CN102109701B - 整合太阳能电池模块的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种整合太阳能电池模块的液晶显示器包括一第一透明基板、一第二透明基板、一胆固醇型液晶层、第三透明基板以及一光电转换层。第二透明基板设于第一透明基板的一侧，而胆固醇型液晶层设于第一透明基板与第二透明基板之间。第三透明基板设于第一透明基板相对第二透明基板的另一侧，且光电转换层粘着于第一透明基板与第三透明基板之间，而第一透明基板、光电转换层以及第三透明基板构成太阳能电池模块。本发明将显示装置与太阳能电池模块整合在一起，使太阳能电池模块共享显示装置的第一透明基板，以节省基板的材料成本，进而减轻液晶显示器的整体重量。

Description

整合太阳能电池模块的液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器，尤其涉及一种整合有太阳能电池的液晶显示器。

背景技术

随着电子技术不断地进步，许多电子产品不但其功能日益地多样化，其体积亦有逐渐缩小的趋势。其中最明显的例子即是笔记型计算机已逐渐地取代了桌上型计算机。笔记型计算机的优点在于可携带性，然而笔记型计算机皆需倚赖一电池或一外接的交流式变压器所提供的电源方能运作。因此，当笔记型计算机被携带至无插头的地方时，尤其是在户外，笔记型计算机的使用时间会受到电池的电量限制。

为了延长笔记型计算机在户外使用时间，已发展出利用太阳能电池充电器，来提供笔记型计算机的使用电力，并且对电池加以充电，使笔记型计算机于电池之电力耗尽时仍可通过太阳光的照射来补充电力，以继续使用笔记型计算机。不过，携带一太阳能电池充电器对使用者来说实为一大负担。为了改善需额外携带的负担，另有发展出将太阳能电池充电器组装至笔记型计算机中，已避免额外携带的负担。

因此，减少将太阳能电池充电器整合至笔记型计算机上的重量，并降低成本，实为业界亟力改善的目标。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种整合太阳能电池模块的液晶显示器，以解决上述现有的问题。

为达上述的目的，本发明提供一种整合太阳能电池模块的液晶显示器，包括一显示装置、一第三透明基板以及一光电转换层。显示装置包括一第一透明基板、一电极层、一第二透明基板、一胆固醇型液晶层以及一共通电极层。第一透明基板具有一第一侧以及一相对于第一侧的第二侧，且第二透明基板设于第一透明基板的第一侧，而胆固醇型液晶层设于第一透明基板与第二透明基板之间。电极层设于第一透明基板与胆固醇型液晶层之间，且共通电极层设于第二透明基板与胆固醇型液晶层之间。第三透明基板设于第一透明基板的第二侧，且光电转换层粘着于第一透明基板与第三透明基板之间，而第一透明基板、第三透明基板以及光电转换层构成一太阳能电池模块。

其中，该光电转换层具有一光吸收面，且该光吸收面邻近该第三透明基板。

其中，该光电转换层具有一光吸收面，且该光吸收面邻近该第一透明基板。

其中，该光电转换层具有二光吸收面，且各该光吸收面分别邻近该第一透明基板与邻近该第三透明基板。

其中，该显示装置另包括一抗反射层，设于该胆固醇型液晶层与该光电转换层之间。

其中，该抗反射层位于该光电转换层与该第一透明基板之间。

其中，该抗反射层，覆盖于该第一透明基板的该第一侧，且位于该第一透明基板与该胆固醇型液晶层之间。

其中，该抗反射层包括氮化硅。

其中，该显示装置另包括多个薄膜晶体管、多条数据线以及多条扫描线，设于该胆固醇型液晶层与该第一透明基板之间，且各该薄膜晶体管具有一栅极电极、一漏极电极以及一源极电极。

其中，该扫描线、该数据线、该栅极电极、该源极电极以及该漏极电极分别包括一透明导电材料。

其中，另包括二粘着层，分别粘着该第一透明基板与该光电转换层，以及粘着该第三透明基板与该光电转换层。

其中，该胆固醇液晶层包括多个液晶分子以及一旋光剂，且该旋光剂掺杂于该液晶分子中。

本发明将显示装置与太阳能电池模块整合在一起，使太阳能电池模块共享显示装置的第一透明基板，以节省基板的材料成本，进而减轻液晶显示器的整体重量。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的示意图。

