カラーフィルタ基板および表示装置
【課題】外部からの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。
【解決手段】基板５０は、第１および第２光センサ８１，８２を有する背面側基板７０に対向して配置され、光センサからの出力に基づいて外部情報を読み取る表示装置１０を構成する。基板は、基材５１と、画素領域Ａ１を画成する着色部５２と、第１光センサに対面するようになる位置に形成された光フィルタ部６１と、第２光センサに対面するようになる位置に形成された遮光部６２と、を有する。波長が３８０ｎｍ〜１０００ｎｍである光についての遮光部の最大透過率が０．０５％以下である。
【解決手段】基板５０は、第１および第２光センサ８１，８２を有する背面側基板７０に対向して配置され、光センサからの出力に基づいて外部情報を読み取る表示装置１０を構成する。基板は、基材５１と、画素領域Ａ１を画成する着色部５２と、第１光センサに対面するようになる位置に形成された光フィルタ部６１と、第２光センサに対面するようになる位置に形成された遮光部６２と、を有する。波長が３８０ｎｍ〜１０００ｎｍである光についての遮光部の最大透過率が０．０５％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示パネル等の表示パネルを有する表示装置が組み込まれた種々の装置、例えば、券売機やＡＴＭ装置に対する入力手段として、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルは、操作者の手の指や専用の入力用手段等の被検出体（被検出体）が表示装置の表示面へ接触または接近したことを検出することができ、さらには、被検出体が接触または接近した表示面上における位置も特定することができる。このため、タッチパネルは、表示装置の表示内容に関連した情報を極めて直接的に入力し得る手段として、用いられている。
【０００３】
実際に使用に供されている多くのタッチパネル（情報読み取り装置の一種）は、静電容量方式や抵抗膜方式と呼ばれるタイプである。静電容量方式や抵抗膜方式のタッチパネルは、或る程度の検出精度を有しているが、製造工程が複雑で比較的に高価である。また、これらの型式のタッチパネルは、通常、表示パネルとは別個に製造され表示パネル上に重ねられている。ただし、この態様では、表示装置からの映像光が透過する界面が増加し、表示装置によって表示される映像の画質が劣化してしまうという問題がある。
【０００４】
このような従来の不具合を解決するため、例えば特許文献１に開示されているように、昨今では、光センサ方式の情報読み取り装置（典型的にはタッチパネル）の開発が進んでいる。光センサ方式のタッチパネルは、受光量に応じた量の電流を出力する多数の光センサを含んでおり、光センサからの出力電流量に基づいて、被検出体の接触または接近を検出することにより、情報の読み取りを行う。表示装置の表示パネルは、通常、ＴＦＴ等のスイッチング素子を形成された背面側基板を含んでいる。このため、スイッチング素子の形成にあわせて、背面側基板に光センサを形成することも可能となる。この結果、光センサ方式のタッチパネル機能（情報読み取り機能）を、表示装置に安価に組み込むことができる。
【０００５】
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、被検出体の接触または接近を検出する機能（情報読み取り機能）の感度が低下してしまう。
【０００６】
特許文献１に開示された表示装置の表示パネルには、スイッチング素子が設けられた背面側基板と、この背面側基板に対向するカラーフィルタ基板と、が設けられている。そして、特許文献１では、表示装置の表示面から、映像光とは別途に赤外線を発光するようになっている。また、カラーフィルタ基板の光センサに対面する位置には、赤外線を選択的に透過させる層が形成されている。すなわち、表示装置から出射する非可視光である赤外線を被検出体が反射し、光センサが、太陽光等の環境光に多く含まれていない紫外線からなる反射光を、シグナル光として感知するようになっている。このようにして、表示装置によって表示される映像の色再現性を低下させることなく、被検出体からの反射光を環境光から分離して感知できるようにしている。加えて、カラーフィルタ基板のブラックマトリクスに対向する背面側基板上の位置に、ノイズ光を検出するためのノイズ検出用光センサが設けられている。このノイズ検出用光センサは、迷光や背面からの光を受光することに起因したノイズ量を評価するために用いられている。以上のようにして、特許文献１では、シグナルを正確に検出するとともに、不可避的に感知してしまうノイズを考慮することによって、情報読み取り機能（被検出体検出機能）の精度を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＪＰ２００９−１５１０３９Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスは、可視光を吸収することにより、表示される映像のコントラストを向上させることを主目的として設けられてきた。一方、上述したように、特許文献１においてシグナルとして感知される赤外線は、太陽光にあまり多く含まれておらず、且つ、非可視光であり観察者に視認され得ない。このため、従来のブラックマトリクスでは赤外線を十分に吸収することが意図されておらず、特許文献１の表示装置においては、ノイズ検出用の光センサが、本来シグナルである赤外線をノイズとして感知してしまう。結果として、被検出体検出機能（情報読み取り機能）の精度を向上させるためには、非可視光であって映像を形成し得ない赤外線の発光出力を上げておき、シグナルの光量を増強させる必要があった。この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。したがって、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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるカラーフィルタ基板は、
第１光センサおよび第２光センサを有する背面側基板に対向して配置され、前記第１光センサおよび前記第２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第１光センサに対面するようになる光フィルタ部と、
前記基材上に形成された遮光部であって、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第２光センサに対面するようになる遮光部と、を備え、
波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光についての前記遮光部の最大透過率が０．０５％以下である。
【００１１】
本発明によるカラーフィルタ基板において、前記遮光部が、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。
【００１２】
また、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部は、顔料を含み、可視光の波長域外にある特定波長域の光を選択的に透過させるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記基材上にブラックマトリクスが形成されており、前記遮光部は、前記ブラックマトリクスの一部分からなるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明による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いるようにしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明による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第１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してもよい。
【００１６】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記第１光センサおよび前記第２光センサは、結晶性シリコンからなる光センサであるようにしてもよい。
【００１７】
本発明による表示装置は、
第１光センサおよび第２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、
前記第１光センサおよび前記第２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、前記第１光センサおよび前記第２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カラーフィルタ基板のいずれかである。
【００１８】
本発明による表示装置において、前記制御装置は、前記第１光センサからの出力電流と前記第２光センサからの出力電流との差分に基づき、情報を読み取るように構成されていてもよい。
【００１９】
また、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、少なくとも前記光フィルタ部を透過し得る波長域の光を、発光するようにしておよい。
【００２０】
さらに、本発明による表示装置において、前記制御装置は、前記光フィルタ部を透過し得る波長域の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る、
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、情報の読み取りを行い得る表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１の表示装置に組み込まれた液晶表示パネルを示す部分上面図であって、一部においてカラーフィルタ基板が省略されている図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す図であって、被検出体の表示面への接触または接近を検出する機能の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、結晶性シリコン光センサの波長感度分布の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、太陽光の分光強度分布を示すグラフである。
【図６】図６は、図３に対応する断面図であって、発光装置から発光された光を検出する機能の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、遮光部の分光透過率の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
