JP2006221965A

JP2006221965A - 太陽電池付き表示装置

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Publication number: JP2006221965A
Application number: JP2005034277A
Authority: JP
Inventors: Yoshiya Fujishita; 義也藤下; Masaya Yuasa; 雅也湯浅
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】太陽電池部を目立つ場所に設置してもその色調によって周囲の景観を損なわないようにでき、また太陽電池の発電効率を十分に発揮させることができる太陽電池付き表示装置を提供する。
【解決手段】太陽電池付き表示装置１０における太陽電池部１の形成に、色調の自由度の大きい色素増感型太陽電池を用いることで、太陽電池部１の色調を容易に不自然ではないものとしてその色調によって周囲の景観を損なわないようにできる。また太陽電池を目立つ場所に設置してもその色調による違和感を少なくできることから、太陽光の受光が効率よく行われる場所に設置して太陽電池の発電効率を十分に発揮させることができ得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に屋外に設置され、太陽光の照射によって発電を行うと共に、サイン、警告表示装置、誘導表示装置、道路標識、内照式表示装置、自発光式表示装置等に用いられる太陽電池付き表示装置に関するものである。

太陽電池付き表示装置として、単に表示板の上部に太陽電池を付加したものとしては、例えば特許文献１には表示として広告が、特許文献２には表示として内照式表示板が、特許文献３には表示として避難誘導が、特許文献４には表示として道路標識がそれぞれなされているものが開示されている。

またそれらとは異なり、例えば太陽電池パネルの受光面と、この受光面と対向して配置した導光表示板の導光表示面とを備えてなるもの（例えば特許文献５）や、表示内容を示す表示板と表示板の背面に配置された架台に設けられた太陽電池モジュールが備えられているもの（例えば特許文献６）などが開示されている。

実願平４−５０７９０号のマイクロフィルム（実開平６−１５０８８号）登録実用新案第３０２８２２４号公報特開平１１−１８４４１１号公報特開２００１−２７２９３７号公報特開平１０−１４９１２３号公報特開平１１−２８２３８９号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載のような太陽電池付き表示装置は、太陽電池部を目立つ場所に設置すると、太陽電池自体の色調の自由度が小さいことからその色調により周囲の景観を損なう恐れがあるものであった。また特許文献５及び６に記載のような太陽電池付き表示装置では、太陽電池の設置方向や受光面積が制約され、太陽電池の発電効率を十分に発揮できないという問題点があった。

本発明は上記の如き課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池部を目立つ場所に設置してもその色調によって周囲の景観を損なわないようにでき、また太陽電池の発電効率を十分に発揮させることができる太陽電池付き表示装置を提供せんとするものである。

上記目的を達成するため、本発明は以下のような構成としている。すなわち、本発明に係わる太陽電池付き表示装置は、太陽電池部と表示部とを備え、前記太陽電池部が色素増感型太陽電池であることを特徴とするものである。

本発明に係わる太陽電池付き表示装置によれば、太陽電池部の形成に色調の自由度の大きい色素増感型太陽電池を用いることで、太陽電池部の色調を容易に不自然ではないものとしてその色調によって周囲の景観を損なわないようにできる。また太陽電池を目立つ場所に設置してもその色調による違和感を少なくできることから、太陽光の受光が効率よく行われる場所に設置して太陽電池の発電効率を十分に発揮させることができ得る。

また請求項１に記載の太陽電池付き表示装置において、前記表示部の表示面側が前記太陽電池部の受光面となされていれば、表示部と太陽電池部とが兼ねられて省スペース化を図ることができ好ましい。

また請求項１又は２に記載の太陽電池付き表示装置において、前記表示部が前記太陽電池部の色調を用いて表示内容を形成しているものであれば、太陽電池部の色調を用いることで表示部の形成が容易なものとなり、また太陽電池部は退色が少なく表示部の耐久性向上にも繋がり好ましい。

本発明に係わる最良の実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。

図１は、本発明に係わる太陽電池付き表示装置の、第一の実施形態を示すもので、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）は太陽電池部の詳細を示す断面図である。まず（ａ）において、太陽電池付き表示装置１０は、発光ダイオードがドットマトリックス状に配置されることで、発光により複数種類の表示を行うことができる表示部２を備えた筐体３が支柱Ｓに取り付けられ、支柱Ｓの上端にパネル状の太陽電池部１が受光面１７を斜め上方に向けて取り付けられて形成された自発光式表示装置である。太陽電池付き表示装置１０には、更に蓄電手段や制御手段（図示せず）が備えられ、太陽電池部１により生起された電力が蓄電手段に蓄電されると共に、その電力が表示部２の発光ダイオードの発光に用いられることで、外部電力に頼らないか、又は頼る割合を少なくして情報の表示を行うことができるものである。

