JP2015028523A - 太陽電池複合型の光学部材、太陽電池複合型の表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池を有しつつも、簡易な構造で視認性に優れる透過性を備えた太陽電池複合型の光学部材を提供する。
【解決手段】台形状の断面を有する複数の光透過部（４３）が所定の間隔で配列され、該光透過部間には、光透過部より屈折率の低い部位である間部（４４）が形成されており、間部に太陽電池の層（４７）が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、太陽電池が表面に設置されつつも光を効率よく透過する太陽電池複合型の光学部材、及びこれを備える表示装置に関する。

携帯電話を始めとする、液晶ディスプレイを搭載した携帯用電子機器では、長時間の連続使用に必要な電力を自立して確保することが求められている。現在において最も効果的な方法は、充電用二次電池の容量を拡大することであり、大容量二次電池の開発が活発に進められている。
一方、二次電池と併用して、補助電源として太陽電池を搭載する方式もある。太陽電池は、受光面が光源に対して正対する平面形状であり、受光面積が広いほど大きな出力（電力）を得ることができる。そのため、特に大画面の液晶ディスプレイを搭載した携帯用電子機器では、この液晶ディスプレイの表面が最適な設置場所となる。しかし、一般的に太陽電池は有色で不透明であるため、液晶ディスプレイの表面に太陽電池を設置すると、液晶ディスプレイの表示画像の視認性が著しく低下してディスプレイとして機能を損なってしまう。

特許文献１には、該特許文献１の図４にも表れているように、液晶ディスプレイの表面に開口部を有する太陽電池を設置することで、太陽電池による発電と液晶ディスプレイの視認性とを両立する技術が開示されている。この技術では、液晶ディスプレイの視認性を高めるために、太陽電池に開口部を設けるとともに、液晶ディスプレイのバックライト光を太陽電池の開口部へ誘導するためのレンズを併用している。これにより、レンズを設置しない場合に比べて、太陽電池部分での遮光によりバックライト光の透過率が低下し、液晶ディスプレイの輝度が低くなることを防いでいる。

米国特許出願公開第２００７／０１０２０３５号明細書

しかし、特許文献１に記載の構成では、太陽電池の開口部の配置が液晶ディスプレイの高い解像度に応じて決まるため、太陽電池の開口部と、レンズにより集光されるバックライト光の光路の位置制御には高い精度が必要となるとともに、用いられたレンズの形状不良が視認性を低下させる課題がある。

そこで本発明は上記の問題に鑑み、太陽電池を有しつつも、簡易な構造で視認性に優れる透過性を備えた太陽電池複合型の光学部材を提供することを目的とする。また、これを具備する表示装置を提供する。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、台形状の断面を有する複数の光透過部（４３）が所定の間隔で配列され、該光透過部間には光を反射する間部（４４）が形成されており、間部に太陽電池の層（４７）が形成されている、光学部材（４０）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学部材（４０）において、透過部（４３）は光透過性樹脂により形成されており、間部（４４）は空洞又は透過部よりも屈折率が低い光透過性樹脂が充填されている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光学部材（１４０）において、間部（１４４）には光吸収粒子（１４４ａ）が分散されている。

請求項４に記載の発明は、映像源（１５）と、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材（４０）と、を備える表示装置（１０）である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の表示装置（１０）において、光学部材（４０）が最も観察者側に配置されている。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の表示装置（１０）において、出射光の１／２視野角が±１５°以下である。

請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の表示装置（１０）において、映像源（１５）が液晶パネルであり、該液晶パネルを挟んで一方側には面光源装置（２０）が具備され、液晶パネルを挟んで面光源装置とは反対側に光学部材（４０）が配置されており、面光源装置は、観察者側に向けられる出光面、該出光面に対向する裏面、および出光面と裏面との間の側面を具備する透光性を有する導光板（２１）と、導光板の側面に光を出射可能に配置された光源（２５）と、導光板の観察者側に配置された光学シート（３０）と、を備え、光学シートは、導光板に対向する側の面に稜線が導光方向に直交する方向に延びる凸状の単位プリズム（３２ａ）が複数並べられている。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の表示装置（１０）において、導光板（２１）のうち、光学シート（３０）に対向する面には、単位プリズム（３２ａ）の稜線が延びる方向に対して直交する方向に稜線が延びる凸状の単位光学要素（２３ａ）が複数並べられている。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の表示装置（１０）において、導光板（２１）のうち、光学シート（３０）に対向する側とは反対側の面に複数のプリズム（２２ａ）が形成されている。

請求項１０に記載の発明は、請求項４乃至９のいずれか１項に記載の表示装置（１０）において、光学部材（４０）の間部（４４）のうち映像源側の幅が１μｍ以上である。

請求項１１に記載の発明は、請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の表示装置（１０）において、観察者側正面視において映像源（１５）の画素のピッチと間部（４４）のピッチとが同じであり、画素間となる位置と間部との位置が一致する。

本発明によれば、太陽電池を有して発電可能とされつつも、簡易な構造で視認性に優れる透過性を備えたものとなる。従って透過を要する部位であるか否かを問わず発電に適した部位に太陽電池を配置することができる。

１つの形態にかかる表示装置を説明する分解斜視図である。 面光源装置の１つの断面（図１のＩＩ−ＩＩに沿った断面）を示す分解図である。 面光源装置の他の断面（図１のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面）を示す分解図である。 図３の一部を拡大した図である。 図２の一部を拡大した図である。 太陽電池複合型の光学部材の一断面（図１のＩＩ−ＩＩに沿った断面）を示す図である。 図６の一部を拡大した図である。 間部の他の例を説明する図である。 太陽電池複合型の光学部材における光路例を説明する図である。 観察角度と輝度との関係を説明する図である。 １つの変形例について説明する図である。 他の変形例について説明する図である。

本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明の形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。

図１は１つの形態に係る表示装置１０のうち、液晶パネル１５、面光源装置２０、および太陽電池複合型の光学部材４０に注目して示した分解斜視図である。図１および適宜示す図により表示装置１０について説明する。

表示装置１０は、液晶パネル１５、面光源装置２０、および太陽電池複合型の光学部材４０を備えている。また、表示装置１０には、説明は省略するが、その他これが表示装置として動作するために必要とされる通常の機器を具備している。
ここで図１では紙面上が観察者側となる。

