JP6647989B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光体を含有する蛍光集光板を備えた表示装置に関する。

太陽光発電は、クリーンなエネルギー源としての重要性が認められ、その需要は年々高まっている。太陽光発電に関して、例えば特許文献１には、内部に蛍光体を分散させた透明な吸光−発光板（蛍光集光板）の端面（側面）に太陽電池を張り付け、発電可能な窓枠を形成する技術が記載されている。また、特許文献２には、外光により励起されて蛍光を発する蛍光体を内部に含む導光体（蛍光集光板）の端面に太陽電池を配置する技術が記載されている。

実開昭６１−１３６５５９号公報（１９８６年８月２５日公開） 特開２０１５−１７０７３８号公報（２０１５年９月２８日公開）

しかしながら、特許文献１および２の技術は、蛍光集光板を利用して文字、図形または記号等の情報を表示させて視覚的効果を得ることは想定されていない。また、特許文献１および２の技術を用いて文字、図形または記号等を表示させるためには、文字、図形または記号等を表示するフィルム等を蛍光集光板の表面に別途貼り付けることが考えられるが、このような構成では、フィルム等によって蛍光集光板への入射光が遮られるため、蛍光集光板の受光量が低下するという問題が生じる。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蛍光集光板の受光量の低下を抑えつつ、蛍光集光板を利用して従来にはない高い視覚的効果が得られる表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、受光した光の波長を変換して第１波長光を発する第１蛍光体を含有し、導光した前記第１波長光を端面から出射する第１蛍光集光板と、受光した光の波長を変換して第２波長光を発する第２蛍光体を含有し、導光した前記第２波長光を端面から出射する第２蛍光集光板と、前記第１波長光および前記第２波長光の一部を受光する太陽電池とを含み、前記第１蛍光集光板および前記第２蛍光集光板は、互いに異なる任意の外形に成形されていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、蛍光集光板の受光量の低下を抑えつつ、蛍光集光板を利用して従来にはない高い視覚的効果が得られる表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る表示装置を示す斜視図である。 図１に示される表示装置を示す正面図である。 （ａ）は図１に示される第１蛍光集光板を示す斜視図であり、（ｂ）は図１に示される第２蛍光集光板を示す斜視図である。 図１に示される太陽電池内部構造の一例を示す模式図である。 図１に示される表示装置の使用例を示す概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１に示される太陽電池の変形例を説明するための断面図である。 本発明の実施形態２に係る表示装置を示す斜視図である。 図７に示される表示装置の使用例を示す概略図である。 図７に示される表示装置の別の使用例を示す概略図である。 本発明の実施形態３に係る表示装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態４に係る表示装置を示す正面図である。 図１１に示される表示部の周端面を示す上面図である。 （ａ）は、第１蛍光集光板の厚み方向に対して傾斜した周端面の発光状態を示す上面図であり、（ｂ）は、第１蛍光集光板の厚み方向に対して平行な周端面の発光状態を示す上面図である。 図１３の（ｂ）に示される表示部の周端面の変形例を示す上面図である。 蛍光集光型太陽電池の概略的な構成を示す斜視図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図６および図１５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（蛍光集光型太陽電池の概要）
まず、蛍光集光型太陽電池の概要について説明する。図１５は、蛍光集光型太陽電池の概略的な構成を示す斜視図である。以下、図１５に示す蛍光集光型太陽電池を、蛍光集光型太陽電池１００と称する。

蛍光集光型太陽電池１００は、蛍光集光板１０２および太陽電池アレイ(太陽電池)１０５を備えている。蛍光集光型太陽電池１００は、光源１９０からの入射光Ｌ１を受光するように配置されている。

図１５では、蛍光集光型太陽電池１００が屋外に配置されている場合を例示している。このため、光源１９０は太陽であり、入射光Ｌ１は太陽光である。但し、蛍光集光型太陽電池１００は屋内に配置されていてもよい。このため、光源は太陽のみに限定されず、室内の照明装置等であってもよい。

蛍光集光板１０２には、入射光Ｌ１によって励起される蛍光体が含まれている。この蛍光体は、励起光としての入射光Ｌ１を吸収し、入射光Ｌ１よりも長い波長を有する蛍光Ｌ２を発する。このため、蛍光集光板１０２は、入射光Ｌ１を受光して蛍光Ｌ２を発する波長変換部材として機能する。なお、蛍光体の材料は、蛍光集光型太陽電池１００の仕様に応じて、公知のものが適宜用いられてよい。

蛍光集光板１０２は、横長の長方形状の４つの端面（側面）を有する。そして、蛍光集光板１０２の４つの端面には、太陽電池アレイ１０５が設けられている。但し、蛍光集光板１０２の端面の数は、必ずしも４つに限定されなくてもよい。

そして、蛍光集光板１０２は、太陽電池アレイ１０５に向けて、蛍光Ｌ２を導光するように構成されている。一例として、蛍光集光板１０２は、透明なアクリル板に蛍光体を分散させたものとして製作されてもよい。

太陽電池アレイ１０５は、蛍光集光板１０２によって導光された蛍光Ｌ２のエネルギーを電気エネルギーに変換する。すなわち、太陽電池アレイ１０５は、蛍光Ｌ２を受光し、発電を行う。太陽電池アレイ１０５は、複数の太陽電池セルを直列または並列に接続した回路を意味する。

蛍光集光型太陽電池１００は、主に以下の（１）〜（４）の利点を有している。

（１）太陽電池アレイ１０５に代えて、蛍光集光板１０２によって入射光Ｌ１を受光することができる。このため、通常の太陽電池パネル（非集光型の太陽電池）に比べて、太陽電池の受光面の面積を低減することが可能となる。

