KR102444806B1 - 디스플레이 장치 및 이를 제조하는 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 이를 제조하는 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 태양광을 이용해 전기를 생산하는 태양 전지 모듈과; 상기 태양 전지 모듈로부터 발생된 전기를 이용하여 영상을 출력하는 디스플레이 모듈과; 상기 태양 전지 모듈 및 상기 디스플레이 모듈을 결합시키는 결합층을 포함하되, 상기 태양 전지 모듈은, 하부 기판과; 상기 하부 기판의 상면에 제공되는 하부 전극과; 상기 하부 전극의 상면에 제공되고, 태양광을 흡수하여 전기를 발생시키는 태양 전지 층을 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은, 전기를 이용해 영상을 나타내는 디스플레이 층과; 상기 디스플레이 층의 상면에 제공되는 상부 전극과; 상기 상부 전극의 상면을 덮는 상부 기판을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 이를 제조하는 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 태양 에너지를 이용하는 디스플레이 장치 및 이를 제조하는 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 투명한 태양 전지가 개발됨에 따라, 태양 전지를 창문, 디스플레이 스크린 및 자동차 등 다양한 분야에 적용시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1은 일반적인 액정 디스플레이 패널(1) 및 일반적인 투명 태양 전지 패널(2)의 일 예를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일반적으로 태양 에너지를 이용할 수 있는 디스플레이 장치에는, 서로 별도로 제공된 액정 디스플레이 패널(1) 및 투명 태양 전지 패널(2)이 서로 적층되어 제공된다.
일반적인 액정 디스플레이 패널(1)은 액정(11)의 양면에 투명 전극(12, 13)이 제공되고, 투명 전극(12, 13)의 외측면에 액정(11) 및 투명 전극(12, 13)을 수용하고 외부의 손상 원인으로부터 보호하기 위한 투명 기판(14, 15)이 제공될 수 있다. 또한, 일반적인 투명 태양 전지 패널(2)은 태양광을 흡수하여 전기를 발생시키는 투명 태양 전지 층(21)의 양면에 투명 전극(22, 23)이 제공되고, 투명 전극(22, 23)의 외측면에 투명 태양 전지 층(21) 및 투명 전극(22, 23)을 수용하고 외부의 손상 원인으로부터 보호하기 위한 투명 기판(24, 25)이 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 비록 액정 디스플레이 패널(1) 및 투명 태양 전지 패널(2)은 빛이 투명 태양 전지 패널(2)를 관통하여 액정(11) 및 외부 간에 투과될 수 있도록 투명한 구성들에 의해 구성되나, 상기 구성들 간의 계면에서 산란 등이 발생되어, 액정 디스플레이 패널(1) 및 투명 태양 전지 패널(2)의 적층되는 구성이 많을수록 투명도가 낮아지는 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 액정 디스플레이 패널(1) 및 투명 태양 전지 패널(2)은 적층은 되나 서로 완전히 접촉되어 제공되지 않으므로, 액정 디스플레이 패널(1) 및 투명 태양 전지 패널(2)의 사이에 공기층이 형성되어 공기층 및 액정 디스플레이 패널(1) 간의 계면과 공기층 및 투명 태양 전지 패널(2) 간의 계면이 발생되어 투명도를 더욱 저하할 수 있다.
본 발명은 투명도를 높일 수 있는 디스플레이 장치 및 이를 제조하는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 디스플레이 장치를 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치는, 태양광을 이용해 전기를 생산하는 태양 전지 모듈과; 상기 태양 전지 모듈로부터 발생된 전기를 이용하여 영상을 출력하는 디스플레이 모듈과; 상기 태양 전지 모듈 및 상기 디스플레이 모듈을 결합시키는 결합층을 포함하되, 상기 태양 전지 모듈은, 하부 기판과; 상기 하부 기판의 상면에 제공되는 하부 전극과; 상기 하부 전극의 상면에 제공되고, 태양광을 흡수하여 전기를 발생시키는 태양 전지 층을 포함하고, 상기 디스플레이 모듈은, 전기를 이용해 영상을 나타내는 디스플레이 층과; 상기 디스플레이 층의 상면에 제공되는 상부 전극과; 상기 상부 전극의 상면을 덮는 상부 기판을 포함한다.
