JP6598710B2 - 入力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タッチセンサを内蔵する入力装置に関する。
色素増感太陽電池や有機薄膜太陽電池などの光電変換素子は各種デバイスの電源として有望視されている。光電変換素子は通常は電池としてのみ使用されることが多いが、近年では、タッチセンサを有する入力装置の電源として、入力装置に内蔵されるケースも増えてきている。
例えば下記特許文献１には、色素増感太陽電池と、色素増感太陽電池に対向するタッチセンサとを備える入力装置が開示されている。同公報には、色素増感太陽電池が、タッチセンサ側に設けられる透明電極基板と、透明電極基板に対しタッチセンサと反対側に設けられ、透明電極基板に対向する対向基板と、透明電極基板と対向基板との間に設けられる多孔質半導体層とを有することも開示されている。
特開２０１３−８９５２７号公報
しかし、上述した特許文献１に記載の入力装置は以下に示す課題を有していた。
すなわち、特許文献１に記載の入力装置は耐久性の向上の点で改善の余地を有していた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させることができる入力装置を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題が生じる原因について検討した結果、以下のように考えた。すなわち、まず、タッチセンサは通常、例えば「１」、「２」などの表示部を有するが、この表示部は、タッチセンサを構成する基板の厚さ方向に表示部を見た場合に、色素増感太陽電池の多孔質半導体層と重なり合っている。ここで、タッチセンサから入射された光が色素増感太陽電池に入射されると、多孔質酸化物半導体層は、表示部の影になる部分と、影にならずに光が入射される部分とに分かれる。このとき、影になる部分とそうでない部分とで電子の発生量に偏りが生じ、その結果、色素が変質して発電性能が低下するのではないかと本発明者は考えた。そこで、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、少なくとも１つの光電変換セルと、前記少なくとも１つの光電変換セルに対向し、基板を有するタッチセンサとを備え、前記タッチセンサ及び前記光電変換セルを前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に表示部を視認することが可能な入力装置であって、前記光電変換セルが、前記タッチセンサ側に設けられる透明電極基板と、前記透明電極基板に対し前記タッチセンサと反対側に設けられ、前記透明電極基板に対向する対向基板と、前記透明電極基板と前記対向基板との間に設けられ、色素を含有する発電部と、前記発電部及び前記表示部を前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に前記発電部と隣接するように且つ前記表示部と重なるように設けられる非発電部とを有している、入力装置である。
この入力装置によれば、タッチセンサの基板の厚さ方向に発電部及び表示部を見た場合に、表示部が光電変換セルの発電部と隣接するように且つ非発電部と重なるように設けられている。このため、タッチセンサを通して光電変換セルに光が入射されると、表示部以外の発電部には、表示部によって影となる部分を生じさせることなく光が入射される。すなわち、発電部において、光が入射される部分と、光が入射されない部分とが生じることが十分に抑制される。その結果、発電部において電子の発生量に偏りが生じることが十分に抑制される。その結果、色素の変質が抑制される。従って、本発明によれば、光電変換セルの耐久性を向上させることができ、ひいては入力装置の耐久性を向上させることができる。
上記入力装置においては、前記光電変換セルが、前記透明電極基板と前記対向基板とを接合する環状の封止部をさらに有し、前記タッチセンサが、前記基板上に設けられ、前記タッチセンサ及び前記光電変換セルを前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に前記表示部と重なるように設けられる電極と、前記電極に接続される配線とを有し、前記配線及び前記環状の封止部を前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に、前記配線の少なくとも一部が、前記環状の封止部と重なるように且つ前記環状の封止部に沿うように配置されていることが好ましい。
この場合、配線及び環状の封止部をタッチセンサの基板の厚さ方向に見た場合に、配線の少なくとも一部が、環状の封止部と重なるように且つ環状の封止部に沿うように配置されているため、発電部への光の入射を妨げる配線の面積を低下させることができ、開口率を上げることが可能となる。
上記入力装置においては、前記光電変換セルが、前記透明電極基板と前記対向基板との間に電解質を有し、前記非発電部が、着色材を含有する絶縁部と、前記絶縁部を被覆する被覆部とを有することが好ましい。
