JP2014048641A - Photovoltaic power generating display device - Google Patents

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Mikio Numata
美樹男 沼田
Yukiyoshi Iwasa
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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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generating display device having a structure in which a power generation area having the same width as a display area can be obtained by utilizing a transparent solar cell which recently succeeds in trial manufacture and through which visible light passes.SOLUTION: A transparent photovoltaic power generation sheet 1, a display panel 2 and a storage battery unit 4 are formed of a film-like or card-like elastic material having flexibility, respectively. The transparent photovoltaic power generation sheet 1 is arranged on a first layer of the surface and the display panel 2 and the storage battery unit 4 are laminated thereunder in this order. On the same substrate as the display panel 2, a control circuit module 3 is built in the display panel 2.

Description

本発明は、フィルム状の透明太陽光発電シート（シースルーソーラーシート）を液晶や有機ＥＬなどの表示パネルの上に一体に積層して構成した太陽電池を電源とする太陽光発電表示装置に関する。   The present invention relates to a photovoltaic power generation display device using as a power source a solar cell in which a film-like transparent photovoltaic sheet (see-through solar sheet) is integrally laminated on a display panel such as a liquid crystal or an organic EL.

従来のスマートフォンなどの情報機器は、電池容量に制限があるため１回の充電で使用できる時間が少なく、頻繁に充電する必要がある。一方、太陽電池は光エネルギーを直接電力に変換するので、これを補助電源とすれば、頻繁に充電する必要がなくなる。
しかしながら、一般に太陽電池は光エネルギーの変換効率が低く、広い発電面積を必要とする。そのため従来の情報機器では構造上、そのような広い発電面積を確保することができないという問題があった。 A conventional information device such as a smartphone has a limited battery capacity, so that it cannot be used by one charge and needs to be charged frequently. On the other hand, since the solar cell directly converts light energy into electric power, if it is used as an auxiliary power source, it is not necessary to charge it frequently.
However, solar cells generally have low light energy conversion efficiency and require a large power generation area. For this reason, the conventional information equipment has a problem that it cannot secure such a large power generation area due to its structure.

この問題を解決するために、本出願人は特許文献１に示すように、液晶パネルの下に太陽電池ユニットを積層して液晶パネルを通過した外光が太陽電池ユニットに届くようにして発電した電力を、液晶パネル及び制御回路モジュールの動作電源にする太陽光発電液晶ディスプレイを出願し、既に特許登録している。これにより液晶パネルの表示面積と同じ広い発電面積を確保することが可能になった。   In order to solve this problem, as shown in Patent Document 1, the present applicant laminated a solar cell unit under a liquid crystal panel and generated power so that external light that passed through the liquid crystal panel reached the solar cell unit. A solar power generation liquid crystal display that uses power as an operating power source for a liquid crystal panel and a control circuit module has been filed and has already been patent-registered. As a result, it has become possible to secure the same large power generation area as the display area of the liquid crystal panel.

ところがこの太陽光発電液晶ディスプレイは、反射型の液晶ディスプレイを前提とし、上から当たった光が液晶を通過して底面の半透明反射シートで反射し、その反射光を利用して表示が目えるようにする。また、上から当たった光が液晶と半透明反射シートを通過して底面に敷き詰めた太陽電池ユニットに届くようする。そのため反射型でないバックライトを光源とする液晶や有機ＥＬなどには適用できず、バックライトや発光パネルが邪魔になって、上から当たった光が底面に敷き詰めた太陽電池ユニットに届かないという問題があった。   However, this photovoltaic power generation liquid crystal display is premised on a reflective liquid crystal display, and light hitting from the top passes through the liquid crystal and is reflected by the translucent reflective sheet on the bottom surface, and the reflected light is used to display the display. Like that. Also, the light hit from above passes through the liquid crystal and the translucent reflective sheet to reach the solar cell unit spread on the bottom surface. For this reason, it cannot be applied to liquid crystal or organic EL using a non-reflective backlight as the light source, and the backlight or light-emitting panel is in the way, and the light hit from above cannot reach the solar cell unit spread on the bottom. was there.

