TWM639299U - 具有太陽能電池之顯示面板結構 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其係包含第一基板、陣列基板以及一顯示介質層夾設於該第一基板與該陣列基板之間，該第一基板接近顯示介質層之一下方設置複數個太陽能電池單元，一阻隔層設置於部分之該些太陽能電池單元下方，該阻隔層包覆部分該些太陽能電池單元，以阻隔一共同電極層以及該太陽能電池單元。其中，該些太陽能電池單元進一步包含一透明導電層、一光電轉換層、一第一導電層、一絕緣層以及一第二導電層，該透明導電層設置於該第一基板之下方，該阻隔層設置於該第二導電層之下方，以區隔該第二導電層與該共同電極層，防止其短路。

Description

具有太陽能電池之顯示面板結構

本創作是關於一種具有太陽能電池之顯示面板結構，尤其係指一種太陽能電池與顯示面板結合之結構。

隨著科技的快速發展，電子產品不但功能日益地多樣化，電子產品的體積亦有逐漸縮小的趨勢，例如行動裝置的興起，然而行動裝置皆需倚賴電池提供電源方能運作。

又隨著行動網際網路的發展，行動裝置(如智慧型手機)成為核心的通訊工具，行動應用程式市場及行動商務、手機遊戲產業、社交即時通訊網路高度繁榮，甚至產生了相關的職業。通訊技術的發展，萬物互聯概念的提出，使得行動裝置成為了重要的終端裝置，進駐了現代社會的各方面，已經是不可取代的物品。

其中行動裝置更是逐漸朝向更大螢幕的設計，其成為目前為最主要的發展方向，但裝置的高螢幕占比，也逐漸使電池的容量難以負荷；為了行動裝置的使用時間，產業界逐漸發展出利用太陽能電池結合顯示器，來提供行動裝置的電力，並且對電池加以充電，使行動裝置於使用時仍可透過光線照射來延長使用時間。

但習知技術中，因為太陽能電池的光生伏打效應產生電磁波，在與顯示器結合時，太陽能電池產生的電磁波，會影響顯示器的訊號傳輸，使顯 示器的控制訊號產生雜訊，甚至短路使顯示器損壞，因此產業界急需新的設計解決前述問題。

有鑑於上述習知技術之問題，本創作提供一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其係於太陽能電池層以及顯示器之共同電極層之間設置阻隔層，利用阻隔層包覆該太陽能電池層，使太陽能電池層的光生伏打效應不影響共同電極層之訊號傳輸。

本創作之一目的在於提供一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其係於以太陽能電池遮蔽來自顯示介質層之一部份之光線，提高顯示器之對比，並於部分複數個太陽能電池單元與顯示器之共同電極層之間設置阻隔層，藉由阻隔層包覆部分之複數個太陽能電池單元，使其不影響共同電極層之訊號傳輸，減少顯示器訊號雜訊，進一步防止顯示器損壞。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本創作提供一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其係包含一第一基板、一阻隔層、一共同電極層、一顯示介質層以及一陣列基板，該第一基板之一下方設置複數個太陽能電池單元，該阻隔層設置於部分之該些太陽能電池單元下方，該阻隔層包覆部分該些太陽能電池單元，其中未被該阻隔層包覆之該些太陽能電池單元設置於顯示區之外，該共同電極層設置於該阻隔層之一下方，該顯示介質層設置於該共同電極層之一下方並包覆該共同電極層，該陣列基板設置於該顯示介質層之一下方；利用此結構阻隔太陽能電池單元與共同電極層，減少顯示器訊號雜訊，進一步防止顯示器損壞。

本創作之一實施例中，其中該些太陽能電池單元包含一透明導電層、一光電轉換層、一絕緣層以及一共同電極層，該透明導電層設置於該第一基板之一下方，該光電轉換層設置於該透明導電層之一下方，並電性連接該透明導電層，該第一導電層設置於該光電轉換層之一下方，並電性連接該光電轉換層，該絕緣層設置於該第一導電層之一下方，該絕緣層包覆該光電轉換層以及該第一導電層，該第二導電層設置於該絕緣層之一下方，並電性連接該透明導電層。