着色材を有する絶縁部が電解質に接触すると、着色材が電解質中に溶解する可能性がある。その点、本発明では、非発電部において、絶縁部が被覆部で被覆されているため、電解質中に入り込む着色材の量を低減させることができる。このため、本発明の入力装置によれば、着色材の混入による光電変換特性の低下を抑制することができ、耐久性をより十分に向上させることができる。
上記入力装置においては、前記非発電部が前記表示部を兼ねることが好ましい。
この場合、非発電部が表示部を兼ねることで、タッチセンサに表示部を設けることが必要でなくなるため、タッチセンサの一層の薄型化が可能となり、入力装置をより小型化することが可能となる。
上記入力装置においては、例えば前記少なくとも１つの光電変換セルが複数の光電変換セルで構成され、前記複数の光電変換セルが直列に接続されている。
本発明によれば、耐久性を向上させることができる入力装置が提供される。
本発明の入力装置の一実施形態を示す平面図である。 図１の入力装置を概略的に示す断面図である。 図１の入力装置の一部を示す平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２の光電変換素子の発電部及び非発電部をタッチセンサ側から見た平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 本発明の入力装置の他の実施形態を示す平面図である。
以下、本発明に係る入力装置の実施形態について図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。なお、図１は、本発明の入力装置の好適な実施形態を示す平面図、図２は、図１の入力装置を概略的に示す断面図、図３は、図１の入力装置の一部を示す平面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、図５は、図２の光電変換素子の発電部及び非発電部をタッチセンサ側から見た平面図、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
図１及び図２に示すように、入力装置１００は、第１開口１１０ａ及び第２開口１１０ｂを有する筺体１１０を有している。筺体１１０の内部には、筺体１１０の第１開口１１０ａを塞ぐように配置されるタッチセンサ１２０と、タッチセンサ１２０に対向する位置に配置される１つの光電変換セル１３０と、筺体１１０の第２開口１１０ｂを塞ぐように配置される液晶表示部１４０と、光電変換セル１３０に接続される蓄電池１５０と、タッチセンサ１２０、光電変換セル１３０及び液晶表示部１４０に電気的に接続され、タッチセンサ１２０の操作に基づき液晶表示部１４０に対応する数字を表示させる制御部１６０とが設けられている。
図４及び図５に示すように、光電変換セル１３０は、透明電極基板２０と、透明電極基板２０に対向する対向基板３０と、透明電極基板２０と対向基板３０とを接合する環状の封止部４０と、透明電極基板２０上に設けられ、色素を含有する発電部５０と、透明電極基板２０上に発電部５０に隣接して設けられる非発電部７０と、透明電極基板２０と対向基板３０との間に設けられる電解質６０とを有している。ここで、透明電極基板２０は、タッチセンサ１２０側に設けられ、対向基板３０は、透明電極基板２０に対しタッチセンサ１２０と反対側に設けられている。また非発電部７０は、本実施形態では表示部を兼ねており、表示部及び非発電部７０をタッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に見た場合に表示部と重なるように設けられている。
一方、図３及び図４に示すように、タッチセンサ１２０は、基板１２１と、基板１２１上に設けられる電極１２１ａと、基板１２１に対し電極１２１ａを覆うように設けられる被覆層１２２とを備えている。ここで、タッチセンサ１２０においては、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向（タッチセンサ１２０の基板１２１の表面に直交する方向）にタッチセンサ１２０を見た場合に、光電変換セル１３０における表示部を兼ねる非発電部７０が視認可能となっている。図１及び図３においては、非発電部７０が１０個示されており、それぞれ数字の「０」〜「９」を構成している。なお、表示部としての非発電部７０及び電極１２１ａは、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に見た場合に互いに重なるように配置されている。
また図１及び図３に示すように、タッチセンサ１２０においては、電極１２１ａに配線１２５が接続されている。配線１２５の少なくとも一部は、電極１２１ａから延びて、配線１２５及び環状の封止部４０をタッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に見た場合に環状の封止部４０と重なるように且つ環状の封止部４０に沿うように配置されている。そして、配線１２５の端部は制御部１６０に接続されている（図２参照）。
