(57)【要約】【課題】照明装置の輝度均一性を向上しつつ、省電力化を図ることができる、液晶表示装置、バックライトユニット、透光板および導光体を提供する。【解決手段】液晶表示装置１は、表示面３５を構成する液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２の表示面３５側とは反対側である下方に配置され、複数の光源１３が設けられた発光層５と、発光層５と液晶表示パネル２との間に配置された第１光電変換層２８とを備えている。第１光電変換層２８は、光源１３の上方の位置に形成された、表示面３５側に向いた受光面を有する複数の第１光電変換部３を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面から受光した外光を利用して発電する複数の光電変換部を備える液晶表示装置であって、
前記表示面を構成する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの前記表示面側とは反対側である下方に配置され、複数の光源が設けられた発光層と、
前記発光層と前記液晶表示パネルとの間に配置された第１光電変換層と
を備え、
前記第１光電変換層は、前記光源の上方の位置に形成された、前記表示面側に向いた受光面を有する複数の第１光電変換部を含む、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１光電変換部の下面が遮光性を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１光電変換部の下面が光を反射することにより前記遮光性を有する、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１光電変換部が透過型太陽電池である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記発光層の下方に配置された第２光電変換層を備え、
前記第２光電変換層は、前記表示面側に向いた受光面を有する複数の第２光電変換部を含む、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１光電変換部の前記表示面への正投影領域と前記第２光電変換部の前記表示面への正投影領域とを合わせた領域が前記表示面の全体と重なるように、前記第１光電変換部および前記第２光電変換部が形成されている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１光電変換部の前記表示面への正投影領域と前記第２光電変換部の前記表示面への正投影領域とが重ならないように、前記第１光電変換部および前記第２光電変換部が形成されている、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２光電変換部が透過型太陽電池であり、
前記第２光電変換部の下方に、光を拡散するまたは光を反射する部材が設けられた、請求項５から７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１光電変換層は、前記発光層から発光された光を拡散させる光量調節部を含む、請求項１から８のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記光源は、その発光方向が指向性を有し、該指向性は、前記発光層に垂直な方向の光の成分よりも前記発光層に平行な光の成分の方が大きい、請求項１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記光源が発光ダイオードである、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記発光層は、前記光源からの光が入射される複数の導光体を備え、
少なくとも１つの前記第１光電変換部が、平面的に見て、隣接する前記導光体同士の境界を覆うように配置された、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの前記第２光電変換部が、前記導光体の下面に形成された、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記第１光電変換部および前記第２光電変換部により発電された電力を前記光源に利用する、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記第１光電変換部および前記第２光電変換部の少なくとも一方は、アモルファスシリコンからなる太陽電池層と、微結晶シリコンからなる太陽電池層とが積層されたタンデム構造を含む、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第１光電変換層が、前記第１光電変換部の下方に形成された、前記表示面側とは反対側に向いた受光面を有する第３光電変換部を含む、請求項１から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
光を出射する出射面から受光した外光を利用して発電する複数の光電変換部を備えるバックライトユニットであって、
複数の光源が設けられた発光層と、
前記発光層の上方に配置された第１光電変換層と
を備え、
前記第１光電変換層は、前記光源の上方の位置に形成された、前記出射面側に向いた受光面を有する複数の第１光電変換部を含む、バックライトユニット。
【請求項１８】
前記発光層は、前記光源からの光が入射される複数の導光体を備え、
少なくとも１つの前記第１光電変換部が、平面的に見て、隣接する前記導光体同士の境界を覆うように配置された、請求項１７に記載のバックライトユニット。
【請求項１９】
液晶表示装置に用いられ、光源の上方に配置され、該光源から出射された光を透過させる透光板であって、
前記光源の上方の位置に形成され、前記透光板の前記光が出射される側に向いた受光面を有する光電変換部を備えた、透光板。
【請求項２０】
前記液晶表示装置は、前記光源からの光が入射される複数の導光体を備え、
少なくとも１つの前記光電変換部が、平面的に見て、隣接する前記導光体同士の境界を覆うように配置された、請求項１９に記載の透光板。
【請求項２１】
液晶表示装置に用いられ、複数の光源からの光が入射される導光体であって、
前記導光体の下面において前記光源同士の間の位置に形成され、前記導光体の上面側に向いた受光面を有する光電変換部を備えた、導光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、バックライトユニット、透光板および導光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置が大型化するに従い、その消費電力の低減が求められている。バックライトからの光を有効活用して省電力化を図った液晶表示装置を開示した先行文献として特許文献１がある。
【０００３】
特許文献１に記載された液晶表示装置においては、バックライトの背面の略全域に複数の光発電素子が設けられている。この液晶表示装置は、バックライトの背面側に進行した無駄な光を光発電素子により回収することにより、未利用であった光を有効活用して省電力化を図っている。
【０００４】
大型液晶ディスプレイにおいて薄型化を図るために、光源と液晶表示パネルとが近づけられるが、この場合、照明装置の輝度均一性を保つために遮光部が設けられていた。遮光部を設けた液晶表示装置を開示した先行文献として特許文献２がある。
【０００５】
特許文献２に記載された液晶表示装置においては、光源近傍の領域に遮光部として高密度の拡散粒子を配置することにより、光源からの距離が近い領域の光の透過率を低減させて、拡散板からの出射光の輝度均一性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１２８５１号公報
【特許文献２】ＷＯ  ２００８／０５０５０４  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された液晶表示装置においては、遮光部を設けることにより輝度ムラを低減しているが、この遮光部に輝度の高い光が当たることにより、光エネルギーの損失が発生している。特許文献１に記載された液晶表示装置においては、光源から出射された光を回収するためにバックライトの背面側に光発電素子が設けられており、バックライトと光発電素子との間において、バックライトの背面側のほぼ全領域にわたって反射シートが設けられている。その反射シートによってバックライトの光が反射されるため、光発電素子に入射する光が低減されている。よって、液晶表示装置の省電力化という点で、さらに改善の余地があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、照明装置の輝度均一性を向上しつつ、省電力化を図ることができる、液晶表示装置、バックライトユニット、透光板および導光体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に基づく液晶表示装置は、表示面から受光した外光を利用して発電する複数の光電変換部を備える液晶表示装置である。液晶表示装置は、表示面を構成する液晶表示パネルと、液晶表示パネルの表示面側とは反対側である下方に配置され、複数の光源が設けられた発光層と、発光層と液晶表示パネルとの間に配置された第１光電変換層とを備えている。第１光電変換層は、光源の上方の位置に形成された、表示面側に向いた受光面を有する複数の第１光電変換部を含んでいる。
【００１０】
上記の液晶表示装置によれば、輝度ムラの発生しやすい光源の上方の位置に第１光電変換部を設けて、輝度の高い光がそのまま液晶表示パネルに出射されることを抑制することにより、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度を均一にして照明装置の輝度均一性を向上させることができる。第１光電変換部の受光面は表示面側に形成されているため、外光を受光して発電することができ、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。
【００１１】
本発明の一形態においては、第１光電変換部の下面が遮光性を有している。このようにすることにより、光源の上方の位置に発生する輝度の高い光を遮光して、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度を均一にすることができる。
【００１２】
本発明の一形態においては、第１光電変換部の下面が光を反射することにより遮光性を有している。このようにすることにより、第１光電変換部の下面により反射された光を再び発光層に入射させることができるため、利用されない光を削減してエネルギー効率を向上することができる。
【００１３】
本発明の一形態においては、第１光電変換部が透過型太陽電池である。ここで、透過型太陽電池とは、光電変換部が網目状のセルから構成されており、セル同士の間の隙間を光が透過することができる太陽電池のことである。このようにすることにより、光源の上方の位置に発生する輝度の高い光の一部をセル同士の間の隙間から透過させて、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度を均一にすることができる。
【００１４】
好ましくは、発光層の下方に配置された第２光電変換層を備えている。第２光電変換層は、表示面側に向いた受光面を有する複数の第２光電変換部を含む。このようにすることにより、第２光電変換部の受光面が表示面側に形成されているため、外光を受光して発電することができ、液晶表示装置の省電力化をさらに図ることができる。
【００１５】
好ましくは、第１光電変換部の表示面への正投影領域と第２光電変換部の表示面への正投影領域とにより表示面の全体が覆われるように、第１光電変換部および第２光電変換部が形成されている。このようにすることにより、液晶表示装置の表示面全体において外光を受光して発電することができるため、光電変換部における発電量を増やすことができる。
【００１６】
好ましくは、第１光電変換部の表示面への正投影領域と第２光電変換部の表示面への正投影領域とが重ならないように、第１光電変換部および第２光電変換部が形成されている。このようにすることにより、液晶表示装置の表示面を平面的に見て、光電変換部が重複して形成されていないため、光電変換部の単位面積当たりの発電量を増やすことができる。
【００１７】
本発明の一形態においては、第２光電変換部が、透過型太陽電池であり、第２光電変換部の下方に、光を拡散するまたは光を反射する部材が設けられている。このようにすることにより、第２光電変換部を透過した光を拡散または反射させて液晶表示パネル側に戻すことができるため、光の利用効率を高めて、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。
【００１８】
本発明の一形態においては、第１光電変換層は、発光層から発光された光を拡散させる光量調節部を含む。このようにすることにより、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度をさらに均一にすることができる。
【００１９】
好ましくは、光源は、その発光方向が指向性を有し、この指向性は、発光層に垂直な方向の光の成分よりも発光層に平行な光の成分の方が大きい。このようにすることにより、発光層の全体に光を行き渡らせることができるため、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度を均一にすることができる。
【００２０】
本発明の一形態においては、光源が発光ダイオードである。このようにすることにより、光源が消費する電力を削減することができる。
【００２１】
本発明の一形態においては、発光層は、光源からの光が入射される複数の導光体を備え、少なくとも１つの第１光電変換部が、平面的に見て、隣接する導光体同士の境界を覆うように配置されている。このようにすることにより、導光体の端面から出射する輝度の高い光を遮光して、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度を均一にすることができる。
【００２２】
本発明の一形態においては、少なくとも１つの第２光電変換部が、導光体の下面に形成されている。このようにすることにより、第２光電変換部がより表示面に近い位置に形成されるため、第２光電変換部における発電量を増やすことができる。
【００２３】
本発明の一形態においては、第１光電変換部および第２光電変換部により発電された電力を光源に利用する。このようにすることにより、光源が消費する電力の一部に光電変換部で発電した電力を利用することができるため、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。
【００２４】
本発明の一形態においては、第１光電変換層が、第１光電変換部の下方に形成された、表示面側とは反対側に向いた受光面を有する第３光電変換部を含む。このようにすることにより、第３光電変換部により、輝度の高い光源からの光を回収することができるため、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、輝度ムラの発生しやすい光源の上方の位置に第１光電変換部を設けて、輝度の高い光がそのまま液晶表示パネルに出射されることを抑制することにより、発光層から液晶表示パネルに入射する光の輝度を均一にして照明装置の輝度均一性を向上させることができる。第１光電変換部の受光面は表示面側に形成されているため、外光を受光して発電することができ、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態１に係る、液晶表示装置、バックライトユニット、透光板および導光体について図面を参照して説明する。
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置１は、液晶表示パネル２、バックライトユニット３６および透光板１８を備えている。
【００２８】
液晶表示パネル２の構成については、従来の液晶表示装置に使用される一般的な液晶表示パネルと同様であるため、その説明を省略する。液晶表示パネル２は、液晶表示装置１の表示面３５を構成している。液晶表示装置１は、図１において上方に位置する表示面３５から外光を受光する。
【００２９】
液晶表示パネル２の表示面３５側とは反対側である下方に、バックライトユニット３６が配置されている。バックライトユニット３６は、複数の光源１３が設けられた発光層５および発光層５の上方に配置された第１光電変換層２８などを備えている。
【００３０】
光源１３は、平板状の基板１２に空気が封入された空気層１４内に、複数配置されている。光源１３と空気層１４とから、発光層５が構成されている。光源１３を構成するサイド発光型のＬＥＤとして、Ｒ、Ｇ、Ｂのチップが１つのパッケージにモールドされているものを用いることによって、色再現範囲の広い照明装置を得ることが可能となる。光源１３から空気層１４に入射した光は、空気層１４内で混色されながら進行して第１光電変換層２８との境界に達する。
【００３１】
複数の光源１３が点在して存在する発光層５の上方に透光板１８が配置されている。透光板１８として、本実施形態においてはガラス基板を用いた。透光板１８には、液晶表示装置１の表示面３５側に向いた受光面を有する第１光電変換部３が、光源１３が配置された位置の上方に形成されている。
【００３２】
第１光電変換部３は、ＳｎＯ2（酸化錫）からなる透明導電膜１７、太陽電池本体１６、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層とＡｇ層とを積層した裏面電極層１５が順次積層された構成の薄膜太陽電池である。裏面電極層１５を上記のように形成することにより、第１光電変換部３の下面２０は、光を反射するため遮光性を有している。第１光電変換部３の下面２０で反射された光は、発光層５に戻される。その結果、光の利用効率が向上するため、液晶表示装置１のエネルギ効率を改善することができる。
【００３３】
本実施形態においては、太陽電池本体１６は、アモルファスシリコンからなる第１太陽電池層と微結晶シリコンからなる第２太陽電池層とが積層されてなるタンデム型の薄膜太陽電池から構成されている。第１太陽電池層は、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層およびａ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなり、第２太陽電池層は、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｉ層およびμｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなるが、これに限定されるものではない。なお、薄膜太陽電池である太陽電池本体１６は、プラズマＣＶＤ装置内でガス状のシリコンをプラズマ放電によって分解し、ガラス基板上に薄いシリコン膜を積層して作製した。このように、太陽電池本体１６に薄膜太陽電池を用いれば、液晶表示パネル２を作製する際に必要なシリコン薄膜の技術を第１光電変換部３に水平展開できるため、第１光電変換部３を有する液晶表示装置１を効率的に生産することができる。
【００３４】
第１光電変換層２８においては、それぞれの光源１３の上方の位置に第１光電変換部３が形成され、光源１３同士の間の位置の上方に空間２１が形成されている。本実施形態においては、空間２１には空気が封入されているが、空間２１に発光層５から発光された光を拡散させる光量調節部を設けてもよい。光量調節部は、拡散板１９と同様の機能を有しているため、空間２１に光量調節部を設けた場合には、バックライトユニット３６から照射される光の輝度均一性を向上することができる。
【００３５】
光量調節部の具体的な構造としては、たとえば、透明樹脂に拡散粒子を分散させることにより、発光層５から発光された光を散乱させるようにしてもよい。拡散粒子の大きさを位置によって変える、または、拡散粒子の密度を位置によって変えることにより、光の散乱量を変化させることができる。このようにすることにより、光量調節部により液晶表示パネル２に入射する光の量を調節することができる。
【００３６】
透光板１８の上方に、拡散板１９が配置されている。拡散板１９は、光源１３から出射された光を板の内部で拡散させ、板の主面全体から面発光させるものである。拡散板１９としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの透明樹脂を用いて形成することができるが、これらに限られず、拡散板として一般的に使用される材料を用いることができる。
【００３７】
第２光電変換部４は、ＳｎＯ2（酸化錫）からなる透明導電膜９、太陽電池本体８、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層とＡｇ層とを積層した裏面電極層７が順次積層された構成の薄膜太陽電池である。
【００３８】
本実施形態においては、太陽電池本体８は、アモルファスシリコンからなる第１太陽電池層と微結晶シリコンからなる第２太陽電池層とが積層されてなるタンデム型の薄膜太陽電池から構成されている。第１太陽電池層は、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層およびａ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなり、第２太陽電池層は、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｉ層およびμｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなるが、これに限定されるものではない。なお、薄膜太陽電池である太陽電池本体８は、プラズマＣＶＤ装置内でガス状のシリコンをプラズマ放電によって分解し、ガラス基板上に薄いシリコン膜を積層して作製した。このように、太陽電池本体８に薄膜太陽電池を用いれば、液晶表示パネル２を作製する際に必要なシリコン薄膜の技術を第２光電変換部４に水平展開できるため、第２光電変換部４を有する液晶表示装置３０を効率的に生産することができる。
【００３９】
第２光電変換部４は、それぞれの光源１３同士の間の位置の下方に、液晶表示装置１の表示面３５側に向いた受光面を有するように形成されている。具体的には、相対向するように光を出射する光源１３同士の間の位置の下方のそれぞれに、第２光電変換部４が形成されている。
【００４０】
よって、平面的に見て、光源１３が形成された位置以外に第２光電変換部４が形成され、光源１３が形成された位置に第１光電変換部３が形成されている。その結果、第１光電変換部３の表示面への正投影領域と第２光電変換部４の表示面３５への正投影領域とを合わせた領域が表示面３５の全体と重なるように広がっている。また、第１光電変換部３の表示面３５への正投影領域と第２光電変換部４の表示面３５への正投影領域とは重なっていない。
【００４１】
上記のように第１光電変換部３および第２光電変換部４を設けることにより、平面的に見て、液晶表示装置１の表示面３５全体の領域に重複することなく第１および第２光電変換部３，４を形成することができる。その結果、液晶表示装置１の表示面３５から入射した外光をほとんど漏らさず第１および第２光電変換部３，４で受光することができる。無駄な光電変換部がないため、第１および第２光電変換部３，４の単位面積当たりの発電量を増やすことができる。
【００４２】
第２光電変換層２９の下面に、第２光電変換層２９を透過した光を再度第２光電変換層２９に入射させる反射部が形成されていてもよい。このようにした場合、第２光電変換部４の発電量を増加させることができるため、液晶表示装置１の省電力化を向上させることができる。反射部としては、たとえば、基板６の下面にＡｌなどの金属を蒸着させることにより形成することができる。
【００４３】
光源１３からの光の出射方向について説明する。本実施形態に係るバックライトユニット３６においては、従来の直下型のバックライトとは異なり、拡散板１９に垂直な方向に光源１３の発光方向の主成分、言い換えると、出射光のピーク成分がない。拡散板１９に平行な方向に、光源１３の発光方向の主成分がある。
【００４４】
つまり、光源１３は、その発光方向が指向性を有し、その指向性は、発光層５に垂直な方向の成分よりも発光層５に平行な光の成分の方が大きい。これにより、第１光電変換層２８に光源１３からの光が直接入射する光を減らすことができるため、発光層５から液晶表示パネル２に入射する光の輝度ムラを低減することができ、バックライトユニット３６の薄型化を図ることができる。
【００４５】
図１中に、光源１３から出射された光の出射方向を矢印で示す。この矢印に示されるように、各光源１３からの光は、発光層５に沿うように出射される。つまり、基板１２上に設けられた光源１３の側面から光が出射し、その出射方向が拡散板１９の板の延在方向に略平行になっている。
【００４６】
隣接して設けられた光源１３からの光の出射方向は、反対方向に向けられている。このように、本実施形態に係るバックライトユニット３６においては、複数個の光源１３から出射される各光の出射方向は、少なくとも２種類存在する。
【００４７】
このように、光源１３からの光の出射方向が発光層５に平行な方向になっていることによって、光源１３の直上の領域の光の輝度が、他の領域の光の輝度に比べて高くなることを抑制することができる。さらに、隣接する２つの光源１３からの光の出射方向が互いに異なっていることにより、光を発光層５の隅々まで行き渡らせることができる。そのため、バックライトユニット３６から出射される光の輝度均一性を向上することができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、光源１３からの光の主たる出射方向が、発光層５と第１光電変換層２８との境界面に完全に平行になっているものが最も好ましいが、必ずしもこのような構成に限定されない。つまり、光源１３が指向性を有するものであり、その指向性が、発光層５と第１光電変換層２８との境界面に垂直な方向の光の成分より、発光層５と第１光電変換層２８との境界面に平行な方向の光の成分の方が大きくなるようなものであればよい。上記のように、光源１３の直上と他の領域との輝度の差を少なくしつつ、輝度が高くなる光源１３の直上に第１光電変換部３を配置することにより、発光層５から出射される光の輝度を均一にすることができる。
【００４９】
本実施形態においては、光源１３として発光ダイオードを用いた。また、発光ダイオードから出射された光を効率よく出射するために、図示しないモールド樹脂とモールド樹脂を保持するための図示しないパッケージと発光ダイオードを通電するための図示しない電極を設けた。光源１３として、発光ダイオードを用いることにより、バックライトユニット３６の消費電力を低減することができるとともに、光源１３の長寿命化を図ることができる。
【００５０】
第１光電変換部３および第２光電変換部４により発電された電力は、図示しない蓄電装置に蓄電して光源１３の駆動に利用した。このように、第１および第２光電変換部３，４により得られた起電力を光源１３に利用することにより、液晶表示装置１の省電力化を図ることができる。また、第１および第２光電変換部３，４により得られた起電力は、液晶表示装置１に搭載されるデバイスの駆動などに使用してもよい。
【００５１】
本実施形態に係る液晶表示装置の一の変形例として、第１光電変換部３を透過型太陽電池で構成してもよい。ここで、透過型太陽電池とは、光電変換部が網目状のセルから構成されており、セル同士の間の隙間を光が透過することができる太陽電池のことである。このようにすることにより、光源１３の上方の位置に発生する輝度の高い光の一部をセル同士の間の隙間から透過させて、発光層５から液晶表示パネル２に入射する光の輝度を均一にすることができる。
【００５２】
本実施形態に係る液晶表示装置の他の変形例として、第２光電変換部４を透過型太陽電池で構成し、第２光電変換部４の下方に光を拡散する部材を設けてもよい。このようにすることにより、第２光電変換部４を透過した光を拡散させて液晶表示パネル２側に戻すことができるため、光の利用効率を高めて、液晶表示装置１の省電力化を図ることができる。
【００５３】
本実施形態の他の変形例においては、第２光電変換部４の下方に光を拡散する部材を設けたが、第２光電変換部４の下方に光を反射する部材を設けてもよい。このようにした場合にも、第２光電変換部４を透過した光を反射させて液晶表示パネル２側に戻すことができるため、光の利用効率を高めて、液晶表示装置１の省電力化を図ることができる。
【００５４】
上記の液晶表示装置１によれば、輝度ムラの発生しやすい光源１３の上方の位置に下面が遮光性を有する第１光電変換部３が設けられているため、発光層５から液晶表示パネル２に入射する光の輝度を均一にして、バックライトユニット３６の輝度均一性を向上させることができる。第１光電変換部３の受光面は表示面３５側に向けて形成されているため、外光を受光して発電することができ、液晶表示装置１の省電力化を図ることができる。本実施形態においては、第２光電変換部４を設けた場合について説明したが、第１光電変換部３を設けることにより本発明の効果を得ることができるため、必ずしも第２光電変換部４を設けなくてもよい。
【００５５】
以下、本発明の実施形態２に係る、液晶表示装置、バックライトユニット、透光板および導光体について図面を参照して説明する。実施形態１と同一の構成については、同じ参照符号を付し、その説明を繰り返さない。
実施形態２
図２は、本発明の実施形態２に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置３０においては、発光層３８が、光源１３からの光が入射される複数の導光体２２を備えている。
【００５６】
導光体２２の上面と第１光電変換層２８の下面とは接している。平面的に見て、第１光電変換部３は、導光体２２の同士の境界を覆うように配置されている。本実施形態においては、すべての第１光電変換部３は、導光体２２同士の境界を覆うように形成されているが、少なくとも１つの第１光電変換部３が、導光体２２同士の境界を覆うように形成されていればよい。
【００５７】
光源１３から導光体２２に入射した光は、導光体２２内において全反射を繰り返しながら第１光電変換層２８との境界に進行する。光は、導光体２２内において全反射する度に、光の強度が減少していく。そのため、導光体２２内において複数回全反射した光の強度は低下している。
【００５８】
本実施形態の液晶表示装置３０のように、タイル構造の導光体２２では、光源１３から導光体２２に入射した光の一部が、導光体２２内において全反射することなく、隣接する導光体２２同士の境界に達する。その一部の光２３は、導光体２２内において全反射していないため、光の強度が強い。そのため、隣り合う導光体２２同士の間の隙間から出射された光には強度の強い光が含まれ、その光がそのまま液晶表示パネル２に入射した場合、バックライトユニット３６から出射される光の輝度均一性が損なわれる。
【００５９】
本実施形態の液晶表示装置３０においては、平面的に見て、第１光電変換部３が導光体２２同士の境界を覆うように配置され、その第１光電変換部３の下面は遮光性を有している。そのため、導光体２２同士の間の隙間から出射された輝度の高い光は、第１光電変換部３により遮光されるため、液晶表示パネル２に入射される光の輝度均一性を向上することができる。
【００６０】
本実施形態の変形例としては、第２光電変換部４が、導光体２２の下面に形成されている。具体的には、基板１２と導光体２２との境界の位置に第２光電変換部４が配置される。導光体２２の下面において、互いに対向するように光を照射する光源１３同士の間の位置に、導光体２２の上面側に向けて受光面を有する第２光電変換部４が設けられている。
【００６１】
このようにした場合にも、平面的に見て、光源１３が形成された位置以外に第２光電変換部４が形成され、光源１３が形成された位置に第１光電変換部３が形成されている。その結果、第１光電変換部３の表示面３５への正投影領域と第２光電変換部４の表示面３５への正投影領域とを合わせた領域が表示面３５の全体と重なるように広がっている。また、第１光電変換部３の表示面３５への正投影領域と第２光電変換部４の表示面３５への正投影領域とは重なっていない。
【００６２】
上記のように第１光電変換部３および第２光電変換部４を設けることにより、平面的に見て、液晶表示装置１の表示面３５全体の領域に重複することなく第１および第２光電変換部３，４を形成することができる。その結果、液晶表示装置１の表示面３５から入射した外光をほとんど漏らさず第１および第２光電変換部３，４で受光することができる。また、無駄な光電変換部がないため、第１および第２光電変換部３，４の単位面積当たりの発電量を増やすことができる。
【００６３】
上記の液晶表示装置３０によれば、輝度ムラの発生しやすい光源１３の上方の位置に下面が遮光性を有する第１光電変換部３が設けられているため、発光層３８から液晶表示パネル２に入射する光の輝度を均一にして、バックライトユニット３６の輝度均一性を向上させることができる。第１光電変換部３および第２光電変換部４の受光面は表示面３５側に向けて形成されているため、外光を受光して発電することができ、液晶表示装置３０の省電力化を図ることができる。
【００６４】
以下、本発明の実施形態３に係る、液晶表示装置、バックライトユニット、透光板および導光体について図面を参照して説明する。実施形態１または２と同一の構成については、同じ参照符号を付し、その説明を繰り返さない。
実施形態３
図３は、本発明の実施形態３に係る液晶表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置４０においては、第１光電変換層３７の第１光電変換部３の下方に、液晶表示装置４０の表示面３５側とは反対側に向いた受光面を有する第３光電変換部３４が設けられている。
【００６５】
第３光電変換部３４は、ＳｎＯ2（酸化錫）からなる透明導電膜３１、太陽電池本体３２、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層とＡｇ層とを積層した裏面電極層３３が順次積層された構成の薄膜太陽電池である。
【００６６】
本実施形態においては、太陽電池本体３２は、アモルファスシリコンからなる第１太陽電池層と微結晶シリコンからなる第２太陽電池層とが積層されてなるタンデム型の薄膜太陽電池から構成されている。第１太陽電池層は、ａ−Ｓｉ：Ｈｐ層、ａ−Ｓｉ：Ｈｉ層およびａ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなり、第２太陽電池層は、μｃ−Ｓｉ：Ｈｐ層、μｃ−Ｓｉ：Ｈｉ層およびμｃ−Ｓｉ：Ｈｎ層からなるが、これに限定されるものではない。なお、薄膜太陽電池である太陽電池本体３２は、プラズマＣＶＤ装置内でガス状のシリコンをプラズマ放電によって分解し、ガラス基板上に薄いシリコン膜を積層して作製した。このように、太陽電池本体３２に薄膜太陽電池を用いれば、液晶表示パネル２を作製する際に必要なシリコン薄膜の技術を第３光電変換部３４に水平展開できるため、第３光電変換部３４を有する液晶表示装置４０を効率的に生産することができる。
【００６７】
第１光電変換層３７においては、それぞれの光源１３の上方の位置に第３光電変換部３４が形成され、光源１３同士の間の位置の上方に空間２１が形成されている。本実施形態においては、空間２１には空気が封入されているが、空間２１に発光層３８から発光された光を拡散させる光量調節部を設けてもよい。光量調節部は、拡散板１９と同様の機能を有しているため、空間２１に光量調節部を設けた場合には、バックライトユニット３９から照射される光の輝度均一性を向上することができる。
【００６８】
第３光電変換部３４は、平面的に見て、隣接する導光体２２同士の境界を覆うように配置されているため、導光体２２同士の間の隙間から出射された輝度の高い光２３は、第３光電変換部３４により回収されるため、液晶表示パネル２に入射される光の輝度均一性を向上することができる。また、輝度の高い光を回収して発電した起電力を光源１３に利用することにより、液晶表示装置４０の省電力化を向上することができる。その他の構成については、実施形態２と同一であるため説明を繰り返さない。
【００６９】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１，３０，４０  液晶表示装置、２  液晶表示パネル、３，２８，３７  第１光電変換層、４，２９  第２光電変換層、５，３８  発光層、６，１２  基板、７，１５，３１  裏面電極層、８，１６，３２  太陽電池本体、９，１７，３３  透明導電膜、１３  光源、１４  空気層、１８  透光板、１９  拡散板、２０  下面、２１  空間、２２  導光体、２３  光、３４  第３光電変換部、３５  表示面、３６，３９  バックライトユニット。
【図１】
2013040977.tif 000003
【図２】
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【図３】
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