상기 결합층은, 상기 태양 전지층의 상면에 제공되는 하부 사이 전극과; 상기 하부 사이 전극의 상면에 제공되는 사이 기판과; 상기 사이 기판의 상면에 제공되는 상부 사이 전극을 포함할 수 있다.
상기 하부 사이 전극, 상기 사이 기판 및 상기 상부 사이 전극은 투명한 재질로 제공되고, 상기 사이 기판은 투명한 접착제에 의해 상기 하부 사이 전극의 상면에 접착될 수 있다.
상기 하부 사이 전극 및 상기 상부 사이 전극은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire)를 포함하는 재질로 제공되고, 상기 사이 기판은 PET(Polyethylene terephtalate), PI(Polyimide) 또는 글라스(Glass)를 포함하는 재질로 제공되며, 상기 접착제는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 디스플레이 장치를 제조하는 디스플레이 장치 제조 방법을 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치 제조 방법은, 상기 태양 전지 모듈의 상면에 형성된 하부 사이 전극의 상면에 상기 사이 기판의 저면을 접합시킨다.
상기 접합 시 상기 사이 기판은 투명한 접착제에 의해 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접합될 수 있다.
상기 하부 사이 전극은 상기 태양 전지 모듈의 상면에 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 접합 시, 상기 사이 기판은 상면에 상기 상부 사이 전극 및 디스플레이 모듈이 제공된 상태로 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접합될 수 있다.
이와 달리, 상기 접합 시, 상기 사이 기판은 상면에 상기 상부 사이 전극이 형성된 상태로 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접합될 수 있다.
상기 상부 사이 전극은 상기 사이 기판의 상면에 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 접합 이후에, 상기 상부 사이 전극의 상면에 상기 디스플레이 모듈을 제공할 수 있다.
상기 디스플레이 모듈은, 상기 상부 사이 전극의 상면에 디스플레이 층을 형성하고, 이후에 저면에 상기 상부 전극이 형성된 상부 기판을 압착시켜 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 제공한다. 본 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치의 결합층은, 상기 태양 전지 층 및 상기 디스플레이 층에 직접 접촉되는 사이 전극을 포함할 수 있다.
상기 사이 전극의 두께는 30 내지 500nm로 제공될 수 있다.
상기 사이 전극은 투명한 재질로 제공될 수 있다.
상기 사이 전극은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire)를 포함하는 재질로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 디스플레이 장치를 제조하는 디스플레이 장치 제조 방법을 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 장치 제조 방법은, 상기 태양 전지 모듈의 상면에 상기 사이 전극을 형성시키고, 이후, 상기 사이 전극의 상면에 상기 디스플레이 모듈을 제공한다.
상기 사이 전극은 상기 태양 전지 모듈의 상면에 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 디스플레이 모듈은, 상기 상부 사이 전극의 상면에 디스플레이 층을 형성하고, 이후에 저면에 상기 상부 전극이 형성된 상부 기판을 압착시켜 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이를 제조하는 제조 방법은 투명도를 높일 수 있다.
도 1은 일반적인 액정 디스플레이 패널 및 일반적인 투명 태양 전지 패널의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 2의 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 나타낸 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 2의 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예 또는 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 접착층을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
본 발명에서 제공하고자 하는 디스플레이 장치는 태양 에너지를 이용해 영상을 출력한다. 이하, 본 명세서에서의 상하는 도면을 기준으로 기재한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 태양 전지 모듈(1000), 디스플레이 모듈(2000) 및 결합층(3000)을 포함한다.
태양 전지 모듈(1000)은 태양광을 이용해 전기를 생산한다. 일 실시 예에 따르면, 태양 전지 모듈(1000)은 하부 기판(1100), 하부 전극(1200) 및 태양 전지 층(1300)을 포함한다.