この入力装置１００によれば、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に表示部としての非発電部７０を見た場合に、非発電部７０が視認可能となっている。すなわち、入力装置１００においては、表示部が光電変換セル１３０の発電部５０と隣接するように且つ非発電部７０と重なるように設けられている。このため、タッチセンサ１２０を通して光電変換セル１３０に光が入射されると、図６に示すように、発電部５０には、表示部によって影となる部分を生じさせることなく光が入射される。すなわち、発電部５０においては、光が入射される部分と、光が入射されない部分とが生じることが十分に抑制される。このため、発電部５０において電子の発生量に偏りが生じることが十分に抑制される。その結果、色素の変質が抑制される。従って、入力装置１００においては、光電変換セル１３０の耐久性が向上し、ひいては入力装置１００の耐久性も向上する。
また入力装置１００においては、タッチセンサ１２０が、電極１２１ａに接続される配線１２５を有し、配線１２５及び環状の封止部４０をタッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に見た場合に、配線１２５の少なくとも一部が、環状の封止部４０と重なるように且つ環状の封止部４０に沿うように配置されている。
このため、発電部５０への光の入射を妨げる配線１２５の面積を低下させることができ、開口率を上げることが可能となる。
さらに入力装置１００においては、非発電部７０が表示部を兼ねるため、タッチセンサ１２０に表示部を設けることが不要となる。このため、タッチセンサ１２０の一層の薄型化が可能となり、入力装置１００をより小型化することが可能となる。
次に、タッチセンサ１２０及び光電変換セル１３０について詳細に説明する。
≪タッチセンサ≫
タッチセンサ１２０は、上述したように、基板１２１と、基板１２１上に設けられる電極１２１ａと、基板１２１に対し電極１２１ａを覆うように設けられる被覆層１２２とを備えている。
（基板）
基板１２１としては、例えばＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルムなどの樹脂フィルム、ガラスなどの無機材料で構成される基板などを用いることができる。
（電極）
電極１２１ａは、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に表示部としての非発電部７０及び電極１２１ａを見た場合に、表示部７０と重なるように設けられる。電極１２１ａは、発電部５０への光の入射量を増加させるため、メッシュ配線で構成されることが好ましい。メッシュ配線で構成される場合、電極１２１ａとしては、銀又は銅などの不透明な金属材料やカーボン材料を用いることができる。ここで、メッシュ配線の線幅は例えば１００μｍ以下とし、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に光を入射させた場合に、メッシュ配線を通過する部分と、メッシュ配線以外の部分を通過する部分との可視光の透過率の差を１０％以下とすることが好ましい。但し、電極１２１ａは必ずしもメッシュ配線で構成される必要はない。例えば電極１２１ａをＩＴＯやＦＴＯなどの透明金属材料で構成することができる。
（被覆層）
被覆層１２２は透明材料で構成されればよく、このような透明材料としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂及びポリイミド樹脂などの透明樹脂が挙げられる。
被覆層１２２は、基板１２１に対し、透明樹脂を印刷法などを用いて被覆することにより得ることができる。
≪光電変換セル≫
次に、光電変換セル１３０について詳細に説明する。
光電変換セル１３０は、上述したように、透明電極基板２０、対向基板３０、封止部４０、発電部５０、非発電部７０及び電解質６０を有する。以下、これらについて詳細に説明する。
＜透明電極基板＞
透明電極基板２０は、透明基板２１と、透明基板２１のうち対向基板３０側に設けられる電極としての透明導電層２２とを備えている。
（透明基板）
透明基板２１を構成する材料は、例えば透明な絶縁材料であればよく、このような透明な材料としては、例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、白板ガラス、石英ガラスなどのガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、および、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などが挙げられる。透明基板２１の厚さは、光電変換セル１３０のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば５０〜１００００μｍの範囲にすればよい。
（透明導電層）
透明導電層２２を構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、及び、フッ素添加酸化スズ（ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電層２２は、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電層２２が単層で構成される場合、透明導電層２２は、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。透明導電層２２の厚さは例えば０．０１〜２μｍの範囲にすればよい。
