WO2000037995A1

WO2000037995A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides comportant une fonction d'alimentation

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Publication number: WO2000037995A1
Application number: PCT/JP1999/002103
Authority: WO
Inventors: Kanetaka Sekiguchi
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-06-29
Also published as: JP2000187204A; JP3983911B2

Description

明細書発電機能を有する液晶表示装置

技術分野

この発明は、光をエネルギー源として使用する太陽電池による発電機能を有する液晶表示装置に関し、電子卓上計算機や腕時計，携帯電話機，携帯用情報端末（P D A) などの各種携帯用電子機器の表示装置に好適な液晶表示装置に関する。背景技術

液晶表示装置は、各種電子機器等の表示装置として広く使用されている。そして、特に携帯用電子機器に設けられる従来の液晶表示装置のエネルギー源（電源）としては、単純消費型または充電型の電池が一般的であるが、液晶表示パネルの周囲に太陽電池を配置して、それによつて発電される電力を二次電池に充電して使用するようにしたものもある。

地球の環境問題やエネルギー問題に着目した場合、単純消費型の電池は将来的に廃棄物処理に大きな問題があり、充電型電池においても外部電源から電気の供給を受けて充電するのでは、エネルギー消費の問題がある。

そのため、液晶表示装置の電源として太陽電池を利用し、液晶表示パネルの駆動電力の少なくとも一部を太陽電池の発電により供給するようにすることは、将来的に廃棄物を発生せず、エネルギーも自給できるという大きな期待がある。

しかし、従来の太陽電池をエネルギー源として用いる液晶表示装置は、その太陽電池が目立ってしまい、しかもその太陽電池の面積を比較的大きく確保する必要があるため、デザイン性に大きな制約があった。

ここで、従来の太陽電池をエネルギー源として用いる液晶表示装置の一例を図面を用いて説明する。

第 3 7図は、従来の太陽電池付き電子卓上計算機（電卓）の一例を模式的に示す平面図であり、第 3 8図は第 3 7図の X— X線に沿う模式的な断面図である。

この電子卓上計算機は、第 3 7図に示すように、ケース 1の上面の下半部にキ一ボード 8が配設され、上半部に液晶表示パネル 1 9と太陽電池ュニット 1 5とが配置されている。キーボード 8には、情報を入力するための 0から 9の数字キー 2と、ファンクションキ一 3と、四則演算キ一 4と、消去キー 5とが設けられている。これらのキー 2〜5によって操作者が所定の入力を行うことにより、第 3 8図に示す回路基板 6上に各キーに対応して実装されたスィツチ 7のオンノオフにより、回路基板 6に設けられた演算回路により計算が実行され、液晶表示パネル 1 9にその計算結果を表示する。回路基板 6と液晶表示パネル 1 9とは、多数の信号線を有するパネル接続部 1 0によって接続されている。

また、回路基板 6は、計算を実行するための演算回路、および液晶表示パネル 1 9を駆動するための駆動回路、キ一ボ一ド 8上の各キーの入力を検知するキー入力回路等を備えており、それらの回路を動作するための電力源としての太陽電池ュニット 1 5をュニット接続部 1 4によって接続している。

太陽電池ュニット 1 5は、下電極と上電極の間に発電用半導体層としてァモルファスシリコン（ _a — S i ) を挟持した発電部（太陽電池） 1 6を 4ブロック直列に接続した構造を有する。

アモルファスシリコン（ a— S i ) を発電用半導体層とすることにより、廉価で蛍光灯下にても発電効率の良好な太陽電池ュニット 1 5とすることができる。

しかしながら、従来の太陽電池付き電子卓上計算機のような電子機器では、使用者に太陽電池が外部からよく見えるため、デザィン性が良くなかった。

また、液晶表示パネル 1 9の表示面積を大型化すると、その消費電力も増加するため、太陽電池ユニット 1 5の発電部 1 6の面積も大きくする必要があるが、液晶表示パネル 1 9と太陽電池ュニット 1 5がケース 1の上面の異なる位置に配置されるため、装置全体が大型化してしまうという問題があった。

訂正された用紙（規則 91 ) 発明の開示

この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであり、液晶表示装置における液晶表示パネルのェリァ内で太陽電池による発電機能も得られるようにし、小型の機器に搭載しても液晶表示の面積が充分にとれ、しかも外部からの電力供給や電池交換を不要にすることも可能にし、しかも太陽電池が目立たずデザィン性にも優れた、発電機能を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。

この発明による発電機能を有する液晶表示装置は上記の目的を達成するため、液晶表示パネルの視認側と反対側の面の少なくとも一部に対応して太陽電池を配置し、液晶表示パネルの透過部を介して太陽電池に光を照射して発電するようにしたものである。

その太陽電池の電極部の視認側に、太陽電池の発電部とほぼ同一の分光反射率を有するフィルムを配置すると、電極部と発電部が同じ色に見える。

太陽電池の周囲に、その発電部とほぼ同一の分光反射率を有するフィルムを配置してもよい。

太陽電池と液晶表示パネルの間に、太陽電池の色彩を変えるためのフィルムを配置してもよい。

上記液晶表示パネルの表示領域の一部を、太陽電池の発電量を調整するために透過率を変化する発電量調整領域とすることも可能である。

前記液晶表示パネルが非表示状態のときに、太陽電池の発電量を増加するために該液晶表示パネルの透過率を高めるように制御する手段を設けるとよい。

上記液晶表示パネルによる明度の低い表示は、上記太陽電池の反射率が低い特性を利用して行うように構成すればよい。

上記液晶表示パネルの色彩変化と上記太陽電池あるいは上記フィルムの分光反射特性とによって表示を行うように構成してもよい。

上記液晶表示パネルの液晶層には、液晶に二色性色素を混合した混合液晶層、あ

訂正された用紙（規則 91 ) るいは液晶にポリマーを含む混合液晶層を使用することができる。

あるいは、その液晶層をッイストネマティック液晶層またはスーパ一ッイストネマティック液晶層とし、その液晶層を挾んで視認側とその反対側にそれぞれ偏光板を配設し、その視認側の反対側に配設する偏光板を、反射型偏光板またはコレステリック液晶フィルム、あるいは 1 Z 4え板とコレステリック液晶ポリマ一とするとよい。

また、上記太陽電池を、光を透過する透過領域と光を吸収して発電する発電領域とを有するユニットに構成するとよい。その発電領域は、液晶表示パネルの表示画素部の周囲の非表示領域に対応する位置に設け、透過領域は、該液晶表示パネルの表示画素部に対応する位置に設けるとよい。

あるいは、上記太陽電池の発電領域は、液晶表示パネルの少なくとも表示領域の周囲の見切り部に対応する位置に設け、透過領域は、該液晶表示パネルの表示領域内に対応する位置に設けるようにしてもよい。

これらの透過領域を有する太陽電池ュニットを設けた液晶表示装置においては、その太陽電池ュニットの液晶表示パネルと対向する面と反対の面側に補助光源を配置し、その補助光源から太陽電池ュニットの透過領域を介して液晶表示パネルへ光を照射し得るようにすることもできる。

上述した液晶表示装置とは逆に、液晶表示パネルの視認側に、該液晶表示パネルと少なくとも一部が重なり合うように太陽電池ュニットを配置し、その太陽電池ュニットには透過部と発電部を有し、その透過部を介して上記液晶表示パネルによる表示を行うようにした発電機能を有する液晶表示装置も提供する。

上記太陽電池ュニットの視認側の一部に目隠し用の印刷層を設けるとよい。上記液晶表示パネルは、透明な第 1の基板と第 2の基板との間に、液晶と透明固形物との混合液晶層を封入してなるものでもよい。

上記液晶表示パネルに対して、太陽電池ュニットと反対側に反射板を設けてもよレ、。さらに、その液晶表示パネルの第 1の基板側（視認側）に補助光源を設けるとよい。

この液晶表示装置において、上記太陽電池ユニットは、透過部と発電部とがストライプ状に形成されて交互に複数配置され、且つ、視認側より透明基板と発電部を構成する半導体層と反射層とを有し、上記補助光源は、上記太陽電池ユニットと液晶表示パネルとの間で、その液晶表示パネルの表示領域の周囲に設けられ、上記補助光源の発光が、液晶表示パネルの混合液晶層と太陽電池ュニットの反射層と上記反射板とによつて表示領域に導光されるように構成するとよい。

また、上記太陽電池ユニットの透過部と発電部の面積比率が、重なり合う液晶表示パネルの場所によって異なるようにすることができる。

上記太陽電池ュニットの透明基板は、液晶表示パネルの表示領域以外の部分と重なる領域で散乱性を有するようにしてもよい。

あるいはまた、上記液晶表示パネルの視認側と反対側に補助光源を配置してもよい。発電部で利用する光の波長が異なる複数の太陽電池ュニットを積層して設けてもよい。上記液晶表示パネルの視認側に配置した太陽電池ユニットの他に、その液晶表示パネルの視認側と反対側にも太陽電池ュニットを配置することができる。また、液晶表示パネルが、対の透明な基板によって液晶層を挾持し、その一方の基板上に画素部への信号をスィツチングする非線形抵抗素子を有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置において、その液晶表示パネルの上記一方の基板上に太陽電池の発電部を設け、その発電部と上記非線形抵抗素子の半導体層を同じ半導体によって形成することができる。

その太陽電池の発電部を、上記液晶表示パネルの一方の透明基板上に直接設けることができる。

上記液晶表示パネルの対の基板のうち、少なくとも太陽電池側の基板は有機材料で形成することができる。上記太陽電池ュニットの外周部に、液晶表示パネルの表示領域に外部光源の光を導光する導光部を設けるとよい。

上記太陽電池ュニットの透過部の面積と発電部の面積の合計の面積に対する透過部の面積の比率が 3 0 %以上であり、発電部がストライプ状に形成されており、その幅が 1 0 0マイクロメートル（μ πι) 以下であるのが望ましい。

上記太陽電池ュニットの発電部による液晶表示パネルに対する遮光が、該液晶表示パネルの画素部の 8 0 %以下であるのが望ましい。

上記太陽電池ュニットの発電部による液晶表示パネルに対する遮光が、該液晶表示パネルの画素部の 8 0 %から 5 0 %である場合には、該液晶表示パネルの隣接する画素部間のピッチと上記太陽電池ュニットの隣接する発電部間のピッチとをほぼ等しくするのが望ましい。

上記液晶表示パネルは、電圧無印加時に散乱状態，透過状態，または反射状態のいずれかの状態になるようにするとよい。

上記太陽電池ュニットの発電部が、 2つの電極の間に半導体層を挾んだ構造であり、その 2つの電極がいずれも透明導電膜からなるようにしてもよい。図面の簡単な説明

第 1図はこの発明による液晶表示装置の第 1の実施形態を示す電子卓上計算機の模式的な平面図である。

第 2図は第 1図の A— A線に沿う模式的な断面図である。

第 3図は第 1図および第 2図における太陽電池ュニット 1 2のみの模式的な平面図である。

第 4図は第 1図おょぴ第 2図における液晶表示パネル 9のみの模式的な平面図である。

第 5図は第 4図における B— B線に沿う液晶表示装置の模式的な断面図である。第 6図は同じく液晶表示装置の第 2の実施形態を示す模式的な断面図である。第 7図は同じく液晶表示装置の第 3の実施形態を示す模式的な断面図である。第 8図はこの発明による液晶表示装置の第 4の実施形態による表示状況を示す模式的な平面図である。

第 9図は第 8図のおける C一 C線に沿う概略断面図である。

第 1 0図は第 8図および第 9図に示した液晶表示装置の液晶表示パネル駆動システムの構成を示すプロック図である。

第 1 1図はこの発明による液晶表示装置の第 5の実施形態に使用する太陽電池ュニットの例を示す模式的な平面図である。

第 1 2図は第 1 1図における円 Dで囲んだ部分の拡大図である。

第 1 3図は図 1 1に示した太陽電池ュニットに液晶表示パネルと補助光源とを組み合わせた液晶表示装置の概略側面図である。

第 1 4図はこの発明による液晶表示装置の第 6の実施形態における太陽電池ュニットを構成する部分の一部を示す模式的な平面図である。

第 1 5は同じくその液晶表示装置における液晶表示パネルの 1画素分の各電極及び薄膜トランジスタを示す模式的な平面図である。

第 1 6図は第 1 4図の E— E線および第 1 5図の F— F線に沿う液晶表示装置の模式的な断面図である。

第 1 7図はこの発明の第 6の実施形態の変形例を示す太陽電池ュニットの一部の模式的な平面図である。

第 1 8図はこの発明による液晶表示装置の第 7の実施形態における太陽電池ュニットを構成する部分の一部を示す模式的な平面図である。

第 1 9図は同じくその液晶表示装置における液晶表示パネルの 1面素分の各電極及び薄膜ダイォードを示す模式的な平面図である。

第 2 0図はこの発明による液晶表示装置の第 8の実施形態を示す電子卓上計算機の模式的な平面図である。第 2 1図は第 2 0図の G— G線に沿う模式的な断面図である。