하부 기판(1100) 및 이하 설명될 상부 기판(2300)의 사이에는 하부 전극, 태양 전지 층(1300), 디스플레이 층(2100), 상부 전극(2200) 및 결합층(3000)이 수용된다. 하부 기판(1100) 및 상부 기판(2300)은 수용된 구성들을 외부의 손상 원인으로부터 보호한다. 하부 기판(1100)은 투명한 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 하부 기판(1100)은 PET(Polyethylene terephtalate), PI(Polyimide) 또는 글라스(Glass)로 제공될 수 있다.
하부 전극(1200)은 하부 기판(1100)의 상면에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 하부 전극(1200)은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire) 등 투명한 전도성 재질로 제공될 수 있다.
태양 전지 층(1300)은 하부 전극(1200)의 상면에 제공된다. 태양 전지 층(1300)은 태양광을 흡수하여 전기를 발생시킨다. 일 실시 예에 따르면, 태양 전지 층(1300)은 투명한 반도체 재질로 제공될 수 있다.
디스플레이 모듈(2000)은 태양 전지 모듈(1000)로부터 발생된 전기를 이용하여 영상을 출력한다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(2000)은 디스플레이 층(2100), 상부 전극(2200) 및 상부 기판(2300)을 포함한다.
디스플레이 층(2100)은 전기를 이용해 영상을 나타낸다. 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 층(2100)은 고분자 분산형 박막 액정(PDLC: Polyer-Dispersed Liquid Crystal)으로 제공될 수 있다.
상부 전극(2200)은 디스플레이 층(2100)의 상면에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 상부 전극(2200)은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire) 등 투명한 전도성 재질로 제공될 수 있다.
상부 기판(2300)은 상부 전극(2200)의 상면을 덮는다. 일 실시 예에 따르면, 상부 기판(2300)은 투명한 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 사이 기판(3200)은 PET(Polyethylene terephtalate), PI(Polyimide) 또는 글라스(Glass)로 제공될 수 있다.
결합층(3000)은 태양 전지 모듈(1000) 및 디스플레이 모듈(2000)을 결합시킨다. 일 실시 예에 따르면, 결합층(3000)은 하부 사이 전극(3100), 사이 기판(3200) 및 상부 사이 전극(3300)을 포함한다.
하부 사이 전극(3100)은 태양 전지 층(1300)의 상면에 제공된다. 하부 사이 전극(3100)은 투명한 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 하부 사이 전극(3100)은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire) 등 투명한 전도성 재질로 제공될 수 있다.
사이 기판(3200)은 하부 사이 전극(3100)의 상면에 제공된다. 사이 기판(3200)은 투명한 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 사이 기판(3200)은 PET(Polyethylene terephtalate), PI(Polyimide) 또는 글라스(Glass)로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 하부 기판(1100), 상부 기판(2300) 및 사이 기판(3200)은 서로 동일한 재질로 제공될 수 있다. 하부 사이 전극(3100) 및 상부 사이 전극(3300) 사이에 사이 기판(3200)이 제공됨으로써, 하부 사이 전극(3100) 및/또는 상부 사이 전극(3300)을 관통하여 태양 전지 층(1300) 및 디스플레이 층(2100)이 서로 쇼트되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 일반적인 태양 전지 패널 및 디스플레이 패널이 적층되는 구조와 달리 태양 전지 모듈(1000) 및 디스플레이 모듈(2000)이 하나의 사이 기판(3200)을 공유하게 됨으로써, 디스플레이 장치(100)의 두께를 줄일 수 있다.
한편, 사이 기판(3200)은 저면 및 상면 중 적어도 하나의 면에 형성된 광 굴절부(3210)를 포함할 수 있다.
광 굴절부(3210)는 사이 기판(3200)을 통과 또는 통과할 태양광을 굴절시켜 태양 전지 층(1300)에 입사되는 태양광의 투과율을 향상시킬 수 있다.
