CN105308669A - 显示装置用基板以及使用该显示装置用基板的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的显示装置用基板具备：透明基板(5)；边框部(2)，设置于所述透明基板(5)之上，形成于将显示区域(3)包围的边框区域(4)，作为主色材而含有碳，并具有遮光性；第1透明树脂层(6)，形成于形成有所述边框部(2)的所述透明基板(5)之上；黑矩阵(BM)，形成于所述第1透明树脂层(6)之上，将所述显示区域(3)划分成多个矩阵状开口部，作为主色材而含有有机颜料；以及第2透明树脂层(7)，形成于形成有所述黑矩阵(BM)的所述第1透明树脂层(6)之上。

Description

显示装置用基板以及使用该显示装置用基板的显示装置

技术领域

本发明涉及在例如液晶显示装置或者有机EL显示装置等中使用的显示装置用基板以及使用了该显示装置用基板的显示装置。

本申请基于2013年6月17日在日本申请的特愿2013－126842号而主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

一般的液晶显示装置中配设的液晶面板具有由2个基板夹着液晶层的结构。2个基板分别包括例如玻璃等那样的透明基板。在液晶面板的表侧以及背侧配设有偏振板、或者偏振板及相位差板。

有机电致发光显示装置(以下称作有机EL显示装置)代替液晶而具备白色发光的有机EL。白色发光的有机EL显示装置具备包含红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的彩色滤光片，由此能够进行彩色显示。有机EL显示装置被用作高精密显示器。

这样的显示装置特别是在移动通信用途中进展到了300ppi(pixelperinch)、400ppi、500ppi以上的高精密化。

专利文献1(特开平11－52351号公报)中公开了如下技术：将显示区域与密封材之间的周边部的黑矩阵的膜厚和显示区域的彩色滤光片(也称作滤色片)膜厚设为几乎相同。此外，专利文献1的权利要求3中公开了如下技术：将显示区域的黑矩阵形成为1层，将周边部的黑矩阵形成为2层。

专利文献1的[0030]段落中公开了第1层和第2层的黑矩阵的膜厚，并且，[0026]段落公开了第1层与第2层的黑矩阵用相同的材料来形成。然而，并没有公开作为其实施例的黑矩阵的组成物。专利文献1的[0015]段落中公开了黑色颜料为与炭类似的颜料或者石墨等其他颜料。除此之外，专利文献1中并没有公开在第1层与第2层的黑矩阵中使用了相同的材料时的、包含曝光的光刻中的对准方法，也没有公开遮光率高的黑矩阵的形成方法。而且，在专利文献1中，没有公开例如成为300ppi以上的高精密像素时的课题，仅公开了第1层与第2层的黑矩阵的厚度方向上重叠的结构。

专利文献2(特开平9－297209号公报)中公开了遮光层由以黑色颜料和感光性树脂为主成分的第1遮光层和以石墨为主成分的第2遮光层构成的2层结构的遮光层。专利文献2的[0012]段落中，作为黑色颜料，公开了炭黑、氧化钛、铁黑、苯胺黑等。专利文献2的制造方法如[0028]段落至[0035]段落所公开的那样为如下方式：对第1遮光层进行曝光之后，涂覆薄的膜厚(0.2μm)的第2遮光层，与作为衬底的第1遮光层一起进行显影。专利文献2中并没有公开成为例如300ppi以上的高精密像素时的课题，仅公开了第1层与第2层的黑矩阵在厚度方向上接触的结构。也没有公开用于得到最近被需要的边框部的光学浓度(例如光学浓度4以上)的手段。

专利文献1以及专利文献2中没有公开2层遮光层例如为不同图案时的或者2层遮光层在其边界面不接触的结构中的对准(制造工序中的对位)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开平11－52351号公报

专利文献2:日本国特开平9－297209号公报

发明内容

发明要解决的课题

显示装置的配设在彩色滤光片附近的黑矩阵防止从相邻的像素之间的区域附近产生的漏光，具有提高对比度的作用。然而，被高精密化为300ppi以上的液晶显示装置或者有机EL显示装置中，像素宽度接近于显示装置的厚度方向上的进行显示的功能部分的厚度，容易产生倾斜方向的漏光。在此，所谓进行显示的功能部分的厚度是指，在液晶的情况下相当于液晶层的厚度，在有机EL的情况下相当于包含电极的发光部分的厚度。

本发明鉴于上述实际情况而做出，其目的在于提供一种能够抑制倾斜方向的泄漏光的显示装置用基板以及显示装置。

解决课题的手段

本发明的第1方式的显示装置用基板具备透明基板、边框部、第1透明树脂层、黑矩阵、第2透明树脂层。边框部设置于所述透明基板之上，形成于包围显示区域的边框区域，具有作为主色材而含有碳的遮光性。第1透明树脂层形成于形成有所述边框部的所述透明基板之上。黑矩阵形成于所述第1透明树脂层之上，将所述显示区域划分成多个矩阵状开口部，作为主色材而含有有机颜料。第2透明树脂层形成于形成有所述黑矩阵的所述第1透明树脂层之上。

本发明的第1方式的显示装置用基板中，优选为，在所述透明基板与所述第1透明树脂层之间，还具备包含红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的彩色滤光片。

本发明的第2方式的显示装置具备上述第1方式的显示装置用基板。

本发明的第2方式的显示装置还具备具有多个金属布线和多个有源元件的阵列基板。所述显示装置用基板与所述阵列基板夹着液晶层而对置，所述多个有源元件包含液晶驱动元件和受光元件。所述多个金属布线的表层的金属相对于所述受光元件的灵敏度区的波长的光具有高的反射率。优选还具有背光灯单元，该背光灯单元设置在所述阵列基板的与所述液晶层相反侧的背面附近，且发出可见光和所述受光元件的灵敏度区的波长的光。

本发明的第2方式的显示装置中，优选为，所述受光元件设置于所述背光灯单元的附近，包含在表层具备相对于所述受光元件的灵敏度区的波长的光具有高的反射率的金属的金属布线。

本发明的第3方式的显示装置具备显示装置用基板、以及具有多个金属布线和多个有源元件的阵列基板。所述显示装置用基板具备：透明基板；彩色滤光片，形成于所述透明基板之上，包含红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片；第1透明树脂层，形成于所述彩色滤光片之上；黑矩阵，形成于所述第1透明树脂层之上，将所述显示区域划分成多个矩阵状开口部，作为主色材而含有有机颜料；以及第2透明树脂层，形成于形成有所述黑矩阵的所述第1透明树脂层之上。所述显示装置用基板与所述阵列基板夹着液晶层而对置，所述多个有源元件包含液晶驱动元件和受光元件。所述多个金属布线的表层的金属相对于所述受光元件的灵敏度区中包含的波长的光具有高的反射率。还具有背光灯单元，该背光灯单元设置于所述阵列基板的与所述液晶层相反侧的背面的附近，发出可见光和所述受光元件的灵敏度区中包含的波长的光。

本发明的第3方式的显示装置中，优选为，所述多个金属布线的表层的金属为铜、含有低于3％的异种金属或者杂质的铜、或者含有低于3％的异种金属或者杂质的铝。

发明效果

本发明的方式中，能够抑制倾斜方向的泄漏光。

附图说明

图1为局部地表示第1实施方式所涉及的显示装置用基板的一个例子的截面图。

图2为表示第1实施方式所涉及的显示装置用基板的一个例子的俯视图。

图3为表示第1实施方式所涉及的显示装置用基板的边框部与黑矩阵的层叠关系的一个例子的俯视图。

图4为局部地表示具备第1实施方式所涉及的显示装置用基板的液晶显示装置的结构的截面图。

图5为局部地表示以往的液晶显示装置的结构的截面图。

图6为表示边框部的透射率特性BLK0、代表性的黑矩阵的透射率特性BLK1、BLK2的例子的图表。

图7为局部地表示第2实施方式所涉及的显示装置用基板的一个例子的截面图。

图8为局部地表示具备第2实施方式所涉及的显示装置用基板的液晶显示装置的结构的截面图。

图9为表示公知的典型的彩色滤光片基板的一个例子的截面图。

图10为局部地表示具备第3实施方式所涉及的显示装置用基板的液晶显示装置的结构的截面图。

图11为表示第4实施方式所涉及的液晶显示装置的局部的例子的截面图。

图12为表示铜、铝、钛的反射率特性的例子的图表。

图13为表示绿色滤光片的透射率特性GL、将绿色滤光片和黑矩阵重叠后的透射率特性GLBLK的一个例子的图表。

图14为表示红色滤光片的透射率特性RL、将红色滤光片与黑矩阵重叠后的透射率特性RLBLK的一个例子的图表。

图15为表示蓝色滤光片的透射率特性BL、将蓝色滤光片与黑矩阵重叠后的透射率特性BLBLK的一个例子的图表。

图16为表示第5实施方式所涉及的液晶显示装置的局部的例子的截面图。

图17为表示位于黑矩阵2下侧的第2光传感器的结构、以及作为第2光传感器的控制用开关元件的2个晶体管的结构的例子的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下的说明中，对于相同或者实质相同的功能以及构成要素，赋予相同附图标记并省略说明或者仅在必要时进行说明。

