(57)【要約】【課題】面発光装置から漏れる漏れ光を再利用することにより、消費電力量を相対的に低減することが可能となり、しかも形状が薄型である面発光装置及びこの面発光装置を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】光源１３と、光源１３の光を一側端面１２ａから導入し、内部を伝搬する前記光をその出射面１２ｂから出射させる導光板１２と、導光板１２に隣接して導光板１２から漏れた漏れ光を電気に変換する太陽電池１４とからなることを特徴とする面発光装置１を採用する。【選択図】　　　　図１
2004103411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源の光を一側端面から導入し、内部を伝搬する前記光をその出射面から出射させる導光板と、前記導光板に隣接して前記導光板から漏れた漏れ光を電気に変換する太陽電池とからなることを特徴とする面発光装置。
【請求項２】
前記太陽電池が、前記出射面の反対面に対向して配置されて前記反対面からの漏れ光を電気に変換するものであることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
【請求項３】
前記太陽電池が、前記一側端面の反対側にある他側端面に対向して配置されて前記他側端面からの漏れ光を電気に変換するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の面発光装置。
【請求項４】
前記太陽電池が、前記一側端面と前記他側端面との間に位置する別の側端面に対向して配置されて該別の側端面からの漏れ光を電気に変換するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の面発光装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の面発光装置と液晶表示パネルとが備えられ、前記液晶表示パネルが前記導光板の出射面に対向して配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示パネルが半透過型または全反射型の液晶表示パネルであり、前記液晶表示パネルの表示面と前記導光板の出射面とが対向していることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示パネルが半透過型または透過型の液晶表示パネルであり、前記液晶表示パネルの表示面の反対面と前記導光板の出射面とが対向していることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記太陽電池によって発電された電力を充電する充電装置が備えられていることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面発光装置及び液晶表示装置に関するものであり、特に面発光装置に太陽電池を備えることによって面発光装置または液晶表示装置の消費電力を低減させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、フロントライトパネルまたはバックライトパネルなどの面発光装置に液晶表示パネルを重ね合わせ、面発光装置から発した光を液晶表示パネルに照射して液晶表示パネルの輝度を高めるように構成した液晶表示装置が使用されている。
【０００３】
上記の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルや面発光装置の消費電力については、従来と比べて各々の消費電力がかなり低減されているが、液晶表示装置全体としては依然として消費電力量が大きい。消費電力量の大きさは、特に、液晶表示装置が携帯型情報機器等に用いられる場合に問題となることが多い。即ち、液晶表示装置を含めた携帯型情報機器の使用時間は、液晶表示装置の消費電力量と内蔵バッテリの容量とのバランスに大きく左右されるが、最近の液晶表示装置の高輝度化の要求の高まりにより、消費電力が増大する一方で使用時間が短くなる問題がある。
