KR20120055086A

KR20120055086A - Liquid crystal display

Info

Publication number: KR20120055086A
Application number: KR1020100116595A
Authority: KR
Inventors: 박세홍; 강재경
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2012-05-31

Abstract

PURPOSE: A liquid crystal display device is provided to supply power necessary for driving the liquid crystal display device by a solar battery. CONSTITUTION: A reflective sheet(120) is located in a lower part of a light guide plate. The reflective sheet reflects or partially transmits light of the light guide plate. A liquid crystal panel(160) is located on the light guide plate. The liquid crystal panel forms an image. A solar battery(200) is located in a lower part of the reflective sheet. The solar battery converts light into electricity wherein the light is transmitted through the reflective sheet.

Description

Liquid Crystal Display

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 태양전지를 구비함으로써, 액정표시장치의 구동에 필요한 전력을 태양전지를 통해 공급할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of supplying power required for driving the liquid crystal display device through the solar cell by providing a solar cell.

최근, 핸드폰, PDA, 노트북과 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경량박형의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode : OLED) 등이 활발히 연구되고 있으며, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이 용이한 액정표시장치가 각광을 받고 있다.Recently, with the development of various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers, the demand for light and thin flat panel display devices can be gradually increased. Liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), organic light emitting diode (OLED), etc. are being actively researched as such flat panel display devices. BACKGROUND ART Liquid crystal display devices, which are easy to drive and easily implement high image quality, have been in the spotlight.

수광형 표시장치로 분류되는 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널 이외에 상기 액정패널 하부에 배치되어 상기 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다.The liquid crystal display classified into a light receiving display device may include a backlight unit disposed below the liquid crystal panel to provide light to the liquid crystal panel in addition to the liquid crystal panel displaying an image.

백라이트 유닛은 액정 패널에 광을 제공하기 위해 광원, 도광판, 반사시트 및 광학필름 등으로 구성될 수 있다. 여기서, 도광판은 선광원을 면광원으로 만드는 역할을 한다. 광원으로부터 입사된 광은 도광판 내에서 전반사되어 도광판에 형성된 패턴에 의해 전면으로 방출됨으로써, 액정패널에 광을 제공한다.The backlight unit may include a light source, a light guide plate, a reflective sheet, an optical film, and the like to provide light to the liquid crystal panel. Here, the light guide plate serves to make the line light source into a surface light source. The light incident from the light source is totally reflected in the light guide plate and emitted to the front side by a pattern formed on the light guide plate, thereby providing light to the liquid crystal panel.

상기와 같이 구성되는 액정표시장치는 다른 표시장치에 비해 소비 전력이 낮은 장점을 갖는다. 그러나 최근 들어 상기 액정표시장치가 고휘도 및 대화면화의 요구에 따라 액정표시장치를 구동하기 위한 소비전력 또한 증가하게 된다.
The liquid crystal display device configured as described above has an advantage of lower power consumption than other display devices. However, in recent years, the power consumption for driving the liquid crystal display device also increases as the liquid crystal display device demands high brightness and large screen.

따라서, 본 발명은 태양전지를 구비함으로써, 액정표시장치의 구동에 필요한 전력을 태양전지를 통해 공급할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
Accordingly, the present invention provides a liquid crystal display device which can supply power required for driving the liquid crystal display device through the solar cell by providing the solar cell.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 광을 제공하는 광원, 상기 광원의 일측에 위치하여 광을 가이드하는 도광판, 상기 도광판의 하부에 위치하며, 상기 도광판의 광을 반사 또는 일부 투과시키는 반사시트, 상기 도광판 상에 위치하며, 화상을 구현하는 액정패널 및 상기 반사시트 하부에 위치하며, 상기 반사시트에서 투과된 광을 전기로 변환하는 태양전지를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is a light source for providing light, a light guide plate located on one side of the light source to guide the light, is located below the light guide plate, It may include a reflective sheet for reflecting or partially transmitting light, a liquid crystal panel positioned on the light guide plate, a liquid crystal panel for realizing an image, and a solar cell positioned below the reflective sheet and converting light transmitted from the reflective sheet into electricity. have.

상기 태양전지는 실리콘 태양전지일 수 있다.The solar cell may be a silicon solar cell.

상기 태양전지는 염료감응형 태양전지일 수 있다.The solar cell may be a dye-sensitized solar cell.

상기 도광판과 상기 액정패널 사이에 위치한 광학필름을 더 포함할 수 있다.The optical film may further include an optical film positioned between the light guide plate and the liquid crystal panel.

