(57)【要約】【課題】携帯型無線通信端末の曲面形状箇所に、外観上の美観や持ちやすさ等の使用感を良好な状態にしたまま太陽発電素子を設置する。【解決手段】端末本体２０と、充電式電池５と、太陽発電素子７とを具備し、充電式電池５の補充電により駆動電源を得る携帯型無線通信端末１０において、太陽発電素子７は、平面的にフレキシブルに形状変化可能な色素増感型太陽発電素子よりなるものとし、この色素増感型太陽発電素子７による光電変換で得られた電気エネルギーが、充電式電池５に補充電されるようにする。また、色素増感型太陽発電素子７の可視光に対する透過率を３０％以上とすることにより、文字や画像を表示する画面等に広面積に発電素子を設置することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体表面に、太陽発電素子が設置された携帯型通信装置であって、
前記太陽発電素子が、平面的にフレキシブルに形状変化が可能な色素増感型太陽発電素子でなる
ことを特徴とする携帯型通信装置。
【請求項２】
前記色素増感型太陽発電素子が、可視光に対して３０％以上の透過性を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯型通信装置。
【請求項３】
前記色素増感型太陽発電素子は、基材上に、少なくとも導電性膜、色素膜、電解質膜、導電成膜が順に積層された構造を有してなり、
前記色素膜は少なくとも、ルテニウム錯体、ビピリジル遷移金属錯体、エオシン−Ｙ、マーキュロム、メロシアニン、ペリレンテトラカルボン酸イミド、フタロシアニン、フタロシアニン化合物、スクアリリウム、ローダミン、キナクリドン、ルフィリン色素、クマリン系色素、アントシアニン色素、メチン色素、ポリフィリン化合物、果実色素、ベリー色素のいずれか一種よりなる色素を含有している
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯型通信装置。
【請求項４】
前記本体は、着脱可能な充電式電池を具備し、
前記色素増感型太陽発電素子により光電変換された電気エネルギーが、前記充電式電池に補充電されるようになされている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯型通信装置。
【請求項５】
前記本体が、少なくとも表示部と操作入力部とを備えた携帯型無線通信端末の本体であって、
前記携帯型通信端末本体から取り外し可能な充電式電池を具備し、前記充電式電池の補充電により駆動電源を得るようになされており、
前記色素増感型太陽発電素子により光電変換された電気エネルギーが、上記充電式電池に補充電される
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯型通信装置。
【請求項６】
前記色素増感型太陽発電素子が、少なくとも前記表示部及び／又は前記操作入力部の面上に設置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の携帯型通信装置。
【請求項７】
前記本体が、通信用のアンテナコイルと、通信データを記録したＩＣチップとを内蔵した非接触ＩＣカードのカード本体であって、
前記色素増感型太陽発電素子により光電変換された電気エネルギーが、前記ＩＣチップの駆動電力及び／又は前記通信データの発信電力として利用されるようになされている
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯型通信装置。
【請求項８】
前記色素増感型太陽発電素子が、前記カード本体の表面のほぼ全領域に設置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の携帯型通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯電話機や無線呼出し機、コードレス電話の移動機（子機）等の携帯型情報通信端末、更には、交通機関の改札システムや高速道路の自動車料金徴収システムなどに用いられ無線通信で情報のやり取りを行う非接触ＩＣカード等に代表される携帯型通信装置に関し、更に詳しくは、表面に太陽発電素子が設置された携帯型通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば携帯電話機や無線呼出し機、コードレス電話の移動機（子機）等の携帯型通信端末においては、これら通信端末自体に動作用の電力供給源を具備する構成としたことによって携帯性を可能にした。
電力供給源としては、一次電池や二次電池等が挙げられるが、待ち受け時間や通話可能な時間を長くするため、また、繰り返し充電が可能であるという利点を有しているため、二次電池が広く利用されている。
【０００３】
このような二次電池においては、外部充電器を用いて蓄えた電力を動作電力とするが、携帯型通信端末は、ある所定の時間動作させると、充電された電力が減少していき、また再度充填を行うといった作業を繰り返し行うことが必要であり、充電作業の遅延等により必要なときに動作出来なかったり、また、繰り返し充電作業はユーザーにとって煩わしかったりするという問題がある。
【０００４】
上述したような問題点を解決するものとして、例えば下記特許文献１〜４に、太陽電池パネルを用いる方法が挙げられる。
これらに示されている太陽電池パネルは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、これを直接通信端末の動作電力として用いたり、あるいは二次電池へ充電しておき、ここで蓄えられたエネルギーを通信端末の動作電力として用いたりするものである。
【０００５】
