CN112331640A - 一种可发电的显示设备及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可发电的显示设备及其制作方法，可发电的显示设备包括：光伏单元(1)，其包括太阳能吸收层(11)；显示器单元(2)，其包括发光芯片(21)阵列；太阳能吸收层(11)朝向光源，发光芯片(21)发出的光朝向光源，且发光芯片(21)相对于太阳能吸收层(11)更靠近光源；显示器单元(2)是透明的；发光芯片(21)为LED芯片。本发明结合光伏材料自主发电，且本发明的光伏收光面与LED元件发光面同一侧，光伏单元和显示器单元均在室外，观看者在室外进行观看。另外本发明利用覆晶方式直接将LED芯片覆晶在前板上，LED显示屏的分辨率更高，可发电的显示设备成本更低。
Description
技术领域
本发明属于显示器领域与光伏领域，具体涉及一种可发电的显示设备及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的不断提升，发光二极管(light emitting diode，LED)应用于大型显示器越来愈成熟，应用于租赁市场、零售百货、会议室市场的大型显示器需求增加，2022年全球LED显示屏市场规模将达到93.49亿美金，预估2018～2022 年复合成长率为12％。
再加上随着小间距显示技术的愈加成熟，户外显示逐渐向小间距 (P3.0～P4.0)发展的趋势，朝向精细化发展。2022年市场规模约5.21亿美金，预估2018～2022年CAGR将达35％。但越往小间距显示发展，使用的LED数量快速增加，也伴随着高耗能。尤其是户外型LED显示器，在白天高明亮的环境下，要有清晰画质又要具有明亮度，所以用电量高也造成成本上。
同时光伏技术不断发展，效率不断提高，并且随着各国环保意识的提高，光伏节能等产品也纷纷被重视.欧盟自2010年起将近零能耗建筑(nZEB)纳入欧盟建筑能源效益指令EPBD，强制各成员国于2018年12月底所有公有建筑物及 2020年底所有新建建筑物需要达到nZEB目标，而采取主动发电的产能建筑，搭配光伏建筑一体化产品是迈向目标所采取的措施之一。
发明专利CN109118974A，名称：光伏显示屏墙组件及光伏显示屏墙系统的专利，公开一种光伏显示幕墙组件及光伏显示幕墙系统。该组件包括由内至外依次迭置的内基板、透明显示层、光伏芯片层及透明外板；显示层设有发光显示件，光伏芯片层可透光，且光伏芯片层与发光显示组件电连接。本公开的光伏显示幕墙组件将光伏组件与常规幕墙显示器件相结合，光伏组件自身发电可供给显示件，实现幕墙发光和显示功能，拓宽了光伏组件的应用领域；本公开的伏显示幕墙组件显示均匀连续效果好、无光路畸变，且可调节显示尺寸和精度，同时避免了显示件外露造成的老化、脱落、漏电等安全问题；将光伏芯片层设置于含有显示件的显示层外侧，能够避免由于光伏芯片前置带来的热斑效应，可以提高光伏组件应用的安全性。
但是该光伏显示屏墙组件存在的问题是：1、光伏芯片层与发光显示组件电连接，由于光伏芯片层会因为太阳光照强度变化而有发电电流与发电电压的变化，无法提供稳定的电源，此对于发光显示组件有破坏影响；2、光伏芯片在发光组件的外侧，所以光伏芯片需要有多个透光孔，破坏光伏芯片的原始结构，降低光伏芯片的发电量；3、四层玻璃基板，三层透光密封胶层，与两层玻璃，一层透光密封胶层的结构材料成本相对高。
发明专利CN105042493B，名称：一种太阳能光电玻璃及其制造方法的专利，公开了一种太阳能光电玻璃及其制造方法，属于光伏建筑一体化技术领域。目的改变光电玻璃整体结构，能够主动发电，减少体内布线、提高功效。主要特征太阳能电池融合LED太阳能合发光器件构成，电池正负极焊带输出连接控制器储能，构成内部自行供电系统。用激光刻蚀区域刻划线和分节线形成前电极层、光电转换层、背电极层。控制器装在内层玻璃外壁的控制盒内。实施本发明突破了光电玻璃一直以来依赖外接电源装置供电，用汇流带、导电膜替代传统布线，使整体结构变得简单，生产效率高成本低。
但是该太阳能光电玻璃存在的问题是：1.此发明LED灯珠放置在太阳能电池的背面，即白天室外阳光使太阳能板发电，但LED发光显示却是在室内，无法达到户外显示的功效，即产品受光面与发光面不在同一侧.2.LED芯片置于薄膜太阳能电池的背面，为了要放置LED芯片，每道太阳能电池分节线101，在 LED区域内电池分节线101断开，造成薄膜太阳能电池制作工艺困难，良率下降；所以LED芯片不应直接贴附在薄膜太阳能电池膜层上.3.此发明的布线与排列无法达到一般高清以上画质的分辨率，仅能显示如传统八段式LED字型显示设备.
