JP5850178B2 - 表示装置用基板及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置などに用いられる表示装置用基板及びこの表示装置用基板を用いた表示装置に関する。
本願は、２０１３年６月１７日に日本に出願された特願２０１３−１２６８４２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

一般的な液晶表示装置に備えられる液晶パネルは、２つの基板によって液晶層が挟まれる構成を持つ。２つの基板のそれぞれは、例えば、ガラスなどのような透明基板を含む。液晶パネルの表側及び裏側には、偏光板、又は、偏光板及び位相差板、が備えられる。

有機エレクトロルミネセンス表示装置（以下、有機ＥＬ表示装置という）は、液晶に代えて白色発光の有機ＥＬを備える。白色発光の有機ＥＬ表示装置は、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタを含むカラーフィルタを備えることにより、カラー表示可能である。有機ＥＬ表示装置は、高精細ディスプレイとして用いられる。

このような表示装置は、特に、モバイル用途において、３００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）、４００ｐｐｉ、５００ｐｐｉ以上の高精細化が進展している。

特許文献１（特開平１１−５２３５１号公報）には、表示領域とシール材との間の周辺部におけるブラックマトリクスの膜厚と、表示領域のカラーフィルタ膜厚とを、ほぼ同じにする技術が開示されている。また、特許文献１の請求項３には表示領域のブラックマトリクスを１層で形成し、周辺部のブラックマトリクスを２層で形成する技術が開示されている。

特許文献１の［００３０］段落には、１層目と２層目のブラックマトリクスの膜厚が開示され、かつ、［００２６］段落には、１層目と２層目のブラックマトリクスが同一の材料で形成されることが開示されている。しかしながら、その実施例としてのブラックマトリクスの組成物は開示されていない。特許文献１の［００１５］段落には、黒色顔料が、カーボン類似の顔料であるか、あるいは、黒鉛など他の顔料であるか開示されていない。加えて、特許文献１では、１層目と２層目のブラックマトリクスに同一の材料を用いたときの、露光を含むフォトリソグラフィでのアライメント方法が開示されておらず、遮光率の高いブラックマトリクスの形成方法も開示されていない。さらに、特許文献１では、例えば、３００ｐｐｉ以上の高精細画素となったときの課題は開示されておらず、１層目と２層目のブラックマトリクスの厚み方向に重なった構成のみしか開示されていない。

特許文献２（特開平９−２９７２０９号公報）には、遮光層が、黒色顔料と感光性樹脂とを主成分とする第一遮光層と、黒鉛を主成分とする第二遮光層とからなる２層構成の遮光層が開示されている。特許文献２の［００１２］段落では、黒色顔料として、カーボンラック、酸化チタン、鉄黒、アニリンブラックなどが開示されている。特許文献２の製造方法は、［００２８］段落から［００３５］段落に開示されているように、第一遮光層を露光してのち、薄い膜厚（０．２μｍ）の第二遮光層を塗布し、下地である第一遮光層とともに現像する方式である。特許文献２では、例えば、３００ｐｐｉ以上の高精細画素となったときの課題は開示されておらず、１層目と２層目のブラックマトリクスが厚み方向で接触した構成のみしか開示されていない。近時、必要とされる額縁部の光学濃度（例えば、光学濃度４以上）を得る手段も開示されていない。

特許文献１及び特許文献２においては、２層の遮光層が、例えば、異なるパターンであるときの、あるいは、２層の遮光層がその界面で接触しない構成での、アライメント（製造工程での位置合わせ）を開示していない。

日本国特開平１１−５２３５１号公報 日本国特開平９−２９７２０９号公報

表示装置のカラーフィルタの近くに備えられるブラックマトリクスは、隣接する画素の間の領域付近から生じる光漏れを防ぎ、コントラストを向上させる作用を持つ。しかしながら、３００ｐｐｉ以上に高精細化されている液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置では、画素幅が、表示装置の厚み方向での表示を行う機能部分の厚みに近くなり、斜め方向の光漏れが生じやすくなる。ここで、表示を行う機能部分の厚みとは、液晶でいえば液晶層の厚みに相当し、有機ＥＬでは電極を含む発光部分の厚みに相当する。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、斜め方向の漏れ光を抑制することができる表示装置用基板及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第一態様の表示装置用基板は、透明基板と、額縁部と、第１の透明樹脂層と、ブラックマトリクスと、第２の透明樹脂層とを具備する。額縁部は、前記透明基板の上に設けられ、表示領域を囲む額縁領域に形成され、主な色材としてカーボンを含む遮光性を持つ。第１の透明樹脂層は、前記額縁部が形成された前記透明基板の上に形成される。ブラックマトリクスは、前記第１の透明樹脂層の上に形成され、前記表示領域を複数のマトリクス状の開口部に区切り、主な色材として有機顔料を含む。第２の透明樹脂層は、前記ブラックマトリクスが形成された前記第１の透明樹脂層の上に形成される。

本発明の第一態様の表示装置用基板においては、前記透明基板と前記第１の透明樹脂層との間に、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタを含むカラーフィルタをさらに具備することが好ましい。

本発明の第二態様の表示装置は、上記第一態様の表示装置用基板を備える。

本発明の第二態様の表示装置は、複数の金属配線と複数のアクティブ素子とを具備するアレイ基板をさらに具備する。前記表示装置用基板と前記アレイ基板とは、液晶層を挟んで対向しており、前記複数のアクティブ素子は、液晶駆動素子と受光素子とを含む。前記複数の金属配線の表層の金属は、前記受光素子の感度域の波長の光に対する高い反射率を持つ。前記アレイ基板の前記液晶層とは反対側の裏面の近くに設けられ、可視光と、前記受光素子の感度域の波長の光を発光するバックライトユニットをさらに具備することが好ましい。

本発明の第二態様の表示装置において、前記受光素子は、前記バックライトユニットの近くに設けられ、前記受光素子の感度域の波長の光に対する高い反射率を持つ金属を表層に備える金属配線を含むことが好ましい。

本発明の第三態様の表示装置は、表示装置用基板と、複数の金属配線と複数のアクティブ素子とを備えるアレイ基板とを備える。前記表示装置用基板は、透明基板と、前記透明基板の上に設けられ、表示領域を囲む額縁領域に形成され、主な色材としてカーボンを含み、遮光性を有する額縁部と、前記透明基板の上において前記額縁部の内側に形成され、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタを含むカラーフィルタと、前記カラーフィルタの上に形成される第１の透明樹脂層と、前記第１の透明樹脂層の上に形成され、前記表示領域を複数のマトリクス状の開口部に区切り、主な色材として有機顔料を含むブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクスが形成された前記第１の透明樹脂層の上に形成される第２の透明樹脂層とを具備する。前記表示装置用基板と前記アレイ基板とは、液晶層を挟んで対向しており、前記複数のアクティブ素子は、液晶駆動素子と受光素子とを含む。前記複数の金属配線の表層の金属は、前記受光素子の感度域に含まれる波長の光に対する高い反射率を持つ。前記アレイ基板の前記液晶層とは反対側の裏面の近くに設けられ、可視光と、前記受光素子の感度域に含まれる波長の光を発光するバックライトユニットをさらに具備する。

本発明の第三態様の表示装置において、前記複数の金属配線の表層の金属は、銅、３％未満の異種金属又は不純物を含有する銅、あるいは、３％未満の異種金属又は不純物を含有するアルミニウムであることが好ましい。

本発明の態様においては、斜め方向の漏れ光を抑制することができる。

第１の実施形態に係る表示装置用基板の一例を部分的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る表示装置用基板の一例を示す平面図である。 第１の実施形態に係る表示装置用基板の額縁部とブラックマトリクスとの積層関係の一例を示す平面図である。 第１の実施形態に係る表示装置用基板を備えた液晶表示装置の構成を部分的に示す断面図である。 従来の液晶表示装置の構成を部分的に示す断面図である。 額縁部の透過率特性ＢＬＫ０と、代表的なブラックマトリクスの透過率特性ＢＬＫ１，ＢＬＫ２との例を示すグラフ。 第２の実施形態に係る表示装置用基板の一例を部分的に示す断面図である。 第２の実施形態に係る表示装置用基板を備えた液晶表示装置の構成を部分的に示す断面図である。 周知の典型的なカラーフィルタ基板の一例を示す断面図である。 第３の実施形態に係る表示装置用基板を備えた液晶表示装置の構成を部分的に示す断面図である。 第４の実施形態に係る液晶表示装置の部分的な例を示す断面図である。 銅、アルミニウム、チタンの反射率特性の例を示すグラフ。 緑フィルタの透過率特性ＧＬと、緑フィルタとブラックマトリクスとを重ねた透過率特性ＧＬＢＬＫとの一例を示すグラフ。 赤フィルタの透過率特性ＲＬと、赤フィルタとブラックマトリクスとを重ねた透過率特性ＲＬＢＬＫとの一例を示すグラフ。 青フィルタの透過率特性ＢＬと、青フィルタとブラックマトリクスとを重ねた透過率特性ＢＬＢＬＫとの一例を示すグラフ。 第５の実施形態に係る液晶表示装置の部分的な例を示す断面図である。 ブラックマトリクス２の下側に位置する第２の光センサの構成、及び、第２の光センサの制御用スイッチング素子である２つのトランジスタの構成、の例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は実質的に同一の機能及び構成要素については、同一符号を付し、説明を省略するか又は必要な場合のみ説明を行う。