本創作之一實施例中，其中該透明導電層係氧化鋅鋁薄膜(Aluminum Zinc Oxide,AZO)或氧化銦錫薄膜(Indium Tin Oxide,ITO)。

本創作之一實施例中，其中該些太陽能電池單元遮蔽該共同電極層之一部份。

本創作之一實施例中，其中該些太陽能電池單元以及該阻隔層呈網格狀排列。

本創作之一實施例中，其中該阻隔層於複數個交界處個別設置一接觸孔，該些太陽能電池單元於該接觸孔電性連接該共同電極層。

本創作之一實施例中，其中該光電轉換層係P-I-N型太陽能電池。

本創作之一實施例中，其中該阻隔層之厚度係於0.05微米至5微米之間，該共同電極層之厚度係於0.05微米至5微米之間。

本創作之一實施例中，其中該透明導電層之厚度係於0.05微米至5微米之間，該光電轉換層之厚度係於0.05微米至5微米之間，該絕緣層之厚度係於0.25微米至25微米之間，該第二導電層之厚度係於0.05微米至5微米之間。

本創作之一實施例中，其中該具有太陽能電池之顯示面板結構設置於該面板之一密封膠框，該具有太陽能電池之顯示面板結構更包含：一封膠 層，其設置於該共同電極層之一下方；一電路層，其設置於該封膠層以及該陣列基板之間。

本創作之一實施例中，其中該密封膠框設置一電性傳輸部，於該電性傳輸部之該些太陽能電池單元未設置該阻隔層處，具有一接觸槽，該些太陽能電池單元於該接觸槽電性連接該共同電極層。

本創作之一實施例中，更包含：一間隔件，其設置於該共同電極層之一下方；一驅動電路層，其設置於該間隔件以及該陣列基板之間，該驅動電路層設置於該顯示介質層之一下方。

1:顯示區

2:密封膠框

3:密封膠框

4:電性傳輸部

5:顯示區

10:第一基板

20:太陽能電池單元

21:透明導電層

23:光電轉換層

25:第一導電層

27:絕緣層

29:第二導電層

30:阻隔層

32:接觸孔

34:接觸槽

40:共同電極層

45:顯示介質層

50:封膠層

60:電路層

70:陣列基板

80:驅動電路層

82:間隔件

L1:光線

第1圖：其為本創作之一實施例之結構示意圖；第2圖：其為本創作之一實施例之結構俯視示意圖；第3圖：其為本創作之一實施例之結構AA剖面示意圖；第4圖：其為本創作之一實施例之結構AA剖面放大示意圖；第5圖：其為本創作之一實施例之結構BB剖面示意圖；第6圖：其為本創作之一實施例之結構BB剖面放大示意圖；第7圖：其為本創作之一實施例之顯示區及密封膠框結構示意圖；第8圖：其為本創作之一實施例之結構CC剖面放大示意圖；第9圖：其為本創作之一實施例之結構DD剖面放大示意圖；以及第10圖：其為本創作之一實施例之結構EE剖面放大示意圖。

為使 貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：有鑑於上述習知技術之問題，本創作係利用一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其係包含第一基板、陣列基板以及一顯示介質層夾設於該第一基板與該陣列基板之間，該第一基板接近顯示介質層之一下方設置複數個太陽能電池單元，一阻隔層設置於部分之該些太陽能電池單元下方，該阻隔層包覆部分該些太陽能電池單元，以阻隔一共同電極層以及該些太陽能電池單元，於一實施例中，該些太陽能電池單元進一步包含一透明導電層、一光電轉換層、一第一導電層、一絕緣層以及一第二導電層，該透明導電層設置於該第一基板之該下方，該阻隔層設置於該第二導電層設置於之一下方，區隔該第二導電層與該共同電極層，防止其短路，以解決習知太陽能電池與顯示面板結合，產生訊號干擾/短路之問題。