实用新型专利CN204557013U名称：一种光伏显示器件的专利，提供了一种光伏显示器件，包括光伏组件和显示器件的迭层，所述显示器件为液晶显示单元，所述光伏组件与显示器件通过粘结层固定，由所述光伏组件的电源输出为显示器件提供电源输入，所述光伏组件为透光的光伏组件，所述光伏组件一侧的自然光为显示器件提供背光源。本发明充分利用光伏发电的电能，实现与光伏组件的集成，为户外显示器配置提供了有效的解决方案。
但是该光伏显示器件存在的问题是：1、由于液晶显示单元远离受光面，位于光伏组件的背后，所以光伏组件需要是透光的，但透光组件的发电量比不透光组件低，直接影响光伏组件的可利用性；2、液晶显示单元的背光源为户外的自然光，户外自然光的光强度随天气变化而不同，直接造成显示质量的残影与光强度不均。
综上所述，为了解决现有技术中：1、光伏受光面与显示单元出光面不同侧的缺陷；2、显示组件结构无法配合多种不同光伏材料发电模块的缺陷；3、产品使用超过三层玻璃基板导致厚度增加成本增加的缺陷；4、产品无法达到高分辨率显示的缺陷的缺陷。
为了解决以上问题，提出本发明
发明内容
本发明结合光伏材料自主发电，且本发明的光伏收光面与LED元件发光面同一侧，光伏单元和显示器单元均在室外，观看者在室外进行观看。另外本发明利用覆晶方式直接将LED芯片覆晶在前板上，LED显示屏的分辨率更高，可发电的显示设备成本更低。
本发明目的通过以下技术方案实现：
本发明第一方面提供一种可发电的显示设备，其包括：
光伏单元1，其包括太阳能吸收层11；
显示器单元2，其包括发光芯片21阵列，每个发光芯片21具有单独正负极导电触点211，以使其可被独立控制；
所述太阳能吸收层11朝向光源，所述发光芯片21发出的光朝向光源，且所述发光芯片21位于所述太阳能吸收层11上方，所述发光芯片21相对于所述太阳能吸收层11更靠近光源；
所述显示器单元2是透明的，以使光源穿过所述显示器单元2照射到所述太阳能吸收层11；
所述光伏单元1的电源输出到储能系统或逆变器，而所述显示器单元2的电源输入由储能系统或市电提供。
其中，所述光伏单元1的电源输出不直接提供给显示器单元2作为电源输入的原因在于，阳光照光的强弱不稳定，导致所述光伏单元1发出的电也不稳定。故先将所述光伏单元1的电源输出到储能系统或逆变器，而所述显示器单元2 的电源输入由储能系统或市电提供，以保证显示器单元2的电源输入稳定。
所述发光芯片21为LED芯片。
光源为自然太阳光。
优选地，所述显示器单元2还包括显示前板22，所述显示前板22为透明的，选自刚性玻璃或柔性材料，所述刚性玻璃选自钢化玻璃、半钢化玻璃、浮法玻璃；所述柔性材料选自PI(聚酰亚胺薄膜)、阻水氧膜、聚酯薄膜(PET)或四氟乙烯无织物基材膜(ETFE)。所述柔性材料具有阻水阻氧功能。
优选地，所述显示器单元2还包括第一导电材料膜层23，所述第一导电材料膜层23为透明的，选自掺锡氧化铟材料(ITO)、掺铝氧化锌材料AZO、掺氟氧化锡材料(FTO)或其他导电氧化物材料、奈米银或奈米铜材料。
其中所述第一导电材料膜层23需图案化。
优选地，所述光伏单元1包括依次排列的导电前电极层12、太阳能吸收层 11和导电背电极层13，所述导电前电极层12为透明的；所述导电背电极层13 为透明的或者不透明的；所述太阳能吸收层11选自一三六族系列中的铜铟硒CuInSe系列，硅薄膜吸收层系列、碲化镉薄膜系列或钙钛矿薄膜材料；所述 CuInSe系列选自CuInSe、铜铟镓硒CuInGaSe或铜铟镓硒硫CuInGaSeS；所述导电前电极层12选自氧化物半导体材料、透明奈米材料、透明高分子导电聚合物材料；
优选地，所述光伏单元1和所述显示器单元2通过胶膜层4粘结固定，所述胶膜层4位于所述光伏单元1和所述显示器单元2之间。所述胶膜层4由透明封装胶片经加热加压后形成，所述透明封装胶片选自聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物 (EVA)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)或乙烯-辛烯共聚POE材料；
所述发光芯片21贴附在所述第一导电材料膜层23远离光源的膜表面上；
所述光伏单元1远离显示器单元2一侧还具有第一背板3，所述第一背板3 为透明的或不透明的，透明材料选自刚性玻璃或柔性材料，所述刚性玻璃选自钢化玻璃、半钢化玻璃、浮法玻璃；所述柔性材料选自PI、阻水氧膜、PET或ETFE；不透明材料选自不锈钢薄板或铝箔板。