特許第３８１８９００号Patent No. 3818900

そこで本発明は、最近試作に成功した可視光を通過する透明太陽電池を利用して表示面積と同じ広い発電面積を取れる構造の太陽光発電表示装置を提供することを目的になされたものである。   Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing a photovoltaic power generation display device having a structure capable of taking a power generation area as large as the display area using a transparent solar cell that passes visible light that has recently been successfully prototyped. .

かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。   In order to achieve this object, the present invention is configured as follows.

すなわち、請求項１の発明は、フィルム状の可撓性材料で形成した透明太陽光発電シート、制御回路モジュールを有する表示パネル、及び蓄電池ユニットを、
表面側から透明太陽光発電シート、表示パネル、蓄電池ユニットの順で積層し、
上記透明太陽光発電シートが可視光を通過させながら発電した電力を、蓄電池ユニットに貯えて、これを表示パネル及び制御回路モジュールの動作電源の一部に利用することを特徴とする太陽光発電表示装置である。
請求項２の発明は、前記表示パネルにタッチセンサを付設してタッチパネルを形成してなる請求項１記載の太陽光発電表示装置である。
請求項３の発明は、前記表示パネルに制御回路モジュールとアンテナを一体に接続してワイヤレスでのデータ通信を可能にしてなる請求項１記載の太陽光発電表示装置である。
請求項４の発明は、前記表示パネルを有機ＥＬディスプレイとする請求項１記載の太陽光発電表示装置である。 That is, the invention of claim 1 is a transparent photovoltaic sheet formed of a film-like flexible material, a display panel having a control circuit module, and a storage battery unit.
Laminate in order of transparent photovoltaic power generation sheet, display panel, storage battery unit from the front side,
The photovoltaic power generation display characterized in that the transparent photovoltaic power generation sheet stores the electric power generated while allowing visible light to pass through in a storage battery unit and uses it as a part of the operating power of the display panel and the control circuit module. Device.
The invention of claim 2 is the photovoltaic power generation display device according to claim 1, wherein a touch panel is formed by attaching a touch sensor to the display panel.
A third aspect of the present invention is the photovoltaic power generation display device according to the first aspect, wherein a control circuit module and an antenna are integrally connected to the display panel to enable wireless data communication.
A fourth aspect of the present invention is the photovoltaic power generation display device according to the first aspect, wherein the display panel is an organic EL display.

以上説明したように、本発明の太陽光発電表示装置は、フィルム状の透明太陽光発電シートと表示パネルを一体に積層し、この透明太陽光発電シートが発電した電力を動作電源に利用する。
従って、本発明によれば、表示パネルと同じ大きさの広い発電面積が得られる。このため、従来の情報機器や入力装置の外観上の構造を変更しなくても必要な電力が確保でき、その電力で蓄電池ユニットを充電するので、蓄電池ユニットの使用時間が延びて充電頻度が低減する。このことから長時間のモバイルコンピューティングやデータ入力が可能となり、これら情報機器の使い勝手が格段に向上するという効果が期待できる。 As described above, the photovoltaic power generation display device of the present invention integrally laminates a film-like transparent photovoltaic sheet and a display panel, and uses the electric power generated by the transparent photovoltaic sheet as an operating power source.
Therefore, according to the present invention, a large power generation area having the same size as the display panel can be obtained. For this reason, the required power can be secured without changing the external structure of conventional information equipment and input devices, and the storage battery unit is charged with that power, so the usage time of the storage battery unit is extended and the charging frequency is reduced. To do. This enables long-time mobile computing and data input, and can be expected to improve the usability of these information devices.