＜対向基板＞
対向基板３０は、本実施形態では対極で構成されており、導電性基板３１と、導電性基板３１のうち透明電極基板２０側に設けられて電解質６０の還元に寄与する触媒層３２とを備えている。
導電性基板３１は、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン、アルミ、ステンレス等の耐食性の金属材料で構成される。また、導電性基板３１は、基板と電極を分けて、上述した透明基板２１上にＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物からなる導電層を電極として形成した積層体で構成されてもよく、ガラス上にＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物からなる導電層を形成した積層体でもよい。導電性基板３１の厚さは、光電変換セル１３０のサイズに応じて適宜決定され、特に限定されるものではないが、例えば０．００５〜０．１ｍｍとすればよい。
触媒層３２は導電性材料で構成される。導電性材料としては、白金などの金属材料、炭素系材料又は導電性高分子などが挙げられる。ここで、炭素系材料としては、カーボンナノチューブが好適に用いられる。
＜封止部＞
封止部４０としては、例えば変性ポリオレフィン樹脂、ビニルアルコール重合体などの熱可塑性樹脂、及び、紫外線硬化樹脂などの樹脂が挙げられる。変性ポリオレフィン樹脂としては、例えばアイオノマー、エチレン−ビニル酢酸無水物共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体およびエチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。これらの樹脂は単独で又は２種以上を組み合せて用いることができる。
＜発電部＞
発電部５０は、酸化物半導体層と、酸化物半導体層に担持される色素とを含有する。
（酸化物半導体層）
酸化物半導体層は酸化物半導体粒子で構成されている。酸化物半導体粒子は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ３Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タリウム（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）又はこれらの２種以上で構成される。酸化物半導体層５０の厚さは、例えば０．１〜１００μｍとすればよい。
（色素）
色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素などの光増感色素や、ハロゲン化鉛系ペロブスカイト結晶などの有機−無機複合色素などが挙げられる。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトとしては、例えばＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３（Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）が用いられる。上記色素の中でも、ビピリジン構造又はターピリジン構造を含む配位子を有するルテニウム錯体が好ましい。この場合、光電変換セル１３０の光電変換特性をより向上させることができる。なお、色素として、光増感色素を用いる場合には、光電変換セル１３０は色素増感光電変換セルとなる。
＜非発電部＞
非発電部７０は光電変換機能を有しないものであればよい。但し、本実施形態では、非発電部７０は表示部を兼ねるため、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に非発電部７０及び発電部５０を見た場合に、発電部５０と識別して視認可能であることが必要である。具体的には、非発電部７０は、着色材を含む絶縁部を有して構成される。ここで、着色材は、可視光の波長領域に吸収ピークを有する物質をいう。
上記絶縁部としては、例えばガラスフリットなどの無機絶縁材料、熱硬化性樹脂（ポリイミド樹脂など）および熱可塑性樹脂などの有機絶縁材料が挙げられる。中でも、ガラスフリットなどの無機絶縁材料が好ましい。この場合、絶縁材料が有機絶縁材料である場合に比べて、絶縁部の寸法変化が小さくなる。
絶縁部中に含まれる着色材は、絶縁部を着色させるものであればいかなるものでもよいが、このような着色材としては、例えば遷移金属の酸化物、炭素系材料及び有機染料などが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いられてもよい。