各実施形態においては、特徴的な部分についてのみ説明し、通常の液晶表示装置の構成要素と差異のない部分については説明を省略する。

各実施形態においては、液晶表示装置の表示単位が１画素（又は絵素）である場合を説明する。しかしながら、表示単位は、１サブピクセルでもよいし、他にも、複数のピクセル数（画素数）が表示単位を構成してもよいし、任意に定義されたピクセルや画素が表示単位を構成としてもよい。画素は、ブラックマトリクスで区分けされており、少なくとも２つの平行な辺を持つ多角形の最小単位であるとする。各実施形態において、画素は、開口部とほぼ同義である。

平面視で、画素の横方向は、観察者の右目と左目との並び方向と平行とする。

平面視で、画素の横方向と垂直な方向は、画素の縦方向とする。

各実施形態において、表示装置に備えられる表示装置用基板は、赤色、緑色、青色発光の有機ＥＬ、又は、赤色、緑色、青色発光のＬＥＤ発光素子の時分割発光駆動方式でもよい。時分割発光駆動方式の表示装置の場合、表示装置用基板は、後述するカラーフィルタを省いた構成としてもよい。

白色の有機ＥＬ、又は、赤色、緑色、青色のピーク発光を備えるＬＥＤバックライトユニットを光源として用いる場合、表示装置用基板は、赤フィルタ（赤層のパターン）と緑フィルタ（緑層のパターン）と青パターン（青層のパターン）とが画素として隣接するカラーフィルタを備えるとしてもよい。

各実施形態においては、様々な液晶配向方式又は液晶駆動方式が用いられてもよい。例えば、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、水平配向の液晶分子を用いた横電界方式）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ：垂直配向の液晶分子を用いた縦電界方式）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ−ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）、ＣＰＡ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｉｎｗｈｅｅｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｔ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）のような、液晶配向方式又は液晶駆動方式が用いられる。液晶層は、正の誘電率異方性を持つ液晶分子を含むとしてもよく、又は、負の誘電率異方性を持つ液晶分子を含むとしてもよい。

液晶駆動電圧印加時の液晶分子の回転方向（動作方向）は、基板の表面に平行になる方向でもよく、基板の平面に垂直に立ち上がる方向でもよい。液晶分子に印加される液晶駆動電圧の方向は、水平方向でもよく、２次元又は３次元的に斜め方向でもよく、垂直方向でもよい。

各実施形態に係る表示装置の表示画面への入力方式としては、例えば、センシング機能のあるタッチパネルを液晶パネルの前面に設置し、このタッチパネルによって入力を行うオンセル方式、又は、表示装置の内側にタッチセンサを内設するインセル方式などを適用できる。インセル方式としては、表示装置のアレイ基板又は表示装置用基板にセンサをマトリクス状配置で形成する方法、又は、表示装置用基板にセンシング用の電極を配設する方法などを適用してもよい。センシング手段としては、赤外線又は可視光を含む電磁波を用いる方式、又は、静電容量で検知する方式などを適用してもよい。各表示装置では、このようないずれのセンシング手段（センシング装置）を適用してもよい。

各実施形態に係る表示装置においては、指又はレーザーポインタなどの検出のために、光センサを液晶パネルに内蔵させたインセル方式が用いられてもよい。光センサを内蔵する液晶表示装置の検出精度は、温度の影響及びバックライト光源の影響を受けやすい。バックライト又は外光に起因するノイズによって生じる、指又はレーザーなどを用いた入力の誤動作を防止するために、光センサの補償を必要とする場合がある。光センサとして、ポリシリコン又はアモルファスシリコンによって形成されたチャネル層を備えるシリコンフォトダイオードが用いられた場合には、環境温度などの変化により暗電流が発生し、観測データに観測光ではないノイズが加わる場合がある。

光センサに用いられる半導体として、可視域（例えば、光の波長およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍ）と赤外域とに感度を持つアモルファスシリコン半導体、近視外域又は青の波長域に主な感度を持つ多結晶シリコン半導体、微結晶シリコン半導体、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）半導体、ＩＧＺＯ（登録商標）又はＩＴＺＯ（登録商標）に代表される複合金属酸化物半導体などがある。これら半導体を用いる場合には、半導体のバンドギャップを調整し、目的とする波長域に光センサの感度域を設定することが望ましい。ＳｉＧｅ半導体では、Ｇｅの添加比率でバンドギャップを連続的に変えることができ、受光素子の受光波長を調整でき、赤外域での吸収性能を付与することができる。Ｇｅの濃度勾配を持つＳｉＧｅ半導体が用いられてもよい。

光センサをスイッチングするトランジスタ（スイッチング素子）として、ＩＧＺＯ又はＩＴＺＯなどに代表される複合金属酸化物半導体を用いたトランジスタ（ＴＦＴ）が用いられてもよい。トランジスタの配線には、低抵抗のアルミニウム、銅、チタン、又は、これら材料を含む合金と、例えば、モリブデン、チタン、又は、チタン合金などのような高融点金属との２層以上の積層構成の金属配線が適用される。例えば、複合金属酸化物半導体トランジスタとは、インジウム、ガリウム、錫、亜鉛、ハフニウム、イットリウム、ゲルマニウムのうちの２種以上の金属酸化物を含む透明チャネル層を備えるトランジスタである。

複合金属酸化物半導体によって透明チャネル層が形成されるトランジスタは、透明チャネル層にドーパントを導入し、トランジスタのバンドギャップを小さくし、これにより目的とする受光の感度領域（光の波長）に感度を持つフォトタランジスタであることが望ましい。光センサにおいては、複合金属酸化物半導体を含め、多結晶シリコン半導体、微結晶シリコン半導体のバンドギャップを小さくすることによって可視域から赤外域の波長域に感度を付与することが望ましい。例えば、複合金属酸化物半導体トランジスタで、液晶駆動用のＴＦＴと、可視域又は近赤外域に感度を持つフォトトランジスタとを同一のレイヤ、同じ工程で形成することで、大きなコストダウンを実現することができる。

バンドギャップの調整に適用可能なドーパントは、リン、アンチモン、砒素、ホウ素、アルミニウム、インジウム、チタン、亜鉛、ガリウム、錫、フッ素、塩素、水素など、種々選択できる。ドーパントの導入方法には、イオン注入法、イオンドーピング法、プラズマイマージョンイオンプランテーション法などを用いることができる。

例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣなどを用いることにより、赤外光吸収に適した光センサを形成することができる。

有機顔料を主な色材として含有するブラックマトリクスを用いる場合、近赤外域の赤外光を透過する波長の設定が可能であり、カラーフィルタとブラックマトリクスとの組み合わせで好ましい色分離技術を提供できる。なお、主な色材とは、分散又は添加される色材総量に対する質量固形比率が５０％以上の色材とする。ブラックマトリクスは、近赤外光を主に透過する。したがって、各実施形態に係る表示装置用基板と対になるアレイ基板のアクティブ素子の配線は、近赤外光の反射率がアルミニウムより高い銅を基材とする金属配線との整合性がよい。この理由は以下の実施形態で詳述する。

各実施形態においては、本発明の実施形態を液晶表示装置に適用した例を説明するが、有機ＥＬ表示装置のような他の表示装置に本発明の実施形態を同様に適用してもよい。

［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る表示装置用基板の一例を部分的に示す断面図である。この図１は、表示装置用基板１の額縁部２を含む端部を図示している。

図２は、本実施形態に係る表示装置用基板１の一例を示す平面図である。この図２は、平面視で、表示領域３と、表示領域３の周囲に設けられた額縁領域４を図示している。

図３は、本実施形態に係る表示装置用基板１の額縁部２とブラックマトリクスＢＭとの積層関係の一例を示す平面図である。

表示装置用基板１においては、カーボンを含む額縁部２から、第１の透明樹脂層６を介して適当な距離を持たせて、有機顔料を含むブラックマトリクスＢＭが形成されている。後述するように、製造時には、例えば、赤外線などを用いたアライメントが行われる。

表示装置用基板１は、透明基板５、額縁部２、第１の透明樹脂層６、ブラックマトリクスＢＭ、第２の透明樹脂層７を備える。

透明基板５は、例えば、ガラスなどのような透明基板としてもよい。なお、図２及び図３に示されている表示装置用基板１は、１個の表示装置の画面の模式図であり、製造工程においては、大判サイズの透明基板に数十個が面付けされて製造される。本実施形態において、大判サイズの透明基板上に、１組（例えば、２個）以上のアライメントマークが最初に形成される。このアライメントマークは、例えば、大判サイズのガラス基板の端部に、額縁部２に用いられる遮光性を有する感光性レジストを用い、額縁部２と同時に形成される。この製造方法は後述する。

