本発明は、太陽電池と有機エレクトロルミネッセンス素子とを備えた電子機器に関するものである。

従来、有機エレクトロルミネッセンス（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下、「有機ＥＬ」と略すこともある。）素子などの表示素子を備えた電子機器が多数開示されている。
このような電子機器としては、表示素子を動作させるための電力を得るために、太陽電池を備えたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。 この電子機器では、太陽電池が、円偏光板を介して有機ＥＬ素子上に積層されている。

特開２００８−１０７７２６号公報

特許文献１に開示されている電子機器は、太陽電池を最表面に配置することにより、有機ＥＬ素子の長時間動作を可能としているものの、太陽電池と有機ＥＬ素子が同一面上に配置されていないため、有機ＥＬ素子による表示の視認性が十分でないという問題があった。 また、太陽電池と有機ＥＬ素子を積層するため、必要とする部材が多く、製造工程も多くなるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、太陽電池と有機ＥＬ素子とを備えた電子機器において、有機ＥＬ素子の視認性に優れるとともに、製造が容易な電子機器を提供することを目的とする。

本発明の電子機器は、同一面上に、互いに間隔を置いて配置された第一電極および第二電極と、前記第一電極上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス層と、前記第二電極上に設けられた高分子発電層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層の前記第一電極と接している面とは反対側の面および前記高分子発電層の前記第二電極と接している面とは反対側の面に接するように設けられた透明電極と、を備えたことを特徴とする。

本発明の電子機器によれば、同一面上に、互いに間隔を置いて配置された第一電極および第二電極と、前記第一電極上に設けられた有機エレクトロルミネッセンス層と、前記第二電極上に設けられた高分子発電層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層の前記第一電極と接している面とは反対側の面および前記高分子発電層の前記第二電極と接している面とは反対側の面に接するように設けられた透明電極と、を備えたので、有機エレクトロルミネッセンス層による表示パターンの視認性にすぐれている。 また、透明電極に対して同一面上に有機エレクトロルミネッセンス層と高分子発電層を形成することができるので、製造工程を簡略化することができ、ひいては、製造コストを低減することができる。

本発明の電子機器の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

図１は、本発明の電子機器の一実施形態を示す概略構成図である。 図２は、本発明の電子機器を構成する発電／表示素子の一実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の電子機器１０は、発電／表示素子２０と、スイッチ３１と、二次電池３２と、ダイオード３３と、これらを電気的に接続する導電部３４，３５，３６とから概略構成されている。

発電／表示素子２０は、基材２１と、基材２１の一方の面２１ａに、互いに間隔を置いて配設された第一電極２２および第二電極２３と、第一電極２２の基材２１と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）２２ａに設けられた有機エレクトロルミネッセンス層（以下、「有機ＥＬ層」と略すこともある。）２４と、第二電極２３の基材２１と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）２３ａに設けられた高分子発電層２５と、有機ＥＬ層２４の第一電極２２と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）２４ａ、および、高分子発電層２５の第二電極２３と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）２５ａに接するように設けられた透明電極２６と、透明電極２６の有機ＥＬ層２４および高分子発電層２５と接している面とは反対側の面（以下、「一方の面」と言う。）２６ａに設けられた光透過性基材２７とから概略構成されている。

第一電極２２は、基材２１の一方の面２１ａの中央部に設けられ、この第一電極２２の外縁に、第一電極２２と所定の間隔を置いて、すなわち、互いに接することなく、第二電極２３が設けられている。
また、第一電極２２と第二電極２３は、基材２１の一方の面２１ａに設けられた厚みの等しい導電部からなる。 そして、これらの第一電極２２および第二電極２３上に積層された有機ＥＬ層２４と高分子発電層２５は同一面上に配置されている。
また、透明電極２６は、光透過性基材２７の有機ＥＬ層２４および高分子発電層２５に対向する面（以下、「一方の面」と言う。）２７ａの全面に配置されている。

この電子機器１０では、基材２１、第一電極２２、有機ＥＬ層２４、透明電極２６および光透過性基材２７からなる積層体が、有機ＥＬ素子を構成している。
また、基材２１、第二電極２３、高分子発電層２５、透明電極２６および光透過性基材２７からなる積層体が、高分子型太陽電池素子を構成している。
すなわち、発電／表示素子２０は、有機ＥＬ素子と高分子型太陽電池素子を同一面上に併せて備えたものである。

第一電極２２は、導電部３４を介してスイッチ３１の第二接点３１Ｃと接続されている。 また、導電部３４の途中には、ダイオード３３が接続されている。
第二電極２３は、導電部３５を介してスイッチ３１の第一接点３１Ｂと接続されている。
透明電極２６は、導電部３６を介してスイッチ３１の可動部３１Ａと接続されている。 また、導電部３６の途中には、二次電池３２が接続されている。

