集成太阳能电池功能的显示屏幕结构、装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种集成太阳能电池功能的显示屏幕结构、显示装置及制备方法，其中，集成太阳能电池功能的显示屏幕结构包括用于吸收第一方向偏振光的透明太阳能电池单元和用于发出第二方向偏振光的显示单元，透明太阳能电池单元设于显示单元上方、且第一方向和第二方向相互垂直，与现有的显示屏幕结构相比，本发明专利技术的显示屏幕结构的透明太阳能电池单元吸收的光的偏振方向与显示单元发出的光的偏振方向相互垂直，显示单元发出的光可近乎无损耗地通过透明太阳能电池单元，即透明太阳能电池单元不会吸收显示单元所发出的光，因而将透明太阳能电池单元设于显示单元上方，也不会增加显示屏幕的功耗以及不会影响亮度、可视角和响应时间等显示特性。

Structure, device and preparation method of integrated solar cell display screen

The invention relates to a display screen structure, a display device and a preparation method of integrated solar cell function, in which the display screen structure of integrated solar cell function includes a transparent solar cell unit for absorbing first polarized light and a display unit for emitting second polarized light. The transparent solar cell unit is located above the display unit and on the first side. Compared with the existing display screen structure, the polarization direction of the light absorbed by the transparent solar cell unit of the display screen structure of the present invention is perpendicular to the polarization direction of the light emitted by the display unit, and the light emitted by the display unit can pass through the transparent solar cell unit almost losslessly, that is, the transparent solar cell unit will not absorb the display sheet. Because of the light emitted by the element, the transparent solar cell unit will be placed above the display unit, and the power consumption of the display screen will not be increased, and the display characteristics such as brightness, visual angle and response time will not be affected.

【技术实现步骤摘要】
集成太阳能电池功能的显示屏幕结构、装置及制备方法
本专利技术涉及显示屏幕技术和光伏
，特别是涉及一种集成太阳能电池功能的显示屏幕结构、显示装置及制备方法。
技术介绍
随着移动电子设备的普及，用户对其性能要求的日益提高，能耗也随之增大，锂电池容量的提升速度渐渐满足不了使用需求。有机电致发光二极管(OLED)显示技术具有自发光、高对比度、广视角、响应速度快、较低能耗等优点，它作为替代液晶显示(LCD)的新一代显示技术，能一定程度上缓解移动电子设备在性能需求与续航时间上的矛盾。除此之外，有一些研究工作希望通过在手机、平板电脑等设备的屏幕上集成太阳能电池，实现显示屏幕能在播放画面的同时，吸收太阳光或者环境光，对设备进行充电，从而增加续航时间并解决应急情况的充电问题。目前集成太阳能充电功能的显示屏幕通常采用以下方法：一是将太阳能电池单元放置于显示单元的后方，此结构中显示单元向前发出的光并没有经过太阳能电池单元，故显示亮度、可视角等参数不会受到影响。