WO2022114776A1 - 페로브스카이트 태양전지를 활용한 led 디스플레이 - Google Patents

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곽근서
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    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the present invention relates to a display for transmitting information, and more particularly, to an LED display capable of driving a display with self-generated power using an LED and a perovskite solar cell.
  • LED displays are used to transmit various information and are mainly used for indoor and outdoor advertising boards.
  • Such an LED display is formed so as to express various information by patterning electrodes on a substrate and arranging light emitting devices, ie, LEDs, on such electrodes.
  • LED displays generally rely on external power to emit light, have low flexibility, and have low light transmission performance, which prevents light from entering the room when installed in a window.
  • An object of the present invention is to obtain an LED display that can effectively transmit various information while utilizing self-generated power, securing flexibility, and having high light transmittance, which can be used as an indoor/outdoor interior material.
  • the present invention includes a transparent insulating layer, a perovskite battery layer laminated on the transparent insulating layer, and a transparent protective film laminated on the perovskite battery layer, wherein the perovskite battery layer has an LED light emitting device.
  • the above object is achieved by proposing an LED display using a perovskite solar cell that is arranged so that the light emitting device emits light by an external signal and displays information.
  • a display capable of providing various information by being installed on a wall or window of a building.
  • electricity generated by itself using sunlight which is economical
  • it is installed like a curtain so that various information can be expressed without blocking the light.
  • not only the purpose of information transfer but also the interior function is realized, so that it is possible to provide an economical and highly useful display.
  • FIG. 1 is an exemplary view of a display according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram conceptually showing a cross-sectional configuration of a display according to the present invention
  • 3 and 4 are exemplary views showing a state in which a blocking area is formed on the display according to the present invention.
  • the present invention in order to provide an LED display that utilizes self-generated power, secures flexibility, and has high light transmittance, it can be used as an indoor/outdoor interior material and can effectively transmit various information,
  • An LED display using a perovskite solar cell in which the light emitting device emits light by a signal and displays information is proposed.
  • FIG. 1 is an example of a display according to the present invention
  • FIG. 2 is an exemplary diagram conceptually showing a cross-sectional configuration of a display according to the present invention.
  • the display 100 has a transparent insulating layer 140 , a perovskite battery layer 160 stacked on the transparent insulating layer 140 , and the perovskite battery layer 160 . and a transparent protective film 120 laminated thereon.
  • the transparent insulating layer 140 is formed of a material having insulating performance and transmitting light, and is a transparent substrate. A flexible material is selected and formed, and a circuit is formed and an insulating function of the perovskite battery layer 160 to be described later is performed.
  • the perovskite battery layer 160 is laminated on the transparent insulating layer 140 by an adhesive or the like, and is formed of a perovskite material.
  • Perovskite is a generic term for substances having a crystal structure such as [CaTiO 3 ] and is expressed by the general formula ABX 3 , where A and B are cations of very different sizes, and X is an anion bonded to the two cations. .
  • perovskite having a cubic structure has a size of 12-coordinated A cation with an anion in a cuboctahedral environment, and a B cation in 6 coordination surrounded by anions in an octahedron environment. bigger than Depending on the environment, a twisted form of the unit cell or a modified form in which the coordination number of cations is reduced is also known.
  • Perovskite photovoltaic cells can be applied to the same thin-film manufacturing technology as silicon thin-film solar cells and show high photoconversion efficiency.
  • methylammonium tin halide or methylammonium lead halide having a perovskite structure may be applied to a dye-sensitized solar cell (DSSC).
  • DSSC dye-sensitized solar cell
  • the perovskite battery layer 160 as described above has a predetermined thickness and area, and LED light emitting devices 162 are arranged at regular intervals.
  • the perovskite battery layer 160 in which the LED light emitting devices are arranged may be formed in a desired area by being connected to each other and arranged in a predetermined area.
  • the perovskite cell layer 160 is a layer formed so that light can be transmitted by being transparent.
