JPH11295726A - 太陽電池付反射型ディスプレイ - Google Patents
太陽電池付反射型ディスプレイInfo
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- JPH11295726A JPH11295726A JP10104968A JP10496898A JPH11295726A JP H11295726 A JPH11295726 A JP H11295726A JP 10104968 A JP10104968 A JP 10104968A JP 10496898 A JP10496898 A JP 10496898A JP H11295726 A JPH11295726 A JP H11295726A
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】表示駆動電力を、観察者側Ｋに形成した太陽電
池３０によって供給する反射型ディスプレイにおいて、
特に、カラー反射型液晶ディスプレイにおけるカラーフ
ィルターの役割を補うか、あるいは損なわずに太陽電池
機能を有する太陽電池付反射型ディスプレイを提供する
ことにある。 【解決手段】観察者側Ｋから、少なくとも太陽電池３
０、光透過率制御層１０、反射層２０の順で構成される
太陽電池付反射型ディスプレイにおいて、該太陽電池３
０の背面側にカラーフィルター基板が配設され、該カラ
ーフィルターを構成する導電性材料でなるブラックマト
リックスと部分的にそのパターンを一にして太陽電池３
０の背面側電極３８とし、該太陽電池３０あるいはそれ
に密着する光学多層膜を付加した太陽電池３０の可視光
領域の光の透過率の平均値が５０％を越える太陽電池付
反射型ディスプレイ１としたものである。
池３０によって供給する反射型ディスプレイにおいて、
特に、カラー反射型液晶ディスプレイにおけるカラーフ
ィルターの役割を補うか、あるいは損なわずに太陽電池
機能を有する太陽電池付反射型ディスプレイを提供する
ことにある。 【解決手段】観察者側Ｋから、少なくとも太陽電池３
０、光透過率制御層１０、反射層２０の順で構成される
太陽電池付反射型ディスプレイにおいて、該太陽電池３
０の背面側にカラーフィルター基板が配設され、該カラ
ーフィルターを構成する導電性材料でなるブラックマト
リックスと部分的にそのパターンを一にして太陽電池３
０の背面側電極３８とし、該太陽電池３０あるいはそれ
に密着する光学多層膜を付加した太陽電池３０の可視光
領域の光の透過率の平均値が５０％を越える太陽電池付
反射型ディスプレイ１としたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示駆動電力の一
部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した太陽電
池によって供給する反射型ディスプレイに関するもので
あり、さらに詳しくは、反射型カラー液晶ディスプレイ
においては、そのカラーフィルターの役割を補うか、或
いは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池付反射型
ディスプレイに関する。
部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した太陽電
池によって供給する反射型ディスプレイに関するもので
あり、さらに詳しくは、反射型カラー液晶ディスプレイ
においては、そのカラーフィルターの役割を補うか、或
いは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池付反射型
ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の平面型の画像表示ディスプレイ
は、その代表的な構造として図６に示すように、光の偏
光と液晶材料の特性を利用して光の透過と遮光を電気的
に制御する光透過率制御層（１０）としての液晶の背面
に、発光層（４０）（通称バックライト）を設けてい
る。
は、その代表的な構造として図６に示すように、光の偏
光と液晶材料の特性を利用して光の透過と遮光を電気的
に制御する光透過率制御層（１０）としての液晶の背面
に、発光層（４０）（通称バックライト）を設けてい
る。
【０００３】また、色表現によって情報表示を行うディ
スプレイにおいて、幅広いスペクトル分布をした光にマ
スクをかけて各画素の配色パターンに求められる波長域
の光だけを通すようにするために、光源から観察者に至
る光の行路の何処かにカラーフィルター（５０）が配設
されている。
スプレイにおいて、幅広いスペクトル分布をした光にマ
スクをかけて各画素の配色パターンに求められる波長域
の光だけを通すようにするために、光源から観察者に至
る光の行路の何処かにカラーフィルター（５０）が配設
されている。
【０００４】このカラーフィルター（５０）は、図７に
その例を示すように、一般には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色の配色された画素パターンについて、それ
らの発光程度の割こよって画像等の情報を表示する場合
に、表示を鮮明化する等の手段としてブラックマトリク
ス（ＢＭ）と呼ばれるクロム等の無透過パターンをガラ
ス基板（５２）上に形成されている。
その例を示すように、一般には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色の配色された画素パターンについて、それ
らの発光程度の割こよって画像等の情報を表示する場合
に、表示を鮮明化する等の手段としてブラックマトリク
ス（ＢＭ）と呼ばれるクロム等の無透過パターンをガラ
ス基板（５２）上に形成されている。
【０００５】上記カラーフィルター（５０）の３色の配
色された画素パターンのうち、２色或いは３色の光透過
スペクトルは、図８に示すように、可視光領域において
多くを重なり合わない分布を持ち、各画素の液晶の配向
性を図７に示すＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉ
ｄｅ）でなる透明電極（１２）に印加する電圧の制御に
よって制御することで、可視光領域の波長（４００ｎｍ
〜７００ｎｍ）において様々なフルカラー化を実現する
ものである。
色された画素パターンのうち、２色或いは３色の光透過
スペクトルは、図８に示すように、可視光領域において
多くを重なり合わない分布を持ち、各画素の液晶の配向