液晶パネル１５は、太陽電池複合型の光学部材４０側に配置された上偏光板１３と、面光源装置２０側に配置された下偏光板１４と、上偏光板１３と下偏光板１４との間に配置された液晶セル１２と、を有している。偏光板１３、１４は、入射した光を直交する二つの偏光成分（Ｐ波およびＳ波）に分解し、一方の方向（透過軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｐ波）を透過させ、当該一方の方向に直交する他方の方向（吸収軸と平行な方向）の偏光成分（例えば、Ｓ波）を吸収する機能を有している。

液晶セル１２は、一つの画素を形成する領域毎に、電界印加がなされ得るようになっている。そして、電界印加された液晶セル１２の配向は変化するようになる。面光源装置２０側（すなわち入光側）に配置された下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分（本実施形態においては、Ｐ波）は、電界印加された液晶セル１２を通過する際にその偏光方向を９０°回転させ、その一方で、電界印加されていない液晶セル１２を通過する際にその偏光方向を維持する。このため、液晶セル１２への電界印加の有無によって、下偏光板１４を透過した特定方向の偏光成分（Ｐ波）が、下偏光板１４の出光側に配置された上偏光板１３をさらに透過するか、又は、上偏光板１３で吸収されて遮断されるか、を制御することができる。

このようにして液晶パネル１５では、面光源装置２０からの光の透過又は遮断を画素毎に制御し、映像を表現することができるように構成されている。

液晶パネルはこのような原理により観察者に対して映像を提供することができるように構成されている。液晶パネルは、その性質上、該液晶パネルの法線方向からの入射光に対しては、出射光のコントラスト、および効率（透過率）は優れている。しかしながら、液晶パネルの法線方向に対して斜めからの入射光、および観察者による斜め方向からの観察についてはコントラストの低下や効率（透過率）の低さが問題となる。すなわち、視野角の拡大とエネルギーの利用効率とは相反するものとなる。特に、ＴＮ型の液晶は、比較的構造が簡易で安価である利点がある一方で、視野角が狭い。これに対して、表示装置１０では、液晶パネルがＴＮ型であっても、高いエネルギー利用効率を維持しつつも、視野角を拡大させることが可能となる。
ただし、ＴＮ型に限られることなく、他の型の液晶パネル（ＳＴＮ、ＶＡ、ＭＶＡ、ＩＰＳ、ＯＣＢ等)が適用されることを妨げるものではなく、このような他の型の液晶パネルでもその効果を奏するものとなる。

次に面光源装置２０について説明する。図２には、図１にＩＩ−ＩＩで示した線に沿った面光源装置２０の厚さ方向（図１の紙面上下方向）断面図、図３には同ＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿った面光源装置２０の厚さ方向（図１の紙面上下方向）断面図を示した。
面光源装置２０は、液晶パネル１５のうち、観察者側とは反対側に配置され、液晶パネル１５に面状の光を出射する照明装置である。図１乃至図３からわかるように、面光源装置２０は、エッジライト型の面光源装置として構成され、導光板２１と、光源２５と、光学シート３０と、反射シート３５と、を有している。

導光板２１は、図１乃至図３からわかるように、基部２２、裏面プリズム２２ａ及び単位光学要素部２３を備えている。導光板２１は透光性を有する材料により形成された全体として板状の部材であり、一方の板面側に単位光学要素部２３が配置されて出光面が形成されている。他方の板面側は裏面とされ、裏面プリズム２２ａが形成されている。すなわち後で説明するように導光板２１にはその表裏面のそれぞれに凹凸形状を備えている。

基部２２、裏面プリズム２２ａ及び単位光学要素部２３をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）等を挙げることができる。

基部２２は、裏面プリズム２２ａ、及び単位光学要素部２３のベースとなる部位で、光がこの中を進むための所定の厚さを有する板状の部位である。

裏面プリズム２２ａは、基部２２の裏面側（単位光学要素部２３が配置される側とは反対側の板面）に形成される凹凸形状であり、三角柱状の複数の裏面プリズム２２ａが並列されている。裏面プリズム２２ａは、凸部の稜線が図１、図３の紙面左右方向、図２の紙面奥／手前方向、に延びる柱状であり、複数の裏面プリズム２２ａは当該延びる方向に直交する方向に所定のピッチで並べて配列されている。本形態の裏面プリズム２２ａは断面が三角形であるがこれに限定されることはなく、多角形、半球状、球の一部、レンズ形状等いずれの形状であってもよい。

単位光学要素部２３は、図１乃至図３からわかるように、基部２２の面のうち光学シート３０側の面に形成される部位であり、複数の単位光学要素２３ａが並列されている。単位光学要素２３ａは、図３に現れる断面を維持して稜線が紙面奥手前方向に延びる柱状の要素であり、その稜線が延在する方向は、単位光学要素２３ａが並列される方向に対して直交する方向である。

図４には図３のうち、単位光学要素２３ａの部分に注目した拡大図を示した。図４からわかるように、単位光学要素２３ａは、基部２２の一方の面上に底辺を有し、基部２２から突出する凸状の三角形形状を有している。本形態の単位光学要素２３ａでは、当該断面における底辺に対向する頂点が曲線状とされている。

また、単位光学要素２３ａの当該断面形状は、次の条件Ａおよび条件Ｂのうちの少なくとも一方を満たすことが好ましい。
条件Ａ：断面三角形形状の頂角以外の角、すなわち、断面三角形形状の基部２２上に位置する底角の角度θ_１、θ_２が、２５°以上４５°以下である。
条件Ｂ：単位光学要素２３ａの底辺の長さＷ_ａに対する、単位光学要素２３ａの高さＨａの比（Ｈ_ａ／Ｗ_ａ）が、０．２以上０．５以下である。
条件Ａおよび条件Ｂの少なくとも一方が満たされる場合、後述するように、導光板２１から出光する光のうち、単位光学要素２３ａが並列される方向（図４の紙面左右方向）に沿った成分について極めて効果的に集光作用が及ぼされる。