太陽電池部１は、（ｂ）に示す如く色素増感型太陽電池であり、電極基材１１に設けられた導電性被膜１２上に光電極層１３が形成され、対向基材１６上に設けられた導電性被膜１５が電解質層１４を介して光電極層１３と相対向することで形成されている。電極基材１１及び導電性被膜１２は光の透過を妨げない程度に透明なものとなされており、光電極層１３に担持される増感色素の色調によって太陽電池部１の色調が設定される。増感色素は三原色のそれぞれのものが知られており、各々を組み合わせることで白色以外の色調の設定が可能であることから色調の自由度が極めて高く、太陽電池部１の色調を周囲の景観に応じた色調とすることで、発電効率が高められるように目立つ場所に設置した場合でも色調による違和感を小さくすることができる。

太陽電池部１を形成する光電極層１３に担持される増感色素としては、クチナシ色素、スイカズラ色素等のカロテノイド系のものやクマリン３４３等のクマリン系色素等のものを用いることで黄色を発現させることができる。その他の色調を発現させるにおいては、赤色であればエオシン系等、青色であればスクレアリリウム系等の色素を用いて発現させることができ、またこれら三原色を適宜の割合で配合することで様々な色調を設定することが可能となり得る。また完全な白色の形成は色素を用いる以上困難であるが、上述の黄色に用いる明度の高い色素を用いて担持量を減ずることで白色に近似する色調とすることができる。

また用いられる用途によっては、増感色素として一般に知られるルテニウム金属錯体色素として、Ｎ３、ブラックダイ、ビピリジン−カルボン酸基、ビピリジン系、フェナントロリン、キノリン、β−ジケトナート錯体等、他にＯｓ金属錯体、Ｆｅ金属錯体、Ｃｕ金属錯体、Ｐｔ金属錯体、Ｒｅ金属錯体等の金属錯体色素や、シアニン色素やメロシアニン色素等のメチン色素、マーキュロクロム色素、キサンテン系色素、ポルフィリン色素、フタロシアニン色素、アゾ系色素、クマリン系色素等の有機系色素などを用いることもできる。

また電極基材１１については、透明性の高いガラス、強化ガラスや、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル等の透明性の高い合成樹脂等を用いることができる。対向基材１６については透明性が必要とされない場合には適宜の材料を用いて形成することができるが、透明性が必要とされる場合には電極基材１１で挙げた材料を好適に用いることができる。また電解質層１４に対する耐久性の高いポリエチレンテレフタレート樹脂に加え、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂といったポリエステル合成樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン樹脂といったポリオレフィン系合成樹脂等も好適に用いることができる。

また光電極層１３は、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｕ_２Ｏ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｆｅ_２ＴｉＯ_３、ＰｂＯ、Ｖ_２Ｏ_５、ＦｅＴｉＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＺｎＯ、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＫＴａＯ_３、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２などの半導体材料を用いて形成された薄膜に上述の増感色素を担持させることで形成でき、半導体材料としてはこれらの内、コストや作業性等から酸化チタン（ＴｉＯ_２）、又は透明性の薄層の形成性に優れる酸化亜鉛（ＺｎＯ）が好適であるが、それに限定されるものではなく適宜のものを用いることができる。

また電解質層１４としては、アセトニトリルとエチレンカーボネートの混合溶液や、メトキシプロピオニトリル等の溶媒に、ヨウ化リチウム、金属ヨウ素等の電解質を加えたもの等の液体電解質や、高分子ゲル電解液等の擬固体化電解質といった液体電解質系、ｐ型半導体、ホール輸送剤等の固体電解質系などを用いることができる。

また電極基材１１側の導電性被膜１２としては、透明性に優れると共に高い導電性を備えるスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、金、白金等やそれらを複数組み合わせたものを真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、泳動電着法等の適宜の方法により形成したり、またはそれらの薄膜が形成されたフィルムを電極基材２に貼着したりする等して形成することができる。

また対向基材１６側の導電性被膜１５としては、白金、カーボン、導電性ポリマーや、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）等の金属酸化物と前記物質との複合材料等を用いて、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、泳動電着法等の適宜の方法により形成したり、またそれらの薄膜が形成されたフィルムを貼着したりする等して形成することができる。

