(57)【要約】【課題】実施形態は、外部において発電された電力の供給量を削減することができる自給電型表示装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る自給電型表示装置は、反射部、発電部、および蓄電部、を具備し、前記反射部と前記発電部とが積層された反射画素を複数個配列されてなる装置である。前記反射部は、第１の帯域の光を反射する。前記発電部は、前記第１の帯域と異なる第２の帯域の光を吸収して発電する。前記蓄電部は、前記発電部において発電された電気を蓄電する。【選択図】図５Ａ
2016142981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の帯域の光を反射する反射部と、
前記第１の帯域と異なる第２の帯域の光を吸収して発電する発電部と、
前記発電部において発電された電気を蓄電する蓄電部と、
を具備し、
前記反射部と前記発電部とが積層された反射画素が複数個配列されてなる自給電型表示装置。
【請求項２】
光を受光し、受光した前記光の光量に応じた電気信号を発生するセンサ部と、
前記センサ部において発生した電気信号に応じて前記蓄電部を制御する制御部と、
をさらに具備し、
複数個の前記反射画素、および前記センサ部を有するセンサ画素、が配列されてなる請求項１に記載の自給電型表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記センサ部において発生する前記電気信号の電圧変化に基づいて、前記蓄電部に蓄電された電力を前記反射部に供給するように、前記蓄電部を制御し、
前記蓄電部から供給される電力によって、前記反射部の前記第１の帯域が変更される請求項２に記載の自給電型表示装置。
【請求項４】
前記反射部は、電界の一時的な印可によって前記第１の帯域が変更されるコレスティック液晶層、および前記コレスティック液晶層に前記電界を形成する一対の透明電極、を具備する請求項３に記載の自給電型表示装置。
【請求項５】
前記発電部は、有機太陽電池層を含む請求項１乃至４のいずれかに記載の自給電型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自給電型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー消費量の削減を目的とする取り組みが重要視されている。このような背景から、例えば所定の絵を常時表示する電子ポスターとして用いられる表示装置においても、消費電力の削減が要求される。
【０００３】
しかしながら、消費電力を削減するには限度があり、要求される性能を維持しつつ、外部において発電された電力の表示装置への供給量をより削減することは困難になりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０８３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態は、外部において発電された電力の供給量を削減することができる自給電型表示装置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】
【０００６】
実施形態に係る自給電型表示装置は、反射部、発電部、および蓄電部、を具備し、前記反射部と前記発電部とが積層された反射画素を複数個配列されてなる装置である。前記反射部は、第１の帯域の光を反射する。前記発電部は、前記第１の帯域と異なる第２の帯域の光を吸収して発電する。前記蓄電部は、前記発電部において発電された電気を蓄電する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係る自給電型表示装置を模式的に示す上面図である。
【図２】図１の自給電型表示装置の一部を拡大して示す上面図である。
【図３Ａ】図２の一点鎖線Ｘａ−Ｘａ´に沿った、一つの画素グループの断面図である。
【図３Ｂ】図２の一点鎖線Ｘｂ−Ｘｂ´に沿った、一つの画素グループの断面図である。
【図４Ａ】第１の実施形態の変形例に係る自給電型表示装置が有する一つの画素グループの、図３Ａに対応する断面図である。
【図４Ｂ】第１の実施形態の変形例に係る自給電型表示装置が有する一つの画素グループの、図３Ｂに対応する断面図である。
【図５Ａ】第１の実施形態に係る自給電型表示装置に入射される光の動向を説明するための、図３Ａに対応する断面図である。
【図５Ｂ】第１の実施形態に係る自給電型表示装置に入射される光の動向を説明するための、図３Ｂに対応する断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る自給電型表示装置を示す機能ブロック図である。
