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JP2015028976A - Solar cell composite light emitting device and solar cell - Google Patents

Solar cell composite light emitting device and solar cell Download PDF

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JP2015028976A JP2013157460A JP2013157460A JP2015028976A JP 2015028976 A JP2015028976 A JP 2015028976A JP 2013157460 A JP2013157460 A JP 2013157460A JP 2013157460 A JP2013157460 A JP 2013157460A JP 2015028976 A JP2015028976 A JP 2015028976A
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Mitsuru Kitamura
満 北村
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Yasuyuki Oyagi
康之 大八木
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幸夫 谷口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar battery composite light-emitting device which outputs image light of high brightness into a limited field of view, and can use the external light, entering while inclining, as power generation power.SOLUTION: A solar battery composite light-emitting device includes a plurality of optical elements, a plurality of solar cell units, a plurality or single light-emitting element laminated sequentially. Between adjacent solar cell units, apertures are formed at the pitch of the light-emitting elements. The optical elements are arranged so that the center of the optical axis penetrates the aperture, the light from a light-emitting element passed through the aperture is emitted to the outside, and the external light entering while inclining for the optical axis of the optical element is condensed to the solar cell unit.

Description

本発明は、表示装置あるいは照明装置などの発光装置の表面に太陽電池が設置された太陽電池複合型発光装置、及び、それに使用される太陽電池に関する。   The present invention relates to a solar cell composite light-emitting device in which a solar cell is installed on the surface of a light-emitting device such as a display device or a lighting device, and a solar cell used therefor.

携帯電話を始めとする液晶ディスプレイを搭載した携帯型の各種情報処理装置では、長時間の連続使用に必要な電力を自立して確保することが求められている。最も効果的な方法は、充電用二次電池の容量を拡大する方法であり、大容量二次電池の開発が活発に進められている。   2. Description of the Related Art Various portable information processing devices equipped with a liquid crystal display such as a cellular phone are required to independently secure the power necessary for long-term continuous use. The most effective method is a method of expanding the capacity of the secondary battery for charging, and development of a large-capacity secondary battery is being actively promoted.

一方、二次電池と併用して、補助電源として太陽電池を搭載する方式も開発されている。太陽電池は、受光面が光源に対して正対した平面形状であり、受光面積が広いほど大きな出力電力を得ることができる。そのため、特に大画面の液晶ディスプレイを搭載した携帯の情報処理装置の筐体では、大面積で平面な液晶ディスプレイの表面が最適な設置場所となる。しかし、一般的に太陽電池は有色で不透明であるため、液晶ディスプレイの表面に太陽電池を設置すると、液晶ディスプレイの表示画像の視認性が著しく低下することとなる。   On the other hand, a method in which a solar battery is mounted as an auxiliary power source in combination with a secondary battery has been developed. The solar cell has a planar shape in which the light receiving surface faces the light source, and the larger the light receiving area, the larger the output power can be obtained. Therefore, especially in the case of a portable information processing device mounted with a large-screen liquid crystal display, the surface of a large-area, flat liquid crystal display is the optimal installation location. However, since the solar cell is generally colored and opaque, if the solar cell is installed on the surface of the liquid crystal display, the visibility of the display image on the liquid crystal display is significantly reduced.

特許文献1には、液晶ディスプレイの表面に開口部を有する太陽電池を設置することで、太陽電池による発電と液晶ディスプレイの視認性を両立する技術が開示されている。この技術では、液晶ディスプレイの視認性を高めるために、太陽電池に開口部を設けるだけではなく、液晶ディスプレイのバックライト光を太陽電池の開口部へ誘導するためのレンズを併用する工夫がなされている。これにより、レンズを設置しない場合の、太陽電池部分での遮光によるバックライト光の透過率の低下を防ぎ、液晶ディスプレイの輝度低下改善が図られている。   Patent Document 1 discloses a technology that achieves both power generation by a solar cell and visibility of a liquid crystal display by installing a solar cell having an opening on the surface of the liquid crystal display. In this technology, in order to improve the visibility of the liquid crystal display, not only an opening is provided in the solar cell, but also a device is used in combination with a lens for guiding the backlight light of the liquid crystal display to the opening of the solar cell. Yes. Thereby, when the lens is not installed, the backlight transmittance is prevented from being lowered due to light shielding at the solar cell portion, and the luminance reduction of the liquid crystal display is improved.