また、本形態では、単位光学要素２３ａは図３、図４に現れる断面（単位光学要素２３ａが並列される方向に沿った断面）において、二等辺三角形である。これによれば、正面方向輝度を効果的に上昇させること、および、単位光学要素２３ａの並列方向に沿った面内での輝度の角度分布に対称性を付与することができる。従って、当該断面における断面三角形形状の二つの底角θ_１、θ_２は等しいことが好ましい。ただし、単位光学要素２３ａの断面形状はこれに限られず例えば５角形断面等を用いることもできる。

なお、本件明細書における形状（例えば三角形形状）は、厳密な意味での形状（例えば厳密な三角形形状）のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む形状（例えば略三角形形状）を含む。また同様に、本件明細書において用いる、その他の形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」、「直交」、「楕円」、「円」等の用語も、厳密な意味に縛られることなく、同様の光学的機能を期待し得る程度の誤差を含めて解釈することとする。

以上のような構成を有する導光板２１の寸法は、一例として、以下のように設定され得る。まず、単位光学要素２３ａの具体例として、導光板２１の板面に沿った幅Ｗ_ａ（図４参照）は２０μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、導光板２１の板面への法線方向ｎ_ｄに沿った単位光学要素２３ａの高さＨ_ａ（図４参照）を４μｍ以上２５０μｍ以下とすることができる。また、単位光学要素２３ａの断面形状が三角形形状からなる場合には、頂角θ_３（図４参照）の角度を９０°以上１５０°以下とすることができる。
一方、基部２２の厚さは、０．２ｍｍ以上６ｍｍ以下とすることができる。

以上のような構成からなる導光板２１は、押し出し成型により、又は、基材上に単位光学要素２３ａを賦型することにより、製造することができる。導光板２１の基部２２、裏面プリズム２２ａ、および単位光学要素２３ａをなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。

なお、押し出し成型で製造された導光板２１においては、基部２２と、単位光学要素部２３と、が一体的に形成され得る。また、賦型によって導光板２１を製造する場合、単位光学要素部２３が、基部２２の主部２２ａをなす材料と同一の樹脂材料であっても、異なる材料であってもよい。

図１乃至図３に戻って、光源２５について説明する。光源２５は、導光板２１の基部２２の板状の対向する２組の側面のうち、単位光学要素２３ａの稜線が延びる長手方向両端となる一組の側面のそれぞれに配置される。光源の種類は特に限定されるものではないが、線状の冷陰極管等の蛍光灯、点状のＬＥＤ（発光ダイオード）、又は白熱電球等の種々の態様で構成され得る。本形態では光源２５は複数のＬＥＤからなり、不図示の制御装置により各ＬＥＤの出力、すなわち、各ＬＥＤの点灯および消灯、および／又は、各ＬＥＤの点灯時の明るさを、他のＬＥＤの出力から独立して調節し得るように構成されている。

次に光学シート３０について説明する。図１乃至図３からわかるように、光学シート３０は、シート状に形成された本体部３１と、本体部３１の面のうち、導光板２１に対向する面、つまり入光側面に設けられた単位プリズム部３２と、を有している。

この光学シート３０は、後述するように、入光側から入射した光の進行方向を変化させて出光側から出射させ、正面方向（法線方向）の輝度を集中的に向上させる機能（集光機能）を有している。この集光機能は、主として、光学シート３０のうち、単位プリズム部３２によって発揮される。

図１乃至図３に示すように、本体部３１は、単位プリズム部３２を支持する機能を有した平板状のシート状部材である。そして、本体部３１の面のうち、導光板２１に対面する側とは反対側の面が出光側面となる。本形態において、本体部３１の出光側面は、平坦（平ら）で平滑な面として形成されている。ただし、出光側面は平滑面であることに限定されることはなく、微小な凹凸が付された面（いわゆるマット面）であってもよく、必要に応じた表面形態を適用することが可能である。

単位プリズム部３２は、図１乃至図３によく表れているように、複数の単位プリズム３２ａが本体部３１の入光側面に沿って並べられるように配置されている。より具体的には、単位プリズム３２ａは、当該並べられる方向に直交する方向に、図２に示した所定の断面形状を維持して稜線が延びるように形成された柱状の部材である。その稜線が延びる方向は、単位プリズム３２ａが並べられる方向に直交する方向である他、上記した導光板２１の単位光学要素２３ａの稜線が延びる方向に対して９０度ずれた方向である。従って、単位プリズム３２ａの稜線が延びる方向と単位光学要素２３ａの稜線が延びる方向とは表示装置を正面から見た場合に直交する。

また、単位プリズム３２ａの稜線が延びる方向である長手方向は、正面から観察した場合に、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸と交差している。好ましくは、光学シート３０の単位プリズム３２ａの長手方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して、表示装置の表示面と平行な面（光学シート３０の本体部３１のシート面と平行な面）上で４５°より大きく１３５°より小さい角度で交差している。なお、ここでいう角度は、単位プリズム３２ａの長手方向と下偏光板１４の透過軸とによってなされる角度のうちの、小さい方の角度、すなわち、１８０°以下の角度のことを意味している。とりわけ、本形態においては、光学シート３０の単位プリズム３２ａの長手方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して直交し、光学シート３０の単位プリズム３２ａが並べられる方向は、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸と平行になっていることが好ましい。

次に単位プリズム３２ａの並列方向の断面形状について説明する。図５は、図２のうち、光学シート３０の一部を拡大した図である。ここでｎ_ｄは本体部３１のシート面の法線方向を表わしている。

図５からわかるように、本形態では、単位プリズム３２ａは、本体部３１の導光板２１側面が突出した二等辺三角形の断面を有している。つまり、本体部３１のシート面に平行な方向の単位プリズム３２ａの幅は、本体部３１の法線方向ｎ_ｄに沿って本体部３１から離れるにつれて小さくなる。

また、本形態では、単位プリズム３２ａの外輪郭は、本体部３１の法線方向ｎ_ｄと平行な軸を対称軸として、線対称となっており、断面が二等辺三角形である。これにより、光学シート３０の出光面における輝度は、単位プリズム３２ａの並列方向に平行な面において、正面方向を中心として対称的な輝度の角度分布を有するようになる。