各实施方式中，仅对特征性部分进行说明，关于与通常的液晶显示装置的结构要素无差异的部分，省略说明。

各实施方式中，说明液晶显示装置的显示单位为1像素(或者画素)的情况。然而，显示单位也可以是1子画素，此外也可以是由多个画素数(像素数)构成显示单位，也可以是由任意定义的画素或像素构成显示单位。像素由黑矩阵进行区分，为至少具有2个平行边的多边形的最小单位。各实施方式中，像素与开口部几乎为同义。

俯视时，像素的横方向与观察者的右眼和左眼的并列方向平行。

俯视时，与像素的横方向垂直的方向为像素的纵向。

各实施方式中，显示装置中配设的显示装置用基板也可以是红色、绿色、蓝色发光的有机EL，或者，红色、绿色、蓝色发光的LED发光元件的时分割发光驱动方式。时分割发光驱动方式的显示装置的情况下，显示装置用基板也可以设为省略后述的彩色滤光片的结构。

在将白色的有机EL、或者具备红色、绿色、蓝色的峰值发光的LED背光灯单元用作光源的情况下，显示装置用基板也可以具备红色滤光片(红色层的图案)和绿色滤光片(绿色层的图案)和蓝色图案(蓝色层的图案)作为像素而相邻的彩色滤光片。

各实施方式中，也可以使用各种液晶取向方式或者液晶驱动方式。例如使用如下这样的液晶取向方式或液晶驱动方式：IPS(InPlaneSwitching，使用了水平取向的液晶分子的横电场方式)、VA(VerticallyAlignment：使用了垂直取向的液晶分子的纵电场方式)、HAN(Hybrid－alignedNematic)，TN(TwistedNematic)、OCB(OpticallyCompensatedBend)、CPA(ContinuousPinwheelAlignment)、ECB(ElectricallyControlledBirefringence)、TBA(TransverseBentAlignment)。液晶层可以包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子，或者也可以包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子。

液晶驱动电压施加时的液晶分子的旋转方向(动作方向)可以是与基板的表面平行的方向，也可以是与基板的平面垂直地立起的方向。对液晶分子施加的液晶驱动电压的方向可以是水平方向，也可以是二维或者三维地倾斜的方向，也可以是垂直方向。

作为向各实施方式所涉及的显示装置的显示画面的输入方式，例如能够应用On-Cell方式或In-Cell方式等，On-Cell方式为，将具有感测功能的触摸面板设置于液晶面板的前面，通过该触摸面板来进行输入的方式，In-Cell方式为，在显示装置的内侧内设触摸传感器的方式。作为In-Cell方式，能够应用在显示装置的阵列基板或者显示装置用基板中以矩阵状配置形成传感器的方法；或者，在显示装置用基板配设感测用电极的方法等。作为感测手段，可以应用使用包含红外线或者可见光的电磁波的方式，或者用静电容进行检测的方式等。各显示装置中，可以应用这样的任意的感测手段(感测装置)。

各实施方式所涉及的显示装置中，也可以使用为了进行手指或者激光指示器等的检测而使光传感器内置于液晶面板的In-Cell方式。内置光传感器的液晶显示装置的检测精度容易受到温度的影响以及背光灯光源的影响。为了防止由于因背光灯或者外光引起的噪声而产生的、使用手指或激光等进行的输入的误动作，有时需要进行光传感器的补偿。作为光传感器而使用了具备由多晶硅或者非晶硅形成的沟道层的硅光电二极管的情况下，由于环境温度等的变化而产生暗电流，有时观测数据中会附加有非观测光的噪声。

作为光传感器中使用的半导体，在可见光区(例如，光的波长约为400nm～700nm)和红外线区具有灵敏度的非晶硅半导体、在紫外线区或者蓝色波长区具有主要灵敏度的多晶硅半导体、微晶硅半导体、锗化硅(SiGe)半导体、以IGZO(注册商标)或者ITZO(注册商标)为代表的复合金属氧化物半导体等。在使用这些半导体的情况下，优选为，调整半导体的带隙，在作为目的的波长区中设定光传感器的灵敏度区。在SiGe半导体中，通过Ge的添加比率能够使带隙连续地改变，能够调整受光元件的受光波长，能够赋予红外线区中的吸收性能。也可以使用具有Ge的浓度梯度的SiGe半导体。

作为对光传感器进行开关的晶体管(开关元件)，也可以应用使用了以IGZO或者ITZO等为代表的复合金属氧化物半导体的晶体管(TFT)。在晶体管的布线中应用由低电阻的铝、铜、钛或者包含这些材料的合金与例如钼、钛或者钛合金等高熔点金属构成的2层以上层叠结构的金属布线。例如，所谓复合金属氧化物半导体晶体管，为具备包含铟、镓、锡、锌、铪、钇、锗当中的2种以上的金属氧化物的透明沟道层的晶体管。

由复合金属氧化物半导体形成了透明沟道层的晶体管优选为如下的光电晶体管：在透明沟道层中导入掺杂剂，减小晶体管的带隙，由此，在作为目的的受光的灵敏度区域(光的波长)具有灵敏度。优选为，在光传感器中，包含复合金属氧化物半导体，通过减少多晶硅半导体、微晶硅半导体的带隙，来对可见光区至红外线区的波长区赋予灵敏度。例如，在复合金属氧化物半导体晶体管中，将液晶驱动用的TFT和在可见光区或者近红外线区具有灵敏度的光电晶体管在相同的层、相同的工序中形成，由此，能够实现大幅的成本降低。

带隙的调整所能够应用的掺杂剂能够从磷、锑、砷、硼、铝、铟、钛、锌、镓、锡、氟、氯、氢等中进行各种选择。掺杂剂的导入方法中，能够使用离子注入法、离子掺杂法、等离子体浸没离子注入。

通过使用例如GaAs、InGaAs、PbS、PbSe、SiGe、SiGeC等，能够形成适于红外光吸收的光传感器。

在使用作为主色材而含有有机颜料的黑矩阵的情况下，能够进行使近红外线区的红外光透射的波长的设定，能够通过彩色滤光片与黑矩阵的组合来提供优良的颜色分离技术。另外，所谓主色材，是指相对于分散或者添加的色材总量而言的质量固形比率为50％以上的色材。黑矩阵主要使近红外光透射。因此，与各实施方式所涉及的显示装置用基板成对的阵列基板的有源元件的布线，与以相比于铝而近红外光的反射率更高的铜为基材的金属布线之间的匹配性很好。该理由将在以下的实施方式中详述。

各实施方式中，对将本发明的实施方式应用于液晶显示装置的例子进行说明，但是在有机EL显示装置那样的其他显示装置中也能够同样地应用本发明的实施方式。

[第1实施方式]

