(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光センサを有する背面側基板に対向して配置され、前記光センサからの出力に基づいて外部からの情報を読み取り可能な表示装置を、前記背面側基板と構成するようになるカラーフィルタ基板であって、
基材と、
前記基材上に形成された着色部であって、映像光が透過する画素領域を画成する着色部と、
前記基材上に形成された光フィルタ部であって、カラーフィルタ基板が前記背面側基板に対向して配置された際に前記光センサに対面するようになる光フィルタ部と、を備え、
波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が１％以下であり、
波長が６３０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が３％以下であり、
波長が８３０ｎｍである光についての前記フィルタ部の透過率が８５％以上である、
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が０．５％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
波長が８３０ｎｍである光についての前記フィルタ部の透過率が９０％以上である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が９２％以上である、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】
前記光フィルタ部が、イソインドリン系の黄色顔料と、フタロシアニン系の青色顔料と、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、を含む、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
前記イソインドリン系の黄色顔料はＰＹ１３９であり、
前記フタロシアニン系の青色顔料はＰＢ１５：６であり、
前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料はＰＲ２５４である、
ことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
前記光フィルタ部に含まれる顔料の合計質量に対して、
前記イソインドリン系の黄色顔料を２５質量％以上５０質量％以下含み、
前記フタロシアニン系の青色顔料を２５質量％以上４０質量％以下含み、
前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料を５質量％以上５０質量％以下含む、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項８】
前記光フィルタ部が、キナクリドン系の紫色顔料をさらに含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項９】
前記イソインドリン系の黄色顔料はＰＹ１３９であり、
前記キナクリドン系の紫色顔料はＰＶ２３であり、
前記フタロシアニン系の青色顔料はＰＢ１５：６であり、
前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料はＰＲ２５４である、
ことを特徴とする請求項８に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１０】
前記光フィルタ部に含まれる顔料の合計質量に対して、
前記イソインドリン系の黄色顔料を２５質量％以上５０質量％以下含み、
前記キナクリドン系の紫色顔料を８質量％以上３０質量％以下含み、
前記フタロシアニン系の青色顔料を２５質量％以上４０質量％以下含み、
前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料を５質量％以上５０質量％以下含む、
ことを特徴とする請求項８または９に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１１】
前記基材上に形成されたブラックマトリクスを、さらに備え、
前記光フィルタ部は、前記ブラックマトリクスを貫通する貫通孔内に形成されており、
前記ブラックマトリクスは、カラーフィルタ基板が前記背面側基板に対向して配置された際に、前記背面側基板に設けられた前記光センサとは別途の第２光センサに対面するようになる、
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１２】
前記光フィルタ部は、前記基材上において、前記ブラックマトリクスに全周囲から取り囲まれており、
波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光についての前記ブラックマトリクスの最大透過率が０．０５％以下である、
ことを特徴とする請求項１１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１３】
前記光フィルタ部は、前記基材上において、前記ブラックマトリクスに全周囲から取り囲まれており、
前記ブラックマトリクスは、カーボン系の顔料、赤色顔料、黄色顔料および紫色顔料よりなる群から選択される一以上と、チタン系の顔料と、を含む、
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１４】
前記ブラックマトリクスを貫通する貫通孔からなる光透過部を、さらに備え、
前記光透過部は、カラーフィルタ基板が前記背面側基板に対向して配置された際に、前記背面側基板に設けられた前記光センサおよび前記第２光センサとは別途の第３光センサに対面するようになる、
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項１５】
光センサを有する背面側基板と、前記背面側基板に対向して配置されるカラーフィルタ基板と、を有する表示パネルと、
前記光センサに接続された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記光センサからの出力に基づき、外部からの情報を読み取るように構成され、
前記カラーフィルタ基板は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載されたカラーフィルタ基板である、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
前記表示パネルに対向して配置され、前記表示パネルを前記背面側基板の側から照明する面光源装置を、さらに備え、
前記面光源装置は、８３０ｎｍ以上の波長の光を発光する発光ダイオードを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部からの情報の読み取りが可能な表示装置に係り、とりわけ、情報の読み取りを高精度に行うことができる表示装置に関する。また、本発明は、外部からの情報の読み取りが可能な表示装置における情報の読み取り精度を向上させることができるカラーフィルタ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示パネル等の表示パネルを有する表示装置が組み込まれた種々の装置、例えば、券売機やＡＴＭ装置に対する入力手段として、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルは、操作者の手の指や専用の入力用手段等の被検出体（被検出体）が表示装置の表示面へ接触または接近したことを検出することができ、さらには、被検出体が接触または接近した表示面上における位置も特定することができる。このため、タッチパネルは、表示装置の表示内容に関連した情報を極めて直接的に入力し得る手段として、用いられている。
【０００３】
実際に使用に供されている多くのタッチパネル（情報読み取り装置の一種）は、静電容量方式や抵抗膜方式と呼ばれるタイプである。静電容量方式や抵抗膜方式のタッチパネルは、或る程度の検出精度を有しているが、製造工程が複雑で比較的に高価である。また、これらの型式のタッチパネルは、通常、表示パネルとは別個に製造され表示パネル上に重ねられている。ただし、この態様では、表示装置からの映像光が透過する界面が増加し、表示装置によって表示される映像の画質が劣化してしまうという問題がある。
【０００４】
このような従来の不具合を解決するため、例えば特許文献１に開示されているように、昨今では、光センサ方式の情報読み取り装置（典型的にはタッチパネル）の開発が進んでいる。光センサ方式のタッチパネルは、受光量に応じた量の電流を出力する多数の光センサを含んでおり、光センサからの出力電流量に基づいて、被検出体の接触または接近を検出することにより、情報の読み取りを行う。表示装置の表示パネルは、通常、ＴＦＴ等のスイッチング素子を形成された背面側基板を含んでいる。このため、スイッチング素子の形成にあわせて、背面側基板に光センサを形成することも可能となる。この結果、光センサ方式のタッチパネル機能（情報読み取り機能）を、表示装置に安価に組み込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＪＰ２００９−１５１０３９Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ただし、光センサ方式による情報読み取り機能を表示装置に付与した場合、表示パネル内の光センサが、映像光や環境光に起因した受光量の変化を感知し、誤作動を生ずることもある。この誤作動を防止するため、光センサからの出力電流に対する評価の閾値を上昇させることも行われているが、この対策では、被検出体の接触または接近を検出する機能（情報読み取り機能）の感度が低下してしまう。
