JP5712517B2 - Color filter substrate and display device - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a display device capable of reading information from the outside, and more particularly to a display device capable of reading information with high accuracy. The present invention also relates to a color filter substrate capable of improving information reading accuracy in a display device capable of reading information from the outside.
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。 Currently, display devices that can read external information via a display surface, such as ticket machines and ATM devices, are widely used. According to such a display device, information related to display contents on the display device can be input very directly.
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。
As a display device capable of reading external information, for example, a device using an optical sensor is known as disclosed in
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。
The display device disclosed in
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。 However, when an information reading function using an optical sensor method is provided to the display device, the optical sensor in the display panel may sense a change in the amount of received light caused by the image light or the environmental light, and may cause a malfunction. In order to prevent this malfunction, the evaluation threshold for the output current from the optical sensor is also raised, but this measure detects only when a large amount of light is received, and information reading The sensitivity of the function is reduced.
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。 For this reason, in order to improve the accuracy of the information reading function, it is necessary to enhance the light emission output of light (signal) used for detection of the detection target. However, measures such as enhancing the light emission output of light as a signal lead to deterioration of energy efficiency. That is, it can be said that it is an unfavorable measure in the present day when attention is paid to the problem of improving the energy efficiency of the display device by improving the light utilization efficiency in consideration of environmental problems.
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。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is a display device capable of reading information, and reads information with high accuracy without increasing the light emission output of signal light. It is an object to provide a display device that can be used. It is another object of the present invention to provide a color filter substrate for a display device that can contribute to reading information with high accuracy without increasing the light emission output of signal light.
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。 In addition, in a display device having an optical sensor type information reading function, not only when it functions as a touch panel, but also detects that light of a specific wavelength range is irradiated from an external light emitting device such as a pointer. Therefore, it is also being considered to read information by specifying a position on a display surface irradiated with light in a specific wavelength range. In such a display device, no matter how the reading accuracy of the display device is improved, if there is a problem with the light emitting device itself, for example, if the light emitting device is not emitting light with an appropriate light emission amount, Reading cannot be performed with high accuracy. It would be very convenient if the present invention could handle such problems.
本発明による第1の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、
前記光フィルタ部は、特定波長域の可視光を選択的に透過させる。
The first color filter substrate according to the present invention comprises:
A color filter substrate that is disposed to face a back side substrate having a photosensor and that can form a display device that can read information from the outside based on an output from the photosensor, with the back side substrate. And
A substrate;
A colored portion formed on the substrate, the colored portion defining a pixel region through which video light is transmitted; and
An optical filter unit formed on the base material, the optical filter unit that comes to face the optical sensor when a color filter substrate is disposed facing the back side substrate, and
The optical filter part selectively transmits visible light in a specific wavelength range.
本発明による第1のカラーフィルタ基板において、前記特定波長域は、500nm以上550nm以下の範囲内にある波長域であるようにしてもよい。 In the first color filter substrate according to the present invention, the specific wavelength range may be a wavelength range in a range of 500 nm to 550 nm.
また、本発明による第1のカラーフィルタ基板において、波長が380nm以上500nm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550nm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2%以下であるようにしてもよい。 In the first color filter substrate according to the present invention, the maximum transmittance of the optical filter part for light having a wavelength of 380 nm to 500 nm is 1% or less, and the light having a wavelength of 550 nm to 630 nm is used. The maximum transmittance of the optical filter unit may be 1% or less, and the maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 630 nm or more and 750 nm or less may be 2% or less.
本発明による第2の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500nm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550nm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2%以下である。
The second color filter substrate according to the present invention comprises:
A color filter substrate that is disposed to face a back side substrate having a photosensor and that can form a display device that can read information from the outside based on an output from the photosensor, with the back side substrate. And
A substrate;
A colored portion formed on the substrate, the colored portion defining a pixel region through which video light is transmitted; and
An optical filter unit formed on the base material, the optical filter unit that comes to face the optical sensor when a color filter substrate is disposed facing the back side substrate, and
The maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 380 nm to 500 nm is 1% or less,
The maximum transmittance of the optical filter part for light having a wavelength of 550 nm or more and 630 nm or less is 1% or less;
The maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 630 nm or more and 750 nm or less is 2% or less.
本発明による第1または第2の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光フィルタ部の透過率が70%以上であるようにしてもよい。 In the first or second color filter substrate according to the present invention, the transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 830 nm may be 70% or more.
また、本発明による第1または第2のカラーフィルタ基板において、波長が380nm以上500nm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。 In the first or second color filter substrate according to the present invention, the maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 380 nm to 500 nm may be 0.5% or less.
さらに、本発明による第1または第2のカラーフィルタ基板において、波長が550nm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。 Furthermore, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the maximum transmittance of the optical filter portion for light having a wavelength of 550 nm or more and 630 nm or less may be 0.5% or less.
さらに、本発明による第1または第2のカラーフィルタ基板において、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1%以下であるようにしてもよい。 Furthermore, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 630 nm or more and 750 nm or less may be 1% or less.
さらに、本発明による第1または第2の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光フィルタ部の透過率が75%以上であるようにしてもよい。 Furthermore, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 830 nm may be 75% or more.
さらに、本発明による第1または第2の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85%以上であるようにしてもよい。 Furthermore, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 830 nm or more and 880 nm or less may be 85% or more.