性を図７に示すＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉ
ｄｅ）でなる透明電極（１２）に印加する電圧の制御に
よって制御することで、可視光領域の波長（４００ｎｍ
〜７００ｎｍ）において様々なフルカラー化を実現する
ものである。
【０００６】また、これら従来の液晶を用いたディスプ
レイの発展として、画面周囲に発光管を配置し、光ファ
イバーによって画面全体を背面から照らすもので、この
発光管の代わりに、図９に示すように、エレクトロルミ
ネッセンス発光素子（１４）を用いたディスプレイが考
案されているが、画面全体にエレクトロルミネッセンス
発光素子（１４）を配し、選択的に電流を流すことで発
光させるものも開発されている。この場合、特に有機エ
レクトロルミネッセンス発光素子（１４）によって構成
すれば低電圧且つ高効率の自発光型ディスプレイが実現
されている。
レイの発展として、画面周囲に発光管を配置し、光ファ
イバーによって画面全体を背面から照らすもので、この
発光管の代わりに、図９に示すように、エレクトロルミ
ネッセンス発光素子（１４）を用いたディスプレイが考
案されているが、画面全体にエレクトロルミネッセンス
発光素子（１４）を配し、選択的に電流を流すことで発
光させるものも開発されている。この場合、特に有機エ
レクトロルミネッセンス発光素子（１４）によって構成
すれば低電圧且つ高効率の自発光型ディスプレイが実現
されている。
【０００７】また、他方、さらに低消費電力のディスプ
レイとして開発されたのが、反射型液晶ディスプレイと
呼ばれるものである。これは、発光層（４０）としての
バックライトを有せず、外部からの室内光や太陽光の反
射率を変えることによって画像や文字などの情報を画面
表示するものであって、一般の印刷物に近い自然な表示
が可能なだけでなく、それ自ら発光する必要が無いため
に、相対的に少ないエネルギーで駆動出来る利点を持つ
ものである。
レイとして開発されたのが、反射型液晶ディスプレイと
呼ばれるものである。これは、発光層（４０）としての
バックライトを有せず、外部からの室内光や太陽光の反
射率を変えることによって画像や文字などの情報を画面
表示するものであって、一般の印刷物に近い自然な表示
が可能なだけでなく、それ自ら発光する必要が無いため
に、相対的に少ないエネルギーで駆動出来る利点を持つ
ものである。
【０００８】図１０、図１１および図１２に上記反射型
カラー液晶ディスプレイの構造の一例を示す。ＩＴＯで
なる透明電極（１２）とアルミ反射板でなる反射層（２
０）の間の光透過率制御層（１０）としての液晶（１
６）に電圧を印加して各色の光の透過度を変えるもの
で、図１０に示すディスプレイでは、偏光板（５４）下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）で外光が反射さ
れて観察者に反射される。また、図１１に示すディスプ
レイでは、光透過率制御層（１０）としてＨＡＮ液晶と
呼ばれる液晶（１６）を用いたもので偏光板（５４）が
一枚で良い。また、図１１に示すディスプレイでは、下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）が液晶の電極と
して機能するように設計されており、紙の様な白さを出
すために表面が粗されている。なおここで使用される液
晶（１６）は強誘電体でゲストホスト液晶と称されるも
のであり、一度形成した情報をエネルギーを消耗するこ
となく保持でき、さらに低消費電力化が可能と考えられ
ている。
カラー液晶ディスプレイの構造の一例を示す。ＩＴＯで
なる透明電極（１２）とアルミ反射板でなる反射層（２
０）の間の光透過率制御層（１０）としての液晶（１
６）に電圧を印加して各色の光の透過度を変えるもの
で、図１０に示すディスプレイでは、偏光板（５４）下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）で外光が反射さ
れて観察者に反射される。また、図１１に示すディスプ
レイでは、光透過率制御層（１０）としてＨＡＮ液晶と
呼ばれる液晶（１６）を用いたもので偏光板（５４）が
一枚で良い。また、図１１に示すディスプレイでは、下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）が液晶の電極と
して機能するように設計されており、紙の様な白さを出
すために表面が粗されている。なおここで使用される液
晶（１６）は強誘電体でゲストホスト液晶と称されるも
のであり、一度形成した情報をエネルギーを消耗するこ
となく保持でき、さらに低消費電力化が可能と考えられ
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術における反射型液晶ディスプレイあるいはエレクトロ
ルミネッセンスディスプレイであっても、自体の情報表
示（液晶への電圧印加）駆動のみならず、電気信号処理
部（ＣＰＵ）等の半導体演算記憶素子等の駆動、ディス
ク等の記憶装置の駆動に多くの電力を必要とし、長時間
の使用では体積あるいは重量のある電池を共に運ばなく
てはならず、使用者の負担となり、当然のことながら、
電池の消耗によってその使用時間には限りがあった。
術における反射型液晶ディスプレイあるいはエレクトロ
ルミネッセンスディスプレイであっても、自体の情報表
示（液晶への電圧印加）駆動のみならず、電気信号処理
部（ＣＰＵ）等の半導体演算記憶素子等の駆動、ディス
ク等の記憶装置の駆動に多くの電力を必要とし、長時間
の使用では体積あるいは重量のある電池を共に運ばなく
てはならず、使用者の負担となり、当然のことながら、
電池の消耗によってその使用時間には限りがあった。
【００１０】また、表示部に対してのみであっても、そ
れ自体が電池を必要としなければ、演算部や記憶部等と
物理的に分離可能にし、表示画面（ディスプレイ）の設
置が自由となる他、ディスプレイを備えた器具の使用形
態を格段に自由に出来ることは想像に難くない。
れ自体が電池を必要としなければ、演算部や記憶部等と
物理的に分離可能にし、表示画面（ディスプレイ）の設
置が自由となる他、ディスプレイを備えた器具の使用形
態を格段に自由に出来ることは想像に難くない。
【００１１】しからば、太陽電池（３０）を反射型ディ
スプレイに応用するにも、太陽電池の形成される部分で
は画像表示が出来ず、表示画面が制約を受ける問題があ
った。さらに、太陽電池（３０）に用いられる光電気変
換層は可視光領域で透明でないものが多く、反射型カラ
ー液晶ディスプレイではその画面表示部に形成すると表