图1为局部地表示本实施方式所涉及的显示装置用基板的一个例子的截面图。该图1图示了显示装置用基板1的包含边框部2的端部。

图2为表示本实施方式所涉及的显示装置用基板1的一个例子的俯视图。该图2以俯视来图示了显示区域3和在显示区域3的周围设置的边框区域4。

图3为表示本实施方式所涉及的显示装置用基板1的边框部2与黑矩阵BM的层叠关系的一个例子的俯视图。

显示装置用基板1中，从含有碳的边框部2，隔着第1透明树脂层6具有适当的距离地，形成有含有有机颜料的黑矩阵BM。如后述那样，在制造时，例如进行使用了红外线等的对准。

显示装置用基板1具备透明基板5、边框部2、第1透明树脂层6、黑矩阵BM、第2透明树脂层7。

透明基板5例如也可以为玻璃等那样的透明基板。另外，图2以及图3所示的显示装置用基板1为1个显示装置的画面的示意图，在制造工序中，在大片尺寸的透明基板上排列数十个来制造。本实施方式中，在大片尺寸的透明基板上，最初形成有1组(例如2个)以上的对准标记。该对准标记例如在大片尺寸的玻璃基板的端部，使用边框部2所使用的具有遮光性的感光性抗蚀剂，与边框部2同时形成。该制造方法留待后述。

边框部2为，在当俯视时包围显示区域3的框状的边框区域4，在截面中形成于透明基板5的第1平面之上。边框部2作为主色材而含有碳。

第1透明树脂层6形成于形成有边框部2的透明基板5之上。

黑矩阵BM形成于第1透明树脂层6之上。黑矩阵BM中作为主色材而含有有机颜料。黑矩阵BM包括与边框部2大致重叠的部分和形成于像素的边界线的部分。在本实施方式中，黑矩阵BM也可以形成于比边框部2稍微靠内侧(形成有显示区域3的区域)。黑矩阵BM将显示区域3划分为多个矩阵状开口部。

第2透明树脂层7形成于形成有黑矩阵BM的第1透明树脂层6之上。

另外，在第2透明树脂层7之上，也可以形成有例如ITO(Indium－Tin－Oxide，透明导电膜)等那样的透明电极、或者液晶的取向膜。以下的实施方式中也同样。

显示装置用基板1根据需要，也可以具备用于触摸感测的透明电极以及金属布线。第1透明树脂层6、第2透明树脂层7各自的膜厚能够适当选择，例如能够从约0.3μm至4μm的范围的膜厚进行选择。

边框部2、即边框区域4的俯视形状如图2所示那样为大致矩形。在边框部2之上经由第1透明树脂层6形成的黑矩阵BM由如图3所示那样对多个像素(开口部的宽度OW)进行划分的矩阵状图案来形成。如以上所述，本实施方式中，边框部2与黑矩阵BM通过相互不同的色材和相互不同的图案来形成。边框部2和黑矩阵BM各自的膜厚虽然没有必要规定，但是例如能够从约0.8μm至2μm的范围的膜厚中进行选择。

因此，本实施方式所涉及的黑矩阵BM形成于与显示装置的担负发光或者透光的功能部分更接近的位置。与担负发光或者透光的功能部分更接近的黑矩阵BM例如在约300ppi以上的高精密显示装置中，能够防止从位于相互相邻的像素间的区域附近的功能部分产生的发光或者透光(光的泄漏)，能够维持高的对比度。另外，本实施方式所涉及的显示装置用基板1也能够应用于例如小于约300ppi的显示装置。

图3所示的像素形状以及像素数，为了便于说明，示意性地进行了例示，但是本发明不限于上述实施方式。像素形状可以是V字形状(dogleggedshape)等其他多边形。

图4为局部地表示具备本实施方式所涉及的显示装置用基板1的液晶显示装置8的结构的截面图。

液晶显示装置8具备液晶面板9以及背光灯单元10。液晶面板9具备阵列基板11、液晶层12、显示装置用基板1。阵列基板11与显示装置用基板1隔着液晶层12而相对。

显示装置用基板1的透明基板5面向观察者，第2透明树脂层7面向液晶层12。

阵列基板11具备透明基板13、绝缘层(透明树脂)14a～14c、共用电极15、像素电极16。

作为透明基板13，例如使用玻璃板。

在透明基板13的第1平面之上，形成有绝缘层14a。在绝缘层14a之上，形成有绝缘层14b。

在绝缘层14b之上，形成有板状的共用电极15。在形成有共用电极15的绝缘层14b之上，形成有绝缘层14c。在绝缘层14c之上，形成有像素电极16。

像素电极16例如在俯视时形成为梳齿状。此外，像素电极16也可以是相对于图4的截面具有垂直的长边方向的条纹图案。

针对图4的阵列基板11，还配设有例如薄膜晶体管(TFT)等有源元件。

阵列基板11的像素电极16与液晶层12面对。阵列基板11的透明基板13的第2平面位于液晶显示装置8的内部，即与背光灯单元10面对。

液晶层12可以包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子，也可以包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子。

例如，液晶显示装置8中，担负发光或者透光的功能部分为液晶层12。在液晶显示装置8中，有时在相互相邻的像素间存在未被充分地进行取向控制的液晶的取向不良区域17a、17b。位于取向不良区域17a、17b的液晶分子不被充分地施加液晶驱动电压。或者，在取向不良区域17a、17b中，与开口部相比液晶驱动电压的方向不同，因此，很难进行有效的液晶驱动。此外，取向不良区域17a、17b为最容易受到从相邻像素产生的串扰(crosstalk)的影响的部分，容易成为基于从相邻像素产生的漏光的混色的原因。

图4和作为表示比较对象的图而使用的图5为局部地表示以往的液晶显示装置18的结构的截面图。以往的液晶显示装置18中，通常，用与边框部2相同的材料且相同的工序，在透明基板5之上形成黑矩阵BM。以往的液晶显示装置18中，黑矩阵BM存在于从取向不良区域17a、17b离开距离B的区域(位置)，因此，倾斜光19a、19b容易穿过该取向不良区域17a、17b而作为泄漏光出射。伴随着液晶显示装置的高精密化，倾斜光19a、19b会给对比度以及显示的灰度呈现带来不良影响。另外，在以往的显示装置用基板19为彩色滤光片基板(也称作滤色片基板)的情况下，在图5所示的彩色滤光片位置C形成有红色滤光片、蓝色滤光片、绿色滤光片。

然而，上述图4所示的显示装置用基板1为，黑矩阵BM形成于与液晶层12更近的位置。因此，倾斜光19a、19b被黑矩阵BM截断，抑制了倾斜光19a、19b的出射。本实施方式所涉及的显示装置用基板1在高精密像素的显示装置8中，能够防止从相邻的像素间的区域附近的功能部分产生的发光或者透光(光的泄漏)，能够维持高对比度。

边框部2是作为遮光性色材而将碳分散于树脂中而形成的。边框部2由于不像显示区域3那样被用于对较大面积的区域形成黑矩阵BM那样的细线，因此可以将其膜厚较厚地形成。

例如，边框部2包含将显示区域3的4边包围的粗图案和多处的对准标记(省略图示)，将其膜厚方向的光学浓度形成为4以上，优选形成为5以上。

图6是表示边框部2的透射率特性(分光特性)BLK0和代表性的黑矩阵BM的透射率特性BLK1、BLK2的例子的图表。

透射率特性BLK0示出了作为主色材而含有碳的边框部的透射率。

透射率特性BLK1、BLK2示出了作为主色材而含有有机颜料的黑矩阵BM的透射率。相对于这些透射率特性BLK1、BLK2的半值波长(透射率约50％的波长)，能够通过组合有机颜料而在例如波长约680nm至800nm的范围内进行调整。

在比透射率特性BLK1的半值波长靠长波长侧，透射率特性BLK1与透射率特性BLK0之间的透射率之差D1变大。透射率的差D1为波长约850nm处的差。

在比透射率特性BLK2的半值波长靠长波长侧，透射率特性BLK2与透射率特性BLK0之间的透射率之差D2变大。

作为边框部2以及黑矩阵BM的形成方法，例如能够使用公知的光刻法。该光刻的工序的对准例如通过使用比透射率特性BLK1或者透射率特性BLK2的半值波长靠长波长侧的波长约850nm的红外线、以及能够识别由与边框部1相同的材料形成的对准标记的红外线传感器来进行。