一方、近年、アンテナコイルとＩＣチップとから構成される非接触ＩＣカードを使用して、さまざまな情報のやり取りを電磁波による無線通信で行うＩＣカードシステムが提案されている。このようなＩＣカードシステムは、交通機関の改札システム、高速道路の自動車料金徴収システム、電話カードシステム、工場における製品管理システムなどに応用されている。
【０００６】
従来、この種の非接触ＩＣカードにおいては、ＩＣカード自体がボタン電池などの一次電池を所持したり、リーダーライタから供給される電磁波を起電力とする方法で、ＩＣへの読み書きや電磁波による情報のやり取りのための電力供給を行っている。
【０００７】
ところが、この種のＩＣカードにおいて、一次電池による電力供給は電池が消費されると電池を交換する必要がある。また、電磁波を起電力とする手法では、リーダーライタのある場所でしか電力を得ることができず、また、大きな電力を得ることもできないので通信距離の制限を伴うことになる。このように、従来の非接触ＩＣカードではその駆動電力を確保するために、使用者の手を煩わしたり、使用場所が限定されていた。
【０００８】
そこで、下記特許文献５〜８には、カード表面に太陽電池パネルを設置し、これにより得られた電力をＩＣの読み書きや情報通信の駆動電力として用いる手法が開示されている。この例では、ＩＩＩ−Ｖ属化合物半導体の太陽電池が用いられている。
【０００９】
また、下記特許文献９には色素増感型太陽発電素子について開示されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１０７５８１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１２７６８６号公報
【特許文献３】
特開２００１−１７８０１７号公報
【特許文献４】
特開２００２−２３１３２６号公報
【特許文献５】
特開平３−１６９６９１号公報
【特許文献６】
特開昭６３−８５９９５号公報
【特許文献７】
特開昭６３−１８５６８６号公報
【特許文献８】
特開平６−９６３０１号公報
【特許文献９】
特開２００２−９３４７５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来において一般的に用いられている太陽発電素子は、結晶系やアモルファス系のシリコン、単結晶、多結晶化合物により構成されており、全体として高い硬度を有している。このため、最近汎用されている曲面の表面形状を有する携帯型無線通信端末上に、その曲面形状を維持したまま設置することができないという問題がある。
【００１２】
一方、上記特許文献４には、太陽発電素子をフレキシブルなものとする利用態様が開示されているが、上記各特許文献１〜４に開示されている太陽発電素子は、構成上いずれも可視光に対して不透明なものであるため、例えば携帯型無線通信端末上に設置する場合には、使用者が視認する必要のない非表示部分や、ボタン等の操作部品がないところに設置場所が限定され、外観上の美観性を損なったりし、また、発電素子の面積が必然的に狭くなるため、低い発電起電力しか得られないという課題を有している。
【００１３】
また、上記特許文献５〜８に記載されている太陽発電素子においては、利用上大変重要である応力への耐久性や、カードの意匠性に関与してくる透過性には触れられていない。ＩＣカードは、財布などに入れて持ち運びされるような携帯手法では、反りやねじれなど、外部からの応力が作用することで太陽発電素子が折れたり割れたりしてしまう可能性が高く、ＩＣカード表面広域に設置するには耐久性的に困難である。また、特許文献５〜８に記載の太陽発電素子は不透明であるために、ＩＣカードの外観の意匠性が損なわれてしまう。
【００１４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、本体表面の曲面形状部分に設置でき、かつ応力に対する耐久性を有し、更には、太陽発電素子が設置されても外観上の美観あるいは意匠性が損なわれない携帯型通信装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の携帯型通信装置は、本体表面に、太陽発電素子が設置された携帯型通信装置であって、太陽発電素子が、平面的にフレキシブルに形状変化が可能な色素増感型太陽発電素子でなることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、色素増感型太陽発電素子を、平面的にフレキシブルに形状変化が可能なものとしたことにより、従来パネル状の太陽発電素子においては不可能であった、例えば携帯型無線通信端末の曲面形状箇所にもその形状を保持したまま設置することが可能となる。
【００１７】
また、色素増感型太陽発電素子を、平面的にフレキシブルに形状変化が可能なものとしたことにより、従来パネル状の太陽発電素子においては不可能であった、例えば非接触ＩＣカードの反りやねじれ等といった外部応力による割れや折れ曲がりを回避でき、発電素子部を広域に設置でき、かつ耐久性をもたせることが可能となる。
【００１８】
更に、色素増感型太陽発電素子が、可視光に対して３０％以上の高い透過性を有しているものとしたことにより、文字や画像が表示された本体表面部分にも設置することができるようになり、広面積に太陽発電素子を配置することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、本発明の携帯型通信装置として、携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等に代表される携帯型無線通信端末を例に挙げて説明する。
【００２１】
