JP2013050469A - Liquid crystal display device, illumination device unit and solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、液晶表示装置、照明装置ユニットおよび太陽電池に関し、より特定的には、太陽電池を備える液晶表示装置と、その液晶表示装置に用いられる照明装置ユニットおよび太陽電池とに関する。 The present invention generally relates to a liquid crystal display device, a lighting device unit, and a solar cell, and more specifically, a liquid crystal display device including a solar cell, and a lighting device unit and a solar cell used in the liquid crystal display device. About.
太陽電池を備えた機器の従来例として、たとえば、特開2005−310896号公報には、発電効率の低下を最小限に留めつつ、全面発光を達成する光源一体型太陽電池モジュールが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された光源一体型太陽電池モジュールは、光透過型の太陽電池と、太陽電池の裏面側に設けられたLED照明装置と、LED照明装置を収容し、かつ太陽電池の裏面側を覆う反射板とを有する。太陽電池は、その表面側から入射する太陽光を利用して電力を発生する。LED照明装置から発せられたLED光は、反射板で反射された後、太陽電池の裏面側から表面側に出射される。 As a conventional example of a device equipped with a solar cell, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-310896 discloses a light source integrated solar cell module that achieves full light emission while minimizing a decrease in power generation efficiency. (Patent Document 1). The light source integrated solar cell module disclosed in Patent Document 1 houses a light-transmissive solar cell, an LED illumination device provided on the back side of the solar cell, the LED illumination device, and the back side of the solar cell. And a reflection plate covering the substrate. A solar cell generates electric power using sunlight incident from the surface side thereof. LED light emitted from the LED illumination device is reflected by the reflector and then emitted from the back surface side of the solar cell to the front surface side.
また、特開2007−171321号公報には、消費電力を確実に低減することを目的とした電気光学装置が開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示された電気光学装置においては、液晶パネルの表示領域に、光電変換素子により構成される太陽電池セルが設けられている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-171321 discloses an electro-optical device for the purpose of reliably reducing power consumption (Patent Document 2). In the electro-optical device disclosed in
また、特開2006−41291号公報には、太陽電池に入射する光が減衰することなく、太陽電池の出力低下を防止でき、さらに簡単に製造することが可能な発光モジュールが開示されている(特許文献3)。特許文献3に開示された発光モジュールは、昼間に発電する太陽電池部と、電源供給することによって発光する発光部とを備える。 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-41291 discloses a light emitting module that can prevent a decrease in the output of a solar cell without attenuating light incident on the solar cell, and can be manufactured more simply ( Patent Document 3). The light emitting module disclosed in Patent Document 3 includes a solar cell unit that generates power during the daytime and a light emitting unit that emits light when power is supplied.
また、特開2006−120387号公報には、発光素子の配置の自由度を高めつつ、簡易な構成によって低コスト化を図ることを目的とした太陽電池付き照明装置が開示されている(特許文献4)。特許文献4に開示された太陽電池付き照明装置は、互いに隣接する複数の太陽電池セルからなる非透過型の集積型太陽電池と、集積型太陽電池の裏面に実装されるLEDとを備える。 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-120387 discloses a lighting device with a solar cell for the purpose of reducing the cost by a simple configuration while increasing the degree of freedom of arrangement of light emitting elements (Patent Document). 4). The solar cell-equipped lighting device disclosed in Patent Document 4 includes a non-transmissive integrated solar cell including a plurality of solar cells adjacent to each other, and an LED mounted on the back surface of the integrated solar cell.
特許文献1、3および4に開示された太陽電池を備える各種機器は、屋外照明などの照明装置や、発光看板、案内標識などに用いられる。これらの機器によれば、太陽電池で発電した電力を利用して発光するため、機器の省電力化を図ることができる。 Various devices provided with solar cells disclosed in Patent Documents 1, 3, and 4 are used for illumination devices such as outdoor lighting, light emitting signs, guide signs, and the like. According to these devices, light is emitted using the electric power generated by the solar cell, so that power saving of the device can be achieved.
一方、液晶パネルを備える液晶表示装置においても、液晶パネルが大型化するのに伴って消費電力の低減が求められている。これに対して、特許文献2に開示された電気光学装置は、携帯電話機やパーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラなどの液晶パネルに用いられ、太陽電池で発生した電力を利用して液晶パネルのデバイスを駆動する。
On the other hand, also in a liquid crystal display device provided with a liquid crystal panel, reduction of power consumption is calculated | required as a liquid crystal panel enlarges. On the other hand, the electro-optical device disclosed in
しかしながら、近年、液晶パネルが大型化するのに伴って液晶表示装置の消費電力を大幅に低減することが求められており、特許文献2に開示された電気光学装置においては、省電力化という点でさらなる改善の余地がある。また、特許文献2に開示された電気光学装置では、液晶パネルの表示領域に太陽電池の光電変換素子を作り込むため、開口率の低下によって表示品質が低下するという問題がある。
However, in recent years, it has been demanded that the power consumption of the liquid crystal display device be significantly reduced as the liquid crystal panel becomes larger. In the electro-optical device disclosed in
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、表示品質を維持しつつ省電力化が図られる液晶表示装置と、その液晶表示装置に用いられる照明装置ユニットおよび太陽電池とを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and provide a liquid crystal display device capable of saving power while maintaining display quality, and a lighting device unit and a solar cell used in the liquid crystal display device. It is to be.
この発明に従った液晶表示装置は、表示面を有する液晶パネルと、液晶パネルに対して表示面が形成される側とは反対側に配置され、液晶パネルに向けて照明光を照射する照明装置と、液晶パネルと照明装置との間に配置される太陽電池とを備える。太陽電池は、液晶パネルを透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層を有する。光電変換層には、照明装置と液晶パネルとを結ぶ方向に貫通し、照明装置から照射された照明光を液晶パネルに向けて透過させるための光透過層が配置される開口部が形成される。 A liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel having a display surface, and an illumination device that is disposed on the opposite side of the liquid crystal panel from the side on which the display surface is formed and that irradiates illumination light toward the liquid crystal panel And a solar cell disposed between the liquid crystal panel and the lighting device. The solar cell has a photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion using external light transmitted through the liquid crystal panel. The photoelectric conversion layer is formed with an opening through which a light transmission layer for penetrating the illumination light irradiated from the illumination device toward the liquid crystal panel is disposed so as to penetrate the illumination device and the liquid crystal panel. .
このように構成された液晶表示装置によれば、光電変換層に光透過層が配置される開口部を形成することによって、照明装置から照射された照明光を光透過層を通じて液晶パネルに到達させる。これにより、太陽電池を液晶パネルに対して外付けする構造が可能となり、液晶パネルの表示品質を維持することができる。また、太陽電池で発電した電力を液晶表示装置の駆動電力として利用することにより、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。 According to the liquid crystal display device configured as described above, the illumination light irradiated from the illumination device reaches the liquid crystal panel through the light transmission layer by forming an opening in which the light transmission layer is disposed in the photoelectric conversion layer. . Thereby, the structure which attaches a solar cell with respect to a liquid crystal panel becomes possible, and the display quality of a liquid crystal panel can be maintained. In addition, power consumption of the liquid crystal display device can be reduced by using the power generated by the solar battery as the driving power of the liquid crystal display device.