第 2 2図は第 2 0図および第 2 1図における太陽電池ュニット 1 2 0のみの模式的な平面図である。

第 2 3図は同じく液晶表示パネル 9 0のみの模式的な平面図である。

第 2 4図は第 2 2図に示した太陽電池ュニッ卜の第 2電極接続部 1 3 6付近の一部を拡大して示す部分拡大図である。

第 2 5図は第 2 4図に示した太陽電池ュニットの下側に液晶表示パネルを配置した状態を示す部分拡大図である。

第 2 6図は第 2 5図の H— H線に沿う模式的な断面図である。

第 2 7図はこの発明による液晶表示装置の第 9の実施形態を示す第 2 6図と同様な断面図である。

第 2 8図はこの発明による液晶表示装置の第 1 0の実施形態を示す腕時計の模式的な平面図である。

第 2 9図は同じくその太陽電池ュニット 1 2 0のみの模式的な平面図である。第 3 0図は第 2 9図に示した太陽電池ュニットの第 2電極接続部 1 3 6付近の一部を拡大して示す部分拡大図である。

第 3 1図は第 3 0図の J— J線に沿う模式的な断面図である。

第 3 2図は第 2 9図に示した太陽電池ュニットの発電境界部 1 7 7付近の一部を拡大して示す部分拡大図である。

第 3 3図は同じくこの発明による液晶表示装置の第 1 0の実施形態を示す第 2 7 図と同様な断面図である。

第 3 4図はこの発明による液晶表示装置の第 1 1の実施形態を示す第 2 7図と同様な断面図である。

第 3 5図はこの発明による液晶表示装置の第 1 2の実施形態を示す画素部付近の拡大平面図である。第 3 6図はこの発明による液晶表示装置の第 1 3の実施形態を示す画素部付近の拡大平面図である。

第 3 7図は従来の太陽電池付き電子卓上計算機の一例を示す模式的な平面図である。

第 3 8図は第 3 7図の X— X線に沿う模式的な断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、この発明による発電機能を有する液晶表示装置の最良の形態について図面を参照しながら説明する。

〔第 1の実施形態：第 1図乃至第 5図〕

第 1図は、この発明による発電機能を有する液晶表示装置を搭載した電子卓上計算機の模式的な平面図、第 2図はその A— A線に沿う模式的な断面図であり、前述した従来例の第 3 7図および第 3 8図と同等な部分には同一の符号を付している。この電子卓上計算機は、第 1図に示すように、ケース 1の上面の下半部にキーボ一ド 8が配設され、上半部に発電機能を有する液晶表示装置 2 0の液晶表示パネル 9とその下側に太陽電池ユニット 1 2が配置されている。キーボード 8には、情報を入力するための 0から 9の数字キ一 2と、ファンクションキー 3と、四則演算キ一 4と、消去キー 5とが設けられている。

これらのキー 2〜5によって操作者が所定の入力を行うことにより、第 2図に示す回路基板 6上に各キーに対応して実装されたスィツチ 7のオンオフにより、回路基板 6に設けられた演算回路により計算が実行され、液晶表示パネル 9にその計算結果を表示する。回路基板 6 と液晶表示パネル 9とは、多数の信号線を有するパネル接続部 1 0によって接続されている。

また、回路基板 6は、計算を実行するための演算回路、および液晶表示パネル 9 を駆動するための駆動回路、キ一ボード 8上の各キーの入力を検知するキー入力回路等を備えており、それらの回路を動作するための電力源としての太陽電池ュニット 1 2をュニット接続部 1 4によって接続している。

ケース 1の液晶表示パネル 9上には、風防としてアクリル等の透明板 1 7が設けられている。

この液晶表示装置 2 0は、液晶表示パネル 9の視認側（第 2図で上側）と反対側の面に対応して太陽電池ユニット 1 2を配置し、液晶表示パネル 9の透過部を介して太陽電池ユニット 1 2の発電部（太陽電池） 3 8に光を照射して発電する。

その太陽電池ュニット 1 2は、下電極と上電極の間に発電用半導体層としてァモルファスシリコン（a— S i ) を挟持した発電部（太陽電池） 3 8を 4ブロック直列に接続し、出力電圧を高めている。

この太陽電池ュニット 1 2上には、その表面の色彩を変えるための色フィルム 1 1を設けている。

この液晶表示装置の第 1の実施形態による太陽電池ュニット 1 2と液晶表示パネル 9の詳細を第 3図乃至第 5図によって説明する。

第 3図は太陽電池ュニット 1 2の模式的な平面図であり、発電部 3 8に斜線を施して分かりやすくしている。第 4図は液晶表示パネル 9の模式的な平面図、第 5図はその B— B線に沿う液晶表示装置 2 0の模式的な断面図である。

太陽電池ュニット 1 2は、第 3図および第 5図に示すように、太陽電池基板 3 3 上に設けた第 1電極（下電極） 3 1 と第 2電極（上電極） 3 5との間に、 P型， I 型， N型等のアモルファスシリコン（a— S i ) からなる P I N接合を有する発電用半導体層 3 4を挾んで、発電部（太陽電池） 3 8を構成している。

その発電部 3 8を、第 3図に明示するように 4ブロック有し、各発電部 3 8は、第 1電極接続部 3 1 aと第 2電極接続部 3 5 a とを連結部 3 6にて相互に接続して、出力電圧の増加を図っている。

さらに、太陽電池の劣化を防止するため、太陽電池基板 3 3上には各発電部 3 8

訂正された用紙（規則 91 ) を覆うようにポリィミド樹脂からなる保護層 3 0を設けている。そして、第 2図に示した回路基板 6への電気的接続を行うュニット接続部 1 4は、太陽電池基板 3 3 上の保護層 3 0を除去して形成した開口部 3 0 a , 3 0 bを介して第 1電極接続部 3 1 aと第 2電極接続部 3 5 aに、それぞれ接続している。

太陽電池ュニット 1 2上に設けた色フィルム 1 1には、発電部 3 8以外の部分に対応して赤紫色の印刷層 5 0を有する。

この太陽電池ュニット 1 2の視認側（観察者側）に配置される液晶表示パネル 9 は、第 4図および第 5図に示すように、透明な第 1の基板 2 1と第 2の基板 2 2との間に、ツイスト角が 9 0 ° であるツイストネマティック液晶からなる液晶層をシール部 2 3と封孔材 2 7により封入している。そして、視認側に配置される第 1の基板 2 1の内面には透明導電膜によるデータ電極 4 7がストライプ状に形成されており、それに対向する第 2の基板 2 2の内面には透明導電膜による走査電極 4 5が、データ電極 4 7と直交するようにストライプ状に形成されている（第 4図参照）。なお、第 4図において、データ電極 4 7とシール部 2 3および封孔材 2 7は、第 1の基板 2 1の裏面側に設けられているが、第 1の基板 2 1が透明なのでそれらを実線で図示している。

さらに、第 5図に示すように、第 1の基板 2 1の外面（視認側）には第 1の偏光板 4 9が、第 2の基板 2 2の外面（視認側と反対側）には第 2の偏光板 4 8が、それぞれ配置されている。その第 1の偏光板 4 9は、一方の光学軸が吸収軸であり、それに直交する光学軸が透過軸である吸収型偏光板である。また、第 2の偏光板 4 8は、一方の光学軸が反射軸であり、それに直交する光学軸が透過軸である反射型偏光板である。

その第 1の偏光板 4 9と第 2の偏光板 4 8は、その各透過軸が互いに直交するように配置し、液晶層 4 6に 9 0 ° ツイストネマティック液晶を利用することにより、データ電極 4 7と走査電極 4 5との交点からなる画素部 2 6の間の液晶層 4 6に電圧を印加し、透過率と反射率を制御して表示を行う。

第 1の偏光板（吸収型偏光板） 4 9の透過軸と第 2の偏光板（反射型偏光板） 4 8の透過軸が互いに直交するように配置すると、液晶層 4 6との組み合わせにより、この液晶表示パネル 9への電圧を切った状態で透過状態になる。したがって、液晶表示装置 2 0を使用していないときに、太陽電池ュニット 1 2への光の照射が容易になり、効率よく発電を行うことができる。

さらに、液晶表示パネル 9と太陽電池ユニット 1 2の間には、太陽電池ユニット 1 2の発電部 3 8の吸収波長と一致する波長領域の光が透過する特性を有する色フイルム 1 1を設けている。

液晶表示パネル 9による表示は、その透過率の上昇により、太陽電池ユニット 1 2の吸収波長特性とほぼ同一の透過特性（分光反射特性）を有する色フィルム 1 1 の透過特性と反射率の上昇による反射特性を利用して行う。この色フィルム 1 1の太陽電池ュニット 1 2上の発電部 3 8以外の部分に対応する部分に設けられた印刷層 5 0により、液晶表示パネル 9の表示の均一性をさらに向上させる。

このように、第 2の偏光板 4 8として反射型偏光板を用い、液晶表示パネル 9に反射特性を持たせ、また、太陽電池ユニット 1 2と色フィルム 1 1の吸収特性とを利用して表示を行い、その液晶表示パネル 9の裏面側に太陽電池ュニット 1 2を配置する。さらに、液晶表示パネル 9と太陽電池ユニット 1 2の間に、太陽電池ュニット 1 2の発電領域の吸収波長とほぼ同等の波長の光を透過する色フィルム 1 1を設け、それに印刷層 5 0を設けることにより、太陽電池ユニット 1 2の全面をほぼ同一色にすることが可能になる。

そして、太陽電池ユニット 1 2の発電効率を低下することなく、液晶表示パネル 9の裏面側に太陽電池ュニット 1 2を配置することができる。

また、色フィルム 1 1を液晶表示パネル 9のデータ電極 4 7と走査電極 4 5の交点からなる画素部 2 6の集合体からなる表示領域の周囲（第 4図に示す第 2の基板 2 2より大きな範囲）まで設けることにより、液晶表示パネル 9の表示を均一にすることが可能になる。

〔第 2の実施形態：第 6図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 2の実施形態を第 6図によって説明する。第 6図は、その液晶表示装置の構成を示す第 1の実施形態の第 5図と同様な断面図であり、第 5図と対応する部分には同一の符号を付している。

この第 2の実施形態の液晶表示装置 2 0は、第 1の実施形態と異なり、液晶表示パネル 9と太陽電池ュニット 1 2の間に色フィルム 1 1を設けずに、印刷層 5 0のみを太陽電池ュニット 1 2上に設けている。

太陽電池ュニット 1 2は、第 1の実施形態に用いたものと略同様に構成されているが、その太陽電池基板 3 3上に保護層 3 0を設けず、発電部 3 8を除く部分に印刷層 5 0を設けている。

この太陽電池ュニット 1 2の視認側に配置する液晶表示パネル 9は、透明な第 1 の基板 2 1と第 2の基板 2 2との間に封入する液晶層 4 6として、ッイスト角が 2 4 0 ° であるスーパ一ツイストネマティック液晶を使用する。また、第 1の基板と吸収型偏光板からなる第 1の偏光板 4 9との間に位相差板 4 1を配置し、第 2の基板 2 2の外面（視認側と反対側）に、可視光の所定の波長領域の光を選択的に反射するコレステリック液晶フィルム 5 8を設けている。

吸収型偏光板からなる第 1の偏光板 4 9と位相差板 4 1の光学軸の角度はオフセットを持つ配置とし、さらにスーパーッイストネマティック液晶による液晶層 4 6 の配向軸と第 1の偏光板 4 9の吸収軸と位相差板 4 1の遅速軸とがオフセットを持つ角度となるように、第 1の基板 2 1と第 1の偏光板 4 9と位相差板 4 1とを張り合わせる。そして、第 2の基板 2 2へのコレステリック液晶フィルム 5 8の張り合わせ角度により、電圧無印加で透過率が最大になるようにする。

それによつて、液晶表示パネル 9が印加電圧を切った状態で透過状態になるため、液晶表示装置を利用していないときに、太陽電池ュニット 1 2へ光の照射を容易にし、効率よく発電を行うことができる。

液晶表示パネル 9による表示は、透過率の上昇によって、太陽電池ユニット 1 2 と、その太陽電池ユニット 1 2と略同様な吸収波長特性（分光反射特性）を有する印刷層 5 0による吸収特性を利用し、また液晶層 4 6への印加電圧の上昇により、コレステリック液晶フィルム 5 8の選択反射を利用するとともに、反射率の上昇による反射特性を利用して行う。太陽電池ュニット 1 2上に印刷層 5 0を形成することにより、太陽電池ュニット 1 2の発電部 3 8とその周囲の太陽電池基板 3 3の色調を同一にできるため、太陽電池ュニット 1 2を液晶表示パネル 9の吸収板として利用する際に均一色となる。また、この印刷層 5 0は太陽電池ユニット 1 2上に直接形成するので、位置合わせ精度が向上する。

また、コレステリック液晶フィルム 5 8の選択反射の波長を太陽電池ュニット 1 2の発電に寄与する波長と補色関係にすることにより、コレステリック液晶フィルム 5 8の選択反射時においても、太陽電池ュニット 1 2の発電に寄与する波長の光は透過して太陽電池ユニット 1 2へ入射するため、発電効率が向上すると共に、コントラスト比も高めることができる。

〔第 3の実施形態：第 7図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 3の実施形態を第 7図によって説明する。第 7図は、その液晶表示装置の構成を示す第 1の実施形態の第 5図と同様な断面図であり、第 5図と対応する部分には同一の符号を付している。

この第 3の実施形態の液晶表示装置 2 0が第 1の実施形態と異なる点は、液晶表示パネル 9の透明な第 1の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層として、液晶と透過性高分子固形物であるポリマを含む散乱性を有する混合液晶層 5 6を用いていることである。

そして、第 1の基板 2 1の外面（視認側）に第 1の偏光板 4 9を配置せず、混合液晶層 5 6への紫外線の照射を防止するための紫外線カツトフイルム 5 7を設けている。また、第 2の基板の外面にも第 2の偏光板 4 8を配置せず、太陽電池ュニット 1 2との間に色フィルム 1 1も設けずに、印刷層 5 0を第 2の基板 2 2の外面に直接設けている。