优选地，所述光伏单元1内具有纵向穿透所述光伏单元1的通孔14，从所述显示前板22一侧起，所述通孔14内依次为绝缘薄膜层15、第二导电材料膜层16和封装层17，所述发光芯片21位于所述第二导电材料膜层16中；所述绝缘薄膜层15和第二导电材料膜层16均为透明的，所述绝缘薄膜层15选自氧化物薄膜或氮化物薄膜材料；所述第二导电材料膜层16选自ITO、AZO、FTO、或其他导电氧化物材料、奈米银或奈米铜材料；所述封装层17为透明的或者不透明的，选自胶片、EVA、PVB、POE材料。
所述发光芯片21贴附在所述第二导电材料膜层16远离光源的膜表面上。
其中第二导电材料膜层16需图案化。
所述光伏单元1远离显示器单元2一侧还具有第二背板5，所述第二背板5 为透明的或不透明的，透明材料选自玻璃或柔性材料，所述柔性材料选自PET 或ETFE；不透明材料为以含氟塑料的多层结构。
不透明材料包括：
a)TPT结构例：聚氟乙烯薄膜(PVF)/PET/PVF；聚偏氟乙烯(PVDF) /PET/PVDF
b)TPE结构例：PVF/PET/EVA聚烯烃(PO)；PVDF/PET/PO；THV/PET/EVA
c)PET结构例：耐候PET/普通PET/PO
d)AAA结构例：改性聚酰胺PA/改性PA/改性PA
e)涂层结构例：交联型氟涂层/PET/氟涂层；氟涂层/PET/氟涂层；氟涂层/ 耐候PET/普通PET/PO
T指的是含氟塑料薄膜等；如聚氟乙烯薄膜(PVF)；聚偏氟乙烯(PVDF)； THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物)；ECTFE(三氟氯乙烯-乙烯共聚物) 等。P是指PET薄膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；E是指EVA(VA含量低) 或聚烯烃PO薄膜；A是指改性聚酰胺(简称PA)；F是指氟碳涂料，PTFE(聚四氟乙烯)涂料，PVDF(聚偏氟乙烯)涂料，FEVE氟乙烯与乙烯基醚的共聚物；
第二背板5的厚度为2-6mm，优选4mm。
优选地，所述光伏单元1为太阳能电池片，所述太阳能吸收层11位于所述太阳能电池片内。太阳能电池片与太阳能电池片间利用金属汇流条串接；所述太阳能电池片选自单晶硅衬底电池片、多晶硅衬底电池片、铜铟镓硒电池片、砷化镓电池片、碲化镉电池片、钙钛矿电池片、有机光伏材料电池片。
优选地，所述光伏单元1和所述显示器单元2通过胶膜层4粘结固定，所述太阳能电池片通过串联的方式相接，形成太阳能电池串，所述胶膜层4中固定太阳能电池串；
所述发光芯片21贴附在所述第一导电材料膜层23远离光源的膜表面上。
所述光伏单元1远离显示器单元2一侧还具有第二背板5，所述第二背板5 为透明的或不透明的，透明材料选自玻璃或柔性材料，所述柔性材料选自PET 或ETFE；不透明材料为以含氟塑料的多层结构。
不透明材料包括：
a)TPT结构例：PVF/PET/PVF；PVDF/PET/PVDF
b)TPE结构例：PVF/PET/EVA(PO)；PVDF/PET/PO；THV/PET/EVA
c)PET结构例：耐候PET/普通PET/PO
d)AAA结构例：改性PA/改性PA/改性PA
e)涂层结构例：交联型氟涂层/PET/氟涂层；氟涂层/PET/氟涂层；氟涂层/ 耐候PET/普通PET/PO
T指的是含氟塑料薄膜等；如聚氟乙烯薄膜(PVF)；PVDF；THV(四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物)；ECTFE(三氟氯乙烯-乙烯共聚物)等。P是指PET薄膜，聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；E是指EVA(VA含量低)或聚烯烃PO薄膜；A是指改性聚酰胺(简称PA)；F是指氟碳涂料，PTFE(聚四氟乙烯)涂料，PVDF(聚偏氟乙烯)涂料，FEVE氟乙烯与乙烯基醚的共聚物；
第二背板5的厚度为2-6mm，优选4mm。
本发明第二方面提供一种所述的可发电的显示设备的制作方法，包括以下步骤：
(11)提供显示前板22，所述显示前板22的厚度为2-6mm，优选4mm；在显示前板22的镀膜面沉积第一导电材料膜层23，所述第一导电材料膜层23 体积电阻率在0.0001-0.01ohm-cm之间，优选在0.0002ohm-cm；显示前板22 需要提前清洁以备用；
(12)利用刻蚀或涂布方法，进行第一导电材料膜层23图案化，形成控制发光芯片21的导电薄膜电路；刻蚀方法有激光刻蚀、黄光微影刻蚀、喷砂刻蚀；优选激光刻蚀；涂布方法(丝网印刷，点胶涂布)；
