(57)【要約】【課題】アレイ基板上に受光素子を形成しつつも、開口率の低下を抑制することのできる液晶装置を提供する。【解決手段】アレイ基板１４とカラーフィルタ基板１５との間隙に注入されたネマティック液晶１７と、アレイ基板１４上に形成されたＴＦＴ５０及びＰＩＮダイオード４５とを備えた。ＰＩＮダイオード４５に入射される外光Ｌ３の入射経路上であってアレイ基板１４上に、且つＰＩＮダイオード４５よりもカラーフィルタ基板１５側に、コレステリック液晶層５７を設けた。【選択図】図３
2008158272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ基板と対向基板との間隙に注入された液晶と、前記アレイ基板に形成されて前記
液晶の配向状態を制御する表示部と、前記アレイ基板に形成された受光素子とを備え、前
記対向基板側から表示光が出射される液晶装置において、
前記受光素子に対する入射光の入射経路上であって前記アレイ基板上に、且つ前記受光
素子よりも対向基板側に、前記入射光のうち特定の波長の光のみを選択的に反射する波長
選択反射層が形成されることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記波長選択反射層は、コレステリック液晶からなることを特徴とする請求項１に記載
の液晶装置。
【請求項３】
前記波長選択反射層は、表面が平坦化された有機平坦化膜の表面に形成されたことを特
徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記アレイ基板上にマトリクス状に形成された各画素は、前記表示部と、前記受光素子
を含む受光部とを含んで構成され、
前記対向基板には、カラーフィルタが前記表示部に対向するように形成されるとともに
、前記波長選択反射層により反射された光を透過させる透過領域が前記受光部に対向する
ように形成され、
前記波長選択反射層が反射する特定の波長は、該波長選択反射層と同一画素の前記表示
部に対向して設けられる前記カラーフィルタを透過する光の波長と同一であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液晶装置。
【請求項５】
前記アレイ基板の下部にバックライトを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれ
か１つに記載の液晶装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の液晶装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパネルやペン入力等の入力機能を備えた液晶表示装置が広く利用されてい
る。このような入力機能を備えた液晶表示装置におけるタッチ位置の検出方式としては、
抵抗膜方式、超音波方式、静電容量方式、電磁誘導方式、光方式等が知られている。いず
れの検出方式においても、表示装置に種々の部品等を追加する必要があり、装置の大型化
やコストの増大を招くという問題がある。
【０００３】
そこで、データ線、走査線やスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等
が形成されるアレイ基板上に、タッチ位置を検出するための受光素子を形成した液晶表示
装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この種の液晶表示装置では、データ
線、表示線及びＴＦＴからなる表示部により、各画素毎に液晶の配向状態が表示データに
基づいて制御され、その液晶の配向状態に基づいて該液晶に入射される光が変調されるこ
とによって表示面に所望の画像が表示される。また、例えば指や入力ペン等によって受光
素子への外光の入射を遮ると、該受光素子によりそのタッチ位置を検出することができる
。このような液晶表示装置では、同一基板上に、スイッチング素子と受光素子とが形成さ
れるため、装置全体の薄型化及びコストの低減を図ることができる。
【特許文献１】特開２００５−４３６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の液晶表示装置では、上記受光素子が形成される領域