さらに、本発明による第1または第2の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、金属フタロシアニン系の青色顔料と、を含むようにしてもよい。このような本発明による第1または第2のカラーフィルタ基板において、前記イソインドリン系の黄色顔料はPY139であり、前記金属フタロシアニン系の青色顔料はPB1、PB15:1、PB15:3およびPB15:6からなる群より選択される少なくとも一種であるようにしてもよい。またこのような本発明による第1または第2の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、30質量%以上60質量%以下、含み、前記金属フタロシアニン系の青色顔料を、25質量%以上50質量%以下、含むようにしてもよい。 Furthermore, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the optical filter portion may include an isoindoline-based yellow pigment and a metal phthalocyanine-based blue pigment. In the first or second color filter substrate according to the present invention, the isoindoline yellow pigment is PY139, and the metal phthalocyanine blue pigment is PB1, PB15: 1, PB15: 3 and PB15: 6. You may make it be at least 1 type selected from the group which consists of. In the first or second color filter substrate according to the present invention, the isoindoline-based yellow pigment is added in an amount of 30% by mass to 60% by mass with respect to the total mass of the pigment contained in the optical filter unit. The metal phthalocyanine-based blue pigment may be contained in an amount of 25% by mass to 50% by mass.
さらに、本発明による第1または第2の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、金属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第1または第2のカラーフィルタ基板において、前記イソインドリン系の黄色顔料はPY139であり、前記金属フタロシアニン系の青色顔料はPB1、PB15:1、PB15:3およびPB15:6からなる群より選択される少なくとも一種であり、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。このような本発明による第1または第2の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、30質量%以上60質量%以下、含み、前記金属フタロシアニン系の青色顔料を、25質量%以上50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、0質量%を超え15質量%以下、含むようにしてもよい。 Further, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the optical filter portion contains an isoindoline-based yellow pigment, a metal phthalocyanine-based blue pigment, and a diketopyrrolopyrrole-based red pigment. You may make it. In the first or second color filter substrate according to the present invention, the isoindoline yellow pigment is PY139, and the metal phthalocyanine blue pigment is PB1, PB15: 1, PB15: 3 and PB15: 6. The diketopyrrolopyrrole red pigment may be PR254, which is at least one selected from the group consisting of: In such a first or second color filter substrate according to the present invention, the isoindoline-based yellow pigment is contained in an amount of 30% by mass to 60% by mass with respect to the total mass of the pigment contained in the optical filter unit. In addition, the metal phthalocyanine blue pigment may be contained in an amount of 25% by mass to 50% by mass, and the diketopyrrolopyrrole red pigment may be contained in an amount of more than 0% by mass and 15% by mass or less.
さらに、本発明による第1または第2のカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部が黒色顔料をさらに含むようにしてもよい。このような本発明による第1または第2の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、前記黒色顔料を、0質量%を超え20質量%以下、含むようにしてもよい。 Furthermore, in the first or second color filter substrate according to the present invention, the optical filter portion may further include a black pigment. In the first or second color filter substrate according to the present invention, the black pigment may be included in an amount exceeding 0% by mass and not more than 20% by mass with respect to the total mass of the pigments included in the optical filter unit. Good.
さらに、本発明による第1または第2の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なっていてもよい。このような本発明による第1または第2の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。また、このような本発明による第1または第2の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。さらに、このような本発明による第1または第2の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なっていてもよい。
Furthermore, the first or second color filter substrate according to the present invention further comprises a black matrix formed on the substrate,
The optical filter portion is formed in a through hole that penetrates the black matrix,
The black matrix faces a second photosensor separate from the photosensor provided on the backside substrate when the color filter substrate is disposed to face the backside substrate. Also good. In the first or second color filter substrate according to the present invention as described above, the optical filter portion is surrounded by the black matrix from the entire periphery on the substrate, and has a wavelength of 380 nm to 1000 nm. The black matrix may have a maximum transmittance of 0.05% or less. In the first or second color filter substrate according to the present invention, the optical filter portion is surrounded by the black matrix from the entire periphery on the base material, and the black matrix is a carbon-based material. One or more selected from the group consisting of a pigment, a red pigment, a yellow pigment and a violet pigment, and a titanium-based pigment may be included. Further, the first or second color filter substrate according to the present invention further includes a light transmission part including a through hole penetrating the black matrix, and the light transmission part includes a color filter substrate on the back side. The optical sensor and the second optical sensor provided on the back-side substrate may face a separate third optical sensor when disposed facing the substrate.
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第1および第2のカラーフィルタ基板のいずれかである。
A display device according to the present invention comprises:
A display panel having a back side substrate having an optical sensor and a color filter substrate disposed to face the back side substrate;
A control device connected to the optical sensor,
The control device is configured to read information from the outside based on an output from the optical sensor,
The color filter substrate is one of the first and second color filter substrates according to the present invention described above.
本発明による表示装置において、前記光センサはアモルファスシリコンからなる光センサであってもよい。 In the display device according to the present invention, the optical sensor may be an optical sensor made of amorphous silicon.
また、本発明による表示装置において、前記制御装置が、500nm以上550nm以下の範囲内の波長域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。 In the display device according to the present invention, the control device detects a position on the display surface irradiated with light emitted from a light emitting diode that emits light in a wavelength range of 500 nm to 550 nm. It may be configured to.
さらに、本発明による表示装置において、前記制御装置が、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。 Furthermore, in the display device according to the present invention, the control device is configured to detect a position on the display surface irradiated with light emitted from a light emitting diode emitting light having a wavelength of 830 nm or more. May be.
さらに、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、500nm以上550nm以下の範囲内の波長域の光を発光する発光ダイオードを含んでいてもよい。 Furthermore, the display device according to the present invention further includes a surface light source device that is disposed facing the display panel and illuminates the display panel from the back side substrate side, and the surface light source device is 500 nm or more and 550 nm or less. The light emitting diode which light-emits the light of the wavelength range in the range of this may be included.
