JPH11295725A - 太陽電池付反射型ディスプレイ - Google Patents
太陽電池付反射型ディスプレイInfo
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- JPH11295725A JPH11295725A JP10100956A JP10095698A JPH11295725A JP H11295725 A JPH11295725 A JP H11295725A JP 10100956 A JP10100956 A JP 10100956A JP 10095698 A JP10095698 A JP 10095698A JP H11295725 A JPH11295725 A JP H11295725A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】表示駆動電力を、情報表示面に形成した太陽電
池３０によって供給する、特に、カラーフィルターを有
する反射型カラー液晶ディスプレイ２において、カラー
フィルター５０の役割を補うか、或いは損なわずに太陽
電池機能を有する太陽電池付反射型ディスプレイを提供
することにある。 【解決手段】観察者側Ｋから、光透過率制御層１０、選
択的反射層２２、太陽電池３０もしくは光透過率制御層
１０、太陽電池３０、反射層２０の順で構成される太陽
電池付ディスプレイにおいて、該太陽電池３０の前面に
配設される選択的反射層２２が特定色のみを観察者側に
反射する光学干渉膜で構成され、前記光透過率制御層よ
り背面側に、３色とブラックマトリックスで構成される
カラーフィルターを配設し、前記反射層より前面側に該
ブラックマトリックスと太陽電池の前面側電極を共用す
る太陽電池付反射型ディスプレイである。
池３０によって供給する、特に、カラーフィルターを有
する反射型カラー液晶ディスプレイ２において、カラー
フィルター５０の役割を補うか、或いは損なわずに太陽
電池機能を有する太陽電池付反射型ディスプレイを提供
することにある。 【解決手段】観察者側Ｋから、光透過率制御層１０、選
択的反射層２２、太陽電池３０もしくは光透過率制御層
１０、太陽電池３０、反射層２０の順で構成される太陽
電池付ディスプレイにおいて、該太陽電池３０の前面に
配設される選択的反射層２２が特定色のみを観察者側に
反射する光学干渉膜で構成され、前記光透過率制御層よ
り背面側に、３色とブラックマトリックスで構成される
カラーフィルターを配設し、前記反射層より前面側に該
ブラックマトリックスと太陽電池の前面側電極を共用す
る太陽電池付反射型ディスプレイである。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示駆動電力の一
部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した太陽電
池によって供給する反射型ディスプレイに関するもので
あり、さらに詳しくは、反射型カラー液晶ディスプレイ
においては、そのカラーフィルターの役割を補うか、或
いは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池付反射型
ディスプレイに関する。
部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した太陽電
池によって供給する反射型ディスプレイに関するもので
あり、さらに詳しくは、反射型カラー液晶ディスプレイ
においては、そのカラーフィルターの役割を補うか、或
いは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池付反射型
ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の平面型の画像表示ディスプレイ
は、その代表的な構造として図６に示すように、光の偏
光と液晶材料の特性を利用して光の透過と遮光を電気的
に制御する光透過率制御層（１０）としての液晶の背面
に、発光層（４０）（通称バックライト）を設けてい
る。
は、その代表的な構造として図６に示すように、光の偏
光と液晶材料の特性を利用して光の透過と遮光を電気的
に制御する光透過率制御層（１０）としての液晶の背面
に、発光層（４０）（通称バックライト）を設けてい
る。
【０００３】また、色表現によって情報表示を行うディ
スプレイにおいて、幅広いスペクトル分布をした光にマ
スクをかけて各画素の配色パターンに求められる波長域
の光だけを通すようにするために、光源から観察者に至
る光の行路の何処かにカラーフィルター（５０）が配設
されている。
スプレイにおいて、幅広いスペクトル分布をした光にマ
スクをかけて各画素の配色パターンに求められる波長域
の光だけを通すようにするために、光源から観察者に至
る光の行路の何処かにカラーフィルター（５０）が配設
されている。
【０００４】このカラーフィルター（５０）は、図７に
その例を示すように、一般には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色の配色された画素パターンについて、それ
らの発光程度の割こよって画像等の情報を表示する場合
に、表示を鮮明化する等の手段としてブラックマトリク
ス（ＢＭ）と呼ばれるクロム等の無透過パターンをガラ
ス基板（５２）上に形成されている。
その例を示すように、一般には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３色の配色された画素パターンについて、それ
らの発光程度の割こよって画像等の情報を表示する場合
に、表示を鮮明化する等の手段としてブラックマトリク
ス（ＢＭ）と呼ばれるクロム等の無透過パターンをガラ
ス基板（５２）上に形成されている。
【０００５】上記カラーフィルター（５０）の３色の配
色された画素パターンのうち、２色或いは３色の光透過
スペクトルは、図８に示すように、可視光領域において
多くを重なり合わない分布を持ち、各画素の液晶の配向
性を図７に示すＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉ
ｄｅ）でなる透明電極（１２）に印加する電圧の制御に
よって制御することで、可視光領域の波長（４００ｎｍ
〜７００ｎｍ）において様々なフルカラー化を実現する
ものである。
色された画素パターンのうち、２色或いは３色の光透過
スペクトルは、図８に示すように、可視光領域において
多くを重なり合わない分布を持ち、各画素の液晶の配向
性を図７に示すＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉ
ｄｅ）でなる透明電極（１２）に印加する電圧の制御に
よって制御することで、可視光領域の波長（４００ｎｍ