また好ましくは、液晶表示装置は、液晶パネルと太陽電池との間の距離を一定に保つように設けられ、光透過性を有する距離保持部をさらに備える。 Preferably, the liquid crystal display device further includes a distance holding unit that is provided so as to keep a constant distance between the liquid crystal panel and the solar cell and has light transmittance.
このように構成された液晶表示装置によれば、距離保持部によって液晶パネルと光電変換層との間に一定距離が設けられる。これにより、照明装置から照射され、太陽電池を透過した照明光が、多方向に重なり合いながら液晶パネルに到達する。この際、距離保持部は光透過性を有するため、照明光の進行が距離保持部によって妨げられるということがない。このため、液晶パネルの輝度均一性を向上させることができる。 According to the liquid crystal display device configured as described above, a certain distance is provided between the liquid crystal panel and the photoelectric conversion layer by the distance holding unit. Thereby, the illumination light irradiated from the illumination device and transmitted through the solar cell reaches the liquid crystal panel while overlapping in multiple directions. At this time, since the distance holding unit has light transparency, the progress of the illumination light is not hindered by the distance holding unit. For this reason, the brightness uniformity of the liquid crystal panel can be improved.
また好ましくは、距離保持部は、光電変換層の直上から液晶パネルに向けて延伸する柱形状を有する。開口部の直上には、空気層が形成される。 Preferably, the distance holding unit has a column shape extending from directly above the photoelectric conversion layer toward the liquid crystal panel. An air layer is formed immediately above the opening.
このように構成された液晶表示装置によれば、照明装置から照射され、太陽電池を透過した照明光が、空気層を進行する間に多方向に重なり合うため、液晶パネルの輝度均一性を向上させることができる。さらに、空気層が太陽電池と液晶パネルとの間に配置されるため、太陽電池もしくは照明装置で発生した熱が液晶パネルに伝わることを抑制できる。これにより、温度変化に起因して液晶パネルの表示品質が低下することを防止できる。 According to the liquid crystal display device thus configured, the illumination light irradiated from the illumination device and transmitted through the solar cell overlaps in multiple directions while traveling through the air layer, thereby improving the luminance uniformity of the liquid crystal panel. be able to. Furthermore, since an air layer is arrange | positioned between a solar cell and a liquid crystal panel, it can suppress that the heat which generate | occur | produced with the solar cell or the illuminating device is transmitted to a liquid crystal panel. Thereby, it is possible to prevent the display quality of the liquid crystal panel from being deteriorated due to the temperature change.
また好ましくは、距離保持部は、気泡を内包するように形成される。また好ましくは、距離保持部は、樹脂材料から形成される複数の樹脂層と、複数の樹脂層間に介挿され、空気が配置される断熱層とを有して形成される。また好ましくは、距離保持部は、空気層と境界をなす凹凸形状の表面を有する。 Preferably, the distance holding unit is formed so as to enclose bubbles. Preferably, the distance holding unit includes a plurality of resin layers formed of a resin material, and a heat insulating layer interposed between the plurality of resin layers and arranged with air. Preferably, the distance holding unit has an uneven surface that forms a boundary with the air layer.
このように構成された液晶表示装置によれば、距離保持部の断熱性を高めることで、熱が距離保持部を通じて液晶パネルに伝わることを抑制できる。これにより、温度変化に起因して液晶パネルの表示品質が低下することを防止できる。 According to the liquid crystal display device configured as described above, it is possible to suppress heat from being transmitted to the liquid crystal panel through the distance holding unit by increasing the heat insulating property of the distance holding unit. Thereby, it is possible to prevent the display quality of the liquid crystal panel from being deteriorated due to the temperature change.
また好ましくは、太陽電池は、光電変換層と液晶パネルとの間に配置され、光透過性を有する透明基板をさらに有する。距離保持部は、透明基板と一体に形成される。また好ましくは、太陽電池は、光電変換層に積層される透明電極をさらに有する。距離保持部は、透明電極と一体に形成される。 Preferably, the solar cell further includes a transparent substrate disposed between the photoelectric conversion layer and the liquid crystal panel and having light transmittance. The distance holding unit is formed integrally with the transparent substrate. Preferably, the solar cell further has a transparent electrode laminated on the photoelectric conversion layer. The distance holding unit is formed integrally with the transparent electrode.
このように構成された液晶表示装置によれば、距離保持部を簡易な構成により形成することができる。 According to the liquid crystal display device configured as described above, the distance holding unit can be formed with a simple configuration.
また好ましくは、距離保持部は、光拡散性を有する。このように構成された液晶表示装置によれば、距離保持部を透過する照明光が多方向に拡散するため、液晶パネルの輝度均一性をさらに向上させることができる。 Preferably, the distance holding unit has light diffusibility. According to the liquid crystal display device configured as described above, since the illumination light transmitted through the distance holding unit diffuses in multiple directions, the luminance uniformity of the liquid crystal panel can be further improved.
また好ましくは、照明装置は、照明光を発する光源と、光源を取り囲むように設けられ、光源から発せられた光を液晶パネルに向かわせる導光層とを有する。このように構成された液晶表示装置によれば、光源から発せられた光を導光層を通じ、照明光として液晶パネルに向かわせる。 Preferably, the lighting device includes a light source that emits illumination light, and a light guide layer that is provided so as to surround the light source and directs the light emitted from the light source to the liquid crystal panel. According to the thus configured liquid crystal display device, light emitted from the light source is directed to the liquid crystal panel as illumination light through the light guide layer.
また好ましくは、光源は、発光ダイオードから構成される。このように構成された液晶表示装置によれば、光源で消費される電力を低減させることで、液晶表示装置の省電力化をさらに図ることができる。 Preferably, the light source is composed of a light emitting diode. According to the liquid crystal display device configured as described above, the power consumption of the liquid crystal display device can be further reduced by reducing the power consumed by the light source.
また好ましくは、光源から発せられる光は、照明装置と液晶パネルとを結ぶ方向の光の成分よりも、照明装置と液晶パネルとを結ぶ方向に直交する方向の光の成分が大きくなる指向性を有する。このように構成された液晶表示装置によれば、光源から発せられた光が直線的に液晶パネルに向かうことを抑制することで、液晶パネルの輝度均一性を向上させることができる。 Preferably, the light emitted from the light source has a directivity in which the light component in the direction orthogonal to the direction connecting the lighting device and the liquid crystal panel is larger than the light component in the direction connecting the lighting device and the liquid crystal panel. Have. According to the liquid crystal display device configured as described above, the luminance uniformity of the liquid crystal panel can be improved by suppressing the light emitted from the light source from being linearly directed to the liquid crystal panel.
また好ましくは、光源は、光電変換層の直下に配置される。このように構成された液晶表示装置によれば、発光ダイオードから発せられた光が光透過層を通じて直線的に液晶パネルに向かうことを抑制することで、液晶パネルの輝度均一性を向上させることができる。 Preferably, the light source is disposed immediately below the photoelectric conversion layer. According to the liquid crystal display device configured as described above, the luminance uniformity of the liquid crystal panel can be improved by suppressing the light emitted from the light emitting diode from being linearly directed to the liquid crystal panel through the light transmission layer. it can.