また、上述の蛍光集光板１０２を除いては、レンズまたは反射鏡等の付加的な光学部材が設けられていないため、これらの付加的な光学部材が設けられた集光型太陽電池と比較しても、より薄型かつ軽量な太陽電池を実現することができる。

（２）蛍光集光板１０２によって入射光Ｌ１を吸収し、太陽電池アレイ１０５に蛍光Ｌ２を与えることができる。このため、入射光Ｌ１が蛍光集光板１０２の受光面に対してほぼ垂直に入射しない場合でも、太陽電池アレイ１０５による発電を効率的に行うことが可能となる。それゆえ、上述の付加的な光学部材が設けられた集光型太陽電池と比較しても、受光面に入射する光の入射角に対する発電量の依存性を低減することができる。

（３）蛍光集光板１０２の表面および裏面のいずれの面においても、入射光Ｌ１を受光することができる。

（４）それゆえ、蛍光集光板１０２の形状の自由度を向上させることが可能となる。例えば、球形の蛍光集光板１０２を実現することもできるし、湾曲した蛍光集光板１０２を実現することも可能である。また、太陽電池に対して穴あけ等の加工を施すことも可能である。いずれの場合であっても、太陽電池アレイ１０５は、蛍光集光板１０２によって導光された蛍光Ｌ２を受光できるように配置されていればよい。

本発明は、上述した利点（１）〜（４）に着目し、さらに蛍光集光型太陽電池に高い視覚的効果を付与することにより商品等を宣伝するポップ（ＰＯＰ，Point of Purchase）広告として利用可能な表示装置を提供するものである。

（表示装置１の構成）
図１は、本発明の実施形態１に係る表示装置１を示す斜視図であり、図２は、図１に示される表示装置１を示す正面図である。また、図３の（ａ）は第１蛍光集光板２を示す斜視図であり、図３の（ｂ）は第２蛍光集光板３を示す斜視図である。

この表示装置１は、例えば商業施設内において、商品等を宣伝するポップ広告として利用される。また、表示装置１に備えられる太陽電池４が発電した電力は、表示装置１に接続されるビーコン発振器等に供給される等、電気機器の駆動に利用される。

図１〜図３に示すように、表示装置１は、第１蛍光集光板２、第２蛍光集光板３、および太陽電池４を備えている。

（第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３）
第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３は、受光した光を蛍光に変換して端面から出射する、板状の導光部材である。第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３は、受光した光の波長を変換して、太陽電池４における光電変換に有効な波長領域の蛍光を発する蛍光体を含有している。

本実施形態では、第１蛍光集光板２は、受光した光の波長を第１波長へ変換して、第１蛍光（第１波長光）を発する第１蛍光体（例えば、橙色蛍光体等）を含有している。また、第２蛍光集光板３は、受光した光の波長を第２波長へ変換して、第１蛍光とは異なる第２蛍光（第２波長光）を発する第２蛍光体（例えば、緑色蛍光体等）を含有している。このような第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３として、例えば、アクリル基板、ガラス基板、ポリカーボネート基板等の導光板に蛍光体（蛍光材料）を混入したもの、あるいは導光板に蛍光体を塗布したもの等が挙げられる。

第１蛍光集光板２は、太陽光または照明光等の光を取り入れる表面２３および裏面２４（以下、第１蛍光集光板２の表面２３および裏面２４を第１蛍光集光板２の受光面と称する場合がある。）と、表面２３および裏面２４に交差する複数の端面（側面）とを有している。また、第２蛍光集光板３は、太陽光または照明光等の光を取り入れる表面３１および裏面３２（以下、第２蛍光集光板３の表面３１および裏面３２を第２蛍光集光板３の受光面と称する場合がある。）と、表面３１および裏面３２に交差する複数の端面（側面）とを有している。

第１蛍光集光板２と第２蛍光集光板３とは、第１蛍光集光板２の裏面２４と、第２蛍光集光板３の表面３１とを対向させた状態で配置されている。換言すれば、第１蛍光集光板２と第２蛍光集光板３とは、それぞれの厚み方向が略一致するように、重なり合って配置されている。第１蛍光集光板２の裏面２４と第２蛍光集光板３の表面３１とは、公知の透光性接着剤等を用いて接着されていてもよい。

第１蛍光集光板２の表面２３から入射した光には、その光の一部が第１蛍光集光板２を通過し、第２蛍光集光板３の表面３１に入射し得る。また、第２蛍光集光板３の裏面３２から入射した光は、その光の一部が第２蛍光集光板３を通過し、第１蛍光集光板２の裏面２４に入射し得る。このため、第１蛍光集光板２は、裏面２４からも光を取り入れることができる。

第１蛍光集光板２の受光面から入射した光は、第１蛍光集光板２に含有される第１蛍光体によって第１蛍光に波長変換される。第１蛍光集光板２の内部で導光した第１蛍光は、一部が第１蛍光集光板２の端面から外部へ出射され、残りの一部が太陽電池４に集光される。また、第２蛍光集光板３の受光面から入射した光は、第２蛍光集光板３に含有される第２蛍光体によって第２蛍光に波長変換される。第２蛍光集光板３の内部で導光した第２蛍光は、一部が第２蛍光集光板３の端面から外部へ出射され、残りの一部が太陽電池４に集光される。太陽電池４に集光された第１蛍光および第２蛍光は、太陽電池４における発電に利用される。