  • the transparent protective film 120 is protected by being laminated on the perovskite battery layer 160 . It is formed of a transparent yet flexible material, and is formed of a synthetic resin material. The transparent protective film 120 may be laminated to be adhered to the perovskite battery layer 160 by an adhesive.
  • the LED light emitting device 162 arranged in the perovskite battery layer 160 is emitted by an external signal to display information. It will be displayed with numbers or letters.
  • each is made of a transparent material, when installed on a window of a building, information can be displayed without blocking light, so various information can be displayed without blocking sunlight entering the room. It is possible to obtain a display that can maximize usability.
  • a capacitor 142 may be provided on the transparent insulating layer 140 .
  • the capacitor 142 serves to store electricity produced in the perovskite battery layer 160 so that the display 100 according to the present invention secures its own power supply.
  • self-power alone may be insufficient, and this problem can be solved by providing an external power supply.
  • electricity consumption can be reduced just by being able to secure its own power, so that the display can be operated economically and environmentally.
  • the power stored in the capacitor 142 can be used when the external power is cut off, it is possible to help improve the stability of the device.
  • the battery cell 102 of the unit standard in which the LED light emitting device 162 is arranged is formed.
  • a display may be formed by connecting the battery cells 102 to each other to expand the overall size (area). This configuration is useful for forming a display of a desired area, and in particular, it becomes possible to easily form a large-sized display.
  • a transparent protective film 120 may be further laminated under the transparent insulating layer 140 . It is formed of a transparent and flexible material, and through this, it is possible to protect the transparent insulating layer 140 from being damaged by external stimuli while maintaining the property of transmitting light.
  • the transparent insulating layer 140 is preferably formed of a synthetic resin material.
  • 3 and 4 are exemplary views showing a state in which a blocking region is formed in the display according to the present invention.
  • a blocking region 104 that blocks some or all of light may be formed. Through this, a portion through which light is transmitted and a portion through which light is not transmitted are formed separately.
  • the blocking region 104 may be formed by applying ink to the transparent protective film 120 .
  • the point formed as the blocking region 104 in the transparent protective film 120 itself may be achieved by being formed in a color that blocks some or all of the light.
  • the blocking area 104 that blocks some or all of the light is formed in a certain pattern, so that the blocking area 104 blocks a part of the light, thereby implementing various patterns together with the non-blocking portion, By forming various appearances, it is possible to improve the aesthetic value.
  • the display according to the present invention formed as described above can be installed on a wall or window of a building to provide various information.
  • it is formed of a flexible material, it can be folded or rolled up, which improves convenience.
  • when installed on a window it is installed like a curtain and can display various information without blocking light.
  • As an interior function is also implemented, it becomes possible to provide a highly useful display.
  • 160 perovskite battery layer
  • 162 LED light emitting device

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Abstract

본 발명은 투명절연층(140), 상기 투명절연층(140) 위에 적층되는 페로브스카이트 전지층(160), 상기 페로브스카이트 전지층(160) 위에 적층되는 투명보호필름(120)을 포함하고, 상기 페로브스카이트 전지층(160)에 LED 발광소자(162)가 배열되어서 외부 신호에 의해 상기 발광소자(162)가 발광되며 정보를 표시하게 되는 페로브스카이트 태양전지를 활용한 LED 디스플레이에 관한 것이다.

Description

페로브스카이트 태양전지를 활용한 LED 디스플레이
본 발명은 정보를 전달하기 위한 디스플레이에 관한 것으로, 특히 LED를 이용하고, 페로브스카이트 태양전지를 활용하여 자체 생산한 전력으로 디스플레이를 구동할 수 있게 되는 LED 디스플레이에 관한 것이다.
LED 디스플레이는 다양한 정보를 전달하기 위해 사용되는 것으로 옥 내외 광고판 등에 주로 사용된다. 이러한 LED 디스플레이는 기판상에 전극을 패턴화하고 그러한 전극에 발광소자, 즉 LED를 배열하여 다양한 정보를 표현할 수 있게 형성된다.