また好ましくは、液晶表示装置は、光源に対向して設けられ、光源から発せられた照明光を反射可能な反射層をさらに備える。このように構成された液晶表示装置によれば、光源から発せられた光をより積極的に反射させることにより、液晶パネルの輝度均一性を向上させることができる。 Preferably, the liquid crystal display device further includes a reflective layer provided to face the light source and capable of reflecting illumination light emitted from the light source. According to the liquid crystal display device configured as described above, the luminance uniformity of the liquid crystal panel can be improved by more actively reflecting the light emitted from the light source.
また好ましくは、太陽電池は、開口部を間に設けて配列された複数の光電変換層と、複数の光電変換層に渡って帯状に延在し、光電変換層で発生した熱を伝熱する伝熱部材とを有する。このように構成された液晶表示装置によれば、各光電変換層で発生した熱を伝熱部材を通じて効率よく放熱することができる。これにより、太陽電池で発生した熱が液晶パネルに伝わることを抑制できる。 Preferably, the solar cell extends in a strip shape across the plurality of photoelectric conversion layers arranged with openings and the plurality of photoelectric conversion layers, and transfers heat generated in the photoelectric conversion layer. A heat transfer member. According to the liquid crystal display device configured as described above, the heat generated in each photoelectric conversion layer can be efficiently radiated through the heat transfer member. Thereby, it can suppress that the heat which generate | occur | produced with the solar cell is transmitted to a liquid crystal panel.
また好ましくは、伝熱部材は、照明装置から照射された照明光を反射可能な反射層として機能する。このように構成された液晶表示装置によれば、簡易な構成によって、光電変換層で発生した熱を効率的に放熱する効果と、液晶パネルの輝度均一性を向上させる効果とを得ることができる。 Preferably, the heat transfer member functions as a reflective layer capable of reflecting the illumination light irradiated from the illumination device. According to the liquid crystal display device configured as described above, it is possible to obtain an effect of efficiently dissipating heat generated in the photoelectric conversion layer and an effect of improving the luminance uniformity of the liquid crystal panel with a simple configuration. .
また好ましくは、光透過層は、照明装置から液晶パネルに向かう光を拡散させる光拡散性を有する。このように構成された液晶表示装置によれば、照明装置から液晶パネルに向かう光を光透過層において拡散させることにより、液晶パネルの輝度均一性を向上させることができる。 Preferably, the light transmission layer has a light diffusibility for diffusing light from the illumination device toward the liquid crystal panel. According to the liquid crystal display device configured as described above, the luminance uniformity of the liquid crystal panel can be improved by diffusing light from the illumination device toward the liquid crystal panel in the light transmission layer.
また好ましくは、光電変換層は、アモルファスシリコン層と、アモルファスシリコン層に対して積層された微結晶シリコン層とを含む。このように構成された液晶表示装置によれば、光電変換層を、アモルファスシリコン層と微結晶シリコン層とからなるタンデム構造に形成する。 Preferably, the photoelectric conversion layer includes an amorphous silicon layer and a microcrystalline silicon layer stacked on the amorphous silicon layer. According to the liquid crystal display device configured as described above, the photoelectric conversion layer is formed in a tandem structure including an amorphous silicon layer and a microcrystalline silicon layer.
また好ましくは、太陽電池の有効発電領域は、表示面を正面から見た平面視において表示面の周縁領域に重なる周縁部と、表示面の中央領域に重なる中央部とを有する。光電変換層の開口率は、周縁部よりも中央部の方が大きくなる。なお、太陽電池の有効発電領域とは、光電変換層によって発電が可能な領域を意味する。 Preferably, the effective power generation region of the solar cell has a peripheral portion that overlaps the peripheral region of the display surface and a central portion that overlaps the central region of the display surface in a plan view when the display surface is viewed from the front. The aperture ratio of the photoelectric conversion layer is larger in the central portion than in the peripheral portion. The effective power generation area of the solar cell means an area where power can be generated by the photoelectric conversion layer.
このように構成された液晶表示装置によれば、ユーザが知覚し易い表示面の中央領域に重なる中央部で光電変換層の開口率をより大きく設定することにより、中央領域における輝度ばらつきを低減し、見掛け上の表示品質を向上させることができる。また、逆にユーザが知覚し難い表示面の周縁領域に重なる周縁部で光電変換層の開口率を小さくすることにより、光電変換層を用いた発電を効率的に行ない、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。 According to the liquid crystal display device configured as described above, by setting a larger aperture ratio of the photoelectric conversion layer in the central portion that overlaps the central region of the display surface that is easy for the user to perceive, luminance variation in the central region is reduced. Apparent display quality can be improved. Conversely, by reducing the aperture ratio of the photoelectric conversion layer at the peripheral portion that overlaps the peripheral region of the display surface that is difficult for the user to perceive, power generation using the photoelectric conversion layer is efficiently performed, and power saving of the liquid crystal display device Can be achieved.
この発明に従った照明装置ユニットは、液晶表示装置に用いられ、液晶パネルと組み合わされる照明装置ユニットである。照明装置ユニットは、液晶パネルに向けて照明光を照射する照明装置と、液晶パネルを透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層を有し、液晶パネルと照明装置との間に配置される太陽電池とを備える。光電変換層には、照明装置と太陽電池とを結ぶ方向に貫通し、照明装置から照射された照明光を液晶パネルに向けて透過させるための光透過層が配置される開口部が形成される。 The illumination device unit according to the present invention is an illumination device unit used in a liquid crystal display device and combined with a liquid crystal panel. The illumination device unit includes an illumination device that irradiates illumination light toward the liquid crystal panel, and a photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion using external light transmitted through the liquid crystal panel, and is provided between the liquid crystal panel and the illumination device. A solar cell to be disposed. The photoelectric conversion layer is formed with an opening in which a light transmission layer for penetrating the illumination light irradiated from the illumination device toward the liquid crystal panel is disposed in a direction connecting the illumination device and the solar cell. .
このように構成された照明装置ユニットによれば、照明装置ユニットと液晶パネルとを組み合わせて用いることによって、太陽電池を液晶パネルに対して外付けする構造が可能となり、液晶パネルの表示品質を維持することができる。また、太陽電池で発電した電力を液晶表示装置の駆動電力として利用することにより、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。 According to the illuminating device unit configured as described above, by using the illuminating device unit and the liquid crystal panel in combination, a structure in which a solar cell is externally attached to the liquid crystal panel becomes possible, and the display quality of the liquid crystal panel is maintained. can do. In addition, power consumption of the liquid crystal display device can be reduced by using the power generated by the solar battery as the driving power of the liquid crystal display device.
この発明に従った太陽電池は、液晶表示装置に用いられ、液晶パネルと、液晶パネルに向けて照明光を照射するための照明装置との間に配置される太陽電池である。太陽電池は、表面を有し、光透過性を有する透明基板と、その表面上に設けられ、液晶パネルを透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層とを備える。光電変換層には、照明装置と液晶パネルとを結ぶ方向に貫通し、照明装置から照射された照明光を液晶パネルに向けて透過させるための光透過層が配置される開口部が形成される。 A solar cell according to the present invention is used in a liquid crystal display device, and is a solar cell disposed between a liquid crystal panel and an illumination device for irradiating illumination light toward the liquid crystal panel. A solar cell includes a transparent substrate having a surface and light transmittance, and a photoelectric conversion layer that is provided on the surface and performs photoelectric conversion using external light transmitted through a liquid crystal panel. The photoelectric conversion layer is formed with an opening through which a light transmission layer for penetrating the illumination light irradiated from the illumination device toward the liquid crystal panel is disposed so as to penetrate the illumination device and the liquid crystal panel. .