また、導電部３４と導電部３５は、互いに接することなく、所定の間隔を置いて配置されている。

スイッチ３１の可動部３１Ａは、スイッチ３１の第一接点３１Ｂと第二接点３１Ｃに対して切り換え接続できるようになっているとともに、発電／表示素子２０および導電部３４，３５，３６などからなる回路の接続を断つことができる（図１に示した状態）ようになっている。
すなわち、スイッチ３１の可動部３１Ａを、スイッチ３１の第一接点３１Ｂに接続すると、上記の高分子型太陽電池素子が機能し、一方、スイッチ３１の可動部３１Ａを、スイッチ３１の第二接点３１Ｃに接続すると、上記の有機ＥＬ素子が機能する。

基材２１としては、フィルム状、シート状または板状のものであれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体およびこれらの金属架橋物などからなるフィルム、シートまたは板などや、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたもの、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたものや、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した被覆部材、ガラス基材、各種金属基材などが挙げられる。

第一電極２２と第二電極２３は、第一基材２１の一方の面２１ａに、ポリマー型導電インクを用いて所定のパターンにスクリーン印刷、インクジェット印刷などの印刷法により形成してなるもの、もしくは、導電性箔を所定のパターンにエッチングしてなるもの、金属メッキにより所定のパターンを形成してなるものである。

ポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが用いられる。

樹脂組成物として熱硬化型樹脂を用いれば、ポリマー型導電インクは、２００℃以下、例えば、１００〜１５０℃程度で第一電極２２および第二電極２３をなす塗膜を形成することができる熱硬化型となる。 第一電極２２および第二電極２３をなす塗膜の電気の流れる経路は、塗膜をなす導電微粒子が互いに接触することによる形成され、この塗膜の抵抗値は１０ ^-5 Ω・ｃｍオーダーである。
また、本発明におけるポリマー型導電インクとしては、熱硬化型の他にも、光硬化型、浸透乾燥型、溶剤揮発型といった公知のものが用いられる。

光硬化型のポリマー型導電インクは、光硬化性樹脂を樹脂組成物に含むものであり、硬化時間が短いので、製造効率を向上させることができる。 光硬化型のポリマー型導電インクとしては、例えば、熱可塑性樹脂のみ、あるいは、熱可塑性樹脂と架橋性樹脂（特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など）とのブレンド樹脂組成物に、導電微粒子が６０質量％以上配合され、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、溶剤揮発型かあるいは架橋／熱可塑併用型（ただし熱可塑型が５０質量％以上である）のものや、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂（特にポリエステルとイソシアネートによる架橋系樹脂など）とのブレンド樹脂組成物に、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、架橋型かあるいは架橋／熱可塑併用型のものなどが好適に用いられる。

また、第一電極２２および第二電極２３をなす導電性箔としては、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などが挙げられる。
さらに、第一電極２２および第二電極２３をなす金属メッキとしては、銅メッキ、銀メッキ、金メッキ、白金メッキなどが挙げられる。

有機ＥＬ層２４をなす材料としては、有機溶剤に可溶なπ共役系ポリマーもしくは色素含有系ポリマーが用いられる。

高分子発電層２５をなす材料としては、特表２００５−５３０３５１号公報や特開２００６−１２８０２号公報に開示されている機能性膜形成用の材料が用いられる。

透明電極２６としては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ：Ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｄｏｐｅｄ ＴｉｎＯｘｉｄｅ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ：Ａｎｔｉｍｏｎｙ−ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ：Ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ：Ｇａｌｌｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの導電性金属酸化物の薄膜からなるものが挙げられる。

光透過性基材２７としては、光透過性かつ可撓性のものが用いられ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体およびこれらの金属架橋物などからなるフィルム、シートまたは板などが挙げられる。

なお、光透過性基材２７と透明電極２６は一体化されたものであってもよい。 その場合、光透過性基材２７の一方の面２７ａの全面に、スパッタリング法などにより、透明電極２６なす導電性金属酸化物の薄膜が設けられ、光透過性基材２７と透明電極２６からなる透明導電性基材が用いられる。

また、発電／表示素子２０には、上記の構成部材を接着して一体化するとともに、有機ＥＬ層２４と高分子発電層２５を封止して、これらの層と空気との接触を遮断するために、封止用接着剤（図示略）が用いられる。
封止用接着剤としては、特に限定されないが、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、電子線硬化型接着剤などが用いられる。
熱硬化型接着剤としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アクリル系反応樹脂などが挙げられる。
紫外線硬化型接着剤としては、紫外線硬化性アクリル樹脂、紫外線硬化性ウレタンアクリレート樹脂、紫外線硬化性ポリエステルアクリレート樹脂、紫外線硬化性ポリウレタン樹脂、紫外線硬化性エポキシアクリレート樹脂、紫外線硬化性イミドアクリレート樹脂などが挙げられる。
電子線硬化型接着剤としては、電子線硬化性アクリル樹脂、電子線硬化性ウレタンアクリレート樹脂、電子線硬化性ポリエステルアクリレート樹脂、電子線硬化性ポリウレタン樹脂、電子線硬化性エポキシアクリレート樹脂、カチオン硬化型樹脂などが挙げられる。