遷移金属の酸化物としては、例えば酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト及び酸化マンガンなどが挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合せて用いられてもよい。
さらに非発電部７０は、封止部４０で囲まれる領域内（図３の破線で囲まれる領域内）のうち非発電部７０の総面積が１０％以上を占める場合には、着色材を含む絶縁部に加えて、絶縁部を被覆する被覆部をさらに有することが好ましい。この場合、着色材を有する絶縁部が電解質６０に接触すると、着色材が電解質６０中に溶解する可能性がある。その点、光電変換セル１３０では、非発電部７０において、絶縁部が被覆部で被覆されているため、電解質６０中に入り込む着色材の量を低減させることができる。このため、入力装置１００によれば、着色材の混入による光電変換特性の低下を抑制することができ、耐久性をより十分に向上させることができる。
（被覆部）
被覆部は絶縁材料で構成される。この絶縁材料としては、絶縁部を構成する絶縁材料と同様のものを用いることができる。
被覆部は通常、着色材を含有していないが、絶縁部中の含有率よりも小さい含有率で着色材を含有するのであれば含有していてもよい。
この場合、被覆部中の着色材は通常、絶縁部中に含まれる着色材と同一の着色材を意味する。例えば絶縁部中に含まれる着色材が遷移金属の酸化物であれば、被覆部における着色材も遷移金属の酸化物である。
被覆部の絶縁部の表面からの厚さは通常、３〜２０μｍであり、好ましくは５〜１０μｍである。
なお、絶縁部の表面（絶縁部と透明電極基板２０との界面を除く）のうち被覆部が設けられていない領域の面積は１０％以下であることが好ましい。この場合、絶縁部中の着色材が電解質６０に溶け出しても、光電変換セル１３０の耐久性に与える影響を十分に低減することができる。
＜電解質＞
電解質６０は、酸化還元対と有機溶媒とを含んでいる。有機溶媒としては、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、メトキシプロピオニトリル、プロピオニトリル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、バレロニトリル、ピバロニトリル、などを用いることができる。酸化還元対としては、例えばヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオン（例えばＩ−／Ｉ３ −）、臭化物イオン／ポリ臭化物イオンなどのハロゲン原子を含む酸化還元対のほか、亜鉛錯体、鉄錯体、コバルト錯体などのレドックス対が挙げられる。なお、ヨウ化物イオン／ポリヨウ化物イオンは、ヨウ素（Ｉ２）と、アニオンとしてのアイオダイド（Ｉ−）を含む塩（イオン性液体や固体塩）とによって形成することができる。アニオンとしてアイオダイドを有するイオン性液体を用いる場合には、ヨウ素のみ添加すればよく、有機溶媒や、アニオンとしてアイオダイド以外のイオン性液体を用いる場合には、ＬｉＩやテトラブチルアンモニウムアイオダイドなどのアニオンとしてアイオダイド（Ｉ−）を含む塩を添加すればよい。また電解質６０は、有機溶媒に代えて、イオン液体を用いてもよい。イオン液体としては、例えばピリジニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩等の既知のヨウ素塩などが用いられる。このようなヨウ素塩としては、例えば、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド、又は、１−メチル−３−プロピルイミダゾリウムアイオダイドが好適に用いられる。
また、電解質６０は、上記有機溶媒に代えて、上記イオン液体と上記有機溶媒との混合物を用いてもよい。
また電解質６０には添加剤を加えることができる。添加剤としては、１−メチルベンゾイミダゾール（ＮＭＢ）、１−ブチルベンゾイミダゾール（ＮＢＢ）などのベンゾイミダゾール、ＬｉＩ、テトラブチルアンモニウムアイオダイド、４−ｔ−ブチルピリジン、グアニジウムチオシアネートなどが挙げられる。中でも、ベンゾイミダゾールが添加剤として好ましい。
さらに電解質６０としては、上記電解質にＳｉＯ２、ＴｉＯ２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットゲル電解質を用いてもよく、また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてゲル化した電解質を用いてもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、非発電部７０が、着色材を含む絶縁部を有して構成されているが、非発電部７０は、必ずしも、着色材を含む絶縁部を有して構成されるものに限定されない。例えば非発電部７０は、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に非発電部７０及び発電部５０を見た場合に、発電部５０と識別して視認可能であれば、単なる空間で構成されてもよい。また、発電部５０に対して対向基板３０側に光反射層が設けられており、この光反射層が発電層５０と識別して視認可能であれば、光反射層のうち、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に非発電部７０を見た場合に空間を通して視認可能な部分が非発電部７０となる。