さらに、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。 Furthermore, the display device according to the present invention further includes a surface light source device that is disposed facing the display panel and illuminates the display panel from the back substrate side, and the surface light source device has a wavelength of 830 nm or more. A light-emitting diode that emits the light may be included.
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。 According to the present invention, information can be read with high accuracy without increasing the light emission output of signal light.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.
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。
In the following embodiments, examples in which the present invention is applied to a liquid crystal display device (liquid crystal display) will be described. That is, in the following embodiments, the
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
As the surface
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、ポインターや入力ペン等の発光装置90から特定波長域の光が照射されていることを検出することができる機能、さらには、発光装置からの特定波長域光が表示面12のどの位置に照射され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(表示機能)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(特定波長域光検出機能)する。この際、表示装置10の表示面12は、入力手段の入力面として機能するようになる。
1 to 3 is irradiated not only with a display function for displaying an image on the
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。
The
なお、本実施の形態においては、演算部24が、ポインター等の発光装置90からの特定波長域の光の表示面12への照射を検出するとともに、発光装置90から特定波長域の光が照射されている表示面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。ただし、後述するように、このような態様は一例に過ぎず、例えば、演算部24が、表示装置10の表示面12への被検出体91の接触または接近を検出するとともに、被検出体91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てもよい。
In the present embodiment, the
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。
Next, the
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。
In the present embodiment, the pixel area A1 has a plurality of unit pixel portions UP that constitute one pixel, and each unit pixel portion UP is composed of three sub-pixel portions SP. The three sub-pixel portions SP selectively transmit different colors. That is, light in different wavelength bands is transmitted from the three sub-pixel portions SP. Specifically, the three sub-pixel portions SP are configured to selectively transmit red light, green light, and blue light, respectively, thereby displaying a color image on the
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は表示機能および特定波長域光検出機能(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、特定波長域光検出機能(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、特定波長域光検出機能(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。
As well shown in FIG. 3, a
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。
First, the
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。
Furthermore, the
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に対する印加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。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the
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。
Further, the
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、特定波長域光検出機能(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が特定波長域光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。
The configuration of the
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。
The
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。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。
FIG. 4 shows sensitivity characteristics of an amorphous silicon photosensor and a single crystal silicon photosensor as an example. The single crystal silicon photosensor has sufficient sensitivity to visible light and infrared light having a wavelength of 380 nm to 1000 nm. On the other hand, the amorphous silicon photosensor has sufficient sensitivity to light (visible light) in a narrower wavelength range from 380 nm to 700 nm. The detailed configuration and manufacturing method of circuit wiring and the like associated with the
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。
As can be understood from FIG. 2, the
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、とりわけ、500nmから550nmまでの波長域内の光に対して極めて高い感度を有している。
In the present embodiment, the first
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。
On the other hand, the optical filter portion (specific wavelength transmission layer) 61 disposed to face the first
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。
The “selective transmission of light in a specific wavelength range” here means so-called “wavelength selective transmission”, and of course, only light in a specific wavelength range is transmitted with a transmittance of 100%. This does not mean that only light having a wavelength outside the specific wavelength range may be transmitted, and the light transmittance of the specific wavelength range may not be 100%. That is, in “selectively transmit light in a specific wavelength range”, the transmittance for light in a specific wavelength range that passes through the
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、500nm以上550nm以下の範囲内に波長域がある緑色光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、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、特定波長域の可視光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。
In the present embodiment, the
500nm以上550nm以下の波長域内の緑色光を選択的に透過させるための有機顔料として、イソインドリン系の黄色顔料および金属フタロシアニン系の青色顔料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、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、金属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1(PB1)、ピグメントブルー15:1(PB15:1)、ピグメントブルー15:3(PB15:3)およびピグメントブルー15:6(PB15:6)からなる群より選択される一種以上を用いることができる。 As organic pigments for selectively transmitting green light in a wavelength range of 500 nm to 550 nm, isoindoline yellow pigments and metal phthalocyanine blue pigments are used in combination. In this combination, Pigment Yellow 139 (PY139) can be used as an isoindoline-based yellow pigment. Further, as the metal phthalocyanine-based blue pigment, copper phthalocyanine-based pigments can be used, among others, Pigment Blue 1 (PB1), Pigment Blue 15: 1 (PB15: 1), Pigment Blue 15: 3 (PB15: 3) and One or more selected from the group consisting of CI Pigment Blue 15: 6 (PB15: 6) can be used.
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。さらに、ピグメントブルー15:6は、波長が570nm以上750nm以下の範囲にある光に対して優れた遮光性を示す。
750nmとしてください
The graph of FIG. 5 shows the spectral transmittance of Pigment Yellow 139 (PY139) and the spectral transmittance of Pigment Blue 15: 6 (PB15: 6). As shown in FIG. 5, Pigment Yellow 139 exhibits excellent light blocking properties for light having a wavelength in the range of 380 nm to 500 nm. Furthermore, Pigment Blue 15: 6 exhibits excellent light blocking properties with respect to light having a wavelength in the range of 570 nm to 750 nm.
