JP5641413B2 - カラーフィルタ形成用樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、着色部と、光センサに対面するようになる光フィルタ部とを基材上に設けた液晶表示装置用カラーフィルタを作製するための、光フィルタ部形成用の樹脂組成物に関する。

現在、表示面を介して外部情報の読み取りが可能な表示装置、例えば、券売機やＡＴＭ装置等が広く用いられている。このような表示装置によれば、表示装置での表示内容に関連した情報を極めて直接的に入力することが可能となる。

外部情報を読み取り可能な表示装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、光センサを利用した装置が知られている。この装置では、観察者側から光センサに対面する位置に特定波長域の光を選択的に透過させる選択透過層が設けられており、光センサは主として選択透過層を透過した特定波長域の光を受光するようになる。そして、受光量に依存して増減する光センサからの出力電流を監視することによって、外部情報の読み取りを行うようになっている。

特許文献１に開示された表示装置は、光センサ方式のタッチパネルとして構成されており、指等の被検出体からの反射光を光センサが受光することにより、被検出体の表示面への接触を検出するようになっている。特許文献１に開示された表示装置は、光センサおよび選択透過層を有した液晶表示パネルと、液晶表示パネルを背面から照明するバックライトと、を有している。バックライトからは赤外線が発光され、選択透過層は赤外線を選択的に透過させるようになっている。

特開２００９−１５１０３９号公報 特開２００７−１９２７１３号公報

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、大量の光を受光した場合のみを検出することになり、情報読み取り機能の感度が低下してしまう。

このため、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。すなわち、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。

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を提供することを目的とする。

また、光センサ方式の情報読み取り機能を有した表示装置においては、タッチパネルとして機能する場合だけでなく、ポインター等の外部発光装置から特定波長域の光が表示面に照射されたことを検出することにより、さらには、特定波長域の光が照射された表示面上の位置を特定することにより、情報の読み取りを行うことも検討されつつある。このような表示装置においては、いかに表示装置の読み取り精度が向上されていたとしても、発光装置自体に問題が生じていた場合、例えば発光装置が適切な発光量で発光していない場合、情報の読み取りを高精度に行うことができない。本発明によって、このような不具合を取り扱うことができれば非常に都合が良い。

さらに、光センサに対面する光フィルタ部については、光を選択的に透過させるために、様々な顔料を混合することが行われている。例えば、赤外フィルタの色材として、ピグメントブルー１５：６と、ピグメントレッド２５４と、ピグメントイエロー１３９と、ピグメントバイオレット２３との混合有機顔料をアクリル樹脂に分散させたものを用いることが提案されているが、可視領域の特定の波長（６５０ｎｍ〜７００ｎｍ）のみを選択的に透過させることは実現できていない（例えば、特許文献２を参照）。したがって、今尚、特定の波長における透過率を制御した光フィルタ部、特に可視領域の特定の波長（６５０ｎｍ〜７００ｎｍ）のみを選択的に透過させ、その他の可視領域（例えば、３８０ｎｍ〜５５０ｎｍおよび５５０〜６３０ｎｍ）における最大透過率が低い光フィルタ部を得られる、様々な顔料を含む樹脂組成物を開発することが切望されている。本発明は、このような背景技術に鑑みてなされたものであり、上記の特定の波長における透過率を制御した光フィルタ部を得られる、様々な顔料を含む樹脂組成物を開発することをも目的とする。

すなわち、本発明は、
着色部と、光センサに対面するようになる光フィルタ部とを基材上に設けた液晶表示装置用カラーフィルタを作製するための、光フィルタ部形成用の樹脂組成物であって、樹脂組成物に含まれる顔料の合計質量に対して、
ジケトピロロピロール系の赤色顔料を２０〜５０質量％含み、
ジオキサジン系の紫色顔料および／またはアルミニウムフタロシアニンを２５〜５０質量％含み、
イソインドリン系の黄色顔料を２０〜４０質量％含む、樹脂組成物を提供するものである。