【図７】第２実施形態に係る自給電型表示装置の一部を拡大して示す、図２に対応する上面図である。
【図８Ａ】図７の一点鎖線Ｘａ−Ｘａ´に沿った、一つの画素グループの断面図である。
【図８Ｂ】図７の一点鎖線Ｘｂ−Ｘｂ´に沿った、一つの画素グループの断面図である。
【図９Ａ】第２実施形態に係る自給電型表示装置の反射層の構造の一例を示す、図８Ａに対応する断面図である。
【図９Ｂ】第２実施形態に係る自給電型表示装置の反射層の構造の一例を示す、図８Ｂに対応する断面図である。
【図１０Ａ】第２の実施形態の変形例に係る自給電型表示装置が有する一つの画素グループの、図８Ａに対応する断面図である。
【図１０Ｂ】第２の実施形態の変形例に係る自給電型表示装置が有する一つの画素グループの、図８Ｂに対応する断面図である。
【図１１Ａ】第２の実施形態に係る自給電型表示装置に入射される光の動向を説明するための、図８Ａに対応する断面図である。
【図１１Ｂ】第１の実施形態に係る自給電型表示装置に入射される光の動向を説明するための、図８Ｂに対応する断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る自給電型表示装置を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に説明する自給電型表示装置は、入射される光のうち、所定の帯域の波長を有する光を反射することによって所望の絵を表示するとともに、入射される光のうち、所定の帯域以外の波長を有する光を吸収して発電することができる表示装置である。この表示装置によれば、絵の表示にとって不要な光が表示装置内において吸収されて発電されるため、外部において発電された電力の表示装置への供給量を削減することができる。以下に、このような表示装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る自給電型表示装置を模式的に示す上面図である。図１に示す自給電型表示装置１０は、入射される光のうち、所定の帯域の波長を有する光を反射する反射画素を２次元配列することにより、所望の絵を表示する電子ポスターである。なお、入射される光は太陽光等の自然光であってもよいし、自給電型表示装置１０を照射するために別途設けられた白色光源等から出射される光であってもよい。
【００１０】
図２は、図１の自給電型表示装置の一部（図１の点線の円で囲まれる領域）を拡大して示す上面図である。図２に示すように、自給電型表示装置１０は、複数の反射画素を２次元配列されることにより構成されている。複数の反射画素の各々は、例えば赤色光を反射する赤色反射画素１１Ｒ、緑色光を反射する緑色反射画素１１Ｇ、および青色光を反射する青色反射画素１１Ｂ、のいずれかからなり、表示される絵に応じて適宜選択されて配列されている。本実施形態に係る自給電型表示装置１０は、赤色反射画素１１Ｒ、緑色反射画素１１Ｇ、および青色反射画素１１Ｂ、のいずれかからなる９個の反射画素を、同色の反射画素が互いに隣接しないように配列することによって構成された画素グループ１２を複数個、２次元配列することにより構成されている。
【００１１】
図３Ａは、図２の一点鎖線Ｘａ−Ｘａ´に沿った、一つの画素グループ１２の断面図であり、図３Ｂは、図２の一点鎖線Ｘｂ−Ｘｂ´に沿った、一つの画素グループ１２の断面図である。以下、図３Ａおよび図３Ｂを参照して、各反射画素１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの構造について、詳細に説明する。
【００１２】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、赤色反射画素１１Ｒは、赤色光を反射し、赤色光以外の光（シアン（Ｃｙ）色の光）を透過する赤色反射部１３Ｒ、シアン色の光を吸収して発電するシアン色発電部１４Ｃｙ、およびシアン色発電部１４Ｃｙにおいて発電された電力を蓄電する蓄電部１５、を有する。そして、蓄電部１５上に、シアン色発電部１４Ｃｙおよび赤色反射部１３Ｒが、この順に積層されている。
【００１３】
同様に、図３Ａに示すように、緑色反射画素１１Ｇは、緑色光を反射し、緑色光以外の光（マゼンタ（Ｍｇ）色の光）を透過する緑色反射部１３Ｇ、マゼンタ色の光を吸収して発電するマゼンタ色発電部１４Ｍｇ、およびマゼンタ色発電部１４Ｍｇにおいて発電された電力を蓄電する蓄電部１５、を有する。そして、蓄電部１５上に、マゼンタ色発電部１４Ｍｇおよび緑色反射部１３Ｇが、この順に積層されている。