面光源装置３０としては、例えば、エッジライト型や直下型等の面光源装置が適宜用いられ得る。本実施の形態において、面光源装置３０は、可視光だけでなく赤外線も発光するようになっている。例えば、面光源装置に内蔵される光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている場合、典型的には、８３０ｎｍ以上の光が面光源装置３０から発光されるようになる。
【００２７】
また、図１〜図３に示された表示装置１０は、表示面１２に映像を表示する表示機能だけでなく、人間の手の指９０ａ（図３参照）や専用の入力用手段（入力ペン）等の被検出体９０（被検出物９０）が表示面１２に接触または接近したことを検出することができ、さらには、被検出体９０が表示面１２のどの位置に接触または接近しているかを検出することができる機能を有している。つまり、表示装置１０は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置として機能するだけでなく、表示面１２上に表示された内容に対応した情報の入力を行う入力手段としても機能する。この際、表示装置１０の表示面１２は、入力手段（タッチパネル装置）の入力面（タッチ面、接触面）として機能するようになる。
【００２８】
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。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、演算部２４が、表示装置１０の表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するとともに、被検出体９０が接触または接近する表示面１２上の位置を検出することにより、表示面１２を介した外部からの情報の入力を読み取るように構成されている例について、説明する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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は表示機能および被検出体検出機能（情報読み取り機能）の両方を有しており、これに対応して、表示パネル４０は、映像を表示する表示機能を実現するための構成、および、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための機能の両方を有している。このような概要の表示パネル４０のうち、まず、主に表示機能を実現するための構成について説明し、その後、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための構成について説明する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための表示パネル４０の構成について説明する。表示装置１０が被検出体検出機能を実現するため、表示パネル４０の背面側基板７０は多数の光センサ８１，８２，８３を有しており、カラーフィルタ基板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。
【００３８】
光センサ８１，８２，８３は、光を感知可能であり、例えばフォトダイオードから構成され得る。フォトダイオードとしての光センサ８１，８２，８３は、感知した光の光量が多くなるに連れて、大きな電流を出力するようになる。また、光センサ８１，８２，８３の出力は、上述した制御装置２０の演算部２４へ送られる。演算部２４は、光センサ８１，８２，８３の出力電流の変化を監視する。背面側基板７０の第２基材７１上には、光センサ８１，８２，８３からの出力の検出および当該光センサ８１，８２，８３の表示領域ＤＡ内における位置の特定を可能にするため、センシング線等の種々の回路配線（図示せず）が形成されている。図４には、一例として、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。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。
【００３９】
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。
【００４０】
なお、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、したがって、互いに同一の分光感度特性を有している。具体的には、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１０００ｎｍまでの可視光および赤外光に十分な感度を有している。このような第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３として、一例として、図４に示す感度特性を有した単結晶シリコン光センサを用いることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
本実施の形態において、この光フィルタ部６１は、赤外線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、特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、赤外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。
【００４４】
赤外線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、キナクリドン系の紫色顔料、フタロシアニン系の青色顔料、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、を組み合わせて用いることができる。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、キナクリドン系の紫色顔料として、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）を用いることができる。さらに、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１５：６（ＰＢ１５：６）を用いることができる。さらに、ジケトピロロピロール系の赤色顔料としては、ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）を用いることができる。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２５質量％以上５０質量％以下含まれ、キナクリドン系の紫色顔料が８質量％以上３０質量％以下含まれ、フタロシアニン系の青色顔料が２５質量％以上４０質量％以下含まれ、ジケトピロロピロール系の赤色顔料が２５質量％以上５０質量％以下含まれるようにすることができる。また、この顔料の組み合わせから、キナクリドン系の紫色顔料を省いてもよい。
【００４５】
以上に説明した顔料の組み合わせを採用した場合、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、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３％以下とし、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９２％以上とすることができた。
【００４６】
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。ただし、ここでいう「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の最大透過率を極めて低くすることも意味する。とりわけ本発明において、遮光部６２は、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である各光の透過率が０．０５％以下となるように、構成されている。
【００４７】
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。
【００４８】
この遮光部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。
【００４９】
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、後述する実施例についての結果とも合致するように、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、被検出体９０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。
【００５３】
以上のような構成からなる表示装置１０は、高感度かつ高精度の被検出体検出機能（情報読み取り機能）を有し、例えばタッチパネルのように機能する。以下、表示装置１０がタッチパネルとして機能する場合における、表示装置１０の被検出体検出機能に関する作用について説明する。
【００５４】
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。
【００５５】
一方、面光源装置３０からは、表示装置１０を観察する観察者に観察され難い赤外線も発光されている。そして、光フィルタ部６１は、赤外線を選択的に透過させる。このため、面光源装置３０で発光された赤外線は、光フィルタ部６１を透過して、表示パネル３０から観察者側へ出射する。ただし、図３に示すように、被検出体９０が表示面１２に接触または接近すると、表示パネル３０から出射する赤外線は、この被検出体９０で反射されて、その進行方向を面光装置側に折り返す。このようにして、被検出体９０で反射された赤外線は、光フィルタ部６１を再び逆向きに透過し、光フィルタ部６１の直下（面光源装置側）に設けられた第１光センサ８１に受光される。すなわち、第１光センサ８１の受光量は、当該第１光センサ８１が対面する表示面１２上の位置に被検出体９０が接近また接触することによって、増大する。制御装置２０の演算部２４は、表示パネル４０内に多数設けられた第１光センサ８１の出力電流量の変化を監視することにより、被検出体９０が表示面１２に接触または接近していることを、被検出体９０が接触または接近している表示面１２上の位置とともに、検出する。
【００５６】
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（本実施の形態では赤外光）を細い矢印で示している。
【００５７】
ところで、背面側基板７０の第２基材７１は透光性を有している。したがって、ブラックマトリクス等の遮光性を有した層が背面側基板７０に形成されていない場合には、図３に示すように、第１光センサ８１は、面光源装置３０で発光された赤外線および可視光線をその背面側から受光してしまう。また、表示パネル４０内には赤外線および可視光線からなる迷光が生じてしまう。第1光センサ８１は、被検出体９０の表示面１２への接触または接近に関係なく、これらの光を受光して、これらの光に対応した出力電流を発生させる。さらに、光センサ自体の性質に起因して、受光とは無関係に常に、第１光センサ８１が微弱電流を出力することもある。結果として、第１光センサ８１からの出力電流は被検出体９０からの反射光だけに起因するものではなく、このため、第１光センサ８１の出力電流のみに基づいて被検出体９０の接触または接近を検出しようとすると、検出精度の信頼性が低下してしまう。