Please set to 750nm
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。
In the manufacture of a substrate for a display device such as a general color filter substrate, pigment yellow 150 (PY150), pigment yellow 139 (PY139), and the like have been used as yellow pigments. However, when the spectral transmittance characteristics are compared as shown in FIG. 6, when using Pigment Yellow 139 (PY139), the wavelength range of 470 nm to 500 nm cannot be effectively blocked by Pigment Yellow 150 (PY150). It can be seen that it is possible to sufficiently block light in the range of 380 nm to 400 nm. Therefore, in the combination of pigments included in the
また、本実施の形態においては、500nm以上550nm以下の波長域内の緑色光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および黒色顔料がさらに組み合わされて用いられている。ジケトピロロピロール系の赤色顔料として、ピグメントイエロー254(PR254)を用いることができる。ピグメントレッド254は、530nmの近傍を除く、450nm以上570nm以下の波長域の光に対して優れた遮光性を示す。一方、黒色顔料として、チタンブラックやカーボンブラックを用いることができる。黒色顔料を加えた場合、フィルタ部61をなす樹脂組成物中の顔料濃度を低減することができる。これにより、その他の顔料による、すなわち、黄色顔料、青色顔料および赤色顔料による、所定波長域の遮光を安定して実現することが可能となる。
In the present embodiment, a diketopyrrolopyrrole red pigment and a black pigment are further combined and used as an organic pigment for selectively transmitting green light within a wavelength range of 500 nm to 550 nm. Yes. Pigment Yellow 254 (PR254) can be used as a diketopyrrolopyrrole red pigment. Pigment Red 254 exhibits excellent light blocking properties with respect to light in the wavelength region of 450 nm or more and 570 nm or less excluding the vicinity of 530 nm. On the other hand, titanium black or carbon black can be used as the black pigment. When a black pigment is added, the pigment concentration in the resin composition forming the
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30質量%以上60質量%以下含まれ、金属フタロシアニン系の青色顔料が25質量%以上50質量%以下含まれ、ジケトピロロピロール系の赤色顔料が0質量%を超え15質量%以下含まれ、黒色顔料が0質量%を超え20質量%以下含まれるようにすることができる。
The blending ratio of each pigment is 30% by mass to 60% by mass of an isoindoline-based yellow pigment with respect to the total mass of the pigment contained in the
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500nm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1%以下とし、さらには、0.5%以下とすることもできた。さらに、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2%以下とし、さらには、1%以下とすることもできた。
As a result of repeated experiments by the present inventors, the
すなわち、光フィルタ部61は、500nm以上550nm以下の波長域の光を除くと、750nm以下の可視光域の光を、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、380nm以上750nm以下の波長域内の光が最も多く含まれている。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、500nm以上550nm以下の波長域の光を除くと、環境光の多くを占める380nm以上750nm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。
That is, the
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。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。
Next, the
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。
Similar to the
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。
As a result of repeated experiments by the present inventors, the light-shielding
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。
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。
For
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。
As described above, the
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。
Finally, the
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。
By the way, each
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特定波長域光検出機能(情報読み取り機能)を有し、外部からの情報を読み取ることができる。以下、表示装置10が、ポインター等の発光装置90から特定波長域の光が表示面12上に照射されていることを検出することによって、さらには、発光装置90から特定波長域の光が表示面12上のどの位置に照射されているかを検出することによって、外部からの情報を読み取る場合における、表示装置10の特定波長域光検出機能に関する作用について説明する。
The
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。
As shown in FIG. 3, the light emitted from the surface
一方、ポインター等の発光装置90から特定波長域の可視光線が発光され、当該特定波長域の可視光線が表示装置10の表示面12に照射されると、当該特定波長域の可視光線は光フィルタ部61を透過して、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、発光装置90から特定波長域の光が照射されることによって、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、発光装置90から特定波長域の光が表示面12上に照射されていることを、特定波長域の光が照射されている表示面12上の位置とともに、検出する。
On the other hand, when visible light in a specific wavelength range is emitted from the
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(本実施の形態では緑色光)を細い矢印で示している。 In FIG. 3 and FIG. 9 referred later, visible light is indicated by a thick arrow, and light in a specific wavelength range (green light in the present embodiment) is indicated by a thin arrow.
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、発光装置90からの特定波長域の光の表示面12への照射に関係なく、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からの出力電流は発光装置90から照射される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発光装置90からの特定波長域光の照射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。
By the way, when a layer having a light shielding property such as a black matrix is not formed on the
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、発光装置90で発光され表示面12へ照射される特定波長域の可視光線を、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で発光装置90からの特定波長域光の照射を判定する際、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、発光装置90から表示面12への特定波長域光の照射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、発光装置90から特定波長域の光が照射されている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、発光装置90から特定波長域の光が照射されていると判断するように、構成され得る。
On the other hand, the
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、可視光線、とりわけ、本実施の形態においてフィルタ部61が選択的に透過させる特定波長域の緑色光が多く含まれている。したがって、明るい環境下においては、より多量の緑色光が、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、発光装置90からの特定波長域の光の照射とは無関係に、第1光センサ81からの出力電流が増加する。
Furthermore, when the brightness of the environment in which the
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で発光装置90からの特定波長域光の照射を判定する際、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、発光装置90から表示面12への特定波長域光の照射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、発光装置90から特定波長域の光が照射されている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、発光装置90から特定波長域の光が照射されていると判断するように構成され得る。
On the other hand, the first
加えて、本実施の形態では、500nm以上550nm以下の波長域の光を除けば、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、2%以下と十分低くなっている。とりわけ、500nm以上550nm以下の波長域の光を除くと、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。また、本件発明者らが確認したところ、波長が380nm以上500nm以下である光および波長が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500nm以下である光および波長が550nm以上630nm以下である光の第1光センサ81での受光が無視し得る程度となった。
In addition, in this embodiment, the maximum transmittance of the
以上のように本実施の形態によれば、ポインター等の発光装置90で発光されて第1光センサ81に向かおうとする特定波長光(緑色光)の光量が少量であったとしても、光フィルタ部61によって、当該特定波長光が、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、発光装置90から表示面12へ照射される特定波長域光の検出に関し、誤作動が生じることが防止され、発光装置90から表示面12へ特定波長域光が照射されていることを精度良く検出し、外部からの情報を高精度に読み取ることができる。
As described above, according to the present embodiment, even if the light amount of the specific wavelength light (green light) that is emitted from the
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500nm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2%以下となっており、且つ、発光装置90から発光される光の波長域が500nm以上550nm以下の波長域内にある場合、発光装置90で発光された特定波長域の光を、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、500nm以上550nm以下の波長域の光を発光する発光装置90との組み合わせにおいて、発光装置90から照射される特定波長域の光を第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。これにより、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、発光装置90から特定波長域の光を照射されている表示面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。
In particular, as a result of extensive research conducted by the present inventors, the maximum transmittance of the
また、発光装置90から発光されて表示面12へ照射される特定波長域の光は、可視光線である。したがって、表示面12から離間した位置から発光装置90を操作する操作者は、発光装置90からの特定波長域の光が表示面12上のどの位置に照射されているかを常に正確に把握することができる。これにより、操作者は、発光装置90を思い通りに正確に操作することができる。さらに、操作者は、発光装置90に電池切れ等の不具合が生じ、発光装置90から特定波長の可視光が発光されていないことを、瞬時に把握することができる。すなわち、発光装置90が赤外線や紫外線等の非可視光線を発光する場合とは異なり、発光装置90の不具合を見落としてしまうことを効果的に防止することができる。このようなことから、本実施の形態によれば、適正な条件下で外部からの情報を表示面12を介して表示装置10へ入力することができ、これにともなって、表示装置10において、高精度に情報の読み取りを行うことができる。
Moreover, the light of the specific wavelength range emitted from the
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。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used in the above-described embodiment are used for portions that can be configured in the same manner as in the above-described embodiment, and redundant description is omitted.