【００１４】
また、図３Ｂに示すように、青色反射画素１１Ｂは、青色光を反射し、青色光以外の光（イエロー（Ｙｅ）色の光）を透過する青色反射部１３Ｂ、イエロー色の光を吸収して発電するイエロー色発電部１４Ｙｅ、およびイエロー色発電部１４Ｙｅにおいて発電された電力を蓄電する蓄電部１５、を有する。そして、蓄電部１５上に、イエロー色発電部１４Ｙｅおよび青色反射部１３Ｂが、この順に積層されている。
【００１５】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、複数の反射部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、一つの画素グループ１２内において、一層の反射層１３を構成している。一層の反射層１３は、例えば反射帯域を所定区域毎に可変できる一層のコレスティック液晶層である。
【００１６】
コレスティック液晶層を構成するコレスティック液晶は、自身の配向状態によって任意の波長の光を反射する性質を有する。そして、コレスティック液晶の配向状態は、一時的に強い電界を印可することにより任意に制御することができる。さらに、コレスティック液晶は、電界の印可によって所望の配向状態にした後は、電界の印可を止めても、その配向状態を維持することができる。上述の一層の反射層１３は、このような性質を有するコレスティック液晶によって構成されたコレスティック液晶層である。
【００１７】
なお、各色の反射部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂはそれぞれ、所定の帯域の波長を有する光を反射し、その帯域以外の光を透過することができればよい。従って、反射部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂを構成する材料および膜厚等の構造は、互いに異なっていてもよい。すなわち、複数の反射部１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、互いに独立した反射層であってもよい。
【００１８】
次に、複数の発電部１４Ｃｙ、１４Ｍｇ、１４Ｙｅの各々は、自身を含む反射画素１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂにおいて反射される帯域以外の不要の光を吸収して発電する、有機系太陽電池により構成されている。すなわち、例えばシアン色発電部１４Ｃｙは、対向する一対の透明電極１６間に、シアン色の顔料が吸着された二酸化チタンを有する電解質層１７Ｃｙを充填した構造となっている。同様に、マゼンタ色発電部１４Ｍｇは、対向する一対の透明電極１６間に、マゼンタ色の顔料が吸着された二酸化チタンを有する電解質層１７Ｍｇを充填した構造となっており、イエロー色発電部１４Ｙｅは、対向する一対の透明電極１６間に、イエロー色の顔料が吸着された二酸化チタンを有する電解質層１７Ｙｅを充填した構造となっている。
【００１９】
なお、以上に説明したように構成される複数の発電部１４Ｃｙ、１４Ｍｇ、１４Ｙｅの各々は、上層の透明電極１６上に反射防止膜１８、下層の透明電極１６の下に反射膜１９、を有している。これによって、各々の発電部１４Ｃｙ、１４Ｍｇ、１４Ｙｅにおける発電効率を向上させている。
【００２０】
このような有機系太陽電池により構成される各発電部１４Ｃｙ、１４Ｍｇ、１４Ｙｅに光が入射されると、この入射光は、顔料中の電子を励起する。励起された電子は、二酸化チタンを介して透明電極１６（陰極）へと導かれ、直流として取り出される。送り出された電子は、外部回路を経由して対向する透明電極１６（陽極）に戻り、透明電極１６間に挟まれた電解質層１７Ｃｙ、１７Ｍｇ、１７Ｙｅ中のイオンを介して再び顔料に戻る。このようにして入射光を吸収して発電する。
【００２１】
以上に説明した、各々が有機系太陽電池により構成される複数の発電部１４Ｃｙ、１４Ｍｇ、１４Ｙｅは、一つの画素グループ１２内において、発電層１４を構成している。
【００２２】
また、各色の反射画素１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂにそれぞれ含まれる蓄電部１５は、一層のキャパシタ層、または一層のバッテリー層により構成されており、各色の発電部１４Ｃｙ、１４Ｍｇ、１４Ｙｅにおいて発生した電力を蓄電することができる。
【００２３】