額縁部２は、平面視で表示領域３を囲む枠状の額縁領域４に、断面で透明基板５の第１の平面の上に、形成される。額縁部２は、主な色材としてカーボンを含む。

第１の透明樹脂層６は、額縁部２が形成された透明基板５の上に形成される。

ブラックマトリクスＢＭは、第１の透明樹脂層６の上に形成される。ブラックマトリクスＢＭは、主な色材として有機顔料を含む。ブラックマトリクスＢＭは、額縁部２とほぼ重なる部分と、画素の境界に形成される部分とを含む。本実施形態では、ブラックマトリクスＢＭは、額縁部２よりも若干内側（表示領域３が形成される領域）に形成されるとしてもよい。ブラックマトリクスＢＭは、表示領域３を複数のマトリクス状の開口部に区切る。

第２の透明樹脂層７は、ブラックマトリクスＢＭが形成された第１の透明樹脂層６の上に形成される。

なお、第２の透明樹脂層７の上には、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ、透明導電膜）などのような透明電極、又は、液晶の配向膜が形成されてもよい。以下の実施形態でも同様である。

表示装置用基板１は、必要に応じて、タッチセンシングのための透明電極及び金属配線を備えるとしてもよい。第１の透明樹脂層６、第２の透明樹脂層７のそれぞれの膜厚は、適宜選択することができ、例えば、およそ０．３μｍから４μｍの範囲の膜厚から選択できる。

額縁部２，すなわち額縁領域４の平面視形状は、図２に示すように概略矩形である。額縁部２の上に第１の透明樹脂層６を介して形成されるブラックマトリクスＢＭは、図３に示すように複数の画素（開口部の幅ＯＷ）を区分するマトリクス状パターンで形成される。以上のように、本実施形態において、額縁部２とブラックマトリクスＢＭは、互いに異なる色材と、互いに異なるパターンで形成される。額縁部２とブラックマトリクスＢＭのそれぞれの膜厚は規定される必要はないが、例えば、およそ０．８μｍから２μｍの範囲の膜厚から選択できる。

したがって、本実施形態に係るブラックマトリクスＢＭは、表示装置の発光又は光透過を担う機能部分に対して、より近づいた位置に形成される。発光又は光透過を担う機能部分に対して、より近づいたブラックマトリクスＢＭは、例えば、およそ３００ｐｐｉ以上の高精細表示装置において、互いに隣接する画素の間の領域付近に位置する機能部分から生じる発光又は光透過（光の漏れ）を防ぎ、高いコントラストを維持することができる。なお、本実施形態に係る表示装置用基板１は、例えば、およそ３００ｐｐｉ未満の表示装置に適用されてもよい。

図３で示される画素形状及び画素数は、説明の都合上、模式的に例示されており、本発明は上記実施形態に限定されない。画素形状は、Ｖ字形状（ｄｏｇｌｅｇｇｅｄ ｓｈａｐｅ）など、他の多角形でもよい。

図４は、本実施形態に係る表示装置用基板１を備えた液晶表示装置８の構成を部分的に示す断面図である。

液晶表示装置８は、液晶パネル９及びバックライトユニット１０を備える。液晶パネル９は、アレイ基板１１と、液晶層１２と、表示装置用基板１とを備える。アレイ基板１１と表示装置用基板１とは、液晶層１２を介して、向き合っている。

表示装置用基板１の透明基板５は、観察者に面しており、第２の透明樹脂層７は、液晶層１２に面している。

アレイ基板１１は、透明基板１３と、絶縁層（透明樹脂）１４ａ〜１４ｃと、共通電極１５と、画素電極１６とを備える。

透明基板１３としては、例えば、ガラス板が用いられる。

透明基板１３の第１の平面の上には、絶縁層１４ａが形成される。絶縁層１４ａの上には、絶縁層１４ｂが形成される。

絶縁層１４ｂの上には、板状の共通電極１５が形成される。共通電極１５が形成された絶縁層１４ｂの上には、絶縁層１４ｃが形成される。絶縁層１４ｃの上には、画素電極１６が形成される。

画度電極１６は、例えば、平面視で櫛歯状に形成される。また、画素電極１６は、図４の断面に対して垂直な長手方向を持つストライプパターンでもよい。

図４のアレイ基板１１については、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子も備えられる。

アレイ基板１１の画素電極１６は、液晶層１２に面している。アレイ基板１１の透明基板１３の第２の平面は、液晶表示装置８の内部に位置し、すなわちバックライトユニット１０に面している。

液晶層１２は、負の誘電率異方性を持つ液晶分子を含むとしてもよく、正の誘電率異方性を持つ液晶分子を含むとしてもよい。

例えば、液晶表示装置８において、発光又は光透過を担う機能部分は、液晶層１２である。液晶表示装置８においては、互いに隣接する画素の間に、十分に配向制御されない液晶の配向不良領域１７ａ，１７ｂが存在することがある。配向不良領域１７ａ，１７ｂに位置する液晶分子には、液晶駆動電圧が十分に印加されない。または、配向不良領域１７ａ，１７ｂでは、液晶駆動電圧の方向が開口部と異なるため、効果的な液晶駆動が困難である。加えて、配向不良領域１７ａ，１７ｂは、隣接画素から生じるクロストークが最も影響しやすい部分であり、隣接画素から生じる光漏れに基づく混色の原因となりやすい。

図４と比較対象を示す図として用いられる図５は、従来の液晶表示装置１８の構成を部分的に示す断面図である。従来の液晶表示装置１８においては、通常、額縁部２と同じ材料、同じ工程でブラックマトリクスＢＭが透明基板５の上に形成される。従来の液晶表示装置１８においては、ブラックマトリクスＢＭが、配向不良領域１７ａ，１７ｂから距離Ｂだけ離れた領域（位置）に存在するため、この配向不良領域１７ａ，１７ｂを通過して斜め光１９ａ，１９ｂが漏れ光として出射されやすい。斜め光１９ａ，１９ｂは、液晶表示装置の高精細化に伴って、コントラスト及び表示の階調表現に悪影響を与える。なお、従来の表示装置用基板１９がカラーフィルタ基板の場合、図５に示すカラーフィルタ位置Ｃに赤フィルタ、青フィルタ、緑フィルタが形成される。

しかしながら、上記図４に示される表示装置用基板１は、ブラックマトリクスＢＭが液晶層１２により近い位置に形成される。このため、斜め光１９ａ，１９ｂは、ブラックマトリクスＢＭでカットされ、斜め光１９ａ，１９ｂの出射が抑制される。本実施形態に係る表示装置用基板１は、高精細画素の表示装置８において、隣接する画素の間の領域付近の機能部分から生じる発光又は光透過（光の漏れ）を防ぎ、高いコントラストを維持することができる。

額縁部２は、遮光性色材としてカーボンを樹脂に分散して形成される。額縁部２は、表示領域３のように大きな面積の領域に対して、ブラックマトリクスＢＭのような細線を形成するために用いられないため、その膜厚を厚く形成してもよい。

例えば、額縁部２は、表示領域３の４辺を囲う粗いパターンと数箇所のアライメントマーク（図示を省略）とを含み、その膜厚方向の光学濃度を４以上、好ましくは５以上で形成してもよい。

図６は、額縁部２の透過率特性（分光特性）ＢＬＫ０と、代表的なブラックマトリクスＢＭの透過率特性ＢＬＫ１，ＢＬＫ２との例を示すグラフである。

透過率特性ＢＬＫ０は、主な色材としてカーボンを含む額縁部の透過率を示す。

透過率特性ＢＬＫ１，ＢＬＫ２は、主な色材として有機顔料を含むブラックマトリクスＢＭの透過率を示す。これらの透過率特性ＢＬＫ１，ＢＬＫ２に対する半値波長（透過率がおよそ５０％の波長）は、有機顔料を組み合わせることにより、例えば、およそ波長６８０ｎｍから８００ｎｍの範囲で調整される。

透過率特性ＢＬＫ１の半値波長より長波長側で、透過率特性ＢＬＫ１と透過率特性ＢＬＫ０との間の透過率の差Ｄ１は大きくなる。透過率の差Ｄ１は、およそ波長８５０ｎｍでの差である。

透過率特性ＢＬＫ２の半値波長より長波長側で、透過率特性ＢＬＫ２と透過率特性ＢＬＫ０との間の透過率の差Ｄ２は大きくなる。

額縁部２及びブラックマトリクスＢＭの形成方法としては、例えば、周知のフォトリグラフィ法を用いることができる。このフォトリソグラフィの工程のアライメントは、例えば、透過率特性ＢＬＫ１又は透過率特性ＢＬＫ２の半値波長より長波長側のおよそ波長８５０ｎｍの赤外線と、額縁部１と同じ材料で形成したアライメントマークとを認識できる赤外線センサとを用いることで行われる。

