区画するものであり、隣接する画素間に設けられる。隔壁６１は無機又は有機の絶縁膜を用いて形成する。
発光層６２は画素電極５１と透光性電極６３に挟まれ、電流が供給されて発光する。発光層６２は白色発光をすることが好ましい。発光層６２は有機物でも無機物でもよく、公知の材料を用いて形成する。また画素電極５１は透光性である必要はなく、発光層６２からの発光を反射するものが好ましい。
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７又は第３のカラーフィルター９は実施の形態１、２に記載のものを用いる。
以下、表示及び光検出方法について説明する（図１１−１２）。基本的には実施の形態１、２に示した方法と同じである。
発光層６２から放出された白色光１３が、透光性電極６３及び、第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７又は第３のカラーフィルター９を通って被検出物１４で反射される（図１１）。なお図１１では第２のカラーフィルター７を記載している。このときトランジスタ３２はオンし、発光層６２には電流が供給されている。被検出物１４で反射された光１５は光検出部２０１にある第２のフォトダイオード５で検出される。検出された光は第２のフォトダイオード５により電気信号に変換され、取り出し電極４７、４８を介して取り出される。また表示部２０２にある第１のカラーフィルター６を通って被検出物１４で反射された光１５は、光検出部２０１にある第１のフォトダイオード４で検出される。検出された光は第１のフォトダイオード４により電気信号に変換され、取り出し電極４５、４６を介して取り出される。
第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９によって白色光１３をカラー化させることができるので、カラー表示を行うことができるとともに及びカラーセンサーとして利用できる。
被検出物１４からの反射光の一部、斜光１７は第３の遮光層８により遮光され、第２のフォトダイオード５に入射されず、検出されない。また斜光１８は第３の遮光層８により遮光され、第１のフォトダイオード４に入射されず、検出されない。第３の遮光層８によって斜光１７、１８を確実に遮光することができる（図１２）。
なお本実施の形態ではバックライトを用いないため、第１の遮光層２、第２の遮光層３、遮光層３１を形成しなくてもよい。ただし発光層６２からの光が第１の透光性基板１の内部で多重反射して第１のフォトダイオード４、第２のフォトダイオード５及びトランジスタ３２へ入射する場合には第１の遮光層２、第２の遮光層３、遮光層３１を形成することが好ましい。
また第１の遮光層２及び第２の遮光層３を第１の反射層２及び第２の反射層３としてもよい。この場合、被検出物１４からの光１５が第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５で検出されなかった場合でも、第１の反射層２又は第２の反射層３にて反射されるから、第１のフォトダイオード４又は第２のフォトダイオード５にて検出されやすくなる。
以下では発光装置の作製方法を説明する。画素電極５１の形成までは実施の形態２で示した方法で作製する。
画素電極５１上に有機樹脂又は無機絶縁膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより加工して隔壁６１を形成する。
画素電極５１上に発光層６２を蒸着法、液滴吐出法等を用いて形成する。
発光層６２上に透光性電極６３をスパッタ法、蒸着法等により形成する。
実施の形態１、２に示した方法により、第１のカラーフィルター６を形成する。第１のカラーフィルター６は絶縁層４２、４４、４９に形成された溝にも形成される。次に第２のカラーフィルター７を形成する。第２のカラーフィルター７は上記の溝にも形成される。第１のカラーフィルター６及び第２のカラーフィルター７からなる第３の遮光層８が上記溝を埋め込んで形成される。同様に第３のカラーフィルター９を形成する。第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９からなる第３の遮光層８’’及び第１のカラーフィルター６及び第３のカラーフィルター９からなる第３の遮光層８’がそれぞれの溝に形成される。
以上により、発光装置を作製できる。発光層６２は水分によって劣化することがあるため、さらに第１のカラーフィルター６、第２のカラーフィルター７及び第３のカラーフィルター９上に封止部を設けてもよい。
（実施形態４）
本実施の形態では、光検出装置、液晶表示装置及び発光装置の電子機器への応用例について説明する（図１３）。
図１３（Ａ）に示す携帯電話機は表示部９１０１を含む。図１３（Ｂ）に示す携帯情報端末は表示部９２０１、入力ペン９２０２等を含む。図１３（Ｃ）に示すデジタルビデオカメラは表示部９３０１、９３０２等を含む。図１３（Ｄ）に示す携帯型ゲーム機は表示部９４０１等を含む。図１３（Ｅ）に示す携帯情報端末は、表示部９５０１等を含む。図１３（Ｆ）に示すテレビジョン装置は表示部９６０１、入力ペン９６０２等を含む。本発明の一態様である光検出装置、液晶表示装置及び発光装置は上記表示部に用いることができ、タッチパネルとして利用することができる。タッチパネルとして用いることにより、高感度のデータセンシングが可能なタッチパネルを提供することができる。
（実施形態５）
フォトダイオードを有する液晶表示装置又は発光装置を用いたライティングボード（黒板、ホワイトボード等）の例を示す。
例えば、図１４のパネル９６９６の位置に、上記実施形態で示したフォトダイオードを有する液晶表示装置又は発光装置を設ける。
ここで、パネル９６９６の表面にはマーカー等を用いて自由に文字等の書き込みができる。