第１蛍光集光板２は、表示部２１、および表示部２１に一体的に結合されて表示部２１を支持するベース部２２を有している。

表示部２１は、第１蛍光集光板２の一部が、所定の文字、図形または記号等の任意の外形（形状）に成形されたものである。本実施形態では、第１蛍光集光板２は、表示部２１として、「Ｓ」，「Ａ」，「Ｌ」，「Ｅ」の形状に成形された４つの文字を含む。「Ｓ」，「Ａ」，「Ｌ」，「Ｅ」の４つの文字は、各文字の底部がベース部２２に一体的に結合している。

表示部２１の端面である周端面２５は、表示部２１を導光した第１蛍光の一部を出射させるようになっている。このため、表示部２１の内部を導光した第１蛍光のうち、一部の第１蛍光は表示部２１の周端面２５から外部へ出射される。一方、表示部２１の内部で導光された第１蛍光のうち、外部へ出射されなかった第１蛍光は、ベース部２２の内部へ伝播する。

なお、表示部２１は、ポップ広告の少なくとも一部として機能するようにその外形が成形されていればよく、必ずしも文字のみを表すように成形される必要はない。例えば、表示部２１は、アニメキャラクタまたは動物等の各種の外形を有するように成形されていてもよい。

ベース部２２は、表示部２１を構成する各文字等を支持する土台として機能する。本実施形態では、ベース部２２は、表示部２１を構成する４つの文字の配置方向に長辺を有する矩形形状に、第１蛍光集光板２の一部が成形されたものである。

ベース部２２は、端面として、表示部２１を支持する上端面２６、上端面２６と略平行に対向する下端面２７、上端面２６および下端面２７に約９０°の角度をなして交差する２つの側端面２８・２９を含む。

上端面２６は、その一部が表示部２１と一体的に結合されることによって表示部２１を支持している。表示部２１の周端面２５から第１蛍光集光板２の外部へ出射されなかった第１蛍光は、上端面２６のうち表示部２１と繋がった結合部分（すなわち、図中、破線で示す部分）からベース部２２の内部へ伝播する。また、ベース部２２における表面２３および裏面２４から入射した光は、ベース部２２に含有される第１蛍光体によって第１蛍光に波長変換され、ベース部２２の内部を伝播する。

下端面２７および側端面２８・２９は、太陽電池４に接続されている。下端面２７および側端面２８・２９は、ベース部２２を伝播した第１蛍光を太陽電池４へ集光する。

第２蛍光集光板３は、任意の外形（形状）に成形された板状部材であり、表示部２１の背景部分を構成する。本実施形態では、第２蛍光集光板３は、高さ方向（垂直方向）の長さが第１蛍光集光板２よりも大きく、幅方向（垂平方向）の長さが第１蛍光集光板２と一致する矩形形状に成形されている。

第２蛍光集光板３は、端面として、上端面３３、上端面３３と略平行に対向する下端面３４、上端面３３および下端面３４に約９０°の角度をなして交差する２つの側端面３５・３６を含む。下端面３４、および側端面３５・３６の下側領域は、太陽電池４に接続されている。このため、第２蛍光集光板３の内部を導光した第２蛍光のうち、一部の第２蛍光は第２蛍光集光板３の上端面３３、および側端面３５・３６の露出領域（すなわち、太陽電池４に接続されていない側端面３５・３６の上側領域）から第２蛍光が外部へ出射される。一方、第２蛍光集光板３の内部で導光された第２蛍光のうち、外部へ出射されなかった第２蛍光は、太陽電池４に集光される。

第１蛍光体および第２蛍光体に含有される蛍光体として、公知の蛍光体を使用可能であり、例えば、クマリン蛍光色素、サマリウム、テルビウム、ユウロピウム、ガドリニウム、ジスプロシウム等の希士類金属の塩酸塩または硫酸塩、モリブデン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム等の遷移金属酸塩、ベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素、あるいはエオシン、フルオレセイン等のフタレイン系色素等が挙げられるが、これに限定されない。

第１蛍光体および第２蛍光体の種類を選択する際、発光する色が互いに異なる蛍光体が選択される。これにより、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３を異なる色で発光させることができるため、高い視覚的効果が得られる。

なお、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３における各蛍光体の含有量は、特に限定されないが、１．０重量％以下であることが好ましい。これにより、蛍光体による多重散乱を抑制し、効率のよい蛍光発光を実現することができる。

（太陽電池４）
太陽電池４は、第１蛍光集光板２によって集光された第１蛍光および第２蛍光集光板３によって集光された第２蛍光を受光して、電力に変換する。本実施形態では、一列に接続された複数の太陽電池４が、互いに重なり合って配置された第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３のそれぞれの端面の一部（下端面および測端面）に沿って配置される。

具体的には、太陽電池４は、互いに隣り合って配置される（すなわち、同一面上に配置される）、第１蛍光集光板２の下端面２７と第２蛍光集光板３の下端面３４とに跨って配置されている。同様に、太陽電池４は、互いに隣り合って配置される、第１蛍光集光板２の側端部２８と第２蛍光集光板３の側端部３５、並びに、第１蛍光集光板２の側端部２９と第２蛍光集光板３の側端部３６とに跨って配置される。このため、第１蛍光集光板２によって集光された第１蛍光および第２蛍光集光板３によって集光された第２蛍光は、各太陽電池４に受光される。

図４は太陽電池４の内部構造の一例を示す模式図である。図４に示されるように、太陽電池４は、光起電素子を有する複数の太陽電池セル４１が直列接続された構成である。このため、太陽電池４に対する第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の配置位置に応じて、各太陽電池セル４１が受光する第１蛍光と第２蛍光との割合が異なる。すなわち、第１蛍光集光板２側に配置される太陽電池セル４１は相対的に第１蛍光を多く受光し、第２蛍光集光板３側に配置される太陽電池セル４１は相対的に第２蛍光を多く受光する。