また、他の態様によれば、本発明は、
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、前記光フィルタが、前記光フィルタ部に含まれる顔料の合計質量に対して、
ジケトピロロピロール系の赤色顔料を２０〜５０質量％含み、
ジオキサジン系の紫色顔料および／またはアルミニウムフタロシアニンを２５〜５０質量％含み、
イソインドリン系の黄色顔料を２０〜４０質量％含む、カラーフィルタ
を提供するものである。

本発明の樹脂組成物によれば、上記の特定の波長における透過率を制御した光フィルタ部が形成されたカラーフィルタを得ることができる。さらに、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カラーフィルタを得ることができる。特に、光センサとしてアモルファスシリコンを用いた場合に、誤作動が少ない表示装置を得ることができる。

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が省略されている図である。 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は、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は、ＰＹ１５０およびＰＹ１３９の分光透過率を示すグラフである。 図７は、アルミニウムフタロシアニンの分光透過率を示すグラフである。 図８は、太陽光の分光強度分布を示すグラフである。 図９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１０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１１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１２は、縦軸の倍率を変更して図１１のグラフを示している。

樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、下記の特定の種類の顔料を含むものであり、バインダー樹脂、重合開始剤、および分散剤等とともに、溶媒に分散させたものであることが好ましい。

顔料
本発明の樹脂組成物は、樹脂組成物に含まれる顔料の合計質量に対して、ジケトピロロピロール系の赤色顔料を２０〜５０質量％、好ましくは３０〜４０質量％含み、ジオキサジン系の紫色顔料および／またはアルミニウムフタロシアニンを合計で２５〜５０質量％、好ましくは３０〜４０質量％含み、イソインドリン系の黄色顔料を２０〜４０質量％、好ましくは２０〜３０質量％含むものである。なお、ジオキサジン系の紫色顔料とアルミニウムフタロシアニンは、単独で使用しても併用してもよく、併用する場合にはその合計質量が上記範囲内であればよい。上記範囲程度の割合で顔料を混合することで、光フィルタ部の特定の波長における透過率を望ましい範囲に調節することができ、波長が５５０ｎ以下、特に３８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である光についての最大透過率を１％以下、好ましくは０．５％以下に、波長が５５０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての最大透過率が４％以下、好ましくは２％以下に、波長が６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である光についての最大透過率を３０％以上、好ましくは５０％以上に調節できる。

本発明の好ましい態様によれば、具体的な顔料としては、ジケトピロロピロール系の赤色顔料としてピグメントレッド２５４を、ジオキサジン系の紫色顔料としてピグメントバイオレット２３を、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を用いるのがよい。このような顔料を用いることで、光フィルタ部の特定の波長における透過率をより望ましい範囲に調節することができる。なお、ピグメントブルー１５：６および／またはピグメントイエロー１５０を実質的に含まないのがよい。「実質的に含まない」とは、他の顔料の特性にほとんど影響を与えない範囲で含まれてもよく、例えば、含有量が顔料の合計質量に対して、１質量％以下、好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以下である。

本発明の好ましい態様によれば、樹脂組成物が、顔料を溶媒に分散させてなる分散体の場合、樹脂組成物中の顔料の含有量は、樹脂組成物の全量に対して、４５質量％以下、好ましくは３０質量％以下であることが、適度な粘度を保つ点から好ましい。このように樹脂組成物中の顔料の濃度を調節することで、カラーフィルタの光フィルタ部を形成する際の種々の塗布工程に用いることができる。

バインダー樹脂
本発明の好ましい態様によれば、上記のバインダー樹脂としては、重合反応により硬化して、膜（層）を形成する樹脂を用いるのがよい。例えば、下記で挙げるモノマーおよびポリマーを単独でまたは併用して用いることができる。