しかしながら、特許文献1で開示されている構成では、液晶ディスプレイの面積中、液晶ディスプレイの視認性のために設けられた開口部の面積分は、太陽電池の受光面として使用することはできず、太陽電池の出力電力量が減少してしまうことが考えられる。   However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the area of the opening provided for the visibility of the liquid crystal display in the area of the liquid crystal display cannot be used as the light receiving surface of the solar cell, It is conceivable that the output power amount of the solar cell is reduced.

米国特許出願公開第2007/0102035号明細書US Patent Application Publication No. 2007/0102035

本発明は上記の課題を解決するためになされたものである。すなわち本発明は、太陽電池による発電と、液晶ディスプレイなどの表示装置の所定方向に対する輝度などの視認性を高い水準で両立させる太陽電池複合型表示装置を提供することを目的としている。なお、本発明は、表示装置に限られるものではなく、照明装置など、発光素子を使用する各種発光装置に適用することが考えられる。   The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a solar cell composite display device that achieves both power generation by a solar cell and visibility such as luminance in a predetermined direction of a display device such as a liquid crystal display at a high level. Note that the present invention is not limited to a display device, and may be applied to various light-emitting devices using a light-emitting element, such as a lighting device.

本発明は、このような課題を解決するものであって、そのため、以下の構成要件を有することを特徴としている。
本発明に係る太陽電池複合型発光装置は、
複数の光学素子、複数の太陽電池ユニット、複数もしくは複数の発光素子が順に積層さ
れ、
隣接する前記太陽電池ユニット間には、所定のピッチで形成された開口部が設けられ、
前記光学素子は、その光軸中心が前記開口部を貫くように配置され、前記開口部を通過した前記発光素子からの光を外部に出射させるとともに、前記光学素子の光軸に対して傾斜して入射する外光を前記太陽電池ユニットに集光させる。
The present invention solves such a problem, and is characterized by having the following constituent elements.
The solar cell composite light emitting device according to the present invention is
A plurality of optical elements, a plurality of solar cell units, a plurality of or a plurality of light emitting elements are sequentially laminated,
Between adjacent solar cell units, openings formed at a predetermined pitch are provided,
The optical element is disposed so that the center of the optical axis passes through the opening, emits light from the light emitting element that has passed through the opening, and is inclined with respect to the optical axis of the optical element. The incident external light is condensed on the solar cell unit.

本発明に係る太陽電池複合型発光装置において、前記光学素子は、凸レンズである。   In the solar cell composite light-emitting device according to the present invention, the optical element is a convex lens.

本発明に係る太陽電池複合型発光装置において、
前記光学素子は、その光軸中心が前記開口部の略中心を貫くように配置される。
In the solar cell composite light emitting device according to the present invention,
The optical element is arranged so that the optical axis center thereof passes through the substantial center of the opening.

本発明に係る太陽電池複合型発光装置において、
前記太陽電池ユニットと前記発光素子の間には、集光レンズが設けられ、
前記集光レンズは、前記発光素子から出射された光束が前記開口部を通過するように配置されている。
In the solar cell composite light emitting device according to the present invention,
A condensing lens is provided between the solar cell unit and the light emitting element,
The condensing lens is disposed so that a light beam emitted from the light emitting element passes through the opening.

本発明に係る太陽電池モジュールは、
複数もしくは単数の発光素子を有する発光装置上に配置され、
複数の光学素子、複数の太陽電池ユニットが順に積層され、
隣接する前記太陽電池ユニット間には、所定のピッチで形成された開口部が設けられ、
前記光学素子は、その光軸中心が前記開口部を貫くように配置され、前記開口部を通過した前記発光素子からの光を外部に出射させるとともに、前記光学素子の光軸に対して傾斜して入射する外光を前記太陽電池ユニットに集光させる。
The solar cell module according to the present invention is
Arranged on a light emitting device having a plurality of or single light emitting elements,
A plurality of optical elements and a plurality of solar cell units are sequentially laminated,
Between adjacent solar cell units, openings formed at a predetermined pitch are provided,
The optical element is disposed so that the center of the optical axis passes through the opening, emits light from the light emitting element that has passed through the opening, and is inclined with respect to the optical axis of the optical element. The incident external light is condensed on the solar cell unit.

