(57)【要約】【課題】低照度の光でも高い起電力が得られ、かつ、意匠性に優れる枠体およびそれを有する表示装置を提供する。【解決手段】枠体１は、内方に開口部１１を有する基体１０と、開口部１１の周縁外方に位置する複数の色素増感型太陽電池２０と、を有し、色素増感型太陽電池２０は、平面視で一方を長手とする帯状をなし、複数の色素増感型太陽電池２０が互いに直列に接続された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方に開口部を有する基体と、
前記開口部の周縁外方に位置する複数の色素増感型太陽電池と、を有し、
前記色素増感型太陽電池は、平面視で一方を長手とする帯状をなし、
前記複数の色素増感型太陽電池が互いに直列に接続された枠体。
【請求項２】
前記発電部は、平面視において、前記開口部の周縁に沿って配置される、請求項１に記載の枠体。
【請求項３】
前記色素増感型太陽電池は、短手方向両側に取り出し電極部を有している、請求項１または２に記載の枠体。
【請求項４】
前記取り出し電極部は、前記開口部の周縁に沿って配置される、請求項３に記載の枠体。
【請求項５】
任意の前記色素増感型太陽電池の発電部と、前記任意の色素増感型太陽電池に隣接する他の前記色素増感型太陽電池の発電部との面積比が、前記２つの発電部の間において、面積が小さい方の前記発電部を基準として、１．０〜１．２である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の枠体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の枠体と、
前記枠体の開口部に位置する電子式表示部と、
前記の直列に接続された複数の色素増感型太陽電池と前記電子式表示部とを接続する給電部と、を有する表示装置。
【請求項７】
前記電子式表示部の表示面は、前記色素増感型太陽電池の受光部と同方向に向いている、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記電子式表示部は、電気泳動型である、請求項６または７に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枠体およびそれを有する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内外で種々の情報を表示するために、電力を装置自体で発電し、その電力により装置を駆動させる、独立電源型の表示装置が用いられることがある。独立電源型の表示装置は、移動（移設）が可能であるため、必要な時に、必要な場所に設置することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−３６２９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
独立電源型の表示装置の電源としては、太陽電池が用いられることがある。従来のシリコン系太陽電池は、低照度の光では発電しないため、シリコン系太陽電池を用いて、独立電源型の表示装置を実現するのは難しかった。また、色素増感型太陽電池は、低照度の光で発電するものの、起電力が低いため、表示装置に適用するのは難しかった。また、太陽電池と表示部を一体化しようとすると、意匠性が損なわれることがあった。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、低照度の光でも高い起電力が得られ、かつ、意匠性に優れる枠体およびそれを有する表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る枠体は、内方に開口部を有する基体と、前記開口部の周縁外方に位置する複数の色素増感型太陽電池と、を有し、前記色素増感型太陽電池は、平面視で一方を長手とする帯状をなし、前記複数の色素増感型太陽電池が互いに直列に接続された。
【０００７】
前記発電部は、平面視において、前記開口部の周縁に沿って配置されていてもよい。
【０００８】
前記色素増感型太陽電池は、短手方向両側に取り出し電極部を有していてもよい。
【０００９】
任意の前記色素増感型太陽電池の発電部と、前記任意の色素増感型太陽電池に隣接する他の前記色素増感型太陽電池の発電部との面積比が、前記２つの発電部の間において、面積が小さい方の前記発電部を基準として、１．０〜１．２であってもよい。
【００１０】
本発明に係る表示装置は、本発明の枠体と、前記枠体の開口部に位置する電子式表示部と、前記の直列に接続された複数の色素増感型太陽電池と前記電子式表示部とを接続する給電部と、を有する。
【００１１】
前記電子式表示部の表示面は、前記色素増感型太陽電池の受光部と同方向に向いていてもよい。
【００１２】
前記電子式表示部は、電気泳動型であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低照度の光でも高い起電力が得られ、かつ、意匠性に優れる枠体およびそれを有する表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る枠体を表面側から見た平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る枠体を裏面側から見た平面図である。