従って、表示の高輝度化と同時に長い使用時間を達成するには、液晶表示装置の更なる省電力化が要求される。省電力化を図る解決手段としては、従来から、下記特許文献１、２に記載された技術が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３３８９７９号公報
【特許文献２】
特開平７−３６４１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、携帯型情報機器は常に小型化や薄型化が要求されるので、表示装置自体についてもさらなる薄型化が望まれている。
【０００６】
ところで、上記の面発光装置は、一般的に、光源と該光源の光を内部に導入して出射面から出射する導光板とから構成されるが、従来の面発光装置では、光源から発した光のうちの１０〜３０％が出射面以外の部分から漏れて利用されないという欠点がある。この漏れ光を再利用できれば、面発光装置の消費電力をさらに低減できる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、面発光装置から漏れる漏れ光を再利用することにより、消費電力量を相対的に低減することが可能となり、しかも形状が薄型である面発光装置及びこの面発光装置を備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の面発光装置は、光源と、該光源の光を一側端面から導入し、内部を伝搬する前記光をその出射面から出射させる導光板と、前記導光板に隣接して前記導光板から漏れた漏れ光を電気に変換する太陽電池とからなることを特徴とする。
【０００９】
係る面発光装置によれば、導光板から漏れた漏れ光を電気に変換する太陽電池が備えられているので、漏れ光を再利用することができ、面発光装置の消費電力を相対的に低減することができる。
【００１０】
また本発明の面発光装置は、先に記載の面発光装置であり、前記太陽電池が、前記出射面の反対面に対向して配置されて前記反対面からの漏れ光を電気に変換するものであることを特徴とする。
【００１１】
係る面発光装置によれば、前記太陽電池が前記出射面の反対面に対向して配置されているので、反対面からの漏れ光を再利用することができ、面発光装置の消費電力を低減することができる。
【００１２】
また本発明の面発光装置は、先に記載の面発光装置であり、前記太陽電池が、前記一側端面の反対側にある他側端面に対向して配置されて前記他側端面からの漏れ光を電気に変換するものであることを特徴とする。
【００１３】
係る面発光装置によれば、太陽電池が他側端面に対向して配置されているので、他側端面からの漏れ光を再利用することができ、面発光装置の消費電力を低減することができる。
【００１４】
また本発明の面発光装置は、先に記載の面発光装置であり、前記太陽電池が、前記一側端面と前記他側端面との間に位置する別の側端面に対向して配置されて該別の側端面からの漏れ光を電気に変換するものであることを特徴とする。
【００１５】
係る面発光装置によれば、太陽電池が別の側端面に対向して配置されているので、この別の側端面からの漏れ光を再利用することができ、面発光装置の消費電力を低減することができる。
【００１６】
次に本発明の液晶表示装置は、先のいずれかに記載の面発光装置と液晶表示パネルとが備えられ、前記液晶表示パネルが前記導光板の出射面に対向して配置されていることを特徴とする。
【００１７】
係る液晶表示装置によれば、上記の面発光装置が備えられているので、出射面からの光によって液晶表示パネルの輝度を高めることができるとともに、太陽電池で得た電気を利用することで液晶表示装置全体の消費電力を低減することができる。
【００１８】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記液晶表示パネルが半透過型または全反射型の液晶表示パネルであり、前記液晶表示パネルの表示面と前記導光板の出射面とが対向していることを特徴とする。
【００１９】
係る液晶表示装置によれば、導光板を含む面発光装置をフロントライトパネルとして利用できる。
尚、係る液晶表示装置においては、太陽電池を導光板の他側端面または別の側端面に対向配置することが好ましい。また液晶表示パネルが半透過型の場合は、太陽電池を液晶表示パネルの表示面と反対側の面に配置し、導光板から発して液晶表示パネルを通過した光を発電に利用するようにしても良い。