〜７００ｎｍ）において様々なフルカラー化を実現する
ものである。
【０００６】また、これら従来の液晶を用いたディスプ
レイの発展として、画面周囲に発光管を配置し、光ファ
イバーによって画面全体を背面から照らすもので、この
発光管の代わりに、図９に示すように、エレクトロルミ
ネッセンス発光素子（１４）を用いたディスプレイが考
案されているが、画面全体にエレクトロルミネッセンス
発光素子（１４）を配し、選択的に電流を流すことで発
光させるものも開発されている。この場合、特に有機エ
レクトロルミネッセンス発光素子（１４）によって構成
すれば低電圧且つ高効率の自発光型ディスプレイが実現
されている。
レイの発展として、画面周囲に発光管を配置し、光ファ
イバーによって画面全体を背面から照らすもので、この
発光管の代わりに、図９に示すように、エレクトロルミ
ネッセンス発光素子（１４）を用いたディスプレイが考
案されているが、画面全体にエレクトロルミネッセンス
発光素子（１４）を配し、選択的に電流を流すことで発
光させるものも開発されている。この場合、特に有機エ
レクトロルミネッセンス発光素子（１４）によって構成
すれば低電圧且つ高効率の自発光型ディスプレイが実現
されている。
【０００７】また、他方、さらに低消費電力のディスプ
レイとして開発されたのが、反射型液晶ディスプレイと
呼ばれるものである。これは、発光層（４０）としての
バックライトを有せず、外部からの室内光や太陽光の反
射率を変えることによって画像や文字などの情報を画面
表示するものであって、一般の印刷物に近い自然な表示
が可能なだけでなく、それ自ら発光する必要が無いため
に、相対的に少ないエネルギーで駆動出来る利点を持つ
ものである。
レイとして開発されたのが、反射型液晶ディスプレイと
呼ばれるものである。これは、発光層（４０）としての
バックライトを有せず、外部からの室内光や太陽光の反
射率を変えることによって画像や文字などの情報を画面
表示するものであって、一般の印刷物に近い自然な表示
が可能なだけでなく、それ自ら発光する必要が無いため
に、相対的に少ないエネルギーで駆動出来る利点を持つ
ものである。
【０００８】図１０、図１１および図１２に上記反射型
カラー液晶ディスプレイの構造の一例を示す。ＩＴＯで
なる透明電極（１２）とアルミ反射板でなる反射層（２
０）の間の光透過率制御層（１０）としての液晶（１
６）に電圧を印加して各色の光の透過度を変えるもの
で、図１０に示すディスプレイでは、偏光板（５４）下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）で外光が反射さ
れて観察者に反射される。また、図１１に示すディスプ
レイでは、光透過率制御層（１０）としてＨＡＮ液晶と
呼ばれる液晶（１６）を用いたもので偏光板（５４）が
一枚で良い。また、図１２に示すディスプレイでは、下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）が液晶の電極と
して機能するように設計されており、紙の様な白さを出
すために表面が粗されている。なおここで使用される液
晶（１６）は強誘電体でゲストホスト液晶と称されるも
のであり、一度形成した情報をエネルギーを消耗するこ
となく保持でき、さらに低消費電力化が可能と考えられ
ている。
カラー液晶ディスプレイの構造の一例を示す。ＩＴＯで
なる透明電極（１２）とアルミ反射板でなる反射層（２
０）の間の光透過率制御層（１０）としての液晶（１
６）に電圧を印加して各色の光の透過度を変えるもの
で、図１０に示すディスプレイでは、偏光板（５４）下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）で外光が反射さ
れて観察者に反射される。また、図１１に示すディスプ
レイでは、光透過率制御層（１０）としてＨＡＮ液晶と
呼ばれる液晶（１６）を用いたもので偏光板（５４）が
一枚で良い。また、図１２に示すディスプレイでは、下
方のアルミ反射板でなる反射層（２０）が液晶の電極と
して機能するように設計されており、紙の様な白さを出
すために表面が粗されている。なおここで使用される液
晶（１６）は強誘電体でゲストホスト液晶と称されるも
のであり、一度形成した情報をエネルギーを消耗するこ
となく保持でき、さらに低消費電力化が可能と考えられ
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術における反射型液晶ディスプレイあるいはエレクトロ
ルミネッセンスディスプレイであっても、自体の情報表
示（液晶への電圧印加）駆動のみならず、電気信号処理
部（ＣＰＵ）等の半導体演算記憶素子等の駆動、ディス
ク等の記憶装置の駆動に多くの電力を必要とし、長時間
の使用では体積あるいは重量のある電池を共に運ばなく
てはならず、使用者の負担となり、当然のことながら、
電池の消耗によってその使用時間には限りがあった。
術における反射型液晶ディスプレイあるいはエレクトロ
ルミネッセンスディスプレイであっても、自体の情報表
示（液晶への電圧印加）駆動のみならず、電気信号処理
部（ＣＰＵ）等の半導体演算記憶素子等の駆動、ディス
ク等の記憶装置の駆動に多くの電力を必要とし、長時間
の使用では体積あるいは重量のある電池を共に運ばなく
てはならず、使用者の負担となり、当然のことながら、
電池の消耗によってその使用時間には限りがあった。
【００１０】また、表示部に対してのみであっても、そ
れ自体が電池を必要としなければ、演算部や記憶部等と
物理的に分離可能にし、表示画面（ディスプレイ）の設
置が自由となる他、ディスプレイを備えた器具の使用形
態を格段に自由に出来ることは想像に難くない。
れ自体が電池を必要としなければ、演算部や記憶部等と
物理的に分離可能にし、表示画面（ディスプレイ）の設
置が自由となる他、ディスプレイを備えた器具の使用形
態を格段に自由に出来ることは想像に難くない。
【００１１】しからば、太陽電池（３０）を反射型ディ
スプレイに応用するにも、太陽電池の形成される部分で
は画像表示が出来ず、表示画面が制約を受ける問題があ
った。さらに、太陽電池（３０）に用いられる光電気変
換層は可視光領域で透明でないものが多く、反射型カラ
ー液晶ディスプレイではその画面表示部に形成すると表
示される情報の色彩が影響されることから、画像表示部
の周囲の小面積に形成する他にない。また、液晶等でな
る光透過率制御層（１０）より背面側に太陽電池（３
０）層を形成するも、各種太陽電池が特有の色を持つた
めに、例えば反射型カラーディスプレイに使用すること
が困難であった。
スプレイに応用するにも、太陽電池の形成される部分で
は画像表示が出来ず、表示画面が制約を受ける問題があ
った。さらに、太陽電池（３０）に用いられる光電気変
