JP2015230345A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電効率の低下を抑制することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】光入射面と、光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、光入射面から入射した外光の少なくとも一部を光射出面から射出させる集光板と、集光板の光射出面に配置され、光射出面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池素子と、集光板と対向して配置される導光板と、導光板の外周端面に配置される光源と、を含み、太陽電池素子の設置高さは、光源の設置高さと異なる。【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置に関する。
表示装置として、特許文献1に記載の内照明式の道路標識が知られている。この内照明式の道路標識は、透光文字板と、照光板と、太陽電池パネルと、がこの順に積層して配置されている。
ところで、このような表示装置において透光文字板の一部を遮光物で構成した場合、透光文字板の主面側から太陽光等の外光が入射すると、外光が遮光物によって遮られ、影が生じる。そのため、太陽電池パネルの一部は、遮光物の影に配置される。この場合、太陽電池パネルにおいて遮光物の影になる部分には、太陽光が入射しないため、発電に寄与しない。その結果、発電効率が低下してしまうという課題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、発電効率の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
(1)すなわち、本発明の第一の態様に係る表示装置は、光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光の少なくとも一部を前記光射出面から射出させる集光板と、前記集光板の前記光射出面に配置され、前記光射出面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池素子と、前記集光板と対向して配置される導光板と、前記導光板の外周端面に配置される光源と、を含み、前記太陽電池素子の設置高さは、前記光源の設置高さと異なることを特徴とする。
(1)すなわち、本発明の第一の態様に係る表示装置は、光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光の少なくとも一部を前記光射出面から射出させる集光板と、前記集光板の前記光射出面に配置され、前記光射出面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池素子と、前記集光板と対向して配置される導光板と、前記導光板の外周端面に配置される光源と、を含み、前記太陽電池素子の設置高さは、前記光源の設置高さと異なることを特徴とする。
(2)上記(1)に記載の表示装置では、前記集光板は、前記光入射面から入射した外光の少なくとも一部を1又は複数の光機能材料によって吸収し、前記1又は複数の光機能材料で吸収された光とは異なる光に変換して前記光射出面から射出させてもよい。
(3)上記(1)又は(2)に記載の表示装置では、前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれを覆うように前記集光板及び前記導光板のそれぞれの外周端部の少なくとも一部を収容するフレームを更に含んでもよい。
(4)上記(3)に記載の表示装置では、前記フレームは、遮光性を有してもよい。
(5)上記(3)又は(4)に記載の表示装置では、前記フレームは、前記集光板の外周端部側を覆う第一壁部と、前記導光板の外周端部側を覆う第二壁部と、を含み、前記第二壁部の上端の高さは、前記第一壁部の上端の高さよりも低くてもよい。
(6)上記(3)から(5)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記太陽電池素子は、前記光入射面に対して鋭角に傾斜する受光面を有してもよい。
(7)上記(6)に記載の表示装置では、前記光源の発光面は、傾斜した前記受光面と平行に配置されてもよい。
(8)上記(1)から(7)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれを実装する実装基板を更に含んでもよい。
(9)上記(8)に記載の表示装置では、前記実装基板は、可撓性を有してもよい。
(10)上記(9)に記載の表示装置では、前記太陽電池素子は、前記実装基板の一面に配置され、前記光源は、前記実装基板の他面に配置され、前記実装基板は、前記太陽電池素子の設置高さが前記光源の設置高さよりも高くなるように折り曲げられ、且つ、前記太陽電池素子の受光面及び前記光源の発光面のそれぞれが同じ側に配置されてもよい。
(11)上記(9)に記載の表示装置では、前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれは、前記実装基板の一面に配置され、前記実装基板は、前記太陽電池素子の設置高さが前記光源の設置高さよりも高くなるように折り曲げられてもよい。
(12)上記(10)又は(11)に記載の表示装置では、前記実装基板が折り曲げられた状態における前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれの設置位置を規制する位置規制部材を更に含んでもよい。
(13)上記(8)に記載の表示装置では、前記実装基板は、前記太陽電池素子を実装する第一実装部と、前記光源を実装する第二実装部と、前記第一実装部と前記第二実装部とを接続すると共に可撓性を有する接続部と、を含んでもよい。
(14)上記(8)から(13)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記実装基板は、前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれを実装する実装面を有し、前記実装面に対する前記太陽電池素子の受光面の配置角度と、前記実装面に対する前記光源の発光面の配置角度とが互いに異なってもよい。
(15)上記(1)から(14)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記集光板の外周端面には、反射板が配置され、前記太陽電池素子の受光面は、前記光入射面と対向すると共に前記集光板の前記外周端面に接して配置されてもよい。
(16)上記(15)に記載の表示装置では、前記導光板、前記集光板及び前記太陽電池素子は、前記光入射面の垂直方向における前記光源の幅に収まるように積層して配置され、前記反射板は、前記光源と前記集光板の前記外周端面との間に配置されてもよい。
(17)上記(1)から(16)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記集光板の外周端面には、1又は複数の第一太陽電池素子が配置され、前記光入射面と対向すると共に前記集光板の前記外周端面に接して配置される前記光射出面には、1又は複数の第二太陽電池素子が配置されてもよい。
(18)上記(1)から(17)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記太陽電池素子が発生した電力を蓄える蓄電部を更に含んでもよい。
(19)上記(1)から(18)までの何れか一項に記載の表示装置では、前記導光板には、表示部が設けられてもよい。
本発明によれば、発電効率の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。
本実施形態では、他の機器に依存せず独立して動作することが可能ないわゆるスタンドアロン型の表示装置の例を挙げる。
図1は、本実施形態に係る表示装置1を示す斜視図である。図2は、表示装置1を示す断面図である。
尚、以下の全ての図面においては、各構成要素を見易くするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
以下、本発明の第一実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。
本実施形態では、他の機器に依存せず独立して動作することが可能ないわゆるスタンドアロン型の表示装置の例を挙げる。
図1は、本実施形態に係る表示装置1を示す斜視図である。図2は、表示装置1を示す断面図である。
尚、以下の全ての図面においては、各構成要素を見易くするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
本実施形態の表示装置1は、図1に示すように、積層体2と、実装部材5と、反射板9と、フレーム10と、表示部11と、を備える。表示装置1は、全体として略直方体の外形を有する。表示装置1の表示面4aには、標示、標識等のサイネージ(広告媒体)を表示する表示部11が設けられる。
例えば、表示装置1は、店舗の電子看板として用いる。後述するように、光源7は、太陽電池素子6が発電した電力によって発光する。光源7から射出された光は、導光板4を伝播し、表示部11を照らす。
例えば、表示装置1は、店舗の電子看板として用いる。後述するように、光源7は、太陽電池素子6が発電した電力によって発光する。光源7から射出された光は、導光板4を伝播し、表示部11を照らす。
図2に示すように、表示装置1は、表示面4aが鉛直方向に沿うように設置される。観察者Eは、太陽光等の外光Lが表示装置1に入射する側と同じ側から表示部11を観察する。以下、外光Lが表示装置1に入射する側を、単に「光入射側」ということがある。
積層体2は、集光板3と、導光板4と、が積層して構成される。集光板3は、積層体2の光入射側とは反対側に配置される。集光板3は、主面の法線方向から見た平面形状が矩形の板体である。
以下、各図面では、集光板3の主面を鉛直に配置した状態において、集光板3の厚み方向をX軸方向とし、鉛直方向をZ軸方向とし、集光板3の主面に平行で且つ鉛直方向Zに垂直な方向をY軸方向とする。尚、図2は、表示装置1をY軸方向の所定位置におけるXZ平面で切断した断面図である。
以下、各図面では、集光板3の主面を鉛直に配置した状態において、集光板3の厚み方向をX軸方向とし、鉛直方向をZ軸方向とし、集光板3の主面に平行で且つ鉛直方向Zに垂直な方向をY軸方向とする。尚、図2は、表示装置1をY軸方向の所定位置におけるXZ平面で切断した断面図である。
図1及び図2に示すように、集光板3は、第一主面3aと、第二主面3bと、外周端面3cと、を有する。
第一主面3aは、外光Lが入射する光入射面である。以下、光入射面を符号3aで示すことがある。
第二主面3bは、光入射面3aとは反対側の面である。第二主面3bは、光入射面3aよりも面積の小さい光射出面3dを有する。第二主面3bのうち後述の太陽電池素子6が配置される部分は、光射出面3dとして機能する。
外周端面3cは、集光板3の4辺に沿って配置される4つの端面(第一端面3c1、第二端面3c2,第三端面3c3及び第四端面3c4)を有する。
第一端面3c1は、集光板3の−Z軸方向側の端面である。第二端面3c2は、集光板3の+Y軸方向側の端面である。第三端面3c3は、集光板3の+Z軸方向側の端面である。第四端面3c4は、集光板3の−Y軸方向側の端面である。
光射出面3dは、第一端面3c1に隣接する。
第一主面3aは、外光Lが入射する光入射面である。以下、光入射面を符号3aで示すことがある。
第二主面3bは、光入射面3aとは反対側の面である。第二主面3bは、光入射面3aよりも面積の小さい光射出面3dを有する。第二主面3bのうち後述の太陽電池素子6が配置される部分は、光射出面3dとして機能する。
外周端面3cは、集光板3の4辺に沿って配置される4つの端面(第一端面3c1、第二端面3c2,第三端面3c3及び第四端面3c4)を有する。
第一端面3c1は、集光板3の−Z軸方向側の端面である。第二端面3c2は、集光板3の+Y軸方向側の端面である。第三端面3c3は、集光板3の+Z軸方向側の端面である。第四端面3c4は、集光板3の−Y軸方向側の端面である。
光射出面3dは、第一端面3c1に隣接する。
集光板3は、透明基材中に、蛍光体を分散させた蛍光集光板である。透明基材は、透明樹脂で形成された板体である。透明樹脂としては、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明性の高い有機材料、若しくはガラス等の透明性の無機材料が挙げられる。PMMA樹脂としては、三菱レイヨン社製のアクリライト(登録商標)は広い波長域に対して高い透光性を有することから好適である。
本実施形態では、透明樹脂としてPMMA樹脂(屈折率1.49)を用いる。集光板3は、このPMMA樹脂中に蛍光体を分散させて形成されている。尚、この集光板3の屈折率は、分散させている蛍光体の量が少ないため、PMMA樹脂と同程度の1.50となっている。
蛍光体は、紫外光又は可視光を吸収して可視光又は赤外光を発光し放射する光機能材料である。光機能材料としては、有機蛍光体が挙げられる。