上述した実施の形態においては、表示面12から離間した位置にあるポインター等からなる発光装置90で発光された特定波長域の光が表示面12へ照射されることを検出することにより、外部からの情報を読み取るようにした例を示したが、これに限られない。例えば、発光装置90が、発光機能を有した入力ペンとして機能し、入力ペンからなる発光装置90の表示面への接近または接触を検出することによって、外部からの情報を読み取るようにしてもよい。すなわち、表示装置がタッチパネルとして機能するようにしてもよい。このような態様において、入力ペンからなる発光装置の発光力量は、ポインターからなる発光装置の発光出力と比較して少量となる。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。このような例においても、第1光センサ81は、優れた波長選択透過性を有した光フィルタ部61を透過した特定波長域の光を受光することになるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, by detecting that light in a specific wavelength region emitted from the
また、上述した実施の形態において、表示装置10とは別途の発光装置90から発光される特定波長域の光の第1光センサ81による受光量を監視することによって、情報の読み取りを行う例を示したが、これに限られない。図9に示すように、面光源装置30で発光され、その後、指等の被検出体91によって反射された特定波長域の光の第1光センサ81による受光量を監視することによって、被検出体91の表示面への接触または接近を検出し、これにより、情報の読み取りを行うようにしてもよい。すなわち、表示装置がタッチパネルとして機能するようにしてもよい。このような例においても、第1光センサ81は、優れた波長選択透過性を有した光フィルタ部61を透過した特定波長域の光を受光することになるので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, an example in which information is read by monitoring the amount of light received by the first
さらに、上述した実施の形態においては、発光装置90から特定波長域の可視光として緑色光のみが発光される例を示したが、これに限られない。例えば、発光装置90から前記緑色光の波長域とは異なる第2の特定波長域の光として、赤外線がさらに発光されるようにしてもよい。また、例えば、図9に示された変形例において、面光源装置30から、可視光だけでなく、第2の特定波長の光として、赤外線がさらに発光されるようにしてもよい。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。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、光フィルタ部61を透過し第1光センサ81によって受光されるシグナル光として、赤外線を用いることは好ましい。なお、赤外線がシグナル光として用いられる場合には、アモルファスシリコン光センサに代えて、赤外線に対しても高感度な結晶性シリコン光センサを、例えば図4に示された感度特性を有する単結晶シリコン光センサを第1〜第3光センサ81,82,83として用いることができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which only green light is emitted from the
また、このような変形例においては、光フィルタ部61が、緑色光とともに、さらに赤外光をも透過し得るようにするため、上述した実施の形態で説明した光フィルタ部61に含まれる顔料の組み合わせから黒色顔料を除くことが好ましい。すなわち、光フィルタ部61において赤外線も透過させて、光フィルタ部61に対面する第1光センサ81で赤外線を高感度で検出し得るようにするためには、光フィルタ部61に含まれる有機顔料として、イソインドリン系の黄色顔料および金属フタロシアニン系の青色顔料が組み合わせを用いることが好ましく、また、ジケトピロロピロール系の赤色顔料がさらに組み合わせて用いられてもよい。この場合、上記配合割合によれば、波長が380nm以上500nm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%以下に、さらには0.5%以下に、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1%以下に、さらには0.5%以下に、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2%以下に、さらには1%以下に維持しながら、赤外線波長域の光に対する高い透過率を実現することができる。具体的には、波長が830nmである光についての光フィルタ部61の透過率を70%以上、さらには、75%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85%以上とすることもできた。
Moreover, in such a modification, in order that the
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)。したがって、上述した顔料の組み合わせにより、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70%以上となっている場合、光フィルタ部61は、830nmより長波長の光に対して70%以上の透過率を呈する傾向を有するようになる。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85%以上となっている。このため、光フィルタ部61は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は赤外線を多量に受光することができる。
The transmittance of an optical element including a plurality of pigments that absorb visible light tends to increase as the wavelength shifts to the longer wavelength side in the infrared region. Strictly speaking, the transmittance of the optical element increases as the wavelength shifts to about 900 nm on the long wavelength side in the infrared region, and thereafter has a substantially constant high transmittance on the long wavelength side (later See FIG. 10 to be referred to). Therefore, when the transmittance of the
なお、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(LED)からなる場合、赤外域の光を発光する種々の発光ダイオードのうち、製造コストの観点から実際に適用が可能なものであって且つ環境光との分離を十分に可能にし得るものは、830nm以上の赤外線を発光する発光ダイオードであり、典型的には、波長が830nm以上880nm以下の赤外線を発光する発光ダイオードとなる。 In addition, when the light-emitting source that emits infrared light includes a light-emitting diode (LED) that can realize energy saving, among various light-emitting diodes that emit light in the infrared region, it is actually applicable from the viewpoint of manufacturing cost. What can be sufficiently separated from ambient light is a light-emitting diode that emits infrared rays with a wavelength of 830 nm or more, and typically a light-emitting diode that emits infrared rays with a wavelength of 830 nm or more and 880 nm or less.