광 굴절부(3210)에 갖추어진 톱니 형상의 굴곡은 태양의 고도각이나 방위각에 따라 달라지는 태양광의 입사 각도로 인해 태양 전지 층(1300)으로 입사된 태양광이 반사되어 사이 기판(3200)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 광 굴절부(3210)의 패턴은 굴곡에 갖추어진 어느 한 경사면의 각도는 태양 전지 층(1300)의 상면을 기준으로 20도 내지 80도 범위의 경사각을 갖고 어느 한 경사면과 이웃한 다른 한 경사면의 각도는 태양 전지 층(1300)의 상면을 기준으로 90도 미만의 경사각을 가지는 것이 바람직하다.
사이 기판(3200)은 투명한 접착제(접착층, 200)에 의해 하부 사이 전극(3100)의 상면에 접착된다. 예를 들면, 접착제는 투명도가 90%이상인 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)로 제공될 수 있다. 이와 달리, 사이 기판(3200)은 Sheet 형태의 접착 지지가 가능하고 투명한 다양한 종류의 접착제에 의해 접착될 수 있다. 사이 기판(3200)이 투명한 접착제에 의해 하부 사이 전극(3100)의 상면에 완전히 접합되도록 제공됨으로써, 사이 기판(3200) 및 하부 사이 전극(3100)의 사이에 공기층이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 공기층과의 계면에 의한 산란을 방지하여 투명도를 증가시킬 수 있다.
한편, 접착층(200)은 광 굴절부(3210)의 패턴 형성면과 하부 사이 전극(3100) 의 상면 사이에서, 입사된 광을 다시한번 굴절 시킬 수 있다.
즉, 접착층(200)은 사이 기판(3200)의 제 1굴절률과 상이한 제 2굴절률을 가질 수 있다. 여기서, 제 1굴절률과 제 2굴절률의 굴절률 차이는 0.1 이상인 것이 바람직하다. 예컨대, 접착층(200)은 사이 기판(3200)보다 고(高)굴절률을 가질 수 있다.
이를 통해, 태양광은 태양 전지 층(1300)에 입사되기 전, 태양 전지 층(1300)의 상면을 기준으로 입사각이 감소될 수 있어, 입사된 태양광이 반사되어 태양 전지 층(1300)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 광의 유효투과율을 최대화할 수 있어 광원 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 접착층(200)은 하부 사이 전극(3100)과 상이한 굴절률을 가질 수 있다.
상부 사이 전극(3300)은 사이 기판(3200)의 상면에 제공된다. 상부 사이 전극(3300)은 투명한 재질로 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 상부 사이 전극(3300)은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire) 등 투명한 전도성 재질로 제공될 수 있다.
하부 전극(1200) 및 하부 사이 전극(3100)은 태양 전지 층(1300)의 전극으로 제공된다. 상부 전극(2200) 및 상부 사이 전극(3300)은 디스플레이 층(2100)의 전극으로 제공된다. 따라서, 하부 전극(1200) 및 하부 사이 전극(3100)은 각각 상부 전극(2200) 및 상부 사이 전극(3300) 중 하나에 직접 또는 간접적으로 전기적으로 연결된다.
일 실시 예에 따르면, 하부 전극(1200), 상부 전극(2200), 하부 사이 전극(3100) 및 상부 사이 전극(3300)은 서로 동일한 재질로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100a)를 나타낸 단면도이다. 도 3을 참조하면, 결합층(3000)은 사이 전극(3000a)을 포함한다. 일 실시 예에 따르면, 사이 전극(3000a)은 태양 전지 층(1300) 및 디스플레이 층(2100)이 직접 접촉되도록 제공된다. 사이 전극(3000a)은 상하 방향의 두께가 30 내지 500nm(30은 제외)로 제공될 수 있다. 사이 전극(3000a)은 투명한 재질로 제공된다. 예를 들면, 사이 전극(3000a)은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire)로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 하부 전극(1200), 상부 전극(2200) 및 사이 전극(3000a)은 서로 동일한 재질로 제공될 수 있다. 디스플레이 장치(100a)의 결합층(3000) 외의 구성, 구조 및 기능은 도 2의 디스플레이 장치(100)와 동일하게 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 디스플레이 장치(100a)는 태양 전지 모듈(1000) 및 디스플레이 모듈(2000)이 서로 하나의 사이 전극(3000a)을 공유함으로써, 서로의 전극 간의 연결을 위한 구성을 단순화할 수 있다.