상기 도광판의 하부에 위치하는 커버바텀을 더 포함하며, 상기 태양전지는 상기 도광판과 상기 커버바텀 사이에 위치할 수 있다.The solar cell may further include a cover bottom positioned under the light guide plate, and the solar cell may be positioned between the light guide plate and the cover bottom.

상기 태양전지는 전체 소비전력을 제공하는 전원장치일 수 있다.
The solar cell may be a power supply that provides total power consumption.

본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정표시장치 내부에 태양전지를 구비하여 액정표시장치에 소비되는 전력을 자체적으로 충당할 수 있다. 이에 따라, 액정표시장치에 구비된 외부 전원을 생략하여 자체적으로 화상을 구현함과 동시에 전력을 생산할 수 있는 이점이 있다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display device may include a solar cell inside the liquid crystal display device to cover the power consumed by the liquid crystal display device. Accordingly, an external power source provided in the liquid crystal display device may be omitted, thereby generating an image and generating power.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실리콘 태양전지를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 태양전지의 연결 구조를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면.1 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a silicon solar cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a view showing a connection structure of the solar cell of the present invention.
6 illustrates a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치(100)는 커버바텀(110), 커버바텀(110) 상에 위치하는 반사시트(120), 반사시트(120) 상에 위치하는 도광판(130), 도광판(130)의 측면에 위치하는 광원(140), 도광판(130) 상에 위치하는 광학필름(150), 광학필름(150) 상에 위치하는 액정패널(160), 액정패널(160)의 가장자리를 감싸는 패널 가이드(170) 및 패널 가이드(170)를 감싸며 커버바텀(110)과 체결되는 탑커버(180)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the liquid crystal display device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention is positioned on the cover bottom 110, the reflective sheet 120 positioned on the cover bottom 110, and the reflective sheet 120. The light guide plate 130, the light source 140 positioned on the side of the light guide plate 130, the optical film 150 positioned on the light guide plate 130, the liquid crystal panel 160 positioned on the optical film 150, and the liquid crystal. The panel guide 170 surrounding the edge of the panel 160 and the top cover 180 may be configured to surround the panel guide 170 and be fastened to the cover bottom 110.

보다 자세하게는, 커버바텀(110)과 탑커버(180)는 액정표시장치에 케이스의 역할을 하는 것으로, 반사시트(120), 도광판(130), 광원(140) 및 광학필름(150)을 포함하는 백라이트 유닛(190) 및 액정패널(160)을 수납한다. 커버바텀(110)은 사각의 판 형상으로 이루어지고, 탑커버(180)는 사각틀 형상으로 이루어져 이들이 서로 결합될 수 있다.In more detail, the cover bottom 110 and the top cover 180 serve as a case for the liquid crystal display, and include a reflective sheet 120, a light guide plate 130, a light source 140, and an optical film 150. The backlight unit 190 and the liquid crystal panel 160 are stored. The cover bottom 110 may be formed in a rectangular plate shape, and the top cover 180 may be formed in a rectangular frame shape and they may be coupled to each other.

커버바텀(110) 상에 위치하는 반사시트(120)는 도광판(130)으로부터 출사되는 광을 전면으로 반사하는 역할을 하는 것으로, 수지 중에 산화티탄(TiO₂) 등의 백색의 안료가 분산되거나 수지 중에 광을 산란시키기 위한 기포가 분산된 것으로 이루어질 수 있다. The reflective sheet 120 positioned on the cover bottom 110 serves to reflect the light emitted from the light guide plate 130 to the front side, and a white pigment such as titanium oxide (TiO ₂ ) is dispersed in the resin or the resin Bubbles for scattering light may be dispersed.

또한, 반사시트(120)는 도광판(130)으로부터 출사되는 광의 일부를 투과시킬 수도 있다. 반사시트(120)의 투과량은 상기 백색의 안료나 기포의 함량을 감소시켜 조절할 수 있다. In addition, the reflective sheet 120 may transmit a part of the light emitted from the light guide plate 130. The transmittance of the reflective sheet 120 may be adjusted by reducing the content of the white pigment or bubbles.

반사시트(120) 상에 위치하는 도광판(130)은 광원으로부터 입사되는 광을 가이드하여, 선광원을 면광원으로 바꿔주는 역할을 한다. 도광판(130)은 전반사율이 우수한 PMMA(polymethylmethacrylate) 등으로 이루어진다.The light guide plate 130 positioned on the reflective sheet 120 guides the light incident from the light source to change the line light source into a surface light source. The light guide plate 130 is made of PMMA (polymethylmethacrylate) having excellent total reflectance.