なお、図４、図５に示した液晶表示装置８，１８は、ＩＰＳと呼ばれる初期水平配向の液晶配向方式を用いており、アレイ基板１１の近くに設けられた画素電極１６及び共通電極１５に印加される液晶駆動電圧により液晶分子を駆動する。画素電極１６は、紙面に垂直な長手方向を持つ櫛歯状の電極である。これら画素電極１６及び共通電極１５は、ＩＴＯなどの透明導電膜を加工して形成される。図４及び図５では、アレイ基板１１に備えられるＴＦＴ（例えば、複合金属酸化物半導体をチャネル層として備えるトランジスタ）、偏光板、位相差フィルム、液晶分子を水平に配向させる配向膜を省略している。

図４のバックライトユニット１０は、それぞれ赤色・緑色・青色発光の固体発光素子（ＬＥＤ）を備えるとしてもよい。バックライトユニット１０は、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの時分割（フィールドシーケンシャル）発光と、対応する画素部の液晶駆動との同期制御に基づいて動作する。これにより、液晶表示装置８は、フルカラーの表示を行うことができる。さらに、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤに、赤外線発光ＬＥＤを加え、赤外線発光ＬＥＤから出射される赤外線を、例えば、指などのポインタに照射し、ポインタからの反射光を観測するタッチセンシングを実現してもよい。

以上説明した本実施形態においては、ブラックマトリクスＢＭが液晶層１２により近い位置に形成されるため、例えば、互いに隣接する画素の間の領域付近を透過する斜め光１９ａ，１９ｂなどのような漏れ光を、ブラックマトリクスＢＭでカットすることができ、液晶表示装置から漏れ光が出射されることを抑制することができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、上記第１の実施形態の変形例である。

図７は、本実施形態に係る表示装置用基板２０の一例を部分的に示す断面図である。この図７は、表示装置用基板２０の額縁部２を含む端部を図示している。

表示装置用基板２０は、透明基板５、額縁部２及びカラーフィルタ２１、第１の透明樹脂層６、ブラックマトリクスＢＭ、第２の透明樹脂層７を備える。カラーフィルタ２１は、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦを含む。

透明基板５の第１の平面の上には、額縁部２を備え、その額縁部２の内側に赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦが隣接するように配置されているカラーフィルタ２１を備える。

第１の透明樹脂層６は、額縁部２及びカラーフィルタ２１の上に形成される。

ブラックマトリクスＢＭは、第１の透明樹脂層６の上に形成される。

第２の透明樹脂層７は、ブラックマトリクスＢＭが形成された第１の透明樹脂層６の上に形成される。

カラーフィルタ２１の膜厚は、規定される必要はないが、例えば、およそ０．５μｍから３μｍの範囲から選択できる。額縁部２とカラーフィルタ２１とで膜厚は同じでもよく、同じでなくてもよい。

図８は、本実施形態に係る表示装置用基板２０を備えた液晶表示装置２２の構成を部分的に示す断面図である。

液晶表示装置２２は、液晶パネル９１と、バックライトユニット１０とを備える。液晶パネル９１は、アレイ基板２４と、液晶層１２と、表示装置用基板２０とを備える。アレイ基板２４と表示装置用基板２０とは、液晶層１２を介して、向き合っている。

表示装置用基板２０は、第２の透明樹脂層７の上に、例えば、ＩＴＯなどの導電性の酸化物層が共通電極２５として形成される。共通電極２５の上には、配向膜が形成されてもよいが、図８では省略している。表示装置用基板２０の透明基板５は、観察者に面しており、共通電極２５は、液晶層１２に面している。

アレイ基板２４は、透明基板１３の第１の平面の上に、絶縁層１４ａ〜１４ｃ、画素ごとに設けられた画素電極２３を備える。画素電極２３の上には、配向膜が形成されてもよいが、図８では省略している。さらに、図８は、アレイ基板２４に備えられるＴＦＴ（例えば、複合金属酸化物半導体をチャネル層として備えるトランジスタ）、偏光板、位相差フィルムを省略している。

アレイ基板２４の画素電極２３は、液晶層１２に面している。アレイ基板２４の透明基板１３の第２の平面は、液晶表示装置２２の内部に位置し、すなわちバックライトユニット１０に面している。

本実施形態において、液晶層１２は、初期垂直配向の液晶分子を含む。画素電極２３と共通電極２５２との間に液晶駆動電圧が印加されると、液晶分子が駆動される。液晶駆動電圧の印加により、例えば、液晶分子の長軸は、基板面にほぼ垂直な方向から、基板面にほぼ水平な方向へ倒れる。

本実施形態においても、配向不良領域１７ａ，１７ｂは存在する。しかしながら、本実施形態では、ブラックマトリクスＢＭが液晶層１２に近い位置に配設されるため、配向不良領域１７ａ，１７ｂを透過した斜め光の出射が抑制され、表示品位の低下を防ぐことができる。

ここで、図９に、周知の典型的なカラーフィルタ基板２６の一例である断面図を示す。周知のカラーフィルタ基板２６は、透明基板５と、カーボン等の色材を含むブラックマトリクスＢＭと、カラーフィルタ２１との積層構造を持つ。このカラーフィルタ基板２６は、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの重なりで突起を生じ、液晶分子の配向の精度が低下する場合がある。

これに対して、本実施形態に係る表示装置用基板２０は、隣接する赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの間に、ブラックマトリクスＢＭが形成されていない。このため、図９のように、ブラックマトリクスＢＭと、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦとの重なりによる突起を生じない。

また、主な色材としてカーボンを含むブラックマトリクスＢＭは、比誘電率がおよそ１０〜２０の範囲に属するきわめて高い値を持ち、液晶層１２の近傍に配置することが困難である。比誘電率の高い部材が液晶層１２の近傍にある場合、画素電極２３から生じる電圧分布に歪みが生じ、液晶表示に悪い影響を与える場合がある。本実施形態に係る主な色材として有機顔料を含むブラックマトリクスＢＭの比誘電率は、およそ３．５〜４．５と小さく、液晶表示への影響をきわめて小さくすることができる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、上記第１の実施形態の変形例である。

図１０は、本実施形態に係る表示装置用基板２７を備えた液晶表示装置２８の構成を部分的に示す断面図である。

液晶表示装置２８は、上記図８に示される表示装置用基板２０に、さらに、第１のセンシング電極２９ａと第２のセンシング電極２９ｂとを備える。

第１のセンシング電極２９ａは、透明基板５の第２の平面に設けられ、すなわち、観察者に近い位置に設けられている。

第２のセンシング電極２９ｂは、透明基板５の第１の平面に設けられ、すなわち、カラーフィルタ２１に（透明基板５とカラーフィルタ２１との間）設けられている。

本実施形態においては、まず、透明基板５に第１及び第２のセンシング電極２９ａ，２９ｂを形成し、第２のセンシング電極２９ｂの上に、カラーフィルタ２１及び額縁部２、第１の透明樹脂層６、ブラックマトリクスＢＭ、第２の透明樹脂層７、共通電極２５を形成する。

第１のセンシング電極２９ａは、平面視で、例えば、第１の方向に伸びる複数の平行な電極で構成される。

第２のセンシング電極２９ｂは、平面視で、例えば、第１の方向に対して垂直に交わる第２の方向に伸びる複数の平行な電極で構成される。

例えば、第１及び第２のセンシング電極２９ａ，２９ｂは、平面視で、それぞれ直交するストライプパターンでもよい。

第１及び第２のセンシング電極２９ａ，２９ｂは、平面視で、複数のひし形を連結したパターンとしてもよい。

第１及び第２のセンシング電極２９ａ，２９ｂのそれぞれのパターンのピッチ及び抵抗値などの設計仕様は、使用目的に応じて適宜変形できる。

なお、第１及び第のセンシング電極２９ａ，２９ｂのうちのいずれかは、アレイ基板２４の近くに備えられてもよい。第１及び第のセンシング電極２９ａ，２９ｂのうちのいずれかをアレイ基板２４の近くに備えることにより、アレイ基板２４にタッチセンシング用のスイッチング素子をトランジスタ（ＴＦＴ）によって形成し、利用することができる。

第１のセンシング電極２９ａは、例えば、絶縁層を介して、第２のセンシング電極２９ｂより上に（より液晶層１２に近い位置に）、形成されてもよい。

図１０に示す構成を採用した場合であっても、配向不良領域１７ａ，１７ｂは存在する。しかしながら、本実施形態においては、ブラックマトリクスＢＭが液晶層１２に近い位置に配設されるため、配向不良領域１７ａ，１７ｂを透過する斜め光の出射を抑制することができ、表示品位の低下を防ぐことができる。

［第４の実施形態］
本実施形態は、上記第２の実施形態の変形例であるが、同様の観点で上記第３の実施形態を変形してもよい。

図１１は、本実施形態に係る液晶表示装置３０の部分的な例を示す断面図である。

本実施形態において、アレイ基板２４は、絶縁層１４ａと絶縁層１４ｂとの間に、第１の光センサ３１ａ、第２の光センサ３１ｂを備える。

第１の光センサ３１ａは、観察者側からの入射光を、カラーフィルタ２１経由で受光する。

第２の光センサ３１ｂは、平面視で、カラーフィルタ２１及びブラックマトリクスＢＭと重なる位置に形成されている。このため、第２の光センサ３１ｂは、観察者側からの入射光を、カラーフィルタ２１及びブラックマトリクスＢＭ経由で受光する。