【図３】図１に示すＩＩ−ＩＩ矢視断面図に相当する模式的な断面図であって、枠体に設けられている色素増感型太陽電池を側面視した図である。
【図４】本発明の第１変形例に係る枠体を示す模式図である。
【図５】本発明の第２変形例に係る枠体を示す模式図である。
【図６】本発明の第３変形例に係る枠体を示す模式図である。
【図７】本発明の第４変形例に係る枠体を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る枠体を表面側から見た平面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る枠体を裏面側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明に係る枠体およびそれを有する表示装置の実施の形態について、図１〜図９を適宜参照しながら、その構成を詳細に説明する。なお、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１６】
［枠体］
図１は、本実施形態の枠体を表面側から見た平面図である。図２は、本実施形態の枠体を裏面側から見た平面図である。図３は、図１に示すＩＩ−ＩＩ矢視断面図に相当する模式的な断面図であって、枠体に設けられている色素増感型太陽電池を側面視した図である。
図１および図２に示すように、本実施形態の枠体１は、基体１０と、４つの色素増感型太陽電池２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）と、を備えている。
基体１０は、平面視（基体１０の表面１０ａ側から見た場合）の外形が矩形状をなしている。基体１０は、内方（図１および図２では中央部）に、平面視の形状が矩形状の開口部１１を有する。すなわち、基体１０は、平面視の形状が四角環状をなしている。
開口部１１の大きさは、特に限定されない。開口部１１の大きさは、開口部１１内に配置される、後述する電子式表示部の大きさ（表示面の面積）に応じて、適宜調整する。
【００１７】
色素増感型太陽電池２０は、基体１０の開口部１１の周縁外方、すなわち、基体１０のうち、開口部１１に沿う部分に配置されている。
色素増感型太陽電池２０は、平面視で一方を長手とする帯状（矩形状）をなしている。
【００１８】
図１に示すように、色素増感型太陽電池２０Ａは、基体１０のうち、開口部１１の長手方向（図１に示すＸ方向）に沿う一方の領域１３Ａに配置されている。色素増感型太陽電池２０Ａは、基体１０の領域１３Ａに設けられた帯状（矩形状）の窓部（帯状に開口している部分）１４Ａに発電部（光を受光して発電する部分、受光部）２１を露出している。発電部２１の表面２１ａは、窓部１４Ａにて大部分が露出しているものの、発電部２１の周縁部は、基体１０によって覆われて露出していない。
色素増感型太陽電池２０Ｂは、基体１０のうち、開口部１１の短手方向（図１に示すＹ方向）に沿う一方の領域１３Ｂに配置されている。色素増感型太陽電池２０Ｂは、基体１０の領域１３Ｂに設けられた帯状の窓部１４Ｂに発電部２１を露出している。発電部２１の表面２１ａは、窓部１４Ｂにて大部分が露出しているものの、発電部２１の周縁部は、基体１０によって覆われて露出していない。
【００１９】
色素増感型太陽電池２０Ｃは、基体１０のうち、開口部１１の長手方向に沿う他方の領域１３Ｃに設けられている。色素増感型太陽電池２０Ｃは、基体１０の領域１３Ｃに設けられた帯状の窓部１４Ｃに発電部２１を露出している。発電部２１の表面２１ａは、窓部１４Ｃにて大部分が露出しているものの、発電部２１の周縁部は、基体１０によって覆われて露出していない。
色素増感型太陽電池２０Ｄは、基体１０のうち、開口部１１の短手方向に沿う他方の領域１３Ｄに設けられている。色素増感型太陽電池２０Ｄは、基体１０の領域１３Ｄに設けられた帯状の窓部１４Ｄに発電部２１を露出している。発電部２１の表面２１ａは、窓部１４Ｄにて大部分が露出しているものの、発電部２１の周縁部は、基体１０によって覆われて露出していない。
【００２０】
このように、発電部２１の周縁部を露出しないことにより、色素増感型太陽電池２０の周縁部に設けられる電極や配線等を基体１０によって覆い隠すことができる。その結果、基体１０の表面１０ａ側において、枠体１の外観を整えることができる。なお、発電部２１の周縁部が基体１０によって覆われていても、色素増感型太陽電池２０の発電量（起電力）が低下しない。また、発電部２１の表面２１ａ（光を受光する面、受光面）が、他の部材等で多少覆われていたとしても、色素増感型太陽電池２０の発電量が大きく低下することはない。
【００２１】
図１に示すように、色素増感型太陽電池２０Ａと色素増感型太陽電池２０Ｃは、基体１０の開口部１１を介して、基体１０の短手方向の両縁部（領域１３Ａ，１３Ｃ）に配置されている。色素増感型太陽電池２０Ｂの長手方向（図１に示すＸ方向）に沿う側面２０ｃが、色素増感型太陽電池２０Ｂの長手方向（図１に示すＹ方向）の両端部において、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｃの長手方向（図１に示すＸ方向）の一方の端面２０ａに近接して配置されている。色素増感型太陽電池２０Ｄの長手方向（図１に示すＹ方向）に沿う側面２０ｄが、色素増感型太陽電池２０Ｄの長手方向の両端部において、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｃの長手方向の他方の端面２０ｂに近接して配置されている。これにより、基体１０において、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが四角環状に配置されている。