液晶表示パネル 9の表示は、透過率の上昇により、太陽電池ユニット 1 2と、太陽電池ユニット i 2と略同様な吸収波長特性（分光反射特性）を有する第 2の基板 2 2の裏面側に設けた印刷層 5 0による吸収特性を利用し、また混合液晶層 5 6への印加電圧の上昇により、液晶と透過性高分子固形物の屈折率の差による散乱性を高めて白色散乱させる。第 2の基板 2 2上に印刷層 5 0を形成することにより、太陽電池ュニット 1 2の発電部 3 8とその周囲の太陽電池基板 3 3の色調を同一にできるため、太陽電池ュニット 1 2を液晶表示パネル 9の吸収板として利用する場合に均一色となる。また第 2の基板 2 2に印刷層 5 0を密着させることにより、混合液晶層 5 6と印刷層 5 0との距離が近接するため二重像による像のボケを防止できる。

また、液晶層に液晶と透過性高分子固形物であるポリマを含む混合液晶層 5 6を使用し、その散乱性を制御して表示を行うため、太陽電池ユニット 1 2の吸収色とのコントラスト比を大きくでき、明るい表示となる。また、偏光板を利用しないため、液晶表示パネルの透過率を大きくでき、太陽電池ユニット 1 2の発電効率が良好になる。

この第 3の実施形態と同様な構造の液晶表示パネルを、液晶層に液晶と 2色性色素を混合した混合液晶層を用いて構成することもできる。その場合には、その 2色性色素の吸収波長を、太陽電池ュニット 1 2の発電部 3 8または印刷層 5 0の吸収波長と、少なくとも色度図（X , y ) にて 0 . 1の差を持たせることにより視認性が向上する。 2色性色素を利用する液晶表示パネルにおいても、偏光板を使用しないため、太陽電池ュニット 1 2の発電効率を向上させることができる。〔第 4の実施形態：第 8図乃至第 1 0図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 4の実施形態を第 8図乃至第 1 0図によつて説明する。この実施形態の液晶表示装置は、太陽電池ユニットの発電量の低下が発生すると、液晶表示パネルの表示内容を変更して、太陽電池ユニットへの光の照射量を増加するようにし、太陽電池ュニットの発電量を制御することができるようにしたものである。

第 8図はその液晶表示装置の表示状況を示す模式的な平面図、第 9図は第 8図の C一 C線に沿う概略断面図である。これらの図において、第 1の実施形態の第 1図乃至第 5図と対応する部分には同一の符号を付している。

この液晶表示装置 2 0は、第 8図および第 9図に示すように、液晶表示パネル 9 と太陽電池ュニット 1 2を有し、その液晶表示パネル 9と太陽電池ュニット 1 2の間で、太陽電池ユニット 1 2の電極部（配線を含む）の視認側に、それを遮蔽する色フィルム 5 9を配設する。この色フィルム 5 9は、太陽電池ュニット 1 2の前述した発電部とほぼ同一の分光反射率を有するフィルムである。

液晶表示パネル 9は、視認側より、吸収型偏光板（図示省略）、第 1の基板 2 1、データ電極と配向膜（図示省略）、液晶層 4 6、配向膜と走査電極（図示省略）、第 2の基板 2 2、および反射型偏光板（図示省略）によって構成される。液晶層 4 6は、第 1の基板 2 1と第 2の基板 2 2との間にシール部 2 3と封孔材 2 7によつて封入されている。

この液晶表示パネル 9の全表示領域 5 2は、第 1の基板 2 1上のデータ電極と第 2の基板 2 2上の走査電極との交点である画素部の集合よりなる。その全表示領域 5 2は、上表示領域 5 3と下表示領域 5 4と、上表示領域 5 3と下表示領域 5 4の周囲に設けられる透過領域 5 5からなる。また、この実施形態においては、暗い表示に前述した各実施形態と同様に、太陽電池ュニットと印刷層および色フィルムを利用するため、特に全表示領域 5 2の周囲に見切りを必要とせず、見切りの代わりに太陽電池ュニット 1 2の周囲にも色フィルム 5 9を配置して、発電量を大きくする構成を採用してる。

この液晶表示装置 2 0おける液晶表示パネル 9の第 8図に示す表示領域の可変を行うためのシステムのブロック図を第 1 0図に示す。

第 1 0図に示すように、発電手段でけある太陽電池ュニット 1 2によって、光ェネルギ一から変換される電気エネルギーは、電圧検出回路 8 2によって発電量を検知され、その発電量に応じて充電用電圧変換回路 8 3により所定の電圧に変換されて、蓄電池である二次電池 8 4に蓄積される。また、電圧検出回路 8 2により太陽電池ュニット 1 2の発電量と二次電池 8 4の電池残量を検出して、その検出結果に応じて、表示領域選定回路 8 5が表示に使用する走査線数を決定する。

また、基準クロック発振回路 8 6が発生する基準クロックを基準として、映像信号出力回路 8 8から出力される映像信号中の同期信号が、同期分離回路 8 7によつて垂直同期回路 8 1に入力させる垂直同期信号と水平同期回路 9 1に入力させる水平同期信号とに分割される。

また、映像信号出力回路 8 8からの映像信号は、 AZD変換器 8 9を介して階調発生回路 9 2に入力され、垂直同期回路 8 1からの垂直同期信号と合成されて、デ —タ電極駆動回路 9 3に入力し、そこで発生される駆動信号が液晶表示パネル 9のデータ電極に印加される。

—方、表示領域選定回路 8 5により選定された走査線数分の信号が、水平同期回路 9 1を介して走査電極駆動回路 9 4入力し、その走査電極駆動回路 9 4で発生される走査信号が液晶表示パネル 9の走査電極に印加される。

第 1の基板 2 1と第 2の基板 2 2と液晶層等からなる液晶表示パネル 9の全表示領域 5 2のうち、表示領域選定回路 8 5により選定された表示領域として上表示領域 5 3は通常に表示を行い、下表示領域 5 4は必要に応じて表示を停止して透過率を高め、太陽電池ュニット 1 2の発電効率を高める。このように、太陽電池ユニット 1 2の発電量、または二次電池 8 4の電池残量に応じて、表示領域選定回路 8 5により表示に寄与する走査線数を選定し、全表示領域 5 2を表示を行う領域 5 3と表示を停止して透過率を高める領域 5 4とに分割し、液晶表示パネル 9の透過率の制御を行うことによって、太陽電池ュニット 1 2の発電量を制御することができる。

また、この実施形態では、液晶表示パネル 9の透過率の向上と低消費電力化を兼ねるために、液晶表示パネル 9は、電圧が印加されないときに透過率が高くなるようにしている。

例えば、吸収型偏光板と反射型偏向板とツイストネマティック液晶層を使用する場合には、吸収型偏光板と反射型偏向板をその各透過軸が互いに直交するように配置する。また、液晶に 2色性色素を含む混合液晶層を使用する場合には、電圧無印加時に 2色性色素が吸収が小さい方向に配向するようにし、液晶に透過性高分子固形物を含む混合液晶層を使用する場合には、電圧無印加時に透過率が大きくなるモ一ドを採用する。

〔第 5の実施形態：第 1 1図乃至第 1 3図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 5の実施形態として、太陽電池基板 3 3 を透明基板とし、光を吸収して発電する発電領域と光を透過する透過領域とを有する太陽電池ュニットを設けた液晶表示装置について、第 1 1図乃至第 1 3図を用いて説明する。

第 1 1図は発電領域と透過領域を有する太陽電池ュニットの模式的な平面図であり、第 1 2図は第 1 1図の円 Dで囲んだ部分の拡大図である。第 1 3図は第 1 1図に示した太陽電池ュニットに液晶表示パネルと補助光源とを組み合わせた液晶表示装置の概略側面図である。

第 1 1図及び第 1 2図に示す太陽電池ュニット 6 0は、透明な太陽電池基板 4 3 上に、透明導電膜である酸化インジウム錫（ I T O ) 膜からなる複数の第 1電極 (下電極） 6 2と、同じく透明導電膜である酸化インジウム錫（I T O ) 膜からなる複数の第 2電極（上電極） 6 3とが、互いに直交するようにストライプ状に形成されている。その第 1電極 6 2と第 2電極 6 3の各交差部に、島状に孤立する P I N接合を有するアモルファスシリコン（a— S i ) 膜からなる発電用半導体層 3 4 が、第 1電極 6 2と第 2電極 6 3に挾まれるように設けられ、それそぞれ発電領域としての発電部 6 1を構成している。

これらの複数の第 1電極 6 2を相互に接続し、また、複数の第 2電極 6 3を相互に接続することにより、各発電部 6 1の発電によって所定の電圧と電流を得ることが可能になる。また、透明な太陽電池基板 4 3上の発電部 6 1以外の領域は、透明な太陽電池基板 4 3上に透明な第 1電極 6 2と第 2電極 6 3が形成されているだけであるから、光を透過する透過領域となる。

そこで、第 1 3図に示すように、この太陽電池ユニット 6 0の視認側に前述した各実施形態における液晶表示パネル 9のいずれかを配置し、その太陽電池ュ-ット 6 0の液晶表示パネル 9と対向する面と反対の面側に補助光源 8 0を配置すれば、その補助光源 8 0から太陽電池ュニット 6 0の透過領域を介して液晶表示パネル 9 へ光を照射して、夜間等の外光が無いか不足しているときでも明るい表示が可能になる。

その場合、太陽電池ユニット 6 0の発電領域（発電部 6 1 ) は、液晶表示パネル 9の表示画素部の周囲の非表示領域に対応する位置に設け、透過領域は、液晶表示パネル 9の表示画素部に対応する位置に設けるとよい。

あるいは、太陽電池ユニット 6 0の発電領域（発電部 6 1 ) を、液晶表示パネル 9の少なくとも表示領域の周囲の見切り部に対応する位置に設け、透過領域を、液晶表示パネル 9の表示領域内に対応する位置に設けるようにしてもよい。

〔第 6の実施形態：第 1 4図乃至第 1 6図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 6の実施形態を、第 1 4図乃至第 1 6図によって説明する。この実施形態の液晶表示装置は、液晶層を挟持する一方の基板 (アクティブ基板）上に、画素部への信号をスイッチングする非線形素子として三端子型アクティブ素子である薄膜トランジスタ（T F T ) 設けた液晶表示パネルに、太陽電池ュニットを組み込んだものである。

第 1 4図はその液晶表示装置における太陽電池ュニットを構成する部分の一部を示す模式的な平面図、第 1 5図は液晶表示パネルの 1画素分の各電極及ぴ薄膜トランジスタを示す模式的な平面図、第 1 6図は第 1 4図の E— E線および第 1 5図の F— F線に沿う、この実施形態の液晶表示装置の模式的な断面図である。

図 1 4に示す太陽電池ュニットは、第 1 1図及び第 1 2図に示した第 5の実施例における太陽電池ュニット 6 0と同様な構成をなし、複数の第 1電極 6 2と複数の第 2電極 6 3との各交差部に、それぞれアモルファスシリコン（ a— S i ) 膜による発電用半導体層 3 4を挟持して、多数の発電部（太陽電池） 6 1を形成している。但し、この実施形態における太陽電池ユニットは、第 1 6図に示すように、太陽電池基板として液晶表示パネル 9 ' の透明な第 2の基板 2 2 (視認側と反対側に配置される基板）を兼用しており、その第 2の基板 2 2上に上述した第 1電極 6 2、発電用半導体層 3 4、および第 2電極 6 3を形成し、液晶表示パネル 9の表示画素部の周囲の非表示領域に対応する位置に、多数の発電部（太陽電池） 6 1を設けている。

そして、この太陽電池ュニットを形成した第 2の基板 2 2の全面に透明な絶緣膜 7 2を形成し、その絶縁膜 7 2上に第 1 5図に示す液晶表示パネルの走査電極 6 4、データ電極 6 5、表示電極 6 8、および薄膜トランジスタ 7 0を形成する。

すなわち、太陽電池ユニットの第 1電極 6 2上に走査電極 6 4を配置し、第 2電極 6 3上にデータ電極 6 5を配置している。その走査電極 6 4にはゲート電極 6 9 が突出形成されており、そのゲート電極 6 9上には、ゲート絶縁膜（図示せず）を配置し、そのゲ一ト絶縁膜上にアモルファスシリコン（ a— S i ) 膜 7 1を形成す

訂正された用紙（規則 91 ) る。また、太陽電池ユニットの第 2電極 63上にデータ電極 65を配置し、そのデータ電極 65に接続するソース電極 66をアモルファスシリコン（ a— S i ) 膜 7 1上に延設し、そのソース電極 66と所定の間隙を有してアモルファスシリコン ( a - S i ) 膜 71上に設けるドレイン電極 67を表示電極 68から延設している。走査電極 64の表面には図示しない絶縁膜が形成されており、データ電極 65と交差部で直接導通しないようにしている。

表示電極 68は、第 15図に示すように、絶縁膜 72上の走査電極 64とデータ電極 65によって囲まれた 1面素分ずつの各領域内に、透明導電膜である酸化ィンジゥム錫（I TO) 膜によってほぼ一杯に形成されている。

アモルファスシリコン（a— S i ) 膜 71とソース電極 66またはドレイン電極 6 7との間には、不純物イオンを含むアモルファスシリコン（a— S i ) 膜（図示せず）を有する。