図１Ａ〜Ｃは、本実施の形態の携帯型無線通信端末１０の一例の概略図を示している。図１に示す携帯型無線通信端末１０は、端末本体２０、所望の情報を入力する操作入力部１、動作状態に応じて情報を表示する表示部２、音声入力部３、音声出力部４、充電式電池５、電波を送受信するアンテナ６、および光電変換を行う色素増感型太陽発電素子７により構成されている。
【００２２】
なお、図１Ａは、携帯型無線通信端末１０を中央部９で開き、表示部２と操作入力部１とを露出させた状態、図１Ｂは中央部９で閉じた操作入力部１の裏面側、図１Ｃは表示部２の裏面側をそれぞれ示している。
【００２３】
操作入力部１は、例えばボタン、プッシュキーよりなり、表示部２は例えば液晶、強誘電性等のディスプレイよりなり、音声入力部３はマイクロフォン、音声出力部４はスピーカーよりなるものとする。また、充電式電池５はリチウムイオン電池やニッケル電池等の外部から供給される電気エネルギーの充電が可能な二次電池であり、端末本体２０に装着したまま、あるいは端末本体２０から取り外して任意の外部電源に接続された充電器を介して繰り返して充電可能なものとする。
【００２４】
次に、色素増感型太陽発電素子７について説明する。
【００２５】
色素増感型太陽発電素子７は、図１Ａ〜Ｃに設置場所の例を示すように、端末本体２０の少なくとも操作入力部１（あるいは端末本体１０）及び／又は表示部２の面上の任意の箇所に設置することができる。色素増感型太陽発電素子７は、図２に示すように、第１の基材１１上に、導電性膜１３，色素膜１４、電解質膜１５、導電性膜１６、および第２の基材１２が順次積層された構成を有している。
【００２６】
第１の基材１１および第２の基材１２は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアラミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン類、可視領域の波長に対して高い透過性を有する材料であって、かつ平面方向にフレキシブルに変形可能なフィルム性の材料よりなるものとする。
【００２７】
これら第１の基材１１および第２の基材１２には、予めコロナ処理、プラズマ処理、易接着処理、除塵処理等を施してもよい。
【００２８】
導電性膜１３，１６は、例えば酸化スズ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＦＴＯ（酸化錫にフッ素をドープした材料）等より構成される。
【００２９】
電解質膜１５は、ヨウ化性イオン、ヨウ素、ヨウ素化合物、臭素、臭素化合物、アセトニトリル等を溶解させた電荷移動層よりなるものとする。
【００３０】
色素膜１４は、半導体膜に有機色素、あるいは金属錯体色素を浸透させた構成を有する。半導体膜としては例えば酸化チタン等のｎ型半導体が挙げられ、色素としては、可視光領域に広い吸収を持つものが好ましく、例えばルテニウム錯体、ビピリジル遷移金属錯体、エオシン−Ｙ、マーキュロム、メロシアニン、ペリレンテトラカルボン酸イミド、フタロシアニン、フタロシアニン化合物、スクアリリウム、ローダミン、キナクリドン、ルフィリン色素、クマリン系色素、アントシアニン色素、メチン色素、ポリフィリン化合物、果実色素、ベリー色素等が挙げられる。色素は一種類でもよく、あるいは二種類以上を混合して用いてもよい。
【００３１】
色素増感型太陽発電素子７の可視光に対する透過率は、この色素膜１４の材料の選定や色素の含有量等で調整可能であるが、基材１１，１２や導電性膜１３，１６の透過率調整で素子全体の透過率を調整することも可能である。
【００３２】
この色素膜１４は、上記色素で光照射により発生した電子を半導体膜によって受け取り、これを上記導電性膜１３，１６に伝達する役割を担う。
【００３３】
導電性膜１３，１６にはそれぞれ端子１７，１７が接続され、充電式電池５に電気的に接続されている。
【００３４】
可視光の照射により励起された色素膜１４の電子は酸化チタンの伝導帯へ注入され、外部回路（負荷）を通り、対極へ移動する。対極へ移動した電子は、電解質膜１５中のイオンとの酸化還元反応を経て、色素膜１４へ戻る。色素増感型太陽発電素子の最大出力電位は、電極半導体のフェルミ準位と電解質の酸化還元ポテンシャルの差によって決まる。
【００３５】
上述した色素増感型太陽発電素子７に対して、ソーラーシミュレーターで光照射して発生した電気を電流電圧測定装置で測定し、光電変換効率を評価したところ、従来のアモルファスシリコン太陽電池や、結晶系シリコン太陽電池と同程度の光電変換効率が得られることが確認された。
【００３６】
また、上述した色素増感型太陽発電素子７は、可撓性に優れた材料により構成されているので、極めてフレキシブルに形状変化を施すことが可能であり、曲面形状部分に沿わせて配置した場合においても、その曲面形状をそのまま維持することができ、また、その変形を施した状態においても光電変換効率が劣化することがないことが確認された。
【００３７】
図３に本発明の携帯型無線通信端末１０に適用する電源供給系統を表すブロック図を示す。携帯型無線通信端末１０に設置された色素増感型太陽発電素子７、および外部充電器２３は、それぞれ選択的にスイッチ２２をＡとＢとに切り替えることにより、電源供給用の端子２１を介して携帯型無線通信端末１０に電気エネルギーを供給する充電式電池５と接続されるようになっている。
【００３８】
外部充電器２３は、商用電源をＡＣ／ＤＣ変換し、充電式電池５へ比較的大容量の充電を行うための充電器であるものとする。
【００３９】
次に、本発明の携帯型無線通信端末１０を用いて、外部充電器２３と色素増感型太陽発電素子７とからの供給電流の有無を条件とした充電動作について図４を参照して説明する。
【００４０】