(13)在第一导电材料膜层23上制备导电触点211；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片21放置于导电触点211上，加热使导电触点211与发光芯片21形成导电固接；导电触点211可以是金属材料、高分子导电材料、异方性导电胶膜、导电油墨；优选金属金或金合金材料；
(14)提供第一背板3，在所述第一背板3上沉积导电底电极形成导电背电极层13；导电底电极优选钼底电极，钼底电极厚度100-500nm，优选300nm厚度；
(15)激光刻蚀图形化，并在导电背电极层13上沉积太阳能吸收层11，所述太阳能吸收层11厚度1-4um，优选2.5um；
(16)激光刻蚀图形化，并在太阳能吸收层11上沉积导电前电极层12进行内部导线串接；导电前电极优选透明氧化物半导体；
(17)合片机将透明封装胶片放置在显示器单元2与光伏单元1之间，进行合片，然后利用加热加压设备粘接显示器单元2与光伏单元1，透明封装胶片在显示器单元2与光伏单元1之间形成胶膜层4，制备得到可发电的显示设备。
本发明第三方面提供一种所述的可发电的显示设备的制作方法，包括以下步骤：
(21)提供显示前板22，所述显示前板22的厚度为2-6mm，优选4mm；在显示前板22的镀膜面沉积导电前电极形成导电前电极层12；显示前板22需要提前清洁以备用；
(22)激光刻蚀图形化，并在导电前电极层12上沉积太阳能吸收层11，所述太阳能吸收层11厚度1-4um，优选2.5um；
(23)激光刻蚀图形化，并在太阳能吸收层11上沉积导电背电极层13，进行内部串接；
(24)选择出光位置，激光刻蚀图形化分割光伏单元1，形成纵向贯穿光伏单元1的通孔14(也就是完全穿透光伏单元1)，使显示前板22通过通孔14 漏出来；
出光位置形状可以是圆点状或条状，针对条状具有连续的出的刻蚀面积要平行于光电流传递方向，连续的出光面积不可垂直于光电流传递方向；此处是因为连续出光面积若垂直光电流传递方向，就会把电流切断，导致不能工作。
(25)在所述光伏单元1远离所述显示前板22一侧沉积绝缘薄膜层15，以隔绝后续的所述第二导电材料膜层16与太阳能导电背电极层13的接触；绝缘薄膜层15可以是二氧化硅(SiO2)，三氧化二铝(Al2O3)绝缘薄膜材料，优选二氧化硅(SiO2)，体积电阻率在0.001-100ohm-cm之间，优选在20ohm-cm；
(26)在绝缘薄膜层15上沉积第二导电材料膜层16，所述第二导电材料膜层16体积电阻率在0.0001-0.01ohm-cm之间，优选在0.0002ohm-cm；利用刻蚀方法，进行第二导电材料膜层16图案化，形成控制发光芯片21的导电薄膜电路；所述第二导电材料膜层16可以是氧化物半导体，透明奈米材料，透明导电高分子聚合物，金属薄膜，无机复合薄膜，优选氧化物半导体，銦锡氧化物透明导电膜；
(27)利用涂布方法(丝网印刷，点胶涂布)或刻蚀方法(激光刻蚀，黄光微影刻蚀，喷砂刻蚀)(优选激光刻蚀)，进行透明导电膜图案化，形成控制 LED的导电薄膜电路；在第二导电材料膜层16上制备导电触点211；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片21放置于导电触点211上，加热使导电触点211 与发光芯片21形成导电固接；
(28)提供第二背板5，合片机将透明封装胶片放置在第二导电材料膜层16 与第二背板5之间，进行合片，然后利用加热加压设备粘接第二导电材料膜层 16与第二背板5单元，透明封装胶片在第二导电材料膜层16与第二背板5单元之间形成封装层17，制备得到可发电的显示设备。
本发明第四方面提供一种所述的可发电的显示设备的制作方法，包括以下步骤：
(31)提供显示前板22，所述显示前板22的厚度为2-6mm，优选4mm；在显示前板22的镀膜面沉积第一导电材料膜层23，所述第一导电材料膜层23 体积电阻率在0.0001-0.01ohm-cm之间，优选在0.0002ohm-cm；显示前板22 需要提前清洁以备用；
(32)利用刻蚀方法，进行第一导电材料膜层23图案化，形成控制发光芯片21的导电薄膜电路；刻蚀方法有激光刻蚀、黄光微影刻蚀、喷砂刻蚀；优选激光刻蚀；
(33)在第一导电材料膜层23上制备导电触点211；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片21放置于导电触点211上，加热使导电触点211与发光芯片21形成导电固接；导电触点211可以是金属材料、高分子导电材料、异方性导电胶膜、导电油墨；优选金属金或金合金材料；