上述したゲ—ト電極 69, アモルファスシリコン（a _S i ) 膜 71，ソース電極 66, およびドレイン電極 6 7等によって、画素部である表示電極への信号をスイッチングする非線形素子としての薄膜トランジスタ（TFT) を構成している。これらを設けた第 2の基板 22と、対向する内面全体に透明導電膜である酸化ィンジゥム錫（I TO) 膜による対向電極 73を形成した第 1の基板 21との間に、ッイストネマティック液晶による液晶層 46を封入し、第 1の基板 21の視認側に第 1の偏光板（吸収型偏光板） 49を、第 2の基板 22の視認側と反対側に第 2の偏光板（反射型偏光板） 48を配置して、発電機能を有する液晶表示パネル 9' を構している。

そして、この液晶表示パネル 9' の走査電極 64とデータ電極 65との間に所定の電圧を印加し、表示電極 68と液晶層 46を介して対向配置された対向電極 73 との間に電圧を印加して表示を行う。表示電極 68の周囲は、信号により液晶層 4 6が可変しないため有効的な表示はできない。そこで、この表示電極 68の周囲に

訂正された用紙（規則 91) 太陽電池ュニッ卜の第 1電極 6 2と第 2電極 6 3を配置している。

さらに、薄膜トランジスタ（T F T ) 介して接続される透明電極である走査電極 6 4とデータ電極 6 5の裏面側に発電用半導体 3 4を配置したことにより、表示性能に影響することなく、太陽電池ュニットへ所定の光エネルギーを供給することができる。

また、第 1 6図に示すように、液晶表示パネル 9 ' の視認側と反対側（第 1 6図で下側）に、捕助光源 8 0として例えばエレクト口ルミネッセントライト（E L ) を配置することにより、その補助光源 8 0が発する光を、太陽電池ユニットの透過領域を通して視認側へ照射することが可能になる。

そのため、明るい環境では、液晶表示装置 2 0の外部の光を太陽電池ユニットの発電部 6 1に照射して発電を行うことができる。また外部が暗い場合には、補助光源 8 0を点灯することにより、その補助光源 8 0が発する光を太陽電池ュニットの透過部を通して視認側へ照射し、明るい表示が可能になる。

〔第 6の実施形態の変形：第 1 7図〕

この第 6の実施形態の一部変更例として、太陽電池ュニットを第 1 7図に示すように構成してもよい。なお、第 1 7図において第 1 4図と対応する部分には同一の符号を付している。この太陽電池ュニット上に絶縁膜を介して重なる液晶表示パネルの走査電極 6 4、データ電極 6 5、および薄膜トランジスタ 7 0の構成は、第 1 5図に示したものと同じである。

この太陽電池ユニットは、液晶表示パネル 9 ' の第 2の基板 2 2上に形成される第 1電極（下電極） 6 2が、第 1 7図に破線で示すように一部は格子状に配置されており、図で縦に延びるストライプ状の部分が一部切断されている。すなわち、第 1 7図はその切断部分と格子状の部分の丁度境界部を示している。

この第 1電極 6 2上に、第 1 5図に示した表示電極 6 8のある部分を除く全域にアモルファスシリコン（_a — S i ) 膜による発電用半導体 3 4を形成し、その上に第 1電極 6 2の縦の部分と重なるように第 2電極（上電極） 6 3を縦のストライプ状に形成して発電部（太陽電池） 6 1を構成している。

このように、格子状の第 1電極 6 2とその全面を覆うように発電用半導体層 3 4 を配置することにより、発電部 6 1の実効的な面積を大きくすることができ、発電出力を増加することができる。

第 1 7図に示すように第 1電極 6 2を全て格子状にしていない理由は、複数の第 1電極 6 2からなるブロックを相互に接続することにより、所定の電圧または電流を得ることが可能になるためである。

この場合も、この太陽電池ュニットを組み込んだ液晶表示パネル 9の裏面側に、エレクト口ルミネッセントライト（E L ) 等の補助光源を配置することにより、太陽電池ュニットの開口部を介してその補助光源の光を視認側へ照射することが可能であり、外部が暗い場合でも、補助光源点灯により明るい表示が可能になる。さらに、発電用半導体層 3 4を表示電極 6 8の周囲の表示に有効でない領域を覆うように格子状に配置しているので、補助光源の点灯時に表示に有効でない領域を遮光することができ、表示品質を向上することができる。

〔第 7の実施形態：第 1 8図および第 1 9図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 7の実施形態を、第 1 8図および第 1 9 図によって説明する。この実施形態の液晶表示装置は、液晶層を挟持する一方の基板（アクティブ基板）上に、画素部への信号をスイッチングする非線形素子として二端子型アクティブ素子である薄膜ダイオード（T F D ) を設けた液晶表示パネルに、太陽電池ユニットを組み込んだものである。

第 1 8図はその液晶表示装置における太陽電池ュニットを構成する部分の一部を示す模式的な平面図、第 1 9図は液晶表示パネルの 1画素分の各電極及び薄膜ダイオードを示す模式的な平面図、前述の第 1 6図に相当する断面は、走査電極 6 4が無いことと、対向電極 7 3が表示電極と対向する位置に帯状に形成されていることの他は第 1 6図と同様である。

この実施形態の太陽電池ュニットは、液晶表示パネルの第 2の基板 2 2上に第 1 電極（下電極） 6 2が格子状に配置されており、その横ストライプ部上にァモルファスシリコン（ a— S i ) 膜による発電用半導体層 3 4とが横ストライプ状に配置され、さらにその上に第 2電極（上電極） 6 3が配置されている。

このように、格子状の第 1電極 6 2と横ストライプ状の発電用半導体層 3 4を配置することにより、発電部 6 1の実効的な面積を大きくすることができる。発電用半導体層 3 4を横に配置する理由は、第 1 9図に示す薄膜ダイオード 7 5にはデータ電極（縦電極） 6 5を接続しているためであり、薄膜ダイオード 7 5がもし走査電極（横電極）に接続する場合には、発電用半導体層 3 4を縦ストライプ状にすることが、薄膜ダイォード 7 5に接続する配線の非透過性による太陽電池ュニットの効率低下の防止の点から望ましい。

このように太陽電池ュニットを形成した第 2の基板 2 2上の全面に透明な絶縁膜 (図示せず）を形成する。そして、その絶縁膜上に第 1 9図に示すように、太陽電池ユニットの第 1電極 6 2の各縦ストライプ部と重なるようにタンタル（T a ) 膜によるデータ電極 6 5を縦ストライプ状に配置し、その隣接するデータ電極 6 5間に酸化インジウム錫（ I T O ) 膜からなる表示電極 6 8を配置する。

データ電極 6 5から下部電極 7 6を表示電極 6 8の方に延設し、その下部電極 7 6上に非線形抵抗層としてタンタル膜の陽極酸化による酸化タンタル（T a ₂ 0 ₅) 膜を形成する（図示せず）。さらに、その非線形抵抗層を介して下部電極 7 6と交差するように、上部電極 7 7を表示電極 6 8から延設させている。

これらの下部電極 7 6および酸化タンタル膜と上部電極 7 7とによって、薄膜ダィオード（T F D ) 7 5を構成している。

そして、データ電極 6 5に所定の電圧を印加し、表示電極 6 8と液晶層を介して配置する対向電極（図示せず）間に電圧を印加して表示を行うため、表示電極 6 8

丁正された用紙（規則 91) の周囲は信号により液晶層が可変せず、有効な表示はできない。そのため、表示電極 6 8の周囲に太陽電池ュニッ卜の第 1電極 6 2と第 2電極 6 3を配置している。さらに、対向電極に透明導電膜を利用するため、データ電極 6 5と直交する方向に発電用半導体層 3 4を配置することにより、表示性能に影響することなく、太陽電池ュニットへ所定の光エネルギーを供給することが可能になる。

また、この実施形態でも第 1 6図に示した第 6の実施形態の場合と同様に、太陽電池ュニットを組み込んだ液晶表示パネルの視認側と反対側に、エレクトロルミネッセントライト（E L ) 等の補助光源を配置することにより、その補助光源が発する光を、太陽電池ユニットの透過領域を通して視認側へ照射することができ、外部が暗い場合でも、補助光源を点灯することにより明るい表示が可能になる。

なお、この実施形態においても、太陽電池ユニットの第 1電極 6 2を一部で格子状にし、一部では切断して、複数の第 1電極 6 2からなるブロックを相互に接続することにより、所定の電圧または電流を得るようにすることができる。

〔第 1〜第 7の実施形態の作用効果〕

この発明による第 1〜第 7の実施形態の発電機能を有する液晶表示装置は、液晶表示パネルの視認側と反対側に太陽電池を配置することにより、液晶表示パネルまたは液晶表示装置の消費するエネルギーの全部または一部を、太陽電池によって光エネルギーを電気エネルギーに変換して得ることができる。

また、液晶表示パネルの表示に太陽電池の反射色または吸収色を利用することにより、太陽電池の発電領域への光の遮蔽を防止することができるため、太陽電池の発電効率を低下させることがない。

さらに太陽電池ュニッ卜の発電領域とその周囲の電極領域、または基板面が露出する領域との色調の差を補正するために、発電領域の色調と同色のィンキにより、発電領域外に印刷層を設けることにより、太陽電池ュニットを液晶表示パネルの表示の反射色または吸収色に利用する場合には、反射面または吸収面が均一の色調となるため、液晶表示パネルを均一な表示色とすることができる。

さらに、太陽電池ユニットの発電領域を表示色として利用する場合には、発電領域は液晶を劣化することなく液晶表示パネルの裏面に配置する太陽電池ュニットへ光りを照射する必要がある。すなわち、可視光より短波長過ぎることは液晶層の紫外線による劣化が発生するため好ましくなく、逆に長波長すぎると液晶層による吸収が生じる。

また、発電領域が有効に可視光を吸収して発電することは、可視光を反射せずに吸収するため、太陽電池ユニットを液晶表示パネルの表示に利用することは、すなわち、太陽電池ユニットを吸収板として利用することである。したがって、液晶表示パネルのコントラスト比を向上するためには、明るい表示が液晶表示パネルに要求される。

そのため、太陽電池ユニット上に配置する液晶表示パネルは、偏光板を使用して表示を行う場合には、視認側と反対側に配置する偏光板として反射型偏光板を使用することにより、その反射特性と透過特性を利用することができるため、明るい反射表示と太陽電池ュニットを利用する暗い表示とが可能になる。

さらに、液晶と 2色性色素との混合液晶であるゲストホスト液晶による液晶層を用いる液晶表示パネルでは、 2色性色素の吸収色と太陽電池ュニットの吸収色とに色度図（X , y ) にて少なくとも 0 . 1以上の差を設けることにより識別可能となる。

さらに、液晶に透過性高分子固形物を含む散乱型の混合液晶による液晶層を用いる液晶表示パネルでは、太陽電池ュニットの遮蔽効果と混合液晶の散乱により明るい表示が可能になる。さらに、この場合は透過率が他の液晶層を用いた表示に比較して大きいため、外部光の低下による太陽電池ユニットの発電効率の低下、または液晶表示装置に対するエネルギー補充の必要に応じて表示領域を可変し、太陽電池ュニットへの光の照射量を制御することができ、透過率が大きいことを利用して太陽電池ュニットの発電効率を向上することが可能になる。

また、太陽電池ユニットに同一基板内において発電領域と透過領域を設け、透過領域と液晶表示パネルの表示領域を一致させることにより、発電効率の向上と表示品質の向上の両方を図ることができる。

さらに、太陽電池ュニットの開口部を利用して太陽電池ュニットの裏面側に配置した補助光源からの光を液晶表示パネルに照射することが可能になり、透過型液晶表示パネルとしても使用できる。

また、太陽電池ュニットの発電領域とその周囲の色調の差を遮蔽する印刷層は、太陽電池ユニット上に設けることも可能であるが、特に、液晶表示パネルの構成に用いる反射型偏光板あるいはコレステリック液晶フィルム上に設けるようにすれば、太陽電池ュニットの表面に比較して平坦であり、液晶表示パネルに貼り合わせるため歪みもなく、表示の均一化に有効である。

このような発電機能を有する液晶表示装置は、電子卓上計算機や携帯情報機器にの表示装置として適しているが、さらに、非常に消費電力の制約を受ける時計に適用し、太陽電池の電極部とその発電用半導体層の色を印刷層により同一の色調にすれば、装飾性が重要な時計において極めて有効である。

さらに、印刷層と色フィルムとの組み合わせにより、機器の使用者に太陽電池を殆ど目立たなくすることができる。また、太陽電池（発電部）をマトリックス状あるいはストライプ状に配置して、透過部を設けた太陽電池ュニットを組み込んだ液晶表示装置を時計に利用することにより、 E L等の面発光型の補助光源を利用することができるため、暗い環境でも補助光源の点灯によって明るい表示が可能になり、しかも薄型化を図ることができる。

〔第 8の実施形態：第 2 0図乃至第 2 6図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 8の実施形態として、電子卓上計算機に適用した他の例を第 2 0図乃至第 2 6図によって説明する。以下に説明する各実施形態は、これまで説明してきた各実施形態と異なり、液晶表示パネルの視認側に透過部と発電部を有する太陽電池ュニットを配置し、その透過部を介して液晶表示パネルによる表示を行うようにしたものである。