한편, 기존의 LED 디스플레이는 대체로 외부 전력에 의지하여 발광소자를 발광시키게 되는 점, 유연성이 떨어지는 점, 광 투과 성능이 낮아 창 등에 설치하게 되면 빛이 실내로 유입되는 것을 차단하게 되는 점 등의 문제가 있다.
본 발명은 자체 생산한 전력을 활용하고 유연성이 확보되며 광 투과성이 높아 실내외 내장재로 활용할 수 있으면서 다양한 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 LED 디스플레이를 얻는 것에 그 목적이 있다.
본 발명에서는 투명절연층, 상기 투명절연층 위에 적층되는 페로브스카이트 전지층, 상기 페로브스카이트 전지층 위에 적층되는 투명보호필름을 포함하고, 상기 페로브스카이트 전지층에 LED 발광소자가 배열되어서 외부 신호에 의해 상기 발광소자가 발광되며 정보를 표시하게 되는 페로브스카이트 태양전지를 활용한 LED 디스플레이를 제안하여 상기의 목적을 달성한다.
본 발명에 따르면 건축물의 벽이나 창에 설치하여서 다양한 정보를 제공할 수 있는 디스플레이를 얻을 수 있다. 특히 창에 설치하게 되면 태양광을 이용해 스스로 생산한 전기를 사용할 수 있게 되어 경제적이면서도, 마치 커튼과 같이 설치되어 빛을 차단하지 않으면서도 다양한 정보를 표현할 수 있게 된다. 그 결과 정보 전달의 목적뿐만 아니라 인테리어 기능도 구현되는바, 경제적이면서도 활용도가 높은 디스플레이를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 디스플레이의 예시도,
도 2는 본 발명에 의한 디스플레이의 단면 구성을 개념적으로 보여주는 예시도,
도 3과 도 4는 본 발명에 의한 디스플레이에 차단영역이 형성된 상태를 보여주는 예시도.
본 발명에서는 자체 생산한 전력을 활용하고 유연성이 확보되며 광 투과성이 높아 실내외 내장재로 활용할 수 있으면서 다양한 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 LED 디스플레이를 제공하기 위해,
투명절연층, 상기 투명절연층 위에 적층되는 페로브스카이트 전지층, 상기 페로브스카이트 전지층 위에 적층되는 투명보호필름을 포함하고, 상기 페로브스카이트 전지층에 LED 발광소자가 배열되어서 외부 신호에 의해 상기 발광소자가 발광되며 정보를 표시하게 되는 페로브스카이트 태양전지를 활용한 LED 디스플레이를 제안한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 디스플레이의 예시, 도 2는 본 발명에 의한 디스플레이의 단면 구성을 개념적으로 보여주는 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 디스플레이(100)는 투명절연층(140), 상기 투명절연층(140) 위에 적층되는 페로브스카이트 전지층(160), 상기 페로브스카이트 전지층(160) 위에 적층되는 투명보호필름(120)을 포함한다.
투명절연층(140)은 절연성능을 가지면서 빛이 투과하는 재질로 형성되는 것으로 투명기판이다. 유연한 재질을 선택하여 형성하게 되고, 회로가 형성됨과 아울러 후술하는 페로브스카이트 전지층(160)의 절연기능을 담당하게 된다.
페로브스카이트 전지층(160)은 투명절연층(140) 위에 접착제 등에 의해 적층되는 것으로, 페로브스카이트 재질로 형성된다.