示される情報の色彩が影響されることから、画像表示部
の周囲の小面積に形成する他になかった。
スプレイに応用するにも、太陽電池の形成される部分で
は画像表示が出来ず、表示画面が制約を受ける問題があ
った。さらに、太陽電池（３０）に用いられる光電気変
換層は可視光領域で透明でないものが多く、反射型カラ
ー液晶ディスプレイではその画面表示部に形成すると表
示される情報の色彩が影響されることから、画像表示部
の周囲の小面積に形成する他になかった。
【００１２】さらに、太陽電池（３０）を光透過率制御
層（１０）より背面側に形成するために、発生した電力
をとりだす為の電極を作ると、電極それ自身の色が表示
画面に影響し、正確な情報伝達や画像表示が困難になる
等の問題があった。
層（１０）より背面側に形成するために、発生した電力
をとりだす為の電極を作ると、電極それ自身の色が表示
画面に影響し、正確な情報伝達や画像表示が困難になる
等の問題があった。
【００１３】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するものであり、その課題とするところは、表示駆動電
力の一部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した
太陽電池によって供給する反射型ディスプレイにおい
て、特に、カラーフィルターを有する反射型カラー液晶
ディスプレイにおけるカラーフィルターの役割を補う
か、あるいは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池
付反射型ディスプレイを提供することにある。
するものであり、その課題とするところは、表示駆動電
力の一部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した
太陽電池によって供給する反射型ディスプレイにおい
て、特に、カラーフィルターを有する反射型カラー液晶
ディスプレイにおけるカラーフィルターの役割を補う
か、あるいは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池
付反射型ディスプレイを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、周期的に
形成された多数の画素の相互の明暗の差あるいは色彩変
化によって情報を観察者に視覚的に与え、観察者側に周
囲光を反射し、光が反射される前後の行路において光の
吸収あるいは遮光によって画像や文字情報を表示する反
射型ディスプレーであって、観察者側から、少なくとも
太陽電池、光の吸収あるいは遮光を行う光透過率制御
層、反射層の順で構成される太陽電池付反射型ディスプ
レイにおいて、該太陽電池の背面側にカラーフィルター
基板が配設され、該カラーフィルターを構成する導電性
材料でなるブラックマトリックスと少なくとも部分的に
そのパターンを一にして太陽電池の前面側電極とし、該
太陽電池あるいはそれに密着する光学多層膜を付加した
太陽電池の可視光領域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）
の光の透過率の平均値が５０％を越えることを特徴とす
る太陽電池付反射型ディスプレイとしたものである。
を達成するために、まず請求項１の発明では、周期的に
形成された多数の画素の相互の明暗の差あるいは色彩変
化によって情報を観察者に視覚的に与え、観察者側に周
囲光を反射し、光が反射される前後の行路において光の
吸収あるいは遮光によって画像や文字情報を表示する反
射型ディスプレーであって、観察者側から、少なくとも
太陽電池、光の吸収あるいは遮光を行う光透過率制御
層、反射層の順で構成される太陽電池付反射型ディスプ
レイにおいて、該太陽電池の背面側にカラーフィルター
基板が配設され、該カラーフィルターを構成する導電性
材料でなるブラックマトリックスと少なくとも部分的に
そのパターンを一にして太陽電池の前面側電極とし、該
太陽電池あるいはそれに密着する光学多層膜を付加した
太陽電池の可視光領域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）
の光の透過率の平均値が５０％を越えることを特徴とす
る太陽電池付反射型ディスプレイとしたものである。
【００１５】また、請求項２の発明では、前記３色の配
色パターンのうち１色あるいは２色の画素の領域にのみ
太陽電池機能（光電気変換機能）を持たせることによっ
て、前記以外の配色パターンの光の反射率を確保するこ
とを特徴とする請求項１記載の太陽電池付反射型ディス
プレイとしたものである。
色パターンのうち１色あるいは２色の画素の領域にのみ
太陽電池機能（光電気変換機能）を持たせることによっ
て、前記以外の配色パターンの光の反射率を確保するこ
とを特徴とする請求項１記載の太陽電池付反射型ディス
プレイとしたものである。
【００１６】また、請求項３の発明では、前記カラーフ
ィルターの１色あるいは2 色の配色パターン領域につい
て、配色の反射領域の光の透過率を他の配色部分とは異
なる光電変換層膜で構成される太陽電池でなることを特
徴とする請求項１または２記載の太陽電池付反射型ディ
スプレイとしたものである。
ィルターの１色あるいは2 色の配色パターン領域につい
て、配色の反射領域の光の透過率を他の配色部分とは異
なる光電変換層膜で構成される太陽電池でなることを特
徴とする請求項１または２記載の太陽電池付反射型ディ
スプレイとしたものである。
【００１７】また、請求項４の発明では、前記光透過率
制御層は、反射型液晶表示素子またはエレクトロルミネ
ッセンス表示素子よりなる請求項１、２または３記載の
太陽電池付反射型ディスプレイとしたものである。
制御層は、反射型液晶表示素子またはエレクトロルミネ
ッセンス表示素子よりなる請求項１、２または３記載の
太陽電池付反射型ディスプレイとしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて詳細に説明する。本発明の太陽電池付反射型ディ
スプレイに係わる液晶ディスプレイやエレクトロルミネ
ッセンス（以下ＥＬと略す）ディスプレイは、通常、例
えば図１０に示すように、２枚のガラス基板（５２）の
間に光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）等を
挟み込むことによって作るのが一般的である。この２枚
のガラス基板（５２）のうち、観察者側（Ｋ）のガラス