換層は可視光領域で透明でないものが多く、反射型カラ
ー液晶ディスプレイではその画面表示部に形成すると表
示される情報の色彩が影響されることから、画像表示部
の周囲の小面積に形成する他にない。また、液晶等でな
る光透過率制御層（１０）より背面側に太陽電池（３
０）層を形成するも、各種太陽電池が特有の色を持つた
めに、例えば反射型カラーディスプレイに使用すること
が困難であった。
【００１２】さらに、太陽電池（３０）を光透過率制御
層（１０）より背面側に形成するために、発生した電力
をとりだす為の電極を作ると、電極それ自身の色が表示
画面に影響し、正確な情報伝達や画像表示が困難になる
等の問題があった。
層（１０）より背面側に形成するために、発生した電力
をとりだす為の電極を作ると、電極それ自身の色が表示
画面に影響し、正確な情報伝達や画像表示が困難になる
等の問題があった。
【００１３】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するものであり、その課題とするところは、表示駆動電
力の一部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した
太陽電池によって供給する反射型ディスプレイにおい
て、特に、カラーフィルターを有する反射型カラー液晶
ディスプレイにおけるカラーフィルターの役割を補う
か、あるいは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池
付反射型ディスプレイを提供することにある。
するものであり、その課題とするところは、表示駆動電
力の一部或いはすべての電力を、情報表示面に形成した
太陽電池によって供給する反射型ディスプレイにおい
て、特に、カラーフィルターを有する反射型カラー液晶
ディスプレイにおけるカラーフィルターの役割を補う
か、あるいは損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池
付反射型ディスプレイを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項１の発明では、周期的に
形成された多数の画素の相互の明暗の差あるいは色彩変
化によって情報を観察者に視覚的に与え、観察者側に周
囲光を反射し、光が反射される前後の行路において光の
吸収あるいは遮光によって画像や文字情報を表示する反
射型ディスプレーであって、観察者側から、少なくとも
光の吸収あるいは遮光を行う光透過率制御層、太陽電
池、反射層の順で構成される太陽電池付反射型ディスプ
レイにおいて、該光透過率制御層と太陽電池の間に選択
的反射層を設け、該選択的反射層が、特定色のみを観察
者側に反射する光学干渉膜または光学多層膜で構成され
てなることを特徴とする太陽電池付反射型ディスプレイ
としたものである。
を達成するために、まず請求項１の発明では、周期的に
形成された多数の画素の相互の明暗の差あるいは色彩変
化によって情報を観察者に視覚的に与え、観察者側に周
囲光を反射し、光が反射される前後の行路において光の
吸収あるいは遮光によって画像や文字情報を表示する反
射型ディスプレーであって、観察者側から、少なくとも
光の吸収あるいは遮光を行う光透過率制御層、太陽電
池、反射層の順で構成される太陽電池付反射型ディスプ
レイにおいて、該光透過率制御層と太陽電池の間に選択
的反射層を設け、該選択的反射層が、特定色のみを観察
者側に反射する光学干渉膜または光学多層膜で構成され
てなることを特徴とする太陽電池付反射型ディスプレイ
としたものである。
【００１５】また、請求項２の発明では、前記各画素の
画素間領域に対応して導電性パターンを形成し、該導電
性パターン自体を太陽電池の電極もしくはその一部とす
ることを特徴とする請求項１記載の太陽電池付反射型デ
ィスプレイとしたものである。
画素間領域に対応して導電性パターンを形成し、該導電
性パターン自体を太陽電池の電極もしくはその一部とす
ることを特徴とする請求項１記載の太陽電池付反射型デ
ィスプレイとしたものである。
【００１６】また、請求項３の発明では、前記光透過率
制御層より背面側（観察者側と反対側）に、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色パターンとブラックマトリッ
クスで構成されるカラーフィルターを配設し、前記選択
的反射層より前面側（観察者側）に該ブラックマトリッ
クスと少なくとも部分的にそのパターンを一にする太陽
電池の前面側電極を有することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の太陽電池付反射型ディスプレイとしたもの
である。
制御層より背面側（観察者側と反対側）に、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色パターンとブラックマトリッ
クスで構成されるカラーフィルターを配設し、前記選択
的反射層より前面側（観察者側）に該ブラックマトリッ
クスと少なくとも部分的にそのパターンを一にする太陽
電池の前面側電極を有することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の太陽電池付反射型ディスプレイとしたもの
である。
【００１７】また、請求項４の発明では、前記光の吸収
あるいは遮光を電気的制御に用いられる電極のうち、背
面側の電極を太陽電池の前面側電極と共用とすることを
特徴とする請求項１または２記載の太陽電池付反射型デ
ィスプレイとしたものである。
あるいは遮光を電気的制御に用いられる電極のうち、背
面側の電極を太陽電池の前面側電極と共用とすることを
特徴とする請求項１または２記載の太陽電池付反射型デ
ィスプレイとしたものである。
【００１８】また、請求項５の発明では、前記太陽電池
の観察者側にある選択的反射層における可視光領域（波
長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光の反射率の平均値が５
０％を越え、かつ該選択的反射層を該太陽電池の前面側
電極として共用することを特徴とする請求項１から３の
いずれか１項に記載の太陽電池付反射型ディスプレイと
したものである。
の観察者側にある選択的反射層における可視光領域（波
長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光の反射率の平均値が５
０％を越え、かつ該選択的反射層を該太陽電池の前面側
電極として共用することを特徴とする請求項１から３の
いずれか１項に記載の太陽電池付反射型ディスプレイと
したものである。
【００１９】また、請求項６の発明では、前記３色の配
色パターンのうち１色あるいは２色の画素の領域にのみ
