KR20100099503A - Display comprising an organic molecule solar cell - Google Patents

Display comprising an organic molecule solar cell Download PDF

Info

Publication number
KR20100099503A
KR20100099503A KR1020090018036A KR20090018036A KR20100099503A KR 20100099503 A KR20100099503 A KR 20100099503A KR 1020090018036 A KR1020090018036 A KR 1020090018036A KR 20090018036 A KR20090018036 A KR 20090018036A KR 20100099503 A KR20100099503 A KR 20100099503A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
display device
solar cell
organic molecular
molecular solar
color filter
Prior art date
Application number
KR1020090018036A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최봉진
김세훈
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020090018036A priority Critical patent/KR20100099503A/en
Publication of KR20100099503A publication Critical patent/KR20100099503A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G02F1/13324Circuits comprising solar cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

PURPOSE: A display device in which an organic molecule type solar battery is embedded in order to reduce power consumption applied through the external power supply is provided to reduce power consumption applied through the external power supply and improve usability of the light source. CONSTITUTION: An organic molecule solar battery(4) is embedded in a color filter. The color filter is formed into an RGB and an organic molecule type solar battery pattern. The color filter is formed into the organic molecule type solar battery pattern combining the RGB and a black matrix. The organic molecule type solar battery has a flexible type. The organic molecule type solar battery is formed into a wet deposition process.

Description

유기분자형 태양전지가 내장된 표시장치{DISPLAY COMPRISING AN ORGANIC MOLECULE SOLAR CELL}DISPLAY COMPRISING AN ORGANIC MOLECULE SOLAR CELL}

본 발명은 유기분자형 태양전지를 적용하여 컬러필터에 투광 및 차광되는 백라이트 광원 및 외부광을 전기에너지로 변환하여 축전시켜 광원을 효율적으로 활용하는 유기분자형 태양전지가 내장된 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device incorporating an organic molecular solar cell that utilizes an organic molecular solar cell to efficiently utilize the light source by converting and storing an electric light source that is transmitted and shielded by a color filter and external light into electrical energy. .

근래에는 표현력이 다양한 컬러를 표시할 수 있는 액정표시장치(LCD), 유기전기발광표시장치(OLED), 전기발광표시장치(LED), 플라즈마 표시패널(PDP), 전계방출 디스플레이(FED) 등의 표시장치가 널리 보급되고 있다. 이때, 평면 패널이 갖는 박형, 경량 등의 이점을 살리면서, 컬러를 표시를 하기 위해 컬러필터(Color filter)가 많이 사용된다. Recently, liquid crystal displays (LCDs), organic electroluminescent displays (OLEDs), electroluminescent displays (LEDs), plasma display panels (PDPs), and field emission displays (FEDs) that can display a variety of expressive colors Display devices are widely used. At this time, a color filter (color filter) is used a lot to display the color while taking advantage of the thin, lightweight, etc. of the flat panel.

컬러필터는 가시광 중의 특정 파장 영역의 광을 선택적으로 투과시키는 필터로서 광분해·합성의 원리에 따라 적(red, R), 녹(green, G), 청(blue, B)의 3원색계 필터, 청록색(cyan, C), 심홍색(magenta, M), 황색(yellow, Y)의 보색계 필터 등이 사용되고 있다.The color filter is a filter that selectively transmits light in a specific wavelength region of visible light, and includes three primary color filters of red (R), green (G), and blue (B) according to the principle of photolysis and synthesis, Cyan (C), magenta (M) and yellow (Y) complementary filters are used.

일반적으로 컬러 표시장치는 다수의 단위 표시 영역을 가지며, 각 단위 표시 영역에 소정의 컬러필터를 포개서, 각 단위 표시 영역의 투광 및 차광 상태를 제어하여 목적으로 하는 컬러를 표시한다. 이때 표시 화상을 선명하게 하기 위해서 금속, 차광성 수지 등의 블랙매트릭스(BM)로 비표시 영역을 덮고, 각 표시 영역의 면적을 확정하는 방법이 많이 실시되고 있으며, 이 경우 블랙매트릭스의 개구부가 광 투과 영역인 단위 표시 영역이 된다.In general, a color display apparatus has a plurality of unit display regions, and a predetermined color filter is superposed on each unit display region to control light emission and light shielding states of each unit display region to display a target color. At this time, in order to sharpen the display image, a method of covering the non-display areas with a black matrix (BM) such as a metal or a light-shielding resin and determining the area of each display area is implemented. In this case, the openings of the black matrix are lighted. It becomes a unit display area | region which is a transmission area | region.

보다 구체적으로 액정표시장치(LCD)를 일례로 하여 설명하면 다음과 같다.More specifically, the LCD will be described as an example.

액정표시장치는 전극을 갖춘 한 쌍의 기판간에 액정층을 개재하고, 전압을 인가하여 액정층의 광학적 성질을 제어하며 필요에 따라 편광자를 조합하여 전체로서 광의 투과율을 제어한다. 투과형으로 사용할 경우에는 유리 등의 한 쌍의 투명 기판을 사용하고, 반사형으로 사용할 경우에는 하나의 기판을 광을 통과하는 투명 기판으로 사용한다.A liquid crystal display device interposes a liquid crystal layer between a pair of substrates having electrodes, controls voltages of optical properties of the liquid crystal layer by applying a voltage, and controls light transmittance as a whole by combining polarizers as necessary. When used as a transmission type, a pair of transparent substrates such as glass is used, and when used as a reflection type, one substrate is used as a transparent substrate that passes light.

표시 영역의 구동 방식으로서는 한 쌍의 대향기판 상에 서로 교차하는 복수 개의 전극(공통 전극, 세그먼트 전극)을 설치하는 단순 매트릭스 방식, 또는 한 쪽의 기판 상에 전면 전극(공통 전극)을 설치하고 다른 쪽의 기판에는 각 단위 표시 영역마다 화소 전극과 스위칭 트랜지스터를 설치하여 화소 마다 목적으로 하는 전압을 축적하는 액티브 매트릭스 방식이 알려져 있다.As the driving method of the display area, a simple matrix method in which a plurality of electrodes (common electrode, segment electrode) intersecting each other on a pair of opposing substrates is provided, or a front electrode (common electrode) is provided on one substrate and the other The active matrix system is known in which a pixel electrode and a switching transistor are provided in each unit display region and the target voltage is accumulated for each pixel on the substrate.

유리 기판을 사용하여 액티브 매트릭스를 실현하기 위해 사용되는 스위칭 트랜지스터는 아모르퍼스 실리콘(a-Si)이나 다결정실리콘(poly-Si)을 이용한 박막 트 랜지스터(TFT)가 사용된다. TFT의 한 쪽 전류전극(이하 '소스 전극'이라 함)을 화소 전극에 접속하고, TFT의 다른 쪽 전류전극(이하 '드레인 전극'이라 함)을 데이터선에 접속하고, TFT의 제어전극(이하, '게이트 전극'이라 함)을 주사선에 접속한다. 데이터선과 주사선은 서로 교차하여 기판 상에 배치된다. As a switching transistor used to realize an active matrix using a glass substrate, a thin film transistor (TFT) using amorphous silicon (a-Si) or polycrystalline silicon (poly-Si) is used. One current electrode (hereinafter referred to as a 'source electrode') of the TFT is connected to the pixel electrode, and the other current electrode (hereinafter referred to as a 'drain electrode') of the TFT is connected to the data line, and the control electrode (hereinafter referred to as "drain electrode") is connected. , "Gate electrode") is connected to the scanning line. The data line and the scan line cross each other and are disposed on the substrate.