基板（５２）には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の配
色パターンとブラックマトリックスでなるカラーフィル
ター（５０）が配設されている（このガラス基板（５
２）とカラーフィルター（５０）を併せてカラーフィル
ター基板（５）と呼ばれる）。このカラーフィルター基
板（５）の場合、表面には通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色のパターンが形成され、さらに、それらパ
ターンの協会にはクロム膜をエッチングすることによっ
て形成されたブラックマトリックスと呼ばれる編目模様
の遮光域が形成されている。また、この３色のパターン
は、レジストに顔料を分散させるなどで特定波長域の光
のみ透過するものであり、上記ブラックマトリックス
は、各画素間の明度や色の混じりによってコントラスト
が低下しないなどのために形成されるものである。
用いて詳細に説明する。本発明の太陽電池付反射型ディ
スプレイに係わる液晶ディスプレイやエレクトロルミネ
ッセンス（以下ＥＬと略す）ディスプレイは、通常、例
えば図１０に示すように、２枚のガラス基板（５２）の
間に光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）等を
挟み込むことによって作るのが一般的である。この２枚
のガラス基板（５２）のうち、観察者側（Ｋ）のガラス
基板（５２）には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の配
色パターンとブラックマトリックスでなるカラーフィル
ター（５０）が配設されている（このガラス基板（５
２）とカラーフィルター（５０）を併せてカラーフィル
ター基板（５）と呼ばれる）。このカラーフィルター基
板（５）の場合、表面には通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色のパターンが形成され、さらに、それらパ
ターンの協会にはクロム膜をエッチングすることによっ
て形成されたブラックマトリックスと呼ばれる編目模様
の遮光域が形成されている。また、この３色のパターン
は、レジストに顔料を分散させるなどで特定波長域の光
のみ透過するものであり、上記ブラックマトリックス
は、各画素間の明度や色の混じりによってコントラスト
が低下しないなどのために形成されるものである。
【００１９】また、本発明の太陽電池付反射型ディスプ
レイに係わる太陽電池（３０）は、図１３にその例を示
すようにＰ−Ｎ接合をなす一対の半導体（Ｎ型半導体
（３２）、Ｐ型半導体（３４））の層と電力を取り出す
前面電極（３６）と背面電極（３８）によってその基本
的な単位を構成される。半導体材料の違いによって化合
物半導体、アモルフアス太陽電池や、シリコン単結晶
太陽電池等、様々なものが考案されている。
レイに係わる太陽電池（３０）は、図１３にその例を示
すようにＰ−Ｎ接合をなす一対の半導体（Ｎ型半導体
（３２）、Ｐ型半導体（３４））の層と電力を取り出す
前面電極（３６）と背面電極（３８）によってその基本
的な単位を構成される。半導体材料の違いによって化合
物半導体、アモルフアス太陽電池や、シリコン単結晶
太陽電池等、様々なものが考案されている。
【００２０】本発明の太陽電池付反射型ディスプレイで
は、例えば図１に示すように、前記した２枚のガラス基
板（５２）のうちの観察者側の基板（５２）に、光の透
過可能な太陽電池（３０）を構成して、自身の駆動する
電力を補う反射型液晶ディスプレイを作製する。
は、例えば図１に示すように、前記した２枚のガラス基
板（５２）のうちの観察者側の基板（５２）に、光の透
過可能な太陽電池（３０）を構成して、自身の駆動する
電力を補う反射型液晶ディスプレイを作製する。
【００２１】また、本発明に係わるカラーフィルター基
板（５）は、ガラス等の透明基板に、ブラックマトリッ
クスや色パターンが形成されるか、あるいはその他に反
射防止膜等の膜が形成されているのみなので、太陽電池
（３０）への作り込みに際して、太陽電池（３０）の厚
さの不均一や、太陽電池（３０）作製過程における例え
ばＴＦＴ部の損傷や劣化を引き起こし、ディスプレイ自
体の機能や表示の均一性を損なう可能性が無くなり容易
となる。これをディスプレイに応用すれば、特に反射型
液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのような消費
電力が極めて小さいものならば、少なくとも自身のエネ
ルギー源として応用可能であり、エネルギー源不要のデ
ィスプレイを可能とる。
板（５）は、ガラス等の透明基板に、ブラックマトリッ
クスや色パターンが形成されるか、あるいはその他に反
射防止膜等の膜が形成されているのみなので、太陽電池
（３０）への作り込みに際して、太陽電池（３０）の厚
さの不均一や、太陽電池（３０）作製過程における例え
ばＴＦＴ部の損傷や劣化を引き起こし、ディスプレイ自
体の機能や表示の均一性を損なう可能性が無くなり容易
となる。これをディスプレイに応用すれば、特に反射型
液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのような消費
電力が極めて小さいものならば、少なくとも自身のエネ
ルギー源として応用可能であり、エネルギー源不要のデ
ィスプレイを可能とる。
【００２２】本発明に係わる太陽電池（３０）は、光電
変換層を構成する材料とその組み合わせによって決まる
ある特定の波長より長い波長の光はエネルギーに変換出
来ないという特徴を持つ。その波長の光より短波長の光
エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する事によ
って電力を発生する。逆に、その変換の限界となる波長
や、光の電力への変換効率の波長依存性にしたがって様
々な色をもつことになる。例えば、アモルフアスシリコ
ンを光電変換層としたものは、図１４に示すような光吸
収（光電気変換効率）を持ち、そのために赤褐色をして
いる。
変換層を構成する材料とその組み合わせによって決まる
ある特定の波長より長い波長の光はエネルギーに変換出
来ないという特徴を持つ。その波長の光より短波長の光
エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する事によ
って電力を発生する。逆に、その変換の限界となる波長
や、光の電力への変換効率の波長依存性にしたがって様
々な色をもつことになる。例えば、アモルフアスシリコ
ンを光電変換層としたものは、図１４に示すような光吸