太陽電池機能（光電気変換機能）を持たせることによっ
て、前記以外の配色パターンの光の反射率を確保するこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の
太陽電池付反射型ディスプレイとしたものである。
色パターンのうち１色あるいは２色の画素の領域にのみ
太陽電池機能（光電気変換機能）を持たせることによっ
て、前記以外の配色パターンの光の反射率を確保するこ
とを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の
太陽電池付反射型ディスプレイとしたものである。
【００２０】さらにまた、請求項７の発明では、前記カ
ラーフィルターの１色あるいは2 色の配色パターン領域
について、配色の反射領域の光の透過率を他の配色部分
とは異なる太陽電池の光電変換膜を形成してなることを
特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽
電池付反射型ディスプレイとしたものである。
ラーフィルターの１色あるいは2 色の配色パターン領域
について、配色の反射領域の光の透過率を他の配色部分
とは異なる太陽電池の光電変換膜を形成してなることを
特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽
電池付反射型ディスプレイとしたものである。
【００２１】さらにまた、請求項８の発明では、前記光
透過率制御層は、反射型液晶表示素子またはエレクトロ
ルミネッセンス表示素子よりなる請求項１から７のいず
れか１項に記載の太陽電池付反射型ディスプレイとした
ものである。
透過率制御層は、反射型液晶表示素子またはエレクトロ
ルミネッセンス表示素子よりなる請求項１から７のいず
れか１項に記載の太陽電池付反射型ディスプレイとした
ものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を具体例
により詳細に説明する。本発明の太陽電池付反射型ディ
スプレイに係わる液晶ディスプレイやエレクトロルミネ
ッセンス（以下ＥＬと略す）ディスプレイは、通常、例
えば図１０に示すように、２枚のガラス基板（５２）の
間に光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）等を
挟み込むことによって作るのが一般的である。この２枚
のガラス基板（５２）のうち、観察者側（Ｋ）のガラス
基板（５２）には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の配
色パターンとブラックマトリックスでなるカラーフィル
ター（５０）が配設されている（このガラス基板（５
２）とカラーフィルター（５０）を併せてカラーフィル
ター基板（５）と呼ばれる）。ただし、カラーＥＬディ
スプレーの場合は、発光色の異なるＥＬ材料を用いるこ
とでカラーフィルター不要のディスプレイも構成可能と
なっている。
により詳細に説明する。本発明の太陽電池付反射型ディ
スプレイに係わる液晶ディスプレイやエレクトロルミネ
ッセンス（以下ＥＬと略す）ディスプレイは、通常、例
えば図１０に示すように、２枚のガラス基板（５２）の
間に光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）等を
挟み込むことによって作るのが一般的である。この２枚
のガラス基板（５２）のうち、観察者側（Ｋ）のガラス
基板（５２）には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の配
色パターンとブラックマトリックスでなるカラーフィル
ター（５０）が配設されている（このガラス基板（５
２）とカラーフィルター（５０）を併せてカラーフィル
ター基板（５）と呼ばれる）。ただし、カラーＥＬディ
スプレーの場合は、発光色の異なるＥＬ材料を用いるこ
とでカラーフィルター不要のディスプレイも構成可能と
なっている。
【００２３】また、本発明の太陽電池付反射型ディスプ
レイに係わる太陽電池（３０）は、図１３にその例を示
すようにＰ−Ｎ接合をなす一対の半導体（Ｎ型半導体
（３２）、Ｐ型半導体（３４））の層と電力を取り出す
前面電極（３６）と背面電極（３８）によってその基本
的な単位を構成される。半導体材料の違いによって化合
物半導体、アモルフアス太陽電池や、シリコン単結晶
太陽電池等、様々なものが考案されている。
レイに係わる太陽電池（３０）は、図１３にその例を示
すようにＰ−Ｎ接合をなす一対の半導体（Ｎ型半導体
（３２）、Ｐ型半導体（３４））の層と電力を取り出す
前面電極（３６）と背面電極（３８）によってその基本
的な単位を構成される。半導体材料の違いによって化合
物半導体、アモルフアス太陽電池や、シリコン単結晶
太陽電池等、様々なものが考案されている。
【００２４】本発明の太陽電池付反射型ディスプレイで
は、例えば図１に示すように、前記した２枚のガラス基
板（５２）のうちの背面側（観察者側（Ｋ）と反対側）
の基板（５２）に、可視光領域の光の一部を反射する太
陽電池（３０）を構成して、自身の駆動する電力を補う
反射型液晶ディスプレイ（２）を作成する。特に、反射
型液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのような消
費電極が極めて小さいものならば、少なくとも自身のエ
ネルギー源として応用可能でエネルギー源不要のデイス
プレイを構成可能になる。
は、例えば図１に示すように、前記した２枚のガラス基
板（５２）のうちの背面側（観察者側（Ｋ）と反対側）
の基板（５２）に、可視光領域の光の一部を反射する太
陽電池（３０）を構成して、自身の駆動する電力を補う
反射型液晶ディスプレイ（２）を作成する。特に、反射
型液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイのような消
費電極が極めて小さいものならば、少なくとも自身のエ
ネルギー源として応用可能でエネルギー源不要のデイス
プレイを構成可能になる。
【００２５】本発明に係わる太陽電池（３０）は、光電
変換層を構成する材料とその組み合わせによって決まる
ある特定の波長より長い波長の光はエネルギーに変換出
来ないという特徴を持つ。その波長の光より短波長の光
エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する事によ
って電力を発生する。逆に、その変換の限界となる波長
や、光の電力への変換効率の波長依存性にしたがって様
々な色をもつことになる。例えば、アモルフアスシリコ
ンを光電変換層としたものは、図１４に示すような光吸
収（光電気変換効率）を持ち、そのために赤褐色をして
いる。
変換層を構成する材料とその組み合わせによって決まる