によって、各画素内の表示部として機能する領域が縮小される。これにより、各画素の開
口率が低下するため、表示品質が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前述した上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、
アレイ基板上に受光素子を形成しつつも、開口率の低下を抑制することのできる液晶装置
及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶装置は、アレイ基板と対向基板との間隙に注入された液晶と、前記アレイ
基板に形成されて前記液晶の配向状態を制御する表示部と、前記アレイ基板に形成された
受光素子とを備え、前記対向基板側から表示光が出射される液晶装置において、前記受光
素子に対する入射光の入射経路上であって前記アレイ基板上に、且つ前記受光素子よりも
対向基板側に、前記入射光のうち特定の波長の光のみを選択的に反射する波長選択反射層
が形成される。
【０００７】
本発明の液晶装置によれば、対向基板側から入射される入射光のうち特定の波長以外の
波長の光が波長選択反射層を透過する。この波長選択反射層を透過した光は、該波長選択
反射層の下方に設けられた受光素子により受光される。一方、上記入射光のうち特定の波
長の光は、波長選択反射層により反射される。そして、この反射された光は、表示部によ
り配向状態が制御された液晶を通じて対向基板側に出射される。このように、受光素子の
形成された領域からも液晶の配向状態に応じた光を表示光として出射させることができる
。すなわち、受光素子の形成された領域を表示部として機能させることができる。従って
、各画素の開口率の低下を好適に抑制することができ、表示品質の低下も抑制することが
できる。
【０００８】
この液晶装置において、前記波長選択反射層は、コレステリック液晶からなるようにし
てもよい。
この液晶装置におけるコレステリック液晶は、電圧を印加していない状態であってもプ
レーナ状態、すなわち波長選択反射状態が維持される。また、コレステリック液晶は、螺
旋構造の液晶分子のピッチを調整することによって、特定の波長の光のみを反射させるこ
とができる。
【０００９】
この液晶装置において、前記波長選択反射層は、表面が平坦化された有機平坦化膜の表
面に形成されるようにしてもよい。
この液晶装置によれば、平坦化された表面上に波長選択反射層を形成することができる
。とくに、コレステリック液晶からなる波長選択反射層の場合には、螺旋構造の液晶分子
のピッチを調整しやすくなるため、より確実に所望の波長の光のみを反射させることがで
きるようになる。
【００１０】
この液晶装置において、前記アレイ基板上にマトリクス状に形成された各画素は、前記
表示部と、前記受光素子を含む受光部とを含んで構成され、前記対向基板は、カラーフィ
ルタが前記表示部に対向するように形成されるとともに、前記波長選択反射層により反射
された光を透過させる透過領域が前記受光部に対向するように形成され、前記波長選択反
射層が反射する特定の波長は、該波長選択反射層と同一画素の前記表示部に対向して設け
られる前記カラーフィルタを透過する光の波長と同一であってもよい。
【００１１】
この液晶装置において、カラー画像を表示する場合についても、受光素子の形成された
領域を表示部として機能させることができる。
この液晶装置において、前記アレイ基板の下部にバックライトを設けるようにしてもよ
い。
【００１２】
この液晶装置によれば、透過型の液晶装置についても、各画素の開口率の低下を好適に
抑制することができ、表示品質の低下も抑制することができる。
本発明の電子機器は、上記液晶装置を用いた。
【００１３】
本発明の電子機器によれば、表示品質の低下を抑制することのできる電子機器を提供す
ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１は入力機能を備えた液晶表示装置の斜視図、図２は入力機能を備えた液晶表示装置
に設けられたカラーフィルタ基板の斜視図、図３は、画素における表示部と受光部の要部
断面図である。
【００１５】
図１に示すように、液晶装置としての入力機能を備えた液晶表示装置１０の下側には、
ＬＥＤ等の光源１１を有して四角板状に形成されたバックライト１２が備えられている。
バックライト１２の上方には、該バックライト１２と略同じサイズに形成された四角板状
の液晶パネル１３が備えられている。そして、光源１１から出射される光Ｌ１（図３参照
）が、液晶パネル１３に向かって照射される。
【００１６】
液晶パネル１３には、相対向するアレイ基板１４とカラーフィルタ基板１５が備えられ
ている。これらアレイ基板１４とカラーフィルタ基板１５は、光硬化性樹脂からなる四角
枠状のシール材１６によって貼り合わされている。そして、これらアレイ基板１４とカラ
ーフィルタ基板１５との間の間隙にネマティック液晶（液晶）１７が封入されている。
【００１７】
アレイ基板１４の下面（バックライト１２側の側面）には、下側偏光板１８が貼り合わ
せられている。下側偏光板１８は、バックライト１２からの光を直接偏光にして液晶１７
に出射するようになっている。アレイ基板１４の上面（カラーフィルタ基板１５側の側面
：素子形成面１４ａ）には、Ｘ矢印方向の略全幅にわたって延設される複数の走査線Ｌｘ
が配列形成されている。各走査線Ｌｘは、それぞれアレイ基板１４の一側に配設される走
査線駆動回路１９に電気的に接続されるとともに、走査線駆動回路１９からの走査信号が
所定のタイミングで入力されるようになっている。また、素子形成面１４ａには、Ｙ矢印
方向の略全幅にわたって延設される複数のデータ線Ｌｙが配列形成されている。各データ
線Ｌｙは、それぞれアレイ基板１４の一側に配設されるデータ線駆動回路２１に電気的に
接続されるとともに、データ線駆動回路２１からの表示データに基づくデータ信号が所定
のタイミングで入力されるようになっている。素子形成面１４ａであって、走査線Ｌｘと
データ線Ｌｙの交差する位置には、対応する走査線Ｌｘ及びデータ線Ｌｙに接続されてマ
トリクス状に配列される複数の画素２２が形成されている。各画素２２は、薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を含む表示部２３と、ＰＩＮダイオード等の受光素
子を含む表示機能を備えた受光部２４と、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透明電極膜か
らなる画素電極５９（図３参照）が形成されている。
【００１８】
各画素２２の上側全体には、ラビング処理等による配向処理が施され、上記画素電極５
９近傍の液晶分子の配向を設定可能にする下側配向膜（図示略）が形成されている。
また、上記カラーフィルタ基板１５の下面全体には、ラビング処理等による配向処理が
施され、上記下側配向膜と併せて液晶分子の配向を設定する上側配向膜（図示略）が形成
されている。カラーフィルタ基板１５の上面には、下側偏光板１８からの光と直交する直
接偏光の光を表示光Ｌ２（図３参照）として観測側（外方：図１におけるＺ矢印方向）に
出射する上側偏光板２５が配設されている。カラーフィルタ基板１５の下面（アレイ基板
１４側の側面：フィルタ形成面１５ａ）には、図２に示すように、隔壁３１が形成されて
いる。隔壁３１は、クロムやカーボンブラック等の遮光性材料等によって形成され、上記
走査線Ｌｘ及びデータ線Ｌｙと相対するように、フィルタ形成面１５ａの略全面に格子状
に形成されている。そして、この隔壁３１が形成されることによって、フィルタ形成面１
５ａには、隔壁３１により囲まれる画素対向領域３２が、上記画素２２とそれぞれ対向す
るようにマトリクス状に配列される。画素対向領域３２は、上記表示部２３と対向するフ
ィルタ層領域３３と、上記受光部２４と対向する透過領域３４とから構成されている。フ
ィルタ層領域３３は、バックライト１２からの光Ｌ１（図３参照）を、赤色の光に変換し
て出射する赤色フィルタ層３３Ｒ、緑色の光に変換して出射する緑色フィルタ層３３Ｇ及
び青色の光に変換して出射する青色フィルタ層３３Ｂを有する。
【００１９】
次に、上記各画素２２の構造について図３に従って説明する。図３は、赤色の光Ｌｒを
表示光Ｌ２として出射する画素２２の要部断面図である。なお、緑色の光Ｌｇ及び青色の