광원(140)은 예를 들어, 도광판(130)의 장축 방향을 따라 도광판(130)의 일측에 적어도 1개 이상으로 형성되거나, 도광판(130)의 양측 각각에 적어도 1개 이상씩 형성될 수 있다. 여기서, 광원(140)으로부터 출사된 광은 도광판(130) 내부로 직접 입사되거나, 광원(140)의 일부, 예를 들어, 광원(140) 외주면의 3/4 정도를 감싸도록 형성된 광원 하우징에 반사된 후 도광판(130) 내부로 입사될 수 있다.For example, at least one light source 140 may be formed on one side of the light guide plate 130 in the long axis direction of the light guide plate 130, or at least one light source may be formed on each side of the light guide plate 130. . Here, the light emitted from the light source 140 is incident directly into the light guide plate 130 or reflected in a light source housing formed to cover a portion of the light source 140, for example, about 3/4 of the outer circumferential surface of the light source 140. The light guide plate 130 may be incident into the light guide plate 130.

광원(140)은 LED 어셈블리일 수 있으며, LED 어셈블리는 LED PCB(142) 상에 복수의 LED 광원(141)이 배열된 것일 수 있다. LED PCB(142) 상에는 반사판(미도시)이 위치하여 LED 광원(141)에서 발광되는 광을 반사할 수 있다.The light source 140 may be an LED assembly, and the LED assembly may include a plurality of LED light sources 141 arranged on the LED PCB 142. A reflector (not shown) may be disposed on the LED PCB 142 to reflect light emitted from the LED light source 141.

본 실시 예에서 광원(140)을 LED 어셈블리로 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 열음극관 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp: HCFL) 및 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Although the light source 140 is described as an LED assembly in this embodiment, the present invention is not limited thereto. For example, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) and a hot cathode fluorescent lamp (HOT Cathode Fluorescent Lamp) HCFL) and an external electrode fluorescent lamp (EEFL), but is not limited thereto.

도광판(130) 상에 위치하는 광학부재(150)는 도광판(130)으로부터 입사되는 광을 확산 또는 집광하는 역할을 한다. 광학부재(150)는 확산시트(151) 및 집광시트(152)로 이루어진다. 확산시트(151)는 도광판(130)으로부터 입사되는 광을 확산시키는 것으로, 광의 휘도를 균일하게 하는 역할을 한다. 그리고, 집광시트(152)는 적어도 프리즘 시트, 마이크로 렌즈 시트, 렌티큘러 렌즈 시트 등일 수 있으며, 광을 집광시켜 휘도를 향상시킨다.The optical member 150 positioned on the light guide plate 130 serves to diffuse or collect light incident from the light guide plate 130. The optical member 150 includes a diffusion sheet 151 and a light collecting sheet 152. The diffusion sheet 151 diffuses the light incident from the light guide plate 130 and serves to make the luminance of the light uniform. In addition, the light collecting sheet 152 may be at least a prism sheet, a micro lens sheet, a lenticular lens sheet, and the like, and condenses light to improve luminance.

광학부재(150) 상에 위치하는 액정패널(160)은 화상이 구현되는 부분으로, 액정층을 사이에 두고 설로 대향하여 합착된 제 1 기판(161) 및 제 2 기판(162)을 포함할 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, TFT 어레이 기판으로 불리는 제 1 기판(161)에는 다수의 스캔 라인과 데이터 라인이 매트릭스 형상으로 교차하여 복수의 화소가 정의될 수 있다. 각각의 화소에는 신호를 온/오프할 수 있는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되고, 박막 트랜지스터에 각각 연결된 화소전극이 위치할 수 있다.The liquid crystal panel 160 positioned on the optical member 150 is an image-implemented part, and may include a first substrate 161 and a second substrate 162 bonded to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. have. Although not shown in the drawing, a plurality of pixels may be defined in the first substrate 161 called a TFT array substrate by crossing a plurality of scan lines and data lines in a matrix shape. Each pixel may include a thin film transistor (TFT) capable of turning on / off a signal, and a pixel electrode connected to the thin film transistor may be positioned.

그리고, 컬러필터 기판으로 불리는 제 2 기판(162)에는 복수의 화소에 각각 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러필터 및 이들을 각각 둘러싸며 스캔 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등의 비표시소자를 가리는 블랙 매트릭스(black matrix)가 구비될 수 있다. 또한, 이들을 덮는 투명한 공통전극이 구비될 수 있다.The second substrate 162, which is called a color filter substrate, includes color filters of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to a plurality of pixels, respectively, and surrounds them with scan lines, data lines, and thin films. A black matrix may be provided to cover non-display elements such as transistors. In addition, a transparent common electrode covering them may be provided.