ここで、単位プリズム３２ａの寸法は特に限定されるものではないが、頂角θ_４（図５参照）は６０°以上７０°以下、底辺幅Ｗは５０μｍ程度とすることにより適切な集光特性を得ることができることが多い。

以上のような構成からなる光学シート３０は、押し出し成型により、又は、本体部３１上に単位プリズム３２ａを賦型することにより、製造することができる。光学シート３０をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、表示装置に組み込まれる光学シート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が好適に使用され得る。

本形態では上記のように断面形状が三角形である単位プリズムについて説明したが、これに限定されるものでなく、当該三角形の頂点部が短い上底となる台形であってもよい。また片側斜面又は両側斜面が折れ線状や曲線状である断面であってもよい。

図１乃至図３に戻って、面光源装置２０の反射シート３５について説明する。反射シート３５は、導光板２１の裏面から出射した光を反射して、再び導光板２１内に光を入射させるための部材である。反射シート３５は、金属等の高い反射率を有する材料からなるシート、高い反射率を有する材料からなる薄膜（例えば金属薄膜）を表面層として含んだシート等のいわゆる鏡面反射を可能とするものを好ましく適用することができる。これにより、光の収束性を向上させることが可能となり、エネルギー利用効率をよくすることができる。

次に図１に戻って太陽電池複合型の光学部材４０について説明する。太陽電池複合型の光学部材４０は、光を透過するとともにその際には視野を拡大する手段であり、また太陽電池による発電をする手段でもある。すなわち、液晶パネル１５を透過して、映像情報を得た面光源装置２０からの光を効率よく透過するとともにその際に視野角を拡大する。これにより観察者に対して視野角の広い映像を提供することができる。一方、達した光により発電をすることができる。従って、太陽電池複合型の光学部材４０は、観察者にとって十分見易い映像光を提供するとともに、到達した光の一部を利用して発電することが可能である。
図６は、本形態の表示装置１０に具備される太陽電池複合型の光学部材４０に注目し、図１のＩＩ−ＩＩに沿った方向の断面の一部を示し、その層構成を模式的に表した図である。

太陽電池複合型の光学部材４０は、基材層４１、偏向層４２、及び発電層４５を有している。以下に各層について詳しく説明する。

基材層４１は、偏光層４２を形成するための基材となる層である。基材層４１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とした材料で構成されることが好ましい。基材層４１がＰＥＴを主成分とする場合、基材層４１には、他の樹脂が含まれてもよい。また、各種添加剤を適宜添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。ここで「主成分」とは、基材層を形成する材料全体に対して上記ＰＥＴが５０質量％以上含有されていることを意味する（以下、同様とする。）。

ただし、基材層４１を構成する材料の主成分は、必ずしもＰＥＴであることは必要なく、その他の材料でもよい。これには例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。また、これら樹脂中には、必要に応じて適宜、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を加えても良い。
なお、本形態では、性能に加え、量産性、価格、入手可能性等の観点から、好ましい態様としてＰＥＴを主成分とする樹脂によって基材層４１を構成した。

偏向層４２は、液晶パネル１５側からの映像光を偏向して透過し、その際には視野角を拡大する機能を有する層である。偏向層４２は、図６に示した断面を有して紙面奥／手前側に延在する形状を備える。すなわち、図６に表れる断面において、略台形である透過部４３と、隣り合う２つの透過部４３間に形成された断面が略台形の間部４４と、を備えている。図７には、図６に示した太陽電池複合型の光学部材４０の一部をさらに拡大して示した。

図１を参照するとわかるように、本形態では透過部４３、および間部４４が並べられる方向は、上記した光学シート３０の単位プリズム３２ａが並べられる方向と同じである。従って、透過部４３、および間部４４が上記断面を有して延びる方向も単位プリズム３２ａの稜線が延びる方向と同じであり、導光板２１の単位光学要素２３ａの稜線が延びる方向と正面視で直交する方向である。

透過部４３は光を透過させることを主要の機能とする部位であり、図６、図７に表れる断面において、基材層４１側に長い下底、その反対側（観察者側）に短い上底を有する略台形の断面形状を有する要素である。透過部４３は、基材層４１のシート面に沿って所定の間隔で並列されるとともに、その間には、略台形断面を有する間部４４が形成されている。従って、間部４４は、透過部４３の上底側に長い下底を有し、透過部４３の下底側に短い上底を有する台形断面を有し、ここを空洞又は後述する必要な材料が充填されることにより間部４４が形成される。

透過部４３は屈折率がＮ_ｔとされている。このような透過部４３は、透過部を構成する組成物を硬化させることにより形成することができる。詳しくは後で説明する。屈折率Ｎ_ｔの値は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から１．４９以上１．６５以下であることが好ましい。

間部４４は屈折率がＮ_ｒとされている。屈折率Ｎ_ｒは、透過部４３の屈折率Ｎ_ｔよりも小さい屈折率とされる。このように、間部４４の屈折率を透過部４３の屈折率より小さくすることにより、所定の条件で透過部４３に入射した映像光を透過部４３と間部４４との界面で適切に全反射させることができる。屈折率Ｎ_ｒの値は特に限定されることはないが、間部４４を空洞とすれば屈折率は１であり、低い屈折率の材料を充填するときには適用する材料の入手性の観点等から１．４９以上１．５６以下であることが好ましい。

透過部４３の屈折率Ｎ_ｔと間部４４の屈折率Ｎ_ｒとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、０より大きく０．１５以下であることが好ましい。屈折率を高くすることで、より多くの映像光を反射して視野を拡大することができる。