图2为本发明第一较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的另一实施态样。

图3为本发明液晶显示器处于亮态的示意图。

图4为本发明液晶显示器处于暗态的示意图。

图5为本发明第二较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的剖面示意图。

图6为本发明第二较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的上视示意图。

图7为本发明第三较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的剖面示意图。

其中，附图标记：

100：液晶显示器           102：显示装置

210e：半导体层            212：扫描线

104：第三透明基板         106：光电转换层

108：显示面               110：背面

112：第一透明基板         114：第三透明基板

116：胆固醇型液晶层       118：电极层

120：共通电极层           122：第一侧

124：第二侧               126：液晶分子

128：粘着层               130：太阳能电池模块

132：光吸收面             134：电源

200：液晶显示器           202：抗反射层

204：阵列电路层           210：薄膜晶体管

210c：漏极电极            210d：绝缘层

210a：栅极电极            210b：源极电极

214：数据线               216：保护层

218：第一导电层           220：第二导电层

300：液晶显示器                302：抗反射层

304：旋光剂

具体实施方式

为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图1，图1为本发明第一较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的示意图。图1仅为示意以更容易了解本发明，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。如图1所示，整合太阳能电池模块的液晶显示器100包括一显示装置102、一第三透明基板104以及一光电转换层(photoelectric conversionlayer)106。显示装置102具有一显示面108以及一背面110，且光电转换层106粘着于显示装置102之背面110，而第三透明基板104再粘着于光电转换层106上，以保护光电转换层106免于外界的破坏。显示装置102包括一第一透明基板112、一第二透明基板114、一胆固醇型液晶(cholesteric liquid crystal，CLC)层116、一电极层118以及一共通电极层120。第一透明基板112具有一第一侧122以及一相对于第一侧122的第二侧124，且第一透明基板112的第一侧122面对显示装置102的显示面108，而第一透明基板112的第二侧124面对显示装置102的背面110。并且，第二透明基板114设于第一透明基板112的第一侧122，且胆固醇型液晶层116设于第一透明基板112与第二透明基板114之间。电极层118设于第一透明基板112与胆固醇型液晶层116之间，而共通电极层120设于第二透明基板114与胆固醇型液晶层116之间，并可通过于电极层118与共通电极层120之间提供一电压差，以驱动胆固醇型液晶层116中的多个液晶分子126的旋转，进而于显示装置102的显示面108呈现所欲显示的影像。因此，显示装置102为一胆固醇型液晶显示器。此外，于其它实施例中，为了使胆固醇液晶显示器呈现出彩色画面，像素于单一像素区内的胆固醇型液晶层可区分为至少三部份，分别对应至不同的子像素区，例如蓝色子像素区、红色子像素区以及绿色子像素区。并且，于不同子像素区的胆固醇液晶层中添加具有不同旋转螺距的旋光剂，或者添加相同的旋光剂，但不同子像素区的胆固醇液晶层施以不同时间的曝光，使各子像素区的胆固醇液晶层可呈现出不同颜色，例如：蓝色、红色与绿色等。

于本实施例中，第三透明基板104设于第一透明基板112的第二侧124，且光电转换层106粘贴于第一透明基板112与第三透明基板104之间。并且，液晶显示器100另包括二粘着层128，分别粘着接合第一透明基板112与光电转换层106，以及粘着接合第三透明基板104与光电转换层106，且第一透明基板112、光电转换层106以及第三透明基板104可构成一太阳能电池模块130，使太阳能电池模块130与显示装置102共享第一透明基板112，借此可减少现有分别需两个基板来制作出显示装置与太阳能电池模块的材料成本，进而减轻液晶显示器100的整体重量。第一透明基板112、第二透明基板114以及第三透明基板104可为例如玻璃或塑料的透明基板，但不限于此。

此外，本实施例的光电转换层106由一PN二极管所构成，用于将太阳光转换为电能，并提供至显示装置102。光电转换层106具有一光吸收面132，用于将光线转换为电流，且光吸收面132邻近第一透明基板112。借此，当胆固醇型液晶层116可让光线穿透时，光线会穿透经过第一透明基板112，然后入射至光电转换层106，并借通过光电转换层106的光吸收面132来吸收射入液晶显示器100的光线，使液晶显示器100显示出黑色画面，而处于一暗态(darkstate)。