또한, 액정패널(160)의 적어도 일 측에는 연성회로기판 또는 테이프캐리어패키지(Tape Carrier Package : TCP)와 같은 연결부재(164)를 매개로 인쇄회로기판(166)이 연결되어 모듈화 과정에서 패널 가이드(170)의 측면 내지는 커버바텀(110)의 배면으로 밀착 배치될 수 있다.In addition, the printed circuit board 166 is connected to at least one side of the liquid crystal panel 160 via a connecting member 164 such as a flexible printed circuit board or a tape carrier package (TCP). It may be in close contact with the side of the 170 or the back of the cover bottom 110.

상기와 같은 구조의 액정패널(160)은 스캔 라인으로부터 전달되는 게이트 구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 스캔 라인 별로 선택된 박막 트랜지스터가 온(On)되면 데이터구동회로의 데이터 전압이 데이터 라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따라 화소전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낼 수 있다. 액정패널(160)의 가장자리를 감싸는 패널 가이드(170)는 액정패널(160)이 안착되어 액정패널(160)을 지지하는 역할을 한다.In the liquid crystal panel 160 having the above structure, when the thin film transistor selected for each scan line is turned on by the on / off signal of the gate driving circuit transmitted from the scan line, the data voltage of the data driver circuit is transferred through the data line. The liquid crystal molecules may be transferred to the corresponding pixel electrodes, and thus the arrangement direction of the liquid crystal molecules may be changed by an electric field between the pixel electrodes and the common electrode, thereby indicating a difference in transmittance. The panel guide 170 surrounding the edge of the liquid crystal panel 160 serves to support the liquid crystal panel 160 by mounting the liquid crystal panel 160.

따라서, 본 발명의 액정표시장치(100)는 백라이트 유닛(190) 및 액정패널(160)을 수납하여 구성될 수 있다.Accordingly, the liquid crystal display 100 of the present invention can be configured by housing the backlight unit 190 and the liquid crystal panel 160. [

한편, 본 발명에서는 전술한 도광판(130)과 커버바텀(110) 사이에 태양전지(200)를 더 포함할 수 있다. 태양전지(200)는 상기 반사시트(120)를 투과한 광을 전기로 변환하여 액정표시장치(100)의 구동에 필요한 소비전력을 제공하는 전원장치일 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the solar cell 200 may be further included between the light guide plate 130 and the cover bottom 110. The solar cell 200 may be a power supply device that converts light transmitted through the reflective sheet 120 into electricity to provide power consumption required for driving the liquid crystal display device 100.

태양전지(200)는 실리콘 태양전지 또는 염료감응형 태양전지로 이루어질 수 있다.The solar cell 200 may be formed of a silicon solar cell or a dye-sensitized solar cell.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실리콘 태양전지를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a silicon solar cell according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실리콘 태양전지(200)는 기판(210), 상기 기판(210) 상에 위치하는 제 1 전극(220), 상기 제 1 전극(220) 상에 위치하는 흡수층(230) 및 상기 흡수층(230) 상에 위치하는 제 2 전극(240)으로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the silicon solar cell 200 according to an exemplary embodiment may include a substrate 210, a first electrode 220 positioned on the substrate 210, and an upper portion of the first electrode 220. The absorption layer 230 is positioned in the and the second electrode 240 positioned on the absorption layer 230.

기판(210)은 유리 또는 투명 수지 필름 등을 사용할 수 있다. 상기 유리는 투명성 및 절연성이 높은 산화규소(SiO₂), 산화나트륨(Na₂O) 및 산화칼슘(CaO)을 주 성분으로 하는 판유리를 사용할 수 있다.The substrate 210 may use glass, a transparent resin film, or the like. The glass may be a plate glass having a high transparency and insulation, such as silicon oxide (SiO ₂ ), sodium oxide (Na ₂ O), and calcium oxide (CaO) as main components.

상기 제 1 전극(220)은 투명 도전성 산화물 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 투명 도전성 산화물로는 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO), 산화카드뮴(Cd₂O₃) 및 산화인듐주석(Indium Tin Oxide : ITO)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으나, 산화인듐주석(ITO)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 금속으로는 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 사용할 수 있다.The first electrode 220 may be made of a transparent conductive oxide or a metal. As the transparent conductive oxide, any one selected from the group consisting of zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO), cadmium oxide (Cd ₂ O ₃ ), and indium tin oxide (ITO) may be used. Preference is given to using indium tin (ITO). Silver (Ag) or aluminum (Al) may be used as the metal.