【００２２】
図１に示すように、窓部１４Ａに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂ（発電部２１の長辺のうち外側の長辺）と、窓部１４Ｂに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄとが、同一直線上に配置されている。窓部１４Ｃに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂと、窓部１４Ｂに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃとが、同一直線上に配置されている。このような構成とすることにより、基体１０の表面１０ａ側において、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが整然と配置され、枠体１の意匠性を向上することができる。
【００２３】
図１および図２に示すように、４つの色素増感型太陽電池２０は、互いに間隔をあけて、配置されている。すなわち、４つの色素増感型太陽電池２０は、互いに接することなく、配置されている。４つの色素増感型太陽電池２０同士の間には、図示しない絶縁体を設けてもよい。
【００２４】
図２に示すように、４つの色素増感型太陽電池２０は、基体１０の裏面１０ｂ側に一対の取り出し配線２２，２３を有する。４つの色素増感型太陽電池２０は、隣接する色素増感型太陽電池２０同士の間で、配線３１，３２，３３を介して、取り出し配線２２と取り出し配線２３を電気的に接続することにより、互いに直列に接続されている。
すなわち、色素増感型太陽電池２０Ａの取り出し配線２３が配線３１を介して、色素増感型太陽電池２０Ｄの取り出し配線２２と電気的に接続されている。色素増感型太陽電池２０Ｄの取り出し配線２３が配線３２を介して、色素増感型太陽電池２０Ｃの取り出し配線２２と電気的に接続されている。色素増感型太陽電池２０Ｃの取り出し配線２３が配線３３を介して、色素増感型太陽電池２０Ｂの取り出し配線２２と電気的に接続されている。色素増感型太陽電池２０Ｂの取り出し配線２３が配線３４と電気的に接続され、色素増感型太陽電池２０Ａの取り出し配線２２が配線３５と電気的に接続されている。配線３４，３５は、直列に接続された色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと後述する給電部等とを電気的に接続するために用いられる。
【００２５】
色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを直列に接続することにより、枠体１全体として色素増感型太陽電池２０による発電量（起電力）を向上することができる。
【００２６】
本実施形態の枠体１では、任意の色素増感型太陽電池２０の発電部２１と、任意の色素増感型太陽電池２０に隣接する他の色素増感型太陽電池２０の発電部２１との面積比は、これら２つの発電部２１の間において、面積が小さい方の発電部２１を基準として、１．０〜１．４であり、１．０〜１．２であることが好ましい。色素増感型太陽電池２０Ｂの発電部２１と色素増感型太陽電池２０Ｃの発電部２１との面積比、色素増感型太陽電池２０Ｃの発電部２１と色素増感型太陽電池２０Ｄの発電部２１との面積比、および、色素増感型太陽電池２０Ｄの発電部２１と色素増感型太陽電池２０Ａの発電部２１との面積比も前記の関係を満たす。
任意の色素増感型太陽電池２０の発電部２１と、任意の色素増感型太陽電池２０に隣接する他の色素増感型太陽電池２０の発電部２１との面積比が上記の関係を満たすことにより、隣接する色素増感型太陽電池２０間において発電量の差が小さいため、結果として、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを直列に接続した場合に、枠体１全体として色素増感型太陽電池２０による発電量を向上することができる。
【００２７】
本実施形態の枠体１では、４つの色素増感型太陽電池２０の発電部２１の面積比は、−２０％〜＋２０％の範囲であることが好ましい。４つの色素増感型太陽電池２０の発電部２１の面積比が前記の関係を満たすことにより、隣接する色素増感型太陽電池２０間において発電量の差が小さいため、結果として、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを直列に接続した場合に、枠体１全体として色素増感型太陽電池２０による発電量を向上することができる。
【００２８】
色素増感型太陽電池２０の発電部２１は、平面視において、基体１０の開口部１１の周縁に沿って配置されている。詳細には、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｃは、基体１０の開口部１１の長手の周縁に沿って配置されている。また、色素増感型太陽電池２０Ｂ，２０Ｄは、基体１０の開口部１１の短手の周縁に沿って配置されている。このような構成とすることにより、基体１０の表面１０ａ側において、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが整然と配置され、枠体１の意匠性を向上することができる。