또한, 사이 전극(3000a)이 일반적인 태양 전지 패널 및 디스플레이 패널의 전극의 두께(20 내지 30nm)에 비해 두껍게 제공됨으로써, 사이 전극(3000a)이 쉽게 손상되는 것을 방지할 수 있고, 태양 전지 층(1300)의 표면 상태에 따라 증착 시 사이 전극(3000a)의 결손이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 도 2의 디스플레이 장치(100)와 달리 태양 전지 층(1300) 및 디스플레이 층(2100) 간의 쇼트를 방지하기 위한 별도의 사이 기판(3200)이 요구되지 않는다. 따라서, 디스플레이 장치(100a)는 보다 얇은 두께로 제공될 수 있다.
또한, 사이 전극(3000a)의 두께를 조절함으로써, 디스플레이 장치(100a)의 두께를 조절할 수 있다.
한편, 상술한 일 실시예와 같이, 태양 전지 층(1300)의 상면에는 사이 전극(3000a)의 저면 및 상면 중 적어도 하나의 면에 형성된 광 굴절부(3210a)가 형성될 수 있다.
광 굴절부(3210a)는 사이 전극(3000a)을 통과 또는 통과할 태양광을 굴절시켜 태양 전지 층(1300)에 입사되는 태양광의 투과율을 향상시킬 수 있다.
광 굴절부(3210a)에 갖추어진 톱니 형상의 굴곡은 태양의 고도각이나 방위각에 따라 달라지는 태양광의 입사 각도로 인해 태양 전지 층(1300)으로 입사된 태양광이 반사되어 사이 전극(3000a)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 광 굴절부(3210a)의 패턴은 굴곡에 갖추어진 어느 한 경사면의 각도는 태양 전지 층(1300)의 상면을 기준으로 20도 내지 80도 범위의 경사각을 갖고 어느 한 경사면과 이웃한 다른 한 경사면의 각도는 태양 전지 층(1300)의 상면을 기준으로 90도 미만의 경사각을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 접착층(200)은 광 굴절부(3210a)의 패턴 형성면과 태양 전지 층(1300)의 상면 사이에서, 입사된 광을 다시한번 굴절 시킬 수 있다.
즉, 접착층(200)은 사이 전극(3000a)의 제 1굴절률과 상이한 제 2굴절률을 가질 수 있다. 여기서, 제 1굴절률과 제 2굴절률의 굴절률 차이는 0.1 이상인 것이 바람직하다. 예컨대, 접착층(200)은 사이 전극(3000a)보다 고(高)굴절률을 가질 수 있다.
이를 통해, 태양광은 태양 전지 층(1300)에 입사되기 전, 태양 전지 층(1300)의 상면을 기준으로 입사각이 감소될 수 있어, 입사된 태양광이 반사되어 태양 전지 층(1300)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 광의 유효투과율을 최대화할 수 있어 광원 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2의 디스플레이 장치(100)를 제조하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 2의 디스플레이 장치(100)를 제조하는 방법을 나타낸 단면도이다. 도 4를 참조하면, 디스플레이 장치 제조 방법에 따르면, 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 형성된 하부 사이 전극(3100)의 상면에 사이 기판(3200)의 저면을 접합시킨다. 일 실시 예에 따르면, 상기 접합 시, 사이 기판(3200)은 투명한 접착제(접착층, 200)에 의해 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 접합된다. 접착제의 예는 도 2의 디스플레이 장치(100)에 대해 상술한 바와 같다.
여기서, 사이 기판(3200)은 저면 및 상면 중 적어도 하나의 면에는 광 굴절부(3210)를 형성시킨다.
여기서, 광 굴절부(3210)는 라인 패턴, 도트 패턴 또는 아일랜드 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 접착층(200)은 압착 시 하부 사이 전극(3100)과 사이 기판(3200)의 광 굴절부(3210) 사이의 표면 거칠기를 보상할 수 있다.