収（光電気変換効率）を持ち、そのために赤褐色をして
いる。
【００２３】このアモルフアスシリコンを光電変換層と
し、図１に示すように、ＩＴＯ等による透明電極（１
２）として太陽電池（３０）の前面側電極（３６）に用
いた反射型液晶ディスプレイ（２）とすれば、少なくと
も赤に関して明るく表示可能な、赤と黒によって情報を
表示する太陽電池付反射型液晶ディスプレイ（２）が作
製可能である。この場合、ディスプレイの画素の間の編
目状の領域にクロム等の微細な金属パターンを表裏に形
成すればほとんど反射型液晶ディスプレイ自身の明るさ
に悪影響を与えることはない。
し、図１に示すように、ＩＴＯ等による透明電極（１
２）として太陽電池（３０）の前面側電極（３６）に用
いた反射型液晶ディスプレイ（２）とすれば、少なくと
も赤に関して明るく表示可能な、赤と黒によって情報を
表示する太陽電池付反射型液晶ディスプレイ（２）が作
製可能である。この場合、ディスプレイの画素の間の編
目状の領域にクロム等の微細な金属パターンを表裏に形
成すればほとんど反射型液晶ディスプレイ自身の明るさ
に悪影響を与えることはない。
【００２４】上記透明電極（１２）自体も４００ｎｍ以
下など、波長によっては強く吸収するが、太陽電池（３
０）の光電変換効率の高い波長において透明電極（１
２）膜の光透過率が高ければ高効率で電力の取り出しが
可能である。この透明電極（１２）の材料の選択につい
ては、多くは公知であるとともに本発明の主旨から外れ
るのでここでは説明しない。
下など、波長によっては強く吸収するが、太陽電池（３
０）の光電変換効率の高い波長において透明電極（１
２）膜の光透過率が高ければ高効率で電力の取り出しが
可能である。この透明電極（１２）の材料の選択につい
ては、多くは公知であるとともに本発明の主旨から外れ
るのでここでは説明しない。
【００２５】以上説明したように、情報を表示するディ
スプレイの画面に亘って太陽電池を構成すれば電力供給
機能を果たし、従来の太陽電池のようにその形成がディ
スプレイ面でも可能な為に、大きな電力の供給が可能と
なる。
スプレイの画面に亘って太陽電池を構成すれば電力供給
機能を果たし、従来の太陽電池のようにその形成がディ
スプレイ面でも可能な為に、大きな電力の供給が可能と
なる。
【００２６】また、反射型液晶ディスプレイ面以外に太
陽電池の受光面を形成する必要がないから、カード型の
携帯用情報処理端末等、表面全体をディスプレイとする
ことも可能である。
陽電池の受光面を形成する必要がないから、カード型の
携帯用情報処理端末等、表面全体をディスプレイとする
ことも可能である。
【００２７】さらに、反射型カラー液晶ディスプレイに
ついて説明すると、太陽電池付きとする場合には、次の
ようにカラーパターンに添った構成とすることで十分な
精彩度と明るさを維持した反射型液晶ディスプレイを構
成することが出来る。すなわち、前述したように、可視
光に対して光電気変換能力を持つ膜はそれ特有の色を持
つものであり、このため、図２に示すように、画像表示
面の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンをもつカラーフィルタ
ー（５０）の分布にあわせて太陽電池（３０）を構成す
ることで、画像表示等で必要な目的とする色の再現が可
能となる。
ついて説明すると、太陽電池付きとする場合には、次の
ようにカラーパターンに添った構成とすることで十分な
精彩度と明るさを維持した反射型液晶ディスプレイを構
成することが出来る。すなわち、前述したように、可視
光に対して光電気変換能力を持つ膜はそれ特有の色を持
つものであり、このため、図２に示すように、画像表示
面の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンをもつカラーフィルタ
ー（５０）の分布にあわせて太陽電池（３０）を構成す
ることで、画像表示等で必要な目的とする色の再現が可
能となる。
【００２８】例えば、図３はカラーフィルター（５０）
の赤色（Ｒ）パターンの部分にのみアモルフアスシリコ
ンを用いた太陽電池（３０）を構成した例である。ま
た、ｃｄｓを用いた場合は、青色（Ｂ）より短波長を吸
収することから、黄色を表現することが出来る。さら
に、この部分に顔料などによる赤を吸収する色材による
膜を形成すれば緑（Ｇ）のパターンを形成することが可
能となる。
の赤色（Ｒ）パターンの部分にのみアモルフアスシリコ
ンを用いた太陽電池（３０）を構成した例である。ま
た、ｃｄｓを用いた場合は、青色（Ｂ）より短波長を吸
収することから、黄色を表現することが出来る。さら
に、この部分に顔料などによる赤を吸収する色材による
膜を形成すれば緑（Ｇ）のパターンを形成することが可
能となる。
【００２９】このように、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターン
に対して部分的に選択的に太陽電池（３０）を選択すれ
ば、太陽電池（３０）のために供することのできる面積
がより広く確保出来、さらに自由な色再現が可能になる
利点を持つものである。
に対して部分的に選択的に太陽電池（３０）を選択すれ
ば、太陽電池（３０）のために供することのできる面積
がより広く確保出来、さらに自由な色再現が可能になる
利点を持つものである。
【００３０】また、太陽電池（３０）の光電気変換膜自
体にカラーフィルターの役割を果たさせ、また、顔料入
りレジストによりなるカラーフィルターを併用すること
によっても、さらにカラーフィルターが色調調整のため
に用いられても本発明は制限を受けるものではない。
体にカラーフィルターの役割を果たさせ、また、顔料入
りレジストによりなるカラーフィルターを併用すること
によっても、さらにカラーフィルターが色調調整のため
に用いられても本発明は制限を受けるものではない。
【００３１】また、図４に示すように、各色（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）パターンをもつカラーフィルター（５０）を観察者
側（Ｋ）に設けるものではなく、例えば反射層（２０）
に、光干渉光学膜によって反射する光の色を選択させる
ことで各画素の配色を決定する場合についても同様であ
る。本発明では、カラーフィルターを用いる場合を主に
例として説明するが、光透過率制御層（１０）の背面側
にこの光干渉光学膜によって発色するカラーフィルター
を構成するものも同様に有効であり、これによって制限
を受けるものではない。
Ｂ）パターンをもつカラーフィルター（５０）を観察者
