JP2023068904A - タッチパネル付き液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画面のコントラストを一層高めてその表示品位を高めたタッチパネル付き液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】タッチパネル１００、液晶パネル３００及びバックライトモジュール５００でタッチパネル付き液晶表示装置を構成する。タッチパネル１００が、タッチデバイス１５とブラックマトリクス（以下、「タッチパネル側ブラックマトリクス」という）１４ａとを備えており、液晶パネル３００は、液晶層を挟んで貼り合せたカラーフィルタ基板３１０と液晶駆動基板３３０とで構成され、カラーフィルタ基板３１０には、表示画面の画素を区画するブラックマトリクス（以下「液晶パネル側ブラックマトリクス」という）３２ａが設けられている。そして、タッチパネル側ブラックマトリクス１４ａと液晶パネル側ブラックマトリクス３２ａとが位置整合して配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示画面にタッチすることにより、情報や命令を入力することができるタッチパネル付き液晶表示装置に関する。

このようなタッチパネル付き液晶表示装置は周知である。特許文献１に記載のタッチパネル付き液晶表示装置は、タッチパネルとして、静電容量方式の検知素子を利用したタッチパネル付き液晶表示装置に関するもので、この検知素子とその配線とをブラックマトリクスで隠すことにより、画面の表示品位を高めたものである。

このタッチパネル付き液晶表示装置においては、前記タッチパネルのブラックマトリクスの開口部に、表示光を着色する着色膜を配置しており、このタッチパネルは液晶パネルのカラーフィルタ基板を兼ねている。

特許第６５８３５６９号公報

本発明は、特許文献１に記載のタッチパネル付き液晶表示装置を改良したもので、表示画面のコントラストを一層高めてその表示品位を高めたタッチパネル付き液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

すなわち、請求項１に記載の発明は、タッチパネル、液晶パネル及びバックライトモジュールで構成され、バックライトモジュールから出射する出射光の透過と不透過とを液晶パネルで制御して画面表示すると共に、この表示画面にタッチすることにより入力することができるタッチパネル付き液晶表示装置において、
前記タッチパネルが、タッチデバイスとブラックマトリクス（以下、「タッチパネル側ブラックマトリクス」という）とを備えており、
前記タッチデバイスには、指等の接触または近接を検知する検知素子がマトリクス状に配列されており、かつ、これら検知素子の配線が設けられており、
前記タッチパネル側ブラックマトリクスは、前記検知素子とその配線とを画面観察者から隠す位置に配置されており、
前記液晶パネルは、液晶層を挟んで貼り合せたカラーフィルタ基板と液晶駆動基板とで構成され、前記カラーフィルタ基板には、表示画面の画素を区画するブラックマトリクス（以下「液晶パネル側ブラックマトリクス」という）が設けられて、その開口部を表示画素とすると共に、これら表示画素のそれぞれに、これを透過する光を着色する着色膜が設けられており、
前記タッチパネル側ブラックマトリクスと液晶パネル側ブラックマトリクスとが位置整合して配置されていることを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置である。

なお、配線のバックライトモジュール側は光反射性を有することが望ましい。バックライトモジュールから発生する光の利用効率を向上させるためである。

また、前記タッチパネル側ブラックマトリクスを構成する線は、前記液晶パネル側ブラ
ックマトリクスを構成する線よりも太い線から成ることが望ましい。

また、前記タッチパネル側ブラックマトリクスのバックライトモジュール側の面に光反射性マトリクスが積層されていてもよく、この際、前記光反射性マトリクスを構成する線が、前記タッチパネル側ブラックマトリクスを構成する線よりも細い線から成ることが望ましい。バックライトモジュールから発生する光の利用効率を向上させると共に、表示画面を斜め方向から観察した場合にも、タッチパネル側ＢＭ１４ａの端部から光反射性マトリクス１４ｘがはみ出して観察されることを防ぐためである。

なお、液晶パネル側ブラックマトリクスについても同様である。すなわち、前記液晶パネル側ブラックマトリクスのバックライトモジュール側の面に光反射性マトリクスが積層されていてもよく、この際、前記光反射性マトリクスを構成する線を、液晶パネル側ブラックマトリクスを構成する線よりも細い線で構成することが望ましい。

本発明においては、タッチパネルと液晶パネルの両方にブラックマトリクスが配置されている。この様にタッチパネルと液晶パネルの両方に配置したブラックマトリクスを位置整合して配置することで、光源から発する光が横方向に広がることを効率的に抑制できる。

このような構造により、表示画面を斜めから観察したときにも、特定の表示画素とその特定画素に隣接する表示画素からの光が混合することがない。このため、明るく、しかもコントラストが高くできて、表示品位の高い画面表示を実現することができる。

図１は本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。 図２は本発明の第１実施形態に係り、タッチパネル側ブラックマトリクスとその開口部及び検知素子の配列を示す説明用平面図である。 図３は本発明の第１実施形態に係り、図３（ａ）は検知素子及びその配線とタッチパネル側ブラックマトリクスとの位置関係を示す説明用平面図、図３（ｂ）はそのタッチパネル側ブラックマトリクスの位置を示す説明用平面図である。 図４は本発明の第１実施形態に係り、そのタッチデバイスの説明用断面図である。 図５は本発明の第１実施形態に係り、タッチパネル側ブラックマトリクスの開口部と液晶パネル側ブラックマトリクスの開口部との位置関係を示す説明用平面図である。 図６は本発明の第１実施形態に係り、液晶駆動基板の薄膜トランジスタの駆動回路の回路図である。 図７は本発明の第１実施形態に係り、そのバックライトモジュールの発光ユニットの説明用断面図である。 図８は本発明の第１実施形態に係り、バックライトモジュールの発光素子の駆動回路の回路図である。 図９は本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。 図１０は本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。 図１１は本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。 図１２は本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の説明用断面図である。 図１３は本発明の第５実施形態に係り、そのバックライトモジュールの説明用断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

[第１の実施の形態]
図１は本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置Ａの説明用断面図である。

図１から分かるように、液晶表示装置Ａは、タッチパネル１００、液晶パネル３００及びバックライトモジュール５００で構成されている。そして、タッチパネル１００と液晶パネル３００とは接着剤層２００で接着されており、液晶パネル３００とバックライトモジュール５００とは接着剤層４００で接着されている。

この液晶表示装置Ａの概要を説明すると、まず、バックライトモジュール５００は、液晶表示装置Ａの画面表示に必要な光を発生するものである。そして、このバックライトモジュール５００から出射した出射光の透過と不透過とを液晶パネル３００で制御する。出射光の透過と不透過とは、画素ごとに制御することができ、この結果、液晶パネル３００の表面を表示画面としてこの画面に画像を表示することができる。

なお、この液晶表示装置Ａは、いわゆるローカルディミング技術を利用して、エリアごとに光強度をコントロールして画面表示できるように構成されている。すなわち、バックライトモジュール５００は複数の発光ユニットを配列して構成されており、この複数の発光ユニットごとに発光する光源光の強度をコントロールすることができる。そこで、それぞれの発光ユニットに対応する表示画面の領域を単位表示エリアとすると、その発光ユニットの光強度をコントロールすることにより、これに対応する単位表示エリアの表示光の輝度をコントロールすることが可能である。

一方、前述のように、液晶パネル３００の表面には、タッチパネル１００が接着されている。このタッチパネル１００は、その表面への指等の接触または近接を検知することにより、検知した位置の情報を出力するという入力装置である。液晶パネル３００の表面には機能を示す図形や文字等が表示されており、この画像を見ながら所望の機能を示す図形や文字等の表示に合わせて指等を液晶パネル３００の表面に接触又は近接させて入力することができる。

（タッチパネル１００）
タッチパネル１００は、タッチデバイス１５とブラックマトリクス（以下、「タッチパネル側ブラックマトリクス」又は「タッチパネル側ＢＭ」という）とを備えて構成されている。なお、図１においては、タッチパネル側ＢＭには符号「１４ａ」を付して示し、このタッチパネル側ＢＭ１４ａの開口部には「１４ｂ」の符号を付して示している。