그리고, 제 1 전극(220)은 투명 도전성 산화물 또는 금속으로 이루어진 단일층일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 투명 도전성 산화물/금속의 2층 또는 그 이상이 적층된 복층일 수 있다.The first electrode 220 may be a single layer made of a transparent conductive oxide or a metal, but is not limited thereto and may be a multilayer in which two or more layers of the transparent conductive oxide / metal are stacked.

상기 흡수층(230)은 비정질 실리콘, CdTe 또는 CIGS(CuInGaSe₂)으로 이루어질 수 있으며, pin구조로 이루어질 수 있다. 여기서 흡수층(230)의 pin 구조는 p+ 형 비정질 실리콘층/i형(intrinsic) 비정질 실리콘층/n+ 비정질 실리콘층으로 이루어진 구조일 수 있다.The absorption layer 230 may be made of amorphous silicon, CdTe, or CIGS (CuInGaSe ₂ ), and may have a pin structure. In this case, the pin structure of the absorber layer 230 may include a p + type amorphous silicon layer / i-type (intrinsic) amorphous silicon layer / n + amorphous silicon layer.

여기서, pin 구조는 태양광이 입사되면 실리콘 박막층에서 태양광을 흡수하게 되며 이때 전자-홀이 생성된다. pin 구조에서 p형과 n형에 의해 생성된 내부 전계(Built-in potential)에 의해 앞에서 생성된 전자와 홀은 각각 n형과 p형 반도체로 이동되어 이를 이용할 수 있게 된다.Here, the pin structure absorbs sunlight from the silicon thin film layer when the sunlight is incident, the electron-hole is generated at this time. In the pin structure, electrons and holes generated earlier by the built-in potential generated by p-type and n-type are transferred to n-type and p-type semiconductors, and can be used.

본 실시 예에서는 상기 흡수층(230)이 하나의 층만으로 도시되어 있으나, 흡수층(230)은 p+ 형 비정질 실리콘층/i형(intrinsic) 비정질 실리콘층/n+ 비정질 실리콘층으로 이루어진 구조일 수 있다.In the present exemplary embodiment, the absorber layer 230 is illustrated as only one layer, but the absorber layer 230 may be formed of a p + type amorphous silicon layer / i type (intrinsic) amorphous silicon layer / n + amorphous silicon layer.

상기 제 2 전극(240)은 상기 제 1 전극(220)과 동일하게 투명 도전성 산화물 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 투명 도전성 산화물로는 산화인듐주석(Indium Tin Oxide : ITO), 산화주석(SnO₂) 또는 산화아연(ZnO)을 사용할 수 있으나, 산화인듐주석(ITO)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 금속으로는 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 사용할 수 있다. 그리고, 제 2 전극(240)은 투명 도전성 산화물 또는 금속으로 이루어진 단일층일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 투명 도전성 산화물/금속의 2층 또는 그 이상이 적층된 복층일 수 있다.The second electrode 240 may be made of a transparent conductive oxide or a metal in the same manner as the first electrode 220. Indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO ₂ ), or zinc oxide (ZnO) may be used as the transparent conductive oxide, but indium tin oxide (ITO) is preferably used. Silver (Ag) or aluminum (Al) may be used as the metal. The second electrode 240 may be a single layer made of a transparent conductive oxide or a metal, but is not limited thereto. The second electrode 240 may be a multilayer in which two or more layers of the transparent conductive oxide / metal are stacked.

반면, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 염료감응형 태양전지(200)는 제 1 전극(255) 및 제 2 전극(270)이 서로 면 접합된 샌드위치 구조로, 보다 자세하게는 제 1 기판(250) 상에 제 1 전극(255)이 위치하고, 상기 제 1 전극(255)과 대향하는 제 2 기판(280) 상에 제 2 전극(270)이 서로 마주보는 구조일 수 있다.On the other hand, referring to Figure 3, the dye-sensitized solar cell 200 according to an embodiment of the present invention is a sandwich structure in which the first electrode 255 and the second electrode 270 is a surface bonded to each other, more specifically The first electrode 255 may be disposed on the first substrate 250, and the second electrode 270 may face each other on the second substrate 280 facing the first electrode 255.

상기 제 1 전극(255)과 상기 제 2 전극(270) 사이에는 전해질(261), 반도체 미립자(262) 및 반도체 미립자(262)에 흡착된 염료(263)를 포함하는 광흡수층(260)이 위치할 수 있다.Between the first electrode 255 and the second electrode 270 is a light absorption layer 260 including an electrolyte 261, semiconductor fine particles 262 and dye 263 adsorbed to the semiconductor fine particles 262 is located. can do.