太陽電池４としては、公知の太陽電池を使用可能であり、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、または単結晶シリコン太陽電池、化合物太陽電池等が挙げられるが、これに限定されない。

また、太陽電池４は、公知の透光性接着剤等を用いて、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３に取り付けられていてもよい。

（表示装置１の作用）
上述のとおり、表示装置１では、第１蛍光集光板２に入射した光は、第１蛍光集光板２内で第１蛍光に変換され、その一部が表示部２１の周端面２５から外部へ出射する。このとき、周端面２５が発光するため、表示部２１の正面側から表示部２１を観察した場合、「ＳＡＬＥ」の各文字の外縁部分が第１蛍光の色（例えば橙色）で発光して観察される。

また、第２蛍光集光板３に入射した光は、第２蛍光集光板３内で第２蛍光に変換され、その一部が第２蛍光集光板３の上端面３３および側端面３５・３６の露出領域から外部へ出射する。このとき、上端面３３および側端面３５・３６の露出部分が発光するため、表示部２１の正面側から第２蛍光集光板３を観察した場合、第２蛍光集光板３の外縁部分が第２蛍光の色（例えば緑色）で発光して観察される。

このように、表示装置１では、互いに異なる任意の形状に成形された第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３を組み合わせて、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の外縁部分を互いに異なる色で発光させることができる。このため、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３を利用して従来にはない高い視覚的効果を得ることができる。また、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の発光に利用されなかった第１蛍光および第２蛍光は、太陽電池４で受光され、発電に利用される。

ところで、複数の太陽電池セル４１が直列接続された太陽電池４では、各太陽電池セル４１間に受光量のばらつきが生じた場合、一部の太陽電池セル４１の発電量が低下して、その部分が抵抗となる。このため、太陽電池４から取り出せる発電量が小さくなり、大幅な電力損失が生じる。

このような電力損失を抑制するために、各太陽電池セル４１が受光する第１蛍光の光量と第２蛍光の光量とは、互いに等しくなっていることが好ましい。すなわち、各太陽電池４が受光する、単位面積当たりの第１蛍光の光量（照度）と、単位面積当たりの第２蛍光の光量（照度）とは、互いに等しくなっていることが好ましい。

ここで、蛍光体は種類によって発光効率（波長変換効率）が異なっている。このため、表示装置１では、各太陽電池４が受光する単位面積当たりの第１蛍光の光量と第２蛍光の光量とが等しくなるように、第１蛍光体および第２蛍光体の発光効率の違いに応じて、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の寸法をそれぞれ設定している。

例えば、橙色蛍光体の発光効率と緑色蛍光体の発光効率との比は、１：０．６である。このため、第１蛍光体として橙色蛍光体を使用し、第２蛍光体として緑色蛍光体を使用した場合、第１蛍光集光板２の受光面の面積（すなわち、第１蛍光集光板２を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積）と第２蛍光集光板３の受光面の面積（すなわち、第２蛍光集光板３を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積）との比が０．６：１になるように設定する。

このように、第１蛍光体の発光効率が第２蛍光体の発光効率よりも高い場合、第１蛍光集光板２の受光面の面積を、第２蛍光集光板３の受光面の面積よりも小さくする。これにより、太陽電池４が受光する単位面積当たりの第１蛍光の光量と第２蛍光の光量との均等化を図ることができる。したがって、各太陽電池セル４１間に受光量のばらつきを抑え、太陽電池４から取り出せる発電量の低下を抑制することができる。

また、蛍光体は種類によって紫外線による経時劣化の進行速度が異なっている。表１は、蛍光体の種類と紫外線による経時劣化の進行速度との関係を例示した表である。

表１では、紫外線暴露前の各蛍光体の蛍光強度に対する、紫外線暴露後の各蛍光体の蛍光強度の割合（％）を示している。表１に示すように、赤色蛍光体、緑色蛍光体、橙色蛍光体、紫色蛍光体のうち、紫外線暴露後の蛍光強度の低下量は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、橙色蛍光体、紫色蛍光体の順番にしたがって大きくなる。すなわち、紫外線による経時劣化の進行速度は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、橙色蛍光体、紫色蛍光体の順番にしたがって高くなる。

このため、例えば、第１蛍光体として橙色蛍光体を使用し、第２蛍光体として橙色蛍光体よりも紫外線による経時劣化の進行速度が低い緑色蛍光体を使用した場合、本実施形態のように、第１蛍光集光板２の受光面の面積を第２蛍光集光板３の受光面の面積よりも小さくすることが好ましい。これにより、例えば外光が当たる側に第２蛍光集光板３が位置するように表示装置１を設置することで、第１蛍光集光板２に紫外線が直接照射されることを防ぎ、第１蛍光体への紫外線の照射量を低下させることができる。したがって、紫外線による経時劣化の進行速度が相対的に高い紫色蛍光体や橙色蛍光体等を第１蛍光体として好適に使用することが可能となる。

なお、表示装置１に使用する蛍光集光板の数は２つに限られず、３つ以上であってもよう。この場合、各蛍光集光板に異なる色の蛍光体を含有させることが好ましい。これにより、各蛍光集光板に異なる色で発光させることができるので、より高い視覚的効果が得られる。