光Ｌｂを表示光Ｌ２として出射する画素２２も図３と同様の構造を有しているため、ここ
では説明を省略する。
【００２０】
図３に示すように、アレイ基板１４の素子形成面１４ａには、バックライト１２からス
イッチング素子への光Ｌ１の入射を遮断するための遮光膜４１と、バックライト１２から
受光素子への光Ｌ１の入射を遮断するための遮光膜４２が形成されている。両遮光膜４１
，４２の上側には、素子形成面１４ａ略全面を覆うように堆積されたシリコン酸化膜等か
らなる絶縁膜４３が形成されている。
【００２１】
絶縁膜４３の上面であって、上記遮光膜４１の上方にはスイッチング素子を構成する半
導体層４４が形成されている。半導体層４４は、その中央位置に形成されたＰ型のチャネ
ル領域４４ｃを備え、そのチャネル領域４４ｃの両側にＮ型のソース領域４４ｓ及びドレ
イン領域４４ｄを有している。
【００２２】
また、絶縁膜４３の上面であって、上記遮光膜４２の上方には受光素子としてのＰＩＮ
ダイオード４５が形成されている。ＰＩＮダイオード４５は、その中央位置に形成された
Ｉ型のポリシリコンからなるＩ型領域４５ｉを備え、そのＩ型領域４５ｉの両側に多結晶
半導体であるＮ型領域４５ｎ及びＰ型領域４５ｐを有している。
【００２３】
半導体層４４及びＰＩＮダイオード４５の上側には、素子形成面１４ａ略全面を覆うよ
うに堆積されたシリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜４６が形成されている。このゲー
ト絶縁膜４６の上面であって、半導体層４４のチャネル領域４４ｃの上方には、上記走査
線Ｌｘから延出されたゲート電極４７が形成されている。なお、ソース領域４４ｓ及びド
レイン領域４４ｄは、このゲート電極４７をマスクにしたリンイオンのイオン注入により
自己整合的に形成されている。これらゲート電極４７、ソース領域４４ｓ及びドレイン領
域４４ｄによりスイッチング素子としてのＴＦＴ５０が構成されている。
【００２４】
このゲート電極４７上には、各ゲート電極４７間を電気的に絶縁するシリコン酸化膜等
からなる第１層間絶縁膜５１が形成されている。
半導体層４４のソース領域４４ｓ上には、ゲート絶縁膜４６及び第１層間絶縁膜５１を
貫通するコンタクトホールＨ１が形成されている。このコンタクトホールＨ１内には、ア
ルミニウム等からなる導電膜によってソース領域４４ｓに電気的に接続された上記データ
線Ｌｙが形成されている。一方、半導体層４４のドレイン領域４４ｄ上には、ゲート絶縁
膜４６及び第１層間絶縁膜５１を貫通するコンタクトホールＨ２が形成されている。この
コンタクトホールＨ２内には、アルミニウム等からなる導電膜によってドレイン領域４４
ｄに電気的に接続されたドレイン電極５２が形成されている。
【００２５】
ＰＩＮダイオード４５のＮ型領域４５ｎ上には、ゲート絶縁膜４６及び第１層間絶縁膜
５１を貫通するコンタクトホールＨ３が形成されている。このコンタクトホールＨ３内に
は、アルミニウム等からなる導電膜によってＮ型領域４５ｎに電気的に接続された第１電
極５３が形成されている。一方、ＰＩＮダイオード４５のＰ型領域４５ｐ上には、ゲート
絶縁膜４６及び第１層間絶縁膜５１を貫通するコンタクトホールＨ４が形成されている。
このコンタクトホールＨ４内には、アルミニウム等からなる導電膜によってＰ型領域４５
ｐに電気的に接続された第２電極５４が形成されている。そして、ＰＩＮダイオード４５
は、これら第１電極５３及び第２電極５４を介してタッチ位置検出回路（図示略）に接続
されている。
【００２６】
これらデータ線Ｌｙ、ドレイン電極５２、第１及び第２電極５３，５４上には、第１層
間絶縁膜５１を覆うようにシリコン酸化膜等からなる第２層間絶縁膜５５が形成されてい
る。第２層間絶縁膜５５上には、アクリル樹脂等からなる有機平坦化膜５６が形成されて
いる。なお、この有機平坦化膜５６は、成膜後に、その上面がＣＭＰ法（Chemical Mecha
nical Polishing）等により平坦化されている。
【００２７】
有機平坦化膜５６の上面であって、ＰＩＮダイオード４５の上方には、波長選択反射層
としてのコレステリック液晶層５７が形成されている。このコレステリック液晶層５７の