일반적으로 컬러 표시장치는 높은 색 재현성과 광투과율이 요구되며, 색 재현성은 각 컬러필터의 색도 좌표로 결정된다. RGB방식의 경우, R, G 및 B의 컬러 패턴이 색도 좌표 상에 형성하는 3각형의 면적이 넓을수록 색 재현성이 높다. 또한, 광투과율은 각 컬러필터에 백색광을 입사한 때의 출사광 강도와 블랙매트릭스의 개구율로 결정되며, 밝은 컬러 표시를 얻기 위해서는 높은 광투과율이 요망된다. 특히 노트북형 개인용 컴퓨터(PC)의 컬러 LCD나 반사형 LCD에서는 높은 광투과율이 요망되는 데 이의 경우 블랙매트릭스의 개구율을 올려서 컬러필터의 투과율을 향상시키게 된다. 블랙매트릭스의 개구율을 올리기 위해서는 광 투과 영역간의 블랙매트릭스의 폭을 좁게 하고, 컬러필터의 투과율을 향상시키기 위해서는 컬러필터의 두께를 얇게 하거나, 재료를 변경하는 것이 일반적이다.In general, a color display device requires high color reproducibility and light transmittance, and color reproducibility is determined by chromaticity coordinates of each color filter. In the RGB system, the larger the area of the triangle formed by the color patterns of R, G, and B on the chromaticity coordinates, the higher the color reproducibility is. In addition, the light transmittance is determined by the intensity of the emitted light when white light is incident on each color filter and the aperture ratio of the black matrix, and a high light transmittance is desired to obtain a bright color display. In particular, high light transmittance is required in a color LCD or a reflective LCD of a notebook personal computer (PC). In this case, the transmittance of the color filter is improved by increasing the aperture ratio of the black matrix. In order to increase the aperture ratio of the black matrix, it is common to narrow the width of the black matrix between the light transmitting regions, and to reduce the thickness of the color filter or change the material in order to improve the transmittance of the color filter.

이와 관련하여 다양한 기술이 제시되고 있으며 특히 일본 특허공개 제1996-94992호에서는 컬러필터의 패턴 위에 태양전지를 형성하거나 컬러필터의 패턴과 태양전지를 겸해서 사용하는 것을 제안하고 있다. 그러나, 이는 태양전지의 특성상 컬러필터에서 요구되는 투과성을 만족시킬 수 없다는 문제점을 지니고 있다. 또한 태양전지로 비정질 실리콘 태양전지를 사용하고 있는 바, 비정질 실리콘 태양전지는 결정질 실리콘 태양전지에 비하여 박막화가 용이하다는 장점이 있으나, 성막 공 정이 복잡하며 형성 및 대형화가 어렵다는 단점이 있다. 이외에도 성막 장비가 고가라는 문제점으로 인해 표시장치의 제조 단가의 상승을 초래할 수도 있는데 이는 비정질 실리콘 외의 다른 무기계 박막형 태양전지들도 지니고 있는 단점들이다. In this regard, various techniques have been proposed, and in particular, Japanese Patent Laid-Open No. 1996-94992 proposes to form a solar cell on the pattern of the color filter or to use the solar cell together with the pattern of the color filter. However, this has a problem in that the transmittance required in the color filter cannot be satisfied due to the characteristics of the solar cell. In addition, an amorphous silicon solar cell is used as a solar cell. The amorphous silicon solar cell has an advantage of being thinner than the crystalline silicon solar cell, but has a disadvantage in that the film forming process is complicated and difficult to form and enlarge. In addition, due to the high price of film forming equipment, the manufacturing cost of the display device may be increased, which is a disadvantage of other inorganic thin film solar cells other than amorphous silicon.

일본 특허공개 제1996-94992호 및 대한민국 특허공개 제2008-0061228호는 태양전지를 블랙매트릭스(BM) 상부에 형성시키거나 태양전지를 블랙매트릭스와 겸해서 사용하는 것에 대한 제안하고 있다. 그러나 상기와 마찬가지로 태양전지로 비정질 실리콘 태양전지 등의 PN접합 반도체를 사용하고 있어 성막 공정이 복잡하고, 막 형성 및 대형화가 어려우며 고가의 성막 장비로 인하여 표시장치의 제조 단가의 상승 문제가 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 1996-94992 and Korean Patent Laid-Open No. 2008-0061228 propose to form a solar cell on top of a black matrix (BM) or to use the solar cell in combination with a black matrix. However, as described above, PN junction semiconductors such as amorphous silicon solar cells are used as the solar cells, which makes the film forming process complicated, difficult to form and enlarge the film, and increases the manufacturing cost of the display device due to the expensive film forming equipment.

본 발명은 컬러필터에 사용되는 백라이트 유닛의 광원 및 외부광의 사용 효율을 향상시키기 위하여 적용된 종래 결정질 실리콘 태양전지, 비결정질 실리콘 태양전지, 무기 태양전지 및 염료감응 태양전지의 경제성, 사용상의 안정성, 제조 공정상의 효율성 및 에너지 변환 효율성 등을 개선하고자 한다.The present invention is economical, stability of use, manufacturing process of conventional crystalline silicon solar cell, amorphous silicon solar cell, inorganic solar cell and dye-sensitized solar cell applied to improve the use efficiency of the light source and external light of the backlight unit used in the color filter To improve the efficiency of energy efficiency and energy conversion.

또한 본 발명은 종래에 비해 다양하고 저렴하며 가공이 쉬운 유기화합물을 이용한 전자 소자인 유기분자형 태양전지를 내장한 표시장치를 제시하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a display device incorporating an organic-molecule-type solar cell, which is an electronic device using an organic compound that is various, inexpensive and easy to process compared to the prior art.

본 발명은 유기분자형 태양전지가 내장된 컬러필터를 포함하는 표시장치에 그 특징이 있다. 구체적으로 본 발명은 적(R), 녹(G), 청(B) 등의 컬러필터의 패턴과 함께 유기분자형 태양전지를 포함하는 컬러필터, 또는 상기 컬러필터의 패턴, 유기분자형 태양전지 및 블랙매트릭스를 포함하는 컬러필터를 적용하여 백라이트 유닛의 광원 및 외부광을 전기에너지로 변환하여 재활용함으로써 효율적으로 에너지 활용이 가능한 표시장치에 관한 것이다.The present invention is characterized by a display device including a color filter in which an organic molecular solar cell is incorporated. Specifically, the present invention includes a color filter including an organic molecular solar cell together with a pattern of color filters such as red (R), green (G) and blue (B), or a pattern of the color filter, an organic molecular solar cell And a color filter including a black matrix, and converts a light source and external light of a backlight unit into electrical energy and recycles the same.

본 발명의 표시장치는 종래에 비해 다양하고 저렴하며 가공이 쉬운 유기화합물을 이용한 전자 소자인 유기분자형 태양전지를 적용한 것으로 표시장치의 경제성, 공정상의 효율성 등이 기대된다.The display device of the present invention employs an organic-molecule-type solar cell, which is an electronic device using an organic compound, which is diverse, inexpensive, and easy to process, compared to the prior art, and thus economical efficiency and process efficiency of the display device are expected.

또한, 상기 표시장치는 소실되는 백라이트 유닛의 광원 및 외부광을 유기분자형 태양전지를 이용하여 전력화하고, 표시소자의 소비전력 일부를 태양전지에 의해 축전된 전력으로 충당이 가능하여 광원의 이용효율 향상이 기대되며, 외부전원을 통해 인가되는 소비전력 감소의 효과가 기대된다.In addition, the display device may power the light source and the external light of the backlight unit that is lost by using an organic molecular solar cell, and a portion of the power consumption of the display element may be covered by the electric power stored by the solar cell. Improvement is expected, and the effect of reducing power consumption applied through external power is expected.