另外，图4、图5所示的液晶显示装置8、18使用被称作IPS的初始水平取向的液晶取向方式，通过对设置于阵列基板11附近的像素电极16以及共用电极15施加的液晶驱动电压来对液晶分子进行驱动。像素电极16为具有与纸面垂直的长边方向的梳齿状的电极。这些像素电极16以及共用电极15是对ITO等透明导电膜进行加工而形成的。图4以及图5中，省略了阵列基板11中配设的TFT(例如，作为沟道层而具备复合金属氧化物半导体的晶体管)、偏振板、相位差薄膜以及使液晶分子水平取向的取向膜。

图4的背光灯单元10也可以具备分别进行红色·绿色·蓝色发光的固体发光元件(LED)。背光灯单元10例如基于红色LED、绿色LED、蓝色LED的时分割(场次序)发光与所对应的像素部的液晶驱动之间的同步控制来进行动作。由此，液晶显示装置8能够进行全彩显示。而且，也可以是，除了红色LED、绿色LED、蓝色LED，再加上红外线发光LED，将从红外线发光LED出射的红外线，向例如手指等指示器进行照射，来实现对来自指示器的反射光进行观测的触摸感测。

以上说明的本实施方式中，黑矩阵BM形成在与液晶层12更近的位置，因此，能够将例如从相互相邻的像素间的区域附近透射的倾斜光19a、19b等那样的泄漏光用黑矩阵BM截断，能够抑制从液晶显示装置出射泄漏光。

[第2实施方式]

本实施方式为上述第1实施方式的变形例。

图7为局部地表示本实施方式所涉及的显示装置用基板20的一个例子的截面图。该图7图示了显示装置用基板20的包含边框部2的端部。

显示装置用基板20具备透明基板5、边框部2及彩色滤光片21、第1透明树脂层6、黑矩阵BM、第2透明树脂层7。彩色滤光片21包含红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF。

在透明基板5的第1平面之上，具备边框部2，在该边框部2的内侧，具备相邻地配置有红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF的彩色滤光片21。

第1透明树脂层6形成于边框部2以及彩色滤光片21之上。

黑矩阵BM形成于第1透明树脂层6之上。

第2透明树脂层7形成于形成有黑矩阵BM的第1透明树脂层6之上。

彩色滤光片21的膜厚虽然没有必要规定，但是例如能够从约0.5μm至3μm的范围中进行选择。边框部2与彩色滤光片21的膜厚可以相同也可以不同。

图8为局部地表示具备本实施方式所涉及的显示装置用基板20的液晶显示装置22的结构的截面图。

液晶显示装置22具备液晶面板91、背光灯单元10。液晶面板91具备阵列基板24、液晶层12、显示装置用基板20。阵列基板24与显示装置用基板20隔着液晶层12而相对。

显示装置用基板20在第2透明树脂层7之上，作为共用电极25而形成有例如ITO等的导电性的氧化物层。在共用电极25之上，可以形成取向膜，但是在图8省略了。显示装置用基板20的透明基板5面对观察者，共用电极25面对液晶层12。

阵列基板24在透明基板13的第1平面之上，具备绝缘层14a～14c、按照每个像素设置的像素电极23。在像素电极23之上，可以形成取向膜，但是在图8中省略了。而且，图8还省略了阵列基板24中配设的TFT(例如，作为沟道层而具备复合金属氧化物半导体的晶体管)、偏振板、相位差薄膜。

阵列基板24的像素电极23与液晶层12面对。阵列基板24的透明基板13的第2平面位于液晶显示装置22的内部，即与背光灯单元10面对。

本实施方式中，液晶层12包含初始垂直取向的液晶分子。在像素电极23与共用电极252之间施加了液晶驱动电压时，液晶分子被驱动。通过液晶驱动电压的施加，例如液晶分子的长轴从与基板面大致垂直的方向向与基板面大致水平的方向倾倒。

本实施方式中也是，存在有取向不良区域17a、17b。然而，在本实施方式中，黑矩阵BM配设于与液晶层12接近的位置，因此，抑制了从取向不良区域17a、17b透射的倾斜光的出射，能够防止显示品质的降低。

在此，图9中示出了作为公知的典型性的彩色滤光片基板26的一个例子的截面图。公知的彩色滤光片基板26具有由透明基板5、包含碳等色材的黑矩阵BM和彩色滤光片21构成的层叠构造。该彩色滤光片基板26通过红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF的重叠而产生突起，存在液晶分子的取向的精度降低的情况。

与此相对，本实施方式所涉及的显示装置用基板20在相邻的红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF之间未形成有黑矩阵BM。因此，不会如图9那样由于黑矩阵BM与红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF的重叠产生突起。

此外，作为主色材而含有碳的黑矩阵BM的相对介电常数属于约10～20的范围内而具有极高的值，很难配置在液晶层12的附近。相对介电常数高的构件位于液晶层12的附近的情况下，从像素电极23产生的电压分布会产生畸变，有时会给液晶显示带来坏的影响。本实施方式所涉及的作为主色材而含有有机颜料的黑矩阵BM的相对介电常数为约3.5～4.5，很小，能够使对液晶显示的影响极小。

[第3实施方式]

本实施方式为上述第1实施方式的变形例。

图10为局部地表示具备本实施方式所涉及的显示装置用基板27的液晶显示装置28的结构的截面图。

液晶显示装置28在上述图8所示的显示装置用基板20中还具备第1感测电极29a和第2感测电极29b。

第1感测电极29a设置于透明基板5的第2平面，即，设置于与观察者接近的位置。

第2感测电极29b设置于透明基板5的第1平面，即，设置于彩色滤光片21(透明基板5与彩色滤光片21之间)。

本实施方式中，首先，在透明基板5形成第1以及第2感测电极29a、29b，在第2感测电极29b之上，形成彩色滤光片21及边框部2、第1透明树脂层6、黑矩阵BM、第2透明树脂层7、共用电极25。

第1感测电极29a由在俯视时例如在第1方向上延伸的多个平行的电极构成。

第2感测电极29b由在俯视时例如在与第1方向垂直地相交的第2方向上延伸的多个平行的电极构成。

例如，第1以及第2感测电极29a、29b也可以是在俯视时相互正交的条纹图案。

第1以及第2感测电极29a、29b也可以是在俯视时将多个菱形进行连结而成的图案。

第1以及第2感测电极29a、29b各自的图案的间距以及电阻值等设计规格能够根据使用目的而适当变形。

另外，也可以是，第1以及第感测电极29a、29b中的任一个配设在阵列基板24的附近。通过将第1以及第感测电极29a、29b中的任一个配设在阵列基板24的附近，能够在阵列基板24中通过晶体管(TFT)形成触摸感测用的开关元件来利用。

第1感测电极29a例如也可以是，隔着绝缘层，形成为比第2感测电极29b靠上(与液晶层12更接近的位置)。

在采用了图10所示的结构的情况下，存在取向不良区域17a、17b。然而，本实施方式中，黑矩阵BM配设在与液晶层12接近的位置，因此，能够抑制从取向不良区域17a、17b透射的倾斜光的出射，能够防止显示品质的降低。

[第4实施方式]

本实施方式为上述第2实施方式的变形例，但是也可以以同样的观点对上述第3实施方式进行变形。

图11为表示本实施方式所涉及的液晶显示装置30的局部的例子的截面图。

本实施方式中，阵列基板24在绝缘层14a与绝缘层14b之间，具备第1光传感器31a、第2光传感器31b。

第1光传感器31a将来自观察者侧的入射光，经由彩色滤光片21进行受光。

第2光传感器31b形成于在俯视时与彩色滤光片21以及黑矩阵BM重叠的位置。因此，第2光传感器31b将来自观察者侧的入射光，经由彩色滤光片21以及黑矩阵BM进行受光。

处理部32例如从第1光传感器31a的受光数据，对第2光传感器31b的受光数据进行减法运算。由此，能够得到高精度的光传感器的观测结果。

例如，第1光传感器31a以及第2光传感器31b以光电晶体管或者光电二极管形成于阵列基板24。例如，第1光传感器31a以及第2光传感器31b使用硅系半导体来形成，控制第1光传感器31a以及第2光传感器31b的开关元件使用复合金属氧化物半导体来形成。作为硅半导体，也可以使用非晶硅、低温多晶硅、微晶硅、多晶硅。