本発明の太陽電池複合型発光装置、あるいは、本発明に係る太陽電池を発光装置に適用することで、限定された視野内に輝度の高い画像光を出力可能とし、情報処理装置などの覗き見防止機能として利用することも可能となる。そして、傾斜して入射する外光を発電電力として利用し、発電効率の向上を図ることとしている。   By applying the solar cell composite light-emitting device of the present invention or the solar cell according to the present invention to a light-emitting device, it is possible to output high-luminance image light within a limited field of view, and peek at information processing devices and the like. It can also be used as a prevention function. Then, the incident light inclined at an angle is used as generated power to improve the power generation efficiency.

本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す正面図と断面図The front view and sectional drawing which show the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す正面図と断面図The front view and sectional drawing which show the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す正面図と断面図The front view and sectional drawing which show the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置を使用した情報処理装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the information processing apparatus which uses the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on embodiment of this invention.

図1は、本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示発光装置の構成を示す断面図である。本発明に係る太陽電池複合型表示装置は、画像光を出射する液晶表示装置などの表示装置、あるいは、情報を有さない照明光を出射する照明装置に適用することが可能である。ここでは、表示装置を用いた太陽電池複合型表示装置について説明を行う。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a solar cell composite display light emitting device according to an embodiment of the present invention. The solar cell composite display device according to the present invention can be applied to a display device such as a liquid crystal display device that emits image light, or an illumination device that emits illumination light having no information. Here, a solar cell composite display device using a display device will be described.

図1に示されるように、太陽電池複合型表示装置は、外光の入射する方向順に光学素子11、太陽電池ユニット12、発光素子としての表示画素22が積層されている。図中、光学素子11と表示画素22の間などに設けられた空間は、使用する波長において透明な媒質で満たすこととしてもよい。図1は、太陽電池複合型表示装置の微細な一部を示したものであり、太陽電池複合型表示装置は、これらの構成を多数有して構成される。   As shown in FIG. 1, in the solar cell composite display device, an optical element 11, a solar cell unit 12, and a display pixel 22 as a light emitting element are stacked in the order in which external light enters. In the figure, the space provided between the optical element 11 and the display pixel 22 may be filled with a transparent medium at the wavelength used. FIG. 1 shows a minute part of a solar cell composite display device, and the solar cell composite display device has a large number of these configurations.

太陽電池ユニット12は、セルやモジュールなどの単位で構成され、複数の太陽電池ユニットにて太陽電池を形成している。隣接する太陽電池ユニット12の間には、表示画素22からの画像光を射出させるための開口部12aが形成されている。   The solar cell unit 12 is composed of units such as cells and modules, and a plurality of solar cell units form a solar cell. Between the adjacent solar cell units 12, an opening 12a for emitting image light from the display pixel 22 is formed.

本実施形態の光学素子11には凸レンズを使用している。この光学素子11は、表示画素22から出射され、太陽電池ユニット12間に設けられた開口部12aを通過した画像光を、外部に出射させる。本実施形態では、光学素子11(凸レンズ)の光軸中心11Aが、表示画素22を貫くように配置されている。本実施形態では、光学素子11の光軸中心11Aが、開口部12aの略中心を貫くように、光学素子11と太陽電池ユニット12が位置決めされている。したがって、光学素子11から出射される画像光は、光軸中心11Aと略平行となり、太陽電池複合型発光装置は、表示画素22の輝度を正面方向に集中して提供することが可能となる。   A convex lens is used for the optical element 11 of the present embodiment. The optical element 11 emits image light emitted from the display pixel 22 and passed through the opening 12a provided between the solar cell units 12 to the outside. In the present embodiment, the optical axis center 11 </ b> A of the optical element 11 (convex lens) is disposed so as to penetrate the display pixel 22. In the present embodiment, the optical element 11 and the solar cell unit 12 are positioned so that the optical axis center 11A of the optical element 11 passes through the approximate center of the opening 12a. Therefore, the image light emitted from the optical element 11 is substantially parallel to the optical axis center 11A, and the solar cell composite light-emitting device can provide the luminance of the display pixels 22 in a concentrated manner in the front direction.

このような太陽電池複合型発光装置を、携帯電話などの情報処理装置に使用した場合には、情報処理装置の正面から見た場合には輝度の高い画像となり、斜め方向からは画像が見えない、もしくは、視認性の低い画像となる。よってのぞき見防止機能を兼ね備えたものとなる。   When such a solar cell composite light emitting device is used in an information processing device such as a mobile phone, an image with high luminance is seen from the front of the information processing device, and the image cannot be seen from an oblique direction. Or, it becomes an image with low visibility. Therefore, it also has a peep prevention function.