先ず、外部充電器２３から電流の供給がある場合は、図３中のスイッチ２２を図中Ｂに接続して外部充電器２３側に切り替え、外部充電器２３から充電式電池５へ電流が供給されるようにする（図４中▲１▼，▲２▼）。
【００４１】
また、外部充電器２３から電流の供給が無い場合もしくは外部充電器２３が充電式電池５と接続されていない場合には、スイッチ２２を図中Ａに接続して色素増感型太陽発電素子７側に切り替え、色素増感型太陽発電素子７から充電式電池５へ電流が供給されるようにする（図４中▲３▼）。
【００４２】
携帯型無線通信端末１０においては、色素増感型太陽発電素子７から供給される電流値は、一般的に商用電源をＡＣ／ＤＣ変換する外部充電器２３から供給される電流値と比較して小さいものであるため、外部充電器２３からの供給を主要なエネルギーとし、かつ色素増感型太陽発電素子７からも電流供給を行うことにより、外部充電器２３から充電式電池５へ電流供給を行う時間の短縮化が図られ、充電の手間が削減できる。
【００４３】
また、本発明の携帯型無線通信端末１０においては、色素増感型太陽発電素子７を、平面的にフレキシブルに形状変化が可能なものとしたことにより、携帯型無線通信端末１０の端末本体２０の曲面形状部分に設置でき、美観や使用感を良好に保持でき、かつ可視光に対して３０％以上の高い透過性を有するものとしたことにより、文字や画像の表示部２や操作入力部１にも設置することができるようになり、広面積に配置可能となり、発電効率の向上が図られた。
【００４４】
（第２の実施の形態）
本実施の形態では、本発明の携帯型通信装置として、非接触ＩＣカードを例に挙げて説明する。
【００４５】
図５及び図６は、本実施の形態の非接触ＩＣカード３０の概略構成図である。非接触ＩＣカード３０は、通信用のアンテナコイルと、通信データを記録したＩＣチップとが搭載された回路基板３１を複数枚のカード基材で挟み込んで内蔵したカード本体３２を有している。カード本体３２の一部表面には、上記ＩＣチップに記録された情報もしくは受信した情報を表示する表示部３３が設けられている。カード本体３２の表面のほぼ全域には、色素増感型太陽発電素子３４が設置されている。
【００４６】
回路基板３１は、送受信アンテナ、電源制御回路、信号入出力回路、メモリ回路、コンデンサ等の充電素子、表示制御回路、整流回路等を有している。このうち、電源制御回路、信号入出力回路、メモリ回路等は例えば個別のＩＣチップで構成されるが、これらを１つのＩＣチップで構成することも可能である。
【００４７】
カード本体３２を構成するカード基材は携帯性、耐久性に優れる１００μｍ〜２ｍｍ程度の厚みの適度な硬度をもつ基材であり、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアラミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォンなどで公知の基材を使用できる。これらの支持体に予めコロナ処理、プラズマ処理、易接着処理、除塵処理などを行っても良い。
【００４８】
表示部３３は、液晶、強誘電性などのディスプレイで構成されている。
【００４９】
色素増感型太陽発電素子３４は、上述の第１の実施の形態と同様な構成を有しており、図７に示すように、第１の基材４１上に、導電性膜４３，色素膜４４、電解質膜４５、導電性膜４６、および第２の基材４２が順次積層された構成を有している。
【００５０】
第１の基材４１および第２の基材４２は、平面方向にフレキシブルに変形できるフィルム性の基材であり、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアラミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォンなどで透過性のある公知のフィルムを使用できる。これらの基材に予めコロナ処理、プラズマ処理、易接着処理、除塵処理等を施してもよい。
【００５１】
導電性膜４３，４６は、例えば酸化スズ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＦＴＯ（酸化錫にフッ素をドープした材料）等より構成される。電解質膜４５は、ヨウ化性イオン、ヨウ素、ヨウ素化合物、臭素、臭素化合物、アセトニトリル等を溶解させた電荷移動層よりなるものとする。
【００５２】
色素膜４４は、半導体膜に有機色素、あるいは金属錯体色素を浸透させた構成を有する。半導体膜としては例えば酸化チタン等のｎ型半導体が挙げられ、色素としては、可視光領域に広い吸収を持つものが好ましく、例えばルテニウム錯体、ビピリジル遷移金属錯体、エオシン−Ｙ、マーキュロム、メロシアニン、ペリレンテトラカルボン酸イミド、フタロシアニン、フタロシアニン化合物、スクアリリウム、ローダミン、キナクリドン、ルフィリン色素、クマリン系色素、アントシアニン色素、メチン色素、ポリフィリン化合物、果実色素、ベリー色素等が挙げられる。色素は一種類でもよく、あるいは二種類以上を混合して用いてもよい。
【００５３】
なお、色素増感型太陽発電素子３４の可視光に対する透過率は、この色素膜４４の材料の選定や色素の含有量等で調整可能であるが、基材４１，４２や導電性膜４３，４６の透過率調整で素子全体の透過率を調整することも可能である。
【００５４】
この色素膜４４は、上記色素で光照射により発生した電子を半導体膜によって受け取り、これを上記導電性膜４３，４６に伝達する役割を担う。
【００５５】
導電性膜４３，４６にはそれぞれ端子４７，４７が接続され、回路基板３１上の充電素子に電気的に接続されている。
【００５６】
上述した色素増感型太陽発電素子３４に対して、ソーラーシミュレーターで光照射して発生した電気を電流電圧測定装置で測定し、光電変換効率を評価したところ、従来のアモルファスシリコン太陽電池や、結晶系シリコン太陽電池と同程度の光電変換効率が得られることが確認された。