このような有機蛍光体としては、クマリン系色素、ペリレン系色素、フタロシアニン系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、ポリフェニレン系色素,キサンテン系色素,ピリジン系色素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−およびトリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素等が好適に使用され、具体的には、3−(2’−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2’−ベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3−(2’−N−メチルベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジン(9,9a,1−gh)クマリン(クマリン153)等のクマリン系色素や、クマリン色素系染料であるベーシックイエロー51や、ソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等のナフタルイミド系色素や、ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2等のローダミン系色素、1−エチル−2−〔4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル〕ピリジニウム−パークロレート(ピリジン1)等のピリジン系色素、更には、シアニン系色素、あるいはオキサジン系色素等が用いられる。
このような有機蛍光体としては、クマリン系色素、ペリレン系色素、フタロシアニン系色素、スチルベン系色素、シアニン系色素、ポリフェニレン系色素,キサンテン系色素,ピリジン系色素、オキサジン系色素、クリセン系色素、チオフラビン系色素、ペリレン系色素、ピレン系色素、アントラセン系色素、アクリドン系色素、アクリジン系色素、フルオレン系色素、ターフェニル系色素、エテン系色素、ブタジエン系色素、ヘキサトリエン系色素、オキサゾール系色素、クマリン系色素、スチルベン系色素、ジ−およびトリフェニルメタン系色素、チアゾール系色素、チアジン系色素、ナフタルイミド系色素、アントラキノン系色素等が好適に使用され、具体的には、3−(2’−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2’−ベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3−(2’−N−メチルベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジン(9,9a,1−gh)クマリン(クマリン153)等のクマリン系色素や、クマリン色素系染料であるベーシックイエロー51や、ソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等のナフタルイミド系色素や、ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2等のローダミン系色素、1−エチル−2−〔4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル〕ピリジニウム−パークロレート(ピリジン1)等のピリジン系色素、更には、シアニン系色素、あるいはオキサジン系色素等が用いられる。
尚、蛍光体として無機蛍光体を用いることもできる。
更に、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等)も、蛍光性があれば本発明の蛍光体として使用可能である。
更に、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等)も、蛍光性があれば本発明の蛍光体として使用可能である。
本実施形態の場合、集光板3の内部には、1種類の蛍光体が分散されている。蛍光体は、橙色光を吸収して赤色の蛍光を放射する。本実施形態では、蛍光体としてBASF社製LumogenR305(商品名)を用いる。蛍光体は、概ね600nm以下の波長の光を吸収する。蛍光体の発光スペクトルは、610nmにピーク波長を有する。集光板3は、光入射面3aから入射した外光Lの少なくとも一部を蛍光体によって吸収し、蛍光に変換して光射出面3dから射出させる。
尚、1種類の蛍光体を用いる場合に限らず、複数種類(2種類もしくは3種類以上)の蛍光体を用いてもよい。
蛍光体を二種以上併用する場合、これら蛍光体の間でフェルスター機構によるエネルギー移動を生じさせ、最も発光スペクトルのピーク波長の大きい蛍光体から放射された光を、太陽電池素子6への射出光とするように構成してもよい。
蛍光体を二種以上併用する場合、これら蛍光体の間でフェルスター機構によるエネルギー移動を生じさせ、最も発光スペクトルのピーク波長の大きい蛍光体から放射された光を、太陽電池素子6への射出光とするように構成してもよい。
フェルスター機構は、光の発生及び吸収のプロセスを経ずに、近接した2つの蛍光体の間で励起エネルギーが電子の共鳴により直接移動するものである。フェルスター機構による蛍光体間のエネルギー移動は、光の発生及び吸収のプロセスを介さずに行われるため、最適条件では、エネルギー移動効率は略100%にすることが可能であり、エネルギーのロスが小さい。よって、太陽電池素子6の発電効率の向上に寄与する。エネルギーのロスを抑制して効率よく発電を行うためには、例えば、併用する蛍光体の透明樹脂中での密度を高くすればよい。
又、フェルスター機構によるエネルギー移動は、蛍光体のような発光材料だけでなく、外光によって励起されるが、光を発生せずに失活する非発光体においても生じる。したがって、蛍光体以外に、このような非発光体を光機能性材料として、透明樹脂中に分散させてもよい。
反射板9は、集光板3の第一端面3c1に設けられる。反射板9の下端面は、後述する光源7の下端面と略同一面に配置される。反射板9としては、第一端面3c1の側にESR(Enhanced Specular Reflector)反射フィルム(3M社製)等の誘電体多層膜からなる反射層を形成した板体を用いることができる。反射層として本材料を用いれば、可視光下において98%以上の高い反射率を実現できる。
尚、反射板9としては、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等の金属板を用いてもよい。又、反射板9としては、古河電工社製のマイクロ発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等の拡散反射性を有するものを用いてもよい。
尚、反射板9としては、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等の金属板を用いてもよい。又、反射板9としては、古河電工社製のマイクロ発泡PET(ポリエチレンテレフタレート)等の拡散反射性を有するものを用いてもよい。
導光板4は、積層体2の光入射側に、集光板3と対向して配置される。導光板4は、主面の法線方向から見た平面形状が矩形の板体である。導光板4は、光透過性を有する透明基板である。透明基板の形成材料としては、ガラス又はプラスチック材料等が用いられる。プラスチック材料としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン系樹脂(COP)等が挙げられる。
導光板4は、第一主面4aと、第二主面4bと、外周端面4cと、を有する。
第一主面4aは、表示体11が配置される表示面である。以下、表示面を符号4aで示すことがある。
第二主面4bは、表示面4aとは反対側の面である。導光板4の第二主面4bは、集光板3の光入射面3aに当接する。
外周端面4cは、導光板4の4辺に沿って配置される4つの端面(第一端面4c1、第二端面4c2,第三端面4c3及び第四端面4c4)を有する。
第一端面4c1は、導光板4の−Z軸方向側の端面である。第二端面4c2は、導光板4の+Y軸方向側の端面である。第三端面4c3は、導光板4の+Z軸方向側の端面である。第四端面4c4は、導光板4の−Y軸方向側の端面である。
導光板4の4つの端面4c1〜4c4のうち三つの端面(第二端面4c2、第三端面4c3及び第四端面4c4)のそれぞれは、集光板3の三つの端面(第二端面3c2、第三端面3c3及び第四端面3c4)のそれぞれと略同一面で隣接する。
第一主面4aは、表示体11が配置される表示面である。以下、表示面を符号4aで示すことがある。
第二主面4bは、表示面4aとは反対側の面である。導光板4の第二主面4bは、集光板3の光入射面3aに当接する。
外周端面4cは、導光板4の4辺に沿って配置される4つの端面(第一端面4c1、第二端面4c2,第三端面4c3及び第四端面4c4)を有する。
第一端面4c1は、導光板4の−Z軸方向側の端面である。第二端面4c2は、導光板4の+Y軸方向側の端面である。第三端面4c3は、導光板4の+Z軸方向側の端面である。第四端面4c4は、導光板4の−Y軸方向側の端面である。
導光板4の4つの端面4c1〜4c4のうち三つの端面(第二端面4c2、第三端面4c3及び第四端面4c4)のそれぞれは、集光板3の三つの端面(第二端面3c2、第三端面3c3及び第四端面3c4)のそれぞれと略同一面で隣接する。
導光板4の鉛直方向の長さ(Z軸方向の長さ)は、集光板3の鉛直方向の長さよりも小さい。導光板4の第三端面4c3が集光板3の第三端面3c3と略同一面に配置されると、導光板4の第一端面4c1は、集光板3の第一端面3c1よりも上方(+X軸方向)に配置される。これにより、集光板3の光入射面3aには、導光板4の第二主面4bと当接しない面3eが生じる。面3eは、光源7の−X軸方向側端の位置を規制する。
実装部材5は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板8と、を有する。実装基板8は、可撓性を有するフレキシブル基板である。太陽電池素子6及び光源7のそれぞれは、同一の実装基板8に実装される。実装基板8は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、断面視でL字状に折り曲げられて積層体2に取り付けられる。
本実施形態では、集光板3の第一端面3c1に反射板9が設けられた状態で、積層体2に実装部材5を取り付ける。
本実施形態では、集光板3の第一端面3c1に反射板9が設けられた状態で、積層体2に実装部材5を取り付ける。
図3は、実装部材5の平面図である。尚、図3では、実装部材5を折り曲げる前の展開状態を示している。又、図3では、積層体2のY軸方向の長さと略同じ長さを有する実装部材5の一部を示す。
図3に示すように、実装基板8の平面形状は、長方形である。実装基板8は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装する実装面8aを有する。太陽電池素子6及び光源7のそれぞれは、実装面8aに所定の間隔を空けて配置される。図3では、実装部材5の一部として、一枚の実装基板8に、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが二つずつ配置された例を示している。実装基板8の長手方向中央よりも太陽電池素子6寄りの部分には、実装基板8の短手方向(二つの太陽電池素子6が並ぶ方向)に沿って谷折り部8vが形成される。
図3に示すように、実装基板8の平面形状は、長方形である。実装基板8は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装する実装面8aを有する。太陽電池素子6及び光源7のそれぞれは、実装面8aに所定の間隔を空けて配置される。図3では、実装部材5の一部として、一枚の実装基板8に、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが二つずつ配置された例を示している。実装基板8の長手方向中央よりも太陽電池素子6寄りの部分には、実装基板8の短手方向(二つの太陽電池素子6が並ぶ方向)に沿って谷折り部8vが形成される。
尚、一枚の実装基板8に配置される太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの数は、これに限らず、一つずつ又は三つ以上ずつ等、適宜変更することができる。
例えば、太陽電池素子6の数は、発電量の仕様値や蓄電池の蓄電容量等を考慮して適宜変更することができる。又、光源7の数は、表示部11を照明するために必要な照度等を考慮して適宜変更することができる。
例えば、太陽電池素子6の数は、発電量の仕様値や蓄電池の蓄電容量等を考慮して適宜変更することができる。又、光源7の数は、表示部11を照明するために必要な照度等を考慮して適宜変更することができる。
太陽電池素子6は、実装面8a側とは反対側に受光面6aを有する。光源7は、実装面8a側とは反対側に発光面7aを有する。太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、実装面8aに対して平行に配置される。
実装面8aには、太陽電池素子6が発生した電力を蓄える蓄電部12が配置される。例えば、蓄電部12は、複数の太陽電池素子6の配置位置の一部に、太陽電池素子6に替えて配置される。
尚、図示はしないが、実装面8aには、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装する実装端子や充電回路、点灯回路等の各種回路が形成される。
充電回路は、太陽電池素子6が発生した電力を蓄電部12に充電する。
点灯回路は、蓄電部12に蓄えた電力で光源7を点灯する。
実装面8aには、太陽電池素子6が発生した電力を蓄える蓄電部12が配置される。例えば、蓄電部12は、複数の太陽電池素子6の配置位置の一部に、太陽電池素子6に替えて配置される。
尚、図示はしないが、実装面8aには、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装する実装端子や充電回路、点灯回路等の各種回路が形成される。
充電回路は、太陽電池素子6が発生した電力を蓄電部12に充電する。
