WO2014174890A1 - カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置 - Google Patents

カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

　基板１２の上に、色素増感型太陽電池層２０と、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが設けられ、色素増感型太陽電池層２０は、互いに対向して配置された正極２１及び負極２２と、正極２１と負極２２との間に配置された増感色素吸着層２３及び電解質層２４とを含み、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを透過する光の波長成分とは異なる波長成分の光を透過させる。

Description

カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置
　本発明は、カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置に関する。
　本願は、２０１３年４月２５日に、日本に出願された特願２０１３－０９２９３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、液晶表示装置の開発が盛んに行われている。その中でも、アクティブマトリックス駆動方式を採用した液晶表示パネルを備えたものが主流となっている。
　具体的に、液晶表示パネルは、互いに対向して配置された素子基板及び対向基板と、素子基板と対向基板との間に配置された液晶層とを備えている。素子基板の液晶層と対向する面上には、複数の画素電極がマトリクス状に並んで配置されている。
　素子基板又は対向基板の液晶層と対向する面側には、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色材（顔料／染料）を含む複数のカラーフィルタ層が周期的に並んで配置されている。複数のカラーフィルタ層は、それぞれの画素電極と平面視で重なる領域（画素領域という。）に設けられている。
　液晶表示装置では、透過型の液晶表示パネルを用いた場合、バックライトから出射された白色の照明光を素子基板側から液晶表示パネルに入射させる。そして、この液晶表示パネルの対向基板側から出射された赤色光、緑色光、青色光によりカラー画像を表示することが可能となっている。
　ところで、液晶表示パネルでは、バックライトから出射された白色の照明光をカラーフィルタ層が着色しているように見えるが、実際はカラーフィルタ層の色材に対応した波長成分の光のみを透過させ、それ以外の波長成分の光を吸収している。例えば、赤色のカラーフィルタ層では、照明光に含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、赤色の波長成分の光を透過し、それ以外の緑色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　したがって、液晶表示パネルでは、バックライトから出射された照明光のうち、実際に画像表示に使用される光の割合が低く、使用されずに捨てられる光の方が多い。バックライトから液晶表示パネルに入射した照明光のうち、この液晶表示パネルを透過する光の割合を一般に透過率と呼んでいる。例えば、携帯電話で使用される液晶表示パネルの透過率は数％程度である。液晶表示パネルの透過率が低いのは、このようなカラーフィルタ層を透過せずに、吸収される光が多いためである。
　また、液晶表示パネルの透過率が低いということは、換言すると、バックライトを点灯させる際の消費電力の無駄が多いということでもある。
　そこで、このような画像表示に使用されずに捨てられる光の利用を図るため、カラーフィルタ層を色素増感型太陽電池で構成し、このカラーフィルタ層で吸収される光を色素増感型太陽電池により電力に変換する液晶表示素子が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
　色素増感型太陽電池は、例えば、正極と負極との間に、二酸化チタン粒子の表面に色素（増感色素）を吸着させた増感色素吸着層と、電解質中にヨウ素を含む電解質層とを配置し、光照射により正極と負極との間で起電力を発生させるものである。
特開２０００－２６８８９１号公報
　しかしながら、カラーフィルタ層を色素増感型太陽電池で構成した場合、カラーフィルタ層を透過する光の色は、増感色素吸着層が含む色素の色となる。増感色素吸着層に使用可能な色素は、カラーフィルタ層に通常使用される色材に比べて選択肢が限られる。このため、色素増感型太陽電池で構成されるカラーフィルタ層は、従来のような色材を用いたカラーフィルタ層に比べて色調整を行うことが難しく、色再現性が悪くなってしまうという課題があった。
　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、色素増感型太陽電池で構成されるカラーフィルタ層の色再現性を高めることができるカラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）　本発明の一態様におけるカラーフィルタ基板は、基板の上に、色素増感型太陽電池層と、色材層とが設けられ、前記色素増感型太陽電池層が、互いに対向して配置された正極及び負極と、前記正極と前記負極との間に配置された増感色素吸着層及び電解質層とを含み、前記色材層が、前記増感色素吸着層を透過する光の波長成分とは異なる波長成分の光を透過させる。
（２）　前記（１）に記載のカラーフィルタ基板は、前記基板の上に、透過する光の波長成分が異なる複数の前記色素増感太陽電池層と、透過する光の波長成分が異なる複数の前記色材層とが設けられている構成であってもよい。
（３）　前記（２）に記載のカラーフィルタ基板は、前記基板の上に、複数のカラーフィルタ層が設けられ、前記カラーフィルタ層が、前記色素増感型太陽電池層と、前記色材層とを含み、前記カラーフィルタ層内における前記色素増感型太陽電池層が配置される領域と前記色材層が配置される領域との割合が、前記複数のカラーフィルタ層の色毎に異なっている構成であってもよい。
（４）　前記（１）～（３）の何れか一項に記載のカラーフィルタ基板は、前記複数のカラーフィルタ層の間に遮光層が設けられ、前記遮光層が、前記増感色素吸収層の一部に遮光性を持たせた構成であってもよい。
（５）　前記（１）～（４）の何れか一項に記載のカラーフィルタ基板は、前記正極及び前記負極が、透明電極である構成であってもよい。
（６）　本発明の一態様における液晶表示パネルは、互いに対向して配置された素子基板及び対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に配置された液晶層とを備え、前記素子基板と前記対向基板との何れか一方が、前記（１）～（５）の何れか一項に記載のカラーフィルタ基板である。
（７）　本発明の一態様における液晶表示パネルは、互いに対向して配置された素子基板及び対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に配置された液晶層とを備え、前記素子基板と前記対向基板との何れか一方が、前記（３）に記載のカラーフィルタ基板であり、前記素子基板の前記液晶層と対向する面上に、複数の画素電極が設けられ、前記カラーフィルタ層は、少なくとも前記画素電極と平面視で重なる領域に設けられている。
（８）　前記（７）に記載の液晶表示パネルは、前記画素電極が、透明電極である構成であってもよい。
（９）　前記（７）に記載の液晶表示パネルは、前記画素電極が、反射電極である構成であってもよい。
（１０）　前記（７）に記載の液晶表示パネルは、前記画素電極が、透過部と反射部とを含む構成であってもよい。
（１１）　前記（１０）に記載の液晶表示パネルは、前記透過部と平面視で重なる透過領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部と前記色材層との何れか一方が設けられ、前記反射部と平面視で重なる反射領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部と前記色材層との何れか他方が設けられている構成であってもよい。
（１２）　前記（１０）に記載の液晶表示パネルは、前記透過部と平面視で重なる透過領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部及び前記色材層が設けられ、前記反射部と平面視で重なる透過領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部及び前記色材層が設けられ、前記透過領域内における前記増感色素吸着層が配置される領域と前記色材層が配置される領域との割合と、前記反射領域内における前記増感色素吸着層が配置される領域と前記色材層が配置される領域との割合とが異なっている構成であってもよい。