第 2 0図はこの発明の第 8の実施形態の液晶表示装置を使用した電子卓上計算機の模式的な平面図、第 2 1図は第 2 0図の G— G線に沿う模式的な断面図である。この電子卓上計算機は、第 1図および第 2図に示した電子卓上計算機とほぼ同様に構成されている。そのため、第 2 0図及び第 2 1図において第 1図および第 2図と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

この電子卓上計算機で第 1図および第 2図に示した電子卓上計算機と相違するのは、液晶表示パネル 9 0の視認側（第 2 1図で上側）に太陽電池ュニット 1 2 0を互いに重なり合うように配置して、発電機能を有する液晶表示装置を構成しており、その液晶表示パネル 9 0の太陽電池ュニット 1 2 0側の周囲に補助光源 1 3を設け、それを補助光源接続部 2 4によって回路基板 6に接続している点である。

また、太陽電池ュニット 1 2 0上には、その破損を防止するための風防として透明板 1 7を設けている。

第 2 2図はその太陽電池ュニット 1 2 0のみを示す模式的な平面図であり、第 2 3図は液晶表示パネル 9 0のみの模式的な平面図である。また、第 2 4図は第 2 2 図に示した太陽電池ュニットの第 2電極接続部 1 3 6付近の一部を拡大して示す部分拡大図であり、第 2 5図はその太陽電池ュニットの下側に液晶表示パネルを配置した状態を示す部分拡大図である。第 2 6図は第 2 5図の H— H線に沿う模式的な断面図である。

これらの図を参照して、この第 8の実施形態の液晶表示装置について詳細に説明する。

太陽電池ユニット 1 2 0は、第 2 2図に示すように、透明な樹脂からなる長方形の太陽電池基板 1 3 3の裏面に、その短辺方向に沿うストライプ上に多数の発電部 1 7 2と透過部 1 7 3とを長辺方向に一定の間隔（ピッチ）で交互に配列形成し、各長辺に沿って第 1電極接続部 1 3 2と第 2電極接続部 1 3 6を設け、その各端部にそれぞれ第 1電極パッド部 1 8 1 , 第 2電極パッド部 1 8 2を設けている。これらの発電部 1 7 2およぴ第 1 , 第 2電極接続部 1 3 2， 1 3 6等は、いずれも太陽電池基板 1 3 3の裏面側に設けられているが、太陽電池基板 1 3 3が透明であるから、第 2 2図，第 2 4図，および第 2 5図ではそれらを実線で示している。この太陽電池ュニット 9 0の発電部 1 7 2と透過部 1 7 3の合計の面積に対する透過部 1 7 3の面積（透過比率）は 5 0 %以上にした。そのため、第 2 0図に示すように、太陽電池ュニット 1 2 0の透過部 1 7 3を通して液晶表示パネル 9 0の表示を認識することが可能になる。

その発電部 1 7 2は、第 2 4図乃至第 2 6図に示すように、太陽電池基板 1 3 3 を視認側（第 2 6図で上側）にして、その視認側と反対側（下側）に、太陽電池基板 1 3 3側から透明導電膜からなる第 1電極 1 3 1と、 P型， I型， N型ァモルファスシリコン（_a — S i ) からなる P I N接合を有する発電用半導体層 1 3 4と、透明導電膜からなる第 2電極 1 3 5とをそれぞれストライプ状に重ねて形成し、第 1電極 1 3 1と第 2電極 1 3 5の間に発電用半導体層 1 3 4を挾んでいる。

そして、ストライプ状の第 1電極 1 3 1は第 2 2図に示す第 1電極接続部 1 3 2 によって相互に接続され、第 2電極 1 3 5は第 2 2図乃至第 2 5図に示す第 2電極接続部 1 3 6によって相互に接続されている。

また、第 2電極接続部 1 3 6の近傍では、第 2電極 1 3 5、発電用半導体層 1 3 4、第 1電極 1 3 1の順に短くなっており、発電用半導体層 1 3 4によって第 2電極 1 3 5と第 1電極 1 3 1の電気的短絡を防止している。

さらに、透過部 1 7 3の面積をできるだけ大きくし、発電部 1 7 2の実際に発電を行う面積を大きくするために、第 1電極 1 3 1と発電用半導体層 1 3 4と第 2電極 1 3 5の幅を同一にしている。また、太陽電池基板 1 3 3の裏面側には、発電部 1 7 2の劣化を防止するために、第 2 6図に示すように全面にポリイミド樹脂からなる透明な保護層 1 2 9を設けている。

さらに、この太陽電池基板 1 3 3の上面側には、波長が 3 8 0ナノメートル（n m) 未満の光（紫外線）を吸収する紫外線カットフィルム 1 2 5を設けている。この紫外線力ットフィルム 1 2 5を設けることにより、発電部 1 7 2と液晶表示パネル 9 0の液晶層への紫外線の照射を防止することができる。

また、太陽電池ュニット 1 2 0の視認側と反対側に設ける液晶表示パネル 9 0は、第 2 3図、第 2 5図および第 2 6図に示すように、視認側より透明基板からなる第 1の基板 2 1、その内面に形成されたデータ電極 4 7、液晶と透明固形物との混合液晶層 5 6、走査電極 4 5と透明基板からなる第 2の基板 2 2が設けられている。混合液晶層 5 6は、第 1の基板 2 1と第 2の基板 2 2の間隙に、シール部 2 3と封孔材 2 7にのよって封入されている。

データ電極 4 7と走査電極 4 5は、それぞれ I T Oによる透明導電膜によってスィライプ状に、第 2 3図に示すように互いに直交する方向に形成されており、その各交点が画素部 2 6であり、データ電極 4 7と走査電極 4 5との間に所定の電圧を印加することにより、混合液晶層 5 6が光学変化を生じて表示を行う。

なお、第 2 3図および第 2 5図において、液晶表示パネル 9 0のデータ電極 4 7 と走査電極 4 5、シール部 2 3等は第 1の基板 2 1の裏面側に設けられているが、第 1の基板 2 1は透明であるから、それらを実線で示している。

第 2 6図に示す液晶表示パネル 9 0はさらに、第 2の基板 2 2の裏面側にアルミニゥム板からなる反射板 1 2 8を配置している。

この実施形態では各画素部 2 6に非線形抵抗素子を設けていないパッシベーションマトリクス型のものとして説明を行っているが、各画素部 2 6に非線形抵抗素子を設けるアクティブマトリクス型の場合には、データ電極 4 7または走査電極 4 5 に接続する非線形抵抗素子を介して表示電極に所定の電圧を印加する。

そのため、アクティブマトリクス型の場合の画素部は、表示電極と混合液晶層 5

6を介して対応する対向電極により構成する。

また、隣接する画素部 2 6間の間隔が画素ピッチであり、太陽電池ユニット 1 2

0の発電部 1 7 2の幅は画素部 2 6の幅よりも小さいことが重要であり、発電部 1

7 2による画素部 2 6の遮光が 8 0 %以下であることが表示の視認性のために重要である。

そのため、太陽電池ュニット 1 2 0の発電部 1 7 2と透過部 1 7 3と液晶表示パネル 9 0のデータ電極 4 7との関係は、第 2 5図および第 2 6図に示すように、デ —タ電極 4 7の幅に比べて発電部 1 7 2の幅が小さくなっている。

また、画素部 2 6のピッチが小さい場合、または発電部 1 7 2の幅が画素部 2 6 の幅の 8 0 %から 5 0 %の場合には、発電部 1 7 2のピッチを画素部 2 6のピッチと合わせることが重要である。

さらに、太陽電池ユニット 1 2 0と液晶表示パネル 9 0との間には、第 2 6図に示すようにエレクト口ルミネッセント（E L ) 素子からなる補助光源 1 3を設け、その発光面は第 1の基板 2 1側にする。

ここで、外部光源（図示せず）と補助光源 1 3を使用する場合の光の方向を、第 2 6図によって説明する。外部光源からの第 1の入射光 cは、太陽電池ユニットの発電部 1 7 2に入射し光発電用に使用される。第 2の入射光 aは、混合液晶層 5 6が透過状態の時には反射板 1 2 8により反射光 bとなって視認側に出射し、反射板 1 2 8の状況を観察者に認識させることができる。

混合液晶層 5 6が散乱状態の時には、第 2の入射光 aは反射板 1 2 8の鏡面状態を示さずに散乱光となる。すなわち、透過状態の鏡面性と散乱状態の散乱性とによりコントラスト比を得る。したがって、散乱状態でも視認側へ到達する光量が大きいため、明るい表示を達成することができる。また、混合液晶層 5 6が散乱状態の時には、その散乱光が太陽電池ュニット 1 2 0の発電部 1 7 2にその側壁側より入射するため、発電量を大きくすることができる。

一方、補助光源 1 3を点灯したときの補助光源からの入射光 dは、混合液晶層 5 6の散乱により第 1の散乱光 e と第 2の出射光 j として太陽電池基板 1 3 3側の成分と、第 3の散乱光 gとして反射板 1 2 8側の成分とになる。第 1の散乱光 eは、太陽電池基板 1 3 3上の発電部 1 7 2の第 2電極 1 3 5により反射されて、再度第 2の散乱光 f として混合液晶層 5 6へ入射する。

第 2の出射光 j は、太陽電池基板 1 3 3の透過部 1 7 3を通して視認側へ出射する。

第 3の散乱光 gは、反射板 1 2 8により反射されて第 4の散乱光 hとなり、混合液晶層 5 6により散乱されて第 1の出射光 i と第 5の散乱光 kと第 6の散乱光 mとなる。

同様に、発電部 1 7 2による反射と反射板 1 2 8による反射と混合液晶層 5 6による透過と散乱を繰り返すことにより、液晶表示パネル 9 0の表示領域の周囲に設ける補助光源（エレクトロルミネッセント（E L ) 素子） 1 3からの出射光は、表示領域内へ導光される。また出射光により観察者に情報を呈示することができる。このように、太陽電池基板 1 3 3上にストライプ状の発電部 1 7 2と透過部 1 7 3とを設け、さらに透過比率を大きくし、発電部 1 7 2の幅を 1 0 0マイクロメ一トル（/z m) 以下にすることにより、観察者は発電部 1 7 2を比較的意識せずに液晶表示パネル 9 0の表示を認識することが可能になる。

さらに、液晶と透明固形物との混合液晶層 5 6を封入した液晶表示パネル 9 0と、発電部 1 7 2と透過部 1 7 3をストライプ状に配置した太陽電池基板 1 3 3とを組み合わせることにより、発電部 1 7 2の側壁側からの反射光（拡散光も含む）があるため、混合液晶層 5 6の散乱状態および透過状態のいずれにおいても効率の良

訂正された用紙 9 い発電を達成できる。

また、太陽電池ュニット 1 2 0と液晶表示パネル 9 0との間に補助光源 1 3を設けることにより、発電部 1 7 2の第 2電極 1 3 5による反射と反射板 1 2 8による反射とによる導光と、混合液晶層 5 6の散乱による導光と光量の平均化を繰り返し、太陽電池ュニット 1 2 0の周囲に設けた補助光源 1 3から、液晶表示パネル 9 0の表示領域に光を導光することができる。

〔第 9の実施形態：第 2 7図〕

次に、この発明による発電機能を有する液晶表示装置の第 9の実施形態を第 2 7 図によって説明する。第 2 7図は、その液晶表示装置の第 2 6図と同様な断面図であり、第 2 6図と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

この第 9の実施形態の液晶表示装置において第 8の実施形態と異なる点は、液晶層 4 6にはッイストネマティック（T N) 液晶を採用し、第 1の基板 2 1の視認側と第 2の基板 2 2の視認側と反対側には偏光板 4 9 , 4 8を有する液晶表示パネル 9 0を採用し、さらにその液晶表示パネル 9 0の下側に補助光源 1 3 0を設けた点である。

太陽電池ュニットは、第 1の実施形態に利用したものと同様な構造の太陽電池ュニット 1 2 0を使用した。この太陽電池ュニット 1 2 0の下側に配置する液晶表示パネル 9 0は、視認側より、一方の光学軸が吸収軸であり、それに直交する光学軸が透過軸である吸収型偏光板からなる第 1の偏光板 4 9と、透明な第 1の基板 2 1 とその内面に形成されたデータ電極 4 7と、ツイスト角が 9 0 ° であるツイストネマティック（T N ) 液晶からなる液晶層 4 6と、走査電極 4 5とそれを内面に形成した透明な第 2の基板 2 2と、吸収型偏光板からなる第 2の偏光板 4 8と、入射光の 3 0 %を透過して残り 7 0 %弱を反射する半透過反射板 4 0によって構成されている。この液晶表示パネル 9 0の下側には、蛍光管からなる発光部 1 0 5と拡散部 1 0 6と反射部 1 0 7からなる補助光源 1 3 0を配置している。

この液晶表示パネル 9 0の視認側には太陽電池ュニット 1 2 0を配置する。その太陽電池ュニット 1 2 0は、視認側より透明基板からなる太陽電池基板 1 3 3と、透明導電膜からなる第 1電極 1 3 1と、発電用半導体層 1 3 4と、透明導電膜からなる第 2電極 1 3 5とを設け、第 1電極 1 3 1と発電用半導体層 1 3 4と第 2電極 1 3 5によって発電部 1 7 2を構成している。太陽電池基板 1 3 3の発電部 1 7 2 を設けない領域は、透過部 1 7 3となる。

発電部 1 7 2と透過部 1 7 3とには、発電部 1 7 2の特性の劣化を防止するために、透明な保護層 1 2 9を設けている。

また、発電量を大きくするために発電部 7 2の幅は 1 2マイクロメートル（μ πι) とし、透過部 7 3の幅は 1 0マイクロメートル（μ πι) としている。

また、液晶表示パネル 9 0の非表示状態においても発電効率を高くするために、第 1の偏光板 4 9と第 2の偏光板 4 8とはその各透過軸が直交するように配置し、液晶層 4 6との組み合せにより、データ電極 4 7と走査電極 4 5の間に電圧を印加しない状態で透過状態になるように構成する。したがって、外部光源による太陽電池基板 1 3 3側の光を、第 1電極 1 3 1側より発電用半導体層 1 3 4に入射でき、半透過反射板 4 0からの反射光も、第 2電極 1 3 5側より発電用半導体層 1 3 4に入射させることができる。

また、補助光源 1 3を点灯した状態でも、発電部 1 7 2に第 2電極 1 3 5側より発電用半導体層 1 3 4に光を入射することができるため、発電を行うことが可能になる。

太陽電池ュニット 1 2 0の発電部 1 7 2の幅を 1 2マイクロメ一トル（ m) とし、透過部 1 7 3の幅を 1 0マイクロメートル（// m) とすることにより、発電部 1 7 2のスリツトはほとんど認識することはできなかった。発電部 1 7 2の幅を大きくすると、観察者は発電部 1 7 2の存在を認識できるようになる。また全体の面積に対する透過部 1 7 3の面積の割合（透過比率）が小さくなると暗い表示となるが、発電量は大きくすることができる。実験では、発電部 1 7 2の幅は 1 0 0マイクロメートル（ m) 以下が望ましく、 5 0マイクロメ一トル（/ m) 以下が実際的には有効であり、 2 0マイクロメートル（ m) から 1 0マイクロメートル（μ πι) がさらに良好な結果となった。また、透過比率は液晶表示パネル 9 0の視認性から 3 0 %以上、できれば 5 0 %以上が良好である。

〔第 1 0の実施形態：第 2 8図乃至第 3 3図〕

つぎに、この発明による発電機能を有する液晶表示装置の第 1 0の実施形態を、第 2 8図乃至第 3 3図によって説明する。

この第 1 0の実施形態は、発電部と透過部を有する太陽電池ュニットを腕時計に使用した実施形態である。第 2 8図はその時計の外観を示す模式的な平面図である。この時計は、時刻を指針軸 1 8 3に取り付けた時針 1 7 5と分針 1 7 4により表示するアナログ式表示と、前述したような液晶表示パネルによるデジタル式表示とを併用したコンビネーション時計である。

時を示す時字 1 7 6を表示した文字板に相当する位置に円形の太陽電池ュニット 1 2 0を配置し、その下側に時針 1 7 5と分針 1 7 4と液晶表示パネルを配置している。

この太陽電池ュニット 1 2 0は、外周に近い環状の領域を第 1の発電領域 1 8 5 とし、その内側の円形の領域を第 2の発電領域 1 8 6とし、それぞれ縦のストライプ状の発電部 1 7 2 a， 1 7 2 b と透過部 1 7 3 a， 1 7 3 bを交互に形成している。第 1の発電領域 1 8 5の方が第 2の発電領域 1 8 6よりも発電部 1 7 2 aが占める面積比率が高く、且つ第 2 8図で横方向の中央部より両側端部に近い領域の方が発電部 1 7 2 aが占める面積比率が高くなるようにしている。また、中心部には指針軸 1 8 3を挿通する指針軸孔 1 8 4が設けられている。この太陽電池ュニット 120の下側の液晶表示パネルには、クロノグラフ表示部 1 78、年月 B表示部 1 79、および電池残量表示部 180が設けられている。第 29図はその太陽電池ュニット 120のみの模式的な平面図であり、第 30図はその太陽電池ュニット 120の第 2電極接続部付近の一部を拡大して示す部分拡大図、第 3 1図は第 30図の J— J線に沿う模式的な断面図である。第 32図はその太陽電池ュニットの発電境界部付近の一部を拡大して示す部分拡大図、第 33図はこの第 10の実施形態の液晶表示装置の第 27図と同様な断面図である。

まず、時計に用いる液晶表示パネルは第 33図に示すように構成されている。すなわち、透明基板である第 1の基板 21の内面にデータ電極 47が、この第 1の基板 21と所定の間隙を設けて対向する透明基板である第 2の基板 22の内面には走査電極 45が、それぞれ透明導電膜である酸化インジウム錫（ I TO) 膜によって形成されている。そして、この第 1の基板 21と第 2の基板 22を所定の間隙を設けてシール材（図示せず）により貼りあわせ、液晶層 46を封入している。この液晶層 46は、 90度のツイスト角を有するツイストネマティック（TN) 液晶を採用している。

これらの第 1の基板 21と第 2の基板 22と液晶層 46等に、後述する第 1，第 2の偏光板 49, 48および散乱層 1 1 9を組み合わせて液晶表示パネル 90を構成する。この液晶表示パネル 90の第 1の基板 21上に発電部 1 72 a, 1 72 b を形成して太陽電池ュニット 1 20とする。すなわち、この実施形態では液晶表示パネル 90の第 1の基板 21を太陽電池基板として兼用している。

この太陽電池ュニット 120は、液晶表示パネルを構成する第 1の基板 21上に発電部 1 72 a, 1 72 bを直接設けている。すなわち、第 1の基板 21上に透明導電膜からなる第 1電極 1 31とアモルファスシリコン（a— S i ) 膜からなる発電用半導体層 1 34と透明導電膜からなる第 2電極 135を設け、発電部 1 72 a, 1 72 bを構成し、透過部 1 73 a， 1 73 bと交互に配置する。また、その発電部 1 7 2 a , 1 7 2 bと透過部 1 7 3 a， 1 7 3 b上にはアクリル樹脂からなる保護層 1 2 9を設けている。

さらに、保護層 1 2 9上に第 1の偏光板 4 9を設けている。この第 1の偏光板 4 9は、波長が 3 8 0ナノメートル（n m) 未満の光（紫外線）を吸収するトリァセチルセルロース（T A C ) フィルムを基材とするものを使用しているため、偏光板としての作用と液晶層 4 6と発電部 1 7 2 a， 1 7 2 bを紫外線から保護する機能とを有する。

また、液晶表示パネル 9 0の第 1の基板 2 1は太陽電池基板を兼用しているため、全体を軽く薄くすることができる。そのため時計に使用するのに適している。

さらに、第 2の基板 2 2の下側には散乱層 1 1 9と第 2の偏光板 4 8として、一方の偏光軸が反射軸であり、それに直交する偏光軸が透過軸である反射型偏向板を配置している。

その反射型偏向板は、住友スリ一ェム社製の D B E F (商品）を使用している。第 1の偏光板 4 9と液晶層 4 6と第 2の偏光板 4 8と散乱層 1 1 9により電圧無印加の時に白表示を行い、電圧を印加すると透過表示となるモードを採用している。第 1の偏光板 4 9と第 2の偏光板 4 8とは透過軸が平行に配置している。

このように、電圧 M印加で白（散乱反射）表示にすると、太陽電池ユニット 1 2 0の発電部 1 7 2 a , 1 7 2 bへの光の照射量を大きくでき、さらに第 2の偏光板 4 8に反射型偏向板を採用し、電圧無印加で反射特性を利用することにより、吸収型偏光板と反射板を利用する場合に比較して、偏光板での光の吸収量を小さくできるため、発電部 1 7 2 a , 1 7 2 bへより大きな光の照射を可能にする。

また第 2の偏光板 4 8上に散乱層 1 1 9を設けることにより、太陽電池ュニット 1 2 0へ均一な光を照射することができ、発電効率を大きくすることができる。さらに、第 2の偏光板 4 8の下側にはエレクトロルミネッセント（E L ) 素子からなる補助光源 1 3 0を設ける。そのエレクト口ルミネッセント（E L ) 素子の第 2の偏光板 4 8と対向する面に凹凸を設けることにより、透過表示の際に暗い表示とすることができる。さらにその凹凸を蛍光カラ一印刷層により形成することにより、透過表示をカラー表示にすることができる。

また、時計のため補助光源 1 3 0の消費電力をできるだけ小さくすることと、第

1の偏光板 4 9と液晶層 4 6と第 2の偏光板 4 8の透過表示の面積が小さいため、表示する部分とその周囲に対してのみ発光部を設けるようにパターン形成したエレクトロルミネッセント（E L ) 素子を用いるとよい。時計用の液晶表示パネルではセグメント型の表示が多いため、例えば「8」の字のセグメントとその周囲に対応する領域のみを照射するように発光する楕円形の発光部とすることもできる。この実施形態では、第 2の偏光板 4 8に反射型偏光板を採用しているため、外部光源を使用する反射表示の場合には電圧が小さいと明表示となるが、補助光源 1 3

0を点灯する場合には電圧が小さいと暗表示となる。すなわち明暗反転するため、外部光源を使用する場合には発電部 1 7 2 a , 1 7 2 bへ大きな光を照射する表示方式としておき、補助光源 1 3 0を使用する場合には、小さい面積で補助光源 1 3

0を点灯して消費電力を小さくする。

また、太陽電池ュニット 1 2 0上には、液晶表示パネル 9 0のシール材または指針軸孔 8 4の目隠しと、文字板に相当する時字 1 7 6 (第 2 8図）とロゴマーク等を印刷または粘着層で接着する。

第 2 8図および第 2 9図に示すように、時計ケース 1 7 1の外周部に近い第 1の発電領域 1 8 5は、透過比率が小さく発電部 1 7 2 aの比率が大きい領域とし、積極的に発電を行う。中央部の第 2の発電領域 1 8 6は、透過比率が大きい領域として、液晶表示パネル 9 0による表示の視認性を確保している。

また、太陽電池ュニット 1 2 0の発電部 1 7 2 a， 1 7 2 bと透過部 1 7 3 a ,

1 7 3 bの配置は、第 2 9図に示すように発電境界部 1 7 7で外周部の第 1の発電領域 1 8 5と中心部の第 2の発電領域 1 8 6 とに分かれている。そして、第 3 0図および第 31図に示す第 1電極 1 31は、最外周部で第 29図に示す第 1電極接続部 1 32により相互に接続し、第 2電極 135は最外周部で第 30図に示すように第 2電極接続部 1 36により相互に接続している。

また、第 29図に示すように、第 1電極接続部 132は外部回路と接続する第 1 電極パッド部 181に接続し、第 2電極接続部 136は第 2電極パッド部 182に接続している。

さらに、この太陽電池ュニット 120の中央部には指針軸 1 83が貫通するための指針軸孔 184を有する。

さらに、この太陽電池ユニット 1 20の外形は、液晶表示パネル 90のデータ電極 47または走査電極 45と外部回路との接続を容易にするために、第 29図に示すように八角形をしている。

また、第 31図に示すように、この太陽電池ュニット 120の第 1の発電領域 1 85では、第 1の基板 21上に第 1電極 131とアモルファスシリコン（a— S i ) 膜からなる発電用半導体層 1 34と第 2電極 135を、発電部 1 72 aの幅 W1で複数設けている。なお、発電部 1 72 aの幅 W1を小さくし、かつ発電効率を大きくするために、半導体層 1 34と第 2電極 135の幅を同じにするようにパターン形成している。第 1電極 1 31は半導体層 1 34より僅かに大きくしている。発電部 1 72 aと透過部 1 73 aとはストライプ状に配置している。透過比率は透過部 1 73 aの幅 W2と発電部 1 72 aの幅 W1の比率により決まる。

第 32図に示すように、この太陽電池ュニット 120の外周側に設けた第 1の発電領域 185では、発電部 1 72 aの幅を 25マイクロメートル（μπι) とし、透過部 1 73 aの幅 W3を 1 5マイクロメートル（ m) としている。液晶表示パネルの表示と重なる第 2の発電領域 186では、発電部 1 72 bの幅を 10マイクロメ一トル（μ m) とし、透過部 1 73 b幅 W4を 50マイクロメ一トル（ zm) としている。このように構成することにより液晶表示パネル 9 0による表示の認識は非常に良好となり、かつ太陽電池ュニット 1 2 0は第 1の発電領域 1 8 5により大きな発電が可能になる。

また、第 1の発電領域 1 8 5と第 2の発電領域 1 8 6との発電境界部 1 7 7の周囲では、第 3 2図に示すように、発電部 1 7 2 aと 1 7 2 bの幅と、透過部 1 7 3 aと 1 7 3 bの幅が異なるため、第 1電極 1 3 1およぴ第 2電極 1 3 5は、第 1電極連結部 1 3 7と第 2電極連結部 1 3 8によりそれぞれ相互に接続している。

また、第 3 2図は第 2電極 1 3 5の幅より半導体層 1 3 4の幅を便宜的に大きくして半導体層 1 3 4を分かりやすく図示しているが、実際は同じ幅で重なっている。以上の説明で明らかなように、液晶表示パネル 9 0の表示を、なるべく発電部 1 7 2 a , 1 7 2 b へ光の照射が可能なように、電圧を印加していない状態あるいは領域で白（散乱反射）表示となるようにし、さらに補助光源 1 3 0の発光領域を透過表示部の近傍に限定して消費電力の低減を行う。また、太陽電池ュニット 1 2 0 に第 1の発電領域 1 8 5と第 2の発電領域 1 8 6を設けて、明るい表示と発電効率の向上とを図るようにしている。

そのため、表示品質が良好で発電効率の良好な液晶表示装置を得ることができる。〔第 1 1の実施形態：第 3 4図〕

次に、この発明による発電機能を有する液晶表示装置の第 1 1の実施形態を第 3 4図によって説明する。

第 3 4図はその液晶表示装置の第 2 7図と同様な断面図である。この第 1 1の実施形態の液晶表示装置は、前述の第 1 0の実施形態と同様に、太陽電池ュニット 1 2 0の太陽電池基板として液晶表示パネル 9 0の第 1の基板 2 1を兼用している力発電部 1 7 2が液晶層 4 6側に面している点と、補助光源 1 3 0の構成が相違する。液晶表示パネル 9 0の構成は、第 3 3図によって説明した第 1 0の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。この液晶表示パネル 9 0の第 2の偏光板（反射型偏光板） 4 8の下側には、蛍光管からなる発光部 1 0 5と拡散板 1 0 6と反射部 1 0 7からなる補助光源 1 3 0を設けている。第 3 4図には図示していないが、カラ一フィルタを有する液晶表示装置の場合には、この補助光源 1 3 0は光量が多いため有効である。

太陽電池ュニット 1 2 0は、液晶表示パネル 9 0の透明な第 1の基板 2 1の下面に直接、第 1電極 1 3 1，発電用半導体層 1 3 4，および第 2電極 1 3 5をストライブ状に順次積層して形成し、発電部 1 7 2と透過部 1 7 3を交互に設ける。そして、この第 1の基板の発電部 1 7 2を覆う全面にァクリル樹脂からなる保護層 1 2 9を設けている。

このように、液晶表示パネル 9 0の第 1の基板 2 1の一方の面側に発電部 1 7 2 とデータ電極 4 7とを設けるため、一方の面のパターン形成を行う際に逆の面のパターンを断線させたり短絡したりする恐れがなくなる。

すなわち、太陽電池ュニット 1 2 0の発電部 1 7 2の形成工程にデータ電極 4 7 を劣化させたり、逆にデータ電極 4 7のパターン形成時に発電部 1 7 2を劣化させたりするのを防止することができる。

〔第 1 2の実施形態：第 3 5図〕

次に、この発明による発電機能を有する液晶表示装置の第 1 2の実施形態を第 3 5図によって説明する。第 3 5図はその液晶表示装置の画素部付近の拡大平面図である。

この第 1 2の実施形態の液晶表示装置は、太陽電池ュニットとニ端子型ァクティブ素子として薄膜ダイオード（T F D ) を有する液晶表示パネルとを同一基板上に設けた点である。

この液晶表示装置は、第 3 5図に示すように、液晶表示パネルのアクティブ基板である透明な第 2の基板 2 2の内面（液晶層側の面）上に、タンタル（T a ) 膜によるデータ電極 4 7を縦ストライプ状に形成し、その隣接するデータ電極 4 7 , 4 7間に酸化インジウム錫（I T O ) 膜による表示電極 6 8を形成している。

そして、各データ電極 4 7から各表示電極 6 '8毎に下部電極 1 1 0を延設し、その表面に非線形抵抗層としてタンタル膜の陽極酸化による酸化タンタル（T a ₂ 0 ₅ ) 膜（図示せず）を形成する。

さらに、各表示電極 6 8から上部電極 1 1 1を非線形抵抗層を介して下部電極 1 1 0と交差して重なるように延設している。これらの下部電極 1 1 0、非線形抵抗層、および上部電極 1 1 1によって、薄膜ダイォード 1 1 2を構成する。

そして、データ電極 4 7に所定の電圧を印加し、それを薄膜ダイオード 1 1 2を介して表示電極 6 8と、図示しない液晶層を介して対向する第 1の基板の内面に形成された対向電極との間に電圧を印加して表示を行うため、表示電極 6 8の周囲は信号により液晶層が変化しないので有効な表示はできない。

そこで、太陽電池ユニットをこの表示電極 6 8の周囲に設ける。すなわち、データ電極 4 7、表示電極 6 8、および薄膜ダイォード 1 1 2を形成した第 2の基板 2 2の上面全体に透明な絶縁膜を形成する。

そして、その絶縁膜上に第 1電極 1 3 1を表示電極 6 8に近接して横ストライプ状に形成し、それに重ねてアモルファスシリコン（ a— S i ) 膜からなる発電用半導体層 1 3 4も横ストライプ状に形成する。さらに、第 2電極 1 3 5を発電用半導体層 1 3 4上とデータ電極 4 7上に重なるように格子状に形成し、第 1電極 1 3 1 と半導体層 1 3 4と第 2電極 1 3 5が重なる部分で発電層 1 7 2を構成する。

このように、表示電極 6 8の周囲に太陽電池ュニットの発電部 1 7 2を配置する。さらに、図示しない対向電極に透明導電膜を使用するため、データ電極 4 7と直交する方向に発電部 1 7 2を配置することにより、表示性能に影響することなく、太陽電池ュニットへ所定の光エネルギーを供給することが可能になる。

この太陽電池ュニットは、表示電極 6 8に対応する領域には発電部 1 7 2を設けず、透過部 1 7 3となっているので、液晶表示パネルによる明るい表示が可能である。

さらに、第 2電極 1 3 5を格子状に配置し、半導体層 1 3 4をストライプ状に配置したことにより、この液晶表示パネル 9 0の下部に補助光源を配置してそれを点灯した時に、表示電極 6 8の周囲の有効でない表示領域を遮光することができるため、表示品質の向上と太陽電池ュニットの発電効率の向上に極めて有効になる。〔第 1 3の実施形態：第 3 6図〕

次に、この発明による液晶表示装置の第 1 3の実施形態を第 3 6図によって説明する。第 3 6図はその液晶表示装置の画素部付近の拡大平面図である。

この第 1 3の実施形態の液晶表示装置は、太陽電池ュニットの発電部と液晶表示パネルのデータ電極および表示電極と、二端子型ァクティブ素子である一対の薄膜ダイオード（T F D ) とを同一の基板に設けたものである。

この液晶表示装置は、液晶表示パネルのァクティブ基板である透明な第 2の基板 2 2の内面（液晶層側の面）上に、透明導電膜からなるデータ電極 4 7を縦ストライブ状に形成し、その隣接するデータ電極 4 7， 4 7間に透明導電膜である酸化ィンジゥム錫（I T O ) 膜による表示電極 6 8を形成している。そして、各データ電極 4 7から各表示電極 6 8毎に第 1の下部電極 9 5を一体に延設する。また表示電極 6 8から第 1の下部電極 9 5と平行に第 2の下部電極 9 6を一体に延設している。また、データ電極 4 7と表示電極 6 8との隙間に太陽電池ュニットの発電部 1 7 2 の第 1電極 1 3 1を縦ストライプ状に形成する。

これらのデータ電極 4 7と第 1の下部電極 9 5、表示電極 6 8と第 2の下部電極 9 6、および発電部 1 7 2の第 1電極 1 3 1は、同一の透明導電膜を使用して同時に第 2の基板 2 2上に直接パターン形成される。

次いで、第 1の下部電極 9 5上と第 2の下部電極 9 6上と、発電部 1 7 2を構成する第 1電極 1 3 1上には、それぞれアモルファスシリコン（a— S i ) 膜からなり P I N接合を有する半導体層 1 6 5 , 1 6 6， 1 3 4を設ける。これらの半導体層はすべて上記の同じ半導体で形成される。

その後、半導体層 1 6 5と第 2の下部電極 9 6とを接続する第 1の上部電極 1 6 2を設け、第 1の下部電極 9 5と半導体層 1 6 5と第 1の上部電極 1 6 2によって第 1の薄膜ダイォ一ド 9 8を構成する。

また、半導体層 1 6 6とデータ電極 4 7とを接続する第 2の上部電極 1 6 3を設け、第 2の下部電極 9 6と半導体層 1 6 6と第 2の上部電極 1 6 3によって第 2の薄膜ダイオード 9 9を構成する。

第 1の薄膜ダイォード 9 8と第 2の薄膜ダイォード 9 9は、お互いにリング状に接続しているため、薄膜ダイォード 9 8と 9 9により発生する光起電力はリング内で内部消費される。そのため、液晶表示装置の表示品質への影響は小さくできる。太陽電池ュニットの第 1電極 1 3 1上に形成された半導体層 1 3 4上に、第 2電極 1 3 5を透明導電膜によって縦ストライプ状に形成して、発電部 1 7 2を構成する。この発電部 1 7 2をデータ電極 4 7上に設けることも可能であるが、薄膜ダイオード 9 8 , 9 9の駆動にデータ電極 4 7を使用するため、電力の取り出しが難しくなるので、データ電極 4 7と発電部 1 7 2とは別体構造にしている。

また薄膜ダイオードが走査電極（横電極）に接続される場合には、太陽電池ュニッ卜の発電部 1 7 2をその走査電極と平行に配置するとよい。

データ電極 4 7への信号の印加および発電部 1 7 2の発電電力を取り出すために、フレキシブルプリントサーキット（F P C ) 、またはチップオンガラス（C O G ) により各配線と接続する方法がある。または、データ電極 4 7と第 2電極 1 3 5を紙面手前側に引き出し、データ電極 4 7を外部回路と接続する部分より第 1の基板 (図示せず）の外形側にて相互に第 2電極接続部（図示せず）により接続し、紙面奥側にて第 1電極接続部（図示せず）により接続する方法をとることもできる。または、シール材にて発電部 1 7 2の幅をデータ電極 4 7より大きくし、各第 1 電極 1 3 1または第 2電極 1 3 5上に導電ペーストを印刷して、第 1の基板と対向する第 2の基板上に設ける第 1電極接続部または第 2電極接続部（図示せず）に接続する方法も有効である。

さらに、非線形抵抗素子と発電部 1 7 2とを同一基板上に設けたので、接続への負担を低減できる。

また、発電部 1 7 2の第 1電極 1 3 1 と第 2電極 1 3 5とを透明導電膜で構成したので、発電部 1 7 2は液晶層（図示せず）の上側または下側のいずれに配置しても発電が可能である。

特に、液晶層が吸収または散乱または反射特性を示し、液晶層を透過する光が液晶層により減少する液晶層モ一ドの場合には、発電部 1 7 2を設ける第 2の基板を視認側に配置することにより大きな発電量を確保することができる。

〔その他の変形例〕

太陽電池ュニットを液晶表示パネルの視認側に配置する場合でも、太陽電池ュニットを第 1 1図および第 1 2図に示した例と同様に格子状に構成し、横ストライプ状の第 1電極 6 2と縦ストライプ状の第 2電極 6 3の交点部にアモルファスシリコン（ a— S i ) 膜からなる発電用半導体層 1 3 4を挟持して、発電部 6 1を形成するようにしてもよい。このような太陽電池ユニットでも、液晶表示パネルの画素部となる表示電極に対応して透過部を大きくとることができるので、液晶表示パネルによる明るい表示が可能であり、液晶表示パネルの下部に補助光源を配置して透過型の表示を行うことも可能である。

また、液晶表示パネルに設ける非線形抵抗素子（スイッチング素子）として、二端子型の薄膜ダイォ一ドを設た例について説明したが、第 1 5図に示したような薄膜トランジスタ（T F T ) に代表される三端子型非線形抵抗素子を設けるようにしてもよい。

以上の各実施形態では、太陽電池ュニットは液晶表示パネルの視認側に配置するか、液晶表示パネル内に組み込んで設けているが、液晶表示パネルの視認側と反対

訂正された用紙（規則 91 ) 側の例えば第 2の基板と補助光源との間にも、透過部と発電部とを有する太陽電池ュニットを設けることもできる。そうすれば複数の太陽電池ュニットにより発電を行うことができるため、発電量を大きくすることができる。その場合も、補助光源からの光を太陽電池ュニッ卜の透過部を介して液晶表示パネルへ照射することがでさる。

また、発電部で利用する光の波長が異なる複数の太陽電池ュニットを積層して設けることにより、一層発電効率を高めることが可能である。

以上の各実施形態では、液晶表示パネルの第 1の基板または第 2の基板は透明ガラス基板を使用するものとして説明したが、透明プラスチック基板、透明フィルム基板等の有機材料を使用することにより、ガラスに比較して割れにくく、薄型および折り曲げが可能になり、平面型のみに限らず多くの形状の液晶表示装置を作ることが可能になる。

また、第 2の基板には金属基板等の反射率の大きな基板を採用することにより反射板と基板との兼用が可能になり薄型で割れにくい液晶表示装置を得ることが可能になる。

さらに、太陽電池ユニットの視認側の一部に、目隠し用の印刷層または散乱層を付加することにより、太陽電池ュニット上に設ける電極および発電部と透過部の縞模様を目立たなくすることができる。

とくに散乱層を付加することにより、発電部と透過部の透過率の均一化が可能となる。また太陽電池ユニット上の散乱を液晶表示パネルの画素部上では弱くし、その周囲では強くすることにより、液晶表示パネルの表示品質の低下を防止することができる。このような液晶表示装置を時計に使用することによりデザイン性を改善することができる。

〔第 8〜 1 3の実施形態の作用効果〕

この発明による第 8〜 1 3の実施形態の発電機能を有する液晶表示装置は、発電部と透過部を有する太陽電池ュニットを液晶表示パネルの視認側に配置し、その透過部を介して観察者が液晶表示パネルの表示情報を認識できるようにしている。したがって、透過部の面積と発電部の面積との比率（透過比率）により発電量と液晶表示パネルの視認性が相反するが、液晶表示装置に応じて透過比率を設定することにより、液晶表示パネルの視認性を一定以上に保ちながら発電を行うことがでさる。