図７に表したように偏向層４２は例えば次のような形状を有している。
透過部および間部の斜面の傾斜角度（図７のθ_ｋ）は、シート面法線に対して５度以上１５度以下程度が好ましい。θ_ｋを小さくし過ぎると視野角を広げる効果が小さく、視野拡大の機能が低下してしまう。一方、θ_ｋを大きくし過ぎると正面輝度が不足したり、光の損失が大きくなってしまう。具体的には、表示装置からの出射光において、１／２視野角が１５°以下であることが好ましい。
透過部４３および間部４４が並列されるピッチ（図７のｐ）は、液晶パネル１５の画素のピッチと同じ又は十分小さいことが好ましい。同じである場合には、正面視で透過部４３の中央に液晶パネル１５の画素の中央が配置され、当該画素の端部が間部４４の位置となることが好ましい。言い換えると、正面視で画素間となる位置に間部が配置されていることが好ましい。一方、十分小さい場合には、その比率が１／２．４より小さいことが好ましい。
図７にａで示した透過部の出光側幅とピッチｐとの割合である開口率（ａ／ｐ）も上記と同様に液晶パネル１５の画素との関係により適宜調整する必要があるが、正面輝度を維持しつつ、視野角を適切に拡大する観点からそのバランスを考慮すると５０％程度であることが好ましい。
図７にθ_ｍで示した見込み角（一つの間部の出光側の角部と、これに隣り合う他方の間部の入光側の角部とを結ぶ線がシート法線と成す角。）は、２５度以上３５度以下であることが好ましい。θ_ｍを小さくし過ぎると視野角が狭くなりすぎ、視野拡大の機能が低下してしまう。一方、θ_ｍを大きくし過ぎると正面輝度が不足したり、光の損失が大きくなってしまう。
図７にｒで示した液晶パネル１５側となる間部４４の幅は１μｍ以上であることが好ましい。

発電層４５は、発電の機能のための層であり、透明基板４６の一方の面にパターニングされた太陽電池層４７が配置されている。
透明基板４６は太陽電池層４７をパターニングする際の基材として機能する層であり、基材として適切なものである限り可視光に対して透明であれば特に限定されるものではない。このような透明基板としては例えば一般的なカラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。具体的には、無アルカリガラス、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、又は、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材等が挙げられる。

太陽電池層４７は透明基板４６の一方の面にパターニングされた太陽電池が配置されている層である。本形態における太陽電池層４７のパターンは図１、図６、図７からわかるように間部４４のうち基材層４１とは反対側となる端部に配置される。これにより後述するように太陽電池層４７で外光を吸収して発電するとともに外光吸収の効果でコントラストを向上させることができる。一方映像光は透過部４３を透過するので観察者に適切に提供される。このとき視野角が拡大されているので、視野角の広い映像を提供できる。

このような太陽電池層４７の配置は、透明基板４６を偏向層４３のうち基材層４１とは反対側に積層することにより行うことができる。

太陽電池層４７に適用することができる太陽電池はこのようにパターニングすることができれば特にその種類は限定されることはない。これには例えば単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、化合物系、色素増感型、有機薄膜型、量子ドット型等を挙げることができる。

また、配線は不図示であるが、パターニングされた太陽電池層４７に接続され太陽電池複合型の光学部材４０の端部まで導通する透明電極層、及び金属電極層を具備して構成されている。これにより太陽電池層４７で発電された電気を集電することができる。このような配線については公知の形態を適用することが可能である。

このような太陽電池複合型の光学部材４０は例えば次のように製造される。
はじめに基材層４１に透過部４３を形成する。これは、透過部４３の形状を転写できる形状を表面に有する金型ロールと、これに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層４１となるシートを挿入する。このとき、シートと金型ロールとの間に透過部４３を構成する組成物を供給しながらに金型ロールおよびニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された透過部４３に対応する溝（透過部形状を反転した形状）に透過部４３を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの表面形状に沿ったものとなる。

ここで、透過部構成組成物としては、例えば、光硬化型プレポリマー（Ｐ１）に、反応性希釈モノマー（Ｍ１）および光重合開始剤（Ｓ１）を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。

上記光硬化型プレポリマー（Ｐ１）としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。

また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ１）としては、例えば、ビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。

上記光重合開始剤（Ｓ１）としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等）、ベンゾイルホルメート化合物（メチルベンゾイルホルメート等）、チオキサントン化合物（イソプロピルチオキサントン等）、ベンゾフェノン（ベンゾフェノン等）、リン酸エステル化合物（１，３，５−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド等）、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置および光硬化型樹脂組成物の硬化性の観点から任意に選択することができる。なお、透過部４３の着色防止の観点から好ましいのは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよびビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイドである。

これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）および光重合開始剤（Ｓ１）は、それぞれ、１種類で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また必要に応じて、透過部構成組成物中に、塗膜の改質や塗布適性、金型ロールからの離型性を改善させるため、種々の添加剤としてシリコーン系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、等を添加することも可能である。

金型ロールとシートとの間に挟まれ、ここに充填された透過部４３を構成する組成物に対し、シート側から光照射装置により硬化させるための光を照射する。これにより、組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層４１および基材層４１の一方の面上に成形された透過部４３を離型する。

次に、間部４４を形成する。間部４４を空洞とする場合には特に工程を要しないが、ここに低屈折率の材料を充填する際には例えば次のようにおこなう。すなわちまず、上記形成した透過部４３間の溝に間部４４を構成する組成物を充填する。その後、余剰分の当該組成物をドクターブレード等で掻き落とす。そして、残った組成物に透過部４３側から紫外線を照射することによって硬化させ、間部４４を形成することができる。

間部４４を構成する組成物として用いられるものは特に限定されないが、これには例えば、光硬化型プレポリマーに、反応性希釈モノマーおよび光重合開始剤を配合した光硬化型樹脂組成物が好ましく用いられる。

一方、発電層４５は例えば次のように作製される。ここではアモルファスシリコン型の太陽電池により太陽電池層４７を形成する例を説明する。この例では、一般的な製造方法によりパターニングする。すなわち、初めに透明基板４６の一方の面の全面に透明電極層を設け、その上から化学的気相成長（ＣＶＤ）法でアモルファスシリコン層を形成する。そして、水性媒体中にフッ化水素酸を含有するシリコンエッチング液でフォトエッチングすることによりパターニングされた太陽電池層４７を得る。その後、残存したアモルファスシリコン層（太陽電池層４７）上に真空製膜法により金属電極層を形成する。

そして、パターニングされた太陽電池層４７を具備する発電層４５を図６、図７のように位置づけるように偏向層４２に積層する。両者の接着は例えば熱硬化性樹脂により行うことができる。

