液晶显示装置、滤色器基板及滤色器基板制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及液晶显示装置、滤色器基板及滤色器基板制造方法。
[0002] 本申请基于在2012年12月27日提出申请的日本特愿2012-286224号主张优先 权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 对于具备液晶显示装置的电子设备谋求轻量化。例如，在手机、移动PC等信息设 备中具备液晶显示装置。作为信息设备的操作之一例，例如应用利用手指或指针等对液晶 显示画面进行直接输入的技术。
[0004] 对液晶显示画面的直接输入方式包括在液晶面板的前表面设置具备传感功能的 触摸面板、通过触摸面板接收输入的On-Cell方式。此外，对液晶显示画面的直接输入方式 还包括在液晶显示装置的阵列基板或对向基板上以矩阵状配置具有传感功能的传感器、将 传感器内设在液晶单元中的In-Cell方式。
[0005] 作为On-Cell方式所用技术的一例，专利文献1 (日本特开平10-171599号公报） 公开了电阻膜方式、电磁感应方式、静电电容方式、光学式的触摸面板。
[0006] 但是，在液晶面板的表面具备触摸面板的On-Cell方式中，触摸面板的厚度和重 量被加在液晶显示装置上，从而厚度及重量增加。进而，由于触摸面板的表面及触摸面板的 内表面的光反射，有液晶显不品质降低的情况。
[0007] 与其相对，在液晶单元中内设传感器的In-Cell方式中，液晶显示装置的厚度不 会增加，显示品质不易降低，因此优选。作为具备传感功能的传感器之一例，光传感器的开 发正在进行。
[0008] 电子设备或信息设备中使用的液晶显示装置具有利用立体图像显示的倾向。对于 利用液晶显示装置进行的立体图像显示而言，技术上的要求有所增加。例如，要求对经立体 显示的按键的点击感。例如，要求防止手指输入的误操作。
[0009] 当液晶面板含有光传感器时，为了防止因温度或背光光源的影响而发生误检测， 有时需要对光传感器的检测结果进行补偿。
[0010] 作为传感器的一例，使用具备含有多晶硅或无定形硅的信道层的硅光电二极管。 硅光电二极管根据环境温度等的变化而发生暗电流，由此有时会在观测数据中加入并非观 测光的噪音。
[0011] 专利文献2 (日本特开2002-335454号公报）、专利文献3 (日本特开2007-18458 号公报）公开了使用进行暗电流校正的光电二极管进行运算补偿。专利文献2、3利用拍摄 元件对暗电流进行补偿。
[0012] 专利文献4(日本特开2009-151039号公报）公开了通过基于第1受光元件的信 号和第2受光元件的信号的运算来提高检测信号的S/N比的技术。但是，该专利文献4并 未公开精度良好地对可见光进行色分离的技术。专利文献4 (权利要求1)的显示器装置在 第1受光元件上具备对可见光区域的光进行吸收的光学滤波器。进而，专利文献4的显示 器装置具备吸收并阻断入射光的遮光部。
[0013] 但是，该专利文献4并未考虑蓝色光、绿色光、红色光的色分离。而且，专利文献4 并未公开用于制造滤色器基板的定位方法。专利文献4([0013]段落）公开了噪音成分被 消除的触摸传感检测。
[0014] 专利文献5 (日本特开2010-186997号公报）、专利文献6 (日本特开2011-118888 号公报）公开了由氧化物半导体形成的光传感器（受光元件）。专利文献5公开了应用 于作为发光层主要使用有机物的显示器中的光传感器。专利文献6公开了除了作为面传 感器的光传感器之外、还具备位置检测用的光传感器的显示装置。专利文献7(日本特开 2011-065133号公报）公开了具备短波长用光传感器、红光用传感器、红外光用光传感器的 液晶显示装置。
[0015] 现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1 :日本特开平10-171599号公报
[0018] 专利文献2 :日本特开2002-335454号公报
[0019] 专利文献3 :日本特开2007-18458号公报
[0020] 专利文献4 :日本特开2009-151039号公报
[0021] 专利文献5 :日本特开2010-186997号公报