【００２０】
また本発明の液晶表示装置は、先に記載の液晶表示装置であり、前記液晶表示パネルが半透過型または透過型の液晶表示パネルであり、前記液晶表示パネルの表示面の反対面と前記導光板の出射面とが対向していることを特徴とする。
【００２１】
係る液晶表示装置によれば、導光板を含む面発光装置をバックライトパネルとして利用できる。
尚、係る液晶表示装置においては、太陽電池を導光板の他側端面または別の側端面に対向配置することが好ましい。また液晶表示パネルが半透過型の場合は、太陽電池を導光板の反対面に対向配置し、半透過型液晶表示パネルの表示面の反対側に反射されて導光板を透過した光を発電に利用するようにしても良い。
【００２２】
また本発明の液晶表示装置には、前記太陽電池によって発電された電力を充電する充電装置が備えられていてもよい。
係る面発光装置によれば、充電装置が備えられているので、太陽電池により得られた余剰な電気を一時的に溜めておくことができ、電気の有効利用が可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、本明細書において参照される各図面は、面発光装置や液晶表示装置の構成を説明するためのものであり、各部の大きさや厚さや寸法などは実際の面発光装置や液晶表示装置とは異ならしめてある。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態の面発光装置の一例を示す側面図である。図１に示す面発光装置１は、透明な導光板１２と、この導光板１２の一側端面１２ａに配置された発光素子１１を備える棒状の光源１３と、導光板１２の下面に対向して配置された太陽電池パネル１４（太陽電池）とから概略構成されている。
また図２には、図１の導光板１２に光源１３を取り付けた状態を斜視図で示す。
【００２５】
図１及び図２に示すように、導光板１２は、光源１３からの光を内部に導入して出射面全体から均一な光として出射させるものであり、透明なアクリル樹脂などから構成されている。図１に示すように導光板１２の図中上面は、光源１３からの光が出射される出射面１２ｂとされており、この出射面１２ｂと反対側（導光板１２の図中下面側）は、導光板１２の内部を伝搬する光の伝搬方向を変えるための反射面１２ｃとされている。
導光板１２を構成する材料としては、上記アクリル系樹脂のほかポリカーボネート系樹脂、エポキシ樹脂などの透明な樹脂材料や、ガラスなどを用いることができる。
【００２６】
導光板１２の出射面１２ｂは、光源１３からの光を面全体から均一に出射させるために、表面粗さ１０ｎｍ以下の平滑な面とされている。この出射面１２ｂ上には、導光板１２の内部または外部からこの出射面１２ｂを通過する光の反射を防ぐための反射防止膜が設けられていてもよい。
【００２７】
反射面１２ｃには、導光板１２の内部を伝搬する光の一部を反射させてその伝搬方向を変えるために出射面１２ｂに対して傾斜して形成された第１の斜面部１６と、この第１の斜面部１６より緩やかな傾斜角度を有して形成された第２の斜面部１７が交互に連続して複数形成されている。この反射面１２ｃにも上記出射面１２ｂと同様に反射防止膜を設けてもよい。
第１の斜面部１６の出射面１２ｂに対する傾斜角度は、４０〜５０度程度とすることが好ましく、第２の斜面部１７は、出射面１２ｂに対する傾斜角度を５度以下として出射面１２ｂと概ね平行とすることが好ましい。これは、第１の斜面部１６が、導光板１２の内部を伝搬する光の伝搬方向を出射面１２ｂに向かう側に変える作用を供するのに対して、第２の斜面部１７が導光板１２の内部を伝搬する光を反射させて光源１３から遠ざかる方向に送る作用を供するものであるからである。
また、上記第１の傾斜部１６は、出射面１２ｂにおける輝度の分布を均一にするために１００μｍ〜３００μｍ程度の間隔で形成されていることが好ましく、その導光板１２の厚さ方向の幅は、出射光量を大きくするために３μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。
【００２８】