【０００７】
このため、被検出体検出機能（情報読み取り機能）の精度を向上させるためには、被検出体の検出に用いられる光（シグナル）の発光出力を増強させておく必要があった。しかしながら、シグナルとなる光の発光出力を増強するといった対策は、エネルギー効率を悪化させてしまうことにつながる。したがって、環境問題への配慮から、光利用効率の向上による表示装置のエネルギー効率改善という課題が注目されている今日においては、好ましくない対策と言える。
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、情報の読み取りが可能な表示装置であって、シグナル光の発光出力を上昇させることに依らず情報の読み取りを高精度に行うことができる表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は、シグナル光の発光出力を上昇させることに依らず情報の読み取りを高精度に行うことに寄与し得る表示装置用のカラーフィルタ基板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】
【０００９】
本発明によるカラーフィルタ基板は、
光センサを有する背面側基板に対向して配置され、前記光センサからの出力に基づいて外部からの情報を読み取り可能な表示装置を、前記背面側基板と構成するようになるカラーフィルタ基板であって、
基材と、
前記基材上に形成された着色部であって、映像光が透過する画素領域を画成する着色部と、
前記基材上に形成された光フィルタ部であって、カラーフィルタ基板が前記背面側基板に対向して配置された際に前記光センサに対面するようになる光フィルタ部と、を備え、
波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が１％以下であり、
波長が６３０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が３％以下であり、
波長が８３０ｎｍである光についての前記光フィルタ部の透過率が８５％以上である
【００１０】
本発明によるカラーフィルタ基板において、波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が０．５％以下であるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明によるカラーフィルタ基板において、波長が８３０ｎｍである光についての前記フィルタ部の透過率が９０％以上であるようにしてもよい。
【００１２】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下である光についての前記光フィルタ部の最大透過率が９２％以上であるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部は、可視光の波長域外にある特定波長域の光を選択的に透過させるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部が、イソインドリン系の黄色顔料と、フタロシアニン系の青色顔料と、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、を含むようにしてもよい。このような本発明によるカラーフィルタ基板において、前記イソインドリン色顔料はＰＹ１３９であり、前記フタロシアニン系の青色顔料はＰＢ１５：６であり、前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料はＰＲ２５４であるようにしてもよい。また、このような本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部に含まれる顔料の合計質量に対して、前記イソインドリン系の黄色顔料を２５質量％以上５０質量％以下含み、前記フタロシアニン系の青色顔料を２５質量％以上４０質量％以下含み、前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料を５質量％以上５０質量％以下含むようにしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部が、イソインドリン系の黄色顔料と、キナクリドン系の紫色顔料と、フタロシアニン系の青色顔料と、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、を含むようにしてもよい。このような本発明によるカラーフィルタ基板において、前記イソインドリン色顔料はＰＹ１３９であり、前記キナクリドン系の紫色顔料はＰＶ２３であり、前記フタロシアニン系の青色顔料はＰＢ１５：６であり、前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料はＰＲ２５４であるようにしてもよい。また、このような本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部に含まれる顔料の合計質量に対して、前記イソインドリン系の黄色顔料を２５質量％以上５０質量％以下含み、前記キナクリドン系の紫色顔料を８質量％以上３０質量％以下含み、前記フタロシアニン系の青色顔料を２５質量％以上４０質量％以下含み、前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料を５質量％以上５０質量％以下含むようにしてもよい。
【００１６】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板が、前記基材上に形成されたブラックマトリクスを、さらに備え、前記光フィルタ部は、前記ブラックマトリクスを貫通する貫通孔内に形成されており、前記ブラックマトリクスは、カラーフィルタ基板が前記背面側基板に対向して配置された際に、前記背面側基板に設けられた前記光センサとは別途の第２光センサに対面するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部は、前記基材上において、前記ブラックマトリクスに全周囲から取り囲まれており、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光についての前記ブラックマトリクスの最大透過率が０．０５％以下であるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部は、前記基材上において、前記ブラックマトリクスに全周囲から取り囲まれており、前記ブラックマトリクスは、カーボン系の顔料、赤色顔料、黄色顔料および紫色顔料よりなる群から選択される一以上と、チタン系の顔料と、を含むようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板が、前記ブラックマトリクスを貫通する貫通孔からなる光透過部を、さらに備え、前記光透過部は、カラーフィルタ基板が前記背面側基板に対向して配置された際に、前記背面側基板に設けられた前記光センサおよび前記第２光センサとは別途の第３光センサに対面するようにしてもよい。
【００２０】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光センサは、結晶性シリコンからなる光センサであるようにしてもよい。
【００２１】
本発明による表示装置は、
光センサを有する背面側基板と、前記背面側基板に対向して配置されるカラーフィルタ基板と、を有する表示パネルと、
前記光センサに接続された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記光センサからの出力に基づき、外部からの情報を読み取るように構成され、
前記カラーフィルタ基板は、上述した本発明によるカラーフィルタ基板のいずれかである。
【００２２】
本発明による表示装置が、前記表示パネルに対向して配置され、前記表示パネルを前記背面側基板の側から照明する面光源装置を、さらに備え、前記面光源装置は、８３０ｎｍ以上の波長の光を発光する発光ダイオードを含んでいてもよい。
【００２３】
また、本発明による表示装置において、前記制御装置が、前記８３０ｎｍ以上の波長の光を発光する発光ダイオードから発光された光が照射されている前記表示面上の位置を、検出するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、シグナル光の発光出力を増強させることに依らず、情報の読み取りを高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、情報の読み取りを行い得る表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１の表示装置に組み込まれた液晶表示パネルを示す部分上面図であって、一部においてカラーフィルタ基板が省略されている図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す図であって、被検出体の表示面への接触または接近を検出する機能の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、結晶性シリコン光センサの波長感度分布の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、光フィルタ部に使用され得る各顔料の分光透過率を示すグラフである。