また、光学素子11は、外光を太陽電池ユニット12に集光させる機能を有している。光学素子11の光軸中心11Aは、太陽電池ユニット12間の開口部12aを通過するように位置していることから分かるように、光学素子11の光軸中心11Aに沿って入射する外光は、太陽電池ユニット12に入射せず、光軸中心11Aに対して傾斜して入射する外光が太陽電池ユニット12に入射する。   The optical element 11 has a function of condensing external light on the solar cell unit 12. As can be seen from the fact that the optical axis center 11A of the optical element 11 is positioned so as to pass through the opening 12a between the solar cell units 12, external light incident along the optical axis center 11A of the optical element 11 is The external light that is not incident on the solar cell unit 12 but is inclined with respect to the optical axis center 11 </ b> A is incident on the solar cell unit 12.

携帯電話などの情報処理装置を利用する場合、利用者の背後に光源が位置するケースが考えられるが、その場合、情報処理装置において、光軸中心11A方向には利用者が位置し、太陽電池複合型発光装置には光軸中心11Aに対して傾斜して入射する外光が多く入射することが考えられる。本実施形態は、このように太陽電池複合型発光装置を利用した情報処理装置などに対し、傾斜して入射する外光を太陽電池ユニット12に取り込むことを可能としている。   When using an information processing device such as a mobile phone, a case where a light source is located behind the user is considered. In that case, in the information processing device, the user is located in the direction of the optical axis center 11A, and the solar cell It can be considered that a large amount of external light is incident on the composite light emitting device with an inclination with respect to the optical axis center 11A. In the present embodiment, it is possible to take in external light incident on the solar cell unit 12 at an inclination to the information processing device using the solar cell composite light emitting device.

図2は、本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示装置の構成を示す正面図と断面図の関係を示した図である。図2(A)には太陽電池複合型表示装置の正面図が、図2(B)には、太陽電池複合型表示装置の側面図が示されている。図2(B)は、図1と同様、太陽電池複合型発光装置の断面図であり、図2(A)のD−D間の断面図となっている。   FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a front view and a cross-sectional view showing the configuration of the solar cell composite display device according to the embodiment of the present invention. 2A shows a front view of the solar cell composite display device, and FIG. 2B shows a side view of the solar cell composite display device. 2B is a cross-sectional view of the solar cell composite light-emitting device, similarly to FIG. 1, and is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 2A.

本実施形態の太陽電池複合型表示装置は、各構成を縦方向に配置したライン形態となっている。光学素子11、太陽電池ユニット12は、紙面上下方向に延在している。表示画素22は、正面から見たときに光学素子11を介して見通し可能な位置に配置されている。このようなライン形態では、各構成を製造するにあたって、製造上の簡易化を図ることが可能となる。また、太陽電池ユニット12に対しては、太陽電池複合表示装置の周囲にて配線することが可能となる。光学素子11が縦方向に配列されている。   The solar cell composite display device of the present embodiment has a line configuration in which the respective components are arranged in the vertical direction. The optical element 11 and the solar cell unit 12 extend in the vertical direction on the paper surface. The display pixel 22 is disposed at a position where it can be seen through the optical element 11 when viewed from the front. With such a line configuration, it is possible to simplify the manufacturing process when manufacturing each component. Further, the solar cell unit 12 can be wired around the solar cell composite display device. The optical elements 11 are arranged in the vertical direction.

図2(A)の配置形態では、左右方向における視野範囲は限られることとなるが、上下
方向については、太陽電池ユニット12により遮蔽されないため、その視野範囲は広範囲となる。太陽電池複合型表示装置を情報処理装置に適用する場合、この広範囲な視野方向が、利用者の左右方向となるように配置することで、1つの表示画素22から出射される画像光を利用者の左右両目に対して入射させ、利用者の左右方向に対しては視野範囲を広げることで、視認性の向上を図ることも可能となる。
In the arrangement form of FIG. 2A, the visual field range in the left-right direction is limited, but since the vertical direction is not shielded by the solar cell unit 12, the visual field range is wide. When the solar cell composite display device is applied to an information processing device, the image light emitted from one display pixel 22 is provided to the user by arranging the wide viewing direction to be the left-right direction of the user. It is possible to improve visibility by making the light incident on both the left and right eyes and widening the visual field range in the left-right direction of the user.