したがって、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70%以上となっている場合、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75%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85%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。
Therefore, when the transmittance of the
加えて、光フィルタ部61における緑色光の透過率と、光フィルタ部61における赤外線の透過率と、の差に基づき、第1光センサ81による各光の受光量は大きく異なる。この結果、第1の特定波長域の可視光(緑色光)と第2の特定波長域の赤外光とを区別して検出することができる。この場合、表示装置10によって多様な情報を読み取ること、例えば発光装置の操作者を区別して情報を読み取ることが可能となる。
In addition, based on the difference between the transmittance of green light in the
また、光フィルタ部61における第1特定波長域光と第2特定波長域光との透過率の差によらずとも、各光センサ61,62,63の位置にアモルファスシリコン光センサおよび結晶性シリコン光センサの両方を配置しておくことにより、第1特定波長域光と第2特定波長域光とを区別して検出することが可能となる。或いは、光フィルタ部61に対向して配置された第1光センサ81の一部を、第1の特定波長域の緑色光を検出するために、500nm以上550nm以下の波長域に対して極めて優れた感度を呈するアモルファスシリコン光センサから構成し、光フィルタ部61に対向して配置された第1光センサ81の残りを、第2の特定波長域の赤外線を検出するために、赤外線に対して極めて優れた感度を呈する結晶性シリコン光センサ(単結晶シリコン光センサ)から構成してもよい。さらには、光フィルタ部61の一部に黒色顔料を混入して当該光フィルタ部61に対面する第1光センサ81によって緑色光を検出するようにし、光フィルタ部61の残りに黒色顔料を混入せず当該光フィルタ部61に対面する第1光センサ81によって赤外線を検出するようにしてもよい。
Further, regardless of the difference in transmittance between the first specific wavelength band light and the second specific wavelength band light in the
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。
In the above-described embodiment, examples of the physical property values (spectral transmittance) of the
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上におけるポインター等の発光装置90からの照射位置あるいは被検出体91の接触(接近)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。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which any one of the
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。
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the liquid crystal display device (liquid crystal display panel) is configured using the
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。 In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
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。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to this Example.
<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。
<Color filter substrate>
According to Examples 1 and 2 including a base material, a black matrix formed on the base material, an optical filter portion, a red colored portion, a green colored portion, and a blue colored portion as follows. A color filter substrate and a color filter substrate according to Comparative Example 1 were produced.
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、同一の作製方法により同一の構成を有するように作製した。 Note that the color filter substrate according to Examples 1 and 2 and the color filter substrate according to Comparative Example 1 differ only in the pigment contained in the optical filter portion, and the other components are the same in the same manufacturing method. It produced so that it might have.
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。 Specifically, a pigment-dispersed resist coating film is first formed on a glass substrate, and then the black matrix is formed on the glass substrate by patterning the pigment-dispersed resist coating film using photolithography technology. Formed. In the patterning, through holes for forming each colored portion and through holes for forming the optical filter portion are formed in the black matrix. Then, each coloring part and the optical filter part were produced in the through-hole of the black matrix, and the color filter substrate according to each example and each comparative example was obtained. Each colored portion and the optical filter portion, like the black matrix, form a pigment-dispersed resist coating film on a glass substrate, and then pattern the pigment-dispersed resist coating film using photolithography technology, Produced.
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。 Each pigment-dispersed resist coating film for producing an optical filter part, a colored part and a black matrix was formed by applying a resin composition on a glass substrate. Each resin composition for producing an optical filter part, a colored part, and a black matrix includes, in addition to a pigment, a dispersant for dispersing the pigment, a resin for improving plate-making property and flatness, and a crosslinking reaction. A monomer for generating, an initiator for initiating photocuring, an activator for improving coatability, and a coupling material for improving the adhesion between the pigment-dispersed resist coating film and the substrate. I included it.
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。なお、各樹脂組成物中における顔料濃度(レジスト固形分比)は、実施例1で33%、実施例2で42%、比較例1で37%であった。
○実施例1(顔料濃度:33%)
・ピグメントレッド254(PR254) 10質量%
・ピグメントブルー15:6(PB15:6) 30質量%
・ピグメントイエロー139(PY139) 45質量%
・黒色顔料 15質量%
○実施例2(顔料濃度:42%)
・ピグメントレッド254(PR254) 15質量%
・ピグメントブルー15:6(PB15:6) 40質量%
・ピグメントイエロー139(PY139) 45質量%
○比較例1(顔料濃度:37%)
・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%
In the color filter substrate according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the combinations of pigments used for producing the optical filter portion were as follows. In the following, the blending ratio is a ratio with respect to the total mass of pigments contained in the optical filter portion of each color filter substrate. The pigment concentration (resist solid content ratio) in each resin composition was 33% in Example 1, 42% in Example 2, and 37% in Comparative Example 1.