【００５８】
一方、第１光センサ８１は、近接配置された少なくとも一つの第２光センサ８２と対応付けられている。第２光センサ８２は遮光部６２の真下（面光源装置側）に配置されているため、被検出体９０で反射された反射光を、基本的には、受光しない。その一方で、この第２光センサ８２は、第１光センサ８１の近傍に配置されていることから、当該第１光センサ８１と同程度に背面側から光源光を受光し且つ迷光を受光する。さらに、第２光センサ８２は、第１光センサ８１と同様に構成されているため、第２光センサ８２も、第１光センサ８１と同程度に微弱電流を出力する傾向がある。したがって、制御装置２０の演算部２４で被検出体９０の接触または接近を判定する際、第１光センサ８１からの出力電流だけでなく、当該第１光センサに対応付けられた第２光センサ８２からの出力電流も考慮することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近をより高精度に判定することができる。一例として、制御装置２０の演算部２４は、第１光センサ８１からの出力電流と第２光センサ８２からの出力電流との差分を算出し、得られた差分が閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように構成され得る。あるいは他の例として、制御装置２０の演算部２４は、第２光センサ８２からの出力電流に基づいて都度閾値を設定し、第１光センサ８１からの出力電流が設定された閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。
【００５９】
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５に太陽光の分光強度分布を示すように、太陽光や照明光内には、赤外線が含まれている。したがって、明るい環境下においては、より多量の赤外線が、光フィルタ部６１を介して表示パネル４０内に入射し、第１光センサ８１に受光されるようになる。また、明るい環境下においては、着色部５２を透過して表示パネル４０内に可視光が入り込みやすくなり、多量の可視光が迷光として第１光センサ８１に受光されるようになる。つまり、被検出体の表示面１２への接触または接近とは無関係に、第１光センサ８１からの出力電流が増加する。
【００６０】
一方、第１光センサ８１は、少なくとも一つの第３光センサ８３と対応付けられている。第３光センサ８３は、ブラックマトリクス５８に形成された貫通孔からなる光透過部６３の真下（面光源装置側）に配置されている。したがって、環境の明るさの変化に応じて、第３光センサ８３の受光量が大きく変化する。このため、制御装置２０の演算部２４で被検出体９０の接触または接近を判定する際、第１光センサ８１からの出力電流だけでなく、当該第１光センサに対応付けられた第３光センサ８３からの出力電流も考慮することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近をより高精度に判定することができる。一例として、制御装置２０の演算部２４は、第３光センサ８３からの出力電流に基づいて都度閾値を設定し、第１光センサ８１からの出力電流が設定された閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。あるいは他の例として、制御装置２０の演算部２４は、第１光センサ８１からの出力電流と第３光センサ８３からの出力電流との差分を算出し、得られた差分が閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。
【００６１】
ところで、図５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。したがって、環境光に含まれている被検出体に接触（接近）とは無関係の光を、被検出体９０からの反射光として、光センサが多量に感知してしまうことを防止することができる。また、赤外線は、非可視光線であり観察者に視認されないことから、観察者に観察される映像光の色再現性に悪影響を及ぼさない。これらの点から、光センサ（本実施の形態においては、第１センサ８１）によって受光されるシグナル光となる特定波長域の光として、赤外線を用いることは好ましい。
【００６２】
しかしながらその一方で、図４に一例として単結晶シリコン光センサの感度比が示されているように、一般的に光センサ式のタッチパネルに用いられている光センサは、赤外線の波長域の光に対してのみ強い感度を有するわけではなく、広く可視光域の光に対しても強い感度を有している。加えて、本件発明者らが調査したところ、被検出体の表示面１２への接触または接近とは無関係な光、つまりノイズ光を受光することを意図された第２光センサ８２が、被検出体９０で反射された光を無視できない程度に受光していた、ことが確認された。具体的には、従来のカラーフィルタ基板用のブラックマトリクスは、観察者に観察される映像のコントラストの上昇を図って設けられており、可視光を吸収することが意図されていた。このため、赤外線が、被検出体９０で反射された後に遮光部６２で十分に吸収されず、当該遮光部６２に対面する第２光センサ８２に受光されていたものと推測される。結果として、被検出体９０の検出感度が著しく低下し、誤作動が生じていたものと考えられる。
【００６３】
このようなことから、従来技術の欄でも説明したように、光センサによって受光されるシグナル光となる特定波長域の光として赤外線を用いる場合、シグナル光の光量を増大させる目的で、シグナル光となる赤外線の面光源装置３０からの発光量を多く設定しておく必要があった。赤外線の発光量を多くすることは、消費電力の増大を意味し、昨今重要課題の一つに挙げられている表示装置での光利用効率の改善にも相反することとなる。
【００６４】
この点に関し、本実施の形態では、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある光に対し、遮光部６２が十分な遮光性を呈する。具体的には、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある光についての、遮光部の最大透過率は０．０５％以下となっている。したがって、表示パネル４０から出射した後に被検出体９０で反射して表示パネル４０内に再入射した光は、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下にわたる広い波長帯域に亘って、ほとんど遮光部６２によって吸収される。したがって、このような被検出体９０からの反射光は、殆ど、第２光センサ８２で感知されることはない。すなわち、第２光センサ８２からの出力電流は、その背面側から入射する光や表示パネル４０内に存在する迷光等を感知して発生する電流や、第２光センサ８２をなすセンサ自体の特性により生ずる電流等からなっている。言い換えると、第２光センサ８２からの出力電流の殆どは、被検出体９０の接触または接近とは無関係な、つまり被検出体９０の検出とは無関係なノイズであって、且つ、第１光センサ８１によっても不可避的に感知されるノイズに起因した電流である。
【００６５】
したがって、被検出体９０で反射され第１光センサ８１で受光される特定波長光（赤外線）の光量が僅かであったとしても、第２光センサ８２からの出力電流を考慮して、第１光センサ８１からの出力電流中に含まれるノイズ成分と被検出体９０からのシグナル成分とを正確に判別することができる。これにより、被検出体９０の表示面１２への接触または接近の検出に関し、誤作動が生じることが防止され、被検出体９０を精度良く検出し、外部からの情報を高精度に読み取ることができる。
【００６６】
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１０００ｎｍ以下である光についての遮光部６２の最大透過率が０．０５％以下となっている場合、被検出体９０からの反射光に起因した成分を第２光センサ８２の出力電流から極めて効果的に排除し得ること、さらには、普及している光センサ（フォトセンサ）からなる第２光センサ８２の出力電流中に含まれる被検出体９０からの反射光に起因した成分が、無視し得る程度に、微弱となることが確認された。この結果、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下における遮光部６２の最大透過率が０．０５％以下となっている場合には、極めて高精度に被検出体９０を検出し、表示面１２を介した外部からの情報の読み取りを高精度に行うことができた。そして、上述してきた実施の形態では、面光源装置３０からの特定波長域の光の発光量を増大させることに依らず、被検出体９０が接触または接近している表示面１２上における位置を極めて高精度に特定することが可能となる。この点において、被検出体９０の検出感度を向上させるために映像を形成し得ない非可視光である特定波長域の光の発光量を増大させる必要があった従来の表示装置とは大きく異なり、本実施の形態によれば、外部情報読み取り機能付き表示装置の消費電力を増大させることなく被検出体の検出精度を向上させることによって、表示面１２を介した外部情報の読み取り精度を向上させることができる。
【００６７】
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。
【００６８】
上述した実施の形態においては、面光源装置３０から、映像を形成するようになる可視光とともに、映像を形成し得ない非可視光を発光し、非可視光を選択的に透過し得る光フィルタ部６１を介して、被検出体９０によって反射された非可視光を第１光センサ８１で受光することにより、被検出体の検出を行うようにした例を説明したが、この例に限られない。例えば、被検出体が発光機能を有した発光ペン等であり、被検出体から発光される特定波長域の光を光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１が受光することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するようにしてもよい。
【００６９】
また、上述した実施の形態においては、表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するとともに、被検出体９０が接触または接近する表示面１２上の位置を検出することにより、表示面１２を介した外部からの情報を読み取るように構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、図６に示すように、発光機能を有したポインター９１から表示装置１０の表示面１２上に照射される特定波長域の光をフィルタ部６１を介して第１光センサ６１で受光し、ポインター９１から表示面１２への光の照射を検出することにより、及び／又は、表示面１２上のどの位置にポインター９１からの光が照射されているかを検出することにより、表示面１２を介して外部からの情報を読み取るようにしてもよい。