請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為本創作之一實施例之結構示意圖，第2圖為本創作之一實施例之結構俯視示意圖，如圖所示，本實施例係第一實施例，其係一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其設置於一面板1，該面板1具有一顯示區5，該具有太陽能電池之顯示面板結構包含：一第一基板10、一阻隔層30、一共同電極層40、一顯示介質層45以及一陣列基板70。

再次參閱第1圖以及參閱第2圖，如圖所示，於本實施例中，該第一基板10之一下方設置複數個太陽能電池單元20，該阻隔層30設置於部分該些太陽能電池單元20之一下方，且該阻隔層30包覆該些太陽能電池單元20之一側，該共同電極層40設置於該阻隔層30之一下方，該顯示介質層45設置於該共同電極層40之一下方並包覆該共同電極層40，該陣列基板70設置於該顯示介質層45之一下方；於本實施例中，該太陽能電池單元20係用於遮蔽來自顯示介質層之一部份之光線，提升該顯示區1之顯示對比。

接續上述，於本實施例中，該共同電極層40係該顯示區1之Vcom是，其係顯示介質的參考電壓，比如是液晶分子偏轉的參考電壓，因此該共同電極層40是否穩定對顯示介質之顯示有直接影響。

接續上述，於一實施例中，該阻隔層30之厚度係於0.05微米至5微米之間，但本實施例不在此限制。

接續上述，於一實施例中，該共同電極層40之厚度係於0.05微米至5微米之間，但本實施例不在此限制。

再次參閱第2圖以及參閱第3圖，第3圖為本創作之一實施例之結構AA剖面示意圖，第3圖係第2圖之AA剖面線之剖面圖(圖示省略顯示介質層及陣列基板)，如圖所示，於本實施例中，該些太陽能電池單元20包含：一透明導電層21、一光電轉換層23、一第一導電層25、一絕緣層27以及一第二導電層29。

再次參閱第2圖以及第3圖，如圖所示，於本實施例中，該些太陽能電池單元20係縱切表示，該透明導電層21設置於該第一基板10之該下方，該光電轉換層23設置於該透明導電層21之一下方，且該光電轉換層23電性連接該透明導電層21，該第一導電層25設置於該光電轉換層23之一下方，且該第一導電層25電性連接該光電轉換層23，該絕緣層27設置於該第一導電層25之一下方，該絕緣層27用於阻隔該光電轉換層23以及該第一導電層25與該第二導電層29，避免短路，使元件產生損壞，該第二導電層29設置於該絕緣層27之一下方，且該第二導電層29電性連接該透明導電層21。

接續上述，於本實施例中，該透明導電層21係氧化鋅鋁(Aluminum Zinc Oxide,AZO)薄膜或氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜，其中氧化鋅(Zinc Oxide,ZnO)屬於N型Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，氧化鋅具有高熔點與優良的熱穩定性，能溶於酸鹼，但不溶於水與酒精。氧化鋅光學能隙約為3.3eV， 大於可見光的能量，因此於可見光範圍內具有高穿透率。氧化鋅電阻值高，具有壓電效應，傳統應用於壓電材料上，另外亦可應用於表面聲波元件或是紫外線光發射器材料；氧化鋅其電子傳導是由化學劑量比的偏差所產生的，由氧空缺(oxygen vacancies)及間隙型鋅原子(interstitial znic)之淺層受體能階(shallow donor levels)提供，氧化鋅的電阻較高，因此一般於透明導電薄膜的應用上，則會將其摻雜III族元素(鋁、鎵、銦等)，使其導電特性提高，同時也增加其高溫穩定性，因此提供適當量摻雜量的鋁，能夠使氧化鋅的導電性變佳。

