(57)【要約】【課題】太陽電池の上にタッチパネルを設けた複合入力装置において、太陽電池に届く光を十分に確保し、太陽電池における光電変換効率を向上させると共に、タッチパネルとしての機能を有する複合入力装置を提供する。【解決手段】複合入力装置は、受光面で受光して発電可能な太陽電池部と、前記太陽電池部の前記受光面の上に設けられ、透明導電膜を有するタッチパネル部と、を備え、前記透明導電膜は、導電性ナノワイヤ材料によって構成され、１％〜３％の範囲のヘイズ値を有する。【選択図】図２
2013008101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面で受光して発電可能な太陽電池部と、
前記太陽電池部の前記受光面の上に設けられ、透明導電膜を有するタッチパネル部と、
を備え、
前記透明導電膜は、導電性ナノワイヤ材料によって構成され、１％〜３％の範囲のヘイズ値を有する、複合入力装置。
【請求項２】
前記透明導電膜は、透過率９０％以上である、請求項１に記載の複合入力装置。
【請求項３】
前記太陽電池部で発電した電力を蓄えるための２次電池部と、
外部と無線通信を行うための無線通信部と、
をさらに備えた、請求項１又は２に記載の複合入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池と、その受光面の上に設けられたタッチパネルと、を備えた複合入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池部材は、光電変換効率の向上が重要な課題であり、そのために光電変換層の膜厚を厚くする、凹凸表面構造からなる”テクスチャ構造”と呼ばれる構造を設け、光をこの”テクスチャ構造”によって光を散乱させることによって、光電変換層を通過する光の光路長を長くして、光電変換層において吸収される光の量を増加させる方法が用いられている。
【０００３】
しかし、テクスチャ構造上に光電変換層（半導体層）を形成した場合、光電変換層に多くの欠陥を誘起し、変換効率を悪化させる場合があることや、光電変換層の膜厚を厚くすることによる材料コストのアップや生産速度の低下などの問題がある。太陽電池において、変換効率向上及び入射角度依存性の解消のために、入射光を散乱光に変換する提案がある（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００４】
一方、太陽電池と透明タッチパネルとを組み合わせたデバイス技術についていくつか提案がなされている（例えば、特許文献３〜６参照。）。このように太陽電池とタッチパネルを組み合わせたデバイスによれば、例えばリモコンとして用いた場合、１次電池を必要としないというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−４０５２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−５６５３２号公報
【特許文献３】実開昭６１−１８９３５２号明細書
【特許文献４】特開２００３−１６７２３３号公報
【特許文献５】特開２００４−１０２６７７号公報
【特許文献６】特開２００６−２２８１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように太陽電池の上にタッチパネルを設けた場合、タッチパネルにおける透明電極として従来のＩＴＯ等による透明電極を用いた場合には透過率が９０％以下となる。そのため、タッチパネルを設けない場合に比べて太陽電池の受光面に届く光が少なくなり、発電効率を低下させてしまうという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、太陽電池の上にタッチパネルを設けた複合入力装置において、太陽電池に届く光を十分に確保し、太陽電池における光電変換効率を向上させると共に、タッチパネルとしての機能を有する複合入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る複合入力装置は、受光面で受光して発電可能な太陽電池部と、
前記太陽電池部の前記受光面の上に設けられ、透明導電膜を有するタッチパネル部と、
を備え、
前記透明導電膜は、導電性ナノワイヤ材料によって構成され、１％〜３％の範囲のヘイズ値を有する。
【０００９】
また、前記透明導電膜は、透過率９０％以上であることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記太陽電池部で発電した電力を蓄えるための２次電池部と、