尚、図１及び図２に示す導光板１２では、反射面１２ｃの形状を、２つの斜面部１６、１７が交互に連続した三角波状としているが、反射面１２ｃの形状はこれに限られるものではなく、この他にも、特に限定されるものではないが、斜面部１６、１７によって形成されるくさび状の溝の間に出射面１２ｂとほぼ平行な平坦部を設けた台形状が連続した形状としたものや、反射面１２ｃに球面の一部を成す凹部を複数形成した形状、あるいは球体の一部を成す凸部を反射面１２ｃ上に複数形成した形状などを挙げることができる。
【００２９】
次に、図１及び図２に示すように、光源１３は、導光板１２の一側端面１２ａに光を照射する棒状の光源であり、具体的には棒状導光体１３ａの一端面または両端面に白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子１１を備えたものが好適に用いられる。棒状導光体１３ａは発光素子１１、１１から出射された光を導光板１２に照射させるために光の照射方向を制御するためのもので、内部に光を屈折するための図示略のプリズム面が形成されている。この棒状導光体１３ａは、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂などの透明な樹脂材料から構成され、場合によってはガラス製であってもよい。
尚、光源１３は導光板１２の一側端面１２ａに光を導入しうるものであれば問題なく用いることができ、例えば導光板１２の一側端面１２ａに沿って発光素子を並べたり、棒状の冷陰極管を用いたり、白色ＬＥＤの代わりに有機ＥＬ素子を用いたりするなど、導光板１２の一側端面１２ａに均一に光を照射することができるものであれば、いずれのものも好適に用いることができる。
【００３０】
次に図１に示すように太陽電池１４は、導光板１２に隣接して導光板１２から漏れた漏れ光を電気に変換するパネル状のもので、出射面１２ｂと反対側の反射面１２ｃの全面に対向して配置されている。太陽電池１４は、例えば、単結晶Ｓｉ太陽電池、アモルファスＳｉ太陽電池、化合物薄膜太陽電池などを用いることができる。
図１の破線矢印で示すように、導光板１２の内部に導入された光は、その大部分が反射面１２ｃにより反射されて出射面１２ｂから出射されるが、一部の光は反射面１２ｃから導光板１２の外部に漏れる。この漏れた光が太陽電池１４によって電気に変換される。
【００３１】
上記の面発光装置１によれば、反射面１２ｃから漏れた漏れ光を太陽電池１４が受けて電気に変換するように構成されているので、漏れ光を電気に変換して再利用することができ、面発光装置１の消費電力を相対的に低減することができる。
また、パネル状の太陽電池１４を備えているので、面発光装置１を薄型にすることができる。
【００３２】
次に、図３及び図４には、面発光装置の他の例を示す。図３及び図４に示す面発光装置２１は、透明な導光板１２と、この導光板１２の一側端面１２ａに配置された発光素子１１を備える棒状の光源１３と、導光板１２の他側端面１２ｄに対向して配置された棒状の太陽電池２５とから概略構成されている。
尚、図３及び図４に示す導光板１２及び光源１３は、図１及び図２で説明した導光板及び光源と同一構成のものなので、以後の説明では、導光板及び光源に関して図１及び図２の説明と重複する説明を省略する。
【００３３】
図３及び図４に示す光源１３は、棒状導光体１３ａの一端面または両端面に白色ＬＥＤなどの発光素子１１を備えたものが好適に用いられる。
棒状導光体１３ａについてさらに詳細に説明すると、この棒状導光体１３ａの側面のうち、導光板１２と反対側の面には、図１及び図２にて図示を省略したプリズム形状のプリズム面１３ｂがあり、発光素子１１、１１から棒状導光体１３ａに導入された光をこの面で反射させることで、導光板１２側へ光の伝搬方向を変え、導光板１２の一側端面１２ａ側に発光素子１１、１１から出射された光を照射するようになっている。
【００３４】
太陽電池２５は、導光板１２に隣接して導光板１２から漏れた漏れ光を電気に変換するする棒状のもので、他側端面１２ｄに対向して配置されている。太陽電池２５は、図１及び図２に示した太陽電池１４と同様に、単結晶Ｓｉ太陽電池、アモルファスＳｉ太陽電池、化合物薄膜太陽電池などを適用することができる。