본 발명은 유기분자형 태양전지를 내장하여 소실되는 백라이트 유닛의 광원 및 외부광을 전기에너지로 변환시켜 소실광의 재활용이 가능한 표시장치에 관한 것이다. 이때 표시장치는 액정표시장치(LCD), 유기전기발광표시장치(OLED), 전기발광 표시장치(LED), 플라즈마 표시패널(PDP), 전계방출 디스플레이(FED) 등의 컬러필터(Color Filter)가 적용된 표시장치에 이용이 가능하다. 본 발명의 '유기분자형 태양전지'는 유기 태양전지 중에서 염료감응형 태양전지를 제외한 유기 태양전지를 의미한다.The present invention relates to a display device capable of recycling the disappeared light by converting the light source and the external light of the backlight unit which is lost by embedding the organic molecular solar cell into electrical energy. At this time, the display device includes a color filter such as a liquid crystal display (LCD), an organic electroluminescent display (OLED), an electroluminescent display (LED), a plasma display panel (PDP), and a field emission display (FED). It can be used for the applied display device. The organic molecular solar cell of the present invention refers to an organic solar cell excluding a dye-sensitized solar cell among organic solar cells.

백라이트 유닛의 광원은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 냉음극 형광램프(CCFL), 열음극 형광램프(HCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 면광원체(FFL), 복합 세라믹 광원체(CEFL) 및 발광다이오드(LED)로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다. 이러한 백라이트 유닛은 표시면에 대한 광원의 위치에 따라 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 나뉘어 지는 바, 본 발명은 이러한 광원의 위치에 제약을 받지 않는다. 또한, 외부광은 통상 컬러필터의 3원색계 패턴의 광분해 및 합성을 수행하기 위하여 외부에서 입사되는 태양광을 일컫는다.The light source of the backlight unit is generally used in the art and is not particularly limited, but specifically, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), a hot cathode fluorescent lamp (HCFL), an external electrode fluorescent lamp (EEFL), a surface light source (FFL), One selected from the group consisting of a composite ceramic light source body (CEFL) and a light emitting diode (LED) may be used. The backlight unit is divided into an edge type and a direct type according to the position of the light source with respect to the display surface, and thus the present invention is not limited by the position of the light source. In addition, the external light generally refers to sunlight incident from the outside to perform photolysis and synthesis of the three primary color patterns of the color filter.

이하 본 발명의 표시장치를 하기 도면을 참고하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the display device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 액정표시장치의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1의 액정표시장치는 상부기판(1), 하부기판(7) 및 상부기판(1)과 하부기판(7) 사이에 개재된 액정층(5)을 구비하며, 상부기판(1)은 하부기판(7)과의 대향면에 컬러필터 패턴(2) 및 블랙매트릭스(3)가 구비되어 있다. 하부기판(7)은 상부기판(1)과의 대향면에 박막트랜지스터(thin film transistor, TFT)층(6)이 형성되어 있다.1 is a schematic cross-sectional view of one side of a conventional liquid crystal display. The liquid crystal display of FIG. 1 includes an upper substrate 1, a lower substrate 7, and a liquid crystal layer 5 interposed between the upper substrate 1 and the lower substrate 7, and the upper substrate 1 has a lower portion. The color filter pattern 2 and the black matrix 3 are provided on the opposite surface to the substrate 7. The lower substrate 7 is formed with a thin film transistor (TFT) layer 6 on the opposite surface to the upper substrate 1.

도 2는 본 발명에 따른 적(R), 녹(G), 청(B), 유기분자형 태양전지 및 블랙 매트릭스가 내장된 액정표시장치의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2의 액정표시장치는 상부기판(1), 하부기판(7), 및 상부기판(1)과 하부기판(7) 사이에 개재된 액정층(5)을 구비하며, 상부기판(1)은 하부기판(7)과의 대향면에 컬러필터 패턴(2), 블랙매트릭스(3) 및 유기분자형 태양전지(4)가 구비되어 있다. 하부기판(7)은 상부기판(1)과의 대향면에 TFT층(6)이 형성되어 있다. 이때, 유기분자형 태양전지(4)는 필요에 따라 투과도를 조절할 수 있으며, 백라이트 유닛의 광원 및 외부광을 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 백라이트 유닛을 구비하는 투과형 액정표시장치와 백라이트 유닛을 구비하지 않는 반사형 액정표시장치에 모두 적용될 수 있다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one side of a liquid crystal display including red (R), green (G), blue (B), an organic molecular solar cell, and a black matrix according to the present invention. The liquid crystal display of FIG. 2 includes an upper substrate 1, a lower substrate 7, and a liquid crystal layer 5 interposed between the upper substrate 1 and the lower substrate 7. The color filter pattern 2, the black matrix 3, and the organic molecular solar cell 4 are provided on the opposite surface to the lower substrate 7. The lower substrate 7 is formed with a TFT layer 6 on a surface opposite to the upper substrate 1. At this time, the organic molecular solar cell 4 can adjust the transmittance as necessary, and can convert the light source and the external light of the backlight unit into electrical energy, so it is not provided with a transmissive liquid crystal display device having a backlight unit and a backlight unit. It can be applied to both reflective liquid crystal display devices.

도 3은 본 발명에 따른 적(R), 녹(G), 청(B), 및 유기분자형 태양전지가 내장된 액정표시장치의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 3의 액정표시장치는 상부기판(1), 하부기판(7), 및 상부기판(1)과 하부기판(7) 사이에 개재된 액정층(5)을 구비하며, 상부기판(1)은 하부기판(7)과의 대향면에 컬러필터 패턴(2) 및 유기분자형 태양전지(4)가 형성되어 있다. 하부기판(7)은 상부기판(1)과의 대향면에 TFT층(6)이 형성되어 있다. 이때 유기분자형 태양전지(4)는 블랙매트릭스를 겸하고 있으며, 필요에 따라 투과도를 조절할 수 있다. 상기 유기분자형 태양전지(4)는 백라이트 유닛의 광원 및 외부광을 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 백라이트 유닛을 구비하는 투과형 액정표시장치와 백라이트 유닛을 구비하지 않는 반사형 액정표시장치에 모두 적용될 수 있다.3 is a schematic cross-sectional view of one side of a liquid crystal display device in which red (R), green (G), blue (B), and organic molecular solar cells according to the present invention are incorporated. The liquid crystal display of FIG. 3 includes an upper substrate 1, a lower substrate 7, and a liquid crystal layer 5 interposed between the upper substrate 1 and the lower substrate 7. The color filter pattern 2 and the organic molecular solar cell 4 are formed on the surface facing the lower substrate 7. The lower substrate 7 is formed with a TFT layer 6 on a surface opposite to the upper substrate 1. At this time, the organic molecular solar cell 4 also serves as a black matrix, and can adjust the transmittance as necessary. The organic molecular solar cell 4 may convert the light source and the external light of the backlight unit into electrical energy, and thus may be applied to both a transmissive liquid crystal display having a backlight unit and a reflective liquid crystal display having no backlight unit. have.

도 4는 본 발명에 따른 적(R), 녹(G), 청(B) 및 블랙매트릭스 상부 일부분 에 유기분자형 태양전지가 내장된 액정표시장치의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 4의 액정표시장치는 상부기판(1), 하부기판(7) 및 상부기판(1)과 하부기판(7) 사이에 개재된 액정층(5)을 구비하며, 상부기판(1)은 하부기판(7)과의 대향면에 컬러필터 패턴(2) 및 블랙매트릭스(3)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(3) 상부 일부분에는 유기분자형 태양전지(4)가 형성되어 있고, 하부기판(7)은 상부기판(1)과의 대향면에 TFT층(6)이 형성되어 있다. 상기 유기분자형 태양전지(4)는 필요에 따라 투과도를 조절할 수 있으며, 외부광을 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 백라이트 유닛을 구비하지 않은 반사형 액정표시장치에 적용될 수 있다. 4 is a schematic cross-sectional view of one side of a liquid crystal display device having an organic molecular solar cell embedded in an upper portion of red (R), green (G), blue (B) and a black matrix according to the present invention. The liquid crystal display of FIG. 4 includes an upper substrate 1, a lower substrate 7, and a liquid crystal layer 5 interposed between the upper substrate 1 and the lower substrate 7, and the upper substrate 1 has a lower portion. The color filter pattern 2 and the black matrix 3 are formed on the opposite surface to the substrate 7. An organic molecular solar cell 4 is formed on an upper portion of the black matrix 3, and a TFT layer 6 is formed on an opposite surface of the lower substrate 7 to the upper substrate 1. The organic molecular solar cell 4 can adjust the transmittance as needed and can be applied to a reflective liquid crystal display device without a backlight unit because it can convert external light into electrical energy.