여기서, 사이 기판(3200)의 광 굴절부(3210)의 일부는 접착층(200)을 통과하여 사이 하부 사이 전극(3100)의 상면에 맞닿을 수 있고, 또는 상호 이격될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 태양 전지 모듈(1000)은 하부 기판(1100) 상면에 하부 전극(1200)을 증착시킨 후, 하부 전극(1200)의 상면에 태양 전지 층(1300)을 도포함으로써 제조될 수 있다.
하부 사이 전극(3100)은 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 접합 시, 사이 기판(3200)은 상면에 상부 사이 전극(3300) 및 디스플레이 모듈(2000)이 제공된 상태로 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 접합될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상부 사이 전극(3300)은 사이 기판(3200)의 상면에 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착 방식에 의해 형성될 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(2000)은 사이 기판(3200) 상에 디스플레이 층(2100)이 도포되고, 이후, 저면에 상부 전극(2200)이 제공된 상부 기판(2300)을 압착시킴으로써 제조될 수 있다. 이 경우, 상부 전극(2200)은 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착 방식에 의해 상부 기판(2300)의 저면에 형성될 수 있다.
이하, 도 2의 디스플레이 장치(100)를 제조하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법에 대해 설명한다. 도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도 2의 디스플레이 장치(100)를 제조하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도이다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 도 4의 경우와 달리, 상기 접합 시, 사이 기판(3200)은 상면에 상부 사이 전극은 형성되고, 디스플레이 모듈은 제공되지 않은 상태로 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 접합된다. 상부 사이 전극(3300)은 사이 기판(3200)의 상면에 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 상기 접합 이후에, 상부 사이 전극(3300)의 상면에 디스플레이 모듈(2000)을 제공한다. 예를 들면, 디스플레이 모듈(2000)은 상부 사이 전극(3300)의 상면에 디스플레이 층(2100)을 형성하고, 이후에 저면에 상부 전극(2200)이 형성된 상부 기판(2300)을 압착시켜 제공될 수 있다. 이 경우, 디스플레이 층(2100)은 상부 사이 전극(3300)의 상면에 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상부 전극(2200)은 상부 기판(2300)의 저면에 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
이 외의 본 실시 예의 디스플레이 장치 제조 방법의 각 전극의 형성 방법 및 태양 전지 모듈(1000)의 제조 방법 등은 도 4의 방법과 동일할 수 있다.
이하, 도 3의 디스플레이 장치(100a)를 제조하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치 제조 방법에 대해 설명한다. 도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 3의 디스플레이 장치(100a)를 제조하는 방법을 나타낸 단면도이다. 도 8 내지 도 11을 참조하면, 디스플레이 장치 제조 방법에 따르면, 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 사이 전극(3000a)을 형성시키고, 이후, 사이 전극(3000a)의 상면에 디스플레이 모듈(2000)을 제공한다.
본 실시 예에 따르면, 사이 전극(3000a)은 태양 전지 모듈(1000)의 상면에 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착 방식에 의해 형성될 수 있다.
여기서, 사이 전극(3000a)은 저면 및 상면 중 적어도 하나의 면에는 광 굴절부(3210a)를 형성시킨다.
여기서, 광 굴절부(3210a)는 라인 패턴, 도트 패턴 또는 아일랜드 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 사이 전극(3000a)과 태양 전지 모듈(1000)의 상면 사이에는 접착층(200)이 배치될 수 있고, 접착층(200)은 압착 시 사이 전극(3000a)의 광 굴절부(3210a)와 태양 전지 모듈(1000) 사이의 표면 거칠기를 보상할 수 있다.
여기서, 사이 기판(3200)의 광 굴절부(3210)의 일부는 접착층(200)을 통과하여 사이 하부 사이 전극(3100)의 상면에 맞닿을 수 있고, 또는 상호 이격될 수 있다.
