表示装置
【課題】従来よりも電流消費の低減を可能とする表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、画像を表示する表示面Ａ２、及び表示面Ａ２に対向する背面Ｂ２を有する表示パネル２と、表示パネル２の背面Ｂ２に向けて第１の光Ｌａを照射し、背面Ｂ２とは異なる方向に向けて第２の光Ｌｂを照射するバックライトユニット３と、第２の光Ｌｂを受光する第１の受光面Ａ４、並びに第３の光Ｌｃを外部から受光する第２の受光面Ｂ４を有し、第１の受光面Ａ４で受光した第２の光Ｌｂを光電変換して第１の電流Ｉｂを生成し、第２の受光面Ｂ４で受光した第３の光Ｌｃを光電変換して第２の電流Ｉｃを生成する光電変換ユニット４と、を備えている。
【解決手段】表示装置１は、画像を表示する表示面Ａ２、及び表示面Ａ２に対向する背面Ｂ２を有する表示パネル２と、表示パネル２の背面Ｂ２に向けて第１の光Ｌａを照射し、背面Ｂ２とは異なる方向に向けて第２の光Ｌｂを照射するバックライトユニット３と、第２の光Ｌｂを受光する第１の受光面Ａ４、並びに第３の光Ｌｃを外部から受光する第２の受光面Ｂ４を有し、第１の受光面Ａ４で受光した第２の光Ｌｂを光電変換して第１の電流Ｉｂを生成し、第２の受光面Ｂ４で受光した第３の光Ｌｃを光電変換して第２の電流Ｉｃを生成する光電変換ユニット４と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライトユニットを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、表示装置の一形態として、液晶表示パネルの背面に向けて光を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置が普及している。液晶表示装置に用いられるバックライトユニットの光源として、一般的に冷陰極管が用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は、バックライトユニットから液晶表示パネルの背面に向けて光を照射した状態で、液晶表示パネル内に充填された液晶を画素毎に駆動させることにより、所定の画像を表示するものである。
しかしながら、冷陰極管バックライトユニットを用いた液晶表示装置では、画面全体が黒表示のときもバックライトユニットから液晶表示パネルの背面に向けて光が常に照射されているため、電流消費を増大させる要因となっている。特に、バッテリーを用いる携帯型の液晶表示装置では駆動時間が短いため、電流消費の低減に対する要求が強い。
【０００４】
そこで、冷陰極管に代えてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた液晶表示装置が市場に現れ始めている。ＬＥＤバックライトユニットを用いた液晶表示装置では、表示される画像に応じてＬＥＤをエリア毎に消灯する、所謂、エリアコントロールができるので、冷陰極管バックライトユニットを用いた液晶表示装置よりも電流消費を低減することができる。
ＬＥＤバックライトユニットを用いた液晶表示装置の一例が例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現状では、大画面化による電流消費の増大化に対してバッテリー容量が不足しており、またエコロジーの点においても、電流消費に対するさらなる改善が望まれる。
【０００７】
そこで、本発明は、従来よりも電流消費の低減を可能とする表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は次の表示装置を提供する。
１）画像を表示する表示面（Ａ２）、及び前記表示面に対向する背面（Ｂ２）を有する表示パネル（２）と、前記表示パネルの前記背面に向けて第１の光（Ｌａ）を照射し、前記背面とは異なる方向に向けて第２の光（Ｌｂ）を照射するバックライトユニット（３）と、前記第２の光を受光する第１の受光面（Ａ４，Ａ５４）、及び外部から第３の光（Ｌｃ）を受光する第２の受光面（Ｂ４，Ｂ５４）を有し、前記第１の受光面で受光した前記第２の光を光電変換して第１の電流（Ｉｂ，Ｉｈ）を生成し、前記第２の受光面で受光した前記第３の光を光電変換して第２の電流（Ｉｃ，Ｉｉ）を生成する光電変換ユニット（４，５４）と、を備えていることを特徴とする表示装置（１，５０）。
２）前記光電変換ユニット（４）は、前記第１の受光面（Ａ４）及び前記第２の受光面（Ｂ４）のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板（２１）と、前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、第１の透明電極（２２）と、第１の正孔取出し層（２３）と、第１の電子供与体層（２４）と、第１の電子受容体層（２５）と、前記第２の光及び前記第３の光を反射する共通反射電極（１６）と、第２の電子受容体層（１５）と、第２の電子供与体層（１４）と、第２の正孔取出し層（１３）と、第２の透明電極（１２）と、封止層（１１）と、を備えていることを特徴とする１）記載の表示装置（１）。
３）前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、及び前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第１の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする２）記載の表示装置。
４）前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、又は前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第１の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第２の色素をさらに含んでいることを特徴とする３）記載の表示装置。
５）前記光電変換ユニット（５４）は、前記第１の受光面（Ａ５４）及び前記第２の受光面（Ｂ５４）のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板（２１）と、前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、透明電極（２２）と、正孔取出し層（１３）と、電子供与体層（１４）と、電子受容体層（１５）と、前記第２の光及び前記第３の光の一部をそれぞれ透過し、残りをそれぞれ反射する半透過半反射電極（５２）と、封止層（１１）と、を備えていることを特徴とする１）記載の表示装置（５０）。
６）前記電子供与体層及び前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第３の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする５）記載の表示装置。
７）前記電子供与体層又は前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第３の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第４の色素をさらに含んでいることを特徴とする６）記載の表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来よりも電流消費の低減が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の表示装置の実施例１を説明するための模式的断面図である。
【図２】冷陰極管の発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図３】ＬＥＤの発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子の発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図５】実施例１の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図６】フラーレンの吸収スペクトルの代表例を示す図である。
【図７】亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルの代表例を示す図である。
【図８】本発明の表示装置の実施例２を説明するための模式的断面図である。
【図９】実施例２の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１０】ルブレンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図１１】本発明の表示装置の実施例３を説明するための模式的断面図である。
【図１２】実施例３の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１３】クマリンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図１４】本発明の表示装置の実施例４を説明するための模式的断面図である。
【図１５】実施例４の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１６】本発明の表示装置の実施例５を説明するための模式的断面図である。
【図１７】実施例５の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１８】本発明の表示装置の実施例６を説明するための模式的断面図である。
【図１９】実施例６の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例１〜実施例６により図１〜図１９を用いて説明する。
【００１２】
＜実施例１＞
図１に示すように、表示装置１は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット４の受光面Ａ４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ４を有し、受光面Ａ４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｂを生成し、受光面Ｂ４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｃを生成する光電変換ユニット４と、光電変換ユニット４で生成された電流Ｉｂ及び電流Ｉｃを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００１３】
バックライトユニット３の発光面Ａ３から液晶表示パネル２の背面Ｂ２に照射された白色光Ｌａは、液晶表示パネル２で画素毎に変調され、液晶表示パネル２の表示面Ａ２に画像として表示される。
【００１４】
バックライトユニット３の光源として、例えば冷陰極管，ＬＥＤ（Light Emitting Diode），及び有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いることができる。
【００１５】
ここで、冷陰極管，ＬＥＤ，及び有機ＥＬ素子の発光スペクトルについて、図２〜図４を用いて説明する。
図２に冷陰極管の発光スペクトルの代表例を示す。図３にＬＥＤの発光スペクトルの代表例を示す。図４に有機ＥＬ素子の発光スペクトルの代表例を示す。図２〜図４において、横軸は発光波長を示し、縦軸は発光強度を示す。
【００１６】
図２に示すように、冷陰極管の発光スペクトルは、発光波長が４３０ｎｍ付近，５５０ｎｍ付近，及び６１０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有するが、いずれのピークも半値幅の狭い急峻なピークであるため、光電変換部１０で生成される電流Ｉｂ量は小さなものとなる。
【００１７】
これに対し、図３に示すように、ＬＥＤの発光スペクトルは、発光波長が４６０ｎｍ付近及び５６０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有し、いずれのピークも半値幅の広いブロードなピークであるため、光電変換部１０で生成される電流Ｉｂ量は冷陰極管を用いたときよりも大きなものとなる。
【００１８】
図４に示すように、有機ＥＬ素子の発光スペクトルもＬＥＤの発光スペクトルとほぼ同様に、発光波長が４６０ｎｍ付近及び５６０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有し、いずれのピークも半値幅の広いブロードなピークであるため、光電変換部１０で生成される電流Ｉｂ量は冷陰極管を用いたときよりも大きなものとなる。
【００１９】
上述した理由により、バックライトユニット３の光源として、冷陰極管よりも、ＬＥＤや有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
また、バックライトユニット３の光源にＬＥＤや有機ＥＬ素子を用いることにより、表示される画像に応じてＬＥＤや有機ＥＬ素子をエリア毎に消灯又は照度調整する、所謂、エリアコントロールができるので、冷陰極管を用いたときよりも電流消費を低減することができる。
【００２０】
図５に示すように、光電変換ユニット４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１参照）から受光面Ａ４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｂを生成する光電変換部１０と、外部から受光面Ｂ４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｃを生成する光電変換部２０と、を備えている。
【００２１】
光電変換部１０は、バックライトユニット３側から、封止層１１，透明電極１２，正孔取出し層１３，電子供与体層１４，電子受容体層１５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００２２】
光電変換部２０は、太陽光Ｌｃが照射される外部側から、透明基板２１，透明電極２２，正孔取出し層２３，電子供与体層２４，電子受容体層２５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００２３】
共通反射電極１６は、光電変換部１０で生成された電流Ｉｂ、及び光電変換部２０で生成された電流Ｉｃを外部（電流貯蔵部５）に取り出すための、光電変換部１０及び光電変換部２０の共通電極である。
また、共通反射電極１６は、バックライトユニット３側から入射した白色光Ｌｂを反射し、外部から入射した太陽光Ｌｃを反射する反射電極である。
【００２４】
白色光Ｌｂは、光電変換部１０の電子供与体層１４，電子受容体層１５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って共通反射電極１６で反射し、再び電子供与体層１４，電子受容体層１５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通ってバックライトユニット３に向けて照射される。
即ち、白色光Ｌｂは、光電変換部１０の電子供与体層１４，電子受容体層１５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過するため、光電変換部１０の光電変換効率が向上する。