ある特定の波長より長い波長の光はエネルギーに変換出
来ないという特徴を持つ。その波長の光より短波長の光
エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する事によ
って電力を発生する。逆に、その変換の限界となる波長
や、光の電力への変換効率の波長依存性にしたがって様
々な色をもつことになる。例えば、アモルフアスシリコ
ンを光電変換層としたものは、図１４に示すような光吸
収（光電気変換効率）を持ち、そのために赤褐色をして
いる。
【００２６】この光電変換層材料を用い、ＩＴＯ等でな
る透明電極（１２）を太陽電池（３０）の前面側に用い
て構成し、図１に示すような反射型液晶ディスプレイ
（２）を構成すれば、少なくとも赤に関しては明るく表
示可能な、赤と黒によって情報を表示する太陽電池付き
の反射型液晶ディスプレイが作成可能である。この太陽
電池（３０）の背面側の反射板でなる反射層（２０）に
クロムや銀等を使用して背面電極（３８）とし、光電気
変換を高効率で可能な波長について大きな光反射率を持
たせれば、ディスプレイへの入射光のみならず、この反
射光についても電気エネルギーに変換可能で、高効率太
陽電池を構成することが出来る。
る透明電極（１２）を太陽電池（３０）の前面側に用い
て構成し、図１に示すような反射型液晶ディスプレイ
（２）を構成すれば、少なくとも赤に関しては明るく表
示可能な、赤と黒によって情報を表示する太陽電池付き
の反射型液晶ディスプレイが作成可能である。この太陽
電池（３０）の背面側の反射板でなる反射層（２０）に
クロムや銀等を使用して背面電極（３８）とし、光電気
変換を高効率で可能な波長について大きな光反射率を持
たせれば、ディスプレイへの入射光のみならず、この反
射光についても電気エネルギーに変換可能で、高効率太
陽電池を構成することが出来る。
【００２７】また、本発明に係わる太陽電池（３０）の
構成位置は、図１に示すように、反射板でなる反射層
（２０）の前面に形成しても、図２に示すように裏面に
形成してもよい。例えば図１に示すように、この反射板
でなる反射層（２０）の前面に形成する場合には、太陽
電池（３０）の観察者側（Ｋ）の前面側電極（３６）に
は、光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）のＩ
ＴＯ等でなる透明電極（１２）を共用で用いることが出
来る他に、反射板の反射面にはクロムや銀等の反射光率
の高い反射層（２０）を形成する必要があり、太陽電池
（３０）の背面側電極（３８）と共用可能とすることが
できる。この場合には、反射された光が再び太陽電池
（３０）の光電気変換層を通ることから変換効率がさら
に高くすることができる。
構成位置は、図１に示すように、反射板でなる反射層
（２０）の前面に形成しても、図２に示すように裏面に
形成してもよい。例えば図１に示すように、この反射板
でなる反射層（２０）の前面に形成する場合には、太陽
電池（３０）の観察者側（Ｋ）の前面側電極（３６）に
は、光透過率制御層（１０）としての液晶（１６）のＩ
ＴＯ等でなる透明電極（１２）を共用で用いることが出
来る他に、反射板の反射面にはクロムや銀等の反射光率
の高い反射層（２０）を形成する必要があり、太陽電池
（３０）の背面側電極（３８）と共用可能とすることが
できる。この場合には、反射された光が再び太陽電池
（３０）の光電気変換層を通ることから変換効率がさら
に高くすることができる。
【００２８】また、図２に示すように、太陽電池（３
０）を反射層の背面に形成する場合には、この反射層
は、太陽電池（３０）の前面側電極（３６）を兼ねると
ともに、電気エネルギーに変換可能な波長の光を背面の
太陽電池（３０）側に透過させる機能を有する選択的反
射層（２２）とする必要がある。この場合、選択的反射
層（２２）としては光学干渉膜や光学多層膜などによる
透過波長域を選択出来る膜を用いることによってこの機
能を補うことができる。
０）を反射層の背面に形成する場合には、この反射層
は、太陽電池（３０）の前面側電極（３６）を兼ねると
ともに、電気エネルギーに変換可能な波長の光を背面の
太陽電池（３０）側に透過させる機能を有する選択的反
射層（２２）とする必要がある。この場合、選択的反射
層（２２）としては光学干渉膜や光学多層膜などによる
透過波長域を選択出来る膜を用いることによってこの機
能を補うことができる。
【００２９】上記光学干渉膜等の透過波長域を選択可能
な選択的反射層（２２）としての材料の選択について
は、多くは公知であるとともに、本発明の主旨から離れ
るのでここでは説明しない。反射材も光学干渉膜や光学
多層膜によって構成するなどの様々な方法があるが、同
様の理由でここに説明しない。
な選択的反射層（２２）としての材料の選択について
は、多くは公知であるとともに、本発明の主旨から離れ
るのでここでは説明しない。反射材も光学干渉膜や光学
多層膜によって構成するなどの様々な方法があるが、同
様の理由でここに説明しない。
【００３０】以上説明したように、情報を表示するディ
スプレイの画面に亘って太陽電池を構成すれば電力供給
機能を果たし、従来の太陽電池のようにその形成がディ
スプレイ面でも可能な為に、大きな電力の供給が可能と
なる。
スプレイの画面に亘って太陽電池を構成すれば電力供給
機能を果たし、従来の太陽電池のようにその形成がディ
スプレイ面でも可能な為に、大きな電力の供給が可能と
なる。
【００３１】また、反射型液晶ディスプレイ面以外に太
陽電池の受光面を形成する必要がないから、カード型の
携帯用情報処理端末等、表面全体をディスプレイとする
ことも可能である。
陽電池の受光面を形成する必要がないから、カード型の
携帯用情報処理端末等、表面全体をディスプレイとする
ことも可能である。
【００３２】さらに、反射型カラー液晶ディスプレイに
ついて説明すると、太陽電池付きとする場合には、次の
ようにカラーパターンに添った構成とすることで十分な
精彩度と明るさを維持した反射型液晶ディスプレイを構
成することが出来る。すなわち、前述したように、可視
光に対して光電気変換能力を持つ膜はそれ特有の色を持
つものであり、このため、図３に示すように、画像表示
面の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンをもつカラーフィルタ
ー（５０）の分布にあわせて太陽電池（３０）を構成す
ることで、画像表示等で必要な目的とする色の再現が可
能となる。
ついて説明すると、太陽電池付きとする場合には、次の
ようにカラーパターンに添った構成とすることで十分な
精彩度と明るさを維持した反射型液晶ディスプレイを構
成することが出来る。すなわち、前述したように、可視
光に対して光電気変換能力を持つ膜はそれ特有の色を持