【００５７】
また、上述した色素増感型太陽発電素子３４は、可撓性に優れた材料により構成されているので、極めてフレキシブルに形状変化を施すことが可能であり、その変形を施した状態においても光電変換効率が劣化することがないことが確認された。
【００５８】
図８は、非接触ＩＣカード３０に内蔵される回路基板３１の電源供給系統及びデータ通信系統を示すブロック図である。
【００５９】
図８に示すように、色素増感型太陽発電素子３４で発電された電気は充電素子４８などに一時的に蓄えられ、電源制御回路４９にて必要時に電流を流す制御が行われる。電流は整流回路５０で整流された後、動作電源として各ＩＣへ供給される。
【００６０】
外部とのデータのやり取りは、送受信アンテナ５１にて行われ、信号入出力回路５２を介してメモリ５３への読み書きが行われる。また、表示制御回路５４によって、メモリ５３の内容のうち必要な情報を表示部３３に表示されるようになっている。
【００６１】
以上のように構成される本実施の形態の非接触ＩＣカード３０においては、色素増感型太陽発電素子３４での光電変換により得られた電気エネルギーを利用して、ＩＣチップに記録された情報もしくは受信した情報が表示部３３に表示される。従って、表示部３３を駆動制御するための電源（一次電池や二次電池）を内蔵させることなく、表示部３３に所定情報を表示させることができる。
【００６２】
なお、表示部を表示駆動するための二次電池をカード本体に内蔵させた非接触ＩＣカードにも本発明は適用可能であり、この場合は、色素増感型太陽発電素子で生成された電気エネルギーを二次電池へ補充電するという形態を採用することができる。
【００６３】
一方、図示しないリーダーライタから放射された電磁波を送受信アンテナ５１を受信し、その受信電波からＩＣチップに対する情報の読み書きを行う上で必要な駆動電力が生成されるが、受信電波が微弱な場合などにおいては、色素増感型太陽発電素子３４により得られた電気エネルギーが補助的に利用される。同様に、色素増感型太陽発電素子３４により得られた電気エネルギーが、信号電波の発信エネルギーに利用される。これにより、非接触ＩＣカード３０の通信距離を大きくでき、カード使用場所の制限を緩和することができる。
【００６４】
しかも、本実施の形態においては、色素増感型太陽発電素子３４が平面的にフレキシブルに形状変化が可能であるため、曲部が生じる財布などのポケットに入れることのできる厚さや硬さのカードにも適用が可能である。この場合、カードに反りやねじれ等の外部応力が作用しても、カードの形状に発電素子３４が容易に追従でき、素子の割れや折れを回避することができる。
【００６５】
更に、本実施の形態の色素増感型太陽発電素子３４は光透過性を有するため、カード表面のデザイン絵柄や文字を容易に視認でき、カード外観意匠を損なうことなくカード表面のほぼ全域に当該発電素子３４を設置することができる。また、発電面積の拡大による起電力の向上をも図ることが可能となる。
【００６６】
【実施例】
以下、本発明の携帯型通信装置の具体的な実施例について説明するが、本発明は以下に示す例に限定されるものではなく、寸法、形態、および可視光に対する透過率等の数値は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において変更することができる。
【００６７】
（実施例１〜３）
本実施例では、上述の第１の実施の形態で説明した携帯無線通信端末１０を用いて以下に説明する評価を行った。なお、以下の説明において、上述の第１の実施の形態に対応する部分には同一の符号を用いている。
【００６８】
なお、以下の例における色素増感型太陽発電素子７の透過率は、可視光線（波長：０．３９〜０．７２μｍ）に対する透過率であるものとした。透過率の測定は、日立製作所社製、紫外可視分光光度計Ｕ−３４００を用い、可視波長範囲にて行った。
【００６９】
また、色素増感型太陽発電素子７のフレキシブル性の指標であるスティフネスについては、図９に示すように、所定の寸法（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）のセル７ａとした色素増感型太陽発電素子の１０ｍｍの辺の両端を固定治具６０によって固定し、ストレインゲージ６１を用いて中心部を矢印Ａ方向に押圧して、図中破線で示すように変形させ、ｄ＝１ｍｍとなったときの荷重をグラム単位で測定した。
【００７０】
更に、色素増感型太陽発電素子の各サンプルは、第１，第２の基材１１，１２としてポリエチレンテレフタレートフィルム、導電性膜１３，１６としてＩＴＯ膜、色素膜１４の増感色素としてフタロシアニン、電解質膜１５としてヨウ素化合物を用いて作製した。
【００７１】
〔実施例１〕
図１０Ａ，Ｂに示すように、透過率５０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）７ａを、携帯型通信端末１０の曲面部分（曲率半径Ｒ＝１００ｍｍ）に６枚配置した。
なお、色素増感型太陽発電素子７ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００７２】
〔実施例２〕
図１１に示すように、透過率が５０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）７ａを、携帯型無線通信端末１０の平面状の表示部２に３枚配置した。
なお、色素増感型太陽発電素子７ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００７３】
〔実施例３〕