また、光電変換部１０で光電変換されなかった残りの白色光Ｌｂは、バックライトユニット３に入射するため、バックライトユニット３の液晶表示パネル２への照射効率が向上する。
【００２５】
太陽光Ｌｃは、光電変換部２０の電子供与体層２４，電子受容体層２５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って共通反射電極１６で反射し、再び電子供与体層２４，電子受容体層２５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って外部に放出される。
即ち、太陽光Ｌｃは、光電変換部２０の電子供与体層２４，電子受容体層２５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過するため、光電変換部２０の光電変換効率が向上する。
【００２６】
電子供与体層１４，２４を構成する電子供与体として、バックライトユニット３から照射される白色光Ｌｂの発光波長領域、及び外部から照射される太陽光Ｌｃの発光波長領域に少なくとも一部が重なる吸収波長領域を有する色素（蛍光色素）を用いる。実施例１では（後述する実施例２〜６も同様）、電子供与体層１４，２４を構成する電子供与体として、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）を用いた。
【００２７】
電子受容体層１５，２５を構成する電子受容体として、バックライトユニット３から照射される白色光Ｌｂの発光波長領域、及び外部から照射される太陽光Ｌｃの発光波長領域と少なくとも一部が重なる吸収波長領域を有する色素（蛍光色素）を用いる。実施例１では（後述する実施例２〜６も同様）、電子供与体層１４，２４を構成する電子受容体として、フラーレン（Ｃ６０）を用いた。
【００２８】
ここで、フラーレン及び亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルについて、図６及び図７を用いて説明する。
図６にフラーレンの吸収スペクトルの代表例を示す。図７に亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルの代表例を示す。図６及び図７において、横軸は吸収波長を示し、縦軸は吸収強度を示す。
【００２９】
図６に示すように、フラーレンの吸収スペクトルは、吸収波長が５４０ｎｍ付近に吸収強度の強く、かつ半値幅の広いブロードなピークを有する。
一方、図７に示すように、亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルは、吸収波長が６７０ｎｍ付近に吸収強度の強く、かつ半値幅がフラーレンよりも狭いピークを有する。
【００３０】
ここで、図６に示すフラーレンの吸収スペクトルと前述した図３に示すＬＥＤの発光スペクトルとを比較すると、ＬＥＤの発光ピーク及びその近傍の領域にフラーレンの吸収ピーク及びその近傍の領域が存在するため、バックライトユニット３の光源としてＬＥＤを用いた場合、ＬＥＤから光電変換部１０に照射された白色光Ｌｂを電子受容体層１５で効率的に吸収することができる。
【００３１】
次に、図７に示す亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルと前述した図３に示すＬＥＤの発光スペクトルとを比較すると、亜鉛フタロシアニンは波長が５５０ｎｍよりも短い光をほとんど吸収しない。そのため、バックライトユニット３の光源としてＬＥＤを用いた場合、光電変換部１０に照射された白色光Ｌｂにおける波長が５５０ｎｍ以上である赤色光成分を吸収する一方、波長が５５０ｎｍよりも短い緑色光成分や青色光成分はほとんど吸収しない。
【００３２】
そのため、光電変換部１０において、電子供与体層１４に亜鉛フタロシアニンを用い、電子受容体層１５にフラーレンを用いた場合、主として、白色光Ｌｂの赤色光成分のみが光電変換部１０で光電変換され、電流Ｉｂが生成される。
【００３３】
同様に、光電変換部２０において、電子供与体層２４に亜鉛フタロシアニンを用い、電子受容体層２５にフラーレンを用いた場合、主として、太陽光Ｌｃの赤色光成分のみが光電変換部２０で光電変換され、電流Ｉｃが生成される。
【００３４】
バックライトユニット３の光源として有機ＥＬ素子を用いた場合も、上述したＬＥＤを用いた場合と同様に、主として白色光Ｌｂの赤色光成分のみが光電変換部１０で光電変換されて電流Ｉｂが生成される。また、主として太陽光Ｌｃの赤色光成分のみが光電変換部２０で光電変換されて電流Ｉｃが生成される。
【００３５】
バックライトユニット３の光源、例えば有機ＥＬ素子の製造方法の一例を以下に説明する。
【００３６】
厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート（ＰＣ）基板上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□（ohm/square）となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００３７】
次に、ＩＴＯ膜上に、厚さ６０ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜、厚さ５ｎｍの五酸化バナジウム膜、厚さ２０ｎｍのＮ，Ｎ‘−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ‘−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）膜、厚さ５ｎｍの黄色発光層、厚さ３０ｎｍの青色発光層、厚さ６ｎｍのトリス−（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）膜、及び厚さ１０ｎｍの２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００３８】
さらに、ＢＣＰ膜上に、厚さ５ｎｍのＡｌ膜を真空蒸着法を用いて成膜した後、Ａｌ膜上に厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００３９】
その後、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルムで封止することにより、バックライトユニット３の光源となる有機ＥＬ素子を作製することができる。
【００４０】
次に、光電変換ユニット４の製造方法の一例を以下に説明する。
【００４１】
厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００４２】
次に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、正孔取出し層形成用塗工液（導電性高分子ペースト； ポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォン酸重合物の水分散体）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層２３を形成する。
【００４３】
次に、正孔取出し層２３上に、電子供与体層２４である厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレン（Ｃ６０）との混合膜、及び電子受容体層２５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００４４】
さらに、フラーレン膜上に、共通反射電極１６である厚さ１００ｎｍの金属膜、例えばＡｌ膜を真空蒸着法を用いて成膜し、光電変換部２０を形成する。
【００４５】
さらに、金属膜（共通反射電極１６）上に、電子受容体層１５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、及び電子供与体層１４である厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００４６】
次に、亜鉛フタロシアニン膜（電子供与体層１４）上に、上述した同様の正孔取出し層形成用塗工液をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３を形成する。
【００４７】
次に、正孔取出し層１３上に、透明電極１２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００４８】
さらに、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換部２０上に光電変換部１０が積層された光電変換ユニット４を作製することができる。
【００４９】
上述した表示装置１によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分）を光電変換部１０で光電変換して電流Ｉｂを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分）を光電変換部２０で光電変換して電流Ｉｃを生成し、これら電流Ｉｂ，Ｉｃを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｂ，Ｉｃで補うことができる。
【００５０】
＜実施例２＞
実施例２は、実施例１に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例１と同じである。
そこで、以下に実施例１とは異なる構成要素及び製造方法を中心にして図８及び図９を用いて説明する。実施例２では、説明をわかりやすくするために、実施例１と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００５１】
図８に示すように、実施例２の表示装置３０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット３４の受光面Ａ４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ４を有し、受光面Ａ４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｄを生成し、受光面Ｂ４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｅを生成する光電変換ユニット３４と、光電変換ユニット３４で生成された電流Ｉｄ及び電流Ｉｅを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００５２】
図９に示すように、光電変換ユニット３４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図８参照）から受光面Ａ４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｄを生成する光電変換部３５と、外部から受光面Ｂ４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｅを生成する光電変換部３６と、を備えている。
【００５３】
光電変換部３５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，透明電極１２，正孔取出し層１３，電子供与体層３７，電子受容体層１５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００５４】
光電変換部３６は、太陽光Ｌｃが照射される外部側から、透明基板２１，透明電極２２，正孔取出し層２３，電子供与体層３８，電子受容体層２５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００５５】
次に、光電変換ユニット３４の製造方法の一例を以下に説明する。
【００５６】
実施例１と同様に、厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００５７】
次に、実施例１と同様に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層２３を形成する。
【００５８】
次に、正孔取出し層２３上に、厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜、及び厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、電子供与体層３８を形成する。
【００５９】
さらに、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜上に、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、及び電子受容体層２５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００６０】
その後、フラーレン膜上に、共通反射電極１６である厚さ１００ｎｍの金属膜、例えばＡｌ膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、光電変換部３６を形成する。
【００６１】
さらに、金属膜（共通反射電極１６）上に、電子受容体層１５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜、及び厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
最後に成膜した、亜鉛フタロシアニン膜、亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜、及び亜鉛フタロシアニン膜が電子供与体層３７となる。
【００６２】
次に、実施例１と同様に、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜（電子供与体層３７）上に、上述した同様の正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３を形成する。
【００６３】
次に、正孔取出し層１３上に、透明電極１２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００６４】
さらに、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換部３６上に光電変換部３５が積層された光電変換ユニット３４を作製することができる。
【００６５】
ここで、ルブレンの吸収スペクトル及び発光スペクトルについて、図１０を用いて説明する。
図１０にルブレンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す。図１０において、横軸は吸収波長及び発光波長を示し、縦軸は吸収強度及び発光強度を示す。
【００６６】
図１０に示すように、ルブレンの吸収スペクトルは、吸収波長が４９０ｎｍ付近及び５２０ｎｍ付近に吸収強度の強いピークを有し、これらの一部が互いに重なり合っているため、およそ４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の光、即ち緑色成分の光を効率的に吸収することができる。
【００６７】
一方、図１０に示すように、ルブレンの発光スペクトルは、発光波長が５５０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有する。
【００６８】