このように構成された太陽電池によれば、太陽電池を液晶パネルと照明装置との間に配置して用いることによって、太陽電池を液晶パネルに対して外付けする構造が可能となり、液晶パネルの表示品質を維持することができる。また、太陽電池で発電した電力を液晶表示装置の駆動電力として利用することにより、液晶表示装置の省電力化を図ることができる。 According to the solar cell configured as described above, the solar cell is disposed between the liquid crystal panel and the lighting device, and thus a structure in which the solar cell is externally attached to the liquid crystal panel is possible. Display quality can be maintained. In addition, power consumption of the liquid crystal display device can be reduced by using the power generated by the solar battery as the driving power of the liquid crystal display device.
以上に説明したように、この発明に従えば、表示品質を維持しつつ省電力化が図られる液晶表示装置と、その液晶表示装置に用いられる照明装置ユニットおよび太陽電池とを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of saving power while maintaining display quality, and a lighting device unit and a solar cell used in the liquid crystal display device. .
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1における液晶表示装置を示す断面図である。図1を参照して、まず、この発明の実施の形態1における液晶表示装置の基本的な構造について説明すると、本実施の形態における液晶表示装置10は、表示面22を有する液晶パネル21と、液晶パネル21に対して表示面22が形成される側とは反対側に配置され、液晶パネル21に向けて照明光を照射する照明装置としてのバックライト61と、液晶パネル21とバックライト61との間に配置される太陽電池31とを備える。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. With reference to FIG. 1, first, the basic structure of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described. The liquid
太陽電池31は、液晶パネル21を透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層32を有する。光電変換層32には、バックライト61と液晶パネル21とを結ぶ方向に貫通し、バックライト61から照射された照明光を液晶パネル21に向けて透過させるための光透過層としての空気層41が配置される開口部40が形成される。
The
続いて、本実施の形態における液晶表示装置10の構造について詳細な説明を行なう。
液晶表示装置10は、液晶パネル21およびバックライト61を有する。液晶パネル21には、画像を表示するための表示面22が形成されている。表示面22は、外部空間に面して形成されており、太陽光や、液晶表示装置10が設置された部屋の室内照明の光などを受光する。
Next, the structure of the liquid
The liquid
液晶パネル21の構造は、特に限定されず、公知の液晶パネルを適宜使用することができる。一例を挙げれば、液晶パネル21は、複数の薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が形成されたアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に対向して配置される対向基板とを有し、これら一対の基板の間に液晶がシール部材によって封入された構造を有する。
The structure of the
表示面22とは反対側の液晶パネル21の表面には、光学部材26および透明板27が設けられている。たとえば、光学部材26は、液晶パネル21のエリア内においてバックライト61から照射される光に輝度差が生じることを緩和するため設けられる拡散板と、液晶表示装置10の使用形態に応じて最適な配向特性を供給するために設けられる拡散シートと、特定方向の光を集光するために設けられるプリズムシートとの組み合わせにより設けられている。透明板27は、光学部材26を保護するために設けられている。
An
なお、バックライト61に使用される光学部材は、上記組み合わせに限られず、液晶表示装置10に必要とされる光学性能に応じて適宜、変更される。
In addition, the optical member used for the
表示面22を正面から見て液晶パネル21の裏側には、バックライト61が配置されている。液晶表示装置10においては、表示面22が配置される側が表示側であり、バックライト61が配置される側が背面側である。バックライト61は、液晶パネル21と距離を隔てて配置されている。バックライト61は、液晶パネル21を背面側から照らす機能を有する。
A
バックライト61は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)62と、空気層63と、基板64とから構成されている。
The
LED62は、光を発する光源として設けられている。本実施の形態では、LED62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たものが用いられている。LED62は、基板64の表面上に互いに間隔を隔てて設けられている。光源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61の消費電力を低減することができるとともに、光源の長寿命化を図ることができる。
The
空気層63と境界をなす基板64の表面上には、バックライト反射板65が設けられている。バックライト反射板65は、LED62から発せられた光を反射可能な反射層として機能する。バックライト反射板65は、たとえば、基板64の表面にアルミニウムなどの金属を蒸着させることにより形成されている。
A
空気層63は、基板64上に形成されている。空気層63は、LED62の周囲を取り囲むように設けられている。空気層63は、LED62から発せられた光を液晶パネル21に向かわせる導光層としての機能を有する。
The
なお、本実施の形態では、LED62から発せられた光を液晶パネル21へと向かわせる導光層として空気層63を用いたが、本発明はこれに限られず、たとえば導光板を用いてもよい。導光板は、光透過性を有する部材から形成され、一例を挙げれば、PMMA(メタクリル酸メチル樹脂)等の(メタ)アクリル系樹脂、「ゼオノア」(登録商標、日本ゼオン株式会社製)等のCOP(シクロオレフィンポリマー)、COC(シクロオレフィンコポリマー)、ポリカーボネート等の透明樹脂から形成される。
In the present embodiment, the
液晶表示装置10は、太陽電池31をさらに有する。太陽電池31は、液晶パネル21とバックライト61との間に配置されている。太陽電池31は、バックライト61に隣接して設けられている。太陽電池31は、透明基板としてのガラス基板36と、光電変換層32と、電極33,34とから構成されている。
The liquid
図2は、図1中のII−II線上に沿った液晶表示装置を示す平面図である。図1中には、図2中のI−I線上に沿った液晶表示装置の断面が示されている。図3は、図2中のIII−III線上に沿った液晶表示装置を示す断面図である。 FIG. 2 is a plan view showing the liquid crystal display device along the line II-II in FIG. FIG. 1 shows a cross section of the liquid crystal display device along the line II in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device taken along line III-III in FIG.
