JP2013040977A - Liquid crystal display device, backlight unit, translucent plate and light guide - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a liquid crystal display device, a backlight unit, a translucent plate, and a light guide.
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。 In recent years, as the size of liquid crystal display devices increases, reduction of power consumption is demanded. Patent Document 1 discloses a prior art document that discloses a liquid crystal display device that effectively uses light from a backlight to save power.
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。 In the liquid crystal display device described in Patent Document 1, a plurality of photovoltaic elements are provided in substantially the entire back surface of the backlight. In this liquid crystal display device, unnecessary light that has traveled to the back side of the backlight is collected by a photovoltaic element, so that the unused light is effectively used to save power.
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。
In order to reduce the thickness of a large-sized liquid crystal display, the light source and the liquid crystal display panel can be brought close to each other. In this case, a light-shielding portion is provided in order to maintain the luminance uniformity of the illumination device.
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。
In the liquid crystal display device described in
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。
In the liquid crystal display device described in
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。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can improve the luminance uniformity of a lighting device and achieve power saving, and can achieve a power saving, a liquid crystal display device, a backlight unit, a light transmitting plate, and a light guide plate. An object is to provide a light body.
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。 The liquid crystal display device based on this invention is a liquid crystal display device provided with several photoelectric conversion parts which generate electric power using the external light received from the display surface. A liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel constituting a display surface, a light emitting layer disposed below the liquid crystal display panel opposite to the display surface, and provided with a plurality of light sources, and the light emitting layer and the liquid crystal display panel The 1st photoelectric converting layer arrange | positioned between these. The first photoelectric conversion layer includes a plurality of first photoelectric conversion units having a light receiving surface facing the display surface, which is formed at a position above the light source.
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。 According to the above-described liquid crystal display device, by providing the first photoelectric conversion unit at a position above the light source that is likely to generate luminance unevenness, by suppressing light with high luminance from being emitted as it is to the liquid crystal display panel, The luminance uniformity of the lighting device can be improved by making the luminance of light incident on the liquid crystal display panel from the light emitting layer uniform. Since the light receiving surface of the first photoelectric conversion unit is formed on the display surface side, external light can be received to generate electric power, and power saving of the liquid crystal display device can be achieved.
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。 In one form of this invention, the lower surface of a 1st photoelectric conversion part has light-shielding property. By doing so, it is possible to block light with high luminance generated at a position above the light source and make the luminance of light incident on the liquid crystal display panel from the light emitting layer uniform.
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。 In one form of this invention, the lower surface of a 1st photoelectric conversion part has light-shielding property by reflecting light. By doing in this way, since the light reflected by the lower surface of the 1st photoelectric conversion part can be incident again on a light emitting layer, the light which is not utilized can be reduced and energy efficiency can be improved.
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。 In one embodiment of the present invention, the first photoelectric conversion unit is a transmissive solar cell. Here, the transmissive solar cell is a solar cell in which the photoelectric conversion unit is composed of mesh-like cells and light can pass through the gaps between the cells. By doing so, a part of the high-luminance light generated at a position above the light source is transmitted through the gap between the cells, and the luminance of the light incident on the liquid crystal display panel from the light emitting layer is made uniform. be able to.
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。 Preferably, a second photoelectric conversion layer is provided below the light emitting layer. The second photoelectric conversion layer includes a plurality of second photoelectric conversion units having a light receiving surface facing the display surface. By doing so, since the light receiving surface of the second photoelectric conversion unit is formed on the display surface side, it is possible to generate power by receiving external light, and to further save power in the liquid crystal display device. it can.
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。 Preferably, the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit are arranged such that the entire display surface is covered with the orthographic projection region on the display surface of the first photoelectric conversion unit and the orthographic projection region on the display surface of the second photoelectric conversion unit. A photoelectric conversion unit is formed. By doing in this way, since it can receive external light and generate electric power in the whole display surface of a liquid crystal display device, the electric power generation amount in a photoelectric conversion part can be increased.