[0022] 专利文献6 :日本特开2011-118888号公报
[0023] 专利文献7 :日本特开2011-065133号公报
【发明内容】
[0024] 发明要解决的技术问题
[0025] 本发明鉴于上述事实而作出，其目的在于提供可以使光传感器的检测数据为高精 度且稳定、能够以高精度进行色分离及触摸传感检测的液晶显示装置、滤色器基板及滤色 器基板制造方法。
[0026] 用于解决课题的方法
[0027] 本发明第一方式的液晶显示装置具备阵列基板、液晶层和滤色器基板，所述阵列 基板具备液晶驱动元件、第1光传感器和第2光传感器，所述滤色器基板隔着所述液晶层与 所述阵列基板相面对，且具备碳遮光层、滤色器和有机颜料遮光层，所述碳遮光层作为遮光 性色料的主材含有碳，所述有机颜料遮光层在与基板平面垂直的方向上与所述滤色器的一 部分重叠且作为遮光性色料的主材含有有机颜料，其中，所述第1光传感器对在垂直于所 述基板平面的方向上经由所述滤色器而不经由所述有机颜料遮光层的光进行检测，所述第 2光传感器对在垂直于所述基板平面的方向上经由所述滤色器和所述有机颜料遮光层的光 进行检测。
[0028] 在本发明第一方式的液晶显示装置中，所述有机颜料遮光层优选是以相对于总有 机颜料的质量比率（％ )计含有紫的有机颜料50~75%、黄的有机颜料25~50%或红的 有机颜料〇~30 %的树脂组合物。
[0029] 本发明第一方式的液晶显示装置中，优选进一步具备进行从所述第1光传感器的 检测数据中减去所述第2光传感器的检测数据的减法运算的处理部。
[0030] 本发明第一方式的液晶显示装置中，优选：所述碳遮光层、所述滤色器及所述有机 颜料遮光层设置在构成所述滤色器基板的透明基板上，利用所述碳遮光层及所述有机颜料 遮光层中的至少一者划分出俯视下成矩阵状的多个开口部，所述多个开口部中具备所述滤 色器中所含的红色滤波器、蓝色滤波器、绿色滤波器。
[0031] 本发明第一方式的液晶显示装置中，优选：进一步具备装备于所述阵列基板的与 所述液晶层相反侧的面上的背光单元，所述背光单元具备发出可见光的第1固体发光元 件、发出触摸传感检测用的红外光的第2固体发光元件、以及控制所述第2固体发光元件的 发光时机和所述第1光传感器的受光时机的处理部。
[0032] 本发明第一方式的液晶显示装置中，所述红外光的波长优选属于800nm~lOOOnm 的波长区域。
[0033] 本发明第二方式的滤色器基板至少具备透明基板、碳遮光层、滤色器与有机颜料 遮光层的层叠构成，所述碳遮光层作为遮光性色料的主材含有碳，所述滤色器在所述透明 基板上划分出的多个开口部中分别具有红色滤波器、蓝色滤波器、绿色滤波器，所述有机颜 料遮光层形成在所述滤色器上且作为遮光性色料的主材含有有机颜料，其中，在与所述透 明基板的平面垂直的方向上具有所述滤色器与所述碳遮光层及所述有机颜料遮光层均不 重叠的部分、以及所述滤色器与所述有机颜料遮光层重叠但不与所述碳遮光层重叠的部 分。
[0034] 本发明第二方式的滤色器基板中，所述有机颜料遮光层优选是以质量比率（％ ) 计含有紫的有机颜料50~75 %、黄的有机颜料25~50 %或红的有机颜料0~30 %的树脂 组合物。
[0035] 本发明第二方式的滤色器基板中，优选进一步具备形成于形成有所述有机颜料遮 光层的所述滤色器上的透明树脂层。
[0036] 本发明第二方式的滤色器基板中，优选进一步具备形成于所述透明树脂层上的透 明导电膜。
[0037] 本发明第二方式的滤色器基板中，优选：所述有机颜料遮光层含有蓝的有机颜料， 且按照在光波长670nm~800nm的范围内透过所述有机颜料遮光层的光的透过率特性升高 的方式调整了构成所述有机颜料遮光层的组合物的组成比。
[0038] 本发明第二方式的滤色器基板中，优选：所述有机颜料遮光层含有绿的有机颜料， 且按照在光波长670nm~800nm的范围内透过所述有机颜料遮光层的光的透过率特性升高 的方式调整了构成所述有机颜料遮光层的组合物的组成比。
[0039] 本发明第三方式的滤色器基板的制造方法依次进行以下工序：在透明基板上形成 作为遮光性色料的主材含有碳的碳遮光层及定位标记的工序；形成含有红色滤波器、蓝色 滤波器、绿色滤波器的滤色器的工序；在所述滤色器上涂布作为遮光性色料的主材含有有 机颜料的遮光抗蚀剂的工序；使用红外光及红外光传感器识别所述定位标记的位置的工 序；根据所述定位标记的位置进行所述透明基板与光掩模的对位的工序；以及使用所述光 掩模对所述遮光抗蚀剂的涂膜进行曝光、显影而制成硬膜、从而形成有机颜料遮光层的工 序。
[0040] 本发明第三方式的滤色器基板的制造方法中，优选：进一步进行在所述滤色器上 形成透明树脂层的工序，所述有机颜料遮光层形成在所述透明树脂层上。
[0041] 本发明第三方式的滤色器基板的制造方法中，所述红外光的光波长优选为大致比 800nm更长的波长侧。
[0042] 发明效果
[0043] 本发明的方式中，可以使光传感器的检测数据为高精度且稳定，能够以高精度进 行色分离及触摸传感检测。
【附图说明】
[0044] 图1为表示本发明第1实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板的构成之一例 的部分截面图。
[0045] 图2为表示从第1实施方式的液晶面板的滤色器基板侧观察到的构造之一例的部 分俯视图。
[0046] 图3为表不第1实施方式的液晶面板之一例的纵向上的部分截面图。
[0047] 图4为表示第1实施方式的液晶显示装置之一例的截面图。
[0048] 图5为表示第1实施方式的滤色器的分光特性之一例的曲线。
[0049] 图6为表示第1实施方式的碳遮光层及有机颜料遮光层的遮光特性的例子的曲 线。
[0050] 图7为表示绿色滤波器的透过特性、重叠了绿色滤波器和有机颜料遮光层的透过 特性之一例的曲线。
[0051] 图8为表示红色滤波器的透过特性、重叠了红色滤波器和有机颜料遮光层的透过 特性之一例的曲线。
[0052] 图9为表示蓝色滤波器的透过特性、重叠了蓝色滤波器和颜料遮光膜的透过特性 之一例的曲线。
[0053] 图10为表示本发明第2实施方式的液晶面板的从滤色器基板侧观察到的构造之 一例的部分俯视图。
[0054] 图11为表不第2实施方式的液晶面板之一例的横向部分截面图。
[0055] 图12为表示第3实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板的构成之一例的部 分截面图。
[0056] 图13为表示第3实施方式的液晶面板在液晶驱动电压施加时的状态之一例的部 分截面图。
[0057] 图14为表示第3实施方式的用于立体图像显示的液晶显示装置的构成之一例的 截面图。
[0058] 图15为表示第3实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板的光的出射状态之 一例的部分截面图。
[0059] 图16为表示第3实施方式的液晶面板的多个像素之一例的部分俯视图。
[0060] 图17为表示第3实施方式的光控制元件的构成之一例的俯视图。
[0061] 图18为表示机械靠模中使用的液晶显示装置之一例的截面图。
[0062] 图19为表示本发明第4实施方式的滤色器基板制造方法之一例的流程图。
[0063] 图20为表示本发明第5实施方式的液晶显示装置所具备的液晶面板的构成之一 例的部分截面图。
[0064] 图21为表示第5实施方式的液晶面板的从滤色器基板观察到的构造之一例的部 分俯视图。
【具体实施方式】
[0065] 以下一边参照附图一边说明本发明的实施方式。此外，以下的说明中，对于相同或 实质上相同的功能及构成要素赋予相同符号，并根据需要进行说明。
[0066] 各实施方式中，仅对特征性部分进行说明，对于与通常的液晶显示装置的构成要 素没有差异的部分则省略说明。
[0067] 各实施方式中，对液晶显示装置的单一色的显示单元为1个像素的情况进行说 明。但是，单一色的显示单元也可以是1个亚图素，另外还可以是多个图素数（像素数）构 成显示单元，也可以是任意定义的图素或像素构成显示单元。像素含有红色滤波器、绿色滤 波器、蓝色滤波器中的任一个，是至少具有2个平行边的多边形。
[0068] 各实施方式中，液晶显示装置具备碳遮光层和有机颜料遮光层。通过碳遮光层和 有机颜料遮光层中的至少一者来形成将上述红色滤波器、绿色滤波器、蓝色滤波器分别划 分开来的矩阵状的开口部。碳遮光层及有机颜料遮光层中的任一个的俯视图案可以是条纹 图案、也可以是矩阵图案。可以由碳遮光层和有机