図1から図3を参照して、光電変換層32は、光電効果を利用して発電を行なう機能を有する。
With reference to FIGS. 1 to 3, the
本実施の形態においては、光電変換層32は、アモルファスシリコン層と微結晶シリコン層とが積層されてなるタンデム型の薄膜太陽電池から形成されている。アモルファスシリコン層は、a−Si:Hp層、a−Si:Hi層およびa−Si:Hn層からなり、微結晶シリコン層は、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。
In the present embodiment, the
なお、薄膜太陽電池である光電変換層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することによって作製される。光電変換層32に薄膜太陽電池を用いた場合、液晶パネル21を作製する際に必要なシリコン薄膜の技術を太陽電池31の作製に水平展開できるため、太陽電池31を有する液晶表示装置10を効率的に生産することができる。
The
光電変換層32には、開口部40が形成されている。開口部40は、液晶パネル21とバックライト61とを結ぶ方向において、光電変換層32を貫通するように形成されている。開口部40によって、光電変換層32は、複数のセル32mに分割されている(図2および図3を参照のこと)。図2中に示すように、表示面22を正面から見た液晶表示装置10の平面視において、複数のセル32mは、X軸に沿った方向と、X軸に直交するY軸に沿った方向とに互いに間隔を隔てて配置されている。
An
本実施の形態では、開口部40に、バックライト61から照射された照明光を液晶パネル21に向けて透過させるための光透過層としての空気層41が配置されている。なお、光透過層は、光透過性を有する層であればよく、たとえば、開口部40に上記の各種透明樹脂を用いた透明樹脂層が配置されてもよい。
In the present embodiment, an
電極33は、光電変換層32の各セル32mに対して液晶表示装置10の表示側から積層されている。電極34は、光電変換層32に対して液晶表示装置10の背面側から積層されている。言い換えれば、電極33は、光電変換層32と液晶パネル21との間に配置され、電極34は、光電変換層32とバックライト61との間に配置されている。
The
電極33は、光透過性を有する透明電極として設けられており、たとえばSnO2(酸化錫)から形成されている。電極34は、遮光性を有し、たとえばZnO(酸化亜鉛)層とAg(銀)層とを積層して形成されている。図3中に示すように、電極33は、接続部33pを有する。接続部33pは、図2中のY軸方向において隣接するセル32m間で電極33と電極34とを接続するように設けられている。このような構成により、Y軸方向に並ぶ光電変換層32のセル32m間は、電気的に直列に接続されている。
The
開口部40が形成される形態についてより詳細に説明すると、図1および図2中に示すように、X軸方向に沿った断面においては、開口部40は、電極34、光電変換層32および電極33を貫通する形態により形成されている。図2および図3中に示すように、Y軸方向に沿った断面においては、開口部40は、電極34および光電変換層32を貫通し、透明電極である電極33に達する形態により形成されている。
The form in which the
本実施の形態では、LED62が開口部40の直下に位置するように設けられている。より具体的には、LED62は、X軸方向に隣り合う光電変換層32のセル32m間の開口部40の直下に位置するように設けられている。
In the present embodiment, the
なお、LED62の配置は、上記形態に限られず、たとえば、LED62が1つおきの開口部40ごとに設けられてもよいし、光電変換層32のセル32mの直下に位置するように設けられてもよい。
Note that the arrangement of the
ガラス基板36は、光透過性を有する。ガラス基板36は、光電変換層32と液晶パネル21との間に配置されている。ガラス基板36は、液晶パネル21、光学部材26および透明板27と距離を隔てて配置されている。ガラス基板36は、図2中のX軸−Y軸平面に平行に延在する表面37を有する。電極33、光電変換層32および電極34は、挙げた順に、ガラス基板36の表面37上に積層されている。ガラス基板36は、表面37がバックライト61と対向するように設けられている。
The
なお、太陽電池31に用いられる基板は、上記のガラス基板に限られず、光透過性を有する透明基板であって、太陽電池31の製造プロセス時の高温に耐え得るだけの耐熱性を有する基板であればよい。
In addition, the board | substrate used for the
液晶表示装置10は、距離保持部51をさらに有する。距離保持部51は、液晶パネル21と太陽電池31との間の距離を一定に保つように設けられている。より具体的には、距離保持部51は、液晶パネル21と太陽電池31との間に配置されている。距離保持部51は、液晶パネル21とガラス基板36との間に配置されている。距離保持部51は、太陽電池31から液晶パネル21に向けて延伸する柱形状を有する。距離保持部51は、光電変換層32のセル32mの直上から液晶パネル21に向けて延伸する柱形状を有する。本実施の形態では、距離保持部51が、光電変換層32の各セル32mに対応して設けられている。
The liquid
距離保持部51は、太陽電池31から液晶パネル21に近づくに従って断面積が小さくなるように形成されている。距離保持部51は、液晶パネル21側の先端が尖った形状を有する。距離保持部51は、液晶パネル21側に頂点が配置される円錐形状を有する。
The
距離保持部51は、光透過性を有する部材から形成されている。本実施の形態では、距離保持部51が、上記に例を挙げた透明樹脂から形成されている。
The
このような構成を備える距離保持部51によって、液晶パネル21と太陽電池31との間には、空気層52が形成されている。空気層52は、開口部40の直上に位置して形成されている。空気層52は、互いに隣り合う距離保持部51間の空間に形成されている。空気層52は、透明板27およびガラス基板36と境界をなすように形成されている。空気層52は、液晶パネル21と太陽電池31との間で一定の厚みを有しながら平面状に延在するように形成されている。
An
図1を参照して、液晶表示装置10は、液晶パネル21と、照明装置ユニットとしてのバックライトユニット12とを組み合わせて構成されている。バックライトユニット12は、液晶パネル21に向けて照明光を照射する照明装置としてのバックライト61と、液晶パネル21を透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層32を有し、液晶パネル21とバックライト61との間に配置される太陽電池31とを備える。光電変換層32には、バックライト61と太陽電池31とを結ぶ方向に貫通し、バックライト61から照射された照明光を液晶パネル21に向けて透過させるための光透過層としての空気層41が配置される開口部40が形成される。
Referring to FIG. 1, a liquid
また、液晶表示装置10に用いられ、液晶パネル21と、液晶パネル21に向けて照明光を照射するための照明装置としてのバックライト61との間に配置される太陽電池31は、表面37を有し、光透過性を有する透明基板としてのガラス基板36と、その表面37上に設けられ、液晶パネル21を透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層32とを備える。光電変換層32には、バックライト61と液晶パネル21とを結ぶ方向に貫通し、バックライト61から照射された照明光を液晶パネル21に向けて透過させるための光透過層としての空気層41が配置される開口部40が形成される。
The
続いて、本実施の形態における液晶表示装置10によって奏される作用、効果について説明する。
Then, the effect | action and effect which are show | played by the liquid
図1および図3を参照して、LED62から発せられた光は、まず空気層63を通り、照明光として液晶パネル21に向けて照射される。この際、遮光性を有する電極34と、バックライト反射板65とが反射層として機能することにより、LED62から直線的に液晶パネル21に向かう光のほかに、空気層63において反射を繰り返してから液晶パネル21に向かう光が生じる。これにより、バックライト61から液晶パネル21に向けて照射される照明光の輝度ムラを小さく抑えることができる。
With reference to FIG. 1 and FIG. 3, the light emitted from the
バックライト61から照射された照明光は、空気層41を通り、さらに光透過性を有するガラス基板36を透過することによって太陽電池31を透過する。特に図3中に示すY軸方向に沿った断面においては、照明光は、空気層41を通った後、透明電極である電極33と、ガラス基板36とを順に透過する。
Illumination light emitted from the
照明光は、さらに空気層52を通過し、液晶パネル21に向けて照射される。この際、光は、空気層52において多方向に重なり合いながら液晶パネル21に到達する。また、空気層52を形成する距離保持部51は光透過性を有するため、空気層52を進行する光が距離保持部51によって遮られるということがない。本実施の形態における液晶表示装置10においては、このような照明光が液晶パネル21に向けて照射されるため、液晶パネル21における輝度均一性を向上させることができる。
The illumination light further passes through the
また、空気層52は、液晶パネル21と太陽電池31との間に介在する断熱層として機能する。これにより、太陽電池31もしくはバックライト61で発生した熱が液晶パネル21に伝わることを抑制できる。液晶パネル21に熱が伝わり、パネル内の液晶の温度が上昇すると、液晶の応答性が変化する。本実施の形態では、液晶パネル21への伝熱を抑制することで、液晶の応答性変化に起因する表示品質の劣化を防ぐことができる。
In addition, the
一方、表示面22を通じて液晶パネル21に入射する外光は、液晶パネル21を透過し、空気層52に入射する。空気層52を通過し、ガラス基板36および透明電極である電極33を透過した外光は、光電変換層32に達する。これにより、光電変換層32にて外光を利用した発電が行なわれる。
On the other hand, external light that enters the
このように構成された、この発明の実施の形態1における液晶表示装置10によれば、バックライト61から照射された照明光を空気層41を通じて液晶パネル21に到達させるため、太陽電池31を液晶パネル21に対して外付けする構造が可能となる。このため、太陽電池31を設けたことに起因して液晶パネル21内の画素の開口率が低下するということがなく、液晶パネル21の表示品質の維持を図ることができる。
According to the liquid
また、光電変換層32にて発電された電力を、バックライト61におけるLED62の発光や液晶パネル21におけるデバイスの駆動に利用することができる。これにより、液晶表示装置10の省電力化を図ることができる。
Further, the electric power generated by the
なお、本実施の形態における液晶表示装置10の構造は、液晶テレビなど、液晶パネルを用いた各種の機器に適用されるが、より好適には、デジタルサイネージとして用いられる大型インフォメーションディスプレイなど、消費電力が大きい大型の液晶表示装置に適用される。
Note that the structure of the liquid
(実施の形態2)
本実施の形態では、図1中の液晶表示装置10の各種変形例について説明を行なう。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態1における液晶表示装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, various modifications of the liquid
図4は、図1中の液晶表示装置の第1変形例を示す断面図である。図4を参照して、本変形例における液晶表示装置は、図1中の距離保持部51に替えて、距離保持部71を有する。本変形例では、距離保持部71がガラス基板36と一体に形成されている。すなわち、距離保持部71は、ガラスから形成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first modification of the liquid crystal display device in FIG. Referring to FIG. 4, the liquid crystal display device according to this modification includes a