また、図１から分かるように、このタッチパネル１００は、タッチデバイス１５とタッチパネル側ＢＭ１４ａのほか、これらタッチデバイス１５を支持する透明基板１６，透過率調整層１３等を有しており、その観察者側表面には、接着剤層１２を介してカバーガラス１１が貼り合わされている。

すなわち、このタッチパネル１００は、透明基板１６上に、タッチデバイス１５、タッチパネル側ＢＭ１４ａ、透過率調整層１３、カバーガラス１１をこの順に積層して構成されている。なお、これら各層の間には、接着剤層１２をはじめとする各種接着剤層や透明樹脂層を介在させることが可能である。

ところで、図２はタッチパネル側ＢＭ１４ａとその開口部１４ｂ及び検知素子１５ＳＵの配列を示す説明用平面図である。この図２から分かるように、タッチパネル側ＢＭの開口部１４ｂは行列状に配列されており、タッチパネル側ＢＭ１４ａはこの開口部１４ｂを
囲むように、行方向に伸びる直線と列方向に伸びる直線とで構成されている。なお、この図２では、行列状に配列した開口部１４ｂのそれぞれを区別するため、その符号「１４ｂ」に行方向の位置及び列方向の位置を示す添え字を付して示している。また、このタッチパネル側ＢＭの開口部１４ｂは、表示画面の画素を構成するため、後述する液晶パネル側ブラックマトリクス３２ａと区別して「画素開口部１４ｂ」と呼ぶこともある。

また、タッチデバイス１５には、一対のトランジスタ１５ａと容量素子配線１５ｂとで構成される検知素子１５ＳＵがマトリクス状に配列されている。図２においては、この検知素子１５ＳＵを一点鎖線で示している。

＜タッチパネル１００の透明基板１６＞
タッチパネル１００の透明基板１６としては、例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等のプラスチック基板を用いることができる。その可視光の透過率は高いほどより好ましく、また、その比誘電率は低いことが望ましい。

＜タッチデバイス１５＞
図３には、これらタッチパネル側ＢＭ１４ａと検知素子１５ＳＵとの位置関係を示した。まず、図３（ａ）は検知素子１５ＳＵ及びその配線とタッチパネル側ブラックマトリクスとの位置関係を示す説明用平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示した検知素子１５ＳＵと、タッチパネル側ブラックマトリクスの位置を示す説明用平面図である。また、図４は、単一の検知素子１５ＳＵの範囲内におけるタッチデバイス１５の説明用断面図である。

前述のように、検知素子１５ＳＵは、一対のトランジスタ１５ａと容量素子配線１５ｂとで構成されている。トランジスタ１５ａは透明基材１５ｅ上に設けられている。トランジスタ１５ａは、ゲート電極１５ａ_３、ソース電極１５ａ_１、ドレイン電極１５ａ_２、及びゲート絶縁膜１５ａ_４とチャネル層１５ａ_５で構成されている。すなわち、まず、透明基材１５ｅに一番近い面にゲート電極１５ａ_３が設けられ、ゲート絶縁膜１５ａ_４を介してチャネル層１５ａ_５が設けられている。さらにチャネル層１５ａ_５に接触する形でソース電極１５ａ_１及びドレイン電極１５ａ_２が積層されている。そして、これらゲート電極１５ａ_３，ソース電極１５ａ_１及びドレイン電極１５ａ_２には電気配線が接続されている。ゲート電極１５ａ_３に接続された配線は信号線１５ｃであり、図３（ａ）では左右方向に延在している。また、ソース電極１５ａ_１とドレイン電極１５ａ_２に接続された配線は出力線１５ｄで、図３では上下方向に延在している。

次に、容量素子配線１５ｂは、これに指等が近接したとき図示されていないグランド（例えば、表示装置の筐体や他の部位にある導電体）との間に電荷を蓄積するもので、この電荷の蓄積によって指等の近接、すなわち、入力を検知できる。そして、この容量素子配線１５ｂには信号線１５ｃが接続されている。このため、容量素子配線１５ｂにおける電荷の蓄積は、信号線１５ｃを通してトランジスタ１５ａのゲート電極１５ａ_３に入力され、その信号が出力線１５ｄから出力される。

なお、検知素子１５ＳＵには、必要に応じ、電源線、リセット線、リセット信号のための第２トランジスタを加えることができる。なお、リセットとは容量素子配線１５ｂに残存する電荷をゼロにする工程を意味する。

ところで、トランジスタ１５ａを構成するゲート電極１５ａ_３、ソース電極１５ａ_１、ドレイン電極１５ａ_２の各電極及びこれらの配線１５ｃ，１５ｄは、そのバックライトモジュール側が光反射性を有するような材質で構成されている。バックライトモジュール５００から液晶パネル３００を透過してタッチパネル１００に到達した光のうち、これら各電極１５ａ_１，１５ａ_２，１５ａ_３や配線１５ｃ，１５ｄに入射した光を反射してバックライトモジュール５００に戻すためである。一般にバックライトモジュール５００には、発生した光を目的とする方向に出射するように、その反対側に光反射性部材が設けられている。そこで、この光反射性部材と前記光反射性の各電極１５ａ_１，１５ａ_２，１５ａ_３や配線１５ｃ，１５ｄとは互いに向かい合っており、このため、発生した光源光はこの両者の間で何度も反射し、この結果、実質的にすべての光が画面表示に利用されるから、光利用効率を改善することができるのである。

光反射性の各電極１５ａ_１，１５ａ_２，１５ａ_３や配線１５ｃ，１５ｄは単層構造の光反射性金属膜で構成することもできるが、多層構造の光反射膜で構成することも可能である。

単層構造の光反射性金属膜としては、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成る金属薄膜を例示できる。アルミニウム合金としては、モリブデンやチタン等の高融点金属、ネオジム等の希土類、あるいはケイ素を少量含むアルミニウム合金が採用できる。反射率の観点からネオジムを０．２～３質量％含むアルミニウム合金が好ましい。ネオジムが０．２質量％未満では、アルミニウムの結晶が粗大化あるいはヒロック形成のため光反射率が低下しやすい。また、ネオジムが３質量％を超えた場合にも光反射率が低下する傾向となる。これに対し、ネオジムが０．２質量％以上３質量％以下の範囲にて、高い反射率を安定して再現しやすいのである。また、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成る金属薄膜の上をチタン、モリブデンなどの高融点金属やこれらの窒化物で覆って、二層構成の光反射膜としてもよい。

また、単層構造の光反射性金属膜として、銀あるいは銀合金の金属薄膜を使用することもできる。ところで、銀薄膜あるいは銀合金薄膜は、ガラス基板や樹脂に対する密着力がほとんどないから、これを改善するため、銀あるいは銀合金の金属薄膜を採用する場合には、この銀あるいは銀合金の金属薄膜を中間層として、その両側に導電性酸化物の薄膜を配置した三層構造とすることが望ましい。導電性酸化物の薄膜としては、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化アンチモン、酸化ガリウム等を好ましく使用することができる。なお、これら導電性酸化物の配合を調整することで、酸などエッチャントへの溶解性や耐酸性を調整することができる。例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫の３種を含む複合酸化物の系では、酸化インジウムに対し、酸化亜鉛量を増やし、酸化錫量を減らすことで酸などエッチャントへの溶解性を高くすることができる。逆に酸化錫量を増やすことで耐酸性を向上させることが可能である。この実施形態では、ゲート電極１５ａ_３、ソース電極１５ａ_１、ドレイン電極１５ａ_２の各電極及びこれらの配線１５ｃ，１５ｄのいずれもが、銀あるいは銀合金の金属薄膜を中間層として、その両側に導電性酸化物の薄膜を配置した三層構造とされている。例えば、信号線１５ｃは、銀あるいは銀合金の金属薄膜１５ｃ_１の両側に導電性酸化物の薄膜１５ｃ_２，１５ｃ_３を積層している。ゲート電極１５ａ_３、ソース電極１５ａ_１、ドレイン電極１５ａ_２の各電極及び出力線１５ｄについても同様である。