コレステリック液晶は、常時、プレーナ状態、すなわち波長選択反射状態に設定されてい
る。また、コレステリック液晶層５７は、外光Ｌ３が入射したときに、赤色の光Ｌｒのみ
を反射し、緑色の光Ｌｇ及び青色の光Ｌｂを透過させるように螺旋構造の液晶分子のピッ
チが設定されている。そして、このコレステリック液晶層５７により反射された赤色の光
Ｌｒが上記液晶１７を通じてカラーフィルタ基板１５側に出射されるとともに、コレステ
リック液晶層５７を透過した緑色の光Ｌｇ及び青色の光ＬｂがＰＩＮダイオード４５にて
受光される。そして、ＰＩＮダイオード４５は、受光した外光に基づいて光電変換を行っ
て、その光電変換に基づく光電流信号を上記タッチ位置検出回路に出力する。なお、緑色
の光Ｌｇを表示光Ｌ２として出射する画素２２では、コレステリック液晶層５７は、外光
Ｌ３が入射したときに、緑色の光Ｌｇのみを反射し、赤色の光Ｌｒ及び青色の光Ｌｂを透
過させるように液晶分子のピッチが設定されている。また、青色の光Ｌｂを出射する画素
２２では、コレステリック液晶層５７は、外光が入射したときに、青色の光Ｌｂのみを反
射し、赤色の光Ｌｒ及び緑色の光Ｌｇを透過させるように液晶分子のピッチが設定されて
いる。
【００２８】
上記ドレイン電極５２の上側には、第２層間絶縁膜５５及び有機平坦化膜５６を貫通す
るビアホール５８が形成されている。このビアホール５８内及びコレステリック液晶層５
７上には、ＩＴＯ等の光透過性の導電材料からなる画素電極５９が画素２２毎に形成され
ている。この画素電極５９は、ビアホール５８を介してドレイン電極５２に接続されてい
る。
【００２９】
アレイ基板１４に対向するカラーフィルタ基板１５のフィルタ形成面１５ａ（図３にお
ける下面）であって、アレイ基板１４の上記表示部２３の対向する位置には、カラーフィ
ルタとしてのフィルタ層領域３３、詳しくは赤色フィルタ層３３Ｒが形成されている。こ
の赤色フィルタ層３３Ｒにより、バックライトの光Ｌ１のうちの赤色の光Ｌｒのみが表示
光Ｌ２として出射されるようになっている。なお、緑色の光Ｌｇを表示光Ｌ２として出射
する画素２２は、赤色フィルタ層３３Ｒの代わりに緑色フィルタ層３３Ｇが形成されてい
る。また、青色の光Ｌｂを表示光Ｌ２として出射する画素２２は、赤色フィルタ層３３Ｒ
の代わりに青色フィルタ層３３Ｂが形成されている。すなわち、同一画素２２内では、フ
ィルタ層領域３３から出射される光と、コレステリック液晶層５７により反射される光と
は、同一波長の光になるように設定されている。
【００３０】
赤色フィルタ層３３Ｒの下側には、フィルタ形成面１５ａ略全面を覆うようにアクリル
樹脂等からなる有機平坦化膜６０が形成されている。有機平坦化膜６０の下面には、ＩＴ
Ｏ等の光透過性の導電材料からなる対向電極６１が、画素電極５９に対する共通電極とし
て画素２２毎に区画されずにフィルタ形成面１５ａ全面にわたって形成されている。この
対向電極６１は、図示しない電源回路に電気的に接続され、その電源回路から所定の電圧
が供給されるようになっている。
【００３１】
そして、アレイ基板１４とカラーフィルタ基板１５とは、画素電極５９と対向電極６１
とが互いに向かい合うように配置されて、その画素電極５９と対向電極６１との間には、
上記ネマティック液晶１７が封入されている。なお、有機平坦化膜６０のうち、フィルタ
層領域３３が形成されていない領域、すなわちアレイ基板１４に形成された受光部２４に
対向する位置の領域が上記透過領域３４となる。すなわち、上記コレステリック液晶層５
７により反射された光は、その上方のネマティック液晶１７を通じて透過領域３４あるい
はフィルタ層領域３３を透過して表示光Ｌ２として出射される。
【００３２】
次に、このように構成された液晶表示装置１０の作用について説明する。
まず、所定の表示データを液晶パネル１３に表示する動作について説明する。
今、走査線駆動回路１９が、走査線Ｌｘを線順次走査に基づき１本ずつ順次選択すると
、対応する画素２２のＴＦＴ５０が選択期間中だけオン状態になる。ＴＦＴ５０がオン状
態となると、データ線駆動回路２１から供給されたデータ信号が、データ線Ｌｙ及び半導