処理部３２は、例えば、第１の光センサ３１ａの受光データから、第２の光センサ３１ｂの受光データを引き算する。これにより、高精度な光センサの観測結果を得ることができる。

例えば、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂは、アレイ基板２４に対して、フォトトランジスタ又はフォトダイオードで形成される。例えば、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂは、シリコン系半導体を用いて形成され、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂを制御するスイッチング素子は、複合金属酸化物半導体を用いて形成される。シリコン半導体としては、非晶質シリコン、低温ポリシリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコンが用いられてもよい。

図１１に示したフォトトランジスタ又はフォトダイオードによる第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂは、液晶駆動用のトランジスタ（ＴＦＴ）に用いる半導体と同じ半導体で、同一工程で、形成されることが望ましい。

第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂがシリコン半導体によるフォトダイオードであり、液晶駆動用のトランジスタがシリコン半導体の場合、フォトダイオードのスイッチング素子であるトランジスタは、フォトダイオードと同じレイヤに同時に形成されてもよい。

第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂが複合金属酸化物半導体によるフォトトランジスタであり、液晶駆動用のトランジスタが複合金属酸化物半導体によるトランジスタの場合、フォトトランジスタ、フォトトランジスタのスイッチング素子であるトランジスタ、液晶駆動用のトランジスタは、同じレイヤに同時に形成されてもよい。

例えば、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂがシリコン半導体によるフォトダイオードであり、液晶表示装置３０が液晶駆動用トランジスタを備え、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂを制御するスイッチング素子がトランジスタの場合、液晶駆動用のトランジスタとスイッチング素子とを先に形成し、さらに絶縁層を介してシリコン半導体によるフォトダイオードを形成するとしてもよい。このように第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂに用いる半導体と、スイッチンング素子としてのトランジスタに用いる半導体とが異なる場合、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂとトランジスタとを異なるレイヤに形成することができる。

上記のようなトランジスタ形成において、ゲート電極など第１層の金属配線形成時に、平面視で、フォトダイオード配設部分の下地に、予め、金属配線と同じ金属膜で光の反射膜パターンを形成しておいてもよい。この反射膜パターンは、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂ（すなわち、受光面側）に、入射光を再反射するため、光センサの感度を向上させることができる。

タッチセンシングの対象光が赤外光の場合、赤外域の反射率が高い銅を表層として用いる反射膜パターンが好ましい。なお、これらの反射膜パターンは、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂの下部に位置し、液晶表示装置３０ではバックライトユニット１０から出射される光の遮光機能を兼ねる。

本実施形態においては、ＩＰＳと呼称される水平配向の液晶が適用されている場合を例示している。

第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂは、例えば、１画素に１組、３画素に１組、又は、６画素に１組などのように形成されてもよい。

第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂが２個１組で適用されることは、後述するように、高精度の色分離のために必要である。第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂを２個１組とし、第１の光センサ３１ａの受光データと第２の光センサ３１ｂの受光データとに基づく演算（引き算）を行うことにより、暗電流などの温度補償をすることができる。

色分離を目的とせず、近赤外域を利用するタッチセンシングを実現する場合には、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂを省いてもよい。近赤外域を利用するタッチセンシングを実現する場合には、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦのうちのいずれかとブラックマトリクスＢＭとの重畳部を経由する第２の光センサ３１ｂのみを用いればよい。この場合、第２の光センサ３１ｂは、例えば、１画素に１個、３画素に１個、又は、６画素に１個などのように形成されてもよい。

第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂのスイッチング素子として用いられる複合金属酸化物半導体の薄膜トランジスタは、高速かつ低消費電力で液晶を駆動するスイッチング素子（ＴＦＴ）として使用できる。２種以上又は３種以上の複合金属酸化物で形成された透明チャネル層は、成膜後、非晶質の状態となっている。透明チャネル層の形成後、又は、透明チャネル層のパターン形成後に、およそ２５０℃〜５００℃の範囲内の熱処理を行って、複合金属酸化物を結晶化させることにより、トランジスタのそれぞれの電気特性を安定化かつ均質化することができる。レーザー光でのアニールを複数トランジスタ（透明チャネル層）の一部に実施することで、同一基板に、例えば、しきい値電圧Ｖｔｈなどの電気特性の異なるトランジスタを、形成することができる。金属酸化物の熱処理条件は、およそ４００℃〜６００℃前後の高温域がより好ましいが、ソース電極、ゲート電極、又は、例えば、ゲート線、補助容量線などのような金属配線の耐熱性が考慮された温度が、実質的な温度上限となる。

金属配線として、例えば、アルミニウムより耐熱性のある銅と高融点金属（例えば、チタン）との２層構成を持つ銅配線を用いることにより、熱処理の温度を、例えば、４００℃〜６００℃前後の高温域とすることができる。銅は、アルミニウムより導電率が高く、ＴＦＴのスイッチング動作上も好ましい。

金属配線が銅配線の場合、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂとして、ゲート電極の上に絶縁層を介して半導体層（上記シリコン半導体又は酸化物半導体の透明チャネル層を含む）が形成されるボトムゲート構造のトランジスタ構造を採用することができる。

図１２は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）の反射率特性の例を示すグラフである。この図１２において、縦軸は反射率を示し、横軸は波長を示す。

金属の銅は、近赤外域を含む長波長の光の反射率が高い。第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂにおいて、受光層である半導体層下部に金属の銅が形成される構成、例えば、ボトムゲート構造のトランジスタ構造が用いられる場合、下地の銅からの再反射光を活用でき、光センサの感度を向上させることができる。

第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂがフォトダイオード構成を持つ場合、ゲート電極と同様に表層が銅を含む構成を有する金属配線材料を用いて、赤外光などの光を反射する反射パターンを形成することが望ましい。この反射パターンは、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂの下地に、絶縁層などを介して、形成されることが望ましい。絶縁層は、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、又は、これら材料の混合物などで形成されてもよい。

本実施形態に係るブラックマトリクスＢＭの５０％透過率の波長（以下、半値波長）は、例えば、上記の図６のブラックマトリクスＢＭの透過率特性ＢＬＫ２のように、およそ７００ｎｍに設定されてもよい。この半値波長の調整は、有機顔料の組み合わせで可能である。

図１３は、緑フィルタＧＦの透過率特性ＧＬと、緑フィルタＧＦとブラックマトリクスＢＭ（透過率特性ＢＬＫ２）とを重ねた透過率特性ＧＬＢＬＫとの一例を示すグラフである。図１３において縦軸は透過率を示し、横軸は波長を示す。

透過率特性ＧＬは、上記の図１１で示される第１の光センサ３１ａの受光データに相当する。

透過特性ＧＬＧＬＫは、上記の図１１で示される第２の光センサ３１ｂの受光データに相当する。

可視光域の高精度の緑の受光データは、緑フィルタＧＦ経由で検出された光の受光データから、緑フィルタＧＦとブラックマトリクスＢＭとを光学的に重ねて検出された光の受光データを引き算して得られる。これらデータの演算処理は処理部３２で実行され、可視光域の緑の検出データのみを抽出することができる。

図１４は、赤フィルタＲＦの透過率特性ＲＬと、赤フィルタＲＦとブラックマトリクスＢＭ（透過率特性ＢＬＫ２）とを重ねた透過率特性ＲＬＢＬＫとの一例を示すグラフである。図１４において縦軸は透過率を示し、横軸は波長を示す。

透過率特性ＲＬは、上記の図１１で示される第１の光センサ３１ａの受光データに相当する。

透過特性ＲＬＧＬＫは、上記の図１１で示される第２の光センサ３１ｂの受光データに相当する。

可視光域の高精度の赤の受光データは、赤フィルタＲＦ経由で検出された光の受光データから、赤フィルタＲＦとブラックマトリクスＢＭとを光学的に重ねて検出された光の受光データを引き算して得られる。これらデータの演算処理は処理部３２で実行され、可視光域の赤の検出データのみを抽出することができる。

図１５は、青フィルタＢＦの透過率特性ＢＬと、青フィルタＢＦとブラックマトリクスＢＭ（透過率特性ＢＬＫ２）とを重ねた透過率特性ＢＬＢＬＫとの一例を示すグラフである。図１５において縦軸は透過率を示し、横軸は波長を示す。

透過率特性ＢＬは、上記の図１１で示される第１の光センサ３１ａの受光データに相当する。

透過特性ＢＬＧＬＫは、上記の図１１で示される光センサ３１ｂの受光データに相当する。

可視光域の高精度の青の受光データは、青フィルタＢＦ経由で検出された光の受光データから、青フィルタＢＦとブラックマトリクスＢＭとを光学的に重ねて検出された光の受光データを引き算して得られる。これらデータの演算処理は処理部３２で実行され、可視光域の青の検出データのみを抽出することができる。