本実施形態の太陽電池複合表示装置の製作方法について、その一例を説明する。まず、表示画素22のピッチ(間隔)で、光学素子11を有するレンズ形状を形成するための溝部(凹部)を有した賦形型ロールを準備する。その賦形型ロールにエポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を供給装置から供給し、その樹脂を賦形型ロールとの間に挟むように厚さ188μmのPETフィルムをニップロールで押し当てながら貼り合わせた後、そのPETフィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させて、光学素子11を含んだ光学シートを形成した。   An example of the method for manufacturing the solar cell composite display device of the present embodiment will be described. First, a shaping roll having a groove (concave portion) for forming a lens shape having the optical element 11 at a pitch (interval) of the display pixels 22 is prepared. An epoxy acrylate-based UV curable resin was supplied to the shaping mold roll from the supply device, and the PET film having a thickness of 188 μm was stuck with the nip roll while being sandwiched between the shaping mold roll and the resin. Thereafter, ultraviolet rays were irradiated from the PET film side to cure the ultraviolet curable resin, and an optical sheet including the optical element 11 was formed.

次に、一般的な製造方法によりパターニング済みアモルファスシリコン太陽電池を作製する。すなわち、初めに透明基板46の一方の面の全面に透明電極層を設け、その上から化学的気相成長(CVD)法でアモルファスシリコン層を形成する。そして、水性媒体中にフッ化水素酸を含有するシリコンエッチング液でフォトエッチングすることによりパターニングされた太陽電池層を得る。その後、残存したアモルファスシリコン層上に真空製膜法により金属電極層を形成する。これにより、表示画素のピッチ(間隔)と同一のパターンで光透過性の開口部を有するパターニング済みアモルファスシリコン太陽電池(太陽電池ユニット)を形成する。   Next, a patterned amorphous silicon solar cell is manufactured by a general manufacturing method. That is, first, a transparent electrode layer is provided on the entire surface of one surface of the transparent substrate 46, and an amorphous silicon layer is formed thereon by chemical vapor deposition (CVD). Then, a patterned solar cell layer is obtained by photoetching with a silicon etching solution containing hydrofluoric acid in an aqueous medium. Thereafter, a metal electrode layer is formed on the remaining amorphous silicon layer by a vacuum film forming method. Thus, a patterned amorphous silicon solar cell (solar cell unit) having a light-transmitting opening with the same pattern as the pitch (interval) of the display pixels is formed.

次に、表示画素22が形成される表示部上に、表示画素22とパターニング済みアモルファスシリコン太陽電池の太陽電池ユニットが一致するように重ね合わせて熱硬化性樹脂で接着する。   Next, the display pixel 22 and the patterned amorphous silicon solar cell solar cell unit are superimposed on each other on the display portion where the display pixel 22 is formed, and bonded with a thermosetting resin.

次に、パターニング済みアモルファスシリコン太陽電池上に、パターニング済みアモルファスシリコン太陽電池の開口部12aと光学素子11の光軸中心11A(凸レンズの頂上部)が一致するように重ね合わせて熱硬化性樹脂で接着することで太陽電池複合型表示装置が作製される。以上、太陽電池複合型表示装置の作製方法の一例を説明したが、太陽電池複合型表示(発光)装置の作製方法には、図1、図2で説明した構成を実現する各種形態を採用することが可能である。   Next, the patterned amorphous silicon solar cell is overlaid with a thermosetting resin so that the opening 12a of the patterned amorphous silicon solar cell coincides with the optical axis center 11A of the optical element 11 (the top of the convex lens). A solar cell composite display device is manufactured by bonding. As mentioned above, although an example of the manufacturing method of a solar cell composite display device was demonstrated, the various forms which implement | achieve the structure demonstrated in FIG. 1, FIG. 2 are employ | adopted as the manufacturing method of a solar cell composite display (light emission) apparatus. It is possible.