【００２９】
図２に示すように、色素増感型太陽電池２０は、短手方向両側に取り出し電極部２５，２６を有している。取り出し電極部２５，２６は、色素増感型太陽電池２０の長手方向に沿って、延在している。すなわち、取り出し電極部２５，２６は、基体１０の開口部１１の周縁に沿って配置されている。このような構成とすることにより、隣り合う発電部２１の距離、ひいては発電部２１間を接続する配線距離を短くし、送電ロスを抑制することができるため、枠体１全体による発電量を高めることができる。また、配線を短くすることは製品としての美観性を高めることができる。
【００３０】
基体１０の材質は、特に限定されないが、例えば、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。基体１０は、開口部１１および窓部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄにて露出しているもの以外のものを覆い隠すために、着色してあってもよい。基体１０を着色する場合、その色調は特に限定されず、開口部１１に配置される電子式表示部の構成、色素増感型太陽電池２０の構成、枠体１の用途等に応じて適宜調整する。
【００３１】
図３に示すように、色素増感型太陽電池２０は、光電極４１と、対向電極４２と、発電部２１と、封止材４６と、を備えている。
図３に示すように、光電極４１および対向電極４２の表面同士は、間隔をあけて対向している。
【００３２】
色素増感型太陽電池２０の厚さ（図３に示す長さｔ）は、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍであることがより好ましい。
色素増感型太陽電池２０の厚さが上記の範囲内であれば、枠体１を薄型化することができ、枠体１の意匠性を向上することができる。
【００３３】
光電極４１は、光電極支持体５１（基材）と、この光電極支持体５１の表面５１ａに設けられた光電極導電層５２（透明電極膜）と、色素が吸着され光電極導電層５２に積層された無機半導体層５３（半導体層）と、を有する。
【００３４】
光電極支持体５１は、光電極導電層５２、無機半導体層５３および封止材４６の基台となる部材である。
光電極支持体５１の材質は、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。このような光電極支持体５１の材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、またはポリイミド等の透明の樹脂材料が挙げられる。
【００３５】
図３に示すように、光電極導電層５２は、光電極支持体５１の表面５１ａ（すなわち、光電極支持体５１における対向電極４２側の面）の全域にわたって積層されている。
光電極導電層５２の材質としては、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。
光電極支持体５１および光電極導電層５２は、いずれも透明であり、光電極支持体５１の裏面５１ｂ（すなわち、光電極支持体５１における対向電極４２とは反対側の面）から入射する光を透過させる。
【００３６】
無機半導体層５３は、光電極導電層５２の表面５２ａ（すなわち、光電極導電層５２における対向電極４２側の面）に形成されている。
【００３７】
無機半導体層５３は、例えば、金属酸化物等に増感色素が担持されることによって染色された多孔質層であり、増感色素から電子を受け取って輸送する機能を有する。このような金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または酸化スズ（ＳｎＯ２）等が挙げられる。
【００３８】
上記の増感色素は、有機色素または金属錯体色素から構成される。有機色素としては、例えば、クマリン系、ポリエン系、シアニン系、ヘミシアニン系、またはチオフェン系等の各種有機色素等が挙げられる。金属錯体色素としては、例えば、ルテニウム錯体等が挙げられる。
【００３９】
対向電極４２は、光電極支持体５１に対向する対向電極支持体５４（基材）と、対向電極支持体５４の表面５４ａ（対向電極支持体５４における光電極４１側の面）に設けられた対向電極導電層５５（透明電極膜）とを有する。
【００４０】
対向電極支持体５４は、対向電極導電層５５の基台となる部材である。
対向電極支持体５４の材質は、光電極支持体５１と同様に、ＲｔｏＲ方式を用いた太陽電池の連続生産に適用できる程度に柔軟性を有し、大面積フィルム状に形成可能な材質であれば、特に限定されない。対向電極支持体５４の材質としては、例えば、光電極支持体５１と同様の樹脂材料が挙げられる。
【００４１】
対向電極導電層５５は、対向電極支持体５４の表面５４ａの全域にわたって積層されている。
対向電極導電層５５の材質としては、例えば、光電極導電層５２と同様の化合物等が挙げられる。
【００４２】
発電部２１は、光電極４１と対向電極４２との間に挟まれている。発電部２１は、前述した無機半導体層５３と、電荷移動体（電解液、電解質）６１と、を含む。