（１３）　本発明の一態様における液晶表示装置は、前記（６）～（１２）の何れか一項に記載の液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに電力を供給するバッテリーとを備え、前記色素増感型太陽電池層が、少なくとも前記バッテリーに電力を供給する。
（１４）　本発明の一態様における液晶表示装置は、前記（６）～（８），（１０）～（１２）の何れか一項に記載の液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに照明光を照射する光源を備え、前記色素増感型太陽電池層が、少なくとも前記光源に電力を供給する構成であってもよい。
　以上のように、本発明の態様によれば、カラーフィルタ層が増感色素吸着層と色材層とを含むことから、増感色素吸着層及び色材層を用いてカラーフィルタ層を透過する光の色調を調整することができる。したがって、本発明の態様によれば、色素増感型太陽電池層を含むカラーフィルタ層の色再現性を高めることが可能である。
本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成図である。 図１に示す液晶表示パネルの概略構成を示す平面図である。 図１に示す液晶表示パネルの概略構成を示す要部断面図である。 カラーフィルタ層内における増感色素吸着層と色材層との配置を例示した第１の平面図である。 カラーフィルタ層内における増感色素吸着層と色材層との配置を例示した第２の平面図である。 カラーフィルタ層内における増感色素吸着層と色材層との配置を例示した第３の平面図である。 増感色素吸着層及び色材層を含むカラーフィルタ層の色再現範囲と、増感色素吸着層のみを含むカラーフィルタ層の色再現範囲とを示す色度図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置及び液晶表示パネルの概略構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置及び液晶表示パネルの概略構成を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置及び液晶表示パネルの概略構成を示す断面図である。 カラーフィルタ層の配置を説明するための第１の平面図である。 カラーフィルタ層の配置を説明するための第２の平面図である。 カラーフィルタ層の配置を説明するための第３の平面図である。 カラーフィルタ層の配置を説明するための第４の平面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　なお、以下の図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１Ａの概略構成図である。
　液晶表示装置１Ａは、図１に示すように、透過型の液晶表示パネル１００Ａと、液晶表示パネル１００Ａに照明光ＷＬを照射する光源となるバックライト２００と、液晶表示パネル１００Ａ及びバックライト２００に電力を供給する電源となるバッテリー３００とを概略備えている。また、液晶表示パネル１００Ａの光入射面側と光出射面側には、偏光板１０１ａと偏光板１０１ｂが配置されている。
　図２は、液晶表示パネル１００Ａの概略構成を示す平面図である。図３は、液晶表示パネル１００Ａの概略構成を示す図であって、図２のＡ－Ａ矢視線における要部断面図である。
　液晶表示パネル１００Ａは、図２及び図３に示すように、互いに対向して配置された素子基板２及び対向基板３と、素子基板２と対向基板３との間に配置された液晶層４とを概略備えている。
　液晶表示パネル１００Ａは、素子基板２と対向基板３との間の周囲をシール部材５で封止し、その間に液晶を注入することによって、これら素子基板２と対向基板３との間で液晶層４が挟持された構造を有している。
　液晶層４内には、素子基板２と対向基板３との間の間隔を一定に保つためのスペーサ（図示せず。）が設けられている。素子基板２及び対向基板３の液晶層４と接する面には、それぞれ液晶層４の液晶分子を配向させる配向膜（図示せず。）が設けられている。
　素子基板２の液晶層４と対向する面上には、平面視で矩形状となる表示領域ＡＲ１と、表示領域ＡＲ１の周辺に位置して、平面視で矩形枠状となる周辺領域ＡＲ２とが設けられている。
　素子基板２の表示領域ＡＲ１には、複数のソースバスラインＳＬ１～ＳＬｍと、複数のゲートバスラインＧＬ１～ＧＬｎと、複数のスイッチング素子（図示せず。）とが設けられている。なお、以下の記載では、複数のソースバスラインＳＬ１～ＳＬｍをまとめてソースバスラインＳＬと記載し、複数のゲートバスラインＧＬ１～ＧＬｎをまとめてゲートバスラインＧＬと記載する。
　複数のソースバスラインＳＬは、一方向（図２中に示す液晶表示パネル１００Ａの縦方向）に延在しながら互いに平行に並んで配置されている。複数のゲートバスラインＧＬは、一方向と直交する方向（図２中に示す液晶表示パネル１００Ａの横方向）に延在しながら互いに平行に並んで配置されている。なお、複数のソースバスラインＳＬと複数のゲートバスラインＧＬとは、必ずしも互いに直交している必要はなく、９０°以外の角度で互いに交差していてもよい。
　素子基板２の表示領域ＡＲ１には、複数の画素電極Ｐ１１～Ｐｎｍがマトリクス状に並んで配置されている。各画素電極Ｐ１１～Ｐｎｍは、格子状に並ぶ複数のソースバスラインＳＬと複数のゲートバスラインＧＬとによって区画された矩形状の領域内にそれぞれ配置されている。なお、以下の記載では、複数の画素電極Ｐ１１～Ｐｎｍをまとめて画素電極Ｐと記載する。
　画素電極Ｐは、透明電極であり、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ：Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料を用いて形成されている。
　スイッチング素子は、図示を省略するが、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなる。ＴＦＴは、複数のソースバスラインＳＬと複数のゲートバスラインＧＬとの各交差部に対応して設けられている。また、ＴＦＴのソースには、ソースバスラインＳＬが電気的に接続され、ＴＦＴのドレインには、画素電極Ｐが電気的に接続され、ＴＦＴのゲートには、ゲートバスラインＧＬが電気的に接続されている。
　素子基板２の周辺領域ＡＲ２には、周辺回路部としてのソースドライバ６及びゲートドライバ７が設けられている。ソースドライバ６及びゲートドライバ７は、シール部材５によって囲まれた領域の内側に配置されている。
　ソースドライバ６は、複数のソースバスラインＳＬの並び方向（水平ライン方向という。）に沿って配置されている。ソースドライバ７には、複数のソースバスラインＳＬの一端が電気的に接続されている。
　ゲートドライバ７は、ゲートバスラインＧＬの並び方向（垂直ライン方向という。）に沿って配置されている。ゲートドライバ７には、複数のゲートバスラインＧＬの一端が電気的に接続されている。
　素子基板２の平面視サイズは、対向基板３の平面視サイズよりも大きい。シール部材５は、対向基板３の周縁部に沿って平面視で矩形枠状に配置されている。素子基板２と対向基板３とは、シール部材５により貼り合わされている。
　これにより、シール部材５によって囲まれた領域の外側には、対向基板３に対して素子基板２が張り出した領域（張り出し領域という。）２Ｓが形成されている。張り出し領域２Ｓには、制御回路８と複数の端子９とが設けられている。
　制御回路８は、画像表示を行うための制御信号をソースドライバ６及びゲートドライバ７に供給するものである。例えば、ソースドライバ６に供給される制御信号には、ソース・スタートパルス（ＳＳＰ）、ソース・シフト・クロック信号（ＳＳＣ）、ソース出力イネーブル信号（ＳＯＥ）、極性制御信号（ＰＯＬ）等が含まれる。一方、ゲートドライバ７に供給される制御信号には、ゲート・スタートパルス（ＧＳＰ）、ゲート・シフト・クロック信号（ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル信号（ＧＯＥ）が含まれる。
　ゲートドライバ７は、ＧＬ１、ＧＬ２、ＧＬ３、・・・ＧＬｎの順に、ゲートバスラインＧＬ１～ＧＬｎに走査信号を順次的に供給する。この走査信号に応答して、スイッチング素子が水平ライン単位で駆動される。