モノマーとしては、例えば、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールアクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、２，２−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリアクリレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、１，１０−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、および、上記のアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、１−ビニル−２−ピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、３−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレート、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ビスフェノールＡ−エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキサド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリアクリレート、ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のアクリレートモノマー、および、これらのアクリレート基をメタクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにアクリレート基を結合させたエポキシアクリレートオリゴマー、ポリウレタン構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたウレタンメタクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたポリエステルメタクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴマーにメタクリレート基を結合させたエポキシメタクリレートオリゴマー、アクリレート基を有するポリウレタンアクリレート、アクリレート基を有するポリエステルアクリレート、アクリレート基を有するエポキシアクリレート樹脂、メタクリレート基を有するポリウレタンメタクリレート、メタクリレート基を有するポリエステルメタクリレート、ならびにメタクリレート基を有するエポキシメタクリレート樹脂等が挙げられる。本発明においては、市販のモノマーを用いることもでき、例えば、ＳＲ３９９（サートマー社製）、アロニックスＭ−４００（東亞合成株式会社製）、およびアロニックスＭ−４５０（東亞合成株式会社製）が好ましい。

ポリマーとしては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレンビニル共重合体、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、エチレンメタクリル酸樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル、ポリビニルアルコール、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等、および、重合可能なモノマーであるメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、sec-ブチルアクリレート、sec-ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、ｎ−ペンチルアクリレート、ｎ−ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、グリシジル（メタ）アクリレートの１種以上と、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の２量体、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、ならびにこれらの酸無水物等の一種以上とからなるポリマーまたはコポリマー等が挙げられる。本発明においては、市販のポリマーを用いることもでき、例えば、アロニックスＭ−５６００（東亞合成株式会社製）、アロニックスＭ−６２００（東亞合成株式会社製）、アロニックスＭ−７１００（東亞合成株式会社製）、およびアロニックスＭ−９０５０（東亞合成株式会社製）が好ましい。

分散剤
上記の分散剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用できるが、これらの中でも高分子界面活性剤（ 高分子分散剤）を用いることが好ましい。高分子界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、および３級アミン変性ポリウレタン類などが挙げられる。本発明においては、市販の分散剤を用いることもでき、例えば、ソルスパース３０００、５０００、９０００、１２０００、１３２４０、１３９４０、１７０００、２００００、２４０００、２６０００、および２８０００等の各種ソルスパース分散剤（ゼネカ株式会社製）、ならびにＤｉｓｐｅｒｂｙｋ１１１（ビックケミー・ジャパン株式会社製）が好ましい。好ましい態様では、分散剤の含有量は、樹脂組成物の全量に対して、１〜２０質量％である。

重合開始剤
上記の重合開始剤としては、熱重合開始剤および光重合開始剤等を用いることができ、例えば、ベンジル（ビベンゾイルとも言う）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、および１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。本発明においては、市販の重合開始剤を用いることもでき、例えば、イルガキュア１８４、イルガキュア３６９、イルガキュア６５１、イルガキュア９０７（いずれも、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、ダロキュアー（メルク社製）、アデカ１７１７（旭電化工業株式会社製）等のケトン系化合物、および２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４’−テトラフェニル−１，２’ビイミダゾール（黒金化成株式会社製）等のビイミダゾール系化合物が好ましい。好ましい態様では、重合開始剤の含有量は、樹脂組成物の全量に対して、１〜２０質量％である。

溶剤
上記の溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、および３−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類等が挙げられる。本発明においては、市販の溶剤を用いることもでき、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ダイセル化学工業株式会社製）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（ダイセル化学工業株式会社製）、および３−メトキシブチルアセテート（ダイセル化学工業株式会社製）が好ましい。好ましい態様では、溶剤の含有量は、樹脂組成物の全量に対して、２０〜９０質量％である。溶剤の含有量が上記範囲程度であれば、樹脂組成物の粘度を所望の範囲に調整し、顔料分散性や顔料分散経時安定性を向上させることができる。