体層４４を介して画素電極５９に出力される。すると、各画素電極５９と対向電極６１と
の間の電位差に基づいて、対応する画素２２のネマティック液晶１７の配向状態を制御す
ることができ、バックライト１２からの光Ｌ１を変調するように維持することができる。
このとき、同一画素２２内のコレステリック液晶層５７の上方のネマティック液晶１７の
配向状態も同様に制御される。そして、変調された光がフィルタ層領域３３を通じて上側
偏光板２５を透過するか否かによって、液晶パネル１３の観測側に所望の表示光Ｌ２が出
射される。
【００３３】
さらに、各画素２２の受光部２４に入射される外光Ｌ３は、対応するネマティック液晶
１７を通じてコレステリック液晶層５７に入射される。この入射された外光Ｌ３は、コレ
ステリック液晶層５７において、所定の波長の光（例えば、赤色の光Ｌｒ）のみが反射さ
れ、それ以外の波長の光（例えば、緑色の光Ｌｇ及び青色の光Ｌｂ）がコレステリック液
晶層５７を透過する。そして、コレステリック液晶層５７により反射された光は、該コレ
ステリック液晶層５７の上方のネマティック液晶１７の配向状態に基づいて変調される。
そして、変調された光がカラーフィルタ基板１５に形成されたフィルタ層領域３３あるい
は透過領域３４を通じて上側偏光板２５を透過するか否かによって、液晶パネル１３の観
測側に所望の表示光Ｌ２が出射される。この表示光Ｌ２と上記バックライト１２からの光
Ｌ１による表示光Ｌ２（表示部２３からの表示光Ｌ２）とにより、液晶パネル１３の観測
側に所望するカラー画像が表示されることになる。一方、外光Ｌ３のうちコレステリック
液晶層５７を透過した光は、ＰＩＮダイオード４５により受光される。ＰＩＮダイオード
４５は、受光した光に基づいて光電変換を行って、その光電変換に基づく光電流信号をタ
ッチ位置検出部に出力する。そして、タッチ位置検出部は、このＰＩＮダイオード４５か
らの光電流信号に基づいてタッチ位置を検出する。
【００３４】
次に、表示データが表示されている液晶パネル１３の所定の位置を指あるいは入力ペン
等でタッチすると、この指あるいは入力ペンによって外光Ｌ３が遮断される。すると、こ
のタッチされた位置（タッチ位置）に対応する画素２２の受光部２４には、外光Ｌ３が入
射されなくなる。これにより、ＰＩＮダイオード４５は、外光Ｌ３の入射が遮断されたこ
とを示す光電流信号をタッチ位置検出部に出力する。そして、タッチ位置検出部は、この
外光Ｌ３の入射が遮断されたことを示す光電流信号を出力したＰＩＮダイオード４５の位
置をタッチ位置として検出する。
【００３５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態によれば、受光素子であるＰＩＮダイオード４５の上方、詳しくは入
射光としての外光Ｌ３の入射経路上であってアレイ基板１４上に、且つＰＩＮダイオード
４５よりもカラーフィルタ基板１５側に、波長選択反射層としてのコレステリック液晶層
５７を設けた。さらにそのコレステリック液晶層５７よりもカラーフィルタ基板１５側に
、表示データに基づいて配向状態が制御されるネマティック液晶１７を設けた。そして、
コレステリック液晶層５７を、外光Ｌ３のうち特定の波長の光、すなわち同一画素２２内
のフィルタ層領域３３から出射される光と同一の波長の光のみを反射するように設定した
。これにより、このコレステリック液晶層５７により反射された光が、ネマティック液晶
１７の配向状態に基づいて変調され、その変調された光が表示光Ｌ２として液晶パネル１
３の観測側に出射される。このようにＰＩＮダイオード４５の形成された受光部２４が表
示部としても機能する。従って、各画素２２内で表示部として機能する領域が従来の液晶
表示装置に比べて大幅に拡大されるため、アレイ基板１４上に受光素子としてのＰＩＮダ
イオード４５を形成したとしても、各画素２２における開口率を広く確保することができ
る。その結果、表示品質の低下を好適に抑制でき、高い表示品質を維持することができる
。
【００３６】
また、本実施形態のネマティック液晶１７の代わりに全面にコレステリック液晶を形成
して、そのコレステリック液晶の下部に受光素子を設ける構成も考えられる。しかし、こ
の構成では、表示データに応じてコレステリック液晶による波長選択範囲が変動するため