ここで、図１０に示すルブレンの発光スペクトルと、前述の図７に示す亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルとを比較すると、亜鉛フタロシアニンの吸収ピーク及びその近傍の領域に重なってルブレンの発光ピーク及びその近傍の領域が存在するため、ルブレンが吸収した緑色光成分のエネルギーを亜鉛フタロシアニンに移動させることができる。
【００６９】
そのため、光電変換部３５において、電子供与体層３７に亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を用い、電子受容体層１５にフラーレンを用いた場合、主として、白色光Ｌｂの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換部３５で光電変換され、電流Ｉｄが生成される。
【００７０】
同様に、光電変換部３６において、電子供与体層３８に亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を用い、電子受容体層２５にフラーレンを用いた場合、主として、太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換部３６で光電変換され、電流Ｉｅが生成される。
【００７１】
上述した表示装置３０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色成分及び緑色成分）を光電変換部３５で光電変換して電流Ｉｄを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色成分及び緑色成分）を光電変換部３６で光電変換して電流Ｉｅを生成し、これら電流Ｉｄ，Ｉｅを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｄ，Ｉｅで補うことができる。
【００７２】
また、前述した実施例１の表示装置１では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｂ，Ｉｃを生成していたのに対し、実施例２の表示装置３０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換して電流Ｉｄ，Ｉｅを生成するため、実施例１の表示装置１よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【００７３】
＜実施例３＞
実施例３は、実施例１，２に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例１，２と同じである。
そこで、以下に実施例１，２とは異なる構成要素及び製造方法を中心にして図１１及び図１２を用いて説明する。実施例３では、説明をわかりやすくするために、実施例１，２と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００７４】
図１１に示すように、実施例３の表示装置４０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット４４の受光面Ａ４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ４を有し、受光面Ａ４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｆを生成し、受光面Ｂ４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｇを生成する光電変換ユニット４４と、光電変換ユニット４４で生成された電流Ｉｆ及び電流Ｉｇを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００７５】
図１２に示すように、光電変換ユニット４４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１１参照）から受光面Ａ４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｆを生成する光電変換部４５と、外部から受光面Ｂ４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｇを生成する光電変換部４６と、を備えている。
【００７６】
光電変換部４５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，透明電極１２，正孔取出し層１３，電子供与体層４７，電子受容体層１５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００７７】
光電変換部４６は、太陽光Ｌｃが照射される外部側から、透明基板２１，透明電極２２，正孔取出し層２３，電子供与体層４８，電子受容体層２５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００７８】
次に、光電変換ユニット４４の製造方法の一例を以下に説明する。
【００７９】
実施例１，２と同様に、厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００８０】
次に、実施例１，２と同様に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層２３を形成する。
【００８１】
次に、正孔取出し層２３上に、厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜、及び厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、電子供与体層４８を形成する。
【００８２】
さらに、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜上に、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、及び電子受容体層２５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００８３】
その後、フラーレン膜上に、共通反射電極１６である厚さ１００ｎｍの金属膜、例えばＡｌ膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、光電変換部４６を形成する。
【００８４】
さらに、金属膜（共通反射電極１６）上に、電子受容体層１５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜、及び厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
最後に成膜した、亜鉛フタロシアニン膜、亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜、及び亜鉛フタロシアニン膜が電子供与体層４７となる。
【００８５】
次に、実施例１，２と同様に、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜（電子供与体層４７）上に、上述した同様の正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３を形成する。
【００８６】
次に、正孔取出し層１３上に、透明電極１２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００８７】
さらに、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換部４６上に光電変換部４５が積層された光電変換ユニット４４を作製することができる。
【００８８】
ここで、クマリンの吸収スペクトル及び発光スペクトルについて、図１３を用いて説明する。
図１３にクマリンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す。図１３において、横軸は吸収波長及び発光波長を示し、縦軸は吸収強度及び発光強度を示す。
【００８９】
図１３に示すように、クマリンの吸収スペクトルは、吸収波長が４００ｎｍ付近に吸収強度の強いピークを有するため、クマリンは青色成分の光を効率的に吸収することができる。
【００９０】
一方、図１３に示すように、クマリンの発光スペクトルは、発光波長が３９０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有する。
【００９１】
ここで、図１３に示すクマリンの発光スペクトルと、前述の図１０に示すルブレンの吸収スペクトルとを比較すると、ルブレンの吸収ピーク及びその近傍の領域に重なってクマリンの発光ピーク及びその近傍の領域が存在するため、クマリンが吸収した青色光成分のエネルギーをルブレンに移動させることができる。
また、ルブレンに移動した青色光成分のエネルギーは、前述した理由と同様の理由により、亜鉛フタロシアニンに移動する。
【００９２】
そのため、光電変換部４５において、電子供与体層４７に亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を用い、電子受容体層１５にフラーレンを用いた場合、主として、白色光Ｌｂの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換部４５で光電変換され、電流Ｉｆが生成される。
【００９３】
同様に、光電変換部４６において、電子供与体層４８に亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を用い、電子受容体層２５にフラーレンを用いた場合、主として、太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換部４６で光電変換され、電流Ｉｇが生成される。
【００９４】
上述した表示装置４０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色成分，緑色成分，及び青色成分）を光電変換部４５で光電変換して電流Ｉｆを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色成分，緑色成分，及び青色成分）を光電変換部４６で光電変換して電流Ｉｇを生成し、これら電流Ｉｆ，Ｉｇを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｆ，Ｉｇで補うことができる。
【００９５】
また、前述した実施例１の表示装置１では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｂ，Ｉｃを生成していたのに対し、実施例３の表示装置４０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分及び青色光成分も光電変換して電流Ｉｆ，Ｉｇを生成するため、実施例１の表示装置１よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【００９６】
また、前述した実施例２の表示装置３０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分を主として光電変換して電流Ｉｄ，Ｉｅを生成していたのに対し、実施例３の表示装置４０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換して電流Ｉｆ，Ｉｇを生成するため、実施例２の表示装置３０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【００９７】
＜実施例４＞
実施例１では、光電変換ユニット４を２つの光電変換部２０，３０を有する構成及び製造方法としたのに対し、実施例４では、光電変換ユニット５４を１つの光電変換部５５を有する構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例１と同じである。
そこで、以下に実施例１とは異なる構成要素及び製造方法を中心にして図１４及び図１５を用いて説明する。実施例４では、説明をわかりやすくするために、実施例１〜３と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００９８】
図１４に示すように、実施例４の表示装置５０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット５４の受光面Ａ５４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ５４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ５４を有し、受光面Ａ５４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｈを生成し、受光面Ｂ５４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｉを生成する光電変換ユニット５４と、光電変換ユニット５４で生成された電流Ｉｈ及び電流Ｉｉを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００９９】
図１５に示すように、光電変換ユニット５４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１４参照）から受光面Ａ５４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｈを生成し、外部から受光面Ｂ５４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｉを生成する光電変換部５５を備えている。
【０１００】
光電変換部５５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，半透過半反射電極５２，電子受容体層１５（２５），電子供与体層１４（２４），正孔取出し層１３（２３），透明電極２２，及び透明基板２１の順に配置された積層構造を有する。
【０１０１】
半透過半反射電極５２は、実施例１の共通反射電極１６及び透明電極１２と比較して、バックライトユニット３側から入射した白色光Ｌｂの一部を透過し、残りを反射するものであり、かつ外部から入射した太陽光Ｌｃの一部を透過し、残りを反射するものである。
【０１０２】
白色光Ｌｂは、その一部が光電変換部５５の半透過半反射電極５２を透過し、電子受容体層１５（２５），電子供与体層１４（２４），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域に達する一方、白色光Ｌｂの残りは半透過半反射電極５２で反射し、バックライトユニット３に向けて照射される。
即ち、白色光Ｌｂは、その一部が光電変換部５５で光電変換されて電流Ｉｈが生成され、残りがバックライトユニット３に向けて反射されるので、バックライトユニット３の液晶表示パネル２への照射効率が向上する。
【０１０３】
太陽光Ｌｃは、光電変換部５５の電子供与体層１４（２４），電子受容体層１５（２５），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って半透過半反射電極５２に達し、その一部が半透過半反射電極５２で反射し、再び電子受容体層１５（２５），電子供与体層１４（２４），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って外部に放出される。