図２は、本発明に係わる太陽電池付き表示装置の、第二の実施形態を示すもので、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の詳細を示す断面図である。まず（ａ）において、太陽電池付き表示装置１０は、二本の支柱Ｓ１、Ｓ２が立設され、支柱Ｓ１及びＳ２に津波発生時の避難誘導に関する詳細を表示する表示板である表示部２Ａが取り付けられ、支柱Ｓ２が表示部２Ａの上方へ更に延長されて、表示部２Ａの上方に支柱Ｓ２によって津波のピクトが表示された表示部２Ｂが取り付けられて形成された避難誘導装置である。表示部２Ａ及び２Ｂは、方向α側から表示内容が視認されるようになされており、また支柱Ｓ１及びＳ２には取付金具Ｋを介して方向α側とは反対の面側に取り付けられている。

次に（ｂ）において、表示部２の方向α側には情報を表示した表示面２１が形成されているが、表示面２１の更に方向α側に太陽電池部１が設けられていることで、表示部２の表示面２１側が太陽電池部１の受光面１７となされている。太陽電池部１は透明なものとなされることで、方向α側から太陽電池部１を通して表示面２１の表示内容が視認できるようになされている。太陽電池部１に太陽光が照射されることで生起される電力は、太陽電池付き表示装置１０に付随させる音声警報装置や感震センサー（図示せず）、太陽電池付き表示装置１０に設けられている照明灯等適宜の電気機器に供給して用いることができる。

かかる構成により、太陽電池部１が全く目立つことがなく、且つ省スペース化を図ることができ、更には表示部２の表示面２１と反対側の面に配置された支柱Ｓ１及びＳ２や取付金具Ｋによって太陽電池部１に入射される太陽光が妨げられることがなく、太陽電池部１の発電効率は十分なものとなり得る。

尚、本実施形態における太陽電池部１は無色透明なものに限定されず、着色透明なものとして、表示面２１の色調と併せて表示部２の色調を設定してもよい。例えば、表示面２１を白地として情報が記載されている部分を黒色とし、光電極層１３に黄色の増感色素を担持させて形成した黄色透明な太陽電池部１を前面に配置することで、警戒色である黄色地の避難誘導表示を得ることができる。また表示部２Ａのみならず、表示部２Ｂについても太陽電池部１を設けてもよい。

図３は、本発明に係わる太陽電池付き表示装置の、第三の実施形態を示すもので、（ａ）は全体を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の詳細を示す断面図である。まず（ａ）において、外観は第二の実施形態に示したものとほぼ同一のもので、表示面２１としては下地となる黄色部２２と情報を描画した黒色部２３とが備えられている。（ｂ）において、黄色部２２については黄色の増感色素が担持された光電極層１３Ａによって形成され、黒色部２３については三原色の色素が配合されて黒色となされた色素が担持された光電極層１３Ｂによって形成されており、増感色素によって表示面２１の表示内容が描画されることで、表示部２が太陽電池部１の色調を用いて表示内容を形成するものとなされている。

かかる構成により、第二の実施形態において得られる利点に加え、太陽電池部１と表示部２とを別個に設ける必要がなく材料や形成に係わる作業を低減することができ、また増感色素によって描画された表示内容は通常のインキ等によるものより退色がしにくく、表示部２としての耐久性を高めることにも繋がる。

本発明に係わる太陽電池付き表示装置は、これらの実施形態に示した自発光式表示装置や誘導表示装置に限定されるものではなく、他にもサイン、警告表示装置、道路標識、内照式表示装置等に適用して、太陽電池部によって生起される電力を活用しつつ、上述の如き利点を発揮して、表示スペースの活用、省資源化、色調や外観による周囲の景観への配慮等、これらの装置に求められる種々の性能の向上に繋げることができる。

本発明に係わる太陽電池付き表示装置の、第一の実施形態を示す説明図である。本発明に係わる太陽電池付き表示装置の、第二の実施形態を示す説明図である。本発明に係わる太陽電池付き表示装置の、第三の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１太陽電池部
１７受光面
２表示部
２１表示面
１０太陽電池付き表示装置

Claims

太陽電池部と表示部とを備え、前記太陽電池部が色素増感型太陽電池であることを特徴とする太陽電池付き表示装置。
前記表示部の表示面側が前記太陽電池部の受光面となされていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池付き表示装置
前記表示部が前記太陽電池部の色調を用いて表示内容を形成しているものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池付き表示装置。