　ソースドライバ６は、供給された画像信号をアナログ画像信号に変換する。ソースドライバ６は、ゲートバスラインＧＬに走査信号が供給される１水平期間毎に、１水平ライン分の画像信号を複数のソースバスラインＳＬ１～ＳＬｍに供給する。
　複数の端子９は、水平ライン方向に沿った領域（端子形成領域という。）ＡＲ３に平行に並んで配置されている。そして、これら複数の端子９は、ソースドライバ６及びゲートドライバ７と電気的に接続されている。
　素子基板２には、例えばガラス基板などの光透過性を有する基板（透明基板という。）１１が用いられている。素子基板２は、透明基板１１の液晶層４と対向する面上に、上述した画素電極Ｐや、スイッチング素子、周辺回路部（ソースドライバ６及びゲートドライバ７）、制御回路８、複数の端子９等が設けられた構成となっている。
　対向基板３には、例えばガラス基板などの光透過性を有する基板（透明基板という。）１２が用いられている。対向基板３は、透明基板１２の液晶層４と対向する面上に、複数の画素電極Ｐと対向する共通の対向電極Ｔが設けられている。対向電極Ｔは、透明電極であり、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電性材料を用いて形成されている。
　対向基板３は、本発明を適用したカラーフィルタ基板に相当する。すなわち、対向基板３の液晶層４と対向する面上には、色素増感型太陽電池層２０を含むカラーフィルタ層１３が設けられている。
　カラーフィルタ層１３は、例えば、赤色光ＲＬを透過させる赤色カラーフィルタ層１３Ｒと、緑色光ＧＬを透過させる緑色カラーフィルタ層１３Ｇと、青色光ＢＬを透過させる青色カラーフィルタ層１３Ｂとが周期的に並んで配置された構造を有している。
　赤色カラーフィルタ層１３Ｒと、緑色カラーフィルタ層１３Ｇと、青色カラーフィルタ層１３Ｂとは、それぞれの画素電極Ｐと平面視で重なる領域（画素領域という。）に設けられている。
　色素増感型太陽電池層２０は、色素増感型太陽電池を構成するものであり、例えば、正極２１と負極２２との間に、増感色素吸着層２３と電解質層２４とを配置し、光照射により正極２１と負極２２との間で起電力を発生させることが可能となっている。本実施形態では、対向基板３の液晶層４と対向する面上に、正極２１と、電解質層２４と、増感色素吸着層２３と、負極２２とが、順次積層された構造を有している。
　正極２１及び負極２２は、透明電極であり、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電性材料を用いて形成されている。正極２１及び負極２２は、図１に示す配線４０１，４０２を介してバックライト２００の電源回路及びバッテリー３００と電気的に接続されている。
　増感色素吸着層２３は、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子の表面に色素（増感色素）を吸着させた多孔質薄膜からなる。増感色素としては、例えば、ルテニウムなどの遷移金属錯体、フタロシアニン、ポルフィリンなどの金属又は非金属などを用いることができる。
　赤色カラーフィルタ層１３Ｒと、緑色カラーフィルタ層１３Ｇと、青色カラーフィルタ層１３Ｂとは、色素増感型太陽電池層２０の一部を構成している。すなわち、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、正極２１と負極２２との間に、各色に対応した増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと、電解質層２４とを配置した構成を有している。
　具体的に、赤色カラーフィルタ層１３Ｒには、赤色に対応した増感色素を含む赤色増感色素吸着層２３Ｒが配置されている。緑色カラーフィルタ層１３Ｇには、緑色に対応した増感色素を含む緑色増感色素吸着層２３Ｇが配置されている。青色カラーフィルタ層１３Ｒには、青色に対応した増感色素を含む青色増感色素吸着層２３Ｂが配置されている。
　電解質層２４は、例えば電解質中にヨウ素（Ｉ２）を含むものからなる。電解質としては、固体電解質又は電解液を含むものを用いることができる。固体電解質としては、例えばマクロモノマー型有機ポリマーゲルを用いることができる。
　電解質として、架橋物前駆体を配合した電解液を用いてもよい。架橋物前駆体は、酸化還元体を含む電解液に配合した状態において、常温下で反応せず、加温することで反応して架橋する化合物である。架橋物前駆体は、常温での安定性を付与するために、互いに反応する架橋剤の一方は電解液から相分離又は分散されている。
　架橋物前駆体としては、無機粒子及び加熱により無機粒子表面と反応する有機物質からなるもの、若しくは、加熱により反応する少なくとも２種類以上の有機物質からなるものを用いることができる。
　無機粒子としては、例えば、ナノサイズのシリカを用いることができる。他にも、無機粒子として、チタニア、酸化亜鉛、酸化錫、アルミナなどを用いることができる。また、これらの無機粒子の表面を、例えば、ピリジンなどの塩基性を示しカルボン酸と反応する有機基が覆ったものを用いることができる。
　無機粒子及び加熱により無機粒子表面と反応する有機物質としては、分子量の大きなジカルボン酸（ＨＯＯＣ（ＣＨ２）ｎＣＯＯＨ（ｎ＝１０～５０））、モノカルボン酸のポリマー、その他のカルボン酸類を用いることができる。具体的には、ヘキサデカンジオイックアシッド（ＨＤＤＡ：Hexa DecaneDioic Acid）、ドデカンジオイックアシッド（ＤＤＡ：DecaneDioic Acid）、ドコサンジオイックアシッド、ドデカンジカルボキシリックアシッド、ウンデカンジカルボオキシリックアシッド、ウンデカンジオイックアシッド、セバシックアシッド、アゼライックアシッド、ピメリックアシッド、オキサリックアシッド、ポリ（オリゴ）アクリル酸及びその共重合物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、ベンゾフェノントリカルボン酸及びベンゾフェノンジカルボン酸などを用いることができる。
　加熱により反応する少なくとも２種類以上の有機物質のうち一方の有機物質としては、上記のカルボン酸類を用いることができる。他方の有機物質としては、例えば、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ピリジン及びイミダゾールを分子内に２個以上含む化合物などの、カルボン酸と反応しうる含窒素化合物を用いることができる。
　酸化還元体としては、ヨウ化物イオン及びヨウ素の組み合わせからなるものを用いることができる。具体的には、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＣａＩ２などの金属ヨウ化物とヨウ素とを組み合わせて酸化還元体として用いることができる。他の組み合わせでは、臭化物イオンと臭素、タリウムイオン（Ｔｌ３＋）とタリウムイオン（Ｔｌ＋）、水銀イオン（Ｈｇ２＋）と水銀イオン（Ｈｇ＋）などを組み合わせて酸化還元体として用いることができる。
　対向基板３の液晶層４と対向する面上には、遮光層１４が設けられている。遮光層１４は、隣接するカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの各間を遮光するものであり、上記画素領域以外の領域（遮光領域という。）に設けられている。
　遮光層１４は、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂと共に色素増感型太陽電池層２０の一部を構成している。すなわち、この遮光層１４は、正極２１と負極２２との間に、黒色増感色素吸着層２３Ｋと、電解質層２４とを配置した構成を有している。黒色増感色素吸着層２３Ｋは、遮光性の増感色素を含み、隣接する増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの各間に配置されている。
　ところで、本実施形態のカラーフィルタ基板は、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内に、各色に対応した増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと、各増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを透過する光の波長成分とは異なる波長成分の光を透過させる各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが配置された構成となっている。