、受光素子が受光可能な外光の受光量が変動してしまう。とくに、白色や黒色の画像を表
示している画素内の受光素子については、外光を受光することができない場合がある。す
なわち、上記構成では、受光素子により受光可能な波長範囲が表示データによって制限さ
れてしまう。
【００３７】
これに対して、本実施形態の液晶表示装置１０では、外光Ｌ３が、ネマティック液晶１
７の配向状態に関わらずコレステリック液晶層５７に入射されるとともに、各画素２２の
コレステリック液晶層５７により反射される光の波長が固定である。そのため、表示デー
タに依存されずに、ＰＩＮダイオード４５により外光Ｌ３を受光することができる。すな
わち、外光Ｌ３の明るさが同一であれば、表示データが異なる場合にも、略同一の光量の
光がＰＩＮダイオード４５により受光される。従って、本実施形態の液晶表示装置１０で
は、表示データに影響されないセンシングが可能となり、タッチ位置検出の感度を向上さ
せることができる。
【００３８】
（２）本実施形態によれば、表示部２３における表示光Ｌ２を、バックライト１２から
の光Ｌ１に基づいて生成した。これにより、本実施形態の液晶表示装置１０を、暗所にお
いて使用したとしても、所望の表示データを液晶パネル１３に表示させることができる。
【００３９】
（３）本実施形態によれば、コレステリック液晶層５７を、表面が平坦化された有機平
坦化膜５６の表面に形成した。これにより、コレステリック液晶層５７のコレステリック
液晶の螺旋構造の液晶分子のピッチを調整しやすくなるため、所望の波長の光のみをより
確実に反射させることができるようになる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、第１実施形態で説明した入力機能を備えた液晶表示装置１０の電子機器への適用
について図４に従って説明する。入力機能を備えた液晶表示装置１０は、携帯電話、モバ
イル型のパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等種々の電子機器に適用できる。
【００４１】
図４は、携帯電話の構成を示す斜視図である。携帯電話７０は、複数の操作ボタン７１
と、受話口７２と、送話口７３と、上記入力機能を備えた液晶表示装置１０を用いた表示
ユニット７４とを備えている。なお、上記操作ボタン７１の代わりに、表示ユニット７４
に番号ボタン等を表示させて、例えば指でその番号ボタンをタッチすることにより操作す
るようにしてもよい。これによれば、番号ボタン等の表示サイズを自由に変更することが
可能となる。
【００４２】
なお、上記各実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・上記実施形態では、コレステリック液晶層５７を、表面が平坦化された有機平坦化膜
の表面に形成するようにしたが、これに限らず、例えば第２層間絶縁膜５５の上面にコレ
ステリック液晶層５７を形成するようにしてもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、スイッチング素子としてＴＦＴ５０に具体化したが、これに限ら
ず、例えばＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子などの薄膜ダイオード素子（ＴＦＤ素
子：Thin Film Diode素子）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用して
もよい。
【００４４】
・上記実施形態では、スイッチング素子であるＴＦＴ５０を備えた、いわゆるアクティ
ブマトリクス方式の液晶表示装置に具体化したが、パッシブマトリクス方式の液晶表示装
置に適用してもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、表示部２３においてはバックライト１２からの光Ｌ１に基づいて
表示光Ｌ２を出射する、いわゆる透過型の液晶表示装置に具体化したが、反射型の液晶表
示装置に適用してもよい。この場合、バックライト１２の代わりに反射板を設けて、遮光
膜４１，４２を削除する必要がある。また、ＴＦＴ５０の上方に、該ＴＦＴ５０への外光