【図６】図６は、ＰＹ１５０およびＰＹ１３９の分光透過率を示すグラフである。
【図７】図７は、太陽光の分光強度分布を示すグラフである。
【図８】図８は、遮光部（ブラックマトリクス）の分光透過率の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、図３に対応する断面図であって、発光装置から発光された光を検出する機能の一例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、光フィルタ部の分光透過率の一例を示すグラフである。
【図１１】図１１は、縦軸の倍率を変更して図１０のグラフを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２７】
以下の実施の形態においては、本発明を液晶表示装置（液晶ディスプレイ）に適用した例について説明する。すなわち、以下の実施の形態において、表示装置１０は、液晶表示パネル（ＬＣＤパネル、液晶表示パネル）からなる表示パネル４０を含んで構成されている。
【００２８】
図１に示すように、表示装置１０は、表示パネル４０と、表示パネル４０に接続され表示パネル４０の駆動を制御する制御装置２０と、液晶表示パネルとしての表示パネル４０を背面側（非観察者側）から照明する面光源装置（バックライト）３０と、を有している。そして、液晶表示パネルとして形成された表示パネル４０が面光源装置３０からの面状光を選択的に透過させることにより、映像を表示面１２に表示することができるようになっている。
【００２９】
面光源装置３０としては、例えば、エッジライト型や直下型等の面光源装置が適宜用いられ得る。本実施の形態において、面光源装置３０は、可視光だけでなく赤外線も発光するようになっている。例えば、面光源装置に内蔵される光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている場合、典型的には、８３０ｎｍ以上の光が面光源装置３０から発光されるようになる。
【００３０】
また、図１〜図３に示された表示装置１０は、表示面１２に映像を表示する表示機能だけでなく、人間の手の指９０ａ（図３参照）や専用の入力用手段（入力ペン）等の被検出体９０（被検出物９０）が表示面１２に接触または接近したことを検出することができ、さらには、被検出体９０が表示面１２のどの位置に接触または接近しているかを検出することができる機能を有している。つまり、表示装置１０は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置として機能するだけでなく、表示面１２上に表示された内容に対応した情報の入力を行う入力手段としても機能する。この際、表示装置１０の表示面１２は、入力手段（タッチパネル装置）の入力面（タッチ面、接触面）として機能するようになる。
【００３１】
制御装置２０は、表示されるべき映像に関する情報を処理する映像情報処理部２２と、外部からの情報の読み取りを行う演算部２４と、を有している。映像情報処理部２２は、表示パネル４０に接続され、映像情報に基づいて表示パネル４０を駆動する。すなわち、映像情報処理部２２は、映像情報に基づいて、各画素の表示状態を制御するように構成された回路（駆動回路）を含んでいる。一方、演算部２４は、映像情報処理部２２と接続され、読み取った情報を外部からの入力情報として映像情報処理部２２へ送信することもできる。この際、映像情報処理部２２は、入力情報に基づいた映像情報を作成し、入力情報に対応した映像を表示面１２に表示させるようにすることもできる。制御装置２０の映像情報処理部２２および演算部２４については、回路構成も含め、従来の映像表示装置で用いられている映像情報処理部２２や、従来のタッチパネル装置で用いられている演算部２４と同様に構成することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、演算部２４が、表示装置１０の表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するとともに、被検出体９０が接触または接近する表示面１２上の位置を検出することにより、表示面１２を介した外部からの情報の入力を読み取るように構成されている例について、説明する。
【００３３】
次に、表示パネル４０について詳述する。表示パネル４０は、映像を表示することができる表示領域ＤＡ（図１参照）を含んでいる。表示領域ＤＡは、画素領域Ａ１と、画素領域Ａ１の外側の領域である非画素領域Ａ２と、からなっている。ここで画素領域Ａ１とは、映像を形成する映像光が透過可能であるとともに映像を構成する最小要素となる画素が位置している（占めている）領域のことである。
【００３４】
本実施の形態において、画素領域Ａ１は一つの画素を構成するようになる単位画素部ＵＰを複数有し、各単位画素部ＵＰは三つのサブ画素部ＳＰから構成されている。三つのサブ画素部ＳＰはそれぞれ異なる色を選択的に透過させるようになっている。すなわち、三つのサブ画素部ＳＰから、それぞれ、互いに異なる波長域帯の光が透過する。具体的には、三つのサブ画素部ＳＰは、それぞれ、赤色光、緑色光および青色光を選択的に透過させるようになっており、これにより、表示面１２にカラー映像を表示することができる。
【００３５】
図３によく示されているように、液晶表示パネルとしての表示パネル４０は、背面側（面光源装置側）に配置された背面側基板（素子基板、アレイ基板とも呼ばれる）７０と、背面側基板７０に対向して配置されたカラーフィルタ基板（対向基板とも呼ばれる）５０と、背面側基板７０およびカラーフィルタ基板５０の間に封入された液晶層４５と、を有している。上述したように、表示装置１０は表示機能および被検出体検出機能（情報読み取り機能）の両方を有しており、これに対応して、表示パネル４０は、映像を表示する表示機能を実現するための構成、および、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための機能の両方を有している。このような概要の表示パネル４０のうち、まず、主に表示機能を実現するための構成について説明し、その後、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための構成について説明する。
【００３６】
まず、カラーフィルタ基板５０は、透光性を有した第１の基材５１と、基材５１上に所定のマトリクスパターンで形成されたブラックマトリクス（ＢＭ）５８と、を有している。ブラックマトリクス５８には、各々がサブ画素部ＳＰを構成するようになる貫通孔が形成されている。そして、本実施の形態において、各サブ画素部ＳＰを構成する貫通孔には、当該サブ画素部ＳＰの表示色に着色された着色部５２（５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ）が形成されている。この着色部（着色層）５２を透過した光が映像を形成する。すなわち、着色部５２によって画素領域Ａ１が形成され、表示領域ＤＡ内において画素領域以外の領域（例えば、ブラックマトリクス５８が形成されている領域）が、非画素領域Ａ２を形成している。
【００３７】
さらに、カラーフィルタ基板５０には、液晶表示パネルの観察者側の基板（対向基板）として有効に機能するため、その他の構成要素が適宜設けられている。例えば、図３に示すように、着色部５２上には、保護膜５３、透明電極層５４および配向膜５５が、液晶層４５の側に向けてこの順番で形成されている。また、カラーフィルタ基板５０の基材５１の液晶層４５とは反対の側、つまりカラーフィルタ基板５０の基材５１の観察者側には、偏光板５６が積層されている。
【００３８】
一方、図２および図３に示すように、背面側基板７０は、透光性を有した第２の基材７１と、基材７１上の画素領域Ａ１にそれぞれ配置された画素電極７２と、を有している。また、画素電極７２に対する印可を制御するスイッチング素子７８（図２参照）が、画素電極７２（サブ画素部ＳＰ）毎に別個に設けられている。スイッチング素子７８は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）として形成され得る。このスイッチング素子７８は、上述した制御装置２０の映像情報処理部２２からの制御に基づいて動作する。なお、第２基材７１上には、スイッチング素子７８の駆動に必要となる、走査線や信号線（データ線）等の種々の回路配線（図示せず）が形成されている。
【００３９】
さらに、背面側基板７０には、液晶表示パネルの面光源装置側の基板（素子基板、アレイ基板）として有効に機能するため、その他の構成要素が適宜設けられている。例えば、図３に示すように、画素電極７２上には、保護膜７３および配向膜７５が、液晶層４５の側に向けてこの順番で形成されている。また、背面側基板７０の基材７１の液晶層４５とは反対の側、つまり背面側基板７０の基材７１の面光源装置側には、偏光板７６が積層されている。
【００４０】
以上の表示パネル４０の構成は、主として液晶表示パネルとしての機能（表示機能）を果たすための構成である。次に、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための表示パネル４０の構成について説明する。表示装置１０が被検出体検出機能を実現するため、表示パネル４０の背面側基板７０は多数の光センサ８１，８２，８３を有しており、カラーフィルタ基板５０は、光センサ８１，８２，８３に対面する位置に、光フィルタ部６１、遮光部６２および光透過部６３のいずれかが形成されている。