【００７０】
これらのような例においても上述した実施の形態と同様の作用効果、要約すると、シグナル光の発光強度を増強することに依存することなく、外部情報の読み取り精度を向上させることができる。またこれらの変形例によれば、面光源装置３０から映像を形成し得ない非可視光を発光し続ける必要が無い。この点において、さらに、表示装置１０の消費電力を低減することが可能となり、省エネルギーに貢献することができる。また、図６に示したポインター９１からの照射光を検出する変形例によれば、ポインター９１を操作する操作者は、表示装置１０の表示面１２から離間した位置から、当該表示装置１０に情報を入力することが可能となる。
【００７１】
また、上述したように、光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１によって受光される特定波長域の光を赤外線とした場合、環境光に含まれている量が少ないといった点から検出精度を向上させることができ、且つ、映像の色再現性を低下させることがないといった利点を享受できるが、第１光センサ８１によって受光される特定波長域の光を赤外線とする必要はない。遮光部６２は、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域の光であれば十分吸収することができることから、光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１によって受光される特定波長域の光を、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域の光とすることができる。
【００７２】
さらに、上述した実施の形態において、一つのサブ画素部ＳＰに対していずれか一つの光センサ８１，８２，８３が設けられる例を示したが、これに限られない。例えば、表示面１２上における被検出体９０の接触（接近）位置あるいはポインター９１等の発光装置からの照射位置を特定する際の位置特定精度に応じて、光センサ８１，８２，８３の数を増減させるようにしてもよい。具体的には、表示装置に求められている位置特定精度が高くない場合には、光センサの数量を減らすことができる。また、上述した実施の形態において、一つの第１光センサ８１に対して一つの第２光センサ８２が対応付けられている例を示したがこれに限られない。一つの第１光センサ８１に対し、近接配置された複数の第２光センサ８２が対応付けられていてもよいし、あるいは、複数の第１光センサ８１に対して、当該複数の第１光センサ８１のすべてに対して近傍となる位置に配置された一つの第２光センサ８２が対応付けられていてもよい。同様に、一つの第１光センサ８１に対応して一つの第３光センサ８３が対応付けられている例を示したがこれに限られない。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【実施例】
【００７５】
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。
【００７６】
＜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、光透過部と、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および２に係るカラーフィルタ基板を作製した。
【００７７】
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および２に係るカラーフィルタ基板は、遮光部（ブラックマトリクス）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、同一の作製方法を用いて同一の構成を有するように作製した。
【００７８】
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、光透過部を形成する貫通孔と、がブラックマトリクスに形成されるようにした。また、ブラックマトリクスの一部分から遮光部が形成されるようにした。
【００７９】
顔料分散レジスト塗膜は、樹脂組成物をガラス基板上に塗布して形成した。樹脂組成物は、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。各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板において、遮光部（ブラックマトリクス）を作製するために用いられた顔料は、以下のとおりとした。
・実施例１：チタンブラック、および、カーボンブラック
・実施例２：チタンブラック、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）、および、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）
・比較例１：カーボンブラック
・比較例２：チタンブラック
【００８０】
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。
【００８１】
＜透過率分布＞
各実施例および各比較例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。各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板について得られた遮光部の分光透過率を図７に示す。また、各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板の遮光部に関し、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域での最大透過率を調査し、表１に示した。
【表１】
【００８２】
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、比較例１に係るカラーフィルタ基板については、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、波長が７００ｎｍ以上の可視光および赤外光については、遮光部の透過率が非常に上昇した。また、比較例２に係るカラーフィルタ基板については、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。
【００８３】
また、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域での最大透過率は、実施例１及び実施例２に係るカラーフィルタ基板では、比較例１および比較例２に係るカラーフィルタ基板と比較して、格段に低くなった。
【００８４】
＜出力電流量＞
各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板を用いて上述した実施の形態に係る表示装置を作製することにより、それぞれ、実施例１および２並びに比較例１および２に係る表示装置を得た。各実施例および各比較例に係る表示装置を室内に配置した状態で、表示パネル内においてカラーフィルタ基板の遮光部に対面する位置に配置された光センサ（上述した実施の形態における第２光センサ）からの出力電流を調査した。この調査は、表示装置の面光源装置が発光していない状態、すなわち、表示パネル内には表示面側のみから光が入射し得る状態で行った。調査結果を表１に示す。なお、表１においては、出力電流を、各測定値の比によって表している。
【００８５】
また、遮光部に対面する位置に配置された光センサからの出力電流をノイズと仮定するとともに、シグナル光を各表示装置間で一定として、各実施例および各比較例に係る表示装置におけるＳ／Ｎ比を比較した。各実施例および各比較例に係る表示装置間での相対比として、Ｓ／Ｎ比を表１に示している。
実施例１及び実施例２に係る表示装置では、比較例１および比較例２に係る表示装置と比較して、遮光部に対面する位置に配置された光センサからの出力電流が大幅に減少した。この結果、実施例１及び実施例２に係る表示装置では、比較例１および比較例２に係る表示装置と比較して、Ｓ／Ｎ比を格段に向上させることができた。
【符号の説明】
【００８６】
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
８２ 第２光センサ
８３ 第３光センサ
９０ 被検出体（被検出物）
９０ａ 指
９１ ポインター（発光装置）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示パネル等の表示パネルを有する表示装置が組み込まれた種々の装置、例えば、券売機やＡＴＭ装置に対する入力手段として、タッチパネルが広く用いられている。タッチパネルは、操作者の手の指や専用の入力用手段等の被検出体（被検出体）が表示装置の表示面へ接触または接近したことを検出することができ、さらには、被検出体が接触または接近した表示面上における位置も特定することができる。このため、タッチパネルは、表示装置の表示内容に関連した情報を極めて直接的に入力し得る手段として、用いられている。
【０００３】
実際に使用に供されている多くのタッチパネル（情報読み取り装置の一種）は、静電容量方式や抵抗膜方式と呼ばれるタイプである。静電容量方式や抵抗膜方式のタッチパネルは、或る程度の検出精度を有しているが、製造工程が複雑で比較的に高価である。また、これらの型式のタッチパネルは、通常、表示パネルとは別個に製造され表示パネル上に重ねられている。ただし、この態様では、表示装置からの映像光が透過する界面が増加し、表示装置によって表示される映像の画質が劣化してしまうという問題がある。
【０００４】
このような従来の不具合を解決するため、例えば特許文献１に開示されているように、昨今では、光センサ方式の情報読み取り装置（典型的にはタッチパネル）の開発が進んでいる。光センサ方式のタッチパネルは、受光量に応じた量の電流を出力する多数の光センサを含んでおり、光センサからの出力電流量に基づいて、被検出体の接触または接近を検出することにより、情報の読み取りを行う。表示装置の表示パネルは、通常、ＴＦＴ等のスイッチング素子を形成された背面側基板を含んでいる。このため、スイッチング素子の形成にあわせて、背面側基板に光センサを形成することも可能となる。この結果、光センサ方式のタッチパネル機能（情報読み取り機能）を、表示装置に安価に組み込むことができる。
【０００５】
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、被検出体の接触または接近を検出する機能（情報読み取り機能）の感度が低下してしまう。
【０００６】