外部と無線通信を行うための無線通信部と、
をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る複合入力装置によれば、太陽電池の上にタッチパネルを設けた複合入力装置において、タッチパネル部の透明導電膜を所定の導電性ナノワイヤ材料を用いて構成することによって、透明導電膜のヘイズ値が１％〜３％の範囲とすることができる。これによって、太陽電池に届く光を十分に確保し、太陽電池における光電変換効率を向上させると共に、タッチパネルとしての機能を有する複合入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る複合入力装置の断面構造を示す概略断面図である。
【図２】実施の形態１に係る複合入力装置のタッチパネル部に入射した入射光が透明導電膜で散乱光に変換され、太陽電池部に入射する概要を示す概略断面図である。
【図３】導電性ナノワイヤ材料の構造を示す概略図である。
【図４】導電性ナノワイヤ材料で構成された透明導電膜における抵抗値と透過率との関係を示すグラフである。
【図５】導電性ナノワイヤ材料で構成された透明導電膜における抵抗値とヘイズ（Ｈｚ：（％））との関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態１に係る複合入力装置の平面図である。
【図７】実施の形態２に係る複合入力装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態に係る複合入力装置について添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る複合入力装置１０の断面構造を示す概略断面図である。
この複合入力装置１０は、太陽電池部１と、太陽電池部１の受光面１２の上に設けられたタッチパネル部２とを備える。また、タッチパネル部２には、導電性ナノワイヤ材料３によって構成された透明導電膜４を有する。この透明導電膜４は、ヘイズ値として１％〜３％の範囲を有する。なお、この透明導電膜４は、光透過率９０％以上である。
【００１５】
この実施の形態１に係る複合入力装置１０では、タッチパネル部の透明導電膜４を構成する材料として、通常用いられるＩＴＯ材料ではなく、導電性ナノワイヤ材料３を用いていることを特徴とする。通常使用されるＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）材料は、光をほとんど散乱させることなく透過させる性質を有する。一方、導電性ナノワイヤ材料では、その材質に応じて高い透過率を維持したまま、内部で光を散乱させることができる。
【００１６】
図２は、この複合入力装置１０のタッチパネル部２の入力面１４に入射した入射光６がタッチパネル部２の透明導電膜４で散乱光８に変換され、太陽電池部１の受光面１２に入射する概要を示す概略断面図である。このように太陽電池部１に散乱光８として入射させることによって、太陽電池部１を通過する光の光路長を太陽電池部１に垂直入射した場合の光路長よりも長くすることができ、太陽電池部１における変換効率を向上させることができる。このような入射面に垂直な入射光６から散乱光８への変換によって、太陽電池部１の内部への光閉じ込め効果を得ることができる。なお、透明導電膜４による光散乱の程度はヘイズ値で評価できる。
【００１７】
このヘイズ値は、膜を透過する全透過光中における拡散光（散乱光）の割合を表す数値（％）である。なお、ヘイズ値は、くもり度とも呼ばれ、その値が低いほど透明であることを意味する。例えば、１％以下であれば拡散光による透過が少ないことを意味し、ディスプレイ用として利用可能な透明度であるとされる。ヘイズ値が１％以上場合には透過光中の拡散光が増すため下部の表示が見づらくなる。この複合入力装置１０では、上述のようにタッチパネル部２の透明導電膜４を導電性ナノワイヤ材料３によって構成し、ヘイズ値が１％〜３％の範囲としている。これによって、太陽電池部１へ散乱光８を入射させることができ、太陽電池部１における変換効率を向上させることができる。
【００１８】
以下に、この複合入力装置１０を構成する各構成部材について説明する。
【００１９】
＜タッチパネル部＞