도 5는 본 발명에 따른 적(R), 녹(G), 청(B) 및 블랙매트릭스 하부 일부분에 유기분자형 태양전지가 내장된 액정표시장치의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 5의 액정표시장치는 상부기판(1), 하부기판(7) 및 상부기판(1)과 하부기판(7) 사이에 개재된 액정층(5)을 구비하며, 상부기판(1)은 하부기판(7)과의 대향면에 컬러필터 패턴(2) 및 유기분자형 태양전지(4)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(3) 하부 일부분에 유기분자형 태양전지(4)가 형성되어 있고 하부기판(7)은 상부기판(1)과의 대향면에 TFT층(6)이 형성되어 있다. 상기 유기분자형 태양전지(4)는 필요에 따라 투과도를 조절할 수 있으며, 백라이트 광원을 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 백라이트 유닛을 구비하는 투과형 액정표시장치에 적용될 수 있다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of one side of a liquid crystal display device having an organic molecular solar cell embedded in a lower portion of red (R), green (G), blue (B), and black matrix according to the present invention. The liquid crystal display of FIG. 5 includes an upper substrate 1, a lower substrate 7, and a liquid crystal layer 5 interposed between the upper substrate 1 and the lower substrate 7, and the upper substrate 1 has a lower portion. The color filter pattern 2 and the organic molecular solar cell 4 are formed on the opposite surface to the substrate 7. An organic molecular solar cell 4 is formed at a lower portion of the black matrix 3, and the lower substrate 7 is formed with a TFT layer 6 on a surface opposite to the upper substrate 1. The organic molecular solar cell 4 can adjust the transmittance as necessary, and can be applied to a transmissive liquid crystal display device having a backlight unit because it can convert the backlight light source into electrical energy.

도 6은 본 발명에 따른 적(R), 녹(G), 청(B), 블랙매트릭스 및 컬러필터의 백라이트 반대쪽 면 기판에 유기분자형 태양전지가 블랙매트릭스와 동일한 위치에 구비된 액정표시장치의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 6의 액정표시장 치는 상부기판(1), 하부기판(7) 및 상부기판(1)과 하부기판(7) 사이에 개재된 액정층(5)을 구비하며, 상부기판(1)은 하부기판(7)과의 대향면에 컬러필터 패턴(2) 및 블랙매트릭스(3)가 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(3) 배면에는 이와 대응되는 위치에 유기분자형 태양전지(4)가 형성되어 있고, 하부기판(7)은 상부기판(1)과의 대향면에 TFT층(6)이 형성되어 있다. 상기 유기분자형 태양전지(4)는 필요에 따라 투과도를 조절할 수 있으며, 외부광을 전기에너지로 변환시킬 수 있으므로 백라이트 유닛을 구비하지 않은 반사형 액정표시장치에 적용될 수 있다.6 is a liquid crystal display device in which an organic molecular solar cell is provided at the same position as a black matrix on a substrate opposite to a backlight of red (R), green (G), blue (B), black matrix and color filter according to the present invention. One side of the cross-sectional view schematically. The liquid crystal display of FIG. 6 includes an upper substrate 1, a lower substrate 7, and a liquid crystal layer 5 interposed between the upper substrate 1 and the lower substrate 7, and the upper substrate 1 has a lower portion. The color filter pattern 2 and the black matrix 3 are formed on the opposite surface to the substrate 7. The organic matrix solar cell 4 is formed at a position corresponding to the rear surface of the black matrix 3, and the lower substrate 7 is formed with a TFT layer 6 on a surface opposite to the upper substrate 1. have. The organic molecular solar cell 4 can adjust the transmittance as needed and can be applied to a reflective liquid crystal display device without a backlight unit because it can convert external light into electrical energy.

한편, 본 발명의 표시장치에 내장된 유기분자형 태양전지는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 기본구조는 금속/유기반도체(광활성층)/금속 구조로 높은 일함수를 갖는 투명전극을 양극으로, 낮은 일함수를 갖는 금속을 음극으로 사용한다. 이때, 상부 및 하부 전극이 모두 투명 전극이거나, 상부 또는 하부 전극이 반사형 전극인 것을 사용할 수 있다. 상기 반사형 전극인 내장된 경우 백라이트 유닛의 광원으로부터 누설된 광을 반사시키는 반사판 역할의 수행이 가능하다.On the other hand, the organic molecular solar cell embedded in the display device of the present invention is generally used in the art, the basic structure is a metal / organic conductor (photoactive layer) / metal structure of a transparent electrode having a high work function as an anode, A metal having a low work function is used as the cathode. In this case, both the upper and lower electrodes may be transparent electrodes, or the upper or lower electrodes may be reflective electrodes. When the reflective electrode is built, the reflective plate may reflect the light leaked from the light source of the backlight unit.

상기 광활성층은 공여체(전자주게 물질, donor)과 수용체(전자받게 물질, acceptor)가 각각 적층된 복합층 구조 또는 이들이 혼합된 단일층(bulk-heterojunction) 구조를 사용할 수 있으며, 경우에 따라 공여체층과 수용체층 사이에 공여체-수용체가 혼합된 단일층(bulk-heterojunction) 구조가 끼어 있는 혼합구조를 이용할 수 있다. 또한, 완충층으로 양극 전극과 광활성층 사이에 정공이송층(hole transport layer)을, 음극과 광활성층 사이에는 전자 이송층(electron transport layer)을 끼워 넣을 수 있다. 이때 광활성층으로 사용되는 물질은 일차 적으로 광흡수 파장 범위가 태양관 스펙트럼과 잘 맞고 매우 강한 광흡수도를 가지고 있어야 하면 전하의 이동도 등 전기적 물성이 우수해야 한다. 수용체는 공여체와 비교하여 전자 친화도가 커야 하는 전제조건을 만족해야 하지만 공여체와 수용체 물질은 상대적인 표현으로 경우에 따라 바뀔 수 있다.The photoactive layer may use a multi-layer structure in which donors (electron donor material, donor) and acceptor (electron acceptor material, acceptor) are stacked, or a single layer (bulk-heterojunction) structure in which they are mixed, and in some cases, a donor layer It is possible to use a mixed structure in which a bulk-heterojunction structure in which a donor-receptor is mixed between and a receptor layer is sandwiched. In addition, a hole transport layer may be interposed between the anode electrode and the photoactive layer as a buffer layer, and an electron transport layer may be interposed between the cathode and the photoactive layer. In this case, the material used as the photoactive layer should be excellent in electrical properties such as charge mobility if the light absorption wavelength range should be well suited to the solar spectrum and have a very strong light absorption. Receptors must meet the prerequisite of having a higher electron affinity compared to the donor, but donor and acceptor material may change in relative terms.