即ち、太陽光Ｌｃは、光電変換部５５の電子供与体層１４（２４），電子受容体層１５（２５），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過するため、光電変換部５５の光電変換効率が向上する。
【０１０４】
次に、光電変換ユニット５４の製造方法の一例を以下に説明する。
【０１０５】
実施例１と同様に、厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【０１０６】
次に、実施例１と同様に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、上述の正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３（２３）を形成する。
【０１０７】
次に、正孔取出し層１３（２３）上に、電子供与体層１４（２４）である厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレン（Ｃ６０）との混合膜、及び電子受容体層１５（２５）である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【０１０８】
さらに、フラーレン膜上に、ＩＴＯ膜とＡｌ膜とをそれぞれ所定の厚さで成膜して半透過半反射電極５２を形成する。
【０１０９】
さらに、半透過半反射電極５２を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換ユニット５４を作製することができる。
【０１１０】
上述した表示装置５０によれば、前述の実施例１で説明した理由と同様の理由により、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分）を光電変換ユニット５４で光電変換して電流Ｉｈを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分）を光電変換ユニット５４で光電変換して電流Ｉｉを生成し、これら電流Ｉｈ，Ｉｉを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｈ，Ｉｉで補うことができる。
【０１１１】
＜実施例５＞
実施例５は、実施例４に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例４と同じである。
即ち、実施例５と実施例４との関係は、前述した実施例２と実施例１との関係と同様である。
実施例５では、説明をわかりやすくするために、実施例１〜４と同じ構成部には同じ符号を付す。
【０１１２】
図１６に示すように、実施例５の表示装置６０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット６４の受光面Ａ５４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ５４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ５４を有し、受光面Ａ５４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｊを生成し、受光面Ｂ５４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｋを生成する光電変換ユニット６４と、光電変換ユニット６４で生成された電流Ｉｊ及び電流Ｉｋを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【０１１３】
図１７に示すように、光電変換ユニット６４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１６参照）から受光面Ａ５４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｊを生成し、外部から受光面Ｂ５４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｋを生成する光電変換部６５を備えている。
【０１１４】
光電変換部６５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，半透過半反射電極５２，電子受容体層１５（２５），電子供与体層３７（３８），正孔取出し層１３（２３），透明電極２２，及び透明基板２１の順に配置された積層構造を有する。
【０１１５】
上述した表示装置６０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分及び緑色光成分）を光電変換部６５で光電変換して電流Ｉｊを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分及び緑色光成分）を光電変換部６５で光電変換して電流Ｉｋを生成し、これら電流Ｉｊ，Ｉｋを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｊ，Ｉｋで補うことができる。
【０１１６】
また、前述した実施例４の表示装置５０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｈ，Ｉｉを生成していたのに対し、実施例５の表示装置６０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換して電流Ｉｊ，Ｉｋを生成するため、実施例４の表示装置５０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【０１１７】
＜実施例６＞
実施例６は、実施例４，５に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例４，５と同じである。
即ち、実施例６と実施例４，５との関係は、前述した実施例３と実施例１，２との関係と同様である。
実施例６では、説明をわかりやすくするために、実施例１〜５と同じ構成部には同じ符号を付す。
【０１１８】
図１８に示すように、実施例６の表示装置７０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット７４の受光面Ａ５４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ５４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ５４を有し、受光面Ａ５４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｍを生成し、受光面Ｂ５４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｎを生成する光電変換ユニット７４と、光電変換ユニット７４で生成された電流Ｉｍ及び電流Ｉｎを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【０１１９】
図１９に示すように、光電変換ユニット７４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１８参照）から受光面Ａ５４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｍを生成し、外部から受光面Ｂ５４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｎを生成する光電変換部７５を備えている。
【０１２０】
光電変換部７５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，半透過半反射電極５２，電子受容体層１５（２５），電子供与体層４７（４８），正孔取出し層１３（２３），透明電極２２，及び透明基板２１の順に配置された積層構造を有する。
【０１２１】
上述した表示装置７０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分，緑色光成分，及び青色光成分）を光電変換部７５で光電変換して電流Ｉｍを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分，緑色光成分，及び青色光成分）を光電変換部４６で光電変換して電流Ｉｎを生成し、これら電流Ｉｍ，Ｉｎを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｍ，Ｉｎで補うことができる。
【０１２２】
また、前述した実施例４の表示装置５０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｈ，Ｉｉを生成していたのに対し、実施例６の表示装置７０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分及び青色光成分も光電変換して電流Ｉｍ，Ｉｎを生成するため、実施例４の表示装置５０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【０１２３】
また、前述した実施例５の表示装置６０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分を主として光電変換して電流Ｉｊ，Ｉｋを生成していたのに対し、実施例６の表示装置７０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換して電流Ｉｍ，Ｉｎを生成するため、実施例５の表示装置６０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【０１２４】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【０１２５】
例えば、実施例１〜３では、光電変換ユニット（光電変換部）の構成を、バックライト側を封止層とし、太陽光等の外部光が照射される側を透明基板としたが、これに限定されるものではない。例えば上記構成とは逆に、バックライト側を透明基板とし、太陽光等の外部光が照射される側を封止層としてもよい。
【０１２６】
また、実施例４〜６では、光電変換ユニット（光電変換部）の構成を、バックライト側を封止層とし、太陽光等の外部光が照射される側を透明基板としたが、これに限定されるものではない。例えば上記構成とは逆に、バックライト側を透明基板とし、太陽光等の外部光が照射される側を封止層としてもよい。
但し、通常、光電変換ユニット（光電変換部）に対し、バックライトから照射される光よりも外部から照射される光、例えば太陽光の方が光強度が強いので、太陽光が電子供与体層，電子受容体層，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過する、実施例４〜６と同じ構成にすることが望ましい。
【０１２７】
また、実施例１〜６では、電子供与体層の材料として亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）に替えて銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いてもよい。
【０１２８】
また、実施例２，３では、２つの電子供与体層（３７，３８），（４７，４８）がそれぞれルブレンを含む構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば一方の電子供与体層のみがルブレンを含む構成としてもよい。
【０１２９】
また、実施例３では、２つの電子供与体層４７，４８がそれぞれクマリンを含む構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば一方の電子供与体層のみがクマリンを含む構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１，３０，４０，５０，６０，７０＿表示装置、 ２＿液晶表示パネル、 ３＿バックライトユニット、 ４，３４，４４，５４，６４，７４＿光電変換ユニット、 ５＿電流貯蔵部、 １０，２０，３５，３６，４５，４６，５５，６５，７５＿光電変換部、 １１＿封止層、 １２，２２＿透明電極、 １３，２３＿正孔取出し層、 １４，２４，３７，３８，４７，４８＿電子供与体層、 １５，２５＿電子受容体層、 １６＿共通反射電極、 ２１＿透明基板、 ５２＿半透過半反射電極、 Ａ２＿表示面、 Ａ３＿発光面、 Ａ４，Ａ５４＿受光面、 Ｂ２＿背面、 Ｂ３＿発光面、 Ｂ４，Ｂ５４＿受光面、 Ｌａ，Ｌｂ＿白色光、 Ｌｃ＿太陽光、 Ｉｂ〜Ｉｎ＿電流
【技術分野】
【０００１】
本発明はバックライトユニットを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、表示装置の一形態として、液晶表示パネルの背面に向けて光を照射するバックライトユニットを備えた液晶表示装置が普及している。液晶表示装置に用いられるバックライトユニットの光源として、一般的に冷陰極管が用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は、バックライトユニットから液晶表示パネルの背面に向けて光を照射した状態で、液晶表示パネル内に充填された液晶を画素毎に駆動させることにより、所定の画像を表示するものである。
しかしながら、冷陰極管バックライトユニットを用いた液晶表示装置では、画面全体が黒表示のときもバックライトユニットから液晶表示パネルの背面に向けて光が常に照射されているため、電流消費を増大させる要因となっている。特に、バッテリーを用いる携帯型の液晶表示装置では駆動時間が短いため、電流消費の低減に対する要求が強い。
【０００４】
そこで、冷陰極管に代えてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた液晶表示装置が市場に現れ始めている。ＬＥＤバックライトユニットを用いた液晶表示装置では、表示される画像に応じてＬＥＤをエリア毎に消灯する、所謂、エリアコントロールができるので、冷陰極管バックライトユニットを用いた液晶表示装置よりも電流消費を低減することができる。
ＬＥＤバックライトユニットを用いた液晶表示装置の一例が例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現状では、大画面化による電流消費の増大化に対してバッテリー容量が不足しており、またエコロジーの点においても、電流消費に対するさらなる改善が望まれる。
【０００７】
そこで、本発明は、従来よりも電流消費の低減を可能とする表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は次の表示装置を提供する。
１）画像を表示する表示面（Ａ２）、及び前記表示面に対向する背面（Ｂ２）を有する表示パネル（２）と、前記表示パネルの前記背面に向けて第１の光（Ｌａ）を照射し、前記背面とは異なる方向に向けて第２の光（Ｌｂ）を照射するバックライトユニット（３）と、前記第２の光を受光する第１の受光面（Ａ４，Ａ５４）、及び外部から第３の光（Ｌｃ）を受光する第２の受光面（Ｂ４，Ｂ５４）を有し、前記第１の受光面で受光した前記第２の光を光電変換して第１の電流（Ｉｂ，Ｉｈ）を生成し、前記第２の受光面で受光した前記第３の光を光電変換して第２の電流（Ｉｃ，Ｉｉ）を生成する光電変換ユニット（４，５４）と、を備えていることを特徴とする表示装置（１，５０）。