点灯回路は、蓄電部12に蓄えた電力で光源7を点灯する。
図4は、積層体2に実装部材5を取り付ける方法の一例を示す斜視図である。
図4では、実装部材5の一部として、一枚の実装基板8に、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれがY軸方向に沿って四つずつ配置された例を示している。
図4に示すように、四つの太陽電池素子6は、それぞれ同じサイズを有し、且つ、Y軸方向に同じ間隔で配置される。四つの光源7も、それぞれ同じサイズを有し、且つ、Y軸方向に同じ間隔で配置される。光源7の厚み(実装面8aから発光面7aまでの距離)は、太陽電池素子6の厚み(実装面8aから受光面6aまでの距離)よりも大きい。
図4では、実装部材5の一部として、一枚の実装基板8に、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれがY軸方向に沿って四つずつ配置された例を示している。
図4に示すように、四つの太陽電池素子6は、それぞれ同じサイズを有し、且つ、Y軸方向に同じ間隔で配置される。四つの光源7も、それぞれ同じサイズを有し、且つ、Y軸方向に同じ間隔で配置される。光源7の厚み(実装面8aから発光面7aまでの距離)は、太陽電池素子6の厚み(実装面8aから受光面6aまでの距離)よりも大きい。
尚、各太陽電池素子6及び各光源7は、それぞれ異なるサイズを有してもよいし、異なる間隔で配置されてもよい。各太陽電池素子6及び各光源7のサイズ及び配置間隔は、集光板3や導光板4の厚み、発電量の仕様値、必要な照度等を考慮して適宜変更することができる。
以下、積層体2に実装部材5を取り付ける方法の一例を説明する。
先ず、実装部材5及び積層体2のそれぞれを用意する。尚、積層体2において、集光板3の第一端面3c1には反射板9が設けられている。
次に、太陽電池素子6の受光面6aが光入射側(−X軸方向側)を向くと共に、光源7の発光面7aが表示部11側(+Z軸方向側)を向くように、谷折り部8vを基準にして実装基板8を側面視でL字状に折り曲げる。そして、実装基板8がL字状の状態で、実装部材5を積層体2に取り付ける。
これにより、図2に示すように、太陽電池素子6の受光面6aが集光板3の光射出面3dに当接すると共に、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接する。太陽電池素子6の受光面6aは、光入射面3aと対向すると共に、第一端面3c1に接して配置される。
先ず、実装部材5及び積層体2のそれぞれを用意する。尚、積層体2において、集光板3の第一端面3c1には反射板9が設けられている。
次に、太陽電池素子6の受光面6aが光入射側(−X軸方向側)を向くと共に、光源7の発光面7aが表示部11側(+Z軸方向側)を向くように、谷折り部8vを基準にして実装基板8を側面視でL字状に折り曲げる。そして、実装基板8がL字状の状態で、実装部材5を積層体2に取り付ける。
これにより、図2に示すように、太陽電池素子6の受光面6aが集光板3の光射出面3dに当接すると共に、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接する。太陽電池素子6の受光面6aは、光入射面3aと対向すると共に、第一端面3c1に接して配置される。
尚、太陽電池素子6を集光板3の第一端面3c1に設置する場合には、第二端面3c2、第三端面3c3及び第四端面3c4のうち少なくとも一端面(太陽電池素子6が設置されていない端面)には反射板を設置することが好ましい。反射板としては、上述した反射板9と同様のものを用いることができる。
又、集光板3の第一端面3c1に反射板9が設けられていない状態で、積層体2に実装部材5を取り付けてもよい。この場合、予め、実装基板8における太陽電池素子6と光源7との間の所定位置に、反射板9を設けておくとよい。
太陽電池素子6としては、シリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、量子ドット太陽電池、有機系太陽電池等の公知の太陽電池を使用することができる。中でも、化合物半導体を用いた化合物系太陽電池や量子ドット太陽電池は、高効率な発電が可能であることから、太陽電池素子6として好適である。特に、蛍光体の発光スペクトルのピーク波長(610nm)において高効率を示す化合物系太陽電池であるGaAs太陽電池が望ましい。他にも、化合物系太陽電池として、InGaP、InGaAs,AlGaAs、Cu(In,Ga)Se2、Cu(In,Ga)(Se,S)2、CuInS2、CdTe、CdS等を用いてもよい。又、量子ドット太陽電池として、Si、InGaAs等を用いてもよい。ただし、価格や用途に応じて、Si系や有機系等他の種類の太陽電池を用いることもできる。
太陽電池素子6は、集光板3の光射出面3dに透明接着剤により接合される。透明接着剤は、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤等の熱硬化性接着剤が好適である。尚、透明接着剤の屈折率は、集光板3と同程度の1.50となっている。尚、透明接着剤の代わりに、液状又はゲル状の光学接触材料を用いてもよい。例えば、光学接触材料は、液浸レンズを有する光学顕微鏡に使用される光学オイル(イマージョンオイル:屈折率1.51)等の透明性を有し、且つ、集光板3と略同じ屈折率を有する材料であってもよい。
光源7としては、LED(Light Emitting Diode)を用いることができる。光源7は、太陽電池素子6が発生した電力や蓄電部12に蓄えられた電力等により発光する。尚、光源7は、外部電源から供給される電力により発光してもよい。
光源7は、導光板4の第一端面4c1に透明接着剤により接合される。透明接着剤は、上述した接着剤が好適である。尚、透明接着剤の代わりに、光学接触材料を用いてもよい。
光源7は、導光板4の第一端面4c1に透明接着剤により接合される。透明接着剤は、上述した接着剤が好適である。尚、透明接着剤の代わりに、光学接触材料を用いてもよい。
図2に示すように、太陽電池素子6の設置高さH1は、光源7の設置高さH2よりも高い。
ここで、「太陽電池素子6の設置高さ」とは、光入射面3aが鉛直方向に沿うように集光板3を設置した、いわゆる縦型設置状態における太陽電池素子6の上端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。「光源7の設置高さ」とは、縦型設置状態における光源7の上端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。尚、縦型設置状態は、光入射面3aが鉛直方向に対して若干傾斜するように集光板3を設置した状態を含む。
本実施形態において、太陽電池素子6の設置高さH1は、太陽電池素子6の上端の鉛直方向の位置である。光源7の設置高さH2は、発光面7aの鉛直方向の位置である。
ここで、「太陽電池素子6の設置高さ」とは、光入射面3aが鉛直方向に沿うように集光板3を設置した、いわゆる縦型設置状態における太陽電池素子6の上端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。「光源7の設置高さ」とは、縦型設置状態における光源7の上端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。尚、縦型設置状態は、光入射面3aが鉛直方向に対して若干傾斜するように集光板3を設置した状態を含む。
本実施形態において、太陽電池素子6の設置高さH1は、太陽電池素子6の上端の鉛直方向の位置である。光源7の設置高さH2は、発光面7aの鉛直方向の位置である。
図1及び図2に示すように、フレーム10は、断面視でL字状の実装部材5を覆うように積層体2の下端部を収容する。フレーム10のY軸方向両側端は、側面視で実装部材5が視認されるように開放される。
尚、フレーム10のY軸方向両側端は、閉塞されていてもよい。これにより、実装部材5が外部から視認されないようにすることができる。
尚、フレーム10のY軸方向両側端は、閉塞されていてもよい。これにより、実装部材5が外部から視認されないようにすることができる。
フレーム10は、遮光性を有する。フレーム10の形成材料は、Al等の金属である。この他にも、フレーム10の形成材料としては種々の材料を用いることができる。フレーム10の形成材料としては、特に、高強度かつ軽量な材料を用いることが好ましい。
フレーム10は、積層体2の下端部に固定される。例えば、フレーム10には、貫通孔が形成される。積層体2には、ネジ孔が形成される。貫通孔にネジ等を挿通してネジ孔に差し込むことで、フレーム10を積層体2の下端部に固定することができる。
図2に示すように、フレーム10は、第一壁部10aと、第二壁部10bと、底壁部10cと、を有する。
第一壁部10aは、実装部材5における太陽電池素子6の実装部分を囲むように、集光板3の下端部側を覆って形成される。第一壁部10aの一端は、底壁部10cの一端(+X軸方向端)と一体に接続される。第一壁部10aの他端は、集光板3の第二主面3bに当接する。具体的に、断面視で、第一壁部10aは、底壁部10cの一端を起点として+Z軸方向に直線状に延びる。その後、第一壁部10aは、実装基板8の一端(+Z軸方向端)を超えたところで−X軸方向に屈曲して集光板3の第二主面3bに至る。
第一壁部10aは、実装部材5における太陽電池素子6の実装部分を囲むように、集光板3の下端部側を覆って形成される。第一壁部10aの一端は、底壁部10cの一端(+X軸方向端)と一体に接続される。第一壁部10aの他端は、集光板3の第二主面3bに当接する。具体的に、断面視で、第一壁部10aは、底壁部10cの一端を起点として+Z軸方向に直線状に延びる。その後、第一壁部10aは、実装基板8の一端(+Z軸方向端)を超えたところで−X軸方向に屈曲して集光板3の第二主面3bに至る。
第二壁部10bは、実装部材5における光源7の実装部分の−X軸方向側を囲むように、導光板4の下端部側を覆って形成される。第二壁部10bの一端は、底壁部10cの他端(−X軸方向端)と一体に接続される。第二壁部10bの他端は、導光板4の表示面4aに当接する。具体的に、第二壁部10bは、断面視で、底壁部10cの他端を起点として+Z軸方向に直線状に延びる。その後、第二壁部10bは、光源7の発光面7aを超えたところで+X軸方向に屈曲して導光板4の表示面4aに至る。
第二壁部10bの上端の高さHbは、第一壁部10aの上端の高さHaよりも低い(Hb<Ha)。
ここで、「第二壁部10bの上端の高さ」とは、縦型設置状態における第二壁部10bの上端の鉛直方向の位置である。「第一壁部10aの上端の高さ」とは、縦型設置状態における第一壁部10aの上端の鉛直方向の位置である。
本実施形態において、第二壁部10bの上端の高さHbは、導光板4の表示面4aに至る第二壁部10bの他端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。第一壁部10aの上端の高さHaは、集光板3の第二主面3bに至る第一壁部10aの他端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。
ここで、「第二壁部10bの上端の高さ」とは、縦型設置状態における第二壁部10bの上端の鉛直方向の位置である。「第一壁部10aの上端の高さ」とは、縦型設置状態における第一壁部10aの上端の鉛直方向の位置である。
本実施形態において、第二壁部10bの上端の高さHbは、導光板4の表示面4aに至る第二壁部10bの他端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。第一壁部10aの上端の高さHaは、集光板3の第二主面3bに至る第一壁部10aの他端(+Z軸方向端)の鉛直方向の位置である。
底壁部10cは、第一壁部10aと第二壁部10bとの間を一体に接続する。底壁部10cのX軸方向の長さは、積層体2の厚みよりも若干長い。底壁部10cの上面(+Z軸方向側の面)と、L字状の実装部材5(実装基板8)の下面(−Z軸方向側の面)と、の間には、空間10sが形成される。空間10sには、空気層が介在している。
底壁部10cの下面(−Z軸方向の面)は、平坦面を有する。これにより、表示装置1は、フレーム10を台座として、独立して縦型設置可能とされる。
底壁部10cの下面(−Z軸方向の面)は、平坦面を有する。これにより、表示装置1は、フレーム10を台座として、独立して縦型設置可能とされる。
表示部11は、導光板4の第一主面4aに形成される。表示部11は、光散乱粒子等の散乱体を含む層が導光板4の第一主面4aに形成されたものである。尚、表示部11は、サンドブラスト等により導光板4の第一主面4aに微細な凹凸を付して形成してもよい。
以下、図2及び図5〜図7を用いて、本実施形態に係る表示装置1の作用を、比較例に係る表示装置(比較例1、比較例2及び比較例3)と比較しつつ説明する。尚、各図においては、太陽高度が低いときに生じる影を図示している。
先ず、本実施形態と比較例1とを対比して、本実施形態に係る表示装置1の作用を説明する。
図5は、比較例1に係る表示装置1001の作用を説明するための図である。
図5に示すように、比較例1に係る表示装置1001は、積層体1002と、実装部材1005と、フレーム1010と、表示部1011と、を備える。
積層体1002は、導光板1004と、集光板1003と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
実装部材1005は、太陽電池素子1006と、光源1007と、実装基板1008と、を有する。
実装基板1008には、太陽電池素子1006及び光源1007のそれぞれが同じ設置高さで並んで配置される。