(34)利用汇流条将太阳能电池芯片串接，形成太阳能电池串；
(35)提供第二背板5和两片封装胶片，其中一片封装胶片必须透明，将显示前板22、第一导电材料膜层23、透明的封装胶片、太阳能电池串(串接的太阳能电池芯片)、另一片封装胶片(另一片封装胶片透明或不透明，因为其已经在太阳能电池芯片后面，即便不透明也不会导致遮光问题)与第二背板5依次排列，进行合片，然后利用加热加压设备粘接显示器单元2与光伏单元1，两片封装胶片合片在显示器单元2与光伏单元1之间形成胶膜层4，所述胶膜层4中固定太阳能电池串。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、比起传统不发电LED显示单元，只耗电不产电，本发明结合光伏材料自主发电，所述光伏单元1的电源输出到储能系统或逆变器。
2、与过去传统光伏显示器相比，传统光伏显示器光伏的收光面(吸收太阳光面)与LED元件发光面不在同一侧，也就是，光伏单元悬挂在室外，用于吸收太阳光，而显示器单元置于室内，供观看者在室内进行观看；但是本发明的光伏收光面与LED元件发光面同一侧，可以用于建筑室外使用，也就是说，光伏单元和显示器单元均在室外，观看者在室外进行观看。
3、本发明的发光芯片21相对于所述太阳能吸收层11更靠近光源，所以无需破坏太阳能吸收层11，就可以使LED光束达到显示效果，不需要破坏光伏吸收层，从而避免了光伏单元1发电功率的下降。
4、与现有的LED显示屏用LED灯珠，LED灯珠是利用打线或覆晶技术封装LED芯片，见图7，传统LED灯珠结构含有支架P1、金线P2、透镜P3、芯片P4、萤光粉P5、环氧树脂与模条P6等结构，成本高，结构复杂，且内部的 LED芯片透光率低，本发明是利用芯片直接覆晶在显示屏前板上，由于LED芯片较薄，透光率更高，更利于光源穿过所述显示器单元2照射到所述太阳能吸收层11，且成本更低。
5、相较于传统LED显示器用LED灯珠，灯珠有额外的封装体包覆LED芯片，无法达到高分辨率显示，本发明利用覆晶方式直接将LED芯片覆晶在前板上，由于LED芯片面积远小于LED灯珠，故可提升LED显示屏的分辨率。
6、本发明利用覆晶方式将LED芯片与显示器前板结合，可以搭配不同光伏材料发电结构的应用，不局限在单一种光伏发电材料结构
7、本发明利用覆晶方式将LED芯片与显示器前板结合，相较于传统显示器结构少了一或2片玻璃，减少了厚度也降低了成本。
8、本发明中每个发光芯片21具有单独正负极导电触点211，以便对其进行单独控制。
附图说明
图1为本发明实施例1的可发电的显示设备的结构示意图；
图2为本发明实施例1的可发电的显示设备的制备流程图；
图3为本发明实施例2的可发电的显示设备的结构示意图；
图4为本发明实施例2的可发电的显示设备的制备流程图；
图5为本发明实施例3的可发电的显示设备的结构示意图；
图6为本发明实施例3的可发电的显示设备的制备流程图；
图7为现有技术中传统LED灯珠结构示意图；
附图标记在附图说明中的名称为：1-光伏单元，2-显示器单元，3-第一背板， 4-胶膜层，5-第二背板，11-太阳能吸收层，12-导电前电极层，13-导电背电极层， 14-通孔，15-绝缘薄膜层，16-第二导电材料膜层，17-封装层，21-发光芯片，22- 显示前板，23-第一导电材料膜层，211-导电触点，P1-支架、P2-金线、P3-透镜、 P4-芯片、P5-萤光粉、P6-模条。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例为图1所示的第一类可发电的显示设备的制备，制备流程参考图2。
第一类可发电的显示设备：针对基板式(substrate type)薄膜光伏材料(如刚性基板CIGS薄膜光伏)的可发电显示设备产品组成部件，由受光面方向起，基板式为太阳能吸收层前面有封装单元。
(1)显示器单元2
i.显示前板22(钢化玻璃)
ii.第一导电材料膜层23(銦锡氧化物)
iii.透明导电膜需图案化
iv.导电触点211(金属金或金合金材料)
v.发光芯片21
(2)胶膜层4
(3)光伏单元1
i.透明导电前电极层12(透明氧化物半导体)
ii.太阳能吸收层11(铜銦鎵硒吸收层)
iii.导电背电极层13(鉬底电极)
iv.第一背板3(透明浮法玻璃)
其具体的制作方法为：
(一)基板式(substrate type)薄膜光伏材料，是指太阳能吸收层前面有封装单元，
为解决光伏受光面与显示单元出光面不同侧的缺陷.