このような構成によれば、距離保持部71を太陽電池31を構成するガラス基板36と一体に形成することによって、部品点数を削減しつつ、液晶パネル21における輝度均一性を向上させることができる。
According to such a configuration, by forming the
図5は、図1中の液晶表示装置の第2変形例を示す断面図である。図5を参照して、本変形例では、ガラス基板36が、光電変換層32とバックライト61との間に配置されている。ガラス基板36は、表面37が液晶パネル21と対向するように設けられている。表面37上には、電極34、光電変換層32および電極33が順に積層されている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the liquid crystal display device in FIG. With reference to FIG. 5, in this modification, a
本変形例における液晶表示装置は、図1中の距離保持部51に替えて、距離保持部としてのガラス板76を有する。ガラス板76は、ガラスから形成されており、光透過性を有する。ガラス板76は、電極33および透明板27と接するように設けられている。ガラス板76は、液晶パネル21と太陽電池31との間で一定の厚みを有しながら平面状に延在するように形成されている。
The liquid crystal display device in this modification has a glass plate 76 as a distance holding unit instead of the
このような構成においては、太陽電池31を透過した照明光が、さらにガラス板76を透過し、液晶パネル21に向けて照射される。この際、光は、ガラス板76において多方向に重なり合いながら液晶パネル21に到達するため、液晶パネル21における輝度均一性を向上させることができる。
In such a configuration, the illumination light transmitted through the
図6は、図1中の液晶表示装置の第3変形例を示す断面図である。図6を参照して、本変形例では、図5中に示す変形例と同様に、ガラス基板36が、表面37が液晶パネル21と対向するように設けられている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third modification of the liquid crystal display device in FIG. With reference to FIG. 6, in the present modification, a
本変形例における液晶表示装置は、図1中の距離保持部51に替えて、距離保持部78を有する。本変形例では、距離保持部78が、透明電極である電極33と一体に形成されている。すなわち、距離保持部78はSnO2(酸化錫)から形成されている。距離保持部78は、太陽電池31から液晶パネル21に向けて延伸する円柱形状を有する。
The liquid crystal display device in this modification has a
このような構成によれば、距離保持部78を太陽電池31を構成する電極33と一体に形成することによって、部品点数を削減しつつ、液晶パネル21における輝度均一性を向上させることができる。
According to such a configuration, by forming the
このように構成された、この発明の実施の形態2における液晶表示装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
(実施の形態3)
本実施の形態では、図1中の液晶表示装置10の各種変形例について説明を行なう。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態1における液晶表示装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, various modifications of the liquid
図7は、図1中の液晶表示装置の第4変形例を示す断面図である。図7を参照して、本変形例では、距離保持部51が光拡散性を有する。より具体的には、距離保持部51を形成する透明樹脂に、LED62から発せられた光を散乱させる散乱粒子81が分散して設けられている。散乱粒子81としては、たとえば、TiO2、SiO2、アルミナ、窒化アルミニウム、またはムライトの粉末(粒径は、たとえば10nm〜10μm)などを利用することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the liquid crystal display device in FIG. Referring to FIG. 7, in this modification, the
このような構成によれば、距離保持部51を透過する光が散乱粒子81によって拡散されるため、液晶パネル21に照射される照明光の輝度ムラをさらに低減させることができる。
According to such a configuration, since the light transmitted through the
図8は、図1中の液晶表示装置の第5変形例を示す断面図である。図8を参照して、本変形例では、基板64上に、図1中のLED62に替えて、広指向性を有するLED83が設けられている。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fifth modification of the liquid crystal display device in FIG. Referring to FIG. 8, in this modification, an
LED83は、バックライト61と液晶パネル21との結ぶ方向(矢印101に示す方向)にLED83の発光方向の主成分(出射光のピーク成分)がなく、バックライト61と液晶パネル21との結ぶ方向に直交する方向(矢印102に示す方向)に、LED83の発光方向の主成分がある。LED83は、その発光方向が指向性を有し、その指向性は、バックライト61と液晶パネル21との結ぶ方向の成分よりも、バックライト61と液晶パネル21との結ぶ方向に直交する方向の成分の方が大きい。
The
本変形例では、LED83が光電変換層32の直下に位置するように設けられている。図8中には、LED83から発せられる光の出射方向が矢印により示されている。この矢印に示されるように、各LED83からの光は、基板64の表面に沿うように出射される。さらに本変形例では、複数のLED83が、互いに隣り合うLED83からの光の出射方向が反対方向を向くように設けられている。すなわち、複数のLED83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。
In the present modification, the
このような構成によれば、LED83の直上の領域の光の輝度が、他の領域の光の輝度と比較して高くなることを抑制できる。さらに、隣り合う2つのLED83からの光の出射方向が互いに反対方向であるため、光を空気層63の隅々まで行き渡らせることができる。このため、バックライト61から液晶パネル21に向けて照射される照明光の輝度ムラをさらに小さく抑えることができる。
According to such a structure, it can suppress that the brightness | luminance of the light of the area | region directly above LED83 becomes high compared with the brightness | luminance of the light of another area | region. Furthermore, since the light emission directions from the two
なお、本変形例においては、LED83からの光の主たる出射方向が、基板64の表面に完全に平行になっているものが最も好ましいが、かならずしもこのような構成に限定されない。つまり、LED83が指向性を有するものであり、その指向性が、基板64の表面に直交する方向の光の成分より、基板64の表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。
In the present modification, it is most preferable that the main emission direction of the light from the
このように構成された、この発明の実施の形態3における液晶表示装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
(実施の形態4)
本実施の形態では、図1中の液晶表示装置10の各種変形例について説明を行なう。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態1における液晶表示装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, various modifications of the liquid
図9は、図1中の液晶表示装置の第6変形例を示す断面図である。図中には、図1中の2点鎖線IXにより囲まれた範囲が拡大して示されている。図9を参照して、本変形例では、距離保持部51を形成する透明樹脂の内部に多数の気泡56が形成されている。
FIG. 9 is a sectional view showing a sixth modification of the liquid crystal display device in FIG. In the drawing, the range surrounded by the two-dot chain line IX in FIG. 1 is shown enlarged. Referring to FIG. 9, in the present modification, a large number of
このような構成によれば、気泡56を形成する空気は樹脂材料と比較して熱伝導率が小さいため、距離保持部51の断熱性を高めることができる。これにより、太陽電池31もしくはバックライト61で発生した熱が、距離保持部51を通じて液晶パネル21に伝わることをより効果的に抑制できる。
According to such a configuration, since the air forming the
図10は、図9中に示す距離保持部の第1変形例を示す断面図である。図10を参照して、距離保持部51は、図1中の空気層52と境界をなす表面57を有する。表面57は、微細な凹凸形状を有するように形成されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first modification of the distance holding unit shown in FIG. Referring to FIG. 10,
このような構成によれば、表面57に形成された凹部58に空気層が形成されるため、距離保持部51の断熱性を高めることができる。これにより、図9中に示す変形例と同様の効果を得ることができる。
According to such a configuration, an air layer is formed in the concave portion 58 formed on the
図11は、図9中に示す距離保持部の第2変形例を示す断面図である。図11を参照して、本変形例では、距離保持部51が、樹脂層51mと、断熱層59と、樹脂層51nとからなる多層構造を有する。樹脂層51mおよび樹脂層51nは、透明樹脂から形成されている。断熱層59は、樹脂層51mと樹脂層51nとの間に空気が封入されることによって形成されている。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a second modification of the distance holding unit shown in FIG. Referring to FIG. 11, in this modification,
このような構成によれば、空気が封入された断熱層59の配置により、距離保持部51の断熱性を高めることができる。これにより、図9中に示す変形例と同様の効果を得ることができる。
According to such a configuration, the heat insulating property of the
このように構成された、この発明の実施の形態4における液晶表示装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the liquid crystal display device according to the fourth embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be obtained similarly.