第１と第２の光センサ３１ａ，３１ｂの受光データの引き算は、その演算時に、環境温度の変化などによる暗電流を補償することができ、より高精度の受光データを抽出できる。入射光が太陽光のような外光又は暗い室内などの外光の場合、各種の受光条件に合うように、高精度の受光データに基づいて液晶表示装置３０の輝度調整を行うフィードバック制御を実現することができる。

近赤外域を利用するタッチセンシングを実現する場合、例えば、赤フィルタＲＦとブラックマトリクスＢＭとの重畳部の下部に位置する第２の光センサ３１ｂの受光データから、青フィルタＢＦとブラックマトリクスＢＭとの重畳部の下部に位置する第２の光センサ３１ｂの受光データを引き算する。これによって、およそ７００ｎｍから８００ｎｍの間の受光データを抽出できる。この演算により、暗電流の補償も同時に行うことができる。

また、上記の図１１のバックライトユニット１０は、それぞれ、赤・緑・青に発光する固体発光素子（ＬＥＤ）を備えるとしてもよい。例えば、赤色、緑色、青色の時分割（フィールドシーケンシャル）発光と、画素部の液晶駆動との同期制御が行われる。これにより、フルカラーの表示を行うことができる。さらに、例えば、第２の光センサ３１ｂを赤外線受光のセンシングに適用し、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤに、赤外線発光ＬＥＤを加えた構成を採用してもよい。この場合、赤外線発光ＬＥＤから出射される赤外線を、例えば、指などのポインタに照射し、ポインタからの反射光を第２の光センサ３１ｂで観測するタッチセンシングを実現してもよい。

なお、本実施形態に係る液晶表示装置３０の第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂとして、シリコン系のフォトダイオードが用いられる場合、フォトダイオードは、ＰＩＮダイオードでもよく、ＰＮダイオードでもよい。フォトダイオードがＰＩＮダイオードの場合、Ｐ型領域／真性領域／Ｎ型領域の並びを透明基板の面の水平方向に並べて配設してもよく、又は、透明基板１３の面の垂直方向に積層する構成でもよい。

以上説明した本実施形態においては、緑フィルタとブラックマトリクスとの重なり、赤フィルタとブラックマトリクスとの重なり、青フィルタとブラックマトリクスとの重なりを活用することにより、高い精度の色分離が可能となる。

本実施形態に係る表示装置用基板を備える液晶表示装置は、例えば、カラーコピー機に備えられてもよく、カラーでの撮像又はモーションセンサ機能を備えるとしてもよく、赤外域を利用したタッチセンシング、光通信などに適用可能である。

本実施形態に係る液晶表示装置は、３００ｐｐｉ以上の高精細化を実現でき、指の認識など個人認証システムに用いることができる。

［第５の実施形態］
本実施形態は、上記第４の実施形態の変形例である。本実施形態に係る液晶表示装置において、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂは、アモルファスシリコン半導体を用いるフォトダイオードである。本実施形態において、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂは、スイッチング素子として用いられるトランジスタによって制御される。スイッチング素子は、例えば、複合金属酸化物半導体を透明チャネルとして備えるトランジスタであるが、ポリシリコン半導体を透明チャネルとして備えるトランジスタでもよい。

本実施形態において、液晶層１２は、初期垂直配向の液晶分子を備える。

図１６は、本実施形態に係る液晶表示装置３０ａの部分的な例を示す断面図である。この図１６では、上記図１１と比較して、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂの形成される位置が相違する。本実施形態においては、絶縁層１４ｃの上に、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂが形成される。

なお、以下で説明される金属配線、出力線、電源線、電極（トランジスタのソース電極、ドレイン電極、ゲート電極などを含む）、ゲート線、信号線などは、いずれも、銅が表層に設けられた銅とチタンの２層の積層構造を有する。「表層」である銅の面は、第１の光センサ３１ａ及び第２の光センサ３１ｂの方向に向いており、チタンの面は、図示していないバックライトユニット１０の方向に向いている。

図１７は、ブラックマトリクスＢＭの下側に位置する第２の光センサ３１ｂの構成、及び、第２の光センサ３１ｂの制御用スイッチング素子の２つのトランジスタの構成、の例を示す断面図である。

本実施形態に係る表示装置用基板２０は、第２の透明樹脂層７の上に、透明導電膜である共通電極２５と、配向膜３３とを備える。

本実施形態に係るアレイ基板３４は、アクティブ素子を備える。アクティブ素子は、トランジスタなどの液晶駆動素子と、光センサなどの受光素子とを備える。この受光素子は、バックライトユニット１０の近くに設けられ、受光素子の感度域の波長の光に対する高い反射率を持つ金属を表層に備える金属配線を含む。

アレイ基板３４は、例えば、電源線、出力線などのような複数の金属配線を備える。複数の金属配線の表層の金属は、受光素子の感度域の波長の光に対する高い反射率を持つ。

バックライトユニット１０は、アレイ基板３４の液晶層１２とは反対側の裏面の近くに設けられ、可視光と、受光素子の感度域の波長の光を発光する。

２つのトランジスタ３５ａ，３５ｂを構成する一方の電極３６Ｌは、図示しない出力線と電気的に接続され、出力線を介して第２の光センサ３１ｂの受光データを出力する。２つのトランジスタ３５ａ，３５ｂの他方の電極３６Ｒは、電源線と接続される。

２つのトランジスタ３５ａ，３５ｂは、上記した出力線、電源線との接続の向きによってその機能を入れ替えることができる。例えば、電極３６Ｌが電源線と接続され、電極３６Ｒから受光データが出力される場合は、トランジスタ３５ａが選択用トランジスタとして機能する。トランジスタ３５ａの下部に位置するゲート電極３７にはゲート線から選択信号が付与され、トランジスタ３５ｂは増幅用トランジスタとして機能する。電極３６Ｌを通じて、第２の光センサ３１ｂの受光データが増幅され、電極３６Ｒから出力される。

第２の光センサ３１ｂは、下部電極３８ａからコンタクトホール３９及び金属配線４０を介して、電極３６Ｒと電気的に接続される。第２の光センサ３１ｂの上部電極３８ｂは、図示していないコンタクトホールを介して共通電極配線と電気的に接続される。絶縁層４１ａ〜４１ｄは、例えば、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウム、これら材料を含む混合酸化物、又は、感光性でアルカリ現像可能なアクリル樹脂などで形成されてもよい。

第２の光センサ３１ｂ及び第１の光センサ３１ａ（図１７に図示せず）は、図１７において、上からＰ型半導体のアモルファスシリコン４２、真性半導体（Ｉ型）のアモルファスシリコン４３、Ｎ型半導体のアモルファスシリコン４４の積層構成を持つ。Ｐ型半導体のアモルファスシリコン４２の上面、Ｎ型半導体のアモルファスシリコン４４の下面には、それぞれ光透過性の上部電極（導電膜）３８ｂ、下部電極３８ａが形成される。上部電極３８ｂ、下部電極３８ａは、例えば、ＩＴＯと呼称される導電性金属酸化物などで形成されてもよい。

本実施形態に係る第２の光センサ３１ｂの下側には、トランジスタ及び金属配線、ダミーパターンである金属配線４５が形成される。ダミーパターンである金属配線４５は、平面視で、光センサ３１ｂの下部をほぼ隙間なく埋めるように形成されたパターンであり、金属配線、出力線、電源線、電極、ゲート線、信号線などと電気的にアイソレートされている。ダミーパターンである金属配線４５は、液晶表示装置の観察面から入射される光の反射を行い、第２の光センサ３１ｂの感度を上げる目的で形成される。銅の膜厚は例えば、３００ｎｍであり、チタンの膜厚は例えば、１０ｎｍである。チタンはモリブデン、タングステンなど他の高融点金属に置き換えることができる。銅は、センシングに用いる対象の光の波長が可視域にある場合、アルミニウム又はアルミニウム合金に置き換えることができる。

本実施形態で説明された第の光センサ３１ｂは、第２の光センサ３１ｂの下側に位置する銅など光反射率の高い金属膜からの反射光をさらに観測するため、受光感度を上げることができる。

本実施形態においては、第２の光センサ３１ｂの光吸収が向上するため、例えば、銅などのような光反射率の高い金属膜の表面に微小な凹凸を設けてもよい。

また、本実施形態においては、第２の光センサ３１ｂの光吸収が向上するため、光反射率の高い金属膜の表面に，光の波長レベルの径を持つ複数の柱を，屈折率の異なる透明樹脂などによって形成してもよい。

本実施形態において、アクティブ素子としては、例えば、薄膜トランジスタ、フォトダイオード、フォトタランジスタが用いられる。銅又はアルミニウムが表層の金属配線は、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタに近い金属配線の表層が、銅又はアルミニウムであることを意味する。受光素子の受光面に近い金属配線の表層は、例えば、銅、アルミニウム、又は、チタンである。銅、アルミニウム、又は、チタンは、３％以上の異種金属又は不純物を含有すると反射率が低下する。したがって、銅を基材とする金属は、反射率低下の影響の少ない３％未満の異種金属又は不純物を含有してもよい。換言すれば、本実施形態に係る銅、又は、アルミニウムは、３％未満の異種金属又は不純物を含有する銅又はアルミニウムである。銅に添加できる異種金属として、例えば、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、錫などがある。