상기 제 1 전극(255)은 전도성 금속 산화막을 포함할 수 있다. 여기서, 전도성 금속 산화막은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), ZnO-(Ga₂O₃ 또는 Al₂O₃), 주석계 산화물, 안티몬 틴 옥사이드(ATO), 산화아연(ZnO) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게는 F:SnO₂를 사용할 수 있다.The first electrode 255 may include a conductive metal oxide layer. The conductive metal oxide film may be formed of indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), ZnO- (Ga ₂ O ₃ or Al ₂ O ₃ ), tin oxide, antimony tin oxide (ATO), zinc oxide (ZnO). ) And mixtures thereof, and more preferably F: SnO ₂ may be used.

광흡수층(260)은 전해질(261), 반도체 미립자(262) 및 염료(263)를 포함할 수 있다. The light absorption layer 260 may include an electrolyte 261, semiconductor fine particles 262, and a dye 263.

상기 전해질(261)은 레독스 전해질을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 할로겐 이온을 대이온으로 하는 할로겐 화합물 및 할로겐 분자로 구성되는 할로겐 산화 환원계 전해질, 페로시안산염-페로시안산염이나 페로센-페리시늄 이온, 코발트 착체 등의 금속착체 등의 금속산화 환원계 전해질, 알킬티올-알킬디설피드, 비올로겐 염료, 하이드로퀴논-퀴논 등의 유기산화 환원계 전해질 등을 사용할 수 있으며, 할로겐 산화 환원계 전해질이 바람직하다.The electrolyte 261 may be a redox electrolyte. Specifically, a halogen redox electrolyte composed of a halogen compound having a halogen ion as a counter ion and a halogen molecule, a ferrocyanate-ferrocyanate or ferrocene-ferric Metal redox electrolytes such as metal complexes such as nium ions and cobalt complexes, organic redox electrolytes such as alkylthiol-alkyldisulfides, viologen dyes, and hydroquinone-quinones; Electrolytes are preferred.

상기 반도체 미립자(262)는 실리콘으로 대표되는 단체 반도체 외에, 화합물 반도체 또는 페로브스카이트 구조를 갖는 화합물 등을 사용할 수 있다.The semiconductor fine particles 262 may be a compound semiconductor or a compound having a perovskite structure, in addition to the single semiconductor represented by silicon.

상기 반도체로는 광 여기하에서 전도대 전자가 캐리어로 되어 애노드 전류를 제공하는 n형 반도체일 수 있고, 상기 화합물 반도체로는 티탄, 주석, 아연, 텅스텐, 지르코늄, 갈륨, 인듐, 이트륨, 니오브, 탄탈, 바나듐으로 이루어진 군에서 선택되는 금속 산화물을 사용할 수 있다. The semiconductor may be an n-type semiconductor in which conduction band electrons are carriers to provide an anode current under optical excitation, and the compound semiconductor may be titanium, tin, zinc, tungsten, zirconium, gallium, indium, yttrium, niobium, tantalum, Metal oxides selected from the group consisting of vanadium can be used.

바람직하게는 산화티탄, 산화주석, 산화아연, 산화니오브, 산화티탄스트론튬 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 아나타제형의 산화티탄을 사용할 수 있다. 상기 반도체의 종류는 이들에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 두 가지 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.Preferred examples thereof include titanium oxide, tin oxide, zinc oxide, niobium oxide, titanium strontium oxide, or a mixture thereof. More preferably, anatase type titanium oxide can be used. The kind of the semiconductor is not limited to these, and these may be used alone or in combination of two or more thereof.

상기 반도체 미립자(262)의 표면에는 외부광을 흡수하여 여기 전자를 생성하는 염료(263)가 흡착될 수 있다. The dye 263 that absorbs external light and generates excitation electrons may be adsorbed on the surface of the semiconductor fine particles 262.

광흡수층(260) 상에 제 2 전극(270)이 위치할 수 있다. 제 2 전극(270)은 투명 전극(271) 및 촉매 전극(272)을 포함할 수 있다. 투명 전극(271)은 인듐 틴 옥사이드, 플루오르 틴 옥사이드, 안티몬 틴 옥사이드, 산화아연, 산화주석, ZnO-(Ga₂O₃ 또는 Al₂O₃) 등의 투명 물질로 이루어질 수 있다. The second electrode 270 may be positioned on the light absorption layer 260. The second electrode 270 may include a transparent electrode 271 and a catalyst electrode 272. The transparent electrode 271 may be made of a transparent material such as indium tin oxide, fluorine oxide, antimony tin oxide, zinc oxide, tin oxide, or ZnO— (Ga ₂ O ₃ or Al ₂ O ₃ ).