接續上述，於本實施例中，該光電轉換層係P-I-N型太陽能電池，其係非晶矽太陽電池，其中P層是入射層，I層是本徵吸收層，當入射光通過P層進入I層後，產生電子-電洞對，光生載子一旦產生後就由內建電場分開，電洞漂移到P型一側，電子漂移到N型一側，在PN結兩側集聚形成了電位差，形成光生電流和光生電壓；因此在這種與表面垂直的P-I-N結構下，I層是電池的核心部分，是光生載子的產生區，I層的設計原則上應同時考慮材料的光吸收係數和帶隙中的缺陷態密度，因此該層的品質及其厚度是否合適，將直接影響電池的性能參數。

再次參閱第1圖以及第2圖，如圖所示，於一實施例中，該些太陽能電池單元20以及其對應之該阻隔層30呈網格狀排列，形成複數個交界處，其中該阻隔層30於該些個交界處個別設置一接觸孔32，該些太陽能電池單元20於該接觸孔32電性連接該共同電極層40，以傳導該些太陽能電池單元20所產生之電能。

再次參閱第3圖以及請參閱第4圖，第4圖為本創作之一實施例之結構AA剖面放大示意圖，第4圖為第3圖之部分放大圖，如圖所示，本實施例中，一光線L1穿過該第一基板10後，該光線L1再穿過透光之該透明導電層21，該光線L1射至該光電轉換層23，使該光電轉換層23形成光生電流和光生電壓， 並由該透明導電層21以及該第一電極25傳輸電能，於本實施例中，由於該透明導電層21之材料係氧化鋅鋁(Aluminum Zinc Oxide,AZO)薄膜或氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜，其導電性較差，因此以該第二電極29對應電性連接該透明導電層21，以協助傳輸該透明導電層21之電能。

接續上述，於本實施例中，該透明導電層21之厚度係於0.05微米至5微米之間。

接續上述，於本實施例中，該光電轉換層23之厚度係於0.05微米至5微米之間。

接續上述，於本實施例中，該絕緣層27之厚度係於0.25微米至25微米之間。

接續上述，於本實施例中，該第一導電層25以及該第二導電層29之厚度係於0.05微米至5微米之間。

請參閱第5圖以及第6圖，第5圖為本創作之一實施例之結構BB剖面示意圖，第6圖為本創作之一實施例之結構BB剖面放大示意圖，第5圖為第2圖之BB剖面線之剖面圖(圖示省略顯示介質層及陣列基板)，第6圖為第5圖之部分放大圖，如圖所示，本實施例中，該些太陽能電池單元20係橫切表示，該些太陽能電池單元20包含之該透明導電層21設置於該第一基板10之該下方，該光電轉換層23設置於該透明導電層21之一下方，且該光電轉換層23電性連接該透明導電層21，該第一導電層25設置於該光電轉換層23之一下方，且該第一導電層25電性連接該光電轉換層23，該絕緣層27設置於該第一導電層25之一下方，如圖所示，該絕緣層27包覆該光電轉換層23以及該第一導電層25之一側，利用該絕緣層27將該光電轉換層23以及該第一導電層25與該第二導電層29隔離，避免其互相短路，導致元件產生損壞，該第二導電層29設置於該絕緣層27之一下方，且該第二導電層29電性連接該透明導電層21。

再次參閱第5圖以及第6圖，如圖所示，本實施例中，一光線L1穿過該第一基板10後，該光線L1再穿過透光之該透明導電層21，該光線L1射至該光電轉換層23，使該光電轉換層23形成光生電流和光生電壓，並由該透明導電層21以及該第一電極25傳輸電能，於本實施例中，由於該透明導電層21之材料係氧化鋅鋁(Aluminum Zinc Oxide,AZO)薄膜或氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜，其導電性較差，因此以該第二電極29對應電性連接該透明導電層21，以協助傳輸該透明導電層21之電能，本實施例其他元件結構以及其作動關係，皆與上述實施例相同，故不再贅述。