（表示装置１の使用例）
図５は、表示装置１の使用例を示す概略図である。図５に示すように、表示装置１は、商業施設内において、商品Ｇを宣伝するポップ広告等に使用される。表示装置１は、商品Ｇに関する関連情報を無線で外部機器に送信するビーコン発振器（図示省略）等の電子機器に接続されており、ビーコン発振器は、太陽電池４が発電した電力により動作する。このため、表示装置１によってビーコン発振器へ電力を供給することができるため、表示装置１およびビーコン発振器を電源の近くに配置する必要がなく、配置場所の自由度が向上する。

ビーコン発振器は、商品Ｇに関連する情報や店舗情報等を含む関連情報を、無線により携帯端末（外部機器）１０００に送信する。関連情報は、例えば、商品Ｇの割引サービスを受けるための電子クーポンであってもよいし、当該電子クーポンをダウンロード可能なウェブサイトへログインするためのＩＤデータであってもよい。なお、表示装置１は、顧客への関連情報の提供に先立ち、当該関連情報を、商業施設内のＰＣ等からあらかじめ取得してもよい。

（表示装置１の効果）
このように、本実施形態に表示装置１は、受光した光の波長を変換して第１蛍光を発する第１蛍光体を含有し、導光した第１蛍光を端面から出射する第１蛍光集光板２と、受光した光の波長を変換して第２蛍光を発する第２蛍光体を含有し、導光した第２蛍光を端面から出射する第２蛍光集光板３と、第１蛍光および第２蛍光が集光される複数の太陽電池セル４１を有する太陽電池４とを含み、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３は、互いに異なる任意の外形に成形されている。

表示装置１では、互いに異なる任意の形状に成形された第１蛍光集光板２と第２蛍光集光板３とを組み合わせることにより、例えば文字、図形または記号等の各種情報を表示することができる。

また、第１蛍光集光板２が導光した第１蛍光を端面から外部へ出射させ、第２蛍光集光板３が導光した第２蛍光を端面から外部へ出射させることにより、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の端部を互いに異なる色で発光させることができる。このため、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３を利用して従来にはない高い視覚的効果を得ることができる。

さらに、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３自体が任意の形状に成形されるため、文字、図形または記号等を表示するフィルム等を第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３に別途貼り付ける必要性がない。このため、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３へ入射する光が遮られないので、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の受光量の低下を抑えつつ、受光した光を第１波長光および第２波長光に変換して、太陽電池４へ供給することができる。

したがって、本実施形態によれば、蛍光集光板の受光量の低下を抑えつつ、蛍光集光板を利用して従来にはない高い視覚的効果が得られる表示装置１を実現することができる。

（変形例）
図６の（ａ）〜（ｃ）は、太陽電池４の変形例を説明するための断面図である。図６の（ａ）〜（ｃ）は、第１蛍光集光板２の側端面２８・２９および第２蛍光集光板３の側端面３５・３６と平行な面で切断した場合の表示装置１の断面を示している。

図６の（ａ）〜（ｃ）に示すように、太陽電池４の受光面の幅（すなわち、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の厚み方向の幅）Ｗ１は、第１蛍光集光板２および第２蛍光集光板３の厚みの合計である厚み幅Ｗ２と同一またはそれ未満であることが好ましい。

図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、太陽電池４の受光面の幅Ｗ１が厚み幅Ｗ２未満であってもよい。例えば、太陽電池４の受光面の幅Ｗ１が厚み幅Ｗ２よりも大きい場合（Ｗ１＞Ｗ２）、太陽電池４の受光面の一部が第１蛍光集光板２・第２蛍光集光板３からはみ出してしまう。はみ出した受光面には第１蛍光・第２蛍光が集光されないため、各太陽電池セル４１間に受光量のばらつきが生じ、太陽電池４の発電効率の低下を招く。一方、太陽電池４の受光面の幅Ｗ１が厚み幅Ｗ２未満（Ｗ１＜Ｗ２）の場合、太陽電池４の受光面全体で第１蛍光・第２蛍光を受光することができる。このため、Ｗ１＞Ｗ２の場合のような太陽電池４の発電効率の低下を抑制することができる。

また、図６の（ｃ）に示すように、太陽電池４の受光面の幅Ｗ１が厚み幅Ｗ２と同一であってもよい。太陽電池４の受光面の幅Ｗ１が厚み幅Ｗ２と同一（Ｗ１＝Ｗ２）の場合、第１蛍光集光板２によって集光される第１蛍光と、第２蛍光集光板３によって集光される第２蛍光とを効率よく太陽電池４によって受光することができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７〜図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（表示装置１Ａの構成）
図７は、本発明の実施形態２に係る表示装置１Ａを示す斜視図である。本実施形態に係る表示装置１Ａは、第１集光蛍光板および第２集光蛍光板の外形が上記実施形態で説明した表示装置１とは異なっている。

図７に示すように、表示装置１Ａは、第１蛍光集光板２Ａ、第２蛍光集光板３Ａ、および太陽電池４を備えている。表示装置１Ａは、施設の窓際に配置し、施設外への広告を行うことを目的としている。つまり、表示装置１Ａは、商業施設の窓越しに店や商品等を宣伝する広告として用いられる。太陽電池４が発電した電力は、表示装置１Ａに接続されるビーコン発振器等に供給される。

第１蛍光集光板２Ａは、表示部２１Ａおよびベース部２２を備えている。
第１蛍光を発する第１蛍光体（例えば、橙色蛍光体等）を含有し、町の景観（住宅やビル、樹木等）を表示するように表示部２１Ａの外形が成形されている。また、第２蛍光集光板３Ａは、第２蛍光を発する第２蛍光体（例えば、緑色蛍光体等）を含有し、背景の山を表示するように外形が成形されている。