【００４３】
電荷移動体６１は、光電極４１と対向電極４２との間に充填される。電荷移動体６１は、無機半導体層５３に接触するように充填されている。電荷移動体６１としては、例えば、アセトニトリル、ヨウ化ジメチルプロピルイミダゾリウムまたはヨウ化ブチルメチルイミダゾリウム等のイオン液体等の液体成分に、ヨウ化リチウム等の支持電解質とヨウ素とが混合された溶液（具体的には、プロピオニトリル等の非水系溶剤）等が挙げられる。
【００４４】
封止材４６は、光電極４１と対向電極４２との間に電荷移動体６１を封止して発電部２１を形成する。
封止材４６は、光電極４１と対向電極４２とを貼り合わせて互いを接着するための樹脂等を含む。このような封止材４６の材質としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および紫外線硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む樹脂材料が挙げられる。
【００４５】
図３に示すように、光電極４１には取り出し電極部２５が設けられ、対向電極４２には取り出し電極部２６が設けられている。取り出し電極部２５，２６は、発電部２１に電気的に接続されている。取り出し電極部２５，２６は、発電部２１における発電で発生した微弱な電流を取り出す。取り出し電極部２５は、光電極４１の端部に設けられている。取り出し電極部２５は、光電極導電層５２が、対向電極４２側に露出されることで形成されている。取り出し電極部２６は、対向電極４２の端部に設けられている。取り出し電極部２６は、対向電極導電層５５が、光電極４１側に露出されることで形成されている。
【００４６】
取り出し電極部２５には、延長電極膜７１が電気的に接続されている。図３に示すように、延長電極膜７１は、取り出し電極部２５から対向電極４２の裏面４２ａ（対向電極支持体５４の裏面５４ｂ（対向電極支持体５４における光電極４１とは反対側の面））に延長されている。延長電極膜７１は、対向電極支持体５４の裏面５４ｂに接着されている。
取り出し電極部２６には、延長電極膜７２が電気的に接続されている。図３に示すように、延長電極膜７２は、取り出し電極部２６から対向電極４２の裏面４２ａに延長されている。延長電極膜７２は、対向電極支持体５４の裏面５４ｂに接着されている。
延長電極膜７１，７２は、例えば、金属箔（一例としては、銅箔の表面に接着層が形成された銅テープ）により形成されている。
延長電極膜７１と延長電極膜７２は、対向電極支持体５４の裏面５４ｂにおいて、間隔をあけて配置されている。
このように色素増感太陽電池２０の長手方向の辺から電気を取り出す様に延長電極膜７１，７２を形成することで、上下の導電層２６及び５２を介し、延長導電膜７１，７２までに流れる距離を短くすることで内部抵抗の上昇を抑制し、発電量を高めることができる。
【００４７】
取り出し配線２２は、延長電極膜７１に電気的に接続されている。取り出し配線２２は、延長電極膜７１に、例えば、はんだ付け等により接続されている。
取り出し配線２３は、延長電極膜７２に電気的に接続されている。取り出し配線２３は、延長電極膜７２に、例えば、はんだ付け等により接続されている。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態に係る枠体１によれば、図３に示すような色素増感型太陽電池２０の光電極４１の裏面４１ａ（光電極４１における対向電極４２とは反対側の面）から発電部２１に光が入射し、発電部２１が発電する。色素増感型太陽電池２０は、屋内や暗所（薄暗い場所）に設置しても、屋内灯の光や、外灯の光等の太陽光よりも照度が低い光（低照度の光）でも発電して、微弱な電流を発生することができる。
発電部２１が発電した電力は、取り出し電極部２５，２６および延長電極膜７１，７２を通して取り出される。
【００４９】
色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが直列に接続されている。したがって、枠体１全体として色素増感型太陽電池２０による発電量を向上することができる。
【００５０】
任意の色素増感型太陽電池２０の発電部２１と、任意の色素増感型太陽電池２０に隣接する他の色素増感型太陽電池２０の発電部２１との面積比がこれら２つの発電部２１の間において、面積が小さい方の発電部２１を基準として、１．０〜１．２であれば、隣接する色素増感型太陽電池２０間において発電量の差が小さいため、結果として、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを直列に接続した場合に、枠体１全体として色素増感型太陽電池２０による発電量を向上することができる。
【００５１】
色素増感型太陽電池２０の発電部２１は、平面視において、基体１０の開口部１１の周縁に沿って配置されている。したがって、基体１０の表面１０ａ側において、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが整然と配置され、枠体１の意匠性を向上することができる。
【００５２】