目的制作光伏发电幕墙显示屏，利用基板式薄膜光伏材料制作光伏发电幕墙显示屏，发光单元(显示器单元2)与光伏单元1可以分别同时制作。
(11)显示前板22，选自刚性玻璃，将4mm显示前板钢化玻璃清洁后，在钢化玻璃的镀膜面沉积第一导电材料膜层23(銦锡氧化物透明导电膜)，体积电阻率为0.0002ohm-cm；
(12)利用激光刻蚀方法，进行第一导电材料膜层23图案化，形成控制LED 发光芯片21的导电薄膜电路，
(13)在第一导电材料膜层23上制备导电触点211，导电触点211为金属金或金合金材料；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片21放置于导电触点 211上，加热使触点与LED芯片形成导电固接；
利用覆晶方式将LED芯片发光面与光伏材料收光面结合于同一侧(解决传统光伏显示装置的不同侧问题)；
(14)制作一三六族太阳能薄膜电池，提供第一背板3(衬底)，清洁衬底 (透明浮法玻璃)；在所述衬底上沉积导电背电极层13，选自鉬底电极，鉬底电极厚度为300nm；
(15)激光刻蚀图形化薄膜，并在导电背电极层13上沉积太阳能吸收层11 (铜銦鎵硒吸收层)，厚度2.5um；
(16)激光刻蚀图形化薄膜，并在太阳能吸收层11上沉积透明导电前电极层12(透明氧化物半导体)进行内部导线串接；
(17)激光刻蚀图形化薄膜，合片机将透明封装胶片放置在显示器单元2 与光伏单元1之间，进行合片，然后利用加热加压设备粘接显示器单元2与光伏单元1，透明封装胶片在显示器单元2与光伏单元1之间形成胶膜层4，完成光伏发电幕墙显示单元。
实施例2
本实施例为图3所示的第一类可发电的显示设备的制备，制备流程参考图4。
第二类可发电的显示设备：针对上基板式(super substrate type)薄膜光伏材料(如非晶硅薄膜光伏组件，碲化镉薄膜光伏组件，钙钛矿薄膜光伏组件等)的可发电显示设备产品组成部件，由受光面方向起，上基板式为太阳能吸收层后面有封装单元。
(1)光伏单元1：
i.透明导电前电极层12(透明氧化物半导体)
ii.太阳能吸收层11(铜銦鎵硒吸收层)
iii.导电背电极层13(鉬底电极)
iv.图案化太阳能电池结构，刻蚀破坏部分太阳能电池结构；造成太阳能吸收层透光，使绝缘衬底露出可以置放发光单元，刻蚀面积大于发光芯片21出光面积
(2)绝缘薄膜层15(二氧化硅SiO2)
(3)显示器单元包含
i.显示前板22(刚性玻璃)
i.第二导电材料膜层16
ii.透明导电膜需图案化
iii.导电触点211
iv.发光芯片21
(4)封装层17
(5)第二背板5(刚性玻璃)
具体的制作方法为：
(二)上基板式(super substrate type)薄膜光伏材料是指太阳能吸收层后面有封装单元，为解决光伏受光面与显示单元出光面不同侧的缺陷.
目的制作光伏发电幕墙显示屏，利用上基板式薄膜光伏材料制作光伏发电幕墙显示屏，光伏单元须先制作，再接续制作发光单元(显示器单元2)于光伏单元1上。
(21)显示前板22，选自刚性玻璃，将4mm显示前板钢化玻璃清洁后，在钢化玻璃的镀膜面沉积导电前电极形成导电前电极层12；
(22)激光刻蚀图形化，并在导电前电极层12上沉积太阳能吸收层11，所述太阳能吸收层11厚度2.5um；
(23)激光刻蚀图形化，并在太阳能吸收层11上沉积导电背电极层13，进行内部串接；
(24)选择出光位置，激光刻蚀图形化分割光伏单元1，形成纵向贯穿光伏单元1的通孔14(也就是完全穿透光伏单元1)，使显示前板22通过通孔14 漏出来；
(25)在所述光伏单元1远离所述显示前板22一侧沉积绝缘薄膜层15，以隔绝后续的所述第二导电材料膜层16与太阳能导电背电极层13的接触；绝缘薄膜层15是二氧化硅(SiO2)，体积电阻率为20ohm-cm；
(26)在绝缘薄膜层15上沉积第二导电材料膜层16(銦锡氧化物透明导电膜)，体积电阻率为0.0002ohm-cm.
(27)利用激光刻蚀方法进行透明导电膜图案化，形成控制LED的导电薄膜电路；
在第二导电材料膜层16上製备导电触点211(金属金或金合金材料)；
利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片放置于导电触点211上，加热使触点与LED芯片形成导电固接；
利用覆晶方式将LED芯片发光面与光伏材料收光面结合于同一侧(解决传统光伏显示装置的不同侧问题)；
(28)提厚度为供4mm第二背板5(刚性玻璃)，合片机将透明封装胶片放置在第二导电材料膜层16与第二背板5之间，进行合片，然后利用加热加压设备粘接第二导电材料膜层16与第二背板5单元，透明封装胶片(PVB)在第二导电材料膜层16与第二背板5单元之间形成封装层17，完成光伏发电幕墙显示单元。
实施例3
本实施例为图5所示的第一类可发电的显示设备的制备，制备流程参考图6。
第三类可发电的显示设备：针对电池芯片式光伏材料发光显示器(如单晶硅衬底电池片，多晶硅衬底电池片，铜铟镓硒电池片，砷化镓电池片，碲化镉电池片，钙钛矿电池片，有机光伏材料电池片等)的可发电显示设备产品组成部件，由受光面方向起，电池芯片式是指：太阳能吸收层在两个封装单元之间。
(1)显示器单元2
i.显示前板22(钢化玻璃)
ii.第一导电材料膜层23(銦锡氧化物)
iii.透明导电膜需图案化
iv.导电触点211(金属金或金合金材料)
v.发光芯片21
(2)光伏单元1；电池片式(太阳能吸收层不在前板或背板上)，电池片与电池片间利用金属汇流条串接，例如：单晶硅衬底电池片，多晶硅衬底电池片，铜铟镓硒电池片，砷化镓电池片，碲化镉电池片，钙钛矿电池片，有机光伏材料电池片等
(3)胶膜层4
(4)第二背板5(刚性玻璃)
具体的制作方法为：
电池芯片式光伏材料，电池芯片式是指：太阳能吸收层在两个封装单元之间. 目的制作光伏发电幕墙显示屏，利用电池芯片式材料制作光伏发电幕墙显示屏，发光单元与光伏单元与背板製备可以分别同时进行.