カラーフィルタの製造方法
本発明のカラーフィルタの製造方法は特に限定されないが、以下に示される好ましい態様に従い行うことができる。すなわち、本発明の好ましい態様によれば、上記の樹脂組成物を基材上に塗布し、減圧乾燥後、プリベークして、溶剤を除去する。樹脂組成物の塗布には、従来公知の方法を用いることでき、例えばスピンコート法、印刷法、インクジェット法、バーコート法、スプレー法、ダイコート法、ビードコート法、およびスリット＆スピンコート法等が挙げられる。続いて、紫外線を露光して、樹脂組成物を硬化させる。さらに、焼成することで、着色部および光フィルタ部を基材上に形成させることができる。 なお、本発明の好ましい態様によれば、基板は光出射側にあるため、光透過性の高い透明基板が用いられる。例えば、ガラス、石英、または各種の樹脂等の光透過性の高い材料からなる透明基板が挙げられる。なお、本発明においては、市販の基板を用いることができ、例えば、コーニング社製１７３７ガラスが好ましい。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（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。

まず、カラーフィルタ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。

さらに、カラーフィルタ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５０の基材５１の観察者側には、偏光板５６が積層されている。

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。

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。

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。

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、アモルファスシリコン光センサおよび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から１０００ｎｍまでの可視光線および赤外線に十分な感度を有している。一方、アモルファスシリコン光センサは、波長が３８０ｎｍから７００ｎｍまでのより狭い範囲の波長域の光（可視光線）に十分な感度を有している。本発明においては、アモルファスシリコン光センサを使用することが好ましい。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。

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。

本実施の形態において、第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３は、アモルファスシリコン光センサからなっている。したがって、第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３は、互いに同一の構成を有し、互いに同一の分光感度特性を有している。図４に示すように、アモルファスシリコン光センサからなる第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７００ｎｍまでの光に対して十分な感度を有している。

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。

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。

本実施の形態において、この光フィルタ部６１は、特定波長域の可視光線、より具体的には、６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内に波長域がある光および赤外光（７００ｎｍ〜）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。このように、選択的に透過させることで、環境光に含まれる光を分離しながら、アモルファスシリコンからなる光センサの感度領域内の光を効果的に検出することができる。

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、所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５０の第１基材５１上に形成され得る。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。

６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域内の光および赤外光（７００ｎｍ〜）を選択的に透過させるための有機顔料として、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、ジオキサジン系の紫色顔料および／またはアルミニウムフタロシアニンと、イソインドリン系の黄色顔料とが組み合わせられて用いられている。この組み合わせにおいて、ジケトピロロピロール系の赤色顔料としてピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）を、ジオキサジン系の紫色顔料としてピグメントバイオレット２３（ＰＶ２３）を、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）を用いることできる。これらの顔料の分光透過率を図５に示す。

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、および、ピグメントブルー１５：６（ＰＢ１５：６）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。

一般的なカラーフィルタ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。

また、図５に示されるようにピグメントバイオレット２３を用いた場合には、５００ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の波長域の光を選択的に遮光し、かつ６５０ｎｍ以上の波長の光を十分に透過させることができる。さらに、アルミニウムフタロシアニンの分光透過率を図７に示す。アルミニウムフタロシアニンを用いた場合には、６００ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の波長域の光を選択的に遮光し、かつ６５０ｎｍ以上の波長域の光を十分に透過させることができる。したがって、ジオキサジン系の紫色顔料（特に、ＰＶ２３）および／またはアルミニウムフタロシアニンを用いた場合には、ピグメントブルー１５：６では効果的に遮光しきれない６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域の光を十分に透過させることができる。

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、ジケトピロロピロール系の赤色顔料が２０〜５０質量％含まれ、ジオキサジン系の紫色顔料および／またはアルミニウムフタロシアニンが２５〜５０質量％含まれ、イソインドリン系の黄色顔料を２０〜４０質量％含まれる。また、ピグメントブルー１５：６およびピグメントイエロー１５０を実質的に含まないのがよく、例えば１質量％以下、好ましくは０．１質量％以下である。

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５５０ｎｍ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５５０ｎｍ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４％以下とし、さらには、３．５％以下とすることもできた。さらに、波長が６５０ｎｍ以上７００ｎｍ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３０％以上とし、さらには、４０％以上とすることもできた。

すなわち、光フィルタ部６１は、６３０ｎｍ以下の波長域の光を、特に５５０ｎｍ以下の波長域の光を十分に遮光することができ、６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光および赤外光（７００ｎｍ〜）を十分に透過させることができた。一例として図８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。特に、アモルファスシリコンからなる光センサの感度が高い５００ｎｍ近辺の波長の光を効果的に遮光することができるため、環境光との分離を十分に可能にし得る。

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。この遮光部６２は、カラーフィルタ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。なお、ここで用いた「遮光」とは、透過率を０％にするものではなく、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。

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、ジオキサジン系の紫色顔料、とりわけ、ピグメントバイオレット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。

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。

図９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９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。

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、また、赤外線についての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。

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の光選択透過性がより有効に機能するようになる。

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。

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、特定波長域光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。

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。

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。

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。

なお、図３および後に参照する図１０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。

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。

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。

加えて、本実施の形態では、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（６３０ｎｍ以下）の光についての光フィルタ部６１の最大透過率が、十分低くなっている。これにより、環境光に多く含まれる光が光フィルタ部６１によって遮光され、発光装置９０で発光されて表示面１２へ照射される光から、高い精度で分離されるようになる。

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８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。

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。

ところで、図８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、特定の可視光線（６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下）および／または赤外線（７００ｎｍ〜）を、特に７００ｎｍ近辺の波長である光線を用いることが好ましい。

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。

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６３０ｎｍより短波長である光を光フィルタ部６１が十分に遮光でき、特定の可視光線（６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下）および赤外線（７００ｎｍ〜）を十分に透過できることから、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。

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。

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。

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１０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、および／または、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。

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１０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。

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。

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。

さらに、上述した実施の形態において、カラーフィルタ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。

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。

以下に、実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。

実施例１
光フィルタ部形成用の樹脂組成物の調製
まず、下記成分を混合して、十分に分散させ、光フィルタ部形成用の樹脂組成物を調製した。
光フィルタ部形成用の樹脂組成物の組成
・顔料（顔料組成は下記のとおり） ４２重量部
・分散剤（ゼネカ（株）製、商品名：ソルスパース２４０００） １０重量部
・モノマー（東亞合成（株）製、商品名：ＴＯ１３８２） １５重量部
・ポリマー（下記） ３０重量部
・重合開始剤（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名：イルガギュア９０７）
３重量部
上記樹脂組成物中の顔料組成
・ピグメントレッド２５４ ３０重量部
・ピグメントバイオレット２３ ４０重量部
・ピグメントイエロー１３９ ３０重量部
なお、上記のモノマーは、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートの二塩基酸無水物とジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとからなり、それらを質量比３：７の割合で含む混合物である。上記のポリマーは、アクリル酸メチル：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝５５．０：３０．０：１５．０（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１５．０モル％付加したものであり、重量平均分子量は２２０００である。上記の重合開始剤の主要成分は、２−メチル−１−（４―メチルチオフェニル）―２−モルフォリノプロパン−１−オンである。

続いて、上記で調整した樹脂組成物（固形分成分）に溶剤としてプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートを加え、固形分２０％となるように調整して、光フィルタ部形成用の樹脂組成物を得た。

カラーフィルタの作製
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カラーフィルタを作製した。

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、カラーフィルタを得た。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。

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、ならびに、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。