또한 광활성층으로 사용되는 유기 반도체에는 유기 단분자와 고분자가 있는데, 유기 단분자의 경우는 진공에서 가열하여 공여체층과 수용체층을 연속 혹은 동시에 형성시키는 진공 증착 공정을 이용하는 방법이 있고, 유기 고분자의 경우 공여체와 수용체가 함께 녹아 있는 용액을 스핀 코팅(spin coating)법, 잉크-젯 코팅(ink-jet coating)법, 스크린 프린팅(screen printing)법, 닥터블레이드(doctor blade)법, 슬릿 코팅법, 플로우 코팅법, 롤-투-롤 코팅법 등과 같은 습식 공정(wet process)을 이용하여 막을 형성시킨다. 최근 혼합구조층을 상하 2층의 이른바 tandem 구조로 배열하여 막을 형성시키기도 한다.In addition, organic semiconductors used as photoactive layers include organic monomolecules and polymers. In the case of organic monomolecules, there is a method using a vacuum deposition process in which a donor layer and a acceptor layer are formed continuously or simultaneously by heating in a vacuum. In this case, the solution in which the donor and acceptor are dissolved together is spin coated, ink-jet coated, screen printing, doctor blade, slit coating, The film is formed using a wet process such as flow coating, roll-to-roll coating, or the like. Recently, the mixed structure layer is arranged in a so-called tandem structure of two upper and lower layers to form a film.

이러한 유기분자형 태양전지는 적(R), 녹(G), 청(B)과 함께 유기분자형 태양전지를 포함하는 컬러필터의 패턴, 또는 적(R), 녹(G), 청(B), 유기분자형 태양전지 및 블랙매트릭스를 포함하는 컬러필터의 패턴에 내장된다.Such organic molecular solar cells are red (R), green (G), blue (B) together with the pattern of the color filter including the organic molecular solar cell, or red (R), green (G), blue (B) ), Embedded in a pattern of a color filter including an organic molecular solar cell and a black matrix.

본 발명에 따른 표시장치는 전원공급장치인 구동부가 내장되어 사용되는 바, 이는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정되지는 않는다. 상기 구동부는 유기분자형 태양전지로부터 얻어진 전원을 표시장치로 인가하거나, 유기분자형 태양전지로부터 얻어진 전원을 축전하는 경우에 사용될 수 있으며 이의 경우 유기분자형 태양전지는 전체 소비전력의 일부를 충당하는 보조전원 장치로서의 역 할 수행도 가능하다.The display device according to the present invention is used by a built-in driving unit, which is a power supply, which is generally used in the art and is not particularly limited. The driving unit may be used when the power source obtained from the organic molecular solar cell is applied to the display device or when the power source obtained from the organic molecular solar cell is stored. In this case, the organic molecular solar cell covers a part of the total power consumption. It can also serve as an auxiliary power supply.

이하 본 발명의 유기분자형 태양전지를 하기 도면을 사용하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the organic molecular solar cell of the present invention will be described in detail with reference to the following drawings.

도 7은 본 발명에 따른 투과형 유기분자형 태양전지의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 7(a)와 같이 투명한 제1전극(8)을 통해 외부광이 입사되어 유기분자형 태양전지층(9)으로 전달되거나, 투과형 제2전극(10)을 통해 백라이트 광원이 입사되어 유기분자형 태양전지층(9)으로 전달되어, 전기에너지로 전환된다. 또는 도 7(b)와 같이 적층 구조가 상반되어도 무관하다. 7 is a schematic cross-sectional view of one side of a transmissive organic molecular solar cell according to the present invention. As shown in FIG. 7A, external light is incident through the transparent first electrode 8 to be transmitted to the organic molecular solar cell layer 9, or a backlight light source is incident through the transmissive second electrode 10 to form an organic component. The solar cell layer 9 is transferred to the magnetic solar cell layer 9 and converted into electrical energy. Alternatively, the stacked structure may be opposed as shown in FIG. 7B.

이때, 상기 제1전극(9)으로는 투명한 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 불소 첨가 주석 산화물(FTO), 주석 옥사이드, 아연 옥사이드 및 아연 알루미늄 옥사이드 등의 금속 옥사이드계; 티타늄 니트라이드 등의 금속 니트라이드계; 폴리아닐린, 폴리티오핀, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리(3-메틸티오핀), 및 폴리페닐렌설파이드 등의 전도성 중합체가 사용될 수 있다. 상기 제2전극(11)으로는 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 코발트, 리드, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨 및 니오븀 등의 금속, 또는 이들 금속의 합금이 사용될 수 있다. 이러한 제1전극 및 제2전극의 두께는 각각 10 내지 500nm 범위를 유지한다.In this case, the first electrode 9 may include metal oxides such as transparent indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), fluorine-containing tin oxide (FTO), tin oxide, zinc oxide, and zinc aluminum oxide; Metal nitrides such as titanium nitride; Conductive polymers such as polyaniline, polythiopine, polypyrrole, polyphenylenevinylene, poly (3-methylthiopine), and polyphenylene sulfide can be used. As the second electrode 11, a metal such as gold, platinum, silver, copper, aluminum, nickel, cobalt, lead, molybdenum, tungsten, tantalum, niobium, or an alloy of these metals may be used. The thickness of the first electrode and the second electrode is maintained in the range of 10 to 500nm, respectively.

상기 제1 및 제2전극 위에 전극 접속을 위하여 저온 증착이 가능한 물질을 사용하는 바, 구체적으로 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등의 투명 전극이 이용된다. 이때 증착되는 전극 접속용 금속의 두께는 10 내지 500nm 범위를 유지한다. A material capable of low temperature deposition is used on the first and second electrodes for electrode connection. Specifically, transparent electrodes such as indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) are used. At this time, the thickness of the metal for electrode connection to be deposited is maintained in the range of 10 to 500nm.

도 8은 본 발명에 따른 비투과형 유기분자형 태양전지의 일측 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 투명한 제1전극(8)을 통해 입사된 백라이트 유닛의 광원 및 외부광은 유기분자형 태양전지층(9)에 전달되어 전기에너지로 전환된다. 반면 비투과형 제2전극(11)에 의해서 그 배면으로는 광원이 투과되지 않으며 반사되어 상기 유기분자형 태양전지층(9)의 광원으로 재활용된다. 상기 제1전극(8)과 비투과형 제2전극(11)은 도 7의 소재와 동일하다.8 is a schematic cross-sectional view of one side of a non-transmissive organic molecular solar cell according to the present invention. The light source and the external light of the backlight unit incident through the transparent first electrode 8 are transferred to the organic molecular solar cell layer 9 and converted into electrical energy. On the other hand, the light source is not transmitted to the rear surface of the second electrode 11 through the non-transmissive type and is reflected and recycled as the light source of the organic molecular solar cell layer 9. The first electrode 8 and the non-transmissive second electrode 11 are the same as those of FIG. 7.

유기분자형 태양전지층(9)을 구체적으로 설명하기 위해 유기분자형 태양전지소자의 일측 단면을 개략적으로 도시해 도 9과 도 10에 나타내었다.In order to describe the organic molecular solar cell layer 9 in detail, a cross section of one side of the organic molecular solar cell device is schematically illustrated in FIGS. 9 and 10.

도 9는 제1전극(8) 위에 공여체(Donor, 12)를 형성하고 상기 공여체(12) 위에 수용체(Acceptor, 13)를 적층한 다음, 제2전극(10, 11)을 형성시킨 유기분자형 태양전지소자를 도식화한 것이고, 도 10은 제1전극(8) 위에 공여체(12)와 수용체(13)를 동시에 혼합하여 형성한 다음, 제2전극(10, 11)을 형성시킨 유기분자형 태양전지소자를 도식화하였다.FIG. 9 illustrates an organic molecular type in which a donor 12 is formed on a first electrode 8, a receptor 13 is stacked on the donor 12, and a second electrode 10, 11 is formed. 10 is a schematic diagram of a solar cell device. FIG. 10 illustrates an organic molecular solar cell in which a donor 12 and a receptor 13 are simultaneously mixed on a first electrode 8, and then second electrodes 10 and 11 are formed. The battery device is illustrated.