＜タッチパネル側ＢＭ１４ａ＞
タッチパネル側ＢＭ１４ａは、図３（ａ）及び図４に示すように、トランジスタ１５ａ、容量素子配線１５ｂ及び信号線１５ｃと出力線１５ｄの上に配置されている。すなわち、タッチパネル側ＢＭ１４ａは、これを構成する行方向に伸びる直線と列方向に伸びる直線とによって、トランジスタ１５ａと容量素子配線１５ｂとから成る検知素子１５ＳＵと、その配線１５ｃ，１５ｄの両方を、画面観察者から隠す位置に配置されている。なお、図３（ａ）には、タッチパネル側ＢＭ１４ａの縁を破線１４ａ_ｘで示している。また、タッチパネル側ＢＭ１４ａの位置及び形状を図３（ｂ）に図示しているが、これら図３（ａ）と図３（ｂ）とが互いに対応する位置関係にあることは明らかと考える。このタッチパネル側ＢＭ１４ａは可視光を吸収する黒色を有しており、このため、タッチパネル側ＢＭ１４ａに入射した光はタッチパネル側ＢＭ１４ａに吸収される。

なお、後述するように、このタッチパネル側ＢＭ１４ａを構成する線は液晶パネル３００のブラックマトリクス３２ａを構成する線よりも太い線で構成されている。このため、表示画面を正面から観察したときには、液晶パネル３００のブラックマトリクス３２ａは、タッチパネル側ＢＭ１４ａの内部に位置し、その背後に隠れてはみ出すことがない。このため、表示画面を正面から観察したときには液晶パネル３００のブラックマトリクス３２ａを観察することができない。もっとも、表示画面を斜め方向から観察した場合には、このタッチパネル側ＢＭ１４ａの端部から液晶パネル３００のブラックマトリクス３２ａがはみ出して見える可能性がある。

ところで、このタッチパネル側ＢＭ１４ａのバックライトモジュール５００側の面に光反射性マトリクス１４ｘが積層されている。タッチパネル側ＢＭ１４ａに入射した光を反射してバックライトモジュール５００に戻すことにより、光利用効率を改善するためである。なお、この光反射性マトリクス１４ｘを構成する線は、タッチパネル側ＢＭ１４ａを構成する線よりも細い線から成ることが望ましい。表示画面を斜め方向から観察した場合にも、タッチパネル側ＢＭ１４ａの端部から光反射性マトリクス１４ｘがはみ出して観察されることを防ぐためである。

タッチパネル側ＢＭ１４ａは、樹脂にカーボンブラックやチタンブラック等の可視光吸収機能を持つ黒色顔料を分散させて形成することができる。また、これら黒色顔料に加えて、青色顔料など有機顔料を添加してもよい。その光学濃度は０．５以上４未満の範囲内に設定することができる。また、その厚み方向に低効率や誘電率を変化させてもよい。

前述のように、容量素子配線１５ｂに残存する電荷をゼロにするリセット用に第２トランジスタを用いる場合には、タッチセンシング後のリセット期間内にリセットを終了させる必要があるが、例えば、タッチパネル側ＢＭ１４ａの抵抗率を１０^８Ωｃｍ以上１０^１３Ωｃｍ未満とすることでリセット期間を短縮できる。

次に、光反射性マトリクス１４ｘは単層構造又は多層構造の薄膜によって構成することができる。

なお、光反射性マトリクス１４ｘの膜厚は例えば０．１５～０．８μｍでよい。０．１５μｍ以上の膜厚に設定することで光反射性マトリクス１４ｘを透過する光をなくすことができる。

単層構造の光反射性マトリクス１４ｘとしては、例えば、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成る金属薄膜を例示できる。アルミニウム合金としては、モリブデンやチタン等の高融点金属、ネオジム等の希土類、あるいはケイ素を少量含むアルミニウム合金が採用できる。反射率の観点からネオジムを０．２～３質量％含むアルミニウム合金が好ましい。ネオジムが０．２質量％未満では、アルミニウムの結晶が粗大化あるいはヒロック形成のため光反射率が低下しやすい。また、ネオジムが３質量％を超えた場合にも光反射率が低下する傾向となる。これに対し、ネオジムが０．２質量％以上３質量％以下の範囲にて、高い反射率を安定して再現しやすいのである。

また、単層構造の光反射性マトリクス１４ｘとして、銀あるいは銀合金の金属薄膜を使用することもできる。また、このように銀あるいは銀合金の金属薄膜を採用する場合には、この銀あるいは銀合金の金属薄膜を中間層として、その両側に導電性酸化物の薄膜を配置した三層構造の光反射性マトリクス１４ｘとすることが望ましい。導電性酸化物の薄膜としては、インジウム酸化物からなる第１の金属酸化物材料と、銀との固溶域を実質的に持たない金属元素の酸化物からなる第２の金属酸化物材料とを含有する混合酸化物を好ましく使用することができる。なお、銀との固溶域を実質的に持たない金属元素としては、例えば、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、ハフニウム、セリウム、ビスマス、ゲルマニウム、ケイ素、クロムを例示できる。

また、これら薄膜は、タッチパネル側ＢＭ１４ａとの間に窒化チタン薄膜やチタン薄膜を介して積層することもできる。

＜透過率調整層１３＞
透過率調整層１３は、バックライトモジュール５００で発生し、タッチパネル１００のタッチパネル側ＢＭ１４ａの開口部（画素開口部）１４ｂを透過した表示光をペーパーホワイトライクに散乱させて、視認性を向上させると共に、視野角を広げる役割を有する。また、併せて、透過率調整層１３は、表示画面側から液晶表示装置Ａに入射した周辺光を吸収又は散乱させることにより、この周辺光を正反射して生じた再反射光がノイズとなり、表示画面のコントラストを低下させることを防止する役割を有する。これらの役割を果たすため、透過率調整層１３はカバーガラス１１とタッチパネル側ＢＭ１４ａとの間に配置することが望ましい。より望ましくは、これらタッチパネル側ＢＭ１４ａと透過率調整層１３が互いに接するように配置することである。この例では、透過率調整層１３をタッチパネル側ＢＭ１４ａに接触させて配置している。

液晶表示装置Ａに入射した周辺光を吸収するため、この透過率調整層１３の可視光に対する透過率は、７０％以上９９．７％以下の範囲とすることが好ましい。

画面観察者側から液晶表示装置Ａへの周辺光が入射するとき、周辺光は透過率調整層１３を１回、透過した後、液晶表示装置Ａの内部の光反射性部材で反射されたのち、再度、透過率調整層１３を通過して観察者側に出射される。このように、周辺光は透過率調整層１３を２回通過することにより液晶表示装置Ａから出射する。周辺光の反射光のうち外部に出射できるのは、入射光量に透過率調整層１３の透過率の二乗を乗じた光量なので、透過率調整層１３を有しない場合に比べて周辺光反射の出射光が格段に減衰する。

例えば、透過率調整層１３の可視光透過率が７０％であれば、内部の光反射性部材の反射率が実質的に４９％になったことに相当する。

このような透過率調整層１３は、入射した周辺光を吸収するカーボンブラックを樹脂に配合してタッチパネル側ＢＭ１４ａ上に塗布することで形成することができる。樹脂固形分に対してカーボンブラックの添加量を０．２～８ｗｔ％として、０．１～１μｍの膜厚に塗布形成することにより、透過率調整層１３の可視光透過率を７０％以上９９．７％以下の範囲とすることが可能である。

なお、透過率調整層１３にカーボンブラックを配合しない場合には、透過率調整層１３とタッチパネル側ＢＭ１４ａとの界面での周辺光の反射光が黄色に着色して見えることがある。これに対し、透過率調整層１３にカーボンブラックを配合したときには、その反射光に着色は見られない。

この透過率調整層１３に使用でききる樹脂は、耐熱性など必要な信頼性を付与できるものであれば良い。アルカリ現像可能な感光性樹脂を用いてもよく、熱硬化樹脂を用いても良い。熱硬化性樹脂として、例えば、エポキシ基含有化合物又は樹脂、メチロール基、アルコキシメチル基あるいはアシロキシメチル基から選ばれる少なくも一つの基を有する樹脂とすることができる。