本发明的光电转换层的光吸收面并不限设于邻近第一透明基板。请参考图2，图2为本发明第一较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的另一实施态样。如图2所示，相较于第一实施例的液晶显示器，本实施态样的光电转换层106的光吸收面132设于邻近第三透明基板104，使大部分从第三透明基板104的外侧射入的光线不需经过构成PN二极管的基材即可被光吸收面132所吸收。于本发明的其它实施例中，本发明的光电转换层106也可由两组PN二极管所构成，并分别设于邻近第一透明基板112与邻近第三透明基板104。借此，从第一透明基板112穿透至光电转换层106的光线与从第三透明基板104穿透至光电转换层106的光线都可被光电转换层106所吸收，以有效地吸收更多光线。

以下将进一步说明本实施例液晶显示器的运作方式。请参考图3与图4，图3为本发明液晶显示器处于一亮态(brightness state)的示意图，且图4为本发明液晶显示器处于暗态的示意图。如图3所示，当液晶显示器100的电极层118与共通电极层120之间并无外加电场时，胆固醇型液晶层116中的液晶分子126呈现一平面结构(planar texture)的排列状态。此时，胆固醇型液晶层106会反射特定波长的光线，并且可借通过调整液晶分子126间之间距长度，可使胆固醇型液晶层106反射可见光范围的波长的光线。因此，当从显示装置102的显示面108射入的光线穿过共通电极层120后，光线会受到胆固醇型液晶层116的反射，而朝共通电极层120行进。然后光线再经过共通电极层120以及第二透明基板114之后，会从显示装置102的显示面108射出，使液晶显示器100显示出白色画面，因此液晶显示器100处于亮态。

如图4所示，当一电源134电性连接于液晶显示器100的电极层118与共通电极层120之间，并提供一电压差时，胆固醇型液晶层116中的液晶分子126呈现一指纹型结构(Fingerprint texture)的排列状态。此时，胆固醇型液晶层116为一透明状态，因此，当光线从显示装置102的显示面108射入后，会穿过共通电极层120，然后直接穿过胆固醇型液晶层126，并依序穿过电极层118以及第一透明基板112，而被光电转换层106吸收，因此，显示装置102的显示面108并不会有光线射出，使液晶显示器100显示出黑色画面而处于暗态。另一方面，不管液晶显示器100处于暗态或亮态，从第三透明基板104的外侧射入的光线都会被光电转换层106吸收，而不至于射入显示装置102。

由此可知，本实施例的液晶显示器100为一反射式液晶显示器，当使用于太阳光下时，可有效利用外界的太阳光作为显示光源，以避免于强光下发生对比度下降的问题。值得注意的是，本实施例借通过光电转换层106将入射光吸收，不仅可将光线转换为电能，更可省略现有胆固醇型液晶显示器中用于吸收光线的一黑色吸收层，进而可降低制作成本。

此外，本发明的液晶显示器另可包括一抗反射层，以助于将光线射入光电转换层内，并且以下将进一步说明显示装置的结构。请参考图5与图6，图5为本发明第二较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的剖面示意图，且图6为本发明第二较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的上视示意图。为了简化说明，下述其它实施例与上述第一较佳实施例相同的元件将使用相同符号标示，且相同之元件结构将不再赘述。如图5与图6所示，相较于第一较佳实施例，本实施例的液晶显示器200另包括一抗反射层(anti-reflectivelayer)202，覆盖于第一透明基板112的第二侧124上，且位于光电转换层106与第一透明基板112之间。抗反射层202面对第一透明基板112一侧的表面具有避免光线产生反射的功效，且抗反射层202面对光电转换层106一侧的表面具有反射光线的功效。抗反射层202可包括例如氮化硅等的抗反射材料，但不限于此。并且，本实施例的显示装置102另包括一阵列电路层204，且本实施例的光转换层106由两组PN二极管所构成，而具有二光吸收面132，分别邻近第一透明基板112与邻近第三透明基板104。阵列电路层204设于第一透明基板112的第一侧122上，且电性连接至电极层118。阵列电路层204包括多个薄膜晶体管210、多条扫描线212、多条数据线214以及一保护层216，且各薄膜晶体管210具有一栅极电极210a、一源极电极210b、一漏极电极210c、一绝缘层210d以及一半导体层210e。其中，扫描线212与栅极电极210a由一第一导电层218所构成，且数据线214、源极电极210b与漏极电极210c由一第二导电层220所构成。第一导电层218、绝缘层210d、半导体层210e、第二导电层220以及保护层216依序设于第一透明基板112的第一侧122上，且电极层118设于保护层216上。另外，保护层216覆盖于薄膜晶体管210上，并曝露出薄膜晶体管210的部份漏极电极210c，使电极层118可电性连接至薄膜晶体管210的漏极电极210c。于本实施例中，形成第一导电层218与第二导电层220的材料可包括例如钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)以及铝(Al)等金属材料，但不限于此。