フレーム1010は、実装部材1005を覆うように積層体1002の下端部を収容する。
図5は、比較例1に係る表示装置1001の作用を説明するための図である。
図5に示すように、比較例1に係る表示装置1001は、積層体1002と、実装部材1005と、フレーム1010と、表示部1011と、を備える。
積層体1002は、導光板1004と、集光板1003と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
実装部材1005は、太陽電池素子1006と、光源1007と、実装基板1008と、を有する。
実装基板1008には、太陽電池素子1006及び光源1007のそれぞれが同じ設置高さで並んで配置される。
フレーム1010は、実装部材1005を覆うように積層体1002の下端部を収容する。
比較例1においては、太陽光等の外光Lが表示装置1001に入射すると、太陽電池素子1006の受光面1006aの大部分がフレーム1010の影に配置される。
これに対し、本実施形態においては、図2に示すように、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高いため、外光Lが表示装置1に入射しても、太陽電池素子6の受光面6aは、フレーム10の影に配置されなくなる。そのため、太陽電池素子6の受光面6aには、外光Lが直接入射するようになる。例えば、集光板として蛍光集光板を用いた場合、太陽電池素子6の受光面6aに入射する光は、蛍光集光板を伝播して導かれる蛍光と、太陽光等の外光と、が存在する。本実施形態によれば、太陽電池素子6の受光面6aには外光Lが直接入射するようになるため、比較例1に対して、外光L分の受光量を更に確保できるようになる。
これに対し、本実施形態においては、図2に示すように、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高いため、外光Lが表示装置1に入射しても、太陽電池素子6の受光面6aは、フレーム10の影に配置されなくなる。そのため、太陽電池素子6の受光面6aには、外光Lが直接入射するようになる。例えば、集光板として蛍光集光板を用いた場合、太陽電池素子6の受光面6aに入射する光は、蛍光集光板を伝播して導かれる蛍光と、太陽光等の外光と、が存在する。本実施形態によれば、太陽電池素子6の受光面6aには外光Lが直接入射するようになるため、比較例1に対して、外光L分の受光量を更に確保できるようになる。
次に、本実施形態と比較例2、比較例3のそれぞれとを対比して、本実施形態に係る表示装置1の作用を説明する。尚、比較例2、比較例3としては、光源も導光板も存在しない例を挙げる。
図6は、比較例2に係る表示装置2001の作用を説明するための図である。
図6に示すように、比較例2に係る表示装置2001は、集光板2003と、実装部材2005と、フレーム2010と、を備える。
実装基板2008には、太陽電池素子2006が配置される。
フレーム2010は、実装部材2005を覆うように集光板2003の下端部を収容する。
図6は、比較例2に係る表示装置2001の作用を説明するための図である。
図6に示すように、比較例2に係る表示装置2001は、集光板2003と、実装部材2005と、フレーム2010と、を備える。
実装基板2008には、太陽電池素子2006が配置される。
フレーム2010は、実装部材2005を覆うように集光板2003の下端部を収容する。
比較例2においては、集光板2003の下端部がフレーム2010によって収容されると、太陽電池素子2006の−X軸方向端の近傍にフレーム2010の壁部2010bが立ち上がる。この場合、太陽電池素子2006と壁部2010bとの間にはスペースがほとんど形成されない。そのため、外光Lが表示装置2001に入射すると、太陽電池素子2006の受光面2006aの大部分がフレーム2010の影に配置される。
図7は、比較例3に係る表示装置3001の作用を説明するための図である。
図7に示すように、比較例3に係る表示装置3001は、集光板3003と、実装部材3005と、反射板3009と、フレーム3010と、を備える。
実装基板3008には、太陽電池素子3006が配置される。
太陽電池素子3006の受光面3006aは、集光板3003の光入射面3003aと対向して配置される。
反射板3009は、集光板3003の下端面に配置される。
フレーム3010は、実装部材3005を覆うように集光板3003の下端部を収容する。
図7に示すように、比較例3に係る表示装置3001は、集光板3003と、実装部材3005と、反射板3009と、フレーム3010と、を備える。
実装基板3008には、太陽電池素子3006が配置される。
太陽電池素子3006の受光面3006aは、集光板3003の光入射面3003aと対向して配置される。
反射板3009は、集光板3003の下端面に配置される。
フレーム3010は、実装部材3005を覆うように集光板3003の下端部を収容する。
比較例3においても、集光板3003の下端部がフレーム3010によって収容されると、太陽電池素子3006とフレーム3010の壁部3010bとの間のスペースが狭くなる。そのため、外光Lが表示装置3001に入射すると、太陽電池素子3006の受光面3006aの一部がフレーム3010の影に配置される。
これに対し、本実施形態においては、図2に示すように、集光板3の光入射面3a側に導光板4が配置されるため、太陽電池素子6とフレーム10の第二壁部10bとの間のスペースを比較例2及び比較例3のそれぞれよりも広く確保することができる。即ち、フレーム10の影になる部分から離れた位置に太陽電池素子6を設置することができる。そのため、外光Lが表示装置1に入射しても、太陽電池素子6の受光面6aは、フレーム10の影に配置されにくくなる。
これに対し、本実施形態においては、図2に示すように、集光板3の光入射面3a側に導光板4が配置されるため、太陽電池素子6とフレーム10の第二壁部10bとの間のスペースを比較例2及び比較例3のそれぞれよりも広く確保することができる。即ち、フレーム10の影になる部分から離れた位置に太陽電池素子6を設置することができる。そのため、外光Lが表示装置1に入射しても、太陽電池素子6の受光面6aは、フレーム10の影に配置されにくくなる。
以上説明したように、本実施形態における表示装置1によれば、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高いため、外光Lが表示装置1に入射しても、太陽電池素子6の受光面6aは、フレーム10の影に配置されにくくなる。そのため、太陽電池素子6の受光面6aには、外光Lが直接入射するようになる。従って、発電効率の低下を抑制することができる。
又、導光板4が集光板3の光入射面3a側に配置されることで、太陽電池素子6とフレーム10の第二壁部10bとの間のスペースを広く確保することができる。即ち、フレーム10の影になる部分から離れた位置に太陽電池素子6を設置することができる。そのため、外光Lが表示装置1に入射したときに太陽電池素子6の受光面6aがフレーム10の影に配置されることを更に抑制することができる。
又、導光板4が集光板3の光入射面3a側に配置されることで、太陽電池素子6とフレーム10の第二壁部10bとの間のスペースを広く確保することができる。即ち、フレーム10の影になる部分から離れた位置に太陽電池素子6を設置することができる。そのため、外光Lが表示装置1に入射したときに太陽電池素子6の受光面6aがフレーム10の影に配置されることを更に抑制することができる。
又、この構成によれば、集光板3として蛍光集光板を用いているため、集光板3の内部に入射した外光Lを吸収して蛍光発光が生じる。すると、その蛍光は集光板3を伝播して太陽電池素子6に導かれる。よって、集光板3の光入射面3aに対する外光Lの入射角度が変化しても、発電効率を維持することができる。
又、この構成によれば、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを覆うように積層体2の下端部を収容するフレーム10を有するため、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれをフレーム10により保護することができる。
又、この構成によれば、フレーム10が遮光性を有するため、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが外部からは視認されなくなる。よって、表示装置1の見栄えが向上する。
又、この構成によれば、フレーム10の第二壁部10bの上端の高さHbが第一壁部10aの上端の高さHaよりも低い(Hb<Ha)。そのため、外光Lが表示装置1に入射してフレーム10の影が生じた場合であっても、影が大きくなることを抑制することができる。そのため、太陽電池素子6の受光面6aに外光Lを直接入射させ易くなる。
又、この構成によれば、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装する実装基板8を有するため、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを同時にまとめて積層体2に取り付けることができる。従って、表示装置1の製造工程を簡素化すると共に、部品点数を削減することができる。
又、この構成によれば、実装基板8は可撓性を有するため、実装基板8を折り曲げて太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを積層体2に取り付けることができる。従って、集光板3の光射出面3dに太陽電池素子6の受光面6aが位置合わせされ、且つ、導光板4の第一端面4c1に光源7の発光面7aが位置合わせされるように、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを適切な設置高さで取り付けることが容易となる。
又、この構成によれば、集光板3の第一端面3c1には反射板9が配置され、太陽電池素子6の受光面6aが光入射面3aと対向すると共に集光板3の第一端面3c1に接して配置されるため、集光板3の第一端面3c1に入射する光の少なくとも一部を反射板9で反射して太陽電池素子6の受光面6aに入射させることができる。従って、発電効率の低下を抑制することができる。
又、この構成によれば、太陽電池素子6が発電した電力を蓄える蓄電部12を有するため、蓄電部12に蓄えた電力で光源7を点灯することができる。例えば、夜間や雨天の日等であっても表示装置1を看板として使用可能となる。
又、この構成によれば、導光板4には表示部11が設けられるため、導光板4を介して表示部11を照明することで、表示部11が視認し易くなる。
尚、本実施形態では、集光板3として、透明基材中に、蛍光体を分散させた蛍光集光板を用いる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、集光板3として、光入射面と反対側の面(第二主面)に、入射した光を反射させて当該光の進行方向を変更する反射面が設けられた形状集光板を用いてもよい。
又、本実施形態では、導光板4を光入射側に設置する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、集光板3を光入射側に設置してもよい。
但し、表示部11の視認性を向上する観点からは、導光板4を光入射側に設置することが好ましい。
但し、表示部11の視認性を向上する観点からは、導光板4を光入射側に設置することが好ましい。
又、本実施形態では、表示部11が導光板4の表示面4aに設けられる例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、表示部11が、導光板4の第二主面4bと、集光板3の光入射面3aとの間に配置されてもよい。
但し、表示部11の視認性を向上する観点からは、表示部11は導光板4の表示面4aに設けられることが好ましい。
但し、表示部11の視認性を向上する観点からは、表示部11は導光板4の表示面4aに設けられることが好ましい。
又、本実施形態では、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが同一の実装基板8に実装される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが異なる実装基板に実装されてもよい。
但し、表示装置1の製造工程を簡素化すると共に、部品点数を削減する観点からは、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが同一の実装基板8に実装されることが好ましい。
但し、表示装置1の製造工程を簡素化すると共に、部品点数を削減する観点からは、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが同一の実装基板8に実装されることが好ましい。
又、本実施形態では、フレーム10が太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを覆うように積層体2の下端部を収容する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、フレーム10が積層体2の下端部に加え、上端部及び両側端部を収容する、いわゆる額縁状に収容してもよい。即ち、フレーム10は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを覆うように積層体2の外周端部の少なくとも一部を収容していればよい。