特許文献１に開示された表示装置の表示パネルには、スイッチング素子が設けられた背面側基板と、この背面側基板に対向するカラーフィルタ基板と、が設けられている。そして、特許文献１では、表示装置の表示面から、映像光とは別途に赤外線を発光するようになっている。また、カラーフィルタ基板の光センサに対面する位置には、赤外線を選択的に透過させる層が形成されている。すなわち、表示装置から出射する非可視光である赤外線を被検出体が反射し、光センサが、太陽光等の環境光に多く含まれていない紫外線からなる反射光を、シグナル光として感知するようになっている。このようにして、表示装置によって表示される映像の色再現性を低下させることなく、被検出体からの反射光を環境光から分離して感知できるようにしている。加えて、カラーフィルタ基板のブラックマトリクスに対向する背面側基板上の位置に、ノイズ光を検出するためのノイズ検出用光センサが設けられている。このノイズ検出用光センサは、迷光や背面からの光を受光することに起因したノイズ量を評価するために用いられている。以上のようにして、特許文献１では、シグナルを正確に検出するとともに、不可避的に感知してしまうノイズを考慮することによって、情報読み取り機能（被検出体検出機能）の精度を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＪＰ２００９−１５１０３９Ａ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来のカラーフィルタ基板のブラックマトリクスは、可視光を吸収することにより、表示される映像のコントラストを向上させることを主目的として設けられてきた。一方、上述したように、特許文献１においてシグナルとして感知される赤外線は、太陽光にあまり多く含まれておらず、且つ、非可視光であり観察者に視認され得ない。このため、従来のブラックマトリクスでは赤外線を十分に吸収することが意図されておらず、特許文献１の表示装置においては、ノイズ検出用の光センサが、本来シグナルである赤外線をノイズとして感知してしまう。結果として、被検出体検出機能（情報読み取り機能）の精度を向上させるためには、非可視光であって映像を形成し得ない赤外線の発光出力を上げておき、シグナルの光量を増強させる必要があった。この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。したがって、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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるカラーフィルタ基板は、
第１光センサおよび第２光センサを有する背面側基板に対向して配置され、前記第１光センサおよび前記第２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第１光センサに対面するようになる光フィルタ部と、
前記基材上に形成された遮光部であって、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第２光センサに対面するようになる遮光部と、を備え、
波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光についての前記遮光部の最大透過率が０．０５％以下である。
【００１１】
本発明によるカラーフィルタ基板において、前記遮光部が、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。
【００１２】
また、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記光フィルタ部は、顔料を含み、可視光の波長域外にある特定波長域の光を選択的に透過させるようにしてもよい。
【００１３】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記基材上にブラックマトリクスが形成されており、前記遮光部は、前記ブラックマトリクスの一部分からなるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明による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いるようにしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明による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第１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してもよい。
【００１６】
さらに、本発明によるカラーフィルタ基板において、前記第１光センサおよび前記第２光センサは、結晶性シリコンからなる光センサであるようにしてもよい。
【００１７】
本発明による表示装置は、
第１光センサおよび第２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、
前記第１光センサおよび前記第２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、前記第１光センサおよび前記第２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カラーフィルタ基板のいずれかである。
【００１８】
本発明による表示装置において、前記制御装置は、前記第１光センサからの出力電流と前記第２光センサからの出力電流との差分に基づき、情報を読み取るように構成されていてもよい。
【００１９】
また、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、少なくとも前記光フィルタ部を透過し得る波長域の光を、発光するようにしておよい。
【００２０】
さらに、本発明による表示装置において、前記制御装置は、前記光フィルタ部を透過し得る波長域の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る、
【発明の効果】
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、情報の読み取りを行い得る表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１の表示装置に組み込まれた液晶表示パネルを示す部分上面図であって、一部においてカラーフィルタ基板が省略されている図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す図であって、被検出体の表示面への接触または接近を検出する機能の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、結晶性シリコン光センサの波長感度分布の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、太陽光の分光強度分布を示すグラフである。
【図６】図６は、図３に対応する断面図であって、発光装置から発光された光を検出する機能の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、遮光部の分光透過率の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
面光源装置３０としては、例えば、エッジライト型や直下型等の面光源装置が適宜用いられ得る。本実施の形態において、面光源装置３０は、可視光だけでなく赤外線も発光するようになっている。例えば、面光源装置に内蔵される光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成されている場合、典型的には、８３０ｎｍ以上の光が面光源装置３０から発光されるようになる。
【００２７】
また、図１〜図３に示された表示装置１０は、表示面１２に映像を表示する表示機能だけでなく、人間の手の指９０ａ（図３参照）や専用の入力用手段（入力ペン）等の被検出体９０（被検出物９０）が表示面１２に接触または接近したことを検出することができ、さらには、被検出体９０が表示面１２のどの位置に接触または接近しているかを検出することができる機能を有している。つまり、表示装置１０は、文字や図等の情報を映像として出力する出力装置として機能するだけでなく、表示面１２上に表示された内容に対応した情報の入力を行う入力手段としても機能する。この際、表示装置１０の表示面１２は、入力手段（タッチパネル装置）の入力面（タッチ面、接触面）として機能するようになる。
【００２８】
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。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、演算部２４が、表示装置１０の表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するとともに、被検出体９０が接触または接近する表示面１２上の位置を検出することにより、表示面１２を介した外部からの情報の入力を読み取るように構成されている例について、説明する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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は表示機能および被検出体検出機能（情報読み取り機能）の両方を有しており、これに対応して、表示パネル４０は、映像を表示する表示機能を実現するための構成、および、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための機能の両方を有している。このような概要の表示パネル４０のうち、まず、主に表示機能を実現するための構成について説明し、その後、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための構成について説明する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、被検出体検出機能（情報読み取り機能）を実現するための表示パネル４０の構成について説明する。表示装置１０が被検出体検出機能を実現するため、表示パネル４０の背面側基板７０は多数の光センサ８１，８２，８３を有しており、カラーフィルタ基板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。
【００３８】