請參閱第7圖，其為本創作之一實施例之顯示區及密封膠框結構示意圖，如圖所示，本實施例中，該面板1更包含二密封膠框2、3，二密封膠框2、3設置於該顯示區5之外框。

再次參閱第7圖以及參閱第8圖，第8圖為本創作之一實施例之結構CC剖面放大示意圖，第8圖為第7圖之CC剖面線之剖面圖，其係該密封膠框2之剖面，如圖所示，本實施例中，該密封膠框2設置於該顯示區5之一外側，於該密封膠框2之該具有太陽能電池之顯示面板結構包含一第一基板10、一阻隔層30、一共同電極層40以及一陣列基板70，其中，於該密封膠框2內之該些太陽能電池單元20與上述該顯示區5內之該些太陽能電池單元20之結構相同，該些太陽能電池單元20包含：一透明導電層21、一光電轉換層23、一第一導電層25、一絕緣層27以及一第二導電層29，故不再贅述。

接續上述，於該密封膠框2內更包含一封膠層50以及一電路層60，該封膠層50設置於該共同電極層40之一下方，該電路層60設置於該封膠層50之一下方，該陣列基板70設置於該電路層60之一下方，使該電路層60設置於該封膠層50以及該陣列基板70之間；其中，該共同電極層40電性連接該電路層60，並傳輸訊號。

再次參閱第7圖以及參閱第9圖，第9圖為本創作之一實施例之結構DD剖面放大示意圖，第9圖為第7圖之DD剖面線之剖面圖，其係該密封膠框3之剖面，如圖所示，本實施例中，未被該阻隔層30包覆之該些太陽能電池單元20設置於該顯示區5之外，且該密封膠框3設置於該密封膠框2之外側(如第7圖所示)，該密封膠框3進一步設置一電性傳輸部4，於該電性傳輸部4之該些太陽能電池單元20未設置該阻隔層30處，具有一接觸槽34，使該些太陽能電池單元20於該接觸槽34電性連接該共同電極層40，以傳輸該些太陽能電池單元20之電能。

再次參閱第7圖以及參閱第10圖，第10圖為本創作之一實施例之結構EE剖面放大示意圖，第10圖為第2圖之EE剖面線結構放大圖，如圖所示，本實施例中，該具有太陽能電池之顯示面板結構更包含，一間隔件82以及一驅動電路層80，該間隔件82設置於該共同電極層40之一下方，該驅動電路層80設置於該間隔件82之一下方，該陣列基板70設置於該驅動電路層80之一下方，該共同電極層40以該間隔件82電性連接該驅動電路層80；本實施例之其他元件皆與上述實施例相同，故不再贅述。

於上述本實施例中，該些太陽能電池單元20遮蔽該顯示區5之一部份之光線，提高顯示面板顯示之對比，即係利用該些太陽能電池單元20對應取代該顯示區5之黑色矩陣，例如該顯示區5之顯示介質可為液晶、有機發光二極體單元等，該些太陽能電池單元20對應取代該顯示區5彩色濾光片所使用的黑色矩陣，但本實施例不在此限制。

接續上述，黑色矩陣的主要功能為防止彩色光阻、提高RGB的顏色對比值(Contrast)以及對驅動電極具有遮光性。

接續上述，黑色矩陣可防止彩色光阻，例如薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的背光源經過三色彩色層時，會有光線散射以及折射產生，進而 造成色彩因相互混合而降低色彩鮮豔度及純度，因此以黑色矩陣將三色層區隔；又由於光線對薄膜電晶體(TFT)而言會造成部分損害，因此有必要利用黑色矩陣來為薄膜電晶體有效遮蔽。