　各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過する光の色調を調整するものであり、それぞれのカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内に、それぞれの増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと共に配置されている。
　具体的に、赤色カラーフィルタ層１３Ｒ内には、赤色増感色素吸着層２３Ｒと共に赤色色材層２５Ｒが配置されている。緑色カラーフィルタ層１３Ｇ内には、緑色増感色素吸着層２３Ｇと共に緑色色材層２５Ｇが配置されている。青色カラーフィルタ層１３Ｒ内には、青色増感色素吸着層２３Ｂと共に青色色材層２５Ｂが配置されている。
　赤色色材層２５Ｒと、緑色色材層２５Ｇと、青色色材層２５Ｂとは、それぞれの色に対応した色材を含む。色材には、従来よりカラーフィルタ層に使用されている顔料や染料などを用いることができる。
　赤色色材層２５Ｒと、緑色色材層２５Ｇと、青色色材層２５Ｂとの各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内における配置については、特に限定されるものではなく、例えば図４Ａ～図４Ｃに示すような配置とすることができる。なお、図４Ａ～図４Ｃは、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内における増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとの配置を例示した平面図である。
　具体的に、図４Ａに示すカラーフィルタ基板では、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを分割する分割線Ｓを挟んだ一方の領域に、各増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが配置され、他方の領域に、各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが配置された構成となっている。なお、各画素領域を分割線Ｓが分割する方向については、図４Ａに示すような分割線Ｓが各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを横方向に分割する構成に限らず、分割線Ｓが各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを縦方向に分割する構成や、分割線Ｓが各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを斜め方向に分割する構成であってもよい。
　図４Ｂに示すカラーフィルタ基板では、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内の内側の領域に、各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが配置され、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内の外側の領域に、各増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが配置された構成となっている。また、このような構成に限らず、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内の内側の領域に、各増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが配置され、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内の外側の領域に、各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが配置された構成とすることも可能である。
　図４Ｃに示すカラーフィルタ基板では、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの着色された色毎に、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内における各増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが配置される領域と、各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが配置される領域との割合が異なっている。
　本実施形態のカラーフィルタ基板では、人間の目の視感度が緑色＞赤色＞青色の順で低くなるのに合わせて、緑色色材層２５Ｇ＜赤色色材層２５Ｒ＜青色色材層２５Ｂの順で割合が高くなっている。このように、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内における増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが配置される領域の割合については、適宜調整することが可能である。
　以上のような構成を有する液晶表示装置１Ａでは、バックライト２００から出射された白色の照明光ＷＬを素子基板２側から液晶表示パネル１００Ａに入射させる。そして、この液晶表示パネル１００Ａの対向基板３側から出射された各色光ＲＬ，ＧＬ，ＢＬによりカラー画像を表示することが可能となっている。
　液晶表示パネル１００Ａに入射した照明光ＷＬのうち、液晶表示パネル１００Ａから出射される赤色光ＲＬは、赤色カラーフィルタ層１３Ｒを透過した光である。赤色カラーフィルタ層１３Ｒでは、照明光ＷＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、赤色の波長成分の光を透過し、それ以外の緑色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　液晶表示パネル１００Ａから出射される緑色光ＧＬは、緑色カラーフィルタ層１３Ｇを透過した光である。緑色カラーフィルタ層１３Ｇでは、照明光ＷＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、緑色の波長成分の光を透過し、それ以外の赤色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　液晶表示パネル１００Ａから出射される青色光ＧＬは、青色カラーフィルタ層１３Ｂを透過した光である。青色カラーフィルタ層１３Ｂでは、照明光ＷＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、青色の波長成分の光を透過し、それ以外の赤色及び緑色の波長成分の光を吸収している。
　遮光層１４では、照明光ＷＬを透過させることなく、照明光ＷＬに含まれる全ての波長成分の光を吸収している。
　液晶表示装置１Ａでは、このような画像表示に使用されずに吸収される照明光ＷＬの利用を図るため、カラーフィルタ層１３及び遮光層１４が色素増感型太陽電池層２０の一部を構成している。すなわち、この液晶表示装置１Ａでは、カラーフィルタ層１３及び遮光層１４で吸収される照明光ＷＬを色素増感型太陽電池層２０により電力に変換した後、この電力をバックライト２００の電源回路やバッテリー３００に供給することが可能となっている。これにより、照明光ＷＬの利用効率を高めつつ、液晶表示装置１Ａの省電力化を図ることが可能である。
　上述した本実施形態のカラーフィルタ基板では、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内に、各色に対応した増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが配置されている。この場合、各カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから出射される光の色は、各増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを透過した光と、各色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを透過した光とを合わせた色となる。
　従来のように、カラーフィルタ層を増感色素吸着層のみで構成した場合には、カラーフィルタ層を透過する光の色調を調整することが困難である。これに対して、本実施形態のように、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで構成した場合には、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂによりカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過する光の色調を調整することができる。
　カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過する光の色調を調整する際は、色材層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに含まれる色材を調整したり、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内における増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとの割合を調整したりすればよい。これにより、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの色調整を細かく行うことができ、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過する光の色調を最適化することができる。
　ここで、図５に示す色度図上において、本発明例のように、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで構成した場合の色再現範囲を色度座標ＸＹ中に実線で示し、従来例のように、カラーフィルタ層を増感色素吸着層のみで構成した場合の色再現範囲を色度座標ＸＹ中に破線で示す。
　図５に示すように、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで構成した場合は、カラーフィルタ層を増感色素吸着層のみで構成した場合に比べて、色再現範囲を広げることが可能である。
　以上のようにして、液晶表示パネル１００Ａでは、色素増感型太陽電池層２０を含むカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの色再現性を高めることができる。したがって、そのような液晶表示パネル１００Ａを備える液晶表示装置１Ａでは、省電力化を図りつつ、色再現性に優れた画像表示を行うことが可能である。
［第２の実施形態］
　図６は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置１Ｂの構成を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、上記液晶表示装置１Ａ及び上記液晶表示パネル１００Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　液晶表示装置１Ｂは、上記液晶表示パネル１００Ａの代わりに、図６に示す半透過反射型の液晶表示パネル１００Ｂを備える以外は、上記液晶表示装置１Ａと基本的に同じである。また、液晶表示パネル１００Ｂは、画素電極Ｐが透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂとを含む構成である。それ以外の構成については、上記液晶表示パネル１００Ａと基本的に同じである。
　透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、画素電極Ｐにおいて照明光ＷＬなどの素子基板２側から入射する光を透過する機能を有している。透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂには、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電性材料が用いられている。
　反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、画素電極Ｐにおいて外光ＦＬなどの対向基板３側から入射する光を反射する機能を有している。反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂには、例えば、ＡｌやＡｇ又はそれらの合金などの金属材料が用いられている。また、反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、透明電極からなる画素電極Ｐに反射膜を設けた構成であってもよい。
　カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂは、透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと平面視で重なる領域（透過領域という。）に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとの何れか一方が設けられ、反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと平面視で重なる領域（反射領域という。）に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとの何れか他方が設けられた構成となっている。
　具体的に、本実施形態では、赤色透過部１５Ｒと平面視で重なる透過領域に赤色増感色素吸着層２３Ｒが設けられ、赤色反射部１６Ｒと平面視で重なる反射領域に赤色色材層２５Ｒが設けられている。また、緑色透過部１５Ｇと平面視で重なる透過領域に緑色増感色素吸着層２３Ｇが設けられ、緑色反射部１６Ｇと平面視で重なる反射領域に緑色色材層２５Ｇが設けられている。また、青色透過部１５Ｂと平面視で重なる透過領域に青色増感色素吸着層２３Ｂが設けられ、青色反射部１６Ｂと平面視で重なる反射領域に青色色材層２５Ｂが設けられている。
　以上のような構成を有する液晶表示装置１Ｂでは、暗い場所ではバックライト２００を点灯させた状態で、素子基板２側から入射する照明光ＷＬを用いて、液晶表示パネル１００Ｂを透過モードで表示させることができる。一方、明るい場所ではバックライト２００を消灯した状態で、対向基板３側から入射する外光ＦＬを用いて、液晶表示パネル１００Ｂを反射モードで表示させることができる。
　液晶表示パネル１００Ｂから出射される赤色光ＲＬは、透過モードでは赤色透過部１５Ｒを透過した赤色透過光ＲＬ１を含み、反射モードでは赤色反射部１６Ｒで反射された赤色反射光ＲＬ２を含む。このうち、赤色透過光ＲＬ１は、赤色増感色素吸着層２３Ｒを１度透過した光である。一方、赤色反射光ＲＬ２は、赤色色材層２５Ｒを２度透過した光である。
　液晶表示パネル１００Ｂから出射される緑色光ＧＬは、透過モードでは緑色透過部１５Ｇを透過した緑色透過光ＧＬ１を含み、反射モードでは緑色反射部１６Ｇで反射された緑色反射光ＧＬ２を含む。このうち、緑色透過光ＧＬ１は、緑色増感色素吸着層２３Ｇを１度透過した光である。一方、緑色反射光ＧＬ２は、緑色色材層２５Ｇを２度透過した光である。
　液晶表示パネル１００Ｂから出射される青色光ＢＬは、透過モードでは青色透過部１５Ｒを透過した青色透過光ＢＬ１を含み、反射モードでは青色反射部１６Ｒで反射された青色反射光ＢＬ２を含む。このうち、青色透過光ＢＬ１は、青色増感色素吸着層２３Ｂを１度透過した光である。一方、青色反射光ＢＬ２は、青色色材層２５Ｒを２度透過した光である。
　したがって、液晶表示パネル１００Ｂから出射される光の色は、透過モードでは増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを１度透過した光の色となり、反射モードでは色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを２度透過した光の色となる。このため、従来の半透過反射型の液晶表示パネルでは、モードの違いによって液晶表示パネルから出射される光に色差が生じ易い。
　これに対して、本実施形態の液晶表示パネル１００Ｂでは、透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂとの配置に合わせて、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとを配置することで、透過モードと反射モードとの間で色差が生じるのを抑制している。
　すなわち、この液晶表示パネル１００Ｂでは、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで構成することで、透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを透過する光の色調と反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂで反射される光の色調とを調整することができる。したがって、液晶表示装置１Ｂでは、透過モードと反射モードとの間で液晶表示パネル１００Ｂから出射される光の色調を最適化することが可能である。