スイッチ３１としては、特に限定されず、可動部３１Ａが、第一接点３１Ｂと第二接点３１Ｃに対して切り換え接続できるものであればいかなるものでも用いられる。
二次電池３２としては、特に限定されず、一般的な二次電池が用いられる。
ダイオード３３としては、特に限定されず、一般的な電子機器に使用されるものが用いられる。
導電部３４，３５，３６としては、特に限定されず、上記の第一電極２２と第二電極２３と同様のものや、一般的な配線が用いられる。

次に、電子機器１０の製造方法について、その一例を挙げて説明する。
まず、発電／表示素子２０を作製する。
発電／表示素子２０を作製するには、ポリマー型導電インクを用いた印刷法により、基材２１の一方の面２１ａの一部に、第一電極２２と第二電極２３のそれぞれをなす所定形状の印刷層を形成する。
この工程において、印刷法としては、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法などが用いられる。

また、上記の第一電極２２と第二電極２３を形成する工程とは別に、スパッタリング法などにより、光透過性基材２７の一方の面２７ａの全面に、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯなどの導電性金属酸化物を蒸着し、この導電性金属酸化物の薄膜からなる透明電極２６を形成し、光透過性基材２７と透明電極２６からなる透明導電性基材を得る。

次いで、有機溶剤に可溶なπ共役系ポリマーもしくは色素含有系ポリマーを用いた印刷法により、光透過性基材２７の一方の面２７ａに設けられた透明電極２６上に、有機ＥＬ層２４をなす所定形状の印刷層を形成するとともに、上記の機能性膜形成用の材料を用いた印刷法により、光透過性基材２７の一方の面２７ａに設けられた透明電極２６上に、高分子発電層２５をなす所定形状の印刷層を形成する。
この工程において、印刷法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法などが用いられる。

次いで、第一電極２２に有機ＥＬ層２４が当接するとともに、第二電極２３に高分子発電層２５が当接するように、封止用接着剤を用いて、第一電極２２と第二電極２３が設けられた基材２１に、有機ＥＬ層２４と高分子発電層２５が設けられた透明導電性基材を接着し、発電／表示素子２０を得る。

次いで、導電部３４を介して、第一電極２２とスイッチ３１の第二接点３１Ｃを接続するとともに、導電部３４の途中に、ダイオード３３を接続する。
また、導電部３５を介して、第二電極２３とスイッチ３１の第一接点３１Ｂを接続する。
さらに、導電部３６を介して、透明電極２６とスイッチ３１の可動部３１Ａを接続し、電子機器１０を得る。

次に、電子機器１０の動作について説明する。
この電子機器１０において、スイッチ３１の可動部３１Ａを、スイッチ３１の第一接点３１Ｂに接続すると、上記の高分子型太陽電池素子が機能する。
すなわち、光透過性基材２７の他方の面（最表面）２７ｂ側から発電／表示素子２０に光が当たると、高分子発電層２５において電力が発生する。 そして、発生した電力は、二次電池３２に蓄積される。

一方、スイッチ３１の可動部３１Ａを、スイッチ３１の第二接点３１Ｃに接続すると、上記の有機ＥＬ素子が機能する。
すなわち、二次電池３２に蓄積された電力により、有機ＥＬ層２４が発光し、有機ＥＬ層２４によって形成される表示パターンが表示される。

この電子機器１０によれば、透明電極２６を共通電極とし、この透明電極２６に対して同一面上に有機ＥＬ層２４と高分子発電層２５が配設されたので、有機ＥＬ層２４による表示パターンの視認性にすぐれている。 また、印刷法により、透明電極２６に対して同一面上に有機ＥＬ層２４と高分子発電層２５を形成することができるので、製造工程を簡略化することができ、ひいては、製造コストを低減することができる。

本発明の電子機器の一実施形態を示す概略構成図である。

本発明の電子機器を構成する発電／表示素子の一実施形態を示す概略断面図である。

符号の説明

１０・・・電子機器、２０・・・発電／表示素子、２１・・・基材、２２・・・第一電極、２３・・・第二電極、２４・・・有機エレクトロルミネッセンス層、２５・・・高分子発電層、２６・・・透明電極、２７・・・光透過性基材、３１・・・スイッチ、３２・・・二次電池、３３・・・ダイオード、３４，３５，３６・・・導電部。