接續上述，於上述實施例中，藉由該些太陽能電池單元20對應取代該顯示區5之黑色矩陣，並同時產生電能，以增加該面板1的使用時間，使高螢幕占比行動裝置或具有較大顯示器之裝置(如大型廣告看板)於定電量時(如電池供電、發電機)，增加顯示時長。

綜上所述，本創作提供一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其係以太陽能電池單元取代面板之黑色矩陣，並以太陽能電池單元提供面板/顯示器一部分電能，更利用阻隔層設置於太陽能電池層與顯示面板之共同電極之間，以阻隔層包覆太陽能電池單元，區隔太陽能電池單元之導電層與該共同電極層，防止短路，以此結構解決習知太陽能電池與顯示器結合，產生訊號干擾/短路之問題。

故本創作實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出創作專利申請，祈 鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本創作一實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，故舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

10:第一基板

20:太陽能電池單元

30:阻隔層

40:共同電極層

45:顯示介質層

70:陣列基板

Claims (12)

1. 一種具有太陽能電池之顯示面板結構，其設置於一面板，該面板具有一顯示區，該具有太陽能電池之顯示面板結構包含：一第一基板；一陣列基板；一顯示介質層，該顯示介質層夾設於該第一基板與該陣列基板之間，該第一基板接近顯示介質層之一下方設置複數個太陽能電池單元；一阻隔層，其設置於部分該些太陽能電池單元之一下方，該阻隔層包覆該些太陽能電池單元，其中未被該阻隔層包覆之該些太陽能電池單元設置於該顯示區之外，以及一共同電極層，其設置於該阻隔層之一下方。
2. 如請求項1所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該太陽能電池單元包含：一透明導電層，其設置於該第一基板之該下方；一光電轉換層，其設置於該透明導電層之一下方，並電性連接該透明導電層；一第一導電層，其設置於該光電轉換層之一下方，並電性連接該光電轉換層；一絕緣層，其設置於該第一導電層之一下方，該絕緣層包覆該光電轉換層以及該第一導電層；以及一第二導電層，其設置於該絕緣層之一下方，並電性連接該透明導電層。
3. 如請求項2所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該透明導電層係氧化鋅鋁(Aluminum Zinc Oxide,AZO)薄膜或氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜。
4. 如請求項1所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該太陽能電池單元遮蔽該共同電極層之一部份。
5. 如請求項1所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該太陽能電池單元以及該阻隔層呈網格狀排列。
6. 如請求項5所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該阻隔層於複數個交界處個別設置一接觸孔，該些太陽能電池單元於該接觸孔電性連接該共同電極層。
7. 如請求項2所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該光電轉換層係P-I-N型太陽能電池。
8. 如請求項1所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該阻隔層之厚度係於0.05微米至5微米之間，該共同電極層之厚度係於0.05微米至5微米之間。
9. 如請求項2所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該透明導電層之厚度係於0.05微米至5微米之間，該光電轉換層之厚度係於0.05微米至5微米之間，該絕緣層之厚度係於0.25微米至25微米之間，該第二導電層之厚度係於0.05微米至5微米之間。
10. 如請求項1所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該具有太陽能電池之顯示器結構設置於該面板之一密封膠框，該密封膠框設置於該顯示區之一外側，該具有太陽能電池之顯示面板結構更包含：一封膠層，其設置於該共同電極層之一下方；以及 一電路層，其設置於該封膠層以及該陣列基板之間。
11. 如請求項10所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，其中該密封膠框設置一電性傳輸部，於該電性傳輸部之該些太陽能電池單元未設置該阻隔層處，具有一接觸槽，該些太陽能電池單元於該接觸槽電性連接該共同電極層。
12. 如請求項1所述之具有太陽能電池之顯示面板結構，更包含：一間隔件，其設置於該共同電極層之一下方；以及一驅動電路層，其設置於該間隔件以及該陣列基板之間，該驅動電路層設置於該顯示介質層之一下方。

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