実施例２
顔料の組成を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に光フィルタ部形成用の樹脂組成物を調製し、カラーフィルタを作製した。なお、樹脂組成物中における顔料濃度（レジスト固形分比）は、３３％であった。
樹脂組成物中の顔料組成
・ピグメントレッド２５４ ３０重量部
・アルミニウムフタロシアニン ２５重量部
・ピグメントバイオレット２３ １５重量部
・ピグメントイエロー１３９ ３０重量部

比較例１
顔料の組成を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に光フィルタ部形成用の樹脂組成物を調製し、カラーフィルタを作製した。なお、樹脂組成物中における顔料濃度（レジスト固形分比）は、３７％であった。
樹脂組成物中の顔料組成
・ピグメントレッド２５４ ３５重量部
・ピグメントブルー１５：６ ３５重量部
・ピグメントバイオレット２３ ５重量部
・ピグメントイエロー１５０ ２５重量部

分光透過率の測定
実施例１及び２並びに比較例１に係るカラーフィルタの遮光部（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について得られた光フィルタ部の分光透過率を図１１および図１２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の光フィルタ部に関し、５５０ｎｍ以下の波長域での最大透過率、５５０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の波長域での最大透過率、および６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域での最大透過率を測定し、表２に示した。

実施例１および実施例２に係るカラーフィルタについては、波長が５５０ｎｍ以下である光に対する光フィルタ部の最大透過率は、１％を下回っており、波長が５５０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光に対する光フィルタ部の最大透過率は、４％を下回っていた。さらに、実施例１および実施例２に係るカラーフィルタについては、波長が６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である光に対する光フィルタ部の最大透過率は、３０％を上回っていた。比較例１に係るカラーフィルタについては、６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域において、光フィルタ部の透過率が５％にも満たなかった。

出力電流量の測定
実施例１および２ならびに比較例１に係るカラーフィルタ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および２ならびに比較例１に係る表示装置を得た。実施例１および２ならびに比較例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）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３のノイズの欄に示す。なお、表３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。

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３のシグナルの欄に示す。なお、表３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。

さらに、表３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および２ならびに比較例１に係る表示装置間での相対比として、Ｓ／Ｎを表３に示している。

実施例１および実施例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。

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
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
５６ 偏光板
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）

Claims (9)

1. アモルファスシリコンからなる光センサに対面するようになる光フィルタ部形成用の樹脂組成物であって、
   樹脂組成物に含まれる顔料の合計質量に対して、
   ジケトピロロピロール系の赤色顔料を２０〜５０質量％含み、
   ジオキサジン系の紫色顔料および／またはアルミニウムフタロシアニンを合計で２５〜５０質量％含み、
   イソインドリン系の黄色顔料を２０〜４０質量％含む、樹脂組成物。
2. 前記ジケトピロロピロール系の赤色顔料が、ピグメントレッド２５４であり、
   前記ジオキサジン系の紫色顔料が、ピグメントバイオレット２３であり、
   前記イソインドリン系の黄色顔料が、ピグメントイエロー１３９である、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記樹脂組成物が、ピグメントブルー１５：６および／またはピグメントイエロー１５０を実質的に含まない、請求項１または２に記載の樹脂組成物。
4. 前記光フィルタ部は、
   波長が５５０ｎｍ以下である光についての最大透過率が１％以下であり、
   波長が５５０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下である光についての最大透過率が４％以下であり、
   波長が６５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である光についての最大透過率が３０％以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
5. アモルファスシリコンからなる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、前記光フィルタ部が、請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂組成物により形成される、カラーフィルタ。
6. 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アモルファスシリコンからなる第２光センサに対面するようになる、請求項５に記載のカラーフィルタ。
7. 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、請求項５または６に記載のカラーフィルタ。
8. 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アモルファスシリコンからなる第３光センサに対面するようになる、請求項５〜７のいずれか一項に記載のカラーフィルタ。
9. アモルファスシリコンからなる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は、請求項５〜８のいずれか一項に記載されたカラーフィルタである、表示装置。

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