【００４１】
光センサ８１，８２，８３は、光を感知可能であり、例えばフォトダイオードから構成され得る。フォトダイオードとしての光センサ８１，８２，８３は、感知した光の光量が多くなるに連れて、大きな電流を出力するようになる。また、光センサ８１，８２，８３の出力は、上述した制御装置２０の演算部２４へ送られる。演算部２４は、光センサ８１，８２，８３の出力電流の変化を監視する。背面側基板７０の第２基材７１上には、光センサ８１，８２，８３からの出力の検出および当該光センサ８１，８２，８３の表示領域ＤＡ内における位置の特定を可能にするため、センシング線等の種々の回路配線（図示せず）が形成されている。図４には、一例として、単結晶シリコン光センサの感度特性が図示されている。単結晶シリコン光センサは、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の可視光線および赤外線に十分な感度を有している。光センサ８１，８２，８３にともなう回路配線等の詳細な構成や作製方法等については、種々の公知文献（例えば、特開２００９−１５１０３９）に開示されており、ここでは、詳細な説明を省略する。
【００４２】
図２から理解され得るように、光センサ８１，８２，８３は、すべて、背面側基板７０の第２基材７１上における非画素領域Ａ２に設けられている。そして、上述したように、各光センサ８１，８２，８３は、詳しくは後述するカラーフィルタ基板５０の光フィルタ部６１、遮光部６２および光透過部６３のいずれか一つに対面するようになる。そして、光センサは、対面するカラーフィルタ基板５０の構成に応じて、第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３に分類される。また、図２によく示されているように、光センサ８１，８２，８３はサブ画素部ＳＰの数と同数だけ設けられ、一つのサブ画素部ＳＰに対応するようにして、第１〜第３光センサ８１，８２，８３のいずれか一つが設けられている。
【００４３】
なお、第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３は、互いに同一の構成を有し、したがって、互いに同一の分光感度特性を有している。具体的には、第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３は、波長が３８０ｎｍから１０００ｎｍまでの可視光および赤外光に十分な感度を有している。このような第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３として、一例として、図４に示す感度特性を有した単結晶シリコン光センサを用いることができる。
【００４４】
一方、第１光センサ８１に対向して配置される光フィルタ部（特定波長透過層）６１は、特定波長域の光を選択的に透過させるものである。光フィルタ部６１は、カラーフィルタ基板５０が背面側基板７０に対向して配置された状態で第１光センサ８１に対面するようになる位置を含む第１基材５１上の領域に形成されている。
【００４５】
なお、ここでいう「特定波長域の光を選択的に透過」とは、いわゆる「波長選択透過性」のことであり、当然に、特定波長域の光のみが１００％の透過率で透過することのみを意味するものではなく、特定波長域外の波長の光が透過してもよいし、特定波長域の光の透過率が１００％でなくてもよい。すなわち、「特定波長域の光を選択的に透過」には、光フィルタ部６１を透過する特定波長域の光についての透過率が、光フィルタ部６１を透過する特定波長域外の波長の光についての透過率よりも高くなっている場合も含まれる。
【００４６】
本実施の形態において、この光フィルタ部６１は、赤外線を主として透過させ、その他の光を吸収するようになっている。このような光フィルタ部６１は、いわゆるカラーフィルタ（カラーフィルタ層）と呼ばれる上述の着色部５２と同様の方法、すなわち、特定の波長光を吸収し得る顔料を分散された顔料分散レジスト塗膜を、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより、カラーフィルタ基板５０の第１基材５１上に形成され得る。すなわち、光フィルタ部６１は、顔料を含み、赤外線を主として透過させ、他の波長域の光を主として吸収するようになされている。図２に示すように、光フィルタ部６１は、ブラックマトリクス５８に全周囲を取り囲まれた非画素領域Ａ２内の領域に形成されている。
【００４７】
赤外線を選択的に透過させるための有機顔料として、一例として、イソインドリン系の黄色顔料と、キナクリドン系の紫色顔料と、フタロシアニン系の青色顔料と、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、が組み合わせて用いられて得る。この組み合わせにおいて、イソインドリン系の黄色顔料として、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）を用いることができる。また、キナクリドン系の紫色顔料として、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）を用いることができる。さらに、フタロシアニン系の青色顔料として、銅フタロシアニン系を用いることができ、とりわけ、ピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）を用いることができる。さらに、ジケトピロロピロール系の赤色顔料としては、ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）を用いることができる。
【００４８】
図５のグラフには、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）の分光透過率、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３の分光透過率、ピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）の分光透過率、および、ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）の分光透過率が示されている。図５に示すように、ピグメントイエロー１３９は、波長が３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲にある光に対して優れた遮光性を示す。また、ピグメントレッド２５４は、波長が４５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある光に対して優れた遮光性を示す。さらに、ピグメントブルー１５：６は、波長が５７０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲にある光に対して優れた遮光性を示す。
【００４９】
そして、ピグメントヴァイオレット２３は、波長が５２０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある光に対して優れた遮光性を示す。ピグメントヴァイオレット２３を光フィルタ部６１に加えることによって、ピグメントレッド２５４では効果的に遮光しきれない５２０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長域の光を十分に遮光することが可能となる。
【００５０】
また、一般的なカラーフィルタ基板等の表示装置用基板の製造においては、黄色顔料として、ピグメントイエロー１５０（ＰＹ１５０）およびピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）等が用いられてきた。ただし、図６に示すように分光透過率特性を比較すると、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）を用いた場合には、ピグメントイエロー１５０（ＰＹ１５０）では効果的に遮光しきれない４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長域の光および３８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長域の光を十分に遮光することが可能となることがわかる。したがって、ここで説明する光フィルタ部６１に含まれる顔料の組み合わせにおいては、他の顔料によって十分に遮光できない波長の光を十分に遮光し得る点において、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）を用いることが有効である。
【００５１】
そして、各顔料の配合割合としては、光フィルタ部６１に含まれる顔料の合計質量に対して、イソインドリン系の黄色顔料が２５質量％以上５０質量％以下含まれ、キナクリドン系の紫色顔料が８質量％以上３０質量％以下含まれ、フタロシアニン系の青色顔料が２５質量％以上４０質量％以下含まれ、ジケトピロロピロール系の赤色顔料が５質量％以上５０質量％以下含まれるようにすることができる。
【００５２】