（表示装置１Ａの使用例１）
図８は、表示装置１Ａの使用例を示す概略図である。図８に示すように、ビーコン発振器は、店舗の紹介やおすすめの商品に関する関連情報を携帯端末１０００に発信する。これにより、店の前を通りかかった人Ｃは、発信された関連情報を携帯端末１０００等で受け取ることができる。

（表示装置１Ａの使用例２）
図９は、表示装置１Ａの別の使用例を示す概略図である。使用例１では、太陽電池４が発電した電力によりビーコン発振器を動作させていたが、太陽電池４が発電した電力により動作させることができる電子機器はビーコン発振器に限らない。

図９に示すように、表示装置１Ａには、鉄道模型５０が設けられている。鉄道模型５０は、電車５１と線路５２とから構成されている。太陽電池４が発電した電力は、電車５１の動作に利用される。

このように、表示装置１Ａに接続される電子機器や電気機器は、太陽電池４が発電した電力により駆動可能であれば特に限定されない。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１０は、本発明の実施形態３に係る表示装置１Ｂを示す斜視図である。本実施形態に係る表示装置１Ｂは、表示装置１と比べて、第２蛍光集光板３を、反射層６を備える第２蛍光集光板３Ａに変更している点が異なっている。

第２蛍光集光板３Ａは、反射層６、表面３１Ａ、上端面３３Ａ（第１端面）、および側端面３５Ａ・３６Ａ（第１端面）を備えている。

反射層６は、第２蛍光集光板３Ａの上端面３３Ａおよび側端面３５Ａ・３６Ａから出射される第２蛍光を、第２蛍光集光板３Ａ内へ反射する反射部材である。本実施形態では、反射層６は、上端面３３および側端面３５・３６の露出領域（すなわち、太陽電池４が配置されていない領域。）に部分的に設けられている。これにより、第２蛍光集光板３Ａから外部へ出射される第２蛍光の光量が減少する。このため、第２蛍光集光板３Ａに接続された太陽電池４が受光する第２蛍光の光量を増加させることができる。したがって、第２蛍光集光板３Ａの受光面のサイズを小さくしても、太陽電池４が受光する第１蛍光の光量と第２蛍光の光量とが互いに等しくなるようにすることができる。これにより、表示装置１Ｂでは、表示装置１と比べて、第２蛍光集光板３Ａの受光面のサイズを小さくしつつ、太陽電池４における各太陽電池セル４１の受光量の均等化を図ることができる。

反射層６としては、金属薄膜（アルミ、銀、チタン、クロム等）、反射インク（反射塗料等）等が挙げられる。反射層６として金属反射層を第２蛍光集光板３Ａの上端面３３Ａおよび側端面３５Ａ・３６Ａに部分的に設けた場合、外部から観察したときに、上端面３３Ａおよび側端面３５Ａ・３６Ａに外光反射がメタリック反射して観察される。このため、第２蛍光集光板３Ａの意匠性を向上させることができる。

また、反射層６は、所定の波長領域の光を選択的に反射する誘電体多層膜（積層フィルム、積層蒸着膜等）であってもよい。反射層６として誘電体多層膜を第２蛍光集光板３Ａの上端面３３Ａおよび側端面３５Ａ・３６Ａに設けた場合、外部から観察したときに、第２蛍光集光板３Ａの上端面３３Ａおよび側端面３５Ａ・３６Ａを任意の色に発光させることが可能となる。このため、第２蛍光集光板３Ａの意匠性を向上させることができる。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図１１〜図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１１は、本発明の実施形態４に係る表示装置１Ｃを示す正面図である。図１１に示すように、表示装置１Ｃは、第１蛍光集光板２Ｂ、第２蛍光集光板３、および太陽電池４を備えている。表示装置１Ｃの第１蛍光集光板２Ｂは、第１蛍光集光板２Ｂの厚み方向に対して傾斜した周端面２５ａを含んでいる。

図１２は、図１１に示される表示部２１Ｂの周端面２５ａを示す上面図である。図１２に示すように、表示部２１Ｂの周端面２５ａは、第１蛍光集光板２Ｂの厚み方向に対して斜めにカットされている。具体的には、第１蛍光集光板２Ｂの表面２３に略平行な平面で第１蛍光集光板２Ｂを切断したときの断面積が、表面２３から裏面２４に向かって徐々に大きくなるように、周端面２５ａが傾斜している。

図１３の（ａ）は、第１蛍光集光板２Ｂの厚み方向に対して傾斜した周端面２５ａの発光状態を示す上面図であり、図１３の（ｂ）は、第１蛍光集光板２の厚み方向に対して平行な周端面２５の発光状態を示す上面図である。

図１３の（ａ）および（ｂ）に示すように、第１蛍光集光板２Ｂの厚み方向に対して傾斜した周端面２５ａは、第１蛍光集光板２の厚み方向に対して平行な周端面２５に比べて表面積が相対的に大きくなる。このため、周端面２５ａからより多くの第１蛍光が第１蛍光集光板２Ｂの外部へ出射される。また、第１蛍光集光板２Ｂの表面２３側に位置する観察者Ｈ側へ周端面２５ａが傾斜しているため、観察者Ｈ側へ向けて出射される光量が増加する。

したがって、観察者Ｈが第１蛍光集光板２Ｂの表面２３から表示部２１Ｂを観察した場合、「ＳＡＬＥ」の各文字の外縁郭部分がより目立って観察者Ｈに観察されるため、表示部２１Ｂの視覚的効果を高めることができる。