【００３５】
棒状導光体１３ａによって伝搬方向を変えられた光の大部分は、導光板１２の一側端面１２ａに対してほぼ垂直な角度で導光板１２内に入射し、反射面１２ｃで反射されて出射面１２ｂから出射される。
ところで、一側端面１２ａに対してほぼ垂直な角度で入射された光の一部は、面発光装置１の場合と同様に反射面１２ｃから外部に漏れるが、この他に一側端面１２ａと反対側にある他側端面１２ｄから漏れる光もある。この漏れ光も以外に割合が多く、１５〜２０％に達することがある。
即ち、図３及び図４の矢印で示すように、導光板１２の内部に導入された光の一部が、反射面１２ｃに一度も当たることなく直接に他側端面１２ｄまで到達し、そこから外部に出射されて漏れ光となる。この漏れ光は太陽電池２５によって電気に変換される。
【００３６】
以上のように、上記の面発光装置２１によれば、他側端面１２ｄから漏れた漏れ光を太陽電池２５で電気に変換するので、漏れ光を再利用することができ、面発光装置２１の消費電力を相対的に低減することができる。
【００３７】
次に、図５には、面発光装置のその他の例を示す。図５に示す面発光装置４１は、導光板１２と、この導光板１２の一側端面１２ａに配置された発光素子１１を備える棒状の光源１３と、導光板１２の別の側端面１２ｅに対向して配置された棒状の太陽電池４５とから概略構成されている。
尚、図５に示す導光板１２及び光源１３は、図１〜図４で説明した導光板及び光源と同一構成のものなので、以後の説明では、導光板及び光源に関して図１〜４の説明と重複する説明を省略する。
【００３８】
図５に示す光源１３には、棒状導光体１３ａの一端面または両端面に白色ＬＥＤなどの発光素子１１を備えたものが好適に用いられる。
棒状導光体１３ａの側面のうち、導光板１２と反対側の面には、図３及び図４の場合と同様のプリズム形状のプリズム面１３ｂがあり、発光素子１１、１１から棒状導光体１３ａに導入された光をこの面で反射させることで、導光板１２側へ光の伝搬方向を変え、導光板１２の一側端面１２ａ側に発光素子１１、１１から出射された光を照射するようになっている。
【００３９】
太陽電池４５は、導光板１２に隣接して導光板１２から漏れた漏れ光を電気に変換する棒状のもので、別の側端面１２ｅに対向して配置されている。太陽電池４５は、図１及び図２に示した太陽電池と同様に、単結晶Ｓｉ太陽電池、アモルファスＳｉ太陽電池、化合物薄膜太陽電池などを適用することができる。
【００４０】
棒状導光体１３ａによって伝搬方向を変えられた光は、その大部分が導光板１２の一側端面１２ａに対してほぼ垂直な角度で導光板１２内に入射し、反射面１２ｃによって出射面１２ｂから出射される。
また、導光板１２の一側端面１２ａに対してほぼ垂直な角度で入射した光のうちの一部は、上述の面発光装置１、２１の場合と同様に反射面１２ｃ及び他側端面１２ｄから外部に漏れる。
【００４１】
さらに、一側端面１２ａに対して垂直方向から傾いた角度で入射する光もあり、このような光は、一側端面１２ａと他側端面１２ｄの間に挟まれた別の側端面１２ｅ、１２ｆから外部に漏れる。
即ち、図５の矢印で示すように、導光板１２の内部に導入された光の一部が、反射面１２ｃに一度も当たることなく別の側端面１２ｅまで到達し、そこから外部に漏れる。この漏れた光は太陽電池４５により電気に変換される。
【００４２】
以上のように、上記の面発光装置４１によれば、別の側端面１２ｅから漏れた漏れ光を太陽電池４５で電気に変換するように構成されているので、漏れ光を再利用することができ、面発光装置４１の消費電力を相対的に低減することができる。
尚、上記の面発光装置４１では、図５の破線で示すように、側端面１２ｅと反対側の別の側端面１２ｆ側に太陽電池４６を設けても良く、更に図３の場合と同様に他側端面１２ｄに太陽電池４７を設けてもよい。更に、図１の場合と同様にパネル状の太陽電池を反射面１２ｃに対向配置させても良い。
【００４３】
次に、上記の面発光装置を液晶表示装置に適用した例について説明する。
図６には、面発光装置をバックライトパネルとして適用した液晶表示装置の一例を示す。この液晶表示装置３１は、バックライトパネルとしての面発光装置３０と、液晶表示パネル５０とから構成されている。