このような構造を有する反射画素１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂによって構成される自給電型表示装置１０は、反射層１３、発電層１４、および蓄電層１５、をそれぞれシート状に形成し、シート状の各層１３、１４、１５を張り合わせることによって形成することができる。したがって、例えば大画面の自給電型表示装置を容易に製造することができる。
【００２４】
なお、図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、発電層１４および反射層１３は、一層の蓄電部１５上にこの順に積層されているが、図４Ａおよび図４Ｂに変形例を示すように、一層の蓄電部１５上に、反射層１３および発電層１４をこの順に積層してもよい。すなわち、蓄電部１５上に、赤色反射部１３Ｒおよびシアン色発電部１４Ｃｙをこの順に積層することによって赤色反射画素１１Ｒ´を構成し、蓄電部１５上に、緑色反射部１３Ｇおよびマゼンタ色発電部１４Ｍｇをこの順に積層することによって緑色反射画素１１Ｇ´を構成し、蓄電部１５上に、青色反射部１３Ｂおよびイエロー色発電部１４Ｙｅをこの順に積層することによって青色反射画素１１Ｂ´を構成してもよい。
【００２５】
次に、このような自給電型表示装置の動作について、図５Ａ、図５Ｂ、および図６を参照して説明する。図５Ａは、第１の実施形態に係る自給電型表示装置１０に入射される光の動向を説明するための、図３Ａに対応する断面図であり、図５Ｂは、第１の実施形態に係る自給電型表示装置１０に入射される光の動向を説明するための、図３Ｂに対応する断面図である。また、図６は、第１の実施形態に係る自給電型表示装置１０を示す機能ブロック図である。
【００２６】
まず自給電型表示装置１０に光Ｌが入射されると、反射層１３において所定の帯域の波長の光を反射する。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、例えば赤色反射画素１１Ｒに光Ｌが入射されると、赤色反射部１３Ｒは、入射された光Ｌのうち赤色光ＬＲを反射する。同様に、緑色反射画素１１Ｇに光Ｌが入射されると、緑色反射部１３Ｇは、入射された光Ｌのうち緑色光ＬＧを反射し、青色反射画素１１Ｂに光Ｌが入射されると、青色反射部１３Ｂは、入射された光Ｌのうち青色光ＬＢを反射する。このように、反射層１３が所定の帯域の波長の光を反射することにより、自給電型表示装置１０は、画素配列に応じた絵を表示することができる。
【００２７】
自給電型表示装置１０に入射された光Ｌのうち、反射層１３において反射される以外の光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅは、反射層１３を透過し、発電層１４に到達する。発電層１４に到達した光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅは、この層１４において吸収され発電される。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、例えば赤色反射部１３Ｒを透過する例えばシアン（Ｃｙ）色の光ＬＣｙは、赤色反射画素１１Ｒが有するシアン色発電部１４Ｃｙに到達する。シアン色発電部１４Ｃｙは、この層１４Ｃｙに到達した光ＬＣｙを吸収し発電する。同様に、緑色反射部１３Ｇを透過する例えばマゼンタ（Ｍｇ）色の光ＬＭｇは、緑色反射画素１１Ｇが有するマゼンタ色発電部１４Ｍｇに到達する。マゼンタ色発電部１４Ｍｇは、この層１４Ｍｇに到達した光ＬＭｇを吸収し発電する。そして、青色反射部１３Ｂを透過する例えばイエロー（Ｙｅ）色の光ＬＹｅは、青色反射画素１１Ｂが有するイエロー色発電部１４Ｙｅに到達する。イエロー色発電部１４Ｙｅは、この層１４Ｙｅに到達した光ＬＹｅを吸収し発電する。このように、反射層１３において反射される以外の光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅを発電層１４において吸収することにより、自給電型表示装置１０は、絵の表示にとっては不要な光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅを吸収して発電することができる。
【００２８】
図６に示すように、発電層１４と蓄電部１５とは、図示しない配線により電気的に接続されており、発電層１４において発電された電力は、蓄電部１５に蓄電することができる。蓄電部１５に蓄電された電力は、必要に応じて取り出すことができる。自給電型表示装置１０が動作する際に必要な電力は、蓄電部１５から取り出して使用することができる。
【００２９】