도 9, 도 10의 경우 필요에 따라 제1전극(8)과 유기분자형 태양전지층(9) 사이에 정공전달재료 및 전공주입재료(전공이송층)를 유기분자형 태양전지층(9)과 제2전극(10, 11) 사이에 전자전달재료 및 전자주입재료(전자이송층)를 추가로 형성시킬 수도 있다.9 and 10, if necessary, the hole transport material and the hole injection material (hole transport layer) are disposed between the first electrode 8 and the organic molecular solar cell layer 9. An electron transfer material and an electron injection material (electron transport layer) may be further formed between the second electrodes 10 and 11.

상기 공여체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 고분자 또는 저분자의 공여체가 사용될 수 있다. 고분자 공여체는 폴리(3-헥실티오펜-2,5-다이일)(화합물1), 폴리[3-(포타시움-6-헥사노에이트)티오펜-2,5-다이일](화합물2), 폴리(티오펜-2-5- 다이일)(화합물3), 폴리(3-오틸티오펜-2,5-다이일)(화합물4), 폴리[1-메톡시-4-(2-에틸헥실록시-2,5-페닐렌비닐렌)](화합물5), 폴리[2-메톡시-5-(3,7-다이메틸옥틸록시)-1,4-페닐렌비닐렌](화합물6), 폴리(9,9-다이옥틸플루오레닐-2,7-다이일)(화합물7) 및 폴리(9,9-다이옥틸플루오레닐-2,7-다이일)(화합물8) 등이 사용될 수 있다. 저분자 공여체는 펜타센(화합물9), 징크 프탈로시아닌(화합물10), 카파 프탈로시아닌(화합물11), 티타늄 옥사이드 프탈로시아닌(화합물12) 및 3-(2-벤조티아졸릴)-7-(다이에틸아미노)쿠마린(화합물13) 등이 사용될 수 있다.The donor may be a polymer or a small molecule donor generally used in the art. The polymer donor may be poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (compound 1), poly [3- (potassium-6-hexanoate) thiophene-2,5-diyl] (compound 2) , Poly (thiophen-2-5-diyl) (compound 3), poly (3-octylthiophene-2,5-diyl) (compound 4), poly [1-methoxy-4- (2- Ethylhexyloxy-2,5-phenylenevinylene)] (compound 5), poly [2-methoxy-5- (3,7-dimethyloctyloxy) -1,4-phenylenevinylene] ( Compound 6), poly (9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) (Compound 7) and poly (9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) (Compound 8 ) May be used. Small molecule donors include pentacene (compound 9), zinc phthalocyanine (compound 10), kappa phthalocyanine (compound 11), titanium oxide phthalocyanine (compound 12) and 3- (2-benzothiazolyl) -7- (diethylamino) coumarin (Compound 13) and the like can be used.

상기 수용체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 고분자 또는 저분자의 수용체가 사용될 수 있다. 고분자 수용체는 폴리[2,5-다이헥실록시-1,4-(1-시아노비닐렌)페닐렌](화합물14)등이 사용될 수 있다. 저분자 수용체는 풀레렌-C60(화합물15), (6,6)-페닐-C61-부틸릭 액시드 메틸에스터(화합물16), [6,6]-페닐-C71-부틸릭 액시드 메틸에스터(화합물17), N,N'-비스(2,5-다이-터트-부틸페닐)-3,4,9,10-페릴렌-다이카복시이미드(화합물18), N,N'-비스(페닐)-3,4,9,10-페릴렌-다이카복시이미드(화합물19), 안트라[2",1",9";4,5,6,6",5",10";4',5'6']다이이소퀴노[2,1-a;2',1'-a']다이페릴이미딘-12,25-다이온(화합물20), 페릴렌-3,4-9-,10-테트라카복실릭 다이언하이드라이드(화합물21), 페릴렌-3,4-9,10-테트라카복시다이이미드(화합물22), 1,4,5,8-나프탈렌테트라카복실릭 다이언하드라이드(화합물23), 페릴렌-3,4,9,10-테트라카복실릭 액시드 N,N'-다이메틸이미드(화합물24) 및 페릴렌-3,4,9,10-테트라카복실릭 액시드 N,N'-다이헵틸이미드(화합물25) 등이 사용될 수 있다.The receptor may be a polymer or a small molecule receptor generally used in the art. As the polymer acceptor, poly [2,5-dihexyloxy-1,4- (1-cyanovinylene) phenylene] (compound 14) and the like can be used. Small molecule receptors are fullerene-C60 (compound 15), (6,6) -phenyl-C61-butylic acid methyl ester (compound 16), [6,6] -phenyl-C71-butylic acid methyl ester ( Compound 17), N, N'-bis (2,5-di-tert-butylphenyl) -3,4,9,10-perylene-dicarboxyimide (Compound 18), N, N'-bis (phenyl ) -3,4,9,10-perylene-dicarboxyimide (Compound 19), anthra [2 ", 1", 9 "; 4,5,6,6", 5 ", 10"; 4 ', 5'6 '] diisoquino [2,1-a; 2', 1'-a '] diperylimidine-12,25-dione (compound 20), perylene-3,4-9-, 10-tetracarboxylic dione hydride (compound 21), perylene-3,4-9,10-tetracarboxydiimide (compound 22), 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic diionhydride (compound 23), perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid N, N'-dimethylimide (compound 24) and perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid N , N'-diheptylimide (compound 25) and the like can be used.

상기에서 제시된 공여체 및 수용체는 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다. It will be apparent to those skilled in the art that various donations and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention, and the donors and receptors presented above are merely illustrative, and such variations and modifications are within the scope of the appended claims.

본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 첨부된 특허청구범위에 의하여 확정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.The invention can be better understood by the following examples, which are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of protection as defined by the appended claims.

실시예 1: 습식 공정 유기분자형 태양전지 소자의 제작 및 평가Example 1 Fabrication and Evaluation of a Wet Process Organic Molecular Solar Cell Device

25mm×25mm×1.1mm 크기의 ITO 투명 전극 부착 유리 기판을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 실시한 후, 자외선 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 부착 유리 기판을 스핀코터의 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극이 형성되어 있는 측의 면상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 정공주입재료 및 정공전달재료인 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜):폴리(스타이렌술포네이드)(PEDOT:PSS, Baytron P)을 0.45㎛ 실린지 필터로 필터링한 후 1,000rpm으로 스핀코팅하여 40nm 두께로 형성시켰다. PEDOT이 성막된 기판은 150℃에서 10 분간 베이킹하였다. PEDOT이 성막된 기판에 상기 P3HT(화합물1)와 PCBM(화합물16)을 1:0.8의 비율로 클로로벤젠에 녹인(고형분 3.6중량%) 용액을 1,000rpm으로 스핀코팅하여 100nm 두께로 성막시켰다. 이후에 기판을 진공 증착 장비의 홀더에 장착시키고 Al을 100nm 두께로 증착시켰다. Al 증착이 끝난 기판은 160℃에서 10 분간 어닐링하 여 유기분자형 태양전지 소자를 제작하였다. 이때 스핀코팅 시에는 MIKASA사 스핀코터(1H-DX2)를 사용하였으며 Al 증착시에는 브이티에스㈜사의 증착 장비(VTSEL1000)를 사용하였다. 유기분자형 태양전지의 효율 측정은 Newport사의 solar simulater(Class A ASTM E 927-05)를 사용하였다.A glass substrate with an ITO transparent electrode having a size of 25 mm x 25 mm x 1.1 mm was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes, followed by ultraviolet ozone cleaning for 30 minutes. The glass substrate with a transparent electrode after cleaning is mounted on a holder of a spin coater, and the polyelectrode (3,4-ethylenediox), which is a hole injection material and a hole transfer material, is first covered by covering the transparent electrode on the surface of the side on which the transparent electrode is formed. Citiopen): Poly (styrenesulfonide) (PEDOT: PSS, Baytron P) was filtered with a 0.45 μm syringe filter and spin-coated at 1,000 rpm to form a 40 nm thick layer. The board | substrate with which PEDOT was formed was baked at 150 degreeC for 10 minutes. The P3HT (Compound 1) and the PCBM (Compound 16) dissolved in chlorobenzene in a ratio of 1: 0.8 on a PEDOT film-forming substrate were spin-coated at 1,000 rpm to form a film having a thickness of 100 nm. The substrate was then mounted in a holder of a vacuum deposition equipment and Al was deposited to a thickness of 100 nm. After Al deposition, the substrate was annealed at 160 ° C. for 10 minutes to fabricate an organic molecular solar cell device. At this time, MIKASA spin coater (1H-DX2) was used for spin coating and VTSEL1000 deposition equipment was used for Al deposition. The efficiency of the organic molecular solar cell was measured using Newport's solar simulater (Class A ASTM E 927-05).