Example 1 (Pigment concentration: 33%)
・ Pigment Red 254 (PR254) 10% by mass
・ Pigment Blue 15: 6 (PB15: 6) 30% by mass
・ Pigment Yellow 139 (PY139) 45% by mass
・ Black pigment 15% by mass
Example 2 (Pigment concentration: 42%)
・ Pigment Red 254 (PR254) 15% by mass
・ Pigment Blue 15: 6 (PB15: 6) 40% by mass
・ Pigment Yellow 139 (PY139) 45% by mass
○ Comparative Example 1 (Pigment concentration: 37%)
・ Pigment Red 254 (PR254) 35% by mass
・ Pigment Blue 15: 6 (PB15: 6) 35% by mass
・ Pigment Violet 23 (PV23) 5% by mass
・ Pigment Yellow 150 (PY150) 25% by mass
<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500nm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、630nm以上750nm以下の波長域での最大透過率、530nmの波長での透過率、および、830nmの波長での透過率を調査し、表2に示した。
The spectral transmittance of the light shielding part (a part of the black matrix) of the color filter substrate according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was measured according to JIS-R-3106. For measurement of spectral transmittance, LAMBDA 19 manufactured by PERKIN ELMER was used. The spectral transmittances of the optical filter portions obtained for the color filter substrates according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. In addition, regarding the optical filter portion of the color filter substrate according to Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, the maximum transmittance in the wavelength region of 380 nm to 500 nm, the maximum transmittance in the wavelength region of 550 nm to 630 nm, 630 nm or more Table 2 shows the maximum transmittance at a wavelength region of 750 nm or less, the transmittance at a wavelength of 530 nm, and the transmittance at a wavelength of 830 nm.
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550nm以下である光に対する光フィルタ部の透過率は、0.5%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500nm以下の波長域において、光フィルタ部の透過率が1.0%を上回っていた。また、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550nm以上630nm以下である光に対する光フィルタ部の透過率は、0.5%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、550nm以上630nm以下の波長域において、光フィルタ部の透過率が0.5%を上回っていた。さらに、実施例1および実施例2に係るカラーフィルタ基板については、波長が630nm以上750nm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、630nm以上750nm以下の波長域において、光フィルタ部の透過率が1.0%を上回っていた。 For the color filter substrates according to Example 1 and Example 2, the transmittance of the optical filter part with respect to light having a wavelength of 380 nm or more and 550 nm or less was less than 0.5%. For the color filter substrate according to Comparative Example 1, the transmittance of the optical filter portion exceeded 1.0% in the wavelength range of 380 nm to 500 nm. In the color filter substrates according to Example 1 and Example 2, the transmittance of the optical filter part with respect to light having a wavelength of 550 nm or more and 630 nm or less was less than 0.5%. For the color filter substrate according to Comparative Example 1, the transmittance of the optical filter portion exceeded 0.5% in the wavelength range of 550 nm to 630 nm. Furthermore, for the color filter substrates according to Example 1 and Example 2, the transmittance of the optical filter part with respect to light having a wavelength of 630 nm or more and 750 nm or less was less than 1.0%. For the color filter substrate according to Comparative Example 1, the transmittance of the optical filter portion exceeded 1.0% in the wavelength range of 630 nm to 750 nm.
波長が530nmである光の光フィルタ部の透過率は、比較例1に係るカラーフィルタ基板において、0%に近い値となった。一方、実施例1および実施例2に係るカラーフィルタ基板の光フィルタ部については、波長が530nmである光の透過率は、各カラーフィルタを組み込んだ表示装置において当該光を検出可能な程度の値となっていた。 The transmittance of the optical filter portion for light having a wavelength of 530 nm was close to 0% in the color filter substrate according to Comparative Example 1. On the other hand, for the optical filter portion of the color filter substrate according to Example 1 and Example 2, the transmittance of light having a wavelength of 530 nm is a value that allows the light to be detected in a display device incorporating each color filter. It was.
実施例2に係るカラーフィルタ基板の光フィルタ部について、波長が830nmである光の透過率は、当該カラーフィルタを組み込んだ表示装置において当該光を検出可能な程度の値となっていた。 With respect to the optical filter portion of the color filter substrate according to Example 2, the transmittance of light having a wavelength of 830 nm was such a value that the light could be detected in a display device incorporating the color filter.
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 発光装置
91 被検出体(被検出物)
DESCRIPTION OF
40
52R Red
62 light-shielding
82 Second
Claims (18)
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、
前記光フィルタ部は、前記光センサが感度を有する特定波長域の可視光を選択的に透過させ、
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70%以上である、ことを特徴とするカラーフィルタ基板。 A color filter substrate that is disposed to face a back side substrate having a photosensor and that can form a display device that can read information from the outside based on an output from the photosensor, with the back side substrate. And
A substrate;
A colored portion formed on the substrate, the colored portion defining a pixel region through which video light is transmitted; and
An optical filter unit formed on the base material, the optical filter unit that comes to face the optical sensor when a color filter substrate is disposed facing the back side substrate, and
The optical filter portion selectively transmits visible light in a specific wavelength range in which the optical sensor has sensitivity,
A color filter substrate, wherein a transmittance of the optical filter unit with respect to light having a wavelength of 830 nm is 70% or more.