本発明を実施した太陽光発電表示装置のブロック図である。It is a block diagram of the photovoltaic power generation display apparatus which implemented this invention. 本発明を実施した太陽光発電表示装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the photovoltaic power generation display apparatus which implemented this invention.

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に、本発明を実施した太陽光発電表示装置のブロック図を示す。
太陽光発電表示装置は、透明太陽光発電シート１と、制御回路モジュール３を同じ基板に組み込んだ表示パネル２と、蓄電池ユニット４とで構成し、透明太陽光発電シート１で発電した電力をいったん蓄電池ユニット４に蓄えて、その電力を表示パネル２と制御回路モジュール３に供給する。制御回路モジュール３は、表示パネル２とは別の基板に組み込んでもよい。 FIG. 1 shows a block diagram of a photovoltaic power generation display device embodying the present invention.
The photovoltaic power generation display device includes a transparent photovoltaic power generation sheet 1, a display panel 2 in which a control circuit module 3 is incorporated on the same substrate, and a storage battery unit 4, and once generates power generated by the transparent photovoltaic power generation sheet 1. The electric power is stored in the storage battery unit 4 and the electric power is supplied to the display panel 2 and the control circuit module 3. The control circuit module 3 may be incorporated on a substrate different from the display panel 2.

図２に、本発明を実施した太陽光発電表示装置の分解斜視図を示す。
太陽光発電表示装置は、透明太陽光発電シート１、表示パネル２、蓄電池ユニット４をそれぞれ可撓性のあるフィルム状あるいはカード状の弾性材料で形成し、透明太陽光発電シート１を表面の第一層に配置してその下に表示パネル２、蓄電池ユニット４を順に積層する。表示パネル２にはそれと同じ基板上に制御回路モジュール３が組み込まれている。 In FIG. 2, the disassembled perspective view of the photovoltaic power generation display apparatus which implemented this invention is shown.
In the photovoltaic power generation display device, the transparent photovoltaic power generation sheet 1, the display panel 2, and the storage battery unit 4 are each formed of a flexible film-like or card-like elastic material. The display panel 2 and the storage battery unit 4 are laminated in that order in a single layer. In the display panel 2, a control circuit module 3 is incorporated on the same substrate.

透明太陽光発電シート１は、バンドギャップの大きな透明半導体を利用することで紫外光により発電し、可視光をそのまま透過させる。半導体太陽電池のためには半導体ｐｎ接合の形成が必要になるが、透明な半導体薄膜を形成するためのｎ型材料としては酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）など、ｐ型材料としては銅アルミ酸化物（ＣｕＡｌＯ２）、銅ガリウム酸化物（ＣｕＧａＯ２）などがある。   The transparent photovoltaic power generation sheet 1 generates power with ultraviolet light by using a transparent semiconductor having a large band gap and transmits visible light as it is. For semiconductor solar cells, it is necessary to form a semiconductor pn junction. As an n-type material for forming a transparent semiconductor thin film, zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO2), and the like are used as p-type materials. Examples include copper aluminum oxide (CuAlO2) and copper gallium oxide (CuGaO2).

表示パネル２は、有機ＥＬディスプレイで構成し、ガラス基板でなくポリマーフィルムなどのプラスチックを基板とする。そのため耐衝撃性に優れ、曲面で使用したり、折り曲げ可能になる。また自発光のためバックライトや放電スペースが不要になり、非常に軽くて薄い構造となる。   The display panel 2 is composed of an organic EL display and uses a plastic such as a polymer film as a substrate instead of a glass substrate. Therefore, it is excellent in impact resistance and can be used on a curved surface or bendable. In addition, the self-light emission eliminates the need for a backlight and a discharge space, resulting in a very light and thin structure.