【００４４】
液晶表示パネル５０は、いわゆる透過型の液晶表示パネルといわれるのもので、液晶層５３を挟持して対向するガラスなどからなる第１の基板５１と、第２の基板５２をシール材５４で接合一体化して構成されている。第２の基板５２の液晶層５３と反対側の面が表示面５０ａとされている。
第１の基板５１の液晶層５３側の面には表示回路５６が形成されており、第２の基板５２の液晶層５３側の面には表示回路５７が形成されている。このように液晶表示パネル５０は、外部から入射した光を透過する透過型の液晶表示パネルとされている。
表示回路５６および５７は、図示されていないが液晶層５３を駆動するための透明導電膜等からなる電極層や液晶層５３の配向を制御するための配向膜等を含むものである。また、場合によってはカラー表示を行うためのカラーフィルタなどを有する構成であってもよい。
【００４５】
面発光装置３０は、透明な導光板３２と、この導光板３２の一側端面３２ａに配置された棒状の光源３３と、導光板３２の下面及び他側端面に対向して配置された太陽電池３４、３５とから概略構成されている。
【００４６】
導光板３２は、液晶表示パネル５０の表示面５０ａの反対面５０ｂ側に配置されて液晶表示パネル５０の表示の輝度を高めるものである。図６に示すように導光板３２の図中上面が出射面３２ｂとされており、この出射面３２ｂと反対側（導光板３２の図中下面側）は、導光板３２の内部を伝搬する光の伝搬方向を変えるための反射面３２ｃとされている。
【００４７】
反射面３２ｃには、導光板３２の内部を伝搬する光の一部を反射させてその伝搬方向を変えるために出射面１２ｂに対して傾斜して形成された第１の斜面部３６と、この第１の斜面部３６より緩やかな傾斜角度を有して形成された第２の斜面部３７が交互に連続して複数形成されている。第１の斜面部３６の出射面３２ｂに対する傾斜角度は、４０〜５０度程度とすることが好ましく、第２の斜面部３７は、出射面３２ｂに対する傾斜角度を５度以下とすることが好ましい。尚、第１の斜面部３６は、例えば図６に示すように、反射面３２ｃの表面に断面視Ｖ字状の溝３２ｇを設けることにより形成される。
【００４８】
次に、図６に示すように、光源３３は、導光板３２の一側端面３２ａに光を照射するもので、具体的には棒状の冷陰極管を例示できる。
【００４９】
次に図６に示すように太陽電池３４は、導光板３２の反射面３２ｃの全面に対向して配置されている。また、太陽電池３５は、一側端面３２ａと反対側の他側端面３２ｄに対向して配置されている。
各太陽電池３４、３５は、例えば、単結晶Ｓｉ太陽電池、アモルファスＳｉ太陽電池、化合物薄膜太陽電池などを用いることができる。
【００５０】
光源３３から導光板３２に導入された光は、その大部分が反射面３２ｃにより反射されて出射面３２ｂから出射され、液晶表示パネル５０を透過して表示面５０ａから再び出射される。
また、導光板３２に導入された光のうち、一部の光は反射面３２ｃから導光板３２の外部に漏れる。この漏れた光は太陽電池３４によって電気に変換される。さらに、導光板３２に導入された光のうち、別の一部の光は他側端面３２ｄから導光板３２の外部に漏れる。この漏れた光は太陽電池３５によって電気に変換される。
【００５１】
上記の液晶表示装置３１によれば、導光板３２の反射面３２ｃ及び他側端面３２ｄから漏れた漏れ光を太陽電池３４、３５で電気に変換することができ、さらに得られた電気を面発光装置３０または液晶表示パネル５０の電源として利用することができ、液晶表示装置３１の消費電力を低減することができる。
【００５２】
次に図７には、面発光装置をバックライトパネルとして適用した液晶表示装置の他の例を示す。この液晶表示装置６１は、バックライトパネルとして面発光装置６０と、液晶表示パネル７０とから構成されている。
【００５３】
液晶表示パネル７０は、いわゆる半透過型の液晶表示パネルといわれるのもので、液晶層７３を挟持して対向するガラスなどからなる第１の基板７１と、第２の基板７２をシール材７４で接合一体化して構成されている。第２の基板７２の液晶層７３と反対側の面が表示面７０ａとされている。
第１の基板７１の液晶層７３側の面には半透過反射板７５と表示回路７６とが順に積層されており、第２の基板７２の液晶層７３側の面には表示回路７７が形成されている。