　なお、半透過反射型の液晶表示パネル１００Ｂにおいては、上述した透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと平面視で重なる透過領域に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが設けられ、反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと平面視で重なる反射領域に、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが設けられた構成に必ずしも限定されるものではない。例えば、透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと平面視で重なる透過領域に、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが設けられ、反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと平面視で重なる反射領域に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが設けられた構成であってもよい。
　さらに、透過部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと平面視で重なる透過領域に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが設けられた構成であってもよい。また、反射部１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと平面視で重なる反射領域に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが設けられた構成であってもよい。
　この場合、透過領域及び反射領域において、それぞれの色材層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに含まれる色材を調整したり、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとの割合を調整したりすることで、透過モード時にカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから出射される光の色調と、反射モード時にカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから出射される光の色調とをそれぞれ最適化することが可能である。
　また、液晶表示装置１Ｂでは、半透過反射型の液晶表示パネル１００Ｂを用いることによって、素子基板２側から入射する照明光ＷＬを色素増感型太陽電池層２０によって電力に変換するだけでなく、対向基板３側から入射する外光ＦＬを色素増感型太陽電池層２０によって電力に変換することができる。
　したがって、液晶表示装置１Ｂでは、このような電力をバックライト２００やバッテリー３００に供給すると共に、更なる省電力化を図ることが可能である。
　以上のようにして、液晶表示パネル１００Ｂでは、色素増感型太陽電池層２０を含むカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの色再現性を高めることができる。したがって、そのような液晶表示パネル１００Ｂを備える液晶表示装置１Ｂでは、省電力化を図りつつ、色再現性に優れた画像表示を行うことが可能である。
［第３の実施形態］
　図７は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置１Ｃの構成を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、上記液晶表示装置１Ａ及び上記液晶表示パネル１００Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　液晶表示装置１Ｃは、上記液晶表示パネル１００Ａの代わりに、図７に示す反射型の液晶表示パネル１００Ｃを備えた構成である。これに合わせて、バックライト２００が省略されている。それ以外の構成については、上記液晶表示装置１Ａと基本的に同じである。
　液晶表示パネル１００Ｃは、画素電極Ｐが反射電極である以外は、上記液晶表示パネル１００Ａと基本的に同じ構成である。反射電極には、例えば、ＡｌやＡｇ又はそれらの合金などの金属材料が用いられている。また、反射型の液晶表示パネル１００Ｃの場合、素子基板２には、上述した透明基板１１に限らず、例えばシリコン基板などの光透過性を有しない基板を用いることができる。
　以上のような構成を有する液晶表示装置１Ｃでは、対向基板３側から入射する外光ＦＬを用いて、液晶表示パネル１００Ｃにカラー画像を表示させることができる。
　液晶表示パネル１００Ｃに入射した外光ＦＬのうち、液晶表示パネル１００Ｃから出射される赤色光ＲＬは、赤色カラーフィルタ層１３Ｒを透過し、画素電極（反射電極）Ｐで反射された後、再び赤色カラーフィルタ層１３Ｒを透過した光である。赤色カラーフィルタ層１３Ｒでは、外光ＦＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、赤色の波長成分の光を透過し、それ以外の緑色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　液晶表示パネル１００Ｃから出射される緑色光ＧＬは、緑色カラーフィルタ層１３Ｇを透過し、画素電極（反射電極）Ｐで反射された後、再び緑色カラーフィルタ層１３Ｇを透過した光である。緑色カラーフィルタ層１３Ｇでは、外光ＦＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、緑色の波長成分の光を透過し、それ以外の赤色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　液晶表示パネル１００Ｃから出射される青色光ＧＬは、青色カラーフィルタ層１３Ｂを透過し、画素電極（反射電極）Ｐで反射された後、再び青色カラーフィルタ層１３Ｂを透過した光である。青色カラーフィルタ層１３Ｂでは、外光ＦＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、青色の波長成分の光を透過し、それ以外の赤色及び緑色の波長成分の光を吸収している。
　遮光層１４では、外光ＦＬを透過させることなく、この外光ＷＬに含まれる全ての波長成分の光を吸収している。
　液晶表示装置１Ｃでは、このような画像表示に使用されずに吸収される外光ＦＬの利用を図るため、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及び遮光層１４が色素増感型太陽電池層２０の一部を構成している。すなわち、この液晶表示装置１Ｃでは、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及び遮光層１４で吸収される外光ＦＬを色素増感型太陽電池層２０により電力に変換した後、この電力をバッテリー３００に供給することが可能となっている。これにより、外光ＦＬの利用効率を高めつつ、液晶表示装置１Ｃの省電力化を図ることが可能である。
　また、液晶表示パネル１００Ｃでは、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが配置されている。この場合、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから出射される光の色は、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを透過した光と、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを透過した光とを合わせた色となる。
　上述したように、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで構成した場合には、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの色調整を細かく行うことができ、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過する光の色調を最適化することができる。