以上に説明した自給電型表示装置１０によれば、絵の表示にとって不要な光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅを発電層１４において吸収して発電し、その電力を蓄電部１５に蓄電することができるため、外部において発電された電力の自給電型表示装置１０への供給量を削減することができる。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る自給電型表示装置は、第１の実施形態に係る自給電型表示装置１０と比較して、画素配列を変更することなく表示される絵を変更することができる。なお、ここでいう絵の変更とは、色のみの変更も含まれるものとする。すなわち、絵の変更とは、図１において示される文字“Ｐ”を文字“Ｑ”に変更することを含む。さらに、絵の変更とは、図１において示される文字“Ｐ”は変更されず、文字“Ｐ”の色が変更されるような場合も含まれるものとする。以下に、このような自給電型表示装置について、図面を参照して説明する。
【００３１】
図７は、第２実施形態に係る自給電型表示装置の一部を拡大して示す、図２に対応する上面図である。この自給電型表示装置は、複数の反射画素および少なくとも一つのセンサ画素３１によって構成される画素グループ２２を複数個、２次元配列することにより構成されている。
【００３２】
各画素グループ２２に含まれる複数の反射画素の各々は、例えば第１実施形態に係る自給電型表示装置１０と同様に、例えば赤色光を反射する赤色反射画素２１Ｒ、緑色光を反射する緑色反射画素２１Ｇ、および青色光を反射する青色反射画素２１Ｂ、のいずれかからなり、表示される絵に応じて適宜選択されて配列されている。
【００３３】
また、各画素グループ２２に含まれるセンサ画素３１は、入射光の光量を検出する画素であり、例えばフォトダイオード等によって構成される受光部を含んでいる。
【００３４】
本実施形態に係る自給電型表示装置は、赤色反射画素２１Ｒ、緑色反射画素２１Ｇ、および青色反射画素２１Ｂ、のいずれかからなる８個の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを、同色の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが互いに隣接しないようにリング状に配列し、その中央にセンサ画素３１を配置することにより一つの画素グループ２２が構成されており、このような画素グループ２２を複数個、２次元配列することにより構成されている。
【００３５】
なお、本実施形態に係る自給電型表示装置においては、一つの画素グループ２２内に必ず一つのセンサ画素３１を含む構造となっているが、センサ画素３１を含む画素グループ２１と、センサ画素を含まない画素グループ（反射画素のみで構成される画素グループ）と、を混在させてもよい。
【００３６】
図８Ａは、図７の一点鎖線Ｘａ−Ｘａ´に沿った、一つの画素グループ２２の断面図であり、図８Ｂは、図７の一点鎖線Ｘｂ−Ｘｂ´に沿った、一つの画素グループ２２の断面図である。以下、図８Ａおよび図８Ｂを参照して、各反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの構造およびセンサ画素３１の構造について、詳細に説明する。
【００３７】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、各色の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの各々は、第１の実施形態に係る自給電型表示装置１０の反射画素１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと同様に、蓄電部２５上に、シアン色発電部２４Ｃｙ、マゼンタ色発電部２４Ｍｇ、イエロー色発電部２４Ｙｅによって構成される発電層２４と、赤色反射部２３Ｒ、緑色反射部２３Ｇ、青色反射部２３Ｂを含む反射層２３と、をこの順に積層することによって構成されている。
【００３８】
一方、センサ画素３１は、蓄電部２５上にセンサ部３２を設け、このセンサ部３２上に、例えばシアン色発電部２４Ｃｙ等の発電部および反射部３３をこの順に積層することによって構成されている。
【００３９】
センサ部３２は、例えばシリコン等の半導体基板の表面に設けられたフォトダイオード等によって構成され、入射光を受光する受光部、およびこの受光部において入射光を受光することにより発生する信号電荷を読み出すゲート、を含む。なお、このようなセンサ部３２は、少なくともセンサ画素３１に設けられればよいが、図示するように、各反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ内に延在していてもよい。