なお、カーボンブラックに加えて、入射した周辺光を散乱する透明微粒子を配合してもよい。このような透明微粒子としては、例えば、平均１次粒子径３～１００ｎｍで、光学的に等方性の微粒子を好ましく使用できる。例えば、酸化ケイ素微粒子等である。

また、これらカーボンブラックや透明微粒子に加えて、紫外線吸収剤や少量の青顔料を配合することもできる。

カーボンブラックを配合した樹脂を塗付して透過率調整層１３を形成した場合には、その透過率調整層１３の反射率は、波長が６００ｎｍを超えると高くなる。これに対し、少量の青顔料を配合して透過率調整層１３を形成すると、波長６００ｎｍ以上の長波長の光に対する反射率を低下させることができる。

また、透過率調整層１３に配合する紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物が例示できる。

＜カバーガラス１１＞
カバーガラス１１としては、前述の透明基板１６と同様の透明なシート材料を使用できる。例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等のプラスチック基板である。その可視光の透過率は高いほどより好ましく、その比誘電率は低いことが望ましい。例えば、その比誘電率は８以下、さらには５以下であることが望ましい
（液晶パネル３００）
液晶パネル３００は、液晶層３２０を挟んで貼り合せたカラーフィルタ基板３１０と液晶駆動基板３３０とで構成され、バックライトモジュール５００から出射した出射光の透過と不透過とを制御するものである。このカラーフィルタ基板３１０にはブラックマトリクス（以下「液晶パネル側ブラックマトリクス」又は「液晶パネル側ＢＭ」という）３２ａが設けられており、その開口部３２ｂごとに出射光の透過と不透過とを制御できる。こうして出射光を透過する開口部３２ｂと透過しない開口部３２ｂとのコントラストにより、画面表示することが可能となる。

また、液晶パネル側ＢＭ３２ａの開口部３２ｂには、その透過光を着色する着色フィルタが配置されている。着色フィルタは、その開口部３２ｂによって色彩が異なり、この第１実施形態では、光の３原色を構成する赤色（レッド）、緑色（グリーン）及び青色（ブルー）の３色である。そして、これら３色の着色フィルタが配置した開口部３２ｂを透過した着色光により、カラーの画面表示を行うことが可能となる。なお、着色フィルタは開口部３２ｂに配置されていることから、以下、この開口部と着色フィルタのいずれについても同一の符号「３２ｂ」を付して説明することがある。

この開口部３２ｂはタッチパネル１００の画素開口部１４ｂと同様に行列状に配列されており、液晶パネル側ＢＭ３２ａも、タッチパネル側ＢＭ１４ａと同様に、開口部３２ｂを囲むように、行方向に伸びる直線と列方向に伸びる直線とで構成されている。

そして、液晶パネル側ＢＭ３２ａの開口部３２ｂとタッチパネル１００の画素開口部１４ｂとは位置整合して配置されており、液晶パネル側ＢＭ３２ａとタッチパネル側ＢＭ１４ａと位置整合して配置されている。図５はこのような位置関係を示す説明用平面図であり、例えば、タッチパネル側ＢＭ１４ａと液晶パネル側ＢＭ３２ａとは同一位置に重なり合っている。また、タッチパネル１００の画素開口部１４ｂ_１１と液晶パネル側ＢＭ３２ａの開口部３２ｂ_１１も互いに同一位置に重なり合っている。その他の画素開口部１４ｂ，３２ｂも同様である。

もっとも、前述のように、タッチパネル側ＢＭ１４ａを構成する線は液晶パネル側ＢＭ３２ａを構成する線よりも太い線で構成されており、このため、表示画面を正面から観察したときには、液晶パネル側ＢＭ３２ａを観察することができない。表示画面を斜め方向から観察した場合には、液晶パネル３２ａがはみ出して見える可能性がある。

なお、カラーフィルタ基板３１０には、このほか、これら液晶パネル側ＢＭ３２ａと着色フィルタとを支持する透明基板３１や偏向膜等を有している。

一方、液晶駆動基板３３０は、液晶層３２０を駆動して、出射光の透過と不透過とを制御するものである。

＜カラーフィルタ基板３１０＞
前述のように、カラーフィルタ基板３１０は液晶パネル３００の一部を構成するもので、図１に記載のように、その透明基板３１上に液晶パネル側ＢＭ３２ａと着色フィルタ３２ｂを形成して構成されており、透明基板３１のタッチデバイス側には、偏光膜３１ｘが積層されている。

透明基板３１は、タッチパネル１００の透明基板１６と同様でよい。例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、ポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等のプラスチック基板等である。

また、液晶パネル側ＢＭ３２ａも、タッチパネル側ＢＭ１４ａと同様の材質で構成することができる。すなわち、樹脂にカーボンブラックやチタンブラック等の可視光吸収機能を持つ黒色顔料を分散させ、さらに必要に応じて青色顔料や黒色顔料等を添加して形成したものである。

また、タッチパネル側ＢＭ１４ａのバックライトモジュール５００側の面には光反射性マトリクス１４ｘを積層したように、液晶パネル側ＢＭ３２ａのバックライトモジュール５００側の面には光反射性マトリクスを積層することができる。この光反射性マトリクスも、バックライトモジュール５００で発生した光の利用効率の向上に寄与する。そして、この光反射性マトリクスは、これを構成する線が、液晶パネル側ＢＭ３２ａを構成する線よりも細い線から成ることが望ましいことも前記光反射性マトリクス１４ｘと同様である。また、その材質も光反射性マトリクス１４ｘと同様でよい。すなわち、アルミニウム、アルミニウム合金、銀又は銀合金等の単層構成の光反射性金属薄膜で構成することもできるし、多層構造の薄膜で構成することもできる。例えば、銀あるいは銀合金の金属薄膜を中間層として、その両側に導電性酸化物の薄膜を配置した三層構造の薄膜である。

次に、着色フィルタ３２ｂは、液晶パネル側ＢＭ３２ａの開口部３２ｂに配置され、この開口部３２ｂを透過する光を着色するものである。

この例では、各着色フィルタは、図５において上下方向に延びる直線の形状を有しており、このため、それぞれの各着色フィルタは液晶パネル側ＢＭ３２ａと交差して、この交差位置で液晶パネル側ＢＭ３２ａに重なっているが、その開口部３２ｂでは液晶パネル側ＢＭ３２ａに重なっていない。このため、図５において、上下方向（列方向）に並ぶ開口部３２ｂは同一の色彩を有している。すなわち、開口部３２ｂ_１１，３２ｂ_２１，３２ｂ_３１，‥には赤色（レッド）の着色フィルタが配置されている。また、開口部３２ｂ_１２，３２ｂ_２２，３２ｂ_３２，‥には緑色（グリーン）の着色フィルタが配置されており、開口部３２ｂ_１３，３２ｂ_２３，３２ｂ_３３，‥には青色（ブルー）の着色フィルタが配置されている。

これら着色フィルタ３２ｂは、アクリル等の透明感光性樹脂あるいはその前駆体に有機顔料を分散させて塗布した後、露光・現像して形成することができる。

赤色の着色フィルタ（赤色フィルタ）に適用できる赤色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、１４、４１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、８１：４、１４６、１６８、１７７、１７８、１７９、１８４、１８５、１８７、２００、２０２、２０８、２１０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７０、２７２、２７９等の赤色顔料を挙げることができる。赤色フィルタには、赤色顔料に加えて黄色顔料や橙色顔料を併用することもできる。

黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、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、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１４７、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、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、１９８、２１３、２１４等が挙げられる。

緑色の着色フィルタ（緑色フィルタ）に適用できる緑色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、１０、３６、３７等の緑色顔料を挙げることができる。また、緑フィルタには、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料やハロゲン化アルミニウムフタロシアニン緑色顔料を好適に用いることもできる。

緑色フィルタには、緑色顔料の他に、前述の黄色顔料を併用することもできる。

青色の着色フィルタ（青色フィルタ）に適用できる青色の有機顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４等の青色顔料を挙げることができる。

青色フィルタには、青色顔料の他に、紫色顔料を併用することもできる。紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０等が挙げられる。

これら有機顔料を分散させる透明感光性樹脂は、可視域の透過率が９０％以上の透明樹脂であることがより好ましく、また、樹脂の前駆体を含むアルカリ可溶性の感光性樹脂であることがより好ましい。

この透明感光性樹脂としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する（メタ）アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、（メタ）アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂等が挙げられる。

また、透明樹脂の前駆体であるモノマーおよびオリゴマーとしては、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

また、透明樹脂の前駆体であるモノマーおよびオリゴマーとしては、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらは、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。

＜液晶駆動基板３３０＞
前述のように、液晶駆動基板３３０は、液晶パネル３００の一部を構成し、液晶層３２０を駆動して、出射光の透過と不透過とを制御するものである。このため、液晶層３１０を駆動する画素電極３５と共通電極３６とを有している。そして、このほか、液晶駆動基板３３０は、これら画素電極３５と共通電極３６とを支持する透明基板３７や絶縁層を有している。

すなわち、この第１実施形態では、液晶駆動基板３３０は、透明基板３７上に絶縁層を介して共通電極３６が積層され、さらに絶縁層を介して画素電極３５が積層されている。なお、透明基板３７のバックライトモジュール５００側には偏光膜３７ｘが積層されている。

画素電極３５には薄膜トランジスタがそれぞれ少なくとも１個接合されており、この薄膜トランジスタを駆動することにより、画素電極３５ごとに電圧を印加することができる。そして、このように画素電極３５ごとに電圧を印加することにより、液晶層３２０を画素電極３５ごとに駆動して画面表示することができる。

なお、この実施形態では、画素電極３５と共通電極３６間のフリンジ電界で駆動するＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）方式で液晶層３２０を駆動しているが、液晶層３２０として、カラーフィルタ基板３１０と液晶駆動基板３３０との間の電界で駆動するＶＡ（垂直配向）方式の液晶を使用する場合には、共通電極３６の代わりに、カラーフィルタ基板３１０に共通電極を設けて、カラーフィルタ基板３１０のこの共通電極と液晶駆動基板３３０の画素電極３５との間で電圧を印加することが望ましい。

なお、図６に、画素電極３５に電圧を印加する回路の回路図を示す。この図に示すように一つの画素電極３５は一つの薄膜トランジスタ３５_Ｔに電気的に接続されており、一つの薄膜トランジスタ３５_Ｔを制御することにより、一つの画素電極３５を制御することができる。すなわち、画素電極３５ごとに制御することが可能である。

そして、この回路では、ソース線３５_Ｓからの映像信号と、ゲート線３５_Ｇからの選択信号を受けて、画素電極３５に液晶駆動電圧が印加され、液晶層２０が駆動される。なお、図中、符号「３５_ＣＳ」は補助容量を示し、符号「３５_Ｃ」は補助容量線を示しているが、これら補助容量３５_ＣＳ及び補助容量線３５_ｃの形成は省いても良い。

（バックライトモジュール５００）
バックライトモジュール５００は、画面表示に使用する光を発生するデバイスである。

図１に示すように、このバックライトモジュール５００は複数の発光ユニット５００αを配列して構成されており、発光ユニット５００αの内部には複数の発光素子５４が配列されている。

この発光ユニット５００αの上には、２層の波長変換層５２Ｒ，５２Ｇと、発生した光を拡散する光制御層５１とが積層されている。また、バックライトモジュール５００は、これら各層５１，５２Ｒ，５２Ｇ及び発光ユニット５００αを支持するバックライトモジュール基板５７を備えており、このバックライトモジュール基板５７と発光ユニット５００αとの間には、多層構造の絶縁層５５が設けられて、この多層構造の絶縁層５５の内部に回路配線が形成され、この回路配線が発光素子５４に接続されている。また、このバックライトモジュール５００には、発光ユニット５００αと２層の波長変換層５２Ｒ，５２Ｇとの間に透明樹脂層５３が設けられている。

ところで、このバックライトモジュール５００の発光素子５４は発光ユニット５００αを単位として制御される。すなわち、発光ユニット５００αを単位として点灯し、あるいは消灯する。また、その明るさも発光ユニット５００αを単位として制御される。

このため、図７の発光ユニット５００αの説明用断面図に示すように、これら発光ユニット５００αと発光ユニット５００αとの間の境界には、光を遮断する隔壁５６が設けられている。このように発光ユニット５００αと発光ユニット５００αとの間に隔壁５６が設けられているから、発光ユニット５００αごとに制御して、この発光ユニット５００αで発生した光が隣接する発光ユニット５００αで発生した光と混合することがない。例えば、特定の発光ユニット５００αで発光素子５４を点灯させ、隣接する発光ユニット５００αでは消灯させたとき、前記特定発光ユニット５００αで発生した光源光が隔壁５６を越えて出射することがない。

そこで、これら発光ユニット５００αに対応する表示画面の領域を単位表示エリアとすると、その発光ユニット５００αの光強度をコントロールする（ローカルディミング駆動）ことにより、これに対応する単位表示エリアの表示光の輝度をコントロールすることが可能である。

なお、前述のように発光ユニット５００αの内部には複数の発光素子５４が配列されており、単位表示エリアの内部には複数の画素（開口部）１４ｂ，３２ｂが含まれている。例えば、図１を見ると、発光ユニット５００α内で図示左右方向に並んだ発光素子５４の数は３であるが、発光ユニット５００αに対応する単位表示エリアで左右方向に並んだ画素（開口部）１４ｂ，３２ｂの数は９である。発光ユニット５００αに含まれる発光素子５４の数や単位表示エリアに含まれる画素（開口部）１４ｂ，３２ｂの数はこれに限られないが、発光ユニット５００αに含まれる発光素子５４の数は、単位表示エリアに含まれる画素（開口部）１４ｂ，３２ｂの数より少なく構成することが望ましい。

なお、４Ｋと呼称される表示装置は、画素（開口部）１４ｂ，３２ｂの数が画面の左右方向に１１,５２０個あり、画面の上下方向に２,１６０個ある。したがって、４Ｋの表示装置には、１１,５２０×２,１６０＝約２,５００万個の画素（開口部）１４ｂ，３２ｂがある。そこで、１２,２８８個の画素（開口部）１４ｂ，３２ｂを１つの単位表示エリアに割り当てたとき、その単位表示エリアの数は２,５００万個／１２,２８８個≒２，０
００個である。すなわち、この場合には、表示画面を２，０００の単位表示エリアに区分し、その単位表示エリアごとに後述する発光ユニット５００αを割り当て、この発光ユニット５００αの発光強度をコントロールすることにより、単位表示エリアごとに光源光の強度を変えることができる。必要な発光ユニットの数は２，０００個である。

また、仮に４９,１５２個の画素（開口部）１４ｂ，３２ｂを１つの単位表示エリアに割り当てたときには、その単位表示エリアの数は約５００個である。そして、この場合には、約５００個の発光ユニット５００αをそれぞれの単位表示エリアに割り当てて、発光ユニット５００αの発光強度をコントロールすることにより、単位表示エリアごとに光源光の強度をコントロールすることができる。

＜バックライトモジュール基板５７＞
バックライトモジュール基板５７は透明でもよいが、カラーフィルタ基板の透明基板３１や液晶駆動基板の透明基板３７と異なり、不透明なものであってもよい。例えば、このバックライトモジュール基板５６は、サイファア基板であってよく、ＣＭＯＳ素子（トランジスタなど）を配設したシリコン基板であってもよい。また、このバックライトモジュール基板５６として、バッファー層を介して結晶成長させたＬＥＤによって各発光素子５４が形成されたシリコン基板であってもよい。

また、バックライトモジュール基板５７の裏面には、放熱膜５７ｘを設けることができる。放熱膜５７ｘとしては、放熱性が良好な材料であれば特に限定されない。例えば、放熱膜５７ｘはアルミニウムや銅で形成された薄膜で構成することができる。この薄膜は蒸着やスパッタリング法によって形成することが可能である。

＜発光素子５４＞
発光素子５４としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を好適に利用することができる。中でも、単色発光ＬＥＤを用いることがより好ましい。単色発光ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤあるいは近紫外ＬＥＤが特に好ましい。

ＬＥＤは、ｎ型半導体とｐ型半導体とをｐｎ接合して構成されたもので、その両側に電圧をかけると、ｎ型半導体とｐ型半導体との境界面で電子と正孔とが再結合し、この再結合に伴って光を発生する発光素子である。そして、この発光する境界面を「活性層」あるいは「発光層」と呼ぶことがある。図７において、符号「５４ｂ_１」及び「５４ｂ_３」は前記両半導体を示し、符号「５４ｂ_２」はその間の発光層を示している。

ＬＥＤには、ｎ側電極とｐ側電極が同じ側にある水平型ＬＥＤと、ＬＥＤの厚み方向にｎ側電極とｐ側電極が異なる面（向かい合う平行な面）にある垂直型ＬＥＤとがあるが、この第１の実施形態では垂直型ＬＥＤを使用している。なお、後述する第５の実施形態は水平型ＬＥＤを使用した例である。なお、ＬＥＤには、４０～２００μｍサイズのミニＬＥＤチップや２～６０μｍサイズのマイクロＬＥＤチップがあるが、そのいずれを用いても良い。

この発光素子５４の実装は、低融点合金を用いたフリップチップ実装、異方性導電膜を用いた実装、あるいは金線などを用いたワイヤーボンディングなどであって良い。

この第１の実施形態においては、多層構造の前記絶縁層のうち最も上に位置する絶縁層５５ｃの上には光反射性電極５４ａが配置されている。この光反射性電極５４ａは、一つの発光素子５４に対して一つの光反射性電極５４ａが対応している。そして、前記発光素子５４は、それぞれ、この光反射性電極５４ａに接続されている。この絶縁層５５ｃを含む多層構造の絶縁層５５には回路配線が形成されていることは前述のとおりである。そし
て、この回路配線は前記光反射性電極５４ａに電気的に接続されており、このため、発光素子５４の半導体層５４ｂ_１に電圧を印加することができる。

また、半導体層５４ｂ_３の上には透明電極５４ｃが設けられており、この透明電極５４ｃはコンタクトホール５４ｄを介して共通電極５８に電気的に接続されている。共通電極５８は、発光ユニット５００αに含まれる発光素子５４のすべてに電気的に接続されており、この共通電極５８と前記光反射性電極５４ａとの間に電圧を印加して、透明電極５４ｃと光反射性電極５４ａとの間の発光素子５４に電圧を印加することにより、前記発光層５４ｂ_２を発光させることができる。

なお、これら発光素子５４の周囲には、光散乱性の透明粒子を分散して配置することが望ましい。この透明粒子により、発光素子５４から横方向に出射２した光を屈折又は反射して、光の進行方向を液晶パネル３００の方向に偏向させることができる。

図８に、バックライトモジュールの発光素子５４の駆動回路の回路図を示す。図中、符号「５４_Ｓ」はソース線、「５４_Ｇ」はゲート線を示している。また、符号「５４_ＣＳ」は補助容量を示し、符号「５４_Ｔ１」は選択トランジスタを示し、「５４_Ｔ２」は駆動トランジスタを示している。このようにこの回路では、選択トランジスタ５４_Ｔ１と、電源線５４_ＶＤから電流を発光素子５４に供給する駆動トランジスタ５４_Ｔ２の２つのトランジスタを必要とする。

この回路においては、これにさらに可変抵抗器を組み入れて、この可変抵抗器の抵抗値を変化させることにより、発光素子５４への電流の大きさを調整するアナログ調光方式をとることができる。このように発光素子５４への電流の大きさを調整することにより、それぞれの発光素子５４から発生する光源光の輝度をコントロールし、その結果、発光ユニット５００αごとに光源光の輝度をコントロールすることができる。

また、発光素子５４の点灯時間をコントロールすることにより、発光ユニット５０ａごとに光源光の輝度を調整するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の駆動方式を選択してもよい。

また、さらには、発光ユニット５００αに含まれる複数の発光素子５４の中から発光させる発光素子５４を選択して、これら選択した発光素子５４の光反射性電極５４ａに電圧を印加する駆動制御回路を発光ユニットに組み込んでも良い。こうして選択した一部の光反射性電極５４ａに電圧を印加することにより、発光ユニット５００αごとに輝度をコントロールすることが可能である。

＜隔壁５６＞
前述のように、隔壁５６は、発光ユニット５００αと発光ユニット５００αとの間の境界に配置されて、光の透過を防止するものである。このため、隔壁５６は光を吸収する黒色を有することができる。また、この隔壁５６の表面を光反射性として、それぞれの発光ユニット５００αから入射した光源光をその発光ユニット５００αに向けて反射させることもできる。このように隔壁５００αを光反射性とした場合には、光源光の光利用効率を一層高めることができる。

黒色の隔壁５６は、例えば、カーボンブラックやチタンブラック等の黒色顔料を含む樹脂組成物で構成することができる。例えば、フォトレジストにこれら黒色顔料を配合して塗布し、露光・現像して隔壁５６を形成することができる。また、黒色インキを印刷して隔壁５６を形成してもよい。

また、光反射性の隔壁５６は、樹脂製隔壁の表面に光反射性金属薄膜を付着させればよい。光反射性金属薄膜としては、タッチパネル１００の光反射性マトリクス１４ｘを構成する光反射性薄膜として説明したものを利用できる。例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金、あるいは銀又は銀合金である。また、多層構造の金属薄膜でもよい。

なお、この光反射性隔壁５６に加えて、バックライトモジュール５００の内部に光反射性部材を配置することにより、光源光の光利用効率を向上させることもできる。

波長変換層５２Ｒ，５２Ｇ
波長変換層５２Ｒ，５２Ｇは、発光素子５４から発生した光源光を疑似白色光に変えるものである。前述のように、この実施形態では、発光素子５４として、青色の発光ピークを持つ青色ＬＥＤを使用している。この青色ＬＥＤから発生した光源光は青色の単色光であるから、この光源光を利用してフルカラーの画面表示を行うためには、この青色光源光を疑似白色光に変換しなければならない。このため、青色光源光を赤色光に変換する波長変換層４Ｒと、緑色光に変換する波長変換層４Ｇが設けられている。

波長変換に用いる前記材料は、量子ドットと呼称され、量子閉じ込め効果を持つナノメートルサイズの半導体微粒子（以下、量子ドットと記載）と、希土類（レアアース）と呼ばれるＥＵ（ユーロピウム）、Ｃｅ（セリウム）、Ｙ（イットリウム）など賦活材を添加した複合酸化物や窒化物で代表される無機蛍光体（以下、蛍光体）とに区分できる。

蛍光体は、量子ドットと比べて平均粒径が０．５μｍから３０μｍと大きいが、高温・高圧下での製造工程を経ることもあって耐熱・耐光性など信頼性が高い。

量子ドットの例としては、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣａＳ、ＣａＳｅ、ＣａＴｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＢａＳ、ＢａＳｅ、ＢａＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、及びＨｇＴｅのようなＩＩ－ＶＩ族半導体化合物、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＴｉＮ、ＴｉＰ、ＴｉＡｓ、及びＴｉＳｂのようなＩＩＩＶ族半導体化合物、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＰｂのようなＩＶ族半導体等を含有する半導体結晶の他、ＩｎＧａＰのような３元素以上を含んだ半導体化合物が挙げられる。量子ドットのサイズは、例えば、０．５ｎｍから３０ｎｍの範囲内にあり、粒子サイズを大きくすることにより変換光が長波長側へシフトする。

波長変換層５２Ｒ，５２Ｇに適用できる赤変換粒子と緑変換粒子は、量子ドットまたは蛍光体から適宜選択できる。

赤変換粒子とは、青色の光を受けて赤色の波長に変換できる蛍光体あるいは量子ドットの粒子を指す。緑変換粒子は、青色の光を受けてそれぞれ緑色の光に変換できる蛍光体あるいは量子ドットの粒子を指す。

波長変換層は、複数種類の変換粒子を個別に含む複数種類の層が積層された構成を有していてもよい。この場合、発光素子５４に近い方に、例えば、赤色など長波長の変換粒子を配置することがより好ましい。赤色より短波長の緑色光に変換する緑変換粒子は、赤変換粒子よりも発光素子５４から遠い位置に配置することが好ましい。この実施形態においては、図１に図示のように、発光素子５４に近い方に青色光源光を赤色光に変換する波長変換層４Ｒを配置し、遠い方に緑色光に変換する波長変換層４Ｇを配置している。

なお、波長変換層の配置はこれに限らず、平面視において、異なる変換粒子を含む複数種類の層が互いに離れてまたは互いに隣接して、配置されていてもよい。

また、赤変換粒子と緑変換粒子の両方の粒子を含む単一の波長変換層を設けることも可能である。

なお、発光素子５３が近紫外発光する場合、波長変換層には、赤変換粒子、緑変換粒子、青変換粒子をそれぞれ含む赤色変換層、緑色変換層、青色変換層が設けられることが好ましい。この場合にも、短波長の光に変換する波長変換層は、発光素子５３から遠い位置に配置することが好ましい。すなわち、発光素子５３から、赤色変換層、緑色変換層、青色変換層の順である。

波長変換層５２Ｒ，５２Ｇは、波長変換粒子を耐熱性・耐光性に優れる樹脂に分散させた分散体として形成することができる。なお、これら波長変換粒子と樹脂に加えて、透明な光散乱粒子を配合することもできる。

分散体に用いる樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリノルボルネン樹脂、これらの変性樹脂、ハイブリッド樹脂などが挙げられる。

また、光散乱粒子としては、可視光の波長より粒子径が大きく、屈折率が前記樹脂の屈折率と異なり、また、光学的に等方性の粒子である。具体的には、平均粒径が１．０～３．０μｍのシリカ粒子や、アクリル、スチレン、ウレタン、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミンなどの樹脂の粒子を例示できる。

これら樹脂、波長変換粒子及び光散乱粒子を、モノマーあるいは有機溶剤を用いて混合して液状の分散体を形成した後、印刷することにより波長変換層５２Ｒ，５２Ｇを形成することができる。また、スピンコーター、スリットコーター、カーテンコーター、インクジェットなどの装置で、前記分散体を塗布し硬化させることで波長変換層を形成することもできる。

なお、変換粒子として蛍光体を用いる場合、例えば、前記樹脂としてアルカリ可溶な感光性ポリマーレジストを使用し、このポリマーレジストに分散させた分散液（分散体）を塗布して、フォトリソグラフィの手法でパターン状の波長変換層を形成することも可能である。

＜光制御層５１＞
光制御層５１は、発光ユニット５００αから出射する光の出射方向を広げるもので、例えばプリズムシートを使用できる。このプリズムシートは発光ユニット５００αごとに配置してもよいし、図示のように、複数の発光ユニット５００αを覆うように配置してもよい。

このプリズムシートは、例えば、透明樹脂シートをエンボス加工して製造することができる。また、透明樹脂を射出成形して製造することもできる。透明樹脂としては屈折率の高い樹脂が望ましく、例えばアクリル樹脂が使用できる。

以上、第１の実施形態に係る液晶表示装置Ａについて説明したが、この液晶表示装置Ａは種々の応用が可能である。上述の各実施形態に係る表示装置が適用可能な電子機器としては、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤ等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、個人認証機器、光通信機器、ＩＣカードなどの電子デバイス等が挙げられる。

[第２の実施の形態]
次に、図９を参照しながら、本発明の第２の実施形態を説明する。図９は本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置Ｂの説明用断面図である。

この液晶表示装置Ｂは、タッチパネル１００の透過率調整層１３とタッチパネル側ＢＭ１４ａとの間に光散乱層１ｙを配置したもので、その他は第１の実施形態に係る液晶表示装置Ａと同様である。

前述のように、タッチパネル側ＢＭ１４ａは、表示画面側から入射した光を吸収して、その反射を防止する役割を有している。しかしながら、表示画面側から入射した光がタッチパネル側ＢＭ１４ａに吸収されず、その表面で正反射して、この正反射光が画面表示のコントラストを低下させることがある。光散乱層１ｙはこのような正反射を防止するものである。

また、発光素子５４がＬＥＤから成る場合には、このＬＥＤから生じた光は直進性が強い。そこで、この光散乱層１ｙを配置することにより、ＬＥＤから生じて、前記開口部１４ｂ，３２ｂを透過した光を散乱させ、表示画面の眩しさを抑制することができる。また、これに伴い、表示画面にモアレが生じることを防止できる。

光散乱層１ｙは、透明粒子を樹脂に配合して塗布液とし、タッチパネル側ＢＭ１４ａを覆ってこの塗布液を塗布することで形成することができる。このほか、分散助剤や紫外線吸収剤を配合してもよい。なお、後述するように、相溶性が低く、しかも、互いに屈折率の異なる２種の樹脂を使用して光散乱層１ｙを形成することもできる。

そこで、透明粒子を利用して光散乱層１ｙを構成する場合には、この光散乱層１ｙに適用する透明粒子として、可視光の波長より大きな粒子径の粒子を好ましく使用できる。光散乱の対象となる可視光の波長と同程度の粒子径を有する粒子では、その対象となる可視光の透過性が高く、光散乱が生じ難い。これに対し、可視光の波長より大きな粒子径の粒子を用いる場合、可視光の透過性が低下して、高い光散乱性を示すのである。

このような理由から、前記透明粒子としては、例えば、平均粒径が１．０～３．０μｍ透明粒子の粒子を好ましく用いることができる。また、前記分散助剤として、平均粒径が０．２μｍ前後、あるいは０．１μｍ以下の透明微粒子を配合することも可能である。

また、前記透明粒子は、光散乱層１ｙに含まれる前記樹脂とは屈折率が異なることが望ましい。屈折率の異なる透明粒子と樹脂との界面で光が反射又は屈折することにより、光の散乱が生じるからである。

また、前記透明粒子は光学的に等方性であることが望ましい。この光散乱層１ｙを透過する表示光の偏光面を回転させることなく維持させるためである。このような光学的に等方性の無機粒子としては、例えば、非晶質構造（アモルファス）のシリカ粒子を例示することができる。

また、有機物の粒子は一般に等方性であり、このような有機粒子には屈折率を含めて様々な性質を有する粒子が知られている。例えば、アクリル、スチレン、ウレタン、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミンなどの樹脂の粒子である。もちろん、これらの粒子を混合して用いることができる。

前記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物が挙げられる。紫外線吸収剤は、フェノール水酸基を持つことが好ましい。フェノール水酸基を持たせることにより、熱処理時にアルコキシメチル基やメチロール基などを有する化合物と架橋が可能となる。架橋させることで、硬膜後の長期保管で紫外線吸収剤のブリードアウトを抑制し、信頼性を向上させることができる。紫外線吸収剤の添加量は、前記樹脂に対して、例えば、０．０５～１０質量％の範囲で配合することができる。

このように光散乱層１ｙは光の波長の長さより大きい透明粒子の分散体で構成されているから、その厚みは透明粒子の平均粒子径より厚いことが望ましい。例えば、１～５０μｍ以下である。５０μｍより厚く形成することもできるが、５０μｍより厚くすることによる散乱性の向上は少ない。むしろ、厚く形成することによる工程負荷、例えば塗布・乾燥などの作業時間に無駄を発生しやすい。

なお、前述のように、相溶性が低く、しかも、互いに屈折率の異なる複数の樹脂を溶剤に溶解又は分散させて塗布液とし、この塗布液を塗布した後、これら樹脂を相分離させることにより、互いに屈折率の異なる海島構造の層を形成して、この層を光散乱層１ｙとすることも可能である。

第１の実施形態に係る前記液晶表示装置Ａと同様に、この第２の実施形態に係る液晶表示装置Ｂも種々の電子機器に適用できることは明らかと思われる。

[第３の実施の形態]
次に、図１０を参照しながら、本発明の第３の実施形態を説明する。図１０は本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置Ｃの説明用断面図である。

この液晶表示装置Ｃは、液晶パネル３００の透明基板３１と液晶側ＢＭ３２ａとの間に光散乱層３ｙを配置したもので、その他は第１の実施形態に係る液晶表示装置Ａと同様である。