２）前記光電変換ユニット（４）は、前記第１の受光面（Ａ４）及び前記第２の受光面（Ｂ４）のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板（２１）と、前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、第１の透明電極（２２）と、第１の正孔取出し層（２３）と、第１の電子供与体層（２４）と、第１の電子受容体層（２５）と、前記第２の光及び前記第３の光を反射する共通反射電極（１６）と、第２の電子受容体層（１５）と、第２の電子供与体層（１４）と、第２の正孔取出し層（１３）と、第２の透明電極（１２）と、封止層（１１）と、を備えていることを特徴とする１）記載の表示装置（１）。
３）前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、及び前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第１の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする２）記載の表示装置。
４）前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、又は前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第１の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第２の色素をさらに含んでいることを特徴とする３）記載の表示装置。
５）前記光電変換ユニット（５４）は、前記第１の受光面（Ａ５４）及び前記第２の受光面（Ｂ５４）のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板（２１）と、前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、透明電極（２２）と、正孔取出し層（１３）と、電子供与体層（１４）と、電子受容体層（１５）と、前記第２の光及び前記第３の光の一部をそれぞれ透過し、残りをそれぞれ反射する半透過半反射電極（５２）と、封止層（１１）と、を備えていることを特徴とする１）記載の表示装置（５０）。
６）前記電子供与体層及び前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第３の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする５）記載の表示装置。
７）前記電子供与体層又は前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第３の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第４の色素をさらに含んでいることを特徴とする６）記載の表示装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来よりも電流消費の低減が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の表示装置の実施例１を説明するための模式的断面図である。
【図２】冷陰極管の発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図３】ＬＥＤの発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図４】有機ＥＬ素子の発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図５】実施例１の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図６】フラーレンの吸収スペクトルの代表例を示す図である。
【図７】亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルの代表例を示す図である。
【図８】本発明の表示装置の実施例２を説明するための模式的断面図である。
【図９】実施例２の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１０】ルブレンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図１１】本発明の表示装置の実施例３を説明するための模式的断面図である。
【図１２】実施例３の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１３】クマリンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す図である。
【図１４】本発明の表示装置の実施例４を説明するための模式的断面図である。
【図１５】実施例４の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１６】本発明の表示装置の実施例５を説明するための模式的断面図である。
【図１７】実施例５の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【図１８】本発明の表示装置の実施例６を説明するための模式的断面図である。
【図１９】実施例６の表示装置の光電変換ユニットを説明するための模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例１〜実施例６により図１〜図１９を用いて説明する。
【００１２】
＜実施例１＞
図１に示すように、表示装置１は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット４の受光面Ａ４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ４を有し、受光面Ａ４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｂを生成し、受光面Ｂ４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｃを生成する光電変換ユニット４と、光電変換ユニット４で生成された電流Ｉｂ及び電流Ｉｃを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００１３】
バックライトユニット３の発光面Ａ３から液晶表示パネル２の背面Ｂ２に照射された白色光Ｌａは、液晶表示パネル２で画素毎に変調され、液晶表示パネル２の表示面Ａ２に画像として表示される。
【００１４】
バックライトユニット３の光源として、例えば冷陰極管，ＬＥＤ（Light Emitting Diode），及び有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子を用いることができる。
【００１５】
ここで、冷陰極管，ＬＥＤ，及び有機ＥＬ素子の発光スペクトルについて、図２〜図４を用いて説明する。
図２に冷陰極管の発光スペクトルの代表例を示す。図３にＬＥＤの発光スペクトルの代表例を示す。図４に有機ＥＬ素子の発光スペクトルの代表例を示す。図２〜図４において、横軸は発光波長を示し、縦軸は発光強度を示す。
【００１６】
図２に示すように、冷陰極管の発光スペクトルは、発光波長が４３０ｎｍ付近，５５０ｎｍ付近，及び６１０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有するが、いずれのピークも半値幅の狭い急峻なピークであるため、光電変換部１０で生成される電流Ｉｂ量は小さなものとなる。
【００１７】
これに対し、図３に示すように、ＬＥＤの発光スペクトルは、発光波長が４６０ｎｍ付近及び５６０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有し、いずれのピークも半値幅の広いブロードなピークであるため、光電変換部１０で生成される電流Ｉｂ量は冷陰極管を用いたときよりも大きなものとなる。
【００１８】
図４に示すように、有機ＥＬ素子の発光スペクトルもＬＥＤの発光スペクトルとほぼ同様に、発光波長が４６０ｎｍ付近及び５６０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有し、いずれのピークも半値幅の広いブロードなピークであるため、光電変換部１０で生成される電流Ｉｂ量は冷陰極管を用いたときよりも大きなものとなる。
【００１９】
上述した理由により、バックライトユニット３の光源として、冷陰極管よりも、ＬＥＤや有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
また、バックライトユニット３の光源にＬＥＤや有機ＥＬ素子を用いることにより、表示される画像に応じてＬＥＤや有機ＥＬ素子をエリア毎に消灯又は照度調整する、所謂、エリアコントロールができるので、冷陰極管を用いたときよりも電流消費を低減することができる。
【００２０】
図５に示すように、光電変換ユニット４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１参照）から受光面Ａ４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｂを生成する光電変換部１０と、外部から受光面Ｂ４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｃを生成する光電変換部２０と、を備えている。
【００２１】
光電変換部１０は、バックライトユニット３側から、封止層１１，透明電極１２，正孔取出し層１３，電子供与体層１４，電子受容体層１５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００２２】
光電変換部２０は、太陽光Ｌｃが照射される外部側から、透明基板２１，透明電極２２，正孔取出し層２３，電子供与体層２４，電子受容体層２５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００２３】
共通反射電極１６は、光電変換部１０で生成された電流Ｉｂ、及び光電変換部２０で生成された電流Ｉｃを外部（電流貯蔵部５）に取り出すための、光電変換部１０及び光電変換部２０の共通電極である。
また、共通反射電極１６は、バックライトユニット３側から入射した白色光Ｌｂを反射し、外部から入射した太陽光Ｌｃを反射する反射電極である。
【００２４】
白色光Ｌｂは、光電変換部１０の電子供与体層１４，電子受容体層１５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って共通反射電極１６で反射し、再び電子供与体層１４，電子受容体層１５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通ってバックライトユニット３に向けて照射される。
即ち、白色光Ｌｂは、光電変換部１０の電子供与体層１４，電子受容体層１５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過するため、光電変換部１０の光電変換効率が向上する。
また、光電変換部１０で光電変換されなかった残りの白色光Ｌｂは、バックライトユニット３に入射するため、バックライトユニット３の液晶表示パネル２への照射効率が向上する。
【００２５】
太陽光Ｌｃは、光電変換部２０の電子供与体層２４，電子受容体層２５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って共通反射電極１６で反射し、再び電子供与体層２４，電子受容体層２５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って外部に放出される。
即ち、太陽光Ｌｃは、光電変換部２０の電子供与体層２４，電子受容体層２５，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過するため、光電変換部２０の光電変換効率が向上する。
【００２６】
電子供与体層１４，２４を構成する電子供与体として、バックライトユニット３から照射される白色光Ｌｂの発光波長領域、及び外部から照射される太陽光Ｌｃの発光波長領域に少なくとも一部が重なる吸収波長領域を有する色素（蛍光色素）を用いる。実施例１では（後述する実施例２〜６も同様）、電子供与体層１４，２４を構成する電子供与体として、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）を用いた。
【００２７】
電子受容体層１５，２５を構成する電子受容体として、バックライトユニット３から照射される白色光Ｌｂの発光波長領域、及び外部から照射される太陽光Ｌｃの発光波長領域と少なくとも一部が重なる吸収波長領域を有する色素（蛍光色素）を用いる。実施例１では（後述する実施例２〜６も同様）、電子供与体層１４，２４を構成する電子受容体として、フラーレン（Ｃ６０）を用いた。
【００２８】
ここで、フラーレン及び亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルについて、図６及び図７を用いて説明する。
図６にフラーレンの吸収スペクトルの代表例を示す。図７に亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルの代表例を示す。図６及び図７において、横軸は吸収波長を示し、縦軸は吸収強度を示す。
【００２９】
図６に示すように、フラーレンの吸収スペクトルは、吸収波長が５４０ｎｍ付近に吸収強度の強く、かつ半値幅の広いブロードなピークを有する。
一方、図７に示すように、亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルは、吸収波長が６７０ｎｍ付近に吸収強度の強く、かつ半値幅がフラーレンよりも狭いピークを有する。
【００３０】
ここで、図６に示すフラーレンの吸収スペクトルと前述した図３に示すＬＥＤの発光スペクトルとを比較すると、ＬＥＤの発光ピーク及びその近傍の領域にフラーレンの吸収ピーク及びその近傍の領域が存在するため、バックライトユニット３の光源としてＬＥＤを用いた場合、ＬＥＤから光電変換部１０に照射された白色光Ｌｂを電子受容体層１５で効率的に吸収することができる。
【００３１】
次に、図７に示す亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルと前述した図３に示すＬＥＤの発光スペクトルとを比較すると、亜鉛フタロシアニンは波長が５５０ｎｍよりも短い光をほとんど吸収しない。そのため、バックライトユニット３の光源としてＬＥＤを用いた場合、光電変換部１０に照射された白色光Ｌｂにおける波長が５５０ｎｍ以上である赤色光成分を吸収する一方、波長が５５０ｎｍよりも短い緑色光成分や青色光成分はほとんど吸収しない。
【００３２】
そのため、光電変換部１０において、電子供与体層１４に亜鉛フタロシアニンを用い、電子受容体層１５にフラーレンを用いた場合、主として、白色光Ｌｂの赤色光成分のみが光電変換部１０で光電変換され、電流Ｉｂが生成される。
【００３３】
同様に、光電変換部２０において、電子供与体層２４に亜鉛フタロシアニンを用い、電子受容体層２５にフラーレンを用いた場合、主として、太陽光Ｌｃの赤色光成分のみが光電変換部２０で光電変換され、電流Ｉｃが生成される。