(実施の形態5)
本実施の形態では、図1中の液晶表示装置10の各種変形例について説明を行なう。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態1における液晶表示装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, various modifications of the liquid
図12は、図1中の液晶表示装置の第7変形例を示す断面図である。図13は、図12中のXIII−XIII線上に沿った液晶表示装置を示す平面図である。図13中では、電極34が省略されて描かれている。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a seventh modification of the liquid crystal display device in FIG. FIG. 13 is a plan view showing the liquid crystal display device taken along line XIII-XIII in FIG. In FIG. 13, the
図12および図13を参照して、本変形例では、LED62が光電変換層32の直下に位置するように設けられている。さらに、バックライト61には、図1中の空気層63に替えて導光板88が設けられている。導光板88については、既に実施の形態1において説明したとおりであり、LED62から発せられた光を液晶パネル21へと向かわせる導光層として機能する。
With reference to FIG. 12 and FIG. 13, in this modification, the
本変形例における液晶表示装置は、伝熱板86および放熱板91をさらに有する。伝熱板86は、LED62と対向して配置されている。本実施の形態では、伝熱板86が、バックライト61と向かい合う電極34の表面に貼り合わされている。伝熱板86と電極34とは、両者の間に介挿された図示しない絶縁層により、互いに電気的に絶縁されている。図13中に示すように、伝熱板86は、Y軸方向に並ぶ光電変換層32の複数のセル32m間に渡って帯状に延びて形成されている。伝熱板86は、高い熱伝導性を有するとともに、光を反射可能な部材、たとえば、アルミニウムから形成されている。
The liquid crystal display device according to this modification further includes a
液晶表示装置の平面視において、放熱板91は、光電変換層32が設けられた領域の周縁領域に配置されている。光電変換層32の複数のセル32m間に渡って延在する伝熱板86の端部が、放熱板91に接続されている。放熱板91は、熱を外部に逃がすヒートシンクとして設けられており、多数のフィンが形成されている。
In the plan view of the liquid crystal display device, the
このような構成によれば、発電に伴って光電変換層32の各セル32mで発生した熱は、伝熱板86を通じて放熱板91に伝わり、放熱板91から効率よく放熱することができる。これにより、太陽電池31から液晶パネル21に熱が伝わることを抑制できる。加えて、太陽電池31が効率よく冷却されるため、光電変換層32による発電効率を向上させることができる。また、伝熱板86は、反射層としても機能するため、LED62から発せられた光を導光板88内においてより拡散させることができる。これにより、バックライト61から液晶パネル21に向けて照射される照明光の輝度ムラを小さく抑えることができる。
According to such a configuration, heat generated in each
なお、放熱板91を通じた放熱を促進させるために、電動ファンを用いた空冷構造や冷却水を循環させる油冷構造を設けてもよい。
In order to promote heat dissipation through the
また、伝熱板86に替えてヒートパイプが設けられてもよい。ヒートパイプは、たとえば、アルミニウム製の金属パイプの内部を真空に排気し、作動液体を封入することによって形成される。太陽電池31側で作動液体が蒸発して蒸気が発生し、その蒸気が放熱板91側で凝縮して液体になる。このような蒸発と凝縮とに伴う潜熱移動により、太陽電池31側から放熱板91側に大量の熱が輸送される。
Further, a heat pipe may be provided instead of the
図14は、図12中に示す伝熱板の変形例を示す断面図である。図14を参照して、本変形例では、伝熱板86が導光板88に埋設する形態により設けられている。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a modification of the heat transfer plate shown in FIG. Referring to FIG. 14, in this modification, the
このように構成された、この発明の実施の形態5における液晶表示装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the thus configured liquid crystal display device in the fifth embodiment of the present invention, the effects described in the first embodiment can be similarly obtained.
(実施の形態6)
本実施の形態では、図1中の液晶表示装置10の各種変形例について説明を行なう。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態1における液晶表示装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, various modifications of the liquid
図15は、図1中の液晶表示装置の第8変形例を示す断面図である。図15を参照して、本変形例では、開口部40に、図1中の空気層41に替えて透明樹脂層42が配置されている。透明樹脂層42を形成する透明樹脂については、実施の形態1において説明したとおりである。透明樹脂層42は、バックライト61から液晶パネル21に向かう光を拡散させる光拡散性を有する。より具体的には、透明樹脂層42を形成する透明樹脂に、LED62から発せられた光を散乱させる散乱粒子83が分散して設けられている。散乱粒子83を形成する粉末については、実施の形態3において説明したとおりである。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an eighth modification of the liquid crystal display device in FIG. Referring to FIG. 15, in this modification, a
このような構成によれば、透明樹脂層42を透過する光が散乱粒子83によって拡散されるため、液晶パネル21に照射される照明光の輝度ムラをさらに低減させることができる。
According to such a configuration, since the light transmitted through the
このように構成された、この発明の実施の形態6における液晶表示装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the thus configured liquid crystal display device in the sixth embodiment of the present invention, the effects described in the first embodiment can be obtained in the same manner.