図2では、太陽電池複合型表示装置の各構成を正面図上、ライン形態で配置する形態を説明したが、光学素子11、太陽電池ユニット12などの各構の配置形態は、他の形態を採用することが可能である。図3には、本発明の他の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す正面図が示されている。図3の形態では、図3(A)の正面図から分かるように、太陽電池ユニット12は共に格子状に形成され、光学素子11は、その周囲が太陽電池ユニット12上に位置するように島状に配置されている。図3(B)に示す断面図は、図3(A)のD−D間における断面図であって、図1、図2で説明した光学構成となっている。図3(A)では、光学素子11は矩形形状となっているが、円形形状を採用することも可能である。表示画素22は、太陽電池ユニット12の格子間であって、光学素子11の裏面に配置され、画像光を出射することで観察者に画像を提供する。   In FIG. 2, although the form which arrange | positions each structure of a solar cell composite display in a line form on a front view was demonstrated, the arrangement form of each structure, such as the optical element 11 and the solar cell unit 12, has another form. It is possible to adopt. The front view which shows the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus which concerns on other embodiment of this invention is shown by FIG. In the form of FIG. 3, as can be seen from the front view of FIG. 3A, the solar cell units 12 are both formed in a lattice shape, and the optical element 11 is arranged so that its periphery is positioned on the solar cell unit 12. Arranged in a shape. The cross-sectional view shown in FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 3A and has the optical configuration described in FIGS. In FIG. 3A, the optical element 11 has a rectangular shape, but a circular shape may be employed. The display pixels 22 are arranged between the lattices of the solar cell unit 12 and are arranged on the back surface of the optical element 11 to provide an image to the observer by emitting image light.

図4には、本発明の他の実施形態に係る太陽電池複合型表示(発光)装置の構成を示す正面図が示されている。図4の形態では、図4(A)の正面図から分かるように、光学素子11と、太陽電池ユニット12は何れも島状に飛び地配置されている。図4(B)に示される断面図は、D−D間における断面図であって、図1、図2で説明した光学構成となっている。表示画素22は、光学素子11の裏面に配置され、画像光を出射することで観
察者に画像を提供する。太陽電池ユニット12は、四方の光学素子11の光学素子11に跨がって、島状に配置され、光学素子11の光軸中心に対して傾斜して入射する外光を受光可能なように配置されている。なお、この実施形態においても、光学素子11は矩形形状となっているが、円形形状を採用することも可能である。
The front view which shows the structure of the solar cell composite display (light emission) apparatus concerning other embodiment of this invention is shown by FIG. In the form of FIG. 4, as can be seen from the front view of FIG. 4A, the optical element 11 and the solar cell unit 12 are both arranged in an island shape. The cross-sectional view shown in FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line DD, and has the optical configuration described in FIGS. The display pixel 22 is disposed on the back surface of the optical element 11 and provides an image to the observer by emitting image light. The solar cell unit 12 is arranged in an island shape so as to straddle the optical elements 11 of the four optical elements 11 so as to be able to receive incident external light inclined with respect to the optical axis center of the optical element 11. Has been placed. In this embodiment as well, the optical element 11 has a rectangular shape, but a circular shape can also be adopted.

なお、図3の太陽電池複合型表示(発光)装置の太陽電池ユニット12は、格子状に配置されており外光を取り込む面積を稼ぐ点においては、図4の太陽電池ユニット12の島状に配置された太陽電池ユニット12よりも有利である。   In addition, the solar cell unit 12 of the solar cell composite display (light emitting) device in FIG. 3 is arranged in a lattice shape, and is in the island shape of the solar cell unit 12 in FIG. It is more advantageous than the arranged solar cell unit 12.

以上、図1〜図4を用いて本実施形態に係る太陽電池複合型表示装置について説明を行ったが、本発明に係る太陽電池複合型表示装置によれば、太陽電池での出力電力量の向上、及び、発光素子による観察輝度の向上の両立を図ることが可能となる。また、本実施形態の太陽電池複合型発光装置は、画像光の輝度を所定方向に対して集中させることを可能としており、当該所定方向に対する輝度の向上、並びに、当該所定方向以外への視認性を落とすことが可能となり、情報処理装置における覗き見防止として有効である。   As described above, the solar cell composite display device according to the present embodiment has been described with reference to FIGS. 1 to 4, but according to the solar cell composite display device according to the present invention, the output power amount in the solar cell is reduced. It becomes possible to achieve both improvement and improvement of observation luminance by the light emitting element. Moreover, the solar cell composite light-emitting device of this embodiment makes it possible to concentrate the luminance of the image light with respect to a predetermined direction, improve the luminance with respect to the predetermined direction, and visibility to the direction other than the predetermined direction. This is effective as a peep prevention in the information processing apparatus.