このように、表示装置１Ｃでは、第１蛍光集光板２Ｂの表示部２１Ｂの周端面２５ａが第１蛍光集光板２Ｂの厚み方向に対して傾斜しているため、より多くの第１蛍光が表示部２１Ｂの周端面２５ａから第１蛍光集光板２Ｂの外部へ出射される。したがって、表示装置１Ｃでは、第１蛍光集光板２Ｂの表示部２１Ｂの外縁部分がより目立って観察されるため、視覚的効果を高めることができる。なお、第１蛍光集光板２Ｂの周端面２５ａと同様に、第２蛍光集光板３の上端面３３および側端面３５・３６の露出領域（すなわち、太陽電池４が配置されていない領域）が、第２蛍光集光板３の厚み方向に対して傾斜していてもよい。これにより、表示部２１Ｂの視覚的効果をさらに高めることができる。

（変形例）
図１４は、図１３の（ｂ）に示される表示部２１の周端面２５の変形例を示す上面図である。図１４に示すように、表示部２１Ｃの周端面２５ｂには、その表面が荒らされることによって微小な凹凸が形成されていてもよい。

微小な凹凸が形成された周端面２５ｂは、平坦な周端面２５に比べて表面積が相対的に大きくなる。このため、周端面２５ｂから、より多くの第１蛍光が表示部２１Ｃの周端面２５ｂから外部へ出射される。また、微小な凹凸を形成することにより、広い角度範囲で周端面２５ｂから第１蛍光が出射するため、観察者Ｈ側へ向けて効率的に第１蛍光を出射することができる。

したがって、表示部２１Ｃの外縁部分がより目立って観察されるため、表示部２１Ｃの視覚的効果を高めることができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る表示装置は、受光した光の波長を変換して第１波長光を発する第１蛍光体を含有し、導光した前記第１波長光を端面から出射する第１蛍光集光板と、受光した光の波長を変換して第２波長光を発する第２蛍光体を含有し、導光した前記第２波長光を端面から出射する第２蛍光集光板と、前記第１波長光および前記第２波長光の一部を受光する太陽電池とを含み、前記第１蛍光集光板および前記第２蛍光集光板は、互いに異なる任意の外形に成形されていることを特徴としている。

上記の構成では、互いに異なる任意の形状に成形された第１蛍光集光板と第２蛍光集光板とを組み合わせることにより、例えば文字、図形または記号等の各種情報を表示することができる。

また、上記の構成では、第１蛍光集光板が導光した第１波長光を端面から外部へ出射させ、第２蛍光集光板が導光した第２波長光を端面から外部へ出射させることにより、第１蛍光集光板および第２蛍光集光板の端面を互いに異なる色で発光させることができる。このため、第１蛍光集光板および第２蛍光集光板を利用して従来にはない高い視覚的効果を得ることができる。

さらに、上記の構成では、第１蛍光集光板および第２蛍光集光板自体が任意の形状に成形されるため、文字、図形または記号等を表示するフィルム等を第１蛍光集光板および第２蛍光集光板に別途貼り付ける必要性がない。このため、第１蛍光集光板および第２蛍光集光板へ入射する光が遮られないので、第１蛍光集光板および第２蛍光集光板の受光量の低下を抑えつつ、受光した光を第１波長光および第２波長光に変換して、太陽電池へ供給することができる。

したがって、上記の構成によれば、蛍光集光板の受光量の低下を抑えつつ、蛍光集光板を利用して従来にはない高い視覚的効果が得られる表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の態様２に係る表示装置は、上記態様１において、前記太陽電池が受光する前記第１波長光の単位面積当たりの光量と前記太陽電池が受光する前記第２波長光の単位面積当たりの光量とが等しくなるように、前記第１蛍光集光板および前記第２蛍光集光板の寸法がそれぞれ設定されてもよい。

太陽電池に受光面において受光量のばらつきが生じた場合、太陽電池から取り出せる発電量が小さくなり、大幅な電力損失が生じる。上記の構成では、太陽電池に受光される第１波長光の単位面積当たりの光量と太陽電池に集光される第２波長光の単位面積当たりの光量とが等しくなるように、第１蛍光集光板および第２蛍光集光板の寸法がそれぞれ設定されている。このため、太陽電池に受光量のばらつきが生じることを抑えることができる。

したがって、上記の構成によれば、太陽電池から取り出せる発電量の低下を抑制することができる。

本発明の態様３に係る表示装置は、上記態様２において、前記第１蛍光体および前記第２蛍光体の発光効率の違いに応じて、前記第１蛍光集光板を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積と、前記第２蛍光集光板を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積とがそれぞれ設定されていてもよい。

蛍光体は種類によって発光効率（波長変換効率）が異なっている。このため、上記の構成では、第１蛍光体および第２蛍光体の発光効率の違いに応じて、第１蛍光集光板を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積（主たる受光面の面積）と、前記第２蛍光集光板を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積（主たる受光面の面積）とをそれぞれ設定している。これにより、第１蛍光集光板の受光量および第２蛍光集光板の受光量をそれぞれ変更することが可能となるため、第１蛍光集光板における第１波長光の発生量と第２蛍光集光板における第２波長光の発生量とをそれぞれ調整することができる。

したがって、上記の構成によれば、太陽電池に受光される第１波長光の単位面積当たりの光量と太陽電池に集光される第２波長光の単位面積当たりの光量とを等しくして、太陽電池に受光量のばらつきが生じることを抑えることができる。

本発明の態様４に係る表示装置は、上記態様３において、前記第１蛍光体の発光効率が、前記第２蛍光体の発光効率よりも高い場合、前記第１蛍光集光板の前記投影領域の面積は、前記第２蛍光集光板の前記投影領域の面積よりも小さくてもよい。