本件発明者らが実験を重ねたところ、以上に説明した顔料の組み合わせを採用することにより、光フィルタ部６１は、優れた波長選択透過性を呈するようになる。具体的には、本件発明者らが確認したところ、波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率を１％以下とし、さらには、０．５％以下とすることもできた。また、波長が６３０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率を３％以下とすることができた。さらに、波長が８３０ｎｍである光についての光フィルタ部６１の透過率を８５％以上、さらには、９０％以上とすることもできた。また、波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率を９２％以上とすることもできた。
【００５３】
すなわち、光フィルタ部６１は、赤外線の波長域よりも短波長側の光を十分に遮光することができる。とりわけ、一例として図７に太陽光の分光強度分布を示すように、太陽光や照明光等の環境光には、波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲にある光が多く含まれている。上述してきた顔料の構成を有した光フィルタ部６１によれば、環境光の多くを占める３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の波長域の光を極めて効果的に遮光することができる。
【００５４】
一方、今日、光を発光する光源として、省エネルギーの観点から発光ダイオード（ＬＥＤ）が注目を浴びている。赤外域の光を発光する種々の発光ダイオードのうち、量産される表示装置への適用が可能なものであって、環境光との分離を十分に可能にし得るものは、実情として、波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下の光を発光する発光ダイオードである。
【００５５】
一般的に、可視光を吸収する複数の顔料を含む光学素子の透過率は、赤外領域において、波長が長波長側にシフトするにつれて上昇する傾向がある。厳密には、光学素子の透過率は、波長が赤外領域において長波長側に９００ｎｍ程度までシフトするにつれて上昇し、以降、長波長側においては概ね一定の高い透過率を有するようになる（後に言及する図１０参照）。そして、上述した顔料に組み合わせによれば、波長が８３０ｎｍである光についての光フィルタ部６１の透過率が安定して８５％以上となり、９０％以上にすることも可能である。加えて、波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下の光についての光フィルタ部６１の最大透過率を９２％以上にすることも可能である。したがって、上述した顔料の組み合わせからなる光フィルタ部６１によれば、実際の量産に使用され得る発光オードからの赤外光を極めて高い透過率で透過させ、その一方で、環境光に多量に含まれている可視光を効果的に遮光することができる。すなわち、この光フィルタ部６１によれば、実際の量産に使用され得る発光オードからの赤外線を、環境光から分離して、選択的に取り出すことが可能となる。
【００５６】
次に、第２光センサ８２に対向して位置する遮光部６２は、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光を遮光するものである。ただし、ここでいう「遮光」とは、透過率を０％にすることだけではなく、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の光についての遮光部６２の最大透過率を低くすることも意味する。
【００５７】
遮光部６２は、カラーフィルタ基板５０が背面側基板７０に対向して配置された状態で第２光センサ８２に対面するようになる位置を含む第１基材５１上の領域に形成されている。なお図２に示すように、本実施の形態において、遮光部６２はブラックマトリクス５８の一部分から構成されている。
【００５８】
この遮光部６２は、光フィルタ部６１と同様に、光を吸収し得る顔料を分散された顔料分散レジスト塗膜を、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングすることにより、第１基材５１上に形成され得る。３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長の光を吸収するための顔料として、カーボン系の顔料（カーボン系化合物）、赤色顔料、黄色顔料および紫色顔料よりなる群から選択される一種以上と、チタン系の顔料（チタン系の化合物）と、を少なくとも含む顔料の組み合わせを用いることができる。この組み合わせにおいて、カーボン系の顔料として、カーボンブラックを用いることができる。また、赤色顔料として、ジケトピロロピロール系の顔料、とりわけ、ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）を用いることができる。黄色顔料として、イソインドリン系の黄色顔料、とりわけ、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）を用いることができる。紫色顔料として、キナクリドン系の紫色顔料、とりわけ、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）を用いることができる。チタン系の顔料として、チタンブラックを用いることができる。
【００５９】
本件発明者らが実験を重ねたところ、遮光部６１が、カーボン系の顔料（カーボン系化合物）、赤色顔料、黄色顔料および紫色顔料よりなる群から選択される一以上と、チタン系の顔料（チタン系の化合物）と、を含む場合、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光の当該遮光部６１の最大透過率を、安定して、０．０５％を大きく下回るようにすることができた。
【００６０】
図８は、遮光部６２（ブラックマトリクス５８）に含まれる顔料と、当該遮光部６２（ブラックマトリクス５８）の分光透過率との関係を調査した結果の一例を示したグラフである。また、図８にその分光透過率を示された各サンプルに含まれる顔料、および、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の光についての各サンプルの最大透過率を表１に示す。
【表１】
0005447101.tif 000002
【００６１】
上述した顔料配合からなるサンプル１および２については、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光に対する遮光部の透過率は、０．０５％を大きく下回っていた。一方、顔料としてカーボンブラックのみを含有したサンプル３については、可視光のうちの長波長側の光（具体的には、６２０ｎｍ以上の波長の光）について、遮光部の透過率が０．０５％を超え、波長が７００ｎｍ以上の可視光および赤外光については、遮光部の透過率は非常に上昇した。また、顔料としてチタンブラックのみを含有したサンプル４については、赤外線についての遮光部の透過率を低くすることができたが、可視光についての遮光部の透過率が０．０５％を大きく超えた。結果として、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域での最大透過率は、サンプル１および２では、サンプル３および４と比較して、格段に低くなっている。
【００６２】
なお、上述したように、光フィルタ部６１は特定波長域の光を選択的に透過させる。光フィルタ部６１に対面するようにして配置された第１光センサ８１は、光フィルタ部６１を透過する特定波長域の光の光量を監視することを意図されている。そして、本実施の形態では、遮光部６２と同一の極めて優れた遮光性を有するブラックマトリクス５８が、光フィルタ部６１の全周囲を取り囲んでいる。したがって、第１光センサ８１に受光される光の殆どは、意図されたように、光フィルタ部６１を透過した光となる。すなわち、優れた遮光性を有したブラックマトリクス５８によって、光フィルタ部６１の全周囲が取り囲まれていることにより、光フィルタ部６１の波長選択透過性がより有効に機能するようになる。
【００６３】
最後に、第３光センサ８３に対向して位置する光透過部６３は、ブラックマトリクス５８の第３光センサ８３に対向する位置に形成された貫通孔からなっている。光透過部６３（貫通孔）は、カラーフィルタ基板５０が背面側基板７０に対向して配置された状態で第３光センサ８３に対面するようになる位置を含む第１基材５１上の領域に形成されている。図２に示すように、光透過部６３は、ブラックマトリクス５８に全周囲を取り囲まれた非画素領域Ａ２内の領域に形成されている。
【００６４】
ところで、各第１光センサ８１は、いずれか一つ以上の近接配置された第２光センサ８２と対応付けられている。また、各第１光センサ８１は、いずれか一つ以上の第３光センサ８３とも対応付けられている。とりわけ本実施の形態では、対応付けられる第１光センサ８１および第２光センサ８２は１対１の関係にあり、同様に、対応付けられる第１光センサ８１および第３光センサ８３も１対１の関係にある。なお、被検出体９０の検出精度を向上させる観点からは、対応付けられる第１〜第３光センサ８１，８２，８３が、互いに近接配置されたセンサであることが好ましい。具体例として、本実施の形態では、図２に点線で示す小区域ＬＡ内に配置された第１〜第３光センサ８１，８２，８３が、互いに対応付けられている。
【００６５】
以上のような構成からなる表示装置１０は、高感度かつ高精度の被検出体検出機能（情報読み取り機能）を有し、例えばタッチパネルのように機能する。以下、表示装置１０がタッチパネルとして機能する場合における、表示装置１０の被検出体検出機能に関する作用について説明する。
【００６６】