側（Ｋ）に設けるものではなく、例えば反射層（２０）
に、光干渉光学膜によって反射する光の色を選択させる
ことで各画素の配色を決定する場合についても同様であ
る。本発明では、カラーフィルターを用いる場合を主に
例として説明するが、光透過率制御層（１０）の背面側
にこの光干渉光学膜によって発色するカラーフィルター
を構成するものも同様に有効であり、これによって制限
を受けるものではない。
【００３２】ここで、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンに追
随して太陽電池（３０）の光電変換膜の材料構成を変え
ることは、フォトリソ工程などの公知の技術によって可
能なことは明白である。
随して太陽電池（３０）の光電変換膜の材料構成を変え
ることは、フォトリソ工程などの公知の技術によって可
能なことは明白である。
【００３３】また、太陽電池（３０）の吸収する波長領
域は、太陽電池（３０）を構成するＮ型半導体（３２）
とＰ型半導体（３４）のハンド構造に起因することか
ら、例えば、イオンドープと呼ばれる処理によって光の
吸収波長を変え、色調を走査することが可能である。こ
の場合に、画素のパターン化は、フォトリソ工程を用い
て１色づつ構成してもよいし、ドープする原子やその量
を各パターンにわけることによって構成しても良い。
域は、太陽電池（３０）を構成するＮ型半導体（３２）
とＰ型半導体（３４）のハンド構造に起因することか
ら、例えば、イオンドープと呼ばれる処理によって光の
吸収波長を変え、色調を走査することが可能である。こ
の場合に、画素のパターン化は、フォトリソ工程を用い
て１色づつ構成してもよいし、ドープする原子やその量
を各パターンにわけることによって構成しても良い。
【００３４】特に、反射型液晶ディスプレイ（２）に太
陽電池（３０）機能を持たせるには、太陽電池（３０）
が光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）より観
察者側（Ｋ）にあるものは、可能な限り高い透過率を持
たせなくてはならない。その前面側電極（３６）や背面
側電極（３８）についても通常は光の入射する面は可能
な限り光を透過するか、専有する面積の小さい材料構成
をとらなくてはならない。
陽電池（３０）機能を持たせるには、太陽電池（３０）
が光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）より観
察者側（Ｋ）にあるものは、可能な限り高い透過率を持
たせなくてはならない。その前面側電極（３６）や背面
側電極（３８）についても通常は光の入射する面は可能
な限り光を透過するか、専有する面積の小さい材料構成
をとらなくてはならない。
【００３５】本発明では、太陽電池（３０）の光電変換
膜に接する正負の電極を各画素の間に形成することで、
太陽電池（３０）からの電力の取り出しを行うものであ
る。また、各画素間領域に網目状の金属膜パターン等に
よる遮光領域があっても、画素間の明暗や色彩コントラ
ストを上げるのに役立つことが知られ、ブラックマトリ
ックスと言われているものがある。
膜に接する正負の電極を各画素の間に形成することで、
太陽電池（３０）からの電力の取り出しを行うものであ
る。また、各画素間領域に網目状の金属膜パターン等に
よる遮光領域があっても、画素間の明暗や色彩コントラ
ストを上げるのに役立つことが知られ、ブラックマトリ
ックスと言われているものがある。
【００３６】太陽電池（３０）にカラーフィルター（５
０）を構成する場合、カラーフィルター（５０）を構成
している上記ブラックマトリックスをそのままカラーフ
ィルターの電極として用いることができる。現在の液晶
ディスプレイに用いられているブラックマトリックス
は、クロムで構成されているものが多いが、金属クロム
のように全く光を透過しない材料でなくとも、透明もし
くは半透明の材料を観察者側（Ｋ）に用いれば、この部
分でも発電が行えるのは明白である。
０）を構成する場合、カラーフィルター（５０）を構成
している上記ブラックマトリックスをそのままカラーフ
ィルターの電極として用いることができる。現在の液晶
ディスプレイに用いられているブラックマトリックス
は、クロムで構成されているものが多いが、金属クロム
のように全く光を透過しない材料でなくとも、透明もし
くは半透明の材料を観察者側（Ｋ）に用いれば、この部
分でも発電が行えるのは明白である。
【００３７】また、ブラックマトリックスの部分を幹と
して、透明電極（１２）膜をそれの裏あるいは表に構成
すれば、さらに効率よく電力取出し電極として働くこと
は明らかである。この透明電極（１２）膜が反射型液晶
ディスプレイ（２）の前面に形成されているかあるいは
一部かは本発明では問うものではなく、この面積が広け
れば、光の透過率は多少であるが制限を受ける。しか
し、電力取出しの効率が良くなるものである。
して、透明電極（１２）膜をそれの裏あるいは表に構成
すれば、さらに効率よく電力取出し電極として働くこと
は明らかである。この透明電極（１２）膜が反射型液晶
ディスプレイ（２）の前面に形成されているかあるいは
一部かは本発明では問うものではなく、この面積が広け
れば、光の透過率は多少であるが制限を受ける。しか
し、電力取出しの効率が良くなるものである。
【００３８】さらに図５に示すように、カラーフィルタ
ー（５０）の各色パターンの間にのみ太陽電池（３０）
の光電変換素子を構成すれば、全く反射型液晶ディスプ
レイ（２）の明度や彩度に影響を与えることなく、太陽
電池（３０）の機能をもった反射型液晶ディスプレイ
（２）とすることができる。この場合には、太陽電池
（３０）の観察者側（Ｋ）ではない面の背面側電極（３
８）をクロムや銀等でなる光を全反射するもので構成す
れば、これによる反射光によっても発電可能で、その効
率をより高める効果がある。
ー（５０）の各色パターンの間にのみ太陽電池（３０）
の光電変換素子を構成すれば、全く反射型液晶ディスプ
レイ（２）の明度や彩度に影響を与えることなく、太陽
電池（３０）の機能をもった反射型液晶ディスプレイ
（２）とすることができる。この場合には、太陽電池
（３０）の観察者側（Ｋ）ではない面の背面側電極（３
８）をクロムや銀等でなる光を全反射するもので構成す
れば、これによる反射光によっても発電可能で、その効
率をより高める効果がある。
【００３９】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、本発明の太陽電池付反射型
ディスプレイにおいて、液晶等でなる光透過率制御層よ