この光散乱層３ｙも、第２実施形態に係る液晶表示装置Ｂにおける光散乱層１ｙと同様に、ＬＥＤから生じて、液晶側ＢＭ３２ａの開口部３２ｂを透過した光を散乱させて眩しさを抑制し、またモアレを防止する機能を有する。また、光散乱層１ｙと同様に、透明粒子を樹脂に配合して塗布液を塗布することによって形成することができる。もっとも、光散乱層１ｙに比べて弱い光散乱機能を有するものであってよく、このため、光散乱層１ｙに含まれる透明粒子より粒径の小さいものを使用することができる。また、透明粒子の配合割合を少なくしてもよい。

第１，２の実施形態に係る前記液晶表示装置Ａ，Ｂと同様に、この第３の実施形態に係る液晶表示装置Ｃも種々の電子機器に適用できることは明らかである。

[第４の実施の形態]
次に、図１１を参照しながら、本発明の第４の実施形態を説明する。図１１は本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置Ｄの説明用断面図である。

この液晶表示装置Ｄは、タッチパネル１００の透過率調整層１３とタッチパネル側ＢＭ１４ａとの間に光散乱層１ｙを配置すると共に、液晶パネル３００の透明基板３１と液晶側ＢＭ３２ａとの間に光散乱層３ｙを配置したもので、その他は第１の実施形態に係る液晶表示装置Ａと同様である。

第１～３の実施形態に係る前記液晶表示装置Ａ～Ｃと同様に、この第４の実施形態に係る液晶表示装置Ｄも種々の電子機器に適用できることは明らかである。

[第５の実施の形態]
次に、図１２を参照しながら、本発明の第５の実施形態を説明する。図１２は本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置Ｅの説明用断面図である。

この液晶表示装置Ｅは、タッチパネル１００の透過率調整層１３とタッチパネル側ＢＭ１４ａとの間に光散乱層１ｙを配置した点で第１の実施形態に係る液晶表示装置Ａと異なるほか、液晶表示装置Ａのバックライトモジュール５００とは異なるバックライトモジュール６００を用いている点で、液晶表示装置Ａと異なっている。このバックライトモジュール６００の発光ユニット６００αを拡大して図１３に示す。

バックライトモジュール６００は、その発光ユニット６００αとして、その内面が光反射性のケース６９を複数配列して構成している。光反射性のこのケース６９は金属で構成されているが、樹脂製ケースの内面に光反射性の薄膜を形成したものを使用することもできる。光反射性金属薄膜としては、タッチパネル１００の光反射性マトリクス１４ｘを構成する光反射性薄膜として説明したものを利用できる。例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金、あるいは銀又は銀合金である。また、多層構造の金属薄膜でもよい。

このケース６９の内部には、発光素子として金線でワイヤーボンディングされた青色ＬＥＤ６４が収容されている。図示のとおり、この青色ＬＥＤ６４は、ｎ側電極とｐ側電極が同じ側にある水平型ＬＥＤである。

そして、この青色ＬＥＤ６４上部には、赤変換粒子と緑変換粒子の両者を分散させた波長変換層６２ＲＧが充填されている。このため、青色ＬＥＤ６４から発生した青色光は、この波長変換層６２ＲＧを透過して疑似白色光に変換されて出射する。なお、波長変換層６２ＲＧには、赤変換粒子と緑変換粒子に加えて、光散乱性の透明粒子を配合してもよい。

なお、発光ユニット６００αを構成する複数のケース６９の上には、これら複数のケース６９の全部を覆うように光制御層６１が積層されている。この光制御層６１はプリズムシートで構成されたものである。

第１～４の実施形態に係る前記液晶表示装置Ａ～Ｄと同様に、この第４の実施形態に係る液晶表示装置Ｅも種々の電子機器に適用できることは明らかである。

Ａ～Ｅ：タッチパネル付き液晶表示装置
１００：タッチパネル
１１：カバーガラス
１２：接着剤層
１３：透過率調整層
１４ａ：タッチパネル側ブラックマトリクス（タッチパネル側ＢＭ） １４ａｘ：タッチパネル側ＢＭの縁
１４ｂ：タッチパネル側ＢＭの開口部（画素開口部）
１５：タッチデバイス
１５ａ：トランジスタ １５ａ_１：ソース電極 １５ａ_２：ドレイン電極 １５ａ_３：ゲート電極 １５ａ_４：ゲート絶縁膜 １５ａ_５：チャネル層
１５ｂ：容量素子配線
１５ｃ：信号線 １５ｃ_１：銀あるいは銀合金の金属薄膜 １５ｃ_２，１５ｃ_３：電性酸化物の薄膜
１５ｄ：出力線
１５ｅ：透明基材
１５ＳＵ:検知素子
１６：透明基板
２００：接着剤層
３００：液晶パネル
３１０：カラーフィルタ基板
３１：透明基板 ３１ｘ：偏光膜
３２ａ：液晶パネル側ブラックマトリクス（液晶パネル側ＢＭ）
３２０：液晶層
３３０：液晶駆動基板
３５画素電極 ３５_Ｓ：ソース線 ３５_Ｇ：ゲート線 ３５_ＣＳ：補助容量
３５_Ｃ：補助容量線
３６：共通電極
３７：透明基板 ３１ｘ：偏光膜
４００：接着剤層
５００：バックライトモジュール ５００α：発光ユニット
５１：光制御層
５２Ｇ，５２Ｒ：波長変換層
５３：透明樹脂層
５４：発光素子
５４ａ：光反射性電極
５４ｂ_１：半導体 ５４ｂ_２：発光層 ５４ｂ_３：半導体
５４ｃ：透明電極
５４ｄ：コンタクトホール
５４_Ｔ１：選択トランジスタ ５４_Ｔ２：選択トランジスタ ５４_ＶＤ：電源線
５４_Ｓ：ソース線 ５４_Ｇ：ゲート線 ５４_ＣＳ：補助容量
５５：多層構造の絶縁層 ５５ａ～５５ｃ：絶縁層
５６：隔壁
５７：バックライトモジュール基板 ５７ｘ：放熱膜
５８：共通電極

Claims (6)

1. タッチパネル、液晶パネル及びバックライトモジュールで構成され、バックライトモジュールから出射する出射光の透過と不透過とを液晶パネルで制御して画面表示すると共に、この表示画面にタッチすることにより入力することができるタッチパネル付き液晶表示装置において、
   前記タッチパネルが、タッチデバイスとブラックマトリクス（以下、「タッチパネル側ブラックマトリクス」という）とを備えており、
   前記タッチデバイスには、指等の接触または近接を検知する検知素子がマトリクス状に配列されており、かつ、これら検知素子の配線が設けられており、
   前記タッチパネル側ブラックマトリクスは、前記検知素子とその配線とを画面観察者から隠す位置に配置されており、
   前記液晶パネルは、液晶層を挟んで貼り合せたカラーフィルタ基板と液晶駆動基板とで構成され、前記カラーフィルタ基板には、表示画面の画素を区画するブラックマトリクス（以下「液晶パネル側ブラックマトリクス」という）が設けられて、その開口部を表示画素とすると共に、これら表示画素のそれぞれに、これを透過する光を着色する着色膜が設けられており、
   前記タッチパネル側ブラックマトリクスと液晶パネル側ブラックマトリクスとが位置整合して配置されていることを特徴とするタッチパネル付き液晶表示装置。
2. 前記配線のバックライトモジュール側が光反射性を有することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
3. 前記タッチパネル側ブラックマトリクスを構成する線が、前記液晶パネル側ブラックマトリクスを構成する線よりも太い線から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
4. 前記タッチパネル側ブラックマトリクスのバックライトモジュール側の面に光反射性マトリクスが積層されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
5. 前記光反射性マトリクスを構成する線が、前記タッチパネル側ブラックマトリクスを構成する線よりも細い線から成ることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル付き液晶表示装置。
6. 前記液晶パネル側ブラックマトリクスのバックライトモジュール側の面に光反射性マトリクスが積層されていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のタッチパネル付き液晶表示装置。

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