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。 Preferably, the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit are formed so that the orthographic projection region on the display surface of the first photoelectric conversion unit and the orthographic projection region on the display surface of the second photoelectric conversion unit do not overlap. Has been. By doing in this way, when the display surface of a liquid crystal display device is seen planarly, since the photoelectric conversion part is not formed overlappingly, the electric power generation amount per unit area of a photoelectric conversion part can be increased.
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。 In one embodiment of the present invention, the second photoelectric conversion unit is a transmissive solar cell, and a member that diffuses light or reflects light is provided below the second photoelectric conversion unit. By doing so, the light transmitted through the second photoelectric conversion unit can be diffused or reflected and returned to the liquid crystal display panel side, so that the light use efficiency is increased and the power consumption of the liquid crystal display device is reduced. be able to.
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。 In one form of this invention, the 1st photoelectric converting layer contains the light quantity adjustment part which diffuses the light light-emitted from the light emitting layer. By doing in this way, the brightness | luminance of the light which injects into a liquid crystal display panel from a light emitting layer can be made further uniform.
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。 Preferably, the light source has a directivity in the light emitting direction, and the directivity is greater for the light component parallel to the light emitting layer than for the light component in the direction perpendicular to the light emitting layer. In this way, since light can be spread over the entire light emitting layer, the luminance of light incident on the liquid crystal display panel from the light emitting layer can be made uniform.
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。 In one form of the invention, the light source is a light emitting diode. By doing so, the power consumed by the light source can be reduced.
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。 In one embodiment of the present invention, the light emitting layer includes a plurality of light guides into which light from a light source is incident, and at least one first photoelectric conversion unit is adjacent to each other in a plan view. It is arranged so as to cover the boundary. By doing so, it is possible to shield the light with high luminance emitted from the end face of the light guide and to make the luminance of the light incident on the liquid crystal display panel from the light emitting layer uniform.
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。 In one form of this invention, the at least 1 2nd photoelectric conversion part is formed in the lower surface of a light guide. By doing in this way, since a 2nd photoelectric conversion part is formed in the position nearer to a display surface, the electric power generation amount in a 2nd photoelectric conversion part can be increased.
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。 In one form of this invention, the electric power generated by the 1st photoelectric conversion part and the 2nd photoelectric conversion part is utilized for a light source. In this way, the power generated by the photoelectric conversion unit can be used as a part of the power consumed by the light source, so that power saving of the liquid crystal display device can be achieved.
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。 In one form of this invention, the 1st photoelectric conversion layer contains the 3rd photoelectric conversion part which has the light-receiving surface which was formed under the 1st photoelectric conversion part and turned to the opposite side to the display surface side. By doing so, light from the light source with high luminance can be collected by the third photoelectric conversion unit, so that power saving of the liquid crystal display device can be achieved.
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。 According to the present invention, the first photoelectric conversion unit is provided at a position above the light source that is likely to generate luminance unevenness, and the light with high luminance is prevented from being emitted as it is to the liquid crystal display panel. The luminance uniformity of the illumination device can be improved by making the luminance of the light incident on the liquid crystal display panel uniform. Since the light receiving surface of the first photoelectric conversion unit is formed on the display surface side, external light can be received to generate electric power, and power saving of the liquid crystal display device can be achieved.