タッチパネル部２は、マトリクス・スイッチ方式、抵抗膜方式、静電容量方式等のいずれの方式によるタッチパネルも使用できる。タッチパネル部２は、入力のための入力面１４を有する。この入力面１４は、太陽電池部１の受光面１２に光を入射するための面としても機能する。なお、タッチ箇所を示すための最下層の表示部分については、例えば、図６に示す印刷によるボタン１６表示であってもよい。あるいは、タッチパネル部２と太陽電池部１との間に、さらに液晶表示部を備えてもよい。
また、このタッチパネル部２の透明導電膜４は、導電性ナノワイヤ材料３で構成されている。
【００２０】
＜導電性ナノワイヤ材料＞
図３は、直径ｄ及び長さＬを有する導電性ナノワイヤ材料３の構造を示す概略図である。この導電性ナノワイヤ材料３は、およそ１０〜１００，０００の範囲のアスペクト比を有する。アスペクト比が大きいと、各導電性ナノワイヤ材料が互いに接触しやすくなり、有効な透明導電膜４が形成できる。また、高透明性のために導電性ナノワイヤ材料３の全体密度が低くなることから、透明導電膜４を得るために有利になる。すなわち、高アスペクト比を有する導電性ナノワイヤ材料３を使用することによって、導電膜４が実質的に透明になるように導電性ナノワイヤ材料３の密度を十分低くできる。
【００２１】
また、導電性ナノワイヤ材料３の直径ｄが太くなると、抵抗率が実質的に小さくなり、導電性は良好になるが、その一方で、より多くの光を吸収するため光透過率が減少する。その結果、透明性が悪くなる。粒界および表面散乱に基づく抵抗率への影響は、直径１０ｎｍ未満で大きくなる。直径が太くなるとこれらの影響は急激に減少する。導電膜４全体の抵抗率は、導電性ナノワイヤ材料３の直径が１０ｎｍから１００ｎｍにかけて大幅に減少する。しかし、電気的特性における上記改善は、透明導電膜の透明性減少とのバランスをとる必要がある。この複合入力装置１０では、透明導電膜４を構成する導電性ナノワイヤ材料３の直径及びアスペクト比の選択を行って、図４及び図５に示すように、透明導電膜４におけるヘイズ値が１％〜３％の範囲であって、光透過率９０％以上となるようにしている。
【００２２】
導電性ナノワイヤ材料３としては、例えば、銀、金、銅、ニッケル、金めっきされた銀、アルミニウム等を用いることができる。なお、導電性ナノワイヤ材料３としては、上記例示に限定されるものではない。導電性ナノワイヤ材料として、特に銀ナノワイヤが好ましい。
【００２３】
なお、導電性ナノワイヤ材料を透明導電材料として用いる提案（特開２０１０−２４４７４７号公報、特表２００９−５０５３５８号公報）がある。
【００２４】
＜太陽電池部＞
太陽電池部１には、通常の可視光領域の光について光電変換して発電可能な太陽電池を使用できる。例えば、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、アモルファスシリコン系太陽電池、化合物系太陽電池、等のいずれであってもよい。
【００２５】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係る複合入力装置１０ａの構成を示すブロック図である。この複合入力装置１０ａは、実施の形態１に係る複合入力装置と対比すると、２次電池部１８と、無線通信部２０と、をさらに備える点で相違する。２次電池部１８は、太陽電池部１で発電した電力を蓄える。無線通信部２０は、外部と無線通信を行う。この複合入力装置１０ａによれば、例えば無線通信部２０を利用してリモコンとして機能させることができる。この場合、太陽電池部１で発電した電力を２次電池部１８で蓄えておくことができるので、十分な太陽光や照明等が得られない場合にも、あらかじめ発電し、蓄えておいた電力を利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る複合入力装置によれば、太陽電池の上にタッチパネルを設けた複合入力装置において、タッチパネル部の透明導電膜を所定の導電性ナノワイヤ材料を用いて構成している。これにより、透明導電膜のヘイズ値を１％〜３％の範囲とすることができ、太陽電池及びタッチパネルを有する複合入力装置として有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１  太陽電池部
２  タッチパネル部
３  導電性ナノワイヤ材料
４  透明導電膜
６  入射光
８  散乱光
１０、１０ａ  複合入力装置
１２  受光面
１４  入力面
１６  ボタン
１８  ２次電池部
２０  無線通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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