【００４０】
次に、センサ画素３１において、このようなセンサ部３２上には、発電部として、例えばシアン色発電部２４Ｃｙが設けられているが、センサ画素３１に設けられる発電部は、シアン色発電部２４Ｃｙに限定されず、他の波長帯域の光を吸収して発電する発電部であってもよい。また、センサ画素３１においては、発電部自体が必ずしも必要な部分ではなく、設けられなくてもよい。
【００４１】
次に、センサ画素３１において、シアン色発電部２４Ｃｙ上には、反射部３３が積層されている。この反射部３３は、入射光を実質的に全て透過するように構成されている。反射部３３は、センサ部３２の受光部において受光することができる帯域、およびシアン色発電部２４Ｃｙにおいて吸収されるシアン色の帯域、以外の入射光を反射することができるように構成されていてもよい。しかし、反射部３３は、必ずしも必要な部分ではなく、設けられなくてもよい。
【００４２】
以上に説明した複数の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂおよびセンサ画素３１に含まれる反射部２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ、３３は、画素グループ２２内において、一層の反射層２３を構成している。図９Ａおよび図９Ｂは、この反射層２３の構造の一例を示す断面図である。図９Ａは、図８Ａに対応する反射層２３の断面図であり、図９Ｂは、図８Ｂに対応する反射層２３の断面図である。
【００４３】
図９Ａおよび図９Ｂに示すように反射層２３は、画素毎に互いに異なる反射帯域を有するように形成された一層のコレスティック液晶層４１を、配向膜４２を介して一対の透明電極４３ａ、４３ｂで挟むことによって構成されている。本実施形態においては、画素グループ２２毎に一枚の透明電極４３ａを、コレスティック液晶層４１の上面側に設けるとともに、画素グループ２２毎に一枚の透明電極４３ｂを、コレスティック液晶層４１の下面側に設けているが、各透明電極４３ａ、４３ｂは、例えば画素毎に分割されていてもよい。
【００４４】
このように構成された反射層２３は、一対の透明電極４３ａ、４３ｂに電圧を印可することによりコレスティック液晶層４１内に電界を発生させ、電界を生じさせることによってコレスティック液晶の配向状態を変更することにより、反射波長帯域を変更することができる。
【００４５】
なお、反射層２３は、透明電極４３ａ、４３ｂを含む任意の反射帯域変更手段によって反射帯域を変更することができればよく、フォトニック層間膜、プラズモン層等のような屈折率を変更することができる材料によって構成されていてもよい。
【００４６】
再度図８Ａおよび図８Ｂを参照する。上述した複数の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂおよびセンサ画素３１に含まれるシアン色発電部２４Ｃｙ、マゼンタ色発電部２４Ｍｇ、イエロー色発電部２４Ｙｅはそれぞれ、例えば第１の実施形態に係る自給電型表示装置１０と同様に、有機系太陽電池により構成されている。そして、このような複数の発電部２４Ｃｙ、２４Ｍｇ、２４Ｙｅは、一つの画素グループ２２内において、発電層２４を構成している。
【００４７】
以上に説明した構造の自給電型表示装置であっても、反射層２４、発電層２４、センサ部３２、蓄電部２５、のそれぞれをシート状に形成し、シート状にそれぞれ形成された反射層２４、発電層２４、センサ部３２、および蓄電部２５を張り合わせることによって形成することができる。したがって、例えば大画面化することなどが容易となる。
【００４８】
なお、図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、発電層２４および反射層２３は、一層の蓄電部２５上にこの順に積層されているが、図１０Ａおよび図１０Ｂに変形例を示すように、一層の蓄電部２５上に、反射層２３および発電層２４をこの順に積層してもよい。すなわち、蓄電部２５上に、赤色反射部２３Ｒおよびシアン色発電部２４Ｃｙをこの順に積層することによって赤色反射画素２１Ｒ´を構成し、蓄電部２５上に、緑色反射部２３Ｇおよびマゼンタ色発電部２４Ｍｇをこの順に積層することによって緑色反射画素２１Ｇ´を構成し、蓄電部２５上に、青色反射部２３Ｂおよびイエロー色発電部２４Ｙｅをこの順に積層することによって青色反射画素２１Ｂ´を構成し、蓄電部２５上に、反射部３３およびシアン色発電部２４Ｃｙをこの順に積層することによってセンサ画素３１´を構成してもよい。