페로브스카이트는 [CaTiO3]와 같은 결정 구조를 갖는 물질을 총칭하는 용어로 일반식 ABX3로 표현되며, 여기서 A와 B는 크기가 매우 다른 양이온이고, X는 두 양이온에 결합하여 있는 음이온이다. 일반적으로 입방 구조(cubic structure)로 되어 있는 페로브스카이트는 육팔면체(cuboctahedral) 환경의 음이온과 12배위를 하는 A 양이온의 크기가 팔면체(octahedron) 환경의 음이온들로 둘러싸여 6배위를 하고 있는 B 양이온보다 크다. 환경에 따라 단위 세포(unit cell)가 뒤틀린 형태나 양이온의 배위수가 감소한 변형된 형태들도 알려져 있다. 최근 페로브스카이트 구조의 합성 화합물은 고효율의 상업용 광전지(photovoltaic)를 구현하기 위한 값싼 소재로 사용할 수 있다는 것이 알려졌다. 페로브스카이트 광전지는 실리콘 박막(thin-film) 태양 전지(solar cell)와 동일한 박막 제조 기술에 적용할 수 있으며 높은 광변환 효율을 보인다. 특히 페로브스카이트 구조를 갖는 할로젠화 메틸암모늄 주석이나 할로젠화 메틸암모늄 납은 염료 감응형 태양 전지(dye-sensitized solar cell, DSSC)에 적용될 수 있다. 2016년 이러한 물질이 적용된 염료 감응형 태양 전지의 광-전기 변환 효율은 실험실에서 약 21%에 이르렀으며, 이론 연구 결과에 따르면 최대 31%에 달할 수 있는 것으로 알려져 있다.
상기와 같은 페로브스카이트 전지층(160)은 소정의 두께 및 면적을 이루는 것으로 일정한 간격으로 LED 발광소자(162)가 배열된다. 이와 같이 LED 발광소자가 배열된 페로브스카이트 전지층(160)은 소정 면적으로 형성된 것이 서로 연결되며 배열됨으로써 소망하는 면적으로 형성될 수 있다. 이러한 페로브스카이트 전지층(160)은 투명하게 형성됨으로써 빛이 투과될 수 있게 형성되는 층이다.
투명보호필름(120)은 페로브스카이트 전지층(160) 위에 적층됨으로써 보호하게 된다. 투명하면서도 유연한 재질로 형성되는 것으로, 합성수지 재질로 형성되게 된다. 이러한 투명보호필름(120)은 접착제에 의해 페로브스카이트 전지층(160)에 접착되게 적층될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르면 페로브스카이트 전지층(160)에 배열된 LED 발광소자(162)가 외부 신호에 의해 발광되며 정보를 표시하게 된다. 숫자나 문자 등으로 표시하게 되는 것이다. 특히 각자 투명한 재질로 형성되어 있음에 따라 건축물의 창 등에 설치하게 되면 빛을 차단하지 않으면서 정보를 표시할 수 있게 되므로, 실내로 유입되는 햇빛을 차단하지 않는 상태로 다양한 정보를 표시할 수 있게 되어 활용성을 극대화할 수 있는 디스플레이를 얻을 수 있게 된다.
한편, 투명절연층(140)에 캐패시터(142)가 구비될 수 있다. 캐패시터(142)는 페로브스카이트 전지층(160)에서 생산된 전기를 축전하게 됨으로써 본 발명에 의한 디스플레이(100)가 자체 전력 공급원을 확보하도록 하는 역할을 한다. 물론 자체 전력만으로 부족할 수 있는데, 이러한 문제는 외부 전원을 공급할 수 있도록 함으로서 해결할 수 있다. 그렇지만, 자체 전력을 확보할 수 있는 것만으로도 전기 사용량을 줄일 수 있게 됨은 당연한바, 경제적이면서도 친환경적으로 디스플레이를 운용할 수 있게 된다. 나아가 외부 전력의 차단시 캐패시터(142)에 축전된 전력을 이용할 수 있게 되므로 장치의 안정성 향상에도 도움을 줄 수 있게 된다.