图11所示的光电晶体管或者光电二极管的第1光传感器31a以及第2光传感器31b优选用与液晶驱动用的晶体管(TFT)中使用的半导体相同的半导体、且相同工序来形成。

在第1光传感器31a以及第2光传感器31b为硅半导体的光电二极管、液晶驱动用的晶体管为硅半导体的情况下，作为光电二极管的开关元件的晶体管也可以与光电二极管同时形成于相同的层。

在第1光传感器31a以及第2光传感器31b为复合金属氧化物半导体的光电晶体管、液晶驱动用的晶体管为复合金属氧化物半导体的晶体管的情况下，光电晶体管、作为光电晶体管的开关元件的晶体管、液晶驱动用的晶体管也可以同时形成于相同的层。

例如，在第1光传感器31a以及第2光传感器31b为硅半导体的光电二极管、液晶显示装置30具备液晶驱动用晶体管、且控制第1光传感器31a以及第2光传感器31b的开关元件为晶体管的情况下，也可以是，先形成液晶驱动用的晶体管和开关元件，进而隔着绝缘层形成硅半导体的光电二极管。这样，在第1光传感器31a以及第2光传感器31b中使用的半导体与作为开关元件的晶体管中使用的半导体不同的情况下，能够将第1光传感器31a及第2光传感器31b与晶体管形成于不同层。

在上述那样的晶体管形成中，也可以是，在栅电极等第1层的金属布线形成时，在俯视时，在光电二极管配设部分的衬底，预先用与金属布线相同的金属膜来形成光的反射膜图案。该反射膜图案将入射光向第1光传感器31a以及第2光传感器31b(即，受光面侧)再反射，因此能够提高光传感器的灵敏度。

在触摸感测的对象光为红外光的情况下，优选将红外线区的反射率高的铜作为表层来使用的反射膜图案。另外，这些反射膜图案位于第1光传感器31a以及第2光传感器31b的下部，在液晶显示装置30中兼作从背光灯单元10出射的光的遮光功能。

本实施方式中，示例了应用了被称作IPS的水平取向的液晶的情况。

第1光传感器31a以及第2光传感器31b例如也可以如1像素中1组、3像素中1组或者6像素中1组等那样形成。

如后述那样，第1光传感器31a以及第2光传感器31b以2个1组来应用是为了进行高精度的颜色分离而需要的。将第1光传感器31a以及第2光传感器31b设为2个1组，通过基于第1光传感器31a的受光数据与第2光传感器31b的受光数据进行运算(减法运算)，能够进行暗电流等的温度补偿。

不以颜色分离为目的而实现利用近红外线区的触摸感测的情况下，也可以省略第1光传感器31a以及第2光传感器31b。在实现利用近红外线区的触摸感测的情况下，仅使用从红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF中的任一个与黑矩阵BM的重叠部经由的第2光传感器31b即可。该情况下，第2光传感器31b例如可以在1像素中1个、在3像素中1个或者在6像素中1个等那样形成。

作为第1光传感器31a以及第2光传感器31b的开关元件而被使用的复合金属氧化物半导体的薄膜晶体管，能够作为以高速且低耗电来驱动液晶的开关元件(TFT)来使用。由2种以上或者3种以上的复合金属氧化物形成的透明沟道层在成膜后，成为非晶态。在透明沟道层的形成后，或者在透明沟道层的图案形成后，进行约250℃～500℃的范围内的热处理，使复合金属氧化物结晶化，由此，能够使晶体管的各个电气特性稳定化且均质化。通过对多个晶体管(透明沟道层)的一部分实施激光的退火，能够对同一基板形成例如阈值电压Vth等电气特性不同的晶体管。金属氧化物的热处理条件更优选为约400℃～600℃前后的高温区，但是，对源电极、栅电极或者例如栅极线、辅助电容线等那样的金属布线的耐热性进行了考虑的温度为实质的温度上限。

作为金属布线，例如通过使用具有比铝具有耐热性的铜与高熔点金属(例如钛)的2层结构的铜布线，能够将热处理的温度设为例如400℃～600℃前后的高温区。铜比铝的导电率高，TFT的开关动作方面是优选的。

在金属布线为铜布线的情况下，作为第1光传感器31a以及第2光传感器31b，能够采用在栅电极之上隔着绝缘层而形成有半导体层(包括上述硅半导体或者氧化物半导体的透明沟道层)的底栅构造的晶体管构造。

图12为表示铜(Cu)、铝(Al)、钛(Ti)的反射率特性的例子的图表。该图12中，纵轴表示反射率，横轴表示波长。

金属的铜对包含近红外线区的长波长的光的反射率很高。在第1光传感器31a以及第2光传感器31b中使用在作为受光层的半导体层下部形成有金属铜的结构、例如底栅构造的晶体管构造的情况下，能够活用来自衬底的铜的再反射光，能够提高光传感器的灵敏度。

在第1光传感器31a以及第2光传感器31b具有光电二极管结构的情况下，优选为，与栅电极同样地，使用具有表层含有铜的结构的金属布线材料来形成将红外光等光反射的反射图案。该反射图案优选为，在第1光传感器31a以及第2光传感器31b的衬底上隔着绝缘层等而形成。绝缘层可以由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)或者这些材料的混合物等来形成。

本实施方式所涉及的黑矩阵BM的50％透射率的波长(以下称作半值波长)例如也可以如上述的图6的黑矩阵BM的透射率特性BLK2那样，设定为约700nm。该半值波长的调整能够通过有机颜料的组合来进行。

图13为表示绿色滤光片GF的透射率特性GL、将绿色滤光片GF与黑矩阵BM(透射率特性BLK2)重叠后的透射率特性GLBLK的一个例子的图表。图13中，纵轴表示透射率，横轴表示波长。

透射率特性GL相当于上述的图11所示的第1光传感器31a的受光数据。

透射特性GLGLK相当于上述的图11所示的第2光传感器31b的受光数据。

可见光区的高精度的绿色的受光数据是从经由绿色滤光片GF检测到的光的受光数据中减去将绿色滤光片GF与黑矩阵BM光学地重叠而检测到的光的受光数据而得到的。这些数据的运算处理由处理部32执行，能够仅抽取可见光区的绿色的检测数据。

图14为表示红色滤光片RF的透射率特性RL、将红色滤光片RF与黑矩阵BM(透射率特性BLK2)重叠后的透射率特性RLBLK的一个例子的图表。图14中，纵轴表示透射率，横轴表示波长。

透射率特性RL相当于上述的图11所示的第1光传感器31a的受光数据。

透射特性RLGLK相当于上述的图11所示的第2光传感器31b的受光数据。

可见光区的高精度的红色的受光数据是从经由红色滤光片RF检测到的光的受光数据中减去将红色滤光片RF与黑矩阵BM光学地重叠而检测到的光的受光数据而得到的。这些数据的运算处理由处理部32来执行，能够仅抽取可见光区的红色的检测数据。

图15为表示蓝色滤光片BF的透射率特性BL、将蓝色滤光片BF与黑矩阵BM(透射率特性BLK2)重叠后的透射率特性BLBLK的一个例子的图表。图15中，纵轴表示透射率，横轴表示波长。

透射率特性BL相当于上述的图11所示的第1光传感器31a的受光数据。

透射特性BLGLK相当于上述的图11所示的光传感器31b的受光数据。

可见光区的高精度的蓝色的受光数据是从经由蓝色滤光片BF检测到的光的受光数据中减去将蓝色滤光片BF与黑矩阵BM光学地重叠而检测到的光的受光数据而得到的。这些数据的运算处理由处理部32来执行，能够仅抽取可见光区的蓝色的检测数据。