촉매 전극(272)은 산화-환원 쌍(redox couple)을 활성화 시키는 역할을 하는 것으로, 백금, 금, 루테늄, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 오스뮴, 탄소, 산화티탄 및 전도성 고분자 등의 전도성 물질을 사용할 수 있다.The catalyst electrode 272 serves to activate a redox couple, and may use conductive materials such as platinum, gold, ruthenium, palladium, rhodium, iridium, osmium, carbon, titanium oxide, and a conductive polymer. have.

또한, 산화 환원의 촉매 효과를 향상시킬 목적으로 제 1 전극(255)과 마주보고 있는 촉매 전극(272)은 미세구조를 가져 표면적을 증가시킬 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 납 또는 금의 경우 블랙 상태로, 카본의 경우 다공질 상태인 것이 바람직하다. 특히 백금흑 상태는 백금의 양극 산화법, 염화 백금산 처리 등에 의해, 또한 다공질 상태의 카본은 카본 미립자의 소결이나 유기몰리머의 소성 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.In addition, it is preferable that the catalytic electrode 272 facing the first electrode 255 has a microstructure and can increase the surface area for the purpose of improving the catalytic effect of redox. For example, in the case of lead or gold, it is preferable to be in a black state, and in the case of carbon, it is preferably in a porous state. Particularly, the platinum black state can be formed by platinum anodization, platinum chloride treatment, or the like, and the carbon in the porous state can be formed by sintering carbon fine particles or firing organic oligomers.

이와 같은 구조를 갖는 염료 감응 태양전지(200) 내로 태양광이 입사되면 광양자는 먼저 광흡수층(260) 내의 염료(263)에 흡수되고, 이에 따라 염료(263)는 기저상태에서 여기상태로 전자전이하여 전자-홀쌍을 만들고, 여기상태의 전자는 반도체 미립자(262) 계면의 전도띠(conduction band)로 주입되며, 주입된 전자는 계면을 통해 제 1 전극(255)으로 전달 되고, 이후 외부 회로를 통해 대향전극인 제 2 전극(270)으로 이동한다.When sunlight enters into the dye-sensitized solar cell 200 having such a structure, photons are first absorbed by the dye 263 in the light absorption layer 260, and thus the dye 263 is transferred from the ground state to the excited state. To form an electron-hole pair, and the excited electrons are injected into the conduction band of the interface of the semiconductor fine particles 262, and the injected electrons are transferred to the first electrode 255 through the interface, and then the external circuit The second electrode 270 moves to the second electrode 270 through the counter electrode.

한편, 전자 전이 결과로 산화된 염료(263)는 전해질(261) 내의 산화-환원 커플의 이온에 의해 환원되고, 산화된 상기 이온은 전하중성(charge neutrality)을 이루기 위해 제 2 전극(270)의 계면에 도달한 전자와 환원 반응을 함으로써 상기 염료 감응 태양전지(200)가 작동하게 된다.On the other hand, the dye 263 oxidized as a result of the electron transition is reduced by the ions of the redox couple in the electrolyte 261, and the oxidized ions of the second electrode 270 to achieve charge neutrality. The dye-sensitized solar cell 200 is operated by a reduction reaction with electrons reaching the interface.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 태양전지의 연결 구조를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.4 is a view schematically showing a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing a connection structure of a solar cell of the present invention, and FIG. 6 is a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows a display apparatus.

도 4를 참조하면, 전술한 본 발명의 액정표시장치는 다음과 같은 광량이 제공될 수 있다. 하기에서는 본 발명의 액정표시장치가 450nits의 휘도 특성을 가진 것을 예로 설명한다.Referring to FIG. 4, the above-described liquid crystal display of the present invention may be provided with the following amounts of light. Hereinafter, the liquid crystal display of the present invention will be described as an example having a luminance characteristic of 450nits.

광원(140)으로부터 도광판(130)으로 광이 제공되면, 도광판(130) 내에서 광이 전반사하여 선광원을 면광원으로 변환하게 된다. 이렇게 변환된 면광원은 도광판(130)의 상부 또는 하부로 방출된다. When light is provided from the light source 140 to the light guide plate 130, the light is totally reflected in the light guide plate 130 to convert the line light source into a surface light source. The converted surface light source is emitted to the upper or lower portion of the light guide plate 130.