并且，扫描线、数据线、栅极电极、源极电极以及漏极电极也可分别包括一透明导电材料，例如：氧化铟锌或氧化铟锡等，但不限于此。因此，当液晶显示器处于暗态时，扫描线、数据线、栅极电极、源极电极以及漏极电极不会对外界的光线产生反射，使液晶显示器可呈现良好的暗态，而具有高对比度。

此外，本发明的抗反射层不限于设于第一透明基板与光电转换层之间，也可设于第一透明基板与胆固醇型液晶层之间。请参考图7，图7为本发明第三较佳实施例的整合太阳能电池模块的液晶显示器的剖面示意图。如图7所示，相较于第二较佳实施例，本实施例的液晶显示器300的抗反射层302覆盖于第一透明基板112的第一侧122，且位于阵列电路层204与胆固醇型液晶层116之间，使光线于穿透第一透明基板112之前先遇到抗反射层302，进而将大部份的光线局限于太阳能电池模块130中，以产生良好的黑色画面，并提升对比度。并且，本实施例的胆固醇型液晶层116除了包括液晶分子之外，另包括一旋光剂(chiral dopant)，掺杂于液晶分子中，使胆固醇型液晶层116呈现出不同颜色。

在本发明的其它实施例中，抗反射层可设于胆固醇型液晶层与光电转换层之间，用以将穿过胆固醇型液晶层的光线引导至光电转换层内。

综上所述，本发明将胆固醇型液晶显示器与太阳能电池模块整合在一起，使太阳能电池模块共享胆固醇型液晶显示器的阵列基板。相较于现有技术需分别制作出液晶显示器与太阳能电池模块，然后再组装在一起，本发明可节省一基板的材料成本，进而减轻液晶显示器的整体重量。并且，本发明利用反射式的胆固醇型液晶显示器作为显示装置，使液晶显示器在使用于太阳光下时可有效利用外界的太阳光作为显示光源，以避免于强光下发生对比度下降的问题。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种整合太阳能电池模块的液晶显示器，其特征在于，包括：

一显示装置，包括：

一第一透明基板，具有一第一侧以及一相对于该第一侧的第二侧；

一第二透明基板，设于该第一透明基板的该第一侧；

一胆固醇型液晶层，设于该第一透明基板与该第二透明基板之间；

一电极层，设于该第一透明基板与该胆固醇型液晶层之间；以及

一共通电极层，设于该第二透明基板与该胆固醇型液晶层之间；

一第三透明基板，设于该第一透明基板的该第二侧；以及

一光电转换层，粘着于该第一透明基板与该第三透明基板之间，且该第一透明基板、该第三透明基板以及该光电转换层构成一太阳能电池模块；

该显示装置另包括一抗反射层，设于该胆固醇型液晶层与该光电转换层之间；

该抗反射层面对该光电转换层一侧的表面具有反射光线的功效。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该光电转换层具有一光吸收面，且该光吸收面邻近该第三透明基板。

3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该光电转换层具有一光吸收面，且该光吸收面邻近该第一透明基板。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该光电转换层具有二光吸收面，且各该光吸收面分别邻近该第一透明基板与邻近该第三透明基板。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该抗反射层位于该光电转换层与该第一透明基板之间。

6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该抗反射层，覆盖于该第一透明基板的该第一侧，且位于该第一透明基板与该胆固醇型液晶层之间。

7.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该抗反射层包括氮化硅。

8.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该显示装置另包括多个薄膜晶体管、多条数据线以及多条扫描线，设于该胆固醇型液晶层与该第一透明基板之间，且各该薄膜晶体管具有一栅极电极、一漏极电极以及一源极电极。

9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，该扫描线、该数据线、该栅极电极、该源极电极以及该漏极电极分别包括一透明导电材料。

10.根据权利要求1所述的液晶显示器，另包括二粘着层，分别粘着该第一透明基板与该光电转换层，以及粘着该第三透明基板与该光电转换层。

11.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，该胆固醇液晶层包括多个液晶分子以及一旋光剂，且该旋光剂掺杂于该液晶分子中。

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