り観察者側に太陽電池を構成することによって、ディス
プレイ特に、反射型液晶ディスプレイあるいはＥＬディ
スプレイと、その他演算や記録部で要するエネルギーを
太陽電池で補うことを可能とした。
示す如き効果がある。即ち、本発明の太陽電池付反射型
ディスプレイにおいて、液晶等でなる光透過率制御層よ
り観察者側に太陽電池を構成することによって、ディス
プレイ特に、反射型液晶ディスプレイあるいはＥＬディ
スプレイと、その他演算や記録部で要するエネルギーを
太陽電池で補うことを可能とした。
【００４０】また、太陽電池の背面側電極をカラーフィ
ルターのブラックマトリックスと共用することによっ
て、太陽電池の機能を持たせながら画像表示の明度やコ
ントラストを損なわない反射型液晶ディスプレイとする
ことができる。
ルターのブラックマトリックスと共用することによっ
て、太陽電池の機能を持たせながら画像表示の明度やコ
ントラストを損なわない反射型液晶ディスプレイとする
ことができる。
【００４１】従って本発明は、特に、反射型液晶カラー
ディスプレイの如き用途において、優れた実用上の効果
を発揮する。
ディスプレイの如き用途において、優れた実用上の効果
を発揮する。
【図１】本発明の一実施の形態を示す反射型液晶ディス
プレイを側断面で表した説明図である。
プレイを側断面で表した説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示すカラー反射型液晶
ディスプレイを側断面で表した説明図である。
ディスプレイを側断面で表した説明図である。
【図３】本発明の他の一実施の形態を示すカラー反射型
液晶ディスプレイを側断面で表した説明図である。
液晶ディスプレイを側断面で表した説明図である。
【図４】本発明の他の一実施の形態を示す太陽電池付反
射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説明図で
ある。
射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説明図で
ある。
【図５】本発明のさらに他の一実施の形態を示す太陽電
池付反射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説
明図である。
池付反射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説
明図である。
【図６】本発明に係わる従来の平面型画像表示ディスプ
レイを側断面で表した説明図である。
レイを側断面で表した説明図である。
【図７】本発明に係わるカラーフィルターの一例を側断
面で表した説明図である。
面で表した説明図である。
【図８】本発明に係わるカラーフィルターの透過スペク
トルを示すグラフである。
トルを示すグラフである。
【図９】本発明に係わる従来のＥＬディスプレイの一例
を側断面で表した説明図である。
を側断面で表した説明図である。
【図１０】本発明に係わる従来のカラー液晶ディスプレ
イの一例を側断面で表した説明図である。
イの一例を側断面で表した説明図である。
【図１１】本発明に係わる従来のカラー液晶ディスプレ
イの他の例を側断面で表した説明図である。
イの他の例を側断面で表した説明図である。
【図１２】本発明に係わる従来のカラー液晶ディスプレ
イのさらに他の例を側断面で表した説明図である。
イのさらに他の例を側断面で表した説明図である。
【図１３】本発明に係わる太陽電池の一例を示す側断面
図である。
図である。
【図１４】本発明に係わる太陽電池の光電変換層の一例
における光吸収曲線である。
における光吸収曲線である。
１‥‥太陽電池付反射型ディスプレイ ２‥‥太陽電池付反射型液晶ディスプレイ ５‥‥カラーフィルター基板 １０‥‥光透過率制御層 １２‥‥透明電極 １３‥‥ＭＩＭダイオード １４‥‥エレクトロルミネッセンス発光素子 １６‥‥液晶 ２０‥‥反射層 ２２‥‥選択的反射層 ３０‥‥太陽電池 ３２‥‥Ｎ型半導体 ３４‥‥Ｐ型半導体 ３６‥‥前面側電極 ３８‥‥背面側電極 ４０‥‥発光層 ５０‥‥カラーフィルター ５２‥‥ガラス基板 ５４‥‥偏光板 ＢＭ‥‥ブラックマトリックス Ｋ‥‥観察者側
Claims (4)
- 【請求項１】周期的に形成された多数の画素の相互の明
暗の差あるいは色彩変化によって情報を観察者に視覚的
に与え、観察者側に周囲光を反射し、光が反射される前
後の行路において光の吸収あるいは遮光によって画像や
文字情報を表示する反射型ディスプレーであって、観察
者側から、少なくとも太陽電池、光の吸収あるいは遮光
を行う光透過率制御層、反射層の順で構成される太陽電
池付反射型ディスプレイにおいて、該太陽電池の背面側
にカラーフィルター基板が配設され、該カラーフィルタ
ーを構成する導電性材料でなるブラックマトリックスと
少なくとも部分的にそのパターンを一にして太陽電池の
前面側電極とし、該太陽電池あるいはそれに密着する光
学多層膜を付加した太陽電池の可視光領域（波長４００
ｎｍ〜７００ｎｍ）の光の透過率の平均値が５０％を越
えることを特徴とする太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項２】前記３色の配色パターンのうち１色あるい
は２色の画素の領域にのみ太陽電池機能（光電気変換機
能）を持たせることによって、前記以外の配色パターン
の光の反射率を確保することを特徴とする請求項１記載
の太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項３】前記カラーフィルターの１色あるいは2 色
の配色パターン領域について、配色の反射領域の光の透
過率を他の配色部分とは異なる光電変換層膜で構成する
太陽電池でなることを特徴とする請求項１または２記載
の太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項４】前記光透過率制御層は、反射型液晶表示素
子またはエレクトロルミネッセンス表示素子よりなるこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の太陽電池付
反射型ディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10496898A JP4066503B2 (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10496898A JP4066503B2 (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295726A true JPH11295726A (ja) | 1999-10-29 |