光センサ８１，８２，８３は、光を感知可能であり、例えばフォトダイオードから構成され得る。フォトダイオードとしての光センサ８１，８２，８３は、感知した光の光量が多くなるに連れて、大きな電流を出力するようになる。また、光センサ８１，８２，８３の出力は、上述した制御装置２０の演算部２４へ送られる。演算部２４は、光センサ８１，８２，８３の出力電流の変化を監視する。背面側基板７０の第２基材７１上には、光センサ８１，８２，８３からの出力の検出および当該光センサ８１，８２，８３の表示領域ＤＡ内における位置の特定を可能にするため、センシング線等の種々の回路配線（図示せず）が形成されている。図４には、一例として、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。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。
【００３９】
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。
【００４０】
なお、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、したがって、互いに同一の分光感度特性を有している。具体的には、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１０００ｎｍまでの可視光および赤外光に十分な感度を有している。このような第１光センサ８１、第２光センサ８２および第３光センサ８３として、一例として、図４に示す感度特性を有した単結晶シリコン光センサを用いることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
本実施の形態において、この光フィルタ部６１は、赤外線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、特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、赤外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。
【００４４】
赤外線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、キナクリドン系の紫色顔料、フタロシアニン系の青色顔料、ジケトピロロピロール系の赤色顔料と、を組み合わせて用いることができる。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、キナクリドン系の紫色顔料として、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）を用いることができる。さらに、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１５：６（ＰＢ１５：６）を用いることができる。さらに、ジケトピロロピロール系の赤色顔料としては、ピグメントレッド２５４（ＰＲ２５４）を用いることができる。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２５質量％以上５０質量％以下含まれ、キナクリドン系の紫色顔料が８質量％以上３０質量％以下含まれ、フタロシアニン系の青色顔料が２５質量％以上４０質量％以下含まれ、ジケトピロロピロール系の赤色顔料が２５質量％以上５０質量％以下含まれるようにすることができる。また、この顔料の組み合わせから、キナクリドン系の紫色顔料を省いてもよい。
【００４５】
以上に説明した顔料の組み合わせを採用した場合、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、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３％以下とし、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９２％以上とすることができた。
【００４６】
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。ただし、ここでいう「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の最大透過率を極めて低くすることも意味する。とりわけ本発明において、遮光部６２は、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である各光の透過率が０．０５％以下となるように、構成されている。
【００４７】
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。
【００４８】
この遮光部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。
【００４９】
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、後述する実施例についての結果とも合致するように、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、被検出体９０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。
【００５３】
以上のような構成からなる表示装置１０は、高感度かつ高精度の被検出体検出機能（情報読み取り機能）を有し、例えばタッチパネルのように機能する。以下、表示装置１０がタッチパネルとして機能する場合における、表示装置１０の被検出体検出機能に関する作用について説明する。
【００５４】
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。
【００５５】
一方、面光源装置３０からは、表示装置１０を観察する観察者に観察され難い赤外線も発光されている。そして、光フィルタ部６１は、赤外線を選択的に透過させる。このため、面光源装置３０で発光された赤外線は、光フィルタ部６１を透過して、表示パネル３０から観察者側へ出射する。ただし、図３に示すように、被検出体９０が表示面１２に接触または接近すると、表示パネル３０から出射する赤外線は、この被検出体９０で反射されて、その進行方向を面光装置側に折り返す。このようにして、被検出体９０で反射された赤外線は、光フィルタ部６１を再び逆向きに透過し、光フィルタ部６１の直下（面光源装置側）に設けられた第１光センサ８１に受光される。すなわち、第１光センサ８１の受光量は、当該第１光センサ８１が対面する表示面１２上の位置に被検出体９０が接近また接触することによって、増大する。制御装置２０の演算部２４は、表示パネル４０内に多数設けられた第１光センサ８１の出力電流量の変化を監視することにより、被検出体９０が表示面１２に接触または接近していることを、被検出体９０が接触または接近している表示面１２上の位置とともに、検出する。
【００５６】
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（本実施の形態では赤外光）を細い矢印で示している。
【００５７】
ところで、背面側基板７０の第２基材７１は透光性を有している。したがって、ブラックマトリクス等の遮光性を有した層が背面側基板７０に形成されていない場合には、図３に示すように、第１光センサ８１は、面光源装置３０で発光された赤外線および可視光線をその背面側から受光してしまう。また、表示パネル４０内には赤外線および可視光線からなる迷光が生じてしまう。第1光センサ８１は、被検出体９０の表示面１２への接触または接近に関係なく、これらの光を受光して、これらの光に対応した出力電流を発生させる。さらに、光センサ自体の性質に起因して、受光とは無関係に常に、第１光センサ８１が微弱電流を出力することもある。結果として、第１光センサ８１からの出力電流は被検出体９０からの反射光だけに起因するものではなく、このため、第１光センサ８１の出力電流のみに基づいて被検出体９０の接触または接近を検出しようとすると、検出精度の信頼性が低下してしまう。
【００５８】
一方、第１光センサ８１は、近接配置された少なくとも一つの第２光センサ８２と対応付けられている。第２光センサ８２は遮光部６２の真下（面光源装置側）に配置されているため、被検出体９０で反射された反射光を、基本的には、受光しない。その一方で、この第２光センサ８２は、第１光センサ８１の近傍に配置されていることから、当該第１光センサ８１と同程度に背面側から光源光を受光し且つ迷光を受光する。さらに、第２光センサ８２は、第１光センサ８１と同様に構成されているため、第２光センサ８２も、第１光センサ８１と同程度に微弱電流を出力する傾向がある。したがって、制御装置２０の演算部２４で被検出体９０の接触または接近を判定する際、第１光センサ８１からの出力電流だけでなく、当該第１光センサに対応付けられた第２光センサ８２からの出力電流も考慮することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近をより高精度に判定することができる。一例として、制御装置２０の演算部２４は、第１光センサ８１からの出力電流と第２光センサ８２からの出力電流との差分を算出し、得られた差分が閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように構成され得る。あるいは他の例として、制御装置２０の演算部２４は、第２光センサ８２からの出力電流に基づいて都度閾値を設定し、第１光センサ８１からの出力電流が設定された閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。
【００５９】
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５に太陽光の分光強度分布を示すように、太陽光や照明光内には、赤外線が含まれている。したがって、明るい環境下においては、より多量の赤外線が、光フィルタ部６１を介して表示パネル４０内に入射し、第１光センサ８１に受光されるようになる。また、明るい環境下においては、着色部５２を透過して表示パネル４０内に可視光が入り込みやすくなり、多量の可視光が迷光として第１光センサ８１に受光されるようになる。つまり、被検出体の表示面１２への接触または接近とは無関係に、第１光センサ８１からの出力電流が増加する。
【００６０】
一方、第１光センサ８１は、少なくとも一つの第３光センサ８３と対応付けられている。第３光センサ８３は、ブラックマトリクス５８に形成された貫通孔からなる光透過部６３の真下（面光源装置側）に配置されている。したがって、環境の明るさの変化に応じて、第３光センサ８３の受光量が大きく変化する。このため、制御装置２０の演算部２４で被検出体９０の接触または接近を判定する際、第１光センサ８１からの出力電流だけでなく、当該第１光センサに対応付けられた第３光センサ８３からの出力電流も考慮することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近をより高精度に判定することができる。一例として、制御装置２０の演算部２４は、第３光センサ８３からの出力電流に基づいて都度閾値を設定し、第１光センサ８１からの出力電流が設定された閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。あるいは他の例として、制御装置２０の演算部２４は、第１光センサ８１からの出力電流と第３光センサ８３からの出力電流との差分を算出し、得られた差分が閾値を超えた場合に、対象とする第１光センサ８１と対面する表示面１２上の位置へ、被検出体が接触または接触したと判断するように、構成され得る。