なお、定着剤が含まれていないマーカー等を用いれば文字の消去が容易である。
また、マーカーのインクを落としやすくするため、パネル９６９６の表面は十分な平滑性を有していると良い。
例えば、パネル９６９６の表面がガラス基板等であれば平滑性は充分である。
また、パネル９６９６の表面に透明な合成樹脂シート等を貼り付けても良い。
合成樹脂としては例えばアクリル等を用いると好ましい。この場合、合成樹脂シートの表面を平滑にしておくと好ましい。
そして、パネル９６９６は、表示素子を有しているので、特定の画像を表示するとともにパネル９６９６の表面にマーカーで記載することができる。
また、パネル９６９６は、フォトダイオードを有しているので、プリンタ等と接続しておけばマーカーで記載した文字を読み取って印刷することも可能である。
さらに、パネル９６９６は、フォトダイオードを有する液晶表示装置又は発光装置を有しているので、画像を表示させた状態でパネル９６９６表面にマーカーで文字、図形等を書き込むことにより、フォトダイオードで読み取ったマーカーの軌跡を画像と合成して映し出すこともできる。
なお、抵抗膜方式、静電容量方式等のセンシングを用いた場合、マーカー等での書き込みと同時にしかセンシングをすることができない。
一方、フォトダイオードを用いた場合、マーカー等で書き込んだ後、時間が経った場合でもいつでもセンシングが可能な点で優れている。
本実施形態は他の全ての実施形態と自由に組み合わせて実施することができる。
１ 透光性基板
２ 第１の遮光層
３ 第２の遮光層
４ 第１のフォトダイオード
５ 第２のフォトダイオード
６ 第１のカラーフィルター
７ 第２のカラーフィルター
８ 第３の遮光層
９ 第３のカラーフィルター
１０ 第１の透光性絶縁膜
１１ 第２の透光性絶縁膜
１２ バックライト
１３ 光
１４ 被検出物
１５ 光
１６ 光
１７ 光
１８ 光
２１ ｐ層
２２ ｉ層
２３ ｎ層
２５ 間隔
３１ 遮光層
３２ トランジスタ
３３ ｐ層
３４ ｉ層
３５ ｎ層
３６ ｐ層
３７ ｉ層
３８ ｎ層
３９ ソース領域
４０ チャネル形成領域
４１ ドレイン領域
４２ 絶縁膜
４３ ゲート電極
４４ 絶縁膜
４５ 電極
４６ 電極
４７ 電極
４８ 電極
４９ 絶縁膜
５１ 画素電極
５２ 配向膜
５３ 液晶層
５４ 配向膜
５５ 対向電極
５６ 第２の透光性基板
６１ 隔壁
６２ 発光層
６３ 透光性電極
１０１ 光検出部
１０２ 表示部
１０３ 半導体層
１０４ 半導体層
１０５ 半導体層
１０６ ソース電極
１０７ ドレイン電極
１１１ 画素部
１１２ 画素
１１３ トランジスタ
１１４ 第１の走査線
１１５ 第２の走査線
１１７ 画素
１１８ 画素
１１９ トランジスタ
１２０ トランジスタ
１２１ トランジスタ
１２２ トランジスタ
１２３ フォトダイオード
２０１ 光検出部
２０２ 表示部
９１０１ 表示部
９２０１ 表示部
９２０２ 入力ペン
９３０１ 表示部
９３０２ 表示部
９４０１ 表示部
９５０１ 表示部
９６０１ 表示部
９６０２ 入力ペン
９６９６ パネル

Claims (3)

  1. 透光性基板上の、第１の遮光層と、第２の遮光層と、
    前記透光性基板、前記第１の遮光層及び前記第２の遮光層上に接して設けられた第１の透光性絶縁膜と、
    前記第１の遮光層上に、前記第１の透光性絶縁膜を介して設けられた第１のフォトダイオードと、
    前記第２の遮光層上に、前記第１の透光性絶縁膜を介して設けられた第２のフォトダイオードと、
    前記第１のフォトダイオードを覆う第２の透光性絶縁膜と、
    前記第２の透光性絶縁膜の上面及び側面を覆う第１のカラーフィルターと、
    前記第２のフォトダイオードを覆う第３の透光性絶縁膜と、
    前記第３の透光性絶縁膜の上面及び側面を覆う第２のカラーフィルターと、を有し、
    前記第１のフォトダイオードと前記第２のフォトダイオードとの間には、前記第１のカラーフィルター及び前記第２のカラーフィルターからなる第３の遮光層を有し、
    前記第３の遮光層は前記第１の透光性絶縁膜上に接して設けられ、
    前記第３の遮光層は、前記第２の透光性絶縁膜の側面と前記第３の透光性絶縁膜の側面との間に形成されていることを特徴とする光検出装置。
  2. 透光性基板上の、第１の遮光層及び第２の遮光層と、
    前記透光性基板、前記第１の遮光層及び前記第２の遮光層上に接して設けられた第１の透光性絶縁膜と、
    前記第１の遮光層上に、前記第１の透光性絶縁膜を介して設けられた第１のフォトダイオードと、
    前記第２の遮光層上に、前記第１の透光性絶縁膜を介して設けられた第２のフォトダイオードと、
    前記第１のフォトダイオードを覆う第２の透光性絶縁膜と、
    前記第２の透光性絶縁膜の上面及び側面を覆う第１のカラーフィルターと、
    前記第２のフォトダイオードを覆う第３の透光性絶縁膜と、
    前記第３の透光性絶縁膜の上面及び側面を覆う第２のカラーフィルターと、を有し、
    前記第１のフォトダイオードと前記第２のフォトダイオードとの間では、前記第１のカラーフィルターと前記第２のカラーフィルターとが並列して第３の遮光層が形成され、
    前記第３の遮光層は前記第１の透光性絶縁膜上に接して設けられ、
    前記第３の遮光層は、前記第２の透光性絶縁膜の側面と前記第３の透光性絶縁膜の側面との間に形成されていることを特徴とする光検出装置。
  3. 請求項１又は２において、前記第１の遮光層及び前記第２の遮光層の代わりに第１の反射層及び第２の反射層を有することを特徴とする光検出装置。
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