　以上のようにして、液晶表示パネル１００Ｃでは、色素増感型太陽電池層２０を含むカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの色再現性を高めることができる。したがって、そのような液晶表示パネル１００Ｃを備える液晶表示装置１Ｃでは、省電力化を図りつつ、色再現性に優れた画像表示を行うことが可能である。
［第４の実施形態］
　図８は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置１Ｄの構成を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、上記液晶表示装置１Ａ及び上記液晶表示パネル１００Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
　液晶表示装置１Ｄは、上記液晶表示パネル１００Ａの代わりに、図８に示す透過型の液晶表示パネル１００Ｄを備える以外は、上記液晶表示装置１Ａと基本的に同じである。また、液晶表示パネル１００Ｄは、本発明を適用したカラーフィルタ基板が素子基板２に相当する構成である。
　これに合わせて、色素増感型太陽電池層２０を構成するカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及び遮光層１４は、対向基板３の液晶層４と対向する面側から素子基板２の液晶層４と対向する面側へと配置が変更となっている。
　具体的に、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及び遮光層１４は、透明基板１１と画素電極Ｐとの間に配置されている。また、色素増感型太陽電池層２０は、透明基板１１側から順に、正極２１と、電解質層２４と、増感色素吸着層２３と、負極２２とが積層された構造を有している。それ以外の構成については、上記液晶表示パネル１００Ａと基本的に同じである。
　以上のような構成を有する液晶表示装置１Ｄでは、バックライト２００から出射された白色の照明光ＷＬを素子基板２側から液晶表示パネル１００Ｄに入射させる。そして、この液晶表示パネル１００Ｄの対向基板３側から出射された各色光ＲＬ，ＧＬ，ＢＬによりカラー画像を表示することが可能となっている。
　液晶表示パネル１００Ｄに入射した照明光ＷＬのうち、液晶表示パネル１００Ｄから出射される赤色光ＲＬは、赤色カラーフィルタ層１３Ｒを透過した光である。赤色カラーフィルタ層１３Ｒでは、照明光ＷＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、赤色の波長成分の光を透過し、それ以外の緑色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　液晶表示パネル１００Ｄから出射される緑色光ＧＬは、緑色カラーフィルタ層１３Ｇを透過した光である。緑色カラーフィルタ層１３Ｇでは、照明光ＷＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、緑色の波長成分の光を透過し、それ以外の赤色及び青色の波長成分の光を吸収している。
　液晶表示パネル１００Ｄから出射される青色光ＧＬは、青色カラーフィルタ層１３Ｂを透過した光である。青色カラーフィルタ層１３Ｂでは、照明光ＷＬに含まれる赤色、緑色、青色の波長成分のうち、青色の波長成分の光を透過し、それ以外の赤色及び緑色の波長成分の光を吸収している。
　遮光層１４では、照明光ＷＬを透過させることなく、この照明光ＷＬに含まれる全ての波長成分の光を吸収している。
　液晶表示装置１Ｄでは、このような画像表示に使用されずに吸収される照明光ＷＬの利用を図るため、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及び遮光層１４が色素増感型太陽電池層２０の一部を構成している。すなわち、この液晶表示装置１Ｄでは、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ及び遮光層１４で吸収される照明光ＷＬを色素増感型太陽電池層２０により電力に変換した後、この電力をバックライト２００の電源回路やバッテリー３００に供給することが可能となっている。これにより、照明光ＷＬの利用効率を高めつつ、液晶表示装置１Ｄの省電力化を図ることが可能である。
　また、液晶表示パネル１００Ｄでは、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ内に、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが配置されている。この場合、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂから出射される光の色は、増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを透過した光と、色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを透過した光とを合わせた色となる。
　上述したように、カラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを増感色素吸着層２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ及び色材層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂで構成した場合には、カラーフィルタ層１３の色調整を細かく行うことができ、カラーフィルタ層１３を透過する光の色調を最適化することができる。
　以上のようにして、液晶表示パネル１００Ｄでは、色素増感型太陽電池層２０を含むカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの色再現性を高めることができる。したがって、そのような液晶表示パネル１００Ｄを備える液晶表示装置１Ｄでは、省電力化を図りつつ、色再現性に優れた画像表示を行うことが可能である。
　ところで、素子基板２側にカラーフィルタ層１３を配置した場合には、上述した遮光層１４を省略することも可能である。具体的に、遮光層１４が省略可能な理由について図９Ａ～図９Ｄを用いて説明する。
　なお、図９Ａ～図９Ｄでは、上述した複数のソースバスラインＳＬと複数のゲートバスラインＧＬによって区画された矩形状の領域を画素領域Ｐ’とし、この画素領域Ｐ’に対するカラーフィルタ層１３の配置を示している。
　図９Ａ及び図９Ｂは、対向基板３側にカラーフィルタ層１３を配置した場合であり、図９Ｃ及び図９Ｄは、素子基板２側にカラーフィルタ層１３を配置した場合である。また、図９Ａ及び図９Ｃは、画素領域Ｐ’に対するカラーフィルタ層１３の配置にズレがない場合であり、図９Ｂ及び図９Ｄは、画素領域Ｐ’に対するカラーフィルタ層１３の配置にズレがある場合である。
　カラーフィルタ層１３を透過する光は、画素電極Ｐを透過した光であるため、画素電極Ｐを透過した光がカラーフィルタ層１３が形成されていない領域から漏れ出さないように、カラーフィルタ層１３を画素領域Ｐ’と平面視で重なる領域（画素領域Ｐ’）に配置する必要がある。
　しかしながら、素子基板２と対向基板３とを貼り合わせる際の公差は±数μｍ程度と大きい。このため、対向基板３側にカラーフィルタ層１３を配置した場合には、カラーフィルタ層１３が画素領域Ｐ’から外れてしまう可能性がある。
　したがって、対向基板３側にカラーフィルタ層１３を配置した場合には、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、漏れ出す光を遮断するため、遮光層１４を設ける必要がある。この場合、上記画素領域Ｐ’は、遮光層１４を設けた分だけ狭くなり、その結果として、カラーフィルタ層１３の開口率が低下することになる。
　一方、素子基板２側にカラーフィルタ層１３を配置した場合には、素子基板２と対向基板３とを貼り合わせる際のカラーフィルタ層１３の位置ズレを考慮する必要がない。また、画素領域Ｐ’にカラーフィルタ層１３を重ね合わせる際の公差は±１μｍ以下と小さい。
　したがって、素子基板２側にカラーフィルタ層１３を配置した場合には、図９Ｃ及び図９Ｄに示すように、遮光層１４を省略することができる。その結果として、カラーフィルタ層１３の開口率を高めることが可能である。この場合、カラーフィルタ層１３を透過する光の輝度を高めることができる。逆に、同じ輝度とした場合は、消費電力を下げることができる。
［その他の実施形態］