色素増感型太陽電池２０は、短手方向両側に取り出し電極部２５，２６を有している。取り出し電極部２５，２６は、色素増感型太陽電池２０の長手方向に沿って、延在している。すなわち、取り出し電極部２５，２６は、基体１０の開口部１１の周縁に沿って配置されている。したがって、例えば、取り出し電極部２５，２６に接続される延長電極膜７１，７２の面積を大きく確保しても、光が光電極４１の裏面４１ａから入射するときに影響が生じることがない。よって、発電量を低下させることなく、延長電極膜７１，７２の面積を大きく確保することができる。これにより、光電極４１における取り出し電極部２５の専有面積や、対向電極４２における取り出し電極部２６の専有面積が小さくても、発電部２１が発電した電力を、延長電極膜７１，７２を通して確実に取り出すことができる。取り出し電極部２５，２６そのものは、発電部２１による発電自体には寄与せず、取り出し電極部２５，２６の面積が小さいほど、色素増感型太陽電池２０の単位面積当たりの発電量を向上させることができる。よって、前述のように延長電極膜７１，７２を設けて取り出し電極部２５，２６の面積を小さくすることで、色素増感型太陽電池２０の単位面積当たりの発電量を向上させることができる。
【００５３】
光電極支持体５１および対向電極支持体５４の材質を、樹脂材料とすれば、枠体１に柔軟性を付与することができ、枠体１を曲面に沿って設置することができる。
【００５４】
このように、本実施形態に係る枠体１によれば、基体１０の開口部１１の周縁外方に４つの色素増感型太陽電池２０を配置するとともに、それぞれの色素増感型太陽電池２０の大きさ、配置等を調整することにより、低照度の光でも高い起電力が得られ、かつ、意匠性に優れる枠体を提供することができる。結果として、独立電源型の表示装置を実現できる。
【００５５】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。
上記の実施形態では、枠体１が４つの色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄを有する場合を示したが、本発明に係る枠体は、複数（２つ以上）の色素増感型太陽電池を有していればよい。
【００５６】
例えば、図４〜図７に示すような第１変形例〜第４変形例に係る枠体１００，２００，３００，４００の各構成を採用してもよい。なお、変形例に係る枠体１００，２００，３００，４００では、前記実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００５７】
図４に示す第１変形例に係る枠体１００のように、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ｂの長手方向に沿う側面２０ｃが、色素増感型太陽電池２０Ｂの長手方向の一端部（図４の紙面上側の端部）において、色素増感型太陽電池２０Ａの長手方向の一方の端面２０ａに近接して配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ｄの長手方向に沿う側面２０ｄが、色素増感型太陽電池２０Ｄの長手方向の一端部（図４の紙面下側の端部）において、色素増感型太陽電池２０Ｃの長手方向の他方の端面２０ｂに近接して配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ａの長手方向に沿う側面２０ｇが、色素増感型太陽電池２０Ａの長手方向の一端部（図４の紙面左側の端部）において、色素増感型太陽電池２０Ｄの長手方向の一方の端面２０ｅに近接して配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ｃの長手方向に沿う側面２０ｈが、色素増感型太陽電池２０Ｃの長手方向の一端部（図４の紙面右側の端部）において、色素増感型太陽電池２０Ｂの長手方向の一方の端面２０ｅに近接して配置されていてもよい。
【００５８】
図４に示すように、窓部１４Ａに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂと、窓部１４Ｂに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｃに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ａに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｃに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、窓部１４Ｂに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｂに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の一方の長辺１１ａとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｄに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の他方の長辺１１ｂとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ａに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の一方の短辺１１ｃとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｃに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の他方の短辺１１ｄとが、同一直線上に配置されていてもよい。