又、本実施形態では、フレーム10の第一壁部10aが集光板3の下端部側を覆って形成され、フレーム10の第二壁部10bが導光板4の下端部側を覆って形成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第一壁部10aが集光板3の下端部側に加え、上端部側や両側端部側を覆って形成されてもよい。又、第二壁部10bが導光板4の下端部側に加え、上端部側や両側端部側を覆って形成されてもよい。即ち、フレーム10の第一壁部10aが集光板3の外周端部側を覆って形成され、フレーム10の第二壁部10bが導光板4の外周端部側を覆って形成されていればよい。
又、本実施形態では、フレーム10が遮光性を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、フレーム10が光透過性を有していてもよい。
但し、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを外部からは視認されなくすることで表示装置1の見栄えを向上させる観点からは、フレーム10が遮光性を有することが好ましい。
但し、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを外部からは視認されなくすることで表示装置1の見栄えを向上させる観点からは、フレーム10が遮光性を有することが好ましい。
又、本実施形態では、表示部11は、光散乱粒子等の散乱体により形成される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、表示部11は看板であってもよいし、画像を表示する表示素子であってもよい。表示部11は、表示装置1の用途に合わせて適宜変更することができる。
[第二実施形態]
図8は、第二実施形態に係る表示装置21を示す断面図である。
図8に示すように、本実施形態に係る表示装置21の基本構成は第一実施形態と同様であり、太陽電池素子6の受光面6aが光入射面3aに対して傾斜する点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置21の基本構成の説明は省略する。
図8は、第二実施形態に係る表示装置21を示す断面図である。
図8に示すように、本実施形態に係る表示装置21の基本構成は第一実施形態と同様であり、太陽電池素子6の受光面6aが光入射面3aに対して傾斜する点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置21の基本構成の説明は省略する。
表示装置21は、積層体22と、実装部材25と、フレーム20と、表示部11と、を備える。
積層体22は、導光板4と、集光板23と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
積層体22は、導光板4と、集光板23と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
集光板23は、外光Lの入射方向に面するように傾斜する第一端面23dを有する。本実施形態の集光板23の第一端面23dには、反射板が設けられていない。本実施形態の集光板23の第一端面23dは、光射出面として機能する。以下、光射出面を符号23dで示すことがある。
集光板23の光射出面23dは、光入射面23aに対して鋭角に傾斜する。集光板23の光射出面23dと光入射面23aとのなす角度θ1は、例えば60°程度である。
集光板23の光射出面23dは、光入射面23aに対して鋭角に傾斜する。集光板23の光射出面23dと光入射面23aとのなす角度θ1は、例えば60°程度である。
実装部材25は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板28と、を有する。
太陽電池素子6の受光面6aは、集光板23の光射出面23dに当接する。太陽電池素子6の受光面6aは、光入射面23aに対して鋭角に傾斜する。
本実施形態において、太陽電池素子6の設置高さH1は、受光面6aの上端(+X軸方向端)の鉛直方向の位置である。
太陽電池素子6の受光面6aは、集光板23の光射出面23dに当接する。太陽電池素子6の受光面6aは、光入射面23aに対して鋭角に傾斜する。
本実施形態において、太陽電池素子6の設置高さH1は、受光面6aの上端(+X軸方向端)の鉛直方向の位置である。
フレーム20は、第一壁部10aと、第二壁部10bと、底壁部10cと、傾斜規制部20aと、を有する。
傾斜規制部20aは、第一壁部10aの内壁面(−X軸方向側の面)及び底壁部10cの上面(+Z軸方向側の面)のそれぞれに一体に形成される。
傾斜規制部20aは、第一壁部10aの内壁面(−X軸方向側の面)及び底壁部10cの上面(+Z軸方向側の面)のそれぞれに一体に形成される。
傾斜規制部20aは、実装部材25における太陽電池素子6の実装部分を支持する支持面20sを有する。支持面20sは、底壁部10cの上面に対して鋭角に傾斜する。支持面20sと底壁部10cの上面とのなす角度θsは、例えば30°程度である(θs≒90°−θ1)。傾斜規制部20aは、実装基板28を介して、太陽電池素子6の受光面6aの傾斜方向を規制する。
以下、図9及び図10を用いて、本実施形態に係る表示装置21の作用を、第一実施形態に係る表示装置1と比較しつつ説明する。
図9は、第一実施形態に係る表示装置1の作用を説明するための図である。
図10は、本実施形態に係る表示装置21の作用を説明するための図である。
尚、図9及び図10のそれぞれでは、便宜上、フレーム10、表示部11等の図示を省略する。
図9は、第一実施形態に係る表示装置1の作用を説明するための図である。
図10は、本実施形態に係る表示装置21の作用を説明するための図である。
尚、図9及び図10のそれぞれでは、便宜上、フレーム10、表示部11等の図示を省略する。
図9に示すように、第一実施形態においては、太陽光等の外光Lが表示装置1に入射すると、集光板3の第一端面3c1に入射する光L1の少なくとも一部は反射板9で反射して太陽電池素子6の受光面6aに入射する。しかしながら、反射板9で反射した光の一部L2は、太陽電池素子6の受光面6aに入射することなく、集光板3の上部に導かれる。
これに対し、本実施形態においては、図10に示すように、集光板23の光射出面として機能する第一端面23dに太陽電池素子6が配置されるため、集光板23の第一端面23dに入射する光L1は、太陽電池素子6の受光面6aに直接入射し易くなる。又、太陽電池素子6の受光面6aが光入射面23aに対して鋭角に傾斜するため、受光面6aに外光が入射し易くなる。
これに対し、本実施形態においては、図10に示すように、集光板23の光射出面として機能する第一端面23dに太陽電池素子6が配置されるため、集光板23の第一端面23dに入射する光L1は、太陽電池素子6の受光面6aに直接入射し易くなる。又、太陽電池素子6の受光面6aが光入射面23aに対して鋭角に傾斜するため、受光面6aに外光が入射し易くなる。
以上説明したように、本実施形態における表示装置21によれば、集光板23の光射出面として機能する第一端面23dに太陽電池素子6が配置されるため、集光板23の第一端面23dに入射する光L1が太陽電池素子6の受光面6aに直接入射し易くなる。従って、発電効率の低下を効果的に抑制することができる。
又、太陽電池素子6が光入射面23aに対して鋭角に傾斜する受光面6aを有するため、受光面6aが光入射面23aに対して直角又は鈍角に傾斜する場合に比べて、受光面6aに外光が入射し易くなる。従って、発電効率の低下を抑制しつつ、更に発電効率を向上させることができる。
又、太陽電池素子6が光入射面23aに対して鋭角に傾斜する受光面6aを有するため、受光面6aが光入射面23aに対して直角又は鈍角に傾斜する場合に比べて、受光面6aに外光が入射し易くなる。従って、発電効率の低下を抑制しつつ、更に発電効率を向上させることができる。
尚、本実施形態では、傾斜規制部20aが第一壁部10aの内壁面及び底壁部10cの上面のそれぞれに一体に形成される例、即ち、フレーム20の一部が太陽電池素子6の受光面6aの傾斜方向を規制するように傾斜する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、傾斜規制部20aが第一壁部10aの内壁面及び底壁部10cの上面のそれぞれとは別体に形成されてもよい。即ち、傾斜規制部20aが、フレーム20の一部ではなく、フレーム20の外壁部分とは別部材として設けられてもよい。
但し、表示装置1の製造工程を簡素化すると共に、部品点数を削減する観点からは、フレーム20の一部が太陽電池素子6の受光面6aの傾斜方向を規制するように傾斜することが好ましい。
但し、表示装置1の製造工程を簡素化すると共に、部品点数を削減する観点からは、フレーム20の一部が太陽電池素子6の受光面6aの傾斜方向を規制するように傾斜することが好ましい。
又、本実施形態では、太陽電池素子6が集光板23の光射出面23dとして機能する第一端面23dにのみ配置される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、太陽電池素子6が、集光板23の第一端面23dに加えて、第二端面、第三端面及び第四端面のうち少なくとも一端面に配置されていてもよい。即ち、太陽電池素子6が、集光板23の四辺のうち少なくとも一辺に配置されていてもよい。又、太陽電池素子6が集光板23の外周端面に所定の間隔や大きさで配置されていてもよい。太陽電池素子6の配置個所は、コストや外観デザイン等の観点から、適宜変更することができる。
[第三実施形態]
図11は、第三実施形態に係る表示装置31を示す断面図である。
図11に示すように、本実施形態に係る表示装置31の基本構成は第二実施形態と同様であり、光源7の発光面7aが傾斜した受光面6aと平行に配置される点、が第二実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第二実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置31の基本構成の説明は省略する。
図11は、第三実施形態に係る表示装置31を示す断面図である。
図11に示すように、本実施形態に係る表示装置31の基本構成は第二実施形態と同様であり、光源7の発光面7aが傾斜した受光面6aと平行に配置される点、が第二実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第二実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置31の基本構成の説明は省略する。
表示装置31は、積層体32と、実装部材35と、フレーム30と、表示部11と、を備える。
積層体32は、導光板34と、集光板23と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
積層体32は、導光板34と、集光板23と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
導光板34は、集光板23の光射出面23dと略同一面で隣接する第一端面34c1を有する。
導光板34の第一端面34c1は、表示面34aに対して鋭角に傾斜する。導光板34の第一端面34c1と表示面34aとのなす角度θ2は、集光板23の光射出面23dと光入射面23aとのなす角度θ1と同様、例えば60°程度である(θ2≒θ1)。
導光板34の第一端面34c1は、表示面34aに対して鋭角に傾斜する。導光板34の第一端面34c1と表示面34aとのなす角度θ2は、集光板23の光射出面23dと光入射面23aとのなす角度θ1と同様、例えば60°程度である(θ2≒θ1)。
実装部材35は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板38と、を有する。
光源7の発光面7aは、導光板34の第一端面34c1に当接する。光源7の発光面7aは、傾斜した太陽電池素子6の受光面6aと平行に配置される。
本実施形態において、光源7の設置高さH2は、発光面7aの上端(+X軸方向端)の鉛直方向の位置である。
光源7の発光面7aは、導光板34の第一端面34c1に当接する。光源7の発光面7aは、傾斜した太陽電池素子6の受光面6aと平行に配置される。
本実施形態において、光源7の設置高さH2は、発光面7aの上端(+X軸方向端)の鉛直方向の位置である。
フレーム30は、第一壁部10aと、第二壁部10bと、底壁部10cと、傾斜規制部30aと、を有する。
傾斜規制部30aは、第一壁部10aの内壁面(−X軸方向側の面)及び底壁部10cのそれぞれに一体に形成される。
傾斜規制部30aは、第一壁部10aの内壁面(−X軸方向側の面)及び底壁部10cのそれぞれに一体に形成される。
傾斜規制部30aは、実装部材35(太陽電池素子6の実装部分及び光源7の実装部分の双方)を支持する支持面30sを有する。支持面30sは、底壁部10cの上面(XY平面に平行な仮想面)に対して鋭角に傾斜する。支持面30sと底壁部10cの上面とのなす角度θsは、例えば30°程度である[θs≒90°−θ1(又はθ2)]。傾斜規制部30aは、実装基板38を介して、太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれの傾斜方向を規制する。
以上説明したように、本実施形態における表示装置31によれば、光源7の発光面7aが傾斜した太陽電池素子6の受光面6aと平行に配置される。即ち、太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれが外光Lの入射方向に面するように傾斜する。そのため、第二実施形態と同様に、受光面6aに外光が入射し易くなる。従って、本実施形態においても、発電効率の低下を抑制しつつ、更に発電効率を向上させることができる。
[第四実施形態]
図12は、第四実施形態に係る表示装置41を示す断面図である。