(31)显示前板22，选自刚性玻璃，将4mm显示前板钢化玻璃清洁后，在钢化玻璃的镀膜面沉积第一导电材料膜层23(銦锡氧化物透明导电膜)，体积电阻率为0.0002ohm-cm；
(32)利用刻蚀方法，进行第一导电材料膜层23图案化，形成控制发光芯片21的导电薄膜电路；
(33)在第一导电材料膜层23上制备导电触点211；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片21放置于导电触点211上，加热使导电触点211与发光芯片21形成导电固接；
利用覆晶方式将LED芯片发光面与光伏材料收光面结合于同一侧(解决传统光伏显示装置的不同侧问题)；
(34)利用汇流条将太阳能电池芯片串接，形成太阳能电池串；
(35)提供第二背板5和两片封装胶片，其中一片封装胶片必须透明，将显示前板22、第一导电材料膜层23、透明的封装胶片、太阳能电池串(串接的太阳能电池芯片)、另一片封装胶片(另一片封装胶片透明或不透明，因为其已经在太阳能电池芯片后面，即便不透明也不会导致遮光问题)与第二背板5依次排列，进行合片，然后利用加热加压设备粘接显示器单元2与光伏单元1，两片封装胶片合片在显示器单元2与光伏单元1之间形成胶膜层4，所述胶膜层4中固定太阳能电池串，完成电池芯片式光伏发电幕墙显示单元。
Claims (11)
1.一种可发电的显示设备，其特征在于，其包括：
光伏单元(1)，其包括太阳能吸收层(11)；
显示器单元(2)，其包括发光芯片(21)阵列，每个发光芯片(21)具有单独正负极导电触点(211)；
所述太阳能吸收层(11)朝向光源，所述发光芯片(21)发出的光朝向光源，且所述发光芯片(21)相对于所述太阳能吸收层(11)更靠近光源；
所述显示器单元(2)是透明的，光源可穿过所述显示器单元(2)照射到所述太阳能吸收层(11)；
所述发光芯片(21)为LED芯片。
2.根据权利要求1所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述显示器单元(2)还包括显示前板(22)，所述显示前板(22)为透明的。
3.根据权利要求2所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述显示器单元(2)还包括第一导电材料膜层(23)，所述第一导电材料膜层(23)为透明的。
4.根据权利要求2或3所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述光伏单元(1)包括依次排列的导电前电极层(12)、太阳能吸收层(11)和导电背电极层(13)，所述导电前电极层(12)为透明的。
5.根据权利要求4所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述光伏单元(1)和所述显示器单元(2)通过胶膜层(4)粘结固定，所述胶膜层(4)位于所述光伏单元(1)和所述显示器单元(2)之间；
所述发光芯片(21)贴附在所述第一导电材料膜层(23)远离光源的膜表面上；
所述光伏单元(1)远离显示器单元(2)一侧还具有第一背板(3)，所述第一背板(3)为透明的或不透明的。
6.根据权利要求4所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述光伏单元(1)内具有纵向穿透所述光伏单元(1)的通孔(14)，从所述显示前板(22)一侧起，所述通孔(14)内依次为绝缘薄膜层(15)、第二导电材料膜层(16)、发光芯片(21)和封装层(17)；
所述发光芯片(21)贴附在所述第二导电材料膜层(16)远离光源的膜表面上；所述绝缘薄膜层(15)和第二导电材料膜层(16)均为透明的；所述封装层(17)为透明的或者不透明的；
所述光伏单元(1)远离显示器单元(2)一侧还具有第二背板(5)，所述第二背板(5)为透明的或不透明的。
7.根据权利要求2或3所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述光伏单元(1)为太阳能电池片，所述太阳能吸收层(11)位于所述太阳能电池片内。
8.根据权利要求7所述的可发电的显示设备，其特征在于，所述光伏单元(1)和所述显示器单元(2)通过胶膜层(4)粘结固定，所述太阳能电池片通过串联的方式相接，形成太阳能电池串，所述胶膜层(4)中固定太阳能电池串；
所述发光芯片(21)贴附在所述第一导电材料膜层(23)远离光源的膜表面上；
所述光伏单元(1)远离显示器单元(2)一侧还具有第二背板(5)，所述第二背板(5)为透明的或不透明的。
9.一种权利要求5所述的可发电的显示设备的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(11)提供显示前板(22)，在显示前板(22)的镀膜面沉积第一导电材料膜层(23)；
(12)利用刻蚀或涂布方法，进行第一导电材料膜层(23)图案化，形成控制发光芯片(21)的导电薄膜电路；
(13)在第一导电材料膜层(23)上制备导电触点(211)；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片(21)放置于导电触点(211)上，加热使导电触点(211)与发光芯片(21)形成导电固接；
(14)提供第一背板(3)，在所述第一背板(3)上沉积导电底电极形成导电背电极层(13)；
(15)激光刻蚀图形化，并在导电背电极层(13)上沉积太阳能吸收层(11)；
(16)激光刻蚀图形化，并在太阳能吸收层(11)上沉积导电前电极层(12)进行内部导线串接；