| JP4066503B2 JP4066503B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=14394914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10496898A Expired - Fee Related JP4066503B2 (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4066503B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010044959A1 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | High efficiency interferometric color filters for photovoltaic modules |
| JP2010244042A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-28 | Intel Corp | 表示装置用の集積光電池 |
| JP2011507306A (ja) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 干渉裏側マスクを有する光起電力装置 |
| US8054528B2 (en) | 2004-09-27 | 2011-11-08 | Qualcomm Mems Technologies Inc. | Display device having an array of spatial light modulators with integrated color filters |
| WO2011161991A1 (ja) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | 大日本印刷株式会社 | 有機薄膜太陽電池モジュール |
| US8094362B2 (en) | 2004-03-06 | 2012-01-10 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and system for color optimization in a display |
| JP2014509404A (ja) * | 2011-01-31 | 2014-04-17 | ウィジップス | 一体型光起電力セルを有する立体三次元ディスプレイスクリーンおよびその製造方法 |
| US8848294B2 (en) | 2010-05-20 | 2014-09-30 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and structure capable of changing color saturation |
| US8872085B2 (en) | 2006-10-06 | 2014-10-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display device having front illuminator with turning features |
| US8928967B2 (en) | 1998-04-08 | 2015-01-06 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method and device for modulating light |
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| US9019590B2 (en) | 2004-02-03 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Spatial light modulator with integrated optical compensation structure |
| US9019183B2 (en) | 2006-10-06 | 2015-04-28 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical loss structure integrated in an illumination apparatus |
| US9025235B2 (en) | 2002-12-25 | 2015-05-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Optical interference type of color display having optical diffusion layer between substrate and electrode |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10496898A patent/JP4066503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2010044959A1 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | High efficiency interferometric color filters for photovoltaic modules |
| CN102177588A (zh) * | 2008-10-16 | 2011-09-07 | 高通Mems科技公司 | 用于光伏模块的高效干涉式滤色器 |
| US8294858B2 (en) | 2009-03-31 | 2012-10-23 | Intel Corporation | Integrated photovoltaic cell for display device |
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|---|---|
| JP4066503B2 (ja) | 2008-03-26 |
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