【００３４】
バックライトユニット３の光源として有機ＥＬ素子を用いた場合も、上述したＬＥＤを用いた場合と同様に、主として白色光Ｌｂの赤色光成分のみが光電変換部１０で光電変換されて電流Ｉｂが生成される。また、主として太陽光Ｌｃの赤色光成分のみが光電変換部２０で光電変換されて電流Ｉｃが生成される。
【００３５】
バックライトユニット３の光源、例えば有機ＥＬ素子の製造方法の一例を以下に説明する。
【００３６】
厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート（ＰＣ）基板上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□（ohm/square）となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００３７】
次に、ＩＴＯ膜上に、厚さ６０ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜、厚さ５ｎｍの五酸化バナジウム膜、厚さ２０ｎｍのＮ，Ｎ‘−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ‘−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）膜、厚さ５ｎｍの黄色発光層、厚さ３０ｎｍの青色発光層、厚さ６ｎｍのトリス−（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）膜、及び厚さ１０ｎｍの２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００３８】
さらに、ＢＣＰ膜上に、厚さ５ｎｍのＡｌ膜を真空蒸着法を用いて成膜した後、Ａｌ膜上に厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００３９】
その後、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルムで封止することにより、バックライトユニット３の光源となる有機ＥＬ素子を作製することができる。
【００４０】
次に、光電変換ユニット４の製造方法の一例を以下に説明する。
【００４１】
厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００４２】
次に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、正孔取出し層形成用塗工液（導電性高分子ペースト； ポリ（３，４）−エチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルフォン酸重合物の水分散体）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層２３を形成する。
【００４３】
次に、正孔取出し層２３上に、電子供与体層２４である厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレン（Ｃ６０）との混合膜、及び電子受容体層２５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００４４】
さらに、フラーレン膜上に、共通反射電極１６である厚さ１００ｎｍの金属膜、例えばＡｌ膜を真空蒸着法を用いて成膜し、光電変換部２０を形成する。
【００４５】
さらに、金属膜（共通反射電極１６）上に、電子受容体層１５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、及び電子供与体層１４である厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００４６】
次に、亜鉛フタロシアニン膜（電子供与体層１４）上に、上述した同様の正孔取出し層形成用塗工液をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３を形成する。
【００４７】
次に、正孔取出し層１３上に、透明電極１２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００４８】
さらに、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換部２０上に光電変換部１０が積層された光電変換ユニット４を作製することができる。
【００４９】
上述した表示装置１によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分）を光電変換部１０で光電変換して電流Ｉｂを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分）を光電変換部２０で光電変換して電流Ｉｃを生成し、これら電流Ｉｂ，Ｉｃを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｂ，Ｉｃで補うことができる。
【００５０】
＜実施例２＞
実施例２は、実施例１に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例１と同じである。
そこで、以下に実施例１とは異なる構成要素及び製造方法を中心にして図８及び図９を用いて説明する。実施例２では、説明をわかりやすくするために、実施例１と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００５１】
図８に示すように、実施例２の表示装置３０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット３４の受光面Ａ４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ４を有し、受光面Ａ４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｄを生成し、受光面Ｂ４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｅを生成する光電変換ユニット３４と、光電変換ユニット３４で生成された電流Ｉｄ及び電流Ｉｅを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００５２】
図９に示すように、光電変換ユニット３４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図８参照）から受光面Ａ４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｄを生成する光電変換部３５と、外部から受光面Ｂ４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｅを生成する光電変換部３６と、を備えている。
【００５３】
光電変換部３５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，透明電極１２，正孔取出し層１３，電子供与体層３７，電子受容体層１５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００５４】
光電変換部３６は、太陽光Ｌｃが照射される外部側から、透明基板２１，透明電極２２，正孔取出し層２３，電子供与体層３８，電子受容体層２５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００５５】
次に、光電変換ユニット３４の製造方法の一例を以下に説明する。
【００５６】
実施例１と同様に、厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００５７】
次に、実施例１と同様に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層２３を形成する。
【００５８】
次に、正孔取出し層２３上に、厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜、及び厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、電子供与体層３８を形成する。
【００５９】
さらに、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜上に、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、及び電子受容体層２５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００６０】
その後、フラーレン膜上に、共通反射電極１６である厚さ１００ｎｍの金属膜、例えばＡｌ膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、光電変換部３６を形成する。
【００６１】
さらに、金属膜（共通反射電極１６）上に、電子受容体層１５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜、及び厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
最後に成膜した、亜鉛フタロシアニン膜、亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜、及び亜鉛フタロシアニン膜が電子供与体層３７となる。
【００６２】
次に、実施例１と同様に、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜（電子供与体層３７）上に、上述した同様の正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３を形成する。
【００６３】
次に、正孔取出し層１３上に、透明電極１２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００６４】
さらに、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換部３６上に光電変換部３５が積層された光電変換ユニット３４を作製することができる。
【００６５】
ここで、ルブレンの吸収スペクトル及び発光スペクトルについて、図１０を用いて説明する。
図１０にルブレンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す。図１０において、横軸は吸収波長及び発光波長を示し、縦軸は吸収強度及び発光強度を示す。
【００６６】
図１０に示すように、ルブレンの吸収スペクトルは、吸収波長が４９０ｎｍ付近及び５２０ｎｍ付近に吸収強度の強いピークを有し、これらの一部が互いに重なり合っているため、およそ４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の光、即ち緑色成分の光を効率的に吸収することができる。
【００６７】
一方、図１０に示すように、ルブレンの発光スペクトルは、発光波長が５５０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有する。
【００６８】
ここで、図１０に示すルブレンの発光スペクトルと、前述の図７に示す亜鉛フタロシアニンの吸収スペクトルとを比較すると、亜鉛フタロシアニンの吸収ピーク及びその近傍の領域に重なってルブレンの発光ピーク及びその近傍の領域が存在するため、ルブレンが吸収した緑色光成分のエネルギーを亜鉛フタロシアニンに移動させることができる。
【００６９】
そのため、光電変換部３５において、電子供与体層３７に亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を用い、電子受容体層１５にフラーレンを用いた場合、主として、白色光Ｌｂの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換部３５で光電変換され、電流Ｉｄが生成される。
【００７０】
同様に、光電変換部３６において、電子供与体層３８に亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を用い、電子受容体層２５にフラーレンを用いた場合、主として、太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換部３６で光電変換され、電流Ｉｅが生成される。
【００７１】
上述した表示装置３０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色成分及び緑色成分）を光電変換部３５で光電変換して電流Ｉｄを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色成分及び緑色成分）を光電変換部３６で光電変換して電流Ｉｅを生成し、これら電流Ｉｄ，Ｉｅを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｄ，Ｉｅで補うことができる。
【００７２】
また、前述した実施例１の表示装置１では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｂ，Ｉｃを生成していたのに対し、実施例２の表示装置３０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換して電流Ｉｄ，Ｉｅを生成するため、実施例１の表示装置１よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【００７３】
＜実施例３＞
実施例３は、実施例１，２に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例１，２と同じである。
そこで、以下に実施例１，２とは異なる構成要素及び製造方法を中心にして図１１及び図１２を用いて説明する。実施例３では、説明をわかりやすくするために、実施例１，２と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００７４】
図１１に示すように、実施例３の表示装置４０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット４４の受光面Ａ４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ４を有し、受光面Ａ４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｆを生成し、受光面Ｂ４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｇを生成する光電変換ユニット４４と、光電変換ユニット４４で生成された電流Ｉｆ及び電流Ｉｇを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００７５】
図１２に示すように、光電変換ユニット４４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１１参照）から受光面Ａ４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｆを生成する光電変換部４５と、外部から受光面Ｂ４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｇを生成する光電変換部４６と、を備えている。