(17)合片机将透明封装胶片放置在显示器单元(2)与光伏单元(1)之间，进行合片，然后利用加热加压设备粘接显示器单元(2)与光伏单元(1)，透明封装胶片在显示器单元(2)与光伏单元(1)之间形成胶膜层(4)，制备得到可发电的显示设备。
10.一种权利要求6所述的可发电的显示设备的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(21)提供显示前板(22)，在显示前板(22)的镀膜面沉积导电前电极层(12)；
(22)激光刻蚀图形化，并在导电前电极层(12)上沉积太阳能吸收层(11)；
(23)激光刻蚀图形化，并在太阳能吸收层(11)上沉积导电背电极层(13)，进行内部串接；
(24)选择出光位置，激光刻蚀图形化分割光伏单元(1)，形成纵向贯穿光伏单元(1)的通孔(14)，使显示前板(22)通过通孔(14)漏出来；
出光位置形状可以是圆点状或条状，针对条状具有连续的出的刻蚀面积要平行于光电流传递方向，连续的出光面积不可垂直于光电流传递方向；
(25)在所述光伏单元(1)远离所述显示前板(22)一侧沉积绝缘薄膜层(15)，以隔绝后续的所述第二导电材料膜层(16)与太阳能导电背电极层(13)的接触；
(26)在绝缘薄膜层(15)上沉积第二导电材料膜层(16)，利用刻蚀方法或掩膜方式，进行第二导电材料膜层(16)图案化，形成控制发光芯片(21)的导电薄膜电路；
(27)在第二导电材料膜层(16)上制备导电触点(211)；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片(21)放置于导电触点(211)上，加热使导电触点(211)与发光芯片(21)形成导电固接；
(28)提供第二背板(5)，合片机将透明封装胶片放置在第二导电材料膜层(16)与第二背板(5)之间，进行合片，然后利用加热加压设备粘接第二导电材料膜层(16)与第二背板(5)单元，透明封装胶片在第二导电材料膜层(16)与第二背板(5)单元之间形成封装层(17)，制备得到可发电的显示设备。
11.一种权利要求8所述的可发电的显示设备的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(31)提供显示前板(22)，在显示前板(22)的镀膜面沉积第一导电材料膜层(23)；
(32)利用刻蚀方法，进行第一导电材料膜层(23)图案化，形成控制发光芯片(21)的导电薄膜电路；
(33)在第一导电材料膜层(23)上制备导电触点(211)；利用覆晶方式，使用贴片设备将发光芯片(21)放置于导电触点(211)上，加热使导电触点(211)与发光芯片(21)形成导电固接；
(34)利用汇流条将太阳能电池芯片串接，形成太阳能电池串；
(35)提供第二背板(5)和两片封装胶片，其中一片封装胶片必须透明，将显示前板(22)、第一导电材料膜层(23)、透明的封装胶片、太阳能电池串、另一片封装胶片与第二背板(5)依次排列，进行合片，然后利用加热加压设备粘接显示器单元(2)与光伏单元(1)，两片封装胶片合片在显示器单元(2)与光伏单元(1)之间形成胶膜层(4)，所述胶膜层(4)中固定太阳能电池串。
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|---|---|---|---|
| CN202011050550.6A CN112331640A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种可发电的显示设备及其制作方法 |
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| CN202011050550.6A Pending CN112331640A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 一种可发电的显示设备及其制作方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114294609A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-04-08 | 北京劲吾新能源科技有限公司 | 一种具备光源及画面的彩色光伏板 |
| CN115719769A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-02-28 | 信利半导体有限公司 | 一种薄膜光伏电池、电池组及其制作方法 |
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- 2020-09-29 CN CN202011050550.6A patent/CN112331640A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| CN114294609A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-04-08 | 北京劲吾新能源科技有限公司 | 一种具备光源及画面的彩色光伏板 |
| CN115719769A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-02-28 | 信利半导体有限公司 | 一种薄膜光伏电池、电池组及其制作方法 |
| CN115719769B (zh) * | 2022-11-23 | 2023-10-17 | 信利半导体有限公司 | 一种薄膜光伏电池、电池组及其制作方法 |
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