JP2015025834A - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示領域の外側でカラーフィルター層と光センサーとを重ねて配置した場合でも、光センサーが高い感度を発揮することのできる電気光学装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】電気光学装置１００において、表示領域１０ａでは、互いに異なる複数色の第１カラーフィルター層２８ａが規則的に配置され、表示領域１０ａの外側で表示領域１０ａの端部に沿っては第２カラーフィルター層２８ｂが配置されている。第２カラーフィルター層２８ｂが配置された領域は受光領域１０ｒであり、受光領域１０ｒには、第２カラーフィルター層２８ｂに平面視で重なる光センサー３１０が配置されている。第２カラーフィルター層２８ｂは、光センサー３１０の感度を考慮して、表示領域１０ａに規則的に配置された第１カラーフィルター層２８ａと異なる色の配列で配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、表示領域にカラーフィルター層が設けられた電気光学装置、および電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。

液晶装置等の電気光学装置においては、カラーフィルター基板に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）等のカラーフィルター層が規則的に配置されており、赤色（Ｒ）のカラーフィルター層が形成された赤色画素、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層が形成された緑色画素、および青色（Ｂ）のカラーフィルター層が形成された青色画素等からなる複数のサブ画素によって１つの画素が構成されている。

一方、電気光学装置では、環境光等の強度に応じて、電気光学装置での表示条件を切り換える技術が提案されている。例えば、バックライト装置を備えた電気光学装置において、素子基板の表示領域の外側に設けた光センサーによって、対向基板を透過した環境光を検出し、その検出結果に基づいて、バックライト装置の発光輝度を適正化する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−２４１３０３号公報

カラーフィルター基板を製造する際、表示領域の端部に余計な段差が発生することを防止するには、表示領域の外側で表示領域に隣り合う領域までカラーフィルター層を形成することが好ましい。しかしながら、表示領域の外側までカラーフィルター層を形成すると、表示領域の外側に光センサーを設けたときに光センサーとカラーフィルター層とが重なってしまい、光センサーに到達する環境光の光量が低下して環境光の検出感度が低下するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、表示領域の外側でカラーフィルター層と光センサーとを重ねて配置した場合でも、光センサーが高い感度を発揮することのできる電気光学装置、および電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置は、互いに異なる複数色のカラーフィルター層が配置された表示領域と、該表示領域の外側において、当該表示領域に沿って前記表示領域と異なる色の配列のカラーフィルター層が配置された受光領域と、該受光領域に設けられた光センサーと、を有することを特徴とする。

本発明では、表示領域の外側で表示領域の端部に沿ってカラーフィルター層が配置されているので、表示領域の端部に余計な段差が発生しにくい。また、表示領域の外側の受光領域には、カラーフィルター層と重なる光センサーが配置されている。このため、カラーフィルター層を透過してきた環境光等を光センサーによって検出することができるので、かかる検出結果に基づいて、電気光学装置の動作を適正化することができる。また、受光領域のカラーフィルター層は、光センサーの感度を考慮して、表示領域に配置されたカラーフィルター層と異なる色の配列で配置されているので、光センサーがカラーフィルター層を透過してきた環境光等を受光する構成であっても、光センサーの感度が高い。

本発明において、前記受光領域には、少なくとも無色のカラーフィルター層が配置され、前記受光領域は、前記表示領域より、無色のカラーフィルター層の分布密度が高いことが好ましい。かかる構成によれば、光センサーの感度を高めることができる。

この場合、前記表示領域に配置されたカラーフィルター層は、いずれも有色のカラーフィルター層である構成を採用することができる。

本発明において、前記受光領域には、無色のカラーフィルター層のみが配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、光センサーの感度を高めることができる。

本発明においては、前記受光領域には、無色のカラーフィルター層と、前記表示領域に配置されたカラーフィルター層のいずれかと同じ色のカラーフィルター層とが配置されている構成を採用してもよい。かかる構成によれば、環境光等を光センサーの感度特性に合った光として光センサーに入射させることができる。

本発明において、前記受光領域には、有色のカラーフィルター層のみが配置されている構成を採用してもよい。

本発明において、前記表示領域を囲む枠状領域に外側カラーフィルター層が配置され、前記枠状領域のうち、前記外側カラーフィルター層の少なくとも一部が配置されている領域によって前記受光領域が構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、表示領域の外側には表示領域の端部に沿う全周にわたってカラーフィルター層が配置されているので、表示領域の端部に沿う全周にわたって余計な段差が発生しにくい。

本発明において、前記表示領域および前記枠状領域に凹部が形成され、前記表示領域に配置されたカラーフィルター層および前記外側カラーフィルター層は、前記凹部の内部に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、カラーフィルター層および外側カラーフィルター層を厚く形成しても、カラーフィルター層および外側カラーフィルター層が大きく突出しない等の利点がある。

本発明において、前記受光領域は、前記表示領域に沿う方向の一部に設けられている構成を採用することができる。

本発明において、前記受光領域は、前記表示領域に沿う方向の全体に設けられている構成を採用してもよい。

本発明において、複数の画素電極が形成された素子基板と、前記素子基板の前記複数の画素電極が形成されている面側に対向する対向基板と、を有し、前記表示領域および前記受光領域に配置されたカラーフィルター層は、それぞれ前記対向基板に形成されている構成を採用することができる。