실시예 2: 증착 공정 유기분자형 태양전지 소자의 제작 및 평가Example 2 Fabrication and Evaluation of Deposition Process Organic Molecular Solar Cell Device

25mm×5mm×1.1mm 크기의 ITO 투명 전극 부착 유리 기판을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 실시한 후, UV 오존 세정을 30분간 실시하였다. 세정 후의 투명 전극 부착 유리 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하고, 우선 투명 전극이 형성되어 있는 측의 면상에 상기 투명 전극을 덮도록 하여 정공전달 및 주입재료인 CuPc(화합물11)를 20nm 두께로 증착하였다. 그 위에 CuPc(화합물11)와 C60(화합물15)를 1:1의 비율로 공증착하여 40nm 두께로 성막하였다. 그리고 그 위에 전자전달물질로 하기의 2,9-다이메틸-4,7-다이페닐-1,10-페난트로린(BCP)을 10nm 두께로 증착하였다. 그 위에 Li막을, 성막 속도 0.1Å/sec, 막 두께 1nm로 형성하고, 이 Li막 상에 Al을 증착시켜 막 두께 100nm의 전극을 형성하여 유기분자형 태양전지소자를 제작하였다. 이때 증착시에는 브이티에스㈜사의 증착 장비(VTSEL1000)를 사용하였다. 유기분자형 태양전지의 효율 측정은 Newport사의 solar simulater(Class A ASTM E 927-05)를 사용하였다.A glass substrate with an ITO transparent electrode having a size of 25 mm x 5 mm x 1.1 mm was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes, followed by UV ozone cleaning for 30 minutes. The glass substrate with a transparent electrode after cleaning was mounted on the substrate holder of the vacuum deposition apparatus, and first, the transparent electrode was covered on the surface of the side on which the transparent electrode was formed so that CuPc (compound 11) as a hole transporting and injection material was 20 nm thick. Was deposited. CuPc (Compound 11) and C60 (Compound 15) were co-deposited at a ratio of 1: 1 to form a film with a thickness of 40 nm. Then, the following 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) was deposited as an electron transfer material at a thickness of 10 nm. An Li film was formed thereon at a film formation rate of 0.1 kPa / sec and a film thickness of 1 nm, and Al was deposited on the Li film to form an electrode having a film thickness of 100 nm to fabricate an organic molecular solar cell device. At the time of deposition, VTSEL's deposition equipment (VTSEL1000) was used. The efficiency of the organic molecular solar cell was measured using Newport's solar simulater (Class A ASTM E 927-05).

Figure 112009013059517-PAT00001
Figure 112009013059517-PAT00001

실험예Experimental Example

상기 실시예 1 및 2에서 제조된 유기분자형 태양전지를 적용하여 도 2과 같이 상부기판(1), 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터 패턴(2), 유기분자형 태양전지(4) 및 블랙매트릭스(3)를 포함한 컬러필터, 액정층(5), TFT층(6) 및 하부기판(7)의 순으로 적층되어 이루어진 표시장치를 제조하였다.By applying the organic molecular solar cells prepared in Examples 1 and 2 as shown in Figure 2 the upper substrate 1, red (R), green (G), blue (B) color filter pattern (2), oil A display device including a color filter including a mood-shaped solar cell 4 and a black matrix 3, a liquid crystal layer 5, a TFT layer 6, and a lower substrate 7 was laminated in this order.

본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 유기분자형 태양전지를 적용한 표시장치는 상기 태양전지를 용액공정의 수행으로 대면적화가 가능하여 높은 생산성을 가지며, 전체 소자의 두께가 수백 ㎚에 불과하고 플렉시블(flexible)하게 제작이 가능하였다. 즉, 유기분자형 태양전지는 두께 형태의 제약이 적으므로 종래 결정질 실리콘 태양전지, 비정질 실리콘 태양전지 등의 무기 태양전지 등을 사용한 표시장치에 비하여 박막화 효과가 우수하다.The display device employing the organic molecular solar cells of Examples 1 and 2 according to the present invention has a high productivity since the solar cell can be large-scaled by performing a solution process, and the thickness of the entire device is only a few hundred nm and is flexible. (flexible) it was possible to manufacture. That is, since the organic molecular solar cell has little limitation in thickness, the thinning effect is excellent as compared with the display device using inorganic solar cells such as crystalline silicon solar cells and amorphous silicon solar cells.

또한, 본 발명의 유기분자형 태양전지의 백라이트 전기에너지로 변환 효율 혹은 반사에 의한 광원의 이용효율은 종래와 동등 이상의 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다.In addition, it was confirmed that the conversion efficiency of the organic molecular solar cell of the present invention to the backlight electrical energy or the utilization efficiency of the light source due to reflection show an effect equal to or higher than the conventional one.

도 1은 종래 기술에 의한 액정표시장치의 일례를 나타낸 것이고,1 shows an example of a liquid crystal display device according to the prior art,

도 2는 적(R), 녹(G), 청(B), 유기분자형 태양전지 및 블랙매트릭스가 내장된 액정표시장치의 일례를 나타낸 것이고,2 shows an example of a liquid crystal display device in which red (R), green (G), blue (B), organic molecular solar cells and a black matrix are embedded.

도 3은 적(R), 녹(G), 청(B) 및 유기분자형 태양전지가 내장된 액정표시장치의 일례를 나타낸 것이고,3 illustrates an example of a liquid crystal display device in which red (R), green (G), blue (B), and organic molecular solar cells are incorporated.

도 4는 적(R), 녹(G), 청(B) 및 블랙매트릭스 상부 일부분에 유기분자형 태양전지가 내장된 액정표시장치의 일례를 나타낸 것이고,FIG. 4 shows an example of a liquid crystal display device in which an organic molecular solar cell is embedded in red (R), green (G), blue (B), and black matrix upper portions.

도 5는 적(R), 녹(G), 청(B) 및 블랙매트릭스 하부 일부분에 유기분자형 태양전지가 내장된 액정표시장치의 일례를 나타낸 것이고,FIG. 5 illustrates an example of a liquid crystal display device in which an organic molecular solar cell is embedded in a lower portion of red (R), green (G), blue (B), and black matrix.