　なお、本発明は、上記第１乃至第４の実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、上記実施形態では、色素増感型太陽電池層２０で発生した電力をバックライト２００の電源回路やバッテリー３００に供給する構成となっている。この場合、色素増感型太陽電池層２０で発生した電力をバックライト２００の駆動に使用したり、この電力をバッテリー３００に充電したりすることができる。バッテリー３００に充電された電力は、液晶表示パネル１００Ａやバックライト２００の駆動などに使用される。
　一方、色素増感型太陽電池層２０で発生した電力については、バックライト２００の電源回路とバッテリー３００との何れか一方のみに供給したり、液晶表示パネル１００Ａの電源回路に直接供給したりすることも可能である。また、色素増感型太陽電池層２０で発生した電力については、上記以外の用途に使用することも可能である。
　また、上記液晶表示装置１Ａ～１Ｄは、バッテリー３００により駆動される構成となっているが、バッテリー３００を省略した構成とすることも可能である。この場合、商用電源などの外部電源から電源回路を介して供給される電力によって液晶表示装置１Ａ～１Ｄを駆動することが可能である。
　また、上記液晶表示装置１Ａ～１Ｄは、上記液晶表示パネル１００Ａ～１００Ｄに表示された画像を直視する直視型の液晶表示装置であってもよく、上記液晶表示パネル１００Ａ～１００Ｄから出射された画像光をスクリーン上に投射する投射型の液晶表示装置であってもよい。
　また、上記液晶表示パネル１００Ａ～１００Ｄでは、カラー画像を表示するため、異なる色に着色された複数のカラーフィルタ層１３を用いた構成となっているが、上述した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に着色されたカラーフィルタ層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを用いた構成に限らず、例えば、青緑色（Ｃ）、赤紫色（Ｍ）、黄色（Ｙ）に着色されたカラーフィルタ層１３を用いた構成、若しくはそれらを組み合わせた構成とすることも可能である。
　また、上記対向電極Ｔについては、必ずしも必要な構成ではなく、液晶表示装置１Ａ～１Ｄの表示モード（駆動方式）によって、この対向電極Ｔを省略することも可能である。
例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードや、ゲストホストモード、ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）モードなどの液晶層４に対して厚み方向に電界を加える表示モードでは、対向電極Ｔを設ける必要がある。これに対して、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードなどの液晶層４に対して素子基板２の平行な方向に電界を加える表示モードでは、対向電極Ｔは不要である。
　また、本発明を適用したカラーフィルタ基板は、上述した液晶表示パネルや液晶表示装置に適用する場合に限らず、例えば有機ＥＬ素子などの発光素子を備えた自発光型の表示パネルや画像表示装置に適用することも可能である。
　本発明の一態様は、色素増感型太陽電池で構成されるカラーフィルタ層の色再現性を高めることが必要なカラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置などに適用することができる。
　１…液晶表示装置　１００Ａ～１００Ｄ…液晶表示パネル　２００…バックライト　３００…バッテリー　２…素子基板　３…対向基板　４…液晶層　１１，１２…透明基板　１３…カラーフィルタ層　１３Ｒ…赤色カラーフィルタ層　１３…緑色カラーフィルタ層　１３Ｂ…青色カラーフィルタ層　１４…遮光層　１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…反射部　１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…反射部　２０…色素増感型太陽電池層　２１…正極　２２…負極　２３…増感色素吸着層　２３Ｒ…赤色増感色素吸着層　２３Ｇ…緑色増感色素吸着層　２３Ｂ…青色増感色素吸着層　２３Ｋ…黒色増感色素吸着層　２４…電解質層　２５…赤色色材層　２５Ｇ…緑色色材層　２５Ｂ…青色色材層　Ｐ…画素電極　ＷＬ…照明光　ＲＬ…赤色光　ＧＬ…緑色光　ＢＬ…青色光　ＦＬ…外光

Claims (14)

  1. 　基板の上に、色素増感型太陽電池層と、色材層とが設けられ、
    　前記色素増感型太陽電池層は、互いに対向して配置された正極及び負極と、前記正極と前記負極との間に配置された増感色素吸着層及び電解質層とを含み、
    　前記色材層は、前記増感色素吸着層を透過する光の波長成分とは異なる波長成分の光を透過させるカラーフィルタ基板。
  2. 　前記基板の上に、透過する光の波長成分が異なる複数の前記色素増感太陽電池層と、透過する光の波長成分が異なる複数の前記色材層とが設けられている請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
  3. 　前記基板の上に、複数のカラーフィルタ層が設けられ、
    　前記カラーフィルタ層は、前記色素増感型太陽電池層と、前記色材層とを含み、
    　前記カラーフィルタ層内における前記色素増感型太陽電池層が配置される領域と前記色材層が配置される領域との割合が、前記複数のカラーフィルタ層の色毎に異なっている請求項２に記載のカラーフィルタ基板。
  4. 　前記複数のカラーフィルタ層の間に遮光層が設けられ、
    　前記遮光層は、前記増感色素吸収層の一部に遮光性を持たせた構成である請求項１～３の何れか一項に記載のカラーフィルタ基板。
  5. 　前記正極及び前記負極は、透明電極である請求項１～４の何れか一項に記載のカラーフィルタ基板。
  6. 　互いに対向して配置された素子基板及び対向基板と、
    　前記素子基板と前記対向基板との間に配置された液晶層とを備え、
    　前記素子基板と前記対向基板との何れか一方が、請求項１～５の何れか一項に記載のカラーフィルタ基板である液晶表示パネル。
  7. 　互いに対向して配置された素子基板及び対向基板と、
    　前記素子基板と前記対向基板との間に配置された液晶層とを備え、
    　前記素子基板と前記対向基板との何れか一方が、請求項３に記載のカラーフィルタ基板であり、
    　前記素子基板の前記液晶層と対向する面上に、複数の画素電極が設けられ、
    　前記カラーフィルタ層は、少なくとも前記画素電極と平面視で重なる領域に設けられている液晶表示パネル。
  8. 　前記画素電極は、透明電極である請求項７に記載の液晶表示パネル。
  9. 　前記画素電極は、反射電極である請求項７に記載の液晶表示パネル。
  10. 　前記画素電極は、透過部と反射部とを含む請求項７に記載の液晶表示パネル。
  11. 　前記透過部と平面視で重なる透過領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部と前記色材層との何れか一方が設けられ、前記反射部と平面視で重なる反射領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部と前記色材層との何れか他方が設けられている請求項１０に記載の液晶表示パネル。
  12. 　前記透過部と平面視で重なる透過領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部及び前記色材層が設けられ、前記反射部と平面視で重なる反射領域に、前記増感色素吸着層の少なくとも一部及び前記色材層が設けられ、
    　前記透過領域内における前記増感色素吸着層が配置される領域と前記色材層が配置される領域との割合と、前記反射領域内における前記増感色素吸着層が配置される領域と前記色材層が配置される領域との割合とが異なっている請求項１０に記載の液晶表示パネル。
  13. 　請求項６～１２の何れか一項に記載の液晶表示パネルと、
    　前記液晶表示パネルに電力を供給する電源とを備え、
    　前記色素増感型太陽電池層は、少なくとも前記電源に電力を供給する液晶表示装置。
  14. 　請求項６～８，１０～１２の何れか一項に記載の液晶表示パネルと、
    　前記液晶表示パネルに照明光を照射する光源とを備え、
    　前記色素増感型太陽電池層は、少なくとも前記光源に電力を供給する液晶表示装置。
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