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。
Hereinafter, a liquid crystal display device, a backlight unit, a light transmissive plate, and a light guide according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 1 according to Embodiment 1 of the present invention includes a liquid
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。
Since the configuration of the liquid
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。
A
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。
A plurality of
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。
A
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。
The first
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。
In the present embodiment, the
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。
In the 1st photoelectric converting
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。
As a specific structure of the light amount adjusting unit, for example, the light emitted from the
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。
A
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。
The second
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。
In the present embodiment, the
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。
The second
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。
Therefore, in plan view, the second
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。
By providing the first
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。
On the lower surface of the second
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。
The light emission direction from the
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。
That is, the
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。
In FIG. 1, the emission direction of the light emitted from the
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。
The light emission direction from the
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。
As described above, since the light emission direction from the
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。
In the present embodiment, it is most preferable that the main emission direction of light from the
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。
In the present embodiment, a light emitting diode is used as the
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。
The electric power generated by the first
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。
As a modification of the liquid crystal display device according to the present embodiment, the first
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。
As another modified example of the liquid crystal display device according to the present embodiment, the second
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。
In another modification of the present embodiment, a member that diffuses light is provided below the second
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。
According to the liquid crystal display device 1 described above, since the first
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。
Hereinafter, a liquid crystal display device, a backlight unit, a light transmissive plate, and a light guide according to
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to
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。
The upper surface of the
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。
The light incident on the
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。
Like the liquid
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。
In the liquid
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。
As a modification of the present embodiment, the second
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。
Even in this case, the second
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。
By providing the first
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。
According to the liquid
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。
Hereinafter, a liquid crystal display device, a backlight unit, a translucent plate, and a light guide according to
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to
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。
The third
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。
In the present embodiment, the solar cell
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。
In the first
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。
Since the third
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。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.
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。 1, 30, 40 Liquid crystal display device, 2 Liquid crystal display panel, 3, 28, 37 First photoelectric conversion layer, 4, 29 Second photoelectric conversion layer, 5, 38 Light emitting layer, 6, 12 Substrate, 7, 15, 31 Back electrode layer, 8, 16, 32 Solar cell body, 9, 17, 33 Transparent conductive film, 13 Light source, 14 Air layer, 18 Translucent plate, 19 Diffuser plate, 20 Lower surface, 21 Space, 22 Light guide, 23 Light, 34 3rd photoelectric conversion part, 35 Display surface, 36, 39 Backlight unit.
Claims (21)
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。 A liquid crystal display device including a plurality of photoelectric conversion units that generate electricity using external light received from a display surface,
A liquid crystal display panel constituting the display surface;
A light emitting layer disposed below the liquid crystal display panel on the side opposite to the display surface side and provided with a plurality of light sources;
A first photoelectric conversion layer disposed between the light emitting layer and the liquid crystal display panel;
The first photoelectric conversion layer includes a plurality of first photoelectric conversion units having a light receiving surface facing the display surface and formed at a position above the light source.
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。 A second photoelectric conversion layer disposed below the light emitting layer;
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the second photoelectric conversion layer includes a plurality of second photoelectric conversion units having a light receiving surface facing the display surface.
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。 The second photoelectric conversion unit is a transmissive solar cell;
The liquid crystal display device according to claim 5, wherein a member that diffuses light or reflects light is provided below the second photoelectric conversion unit.
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。 The light emitting layer includes a plurality of light guides into which light from the light source is incident,
The liquid crystal display device according to claim 10, wherein at least one of the first photoelectric conversion units is disposed so as to cover a boundary between the adjacent light guides in a plan view.
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。 A backlight unit including a plurality of photoelectric conversion units that generate power using external light received from an emission surface that emits light,
A light emitting layer provided with a plurality of light sources;
A first photoelectric conversion layer disposed above the light emitting layer,
The first photoelectric conversion layer is a backlight unit including a plurality of first photoelectric conversion units having a light receiving surface facing the emission surface, which is formed at a position above the light source.
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。 The light emitting layer includes a plurality of light guides into which light from the light source is incident,
The backlight unit according to claim 17, wherein at least one of the first photoelectric conversion units is disposed so as to cover a boundary between the adjacent light guides in a plan view.
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。 A light-transmitting plate that is used in a liquid crystal display device, disposed above a light source, and transmits light emitted from the light source,
A translucent plate provided with a photoelectric conversion unit which is formed at a position above the light source and has a light receiving surface facing the light output side of the translucent plate.
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。 The liquid crystal display device includes a plurality of light guides into which light from the light source is incident,
The translucent plate according to claim 19, wherein at least one of the photoelectric conversion units is disposed so as to cover a boundary between the adjacent light guides in a plan view.
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。 A light guide used in a liquid crystal display device, into which light from a plurality of light sources is incident,
A light guide comprising a photoelectric conversion unit formed on a lower surface of the light guide at a position between the light sources and having a light receiving surface facing the upper surface of the light guide.
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