【００４９】
次に、このような自給電型表示装置の動作について、図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１２を参照して説明する。図１１Ａは、第２の実施形態に係る自給電型表示装置に入射される光の動向を説明するための、図８Ａに対応する断面図であり、図１１Ｂは、第２の実施形態に係る自給電型表示装置に入射される光の動向を説明するための、図８Ｂに対応する断面図である。また、図１２は、第２の実施形態に係る自給電型表示装置を示す機能ブロック図である。
【００５０】
まず自給電型表示装置の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに光Ｌが入射されると、これらの画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの反射層２３において所定の帯域の波長の光を反射する。図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、例えば赤色反射画素２１Ｒに光Ｌが入射されると、赤色反射部２３Ｒが赤色光ＬＲを反射すし、緑色反射画素２１Ｇに光Ｌが入射されると、緑色反射部２３Ｇが緑色光ＬＧを反射し、青色反射画素２１Ｂに光Ｌが入射されると、青色反射部２３Ｂが青色光ＬＢを反射する。このように、反射層２３が所定の帯域の波長の光を反射することにより、自給電型表示装置は、画素配列に応じた絵を表示することができる。
【００５１】
自給電型表示装置の反射画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに入射された光Ｌのうち、これらの画素２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの反射層２３において反射される以外の光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅは、反射層２３を透過し、発電層２４に到達する。発電層２４に到達した光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅは、この層２４において吸収され発電される。図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、例えば赤色反射部２３Ｒを透過する例えばシアン（Ｃｙ）色の光ＬＣｙはシアン色発電部２４Ｃｙに到達し、シアン色発電部２４Ｃｙにおいて吸収されて発電される。同様に、緑色反射部２３Ｇを透過する例えばマゼンタ（Ｍｇ）色の光ＬＭｇはマゼンタ色発電部２４Ｍｇに到達し、マゼンタ色発電部２４Ｍｇにおいて吸収されて発電される。そして、青色反射部２３Ｂを透過する例えばイエロー（Ｙｅ）色の光ＬＹｅはイエロー色発電部２４Ｙｅに到達し、イエロー色発電部２４Ｙｅにおいて吸収されて発電される。このように、反射層２３において反射される以外の光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅを発電層２４において吸収することにより、自給電型表示装置は、絵の表示にとっては不要な光ＬＣｙ、ＬＭｇ、ＬＹｅを吸収して発電することができる。
【００５２】
図１２に示すように、発電層２４において発電された電力は、蓄電部２５に蓄電することができる。蓄電部２５に蓄電された電力は、例えば蓄電部２５を制御する制御部５１からの指令によって取り出し、制御部５１によって指定された場所に供給すことができる。
【００５３】
一方、図１１Ａに示されるように、センサ画素３１に光Ｌが入射されると、この画素３１に含まれる反射部３３は、入射光を実質的には反射せず、入射光は、そのまま透過する。
【００５４】
センサ画素３１の反射部３３を透過した光Ｌは、センサ画素３１が有するシアン色発電部２４Ｃｙに到達し、この発電部２４Ｃｙにおいて吸収され発電される。シアン色発電部２４Ｃｙにおいて発電された電力は、図１２に示すように蓄電部２５に蓄電される。
【００５５】
シアン色発電部２４Ｃｙにおいて吸収されない光（例えば赤色光ＬＲ）は、シアン色発電部２４Ｃｙを透過してセンサ部３２の受光部（図示せず）に到達する。受光部は、これに到達した光ＬＲの光量に応じた電気信号を発生させる。受光部において発生する電気信号は、センサ部３２に別途設けられるゲートによって取り出され、図１２に示すように、制御部５１に供給される。
【００５６】
次に、自給電型表示装置が表示する絵を変更する方法について説明する。
【００５７】