図１１に示すように、透過率が３０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）７ａを、携帯型無線通信端末１０の平面上の表示部２に３枚配置した。
なお、色素増感型太陽発電素子７ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００７４】
この例では、色素増感型太陽発電素子のセル７ａは第１，第２の基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられ、その正極側ＰＥＴフィルムを除く透過率は５０％であり、更に正極側ＰＥＴフィルム上に８０％の透過率となるようイエロー染料をコーティングしてトータルの透過率を３０％とした。
【００７５】
〔比較例１〕
図１２Ａ，Ｂに示すように、透過率０％で、スティフネスが４５０ｇの結晶系シリコン太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）６２ａを、携帯型無線通信端末１０の曲面部分（曲率半径Ｒ＝１００ｍｍ）に６枚配置した。
なお、太陽発電素子６２ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００７６】
〔比較例２〕
図１３に示すように、透過率が０％で、スティフネスが４５０ｇの結晶系シリコン太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）６２ａを、携帯型通信端末１０の平面状の表示部２に３枚配置した。
なお、太陽発電素子６２ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００７７】
〔比較例３〕
図１１に示すように、透過率が２０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）７ａを、携帯型無線通信端末１０の平面上の表示部２に３枚配置した。
なお、色素増感型太陽発電素子７ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００７８】
この例では、色素増感型太陽発電素子のセル７ａは第１，第２の基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられ、その正極側ＰＥＴフィルムを除く透過率は５０％であり、更に正極側ＰＥＴフィルム上に７０％の透過率となるようイエロー染料をコーティングしてトータルの透過率を２０％とした。
【００７９】
上記〔実施例１〜３〕、および〔比較例１〜３〕の携帯型無線通信端末のサンプルについて、それぞれ太陽発電素子のセル７ａ，６２ａを携帯型無線通信端末１０の曲面部分に配置した場合の形状の保持性と、太陽発電素子７ａ，６２ａを携帯型無線通信端末１０の表示部２に配置した場合の表示文字の視認性についての評価を行った。
【００８０】
太陽発電素子７ａ，６２ａを携帯型無線通信端末１０の曲面部分に配置した場合の形状の保持性については、セル７ａ，６２ａを配置したときに、隣接するセル間に角部が生じるものを×とし、曲面を維持して角部が生じなかったものを○とした。
【００８１】
また、太陽発電素子７ａ，６２ａを携帯型無線通信端末１０の表示部２に配置した場合の表示文字の視認性については、照度３００ルクスの室内にて、被験者１０人が、１文字のサイズが１０ｍｍ×５ｍｍ、フォントがゴシック体である算用数字０〜９を、ランダムに横に配列した白黒文字の表示を見、全ての数字が確認できた人数を評価した。
なお、被験者は必要に応じて眼鏡等の矯正器具を使用し、視力が１．０〜１．５となるように調整した。
【００８２】
評価結果を下記表１に示し、太陽発電素子７ａ，６２ａの透過率と、表示文字を全て確認できた人数との関係を図１４に示す。
【００８３】
【表１】
2004222225.tif 000003
【００８４】
表１に示すように、実施例１においては、フレキシブルに形状変化させることのできる色素増感型太陽発電素子のセルを用いたことにより、携帯型無線通信端末１０の曲面部分に配置した場合であっても、その曲面形状を維持でき、外観上の美観や持ちやすさ等の使用感を良好な状態にしたまま、エネルギーの供給動作を行うことができた。
【００８５】
一方、比較例１においては、板状の剛性を有する結晶系シリコン太陽発電素子のセルを用いたので、携帯型無線通信端末１０の曲面部分に配置すると、隣接するセル間に角部が生じ、曲面形状が保持できず、外観上の美観や持ちやすさ等の使用感を著しく損なった。
【００８６】
また、表１および図１４に示すように、〔実施例２，３〕においては、透過率が３０％以上の色素増感型太陽発電素子のセルを用いたことにより、携帯型無線通信端末１０の表示部に配置した場合であっても、実用上充分に視認性を確保することができた。
【００８７】
一方、〔比較例２，３〕に示すように、透過率が３０％未満の色素増感型太陽発電素子のセルもしくは結晶系シリコン太陽発電素子を表示部に配置した場合には、充分に表示文字を確認することができず、実用上の機能に劣るものとなった。
【００８８】
（実施例４，５）
本実施例では、上述の第２の実施の形態で説明した非接触ＩＣカード３０を用いて以下に説明する評価を行った。なお、以下の説明において、上述の第２の実施の形態に対応する部分には同一の符号を用いている。
【００８９】
なお、以下の例における色素増感型太陽発電素子３４の透過率は、可視光線（波長：０．３９〜０．７２μｍ）に対する透過率であるものとした。透過率の測定は、日立製作所社製、紫外可視分光光度計Ｕ−３４００を用い、可視波長範囲にて行った。
【００９０】