【００５９】
図５に示す第２変形例に係る枠体２００のように、色素増感型太陽電池２０Ｂ，２０Ｄが配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ｂと色素増感型太陽電池２０Ｄは、基体１０の開口部１１を介して、基体１０の長手方向の両縁部（領域１３Ｂ，１３Ｄ）に配置されていてもよい。図５に示すように、窓部１４Ｂに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の一方の長辺１１ａと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｂに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、基体１０の開口部１１の他方の長辺１１ｂと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄとが、同一直線上に配置されていてもよい。
【００６０】
図６に示す第３変形例に係る枠体３００のように、色素増感型太陽電池２０Ｃ，２０Ｄが配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ｃが基体１０の開口部１１の一方の長辺１１ａに沿って配置され、色素増感型太陽電池２０Ｄが基体１０の開口部１１の他方の短辺１１ｄに沿って配置されていてもよい。すなわち、色素増感型太陽電池２０Ｃ，２０Ｄは、平面視でＬ字状に配置されていてもよい。図６に示すように、窓部１４Ｃに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、窓部１４Ｄに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｃに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、基体１０の開口部１１の一方の短辺１１ｃとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｄに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、基体１０の開口部１１の一方の長辺１１ａとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｄに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の他方の長辺１１ｂとが、同一直線上に配置されていてもよい。
【００６１】
図７に示す第４変形例に係る枠体４００のように、色素増感型太陽電池２０Ｅ，２０Ｆが配置されていてもよい。色素増感型太陽電池２０Ｅ，２０Ｆは、基体１０のうち、開口部１１の長手方向に沿う他方の領域１３Ｃに設けられていてもよい。図７に示すように、色素増感型太陽電池２０Ｅの他方の端面２０ｂは、色素増感型太陽電池２０Ｆの一方の端面２０ａに近接して配置されていてもよい。図７に示すように、窓部１４Ｅに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂと、窓部１４Ｆに露出している発電部２１の一方の長辺２１ｂとが、同一直線上に配置されていてもよい。図７に示すように、窓部１４Ｅに露出している発電部２１の一方の短辺２１ｃと、基体１０の開口部１１の一方の短辺１１ｃとが、同一直線上に配置されていてもよい。窓部１４Ｆに露出している発電部２１の他方の短辺２１ｄと、基体１０の開口部１１の他方の短辺１１ｄとが、同一直線上に配置されていてもよい。
【００６２】
［表示装置］
図８は、本実施形態の表示装置を表面側から見た平面図である。図９は、本実施形態の表示装置を裏面側から見た平面図である。
なお、本実施形態の表示装置５００では、前記枠体における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
図８および図９に示すように、本実施形態の表示装置５００は、枠体１と、枠体１の基体１０の開口部１１に位置する電子式表示部５１０と、給電部５２０とを備えている。
【００６３】
電子式表示部５１０の表示面５１０ａは、色素増感型太陽電池２０の発電部２１の表面２１ａと同方向に向いている。すなわち、電子式表示部５１０の表示面５１０ａと発電部２１の表面２１ａは、基体１０の表面１０ａ側に向いている。このような構成とすることにより、電子式表示部５１０の表示面５１０ａに照射される光を、発電部２１に入射して、発電部２１における発電量を向上することができる。また、色素増感型太陽電池２０の電極等や電子式表示部５１０の電極等を基体１０の裏面側に配置するため、表示装置５００の意匠性を向上することができる。
【００６４】
電子式表示部５１０は、色素増感型太陽電池２０で発生した微弱な電流で駆動するものでれば、特に限定されないが、駆動に要する電力が少ないことから、電気泳動型であることが好ましい。薄型であるため、枠体１から突出することがなく、表示装置５００の意匠性も損なわないことから、電子式表示部５１０は電気泳動型の電子ペーパーであることがより好ましい。