また、上記実施形態では、光電変換セル１３０の非発電部７０が表示部を兼ねており、タッチセンサ１２０が表示部を有していないが、図７に示す入力装置のように、タッチセンサ１２０が表示部１２４を有していてもよい。この場合、タッチセンサ１２０を通して光電変換セル１３０に光が入射されると、非発電部７０には表示部１２４によって影になる部分が生じるが、発電部５０には、表示部１２４によって影となる部分を生じさせることなく光が入射される。すなわち、発電部５０においては、光が入射される部分と、光が入射されない部分とが生じることが十分に抑制される。このため、発電部５０において電子の発生量に偏りが生じることが十分に抑制される。その結果、色素の変質が抑制される。従って、図７に示す入力装置においても、光電変換セル１３０の耐久性が向上し、ひいては入力装置の耐久性も向上する。また、図７に示す入力装置では、タッチセンサ１２０の基板１２１の厚さ方向に非発電部７０及び表示部１２４を見た場合に非発電部７０は視認できなくなるため、非発電部７０は着色材を含有していなくてもよい。
また、上記実施形態では、光電変換セル１３０において、透明電極基板２０上に酸化物半導体層５０が設けられているが、酸化物半導体層５０は対向基板３０上に設けられてもよい。この場合、触媒層３２は透明電極基板２０の上に設けられる。
さらに、上記実施形態では、対向基板３０が対極で構成され、透明電極基板２０と対向基板３０とが封止部４０によって連結されているが、透明電極基板２０と対向基板３０との間で、酸化物半導体層５０上に、電解質６０を含浸した多孔性の絶縁層及び電極層が順次積層される場合には、対向基板３０は絶縁性の基材で構成されてもよい。
さらにまた、上記実施形態では、入力装置１００が１つの光電変換セル１３０を有しているが、入力装置１００は、光電変換セル１３０を複数備えていてもよい。ここで、複数の光電変換セル１３０は直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよい。
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
まずガラスからなる厚さ１ｍｍの透明基板２１の上に、厚さ１μｍのＦＴＯからなる透明導電層２２を形成してなる積層体を準備した。
次に、透明導電層上に、スクリーン印刷によりガラスフリット及び着色材を含む絶縁部形成用ペーストを、「２」の文字を形成するように塗布し乾燥させて絶縁部の前駆体を形成した。このとき、絶縁部形成用ペーストにおいて、着色材は、ガラスフリット中の着色材の含有率が１５質量％となるように含有させた。着色材としては、酸化鉄、酸化銅及び酸化マンガンからなるものを用いた。
続いて、絶縁部の前駆体の全体を覆うように被覆部の前駆体を形成した。被覆部の前駆体は、ガラスフリットからなる被覆部形成用ペーストを塗布し乾燥させることによって形成した。このとき、被覆部形成用ペースト中の着色材の含有率は０質量％とした。
さらに透明導電層の上に発電部を構成する酸化物半導体層の前駆体を形成した。但し、このとき、被覆部の前駆体を覆わないようにした。酸化物半導体層の前駆体は、チタニア粒子を含む酸化物半導体層形成用ペーストをスクリーン印刷により塗布し、乾燥させることで形成した。
次に、絶縁部の前駆体、被覆部の前駆体および酸化物半導体層の前駆体を５００℃で１時間焼成した。こうして、絶縁部及び被覆部からなる非発電部と、発電部を構成する酸化物半導体層とを有する電極構造体を得た。
次に、上記電極構造体を、Ｎ７１９からなる光増感色素を０．２ｍＭ含み、溶媒を、アセトニトリルとｔｅｒｔブタノールとを１：１の体積比で混合してなる混合溶媒とした色素溶液中に一昼夜浸漬させた後、取り出して乾燥させ、酸化物半導体層に光増感色素を担持させた。
次に、酸化物半導体層の上に、３−メトキシプロピオニトリルからなる溶媒中に、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムアイオダイド２Ｍ、Ｉ２０．００２Ｍ、ｎ−メチルベンゾイミダゾール０．３Ｍ、グアニジウムチオシアネート０．１Ｍからなる電解質を滴下し乾燥させて電解質を配置した。
次に、封止部を形成するための封止部形成体を準備した。封止部形成体は、無水マレイン酸変性ポリエチレン（商品名：バイネル、デュポン社製）からなる１枚の封止用樹脂フィルムを用意し、その封止用樹脂フィルムに１つの四角形状の開口を形成することによって得た。このとき、開口が４．２ｃｍ×９．７ｃｍ×６０μｍの寸法となるように、且つ、封止部形成体の幅が１．８ｍｍとなるように封止部形成体を作製した。
そして、この封止部形成体を、上記電極構造体に重ね合わせた後、封止部形成体を加熱溶融させることによって上記電極構造体上に接着させた。
次に、１枚の対向基板を用意した。１枚の対向基板は、４．６ｃｍ×１０．０ｃｍ×４０μｍのチタン箔の上にスパッタリング法によって白金からなる触媒層を形成することによって用意した。