第1与第2光传感器31a、31b的受光数据的减法运算能够在其运算时对因环境温度的变化等引起的暗电流进行补偿，能够抽取更高精度的受光数据。在入射光为太阳光那样的外光或者黑暗的室内等的外光的情况下，能够与各种受光条件相应地，实现基于高精度的受光数据进行液晶显示装置30的亮度调整的反馈控制。

在实现利用近红外线区的触摸感测的情况下，例如，从位于红色滤光片RF与黑矩阵BM的重叠部的下部的第2光传感器31b的受光数据中，减去位于蓝色滤光片BF与黑矩阵BM的重叠部的下部的第2光传感器31b的受光数据。由此，能够抽取约700nm至800nm之间的受光数据。通过该运算，还能够同时进行暗电流的补偿。

此外，上述的图11的背光灯单元10也可以具备分别进行红色·绿色·蓝色的发光的固体发光元件(LED)。例如，进行红色、绿色、蓝色的时分割(场次序)发光与像素部的液晶驱动之间的同步控制。由此，能够进行全彩显示。而且，例如，也可以采用如下结构：将第2光传感器31b应用于红外线受光的感测，除了红色LED、绿色LED、蓝色LED，还具有红外线发光LED。该情况下，也可以是，将从红外线发光LED出射的红外线，向例如手指等指示器照射，实现用第2光传感器31b观测来自指示器的反射光的触摸感测。

另外，作为本实施方式所涉及的液晶显示装置30的第1光传感器31a以及第2光传感器31b而使用了硅系的光电二极管的情况下，光电二极管可以是PIN二极管，也可以是PN二极管。在光电二极管为PIN二极管的情况下，将P型区域/本征区域/N型区域的排列，可以在透明基板的面的水平方向上排列配设，或者也可以在透明基板13的面的垂直方向上进行层叠。

以上说明的本实施方式中，通过活用绿色滤光片与黑矩阵的重叠、红色滤光片与黑矩阵的重叠、蓝色滤光片与黑矩阵的重叠，能够实现高精度的颜色分离。

具备本实施方式所涉及的显示装置用基板的液晶显示装置例如可以配设于彩色复印机，也可以具备彩色下的摄像或者运动传感器功能，能够应用于利用了红外线区的触摸感测及光通信等中。

本实施方式所涉及的液晶显示装置能够实现300ppi以上的高精密化，能够用于手指识别等个人验证系统。

[第5实施方式]

本实施方式为上述第4实施方式的变形例。本实施方式所涉及的液晶显示装置中，第1光传感器31a以及第2光传感器31b为使用非晶硅半导体的光电二极管。本实施方式中，第1光传感器31a以及第2光传感器31b由作为开关元件而使用的晶体管来控制。开关元件例如是作为透明沟道而具备复合金属氧化物半导体的晶体管，但是，也可以是作为透明沟道而具备多晶硅半导体的晶体管。

本实施方式中，液晶层12具备初始垂直取向的液晶分子。

图16为表示本实施方式所涉及的液晶显示装置30a的局部的例子的截面图。该图16中，与上述图11比较，第1光传感器31a以及第2光传感器31b的形成位置不同。本实施方式中，在绝缘层14c之上，形成有第1光传感器31a以及第2光传感器31b。

另外，以下说明的金属布线、输出线、电源线、电极(包括晶体管的源电极、漏电极、栅电极等)、栅极线、信号线等均具有在表层设有铜的铜与钛的2层层叠构造。作为“表层”的铜的面朝向第1光传感器31a以及第2光传感器31b的方向，钛的面朝向未图示的背光灯单元10的方向。

图17是表示位于黑矩阵BM下侧的第2光传感器31b的结构、以及第2光传感器31b的控制用开关元件的2个晶体管的结构的例子的截面图。

本实施方式所涉及的显示装置用基板20在第2透明树脂层7之上，具备作为透明导电膜的共用电极25、取向膜33。

本实施方式所涉及的阵列基板34具备有源元件。有源元件具备晶体管等液晶驱动元件、光传感器等受光元件。该受光元件设置于背光灯单元10的附近，包含在表层具备相对于受光元件的灵敏度区的波长的光具有高的反射率的金属的金属布线。

阵列基板34具备例如电源线、输出线等那样的多个金属布线。多个金属布线的表层的金属相对于受光元件的灵敏度区的波长的光具有高的反射率。

背光灯单元10设置于阵列基板34的与液晶层12相反侧的背面的附近，发出可见光和受光元件的灵敏度区的波长的光。

构成2个晶体管35a、35b的一方的电极36L与未图示的输出线电连接，经由输出线输出第2光传感器31b的受光数据。2个晶体管35a、35b的另一方的电极36R与电源线连接。

2个晶体管35a、35b能够根据与上述的输出线、电源线之间的连接的朝向来调换其功能。例如，在电极36L与电源线连接、从电极36R输出受光数据的情况下，晶体管35a作为选择用晶体管发挥功能。位于晶体管35a的下部的栅电极37被从栅极线提供选择信号，晶体管35b作为放大用晶体管发挥功能。经由电极36L，第2光传感器31b的受光数据被放大后从电极36R输出。

第2光传感器31b从下部电极38a，经由接触孔39以及金属布线40，与电极36R电连接。第2光传感器31b的上部电极38b经由未图示的接触孔与共用电极布线电连接。绝缘层41a～41d例如可以由氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、包含这些材料的混合氧化物、或者能够通过感光性进行碱性显影的丙烯酸树脂等来形成。

第2光传感器31b以及第1光传感器31a(图17中未图示)在图17中，具有从上方依次为P型半导体的非晶硅42、本征半导体(I型)的非晶硅43、N型半导体的非晶硅44的层叠结构。在P型半导体的非晶硅42的上表面、N型半导体的非晶硅44的下表面，分别形成有透光性的上部电极(导电膜)38b、下部电极38a。上部电极38b、下部电极38a例如可以由被称作ITO的导电性金属氧化物等来形成。

在本实施方式所涉及的第2光传感器31b的下侧，形成有晶体管及金属布线、作为伪图案的金属布线45。作为伪图案的金属布线45为在俯视时形成为将光传感器31b的下部几乎无间隙地填埋的图案，与金属布线、输出线、电源线、电极、栅极线、信号线等之间电分离。作为伪图案的金属布线45是出于进行从液晶显示装置的观察面入射的光的反射、提高第2光传感器31b的灵敏度的目的而形成的。铜的膜厚例如为300nm，钛的膜厚例如为10nm。钛能够置换成钼、钨等其他高熔点金属。铜在感测中使用的对象的光的波长处于可见光区的情况下，能够置换为铝或者铝合金。

本实施方式所说明的第光传感器31b还观测来自位于第2光传感器31b下侧的铜等光反射率高的金属膜的反射光，因此，能够提高受光灵敏度。

本实施方式中，为了提高第2光传感器31b的光吸收，例如也可以在铜等那样的光反射率高的金属膜的表面设置微小凹凸。

此外，本实施方式中，为了提高第2光传感器31b的光吸收，也可以在光反射率高的金属膜的表面通过折射率不同的透明树脂等来形成具有光的波长等级的直径的多个柱。

本实施方式中，作为有源元件，例如使用了薄膜晶体管、光电二极管、光电晶体管。铜或者铝为表层的金属布线例如是指，与光电二极管或者光电晶体管接近的金属布线的表层为铜或者铝。与受光元件的受光面接近的金属布线的表层例如为铜、铝或者钛。铜、铝或者钛若含有3％以上的异种金属或者杂质则反射率会降低。因此，以铜为基材的金属也可以含有使得反射率降低的影响小的小于3％的异种金属或者杂质。换言之，本实施方式所涉及的铜或者铝为含有小于3％的异种金属或者杂质的铜或者铝。作为能够向铜中添加的异种金属，例如有镁、铝、铟、锡等。

本实施方式中，以第2光传感器31b为例进行了说明，但是第1光传感器31a也能够应用同样的结构。

[第6实施方式]

