(57)【要約】【課題】補助光源付き反射型液晶表示装置において、低消費電力化の観点から補助光源の輝度を自動的に調整する機能が有効であるが、輝度の自動調整のためには周囲光を検出する手段が別途必要となる。【解決手段】反射型液晶としての表示機能を持つ表示部１００と太陽電池としての光電変換機能を持つ太陽電池部２００の両方を備えた反射型液晶表示装置に補助光源として調光機能付補助光源部３０１を付加し、制御部３０２は太陽電池部２００から得た発電量情報に基づき輝度情報を決定し、調光機能付き補助光源部３０１の光量を調整する。【選択図】図３
2005274832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の散乱もしくは波長選択性による反射と透過を選択する液晶セルを用いた表示部と、
太陽電池部と、
前記表示部を照射可能な位置に配置された補助光源部とを備え、
前記表示部と前記太陽電池部を積層し、
前記補助光源部は周囲が暗い場合に前記表示部を照射することを特徴とする補助光源付き反射型液晶表示装置。
【請求項２】
補助光源部を輝度情報に基づき輝度を調整する調光機能付き補助光源部に置き換え、
太陽電池部から得られた発電量情報に基づき、前記発電量が基準値より小さい場合には輝度を大きくし、基準値より大きい場合には輝度を小さくする輝度情報を生成して前記調光機能付き補助光源部に通知する制御部をさらに加えたことを特徴とした請求項１記載の補助光源付き反射型液晶装置。
【請求項３】
表示部は、液晶セルの両面を２つの透明電極で挟み、
前記透明電極のそれぞれをガラス基板で支持する構成とし、
前記液晶セルは、前記２つの透明電極間で生成された電界により光の散乱もしくは選択性により反射と透過を選択することを特徴とする請求項１または請求項２の補助光源付き反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部からの光エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を付加した補助光源付き反射型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外での使用を前提とするモバイル機器は、電池等により力を得ていることから、省電力化が重要である。反射型液晶表示装置は、外部からの入射光の反射率を液晶セル単位で制御し、表示を行うものであり、透過型液晶表示装置と異なりバックライトが不要である。透過型液晶表示装置の消費電力の大半はバックライトであり、バックライトが不要な反射型液晶表示装置は、低消費電力の表示装置として広く用いられている。
【０００３】
但し、反射型液晶表示装置は、周囲光が少ない場合、表示内容の視認性が低下する。このことから表示面を直接照射するためにフロントライト等の補助光源を備えた装置もある。この場合であっても周囲が十分明るい場合には補助光源は不要であり、透過型液晶表示装置と比べ、省電力な表示装置であると言える。
【０００４】
一方、自然界のエネルギーを効率的に利用するために太陽電池等の電気エネルギー生成手段の開発が進み、住宅や建築施設等では実用化されている。しかしながら、光電変換効率には制限があり、然るべき電力を得るためには太陽電池の設置面積を確保する必要がある。よって小型、薄型等が要件となるモバイル機器において太陽電池を応用する場合には、その装着場所の確保が課題であった。
【０００５】
この改善策として、省電力のために反射型液晶と太陽電池を組み合わせた表示装置等も提案されている。光の波長選択性による反射と透過を液晶セルで選択し、液晶セルで反射された光は、明状態の表示として視認される。液晶セルを透過した光は、吸収層として設けられた太陽電池に吸収され暗状態の表示として視認される。これにより、表示と光電変換を同時に実現できる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−１４７７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この反射型液晶表示装置は、補助光源がなく周囲が暗い場合には視認性が悪くなる。よって周囲が暗い場合での視認性を向上するために、補助光源を付加する等の手段を講じる必要がある。
【０００７】
解決しようとする問題点は、補助光源付き反射型液晶において、低消費電力化の観点から補助光源の輝度を自動的に調整する機能の実現が有効であるが、輝度の自動調整のためには周囲光を検出する手段が別途必要となる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
太陽電池による光電変換機能を付加した補助光源付き反射型液晶表示装置において、太陽電池からの発電量に応じて、補助光源の光量を自動的に調整することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の補助光源付き反射型液晶表示装置は、太陽電池としての光電変換機能と補助光源の光量を自動的に調整する機能とを有することから、低消費電力であるということと、補助光源の光量を自動的に制御する上での光検出手段を別途追加する必要がないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
反射型液晶において、補助光源の自動制御に使用する部品追加を抑えるという目的を、電気エネルギー生成のために内蔵した太陽電池からの発電結果を利用して光検出機能を兼用することで実現した。
【００１１】
（実施の形態１）
図１に本発明の補助光源付き反射型液晶表示装置の構成を示す図を示す。
【００１２】
図１において、表示部１００と太陽電池部２００は積層され、表示部１００は、外部からの入射光を反射して表示を行い、太陽電池部２００は表示部１００から透過された光を吸収し光電変換を行い、補助光源部３００は、周囲が暗い場合に表示部１００を照射する。
【００１３】
表示部１００と太陽電池部２００は、一種の反射型液晶表示装置として動作する。この構成例を図２に示す。図２に示すように、液晶セル１０２は２つの外面透明電極１０５、内面透明電極１０６に挟まれ、外面透明電極１０５、内面透明電極１０６は、それぞれ外面ガラス基板１０１、内面ガラス基板１０３で支持されている構成となっている。
【００１４】
外面ガラス基板１０１は、本実施の形態の補助光源付き反射型液晶表示装置の表示面に相当する。通常、ガラス基板であるがプラスチック及びその他透明性のある基板やあるいはフレキシブル性を有するフィルム基板であっても良い。外光が外面ガラス基板１０１を通じて入射し、外面透明電極１０５を透過し、液晶セル１０２で光の散乱もしくは波長選択性による反射を行うか、光の透過のいずれかを行う。このような光学的性質を持つ液晶材料としては、コレステリック・ネマティック相転移型セルや高分子液晶複合膜を散乱型として用いるセルや、コレステリック液晶ゲル型セル等が知られており、これらの何れであっても実現可能である。また流動性微粒子ディスプレイでも同様に実現可能である。前述した光の反射と透過の選択が可能なものであれば、特に限定する必要はない。
【００１５】
液晶セル１０２での光の反射と透過は外面透明電極１０５と内面透明電極１０６で生成する電界で制御する。液晶セル１０２で入射光が散乱による反射もしくは波長選択性による反射を行う場合には、その反射光は、外面透明電極１０５及び外面ガラス基板１０１を通じて表示装置外部へと透過され表示として視認される。一方液晶セル１０２で光の透過を行う場合には、透過した光は内面透明電極１０６及び内面ガラス基板１０３を通じて太陽電池部２００へ到達する。
【００１６】
太陽電池部２００では液晶セル１０２から透過された光を吸収し光電変換を行う。この場合、太陽電池部２００で吸収された光は表示面に到達できないため、太陽電池部２００の光の吸収特性に応じた色が知覚される。光の吸収によって表現される色は黒が好ましいが、黒以外の色を表現しても良い。
【００１７】
なお太陽電池部２００の種類については特に限定しない。半導体や半導体化合物を用いたものであっても良く、また色素増感型太陽電池や有機太陽電池もしくは湿式太陽電池等であっても良い。
【００１８】
補助光源部３００は、周囲が暗い場合に点灯することにより、照射光は、外光と同様に表示部１００を照射するので、表示内容の視認性を向上することができる。
【００１９】
上記に加えて本実施の形態において、太陽電池部２００で光電変換した電力を、補助光源部３００で使用しても良いし、装置内外で使用あるいは充電しても良い。
【００２０】
このような構成により、反射型液晶としての表示機能と太陽電池としての光電変換機能の両方を備えるため省電力であり、かつ補助光源を有することにより周囲が暗い場合の表示内容の視認性を向上できる。
【００２１】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における補助光源付き反射型液晶表示装置の構成を示す図である。
【００２２】
図３において、実施の形態１と同じ動作を行う構成要素については、同じ符号を付与し、説明を省略する。図３において、制御部３０２は太陽電池部２００から得た発電量情報に基づき輝度情報を生成し、調光機能付き補助光源部３０１は、輝度情報に基づき光量を変更する。
【００２３】
即ち本構成は、実施の形態１の構成の補助光源部３００を調光機能付き補助光源部３０１に置き換え、制御部３０２を付加したものである。
【００２４】
制御部３０２は、太陽電池部２００から得た発電量情報に基づき輝度情報を生成する。調光機能付き補助光源部３０１は、輝度情報に基づき光量を変更する。本実施の形態では、周囲が暗い場合にのみ調光機能付き補助光源部３０１から照射される光量を増やすように制御する。
【００２５】
制御部３０２による制御の一例を以下に示す。太陽電池部２００から発電量情報により通知された発電量が、予め決定した基準値に満たない場合には、調光機能付き補助光源部３０１に対して輝度情報を介して「点灯」を通知する。また太陽電池部２００から発電量情報により通知された発電量が、予め決定した基準値以上の場合には、調光機能付き補助光源部３０１に対して輝度情報を介して「消灯」を通知する。
【００２６】
さらに制御部３０２による制御で、調光機能付き補助光源部３０１の輝度を調節しても良い。太陽電池部２００の発電量が基準値に満たない場合には、調光機能付き補助光源部３０１の光量を発電量の減少に応じて増加させても良い。
【００２７】
太陽電池部２００から得られる発電量情報の基準値は、本補助光源付き反射型液晶表示装置が、周囲光の不足により視認性が劣化し補助光源の点灯が必要になる場合における発電量情報を予め実測することにより定める。
【００２８】
上記に加えて本実施の形態において、太陽電池部２００で光電変換した電力を、調光機能付き補助光源部３０１で使用しても良いし、装置内外で使用あるいは充電しても良い。
【００２９】
このような構成により、反射型液晶としての表示機能と太陽電池としての光電変換機能の両方を備えるため省電力であり、かつ補助光源を有することにより周囲が暗い場合の表示内容の視認性を向上できる。また補助光源の光量を自動的に制御可能であり、なおかつ制御する上で必要な光検出手段を別途追加する必要がない。
【００３０】
なお本発明は、反射型カラー液晶の場合にも適応できる。この場合のカラー化の方法としては、赤青緑の各三色を透過するカラーフィルタを用いた並置加法混色や、光の波長選択や色素等でシアン、マゼンタ、イエローの各三色の反射及び透過を選択する液晶セル層を重ねて実現する減法混色のいずれであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
太陽電池としての光電変換機能と補助光源の光量を自動的に調整する機能とを有した省電力志向の反射型液晶表示装置であり、各種モバイル機器及び少ない電力で長時間表示を保持し続ける必要のある電子ブック等へ適用できる。
【００３２】
またモバイル機器以外の一般的な表示装置においても、省電力という利点を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における補助光源付き反射型液晶表示装置の構成を示す図
【図２】同表示部、太陽電池部の詳細な構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態２における補助光源付き反射型液晶表示装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１００  表示部
１０１  外面ガラス基板
１０２  液晶セル
１０３  内面ガラス基板
１０５  外面透明電極
１０６  内面透明電極
２００  太陽電池部
３００  補助光源部
３０１  調光機能付き補助光源部
３０２  制御部
【図１】
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【図２】
2005274832.tif 000004
【図３】
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