つものであり、このため、図３に示すように、画像表示
面の各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンをもつカラーフィルタ
ー（５０）の分布にあわせて太陽電池（３０）を構成す
ることで、画像表示等で必要な目的とする色の再現が可
能となる。
【００３３】例えば、図４はカラーフィルター（５０）
の赤色（Ｒ）パターンの部分にのみアモルフアスシリコ
ンを用いた太陽電池（３０）を構成した例である。ま
た、ｃｄｓを用いた場合は、青色（Ｂ）より短波長を吸
収することから、黄色を表現することが出来る。さら
に、この部分に顔料などによる赤を吸収する色材による
膜を形成すれば緑（Ｇ）のパターンを形成することが可
能となる。
の赤色（Ｒ）パターンの部分にのみアモルフアスシリコ
ンを用いた太陽電池（３０）を構成した例である。ま
た、ｃｄｓを用いた場合は、青色（Ｂ）より短波長を吸
収することから、黄色を表現することが出来る。さら
に、この部分に顔料などによる赤を吸収する色材による
膜を形成すれば緑（Ｇ）のパターンを形成することが可
能となる。
【００３４】このように、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターン
に対して部分的に選択的に太陽電池（３０）を選択すれ
ば、太陽電池（３０）のために供することのできる面積
がより広く確保出来、さらに自由な色再現が可能になる
利点を持つものである。また、太陽電池（３０）の光電
気変換膜自体にカラーフィルターの役割を果たさせ、太
陽電池（３０）の背面側電極（３８）を反射層（２０）
としても、また、顔料入りレジストによりなるカラーフ
ィルターを併用することによっても本発明は制限される
ものではない。さらに、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンに
追従して太陽電池（３０）の光電気変換膜の材料構成を
変えることは、フォトリソ工程などの公知の技術によっ
て可能なことは明白である。
に対して部分的に選択的に太陽電池（３０）を選択すれ
ば、太陽電池（３０）のために供することのできる面積
がより広く確保出来、さらに自由な色再現が可能になる
利点を持つものである。また、太陽電池（３０）の光電
気変換膜自体にカラーフィルターの役割を果たさせ、太
陽電池（３０）の背面側電極（３８）を反射層（２０）
としても、また、顔料入りレジストによりなるカラーフ
ィルターを併用することによっても本発明は制限される
ものではない。さらに、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）パターンに
追従して太陽電池（３０）の光電気変換膜の材料構成を
変えることは、フォトリソ工程などの公知の技術によっ
て可能なことは明白である。
【００３５】また、太陽電池（３０）の吸収する波長領
域は、太陽電池（３０）を構成するＮ型半導体（３２）
とＰ型半導体（３４）のハンド構造に起因することか
ら、例えば、イオンドープと呼ばれる処理によって光の
吸収波長を変え、色調を走査することが可能である。こ
の場合に、画素のパターン化は、フォトリソ工程を用い
て１色づつ構成してもよいし、ドープする原子やその量
を各パターンに分けることによって構成しても良い。
域は、太陽電池（３０）を構成するＮ型半導体（３２）
とＰ型半導体（３４）のハンド構造に起因することか
ら、例えば、イオンドープと呼ばれる処理によって光の
吸収波長を変え、色調を走査することが可能である。こ
の場合に、画素のパターン化は、フォトリソ工程を用い
て１色づつ構成してもよいし、ドープする原子やその量
を各パターンに分けることによって構成しても良い。
【００３６】また、カラーフィルター（５０）に太陽電
池（３０）を構成する場合、既に従来のカラーフィルタ
ーの構成要素になっているブラックマトリックス（Ｂ
Ｋ）をそのままカラーフィルターの電極として採用する
ことが出来る。現在の液晶ディスプレイに用いられるブ
ラックマトリックスは、クロムで構成されるものが多
い。しかし、金属クロムのように全く光を透過しない材
料でなくとも、透明若しくは半透明の材料を観察者側に
用いれば、この部分でも発電を行えるのは明白である。
池（３０）を構成する場合、既に従来のカラーフィルタ
ーの構成要素になっているブラックマトリックス（Ｂ
Ｋ）をそのままカラーフィルターの電極として採用する
ことが出来る。現在の液晶ディスプレイに用いられるブ
ラックマトリックスは、クロムで構成されるものが多
い。しかし、金属クロムのように全く光を透過しない材
料でなくとも、透明若しくは半透明の材料を観察者側に
用いれば、この部分でも発電を行えるのは明白である。
【００３７】また、図５に示すように、ブラックスマト
リックス（ＢＭ）の部分を幹として、透明電極（１２）
をそれの裏或いは表に構成すれば、さらに効率よく電力
取りだし電極として働くことは明らかである。この透明
電極（１２）が反射型液晶ディスプレイの前面に形成さ
れているかあるいは一部なのかは本発明では問わない。
もしその幅が広ければ、光の透過率は多少であるが制限
を受ける。しかし、電力取り出しが電気的に効率が良く
なる。
リックス（ＢＭ）の部分を幹として、透明電極（１２）
をそれの裏或いは表に構成すれば、さらに効率よく電力
取りだし電極として働くことは明らかである。この透明
電極（１２）が反射型液晶ディスプレイの前面に形成さ
れているかあるいは一部なのかは本発明では問わない。
もしその幅が広ければ、光の透過率は多少であるが制限
を受ける。しかし、電力取り出しが電気的に効率が良く
なる。
【００３８】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、観察者側から、少なくとも
光の吸収あるいは遮光を行う光透過率制御層（液晶
等）、選択的反射層、太陽電池、反射層もしくは前記光
透過率制御層、太陽電池、反射層の順で構成される太陽
電池付反射型ディスプレイにおいて、該太陽電池の前面
に配設される選択的反射層が特定色のみを観察者側に反
射する光学干渉膜または光学多層膜で構成されてなるの
で、この選択的反射層が、太陽電池の前面側電極を兼ね
るとともに、電気エネルギーに変換可能な波長の光を背
面にある太陽電池側に透過させる機能を持たせることが
できる。
示す如き効果がある。即ち、観察者側から、少なくとも
光の吸収あるいは遮光を行う光透過率制御層（液晶
等）、選択的反射層、太陽電池、反射層もしくは前記光
透過率制御層、太陽電池、反射層の順で構成される太陽
電池付反射型ディスプレイにおいて、該太陽電池の前面
に配設される選択的反射層が特定色のみを観察者側に反
射する光学干渉膜または光学多層膜で構成されてなるの
で、この選択的反射層が、太陽電池の前面側電極を兼ね