도 6은 적(R), 녹(G), 청(B), 블랙매트릭스 및 컬러필터의 백라이트 반대쪽 면 기판에 유기분자형 태양전지가 블랙매트릭스와 동일한 위치에 구비된 액정표시장치의 일례를 나타낸 것이고,FIG. 6 shows an example of a liquid crystal display device in which an organic molecular solar cell is provided at the same position as a black matrix on a substrate opposite to a backlight of red (R), green (G), blue (B), black matrix, and color filter. Will,

도 7은 투과형 유기분자형 태양전지의 일례를 나타낸 것이고,7 shows an example of a transmissive organic molecular solar cell,

도 8은 비투과형 유기분자형 태양전지의 일례를 나타낸 것이고,8 shows an example of a non-transmissive organic molecular solar cell,

도 9는 공여체, 수용체 적층형 유기분자형 태양전지의 일례를 나타낸 것이고,Figure 9 shows an example of a donor, acceptor stacked organic molecular solar cell,

도 10은 공여체, 수용체 혼합형 유기분자형 태양전지의 일례를 나타낸 것이고,10 shows an example of a donor, acceptor mixed organic molecular solar cell,

도 11은 컬러필터 상에 적(R), 녹(G), 청(B) 및 유기분자형 태양전지 패턴이 형성된 일례를 나타낸 것이다.11 illustrates an example in which red (R), green (G), blue (B), and organic molecular solar cells patterns are formed on a color filter.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1: 상부기판 2: 컬러필터 패턴 3: 블랙매트릭스1: upper substrate 2: color filter pattern 3: black matrix

4: 태양전지 5: 액정층 6: TFT층4: solar cell 5: liquid crystal layer 6: TFT layer

7: 하부기판 8: 제1전극 9: 유기분자형 태양전지층7: lower substrate 8: first electrode 9: organic molecular solar cell layer

10: 투과형 제2전극 11: 비투과형 제2전극 12: 공여체10: transmission second electrode 11: non-transmissive second electrode 12: donor

13: 수용체13: receptor

Claims (19)

유기분자형 태양전지가 내장된 컬러필터를 포함하는 표시장치.A display device comprising a color filter containing an organic molecular solar cell. 제1항에 있어서, 컬러필터는 적(R), 녹(G), 청(B) 및 유기분자형 태양전지 패턴으로 형성된 표시장치.The display device of claim 1, wherein the color filter is formed of a red (R), green (G), blue (B), and organic molecular solar cell pattern. 제1항에 있어서, 컬러필터는 적(R), 녹(G), 청(B) 및 블랙매트릭스를 겸한 유기분자형 태양전지 패턴으로 형성된 표시장치. The display device of claim 1, wherein the color filter is formed of an organic molecular solar cell pattern which also serves as red (R), green (G), blue (B), and black matrix. 제1항에 있어서, 컬러필터는 적(R), 녹(G), 청(B), 및 블랙매트릭스 상부에 유기분자형 태양전지가 내장된 패턴으로 형성된 표시장치.The display device of claim 1, wherein the color filter is formed in a pattern in which organic molecular solar cells are embedded on the red, green, blue, and black matrices. 제1항에 있어서, 컬러필터는 적(R), 녹(G), 청(B), 및 블랙매트릭스 하부에 유기분자형 태양전지가 내장된 패턴으로 형성된 표시장치.The display device of claim 1, wherein the color filter is formed in a pattern in which organic molecular solar cells are embedded under the red (R), green (G), blue (B), and black matrices. 제1항에 있어서, 컬러필터는 적(R), 녹(G), 청(B), 및 블랙매트릭스 배면에 유기분자형 태양전지가 블랙매트릭스와 동일한 위치에 내장된 패턴으로 형성된 표시장치.The display device of claim 1, wherein the color filter comprises red, green, blue, and black matrices formed in a pattern in which organic molecular solar cells are embedded at the same positions as the black matrix. 제1항에 있어서, 표시장치는 투과형 또는 반사형인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the display device is a transmissive or reflective type. 제1항에 있어서, 유기태양전지는 플랙서블한 형태인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the organic solar cell is in a flexible form. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 습식 또는 진공 증착 공정으로 형성된 표시장치.The display device of claim 1, wherein the organic molecular solar cell is formed by a wet or vacuum deposition process. 제9항에 있어서, 습식공정은 스핀 코팅법, 잉크-젯 코팅법, 스크린 프린팅법, 닥터블레이드법, 슬릿 코팅법, 플로우 코팅법 및 롤-투-롤 코팅법로 이루어진 군에서 선택된 표시장치.The display device of claim 9, wherein the wet process is selected from the group consisting of a spin coating method, an ink-jet coating method, a screen printing method, a doctor blade method, a slit coating method, a flow coating method, and a roll-to-roll coating method. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 상부 및 하부 전극이 투명 전극인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the upper and lower electrodes of the organic molecular solar cell are transparent electrodes. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 상부 또는 하부 전극이 반사형 전극인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the upper or lower electrode of the organic molecular solar cell is a reflective electrode. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 공여체 및 수용체가 각각 적층된 복합층 구조인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the organic molecular solar cell has a composite layer structure in which donors and acceptors are stacked, respectively. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 공여체 및 수용체가 혼합된 단일층 구조인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the organic molecular solar cell has a single layer structure in which a donor and a receptor are mixed. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 공여체 및 수용체가 각각 적층된 복합층과, 공여체 및 수용체가 혼합된 단일층이 혼합된 구조인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the organic molecular solar cell has a structure in which a composite layer in which donors and acceptors are stacked, and a single layer in which donors and acceptors are mixed are mixed. 제1항에 있어서, 구동부가 추가로 내장된 표시장치.The display device of claim 1, further comprising a driving unit. 제16항에 있어서, 구동부는 유기분자형 태양전지로부터 얻어진 전원을 표시장치로 인가하도록 구성된 표시장치.The display device of claim 16, wherein the driving unit is configured to apply a power source obtained from the organic molecular solar cell to the display device. 제16항에 있어서, 구동부는 유기분자형 태양전지로부터 얻어진 전원을 축전하는 표시장치.The display device of claim 16, wherein the driving unit stores power from an organic molecular solar cell. 제1항에 있어서, 유기분자형 태양전지는 표시장치의 전체 소비전력의 일부를 충당하는 보조전원장치인 표시장치.The display device of claim 1, wherein the organic molecular solar cell is an auxiliary power supply device that covers a part of total power consumption of the display device.
KR1020090018036A 2009-03-03 2009-03-03 Display comprising an organic molecule solar cell KR20100099503A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090018036A KR20100099503A (en) 2009-03-03 2009-03-03 Display comprising an organic molecule solar cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090018036A KR20100099503A (en) 2009-03-03 2009-03-03 Display comprising an organic molecule solar cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100099503A true KR20100099503A (en) 2010-09-13

Family

ID=43005792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090018036A KR20100099503A (en) 2009-03-03 2009-03-03 Display comprising an organic molecule solar cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100099503A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7071613B2 (en) Organic electroluminescent device
US8084772B2 (en) Organic light emitting display including an auxiliary electrode
US7573191B2 (en) Organic EL device having a transflective layer and a light-reflective electrode constituting an optical resonator
CN101118954B (en) Organic light-emitting element and display device
US8907324B2 (en) Organic light emitting display device having solar cell polarizing film
GB2545097B (en) Display device and method for manufacturing the same
CN101615624A (en) Light emitting display panel and manufacture method thereof
JP2008310974A (en) Display device and manufacturing method therefor
TW201039684A (en) Color conversion film and multicolor emission organic EL device including color conversion film
US20080122351A1 (en) Organic electroluminescence display and method of manufacturing the same
KR20160029243A (en) Organic light emitting display panel and method for fabricating the same
TW200935968A (en) Display panel and manufacturing method of display panel
US20190302519A1 (en) Color conversion panel and display device including the same
WO2012121372A1 (en) Display element and electronic device
CN103700674A (en) Array substrate, preparation method thereof and display device
KR20120022253A (en) Electrophoretic display deivce and method of fabrication thereof
WO2015096318A1 (en) Array substrate, manufacturing method therefor and display device
KR20060079241A (en) Liquid crystal panel, manufacturing method thereof, and electronic device using the liquid crystal panel
TW201405909A (en) Light emitting device, display unit including the same, and electronic apparatus
CN110034163A (en) Show equipment
US8686443B2 (en) Organic light-emitting display device
US10162385B2 (en) Conductive material, method of fabricating electrode, and display device having the same
JP5109424B2 (en) Reflective display device
US20090180044A1 (en) Thin film transistor substrate, liquid crystal display having the same, and method of manufacturing the same
KR20100099502A (en) Display comprising an organic molecule solar cell

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination