WO2020153119A1 - 表示装置および表示システム - Google Patents

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WO2020153119A1
WO2020153119A1 PCT/JP2020/000201 JP2020000201W WO2020153119A1 WO 2020153119 A1 WO2020153119 A1 WO 2020153119A1 JP 2020000201 W JP2020000201 W JP 2020000201W WO 2020153119 A1 WO2020153119 A1 WO 2020153119A1
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WO
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power generation
display device
power
base material
layer
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PCT/JP2020/000201
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English (en)
French (fr)
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絵美 日向野
広美 西川
敏行 日向野
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Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G19/00—Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means

Definitions

  • the present invention relates to a display device and a display system.
  • Liquid crystal display devices, organic electroluminescence display devices, etc. are used as display devices for mobile electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants.
  • a display device such as a portable electronic device
  • electric power or voltage for driving the display device is supplied from a power supply device (for example, a battery) provided separately from the display device.
  • a power supply device for example, a battery
  • Patent Document 1 discloses a wristwatch device having a function of generating power by a solar cell, a temperature difference, or rotational movement of a rotor, and a time display unit.
  • the wristwatch device is driven using electric power or voltage generated by power generation. Further, the wristwatch device has a function of displaying an abnormality such as the power generation status, the electric capacity, or the stop of the time display unit.
  • One of the objects of the present invention is to provide a display device and a display system having a built-in power generation unit.
  • a reflective display device comprising: a power generation layer portion including a power generation element; and a display portion including a plurality of pixels and an insulating layer, wherein the insulating layer is a first surface and a second surface on a side opposite to the first surface. A surface, the plurality of pixels are provided on the first surface, and the power generation unit is in contact with the second surface.
  • a power generation unit including a power generation element, a display unit including a plurality of pixels and an insulating layer, a display system electrically connected to the power generation unit and the display unit, and generated by the power generation unit from the power generation unit to the display unit.
  • a control device for controlling supply of electromotive force the insulating layer has a first surface and a second surface opposite to the first surface, and the plurality of pixels are provided on the first surface, The power generation unit contacts the second surface.
  • the first base material described in this specification has at least one planar main surface, and each layer such as an insulating layer, a semiconductor layer, and a conductive layer, or each element such as a transistor and a light emitting element is provided on the one main surface. Shall be provided.
  • the display device according to the embodiment of the present invention is, for example, a liquid crystal display device.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the display device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of the display system 200 according to the embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along a partial region of FIG. 1, and FIG. 2 is also a cross-sectional view showing a cross section taken along A1-A2 of a B region shown in FIG.
  • the display device 100 includes a first base material 10, a power generation layer 20, an array layer 30, a second base material 90, and a polarizing plate 95.
  • the power generation layer 20 is provided on the first base material 10.
  • the array layer 30 is provided so as to contact the power generation layer 20.
  • the polarizing plate 95 is provided on the second base material 90.
  • the power generation layer 20 includes a power generation element 250, which will be described in detail later.
  • the power generation element 250 is, for example, a thermoelectric element (also called a thermoelectric conversion element).
  • the thermoelectric element includes an n-type semiconductor portion and a p-type semiconductor portion.
  • the n-type semiconductor portion and the p-type semiconductor portion are electrically connected.
  • the n-type semiconductor portion is formed of an n-type semiconductor material
  • the p-type semiconductor portion is formed of a p-type semiconductor material.
  • the display device 100 can generate electric power by incorporating the power generation element 250. Although the details will be described later, the generated power is stored by the display system 200 described later, and the display system 200 can use the power for driving the display device 100.
  • the display device 100 illustrated in FIG. 1 includes four power generating elements 250, but the configuration including the number and size of the power generating elements 250 is not limited to this example. Further, although an example including the n-type semiconductor portion and the p-type semiconductor portion is shown as an example of the configuration of the power generation element 250, the configuration of the power generation element 250 is not limited to the example shown here.
  • the power generation element 250 may have a configuration in which two members containing different kinds of metals as materials are connected to each other.
  • the power generation element 250 may have any configuration as long as it can generate power, voltage, or the like by being given heat. Further, the configuration of the power generation element 250 may be appropriately determined depending on the use or specifications of the display device 100 without departing from the configuration of the present invention. Note that in this specification and the like, the generated power may be referred to as an electromotive force.
  • the array layer 30 has a base layer 138, an image signal line driving circuit 124, a scanning signal line driving circuit 126, a scanning signal line driving circuit 128, a terminal electrode 140, and a peripheral region 136.
  • the image signal line driver circuit 124, the scanning signal line driver circuit 126, the scanning signal line driver circuit 128, the terminal electrode 140, and the peripheral region 136 are provided over the base layer 138.
  • the display unit 122 is illustrated in a plan view so as to make the drawing easy to see.
  • the display unit 122 has a plurality of pixels 120 for displaying an image on the display device 100, and in reality, the array layer 30, the first alignment film 40, the liquid crystal layer 50, the second alignment film 60, and the second electrode layer 70. , The color filter layer 80, and a part of the second base material 90.
  • the display unit 122 is provided so as to be in contact with the power generation layer 20.
  • the underlayer 138 has a first surface 138a and a second surface 138b.
  • the second surface 138b is a surface opposite to the first surface 138a by approximately 180 degrees, that is, the second surface 138b is a surface opposite to the first surface 138a.
  • the first surface 138a contacts the insulating layer 36.
  • the second surface 138b contacts the power generation layer 20.
  • the base layer 138 is an insulating layer.
  • the material forming the base layer 138 is a material containing an inorganic compound such as silicon oxide, silicon nitride oxide, silicon oxynitride, silicon nitride, or aluminum oxide.
  • the underlayer 138 is formed by one layer, but is not limited to this example.
  • the base layer 138 may have a structure in which layers formed of a material containing a plurality of inorganic compounds are stacked.
  • the base layer 138 may be formed by stacking a layer formed of silicon oxide and a layer formed of silicon nitride.
  • the material forming the underlayer 138 may be an organic insulating material.
  • the base layer 138 may have a structure in which a layer formed of a material containing an inorganic compound and a layer formed of an organic insulating material are stacked. It may be appropriately selected in consideration of adhesion to layers included in the power generation layer 20 and the array layer 30, diffusion of impurities, and penetration of impurities.
  • the first alignment film 40, the liquid crystal layer 50, the second alignment film 60, the second electrode layer 70, and the color filter layer 80 form the array layer 30 and the second base material 90. It is provided between.
  • the array layer 30 includes a first electrode layer 34 having a plurality of first electrodes formed thereon and an insulating layer 36 having an insulating film formed thereon.
  • the first alignment film 40 is provided on the array layer 30.
  • the first alignment film 40 has a role of insulating the first electrode layer 34 and the second electrode layer 70 provided on the side facing the liquid crystal layer 50.
  • the facing substrate provided so as to face the upper surface of the first base material 10 will be described with reference to FIG.
  • the opposite substrate has, for example, a second alignment film 60, a second electrode layer 70, a color filter layer 80, a second base material 90, and a polarizing plate 95.
  • a polarizing plate 95 is provided on the second base material 90.
  • the color filter layer 80 is provided below the second base material 90.
  • the color filter layer 80 includes a red color filter layer 82, a green color filter layer 84, and a blue color filter layer 86.
  • the light shielding layer 88 may be provided between the color filter layers.
  • the second electrode layer 70 is provided below the color filter layer 80.
  • the second electrode layer 70 includes a plurality of second electrodes 72.
  • the pixel 120 includes one first electrode 32 and one second electrode 72 facing the one first electrode 32.
  • the display device 100 is manufactured by bonding the opposite substrate and the substrate in which the first alignment film 40 is provided on the first base material 10 to each other.
  • the opposite substrate and the substrate having the first alignment film 40 provided on the first base material 10 can be attached to each other by using a sealing material or the like.
  • the liquid crystal layer 50 is provided between the counter substrate and the substrate in which the first alignment film 40 is provided on the first base material 10.
  • the first base material 10 and the second base material may have flexibility.
  • the display device 100 has flexibility because the first base material 10 and the second base material have flexibility. Therefore, the display device 100 can be used as a wearable device attached to a curved surface such as a human body.
  • the material used for the first base material 10 and the second base material is, for example, polyimide.
  • the display device 100 may be a passive display device or an active display device.
  • the array layer 30 includes at least a first electrode layer 34 having a plurality of first electrodes 32 formed thereon and an insulating layer 36 having an insulating film formed thereon.
  • the second electrode layer 70 includes a plurality of second electrodes 72.
  • the pixel 120 includes one first electrode 32 and one second electrode 72 facing the one first electrode 32.
  • the display device 100 may display an image by applying a voltage to each of the one first electrode 32 and the one second electrode 72 facing the one first electrode 32.
  • the second electrode layer 70 may include an insulating layer for insulating adjacent second electrodes.
  • the array layer 30 includes a plurality of thin film transistors (TFTs) and a plurality of capacitive elements.
  • the pixel 120 includes one first electrode 32 electrically connected to one TFT and one second electrode 72 facing the one first electrode 32.
  • the display device 100 may display an image by applying a voltage to each of the one first electrode 32 and the one second electrode 72 facing the one first electrode 32.
  • the TFT includes, for example, a semiconductor layer, a gate insulating film, a gate electrode, an interlayer film, and a source/drain electrode.
  • TFTs As a method of forming a TFT, a structure of a thin film transistor or a capacitor, respective films, layers, and materials of respective portions, known techniques usually used in the technical field of the present invention can be adopted. Therefore, the description of the method for manufacturing the TFT is omitted in this specification.
  • the display device 100 may be a transmissive display device, a reflective display device, or a semi-transmissive display device.
  • a backlight is not required, so that it is possible to reduce the weight of the display device 100, reduce the power consumption, and reduce the manufacturing cost.
  • the structure of the pixel may be a structure corresponding to the IPS mode or a structure corresponding to the VA mode.
  • the structure of the pixel may be any structure that allows the display system 200 to display an image.
  • a backlight is arranged on the side of the display device 100 where the power generation element 250 is provided, and an image is displayed by the power generated by the power generation element 250 due to the heat of the backlight. It can be displayed on the device 300.
  • the display device 100 is attached to a window glass or a windshield of a car, sunlight hits the window glass or the windshield of the car, and an image is displayed on the display device 100 by the power generated by the power generation element 250 by the heat of the sunlight. can do.
  • the method for manufacturing a display device according to the embodiment of the present invention can use a photolithography technique generally used in manufacturing a display device, unless otherwise specified. Further, the manufacturing method used in the technical field of the present invention can be adopted as the manufacturing method of the display device according to the embodiment of the present invention. As in the manufacture of the TFT, the materials of the respective films, layers, and respective portions can employ known techniques usually used in the technical field of the present invention. Therefore, in this specification, the description of the method for manufacturing the display device is omitted.
  • the display device 100 is a passive display device.
  • a plurality of pixels 120 are provided on the display unit 122.
  • the scanning signal line drive circuit 126 (the scanning signal line drive circuit 128 is omitted) and the image signal line drive circuit 124 are provided in the peripheral region 136.
  • the scan signal line driver circuit 126 and the image signal line driver circuit 124 control driving of the pixels 120.
  • the scanning signal line drive circuit 126 and the image signal line drive circuit 124 show an example using an IC chip.
  • FIG. 2 shows an example in which the scanning signal line drive circuit 126 and the image signal line drive circuit 124 are provided on the first base material 10, the present invention is not limited to this example.
  • a drive circuit formed on a substrate (semiconductor substrate or the like) different from the first base material 10 is mounted on a connector 214 such as the first base material 10 or a flexible printed circuit (FPC) board. It may be provided.
  • part or all of the circuits included in the scan signal line driver circuit 126 and the image signal line driver circuit 124 are formed over a substrate different from the first base material 10 and formed over the first base material 10 or the connector 214. It may be provided.
  • the drive circuit included in the scan signal line drive circuit 126 or a part of the drive circuit may be directly formed on the first base material 10.
  • display elements such as liquid crystal elements provided in the pixels 120 and various semiconductor elements for controlling them are formed on the first base material 10.
  • the display system 200 includes the first wiring 206, the contact hole 208, the first terminal wiring 210, the first terminal 212, the second wiring 216, the contact hole 218, the second terminal wiring 220, and the second wiring. It also has terminals 222 and the like. These are also provided on the first base material 10.
  • the power generating element 250 is electrically connected to the first wiring 206 extending from the peripheral area 136.
  • the first wiring 206 extends in the peripheral region 136 and is electrically connected to the first terminal wiring 210 through the contact hole 208.
  • the first terminal wiring 210 is exposed near the end portion of the display device 100 and forms the first terminal 212.
  • the first terminal 212 is connected to the connector 214.
  • the electric power generated by the power generation element 250 can be supplied to the control device 400 via the connector 214.
  • the electric power supplied to control device 400 is stored in power storage unit 14 of control device 400.
  • the display device 100 can be driven by the power.
  • a signal or power supply for driving the pixel 120 may be supplied to the pixel 120 from the control device 400 via the second wiring 216 extending from the peripheral region 136.
  • the pixel 120 is electrically connected to the second wiring 216 extending from the peripheral region 136.
  • the second wiring 216 extends in the peripheral region 136 and is electrically connected to the second terminal wiring 220 via the contact hole 218.
  • the second terminal wiring 220 is exposed near the end portion of the display device 100 to form the second terminal 222.
  • the second terminal 222 is connected to the connector 214.
  • a signal or power supply for driving the pixel 120 is supplied to the pixel 120 from the control device 400 through the first terminal 212 or the second terminal 222, the scan signal line driver circuit 126, and the image signal line driver circuit 124.
  • the first terminal 212 or the second terminal 222 can be formed so as to be aligned with one side of the display device 100. Therefore, by using the single connector 214, it is possible to independently supply a voltage or a signal to each of the display unit 122, the scanning signal line drive circuit 126, and the image signal line drive circuit 124.
  • FIG. 2 shows an example in which the array of pixels 120 is a stripe array.
  • Each of the pixels 120 may correspond to, for example, three subpixels 130, 132, and 134.
  • One pixel may be formed by three sub-pixels.
  • Each sub-pixel is provided with one display element such as a liquid crystal element.
  • the color to which the sub pixel corresponds is determined by the characteristics of the liquid crystal element or the color filter provided on the sub pixel.
  • each of the pixels 120 includes a liquid crystal element is shown.
  • the pixel 120 is a minimum unit that constitutes a part of the image reproduced on the display unit 122.
  • the sub pixel included in the display portion 122 is included in any of the pixels.
  • the three subpixels 130, 132, and 134 can be configured to give different colors.
  • each of the sub-pixel 130, the sub-pixel 132, and the sub-pixel 134 can be provided with a color filter layer that emits three primary colors of red, green, and blue. Then, by supplying an arbitrary voltage or current to each of the three subpixels, a full-color display device can be provided.
  • the control device 400 includes at least the power storage unit 14, the signal supply circuit 16, and the power supply circuit 22. Further, the control device 400 is electrically connected to the external power supply device 410 via the connector 224.
  • the signal supply circuit 16 can generate a video signal and a signal for driving the display device 100.
  • the signal supply circuit 16 can generate one or more signals. Further, the generated signals may be a plurality of the same signals, a plurality of different signals, or the same signal and a plurality of different signals.
  • the signal generated by the signal supply circuit 16 may be appropriately selected without departing from the configuration of the present invention.
  • the generated signal is supplied to each of the display unit 122, the scanning signal line drive circuit 126, and the image signal line drive circuit 124.
  • the power storage unit 14 can store the electric power generated by the power generation element 250.
  • the power storage unit includes, for example, an electric field capacitor or a ceramic capacitor. Further, the display device 100 can be driven by the power.
  • the display system 200 does not have to include the power storage unit 14. Since the display system 200 does not include the power storage unit 14, the power generated by the power generation element 250 can be directly supplied to the power supply circuit 22 described below without storing the power. Therefore, since the display system 200 does not include the power storage unit 14, the manufacturing cost of the display system 200 can be suppressed.
  • the power supply circuit 22 supplies power to the signal supply circuit 16 and the display device 100.
  • the power supply circuit 22 can generate a voltage corresponding to a power supply supplied to the display device 100, the scanning signal line drive circuit 126, and the image signal line drive circuit 124 based on the electric power stored in the power storage unit 14.
  • the power supply circuit 22 includes, for example, a DC-DC conversion circuit and a charge pump circuit.
  • the external power supply device 410 Like the power supply circuit 22, the external power supply device 410 generates a voltage corresponding to the power supply supplied to the scanning signal line drive circuit 126 and the image signal line drive circuit 124, and supplies power to the signal supply circuit 16 and the display device 100. Can be supplied.
  • the external power supply device 410 does not have to supply the display device 100 with electric power.
  • the display system 200 may not include the external power supply device 410. Therefore, the display system 200 can suppress the manufacturing cost of the display system 200 by not including the external power supply device 410.
  • the FPC can be used for the connector 224 as well.
  • the connector 214 also has a role of supplying a video signal, a timing signal for controlling the operation of the circuit, a power supply, and the like to the display device 100, the scan signal line driver circuit 126, and the image signal line driver circuit 124.
  • FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the power generation layer 20 according to the first embodiment. Except for the configuration related to the power generation layer 20 and the connection of the power generation layer 20 and the connector 214, the configuration is the same as or similar to those in FIGS. 1 to 3, and thus the description thereof is omitted here. 4, the connector 224, the external power supply device 410, the pixel 120, the base layer 138, and the like shown in FIG. 3 are omitted in FIG. Note that in this specification and the like, the power generation layer may be referred to as a power generation unit.
  • the power generation layer 20 includes a power generation element 250a.
  • the power generation element 250a includes a first wiring electrode 22a, a first wiring electrode 22b, a p-type semiconductor section 24, a second wiring electrode 26, and an n-type semiconductor section 28.
  • the first wiring electrode 22a is electrically connected to the first wiring 206.
  • the first terminal of the p-type semiconductor portion 24 is electrically connected to the first wiring electrode 22a.
  • the second terminal of the p-type semiconductor portion 24 is electrically connected to the second wiring electrode 26.
  • the first terminal of the n-type semiconductor portion 28 is electrically connected to the second wiring electrode 26.
  • the second terminal of the n-type semiconductor portion 28 is electrically connected to the first wiring electrode 22b.
  • the first wiring electrode 22b is electrically connected to the first wiring 206.
  • a material for forming the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22b a material having a high thermal conductivity such as copper, aluminum, or silver may be used.
  • a material for forming the second wiring electrode 26 the same material as the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22b may be used.
  • a material for forming the p-type semiconductor portion 24 for example, a material having a high electric conductivity such as PbTeSe or SiGe to which a p-type carrier is added may be used.
  • the material forming the n-type semiconductor portion 28 may be a material having a high electric conductivity, such as PbTeSe or SiGe to which an n-type carrier is added.
  • the semiconductor portion forming the power generation element may be referred to as a power generation member.
  • the power generation element 250 may have a configuration in which two members containing different kinds of metals as materials are connected to each other.
  • materials of different kinds of metals for example, materials having high electric conductivity such as potassium, aluminum and copper may be used.
  • the heat generated by the power generating element 250a causes a potential difference between the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22b.
  • a temperature difference occurs between the second wiring electrode 26 and the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22b.
  • a potential difference is generated between the wiring electrode 22b and the wiring electrode 22b. Therefore, the power generation element 250a can generate electric power.
  • thermoelectric performance index Z[1/K] The performance of the power generation element 250a (thermoelectric element) can be represented by the thermoelectric performance index Z[1/K] of the following mathematical expression (2).
  • S is the Seebeck coefficient
  • ⁇ is the electrical conductivity
  • ⁇ is the thermal conductivity.
  • FIG. 4 shows an example in which the power generation element 250a is provided on a part of the upper surface of the first base material 10, but the present invention is not limited to this example.
  • the power generation element 250a may be provided on the entire surface of the first base material 10. As the area of the power generation element 250a increases, the electrical conductivity of the power generation element 250a improves, so that the thermoelectric figure of merit Z shown in Formula (2) can be increased. That is, the power generation efficiency can be improved by increasing the area of the power generation element 250a.
  • the first wiring electrode 22a is electrically connected to the GND terminal in the display system 200 via the first wiring 206, the contact hole 208, the first terminal wiring 210, the first terminal 212, and the connector 214. You may.
  • the image signal line drive circuit 124 is also electrically connected to the GND terminal. Therefore, the image signal line drive circuit 124 and the first wiring electrode 22a can share the GND terminal. Although not shown, the image signal line driving circuit 124, the first wiring electrode 22a, and the scanning signal line driving circuit 126 can share the GND terminal. By sharing the GND terminal in each circuit or each part in the display system 200, the number of terminals can be reduced, so that the manufacturing cost of the display device 100 can be reduced.
  • each circuit or each part is supplied with the GND potential from the same GND terminal.
  • the reference potential can be made uniform by making the GND potential uniform in each circuit or each part.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the power generation layer 20 according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along line B1-B2 of FIG.
  • the cross section along B1-B2 in FIG. 4 is a plane parallel or substantially parallel to the Y direction of the display device 100.
  • the power generating element 250a includes a first wiring electrode 22a, a first wiring electrode 22b, a p-type semiconductor section 24, a second wiring electrode 26, and an n-type semiconductor section 28.
  • the first terminal 24-1 of the p-type semiconductor portion 24 is electrically connected to the first wiring electrode 22a.
  • the second terminal 24-2 of the p-type semiconductor portion 24 is electrically connected to the second wiring electrode 26.
  • the first terminal 28-1 of the n-type semiconductor portion 28 is electrically connected to the second wiring electrode 26.
  • the second terminal 28-2 of the n-type semiconductor portion 28 is electrically connected to the first wiring electrode 22b.
  • the insulating film 27 is provided between the p-type semiconductor portion 24 and the n-type semiconductor portion 28.
  • the p-type semiconductor section 24 and the n-type semiconductor section 28 are surrounded by the insulating film 27.
  • the insulating film 27 is also provided between the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22b. That is, the p-type semiconductor portion 24 and the n-type semiconductor portion 28 are provided on the first base material 10 so as to be separated from each other, electrically connected by the second wiring electrode 26, and insulated by the insulating film 27. There is. Although not shown, part of the insulating film 27 is provided in the peripheral region 136 so as to be in contact with the first base material 10. Note that in this specification and the like, the insulating film 27 may be referred to as an insulating member.
  • Each of the eight pixels 120 provided in the Y direction of the display device 100 includes a first electrode 32 and a second electrode 72 facing the first electrode 32.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the power generation layer 20 according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line C1-C2 of FIG.
  • the cross section along C1-C2 in FIG. 4 is a plane parallel or substantially parallel to the X direction of the display device 100.
  • the power generation element 250a includes a first wiring electrode 22b, a second wiring electrode 26, and an n-type semiconductor section 28.
  • the first terminal 28-1 of the n-type semiconductor portion 28 is electrically connected to the second wiring electrode 26.
  • the second terminal 28-2 of the n-type semiconductor portion 28 is electrically connected to the first wiring electrode 22b.
  • the insulating film 27 is provided so as to surround the n-type semiconductor portion 28. Although not shown, the insulating film 27 is provided so as to surround the p-type semiconductor portion 24 as well as the n-type semiconductor portion 28.
  • Each of the nine pixels 120 provided in the X direction of the display device 100 includes a first electrode 32 and a second electrode 72 facing the first electrode 32.
  • the first electrode 32 is shared by the nine pixels 120.
  • the power generation element 250a is provided below the display unit 122 so as to overlap with the display unit 122. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the power generation element 250 a is provided below the plurality of pixels 120 so as to overlap the plurality of pixels 120. Since the power generation element 250a overlaps with the plurality of pixels 120, heat generated when driving the plurality of pixels 120 can generate larger electric power.
  • the power generation layer 20 can utilize the photolithography technology generally used in the manufacture of display devices.
  • the power generation layer 20 may be formed using, for example, a liquid crystal dropping device, an inkjet printer, or a screen printer. Further, the power generation layer 20 may be formed using electroplating.
  • the power generation layer 20 is formed by the manufacturing method used in the technical field of the present invention. Therefore, in the array layer including the power generation layer 20 and the display portion, as in the manufacture of the TFT, the material of each film, layer, and each portion adopts a known technique usually used in the technical field of the present invention. You can Therefore, in this specification, detailed description of the method for manufacturing the power generation layer 20 is omitted.
  • FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the power generation layer 20 according to the first embodiment.
  • the power generation layer 20 includes a power generation element 250a, a power generation element 250b, and a power generation element 250c.
  • the power generation layer 20 has the same or similar configuration as that of FIG. 4 except that it has three power generating elements 250, and therefore the description thereof is omitted here. Further, the same or similar configurations as those in FIGS. 1 to 3, 5 and 6 may be omitted.
  • the power generation layer 20 includes a power generation element 250a, a power generation element 250b, and a power generation element 250c.
  • the power generation element 250a includes a first wiring electrode 22a, a first wiring electrode 22ab, a p-type semiconductor portion 24a, a second wiring electrode 26a, and an n-type semiconductor portion 28a.
  • the power generation element 250b includes a first wiring electrode 22ab, a first wiring electrode 22bc, a p-type semiconductor portion 24b, a second wiring electrode 26b, and an n-type semiconductor portion 28b.
  • the power generation element 250c includes a first wiring electrode 22bc, a first wiring electrode 22c, a p-type semiconductor portion 24c, a second wiring electrode 26c, and an n-type semiconductor portion 28c. Note that the materials described in FIG. 4 can be used as the materials for forming the power generation element 250a, the power generation element 250b, and the power generation element 250c.
  • the first wiring electrode 22a is electrically connected to the first wiring 206.
  • the first terminal of the p-type semiconductor portion 24a is electrically connected to the first wiring electrode 22a.
  • the second terminal of the p-type semiconductor portion 24a is electrically connected to the second wiring electrode 26a.
  • the first terminal of the n-type semiconductor portion 28a is electrically connected to the second wiring electrode 26a.
  • the second terminal of the n-type semiconductor portion 28a is electrically connected to the first wiring electrode 22ab.
  • the first terminal of the p-type semiconductor portion 24b is electrically connected to the first wiring electrode 22ab.
  • the second terminal of the p-type semiconductor portion 24b is electrically connected to the second wiring electrode 26b.
  • the first terminal of the n-type semiconductor portion 28b is electrically connected to the second wiring electrode 26b.
  • the second terminal of the n-type semiconductor portion 28b is electrically connected to the first wiring electrode 22bc.
  • the first terminal of the p-type semiconductor portion 24c is electrically connected to the first wiring electrode 22bc.
  • the second terminal of the p-type semiconductor portion 24c is electrically connected to the second wiring electrode 26c.
  • the first terminal of the n-type semiconductor portion 28c is electrically connected to the second wiring electrode 26c.
  • the second terminal of the n-type semiconductor portion 28c is electrically connected to the first wiring electrode 22c.
  • the first wiring electrode 22c is electrically connected to the first wiring 206.
  • the power generating element 250a, the power generating element 250b, and the power generating element 250c are electrically connected.
  • a potential difference occurs between the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22c. Therefore, the power generation element 250a, the power generation element 250b, and the power generation element 250c can generate electric power.
  • FIG. 7 shows an example in which the power generation element 250a, the power generation element 250b, and the power generation element 250c are provided on a part of the upper surface of the first base material 10, but the invention is not limited to this example.
  • the power generation element 250a, the power generation element 250b, and the power generation element 250c may be provided on the entire surface of the first base material 10.
  • the first wiring electrode 22a can share the GND terminal with the image signal line drive circuit 124. Similar to FIG. 4, also in FIG. 7, by sharing the GND terminal in each circuit or each part, the number of terminals can be reduced, and thus the manufacturing cost of the display device 100 can be reduced.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the power generation layer 20 according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line D1-D2 of FIG.
  • the cross section along the line D1-D2 in FIG. 8 is a plane parallel or substantially parallel to the Y direction of the display device 100.
  • the first terminal 28a-1 of the n-type semiconductor portion 28a is electrically connected to the second wiring electrode 26a.
  • the second terminal 28a-2 of the n-type semiconductor portion 28a is electrically connected to the first wiring electrode 22ab.
  • the first terminal 24c-1 of the p-type semiconductor portion 24c is electrically connected to the first wiring electrode 22bc.
  • the second terminal 24c-2 of the p-type semiconductor portion 24c is electrically connected to the second wiring electrode 26c.
  • the insulating film 27 is provided between the p-type semiconductor portion 24c and the n-type semiconductor portion 28a. In other words, the p-type semiconductor portion 24c and the n-type semiconductor portion 28a are surrounded by the insulating film.
  • the insulating film 27 is also provided between the first wiring electrode 22ab and the first wiring electrode 22bc and between the second wiring electrode 26a and the second wiring electrode 26c. That is, the n-type semiconductor portion 28 a and the p-type semiconductor portion 24 c are provided on the first base material 10 so as to be separated from each other, and are insulated by the insulating film 27. In addition, a part of the insulating film 27 is provided so as to be in contact with the first base material 10.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the power generation layer 20 according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along line E1-E2 of FIG. 7.
  • the cross section taken along line E1-E2 of FIG. 9 is a plane parallel or substantially parallel to the X direction of the display device 100.
  • the first terminal 28c-1 of the n-type semiconductor portion 28c is electrically connected to the second wiring electrode 26c.
  • the second terminal 28c-2 of the n-type semiconductor portion 28c is electrically connected to the first wiring electrode 22c.
  • the first terminal 24c-1 of the p-type semiconductor portion 24c is electrically connected to the first wiring electrode 22bc.
  • the second terminal 24c-2 of the p-type semiconductor portion 24c is electrically connected to the second wiring electrode 26c.
  • the first terminal 28b-1 of the n-type semiconductor portion 28b is electrically connected to the second wiring electrode 26b.
  • the second terminal 28b-2 of the n-type semiconductor portion 28b is electrically connected to the first wiring electrode 22bc.
  • the insulating film 27 is provided between the p-type semiconductor portion 24c and the n-type semiconductor portion 28c and between the p-type semiconductor portion 24c and the n-type semiconductor portion 28b. In other words, the p-type semiconductor portion 24c, the n-type semiconductor portion 28b, and the n-type semiconductor portion 28c are surrounded by the insulating film.
  • the insulating film 27 is also provided between the first wiring electrode 22c and the first wiring electrode 22bc and between the second wiring electrode 26b and the second wiring electrode 26c.
  • the n-type semiconductor portion 28 b, the n-type semiconductor portion 28 c, and the p-type semiconductor portion 24 c are provided on the first base material 10 so as to be separated from each other, and are insulated by the insulating film 27.
  • a part of the insulating film 27 is provided so as to be in contact with the first base material 10.
  • the power generating element 250a, the power generating element 250b, and the power generating element 250c are provided below the display unit 122 so as to overlap with the display unit 122. Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the power generation element 250a, the power generation element 250b, and the power generation element 250c are provided below the plurality of pixels 120 so as to overlap the plurality of pixels 120. The power generation element 250a, the power generation element 250b, and the power generation element 250c overlap with the plurality of pixels 120, so that larger power can be generated by heat generated when the plurality of pixels 120 are driven.
  • a part of the power generation member (n-type semiconductor portion 28 and p-type semiconductor portion 24) is surrounded by an insulating film (insulating member), and one part of the insulating film (insulating member) is included.
  • the part is provided so as to be in contact with the first base material 10. Since the insulating film (insulating member) is provided so as to be in contact with the first base material 10, when the first base material 10 approaches the heat source, the heat generated by the heat source causes the heat generated by the first base material 10 and the insulating film (insulating member). It becomes easy to be transmitted to a power generation member via. Therefore, by providing the insulating film (insulating member) 27 included in the display device 100 so as to be in contact with the first base material 10, the power generation element 250 can be configured to more easily generate electric power.
  • FIG. 10 is a diagram showing a timing chart of the display system 200 according to the first embodiment.
  • the horizontal axis of FIG. 10 is time. 1H shown on the horizontal axis has a time for writing data for one screen into each of the pixels 120, displaying an image, and a time for power generation and power storage. For example, 1H is 1/60 second.
  • the period (Ppg) in which power generation and power storage are performed is a period (Pnd) in which image data is not written in the display device 100 and the display device 100 is not displaying.
  • the period (Ppng) during which power generation and storage is not performed is the period (Pd) during which an image is written and displayed.
  • the control signal for sending image data to the display device 100 is at the low level (Lo) during the period (Ppg) for generating and storing electricity.
  • the control signal is generated by the signal supply circuit 16, for example.
  • the generated control signal is output from the signal supply circuit 16 and input to the image signal line drive circuit 124, the scanning signal line drive circuit 126, and the scanning signal line drive circuit 128 via the terminal electrode 140.
  • the low level (Lo) is 0V, for example.
  • the low level (Lo) is 0 [V] in the example, it is not limited to 0 [V].
  • the low level (Lo) may be a constant voltage other than 0 [V]. Further, for example, the low level (Lo) may change based on the voltage level of the image data.
  • the control signal is at a high level (High) during the period (Ppng) when power generation and storage are not performed.
  • the high level (High) is larger than the low level (Lo).
  • the high level (High) is, for example, 3 [V] or 3.3 [V].
  • the display device 100 is a passive type display device
  • one of the first electrode 32 and the second electrode 72 shown in FIG. 5 is connected to the first wiring electrode 22a and the first wiring electrode 22b of the power generating element 250. You may share with either one of. At this time, it is preferable to share an electrode to which a GND potential or a potential close to the GND potential is supplied.
  • the timing chart illustrated in FIG. 10 by driving the display system 200, it is possible to independently control the period (Ppg) in which power generation and power storage are performed and the period (Pd) in which an image is written and displayed.
  • the influence of the power generation of the power generation element 250 on the power source and the influence of the image display of the display device 100 on the power source can be considered independently. That is, in each period, power can be stably supplied to the power generating element 250 or the display device 100.
  • the second electrode 72 may be shared with either the first wiring electrode 22a or the first wiring electrode 22b of the power generating element 250.
  • the second electrode 72 is preferably supplied with, for example, a common potential, a GND potential, or a potential close to the GND potential.
  • Ppg the period in which power generation and power storage are performed
  • Pd the period in which an image is written and displayed.
  • the influence of the power generation of the power generation element 250 on the power source and the influence of the image display of the display device 100 on the power source can be considered independently. That is, in each period, power can be stably supplied to the power generating element 250 or the display device 100.
  • the display system 200 according to the embodiment of the present invention can generate electric power by being driven using a timing chart as shown in FIG.
  • the generated power can be stored, and the display device 100 can be driven by the stored power.
  • the drive of the display system 200 according to the embodiment of the present invention by separately providing the period of power generation and storage and the period of displaying an image, it is possible to clearly separate generation of power and image display. It is possible to prevent the power supply from becoming unstable.
  • the timing chart shown in FIG. 10 is an example of a timing chart for driving the display system 200 according to the embodiment of the present invention.
  • the display system 200 according to the embodiment of the present invention may be driven so as to directly supply the generated power to the display device 100 without storing the generated power.
  • an external power supply is not required, so that the manufacturing cost of the display system 200 can be suppressed. Further, the display system 200 can be reduced in weight.
  • the present invention it is possible to provide a display device and a display system in which the power generation unit and the display device are integrally formed, instead of separately providing and assembling the power generation unit and the display device. That is, according to the present invention, it is possible to provide a display device and a display system having a built-in power generation unit.
  • Second Embodiment a configuration of a display device 300 according to an embodiment of the present invention will be described.
  • the configuration of the display device 300 is the same as or similar to the configuration of the display device 100 shown in the first embodiment except that it has a first insulating layer 310 and a second insulating layer 320. Since this is a configuration, description thereof is omitted here.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the display device 300 according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the display device 300 according to the second embodiment.
  • the first insulating layer 310 has a role of absorbing heat and transmitting the absorbed heat to the power generation element 250 included in the power generation layer 20.
  • the material forming the first insulating layer 310 may be a material that can absorb heat and transfer the absorbed heat to the power generation element 250.
  • the material forming the first insulating layer 310 is, for example, a fibrous organic insulating material such as cashmere or silk.
  • the first insulating layer 310 is composed of one layer, but the first insulating layer 310 is not limited to this example.
  • the first insulating layer 310 may be composed of two or more layers. Specifically, the first insulating layer 310 may be formed by stacking two different organic insulating materials among the organic insulating materials.
  • the first insulating layer 310 is composed of a plurality of layers, the layers become thicker, and thus more heat can be transferred to the power generation element 250. Therefore, the amount of heat generated by the display device 300 also increases, and the power generation element 250 can generate larger power.
  • the second insulating layer 320 has a role of absorbing moisture or an aqueous solution, for example.
  • the material forming the second insulating layer 320 may be a material capable of absorbing water or an aqueous solution. In this specification and the like, the second insulating layer 320 may be referred to as a water absorbent member.
  • the material forming the second insulating layer 320 is, for example, an organic insulating material such as polyimide, polyvinyl alcohol, or a polyacrylate-based material.
  • the second insulating layer 320 is composed of one, but like the first insulating layer 310, the second insulating layer 320 is also composed of two or more layers. May be.
  • the second insulating layer 320 is composed of a plurality of layers, the thickness of the second insulating layer 320 is increased, so that the moisture absorption rate of the second insulating layer 320 is improved. Therefore, in the display device 300, the first insulating layer 310 can transfer a larger amount of heat absorbed by the second insulating layer 320 to the power generation element 250. As a result, the power generation element 250 can generate larger electric power.
  • the water absorption of the second insulating layer 320 is higher than that of the first base material 10.
  • the material forming the second insulating layer 320 may be a material having adhesiveness.
  • the material having adhesiveness is, for example, urethane resin.
  • the display device 300 may have an insulating layer in which a material forming the first insulating layer 310 and a material forming the second insulating layer 320 are mixed.
  • the mixed material the material for forming the first insulating layer 310 and the second insulating layer 320 can be provided as one insulating layer in the display device 300; therefore, the manufacturing of the display device 300 can be simplified.
  • the display device 300 can be used, for example, as a number worn by a track and field athlete.
  • the heat of water or aqueous solution generated by the athlete is transferred to the power generating element 250 through the first insulating layer 310 and the second insulating layer, and the power generated by the power generating element 250 is used for the bib number or the company name of the athlete or The school name and the like can be displayed on the display device 300.
  • the display device 300 can be used for traceability such as an ecological survey and health management of an animal by being attached to a part of the body of the animal, for example.

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Abstract

反射型表示装置は、発電素子を含む発電部と、複数の画素および絶縁層を含む表示部と、を有し、絶縁層は第１面および第１面とは反対側の第２面を有し、複数の画素は第１面に設けられ、発電部は第２面に接する。表示装置は、さらに、基材を有し、発電部は基材と表示部との間に設けられてもよい。発電素子は熱を与えられることで起電力を生じてもよい。表示装置は、さらに、複数の駆動回路を有し、複数の駆動回路の一部の電源と発電部の電源とは共有されてもよい。

Description

表示装置および表示システム
　本発明は、表示装置および表示システムに関する。
　携帯電話機や携帯情報端末といった携帯電子機器等の表示装置には、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等が用いられている。携帯電子機器等の表示装置において、表示装置を駆動するための電力または電圧は、表示装置とは別に設けられた電源装置（例えば、バッテリーなど）から供給される。近年、表示装置の多様化、高速大容量のネットワークの普及により、腕、体、頭などの身体に装着して利用される表示装置、所謂、ウェアラブル装置の利用が進められている。
　特許文献１には、太陽電池または温度差またはローターの回転運動により発電を行う機能と時刻表示部を有する腕時計装置が開示されている。前記腕時計装置は、発電によって生成された電力または電圧を用いて駆動する。また、前記腕時計装置は、発電状況、電気容量、または時刻表示部の停止等の異常を表示する機能を有する。
特開平１１－３８１６２号公報
　特許文献１に記載の腕時計装置において、発電を行う機能を有する部分と表示部とは別々に形成される。
　本発明の課題の一つは、発電部を内蔵した表示装置、および表示システムを提供することにある。
　反射型表示装置であって、発電素子を含む発電層部と、複数の画素および絶縁層を含む表示部と、を有し、絶縁層は第１面および第１面とは反対側の第２面を有し、複数の画素は第１面に設けられ、発電部は前記第２面に接する。
　表示システムであって、発電素子を含む発電部と、複数の画素および絶縁層を含む表示部と、発電部および表示部と電気的に接続され、発電部から表示部に発電素子によって生成された起電力を供給することを制御する制御装置と、を有し、絶縁層は第１面および第１面とは反対側の第２面を有し、複数の画素は第１面に設けられ、発電部は第２面に接する。
第１実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る表示システムの構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る発電層の構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る発電層の構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る発電層の構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る発電層の構成を示す平面図である。 第１実施形態に係る発電層の構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る発電層の構成を示す断面図である。 第１実施形態に係る表示システムのタイミングチャートを示す図である。 第２実施形態に係る表示装置の構成を示す斜視図である。 第２実施形態に係る表示装置の構成を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の構成等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。さらに、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号（または数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。なお、各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
　本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、断面視においては、第１基材に対して第２基材が配置される側を「上」又は「上方」といい、その逆を「下」又は「下方」として説明する。
　本明細書において説明される第１基材は、少なくとも平面状の一主面を有し、この一主面上に絶縁層、半導体層および導電層の各層、あるいはトランジスタおよび発光素子等の各素子が設けられるものとする。
１．第１実施形態
　本実施形態では、本発明の一実施形態に係る表示装置および表示装置システムの構成を説明する。本発明の一実施形態に係る表示装置は、一例として、液晶表示装置である。
　図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の構成を示す模式的な断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る表示システム２００の模式的な平面図である。図２は図１の一部の領域に沿った断面を示す断面図であり、図２は図３に示すＢ領域のＡ１－Ａ２に沿った断面を示す断面図でもある。
１－１．表示装置１００の構成
　図１および図２を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の構成を説明する。
　図１に示されるように、表示装置１００は、第１基材１０、発電層２０、アレイ層３０、第２基材９０、および偏光板９５を有する。
　発電層２０が第１基材１０の上に設けられる。アレイ層３０が発電層２０の上に接するように設けられる。偏光板９５が第２基材９０の上に設けられる。
　詳細は後述するが、発電層２０は、発電素子２５０を含む。発電素子２５０は、例えば、熱電素子（熱電変換素子とも呼ばれる）である。一例として、熱電素子は、ｎ型半導体部と、ｐ型半導体部とを含む。ｎ型半導体部と、ｐ型半導体部とは、電気的に接続される。ｎ型半導体部はｎ型半導体材料によって形成され、ｐ型半導体部はｐ型半導体材料によって形成される。ｎ型半導体部とｐ型半導体部とに一対の電極を設け、熱を発電素子２５０に与えることで、前記一対の電極間に電位差が生じる。よって、発電素子２５０は、電力を生成することができる。この効果は、ゼーベック効果と呼ばれる。ゼーベック効果は、公知の効果であるから、ここでの詳細な説明は省略する。表示装置１００は、発電素子２５０を内蔵することによって、電力を生成することができる。詳細は後述するが、生成された電力は、後述する表示システム２００によって蓄電され、表示システム２００は前記電力を表示装置１００の駆動のために利用することができる。なお、図１に例示した表示装置１００は、発電素子２５０を４個有するが、発電素子２５０の個数、サイズを含む構成はこの例に限定されない。また、発電素子２５０の構成の一例として、ｎ型半導体部と、ｐ型半導体部とを含む例を示したが、発電素子２５０の構成はここで示した例に限定されない。発電素子２５０の構成は、異なる種類の金属を材料として含む二つの部材を接続する構成であってもよい。発電素子２５０の構成は、熱を与えられることで電力または電圧などを生成することが可能な構成であればよい。また、発電素子２５０の構成は、本発明の構成を逸脱しない範囲において、表示装置１００の用途または仕様などによって、適宜決められればよい。なお、本明細書等において、生成される電力は起電力と言い換えてもよい。
　アレイ層３０は、下地層１３８、画像信号線駆動回路１２４、走査信号線駆動回路１２６、走査信号線駆動回路１２８、端子電極１４０、および周辺領域１３６を有する。画像信号線駆動回路１２４、走査信号線駆動回路１２６、走査信号線駆動回路１２８、端子電極１４０、および周辺領域１３６は、下地層１３８の上に設けられる。
　図１において、図面を見やすくするため、表示部１２２は、平面的に図示されている。表示部１２２は、表示装置１００に画像を表示するための複数の画素１２０を有し、実際は、アレイ層３０、第１配向膜４０、液晶層５０、第２配向膜６０、第２電極層７０、カラーフィルタ層８０、および第２基材９０の一部を含む。表示部１２２は発電層２０に接するように設けられる。
　下地層１３８は、第１面１３８ａおよび第２面１３８ｂを有する。第２面１３８ｂは第１面１３８ａに対して略１８０度反対の面、すなわち、第２面１３８ｂは第１面１３８ａとは反対側の面である。第１面１３８ａは絶縁層３６に接する。第２面１３８ｂは発電層２０に接する。
　下地層１３８は、絶縁層である。下地層１３８を形成する材料は、例えば、酸化ケイ素や窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の無機化合物を含む材料である。本発明の一実施形態においては、下地層１３８は、一つの層で形成される例を示すが、この例に限定されない。例えば、下地層１３８は、複数の無機化合物を含む材料で形成された層が積層された構造を有していてもよい。具体的には、下地層１３８は、酸化ケイ素で形成された層と窒化ケイ素で形成された層とを積層し、形成されてもよい。また、下地層１３８を形成する材料は、有機絶縁材料でもよい。また、下地層１３８は、無機化合物を含む材料で形成された層と有機絶縁材料で形成された層とが積層された構造を有していてもよい。発電層２０およびアレイ層３０に含まれる層との密着性、不純物の拡散、不純物の侵入を考慮して適宜選択されればよい。
　また、図２に示されるように、第１配向膜４０、液晶層５０、第２配向膜６０、第２電極層７０、およびカラーフィルタ層８０が、アレイ層３０と第２基材９０との間に設けられる。アレイ層３０は、複数の第１電極が形成される第１電極層３４と、絶縁膜が形成される絶縁層３６とを含む。第１配向膜４０がアレイ層３０の上に設けられる。第１配向膜４０は、第１電極層３４と液晶層５０と対向する側に設けられる第２電極層７０とを絶縁する役割を有する。
　図２を用いて、第１基材１０の上面に対向するように設けられる対向側の基板を説明する。対向側基板は、例えば、第２配向膜６０、第２電極層７０、カラーフィルタ層８０、第２基材９０、および偏光板９５を有する。
　偏光板９５が第２基材９０の上に設けられる。カラーフィルタ層８０が第２基材９０の下に設けられる。カラーフィルタ層８０は、赤色カラーフィルタ層８２、緑色カラーフィルタ層８４、および青色カラーフィルタ層８６を含む。遮光層８８が各カラーフィルタ層の間に設けられてもよい。
　第２電極層７０が、カラーフィルタ層８０の下に設けられる。第２電極層７０は、複数の第２電極７２を含む。画素１２０は、一つの第１電極３２と、前記一つの第１電極３２と対向する一つの第２電極７２とを含む。
　表示装置１００は、対向側基板と、第１基材１０に第１配向膜４０までを設けた基板と、張り合わせることによって、製造される。対向側基板と、第１基材１０に第１配向膜４０までを設けた基板とは、シール材などを用いて、張り合わせることができる。液晶層５０は、対向側基板と、第１基材１０に第１配向膜４０までを設けた基板との間に設けられる。第１基材１０および第２基材は可撓性を有してもよい。第１基材１０および第２基材が可撓性を有することによって、表示装置１００は可撓性を有する。よって、表示装置１００は人体などの曲面に取り付けられるウェアラブル装置として利用できる。なお、第１基材１０および第２基材が可撓性を有する場合、第１基材１０および第２基材に用いられる材料は例えばポリイミドである。
　表示装置１００はパッシブ型表示装置でもよく、アクティブ型表示装置でもよい。例えば、表示装置１００がパッシブ型表示装置の場合、アレイ層３０は、少なくとも、複数の第１電極３２が形成される第１電極層３４と、絶縁膜が形成される絶縁層３６とを含む。第２電極層７０は、複数の第２電極７２を含む。画素１２０は、一つの第１電極３２と、前記一つの第１電極３２と対向する一つの第２電極７２とを含む。一つの第１電極３２と、前記一つの第１電極３２と対向する一つの第２電極７２とのそれぞれに、電圧が印加されることによって、表示装置１００は画像を表示することができる。なお、第２電極層７０は、隣接する第２電極を絶縁するための絶縁層を含んでもよい。
　また、図示は省略するが、表示装置１００がアクティブ型表示装置の場合、アレイ層３０は、複数の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）、および複数の容量素子を含む。画素１２０は、一つのＴＦＴに電気的に接続された一つの第１電極３２と、前記一つの第１電極３２と対向する一つの第２電極７２とを含む。一つの第１電極３２と、前記一つの第１電極３２と対向する一つの第２電極７２とのそれぞれに、電圧が印加されることによって、表示装置１００は画像を表示することができる。なお、ＴＦＴは、例えば、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、層間膜、およびソースドレイン電極を含む。ＴＦＴの製造において、ＴＦＴの形成方法、薄膜トランジスタまたは容量素子の構造、それぞれの膜、層、および各部分の材料は、本発明の技術分野で通常使用される公知技術を採用することができる。よって、本明細書中において、ＴＦＴの製造方法の説明は省略される。
　なお、表示装置１００は透過型表示装置でもよいし、反射型表示装置でもよいし、半透過型表示装置でもよい。表示装置１００が反射型表示装置の場合、バックライトを必要としないため、表示装置１００の軽量化、低消費電力化、製造コスト低減が可能となる。また、画素の構造はＩＰＳモードに対応した構造でもよいし、ＶＡモードに対応した構造でもよい。画素の構造は、表示システム２００で画像を表示することが可能な構造であればよい。
　例えば、表示装置１００が透過型表示装置の場合、表示装置１００の発電素子２５０が設けられている側にバックライトを配置し、バックライトの熱で発電素子２５０が生成した電力によって、映像を表示装置３００に表示することができる。また、表示装置１００は窓ガラスまたは車のフロントガラスに張り付けることによって、日光が窓ガラスまたは車のフロントガラスにあたり、日光の熱で発電素子２５０が生成した電力によって、映像を表示装置１００に表示することができる。
　また、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法は、特に説明の無い限り、表示装置の製造において一般的に用いられるフォトリソグラフィー技術を利用することができる。また、本発明の技術分野で使用される製造方法は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法に採用することができる。ＴＦＴの製造と同様に、それぞれの膜、層、および各部分の材料は、本発明の技術分野で通常使用される公知技術を採用することができる。よって、本明細書中において、表示装置の製造方法の説明は省略される。
　以降の説明においては、表示装置１００がパッシブ型表示装置である例を説明する。
１－２．表示システム２００の構成
　図３を用いて、本発明の一実施形態に係る表示システム２００の構成を説明する。図１または図２と同一、または類似する構成については説明を省略することがある。
　複数の画素１２０が、表示部１２２に設けられる。走査信号線駆動回路１２６（走査信号線駆動回路１２８は省略）および画像信号線駆動回路１２４は、周辺領域１３６に設けられる。走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４は、画素１２０の駆動を制御する。図２においては、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４は、ＩＣチップを用いた例を示す。また、図２においては、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４は、第１基材１０の上に設けられる例を示すが、この例に限定されない。例えば、第１基材１０とは異なる基板（半導体基板など）の上に形成された駆動回路を、第１基材１０またはフレキシブルプリント回路（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＣ）基板などのコネクタ２１４の上に設けてもよい。また、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４が有する回路の一部または全部を第１基材１０とは異なる基板の上に形成し、第１基材１０またはコネクタ２１４の上に設ける構成としてもよい。また、走査信号線駆動回路１２６に含まれる駆動回路あるいは駆動回路の一部が、第１基材１０の上に直接形成されてもよい。なお、ここでは図示していないが、第１基材１０の上には、画素１２０内に設けられる液晶素子などの表示素子、およびそれらを制御するための各種半導体素子が形成される。
　また、表示システム２００は、第１の配線２０６、コンタクトホール２０８、第１の端子配線２１０、第１の端子２１２、第２の配線２１６、コンタクトホール２１８、第２の端子配線２２０、第２の端子２２２なども有する。これらも、第１基材１０の上に設けられる。
　発電素子２５０は、周辺領域１３６から延びる第１の配線２０６と電気的に接続される。第１の配線２０６は周辺領域１３６を延伸し、コンタクトホール２０８を介して第１の端子配線２１０と電気的に接続される。第１の端子配線２１０は表示装置１００の端部付近で露出され、第１の端子２１２を形成する。第１の端子２１２はコネクタ２１４と接続される。
　発電素子２５０が第１の配線２０６に電気的に接続されることで、発電素子２５０が生成した電力をコネクタ２１４を介して、制御装置４００に供給することができる。制御装置４００に供給された電力は、制御装置４００が有する蓄電部１４に蓄電される。前記電力によって、表示装置１００を駆動することができる。
　画素１２０を駆動するための信号または電源が、制御装置４００から、周辺領域１３６から延びる第２の配線２１６を介して画素１２０に供給されてもよい。画素１２０は、周辺領域１３６から延びる第２の配線２１６と電気的に接続される。第２の配線２１６は周辺領域１３６を延伸し、コンタクトホール２１８を介して第２の端子配線２２０と電気的に接続される。第２の端子配線２２０は表示装置１００の端部付近で露出されて第２の端子２２２を形成する。第２の端子２２２はコネクタ２１４と接続される。
　画素１２０を駆動するための信号または電源が、制御装置４００から第１の端子２１２または第２の端子２２２、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４を経由して、画素１２０に供給される。第１の端子２１２または第２の端子２２２は、表示装置１００の一つの辺に並ぶように形成することができる。このため、単一のコネクタ２１４を用いて、表示部１２２、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４の各々に、独立して、電圧や信号を供給することができる。
　図２に図示されるように、表示部１２２には、複数の画素１２０が、互いに交差するに方向（例えば、互いに交差するＸ方向及びＹ方向）に沿うようにマトリクス状に配置される。図２においては、画素１２０の配列は、ストライプ配列である例を示している。画素１２０のそれぞれは、例えば、三つの副画素１３０、副画素１３２、副画素１３４に対応していてもよい。三つの副画素で一つの画素が形成されてもよい。各副画素には液晶素子などの表示素子が一つ備えられる。副画素が対応する色は液晶素子、または副画素上に設けられるカラーフィルタの特性によって決定される。本明細書等では、画素１２０のそれぞれが液晶素子を有する例を示す。画素１２０は、表示部１２２で再現される画像の一部を構成する最小単位である。表示部１２２が有する副画素はいずれかの画素に含まれる。
　また、ストライプ配列では、三つの副画素１３０、副画素１３２、副画素１３４が互いに異なる色を与えるように構成することができる。例えば、副画素１３０、副画素１３２、副画素１３４にそれぞれ、赤色、緑色、青色の三原色を発するカラーフィルタ層を備えることができる。そして、三つの副画素のそれぞれに任意の電圧あるいは電流を供給することで、フルカラーの表示装置を提供することができる。
　制御装置４００は、少なくとも、蓄電部１４と、信号供給回路１６と、電源回路２２とを有する。また、制御装置４００はコネクタ２２４を介して外部電源装置４１０と電気的に接続されている。
　信号供給回路１６は、映像信号、および表示装置１００を駆動するための信号を生成することができる。信号供給回路１６は、信号を一つ以上生成することができる。また、前記生成された信号は、複数の同じ信号であってもよく、お互いに異なる複数の信号であってもよく、同じ信号と、お互いに異なる複数の信号であってもよい。信号供給回路１６が生成する信号は、本発明に係る構成を逸脱しない範囲において、適宜選択されればよい。前記生成された信号が表示部１２２、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４の各々に供給される。
　蓄電部１４は、発電素子２５０によって生成された電力を蓄電することができる。蓄電部は、例えば、電界コンデンサまたはセラミックコンデンサを有する。また、前記電力によって、表示装置１００を駆動することができる。なお、発電素子２５０が表示装置１００を駆動するための十分な電力を生成することができるとき、表示システム２００は、蓄電部１４を備えなくてもよい。表示システム２００は、蓄電部１４を備えないことによって、発電素子２５０が生成した電力を蓄電することなく、後述する電源回路２２に直接供給することができる。したがって、表示システム２００は、蓄電部１４を備えないことによって、表示システム２００の製造コストを抑えることができる。
　電源回路２２は、信号供給回路１６、および表示装置１００に電力を供給する。電源回路２２は、蓄電部１４に蓄電された電力に基づき、表示装置１００、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４に供給する電源に相当する電圧を生成することができる。電源回路２２は、例えば、ＤＣ－ＤＣ変換回路、チャージポンプ回路などを含む。
　外部電源装置４１０は、電源回路２２と同様に、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４に供給する電源に相当する電圧を生成し、信号供給回路１６、および表示装置１００に電力を供給することができる。なお、発電素子２５０が表示装置１００を駆動するための十分な電力を生成することができるとき、外部電源装置４１０は、表示装置１００に電力を供給しなくてもよい。また、発電素子２５０が表示装置１００を駆動するための十分な電力を生成することができるとき、表示システム２００は、外部電源装置４１０を備えなくてもよい。したがって、表示システム２００は、外部電源装置４１０を備えないことによって、表示システム２００の製造コストを抑えることができる。
　コネクタ２２４も、コネクタ２１４と同様にＦＰＣを用いることができる。コネクタ２１４は、映像信号、回路の動作を制御するタイミング信号、電源などを、表示装置１００、走査信号線駆動回路１２６および画像信号線駆動回路１２４に供給する役割も有する。
１－３．発電層２０の構成
　図４は、第１実施形態に係る発電層２０の構成を示す平面図である。発電層２０と、発電層２０とコネクタ２１４の接続に関連する構成以外は、図１乃至図３と同一、または類似する構成であるから、ここでの説明を省略する。なお、図４を見やすくするため、図４は、図３に図示されていたコネクタ２２４、外部電源装置４１０、画素１２０、下地層１３８などを省略している。なお、本明細書等において、発電層は発電部と言い換えてもよい。
　発電層２０は発電素子２５０ａを含む。発電素子２５０ａは、第１配線電極２２ａ、第１配線電極２２ｂ、ｐ型半導体部２４、第２配線電極２６、およびｎ型半導体部２８を含む。
　第１配線電極２２ａは、第１の配線２０６と電気的に接続される。ｐ型半導体部２４の第１端子は、第１配線電極２２ａに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４の第２端子は、第２配線電極２６に電気的に接続される。ｎ型半導体部２８の第１端子は、第２配線電極２６に電気的に接続される。ｎ型半導体部２８の第２端子は、第１配線電極２２ｂに電気的に接続される。第１配線電極２２ｂは、第１の配線２０６と電気的に接続される。
　第１配線電極２２ａおよび第１配線電極２２ｂを形成する材料は、例えば、銅、アルミニウム、銀、などのように、熱伝導率の高い材料を用いればよい。第２配線電極２６を形成する材料も第１配線電極２２ａおよび第１配線電極２２ｂと同様の材料を用いればよい。
　ｐ型半導体部２４を形成する材料は、例えば、ｐ型キャリアを添加したＰｂＴｅＳｅ、ＳｉＧｅ、などのように、電気伝導率の高い材料を用いればよい。また、ｎ型半導体部２８を形成する材料は、例えば、ｎ型キャリアを添加したＰｂＴｅＳｅ、ＳｉＧｅ、などのように、電気伝導率の高い材料を用いればよい。本明細書等において、発電素子を形成する半導体部を発電部材と呼ぶことがある。
　なお、発電素子２５０の構成の一例として、ｎ型半導体部と、ｐ型半導体部とを含む例を示したが、発電素子２５０の構成はここで示した例に限定されない。発電素子２５０の構成は、異なる種類の金属を材料として含む二つの部材を接続する構成であってもよい。異なる種類の金属を材料は、例えば、カリウム、アルミニウム、銅などのように、電気伝導率の高い材料を用いればよい。
　発電素子２５０ａに熱が与えられることで第１配線電極２２ａと第１配線電極２２ｂとの間に電位差が生じる。例えば、第２配線電極２６に熱が与えられることで、第２配線電極２６と第１配線電極２２ａおよび第１配線電極２２ｂとの間に温度差が生じるため、第１配線電極２２ａと第１配線電極２２ｂとの間に電位差が生じる。よって、発電素子２５０ａは、電力を生成することができる。
ここで、前記温度差をΔＴ［Ｋ］、前記電位差をΔＶ［Ｖ］、ゼーベック係数をＳとすると、数式（１）のような関係がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
また、発電素子２５０ａ（熱電素子）の性能は、以下の数式（２）の熱電性能指数Ｚ［１／Ｋ］で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、Ｓはゼーベック係数、σは電気伝導率、κは熱伝導率である。
　図４においては、発電素子２５０ａは第１基材１０の上面の一部に設けられる例が示されるが、この例に限定されない。発電素子２５０ａは、第１基材１０の全面に設けられてもよい。発電素子２５０ａの面積が大きくなることで、発電素子２５０ａの電気伝導率が向上するため、数式（２）に示す熱電性能指数Ｚを大きくすることができる。すなわち、発電素子２５０ａの面積が大きくなることで、発電効率を向上させることができる。
　また、第１配線電極２２ａは、第１の配線２０６、コンタクトホール２０８、第１の端子配線２１０、第１の端子２１２、およびコネクタ２１４を介して、表示システム２００におけるＧＮＤ端子に電気的に接続してもよい。画像信号線駆動回路１２４もＧＮＤ端子に電気的に接続される。よって、画像信号線駆動回路１２４と第１配線電極２２ａとは、ＧＮＤ端子を共用することができる。図示はしていないが、画像信号線駆動回路１２４と第１配線電極２２ａと走査信号線駆動回路１２６とで、ＧＮＤ端子を共用することもできる。表示システム２００において、各回路または各部分においてＧＮＤ端子を共用することで、端子の数を減らすことができるため、表示装置１００の製造コストを低減できる。また、各回路または各部分においてＧＮＤ端子を共用することで、各回路または各部分は同一のＧＮＤ端子からＧＮＤ電位を供給される。その結果、各回路または各部分において、ＧＮＤ電位のばらつきを少なくすることができる。各回路または各部分において、ＧＮＤ電位を揃えることで、基準電位を揃えることができる。
　図５は、第１実施形態に係る発電層２０の構成を示す断面図であり、図４のＢ１－Ｂ２に沿った断面図である。図４のＢ１－Ｂ２に沿った断面は、表示装置１００のＹ方向に沿って平行または略平行な面である。
　発電素子２５０ａは、第１配線電極２２ａ、第１配線電極２２ｂ、ｐ型半導体部２４、第２配線電極２６、およびｎ型半導体部２８を含む。ｐ型半導体部２４の第１端子２４－１は、第１配線電極２２ａに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４の第２端子２４－２は、第２配線電極２６に電気的に接続される。ｎ型半導体部２８の第１端子２８－１は、第２配線電極２６に電気的に接続される。ｎ型半導体部２８の第２端子２８－２は、第１配線電極２２ｂに電気的に接続される。絶縁膜２７がｐ型半導体部２４とｎ型半導体部２８との間に設けられる。換言すると、ｐ型半導体部２４およびｎ型半導体部２８は絶縁膜２７に囲まれている。また、絶縁膜２７は第１配線電極２２ａと第１配線電極２２ｂとの間にも設けられる。すなわち、ｐ型半導体部２４とｎ型半導体部２８とは、第１基材１０の上に離隔するように設けられ、第２配線電極２６によって電気的に接続され、絶縁膜２７によって絶縁されている。また、図示はしていないが、絶縁膜２７の一部は周辺領域１３６において、第１基材１０と接するように設けられている。なお、本明細書等において、絶縁膜２７を絶縁部材と呼ぶことがある。
　表示装置１００のＹ方向に設けられた８個の画素１２０のそれぞれは、第１電極３２と、前記第１電極３２と対向する第２電極７２とを含む。
　図６は、第１実施形態に係る発電層２０の構成を示す断面図であり、図４のＣ１－Ｃ２に沿った断面図である。図４のＣ１－Ｃ２に沿った断面は、表示装置１００のＸ方向に沿って平行または略平行な面である。
　発電素子２５０ａは、第１配線電極２２ｂ、第２配線電極２６、およびｎ型半導体部２８を含む。ｎ型半導体部２８の第１端子２８－１は、第２配線電極２６に電気的に接続される。ｎ型半導体部２８の第２端子２８－２は、第１配線電極２２ｂに電気的に接続される。絶縁膜２７がｎ型半導体部２８を囲うように設けられている。なお、図示はされていないが、ｎ型半導体部２８と同様に、絶縁膜２７がｐ型半導体部２４も囲うように設けられている。
　表示装置１００のＸ方向に設けられた９個の画素１２０のそれぞれは、第１電極３２と、前記第１電極３２と対向する第２電極７２とを含む。第１電極３２は９個の画素１２０に共有される。
　また、図４に示すように、発電素子２５０ａは、表示部１２２の下方に、表示部１２２と重なるように設けられる。また、図５および図６に示すように、発電素子２５０ａは、複数の画素１２０の下方に、複数の画素１２０と重なるように設けられる。発電素子２５０ａは、複数の画素１２０と重なることで、複数の画素１２０を駆動したときの熱によって、より大きな電力を生成することができる。
　なお、発電層２０は、表示装置の製造において一般的に用いられるフォトリソグラフィー技術を利用することができる。また、発電層２０は、例えば、液晶滴下装置、インクジェット印刷機、またはスクリーン印刷機を用いて形成されてもよい。さらに、発電層２０は、電界メッキを用いて形成されてもよい。発電層２０は、本発明の技術分野で使用される製造方法によって形成される。したがって、発電層２０および表示部を含むアレイ層は、ＴＦＴの製造と同様に、それぞれの膜、層、および各部分の材料は、本発明の技術分野で通常使用される公知技術を採用することができる。よって、本明細書中において、発電層２０の製造方法の詳細な説明は省略される。
１－４．発電層２０の構成の変形例
　図７は、第１実施形態に係る発電層２０の構成を示す平面図である。発電層２０が、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃと、を含む。発電層２０は３個の発電素子２５０を有する構成以外は、図４の構成と同一、または類似する構成であるから、ここでの説明を省略する。また、図１乃至図３、図５および図６と同一、または類似する構成については省略することがある。
　発電層２０は発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃと、を含む。発電素子２５０ａは、第１配線電極２２ａ、第１配線電極２２ａｂ、ｐ型半導体部２４ａ、第２配線電極２６ａ、およびｎ型半導体部２８ａを含む。発電素子２５０ｂは、第１配線電極２２ａｂ、第１配線電極２２ｂｃ、ｐ型半導体部２４ｂ、第２配線電極２６ｂ、およびｎ型半導体部２８ｂを含む。発電素子２５０ｃは、第１配線電極２２ｂｃ、第１配線電極２２ｃ、ｐ型半導体部２４ｃ、第２配線電極２６ｃ、およびｎ型半導体部２８ｃを含む。なお、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとを形成する材料は、図４において説明した材料を用いることができる。
　第１配線電極２２ａは、第１の配線２０６と電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ａの第１端子は、第１配線電極２２ａに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ａの第２端子は、第２配線電極２６ａに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ａの第１端子は、第２配線電極２６ａに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ａの第２端子は、第１配線電極２２ａｂに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｂの第１端子は、第１配線電極２２ａｂに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｂの第２端子は、第２配線電極２６ｂに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｂの第１端子は、第２配線電極２６ｂに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｂの第２端子は、第１配線電極２２ｂｃに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｃの第１端子は、第１配線電極２２ｂｃに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｃの第２端子は、第２配線電極２６ｃに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｃの第１端子は、第２配線電極２６ｃに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｃの第２端子は、第１配線電極２２ｃに電気的に接続される。第１配線電極２２ｃは、第１の配線２０６と電気的に接続される。
　以上のようにして、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとが電気的に接続される。発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとに熱が与えられることで、第１配線電極２２ａと第１配線電極２２ｃとの間に電位差が生じる。よって、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとは、電力を生成することができる。
　図７においては、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとは第１基材１０の上面の一部に設けられる例が示されるが、この例に限定されない。発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとは、第１基材１０の全面に設けられてもよい。発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとの面積が大きくなることで、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとの電気伝導率が向上するため、数式（２）に示す熱電性能指数Ｚを向上させることができる。すなわち、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとの面積が大きくすることで、発電効率を向上させることができる。
　なお、図４と同様に、図７においても、第１配線電極２２ａは、画像信号線駆動回路１２４と、ＧＮＤ端子を共用することができる。図４と同様に、図７においても、各回路または各部分においてＧＮＤ端子を共用することで、端子の数を減らすことができるため、表示装置１００の製造コストを低減できる。
　図８は、第１実施形態に係る発電層２０の構成を示す断面図であり、図７のＤ１－Ｄ２に沿った断面図である。図８のＤ１－Ｄ２に沿った断面は、表示装置１００のＹ方向に沿って平行または略平行な面である。
　ｎ型半導体部２８ａの第１端子２８ａ－１は、第２配線電極２６ａに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ａの第２端子２８ａ－２は、第１配線電極２２ａｂに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｃの第１端子２４ｃ－１は、第１配線電極２２ｂｃに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｃの第２端子２４ｃ－２は、第２配線電極２６ｃに電気的に接続される。絶縁膜２７がｐ型半導体部２４ｃとｎ型半導体部２８ａとの間に設けられる。換言すると、ｐ型半導体部２４ｃおよびｎ型半導体部２８ａは絶縁膜に囲まれている。また、絶縁膜２７は第１配線電極２２ａｂと第１配線電極２２ｂｃとの間、および、第２配線電極２６ａと第２配線電極２６ｃとの間にも設けられる。すなわち、ｎ型半導体部２８ａとｐ型半導体部２４ｃとは、第１基材１０の上に離隔するように設けられ、絶縁膜２７によって絶縁されている。また、絶縁膜２７の一部は、第１基材１０と接するように設けられている。
　図９は、第１実施形態に係る発電層２０の構成を示す断面図であり、図７のＥ１－Ｅ２に沿った断面図である。図９のＥ１－Ｅ２に沿った断面は、表示装置１００のＸ方向に沿って平行または略平行な面である。
　ｎ型半導体部２８ｃの第１端子２８ｃ－１は、第２配線電極２６ｃに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｃの第２端子２８ｃ－２は、第１配線電極２２ｃに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｃの第１端子２４ｃ－１は、第１配線電極２２ｂｃに電気的に接続される。ｐ型半導体部２４ｃの第２端子２４ｃ－２は、第２配線電極２６ｃに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｂの第１端子２８ｂ－１は、第２配線電極２６ｂに電気的に接続される。ｎ型半導体部２８ｂの第２端子２８ｂ－２は、第１配線電極２２ｂｃに電気的に接続される。絶縁膜２７がｐ型半導体部２４ｃとｎ型半導体部２８ｃとの間、および、ｐ型半導体部２４ｃとｎ型半導体部２８ｂとの間、に設けられる。換言すると、ｐ型半導体部２４ｃとｎ型半導体部２８ｂとｎ型半導体部２８ｃとは絶縁膜に囲まれている。また、絶縁膜２７は第１配線電極２２ｃと第１配線電極２２ｂｃとの間、および、第２配線電極２６ｂと第２配線電極２６ｃとの間にも設けられる。すなわち、ｎ型半導体部２８ｂとｎ型半導体部２８ｃとｐ型半導体部２４ｃとは、第１基材１０の上に離隔するように設けられ、絶縁膜２７によって絶縁されている。また、絶縁膜２７の一部は、第１基材１０と接するように設けられている。