然而，此结构要求单元单元整个结构都具有比较高的透明度，太阳能电池单元的光利用率很大程度上受到显示单元中透明电极的透过率以及TFT电路的遮挡所制约。另外，此结构中显示单元与太阳能电池单元之间不能存在反射结构，故显示单元向后方发出的光会被太阳能电池所吸收，降低了显示光的利用率。二是将太阳能电池单元放置于显示单元的上方，如法国的SunpartnerTechnologies公司研发的WysipsCrystal光伏组件，其设计原理是在显示屏幕与外玻璃间加入一系列有间隔的条状太阳能电池，将外玻璃加工一系列与之对应的透镜形状，通过透镜技术，太阳光或人造光被半圆柱形的透镜汇聚到太阳能电池条上，而显示屏发出的光则从间隔中透射出来，从而实现太阳能充和屏幕显示双重功能，但此设计的缺点是条状结构阻挡了一部分显示面积，会降到显示分辨率，另外透镜结构也会带来可视角受限的问题；现有中国专利技术专利申请说明书CN105070218A也公开了一种太阳能显示屏，其所述透明太阳能薄膜形成于所述OLED显示模块之上，入射光线透过盖板照射到透明太阳能薄膜，所述有机发光层发出的光线依次透过透明太阳能薄膜和盖板射出，虽然透明太阳能薄膜不受遮盖，能够有效吸收环境光，但也容易吸收OLED显示模块所发出的光线，造成OLED显示模块显示亮度下降。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种集成太阳能电池功能的显示屏幕结构、显示装置及制备方法，以解决现有技术中存在的透明太阳能电池单元易吸收显示单元发出的光，对显示单元的显示亮度造成影响的技术问题。为解决上述目的，本专利技术采用的如下技术方案。本专利技术提供一种集成太阳能电池功能的显示屏幕结构，包括用于吸收第一方向偏振光的透明太阳能电池单元和用于发出第二方向偏振光的显示单元，透明太阳能电池单元设于显示单元上方、且第一方向和第二方向相互垂直。进一步地，透明太阳能电池单元由上往下依次设有第一绝缘层、第一正电极层、第一空穴传输层、聚合物吸光层、第一电子传输层和共用负电极层，共用负电极层直接生长于显示单元，聚合物吸光层的聚合物分子沿第一方向取向排列。进一步地，聚合物吸光层主要为由电子的施主材料与受体材料混合组成的体异质结结构，施主材料主要为聚噻吩、聚对苯撑乙烯、聚苯并二噻吩、聚苯并噻二唑、聚吡咯、卟啉与噻吩的共聚物以及它们的衍射物的一种或多种组合，受体材料主要为C60及其衍射物PC60BM、PC70BM以及苝二酰亚胺类化合物的一种或多种组合，第一绝缘层为玻璃或透明绝缘聚合物薄膜覆盖层。进一步地，显示单元由上往下依次设有共用负电极层、第二电子传输层、聚合物发光层、第二空穴传输层、第二正电极层和第二绝缘层，透明太阳能电池单元直接生长于共用负电极层，聚合物发光层的聚合物分子沿第二方向取向排列，第二绝缘层为玻璃或塑料薄膜衬底。进一步地，聚合物发光层主要由共轭聚合物发光材料制备形成，共轭聚合物发光材料为聚芴、聚噻吩、聚对苯撑乙烯、聚苯、聚苯胺以及它们的衍生物的一种或多种的组合。本专利技术还提供一种包含上述所述的集成太阳能电池的显示屏幕结构的显示装置，还包括电源管理模块和二次电池，该显示屏幕结构包括用于吸收第一方向偏振光的透明太阳能电池单元和用于发出第二方向偏振光的显示单元，透明太阳能电池单元设于显示单元上方、且第一方向和第二方向相互垂直，其中，透明太阳能电池单元设有第一正电极层，显示单元设有第二正电极层，透明太阳能电池单元和显示单元之间设有共用负电极层，第一正电极层、第二正电极层和共用负电极层分别引出导线并连接至电源管理模块，电源管理模块与二次电池电性连接。本专利技术还提供一种集成太阳能电池的显示屏幕结构的制备方法，包括以下步骤：S1，玻璃或塑料薄膜衬底作为第二绝缘层，通过真空热蒸发镀膜法在玻璃或塑料薄膜衬底表面上蒸镀Au层，作为第二正电极层；S2，在第二正电极层表面上涂布PEDOT:PSS水溶液，并经过退火处理，得到第二空穴传输层；S3，通过分子取向处理在第二空穴传输层表面上制备沿第二方向取向排列的共轭聚合物发光薄膜，作为显示单元的聚合物发光层；S4，通过真空热蒸发镀膜法在聚合物发光层表面上依次蒸镀Alq3层和LiF层，作为第二电子传输层；S5，利用磁控溅射处理在第二电子传输层表面上沉积ITO层，作为共用负电极层；S6，在共用负电极层表面上涂布CsCO3:TiO2混合溶液，并经过退火处理，得到第一电子传输层；S7，通过分子取向处理在第一电子传输层表面制备沿第一方向取向排列的聚合物吸光层，第一方向与第二方向的夹角呈90°。S8，在聚合物吸光层表面涂布PEDOT:PSS的异丙醇溶液，并经过退火处理，得到第一空穴传输层；S9，利用磁控溅射法在第一空穴传输层沉积形成ITO层，作为第一正电极层；S10，利用点胶处理在第一正电极层表面覆盖第一绝缘层。具体地，在步骤S3或步骤S7中，分子取向处理方法可为表面摩擦法、机械拉伸法、摩擦转移法、Langmuir-Blodgett沉积技术、液晶聚合物自组装法和紫外光诱导定向法的一种或多种方法，以促使聚合物材料分子沿着选定方向有序排列。优选地，在步骤S3或步骤S7中，分子取向处理方法均采用表面摩擦法，其中，在步骤S3中，于第二空穴传输层表面上涂布含有共轭聚合物发光材料的二甲苯溶液，形成共轭聚合物发光薄膜；通过采用天鹅绒布在共轭聚合物发光薄膜表面上沿着选定的第二方向摩擦20～200次后，将共轭聚合物发光薄膜降温至室温后得到沿第二方向取向排列的聚合物发光层；之后，利用氮气吹干净聚合物发光层的表面；在步骤S7中，将混有施主材料和受体材料的氯苯涂布于第一电子输送层表面，形成体异质结薄膜；在该体异质结薄膜表面上通过采用天鹅绒布沿着选定的第一方向摩擦20～200次后，将该体异质结薄膜降温至室温后得到沿第一方向取向排列的聚合物吸光层，第一方向与第二方向的夹角呈90°；利用氮气吹干净聚合物发光层的表面。具体地，上述制备方法涉及的PEDOT:PSS水溶液中的PEDOT:PSS原液与去离子水的体积比为1:4；共轭聚合物发光材料为9，9-二辛基聚芴-苯并噻二唑交替共聚物，混合溶液浓度为5～20mg/ml；CsCO3:TiO2混合溶液主要由0.2～0.8wt％的CSCO3溶液与0.2～0.8wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成太阳能电池功能的显示屏幕结构，其特征在于，包括用于吸收第一方向偏振光的透明太阳能电池单元和用于发出第二方向偏振光的显示单元，透明太阳能电池单元设于显示单元上方、且第一方向和第二方向相互垂直。

【技术特征摘要】
1.一种集成太阳能电池功能的显示屏幕结构，其特征在于，包括用于吸收第一方向偏振光的透明太阳能电池单元和用于发出第二方向偏振光的显示单元，透明太阳能电池单元设于显示单元上方、且第一方向和第二方向相互垂直。2.根据权利要求1所述的一种集成太阳能电池的显示屏幕结构，其特征在于，透明太阳能电池单元由上往下依次设有第一绝缘层、第一正电极层、第一空穴传输层、聚合物吸光层、第一电子传输层和共用负电极层，共用负电极层直接生长于显示单元，聚合物吸光层的聚合物分子沿第一方向取向排列。3.根据权利要求2所述的一种集成太阳能电池的显示屏幕结构，其特征在于，聚合物吸光层主要为由电子的施主材料与受体材料混合组成的体异质结结构，施主材料主要为聚噻吩、聚对苯撑乙烯、聚苯并二噻吩、聚苯并噻二唑、聚吡咯、卟啉与噻吩的共聚物以及它们的衍射物的一种或多种组合，受体材料主要为C60及其衍射物PC60BM、PC70BM以及苝二酰亚胺类化合物的一种或多种组合，第一绝缘层为玻璃或透明绝缘聚合物薄膜覆盖层。4.根据权利要求1所述的一种集成太阳能电池的显示屏幕结构，其特征在于，显示单元由上往下依次设有共用负电极层、第二电子传输层、聚合物发光层、第二空穴传输层、第二正电极层和第二绝缘层，透明太阳能电池单元直接生长于共用负电极层，聚合物发光层的聚合物分子沿第二方向取向排列，第二绝缘层为玻璃或塑料薄膜衬底。5.根据权利要求4所述的一种集成太阳能电池的显示屏幕结构，其特征在于，聚合物发光层主要由共轭聚合物发光材料制备形成，共轭聚合物发光材料为聚芴、聚噻吩、聚对苯撑乙烯、聚苯、聚苯胺以及它们的衍生物的一种或多种的组合。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种集成太阳能电池的显示屏幕结构的显示装置，包括电源管理模块和二次电池，其特征在于，该显示屏幕结构包括用于吸收第一方向偏振光的透明太阳能电池单元和用于发出第二方向偏振光的显示单元，透明太阳能电池单元设于显示单元上方、且第一方向和第二方向相互垂直，其中，透明太阳能电池单元设有第一正电极层，显示单元设有第二正电极层，透明太阳能电池单元和显示单元之间设有共用负电极层，第一正电极层、第二正电极层和共用负电极层分别引出导线并连接至电源管理模块，电源管理模块与二次电池电性连接。7.根据权利要求1-5任一项所述的一种集成太阳能电池的显示屏幕结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，玻璃或塑料薄膜衬底作为第二绝缘层，通过真空热蒸发镀膜法在玻璃或塑料薄膜衬底表面上蒸镀Au层，作为第二正电极层；S2，在第二正电极层表面上涂布PEDOT:PSS水溶液，并经过退火处理，得到第二空穴传输层；S3，通过分子取向处理在第二空穴传输层表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁雄傑，王忠强，王琦，
申请(专利权)人：北京大学东莞光电研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44