また、太陽電池ユニットを液晶表示パネルより観察者側に配置するため、太陽電池ュニットと電池とを接続する部分や端子などの視認側に、それらを目隠しするように印刷層を設ければ、配線や端子などが観察者に見えにくくなる。その印刷層は遮蔽板としても機能する。

その印刷層は、太陽電池ユニットを構成する基板上に直接設けても、あるいは金属板または樹脂板上に設けて太陽電池ュニット上に設置しても良い。印刷層を設けることにより、太陽電池ュニットの端子または電極等の透過部と発電部のバランスを損なう領域の遮蔽効果はもちろん可能であるが、さらに印刷層により液晶表示装置のデザイン性を向上することができる。

特に、時計に使用する場合には、印刷層に色やロゴマーク等を付加することにより、装飾性を向上することができる。

また、小面積の発電部でも必要な電力が得られるようにするため、液晶表示装置の消費電力を小さくすることが重要となる。

そのためには、液晶表示装置に使用する液晶表示パネルは、一般の表示状態では外部光源（主光源）を利用する反射型液晶表示装置か、あるいは殆どは外部光源を利用し、外部光源が暗い場合に補助光源を使用する半透過反射型液晶表示装置に適用するのが有効である。

この場合に、液晶表示パネルと観察者の間に発電部と透過部を有する太陽電池ュニットを配置し、透過部を介して液晶表示パネルを認識するため、液晶表示パネル丁正された用紙（規則 91) は反射型表示で、できるだけ明るい表示にするのが好ましい。

そのため、液晶表示パネルには偏光板を使用しない表示モードにするのが望ましい。偏光板を使用しない表示モードにするには、使用する液晶層として、液晶と 2 色性色素との混合液晶層からなるゲストホスト型、液晶と透明固形物との混合液晶層を使用する散乱型、液晶層の選択反射特性を利用するコレステリック型などがある。

液晶層（混合液晶層）と太陽電池ユニットは、エネルギーの大きい光（紫外線）では特性の劣化が発生するため、太陽電池ュニットの一部または太陽電池ュニットの視認部間に紫外線カツト層を設けることにより、太陽電池ュニットの特性劣化と液晶層の特性劣化を同時に防止することができる。

また、充分な明るさを得るために液晶表示パネルの下側には反射板を設け、液晶表示パネルを透過して反射板へ入射する外部光源からの光を有効に液晶表示パネルへ反射することにより、明るい表示を可能にするとともに、反射板により太陽電池ュニットへ光を反射することにより、発電量を大きくすることができる。

複数の発電部を有する場合、発電部の側壁側より光を照射することができる。特に液晶と透明固形物との混合液晶層を利用する散乱型の場合には、散乱状態による散乱光の反射と、透過状態による反射板からの鏡面反射においても、大きな反射強度のため太陽電池ュニッ卜の発電効率を大きくすることができる。

また、太陽電池ュニットと液晶表示パネルとの間に補助光源を設けることにより、太陽電池ユニットの液晶表示パネル側に設ける電極（反射電極）と液晶表示パネルの下側に設ける反射板とにより、補助光源からの光を液晶表示パネルの表示領域へ導光することができる。

特に、液晶層として液晶と透明固形物との混合液晶層を用いる散乱型液晶表示パネルの場合には、太陽電池ユニットの液晶表示パネル側に設ける電極（反射電極）と反射板と散乱により液晶表示パネルの表示領域に効率良く補助光源の光を導光することができる。特に、液晶表示パネル側に補助光源の発光面を向けることにより導光機能が発揮される。

さらに、太陽電池ユニットの外周部には、液晶表示パネルの表示部に外部光源からの光を導光するための導光部を設けることにより、明るい表示が可能になる。すなわち、液晶表示パネルと重なり合う部分の透過比率を一定にすることにより太陽電池ュニットの存在を目立たなくすることが可能になるため、液晶表示パネル上に発電部を設ける場合に、太陽電池ュニットの外周部に導光部を設けることにより、液晶表示パネルへ外部光を導光することが可能になり、明るい表示が可能になる。

また、液晶表示パネルと重なり合う部分を有する太陽電池ュニットの発電部と透過部との比率（透過比率）を場所により変えることが可能である。

すなわち、表示領域以外のたとえば液晶表示パネルの見切部、または外部回路との接続部では発電部の比率を大きくして、密度の大きい表示領域では発電部の比率を小さくすることによって、発電量と表示の視認性との調和をとることができる。また、太陽電池ユニットには透過部と発電部を有し、太陽電池ユニットの透明基板の一部に散乱性を付加することにより、遮光性と導光性をもたせることが可能になる。この散乱性を持たせる部分は、液晶表示パネルの表示領域の部分と重なる領域とすることにより、液晶表示パネルの表示品質を劣化することなく、デザイン性を改善することができる。

液晶表示装置には複数の太陽電池ュニットを設け、液晶表示パネルの視認側に設ける太陽電池ュニットを透過する光を利用して、液晶表示パネルの視認側と反対側に設けた太陽電池ュニットによりさらに発電を行うことができる。

さらに、複数の太陽電池ユニットの発電部を稼動することにより、液晶表示パネルの表示がない場合または大きな発電量が必要な場合には、液晶表示パネル上の全面を発電部とし、透過部の占める面積を小さくし、表示を行う場合には明るい表示を可能にするために透過部の占める面積を大きくすることができる。

また、液晶表示パネルに設けるアクティブ素子と太陽電池ュニットの発電部とに、同一の半導体層を使用することにより、液晶表示パネルの表示品質を向上すると共に、液晶表示パネルと一体型の太陽電池ュニットを得ることができる。産業上の利用可能性

この発明による発電機能を有する液晶表示装置は、液晶表示パネルのェリァ内で太陽電池による発電機能も得られるので、小型の機器に搭載しても液晶表示の面積が充分にとれ、しかも外部からの電力供給や電池交換を不要にすることも可能になるので、環境問題やエネルギー供給の問題も解決できる。しかも、太陽電池が外部から目立たず、デザイン性にも優れている。

したがって、電子卓上計算機、腕時計、携帯電話機、携帯情報端末 (Personal Digital Assistant： P D A) など、各種携帯用電子機器の表示装置として広範な利用が期待される。

Claims

請求の範囲

1 . 液晶表示パネルの視認側と反対側の面の少なくとも一部に対応して太陽電池を配置し、前記液晶表示パネルの透過部を介して該太陽電池に光を照射して発電するようにしたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

2 . 前記太陽電池の電極部の視認側に、該太陽電池の発電部とほぼ同一の分光反射率を有するフィルムを配置した請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 . 前記太陽電池の周囲に、該太陽電池の発電部とほぼ同一の分光反射率を有するフィルムを配置した請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

4 . 請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、

前記太陽電池と液晶表示パネルの間に、該太陽電池の色彩を変えるためのフィルムを配置したことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

5 . 前記液晶表示パネルの表示領域の一部に、前記太陽電池の発電量を調整するために透過率を変化する発電量調整領域を有する請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

6 . 請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、

前記液晶表示パネルが非表示状態のときに、太陽電池の発電量を増加するために該液晶表示パネルの透過率を高めるように制御する手段を有することを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

7 . 前記液晶表示パネルによる明度の低い表示は、前記太陽電池の反射率が低い特性を利用して行うように構成した請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

8 . 前記液晶表示パネルの色彩変化と前記太陽電池の分光反射特性とによって表示を行うように構成した請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

9 . 前記液晶表示パネルの色彩変化と前記フィルムの分光反射特性とによって表示を行うように構成した請求の範囲第 4項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 0 . 前記液晶表示パネルの液晶層が、液晶に二色性色素を混合した混合液晶層である請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 1 . 前記液晶表示パネルの液晶層が、液晶にポリマーを含む混合液晶層である請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 2 . 前記液晶表示パネルは、その液晶層がツイストネマティック液晶層またはス一パーツイストネマティック液晶層であり、該液晶層を挾んで視認側とその反対側にそれぞれ偏光板を配設しており、前記視認側の反対側に配設した偏光板が反射型偏光板である請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 3 . 前記液晶表示パネルは、その液晶層がツイストネマティック液晶層またはス —パーツイストネマティック液晶層であり、該液晶層を挾んで視認側に偏光板を、その反対側にコレステリック液晶フィルムを配設している請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 4 . 前記太陽電池が、光を透過する透過領域と光を吸収して発電する発電領域とを有するュニットに構成されている請求の範囲第 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 5 . 前記太陽電池の前記発電領域は、前記液晶表示パネルの表示画素部の周囲の非表示領域に対応する位置に設けられ、前記透過領域は、該液晶表示パネルの表示画素部に対応する位置に設けられている請求の範囲第 1 4項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 6 . 前記太陽電池の前記発電領域は、前記液晶表示パネルの少なくとも表示領域の周囲の見切り部に対応する位置に設けられ、前記透過領域は、該液晶表示パネルの表示領域内に対応する位置に設けられている請求の範囲第 1 4項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

1 . 請求の範囲第 1 5項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記太陽電池の前記液晶表示パネルと対向する面と反対の面側に補助光源を配置し、該捕助光源から前記太陽電池の透過領域を介して液晶表示パネルへ光を照射し得るようにしたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

1 8 . 請求の範囲第 1 6項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記太陽電池の前記液晶表示パネルと対向する面と反対の面側に補助光源を配置し、該補助光源から前記太陽電池の透過領域を介して液晶表示パネルへ光を照射し得るようにしたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

1 9 . 液晶表示パネルの視認側に、該液晶表示パネルと少なくとも一部が重なり合うように太陽電池ュニットを配置し、該太陽電池ュニットには透過部と発電部を有し、その透過部を介して前記液晶表示パネルによる表示を行うようにしたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

2 0 . 請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記太陽電池ュニットの視認側の一部に目隠し用の印刷層を設けた発電機能を有する液晶表示装置。

2 1 . 前記液晶表示パネルは、前記太陽電池側より、透明な第 1の基板と液晶層と透明な第 2の基板とを有し、その液晶層が液晶と透明固形物との混合液晶層である請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

2 2 . 請求の範囲第 2 1項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記液晶表示パネルに対して、前記太陽電池ュニットと反対側に反射板を設けたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

2 3 . 請求の範囲第 2 2項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記太陽電池ュニットと液晶表示パネルとの間に補助光源を有することを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

2 4 . 請求の範囲第 2 3項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記太陽電池ュニットは、前記透過部と発電部とがストライプ状に形成されて交互に複数配置され、且つ、視認側より透明基板と前記発電部を構成する半導体層と反射層とを有し、

前記補助光源は、前記太陽電池ユニットと前記液晶表示パネルとの間で、該液晶表示パネルの表示領域の周囲に設けられ、

上記補助光源の発光が、前記液晶表示パネルの混合液晶層と前記太陽電池ュニットの反射層と前記反射板とによって表示領域に導光されるようにしたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

2 5 . 前記太陽電池ユニットの透過部と発電部の面積比率が、重なり合う前記液晶表示パネルの場所によって異なる請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

2 6 . 前記太陽電池ユニットの透明基板は、前記液晶表示パネルの表示領域以外の部分と重なる領域で散乱性を有する請求の範囲第 2 4項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

2 7 . 請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記液晶表示パネルの視認側と反対側に補助光源を配置したことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

2 8 . 発電部で利用する光の波長が異なる複数の太陽電池ュニットを積層して設けた請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

2 9 . 前記液晶表示パネルの視認側と反対側にも太陽電池ュニットを配置した請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 0 . —対の透明な基板によって液晶層を挾持し、その一方の基板上に画素部への信号をスィツチングする非線形抵抗素子を有する液晶表示パネルを備え、

該液晶表示パネルの前記一方の基板上に太陽電池の発電部を設け、その発電部と前記非線形抵抗素子の半導体層が同じ半導体によって形成されていることを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

3 1 . 前記太陽電池の発電部を、前記液晶表示パネルの前記一方の透明基板上に直接設けた請求の範囲第 3 0項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 2 . 前記液晶表示パネルは、一対の透明な基板によって液晶層を挾持しており、その一対の基板のうち少なくとも前記太陽電池側の基板は有機材料からなる請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 3 . 請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置において、前記太陽電池ュニットの外周部に、前記液晶表示パネルの表示領域に外部光源の光を導光する導光部を設けたことを特徴とする発電機能を有する液晶表示装置。

丁正された用紙（規則 91 )

3 4 . 前記太陽電池ュニットの透過部の面積と発電部の面積の合計の面積に対する透過部の面積の比率が 3 0 %以上であり、前記発電部がストライプ状に形成されており、その幅が 1 0 0マイクロメ一トル（μ πι) 以下である請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 5 . 前記太陽電池ュニットの発電部による前記液晶表示パネルに対する遮光が、該液晶表示パネルの画素部の 8 0 %以下である請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 6 . 前記太陽電池ュニットの発電部による前記液晶表示パネルに対する遮光が、該液晶表示パネルの画素部の 8 0 %から 5 0 %であって、該液晶表示パネルの隣接する画素部間のピッチと前記太陽電池ュニットの隣接する発電部間のピッチとがほぼ等しい請求の範囲第 3 5項記載の発電機能を有する液晶表示装置。

3 7 . 前記液晶表示パネルは、電圧無印加時に散乱状態，透過状態，または反射状態のいずれかの状態になる請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装

3 8 . 前記太陽電池ユニットの発電部が、 2つの電極の間に半導体層を挾んだ構造であり、その 2つの電極がいずれも透明導電膜からなる請求の範囲第 1 9項記載の発電機能を有する液晶表示装置。