図12に示すように、本実施形態に係る表示装置41の基本構成は第一実施形態と同様であり、実装基板48が折り曲げられた状態で太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれが同じ側に配置される点、位置規制部材40を更に備える点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置41の基本構成の説明は省略する。
図12は、第四実施形態に係る表示装置41を示す断面図である。
図12に示すように、本実施形態に係る表示装置41の基本構成は第一実施形態と同様であり、実装基板48が折り曲げられた状態で太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれが同じ側に配置される点、位置規制部材40を更に備える点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置41の基本構成の説明は省略する。
表示装置41は、積層体42と、実装部材45と、フレーム10と、位置規制部材40と、表示部11と、を備える。
積層体42は、導光板4と、集光板43と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
積層体42は、導光板4と、集光板43と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
集光板43は、光射出面として機能する第一端面43dを有する。本実施形態の集光板43の第一端面43dには、反射板が設けられていない。以下、光射出面を符号43dで示すことがある。
集光板43の鉛直方向の長さ(Z軸方向の長さ)は、導光板4の鉛直方向の長さよりも小さい。導光板4の第三端面4c3が集光板43の第三端面43c3と略同一面に配置されると、集光板43の第一端面43dは、導光板4の第一端面4c1よりも上方に配置される。集光板43の第一端面43dと導光板4の第一端面4c1との間の距離(Z軸方向の長さ)は、太陽電池素子6の厚みと同程度の長さとされる。
図13は、実装部材45の平面図である。尚、図13では、実装部材45を折り曲げる前の展開状態を示している。
図12及び図13に示すように、実装部材45は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板48と、を有する。太陽電池素子6は、実装基板48の一面48bに配置される。光源7は、実装基板48の他面48a(一面とは反対側の面)に配置される。実装基板48は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、J字状に折り曲げられて積層体42に取り付けられる。
実装基板48は、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる。太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、同じ側に配置される。
図12及び図13に示すように、実装部材45は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板48と、を有する。太陽電池素子6は、実装基板48の一面48bに配置される。光源7は、実装基板48の他面48a(一面とは反対側の面)に配置される。実装基板48は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、J字状に折り曲げられて積層体42に取り付けられる。
実装基板48は、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる。太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、同じ側に配置される。
図13に示すように、実装基板48の平面形状は、長方形である。実装基板48の長手方向中央よりも太陽電池素子6寄りの部分には、実装基板48の短手方向(二つの太陽電池素子6が並ぶ方向)に沿って谷折り部48vが形成される。
以下、本実施形態に係る積層体42に実装部材45を取り付ける方法の一例を説明する。
先ず、実装部材45及び積層体42のそれぞれを用意する。
次に、太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれが+Z軸方向を向くように、谷折り部48vを基準に実装基板48を谷折りし、側面視でJ字状に折り曲げる。そして、実装基板48がJ字状の状態で、実装部材45を積層体42に取り付ける。
これにより、図12に示すように、太陽電池素子6の受光面6aが集光板43の光射出面43dに当接すると共に、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接する。
本実施形態において、太陽電池素子6の設置高さH1は、受光面6aの鉛直方向の位置である。
先ず、実装部材45及び積層体42のそれぞれを用意する。
次に、太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれが+Z軸方向を向くように、谷折り部48vを基準に実装基板48を谷折りし、側面視でJ字状に折り曲げる。そして、実装基板48がJ字状の状態で、実装部材45を積層体42に取り付ける。
これにより、図12に示すように、太陽電池素子6の受光面6aが集光板43の光射出面43dに当接すると共に、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接する。
本実施形態において、太陽電池素子6の設置高さH1は、受光面6aの鉛直方向の位置である。
位置規制部材40は、断面視で矩形の板体である。位置規制部材40は、J字状の実装基板48に挟まれる。位置規制部材40は、第一面40s1と、第二面40s2と、を有する。
第一面40s1は、底壁部10cの上面に対して平行である。第一面40s1は、実装部材45における太陽電池素子6の実装部分を支持する。
第二面40s2は、底壁部10cの上面に対して直交する。第二面40s2は、光源7の−X軸方向側端に当接する。
位置規制部材40は、実装基板48が折り曲げられた状態における太陽電池素子6のZ軸方向の位置を規制すると共に、光源7のX軸方向の位置を規制する。仮に、実装基板48を折り曲げただけで折り曲げ部分の間が空間のままであると、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置が定まらない。これに対し、本実施形態によれば、前記空間に位置規制部材40が配置されるため、実装基板48が折り曲げられた状態における太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置が定まる。
第一面40s1は、底壁部10cの上面に対して平行である。第一面40s1は、実装部材45における太陽電池素子6の実装部分を支持する。
第二面40s2は、底壁部10cの上面に対して直交する。第二面40s2は、光源7の−X軸方向側端に当接する。
位置規制部材40は、実装基板48が折り曲げられた状態における太陽電池素子6のZ軸方向の位置を規制すると共に、光源7のX軸方向の位置を規制する。仮に、実装基板48を折り曲げただけで折り曲げ部分の間が空間のままであると、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置が定まらない。これに対し、本実施形態によれば、前記空間に位置規制部材40が配置されるため、実装基板48が折り曲げられた状態における太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置が定まる。
以上説明したように、本実施形態における表示装置41によれば、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが実装基板48に対して互いに異なる面に実装されると共に、実装基板48が折り曲げられた状態で太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれが同じ側に配置される。そのため、太陽電池素子6及び光源7の設置高さが互いに異なる場合であっても、実装基板48を折り曲げた状態で太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを積層体42に取り付けることができる。従って、集光板43の光射出面43dに太陽電池素子6の受光面6aが位置合わせされ、且つ、導光板4の第一端面4c1に光源7の発光面7aが位置合わせされるように、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを適切な設置高さで取り付けることが容易となる。
又、この構成によれば、実装基板48が折り曲げられた状態における太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置を規制する位置規制部材40を有するため、積層体42に対する太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの位置合わせが容易となる。又、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを積層体42に対して適切な設置位置で取り付け易くなる。
[第五実施形態]
図14は、第五実施形態に係る表示装置51を示す断面図である。
図14に示すように、本実施形態に係る表示装置51の基本構成は第四実施形態と同様であり、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが実装基板58の一面58aに配置され、実装基板58が、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる点、が第四実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第四実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置51の基本構成の説明は省略する。
図14は、第五実施形態に係る表示装置51を示す断面図である。
図14に示すように、本実施形態に係る表示装置51の基本構成は第四実施形態と同様であり、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが実装基板58の一面58aに配置され、実装基板58が、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる点、が第四実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第四実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置51の基本構成の説明は省略する。
表示装置51は、積層体42と、実装部材55と、フレーム10と、位置規制部材50と、表示部11と、を備える。
図15は、実装部材55の平面図である。尚、図15では、実装部材55を折り曲げる前の展開状態を示している。
図14及び図15に示すように、実装部材55は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板58と、を有する。太陽電池素子6及び光源7のそれぞれは、実装基板58の一面58aに配置される。実装基板58は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、断面視でクランク状に折り曲げられて積層体42に取り付けられる。
実装基板58は、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる。太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、同じ側に配置される。
図14及び図15に示すように、実装部材55は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板58と、を有する。太陽電池素子6及び光源7のそれぞれは、実装基板58の一面58aに配置される。実装基板58は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、断面視でクランク状に折り曲げられて積層体42に取り付けられる。
実装基板58は、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる。太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、同じ側に配置される。
図15に示すように、実装基板58の平面形状は、長方形である。実装基板58の長手方向中央よりも光源7寄りの部分には、実装基板58の短手方向(二つの光源7が並ぶ方向)に沿って谷折り部58vが形成される。一方、実装基板58の長手方向中央よりも太陽電池素子6寄りの部分には、実装基板58の短手方向(二つの太陽電池素子6が並ぶ方向)に沿って山折り部58mが形成される。
以下、本実施形態に係る積層体42に実装部材55を取り付ける方法の一例を説明する。
先ず、実装部材55及び積層体42のそれぞれを用意する。
次に、太陽電池素子6の受光面6aが+Z軸方向を向くと共に、光源7の発光面7aが+Z軸方向を向くように、実装基板48を、谷折り部58vを基準に谷折りすると共に、山折り部58mを基準に山折りし、側面視でクランク状に折り曲げる。そして、実装基板58がクランク状の状態で、実装部材55を積層体42に取り付ける。