Ｌ３の入射を遮断するための遮光膜を設けることが好ましい。あるいは、半透過型の液晶
表示装置に適用してもよい。
【００４６】
・上記実施形態では、液晶装置として入力機能を備えた液晶表示装置に具体化したが、
これに限らず、例えばスキャナに適用してもよい。この場合、各ＰＩＮダイオード４５に
入力される光が実際の画像の色と補色関係になるものの、ＲＧＢ３色分の光を得ることが
できるため、カラー画像を読み取ることができる。なお、この場合の光源は、バックライ
トであることが好ましい。
【００４７】
あるいは、各ＰＩＮダイオード４５を、外光検知センサとして利用してもよい。すなわ
ち、各ＰＩＮダイオード４５により得られる光電流信号に基づいて、液晶表示装置１０の
置かれる環境の明るさを判断するようにしてもよい。これによれば、例えば液晶表示装置
１０の置かれる環境が明るい場合、すなわちＰＩＮダイオード４５により得られる光電流
信号が大きくなる場合であって、且つ反射領域の表示機能が十分に機能する時、バックラ
イト１２からの光Ｌ１を暗く調整して、消費電力を低減することも可能になる。逆に、透
過領域の表示機能が支配的なときは、バックライト１２からの光Ｌ１を明るく調整して表
示を認識しやすくすることが可能になる。さらに、専用の外光センサを設ける場合に比べ
て、小型化及び低コスト化を実現することができる。
【００４８】
・上記実施形態における各画素対向領域３２の平面形状に特に制限はない。例えば、図
５に示すように各フィルタ層領域３３と各透過領域３４とをＸ矢印方向に並設するように
してもよい。なお、この場合にも、フィルタ層領域３３及び透過領域３４にそれぞれ対向
するように表示部２３及び受光部２４を形成する必要がある。
【００４９】
・上記実施形態における画像表示に関するネマティック液晶１７の配向モードは特に制
限されない。例えば、ＴＮモード、ＶＡＮモードやＳＴＮモードといった種々の配向モー
ドに設定可能である。いずれの配向モードにおいても、上記実施形態と同様の効果を得る
ことができる。このようにネマティック液晶１７の配向モードの選択自由度が高いため、
動画対応性能や視覚特性等の用途に合わせることが可能である。
【００５０】
・上記実施形態では、アレイ基板１４と対向基板としてのカラーフィルタ基板１５との
間隙に注入される液晶をネマティック液晶１７に具体化したが、スメクティック液晶に変
更してもよい。
【００５１】
・上記実施形態におけるＴＦＴ５０の構造は、ＬＤＤ構造であってもよいし、ＧＯＬＤ
構造であってもよい。
・上記実施形態では、受光素子としてＰＩＮダイオードに具体化したが、例えばＣＣＤ
、ＣＭＯＳ、ＰＮダイオード、フォトトランジスタ等を受光素子としてもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、波長選択反射層としてコレステリック液晶層５７に具体化したが
、特定の波長の光のみを選択的に反射することのできる構成であればその構成は特に制限
されない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態における入力機能を備えた液晶表示装置を示す概略斜視図。
【図２】同じく、カラーフィルタ基板を示す概略斜視図。
【図３】同じく、画素における表示部と受光部の要部断面図。
【図４】第２実施形態の携帯電話を示す斜視図。
【図５】変形例のカラーフィルタ基板を示す平面図。
【符号の説明】
【００５４】
Ｌ２…表示光、Ｌ３…入射光としての外光、１０…液晶装置としての液晶表示装置、１
２…バックライト、１４…アレイ基板、１５…対向基板としてのカラーフィルタ基板、１
７…ネマティック液晶、２２…画素、２３…表示部、２４…受光部、３３…カラーフィル
タとしてのフィルタ層領域、３４…透過領域、４５…受光素子としてのＰＩＮダイオード
、５０…スイッチング素子としてのＴＦＴ、５６…有機平坦化膜、５７…波長選択反射層
としてのコレステリック液晶層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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