本発明において、複数の画素電極が形成された素子基板と、前記素子基板の前記複数の画素電極が形成されている面側に対向する対向基板と、を有し、前記表示領域および前記受光領域に配置されたカラーフィルター層は、それぞれ前記素子基板に形成されている構成を採用することができる。

本発明に係る電気光学装置は、電子機器において、直視型の表示装置や投射型の表示装置に用いられる。

本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明を適用した電気光学装置の液晶パネルの説明図である。 本発明を適用した電気光学装置に形成された画素電極等の説明図である 本発明を適用した電気光学装置の画素の一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に用いた対向基板等の一部を拡大して示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に設けた光センサーの一例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の対向基板の製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置に用いた対向基板の説明図である。 本発明の実施の形態３に係る電気光学装置に用いた対向基板の説明図である。 本発明の実施の形態４に係る電気光学装置に用いた対向基板の説明図である。 本発明の実施の形態５に係る電気光学装置に用いた対向基板の説明図である。 本発明の実施の形態６に係る電気光学装置の説明図である。 本発明の実施の形態７に係る電気光学装置の説明図である。 本発明を適用した投射型表示装置の説明図である。

以下、本発明を適用した電気光学装置として液晶装置を中心に説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明で参照する図においては、走査線、データ線、画素等については、それらの数を少なく表してある。また、素子基板およびカラーフィルター基板の面に沿う方向のうち、互いに交差する方向をＸ方向およびＹ方向として説明する。また、以下の説明において「平面視」とは、対向基板および素子基板の基板面に対する法線方向からみたときを意味する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示す電気光学装置１００は、全透過型の液晶装置であり、液晶パネル１００ｐと、この液晶パネル１００ｐにバックライト光を照射するバックライト装置６００と、液晶パネル１００ｐおよびバックライト装置６００に接続されたフレキシブル配線基板１０８とを備えている。フレキシブル配線基板１０８には、バックライト装置６００に対する制御用ＩＣ５００が実装されている。

詳しくは後述するが、液晶パネル１００ｐの受光領域１０ｒには光センサー３１０が配置されている。制御用ＩＣ５００には、光センサー３１０とともに光検出装置３００を構成する検出回路３２０と、検出回路３２０からの出力に基づいて、バックライト装置６００での発光輝度を適正化する調光回路６５０とが構成されている。電気光学装置１００において、表示画像の見え易さは環境の明るさによって左右されるので、例えば、日中の自然光の下では、バックライト装置６００の発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示する必要がある一方、夜間の暗い環境の下では、バックライト装置６００の発光輝度が日中ほど高くなくても鮮明な画像を表示することができる。従って、バックライト装置６００の発光輝度を環境光の照度に応じて調整することが望ましい。そこで、本形態の電気光学装置１００において、光検出装置３００は、環境光の照度を計測する一方、調光回路６５０は、光検出装置３００により得られた照度データに応じた最適輝度でバックライト装置６００が発光するように制御する。

液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｐを備えている。液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｐの内側で複数本の走査線３ａおよび複数本のデータ線６ａがＸ方向およびＹ方向に延在しており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、画素スイッチング素子３０および画素電極９ａが形成されている。画素スイッチング素子３０は、薄膜トランジスタ等によって構成されており、画素スイッチング素子３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、ゲートには走査線３ａが電気的に接続され、ドレインには画素電極９ａが電気的に接続されている。

素子基板１０において、画素領域１０ｐの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１はデータ線６ａに電気的に接続しており、画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極に対して液晶を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、走査線３ａと並列するように容量線３ｂが形成されており、かかる容量線３ｂは共通電位線（図示せず）に接続され、所定の電位に保持されている。なお、共通電極２１および画素電極９ａの双方が素子基板１０に形成されることもある。

（液晶パネル１００ｐの具体的構成）
図２は、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐの説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図３は、本発明を適用した電気光学装置１００に形成された画素電極等の説明図である。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、素子基板１０と、対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の外縁に沿って枠状に設けられている。シール材１０７は、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバーあるいはガラスビーズ等のギャップ材１０７ａが配合されている。液晶パネル１００ｐにおいて、素子基板１０と対向基板２０との間のうち、シール材１０７によって囲まれた領域内には液晶層５０（電気光学物質層）が設けられている。本形態において、シール材１０７には、液晶注入口１０７ｃとして利用される途切れ部分が形成されており、かかる液晶注入口１０７ｃは、液晶材料の注入後、封止材１０７ｄによって封止されている。

素子基板１０および対向基板２０はいずれも四角形であり、素子基板１０は、Ｙ方向で対向する２つの側面１０ｅ、１０ｆと、Ｘ方向で対向する２つの側面１０ｇ、１０ｈとを備えている。また、対向基板２０は、Ｙ方向で対向する２つの側面２０ｅ、２０ｆと、Ｘ方向で対向する２つの側面２０ｇ、２０ｈとを備えている。液晶パネル１００ｐの略中央には、画素領域１０ｐが設けられ、画素領域１０ｐの全体あるいは一部が、画像の表示に利用される表示領域１０ａである。本形態において、表示領域１０ａは、四角形の領域として設けられており、表示領域１０ａの外側は、四角枠状の外周領域１０ｃになっている。

素子基板１０において、外周領域１０ｃでは、素子基板１０においてＹ方向の一方側に位置する側面１０ｅに沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この側面１０ｅに隣接する２つの側面１０ｇ、１０ｈに沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、図１に示すフレキシブル配線基板１０８が接続されており、素子基板１０には、フレキシブル配線基板１０８を介して外部制御回路から各種電位や各種信号が入力される。

素子基板１０においては、基板本体が石英基板やガラス基板等の透光性の基板１０ｄからなる。基板１０ｄの第１面１０ｓおよび第２面１０ｔのうち、対向基板２０と対向する第１面１０ｓの側には、表示領域１０ａに、画素電極９ａや、図１に示す画素スイッチング素子３０等がマトリクス状に配列されており、画素電極９ａの上層側（液晶層５０や対向基板２０が位置する側）には配向膜１６が形成されている。

図３に示すように、素子基板１０の外周領域１０ｃのうち、表示領域１０ａとシール材１０７とに挟まれた四角枠状の周辺領域１０ｂには、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。ダミー画素電極９ｂは、例えば、隣り合うダミー画素電極９ｂ同士が細幅の連結部（図示せず）で繋がっており、共通電位Ｖcomが印加されている。

図２に示すように、対向基板２０においては、基板本体が石英基板やガラス基板等の透光性の基板２０ｄからなる。基板２０ｄの第１面２０ｓおよび第２面２０ｔのうち、素子基板１０と対向する第１面２０ｓの側には、共通電極２１が形成されている。共通電極２１は、対向基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って形成されている。本形態において、共通電極２１は、対向基板２０の略全面に形成されている。基板２０ｄの第１面２０ｓの側において、共通電極２１の上層（液晶層５０および素子基板１０が位置する側）には配向膜２６が形成され、共通電極２１の下層側（液晶層５０および素子基板１０が位置する側とは反対側）には、透光性のオーバーコート膜２２が形成されている。

基板２０ｄの第１面２０ｓの側において、オーバーコート膜２２の下層側（液晶層５０および素子基板１０が位置する側とは反対側）には、後述する遮光層２９およびカラーフィルター層２８が形成されている。本形態において、遮光層２９は、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁部分２９ａとして形成されている。額縁部分２９ａはダミー画素電極９ｂと重なる位置に形成されており、額縁部分２９ａの外周縁は、シール材１０７の内周縁との間に隙間を隔てた位置にある。従って、額縁部分２９ａとシール材１０７とは重なっていない。また、遮光層２９は、画素電極９ａにより挟まれた画素間領域に平面視で重なる遮光部２９ｂ（ブラックマトリクス部）としても形成されている。本形態において、遮光層２９は、アルミニウム等の金属層からなる。

対向基板２０の第１面２０ｓの側の４つの角部分には基板間導通用電極２３が形成されており、素子基板１０の第１面１０ｓの側には、対向基板２０の基板間導通用電極２３と対向する位置に基板間導通用電極１９が形成されている。基板間導通用電極２５は、共通電極２１の一部からなる。基板間導通用電極１９と基板間導通用電極２５との間には基板間導通材１９ａが配置されており、対向基板２０の共通電極２１は、基板間導通用電極１９、基板間導通材１９ａおよび基板間導通用電極２３を介して、素子基板１０側から共通電位Ｖcomが印加されている。シール材１０７は、略同一の幅寸法をもって対向基板２０の外周縁に沿って設けられているが、対向基板２０の角部分と重なる領域では基板間導通用電極１９、２５を避けて内側を通るように設けられている。

本形態において、配向膜１６、２６は、シリコン酸化物等からなる無機配向膜であり、斜方蒸着等により成膜されてなる。液晶層５０には、負の誘電率異方性を有する液晶材料が用いられている。

このように構成した電気光学装置１００では、使用する液晶層５０の種類や、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル１００ｐに対して所定の向きに配置される。本形態において、電気光学装置１００は透過型の液晶装置であり、画素電極９ａおよび共通電極２１は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）膜等の透光性導電膜により形成されている。かかる透過型の液晶装置（電気光学装置１００）では、例えば、対向基板２０の側から入射した光が素子基板１０の側から出射される間に変調されて画像を表示する。この場合、対向基板２０のカラーフィルター層２８を透過してきた画素毎の光を液晶層５０で変調してなる画像光によってカラー画像を表示する。また、素子基板１０の側から入射した光が対向基板２０の側から出射される間に変調されて画像を表示することもある。この場合、液晶層５０で変調した画素毎の光を対向基板２０のカラーフィルター層２８を透過させてなる画像光によってカラー画像を表示する。本形態では、矢印Ｌ１で示すように、素子基板１０の側から入射した光が対向基板２０の側から出射される間に変調される。このため、対向基板２０は、画像光の出射側に配置されるため、外光等の環境光Ｌ２は、対向基板２０の側から液晶パネル１００ｐに入射する。

電気光学装置１００は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができる。また、電気光学装置１００は、電子ペーパーとして用いることできる。また、電気光学装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）において、画像生成装置として用いることができる。

（各画素の構成）
図４は、本発明を適用した電気光学装置１００の画素の一例を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０では、石英基板やガラス基板等の基板１０ｄの第１面１０ｓにシリコン酸化膜等からなる下地保護膜１２が形成されているとともに、その表面側において、画素電極９ａに部分的に重なる位置にＮチャネル型の薄膜トランジスタからなる画素スイッチング素子３０が形成されている。基板１０ｄと下地保護膜１２との間には、画素スイッチング素子３０と平面視で重なる位置に遮光層１１ａが形成されている。

画素スイッチング素子３０において、島状の半導体膜１ａには、ソース領域１ｄ、チャネル形成領域１ｂおよびドレイン領域１ｅがこの順に配置されている。半導体膜１ａの上層にはシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜２が形成され、ゲート絶縁膜２の上層には走査線３ａが形成されている。走査線３ａの一部は、ゲート電極としてゲート絶縁膜２を介してチャネル形成領域１ｂに対向している。なお、ソース領域１ｄおよびドレイン領域１ｅは、ゲート電極（走査線３ａ）の端部と対向する位置に低濃度領域を有する場合もある。

画素スイッチング素子３０の上層側には、層間絶縁膜１３、１４が形成されている。層間絶縁膜１３の上層側（液晶層５０および対向基板２０が位置する側）にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成されている。データ線６ａは、層間絶縁膜１３に形成されたコンタクトホール１３ａを介してソース領域１ｄに電気的に接続し、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜１３に形成されたコンタクトホール１３ｂを介してドレイン領域１ｅに電気的に接続している。層間絶縁膜１４の上層側（液晶層５０および対向基板２０が位置する側）にはＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、層間絶縁膜１４に形成されたコンタクトホール１４ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続し、ドレイン電極６ｂを介してドレイン領域１ｅに電気的に接続している。画素電極９ａの上層側（液晶層５０および対向基板２０が位置する側）には配向膜１６が形成されている。ドレイン領域１ｅからの延在部分１ｆに対しては、ゲート絶縁膜２と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが対向することにより、保持容量６０が構成されている。

なお、図１に示すデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４のシフトレジスタ等を構成するにあたっては、画素スイッチング素子３０と同様な構造を有するＮチャネル型の薄膜トランジスタとＰチャネル型の薄膜トランジスタとを備えた相補型薄膜トランジスタが用いられる。

（対向基板２０の構成）
図５は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００に用いた対向基板２０等の一部を拡大して示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、対向基板２０の平面構成を模式的に示す説明図、および電気光学装置１００の断面構成を模式的に示す説明図である。

図５に示すように、本形態の電気光学装置１００において、対向基板２０では、透光性の基板１０ｄの第１面２０ｓ側には、複数色のカラーフィルター層２８と遮光層２９（額縁部分２９ａおよび遮光部２９ｂ（ブラックマトリクス部））とが形成されており、カラーフィルター層２８および遮光層２９の上層側（液晶層５０および素子基板１０が位置する側）には、透光性のオーバーコート膜２２が形成されている。オーバーコート膜２２の上層側（液晶層５０および素子基板１０が位置する側）には共通電極２１が形成され、共通電極２１の上層側（液晶層５０および素子基板１０が位置する側）には配向膜２６が形成されている。

本形態において、カラーフィルター層２８は、表示領域１０ａに互いに異なる複数色の第１カラーフィルター層２８ａとして形成されているとともに、表示領域１０ａを全周にわたって囲む枠状領域２０ａに外側カラーフィルター層２８ｅとして形成されている。

また、遮光層２９のうち、額縁部分２９ａは、外側カラーフィルター層２８ｅが配置されている領域の周りを囲むように配置され、遮光部２９ｂは、第１カラーフィルター層２８ａおよび外側カラーフィルター層２８ｅにおいて隣り合うカラーフィルター層２８の間に配置されている。

第１カラーフィルター層２８ａは、規則的に配置されており、本形態において、第１カラーフィルター層２８ａは、各色の第１カラーフィルター層２８ａがＹ方向に直線的に配列されたストライプ配置が採用されている。より具体的には、第１カラーフィルター層２８ａは、表示領域１０ａにおいて、赤色（Ｒ）の第１カラーフィルター層２８ａ、緑色（Ｇ）の第１カラーフィルター層２８ａ、および青色（Ｂ）の第１カラーフィルター層２８ａがＸ方向で順に配置されている。また、第１カラーフィルター層２８ａは、表示領域１０ａにおいて、赤色（Ｒ）の第１カラーフィルター層２８ａがＹ方向に直線的に配置され、赤色（Ｒ）の第１カラーフィルター層２８ａにＸ方向の一方側で隣り合う位置で緑色（Ｇ）の第１カラーフィルター層２８ａがＹ方向に直線的に配置され、緑色（Ｇ）の第１カラーフィルター層２８ａにＸ方向の一方側で隣り合う位置で青色（Ｂ）の第１カラーフィルター層２８ａがＹ方向に直線的に配置されている。

外側カラーフィルター層２８ｅは、表示領域１０ａの第１カラーフィルター層２８ａと異なる色の配列で配置された第２カラーフィルター層２８ｂと、表示領域１０ａの第１カラーフィルター層２８ａと同様な色の配列で配置された第３カラーフィルター層２８ｃとを含んでいる。

本形態において、第２カラーフィルター層２８ｂは、枠状領域２０ａのうち、表示領域１０ａの端部と対向基板２０の側面２０ｅとの間でＸ方向に延在する領域の全体に配置された無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８からなり、第２カラーフィルター層２８ｂが配置された領域によって受光領域１０ｒが形成されている。かかる受光領域１０ｒでは、図１に示す光センサー３１０が第２カラーフィルター層２８ｂと平面視で重なるように配置されている。光センサー３１０の構成は、図６を参照して後述する。

第３カラーフィルター層２８ｃは、枠状領域２０ａのうち、第２カラーフィルター層２８ｂが配置された受光領域１０ｒ以外の領域に、第１カラーフィルター層２８ａと同一の規則性をもって配置されている。すなわち、第３カラーフィルター層２８ｃは、第１カラーフィルター層２８ａと同様な色配列をもってストライプ状に配列されている。より具体的には、枠状領域２０ａのうち、表示領域１０ａの端部と対向基板２０の側面２０ｇとの間において、第３カラーフィルター層２８ｃは、表示領域１０ａにＸ方向で１番目に隣り合う位置ではＹ方向に直線的に配置された青色（Ｂ）のカラーフィルター層からなり、表示領域１０ａにＸ方向で２番目に隣り合う位置ではＹ方向に直線的に配置された緑色（Ｇ）のカラーフィルター層からなる。また、第３カラーフィルター層２８ｃは、枠状領域２０ａのうち、表示領域１０ａの端部と対向基板２０の側面２０ｈ（図２および図３参照）との間、および表示領域１０ａの端部と対向基板２０の側面２０ｆ（図２および図３参照）との間でも、第１カラーフィルター層２８ａと同様な色配列をもってストライプ状に配列されている。

このように本形態では、複数色の第１カラーフィルター層２８ａは、いずれも有色のカラーフィルター層２８であるのに対して、受光領域１０ｒには、第２カラーフィルター層２８ｂとして、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８のみが配置されている。このため、受光領域１０ｒは、表示領域１０ａより、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８の分布密度が高い。

本形態では、基板２０ｄの第１面２０ｓには、表示領域１０ａおよび枠状領域２０ａに凹部２４が形成されている。凹部２４の形成領域は、平面視で素子基板１０において画素電極９ａおよびダミー画素電極９ｂが形成されている領域と平面視で重なる範囲であり、基板２０ｄの第１面２０ｓのうち、凹部２４と基板２０ｄの側面２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈとに挟まれた領域は、シール材１０７が設けられる領域である。

本形態において、凹部２４は、カラーフィルター層２８が配置されている個所が各々、仕切られている。より具体的には、凹部２４の内部において、最も外側の端部に相当する部分には額縁部分２９ａが配置されている。また、凹部２４の内部のうち、額縁部分２９ａより内側は、遮光部２９ｂによって複数の凹部２４ａに仕切られ、かかる凹部２４ａの内側にカラーフィルター層２８が配置されている。従って、遮光部２９ｂは、凹部２４ａを仕切る隔壁を構成している。

（光センサー３１０の構成）
図６は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００に設けた光センサー３１０の一例を示す説明図である。

図６に示すように、素子基板１０には、第２カラーフィルター層２８ｂが形成された受光領域１０ｒと平面視で重なる領域に光センサー３１０が形成されている。本形態において、光センサー３１０はフォトダイオードであり、画素スイッチング素子３０、および駆動回路用トランジスタと同一のプロセスで素子基板１０の第１面１０ｓ側に形成されている。より具体的には、光センサー３１０には、下地保護膜１２とゲート絶縁膜２との層間に形成された半導体膜１ｗを備えたＰＩＮ接合型ダイオードであり、半導体膜１ｗには高濃度Ｎ型領域１ｘ、真性領域１ｙおよび高濃度Ｐ型領域１ｚが順に並んでいる。また、光センサー３１０に対しては、層間絶縁膜１３、１４の間に形成された配線６ｈ、６ｉが各々、コンタクトホール１３ｈ、１３ｉを介して高濃度Ｎ型領域１ｘおよび高濃度Ｐ型領域１ｚに電気的に接続している。半導体膜１ｗは、画素スイッチング素子３０を構成する半導体膜１ａと同時形成されたポリシリコン膜である。高濃度Ｎ型領域１ｘは、画素スイッチング素子３０および相補型薄膜トランジスタの高濃度Ｎ型領域と同様、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で高濃度Ｎ型の不純物（リンイオン等）を導入することにより形成された半導体領域である。高濃度Ｐ型領域１ｚは、相補型薄膜トランジスタの高濃度Ｐ型領域と同様、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で高濃度Ｐ型の不純物（ボロンイオン等）を導入することにより形成された半導体領域である。基板１０ｄと下地保護膜１２との間には、光センサー３１０と平面視で重なる位置に遮光層１１ａが形成され、層間絶縁膜１４と配向膜１６との間には、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。なお、光センサー３１０は、ＰＮ接合型ダイオードや、フォトトランジスターであってもよい。

（対向基板２０の製造方法）
図７は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１００の対向基板２０の製造方法を示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、対向基板２０の製造工程のうち、凹部形成工程の説明図、および遮光層形成工程の説明図である。

本形態の対向基板２０を製造するには、まず、エッチングマスク形成工程において、基板２０ｄの第１面２０ｓに対して、第１面２０ｓの一部を露出させたエッチングマスクを形成する。より具体的には、エッチングマスクは、基板２０ｄの第１面２０ｓのうち、遮光膜２９およびカラーフィルター層２８が形成される領域を露出させた状態にある。かかるエッチングマスクとしては、レジストマスクやハードマスクを用いることができる。

次に、に示すエッチング工程において、基板２０ｄの第１面２０ｓにおいてエッチングマスクから露出している部分をエッチングして、図７（ａ）に示す凹部２４を形成し、その後、エッチングマスクを除去する。かかるエッチング工程では、ドラエッチングを採用するい場合、エッチング液としては、フッ酸系の薬液が使用される。例えば、フッ酸液、フッ化硫酸液、ケイフッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化水素酸等のエッチング液を好適に使用することができる。より具体的には、フッ化水素酸と硝酸の混合水溶液、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合水溶液、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムと硝酸の混合水溶液、フッ化水素酸と水素ニフッ化アンモニウムの水溶液、フッ化水素酸と水素二フッ化アンモニウムと硝酸の水溶液等を使用することができる。また、エッチング速度が遅いという面はあるが、苛性ソーダ（NaOH）、水酸化カリウム（KOH）等の強アルカリ性の薬液を使用することもできる。また、エッチング方法としては、エッチングガスを用いたドライエッチング方法等も使用できる。

次に、遮光層形成工程において、基板２０ｄの第１面２０ｓにアルミニウム膜等の金属膜を形成した後、金属膜をパターニングし、図７（ｂ）に示すように、凹部２４の内部に遮光層２９を形成する。その結果、凹部２４の内部には、額縁部分２９ａが形成されるとともに、遮光部２９ｂが形成され、遮光部２９ｂによって、凹部２４の内部は、複数の凹部２４ａに仕切られる。

次に、カラーフィルター層形成工程では、図５に示すように、凹部２４ａの内部にカラーフィルター層２８を形成する。例えば、インクジェットプリンタ方式の吐出装置から、凹部２４ａの内部に所定の色に対応する樹脂材料を吐出した後、樹脂材料を硬化させ、カラーフィルター層２８を形成する。また、所定色の感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて樹脂層をパターニングする工程を繰り返し行い、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、無色（Ｗ）の樹脂層からなるカラーフィルター層２８を順次形成する。なお、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８を形成する場合には、無色の樹脂層や白色顔料を含む樹脂層を用いる。

しかる後には、図５（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜等からなるオーバーコート膜２２、共通電極２１および配向膜２６が順に形成する。その結果、対向基板２０が完成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１００において、表示領域１０ａでは、互いに異なる複数色の第１カラーフィルター層２８ａが規則的に配置され、表示領域１０ａの外側で表示領域１０ａの端部に沿っては第２カラーフィルター層２８ｂが配置されている。また、本形態においては、表示領域１０ａを全周にわたって囲む枠状領域２０ａに外側カラーフィルター層２８ｅが配置され、枠状領域２０ａのうち、外側カラーフィルター層２８ｅとして第２カラーフィルター層２８ｂが配置されている領域によって受光領域１０ｒが構成されている。このため、表示領域１０ａの外側には、表示領域１０ａの端部に沿う全周にわたって外側カラーフィルター層２８ｅが配置されている。従って、表示領域１０ａから表示領域１０ａに隣接する領域は、表面状態が同一の連続した領域になっているので、表示領域１０ａの端部では、カラーフィルター層２８の有無等に起因する余計な段差が発生しにくい。例えば、フォトリソグラフィ技術を用いてカラーフィルター層２８を形成する場合、表示領域１０ａから表示領域１０ａに隣接する領域には、カラーフィルター層２８を配置するための凹部２４ａが同一密度で分布しているため、樹脂層を塗布した際に表示領域１０ａの端部でも樹脂層の厚さが急激に変化しない。それ故、表示領域１０ａでは、中央領域および端部のいずれにおいても、カラーフィルター層２８を同一の厚さに形成することができる。それ故、セルギャップ（液晶層５０の厚さ）の安定化を図ることができる。

また、第２カラーフィルター層２８ｂが配置された領域は受光領域１０ｒであり、受光領域１０ｒには、第２カラーフィルター層２８ｂに平面視で重なる光センサー３１０が配置されている。このため、第２カラーフィルター層２８ｂを透過してきた環境光等を光センサー３１０によって検出することができるので、かかる検出結果に基づいて、電気光学装置１００の動作を適正化することができる。また、第２カラーフィルター層２８ｂは、光センサー３１０の感度を考慮して、表示領域１０ａに規則的に配置された第１カラーフィルター層２８ａと異なる色の配列で配置されているので、第２カラーフィルター層２８ｂを透過してきた環境光等を受光する構成であっても、感度低下を低く抑えることができる。

例えば、本形態では、第２カラーフィルター層２８ｂとして、少なくとも無色（Ｗ）のカラーフィルター層が配置され、受光領域１０ｒは、表示領域１０ａより、無色のカラーフィルター層の分布密度が高い。より具体的には、本形態では、表示領域１０ａに形成された第１カラーフィルター層２８ａは、いずれも有色のカラーフィルター層であり、受光領域１０ｒには、第２カラーフィルター層２８ｂとして、無色（Ｗ）のカラーフィルター層のみが配置されている。このため、光センサー３１０の感度を高めることができる。

また、本形態において、表示領域１０ａおよび枠状領域２０ａに凹部２４が形成され、第１カラーフィルター層２８ａおよび外側カラーフィルター層２８ｅは、凹部２４の内部に配置されている。このため、カラーフィルター層２８の色度等を高めることを目的に第１カラーフィルター層２８ａおよび外側カラーフィルター層２８ｅを厚く形成しても、第１カラーフィルター層２８ａおよび外側カラーフィルター層２８ｅが大きく突出しない。それ故、セルギャップ（液晶層５０の厚さ）の安定化を図ることができる。

［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係る対向基板２０の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

実施の形態１では、受光領域１０ｒを構成する第２カラーフィルター層２８ｂ（無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８）が、枠状領域２０ａのうち、表示領域１０ａの端部と対向基板２０の側面２０ｅとの間でＸ方向に延在する領域の全体に配置されていたが、第２カラーフィルター層２８ｂ（無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８）が、枠状領域２０ａのうち、Ｘ方向に延在する領域の一部に配置されている構成を採用してもよい。

［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の形態３に係る対向基板２０の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

実施の形態１、２では、受光領域１０ｒを構成する第２カラーフィルター層２８ｂ（無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８）が、表示領域１０ａの端部に沿う方向の一部に設けられていたが、本形態では、外側カラーフィルター層２８ｅの全てが第２カラーフィルター層２８ｂとして構成されている。このため、受光領域１０ｒが表示領域１０ａの端部に沿う方向の全体に設けられている。かかる構成によれば、光センサー３１０を広い範囲にわたって設けることができるので、光センサー３１０の感度を高めることができる。

［実施の形態４］
図１０は、本発明の実施の形態４に係る対向基板２０の説明図であり、図１０（ａ）はその一構成例を示す説明図、および他の構成例を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

実施の形態１〜３では、受光領域１０ｒを構成する第２カラーフィルター層２８ｂが全て無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８であったが、本形態では、第２カラーフィルター層２８ｂとして、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８と、複数色の第１カラーフィルター層２８ａのいずれかと同じ色のカラーフィルター層２８とが配置されている。

例えば、図１０（ａ）に示す構成例では、第２カラーフィルター層２８ｂとして、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８と、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層２８とが配置されている。また、図１０（ｂ）に示す構成例では、第２カラーフィルター層２８ｂとして、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８、赤色（Ｒ）のカラーフィルター層２８、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層２８、および青色（Ｂ）のカラーフィルター層２８が設けられている。

かかる構成によれば、環境光等を光センサー３１０の感度特性に合った光として光センサー３１０に入射させることができるので、光センサー３１０の感度を高めることができる。

［実施の形態５］
図１１は、本発明の実施の形態５に係る対向基板２０の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

実施の形態１〜４では、受光領域１０ｒを構成する第２カラーフィルター層２８ｂの一部あるいは全てが無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８であったが、本形態では、第２カラーフィルター層２８ｂとして、無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８が用いられておらず、複数色の第１カラーフィルター層２８ａのいずれかと同じ色のカラーフィルター層２８が配置されている。

例えば、図１１に示す構成例では、第２カラーフィルター層２８ｂとして、緑色（Ｇ）のカラーフィルター層２８が配置されている。かかる構成によれば、環境光等を光センサー３１０の感度特性に合った光として光センサー３１０に入射させることができるので、光センサー３１０の感度を高めることができる。

［実施の形態６］
図１２は、本発明の実施の形態６に係る電気光学装置１００の説明図であり、図１２（ａ）、（ｂ）は、画素１００ａの断面図、および光センサー３１０周辺の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

実施の形態１〜５では、対向基板２０にカラーフィルター層２８を設けたが、図１２に示すように、本形態では、素子基板１０にカラーフィルター層２８を設けられている。より具体的には、層間絶縁膜１４には凹部１８が形成されており、かかる凹部１８の内部にカラーフィルター層２８が設けられている。また、カラーフィルター層２８の上層（液晶層５０および対向基板２０が位置する側）にはオーバーコート膜１７が形成されており、オーバーコート膜１７の上層（液晶層５０および対向基板２０が位置する側）に画素電極９ａおよびダミー画素電極９ｂが形成されている。

［実施の形態７］
図１３は、本発明の実施の形態７に係る電気光学装置１００の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。

実施の形態１〜６では、図２（ｂ）を参照して説明したように、素子基板１０の側から入射した光源光（矢印Ｌ１で示す）が対向基板２０の側から出射される構成であったが、図１３に示すように、対向基板２０の側から入射した光源光（矢印Ｌ３で示す）が素子基板１０の側から画像光（矢印Ｌ４で示す）が出射される電気光学装置１００に本発明を適用してもよい。この場合、光センサー３１０は光源光を検出する。従って、電気光学装置１００では、光源光の強度等に基づいて、バックライト装置６００の発光輝度を適正化する。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、光センサー３１０での検出結果に基づいて、バックライト装置６００の発光輝度を適正化する形態であったが、光センサー３１０での検出結果に基づいて、画信号を適正化してもよい。

上記実施の形態では、透光性の基板２０ｄの基板全体がガラス基板や石英基板等からなるため、ガラス基板自身や石英基板に凹部２４を形成したが、透光性の基板１０ｄがガラス基板や石英基板等の一方面側にシリコン酸化膜等の透光性の絶縁膜が構成されている場合、かかる透光性の絶縁膜に凹部２４を形成してもよい。

上記実施の形態では、表示領域１０ａに３つの色に対応する第１カラーフィルター層２８ａが設けられている例であったが、２つの色あるいは４つ以上の色に対応する第１カラーフィルター層２８ａが設けられている電気光学装置１００に本発明を適用してもよい。また、表示領域１０ａに設けられた第１カラーフィルター層２８ａに無色（Ｗ）のカラーフィルター層２８が設けられている電気光学装置１００に本発明を適用してもよい。