例えば自給電型表示装置の一部を手で触れると、手で触れた領域に存在するセンサ画素３１に入射される光の光量は、低下する。したがって、このセンサ画素３１の受光部に到達する光の光量も低下し、受光部において発生する電気信号の電圧も低下する。したがって、制御部５１には、電圧が低い電気信号が到達する。
【００５８】
このように受光部から供給される電気信号の電圧が変化すると、制御部５１は、この変化を検出して蓄電部２５から電力を取り出し、取り出した電力を反射層２３（例えばコレスティック液晶層４１を挟む一対の透明電極４３ａ、４３ｂに供給する。
【００５９】
透明電極４３ａ、４３ｂに電力が供給されると、これに挟まれたコレスティック液晶層４１内に電界を生じさせ、この電界に応じてコレスティック液晶の配向状態を変化させる。これにより、反射層２３において反射される光の波長帯域が変更されるため、表示される絵も変更される。
【００６０】
すなわち、本実施形態に係る自給電型表示装置においては、自給電型表示装置の一部を手で触れるなどして受光量を変化させることにより、表示される絵を変更することができる。
【００６１】
以上に説明した自給電型表示装置においても、絵の表示にとって不要な光を発電層２４において吸収して発電し、その電力が蓄積されるため、外部において発電された電力の自給電型表示装置への供給量を削減することができる。
【００６２】
さらに、本実施形態に係る自給電型表示装置によれば、蓄電した電力を、コレスティック液晶層４１を挟む透明電極４３ａ、４３ｂに供給することによって、反射層２３の反射波長帯域を変更する。従って、外部から供給される電力を使用せずに、または外部から供給される電力をわずかに使用するのみで、表示される絵を変更することができる。
【００６３】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６４】
例えば上記各実施形態において、蓄電部１５、２５は、自給電型表示装置の内部に含まれている。これにより、発電層１４、２４と蓄電部１５、２５とを接続する配線、および蓄電部１５、２５と自給電型表示装置の各部とを接続する配線、をそれぞれ短くすることができるため、配線による電力消費を抑制し、電力を効率的に利用することができる。しかしながら、蓄電部１５、２５は、必ずしも自給電型表示装置の内部に含まれる必要はなく、自給電型表示装置の外部に配置してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０、２０・・・自給電型表示装置
１１Ｒ、１１Ｒ´、２１Ｒ、２１Ｒ´・・・赤色反射画素
１１Ｇ、１１Ｇ´、２１Ｇ、２１Ｇ´・・・緑色反射画素
１１Ｂ、１１Ｂ´、２１Ｂ、２１Ｂ´・・・青色反射画素
１２、２２・・・画素グループ
１３、２３・・・反射層
１３Ｒ、２３Ｒ・・・赤色反射部
１３Ｇ、２３Ｇ・・・緑色反射部
１３Ｂ、２３Ｂ・・・青色反射部
１４、２４・・・発電層
１４Ｃｙ、２４Ｃｙ・・・シアン色発電部
１４Ｍｇ、２４Ｍｇ・・・マゼンタ色発電部
１４Ｙｅ、２４Ｙｅ・・・イエロー色発電部
１５、２５・・・蓄電部
１６・・・透明電極
１７Ｃｙ、１７Ｍｇ、１７Ｙｅ・・・電解質層
１８・・・反射防止膜
１９・・・反射膜
３１、３１´・・・センサ画素
３２・・・センサ部
３３・・・反射部
４１・・・コレスティック液晶層
４２・・・配向膜
４３ａ、４３ｂ・・・透明電極
５１・・・制御部
【図１】
2016142981.tif 000003
【図２】
2016142981.tif 000004
【図３Ａ】
2016142981.tif 000005
【図３Ｂ】
2016142981.tif 000006
【図４Ａ】
2016142981.tif 000007
【図４Ｂ】
2016142981.tif 000008
【図５Ａ】
2016142981.tif 000009
【図５Ｂ】
2016142981.tif 000010
【図６】
2016142981.tif 000011
【図７】
2016142981.tif 000012
【図８Ａ】
2016142981.tif 000013
【図８Ｂ】
2016142981.tif 000014
【図９Ａ】
2016142981.tif 000015
【図９Ｂ】
2016142981.tif 000016
【図１０Ａ】
2016142981.tif 000017
【図１０Ｂ】
2016142981.tif 000018
【図１１Ａ】
2016142981.tif 000019
【図１１Ｂ】
2016142981.tif 000020
【図１２】
2016142981.tif 000021