るとともに、電気エネルギーに変換可能な波長の光を背
面にある太陽電池側に透過させる機能を持たせることが
できる。
【００３９】また、前記光透過率制御層より背面側に、
３色パターンとブラックマトリックスで構成されるカラ
ーフィルターを配設し、前記選択的反射層より前面側
（観察者側）に該ブラックマトリックスと少なくとも部
分的にそのパターンを一にする太陽電池の前面側電極を
有することとしたので、特に反射型カラー液晶ディスプ
レイにおけるカラーフィルターの役割を補うか、あるい
は損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池付反射型デ
ィスプレイを提供できる。
３色パターンとブラックマトリックスで構成されるカラ
ーフィルターを配設し、前記選択的反射層より前面側
（観察者側）に該ブラックマトリックスと少なくとも部
分的にそのパターンを一にする太陽電池の前面側電極を
有することとしたので、特に反射型カラー液晶ディスプ
レイにおけるカラーフィルターの役割を補うか、あるい
は損なわずに太陽電池機能を有する太陽電池付反射型デ
ィスプレイを提供できる。
【００４０】さらに、太陽電池を形成しながら画像表示
の明るさやコントラストを損なわない電極構造のカラー
フィルターを提供できる。
の明るさやコントラストを損なわない電極構造のカラー
フィルターを提供できる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す太陽電池付反射型
液晶ディスプレイを側断面で表した説明図である。
液晶ディスプレイを側断面で表した説明図である。
【図２】本発明の他の一実施の形態を示す太陽電池付反
射型液晶ディスプレイを側断面で表した説明図である。
射型液晶ディスプレイを側断面で表した説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態を示す太陽電池付反射型
カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説明図であ
る。
カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説明図であ
る。
【図４】本発明の他の一実施の形態を示す太陽電池付反
射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説明図で
ある。
射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説明図で
ある。
【図５】本発明のさらに他の一実施の形態を示す太陽電
池付反射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説
明図である。
池付反射型カラー液晶ディスプレイを側断面で表した説
明図である。
【図６】本発明に係わる従来の平面型画像表示ディスプ
レイを側断面で表した説明図である。
レイを側断面で表した説明図である。
【図７】本発明に係わるカラーフィルターの一例を側断
面で表した説明図である。
面で表した説明図である。
【図８】本発明に係わるカラーフィルターの透過スペク
トルを示すグラフである。
トルを示すグラフである。
【図９】本発明に係わる従来のＥＬディスプレイの一例
を側断面で表した説明図である。
を側断面で表した説明図である。
【図１０】本発明に係わる従来のカラー液晶ディスプレ
イの一例を側断面で表した説明図である。
イの一例を側断面で表した説明図である。
【図１１】本発明に係わる従来のカラー液晶ディスプレ
イの他の例を側断面で表した説明図である。
イの他の例を側断面で表した説明図である。
【図１２】本発明に係わる従来のカラー液晶ディスプレ
イのさらに他の例を側断面で表した説明図である。
イのさらに他の例を側断面で表した説明図である。
【図１３】本発明に係わる太陽電池の一例を示す側断面
図である。
図である。
【図１４】本発明に係わる太陽電池の光電変換層の一例
における光吸収曲線である。
における光吸収曲線である。
１‥‥太陽電池付反射型ディスプレイ ２‥‥太陽電池付反射型液晶ディスプレイ ５‥‥カラーフィルター基板 １０‥‥光透過率制御層 １２‥‥透明電極 １３‥‥ＭＩＭダイオード １４‥‥エレクトロルミネッセンス発光素子 １６‥‥液晶 ２０‥‥反射層 ２２‥‥選択的反射層 ３０‥‥太陽電池 ３２‥‥Ｎ型半導体 ３４‥‥Ｐ型半導体 ３６‥‥前面側電極 ３８‥‥背面側電極 ４０‥‥発光層 ５０‥‥カラーフィルター ５２‥‥ガラス基板 ５４‥‥偏光板 ＢＭ‥‥ブラックマトリックス Ｋ‥‥観察者側
Claims (8)
- 【請求項１】周期的に形成された多数の画素の相互の明
暗の差あるいは色彩変化によって情報を観察者に視覚的
に与え、観察者側に周囲光を反射し、光が反射される前
後の行路において光の吸収あるいは遮光によって画像や
文字情報を表示する反射型ディスプレーであって、観察
者側から、少なくとも光の吸収あるいは遮光を行う光透
過率制御層、太陽電池、反射層の順で構成される太陽電
池付反射型ディスプレイにおいて、該光透過率制御層と
太陽電池の間に選択的反射層を設け、該選択的反射層
が、特定色のみを観察者側に反射する光学干渉膜または
光学多層膜で構成されてなることを特徴とする太陽電池
付反射型ディスプレイ。 - 【請求項２】前記各画素の画素間領域に対応して導電性
パターンを形成し、該導電性パターン自体を太陽電池の
電極もしくはその一部とすることを特徴とする請求項１
記載の太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項３】前記光透過率制御層より背面側（観察者側
と反対側）に、赤、緑、青の３色パターンとブラックマ
トリックスで構成されるカラーフィルターを配設し、前
記選択的反射層より前面側（観察者側）に該ブラックマ
トリックスと少なくとも部分的にそのパターンを一にす
る太陽電池の前面側電極を有することを特徴とする請求
項１または２記載の太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項４】前記光の吸収あるいは遮光を電気的制御に
用いられる電極のうち、背面側の電極を太陽電池の前面
側電極と共用とすることを特徴とする請求項１または２
記載の太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項５】前記太陽電池の観察者側にある選択的反射
層における可視光領域（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）
の光の反射率の平均値が５０％を越え、かつ該選択的反
射層を該太陽電池の前面側電極として共用することを特
徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電
池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項６】前記３色の配色パターンのうち１色あるい
は２色の画素の領域にのみ太陽電池機能（光電気変換機
能）を持たせることによって、前記以外の配色パターン
の光の反射率を確保することを特徴とする請求項１から
４のいずれか１項に記載の太陽電池付反射型ディスプレ
イ。 - 【請求項７】前記カラーフィルターの１色あるいは2 色
の配色パターン領域について、配色の反射領域の光の透
過率を他の配色部分とは異なる太陽電池の光電変換膜を
形成してなることを特徴とする請求項１から３のいずれ
か１項に記載の太陽電池付反射型ディスプレイ。 - 【請求項８】前記光透過率制御層は、反射型液晶表示素
子またはエレクトロルミネッセンス表示素子よりなる請
求項１から７のいずれか１項に記載の太陽電池付反射型
ディスプレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10095698A JP4106735B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10095698A JP4106735B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008033029A Division JP4697239B2 (ja) | 2008-02-14 | 2008-02-14 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295725A true JPH11295725A (ja) | 1999-10-29 |
| JP4106735B2 JP4106735B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=14287815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10095698A Expired - Fee Related JP4106735B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 太陽電池付反射型ディスプレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4106735B2 (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2009052326A2 (en) * | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Display with integrated photovoltaics |
| JP2011509424A (ja) * | 2007-12-24 | 2011-03-24 | イグニス・イノベーション・インコーポレイテッド | ソーラー・セルを備えるディスプレイ・システムおよびそれを有するデバイス |
| EP2302688A1 (de) | 2009-09-23 | 2011-03-30 | Robert Bosch GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Substrats mit einer farbigen Interferenzfilterschicht, dieses Substrat, enthaltend eine farbige Interferenzfilterschicht, die Verwendung dieses Substrats als farbige Solarzelle oder als farbiges Solarmodul oder als Bestandteil hiervon sowie ein Array, umfassend mindestens zwei dieser Substrate |
| CN102177588A (zh) * | 2008-10-16 | 2011-09-07 | 高通Mems科技公司 | 用于光伏模块的高效干涉式滤色器 |
| JP2013525863A (ja) * | 2010-04-27 | 2013-06-20 | ザ リージェンツ オブ ユニバーシティー オブ ミシガン | プラズモン・カラー・フィルタ及び光起電力能力を有するディスプレイ・デバイス |
| US8629472B2 (en) | 2010-12-02 | 2014-01-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device, electronic device, and lighting device |
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| US9261753B2 (en) | 2011-04-20 | 2016-02-16 | The Regents Of The University Of Michigan | Spectrum filtering for visual displays and imaging having minimal angle dependence |
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| US9547107B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-17 | The Regents Of The University Of Michigan | Dye and pigment-free structural colors and angle-insensitive spectrum filters |
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|---|---|---|---|---|
| CN103236459A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-08-07 | 江苏峰谷源储能技术研究院有限公司 | 一种太阳能组件 |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP10095698A patent/JP4106735B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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