これにより、図14に示すように、太陽電池素子6の受光面6aが集光板43の光射出面43dに当接すると共に、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接する。
先ず、実装部材55及び積層体42のそれぞれを用意する。
次に、太陽電池素子6の受光面6aが+Z軸方向を向くと共に、光源7の発光面7aが+Z軸方向を向くように、実装基板48を、谷折り部58vを基準に谷折りすると共に、山折り部58mを基準に山折りし、側面視でクランク状に折り曲げる。そして、実装基板58がクランク状の状態で、実装部材55を積層体42に取り付ける。
これにより、図14に示すように、太陽電池素子6の受光面6aが集光板43の光射出面43dに当接すると共に、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接する。
位置規制部材50は、断面視で矩形の板体である。位置規制部材50は、第一壁部10aの内壁面(−X軸方向側の面)と、底壁部10cの上面(+Z軸方向側の面)と、クランク状の実装基板58と、の間に挟まれる。位置規制部材50は、第一面50s1と、第二面50s2と、を有する。
第一面50s1は、底壁部10cの上面に対して平行である。第一面50s1は、実装部材55における太陽電池素子6の実装部分を支持する。
第二面50s2は、底壁部10cの上面に対して直交する。第二面50s2は、実装基板58を介して光源7の−X軸方向側端を支持する。
位置規制部材50は、実装基板58が折り曲げられた状態における太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置を規制する。
第一面50s1は、底壁部10cの上面に対して平行である。第一面50s1は、実装部材55における太陽電池素子6の実装部分を支持する。
第二面50s2は、底壁部10cの上面に対して直交する。第二面50s2は、実装基板58を介して光源7の−X軸方向側端を支持する。
位置規制部材50は、実装基板58が折り曲げられた状態における太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの設置位置を規制する。
以上説明したように、本実施形態における表示装置51によれば、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが実装基板58の一面58aに配置され、実装基板58が、太陽電池素子6の設置高さH1が光源7の設置高さH2よりも高くなるように折り曲げられる。そのため、太陽電池素子6及び光源7の設置高さが互いに異なる場合であっても、実装基板58を折り曲げて太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを積層体42に取り付けることができる。従って、本実施形態においても、集光板43の光射出面43dに太陽電池素子6の受光面6aが位置合わせされ、且つ、導光板4の第一端面4c1に光源7の発光面7aが位置合わせされるように、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを適切な設置高さで取り付けることが容易となる。
[第六実施形態]
図16は、第六実施形態に係る表示装置61を示す断面図である。
図16に示すように、本実施形態に係る表示装置61の基本構成は第一実施形態と同様であり、実装基板68の実装面68aに対する太陽電池素子6の受光面6a及び光源67の発光面67aのそれぞれの配置角度が互いに異なる点、積層体62及び太陽電池素子6が光源67の幅に収まるように積層して配置され、反射板69が光源67と集光板63の第一端面63c1との間に配置される点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置61の基本構成の説明は省略する。
図16は、第六実施形態に係る表示装置61を示す断面図である。
図16に示すように、本実施形態に係る表示装置61の基本構成は第一実施形態と同様であり、実装基板68の実装面68aに対する太陽電池素子6の受光面6a及び光源67の発光面67aのそれぞれの配置角度が互いに異なる点、積層体62及び太陽電池素子6が光源67の幅に収まるように積層して配置され、反射板69が光源67と集光板63の第一端面63c1との間に配置される点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置61の基本構成の説明は省略する。
表示装置61は、積層体62と、実装部材65と、反射板69と、フレーム10と、表示部11と、を備える。
積層体62は、導光板4と、集光板63と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
集光板63の厚み(X軸方向の長さ)は、導光板4の厚みよりも薄い。
積層体62は、導光板4と、集光板63と、を光入射側からこの順に積層して構成される。
集光板63の厚み(X軸方向の長さ)は、導光板4の厚みよりも薄い。
図17は、実装部材65の平面図である。
図16及び図17に示すように、実装部材65は、太陽電池素子6と、光源67と、実装基板68と、を有する。
図16及び図17に示すように、実装部材65は、太陽電池素子6と、光源67と、実装基板68と、を有する。
光入射面63aの垂直方向における光源67の幅W(X軸方向の長さ)は、積層体62の厚み(X軸方向の長さ)と、太陽電池素子6の厚み(受光面6aと直交する方向の長さ)と、を足し合わせた長さと略同じである。
実装基板68は、太陽電池素子6及び光源67のそれぞれを実装する実装面68aを有する。
太陽電池素子6の受光面6aは、実装基板68の実装面68a側とは反対側(実装部材65の取付状態における−X軸方向側)を向く。太陽電池素子6の受光面6aは、実装基板68の実装面68aに対して平行に配置される。
光源67の発光面67aは、太陽電池素子6の側(実装部材65の取付状態における+Z軸方向側)を向く。光源67の発光面67aは、実装基板68の実装面68aに対して垂直に配置される。
即ち、実装面68aに対する太陽電池素子6の受光面6aの配置角度と、実装面68aに対する光源67の発光面67aの配置角度とは、90°異なる。
第一実施形態では、太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、実装面8aに対して平行に反対側を向いて配置されていた。これに対し、本実施形態では、太陽電池素子6の受光面6aが実装面8aに対して平行に反対側を向いて配置され、光源7の発光面7aが実装面8aに対して垂直に配置される。
太陽電池素子6の受光面6aは、実装基板68の実装面68a側とは反対側(実装部材65の取付状態における−X軸方向側)を向く。太陽電池素子6の受光面6aは、実装基板68の実装面68aに対して平行に配置される。
光源67の発光面67aは、太陽電池素子6の側(実装部材65の取付状態における+Z軸方向側)を向く。光源67の発光面67aは、実装基板68の実装面68aに対して垂直に配置される。
即ち、実装面68aに対する太陽電池素子6の受光面6aの配置角度と、実装面68aに対する光源67の発光面67aの配置角度とは、90°異なる。
第一実施形態では、太陽電池素子6の受光面6a及び光源7の発光面7aのそれぞれは、実装面8aに対して平行に反対側を向いて配置されていた。これに対し、本実施形態では、太陽電池素子6の受光面6aが実装面8aに対して平行に反対側を向いて配置され、光源7の発光面7aが実装面8aに対して垂直に配置される。
実装基板8は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、折り曲げられることなくそのまま積層体2に取り付けられる。
実装部材65の取付状態において、積層体62及び太陽電池素子6は、光入射面63aの垂直方向における光源67の幅Wに収まるように積層して配置される。
反射板69は、光源67と集光板63の第一端面63c1との間に配置される。
実装部材65の取付状態において、積層体62及び太陽電池素子6は、光入射面63aの垂直方向における光源67の幅Wに収まるように積層して配置される。
反射板69は、光源67と集光板63の第一端面63c1との間に配置される。
以上説明したように、本実施形態における表示装置51によれば、実装基板68の実装面68aに対する太陽電池素子6の受光面6a及び光源67の発光面67aのそれぞれの配置角度が互いに異なるため、集光板63の薄型化に対応した構造となる。従って、表示装置61の省スペース化及び軽量化を図ることができる。
又、この構成によれば、積層体62及び太陽電池素子6が光源67の幅に収まるように積層して配置され、反射板69が光源67と集光板63の第一端面63c1との間に配置されるため、表示装置61の構成部品を集約した構造となる。従って、表示装置61の省スペース化を図ることができる。
[第七実施形態]
図18は、第七実施形態に係る表示装置71を示す断面図である。
図18に示すように、本実施形態に係る表示装置71の基本構成は第一実施形態と同様であり、集光板3の第一端面3c1には第一太陽電池素子76が配置され、光射出面3dには第二太陽電池素子6(第一実施形態に係る太陽電池素子6に相当)が配置される点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置71の基本構成の説明は省略する。
図18は、第七実施形態に係る表示装置71を示す断面図である。
図18に示すように、本実施形態に係る表示装置71の基本構成は第一実施形態と同様であり、集光板3の第一端面3c1には第一太陽電池素子76が配置され、光射出面3dには第二太陽電池素子6(第一実施形態に係る太陽電池素子6に相当)が配置される点、が第一実施形態と異なる。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、表示装置71の基本構成の説明は省略する。
表示装置71は、積層体2と、実装部材75と、フレーム10と、表示部11と、を備える。尚、本実施形態の集光板3の第一端面3c1には、反射板が設けられていない。
実装部材75は、第一太陽電池素子76と、第二太陽電池素子6と、光源7と、実装基板8と、を有する。第一太陽電池素子76、第二太陽電池素子6及び光源7のそれぞれは、同一の実装基板8に実装される。実装基板8は、第一太陽電池素子76、第二太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを実装した状態で、断面視でL字状に折り曲げられて積層体2に取り付けられる。
図19は、実装部材75の平面図である。尚、図19では、実装部材75を折り曲げる前の展開状態を示している。
図19に示すように、光源7及び第一太陽電池素子76のそれぞれは、実装面8aに互いに隣接して配置される。第一太陽電池素子76及び第二太陽電池素子6のそれぞれは、実装面8aに所定の間隔を空けて配置される。図19では、一枚の実装基板8に、第一太陽電池素子76、第二太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが二つずつ配置された例を示している。実装基板8において第一太陽電池素子76と第二太陽電池素子6との間の部分には、実装基板8の短手方向(二つの第二太陽電池素子6が並ぶ方向)に沿って谷折り部8vが形成される。
尚、一枚の実装基板8に配置される第一太陽電池素子76、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの数は、これに限らず、一つずつ又は三つ以上ずつ等、適宜変更することができる。
図19に示すように、光源7及び第一太陽電池素子76のそれぞれは、実装面8aに互いに隣接して配置される。第一太陽電池素子76及び第二太陽電池素子6のそれぞれは、実装面8aに所定の間隔を空けて配置される。図19では、一枚の実装基板8に、第一太陽電池素子76、第二太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが二つずつ配置された例を示している。実装基板8において第一太陽電池素子76と第二太陽電池素子6との間の部分には、実装基板8の短手方向(二つの第二太陽電池素子6が並ぶ方向)に沿って谷折り部8vが形成される。
尚、一枚の実装基板8に配置される第一太陽電池素子76、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれの数は、これに限らず、一つずつ又は三つ以上ずつ等、適宜変更することができる。
以下、積層体2に本実施形態に係る実装部材75を取り付ける方法の一例を説明する。
先ず、実装部材75及び積層体2のそれぞれを用意する。
次に、第二太陽電池素子6の受光面6aが−X軸方向を向くと共に、光源7の発光面7a及び第一太陽電池素子76の受光面76aが+Z軸方向を向くように、谷折り部8vを基準にして実装基板8を側面視でL字状に折り曲げる。そして、実装基板8がL字状の状態で、実装部材75を積層体2に取り付ける。
これにより、図18に示すように、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接すると共に、第一太陽電池素子76の受光面76aが集光板3の第一端面3c1に当接し、且つ、第二太陽電池素子6の受光面6aが集光板3の光射出面3dに当接する。
先ず、実装部材75及び積層体2のそれぞれを用意する。
次に、第二太陽電池素子6の受光面6aが−X軸方向を向くと共に、光源7の発光面7a及び第一太陽電池素子76の受光面76aが+Z軸方向を向くように、谷折り部8vを基準にして実装基板8を側面視でL字状に折り曲げる。そして、実装基板8がL字状の状態で、実装部材75を積層体2に取り付ける。