또한, 디스플레이 모듈(2000)은 상부 사이 전극(3300)의 상면에 디스플레이 층(2100)을 형성하고, 이후에 저면에 상부 전극(2200)이 형성된 상부 기판(2300)을 압착시킴으로써 제공될 수 있다.
그 외 본 실시 예의 디스플레이 장치 제조 방법의 태양 전지 모듈(1000)의 제조 방법 및 디스플레이 모듈(2000)의 제공 방법은 도 4의 디스플레이 장치 제조 방법과 동일할 수 있다.
한편, 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100) 또는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100')에 포함되는 접착층(200)에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 접착층(200)은 복수의 입자(210)를 포함할 수 있다.
이러한 입자(210)는 접착층(200)의 경화에 따라 임의적으로 위치 고정될 수 있다.
이러한 입자(210)는 볼 형상, 섬유 형상 또는 프리즘 형상 등으로 구성될 수 있으며, 태양 전지 모듈(1000) 측으로 입사되는 광을 반사시키거나, 태양 전지 모듈(1000)에 의해 반사되는 광을 재반사시켜, 라이트 트래핑(Light Trapping)과 헤이즈(Haze) 효과를 증대시켜 태양광 발전량을 증대시킬 수 있다.
한편 입자(210)는 접착층(200)과 상이한 재질로 접착층(200) 내에 분산된 것일 수 있다.
한편, 접착층(200) 내에서 입자(210)의 함유량은 5 중량% 내지 25 중량%를 포함할 수 있다.
여기서, 입자(210)의 함유량이 5 중량% 미만인 경우, 접착층(200) 내에서 광반사가 요구하는 수준으로 기능할 수 없으며, 입자(210)의 함유량이 25 중량% 초과인 경우, 접착층(200)을 통과해야할 광이 입자(210)에 막혀 태양 전지 모듈(1000)로 입사되는 경로가 차단될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하고자 하는 디스플레이 장치(100, 100a)는 기존의 태양 전지 및 디스플레이 패널이 적층된 디스플레이 장치에 비해 적은 계면을 가지도록 제공됨으로써, 투명도를 증가시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100, 100a: 디스플레이 장치 1000: 태양 전지 모듈
1100: 하부 기판 1200: 하부 전극
1300: 태양 전지 층 2000: 디스플레이 모듈
2100: 디스플레이 층 2200: 상부 전극
2300: 상부 기판 3000, 3000a: 결합층
3100: 하부 사이 전극 3200: 사이 기판
3300: 상부 사이 전극

Claims (19)

  1. 태양광을 이용해 전기를 생산하는 태양 전지 모듈과;
    상기 태양 전지 모듈로부터 발생된 전기를 이용하여 영상을 출력하는 디스플레이 모듈과;
    상기 태양 전지 모듈 및 상기 디스플레이 모듈을 결합시키는 결합층을 포함하되,
    상기 태양 전지 모듈은,
    하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상면에 제공되는 하부 전극과;
    상기 하부 전극의 상면에 제공되고, 태양광을 흡수하여 전기를 발생시키는 태양 전지 층을 포함하고,
    상기 디스플레이 모듈은,
    전기를 이용해 영상을 나타내는 디스플레이 층과;
    상기 디스플레이 층의 상면에 제공되는 상부 전극과;
    상기 상부 전극의 상면을 덮는 상부 기판을 포함하고,
    상기 결합층은, 상기 태양 전지층의 상면에 제공되는 하부 사이 전극과; 상기 하부 사이 전극의 상면에 제공되는 사이 기판과; 상기 사이 기판의 상면에 제공되는 상부 사이 전극을 포함하고,
    상기 사이 기판은 투명한 접착층에 의해 상기 하부 사이 전극의 상면에 접착되고,
    상기 접착층은 상기 사이 기판의 제 1굴절률과 상이한 제 2굴절률을 가지고, 제 1굴절률과 제 2굴절률의 굴절률 차이는 0.1 이상이고,
    상기 사이 기판은 저면에 광 굴절부가 형성되고,
    상기 접착층은 상기 사이 기판의 광 굴절부와 상기 태양 전지 모듈이 압착 시, 상기 광 굴절부와 상기 태양 전지 모듈 사이의 표면 거칠기를 보상하는 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 사이 전극, 상기 사이 기판 및 상기 상부 사이 전극은 투명한 재질로 제공되는 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하부 사이 전극 및 상기 상부 사이 전극은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire)를 포함하는 재질로 제공되고,
    상기 사이 기판은 PET(Polyethylene terephtalate), PI(Polyimide) 또는 글라스(Glass)를 포함하는 재질로 제공되며,
    상기 접착층은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 포함하는 재질로 제공되는 디스플레이 장치.