【００５４】
半透過反射板７５は、透明の基板上に薄膜の反射膜を積層して半透過性としたものや、透明の基板上に多数の開口部を有する反射膜を積層して半透過性としたものを例示できる。この半透過反射板７５は、１５〜３０％程度の光透過率を示すもので、周囲光を利用して反射型のモードで表示をする場合、７０〜８５％の反射光が表示面７０ａ側に反射されて表示が行われる。しかし、面発光装置６０が点灯されると、面発光装置６０から受けた光のうち、１５〜３０％程度の光を表示面７０ａ側に透過させ、残りの７０〜８５％の光を面発光装置６０側に反射させる。
【００５５】
また、表示回路７６および７７は、図６に示した表示回路５６、５７とほぼ同じ構成であり、液晶層７３を駆動する電極層や配向膜等を含み、場合によってはカラーフィルタなどを有している。
【００５６】
面発光装置６０は、導光板１２と、この導光板１２の一側端面１２ａに配置された棒状の光源１３と、導光板１２の下面及び他側端面に対向して配置された太陽電池６４、６５とから概略構成されている。
導光板１２及び光源１３は、図１〜図５に示した導光板及び光源と同一構成のものであり、導光板１２が液晶表示パネル７０の表示面７０ａの反対面７０ｂ側に配置されている。
【００５７】
太陽電池６４は導光板１２の反射面１２ｃの全面に対向して配置され、太陽電池６５は一側端面１２ａと反対側の他側端面１２ｄに対向して配置されている。各太陽電池６４、６５は、例えば、単結晶Ｓｉ太陽電池、アモルファスＳｉ太陽電池、化合物薄膜太陽電池などを用いることができる。
【００５８】
光源１３から導光板１２に導入された光は、その大部分が反射面１２ｃにより反射されて出射面１２ｂから出射され、液晶表示パネル７０に照射される。
液晶表示パネル７０に照射された光のうち、１５〜３０％の光は半透過反射板７５を透過して表示面７０ａ側に透過する（図中矢印Ａ）。また、残りの７０〜８５％の光は半透過反射板７５により反射されて導光板１２を透過し、太陽電池６４に照射される（図中矢印Ｂ）。
さらに、導光板１２に導入された光のうち、一部の光は反射面１２ｃから導光板１２の外部に漏れ、この漏れた光が太陽電池６４に照射される（図中矢印Ｃ）。
上記の漏れ光Ａ、Ｂ、Ｃは太陽電池６４によって電気に変換される。
【００５９】
また、導光板１２に導入された光のうち、別の一部の光は他側端面１２ｄから導光板１２の外部に漏れる（図中矢印Ｄ）。この漏れた光Ｄは太陽電池６５によって電気に変換される。
【００６０】
上記の液晶表示装置６１によれば、導光板１２の反射面１２ｃ及び他側端面１２ｄから漏れた漏れ光を太陽電池６４、６５で電気に変換することができ、さらに得られた電気を面発光装置６０または液晶表示パネル７０の電源として利用することができ、液晶表示装置６１の消費電力を低減することができる。
また、液晶表示パネル７０の半透過反射板７５によって反射された光も太陽電池６４により電気に変換されるので、この電気を再利用することにより大幅な省電力化を達成することができる。
【００６１】
次に図８には、面発光装置をフロントライトパネルとして適用した液晶表示装置の一例を示す。この液晶表示装置８１は、フロントライトパネルとしての面発光装置８０と、液晶表示パネル７０とから構成されている。
【００６２】
液晶表示パネル７０は、図７で説明した半透過の液晶表示パネルと類似構成のもので、液晶層７３を挟持する第１、第２の基板７１、７２とシール材５４とから該略構成され、第２の基板７２の液晶層７３と反対側の面が表示面７０ａとされている。また第１の基板７１には半透過反射板７５と表示回路７６が形成され、第２の基板５２には表示回路７７が形成されている。
また液晶表示パネル７０は、半透過型に限定されるものではなく、半透過反射膜の代わりに全反射膜を設けて全反射型の液晶表示パネルとしてもよい。
【００６３】
面発光装置８０は、導光板１２と、この導光板１２の一側端面１２ａに配置された棒状の光源１３と、導光板１２の他側端面１２ｄに対向して配置された太陽電池８５とから概略構成されている。
導光板１２及び光源１３は、図１〜図５に示した導光板及び光源と同一構成のものであり、導光板１２が液晶表示パネル７０の表示面７０ａに対向して配置されている。