本形態の表示装置１０には以上のような太陽電池複合型の光学部材４０が具備されている。

本形態では、間部４４を台形断面に形成したが、これに限定されるものではなく、他の断面を有してもよい。図８に例示した。図８の各図では、紙面下が入光側、紙面上が出光側である。図８（ａ）は断面が略三角形である間部４４’の例である。図８（ｂ）は、断面における斜辺の傾斜角が入光側（α）と出光側（β）とで異なる間部４４’’の例である。また、図８（ｃ）は斜辺の傾斜角が入光側から出光側に向けて連続的に変化し、曲線状となっている間部４４’’’の例である。
このような間部の断面形状であってもよい。ただし、後述するように視野拡大部材としてこれが入射光に対して視野を拡大することができるように傾斜していることを要する。

また、本形態では、間部および透過部の延在方向を光学シートの単位プリズムの延在方向と同じとしたが、これに限定されることはなく、導光板の単位光学要素の稜線が延びる方向と同じ方向に延在するようにしてもよい。これによれば、本形態とは９０度ずれた方向に光を拡散し、その視野角を拡大することが可能となる。

次に、以上のような構成を備える表示装置の作用について、光路例を示しつつ説明する。

まず、図２に示すように、光源２５で発光された光は、導光板２１の側面の入光面を介して導光板２１内に入射する。図２には、一例として、光源２５から導光板２１に入射した光Ｌ_２１、Ｌ_２２の光路例が示されている。

図２に示すように、導光板２１へ入射した光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、導光板２１の単位光学要素部２３の面およびその反対側の裏面において、空気との屈折率差による全反射を繰り返し、単位光学要素２３ａが延びる方向へ進んでいく。

ただし、導光板２１の基部２２の裏面側には裏面プリズム２２ａが配置されている。このため、図２に示すように、導光板２１内を進む光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、裏面プリズム２２ａによって進行方向が導光板２１の法線方向に近付くように偏向され、全反射臨界角未満の入射角度で単位光学要素部２３およびその反対側の面に入射することもある。この場合、当該光は、導光板２１の単位光学要素部２３およびその反対側の面から、出射し得る。

単位光学要素部２３から出射した光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、導光板２１の出光側に配置された光学シート３０へと向かう。一方、単位光学要素部２３とは反対側である裏面から出射した光は、導光板２１の背面に配置された反射シート３５で反射され、再び導光板２１内に入射して導光板２１内を進むことになる。

導光板２１内を進行する光と、導光板２１の裏面に配置された裏面プリズム２２ａによる反射は、導光板２１内の導光方向に沿った各区域において生じる。このため、導光板２１内を進んでいる光は、少しずつ、出光面から出射するようになる。これにより、導光板２１の単位光学要素部２３から出射する光の導光方向に沿った光量分布を均一化させることができる。

とりわけ、図示する導光板２１の単位光学要素部２３は複数の単位光学要素２３ａによって構成され、各単位光学要素２３ａの断面形状は、三角形または三角形の頂角を面取りしてなる形状となっている。すなわち、単位光学要素２３ａは、導光板２１の裏面に対して傾斜面２３ａａ、２３ａｂを有して構成されている（図４参照）。従って、単位光学要素２３ａを介して導光板２１から出射する光Ｌ_２１、Ｌ_２２は、例えば図４に光Ｌ_４１で示したように、導光板２１から出射するときに屈折する。この屈折は、単位光学要素２３ａの並列方向において、シート面法線ｎ_ｄに近づく（法線ｎ_ｄとのなす角が小さくなる）屈折である。このような作用により、単位光学要素部２３は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分について、透過光の進行方向を正面方向側に絞り込むことができる。すなわち、単位光学要素部２３は、導光方向と直交する方向に沿った光の成分に対して、集光作用を及ぼすようになる。

以下の条件Ａおよび条件Ｂの少なくとも一方が満たされる場合、単位光学要素部２３は、導光板２１から出光する光に対し、極めて効果的に上記の集光作用を及ぼすようになる（図４参照）。
条件Ａ：断面三角形形状の頂角以外の角、すなわち、断面三角形形状の基部２２上に位置する底角の角度θ_１、θ_２が、２５°以上４５°以下である。
条件Ｂ：単位光学要素２３ａの幅Ｗ_ａに対する、単位光学要素２３ａの高さＨ_ａの比（Ｈ_ａ／Ｗ_ａ）が、０．２以上０．５以下である。

以上のようにして、導光板２１から出射する光の出射角度は、導光板２１の単位光学要素２３ａの並列方向と平行な面において、正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込まれる。

導光板２１から出射した光は、その後、光学シート３０へ入射する。光学シート３０の単位プリズム３２ａは、導光板２１の単位光学要素２３ａと同様に、単位プリズム３２ａの入光面での屈折および全反射によって透過光に対して集光作用を及ぼす。ただし、光学シート３０でその進行方向を変化させられる光は、光学シート３０のうち、単位プリズム３２ａの並列方向とは直交する面内の成分であり、導光板２１で集光させられた成分とは異なる。すなわち、図５にＬ_５１で示したように、単位プリズム３２ａに入射した光は、単位プリズム３２ａと空気との屈折率差に基づいてその界面で全反射する。そのとき、単位プリズム３２ａの斜辺はシート面法線ｎ_ｄに対してθ_４／２傾いているので、界面における反射光は入射光よりも法線ｎ_ｄに近付けられる角度となる。

つまり、導光板２１は、導光板２１の単位光学要素２３ａの並列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。その一方で、光学シート３０では、光学シート３０の単位プリズム３２ａの並列方向と平行な面において、光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に絞り込むようになる。したがって、光学シート３０での光学的作用によって、導光板２１で上昇された正面方向輝度を害すことなく、さらに、正面方向輝度を上昇させることができる。

ここで、液晶パネル１５の下偏光板１４は、一方の偏光成分であるＰ波のみを選択的に透過させ、他方の偏光成分であるＳ波を吸収してしまう。したがって、単位プリズム３２ａの並列方向と交差する単位光学要素２３ａの並列方向に沿った成分が導光板２１によって十分に正面方向に集光されているとの前提に立つと、正面方向からの観察において、光学シート３０の単位プリズム３２ａの長手方向が、液晶パネル１５の下偏光板１４の透過軸に対して、４５°より大きく１３５°より小さい角度で交差していることが好ましく、とりわけ、単位プリズム３２ａの並列方向が、下偏光板１４の透過軸と平行になっていることが好ましい。このような構成によれば、液晶パネル１５での光源光の利用効率をさらに上昇させることができる。