上記の構成では、第１蛍光体の発光効率が第２蛍光体の発光効率よりも高い場合、第１蛍光集光板の投影領域の面積を、第２蛍光集光板の投影領域の面積よりも小さくすることにより、第１蛍光集光板における第１波長光の発生量と、第２蛍光集光板における第２波長光の発生量とを近づけることが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、太陽電池に受光される第１波長光の単位面積当たりの光量と太陽電池に集光される第２波長光の単位面積当たりの光量とを等しくして、太陽電池に受光量のばらつきが生じることを抑えることができる。

本発明の態様５に係る表示装置は、上記態様４において、前記第１蛍光体の紫外線による経時劣化の進行速度が、前記第２蛍光体の紫外線による経時劣化の進行速度よりも高くてもよい。

上記の構成では、例えば、外光が当たる側に、第１蛍光集光板よりも投影領域の面積が大きい第２蛍光集光板が位置するように表示装置を設置することで、第１蛍光集光板に紫外線が直接照射されることを防ぎ、第１蛍光体の紫外線の受光量を低下させることができる。

したがって、上記の構成によれば、紫外線による経時劣化の進行速度が高い蛍光体を第１蛍光体として好適に使用することが可能となる。

本発明の態様６に係る表示装置は、上記態様２から５のいずれかにおいて、前記第１蛍光集光板の端面および前記第２蛍光集光板の端面の少なくとも一方に、反射部材が配置されてもよい。

上記の構成では、例えば、第２蛍光集光板の端面に反射部材を配置した場合、当該端面から外部へ出射される第２蛍光の光量が減少するため、太陽電池が受光する第２波長光の単位面積当たりの光量を調整することが可能となる。このように、反射部材によって、太陽電池が受光する第１波長光および第２波長光の少なくとも一方の単位面積当たりの光量を調整することが可能となる。

したがって、上記の構成によれば、蛍光集光板の受光面のサイズを小さくしつつ、太陽電池に受光量のばらつきが生じることを抑えることができる。

本発明の態様７に係る表示装置は、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記太陽電池に電子機器が接続されており、前記電子機器は、前記第１波長光および前記第２波長光を受光することによって前記太陽電池が発電した電力により動作してもよい。

上記の構成によれば、表示装置によって電子機器へ電力を供給することができるため、表示装置および電子機器を電源の近くに配置する必要がなく、配置場所の自由度が向上する。

本発明の態様８に係る表示装置は、上記態様７において、前記表示装置は、前記第１蛍光集光板と第２蛍光集光板とを組み合わせることにより所定の情報を表示するものであり、前記電子機器は、前記所定の情報に関連した関連情報を無線で外部機器に送信してもよい。

上記の構成によれば、関連情報として、例えば商品情報または店舗情報等を携帯端末等の外部機器へ発信することにより、店舗内の人や店舗の前の通りかかった人等に関連情報を提供することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 表示装置
２，２Ａ，２Ｂ 第１蛍光集光板
３，３Ａ 第２蛍光集光板
４ 太陽電池
６ 反射層
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 表示部
２２ ベース部
２３，３１，３１Ａ 表面
２４，３２ 裏面
２５，２５ｂ 周端面
２５ａ 周端面（第２端面）
２６，３３ 上端面
３３Ａ 上端面（第１端面）
２７，３４ 下端面
２８，２９，３５，３６ 側端面
３５Ａ，３６Ａ 側端面（第１端面）
４１ 太陽電池セル
５０ 鉄道模型
５１ 電車
５２ 線路
１００ 蛍光集光型太陽電池
１０２ 蛍光集光板
１０５ 太陽電池アレイ
１９０ 光源
１０００ 携帯端末
Ｃ 人
Ｇ 商品
Ｈ 観察者
Ｌ１ 入射光
Ｌ２ 蛍光

Claims (8)

1. 受光した光の波長を変換して第１波長光を発する第１蛍光体を含有し、導光した前記第１波長光を端面から出射する第１蛍光集光板と、
   受光した光の波長を変換して第２波長光を発する第２蛍光体を含有し、導光した前記第２波長光を端面から出射する第２蛍光集光板と、
   前記第１波長光および前記第２波長光の一部を受光する太陽電池とを含み、
   前記第１蛍光集光板および前記第２蛍光集光板は、互いに異なる任意の外形に成形されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記太陽電池が受光する前記第１波長光の単位面積当たりの光量と前記太陽電池が受光する前記第２波長光の単位面積当たりの光量とが等しくなるように、前記第１蛍光集光板および前記第２蛍光集光板の寸法がそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１蛍光体および前記第２蛍光体の発光効率の違いに応じて、前記第１蛍光集光板を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積と、前記第２蛍光集光板を厚み方向に投影した場合の投影領域の面積とがそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第１蛍光体の発光効率が、前記第２蛍光体の発光効率よりも高い場合、
   前記第１蛍光集光板の前記投影領域の面積は、前記第２蛍光集光板の前記投影領域の面積よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第１蛍光体の紫外線による経時劣化の進行速度が、前記第２蛍光体の紫外線による経時劣化の進行速度よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
6. 前記第１蛍光集光板の端面および前記第２蛍光集光板の端面の少なくとも一方に、反射部材が配置されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記太陽電池に電子機器が接続されており、
   前記電子機器は、前記第１波長光および前記第２波長光を受光することによって前記太陽電池が発電した電力により動作することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記表示装置は、前記第１蛍光集光板と第２蛍光集光板とを組み合わせることにより所定の情報を表示するものであり、
   前記電子機器は、前記所定の情報に関連した関連情報を無線で外部機器に送信することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。

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