【００７６】
光電変換部４５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，透明電極１２，正孔取出し層１３，電子供与体層４７，電子受容体層１５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００７７】
光電変換部４６は、太陽光Ｌｃが照射される外部側から、透明基板２１，透明電極２２，正孔取出し層２３，電子供与体層４８，電子受容体層２５，及び共通反射電極１６の順に配置された積層構造を有する。
【００７８】
次に、光電変換ユニット４４の製造方法の一例を以下に説明する。
【００７９】
実施例１，２と同様に、厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００８０】
次に、実施例１，２と同様に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層２３を形成する。
【００８１】
次に、正孔取出し層２３上に、厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜、及び厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、電子供与体層４８を形成する。
【００８２】
さらに、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜上に、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、及び電子受容体層２５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【００８３】
その後、フラーレン膜上に、共通反射電極１６である厚さ１００ｎｍの金属膜、例えばＡｌ膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜し、光電変換部４６を形成する。
【００８４】
さらに、金属膜（共通反射電極１６）上に、電子受容体層１５である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレンとの混合膜、厚さ５ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜、厚さが１０ｎｍで分子比率が１：０．０５：０．０５である亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜、及び厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
最後に成膜した、亜鉛フタロシアニン膜、亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜、及び亜鉛フタロシアニン膜が電子供与体層４７となる。
【００８５】
次に、実施例１，２と同様に、最後に成膜した亜鉛フタロシアニン膜（電子供与体層４７）上に、上述した同様の正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３を形成する。
【００８６】
次に、正孔取出し層１３上に、透明電極１２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【００８７】
さらに、最後に成膜したＩＴＯ膜を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換部４６上に光電変換部４５が積層された光電変換ユニット４４を作製することができる。
【００８８】
ここで、クマリンの吸収スペクトル及び発光スペクトルについて、図１３を用いて説明する。
図１３にクマリンの吸収スペクトル及び発光スペクトルの代表例を示す。図１３において、横軸は吸収波長及び発光波長を示し、縦軸は吸収強度及び発光強度を示す。
【００８９】
図１３に示すように、クマリンの吸収スペクトルは、吸収波長が４００ｎｍ付近に吸収強度の強いピークを有するため、クマリンは青色成分の光を効率的に吸収することができる。
【００９０】
一方、図１３に示すように、クマリンの発光スペクトルは、発光波長が３９０ｎｍ付近に発光強度の強いピークを有する。
【００９１】
ここで、図１３に示すクマリンの発光スペクトルと、前述の図１０に示すルブレンの吸収スペクトルとを比較すると、ルブレンの吸収ピーク及びその近傍の領域に重なってクマリンの発光ピーク及びその近傍の領域が存在するため、クマリンが吸収した青色光成分のエネルギーをルブレンに移動させることができる。
また、ルブレンに移動した青色光成分のエネルギーは、前述した理由と同様の理由により、亜鉛フタロシアニンに移動する。
【００９２】
そのため、光電変換部４５において、電子供与体層４７に亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を用い、電子受容体層１５にフラーレンを用いた場合、主として、白色光Ｌｂの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換部４５で光電変換され、電流Ｉｆが生成される。
【００９３】
同様に、光電変換部４６において、電子供与体層４８に亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を用い、電子受容体層２５にフラーレンを用いた場合、主として、太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換部４６で光電変換され、電流Ｉｇが生成される。
【００９４】
上述した表示装置４０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色成分，緑色成分，及び青色成分）を光電変換部４５で光電変換して電流Ｉｆを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色成分，緑色成分，及び青色成分）を光電変換部４６で光電変換して電流Ｉｇを生成し、これら電流Ｉｆ，Ｉｇを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｆ，Ｉｇで補うことができる。
【００９５】
また、前述した実施例１の表示装置１では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｂ，Ｉｃを生成していたのに対し、実施例３の表示装置４０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分及び青色光成分も光電変換して電流Ｉｆ，Ｉｇを生成するため、実施例１の表示装置１よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【００９６】
また、前述した実施例２の表示装置３０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分を主として光電変換して電流Ｉｄ，Ｉｅを生成していたのに対し、実施例３の表示装置４０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換して電流Ｉｆ，Ｉｇを生成するため、実施例２の表示装置３０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【００９７】
＜実施例４＞
実施例１では、光電変換ユニット４を２つの光電変換部２０，３０を有する構成及び製造方法としたのに対し、実施例４では、光電変換ユニット５４を１つの光電変換部５５を有する構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例１と同じである。
そこで、以下に実施例１とは異なる構成要素及び製造方法を中心にして図１４及び図１５を用いて説明する。実施例４では、説明をわかりやすくするために、実施例１〜３と同じ構成部には同じ符号を付す。
【００９８】
図１４に示すように、実施例４の表示装置５０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット５４の受光面Ａ５４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ５４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ５４を有し、受光面Ａ５４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｈを生成し、受光面Ｂ５４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｉを生成する光電変換ユニット５４と、光電変換ユニット５４で生成された電流Ｉｈ及び電流Ｉｉを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【００９９】
図１５に示すように、光電変換ユニット５４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１４参照）から受光面Ａ５４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｈを生成し、外部から受光面Ｂ５４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｉを生成する光電変換部５５を備えている。
【０１００】
光電変換部５５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，半透過半反射電極５２，電子受容体層１５（２５），電子供与体層１４（２４），正孔取出し層１３（２３），透明電極２２，及び透明基板２１の順に配置された積層構造を有する。
【０１０１】
半透過半反射電極５２は、実施例１の共通反射電極１６及び透明電極１２と比較して、バックライトユニット３側から入射した白色光Ｌｂの一部を透過し、残りを反射するものであり、かつ外部から入射した太陽光Ｌｃの一部を透過し、残りを反射するものである。
【０１０２】
白色光Ｌｂは、その一部が光電変換部５５の半透過半反射電極５２を透過し、電子受容体層１５（２５），電子供与体層１４（２４），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域に達する一方、白色光Ｌｂの残りは半透過半反射電極５２で反射し、バックライトユニット３に向けて照射される。
即ち、白色光Ｌｂは、その一部が光電変換部５５で光電変換されて電流Ｉｈが生成され、残りがバックライトユニット３に向けて反射されるので、バックライトユニット３の液晶表示パネル２への照射効率が向上する。
【０１０３】
太陽光Ｌｃは、光電変換部５５の電子供与体層１４（２４），電子受容体層１５（２５），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って半透過半反射電極５２に達し、その一部が半透過半反射電極５２で反射し、再び電子受容体層１５（２５），電子供与体層１４（２４），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を通って外部に放出される。
即ち、太陽光Ｌｃは、光電変換部５５の電子供与体層１４（２４），電子受容体層１５（２５），及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過するため、光電変換部５５の光電変換効率が向上する。
【０１０４】
次に、光電変換ユニット５４の製造方法の一例を以下に説明する。
【０１０５】
実施例１と同様に、厚さが１２５μｍのフィルム状のポリカーボネート基板（透明基板２１）上に、ＳｉＮＯ膜をＣＶＤ法を用いて成膜し、さらにＳｉＮＯ膜上に透明電極２２であるＩＴＯ膜を膜厚が１５０ｎｍでシート抵抗が２０Ω／□となるように反応性イオンビームスパッタリング法を用いて成膜する。
【０１０６】
次に、実施例１と同様に、ＩＴＯ膜を部分的にエッチングしてパターン化した後、ＩＴＯ膜を覆うようにポリカーボネート基板上に、上述の正孔取出し層形成用塗工液（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）をスピンコート法にて塗布して乾燥させ、厚さ１００ｎｍの正孔取出し層１３（２３）を形成する。
【０１０７】
次に、正孔取出し層１３（２３）上に、電子供与体層１４（２４）である厚さ１０ｎｍの亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）膜、厚さが１５ｎｍで分子比率が１：1である亜鉛フタロシアニンとフラーレン（Ｃ６０）との混合膜、及び電子受容体層１５（２５）である厚さ３０ｎｍのフラーレン膜を、真空蒸着法を用いて順次成膜する。
【０１０８】
さらに、フラーレン膜上に、ＩＴＯ膜とＡｌ膜とをそれぞれ所定の厚さで成膜して半透過半反射電極５２を形成する。
【０１０９】
さらに、半透過半反射電極５２を、ＵＶ硬化型樹脂とＳｉＮＯ膜との積層膜を有する封止用樹脂フィルム（封止層１１）で封止することにより、光電変換ユニット５４を作製することができる。
【０１１０】
上述した表示装置５０によれば、前述の実施例１で説明した理由と同様の理由により、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分）を光電変換ユニット５４で光電変換して電流Ｉｈを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分）を光電変換ユニット５４で光電変換して電流Ｉｉを生成し、これら電流Ｉｈ，Ｉｉを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｈ，Ｉｉで補うことができる。
【０１１１】
＜実施例５＞
実施例５は、実施例４に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例４と同じである。
即ち、実施例５と実施例４との関係は、前述した実施例２と実施例１との関係と同様である。
実施例５では、説明をわかりやすくするために、実施例１〜４と同じ構成部には同じ符号を付す。
【０１１２】
図１６に示すように、実施例５の表示装置６０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット６４の受光面Ａ５４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ５４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ５４を有し、受光面Ａ５４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｊを生成し、受光面Ｂ５４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｋを生成する光電変換ユニット６４と、光電変換ユニット６４で生成された電流Ｉｊ及び電流Ｉｋを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【０１１３】