また、色素増感型太陽発電素子３４のフレキシブル性の指標であるスティフネスについては、図９を参照して説明したように、所定の寸法（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）のセルとした色素増感型太陽発電素子の１０ｍｍの辺の両端を固定治具６０によって固定し、ストレインゲージ６１を用いて中心部を矢印Ａ方向へ押圧して、図中破線で示すように変形させ、ｄ＝１ｍｍとなったときの荷重をグラム単位で測定した。
【００９１】
更に、色素増感型太陽発電素子の各サンプルは、第１，第２の基材４１，４２としてポリエチレンテレフタレートフィルム、導電性膜４３，４６としてＩＴＯ膜、色素膜４４の増感色素としてフタロシアニン、電解質膜４５としてヨウ素化合物を用いて作製した。
【００９２】
〔実施例４〕
図１５に示すように、５４ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍのポリカーボネート基材からなる非接触ＩＣカード３０の表示部３３上も含めた表示部設置側に、透過率５０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）３４ａを２０枚並べた。
なお、色素増感型太陽発電素子３４ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００９３】
〔実施例５〕
図１５に示すように、５４ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍのポリカーボネート基材からなる非接触ＩＣカード３０の表示部３３上も含めた表示部設置側に、透過率３０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）３４ａを２０枚並べた。
なお、色素増感型太陽発電素子３４ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００９４】
この例では、色素増感型太陽発電素子のセル３４ａは第１，第２の基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられ、その正極側ＰＥＴフィルムを除く透過率は５０％であり、更に正極側ＰＥＴフィルム上に８０％の透過率となるようイエロー染料をコーティングしてトータルの透過率を３０％とした。
【００９５】
〔比較例４〕
図１６に示すように、５４ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍのポリカーボネート基材からなる非接触ＩＣカード３０の表示部３３上も含めた表示部設置側に、透過率０％で、スティフネスが４５０ｇの結晶系シリコン太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）６３ａを２０枚並べた。
【００９６】
〔比較例５〕
図１５に示すように、５４ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍのポリカーボネート基材からなる非接触ＩＣカード３０の表示部３３上も含めた表示部設置側に、透過率２０％で、スティフネスが１０ｇの色素増感型太陽発電素子のセル（１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍ）３４ａを２０枚並べた。
なお、色素増感型太陽発電素子３４ａの光電変換率は５％であるものとした。
【００９７】
この例では、色素増感型太陽発電素子のセル３４ａは第１，第２の基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられ、その正極側ＰＥＴフィルムを除く透過率は５０％であり、更に正極側ＰＥＴフィルム上に７０％の透過率となるようイエロー染料をコーティングしてトータルの透過率を２０％とした。
【００９８】
上記〔実施例４，５〕および〔比較例４，５〕の非接触ＩＣカードのサンプルについて、それぞれ太陽発電素子のセル３４ａ，６３ａをカード表面に設置したときの外部応力による損傷と視認性について評価した。
なお、得られる電流値においては、光電変換率と面積によって決められるので、ここでは同等電流値が得られるものとして評価は省略する。
【００９９】
太陽発電素子のセル３４ａ，６３ａをカード表面に設置したときの湾曲限界においては、図１７に示すように、４８ｍｍ×８５ｍｍ×１ｍｍの太陽発電素子のセルを表面上に設置したＩＣカードの４８ｍｍの辺の両端を固定治具６６を用いて固定し、押し治具６７にて中央を２５ｍｍ（ｄ＝２５ｍｍ）押したときの状態を観測した。カード（太陽発電素子）の一部もしくは全体が損傷を生じたものは×、損傷がみられないものにおいては○とした。
【０１００】
視認性においては、照度３００ルクスの室内にて被験者１０人に表示部３３とカード表面部を見てもらい、表示部３３の表示内容を認識できた人数を確認した。ここで、視力０．７以下の被験者には眼鏡等の矯正器具を使用してもらい、視力が１．０〜１．５の範囲になるように調整した。
【０１０１】
表示内容は、表示部３３においては１文字のサイズが１０ｍｍ×５ｍｍ、フォントがゴシック体である算用数字「０」〜「９」をランダムに横に並べた白黒文字とした。また、カード表面部（発電素子の下地の最外層基材表面）にも同様の白黒文字を記載した。
【０１０２】
評価結果を下記表２に示す。また、太陽発電素子３４ａ，６３ａの透過率と、表示文字を全て確認できた人数との関係は、図１４と同様の結果を得た。
【０１０３】
【表２】
2004222225.tif 000004
【０１０４】
表２の結果からも明らかなように、結晶系シリコン太陽発電素子のセル６３ａを搭載したＩＣカードにおいては、フレキシブルに形状に適合する色素増感型太陽発電素子を搭載したときと比較して強制的に湾曲させたときに損傷を受けやすい。このため、色素増感型太陽発電素子のセル３４ａを設置することで、外力を受けたときでも湾曲することで損傷を生じにくいことが確認できた。