そして、上記電極構造体に接着させた封止部形成体と、対向基板とを対向させて重ね合わせた。そして、この状態で封止部形成体を加圧しながら加熱溶融させた。こうして電極構造体と対向基板との間に封止部を形成した。
以上のようにして光電変換セルを作製した。
一方、以下のようにしてタッチセンサを用意した。すなわち、まず、ＰＥＴフィルムからなる基板を用意し、基板の表面上で、４２ｍｍ×９７ｍｍの領域にスクリーン印刷によって電極を形成した。このとき、電極は、線幅４μｍのメッシュ配線で、且つ、メッシュ配線を通過する部分とメッシュ配線以外の部分を通過する部分とで可視光の透過率の差が１０％となるように形成した。また電極からは、線幅１０μｍとなるように配線を形成した。このとき、配線は、基板の縁部から０．３ｍｍの領域まで延ばし、そこからその領域に沿って配置されるように形成した。
そして、上記基板に対し、電極を被覆するようにＰＥＴフィルムからなる被覆層で被覆させた。こうしてタッチセンサを得た。
そして、上記のようにして得た光電変換セル及びタッチセンサを互いに積層させた。このとき、光電変換セルとタッチセンサとは周囲を接着剤で接着させて固定した。また、このとき、タッチセンサの基板の厚さ方向に非発電部を見た場合に、非発電部が、タッチセンサの電極と重なるようにした。こうして入力装置を作製した。
（比較例１）
透明導電層上に、ガラスフリット及び着色材を含む絶縁部の前駆体を形成せず、絶縁部の前駆体の全体を覆うように被覆部の前駆体を形成しないことにより非発電部を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして入力装置を作製した。
＜耐久性の評価＞
実施例１および比較例１で得られた入力装置の光電変換セルについて、初期出力（η０）を測定した。続いて、これらの光電変換セルに対し、白色ＬＥＤの光源を用いて光を１０００時間入射させ、その後に出力（η）を測定した。そして、下記式：
出力の保持率（％）＝η／η０×１００
に基づき、出力の保持率（出力保持率）を算出した。結果を表１に示す。
Figure 0006598710
表１に示すように、実施例１の光電変換セルは、比較例１の光電変換セルに比べて高い出力保持率を示すことが分かった。
以上より、本発明によれば、光電変換セルの耐久性を向上させることができ、ひいては、入力装置の耐久性を向上させることができることが確認された。
２０…透明電極基板
３０…対向基板
４０…封止部
５０…発電部
６０…電解質
７０…非発電部
１００…入力装置
１２０…タッチセンサ
１２１…基板
１２１ａ…電極
１２５…配線
１３０…光電変換セル

Claims (5)

  1. 少なくとも１つの光電変換セルと、
    前記少なくとも１つの光電変換セルに対向し、基板を有するタッチセンサとを備え、
    前記タッチセンサ及び前記光電変換セルを前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に表示部を視認することが可能な入力装置であって、
    前記光電変換セルが、
    前記タッチセンサ側に設けられる透明電極基板と、
    前記透明電極基板に対し前記タッチセンサと反対側に設けられ、前記透明電極基板に対向する対向基板と、
    前記透明電極基板と前記対向基板との間に設けられ、色素を含有する発電部と、
    前記発電部及び前記表示部を前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に前記発電部と隣接するように且つ前記表示部と重なるように設けられる非発電部とを有している、入力装置。
  2. 前記光電変換セルが、前記透明電極基板と前記対向基板とを接合する環状の封止部をさらに有し、
    前記タッチセンサが、前記基板上に設けられ、前記タッチセンサ及び前記光電変換セルを前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に前記表示部と重なるように設けられる電極と、
    前記電極に接続される配線とを有し、
    前記配線及び前記環状の封止部を前記タッチセンサの前記基板の厚さ方向に見た場合に、前記配線の少なくとも一部が、前記環状の封止部と重なるように且つ前記環状の封止部に沿うように配置されている、請求項１に記載の入力装置。
  3. 前記光電変換セルが、前記透明電極基板と前記対向基板との間に電解質を有し、
    前記非発電部が、着色材を含有する絶縁部と、前記絶縁部を被覆する被覆部とを有する、請求項１又は２に記載の入力装置。
  4. 前記非発電部が前記表示部を兼ねる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の入力装置。
  5. 前記少なくとも１つの光電変換セルが複数の光電変換セルで構成され、前記複数の光電変換セルが直列に接続されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力装置。
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