【００６４】
光源１３から導光板１２に導入された光は、その大部分が反射面１２ｃにより反射されて出射面１２ｂから出射され、液晶表示パネル７０に照射された後、半透過反射板７５により反射されて表示面７０ａから再び出射される。
また、導光板１２に導入された光のうち、一部の光は他側端面１２ｄから導光板１２の外部に漏れる。この漏れた光は太陽電池８５によって電気に変換される。
【００６５】
上記の液晶表示装置８１によれば、導光板１２の他側端面１２ｄから漏れた漏れ光を太陽電池８５で電気に変換することができ、さらに得られた電気を面発光装置８０または液晶表示パネル７０の電源として利用することができ、液晶表示装置８１の消費電力を低減することができる。
【００６６】
また、上記の液晶表示装置８１では、液晶表示パネル７０を半透過型とした場合に、図中破線で示すように、液晶表示パネル７０の反対面７０ｂ側に別の太陽電池８４を配置しても良い。
液晶表示パネル７０を半透過型とした場合は、導光板１２から液晶表示パネル７０に照射された光のうち、７０〜８５％の光は半透過反射板７５により反射されるが、残りの１５〜３０％の光は半透過反射板７５を透過して反対面７０ｂ側に漏れる。この漏れた光を太陽電池８４に照射させて電気に変換することで、液晶表示装置８１の消費電力を大幅に低減することができる。
さらに、上記の液晶表示装置８１では、導光板１２の反射面１２ｃ側に対向する透明太陽電池パネルを配置しても良い。
【００６７】
また、図６〜図８で説明した液晶表示装置３１、６１、８１では、太陽電池を導光板の反射面若しくは他側端面に対向配置させた例を説明したが、太陽電池を導光板の別の側端面に対向配置させても良い。即ち、図５における別の側端面１２ｅ、１２ｆに相当する面に太陽電池を配置しても良い。
更に、図６及び図７において、太陽電池３４、６４または太陽電池３５、６５のいずれか一方を省略してもよい。
【００６８】
更に、図６〜図８で説明した液晶表示装置３１、６１、８１には、各太陽電池により得られた電気を充電する充電装置が備えられていてもよい。充電装置の具体例としては、充電回路を備えた二次電池や、キャパシターなどを例示できる。この充電装置によって、太陽電池により得られた余剰な電気を一時的に溜めておくことができ、電気を有効に利用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の面発光装置によれば、導光板から漏れた漏れ光を電気に変換する太陽電池が備えられているので、漏れ光を再利用することができ、面発光装置の消費電力を相対的に低減することができる。
更に、本発明の液晶表示装置によれば、上記の面発光装置が備えられているので、出射面からの光を液晶表示パネルの照明として利用できるとともに、液晶表示装置全体の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である面発光装置の一例を示す側面図。
【図２】図１の面発光装置を構成する光源及び導光板を示す斜視図。
【図３】本発明の実施形態である面発光装置の他の例を示す側面図。
【図４】図３に示す面発光装置の平面図。
【図５】本発明の実施形態である面発光装置のその他の例を示す平面図。
【図６】本発明の実施形態である液晶表示装置の一例を示す断面図。
【図７】本発明の実施形態である液晶表示装置の他の例を示す断面図。
【図８】本発明の実施形態である液晶表示装置のその他の例を示す断面図。
【符号の説明】
１、２１、３０、４１、６０、８０　面発光装置
１２、３２　導光板
１２ａ、３２ａ　一側端面
１２ｂ、３２ｂ　出射面
１２ｃ、３２ｃ　反射面（出射面の反対面）
１２ｄ、３２ｄ　他側端面
１２ｅ、１２ｆ　別の側端面
１３、３３　光源
１４、１５、３４、３５、６４、６５、８４、８５　太陽電池
５０、７０　液晶表示パネル
５０ａ、７０ａ　表示面
５０ｂ、７０ｂ　反対面（表示面の反対面）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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