なお、図1〜図4では、表示装置に適用した場合について説明したが、本発明は、表示装置のみならず照明装置など、発光素子を有する各種発光装置に適用することが可能である。さらに、本発明は、光学素子11と、太陽電池ユニット12が積層された太陽電池モジュールとして提供することも可能である。このように提供された太陽電池モジュールは、表示装置、照明装置などの発光装置と接合され、上述した各種実施形態のような太陽電池複合型発光装置として機能することが可能となる。太陽電池と発光装置の接合は、太陽電池側に設けられた光学素子11と、発光装置側の発光素子(表示画素22)、両者のピッチと位置合わせを適切に行うことが重要である。なお、照明装置に適用する場合、発光素子は複数に分離している必要はなく、1つ(単数)の発光素子で形成することが考えられる。この場合、太陽電池ユニット12に照射される光はけられるものの、光学素子11により限定した視野内に出力できる。   1 to 4, the case where the present invention is applied to a display device has been described. However, the present invention can be applied not only to a display device but also to various light emitting devices having a light emitting element such as a lighting device. Furthermore, the present invention can be provided as a solar cell module in which the optical element 11 and the solar cell unit 12 are laminated. The solar cell module thus provided is bonded to a light emitting device such as a display device or a lighting device, and can function as a solar cell composite light emitting device as in the various embodiments described above. In joining the solar cell and the light emitting device, it is important that the optical element 11 provided on the solar cell side, the light emitting device (display pixel 22) on the light emitting device side, and the pitch and alignment of both are appropriately performed. Note that in the case of application to a lighting device, the light-emitting elements do not have to be separated into a plurality, and it is conceivable that they are formed with one (single) light-emitting elements. In this case, although the light irradiated to the solar cell unit 12 is emitted, it can be output within the field of view limited by the optical element 11.

図5には、本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示装置の構成を示す断面図が示されている。本実施形態の太陽電池複合型表示装置は、太陽電池ユニット12と表示画素22の間に集光レンズ21を設けた点において、前述の実施形態と異なっている。この集光レンズ21は、表示画素22から射出された画像光を、太陽電池ユニット12間の開口部12aに集光させる。この集光レンズ21を設けることで、表示画素22の幅を開口部12aの幅よりも大きく取ることが可能となり、画像光の輝度向上を図ることが可能となる。また、開口部12aの幅を狭くすることに伴い、太陽電池ユニット12の幅を大きくすることが可能であるため、太陽電池ユニット12による発電量の増大を図ることも可能となる。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the solar cell composite display device according to the embodiment of the present invention. The solar cell composite display device of this embodiment is different from the above-described embodiment in that a condensing lens 21 is provided between the solar cell unit 12 and the display pixel 22. The condensing lens 21 condenses the image light emitted from the display pixels 22 in the openings 12 a between the solar cell units 12. By providing the condensing lens 21, the width of the display pixel 22 can be made larger than the width of the opening 12a, and the luminance of the image light can be improved. Moreover, since the width of the solar cell unit 12 can be increased as the width of the opening 12a is reduced, the amount of power generated by the solar cell unit 12 can be increased.

図6には、本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示装置を使用した情報処理装置の構成が示されている。本実施形態の情報処理装置は、携帯電話などの携帯型情報処理装置を想定したものであって、表示部30、太陽電池40、制御部51、充電制御部52、画像制御部53、バッテリ54、入力部55、通信部56などを備えて構成されている。   FIG. 6 shows a configuration of an information processing apparatus using the solar cell composite display device according to the embodiment of the present invention. The information processing apparatus according to the present embodiment is assumed to be a portable information processing apparatus such as a mobile phone, and includes a display unit 30, a solar cell 40, a control unit 51, a charge control unit 52, an image control unit 53, and a battery 54. , An input unit 55, a communication unit 56, and the like.

表示部30と太陽電池40は、本発明の実施形態に係る太陽電池複合型表示装置で構成されており、表示部30は、複数の表示画素22を備えて構成され、また、太陽電池40は、複数の太陽電池ユニット12を備えて構成されている。   The display unit 30 and the solar cell 40 are configured by a solar cell composite display device according to an embodiment of the present invention. The display unit 30 includes a plurality of display pixels 22, and the solar cell 40 is A plurality of solar cell units 12 are provided.