光学シート３０の単位プリズム３２ａ、導光板２１の単位光学要素２３ａは、導光方向に直交する光の成分を集光させることに強く特化して断面形状を決定され得る。このように設計された面光源装置２０によれば、光の利用効率を大幅に向上させることが可能となる。

さらに、光路について説明する。上記のように面光源装置２０を出射した光は、液晶パネル１５の下偏光板１４に入射する。下偏光板１４は、入射光のうち、一方の偏光成分を透過させ、その他の偏光成分を吸収する。下偏光板１４を透過した光は、画素毎への電界印加の状態に応じて、選択的に上偏光板１３を透過するようになる。このようにして、液晶パネル１５によって、面光源装置２０からの光を画素毎に選択的に透過させることにより、液晶表示装置１０の観察者が、映像を観察することができるようになる。

上述したように、面光源装置２０の出光面における正面方向輝度は、導光板２１による集光作用および光学シート３０による集光作用により、高められている。すなわち、本形態における表示装置１０においては、導光板２１の単位光学要素２３ａおよび光学シート３０の単位プリズム３２ａによって光の進行方向を正面方向を中心とした狭い角度範囲内に変化させる機能（集光機能）を有する。そして、これにより光源光の利用効率が改善し、正面方向輝度を極めて効果的に上昇させることができる。

さらに、液晶パネル１５を透過した光は映像光として太陽電池複合型の光学部材４０に入射する。図９に光路例を示した。液晶パネル１５から基材層４１に入射し、透過部４３の中央部付近に入射した垂直光Ｌ_９１は、そのまま透過部４３の内部を直進して通過し、観察者に至る。一方、液晶パネル１５から基材層４１に入射し、透過部４３の端部付近に入射した垂直光Ｌ_９２は、透過部４３と間部４４との屈折率差によりその界面の斜辺にて全反射され、所定の角度をもって観察者側に出光される。このとき、観察者側に出射される光Ｌ_９２は、透過部４３と間部４４との界面の傾斜角度により視野角が広げられる方向に変化する。

また、液晶パネル１５から基材層４１に入射し、透過部４３の端部付近に所定の角度を有して入射した光Ｌ_９３は、透過部４３と間部４４との屈折率差によりその界面の斜辺にて全反射され、入射時とは反対方向にさらに大きな角度をもって観察者側に出光される。このようにして太陽電池複合型の光学部材４０により液晶パネル１５からの映像光の視野を拡大することができる。

また、光Ｌ_９２、光Ｌ_９３のように直進すれば太陽電池層４７に達して観察者に提供されない映像光であっても、偏向層４２で偏向されて観察者に提供することができる。従って、太陽電池層４７があっても十分に明るい映像を出射することが可能である。

ここで、上記したように映像光は面光源装置２０により集光されているので、このように集光された映像光をそのまま出射すると視野角が比較的狭い。これに対して、太陽電池複合型の光学部材４０により視野角を拡大することができる。図１０に模式的に示した。図１０は、横軸に観察角度、縦軸に輝度を表したグラフである。図１０中にＸ_ａで示した破線は液晶パネル１５を出射した時点における観察角度と輝度との関係を表すグラフである。これをみてもわかるように、液晶パネル１５から出射した映像光はその利用効率が向上され、高い輝度を有しているが、視野角が狭い。一方、図１０中にＸ_ｂで示した線は、太陽電池複合型の光学部材４０を出射した時点における観察角度と輝度との関係を表すグラフである。これを見てわかるように、太陽電池複合型の光学部材４０により視野が拡大されている。

また、面光源装置１０により、太陽電池複合型の光学部材４０に入射される光は集光されているので、太陽電池複合型の光学部材４０の間部４４内に侵入する光を減らすことができる。すなわち、透過部４３と間部４４との界面で全反射されて出光される光を多くすることができる。

このような表示装置１０において、太陽電池複合型の光学部材４０の透過部４３の延在方向が垂直となるように配置すれば、水平方向の視野角を拡大することができる。また、透過部４３が延在する方向を水平となるように配置すれば、垂直方向の視野角を拡大することが可能である。

一方、図９に示した外光Ｌ_９４は、太陽電池層４７に達する。従って太陽電池層４７の作用によりここで発電がおこなわれる。本形態では発電された電気は表示装置に備えられた二次電池に充電される。
すなわち、太陽電池複合型の光学部材４０によれば、映像のコントラスト低下の原因となる外光を吸収することができるので、映像のコントラストを向上させることができる。さらに、吸収した光は電力として再利用に供される。

従って太陽電池複合型の光学部材４０は、太陽電池を有しつつも、簡易な構造で視認性に優れる透過性を備えたものとなる。これにより、透過性を必要とする部位か否かを考慮することなく、発電に適する部位を選んで太陽電池を設置することが可能となる。例えば太陽電池複合型の光学部材４０を最も観察者側に配置すれば、太陽光（外光）を受けやすく、発電には好適である。
また、太陽電池複合型の光学部材４０は、曲面を有するレンズと異なり、平面の組み合わせだけで構成されている光学部材であるため、製造工程での形状再現性が高く、光学部材の形状不良を低減することができる。特に、上記したように紫外線硬化性樹脂を金型で成型する製造方法によればさらに形状再現性を高めることができる。これによっても、表示装置の視認性をさらに向上させることが可能となる。

図１１には太陽電池複合型の光学部材４０の変形例である、太陽電池複合型の光学部材１４０について説明する図を示した。図１１は図９に相当する図である。太陽電池複合型の光学部材１４０は、間部１４４に上記界面反射の機能に加え、光を吸収する機能を有する例である。これによれば、太陽電池層４７による光吸収に加え、間部１４４内に侵入した迷光や外光も吸収することができ、さらにコントラストを向上させることが可能である。

この例では例えば図１１に表したように光吸収粒子１４４ａを用いることができる。光吸収粒子として、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられる。ただし、これらに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましく用いられる。こうした着色粒子は、通常、上記の間部を構成する組成物中に３質量％以上３０質量％以下の範囲で含まれる。着色粒子の平均粒子径は１．０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
光吸収粒子１４４ａを間部１４４に分散させて形成させる方法は、上記した間部を構成する組成物の中に光吸収粒子を分散させ、組成物を硬化させることがよい。