これにより、図18に示すように、光源7の発光面7aが導光板4の第一端面4c1に当接すると共に、第一太陽電池素子76の受光面76aが集光板3の第一端面3c1に当接し、且つ、第二太陽電池素子6の受光面6aが集光板3の光射出面3dに当接する。
第二太陽電池素子6の設置高さH1は、光源7の設置高さH2よりも高い。
本実施形態において、第二太陽電池素子6の設置高さH1は、第二太陽電池素子6の上端面の鉛直方向の位置である。
本実施形態において、第二太陽電池素子6の設置高さH1は、第二太陽電池素子6の上端面の鉛直方向の位置である。
以上説明したように、本実施形態における表示装置71によれば、集光板3の第一端面3c1には第一太陽電池素子76が配置され、光射出面3dには第二太陽電池素子6が配置される。そのため、集光板3の第一端面3c1に入射する光が第一太陽電池素子76の受光面76aに直接入射する一方で、光射出面3dに入射する光が直接第二太陽電池素子6の受光面6aに入射するようになる。従って、集光板3の第一端面3c1に反射板が設けられていなくても、高い発電効率を実現することができる。
[第八実施形態]
図20は、第八実施形態に係る実装部材85の平面図である。尚、図20では、実装部材85を折り曲げる前の展開状態を示している。
図20に示すように、本実施形態に係る実装部材85は、実装基板80を除いた太陽電池素子6等の実装部品については第一実施形態と同様である。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、実装部品の説明は省略する。
図20は、第八実施形態に係る実装部材85の平面図である。尚、図20では、実装部材85を折り曲げる前の展開状態を示している。
図20に示すように、本実施形態に係る実装部材85は、実装基板80を除いた太陽電池素子6等の実装部品については第一実施形態と同様である。そのため、本実施形態では、第一実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、実装部品の説明は省略する。
実装部材85は、太陽電池素子6と、光源7と、実装基板80と、を有する。実装基板80は、第一実装部81と、第二実装部82と、接続部83と、を有する。
第一実装部81及び第二実装部82のそれぞれは、平面視矩形の板体である。第一実装部81及び第二実装部82のそれぞれは、剛性を有していてもよい。第一実装部81は、太陽電池素子6を実装する。第二実装部82は、光源7を実装する。
接続部83は、第一実装部81と第二実装部82とを接続する。接続部83は、可撓性を有するフレキシブル基板である。
例えば、実装基板80は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを第一実装部81及び第二実装部82のそれぞれに実装した状態で、接続部83を基準にして、図2に示すように断面視でL字状に折り曲げられて積層体2に取り付けられる。
第一実装部81及び第二実装部82のそれぞれは、平面視矩形の板体である。第一実装部81及び第二実装部82のそれぞれは、剛性を有していてもよい。第一実装部81は、太陽電池素子6を実装する。第二実装部82は、光源7を実装する。
接続部83は、第一実装部81と第二実装部82とを接続する。接続部83は、可撓性を有するフレキシブル基板である。
例えば、実装基板80は、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを第一実装部81及び第二実装部82のそれぞれに実装した状態で、接続部83を基準にして、図2に示すように断面視でL字状に折り曲げられて積層体2に取り付けられる。
本実施形態のように、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれが異なる実装部(第一実装部81、第二実装部82)に実装される場合であっても、接続部83を基準にして実装基板80を折り曲げて太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを積層体に取り付けることができる。従って、集光板の光射出面に太陽電池素子6の受光面6aが位置合わせされ、且つ、導光板の第一端面に光源7の発光面7aが位置合わせされるように、太陽電池素子6及び光源7のそれぞれを適切な設置高さで取り付けることが容易となる。
図21は、本発明に係る表示装置の適用例1を示す図である。
図21に示すように、適用例1は、フレーム10を台座として、表示装置1を暗所に独立して縦型設置した例である。
表示装置1において、光源が発光すると、光源から発せられた光が導光板4を伝播して、表示部11を照らす。これにより、表示装置1を暗所に設置した場合でも、表示部11を視認することができる。
例えば、表示部11を表示面4aに光散乱粒子等の散乱体を配置することにより形成する。この構成によれば、散乱体に入射した光が散乱するので、暗所でも表示部11をはっきりと視認することができる。
図21に示すように、適用例1は、フレーム10を台座として、表示装置1を暗所に独立して縦型設置した例である。
表示装置1において、光源が発光すると、光源から発せられた光が導光板4を伝播して、表示部11を照らす。これにより、表示装置1を暗所に設置した場合でも、表示部11を視認することができる。
例えば、表示部11を表示面4aに光散乱粒子等の散乱体を配置することにより形成する。この構成によれば、散乱体に入射した光が散乱するので、暗所でも表示部11をはっきりと視認することができる。
図22は、本発明に係る表示装置の適用例2を示す図である。
図22に示すように、適用例2は、クリアボード100に吊り具101を設置し、吊り具101で表示装置1を吊り下げて縦型設置した例である。
クリアボード100は、矩形状の透明な板体である。クリアボードは、屋外の木102等の景色が見える窓の枠部103に立て掛けられる。即ち、表示装置1を窓際に縦型設置した、いわゆる窓看板として利用される。これにより、屋外の景色を眺めながら表示装置1の表示部11を視認することができる。
例えば、屋外が明るい場合には、外光入射側に太陽電池素子の受光面が対向するように表示装置1を配置する。即ち、屋外側に導光板4を配置し、屋内側に集光板3を配置する。これにより、太陽電池素子の受光面には、フレームの影が重なりにくくなり、外光が直接入射しやすくなる。従って、発電効率の低下を抑制しつつ、表示部11を視認することができる。
図22に示すように、適用例2は、クリアボード100に吊り具101を設置し、吊り具101で表示装置1を吊り下げて縦型設置した例である。
クリアボード100は、矩形状の透明な板体である。クリアボードは、屋外の木102等の景色が見える窓の枠部103に立て掛けられる。即ち、表示装置1を窓際に縦型設置した、いわゆる窓看板として利用される。これにより、屋外の景色を眺めながら表示装置1の表示部11を視認することができる。
例えば、屋外が明るい場合には、外光入射側に太陽電池素子の受光面が対向するように表示装置1を配置する。即ち、屋外側に導光板4を配置し、屋内側に集光板3を配置する。これにより、太陽電池素子の受光面には、フレームの影が重なりにくくなり、外光が直接入射しやすくなる。従って、発電効率の低下を抑制しつつ、表示部11を視認することができる。
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、表示装置の各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
その他、表示装置の各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
本発明は、表示装置に利用可能である。
1,21,31,41,51,61,71…表示装置、3,23,43,63…集光板、3a…第一主面(光入射面)、3d,23d,43d…光射出面、4,34…導光板、6…太陽電池素子(第二太陽電池素子)、6a,76a…受光面、7,67…光源、7a,67a…発光面、8,28,38,48,58,68,80…実装基板、8a,68a…実装面、9,69…反射板、10,20,30…フレーム、10a…第一壁部、10b…第二壁部、11…表示部、12…蓄電部、40,50…位置規制部材、48a…実装基板の他面、48b…実装基板の一面、76…第一太陽電池素子、81…第一実装部、82…第二実装部、83…接続部、H1…太陽電池素子の設置高さ、H2…光源の設置高さ、Ha…第一壁部の上端の高さ、Hb…第二壁部の上端の高さ、W…光源の幅
Claims (19)
- 光入射面と、前記光入射面よりも面積の小さい光射出面と、を有し、前記光入射面から入射した外光の少なくとも一部を前記光射出面から射出させる集光板と、
前記集光板の前記光射出面に配置され、前記光射出面から射出された光を受光して電力を発生する太陽電池素子と、
前記集光板と対向して配置される導光板と、
前記導光板の外周端面に配置される光源と、を含み、
前記太陽電池素子の設置高さは、前記光源の設置高さと異なる表示装置。 - 前記集光板は、前記光入射面から入射した外光の少なくとも一部を1又は複数の光機能材料によって吸収し、前記1又は複数の光機能材料で吸収された光とは異なる光に変換して前記光射出面から射出させる請求項1に記載の表示装置。
- 前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれを覆うように前記集光板及び前記導光板のそれぞれの外周端部の少なくとも一部を収容するフレームを更に含む請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記フレームは、遮光性を有する請求項3に記載の表示装置。
- 前記フレームは、前記集光板の外周端部側を覆う第一壁部と、前記導光板の外周端部側を覆う第二壁部と、を含み、
前記第二壁部の上端の高さは、前記第一壁部の上端の高さよりも低い請求項3又は4に記載の表示装置。 - 前記太陽電池素子は、前記光入射面に対して鋭角に傾斜する受光面を有する請求項3から5までの何れか一項に記載の表示装置。
- 前記光源の発光面は、傾斜した前記受光面と平行に配置される請求項6に記載の表示装置。
- 前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれを実装する実装基板を更に含む請求項1から7までの何れか一項に記載の表示装置。
- 前記実装基板は、可撓性を有する請求項8に記載の表示装置。
- 前記太陽電池素子は、前記実装基板の一面に配置され、
前記光源は、前記実装基板の他面に配置され、
前記実装基板は、前記太陽電池素子の設置高さが前記光源の設置高さよりも高くなるように折り曲げられ、且つ、前記太陽電池素子の受光面及び前記光源の発光面のそれぞれが同じ側に配置される請求項9に記載の表示装置。 - 前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれは、前記実装基板の一面に配置され、
前記実装基板は、前記太陽電池素子の設置高さが前記光源の設置高さよりも高くなるように折り曲げられる請求項9に記載の表示装置。 - 前記実装基板が折り曲げられた状態における前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれの設置位置を規制する位置規制部材を更に含む請求項10又は11に記載の表示装置。
- 前記実装基板は、前記太陽電池素子を実装する第一実装部と、前記光源を実装する第二実装部と、前記第一実装部と前記第二実装部とを接続すると共に可撓性を有する接続部と、を含む請求項8に記載の表示装置。
- 前記実装基板は、前記太陽電池素子及び前記光源のそれぞれを実装する実装面を有し、
前記実装面に対する前記太陽電池素子の受光面の配置角度と、前記実装面に対する前記光源の発光面の配置角度とが互いに異なる請求項8から13までの何れか一項に記載の表示装置。 - 前記集光板の外周端面には、反射板が配置され、
前記太陽電池素子の受光面は、前記光入射面と対向すると共に前記集光板の前記外周端面に接して配置される請求項1から14までの何れか一項に記載の表示装置。 - 前記導光板、前記集光板及び前記太陽電池素子は、前記光入射面の垂直方向における前記光源の幅に収まるように積層して配置され、
前記反射板は、前記光源と前記集光板の前記外周端面との間に配置される請求項15に記載の表示装置。 - 前記集光板の外周端面には、1又は複数の第一太陽電池素子が配置され、
前記光入射面と対向すると共に前記集光板の前記外周端面に接して配置される前記光射出面には、1又は複数の第二太陽電池素子が配置される請求項1から16までの何れか一項に記載の表示装置。 - 前記太陽電池素子が発生した電力を蓄える蓄電部を更に含む請求項1から17までの何れか一項に記載の表示装置。
- 前記導光板には、表示部が設けられる請求項1から18までの何れか一項に記載の表示装置。
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WO2018042790A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | シャープ株式会社 | イルミネーション構造および電子機器 |
JP2022109273A (ja) * | 2020-03-31 | 2022-07-27 | 本田技研工業株式会社 | 情報表示装置 |
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2014
- 2014-06-03 JP JP2014115233A patent/JP2015230345A/ja active Pending
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