図３に示すように、面光源装置３０で発光された光は、表示パネル４０内に進む。そして、制御装置２０の映像情報処理部２２からの信号によりスイッチング素子７８が駆動され、面光源装置３０で発光された光は、透過率を調整されながら、各サブ画素部ＳＰを画成する各着色部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを透過する。着色部５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを透過して表示パネル４０から出射する光は、映像光として映像を形成する。
【００６７】
一方、面光源装置３０からは、表示装置１０を観察する観察者に観察され難い赤外線も発光されている。そして、光フィルタ部６１は、赤外線を選択的に透過させる。このため、面光源装置３０で発光された赤外線は、光フィルタ部６１を透過して、表示パネル３０から観察者側へ出射する。ただし、図３に示すように、被検出体９０が表示面１２に接触または接近すると、表示パネル３０から出射する赤外線は、この被検出体９０で反射されて、その進行方向を面光装置側に折り返す。このようにして、被検出体９０で反射された赤外線は、光フィルタ部６１を再び逆向きに透過し、光フィルタ部６１の直下（面光源装置側）に設けられた第１光センサ８１に受光される。すなわち、第１光センサ８１の受光量は、当該第１光センサ８１が対面する表示面１２上の位置に被検出体９０が接近また接触することによって、増大する。制御装置２０の演算部２４は、表示パネル４０内に多数設けられた第１光センサ８１の出力電流量の変化を監視することにより、被検出体９０が表示面１２に接触または接近していることを、被検出体９０が接触または接近している表示面１２上の位置とともに、検出する。
【００６８】
なお、図３および後に参照する図９においては、可視光を太い矢印で示し、特定波長域の光（本実施の形態では赤外光）を細い矢印で示している。
【００６９】
ところで、ブラックマトリクス等の遮光性を有した層が背面側基板７０に形成されていない場合には、図３に示すように、第１光センサ８１は、面光源装置３０で発光された赤外線および可視光線をその背面側から受光してしまう。また、表示パネル４０内には赤外線および可視光線からなる迷光が生じてしまう。第1光センサ８１は、被検出体９０の表示面１２への接触または接近に関係なく、これらの光を受光して、これらの光に対応した出力電流を発生させる。さらに、光センサ自体の性質に起因して、受光とは無関係に常に、第１光センサ８１が微弱電流を出力することもある。結果として、第１光センサ８１からの出力電流は被検出体９０からの反射光だけに起因するものではなく、このため、第１光センサ８１の出力電流のみに基づいて被検出体９０の接触または接近を検出しようとすると、検出精度の信頼性が低下してしまう。
【００７０】
一方、第１光センサ８１は、近接配置された少なくとも一つの第２光センサ８２と対応付けられている。第２光センサ８２は遮光部６２の真下（面光源装置側）に配置されているため、被検出体９０で反射された反射光を、基本的には、受光しない。その一方で、この第２光センサ８２は、第１光センサ８１の近傍に配置されていることから、当該第１光センサ８１と同程度に背面側から光源光を受光し且つ迷光を受光する。さらに、第２光センサ８２は、第１光センサ８１と同様に構成されているため、第２光センサ８２も、第１光センサ８１と同程度に微弱電流を出力する傾向がある。したがって、制御装置２０の演算部２４で被検出体９０の接触または接近を判定する際、第１光センサ８１からの出力電流だけでなく、当該第１光センサに対応付けられた第２光センサ８２からの出力電流も考慮することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近をより高精度に判定することができる。一例として、制御装置２０の演算部２４は、第１光センサ８１からの出力電流と第２光センサ８２からの出力電流との差分を算出し、得られた差分が閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように構成され得る。あるいは他の例として、制御装置２０の演算部２４は、第２光センサ８２からの出力電流に基づいて都度閾値を設定し、第１光センサ８１からの出力電流が設定された閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。
【００７１】
さらに、表示装置１０が配置されている環境の明るさが変化すると、第１光センサ８１の受光量も変化する。一例として図７に太陽光の分光強度分布を示すように、太陽光や照明光内には、赤外線が含まれている。したがって、明るい環境下においては、より多量の赤外線が、光フィルタ部６１を介して表示パネル４０内に入射し、第１光センサ８１に受光されるようになる。また、明るい環境下においては、着色部５２を透過して表示パネル４０内に可視光が入り込みやすくなり、多量の可視光が迷光として第１光センサ８１に受光されるようになる。つまり、被検出体の表示面１２への接触または接近とは無関係に、第１光センサ８１からの出力電流が増加する。
【００７２】
一方、第１光センサ８１は、少なくとも一つの第３光センサ８３と対応付けられている。第３光センサ８３は、ブラックマトリクス５８に形成された貫通孔からなる光透過部６３の真下（面光源装置側）に配置されている。したがって、環境の明るさの変化に応じて、第３光センサ８３の受光量が大きく変化する。このため、制御装置２０の演算部２４で被検出体９０の接触または接近を判定する際、第１光センサ８１からの出力電流だけでなく、当該第１光センサに対応付けられた第３光センサ８３からの出力電流も考慮することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近をより高精度に判定することができる。一例として、制御装置２０の演算部２４は、第３光センサ８３からの出力電流に基づいて都度閾値を設定し、第１光センサ８１からの出力電流が設定された閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。あるいは他の例として、制御装置２０の演算部２４は、第１光センサ８１からの出力電流と第３光センサ８３からの出力電流との差分を算出し、得られた差分が閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。
【００７３】
ところで、図７に一例として太陽光の分光強度分布が示されているように、太陽光や照明光等には赤外線が含まれているもの、その相対光量は少ない。その一方で、太陽光や照明光等には可視光線が多く含まれているが、可視光線の多くは光フィルタ部６１で吸収される。したがって、環境光に含まれている被検出体の接触（接近）とは無関係の光を、被検出体９０からの反射光として、光センサが多量に感知してしまうことを防止することができる。また、赤外線は、非可視光線であり観察者に視認されないことから、観察者に観察される映像光の色再現性に悪影響を及ぼさない。これらの点から、光センサ（本実施の形態においては、第１光センサ８１）によって受光されるシグナル光となる特定波長域の光として、赤外線を用いることは好ましい。
【００７４】
しかしながらその一方で、図４に一例として単結晶シリコン光センサの感度比が示されているように、一般的に光センサ式のタッチパネルに用いられている光センサは、赤外線の波長域の光に対してのみ強い感度を有するわけではなく、広く可視光域の光に対しても強い感度を有している。したがって、光フィルタ部６１が十分な波長選択透過性を有し、可視光を遮光することができなければ、第１光センサ８１が、環境光に多量に含まれている可視光を、被検出体９０からの反射光として受光してしまう。また、光フィルタ部６１が十分な波長選択透過性を有し、赤外光を透過させることができなければ、いくら第２および第３光センサ８２，８３からの出力電流に基づいて補正を行ったとしても、被検出体９０からの反射光を他の光から区別して精度良く検出することができない。
【００７５】
このようなことから、従来技術の欄でも説明したように、光センサによって受光されるシグナル光となる特定波長域の光として赤外線を用いる場合、シグナル光の光量を増大させる目的で、シグナル光となる赤外線の面光源装置３０からの発光量を多く設定しておく必要があった。赤外線の発光量を多くすることは、消費電力の増大を意味し、昨今重要課題の一つに挙げられている表示装置での光利用効率の改善にも相反することとなる。
【００７６】
この点に関し、本実施の形態では、波長が３８０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率が、３％以下と十分低くなっている。とりわけ太陽光等の環境光の多くを占め且つ映像光のほとんどをなすようになる波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率は１％以下となっている。これにより、環境光に多く含まれるとともに映像光のほとんどをなす光が、光フィルタ部６１によって遮光され、被検出体９０で反射されて第１光センサ８１で受光される赤外光から、高い精度で分離される。また、本件発明者らが確認したところ、波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率が０．５％以下となっている場合には、表示装置１０が一般的に配置されると予想される環境下において、光フィルタ部６１を通過する環境光に含まれる波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の光の第１光センサ８１での受光が無視し得る程度となった。