　図７に示すように、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとは、表示部１２２の下方に、表示部１２２と重なるように設けられる。また、図８および図９に示すように、発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとは、複数の画素１２０の下方に、複数の画素１２０と重なるように設けられる。発電素子２５０ａと、発電素子２５０ｂと、発電素子２５０ｃとは、複数の画素１２０と重なることで、複数の画素１２０を駆動したときの熱によって、より大きな電力を生成することができる。
　さらに、図８および図９に示すように、発電部材（ｎ型半導体部２８とｐ型半導体部２４）との一部は絶縁膜（絶縁部材）によって囲まれ、絶縁膜（絶縁部材）の一部は第１基材１０と接するように設けられている。絶縁膜（絶縁部材）が第１基材１０と接するように設けられることで、第１基材１０が熱源に近づくと、熱源が発する熱は第１基材１０と絶縁膜（絶縁部材）とを介して、発電部材に伝わり易くなる。よって、表示装置１００に含まれる絶縁膜（絶縁部材）２７が第１基材１０と接するように設けられることで、発電素子２５０がより電力を生成し易い構成とすることができる。
１－５．表示システム２００の駆動方法の例
　図１０は、第１実施形態に係る表示システム２００のタイミングチャートを示す図である。
　図１０の横軸は時間である。横軸に示した１Ｈは一画面分のデータを画素１２０のそれぞれに書き込み、画像を表示する時間と、発電および蓄電を行う時間とを有する。例えば、１Ｈは１／６０秒である。発電および蓄電を行う期間（Ｐｐｇ）は、表示装置１００は画像データを書き込まれておらず、表示装置１００は表示をしていない期間（Ｐｎｄ）である。発電および蓄電を行わない期間（Ｐｐｎｇ）は、画像を書き込んで表示している期間（Ｐｄ）である。
　発電および蓄電を行う期間（Ｐｐｇ）は、表示装置１００に画像データを送るための制御信号はローレベル（Ｌｏ）である。制御信号は、例えば、信号供給回路１６で生成される。生成された制御信号は、信号供給回路１６から出力され、端子電極１４０を経由して、画像信号線駆動回路１２４、走査信号線駆動回路１２６、および走査信号線駆動回路１２８に入力される。ローレベル（Ｌｏ）は例えば０Ｖである。なお、ローレベル（Ｌｏ）は０［Ｖ］である例を示したが、０［Ｖ］に限定されない。例えば、ローレベル（Ｌｏ）は０［Ｖ］以外の定電圧でもよい。また、例えば、ローレベル（Ｌｏ）は、画像データの電圧レベルに基づき変化してもよい。
　発電および蓄電を行わない期間（Ｐｐｎｇ）は、制御信号はハイレベル（Ｈｉｇｈ）である。ハイレベル（Ｈｉｇｈ）はローレベル（Ｌｏ）よりも大きな値である。ハイレベル（Ｈｉｇｈ）は例えば３［Ｖ］または３．３［Ｖ］である。
　また、表示装置１００がパッシブ型表示装置の場合、例えば図５に図示される第１電極３２と第２電極７２との何れか一方を発電素子２５０の第１配線電極２２ａと第１配線電極２２ｂとの何れか一方と共用してもよい。なお、このとき、ＧＮＤ電位またはＧＮＤ電位に近い電位が供給される電極を共用することが好ましい。図１０に図示されたタイミングチャートで、表示システム２００を駆動することによって、発電および蓄電を行う期間（Ｐｐｇ）と画像を書き込んで表示している期間（Ｐｄ）とを独立に制御可能なため、発電素子２５０の発電による電源への影響および表示装置１００の画像表示による電源への影響とを独立に考えることができる。すなわち、各期間において、電源を発電素子２５０または表示装置１００に安定供給することができる。
　また、表示装置１００がアクティブ型表示装置の場合、第２電極７２を発電素子２５０の第１配線電極２２ａと第１配線電極２２ｂとの何れか一方と共用してもよい。なお、このとき、第２電極７２は、例えばコモン電位、ＧＮＤ電位またはＧＮＤ電位に近い電位が供給されることが好ましい。図１０に図示されたタイミングチャートで、表示システム２００を駆動することによって、発電および蓄電を行う期間（Ｐｐｇ）と画像を書き込んで表示している期間（Ｐｄ）とを独立に制御可能なため、発電素子２５０の発電による電源への影響および表示装置１００の画像表示による電源への影響とを独立に考えることができる。すなわち、各期間において、電源を発電素子２５０または表示装置１００に安定供給することができる。
　本発明の一実施形態に係る表示システム２００は、図１０に示すようなタイミングチャートを用いて駆動されることで、電力を生成することができる。また、生成された電力を蓄電し、蓄電された電力で表示装置１００を駆動することができる。本発明の一実施形態に係る表示システム２００の駆動において、発電および蓄電の期間と画像を表示する期間とを、それぞれ独立に設けることによって、電力の生成と画像表示とを明確に分離できるため、電源が不安定になることを抑制できる。
　なお、図１０に示されたタイミングチャートは、本発明の一実施形態に係る表示システム２００を駆動するためのタイミングチャートの一例である。本発明の一実施形態に係る表示システム２００は、生成された電力を蓄電せずに、生成された電力を表示装置１００に直接供給するように駆動されてもよい。生成された電力を表示装置１００に直接供給することで、外部電源が不要となるため、表示システム２００の製造コストを抑えることができる。また、表示システム２００を軽量化することもできる。
　以上の通り、本発明によって、発電部と表示装置とを別々に設けて組み立てるのではなく、発電部と表示装置とが一体形成される表示装置、および表示システムを提供することができる。すなわち、本発明によって、発電部を内蔵した表示装置、および表示システムを提供することができる。
　２．第２実施形態
　本実施形態では、本発明の一実施形態に係る表示装置３００の構成を説明する。表示装置３００の構成は、第１実施形態において示された表示装置１００の構成とは、第１絶縁層３１０および第２絶縁層３２０を有する点以外は、第１実施形態と同一、または類似する構成であるから、ここでの説明を省略する。
　図１１は第２実施形態に係る表示装置３００の構成を示す斜視図である。図１２は第２実施形態に係る表示装置３００の構成を示す断面図である。
　第１絶縁層３１０は、熱を吸収し、吸収した熱を発電層２０に含まれる発電素子２５０に伝達する役割を有する。
　第１絶縁層３１０を形成する材料は、熱を吸収し、吸収した熱を発電素子２５０に伝達することが可能な材料で有ればよい。第１絶縁層３１０を形成する材料は、例えば、カシミヤ、絹、などの繊維状の有機絶縁材料である。また、図１１および図１２に示される例において、第１絶縁層３１０は一つの層から構成されるが、第１絶縁層３１０はこの例に限定されない。第１絶縁層３１０は二つ以上の層から構成されてもよい。具体的には、第１絶縁層３１０は、前記有機絶縁材料のうち、異なる二つの有機絶縁材料を積層してもよい。第１絶縁層３１０は複数の層から構成されることによって、層が厚くなるため、より多くの熱を発電素子２５０に伝達することができる。よって、表示装置３００の発熱量も多くなり、発電素子２５０はより大きな電力を生成することができる。
　第２絶縁層３２０は、例えば、水分または水溶液を吸収する役割を有する。
　第２絶縁層３２０を形成する材料は、水分または水溶液を吸収することが可能な材料で有ればよい。本明細書等において、第２絶縁層３２０は吸水性部材と呼ぶこともある。第２絶縁層３２０を形成する材料は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩系などの有機絶縁材料である。また、図１１および図１２に示される例において、第２絶縁層３２０は一つのから構成されるが、第１絶縁層３１０と同様に、第２絶縁層３２０も二つ以上の層から構成されてもよい。第２絶縁層３２０は複数の層から構成されることによって、層が厚くなるため、第２絶縁層３２０の水分の吸収率が向上する。よって、表示装置３００において、第１絶縁層３１０は、第２絶縁層３２０に吸収されたより多くの熱量を、発電素子２５０に伝達することができる。その結果、発電素子２５０はより大きな電力を生成することができる。なお、第２絶縁層３２０の吸水性は、第１基材１０の吸水性よりも高い。また、第２絶縁層３２０を形成する材料は、粘着性を有する材料であってもよい。粘着性を有する材料は、例えば、ウレタン樹脂などである。
　なお、表示装置３００は、第１絶縁層３１０を形成する材料と第２絶縁層３２０を形成する材料とを混合した絶縁層を有していても良い。混合材料を用いることによって、第１絶縁層３１０を形成する材料と第２絶縁層３２０とを一つの絶縁層として、表示装置３００に設けることができるため、表示装置３００の製造を簡略化できる。
　表示装置３００は、例えば、陸上競技の競技者が装着するゼッケンとして用いることができる。競技者が発する水分または水溶液の熱を第１絶縁層３１０および第２絶縁層を介して発電素子２５０に伝達し、発電素子２５０が生成した電力で、ゼッケン番号や競技者の所属する会社名または学校名等を表示装置３００に表示することができる。また、表示装置３００は、例えば、動物の体の一部に張り付けることによって、動物の生態調査や健康管理などのトレーサビリティーに利用することができる。
　本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。
　上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる別の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１０：第１基材、１４：蓄電部、１６：信号供給回路、２０：発電層、２２：電源回路、２２ａ：第１配線電極、２２ａｂ：第１配線電極、２２ｂ：第１配線電極、２２ｂｃ：第１配線電極、２２ｃ：第１配線電極、２４：ｐ型半導体部、２４－１：第１端子、２４－２：第２端子、２４ａ：ｐ型半導体部、２４ｂ：ｐ型半導体部、２４ｃ：ｐ型半導体部、２４ｃ－１：第１端子、２４ｃ－２：第２端子、２６：第２配線電極、２６ａ：第２配線電極、２６ｂ：第２配線電極、２６ｃ：第２配線電極、２７：絶縁膜（絶縁部材）、２７：絶縁膜、２８：ｎ型半導体部、２８－１：第１端子、２８－２：第２端子、２８ａ：ｎ型半導体部、２８ａ－１：第１端子、２８ａ－２：第２端子、２８ｂ：ｎ型半導体部、２８ｂ－１：第１端子、２８ｂ－２：第２端子、２８ｃ：ｎ型半導体部、２８ｃ－１：第１端子、２８ｃ－２：第２端子、３０：アレイ層、３２：第１電極、３４：第１電極層、３６：絶縁層、４０：第１配向膜、５０：液晶層、６０：第２配向膜、７０：第２電極層、７２：第２電極、８０：カラーフィルタ層、８２：赤色カラーフィルタ層、８４：緑色カラーフィルタ層、８６：青色カラーフィルタ層、８８：遮光層、９０：第２基材、９５：偏光板、１００：表示装置、１２０：画素、１２２：表示部、１２４：画像信号線駆動回路、１２６：走査信号線駆動回路、１２８：走査信号線駆動回路、１３０：副画素、１３２：副画素、１３４：副画素、１３６：周辺領域、１３８：下地層、１３８ａ：第１面、１３８ｂ：第２面、１４０：端子電極、２００：表示システム、２０６：第１の配線、２０８：コンタクトホール、２１０：第１の端子配線、２１２：第１の端子、２１４：コネクタ、２１６：第２の配線、２１８：コンタクトホール、２２０：第２の端子配線、２２２：第２の端子、２２４：コネクタ、２５０：発電素子、２５０ａ：発電素子、２５０ｂ：発電素子、２５０ｃ：発電素子、３００：表示装置、３１０：第１絶縁層、３２０：第２絶縁層、４００：制御装置、４１０：外部電源装置

Claims (15)

  1. 　発電素子を含む発電部と、
    　複数の画素および絶縁層を含む表示部と、
    　を有し、
    　前記絶縁層は第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有し、
    　前記複数の画素は前記第１面に設けられ、前記発電部は前記第２面に接する、
    　反射型表示装置。
  2. 　さらに、基材を有し、
    　前記発電部は前記基材と前記表示部との間に設けられる、
    　請求項１に記載の反射型表示装置。
  3. 　前記発電素子は熱を与えられることで起電力を生じる、
    　請求項１に記載の反射型表示装置。
  4. 　さらに、複数の駆動回路を有し、
    　前記複数の駆動回路の一部の電源と前記発電部の電源とは共有される、
    　請求項１に記載の反射型表示装置。
  5. 　前記発電素子は一対の電極と絶縁部材と発電部材とを有し、
    　前記発電部材の一部と前記一対の電極とは前記絶縁部材で囲まれ、
    　前記絶縁部材の一部は、前記基材の一部と接している、
    　請求項２に記載の反射型表示装置。
  6. 　前記基材は可撓性を有する、
    　請求項２に記載の反射型表示装置。
  7. 　さらに、吸水性部材を有し、
    　前記吸水性部材は前記基材に接するように設けられる、
    　請求項２に記載の反射型表示装置。
  8. 　発電素子を含む発電部と、
    　複数の画素および絶縁層を含む表示部と、
    　前記発電部および前記表示部と電気的に接続され、前記発電部から前記表示部に前記発電素子によって生成された起電力を供給することを制御する制御装置と、
    　を有し、
    　前記絶縁層は第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有し、
    　前記複数の画素は前記第１面に設けられ、前記発電部は前記第２面に接する、
    　表示システム。
  9. 　さらに、基材を有し、
    　前記発電部は前記基材と前記表示部との間に設けられる、
    　請求項８に記載の表示システム。
  10. 　前記発電素子は熱を与えられることで起電力を生じる、
    　請求項８に記載の表示システム。
  11. 　さらに、複数の駆動回路を有し、
    　前記複数の駆動回路の一部の電源と前記発電部の電源とは共有される、
    　請求項８に記載の表示システム。
  12. 　前記制御装置は前記発電部が起電力を生成する期間と前記表示部が画像を表示する期間とを独立に制御する、
    　請求項８に記載の表示システム。
  13. 　前記発電素子は一対の電極と絶縁部材と発電部材とを有し、
    　前記発電部材の一部と前記一対の電極とは前記絶縁部材で囲まれ、
    　前記絶縁部材の一部は、前記基材の一部と接している、
    　請求項９に記載の表示システム。
  14. 　前記基材は可撓性を有する、
    　請求項９に記載の表示システム。
  15. 　さらに、吸水性部材を有し、
    　前記吸水性部材は前記基材に接するように設けられる、
    　請求項９に記載の表示システム。
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