［他の電気光学装置］
上記実施の形態では、電気光学装置として液晶装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＳＥＤ（Surface-Conduction Electron-Emitter Display）、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いた電気光学装置等の対向基板２０に本発明を適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
（投射型表示装置の構成例）
図１４は、本発明を適用した投射型表示装置（電子機器）の説明図である。図１４において、本形態の投射型表示装置１０００は、照明装置１１００と、電気光学装置１００と、投射光学系１３００とを備えている。本形態において、投射型表示装置１０００は、電気光学装置１００を１つ備える単板式プロジェクターである。

照明装置１１００は、光源装置１０１０と、反射手段１０４０と、偏光変換素子１０５０とを備えている。照明装置１１００は、照明光として赤色光、緑色光、および青色光を含む光（白色光）を出射する。より具体的には、光源装置１０１０は、平行光を射出する光源装置であって、白色発光ダイオード１０２０とコリメーター光学系１０３０とを備えている。白色発光ダイオード１０２０は、例えば、蛍光層を有するランバート発光タイプの発光ダイオードであり、赤色光、緑色光および青色光を含む光を射出する。

コリメーター光学系１０３０は、白色発光ダイオード１０２０からの光を平行化する光学素子であり、２枚のコリメーターレンズ（第１レンズ１０３２および第２レンズ１０３４）からなる。反射手段１０４０は、光源装置１０１０と偏光変換素子１０５０との間に配置され、光源装置１０１０の光軸近傍の光を通過させ、光源装置１０１０の光軸から離れた周辺部の光を白色発光ダイオード１０２０の蛍光層に向けて反射する。より具体的には、反射手段１０４０は、透過部１０４２と、透過部１０４２を反射部１０４４とを備える。偏光変換素子１０５０は、反射手段１０４０の透過部１０４２を通過した光を偏光変換する偏光変換素子である。

かかる構成の投射型表示装置１０００では、光源装置１０１０から出射された光源光を電気光学装置１００で変調した後、投射光学系１３００によって、スクリーン等の被投射部材１０９０にカラー画像を拡大投射する。

（他の電子機器）
本発明を適用した電気光学装置１００については、上記の電子機器の他にも、携帯電話機、情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）、デジタルカメラ、液晶テレビ、カーナビゲーション装置、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等の電子機器において直視型表示装置として用いてもよい。

９ａ・・画素電極、９ｂ・・ダミー画素電極、１０・・素子基板、１０ａ・・表示領域、１０ｐ・・画素領域、１０ｒ・・受光領域、２０・・対向基板、２０ａ・・枠状領域、２１・・共通電極、２４、２４ａ・・凹部、２８・・カラーフィルター層、２８ａ・・第１カラーフィルター層、２８ｂ・・第２カラーフィルター層、２８ｃ・・第３カラーフィルター層、２８ｅ・・外側カラーフィルター層、２９・・遮光層、２９ａ・・額縁部分、２９ｂ・・遮光部（ブラックマトリクス部)、５０・・液晶層、１００・・電気光学装置、１００ａ・・画素、１００ｐ・・液晶パネル、３１０・・光センサー、１０００・・投射型表示装置

Claims (13)

1. 互いに異なる複数色のカラーフィルター層が配置された表示領域と、
   該表示領域の外側において、当該表示領域に沿って前記表示領域と異なる色の配列のカラーフィルター層が配置された受光領域と、
   該受光領域に設けられた光センサーと、
   を有することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記受光領域には、少なくとも無色のカラーフィルター層が配置され、
   前記受光領域は、前記表示領域より、無色のカラーフィルター層の分布密度が高いことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記表示領域に配置されたカラーフィルター層は、いずれも有色のカラーフィルター層であることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記受光領域には、無色のカラーフィルター層のみが配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電気光学装置。
5. 前記受光領域には、無色のカラーフィルター層と、前記表示領域に配置されたカラーフィルター層のいずれかと同じ色のカラーフィルター層とが配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の電気光学装置。
6. 前記受光領域には、有色のカラーフィルター層のみが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
7. 前記表示領域を囲む枠状領域に外側カラーフィルター層が配置され、
   前記枠状領域のうち、前記外側カラーフィルター層の少なくとも一部が配置されている領域によって前記受光領域が構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記表示領域および前記枠状領域に凹部が形成され、
   前記表示領域に配置されたカラーフィルター層および前記外側カラーフィルター層は、前記凹部の内部に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置。
9. 前記受光領域は、前記表示領域に沿う方向の一部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の電気光学装置。
10. 前記受光領域は、前記表示領域に沿う方向の全体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の電気光学装置。
11. 複数の画素電極が形成された素子基板と、
    前記素子基板の前記複数の画素電極が形成されている面側に対向する対向基板と、
    を有し、
    前記表示領域および前記受光領域に配置されたカラーフィルター層は、それぞれ前記対向基板に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電気光学装置。
12. 複数の画素電極が形成された素子基板と、
    前記素子基板の前記複数の画素電極が形成されている面側に対向する対向基板と、
    を有し、
    前記表示領域および前記受光領域に配置されたカラーフィルター層は、それぞれ前記素子基板に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の電気光学装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。

Images