本実施形態においては、第２の光センサ３１ｂを例に説明したが、第１の光センサ３１ａについても同様の構成を適用することができる。

［第６の実施形態］
本実施形態においては、上記第１乃至第５の実施形態で用いられる透明樹脂及び有機顔料などの材料について例示する。

＜透明樹脂＞
額縁部２、ブラックマトリクスＢＭ、赤フィルタＲＦ、緑フィルタＧＦ、青フィルタＢＦの画素パターンで構成されるカラーフィルタ２１の形成に用いられる感光性着色組成物は、顔料分散体（以下ペースト）に加え、多官能モノマー、感光性樹脂又は非感光性樹脂、重合開始剤、溶剤などを含有する。例えば、本実施形態で用いられる感光性樹脂又は非感光性樹脂などのような透明性の高い有機樹脂は、総称して透明樹脂と呼ばれる。

透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は感光性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂などを用いることができる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂と、イソシアネート基を含有する化合物とを反応させて生成されるとしてもよい。

＜アルカリ可溶性樹脂＞
本実施形態に係る額縁部２及びブラックマトリクスＢＭ、第１の透明樹脂層６、第２の透明樹脂層７，カラーフィルタ２１の形成には、フォトリソグラフィによるパターン形成が可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。これらの透明樹脂は、アルカリ可溶性を付与された樹脂であることが望ましい。アルカリ可溶性樹脂として、カルボキシル基又は水酸基を含む樹脂を用いるとしてもよく、他の樹脂を用いるとしてもよい。アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、カルボキシル基含有エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ウレタン樹脂などを用いることができる。これら樹脂のうち、アルカリ可溶性樹脂としては、エポキシアクリレート系樹脂、ノボラック系樹脂、アクリル系樹脂を用いることが好ましく、特に、エポキシアクリレート系樹脂又はノボラック系樹脂が好ましい。

＜アクリル樹脂＞
本実施形態に用いることの可能な透明樹脂の代表として、以下のアクリル系樹脂が例示される。

アクリル系樹脂としては、単量体として、例えば、（メタ）アクリル酸；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートペンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの水酸基含有（メタ）アクリレート；エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどのエーテル基含有（メタ）アクリレート；及びシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートなどの脂環式（メタ）アクリレートなどを用いて得る重合体を用いることができる。

なお、例示されたこれら材料の単量体は、単独で使用、又は、２種以上を併用することができる。

さらに、アクリル樹脂は、これら材料の単量体と共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、又はフェニルマレイミドなどの化合物を含む共重合体を用いて生成されてもよい。また、例えば、（メタ）アクリル酸などのエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を共重合して得られた共重合体と、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基及び不飽和二重結合を含有する化合物とを反応させることによって、感光性を有する樹脂を生成し、アクリル樹脂を得てもよい。例えば、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有（メタ）アクリレートの重合体、又は、この重合体とその他の（メタ）アクリレートとの共重合体に、（メタ）アクリル酸などのカルボン酸含有化合物を付加させることによって、感光性を有する樹脂を生成し、アクリル樹脂としてもよい。

＜有機顔料＞
赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１７９、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４２、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、２７９などを用いることができる。

黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、８６、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３７、１３８、１３９、１４４、１４６、１４７、１４８、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９９、２１３、２１４などを用いることができる。

青色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８０などを用いることができ、これら顔料の中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：６が好ましい。

紫色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０などを用いることができ、これら顔料の中では、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２３が好ましい。

緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ １、２、４、７、８、１０、１３、１４、１５、１７、１８、１９、２６、３６、４５、４８、５０、５１、５４、５５、５８などを用いることができ、これら顔料の中では、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン緑色顔料であるＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ５８が好ましい。緑色顔料としては、ハロゲン化アルミニウムフタロシアニン顔料を用いるとしてもよい。

＜額縁部２及びブラックマトリクスＢＭの色材＞
額縁部２及びブラックマトリクスＢＭに含まれる遮光性の色材は、可視光波長領域に吸収性を持ち、遮光機能を備えた色材である。本実施形態において遮光性の色材には、例えば、有機顔料、無機顔料、染料などを用いることができる。無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタンなどを用いることができる。染料としては、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、フタロシアニン系染料、キノンイミン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、カルボニル系染料、メチン系染料などを用いることができる。有機顔料については、例えば、上記の有機顔料を適用してもよい。なお、これら遮光性の色材は、１種を用いてもよく、適当な比率で２種以上を組み合わせてもよい。

例えば、可視光波長域は、およそ光波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲である。

本実施形態に係るブラックマトリクスＢＭの透過率が立ち上がる波長は、有機顔料の組み合わせの変更、及び、添加量の調整の少なくとも一つによって、およそ光波長６７０ｎｍ〜およそ光波長８００ｎｍの領域に調整することができる。およそ光波長６７０ｎｍでは、赤フィルタＲＦの透過率が高く維持される。およそ光波長８００ｎｍは、青フィルタＢＦの透過率が高くなる立ち上がり部分である。

＜額縁部２に適用される黒色レジスト１の例＞
額縁部２に用いられる黒色ペースト（分散体）の調製例について説明する。

下記の組成の混合物が均一に攪拌混合され、ビーズミル分散機にて攪拌され、黒色ペーストが作製される。それぞれの組成は、質量部で表す。

カーボン顔料 ２０部
分散剤 ８．３部
銅フタロシアニン誘導体 １．０部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ７１部
上記黒色ペーストを用いて、下記の組成の混合物が均一になるように攪拌混合され、５μｍのフィルタで濾過され、額縁部２に適用される黒色レジスト１が調製される。

本実施形態において、レジストとは、カーボン又は顔料を含む感光性着色組成物を指す。

黒色ペースト ２５．２部
アクリル樹脂溶液 １８部
ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート ５．２部
光重合開始剤 １．２部
増感剤 ０．３部
レベリング剤 ０．１部
シクロヘキサノン ２５部
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ２５部
本実施形態及び上記各実施形態において、黒色レジスト１又はカラーレジストにおける主たる色材は、そのレジストに含まれる色材の全質量比（％）に対して５０％以上を占める色材を意味する。

例えば、黒色レジスト１は、カーボンが色材の１００％を占め、カーボンが主たる色材となる。また、カーボンを主たる色材とする黒色レジストでは、その色調又は反射色を調整するため、全質量比にて１０％以下を目安に、赤色、黄色、青色などの有機顔料を添加してもよい。

＜ブラックマトリクスＢＭに用いられる黒色レジスト２の例＞
ブラックマトリクスＢＭに用いられる有機顔料の混合例を以下に示す。

Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４（以下、Ｒ２５４と略記する）
Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９（以下、Ｙ１３９と略記する）
Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３（以下、Ｖ２３と略記する）
これら３種類の顔料のうち、Ｒ２５４の顔料は除かれてもよい。さらに、この３種類の顔料の他に、色（透過波長）調整用に微量の他の種類の顔料、例えば、上記の有機顔料が２０質量％以下の少量で添加されてもよい。例えば、ハロゲン化亜鉛フタロシアニン顔料、ハロゲン化銅フタロシアニン顔料又はハロゲン化アルミニウムフタロシアニン顔料を、光波長７００ｎｍ付近の分光特性の立ち上がりの調整（分光カーブ形状の調整）のために、２０％質量以下の少量で用いることが好ましい。

ブラックマトリクスＢＭは、可視域での透過率が５％以下であることが望ましい。可視域は、通常、およそ光波長４００ｎｍ〜７００ｎｍである。ブラックマトリクスＢＭの半値の波長を光波長６７０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲に設定するためには、およそ光波長６６０ｎｍ付近から赤外線透過率特性が立ち上がり、長波長側で透過率特性が高くなる必要がある。ブラックマトリクスＢＭの低透過率の波長範囲は、およそ光波長４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲としてもよい。

なお、ブラックマトリクスＢＭの透過率をおよそ光波長４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲で５％以下の低い値とすることは、ブラックマトリクスＢＭに含まれる顔料の量を増やす、又は、ブラックマトリクスＢＭの膜厚を厚くすることで極めて容易に実現可能である。半値波長の波長位置も、同様に、顔料の量、紫色顔料、緑色顔料、黄色顔料、赤色顔料の組成比、ブラックマトリクスＢＭの膜厚などに基づいて、容易に調整することができる。ブラックマトリクスＢＭに適用される緑色顔料としては、種々の緑色顔料を適用することができる。ブラックマトリクスＢＭの半値波長を光波長６８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に設定するために、緑色顔料としては、赤外線透過率の立ち上がり（例えば、半値波長）が、光波長７００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にある緑色顔料が好ましい。半値波長を光波長６８０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に設定するための調整は、主に紫色顔料と緑色顔料とに基づいて実現される。ブラックマトリクスＢＭの半値波長の位置を調節するために、青色顔料が添加されるとしてもよい。有機顔料の混合例の紫色顔料に代えて、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６の青色顔料を用いれば、半値波長をおよそ８００ｎｍに調整できる。例えば、下記のＲ２５４、Ｙ１３９、Ｖ２３などの有機顔料混合系に、さらに、上記の緑色顔料又はＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３の青色顔料の少量を加えることで、半値波長の位置を６８０ｎｍから８００ｎｍの範囲内に調整できる。