그리고, 도광판(130)의 상부로 방출된 광은 광학필름(150)들을 통해 약 8108nits의 광량으로 방출되고, 도광판(130)의 하부로 방출된 광은 반사시트(120)에서 대부분 반사되어 다시 도광판(130)으로 입사되고 일부는 반사시트(120)를 투과하여 175nits의 광량으로 방출된다.And, the light emitted to the upper portion of the light guide plate 130 is emitted in the amount of light of about 8108nits through the optical film 150, the light emitted to the lower portion of the light guide plate 130 is mostly reflected from the reflective sheet 120 is again the light guide plate It is incident on the 130 and part of the light is transmitted through the reflective sheet 120 to emit a light amount of 175 nits.

상기 8108nits의 광량으로 방출된 광은 액정패널(160)을 통해 450nits의 광량으로 화상을 구현하고, 반사시트(120)를 투과한 175nits의 광량의 광은 태양전지(200)에 입사하게 된다.The light emitted by the light amount of 8108nits implements an image with the light amount of 450nits through the liquid crystal panel 160, and the light amount of 175nits transmitted through the reflective sheet 120 is incident on the solar cell 200.

태양전지(200)에 입사된 광은 태양전지(200)에서 전기 에너지로 변환되어 액정패널 및 광원으로 전원을 공급하게 된다.Light incident on the solar cell 200 is converted into electrical energy in the solar cell 200 to supply power to the liquid crystal panel and the light source.

도 5를 참조하면, 일반적으로 대형 TV의 경우 액정패널을 구동하기 위해서 최대 18W 정도의 전원이 필요하게 된다. 본 발명에서는 태양전지를 여러개 병렬 배치하면 I=I1+I2로 전류 보상이 가능하고, 직렬 배치하면 V=V1+V2로 전압 보상이 가능하다.Referring to FIG. 5, in general, a large TV requires a maximum power of about 18 W in order to drive a liquid crystal panel. In the present invention, when the solar cells are arranged in parallel, current compensation is possible by I = I1 + I2, and in series, voltage compensation is possible by V = V1 + V2.

예를 들어, 6.0V/0.3A의 용량을 가진 태양전지가 있다면, 각각 5개씩 병렬 배치하여 6V/1.5A 용량을 2개 구성하고 이를 직렬 배치하여 12V/1.5A인 18W의 전원을 만들 수 있게 된다.For example, if you have a solar cell with a capacity of 6.0V / 0.3A, you can arrange two 6V / 1.5A capacity by arranging five each in parallel, and in series, you can make a power of 18W of 12V / 1.5A. do.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 태양전지를 병렬 및 직렬로 연결하여 반사시트를 투과한 광을 전기에너지로 변환하여 액정표시장치의 구동 전력으로 사용이 가능하다.Thus, as shown in Figure 6, by connecting the solar cells in parallel and in series it is possible to convert the light transmitted through the reflective sheet into electrical energy can be used as the driving power of the liquid crystal display device.

상기와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치는 액정표시장치 내부에 태양전지를 구비하여 액정표시장치에 소비되는 전력을 자체적으로 충당할 수 있다. 이에 따라, 액정표시장치에 구비된 외부 전원을 생략하여 자체적으로 화상을 구현함과 동시에 전력을 생산할 수 있는 이점이 있다.As described above, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention may include a solar cell inside the liquid crystal display to cover the power consumed by the liquid crystal display. Accordingly, an external power source provided in the liquid crystal display device may be omitted, thereby generating an image and generating power.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the technical configuration of the present invention described above may be modified in other specific forms by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing its technical spirit or essential features. It will be appreciated that it may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description. Also, it is to be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.

Claims

A light source for providing light;
A light guide plate positioned at one side of the light source to guide light;
A reflection sheet positioned below the light guide plate to reflect or partially transmit light of the light guide plate;
A liquid crystal panel positioned on the light guide plate to implement an image; And
And a solar cell positioned under the reflective sheet and converting light transmitted from the reflective sheet into electricity.

The method of claim 1,
The solar cell is a silicon solar cell liquid crystal display device.

The method of claim 1,
The solar cell is a dye-sensitized solar cell liquid crystal display device.

The method of claim 1,
And an optical film disposed between the light guide plate and the liquid crystal panel.

The method of claim 1,
Further comprising a cover bottom positioned below the light guide plate,
The solar cell is a liquid crystal display device positioned between the light guide plate and the cover bottom.

The method of claim 1,
The solar cell is a liquid crystal display device that is a power supply that provides a total power consumption.