【００６１】
ところで、図５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。したがって、環境光に含まれている被検出体に接触（接近）とは無関係の光を、被検出体９０からの反射光として、光センサが多量に感知してしまうことを防止することができる。また、赤外線は、非可視光線であり観察者に視認されないことから、観察者に観察される映像光の色再現性に悪影響を及ぼさない。これらの点から、光センサ（本実施の形態においては、第１センサ８１）によって受光されるシグナル光となる特定波長域の光として、赤外線を用いることは好ましい。
【００６２】
しかしながらその一方で、図４に一例として単結晶シリコン光センサの感度比が示されているように、一般的に光センサ式のタッチパネルに用いられている光センサは、赤外線の波長域の光に対してのみ強い感度を有するわけではなく、広く可視光域の光に対しても強い感度を有している。加えて、本件発明者らが調査したところ、被検出体の表示面１２への接触または接近とは無関係な光、つまりノイズ光を受光することを意図された第２光センサ８２が、被検出体９０で反射された光を無視できない程度に受光していた、ことが確認された。具体的には、従来のカラーフィルタ基板用のブラックマトリクスは、観察者に観察される映像のコントラストの上昇を図って設けられており、可視光を吸収することが意図されていた。このため、赤外線が、被検出体９０で反射された後に遮光部６２で十分に吸収されず、当該遮光部６２に対面する第２光センサ８２に受光されていたものと推測される。結果として、被検出体９０の検出感度が著しく低下し、誤作動が生じていたものと考えられる。
【００６３】
このようなことから、従来技術の欄でも説明したように、光センサによって受光されるシグナル光となる特定波長域の光として赤外線を用いる場合、シグナル光の光量を増大させる目的で、シグナル光となる赤外線の面光源装置３０からの発光量を多く設定しておく必要があった。赤外線の発光量を多くすることは、消費電力の増大を意味し、昨今重要課題の一つに挙げられている表示装置での光利用効率の改善にも相反することとなる。
【００６４】
この点に関し、本実施の形態では、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある光に対し、遮光部６２が十分な遮光性を呈する。具体的には、波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にある光についての、遮光部の最大透過率は０．０５％以下となっている。したがって、表示パネル４０から出射した後に被検出体９０で反射して表示パネル４０内に再入射した光は、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下にわたる広い波長帯域に亘って、ほとんど遮光部６２によって吸収される。したがって、このような被検出体９０からの反射光は、殆ど、第２光センサ８２で感知されることはない。すなわち、第２光センサ８２からの出力電流は、その背面側から入射する光や表示パネル４０内に存在する迷光等を感知して発生する電流や、第２光センサ８２をなすセンサ自体の特性により生ずる電流等からなっている。言い換えると、第２光センサ８２からの出力電流の殆どは、被検出体９０の接触または接近とは無関係な、つまり被検出体９０の検出とは無関係なノイズであって、且つ、第１光センサ８１によっても不可避的に感知されるノイズに起因した電流である。
【００６５】
したがって、被検出体９０で反射され第１光センサ８１で受光される特定波長光（赤外線）の光量が僅かであったとしても、第２光センサ８２からの出力電流を考慮して、第１光センサ８１からの出力電流中に含まれるノイズ成分と被検出体９０からのシグナル成分とを正確に判別することができる。これにより、被検出体９０の表示面１２への接触または接近の検出に関し、誤作動が生じることが防止され、被検出体９０を精度良く検出し、外部からの情報を高精度に読み取ることができる。
【００６６】
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１０００ｎｍ以下である光についての遮光部６２の最大透過率が０．０５％以下となっている場合、被検出体９０からの反射光に起因した成分を第２光センサ８２の出力電流から極めて効果的に排除し得ること、さらには、普及している光センサ（フォトセンサ）からなる第２光センサ８２の出力電流中に含まれる被検出体９０からの反射光に起因した成分が、無視し得る程度に、微弱となることが確認された。この結果、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下における遮光部６２の最大透過率が０．０５％以下となっている場合には、極めて高精度に被検出体９０を検出し、表示面１２を介した外部からの情報の読み取りを高精度に行うことができた。そして、上述してきた実施の形態では、面光源装置３０からの特定波長域の光の発光量を増大させることに依らず、被検出体９０が接触または接近している表示面１２上における位置を極めて高精度に特定することが可能となる。この点において、被検出体９０の検出感度を向上させるために映像を形成し得ない非可視光である特定波長域の光の発光量を増大させる必要があった従来の表示装置とは大きく異なり、本実施の形態によれば、外部情報読み取り機能付き表示装置の消費電力を増大させることなく被検出体の検出精度を向上させることによって、表示面１２を介した外部情報の読み取り精度を向上させることができる。
【００６７】
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。
【００６８】
上述した実施の形態においては、面光源装置３０から、映像を形成するようになる可視光とともに、映像を形成し得ない非可視光を発光し、非可視光を選択的に透過し得る光フィルタ部６１を介して、被検出体９０によって反射された非可視光を第１光センサ８１で受光することにより、被検出体の検出を行うようにした例を説明したが、この例に限られない。例えば、被検出体が発光機能を有した発光ペン等であり、被検出体から発光される特定波長域の光を光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１が受光することにより、表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するようにしてもよい。
【００６９】
また、上述した実施の形態においては、表示面１２への被検出体９０の接触または接近を検出するとともに、被検出体９０が接触または接近する表示面１２上の位置を検出することにより、表示面１２を介した外部からの情報を読み取るように構成されている例を示したが、これに限られない。例えば、図６に示すように、発光機能を有したポインター９１から表示装置１０の表示面１２上に照射される特定波長域の光をフィルタ部６１を介して第１光センサ６１で受光し、ポインター９１から表示面１２への光の照射を検出することにより、及び／又は、表示面１２上のどの位置にポインター９１からの光が照射されているかを検出することにより、表示面１２を介して外部からの情報を読み取るようにしてもよい。
【００７０】
これらのような例においても上述した実施の形態と同様の作用効果、要約すると、シグナル光の発光強度を増強することに依存することなく、外部情報の読み取り精度を向上させることができる。またこれらの変形例によれば、面光源装置３０から映像を形成し得ない非可視光を発光し続ける必要が無い。この点において、さらに、表示装置１０の消費電力を低減することが可能となり、省エネルギーに貢献することができる。また、図６に示したポインター９１からの照射光を検出する変形例によれば、ポインター９１を操作する操作者は、表示装置１０の表示面１２から離間した位置から、当該表示装置１０に情報を入力することが可能となる。
【００７１】
また、上述したように、光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１によって受光される特定波長域の光を赤外線とした場合、環境光に含まれている量が少ないといった点から検出精度を向上させることができ、且つ、映像の色再現性を低下させることがないといった利点を享受できるが、第１光センサ８１によって受光される特定波長域の光を赤外線とする必要はない。遮光部６２は、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域の光であれば十分吸収することができることから、光フィルタ部６１を介して第１光センサ８１によって受光される特定波長域の光を、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域の光とすることができる。
【００７２】
さらに、上述した実施の形態において、一つのサブ画素部ＳＰに対していずれか一つの光センサ８１，８２，８３が設けられる例を示したが、これに限られない。例えば、表示面１２上における被検出体９０の接触（接近）位置あるいはポインター９１等の発光装置からの照射位置を特定する際の位置特定精度に応じて、光センサ８１，８２，８３の数を増減させるようにしてもよい。具体的には、表示装置に求められている位置特定精度が高くない場合には、光センサの数量を減らすことができる。また、上述した実施の形態において、一つの第１光センサ８１に対して一つの第２光センサ８２が対応付けられている例を示したがこれに限られない。一つの第１光センサ８１に対し、近接配置された複数の第２光センサ８２が対応付けられていてもよいし、あるいは、複数の第１光センサ８１に対して、当該複数の第１光センサ８１のすべてに対して近傍となる位置に配置された一つの第２光センサ８２が対応付けられていてもよい。同様に、一つの第１光センサ８１に対応して一つの第３光センサ８３が対応付けられている例を示したがこれに限られない。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【実施例】
【００７５】
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。
【００７６】
＜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、光透過部と、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および２に係るカラーフィルタ基板を作製した。
【００７７】