【００７７】
また、本実施の形態では、波長が８３０ｎｍである光についての光フィルタ部６１の透過率が８５％以上となっている。そして、光フィルタ部６１は、８３０ｎｍより長波長の光に対して８５％以上の透過率を呈する傾向を有する。また、波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率は９２％以上となっている。このため、光フィルタ部６１は、被検出体９０から反射された赤外線を極めて高い透過率で透過し、これにより、光フィルタ部６１に対面する第１光センサ８１は、被検出体９０から反射された赤外線を多量に受光することができる。とりわけ、面光源装置３０の赤外線を発光する発光源が省エネルギーを実現し得る発光ダイオードからなる場合、環境光からの分離を考慮すると、面光源装置３０から発光される赤外線の波長は８３０ｎｍ以上に設定され、典型的には、赤外線の波長は８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下となる。したがって、被検出体９０で反射された赤外線が、環境光と分離されて、極めて効率的に第１光センサ８１によって受光されるようになる。またとりわけ、本件発明者らが確認したところ、波長が８３０ｎｍである光についての光フィルタ部６１の透過率が９０％以上となっている場合、あるいは、波長が８３０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下の光についての光フィルタ部６１の最大透過率が９２％以上となっている場合には、光フィルタ部６１に対面する第１光センサ８１は極めて優れた感度で赤外線を受光することが可能となる。
【００７８】
以上のように本実施の形態によれば、被検出体９０で反射されることによって第１光センサ８１に向かおうとする特定波長光（赤外線）の光量が僅かであったとしても、光フィルタ部６１によって、当該赤外線が、その他の光から高効率で分離されるようになる。これにより、被検出体９０の表示面１２への接触または接近の検出に関し、誤作動が生じることが防止され、被検出体９０を精度良く検出し、外部からの情報を高精度に読み取ることができる。
【００７９】
とりわけ、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率が１％以下となっており、波長が６３０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である光についての光フィルタ部６１の最大透過率が３％以下となっており、波長が８３０nmである光についての光フィルタ部６１の透過率が８５％以上となっている場合、この光フィルタ部６１によって、被検出体９０からの反射光としての赤外線を、光フィルタ部６１によって環境光から極めて高精度に分離することができるとともに、光フィルタ部６１に対面する第１光センサ８１によって高感度で感知することができることが確認された。すなわち、このような分光透過率の光フィルタ部６１によれば、普及している光センサ（フォトセンサ）からなる第１光センサ８１からの出力電流に含まれる、環境光中の可視光に起因した成分を、無視し得る程度にまで微弱にすることができ、且つ、赤外線を発光する光源として発光ダイオードが組み込まれている面光源装置３０との組み合わせにおいて、被検出体９０で反射される赤外線を第１光センサ８１によって十分な感度で感知することができた。そして、上述してきた実施の形態では、面光源装置３０からの特定波長域の光の発光量を増大させることに依らず、被検出体９０が接触または接近している表示面１２上における位置を極めて高精度に特定することが可能となる。この点において、被検出体９０の検出感度を向上させるために映像を形成し得ない非可視光である特定波長域の光の発光量を増大させる必要があった従来の表示装置とは大きく異なり、本実施の形態によれば、外部情報読み取り機能付き表示装置の消費電力を増大させることなく被検出体の検出精度を向上させることによって、表示面１２を介した外部情報の読み取り精度を向上させることができる。
【００８０】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面においては、上述した実施の形態と同一に構成され得る部分について、上述の実施の形態で用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
【００８１】
上述した実施の形態においては、面光源装置３０から、映像を形成するようになる可視光とともに、映像を形成し得ない赤外線を発光し、赤外線を選択的に透過し得る光フィルタ部６１を介して、被検出体９０によって反射された赤外線を第１光センサ８１で受光することにより、被検出体の検出を行うようにした例を説明したが、この例に限られない。例えば、被検出体が発光機能を有した発光ペン等であり、被検出体から発光される特定波長域の光を光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１が受光することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するようにしてもよい。
【００８２】
また、上述した実施の形態においては、表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するとともに、被検出体９０が接触または接近する表示面１２上の位置を検出することにより、表示面１２を介した外部からの情報を読み取るように構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、図９に示すように、発光機能を有したポインター９１から表示装置１０の表示面１２上に照射される特定波長域の光をフィルタ部６１を介して第１光センサ８１で受光し、ポインター９１から表示面１２への光の照射を検出することにより、及び／又は、表示面１２上のどの位置にポインター９１からの光が照射されているかを検出することにより、表示面１２を介して外部からの情報を読み取るようにしてもよい。
【００８３】
これらのような例においても上述した実施の形態と同様の作用効果、要約すると、シグナル光の発光強度を増強することに依存することなく、外部情報の読み取り精度を向上させることができる。またこれらの変形例によれば、面光源装置３０から映像を形成し得ない非可視光を発光し続ける必要が無い。この点において、さらに、表示装置１０の消費電力を低減することが可能となり、省エネルギーに貢献することができる。また、図９に示したポインター９１からの照射光を検出する変形例によれば、ポインター９１を操作する操作者は、表示装置１０の表示面１２から離間した位置から、当該表示装置１０に情報を入力することが可能となる。
【００８４】
また、上述した実施の形態において、ブラックマトリクス５８および遮光部６２の物性値（分光透過率）や、ブラックマトリクス５８および遮光部６２に含まれる顔料等についての一例を説明したが、ブラックマトリクス５８および遮光部６２の物性値や、ブラックマトリクス５８および遮光部６２に含まれる顔料は、上述した例に限られない。
【００８５】
さらに、上述した実施の形態において、一つのサブ画素部ＳＰに対していずれか一つの光センサ８１，８２，８３が設けられる例を示したが、これに限られない。例えば、表示面１２上における被検出体９０の接触（接近）位置あるいはポインター９１等の発光装置からの照射位置を特定する際の位置特定精度に応じて、光センサ８１，８２，８３の数を増減させるようにしてもよい。具体的には、表示装置に求められている位置特定精度が高くない場合には、光センサの数量を減らすことができる。また、上述した実施の形態において、一つの第１光センサ８１に対して一つの第２光センサ８２が対応付けられている例を示したがこれに限られない。一つの第１光センサ８１に対し、近接配置された複数の第２光センサ８２が対応付けられていてもよいし、あるいは、複数の第１光センサ８１に対して、当該複数の第１光センサ８１のすべてに対して近傍となる位置に配置された一つの第２光センサ８２が対応付けられていてもよい。同様に、一つの第１光センサ８１に対応して一つの第３光センサ８３が対応付けられている例を示したがこれに限られない。
【００８６】
さらに、上述した実施の形態において、カラーフィルタ基板５０を用いて液晶表示装置（液晶表示パネル）を構成する例を示したが、これに限られない。上述したカラーフィルタ基板５０を用いて、液晶表示装置以外の表示装置、例えばＥＬ表示装置やプラズマディスプレイを構成することもできる。
【００８７】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【実施例】
【００８８】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００８９】
＜カラーフィルタ基板＞
以下のようにして、基材と、基材上に形成されたブラックマトリクスと、光フィルタ部と、赤色着色部と、緑色着色部と、青色着色部と、を有する実施例１および２に係るカラーフィルタ基板ならびに比較例１に係るカラーフィルタ基板を作製した。
【００９０】
なお、実施例１および２に係るカラーフィルタ基板ならびに比較例１に係るカラーフィルタ基板は、光フィルタ部に含有される顔料が異なるだけであって、その他については、同一の作製方法を用いて同一の構成を有するように作製した。
【００９１】