【０１０５】
更に、表示部３３に結晶系シリコン太陽発電素子のセル６３ａを搭載したものは表示部３３が視認できないが、透過率が３０％以上の色素増感型太陽発電素子を搭載することで、表示部３３やカード表面の文字認識が可能となる結果が得られた。
【０１０６】
このことにより、最近カード表面は意匠性を重要視する傾向があり、また、表示部３３を搭載するものもあるが、そのカード表面部や表示部にも太陽発電素子を設置できるということは、設置する太陽発電素子の表面積が拡大することになり、太陽エネルギーの採取面積拡大により、結果的により多くの電力供給が可能となる。
【０１０７】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【０１０８】
例えば以上の第１の実施の形態では、図１Ａに示したように、色素増感型太陽発電素子７を携帯型無線通信端末１０の表示部２の一部の面上に設置する例を説明したが、表示部２の全面に色素増感型太陽発電素子７を設置することも可能である。
【０１０９】
また、以上の第２の実施の形態では、ＩＣの記録情報を表示する表示部３３を表面に有する非接触ＩＣカード３０を例に挙げて説明したが、勿論これに限らず、当該表示部を具備しない非接触ＩＣカードにも本発明は適用可能である。この場合においても、色素増感型太陽発電素子で採取した電気エネルギーをＩＣの駆動電力や通信電波の発信電力として利用でき、通信距離の向上に貢献することができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の携帯型通信装置によれば、色素増感型太陽発電素子を平面的にフレキシブルに形状変化が可能なものとしたので、例えば携帯型無線通信端末の曲面形状箇所にもその形状を保持したまま設置することが可能である。
【０１１１】
また、色素増感型太陽発電素子を平面的にフレキシブルに形状変化が可能なものとしたので、例えば非接触ＩＣカードの反りやねじれ等といった外部応力による割れや折れ曲がりを回避でき、発電素子部を広域に設置でき、かつ耐久性をもたせることが可能となる。
【０１１２】
更に、色素増感型太陽発電素子が、可視光に対して３０％以上の高い透過性を有しているものとしたことにより、文字や画像が表示された本体表面部分にも設置することができるようになり、広面積に太陽発電素子を配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する携帯型無線通信端末１０の概略構成図であり、Ａは平面図、Ｂは本体の一部の平面図、Ｃはその反対側の平面図である。
【図２】色素増感型太陽発電素子７の概略構成図である。
【図３】携帯型無線通信端末１０の電源供給系統のブロック図である。
【図４】供給電流の有無条件による充電動作を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を説明する非接触ＩＣカード３０の概略斜視図である。
【図６】非接触ＩＣカード３０の断面構造の模式図である。
【図７】色素増感型太陽発電素子３４の概略構成図である。
【図８】非接触ＩＣカード３０の回路基板３１のブロック図である。
【図９】色素増感型太陽発電素子のスティフネスの測定原理を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施例を説明する携帯型無線通信端末１０の構成図である。
【図１１】本発明の一実施例を説明する携帯型無線通信端末１０の構成図である。
【図１２】本発明の一比較例を説明する携帯型無線通信端末１０の構成図である。
【図１３】本発明の一比較例を説明する携帯型無線通信端末１０の構成図である。
【図１４】本発明の色素増感型太陽発電素子のセルの透過率と、表示文字を全て確認できた人数との関係を示す図である。
【図１５】本発明の一実施例を説明する非接触ＩＣカード３０の構成図である。
【図１６】本発明の一比較例を説明する非接触ＩＣカード３０の構成図である。
【図１７】太陽発電素子のセルの湾曲限界の測定原理を説明する図である。
【符号の説明】
１…操作入力部、２…表示部、５…充電式電池、７，３４…色素増感型太陽発電素子、７ａ，３４ａ…セル、１０…携帯型無線通信端末、１１，４１…第１の基材、１２，４２…第２の基材、１３，４３，１６，４６…導電性膜、１４，４４…色素膜、１５，４５…電解質膜、１７，４７…端子、２０…端末本体、２２…スイッチ、２３…外部充電器、３０…非接触ＩＣカード、３１…回路基板、３２…カード本体、３３…表示部、４８…充電素子。
【図１】
2004222225.tif 000005
【図２】
2004222225.tif 000006
【図３】
2004222225.tif 000007
【図４】
2004222225.tif 000008
【図５】
2004222225.tif 000009
【図６】
2004222225.tif 000010
【図７】
2004222225.tif 000011
【図８】
2004222225.tif 000012
【図９】
2004222225.tif 000013
【図１０】
2004222225.tif 000014
【図１１】
2004222225.tif 000015
【図１２】
2004222225.tif 000016
【図１３】
2004222225.tif 000017
【図１４】
2004222225.tif 000018
【図１５】
2004222225.tif 000019
【図１６】
2004222225.tif 000020
【図１７】
2004222225.tif 000021