本实施方式中，对上述第1至第5实施方式中使用的透明树脂以及有机颜料等的材料进行例示。

＜透明树脂＞

在形成边框部2、黑矩阵BM、由红色滤光片RF、绿色滤光片GF、蓝色滤光片BF的像素图案构成的彩色滤光片21时使用的感光性着色组成物，除了颜料分散体(以下称作糊剂)之外，还含有多官能性单体，感光性树脂或者非感光性树脂，聚合引发剂，溶剂等。例如，本实施方式中使用的感光性树脂或者非感光性树脂等那样的透明性高的有机树脂通称而称作透明树脂。

作为透明树脂，能够使用热塑性树脂、热固化性树脂或者感光性树脂。作为热塑性树脂，例如能够使用丁醛树脂、苯乙酸－马来酸共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚氯乙烯、氯乙烯－乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环化橡胶系树脂、纤维素类、丁二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺树脂等。

作为热固化性树脂，例如能够使用环氧树脂、苯代三聚氰胺树脂、松香改性马来酸树脂、松香改性富马酸树脂、密胺树脂、尿素树脂、酚醛树脂等。热固化性树脂也可以是使密胺树脂与含有异氰酸酯基的化合物发生反应来生成。

＜碱可溶性树脂＞

在形成本实施方式所涉及的边框部2以及黑矩阵BM、第1透明树脂层6、第2透明树脂层7、彩色滤光片21时，优选使用能够通过光刻形成图案的感光性树脂组成物。这些透明树脂优选为被赋予了碱可溶性的树脂。作为碱可溶性树脂，可以使用包含羧基或者羟基的树脂，也可以使用其他树脂。作为碱可溶性树脂，例如能够使用环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、聚乙烯酚醛系树脂、丙烯酸系树脂、含羧基的环氧树脂、含羧基的聚氨酯树脂等。这些树脂当中，作为碱可溶性树脂，优选使用环氧丙烯酸酯系树脂、酚醛清漆系树脂、丙烯酸系树脂、特别优选环氧丙烯酸酯系树脂或者酚醛清漆系树脂。

＜丙烯酸树脂＞

作为本实施方式中能够使用的透明树脂的代表，示例出以下的丙烯酸系树脂。

作为丙烯酸系树脂，能够使用利用下述单体得到的聚合物，该单体例如为：(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯；(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸环氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含醚基的(甲基)丙烯酸酯；以及(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等。

另外，所例示的这些材料的单体能够单独地使用，或者能够同时采用2种以上。

而且，丙烯酸树脂可以使用含有能够与这些材料的单体共聚的苯乙酸、环己基马来酰亚胺或者苯基马来酰亚胺等化合物的共聚物来生成。此外，例如，可以通过使(甲基)丙烯酸等具有烯属不饱和基团的羧酸共聚而得到的共聚物与甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基以及不饱和双键的化合物反应，生成具有感光性的树脂，得到丙烯酸树脂。例如，可以通过使甲基丙烯酸缩水甘油酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯的聚合物或其聚合物和其它的(甲基)丙烯酸的共聚物与(甲基)丙烯酸等含羧酸的化合物加成，生成具有感光性的树脂，形成丙烯酸树脂。

＜有机颜料＞

作为红色颜料，例如能够使用C.I.PigmentRed7、9、14、41、48：1、48：2、48：3、48：4、81：1、81：2、81：3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、242、246、254、255、264、272、279等。

作为黄色颜料，例如能够使用C.I.PigmentYellow1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35：1、36、36：1、37、37：1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、144、146、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等。

作为蓝色颜料，例如能够使用C.I.PigmentBlue15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、22、60、64、80等，这些颜料当中优选C.I.PigmentBlue15：6。

作为紫色颜料，例如能够使用C.I.PigmentViolet1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等，这些颜料当中优选C.I.PigmentViolet23。

作为绿色颜料，例如能够使用C.I.PigmentGreen1、2、4、7、8、10、13、14、15、17、18、19、26、36、45、48、50、51、54、55、58等，这些颜料当中优选作为卤化锌酞菁绿色颜料的C.I.PigmentGreen58。作为绿色颜料，也可以使用卤化铝酞菁颜料。

＜边框部2以及黑矩阵BM的色材＞

边框部2以及黑矩阵BM中包含的遮光性的色材为在可见光波长区域具有吸收性、且具备遮光功能的色材。在本实施方式中遮光性的色材中，例如能够使用有机颜料、无机颜料、染料等。作为无机颜料，例如能够使用炭黑、氧化钛等。作为染料，例如能够使用偶氮系染料、蒽醌系染料、酞菁系染料、醌亚胺系染料、喹啉系染料、硝基系染料、羰基系染料、次甲基系染料等。关于有机颜料，例如也可以应用上述的有机颜料。另外，这些遮光性的色材可以使用1种，也可以按照适当的比率来组合使用2种以上。

例如，可见光波长区为约光波长400nm～700nm的范围。

本实施方式所涉及的黑矩阵BM的透射率上升的波长能够通过有机颜料的组合的变更、以及添加量的调整中的至少一个，在约光波长670nm～约光波长800nm的区域进行调整。约光波长670nm时，红色滤光片RF的透射率被较高地维持。约光波长800nm为蓝色滤光片BF的透射率变高的上升部分。

＜边框部2中应用的黑色抗蚀剂1的例子＞

对边框部2中使用的黑色糊剂(分散体)的调制例进行说明。

对下述的组成的混合物均匀地进行搅拌混合，用玻珠分散机进行搅拌，制成黑色糊剂。各自的组成由质量份来表示。

碳颜料20份

分散剂8.3份

铜酞菁衍生物1.0份

丙二醇单甲醚乙酸酯71份

使用上述黑色糊剂，以使下述的组成的混合物均匀地进行搅拌混合，用5μm的滤网进行过滤，调制出应用于边框部2的黑色抗蚀剂1。

本实施方式中，所谓抗蚀剂是指含有碳或者颜料的感光性着色组成物。

黑色糊剂25.2份

丙烯酸树脂溶液18份

季戊四醇五及六丙烯酸酯5.2份

光聚合引发剂1.2份

增感剂0.3份

流平剂0.1份

环己酮25份

丙二醇单甲醚乙酸酯25份

在本实施方式以及上述各实施方式中，黑色抗蚀剂1或者彩色抗蚀剂中的主色材意思是指，相对于该抗蚀剂中包含的色材的全部质量比(％)而言占据50％以上的色材。

例如，黑色抗蚀剂1中，碳占据色材的100％，碳为主色材。此外，以碳为主色材的黑色抗蚀剂中，为了调整其色调或者反射色，也可以在全部质量比中按照10％以下的程度，添加红色、黄色、蓝色等的有机颜料。

＜黑矩阵BM中使用的黑色抗蚀剂2的例子＞

以下示出黑矩阵BM中使用的有机颜料的混合例。

C.I.颜料红254(以下简称为R254)

C.I.颜料黄139(以下简称为Y139)

C.I.颜料紫23(以下简称为V23)

该3种颜料当中，R254的颜料也可以省去。而且，该3种颜料之外，为了进行颜色(透射波长)调整，还可以将微量的其他种类的颜料、例如上述的有机颜料按照20质量％以下的少量来添加。例如，为了进行光波长700nm附近的分光特性的上升的调整(分光曲线形状的调整)，优选将卤化锌酞菁颜料、卤化铜酞菁颜料或者卤化铝酞菁颜料，按照20％质量以下的少量来使用。

黑矩阵BM优选为在可见光区中的透射率为5％以下。可见光区通常约为光波长400nm～700nm。为了将黑矩阵BM的半值波长设定为光波长670nm～750nm的范围，需要从光波长约660nm附近起红外线透射率特性上升、在长波长侧透射率特性变高。黑矩阵BM的低透射率的波长范围也可以设为约光波长400nm～650nm的范围。

另外，将黑矩阵BM的透射率设为在约光波长400nm～650nm的范围中为5％以下的较低的值，能够通过增加黑矩阵BM中含有的颜料的量、或者增大黑矩阵BM的膜厚来极其容易地实现。半值波长的波长位置也同样，能够基于颜料的量、紫色颜料、绿色颜料、黄色颜料、红色颜料的组成比、黑矩阵BM的膜厚等来容易地进行调整。作为应用于黑矩阵BM的绿色颜料，能够应用各种绿色颜料。为了将黑矩阵BM的半值波长设定为光波长680nm～800nm的范围，作为绿色颜料，优选为红外线透射率的上升(例如半值波长)处于光波长700nm～800nm的范围的绿色颜料。用于将半值波长设定为光波长680nm～800nm的范围而进行的调整，主要基于紫色颜料和绿色颜料来实现。为了调节黑矩阵BM的半值波长的位置，也可以添加有蓝色颜料。代替有机颜料的混合例的紫色颜料，例如使用C.I.颜料蓝15：6的蓝色颜料的话，则能够将半值波长调整为约800nm。例如，通过向下述的R254、Y139、V23等有机颜料混合系中还添加上述的绿色颜料或者C.I.颜料蓝15：3的蓝色颜料的少量，能够将半值波长的位置调整为680nm至800nm的范围内。

R254的质量比率(％)例如也可以设为属于0～15％的范围。

Y139的质量比率(％)例如也可以设为属于25～50％的范围。

V23的质量比率(％)例如也可以设为属于35～75％的范围。

黑矩阵BM的膜厚、例如1μm前后的膜厚中，将V23的紫色颜料以35～75％的范围的某个值向黑矩阵BM添加。由此，黑矩阵BM在比光波长670nm靠长波长侧具有半值波长。将黄色的有机颜料设为25～50％中的某个值，而且还将红色的有机颜料添加0～15％，进行混合，由此，能够使黑矩阵BM的光波长400nm～660nm的透射率充分降低。通过从第1光传感器31a的受光数据中减去第2光传感器31b的受光数据的减法运算，能够防止在约光波长400nm～660nm的范围中黑矩阵BM的透射率稍微变高(防止黑矩阵BM的透射率从分光特性中的透射率0％的基准线稍微变高)，能够进行正确的颜色分离。

通常，在基于这些颜料生成彩色抗蚀剂(着色组成物)之前，颜料被分散到树脂或者溶液中，生成了颜料糊剂(分散液)。例如，为了将颜料Y139单体分散到树脂或者溶液中，对颜料R139的7份(质量份)混合以下的材料。

丙烯酸树脂溶液(固形分20％)40份

分散剂0.5份

环己酮23.0份

另外，V23、R254等那样的其他颜料也可以分散到相同的树脂或者溶液中，生成黑色的颜料分散糊剂。

以下，示例基于上述的颜料分散糊剂生成黑色抗蚀剂2的组成比。

Y139糊剂14.70份

V23糊剂20.60份

丙烯酸树脂溶液14.00份

碱性单体4.15份

引发剂0.7份

增感剂0.4份

环己酮27.00份

PGMAC10.89份

通过上述的组成比，形成了黑矩阵BM中使用的黑色抗蚀剂2。

黑矩阵BM的形成中使用的颜料的主色材、即黑色抗蚀剂2为相对于全部质量比占据约58％的紫色颜料V23。有机颜料多数在比光波长约800nm靠长波长的区域具有高的透射率。黄色颜料Y139也是在比光波长800nm靠长波长的区域具有高的透射率。

例如，黑色抗蚀剂2的主色材也可以为100％的有机颜料。或者，在将有机颜料作为主色材的黑色抗蚀剂2中，为了调整遮光性，也可以按照全部质量的40％以下的程度来添加碳。

将上述的含有黑色抗蚀剂的着色抗蚀剂涂覆到透明基板上，能够通过公知的光刻的工序来进行图案形成。或者，上述的含有黑色抗蚀剂的着色抗蚀剂例如能够使用酚醛清漆系的感光性抗蚀剂并通过干式蚀刻的手法来进行图案形成。

在以碳为主颜料的黑色抗蚀剂1中，除了边框部之外还一并形成对准标记，使用该对准标记，能够进行黑色抗蚀剂2的涂覆后的对准。对准标记能够利用图6所示的、例如光的波长850nm处的透射率的差D1、使用红外线以及红外线摄像机等来进行识别。

上述各实施方式所涉及的显示装置用基板1、20、27能够作为具备显示装置用基板的显示装置来进行各种应用。作为搭载有具备上述各实施方式所涉及的显示装置用基板1、20、27的显示装置的电子设备，例如能够列举出移动电话、便携式游戏机、便携式信息终端、个人计算机、电子书籍、视频摄像机、数码相机、头安装显示器、导航系统、声学再现装置(汽车音频、数字音频播放器等)、复印机、传真机、打印机、打印机复合机、自动售货机、现金自动存取机(ATM)、个人验证设备、光通信设备。

上述的各实施方式能够在不改变发明的主旨的范围内进行各种变更来应用。上述的各实施方式能够自由地组合使用。

附图标记的说明

1、20、27……显示装置用基板，2……边框部，3……显示区域，4……边框区域，5……透明基板，6……第1透明树脂层，BM……黑矩阵，7……第2透明树脂层，OW……开口部的宽度，8、22、28、30、30a……液晶显示装置，9、91……液晶面板、10……背光灯单元、11、24、34……阵列基板、12……液晶层、13……透明基板、14a～14c、41a～41d……绝缘层、15……共用电极、16……像素电极、17a、17b……取向不良区域，21……彩色滤光片，23……像素电极，25……共用电极，29a、29b……感测电极，31a、31b……光传感器，32……处理部，33……取向膜，35a、35b……晶体管，36L、36R……电极，37……栅电极，38a……下部电极，38b……上部电极，39……接触孔，40、45……金属布线。

Claims (7)

1.一种显示装置用基板，其中，具备：

透明基板；

边框部，设置于所述透明基板之上，形成于将显示区域包围的边框区域，作为主色材而含有碳，并具有遮光性；

第1透明树脂层，形成于形成有所述边框部的所述透明基板之上；

黑矩阵，形成于所述第1透明树脂层之上，将所述显示区域划分成多个矩阵状开口部，作为主色材而含有有机颜料；以及

第2透明树脂层，形成于形成有所述黑矩阵的所述第1透明树脂层之上。

2.如权利要求1的显示装置用基板，其中，

在所述透明基板与所述第1透明树脂层之间，还具有包含红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片的彩色滤光片。

3.一种显示装置，其中，

具备权利要求1或2所述的显示装置用基板。

4.如权利要求3的显示装置，其中，

还具备具有多个金属布线和多个有源元件的阵列基板，

所述显示装置用基板与所述阵列基板隔着液晶层而对置，

所述多个有源元件包含液晶驱动元件和受光元件，

所述多个金属布线的表层的金属相对于所述受光元件的灵敏度区的波长的光具有高的反射率，

还具有背光灯单元，该背光灯单元设置于所述阵列基板的与所述液晶层相反侧的背面的附近，发出可见光和所述受光元件的灵敏度区的波长的光。

5.如权利要求4的显示装置，其中，

所述受光元件设置于所述背光灯单元的附近，包含在表层具备相对于所述受光元件的灵敏度区的波长的光具有高的反射率的金属的金属布线。

6.一种显示装置，具备显示装置用基板、以及具有多个金属布线和多个有源元件的阵列基板，其中，

所述显示装置用基板具备：

透明基板；

彩色滤光片，形成于所述透明基板之上，包含红色滤光片、绿色滤光片及蓝色滤光片；

第1透明树脂层，形成于所述彩色滤光片之上；

黑矩阵，形成于所述第1透明树脂层之上，将所述显示区域划分为多个矩阵状开口部，作为主色材而含有有机颜料；以及

第2透明树脂层，形成于形成有所述黑矩阵的所述第1透明树脂层之上，

所述显示装置用基板与所述阵列基板隔着液晶层而对置，

所述多个有源元件包含液晶驱动元件和受光元件，

所述多个金属布线的表层的金属相对于所述受光元件的灵敏度区中包含的波长的光具有高的反射率，

还具有背光灯单元，该背光灯单元设置于所述阵列基板的与所述液晶层相反侧的背面的附近，发出可见光和所述受光元件的灵敏度区中包含的波长的光。

7.如权利要求4或6所示的显示装置，其中，

所述多个金属布线的表层的金属为铜、含有小于3％的异种金属或者杂质的铜、或者含有小于3％的异种金属或者杂质的铝。