【００６５】
給電部５２０は、直列に接続された色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと電子式表示部５１０とを電気的に接続するためのものである。図９に示すように、色素増感型太陽電池２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄと給電部５２０とは、配線３４，３５を介して電気的に接続されている。
【００６６】
給電部５２０は、色素増感型太陽電池２０で発生した微弱な電流を蓄電し、電子式表示部５１０を駆動させる際に、その電流を電子式表示部５１０に放出するためのものであり、キャパシタ等を備える。給電部５２０は、キャパシタから電子式表示部５１０に電流を放出して、電子式表示部５１０を駆動させ、電子式表示部５１０の表示を切り替える制御等を行う制御部を備えていてもよい。
【００６７】
表示装置５００の使用方法を説明する。
色素増感型太陽電池２０は、太陽光よりも光強度が低い光でも発電するため、例えば、屋内や暗所（薄暗い場所）に設置される。
色素増感型太陽電池２０は、微弱な電流を発生する。そのため、電子式表示部５１０で表示する情報は、映像のように高速で表示内容が切り替わり、多量の電力を必要とするものではない。電子式表示部５１０で表示する情報は、例えば、数時間毎に１回や、１日に数回程度、または、数日毎に１回程度の頻度で切り替えればよい情報である。このような情報としては、例えば、ガソリンスタンドにおけるガソリンの価格、小売店等において、商品棚に並べられた商品の価格、オリンピック等のイベントの開催までの残りの日数、サービス業におけるサービスのメニュー、飲食店における飲食物のメニュー、業務の当番表、業務のスケジュール表等が挙げられる。
【００６８】
色素増感型太陽電池２０で発生した電流は、給電部５２０に備えられたキャパシタに蓄電される。
例えば、ガソリンの価格が変動した場合、商品の価格を値上げまたは値下げした場合等、表示を切り替える必要が生じた場合、電部５２０に備えられた制御部により、電子式表示部５１０で表示する情報を切り替える。また、数時間毎や数日毎等の周期的に電子式表示部５１０で表示する情報を切り替える必要がある場合には、その周期内に、色素増感型太陽電池２０が、電子式表示部５１０を駆動するために必要な電流を発生できるように、色素増感型太陽電池２０の発電部２１の大きさ等を調整すればよい。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態に係る表示装置５００によれば、枠体１において、４つの色素増感型太陽電池２０が直列接続されているため、枠体１全体として色素増感型太陽電池２０による発電量（起電力）が向上し、低照度の光でも高い発電量（起電力）が得られ、得電子式表示部５１０を表示可能とすることができる。また、本実施形態に係る表示装置５００によれば、枠体１と、枠体１の基体１０の開口部１１に位置する電子式表示部５１０とを有するため、意匠性に優れる。
【００７０】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の枠体は、複数の色素増感型太陽電池が互いに直列に接続されているため、枠体全体として色素増感型太陽電池による発電量を向上することができる。また、本発明の枠体は、任意の色素増感型太陽電池の発電部と、任意の色素増感型太陽電池に隣接する他の色素増感型太陽電池の発電部との面積比が、２つの発電部の間において、面積が小さい方の発電部を基準として、１．０〜１．２であるため、隣接する色素増感型太陽電池間において発電量の差が小さいため、結果として、枠体全体として色素増感型太陽電池による発電量を向上することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１，１００，２００，３００，４００  枠体
１０  基体
１１  開口部
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ  領域
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ  窓部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ  色素増感型太陽電池
２１  発電部
２２，２３  取り出し配線
２５，２６  取り出し電極部
３１，３２，３３，３４，３５，３６  配線
４１  光電極
４２  対向電極
４６  封止材
５１  光電極支持体
５２  光電極導電層
５３  無機半導体層
５４  対向電極支持体
５５  対向電極導電層
６１  電荷移動体
７１，７２  延長電極膜
５００  表示装置
５１０  電子式表示部
５２０  給電部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020092164.tif 000009
【図８】
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【図９】
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