図１７に示すように、光電変換ユニット６４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１６参照）から受光面Ａ５４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｊを生成し、外部から受光面Ｂ５４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｋを生成する光電変換部６５を備えている。
【０１１４】
光電変換部６５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，半透過半反射電極５２，電子受容体層１５（２５），電子供与体層３７（３８），正孔取出し層１３（２３），透明電極２２，及び透明基板２１の順に配置された積層構造を有する。
【０１１５】
上述した表示装置６０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分及び緑色光成分）を光電変換部６５で光電変換して電流Ｉｊを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分及び緑色光成分）を光電変換部６５で光電変換して電流Ｉｋを生成し、これら電流Ｉｊ，Ｉｋを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｊ，Ｉｋで補うことができる。
【０１１６】
また、前述した実施例４の表示装置５０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｈ，Ｉｉを生成していたのに対し、実施例５の表示装置６０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分も光電変換して電流Ｉｊ，Ｉｋを生成するため、実施例４の表示装置５０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【０１１７】
＜実施例６＞
実施例６は、実施例４，５に対して、電子供与体層として亜鉛フタロシアニンとルブレンとクマリンとの混合膜を含む構成及び製造方法とした点で相違し、それ以外の構成及び製造方法は実施例４，５と同じである。
即ち、実施例６と実施例４，５との関係は、前述した実施例３と実施例１，２との関係と同様である。
実施例６では、説明をわかりやすくするために、実施例１〜５と同じ構成部には同じ符号を付す。
【０１１８】
図１８に示すように、実施例６の表示装置７０は、互いに対向する表示面Ａ２及び背面Ｂ２を有する透過型の液晶表示パネル２と、互いに対向する発光面Ａ３及び発光面Ｂ３を有し、発光面Ａ３から例えば白色光Ｌａを液晶表示パネル２の背面Ｂ２に向けて照射し、発光面Ｂ３から例えば白色光Ｌｂを後述する光電変換ユニット７４の受光面Ａ５４に向けて照射する両面発光型のバックライトユニット３と、両面発光型のバックライトユニット３の発光面Ｂ３から照射された白色光Ｌｂを受光する受光面Ａ５４、及び外部から照射された外部光、例えば太陽光Ｌｃを受光する受光面Ｂ５４を有し、受光面Ａ５４で受光した白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｍを生成し、受光面Ｂ５４で受光した太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｎを生成する光電変換ユニット７４と、光電変換ユニット７４で生成された電流Ｉｍ及び電流Ｉｎを蓄えるバッテリー等の電流貯蔵部５と、を備えている。
【０１１９】
図１９に示すように、光電変換ユニット７４は、バックライトユニット３の発光面Ｂ３（図１８参照）から受光面Ａ５４に照射された白色光Ｌｂを光電変換して電流Ｉｍを生成し、外部から受光面Ｂ５４に照射された太陽光Ｌｃを光電変換して電流Ｉｎを生成する光電変換部７５を備えている。
【０１２０】
光電変換部７５は、バックライトユニット３側から、封止層１１，半透過半反射電極５２，電子受容体層１５（２５），電子供与体層４７（４８），正孔取出し層１３（２３），透明電極２２，及び透明基板２１の順に配置された積層構造を有する。
【０１２１】
上述した表示装置７０によれば、バックライトユニット３から照射された白色光Ｌｂ（主として赤色光成分，緑色光成分，及び青色光成分）を光電変換部７５で光電変換して電流Ｉｍを生成し、外部から照射された太陽光Ｌｃ（主として赤色光成分，緑色光成分，及び青色光成分）を光電変換部４６で光電変換して電流Ｉｎを生成し、これら電流Ｉｍ，Ｉｎを電流貯蔵部５で蓄えることにより、液晶表示パネル２へ白色光Ｌａを照射するために電流貯蔵部５で消費された電流を、これら生成された電流Ｉｍ，Ｉｎで補うことができる。
【０１２２】
また、前述した実施例４の表示装置５０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分を主として光電変換して電流Ｉｈ，Ｉｉを生成していたのに対し、実施例６の表示装置７０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分に加えて緑色光成分及び青色光成分も光電変換して電流Ｉｍ，Ｉｎを生成するため、実施例４の表示装置５０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【０１２３】
また、前述した実施例５の表示装置６０では白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分を主として光電変換して電流Ｉｊ，Ｉｋを生成していたのに対し、実施例６の表示装置７０では、白色光Ｌｂ及び太陽光Ｌｃの赤色光成分及び緑色光成分に加えて青色光成分も光電変換して電流Ｉｍ，Ｉｎを生成するため、実施例５の表示装置６０よりもさらに光電変換効率が向上し、電流の生成量を増加させることができる。
【０１２４】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【０１２５】
例えば、実施例１〜３では、光電変換ユニット（光電変換部）の構成を、バックライト側を封止層とし、太陽光等の外部光が照射される側を透明基板としたが、これに限定されるものではない。例えば上記構成とは逆に、バックライト側を透明基板とし、太陽光等の外部光が照射される側を封止層としてもよい。
【０１２６】
また、実施例４〜６では、光電変換ユニット（光電変換部）の構成を、バックライト側を封止層とし、太陽光等の外部光が照射される側を透明基板としたが、これに限定されるものではない。例えば上記構成とは逆に、バックライト側を透明基板とし、太陽光等の外部光が照射される側を封止層としてもよい。
但し、通常、光電変換ユニット（光電変換部）に対し、バックライトから照射される光よりも外部から照射される光、例えば太陽光の方が光強度が強いので、太陽光が電子供与体層，電子受容体層，及びこれらの界面近傍の電荷分離領域を２度通過する、実施例４〜６と同じ構成にすることが望ましい。
【０１２７】
また、実施例１〜６では、電子供与体層の材料として亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）に替えて銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いてもよい。
【０１２８】
また、実施例２，３では、２つの電子供与体層（３７，３８），（４７，４８）がそれぞれルブレンを含む構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば一方の電子供与体層のみがルブレンを含む構成としてもよい。
【０１２９】
また、実施例３では、２つの電子供与体層４７，４８がそれぞれクマリンを含む構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば一方の電子供与体層のみがクマリンを含む構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１，３０，４０，５０，６０，７０＿表示装置、 ２＿液晶表示パネル、 ３＿バックライトユニット、 ４，３４，４４，５４，６４，７４＿光電変換ユニット、 ５＿電流貯蔵部、 １０，２０，３５，３６，４５，４６，５５，６５，７５＿光電変換部、 １１＿封止層、 １２，２２＿透明電極、 １３，２３＿正孔取出し層、 １４，２４，３７，３８，４７，４８＿電子供与体層、 １５，２５＿電子受容体層、 １６＿共通反射電極、 ２１＿透明基板、 ５２＿半透過半反射電極、 Ａ２＿表示面、 Ａ３＿発光面、 Ａ４，Ａ５４＿受光面、 Ｂ２＿背面、 Ｂ３＿発光面、 Ｂ４，Ｂ５４＿受光面、 Ｌａ，Ｌｂ＿白色光、 Ｌｃ＿太陽光、 Ｉｂ〜Ｉｎ＿電流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示面、及び前記表示面に対向する背面を有する表示パネルと、
前記表示パネルの前記背面に向けて第１の光を照射し、前記背面とは異なる方向に向けて第２の光を照射するバックライトユニットと、
前記第２の光を受光する第１の受光面、及び外部から第３の光を受光する第２の受光面を有し、前記第１の受光面で受光した前記第２の光を光電変換して第１の電流を生成し、前記第２の受光面で受光した前記第３の光を光電変換して第２の電流を生成する光電変換ユニットと、
を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光電変換ユニットは、
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、
第１の透明電極と、
第１の正孔取出し層と、
第１の電子供与体層と、
第１の電子受容体層と、
前記第２の光及び前記第３の光を反射する共通反射電極と、
第２の電子受容体層と、
第２の電子供与体層と、
第２の正孔取出し層と、
第２の透明電極と、
封止層と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、及び前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第１の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、又は前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第１の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第２の色素をさらに含んでいることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記光電変換ユニットは、
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、
透明電極と、
正孔取出し層と、
電子供与体層と、
電子受容体層と、
前記第２の光及び前記第３の光の一部をそれぞれ透過し、残りをそれぞれ反射する半透過半反射電極と、
封止層と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記電子供与体層及び前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第３の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記電子供与体層又は前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第３の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第４の色素をさらに含んでいることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【請求項１】
画像を表示する表示面、及び前記表示面に対向する背面を有する表示パネルと、
前記表示パネルの前記背面に向けて第１の光を照射し、前記背面とは異なる方向に向けて第２の光を照射するバックライトユニットと、
前記第２の光を受光する第１の受光面、及び外部から第３の光を受光する第２の受光面を有し、前記第１の受光面で受光した前記第２の光を光電変換して第１の電流を生成し、前記第２の受光面で受光した前記第３の光を光電変換して第２の電流を生成する光電変換ユニットと、
を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光電変換ユニットは、
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、
第１の透明電極と、
第１の正孔取出し層と、
第１の電子供与体層と、
第１の電子受容体層と、
前記第２の光及び前記第３の光を反射する共通反射電極と、
第２の電子受容体層と、
第２の電子供与体層と、
第２の正孔取出し層と、
第２の透明電極と、
封止層と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、及び前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第１の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の電子供与体層、前記第２の電子供与体層、前記第１の電子受容体層、又は前記第２の電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第１の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第２の色素をさらに含んでいることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記光電変換ユニットは、
前記第１の受光面及び前記第２の受光面のいずれか一方の受光面、及び前記一方の受光面に対向する第１の対向面を有する透明基板と、
前記透明基板の前記第１の対向面上に順次形成された、
透明電極と、
正孔取出し層と、
電子供与体層と、
電子受容体層と、
前記第２の光及び前記第３の光の一部をそれぞれ透過し、残りをそれぞれ反射する半透過半反射電極と、
封止層と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記電子供与体層及び前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有する第３の色素をそれぞれ含んでいることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記電子供与体層又は前記電子受容体層は、前記第２の光の波長領域及び前記第３の光の波長領域に少なくとも一部がそれぞれ重なる吸収波長領域を有すると共に、前記第３の色素の吸収波長領域に少なくとも一部が重なる発光波長領域を有する第４の色素をさらに含んでいることを特徴とする請求項６記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−２４３４３８（Ｐ２０１１−２４３４３８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５１９７（Ｐ２０１０−１１５１９７）
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（０００００４３２９）日本ビクター株式会社 (3,896)
【Ｆターム（参考）】
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