Ｒ２５４の質量比率（％）は、例えば、０〜１５％の範囲に属するとしてもよい。

Ｙ１３９の質量比率（％）は、例えば、２５〜５０％の範囲に属するとしてもよい。

Ｖ２３の質量比率（％）は、例えば、３５〜７５％の範囲に属するとしてもよい。

ブラックマトリクスＢＭの膜厚、例えば、１μｍ前後の膜厚では、Ｖ２３の紫色顔料を３５〜７５％の範囲のいずれかの値でブラックマトリクスＢＭに添加する。これにより、ブラックマトリクスＢＭは、光波長６７０ｎｍより長波長側で半値波長を持つ。黄色の有機顔料を２５〜５０％のいずれかの値とし、さらに、赤色の有機顔料を０〜１５％添加し、混合することにより、ブラックマトリクスＢＭの光波長４００ｎｍ〜６６０ｎｍの透過率を十分に下げることができる。第１の光センサ３１ａの受光データから第２の光センサ３１ｂの受光データの引き算により、およそ光波長４００ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲においてブラックマトリクスＢＭの透過率が僅かに高くなることを防止する（分光特性における透過率０％のベースラインからブラックマトリクスＢＭの透過率が僅かに高くなることを防止する）ことができ、正確な色分離を行うことができる。

通常、これら顔料に基づいてカラーレジスト（着色組成物）が生成される前に、顔料は、樹脂又は溶液に分散され、顔料ペースト（分散液）が生成される。例えば、顔料Ｙ１３９単体を樹脂又は溶液に分散させるためには、顔料Ｒ１３９の７部（質量部）に対して以下の材料が混合される。

アクリル樹脂溶液（固形分２０％） ４０部
分散剤 ０．５部
シクロヘキサノン ２３．０部
なお、Ｖ２３、Ｒ２５４などのような他の顔料についても、同じ樹脂又は溶液に分散され、黒色の顔料分散ペーストが生成されてもよい。

以下に、上記の顔料分散ペーストに基づいて黒色レジスト２を生成するための組成比を例示する。

Ｙ１３９ペースト １４．７０部
Ｖ２３ペースト ２０．６０部
アクリル樹脂溶液 １４．００部
アクリルモノマー ４．１５部
開始剤 ０．７部
増感剤 ０．４部
シクロヘキサノン ２７．００部
ＰＧＭＡＣ １０．８９部
上記の組成比によりブラックマトリクスＢＭに用いられる黒色レジスト２が形成される。

ブラックマトリクスＢＭの形成に用いられる顔料の主色材である黒色レジスト２は、全質量比に対し約５８％を占める紫色顔料Ｖ２３である。有機顔料の多くは、およそ光波長８００ｎｍより長波長領域で高い透過率を持つ。黄色顔料Ｙ１３９も、光波長８００ｎｍよりも長波長領域で高い透過率を持つ有機顔料である。

例えば、黒色レジスト２の主たる色材は、１００％の有機顔料としてもよい。あるいは、有機顔料を主色材とする黒色レジスト２では、遮光性を調整するため、全質量の４０％以下を目安にカーボンを添加してもよい。

上記した黒色レジストを含む着色レジストは、透明基板上に塗布し、周知のフォトリスグラフィのプロセスでパターン形成できる。あるいは、上記した黒色レジストを含む着色レジストは、例えば、ノボラック系の感光性レジストを用いてドライエッチングの手法で、パターン形成できる。

カーボンを主たる顔料とする黒色レジスト１では、額縁部のほかにアライメントマークを合わせて形成し、このアライメントマークを用いて黒色レジスト２の塗布後のアライメントは可能である。アライメントマークは、図６に示す、例えば、光の波長８５０ｎｍでの透過率の差Ｄ１を利用し、赤外線及び赤外線カメラなどを用いて認識できる。

上記各実施形態に係る表示装置用基板１，２０，２７は、表示装置用基板を備える表示装置として種々の応用が可能である。上記各実施形態に係る表示装置用基板１，２０，２７を備えた表示装置を搭載する電子機器として、例えば、携帯電話、携帯型ゲーム機器、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、自動販売機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、個人認証機器、光通信機器などが挙げられる。

上記の各実施形態は、発明の趣旨が変わらない範囲で様々に変更して適用することができる。上記の各実施形態は、自由に組み合わせて用いることができる。

１，２０，２７…表示装置用基板、２…額縁部、３…表示領域、４…額縁領域、５…透明基板、６…第１の透明樹脂層、ＢＭ…ブラックマトリクス、７…第２の透明樹脂層、ＯＷ…開口部の幅、８，２２，２８，３０，３０ａ…液晶表示装置、９，９１…液晶パネル、１０…バックライトユニット、１１，２４，３４…アレイ基板、１２…液晶層、１３…透明基板、１４ａ〜１４ｃ，４１ａ〜４１ｄ…絶縁層、１５…共通電極、１６…画素電極、１７ａ，１７ｂ…配向不良領域、２１…カラーフィルタ、２３…画素電極、２５…共通電極、２９ａ，２９ｂ…センシング電極、３１ａ，３１ｂ…光センサ、３２…処理部、３３…配向膜、３５ａ，３５ｂ…トランジスタ、３６Ｌ，３６Ｒ…電極、３７…ゲート電極、３８ａ…下部電極、３８ｂ…上部電極、３９…コンタクトホール、４０，４５…金属配線。

Claims (7)

1. 透明基板と、
   前記透明基板の上に設けられ、表示領域を囲む額縁領域に形成され、主な色材としてカーボンを含み、遮光性を有する額縁部と、
   前記額縁部が形成された前記透明基板の上に形成された第１の透明樹脂層と、
   前記第１の透明樹脂層の上に形成され、前記表示領域を複数のマトリクス状の開口部に区切り、主な色材として有機顔料を含むブラックマトリクスと、
   前記ブラックマトリクスが形成された前記第１の透明樹脂層の上に形成された第２の透明樹脂層と
   を具備する表示装置用基板。
2. 請求項１の表示装置用基板において、
   前記透明基板と前記第１の透明樹脂層との間に、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタを含むカラーフィルタをさらに具備する表示装置用基板。
3. 請求項１又は請求項２の表示装置用基板を備える表示装置。
4. 請求項３の表示装置において、
   複数の金属配線と複数のアクティブ素子とを具備するアレイ基板をさらに具備し、
   前記表示装置用基板と前記アレイ基板とは、液晶層を挟んで対向しており、
   前記複数のアクティブ素子は、液晶駆動素子と受光素子とを含み、
   前記複数の金属配線の表層の金属は、前記受光素子の感度域の波長の光に対する高い反射率を持ち、
   前記アレイ基板の前記液晶層とは反対側の裏面の近くに設けられ、可視光と、前記受光素子の感度域の波長の光を発光するバックライトユニットをさらに具備する表示装置。
5. 請求項４の表示装置において、
   前記受光素子は、前記バックライトユニットの近くに設けられ、前記受光素子の感度域の波長の光に対する高い反射率を持つ金属を表層に備える金属配線を含む表示装置。
6. 表示装置用基板と、複数の金属配線と複数のアクティブ素子とを備えるアレイ基板とを備える表示装置において、
   前記表示装置用基板は、
   透明基板と、
   前記透明基板の上に設けられ、表示領域を囲む額縁領域に形成され、主な色材としてカーボンを含み、遮光性を有する額縁部と、
   前記透明基板の上において前記額縁部の内側に形成され、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタを含むカラーフィルタと、
   前記カラーフィルタの上に形成される第１の透明樹脂層と、
   前記第１の透明樹脂層の上に形成され、前記表示領域を複数のマトリクス状の開口部に区切り、主な色材として有機顔料を含むブラックマトリクスと、
   前記ブラックマトリクスが形成された前記第１の透明樹脂層の上に形成される第２の透明樹脂層と、を具備し、
   前記表示装置用基板と前記アレイ基板とは、液晶層を挟んで対向しており、
   前記複数のアクティブ素子は、液晶駆動素子と受光素子とを含み、
   前記複数の金属配線の表層の金属は、前記受光素子の感度域に含まれる波長の光に対する高い反射率を持ち、
   前記アレイ基板の前記液晶層とは反対側の裏面の近くに設けられ、可視光と、前記受光素子の感度域に含まれる波長の光を発光するバックライトユニットをさらに具備する表示装置。
7. 請求項４又は請求項６の表示装置において、
   前記複数の金属配線の表層の金属は、銅、３％未満の異種金属又は不純物を含有する銅、あるいは、３％未満の異種金属又は不純物を含有するアルミニウムである表示装置。

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