  5. 태양광을 이용해 전기를 생산하는 태양 전지 모듈과;
    상기 태양 전지 모듈로부터 발생된 전기를 이용하여 영상을 출력하는 디스플레이 모듈과;
    상기 태양 전지 모듈 및 상기 디스플레이 모듈을 결합시키는 결합층을 포함하되,
    상기 태양 전지 모듈은,
    하부 기판과;
    상기 하부 기판의 상면에 제공되는 하부 전극과;
    상기 하부 전극의 상면에 제공되고, 태양광을 흡수하여 전기를 발생시키는 태양 전지 층을 포함하고,
    상기 디스플레이 모듈은,
    전기를 이용해 영상을 나타내는 디스플레이 층과;
    상기 디스플레이 층의 상면에 제공되는 상부 전극과;
    상기 상부 전극의 상면을 덮는 상부 기판을 포함하고,
    상기 결합층은 상기 태양 전지 층 및 상기 디스플레이 층에 직접 접촉되는 사이 전극을 포함하고,
    상기 사이 전극은 투명한 접착층에 의해 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접착되고,
    상기 접착층은 상기 사이 전극의 제 1굴절률과 상이한 제 2굴절률을 가지고, 제 1굴절률과 제 2굴절률의 굴절률 차이는 0.1 이상이고,
    상기 사이 전극은 저면에 광 굴절부가 형성되고,
    상기 접착층은 상기 사이 전극의 광 굴절부와 상기 태양 전지 모듈이 압착 시, 상기 광 굴절부와 상기 태양 전지 모듈 사이의 표면 거칠기를 보상하는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 사이 전극의 두께는 30 내지 500nm로 제공되는 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 사이 전극은 투명한 재질로 제공되는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 사이 전극은 투명 전도성 금속 산화막(TCO), 그래핀(Graphene), 탄소나노튜브(CNT), 은 나노파티클(Ag nanoparticle) 또는 은 나노와이어(Ag nanowire)를 포함하는 재질로 제공되는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항의 디스플레이 장치를 제조하는 디스플레이 장치 제조 방법에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈의 상면에 형성된 하부 사이 전극의 상면에 상기 사이 기판의 저면을 접합시키는 디스플레이 장치 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 접합 시 상기 사이 기판은 투명한 접착제에 의해 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접합되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 하부 사이 전극은 상기 태양 전지 모듈의 상면에 증착 방식에 의해 형성되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 접합 시, 상기 사이 기판은 상면에 상기 상부 사이 전극 및 디스플레이 모듈이 제공된 상태로 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접합되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 접합 시, 상기 사이 기판은 상면에 상기 상부 사이 전극이 형성된 상태로 상기 태양 전지 모듈의 상면에 접합되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 사이 전극은 상기 사이 기판의 상면에 증착 방식에 의해 형성되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 접합 이후에, 상기 상부 사이 전극의 상면에 상기 디스플레이 모듈을 제공하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은, 상기 상부 사이 전극의 상면에 디스플레이 층을 형성하고, 이후에 저면에 상기 상부 전극이 형성된 상부 기판을 압착시켜 제공되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  17. 제 5 항의 디스플레이 장치를 제조하는 디스플레이 장치 제조 방법에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈의 상면에 상기 사이 전극을 형성시키고, 이후, 상기 사이 전극의 상면에 상기 디스플레이 모듈을 제공하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 사이 전극은 상기 태양 전지 모듈의 상면에 증착 방식에 의해 형성되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  19. 삭제
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