制御部51は、CPU、ROM、RAMなどを有して構成され、充電制御部52、画像制御部53など、情報処理装置の各構成を統括して制御する。外光を受光することで、太陽電池40にて発電された電流は、充電制御部52によってバッテリ54を充電する。バ
ッテリ54は、情報処理装置の各部に対して電源供給を行う。画像制御部53は、制御部51の制御に基づいて、表示画素22の発光状態を制御することで、表示部30に対して観察可能な画像を表示させる。
The control unit 51 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls each component of the information processing apparatus such as the charging control unit 52 and the image control unit 53 in an integrated manner. By receiving external light, the current generated by the solar cell 40 charges the battery 54 by the charge control unit 52. The battery 54 supplies power to each unit of the information processing apparatus. The image control unit 53 displays an observable image on the display unit 30 by controlling the light emission state of the display pixel 22 based on the control of the control unit 51.

このように本実施形態の太陽電池複合型表示装置は、バッテリ54を使用する携帯型の情報処理装置に採用することで、太陽電池40による自己発電によって使用時間の延長を図ることが可能となっている。   As described above, the solar cell composite display device according to the present embodiment can be used in a portable information processing device using the battery 54 to extend the use time by self-power generation by the solar cell 40. ing.

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。   Note that the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.

11…光学素子
12…太陽電池ユニット
12a…開口部
21…集光レンズ
22…表示画素(発光素子)
30…表示部(発光部)
40…太陽電池
51…制御部
52…充電制御部
53…画像制御部
54…バッテリ
55…入力部
56…通信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Optical element 12 ... Solar cell unit 12a ... Opening part 21 ... Condensing lens 22 ... Display pixel (light emitting element)
30 ... Display section (light emitting section)
40 ... solar cell 51 ... control unit 52 ... charge control unit 53 ... image control unit 54 ... battery 55 ... input unit 56 ... communication unit

Claims (5)

複数の光学素子、複数の太陽電池ユニット、複数もしくは単数の発光素子が順に積層され、
隣接する前記太陽電池ユニット間には、所定のピッチで形成された開口部が設けられ、
前記光学素子は、その光軸中心が前記開口部を貫くように配置され、前記開口部を通過した前記発光素子からの光を外部に出射させるとともに、前記光学素子の光軸に対して傾斜して入射する外光を前記太陽電池ユニットに集光させる
太陽電池複合型発光装置。
A plurality of optical elements, a plurality of solar cell units, a plurality of or single light emitting elements are sequentially stacked,
Between adjacent solar cell units, openings formed at a predetermined pitch are provided,
The optical element is disposed so that the center of the optical axis passes through the opening, emits light from the light emitting element that has passed through the opening, and is inclined with respect to the optical axis of the optical element. A solar cell composite light-emitting device that collects incident external light on the solar cell unit.
前記光学素子は、凸レンズである
請求項1に記載の太陽電池複合型発光装置。
The solar cell composite light-emitting device according to claim 1, wherein the optical element is a convex lens.
前記光学素子は、その光軸中心が前記開口部の略中心を貫くように配置される
請求項1または請求項2に記載の太陽電池複合型発光装置。
The solar cell composite light-emitting device according to claim 1, wherein the optical element is disposed so that an optical axis center thereof penetrates a substantial center of the opening.
前記太陽電池ユニットと前記発光素子の間には、集光レンズが設けられ、
前記集光レンズは、前記発光素子から出射された光束が前記開口部を通過するように配置されている
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の太陽電池複合型発光装置。
A condensing lens is provided between the solar cell unit and the light emitting element,
The solar cell composite light-emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the condenser lens is disposed so that a light beam emitted from the light-emitting element passes through the opening.
複数もしくは単数の発光素子を有する発光装置上に配置される太陽電池モジュールであって、
複数の光学素子、複数の太陽電池ユニットが順に積層され、
隣接する前記太陽電池ユニット間には、所定のピッチで形成された開口部が設けられ、
前記光学素子は、その光軸中心が前記開口部を貫くように配置され、前記開口部を通過した前記発光素子からの光を外部に出射させるとともに、前記光学素子の光軸に対して傾斜して入射する外光を前記太陽電池ユニットに集光させる
太陽電池モジュール。
A solar cell module disposed on a light emitting device having a plurality of or single light emitting elements,
A plurality of optical elements and a plurality of solar cell units are sequentially laminated,
Between adjacent solar cell units, openings formed at a predetermined pitch are provided,
The optical element is disposed so that the center of the optical axis passes through the opening, emits light from the light emitting element that has passed through the opening, and is inclined with respect to the optical axis of the optical element. A solar cell module that collects incident external light on the solar cell unit.
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