表示パネル２は、また、透明太陽光発電シート１の上面に透明電極をコーティングしてタッチパネルａを形成し、データ入力可能に構成する。
これにより、携帯情報端末の表示装置やキーボードの代わりとなる入力装置などに使用できるようにする。 The display panel 2 is configured to allow data input by forming a touch panel a by coating a transparent electrode on the upper surface of the transparent photovoltaic sheet 1.
Thereby, it can be used for a display device of a portable information terminal, an input device instead of a keyboard, and the like.

制御回路モジュール３は、ＩＣチップ３１を直接表示パネル２の基板に埋め込んで（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）表示パネル２の表示と各種アプリケーションの実行を制御する。また、必要に応じてループアンテナ３２を接続し、ワイヤレスのデータ通信を可能にする。これにより、パソコンなどの入力装置をワイヤレス化できるようにする。また、ＩＣチップ３１を交換することにより、太陽光発電表示装置をテレビ、文字ラジオ、電子手帳、ゲーム機、電子アルバムなどさまざまな表示装置に適用することができる。   The control circuit module 3 embeds the IC chip 31 directly in the substrate of the display panel 2 (Chip On Board) and controls display of the display panel 2 and execution of various applications. Further, a loop antenna 32 is connected as necessary to enable wireless data communication. As a result, an input device such as a personal computer can be made wireless. Further, by replacing the IC chip 31, the photovoltaic power generation display device can be applied to various display devices such as a television, a character radio, an electronic notebook, a game machine, and an electronic album.

蓄電池ユニット４は、厚さが１ｍｍ前後のペーパー電池やフィルム電池などを使用する。これにより、透明太陽光発電シート１が発電した電力をいったん蓄え、太陽電池が作動しない明るさになっても蓄電池ユニット４から電力を供給して使えるようにする。   The storage battery unit 4 uses a paper battery or a film battery having a thickness of about 1 mm. Thereby, the electric power generated by the transparent photovoltaic power generation sheet 1 is temporarily stored, and the electric power is supplied from the storage battery unit 4 so that it can be used even when the solar battery does not operate.

１ 透明太陽光発電シート
２ 表示パネル
３ 制御回路モジュール
３１ ＩＣチップ
３２ ループアンテナ
４ 蓄電池ユニット
ａ タッチパネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent photovoltaic sheet 2 Display panel 3 Control circuit module 31 IC chip 32 Loop antenna 4 Storage battery unit a Touch panel

Claims (4)

フィルム状の可撓性材料で形成した透明太陽光発電シート、制御回路モジュールを有する表示パネル、及び蓄電池ユニットを、
表面側から透明太陽光発電シート、表示パネル、蓄電池ユニットの順で積層し、
上記透明太陽光発電シートが可視光を通過させながら発電した電力を、蓄電池ユニットに貯えて、これを表示パネル及び制御回路モジュールの動作電源の一部に利用することを特徴とする太陽光発電表示装置。 A transparent photovoltaic sheet formed of a film-like flexible material, a display panel having a control circuit module, and a storage battery unit,
Laminate in order of transparent photovoltaic power generation sheet, display panel, storage battery unit from the front side,
The photovoltaic power generation display characterized in that the transparent photovoltaic power generation sheet stores the electric power generated while allowing visible light to pass through in a storage battery unit and uses it as a part of the operating power of the display panel and the control circuit module. apparatus. 前記表示パネルにタッチセンサを付設してタッチパネルを形成してなる請求項１記載の太陽光発電表示装置。   The photovoltaic power generation display device according to claim 1, wherein a touch sensor is formed on the display panel to form a touch panel. 前記表示パネルに制御回路モジュールとアンテナを一体に接続してワイヤレスでのデータ通信を可能にしてなる請求項１記載の太陽光発電表示装置。   The photovoltaic power generation display device according to claim 1, wherein a control circuit module and an antenna are integrally connected to the display panel to enable wireless data communication. 前記表示パネルを有機ＥＬディスプレイとする請求項１記載の太陽光発電表示装置。   The photovoltaic power generation display device according to claim 1, wherein the display panel is an organic EL display.
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