(実施の形態7)
本実施の形態では、図1中の液晶表示装置10の各種変形例について説明を行なう。本実施の形態における液晶表示装置は、実施の形態1における液晶表示装置10と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
(Embodiment 7)
In the present embodiment, various modifications of the liquid
図16は、図1中の液晶表示装置の第9変形例を示す平面図である。図中には、図1中の太陽電池31を構成する光電発光層32の平面視が示されている。図17は、図16中の2点鎖線XVIIで囲まれた範囲を拡大して示す平面図である。図18は、図16中の2点鎖線XVIIIで囲まれた範囲を拡大して示す平面図である。
FIG. 16 is a plan view showing a ninth modification of the liquid crystal display device in FIG. In the figure, a plan view of the
図16から図18を参照して、図中には、光電発光層32が配置される領域であり、その光電発光層32によって発電が可能な領域である有効発電領域110が示されている。有効発電領域110は、中央部113および周縁部112を含む。中央部113は、図1中の表示面22の中央領域に重なって配置されている。周縁部112は、図1中の表示面22の周縁領域に重なって配置されている。周縁部112は、中央部113の周囲で環状に延在する。
With reference to FIGS. 16 to 18, an effective
なお、図16中には、略矩形の平面形状を有する中央部113が示されているが、これに限られず、中央部113は円形などの平面形状を有してもよい。
In FIG. 16, the
本変形例では、太陽電池31の有効発電領域110における光電変換層32の開口率が、周縁部112よりも中央部113で大きくなる。すなわち、単位面積当たりに形成される開口部40の面積が、周縁部112よりも中央部113で大きくなるということである。光電変換層32のセルがマトリクス状に配置された状態において、中央部113におけるセル間のピッチL1は、周縁部112におけるセル間のピッチL2よりも大きくなる。
In this modification, the aperture ratio of the
このような構成によれば、開口部40を通じてバックライト61から液晶パネル21に向けて照射される光量が、周縁部112よりも中央部113で大きくなる。液晶表示装置の視聴者は、表示面22の周縁部よりも中央部の映像を知覚し易い傾向があるため、本変形例によれば、その中央部における輝度ばらつきを低減し、見掛け上の表示品質を向上させることができる。
According to such a configuration, the amount of light emitted from the
このように構成された、この発明の実施の形態7における液晶表示装置によれば、実施の形態1に記載の効果を同様に得ることができる。 According to the liquid crystal display device according to the seventh embodiment of the present invention configured as described above, the effects described in the first embodiment can be obtained similarly.
なお、以上に説明した実施の形態1〜7における液晶表示装置の構造を適宜組み合わせて、新たな液晶表示装置を構成してもよい。 In addition, you may comprise a new liquid crystal display device combining the structure of the liquid crystal display device in Embodiment 1-7 demonstrated above suitably.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、主に、消費電力が大きい大型の液晶表示装置に適用される。 The present invention is mainly applied to a large-sized liquid crystal display device with high power consumption.
10 液晶表示装置、12 バックライトユニット、21 液晶パネル、22 表示面、26 光学部材、27 透明板、31 太陽電池、32 光電変換層、32m セル、33,34 電極、33p 接続部、36,64 ガラス基板、37 表面、40 開口部、41 空気層、42 透明樹脂層、51,71,78 距離保持部、51m,51n 樹脂層、52,63 空気層、56 気泡、57 表面、58 凹部、59 断熱層、61 バックライト、64 基板、65 バックライト反射板、76 ガラス板、81,83 散乱粒子、86 伝熱板、88 導光板、91 放熱板。
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記液晶パネルに対して前記表示面が形成される側とは反対側に配置され、前記液晶パネルに向けて照明光を照射する照明装置と、
前記液晶パネルを透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層を有し、前記液晶パネルと前記照明装置との間に配置される太陽電池とを備え、
前記光電変換層には、前記照明装置と前記液晶パネルとを結ぶ方向に貫通し、前記照明装置から照射された照明光を前記液晶パネルに向けて透過させるための光透過層が配置される開口部が形成される、液晶表示装置。 A liquid crystal panel having a display surface;
An illuminating device that is disposed on the opposite side of the liquid crystal panel from the side on which the display surface is formed, and irradiates illumination light toward the liquid crystal panel;
A photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion using external light transmitted through the liquid crystal panel, and a solar cell disposed between the liquid crystal panel and the illumination device;
The photoelectric conversion layer has an opening in which a light transmission layer is provided that penetrates in a direction connecting the illumination device and the liquid crystal panel and transmits illumination light emitted from the illumination device toward the liquid crystal panel. A liquid crystal display device in which a portion is formed.
前記開口部の直上には、空気層が形成される、請求項2に記載の液晶表示装置。 The distance holding unit has a column shape extending from directly above the photoelectric conversion layer toward the liquid crystal panel,
The liquid crystal display device according to claim 2, wherein an air layer is formed immediately above the opening.
前記距離保持部は、前記透明基板と一体に形成される、請求項3から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 The solar cell further includes a transparent substrate disposed between the photoelectric conversion layer and the liquid crystal panel and having light transmittance,
The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the distance holding unit is formed integrally with the transparent substrate.
前記距離保持部は、前記透明電極と一体に形成される、請求項3から6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 The solar cell further has a transparent electrode laminated on the photoelectric conversion layer,
The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the distance holding unit is formed integrally with the transparent electrode.
前記光電変換層の開口率は、前記周縁部よりも前記中央部の方が大きくなる、請求項1から18のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 The effective power generation region of the solar cell has a peripheral portion that overlaps a peripheral region of the display surface in a plan view when the display surface is viewed from the front, and a central portion that overlaps a central region of the display surface,
19. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein an opening ratio of the photoelectric conversion layer is larger in the central portion than in the peripheral portion.
液晶パネルに向けて照明光を照射する照明装置と、
液晶パネルを透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層を有し、液晶パネルと前記照明装置との間に配置される太陽電池とを備え、
前記光電変換層には、前記照明装置と前記太陽電池とを結ぶ方向に貫通し、前記照明装置から照射された照明光を液晶パネルに向けて透過させるための光透過層が配置される開口部が形成される、照明装置ユニット。 A lighting device unit used in a liquid crystal display device and combined with a liquid crystal panel,
An illumination device that emits illumination light toward the liquid crystal panel;
A photoelectric conversion layer that performs photoelectric conversion using external light transmitted through the liquid crystal panel, and includes a solar cell disposed between the liquid crystal panel and the illumination device;
The photoelectric conversion layer has an opening in which a light transmission layer is provided that penetrates in a direction connecting the illumination device and the solar cell and transmits illumination light emitted from the illumination device toward the liquid crystal panel. A lighting device unit is formed.
表面を有し、光透過性を有する透明基板と、
前記表面上に設けられ、液晶パネルを透過した外光を利用して光電変換を行なう光電変換層とを備え、
前記光電変換層には、照明装置と液晶パネルとを結ぶ方向に貫通し、照明装置から照射された照明光を液晶パネルに向けて透過させるための光透過層が配置される開口部が形成される、太陽電池。 A solar cell used in a liquid crystal display device and disposed between a liquid crystal panel and an illumination device for irradiating illumination light toward the liquid crystal panel,
A transparent substrate having a surface and having optical transparency;
A photoelectric conversion layer that is provided on the surface and performs photoelectric conversion using external light transmitted through the liquid crystal panel;
The photoelectric conversion layer is formed with an opening that penetrates in a direction connecting the lighting device and the liquid crystal panel and in which a light transmission layer for transmitting the illumination light irradiated from the lighting device toward the liquid crystal panel is disposed. The solar cell.
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