具体的には、まず、ガラス基材上に顔料分散レジスト塗膜を形成し、次に、フォトリソグラフィー技術を用いてこの顔料分散レジスト塗膜をパターニングすることにより、ガラス基材上にブラックマトリクスを形成した。パターニングにおいて、各着色部を形成するための貫通孔と、光フィルタ部を形成するための貫通孔と、がブラックマトリクスに形成されるようにした。その後、ブラックマトリクスの貫通孔内に、各着色部および光フィルタ部を作製し、各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板を得た。各着色部および光フィルタ部は、ブラックマトリクスと同様に、ガラス基材上に顔料分散レジスト塗膜を形成し、次に、フォトリソグラフィー技術を用いてこの顔料分散レジスト塗膜をパターニングすることにより、作製した。
【００９２】
光フィルタ部、着色部およびブラックマトリクスを作製するための各顔料分散レジスト塗膜は、それぞれ、樹脂組成物をガラス基板上に塗布して形成した。光フィルタ部、着色部およびブラックマトリクスを作製するための各樹脂組成物は、それぞれ、顔料の他、顔料を分散させるための分散剤、製版性や平坦性を向上させるための樹脂、架橋反応を生じさせるためのモノマー、光硬化を開始させるための開始剤、塗布性を向上させるための活性剤、並びに、顔料分散レジスト塗膜と基材との密着性を向上させるためのカップリング材等を含むようにした。
【００９３】
実施例１及び２並びに比較例１に係るカラーフィルタ基板において、光フィルタ部を作製するために用いられた顔料の組み合わせは、以下のとおりとした。なお、以下において配合割合は、各カラーフィルタ基板の光フィルタ部に含まれる顔料の合計質量に対する割合である。
○実施例１
・ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）          ３０質量％
・ピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）      ３２質量％
・ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）        ８質量％
・ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）        ３０質量％
○実施例２
・ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）            ５質量％
・ピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）      ３０質量％
・ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）      ２０質量％
・ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）        ４５質量％
○比較例１
・ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）          ３５質量％
・ピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）      ３５質量％
・ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）        ５質量％
・ピグメントイエロー１５０（ＰＹ１５０）        ２５質量％
【００９４】
＜透過率分布＞
実施例１及び２並びに比較例１に係るカラーフィルタ基板の遮光部（ブラックマトリクスの一部分）について、ＪＩＳ−Ｒ−３１０６に準拠して、分光透過率を測定した。分光透過率の測定には、PERKIN ELMER社製 LAMBDA 19を用いた。実施例１及び２並びに比較例１に係るカラーフィルタ基板について得られた光フィルタ部の分光透過率を図１０および図１１に示す。また、実施例１及び２並びに比較例１に係るカラーフィルタ基板の光フィルタ部に関し、３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の波長域での最大透過率、６３０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長域での最大透過率および８３０ｎｍの波長での透過率を調査し、表２に示した。
【表２】
0005447101.tif 000003
【００９５】
実施例１および実施例２に係るカラーフィルタ基板については、波長が３８０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光に対する光フィルタ部の透過率は、１．０％を下回っていた。比較例１に係るカラーフィルタ基板については、３８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長域において、光フィルタ部の透過率が１．０％を大きく上回っていた。また、比較例１に係るカラーフィルタ基板については、４７０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長域においても、光フィルタ部の透過率が局所的に上昇し、この範囲での透過率の極大値が１．０％を超えた。
【００９６】
その一方で、６３０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長域の光に対する光フィルタ部の遮光性は、実施例１および実施例２に係るカラーフィルタ基板よりも、比較例１に係るカラーフィルタ基板の方が、わずかであるが優れていた。
【００９７】
図１１に示されているように、各カラーフィルタ基板とも、７５０ｎｍ以上の波長域の光に対しては、波長が長くなるにつれて、光フィルタ部の透過率は上昇していった。また、７５０ｎｍ以上の波長域の全域に亘って、実施例１および実施例２に係るカラーフィルタ基板は、比較例１に係るカラーフィルタ基板よりも優れた透光性を呈していた。赤外線域の光を発光する発光ダイオードで実際に表示装置等の量産に適したものは複数種類存在するが、これらの発光ダイオードで発光される赤外線のうち太陽光等の外光と分離するのに優れた発光ダイオードの最短波長は現状で８３０ｎｍである。そして、比較例１に係るカラーフィルタ基板では、量産に適した発光ダイオードから発光される赤外線の透過率（つまり、８３０ｎｍの光に対する透過率）が８５％を下回ってしまうことがあることが確認された。その一方で、実施例１および２に係るカラーフィルタ基板では、量産に適した発光ダイオードから発光される赤外線を、９０％上の透過率で透過させ得ることが確認された。
【００９８】
＜出力電流量＞
実施例１及び２並びに比較例１に係るカラーフィルタ基板を用いて上述した実施の形態に係る表示装置を作製することにより、それぞれ、実施例１及び２並びに比較例１に係る表示装置を得た。実施例１及び２並びに比較例１に係る表示装置を太陽光下に配置した状態で、表示パネル内においてカラーフィルタ基板の光フィルタ部に対面する位置に配置された光センサ（上述した実施の形態における第１光センサ）およびからの出力電流（ノイズ電流）を調査した。この調査は、表示装置の面光源装置が発光していない状態、すなわち、表示パネル内には表示面側のみから光が入射し得る状態で行った。調査結果を表２のノイズの欄に示す。なお、表２においては、出力電流量を、各測定値の比によって表している。
【００９９】
次に、同様の条件下において、つまり太陽光下において面光源装置を消灯した状態で、表示面に発光装置（ポインター）から各表示装置の表示面へ赤外線を照射し、表示パネル内においてカラーフィルタ基板の光フィルタ部に対面する位置に配置された前記光センサ（上述した実施の形態における第１光センサ）からの出力電流(シグナル電流)を測定した。調査結果を表２のシグナルの欄に示す。なお、表２においては、出力電流量を、各測定値の比によって表している。
【０１００】
さらに、表２におけるシグナル（Ｓ）のノズル（Ｎ）に対する比（Ｓ／Ｎ）を比較した。実施例１及び２並びに比較例１に係る表示装置間での相対比として、Ｓ／Ｎを表１に示している。
【０１０１】
実施例１及び実施例２に係る表示装置では、比較例１に係る表示装置と比較して、Ｓ／Ｎを格段に向上させることができた。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  表示装置
２０  制御装置
２２  映像情報処理部
２４  演算部
３０  面光源装置（バックライト）
４０  表示パネル
４５  液晶層
５０  カラーフィルタ基板
５１  基材
５２  着色部（着色層）
５２Ｒ  赤色着色部
５２Ｇ  緑色着色部
５２Ｂ  青色着色部
５８  ブラックマトリクス
６１  光フィルタ部（特定波長透過層）
６２  遮光部
６３  光透過部
７０  背面側基板
７１  基材
８１  第１光センサ（光センサ）
８２  第２光センサ
８３  第３光センサ
９０  被検出体（被検出物）
９０ａ  指
９１  ポインター（発光装置）
【図１】
0005447101.tif 000004
【図２】
0005447101.tif 000005
【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】
0005447101.tif 000010
【図８】
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【図９】
0005447101.tif 000012
【図１０】
0005447101.tif 000013
【図１１】
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