여기서, 본 발명에 의한 디스플레이(100)를 형성함에 있어서 페로브스카이트 전지층(160)이 일정한 규격으로 형성된 상태에서 LED 발광소자(162)가 배열되는 단위 규격의 전지셀(102)을 형성한 다음, 상기 전지셀(102)을 서로 연결하여서 전체 규격(면적)을 확장시키는 방법으로 디스플레이를 형성할 수 있다. 이 구성은 소망하는 면적의 디스플레이를 형성하는데 유용하고, 특히 대형 디스플레이를 용이하게 형성할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 발명에 의한 디스플레이(100)는 투명절연층(140) 아래에 투명보호필름(120)이 더 적층될 수 있다. 투명한 재질이면서 유연한 재질로 형성되는 것으로, 이를 통해 빛이 투과되는 성질은 유지하면서 투명절연층(140)이 외부 자극에 의해 손상되는 것을 막아 보호할 수 있게 된다. 이러한 투명절연층(140)은 합성수지 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3과 도 4는 본 발명에 의한 디스플레이에 차단영역이 형성된 상태를 보여주는 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 디스플레이(100)는 빛의 일부 또는 전부를 차단하는 차단영역(104)이 형성될 수 있다. 이를 통해 빛이 투과되는 부분과 그렇지 않은 부분이 각자 구획되게 형성되는 것이다.
차단영역(104)은 투명보호필름(120)에 잉크를 도포함으로써 형성될 수 있다. 더불어 투명보호필름(120) 자체에 차단영역(104)으로 형성되는 지점이 빛의 일부 또는 전부가 차단되는 색상으로 형성됨으로써 달성될 수도 있다. 이러한 구성에 따르면 빛의 일부 또는 전부를 차단하는 차단영역(104)이 일정한 패턴으로 형성되어 상기 차단영역(104)이 빛의 일부를 차단함으로써 차단하지 않는 부분과 함께 다양한 문양을 구현하게 되는바, 외관을 다양하게 형성함으로써 미적 가치를 향상시킬 수 있게 된다.
이상과 같이 형성되는 본 발명에 의한 디스플레이는 건축물의 벽이나 창에 설치하여서 다양한 정보를 제공하도록 할 수 있다. 유연한 재질로 형성됨에 따라 접거나 말아주는 것이 가능하여 편의성이 향상되고, 특히 창에 설치하게 되면 마치 커튼과 같이 설치되어 빛을 차단하지 않으면서도 다양한 정보를 표시할 수 있게 되므로, 정보 전달의 목적뿐만 아니라 인테리어 기능도 구현되는바, 활용도가 높은 디스플레이를 제공할 수 있게 되는 것이다.
[부호의 설명]
100 : 디스플레이, 102 : 전지셀,
104 : 차단영역, 120 : 투명보호필름,
140 : 투명절연층, 142 : 캐패시터,
160 : 페로브스카이트 전지층, 162 : LED 발광소자.

Claims (2)

  1. 유연한 재질로 형성되는 투명절연층(140), 상기 투명절연층(140) 위에 적층되는 페로브스카이트 전지층(160), 상기 페로브스카이트 전지층(160) 위에 적층되는 투명보호필름(120)을 포함하고,
    상기 페로브스카이트 전지층(160)에 LED 발광소자(162)가 배열되어서 외부 신호에 의해 상기 발광소자(162)가 발광되며 정보를 표시하게 되되,
    상기 투명절연층(140) 아래에 유연한 재질로 형성되는 투명보호필름(120)이 더 적층되어 상기 투명절연층(140)을 보호하게 되고,
    상기 페로브스카이트 전지층(160)은 일정한 규격으로 형성되어 상기 LED 발광소자(162)가 배열되어 전지셀(102)을 형성하고, 상기 전지셀(102)이 서로 연결되어서 소정의 규격으로 형성되는 한편,
    상기 투명보호필름(120)은 빛의 일부 또는 전부를 차단하는 차단영역(104)이 일정한 패턴으로 형성되어 상기 차단영역(104)이 빛의 일부를 차단함으로써 차단하지 않는 부분과 함께 다양한 문양을 구현하게 되는 페로브스카이트 태양전지를 활용한 LED 디스플레이.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 투명절연층(140)에 캐패시터(142)가 구비되어 상기 페로브스카이트 전지층(160)에서 생산된 전기를 축전하게 됨으로써 자체 전력 공급원을 확보하게 되는 페로브스카이트 태양전지를 활용한 LED 디스플레이.
PCT/KR2021/017405 2020-11-24 2021-11-24 페로브스카이트 태양전지를 활용한 led 디스플레이 WO2022114776A1 (ko)

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