太陽電池複合型の光学部材１４０によれば、図１１に外光Ｌ_１１１として示したように、間部１４４と透過部４３との界面に対して全反射しない角度で入射した外光を光吸収粒子１４４ａで吸収することができ、さらにコントラストを向上させることができる。

ここでは、光吸収性能を持たせるために光吸収粒子を間部内に分散させる方法を例に挙げたが、これに限らず、顔料や染料により間部全体を着色してもよい。

図１２には太陽電池複合型の光学部材４０の他の変形例である、太陽電池複合型の光学部材２４０について説明する図を示した。図１２は図１と同様の視点で太陽電池複合型の光学部材２４０を見た斜視図である。
太陽電池複合型の光学部材２４０は、間部２４４及び太陽電池層２４７が格子状に形成され、透過部２４３は間部２４４に囲まれた錐体の一部である形状を有している。

このような太陽電池複合型の光学部材２４０によれば、映像光の視野角拡大の方向を２方向以上に拡張することができる。すなわち格子状のうち一方に延びる間部２４４を水平に、他方に延びる間部２４４を垂直に配置すれば、上下左右の視野角を拡大することもできる。
また、例えば人が指で画面に触れたときその部分が影になり太陽電池層２４７の発電がその部位だけ行われないので、位置を特定するこができ、タッチパネルとして機能させることが可能である。

上記説明した各形態では透過部と間部との屈折率差に基づく全反射を利用して光を偏向する例を説明したが、これに限らず間部内面に光反射性を有する材料の層を形成し、当該材料に基づく反射により光を偏向してもよい。光反射性を有する材料としては例えば金属薄膜等を挙げることができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただしこれは一つの例であり、本発明がこれに限定されることはない。

（実施例の表示装置）
液晶表示装置に用いられるカラーフィルターが具備するブラックマトリックスのパターンに対応したピッチで偏向層を作製した。すなわち、偏向層の光透過部に対応し形状を有する溝（凹部）が上記ピッチで複数設けられた賦形金型ロールを準備した。この賦形金型ロールにエポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を供給装置から供給し、この樹脂を賦形金型ロールとの間に挟むように厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルムをニップロールで押し当てながら貼り合わせた。その後、ＰＥＴフィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させて基材層、及びここに積層された偏向層を得た。

次に発電層を作製するため、透明基板の一方の面の全面に透明電極層を設け、その上から化学的気相成長（ＣＶＤ）法でアモルファスシリコン層を形成した。そして、水性媒体中にフッ化水素酸を含有するシリコンエッチング液でフォトエッチングすることによりパターニングされた太陽電池層を得た。その後、残存したアモルファスシリコン層（太陽電池層）上に真空製膜法により金属電極層を形成して発電層を得た。

その後、液晶パネルに対して、カラーフィルター、及び基材層（偏向層が積層された基材層）を熱硬化性樹脂で接着した。このときカラーフィルターのブラックマトリックスと偏向層のパターンとが一致するように重ね合わせた。

そして、液晶パネルに接着した偏向層上に、作製した発電層を熱硬化性樹脂で接着した。このとき、これまで説明したように、偏向層の間部と発電層の太陽電池層とが一致するように重ね合わせた。
以上により太陽電池複合型の光学部材を含む表示装置を作製した。

（比較例の表示装置）
上記実施例の偏向層の代わりに凸レンズシートを設置し、これ以外は実施例と同様の方法で表示装置を作製した。

（評価）
実施例及び比較例の表示装置に対して輝度及び視野角の測定を行った結果、実施例の表示装置の方が、比較例の表示装置に比べて、輝度および視野角が安定した。

１０ 表示装置
１５ 液晶パネル
２０ 面光源装置
２１ 導光板
２３ 単位光学要素部
２５ 光源
３０ 光学シート
３２ 単位プリズム部
４０ 太陽電池複合型の光学部材
４１ 基材層
４２ 偏向層
４３ 透過部
４４ 間部
４５ 発電層
４６ 透明基板
４７ 太陽電池層

Claims (11)

1. 台形状の断面を有する複数の光透過部が所定の間隔で配列され、該光透過部間には光を反射する間部が形成されており、
   前記間部に太陽電池の層が形成されている、光学部材。
2. 前記透過部は光透過性樹脂により形成されており、前記間部は空洞又は前記透過部よりも屈折率が低い光透過性樹脂が充填されている、請求項１に記載の光学部材。
3. 前記間部には光吸収粒子が分散されている請求項１又は２に記載の光学部材。
4. 映像源と、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材と、を備える表示装置。
5. 前記光学部材が最も観察者側に配置されている請求項４に記載の表示装置。
6. 出射光の１／２視野角が±１５°以下である、請求項４又は５に記載の表示装置。
7. 前記映像源が液晶パネルであり、該液晶パネルを挟んで一方側には面光源装置が具備され、前記液晶パネルを挟んで前記面光源装置とは反対側に前記光学部材が配置されており、
   前記面光源装置は、
   観察者側に向けられる出光面、該出光面に対向する裏面、および前記出光面と前記裏面との間の側面を具備する透光性を有する導光板と、
   前記導光板の前記側面に光を出射可能に配置された光源と、
   前記導光板の前記観察者側に配置された光学シートと、を備え、
   前記光学シートは、前記導光板に対向する側の面に稜線が導光方向に直交する方向に延びる凸状の単位プリズムが複数並べられている、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記導光板のうち、前記光学シートに対向する面には、前記単位プリズムの稜線が延びる方向に対して直交する方向に稜線が延びる凸状の単位光学要素が複数並べられている、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記導光板のうち、前記光学シートに対向する側とは反対側の面に複数のプリズムが形成されている請求項７又は８に記載の表示装置。
10. 前記光学部材の前記間部のうち前記映像源側の幅が１μｍ以上である、請求項４乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
11. 観察者側正面視において前記映像源の画素のピッチと前記間部のピッチとが同じであり、前記画素間となる位置と前記間部との位置が一致する請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の表示装置。

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