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、
前記光フィルタ部は、前記光センサが感度を有する特定波長域の可視光を選択的に透過させ、
前記光フィルタ部が、イソインドリン系の黄色顔料と、金属フタロシアニン系の青色顔料と、を含む、
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。 A color filter substrate that is disposed to face a back side substrate having a photosensor and that can form a display device that can read information from the outside based on an output from the photosensor, with the back side substrate. And
A substrate;
A colored portion formed on the substrate, the colored portion defining a pixel region through which video light is transmitted; and
An optical filter unit formed on the base material, the optical filter unit that comes to face the optical sensor when a color filter substrate is disposed facing the back side substrate, and
The optical filter portion selectively transmits visible light in a specific wavelength range in which the optical sensor has sensitivity,
The optical filter portion includes an isoindoline-based yellow pigment and a metal phthalocyanine-based blue pigment,
A color filter substrate characterized by the above.
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。 The specific wavelength region is a wavelength region in the range of 500 nm or more and 550 nm or less.
The color filter substrate according to claim 1, wherein the color filter substrate is a color filter substrate.
波長が550nm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2%以下である、
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。 The maximum transmittance of the optical filter unit for light having a wavelength of 380 nm to 500 nm is 1% or less,
The maximum transmittance of the optical filter part for light having a wavelength of 550 nm or more and 630 nm or less is 1% or less;
The maximum transmittance of the optical filter part for light having a wavelength of 630 nm or more and 750 nm or less is 2% or less,
The color filter substrate according to any one of claims 1 to 4, characterized in that.
前記金属フタロシアニン系の青色顔料はPB1、PB15:1、PB15:3およびPB15:6からなる群より選択される少なくとも一種である、
ことを特徴とする請求項2に記載のカラーフィルタ基板。 The isoindoline-based yellow pigment is PY139,
The metal phthalocyanine-based blue pigment is at least one selected from the group consisting of PB1, PB15: 1, PB15: 3 and PB15: 6.
The color filter substrate according to claim 2.
前記イソインドリン系の黄色顔料を、30質量%以上60質量%以下、含み、
前記金属フタロシアニン系の青色顔料を、25質量%以上50質量%以下、含む、
ことを特徴とする請求項2または6に記載のカラーフィルタ基板。 For the total mass of pigments contained in the optical filter part,
30% by mass or more and 60% by mass or less of the isoindoline-based yellow pigment,
The metal phthalocyanine-based blue pigment is contained in an amount of 25% by mass to 50% by mass,
The color filter substrate according to claim 2, wherein the color filter substrate is a color filter substrate.
ことを特徴とする請求項2,6又は7に記載のカラーフィルタ基板。 The optical filter portion further includes a diketopyrrolopyrrole red pigment,
The color filter substrate according to claim 2, 6 or 7.
前記金属フタロシアニン系の青色顔料はPB1、PB15:1、PB15:3およびPB15:6からなる群より選択される少なくとも一種であり、
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。 The isoindoline-based yellow pigment is PY139,
The metal phthalocyanine-based blue pigment is at least one selected from the group consisting of PB1, PB15: 1, PB15: 3 and PB15: 6,
The diketopyrrolopyrrole red pigment is PR254,
The color filter substrate according to claim 8.
前記イソインドリン系の黄色顔料を、30質量%以上60質量%以下、含み、
前記金属フタロシアニン系の青色顔料を、25質量%以上50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、0質量%を超え15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。 For the total mass of pigments contained in the optical filter part,
30% by mass or more and 60% by mass or less of the isoindoline-based yellow pigment,
The metal phthalocyanine-based blue pigment is contained in an amount of 25% by mass to 50% by mass,
The diketopyrrolopyrrole red pigment is contained in an amount of more than 0% by mass and 15% by mass or less.
The color filter substrate according to claim 8, wherein the color filter substrate is a color filter substrate.
ことを特徴とする請求項2,6〜10のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。 The optical filter part further includes a black pigment,
The color filter substrate according to any one of claims 2, 6 to 10, wherein:
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。 The black pigment is included in excess of 0% by mass and 20% by mass or less, based on the total mass of the pigments included in the optical filter part
The color filter substrate according to claim 11.
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1〜12のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。 Further comprising a black matrix formed on the substrate,
The optical filter portion is formed in a through hole that penetrates the black matrix,
The black matrix comes to face a second photosensor separate from the photosensor provided on the backside substrate when a color filter substrate is disposed facing the backside substrate.
The color filter substrate according to claim 1, wherein the color filter substrate is a color filter substrate.
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13に記載のカラーフィルタ基板。 The optical filter portion is surrounded by the black matrix from the entire periphery on the base material,
The maximum transmittance of the black matrix for light having a wavelength of 380 nm or more and 1000 nm or less is 0.05% or less;
The color filter substrate according to claim 13.
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13または14に記載のカラーフィルタ基板。 The optical filter portion is surrounded by the black matrix from the entire periphery on the base material,
The black matrix includes at least one selected from the group consisting of a carbon-based pigment, a red pigment, a yellow pigment, and a violet pigment, and a titanium-based pigment.
The color filter substrate according to claim 13, wherein the color filter substrate is a color filter substrate.
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13〜15のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板。 A light transmissive portion comprising a through hole penetrating the black matrix;
When the color filter substrate is disposed to face the back side substrate, the light transmission unit is provided on a third photo sensor that is separate from the photo sensor and the second photo sensor provided on the back side substrate. To face each other,
The color filter substrate according to claim 13, wherein the color filter substrate is a color filter substrate.
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1〜16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。 A display panel having a back side substrate having an optical sensor and a color filter substrate disposed to face the back side substrate;
A control device connected to the optical sensor,
The control device is configured to read information from the outside based on an output from the optical sensor,
The color filter substrate is the color filter substrate according to any one of claims 1 to 16,
A display device characterized by that.
ことを特徴とする請求項17に記載の表示装置。 The optical sensor is an optical sensor made of amorphous silicon.
The display device according to claim 17.
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