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および２に係るカラーフィルタ基板は、遮光部（ブラックマトリクス）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、同一の作製方法を用いて同一の構成を有するように作製した。
【００７８】
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、光透過部を形成する貫通孔と、がブラックマトリクスに形成されるようにした。また、ブラックマトリクスの一部分から遮光部が形成されるようにした。
【００７９】
顔料分散レジスト塗膜は、樹脂組成物をガラス基板上に塗布して形成した。樹脂組成物は、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。各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板において、遮光部（ブラックマトリクス）を作製するために用いられた顔料は、以下のとおりとした。
・実施例１：チタンブラック、および、カーボンブラック
・実施例２：チタンブラック、ピグメントイエロー１３９（ＰＹ１３９）、および、ピグメントヴァイオレット２３（ＰＶ２３）
・比較例１：カーボンブラック
・比較例２：チタンブラック
【００８０】
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。
【００８１】
＜透過率分布＞
各実施例および各比較例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。各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板について得られた遮光部の分光透過率を図７に示す。また、各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板の遮光部に関し、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域での最大透過率を調査し、表１に示した。
【表１】
【００８２】
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、比較例１に係るカラーフィルタ基板については、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、波長が７００ｎｍ以上の可視光および赤外光については、遮光部の透過率が非常に上昇した。また、比較例２に係るカラーフィルタ基板については、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。
【００８３】
また、３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域での最大透過率は、実施例１及び実施例２に係るカラーフィルタ基板では、比較例１および比較例２に係るカラーフィルタ基板と比較して、格段に低くなった。
【００８４】
＜出力電流量＞
各実施例および各比較例に係るカラーフィルタ基板を用いて上述した実施の形態に係る表示装置を作製することにより、それぞれ、実施例１および２並びに比較例１および２に係る表示装置を得た。各実施例および各比較例に係る表示装置を室内に配置した状態で、表示パネル内においてカラーフィルタ基板の遮光部に対面する位置に配置された光センサ（上述した実施の形態における第２光センサ）からの出力電流を調査した。この調査は、表示装置の面光源装置が発光していない状態、すなわち、表示パネル内には表示面側のみから光が入射し得る状態で行った。調査結果を表１に示す。なお、表１においては、出力電流を、各測定値の比によって表している。
【００８５】
また、遮光部に対面する位置に配置された光センサからの出力電流をノイズと仮定するとともに、シグナル光を各表示装置間で一定として、各実施例および各比較例に係る表示装置におけるＳ／Ｎ比を比較した。各実施例および各比較例に係る表示装置間での相対比として、Ｓ／Ｎ比を表１に示している。
実施例１及び実施例２に係る表示装置では、比較例１および比較例２に係る表示装置と比較して、遮光部に対面する位置に配置された光センサからの出力電流が大幅に減少した。この結果、実施例１及び実施例２に係る表示装置では、比較例１および比較例２に係る表示装置と比較して、Ｓ／Ｎ比を格段に向上させることができた。
【符号の説明】
【００８６】
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
８２ 第２光センサ
８３ 第３光センサ
９０ 被検出体（被検出物）
９０ａ 指
９１ ポインター（発光装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光センサおよび第２光センサを有する背面側基板に対向して配置され、前記第１光センサおよび前記第２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第１光センサに対面するようになる光フィルタ部と、
前記基材上に形成された遮光部であって、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第２光センサに対面するようになる遮光部と、を備え、
波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光についての前記遮光部の最大透過率が０．０５％以下である、
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記遮光部が、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１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記光フィルタ部は、顔料を含み、可視光の波長域外にある特定波長域の光を選択的に透過させる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記基材上にブラックマトリクスが形成されており、
前記遮光部は、前記ブラックマトリクスの一部分からなる、
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。
【請求項５】
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いる、
ことを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
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第１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４または５に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
第１光センサおよび第２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、
前記第１光センサおよび前記第２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、前記第１光センサおよび前記第２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１〜６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。
【請求項１】
第１光センサおよび第２光センサを有する背面側基板に対向して配置され、前記第１光センサおよび前記第２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第１光センサに対面するようになる光フィルタ部と、
前記基材上に形成された遮光部であって、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第２光センサに対面するようになる遮光部と、を備え、
波長が３８０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である光についての前記遮光部の最大透過率が０．０５％以下である、
ことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項２】
前記遮光部が、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１に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項３】
前記光フィルタ部は、顔料を含み、可視光の波長域外にある特定波長域の光を選択的に透過させる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項４】
前記基材上にブラックマトリクスが形成されており、
前記遮光部は、前記ブラックマトリクスの一部分からなる、
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。
【請求項５】
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いる、
ことを特徴とする請求項４に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項６】
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第１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４または５に記載のカラーフィルタ基板。
【請求項７】
第１光センサおよび第２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、
前記第１光センサおよび前記第２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、前記第１光センサおよび前記第２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１〜６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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２１５３１６（Ｐ２０１１−２１５３１６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８２４２７（Ｐ２０１０−８２４２７）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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