專利名稱：太陽能發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置，特別是涉及一種太陽能發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
業(yè)界所稱的有機發(fā)光二極管(organic light emitting diode，OLED)是使用有機 層作為主動層(active layer)的發(fā)光二極管。由于具有低電壓操作、高亮度、輕量薄型及 廣視野角等優(yōu)點，現(xiàn)今已漸漸運用于平面顯示器上，特別是可攜式裝置(如行動電話和個 人數(shù)字助理)的顯示器上。 由于有機發(fā)光顯示器的有機發(fā)光二極管不需配置背光模塊、可自行發(fā)光而且亮度 夠高，故，具有優(yōu)于目前液晶顯示器(LCD)的優(yōu)點。此外，藉由使用不同的有機材料，有機發(fā) 光元件可有效地發(fā)出紅、綠、藍等多種顏色的光線，以達全彩化的目的。 目前有機發(fā)光二極管設(shè)置在移動式裝置時，通常需要外接電池供應(yīng)電力，特別是 目前強調(diào)綠色能源的時代，外接太陽能電池是一個趨勢。然而，若使用外接太陽能電池，該 移動式裝置勢必須容納有機發(fā)光二極管元件與太陽能電池面板之間的連接裝置，將造成空 間與能量的浪費。 如此，若能克服上述缺失，而提供一種使用有機發(fā)光二極管的太陽能發(fā)光裝置，便 是此業(yè)界人士所欲達成的目標。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種太陽能發(fā)光裝置，藉由結(jié)合至少一有機發(fā)光二極管 元件與太陽能電池面板為一體，而省略了有機發(fā)光二極管元件與太陽能電池面板間的連接 裝置，進而有效節(jié)省制造材料成本、降低成品厚度以及縮小結(jié)構(gòu)空間。本發(fā)明的另一目的在 于，提供一種太陽能發(fā)光裝置，藉由至少一導光件的配置，將有機發(fā)光二極管元件所產(chǎn)生的 光線回送至太陽能電池面板，以提高能源的利用率。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種太陽能發(fā)光裝置在一實施例下，包括一太陽能電池面板、多個有機發(fā)光二極管元件 及多個導光件。太陽能電池面板具有相互對應(yīng)的一向光面及一背光面，其包括一半導體晶 圓基板、一第一電極層及一第二電極層。半導體晶圓基板位于背光面的一側(cè)。第一電極層位 于向光面的一側(cè)。第二電極層與第一電極層呈相反極性，位于半導體晶圓基板與第一電極 層之間，與第一電極層電性連接。有機發(fā)光二極管元件分別間隔地排列于太陽能電池面板 的向光面上。各有機發(fā)光二極管元件包括一第三電極層及一發(fā)光層。第三電極層與第二電 極層呈相同極性，并電性連接第一電極層。發(fā)光層位于第三電極層與第一電極層之間。導 光件分別位于任二相鄰的有機發(fā)光二極管元件之間，用以導引光線至太陽能電池面板中。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
本發(fā)明在另一實施例中，第一電極層為一陰極層。第二電極層為一第一陽極層。第 三電極層為一第二陽極層。太陽能電池面板的第一陽極層與此些有機發(fā)光二極管元件的第二陽極層共同電性連接陰極層。因此，太陽能電池面板與此些有機發(fā)光二極管元件共同使 用同一陰極層。 本發(fā)明的又一實施例中，太陽能發(fā)光裝置更包括一充電電池、一光電開關(guān)及一控
制器。充電電池電性連接太陽能電池面板及有機發(fā)光二極管元件。光電開關(guān)電性連接太陽 能電池面板與充電電池?？刂破麟娦赃B接光電開關(guān)。 本發(fā)明在又一實施例中，導光件包括一光學本體及多個光學微結(jié)構(gòu)。光學本體位
于第一電極層的表面，具可透光性。光學微結(jié)構(gòu)平均排列于光學本體遠離第一電極層的表 面，用以分別引導一外部光線及一內(nèi)部光線至太陽能電池面板中。 本發(fā)明的又一實施例中，光學微結(jié)構(gòu)分別為一用以破壞光線全反射的光學元件。 本發(fā)明的又一實施例中，此些光學微結(jié)構(gòu)分別為印刷點。 本發(fā)明的又一實施例中，各光學微結(jié)構(gòu)為一具有多個擴散粒子的光學元件。 本發(fā)明的又一實施例中，此些光學微結(jié)構(gòu)分別為一球形凸出物或一三角錐形凸出
本發(fā)明的又一實施例中，此些光學微結(jié)構(gòu)分別為一球形凹陷部或一三角錐形凹陷
物。
部。 本發(fā)明的又一實施例中，此些光學微結(jié)構(gòu)與光學本體一體成型?；蛘?，此些光學微 結(jié)構(gòu)與光學本體相互獨立。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 太陽能發(fā)光裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明可有效節(jié)省制造材料成本、降低成 品厚度以及縮小結(jié)構(gòu)空間，以及提高能源的利用率。 綜上所述，本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置，包括太陽能電池面板、有機發(fā)光二極管元件及 導光件。有機發(fā)光二極管元件與導光件排列于太陽能電池面板的向光面。導光件位于任二 有機發(fā)光二極管元件之間，用以導引光線至太陽能電池面板中。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的 進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置依據(jù)一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置的導光件依據(jù)一實施例下的光線運動示意圖。 圖3A至圖3D是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置的導光件在不同實施例下的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置的導光件依據(jù)另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置依據(jù)又一實施例的方塊圖。 圖6是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置依據(jù)又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 100 :太陽能發(fā)光裝置 410 :光學本體 110:導電通道 420:光學微結(jié)構(gòu) 200:太陽能電池面板 421:球形凸出物 210:向光面 422:三角錐形凸出物
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220背光面423:球形凹陷部230半導體晶圓基板424:三角錐形凹陷部240第一電極層430:印刷點250第二電極層440:擴散粒子260非晶體材料層500:外部光線270金屬材料層600:內(nèi)部光線300有機發(fā)光二極管元件700:充電電池310第三電極層■:光電開關(guān)320發(fā)光層850:控制器330玻璃面板■:環(huán)形載體400導光件
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的太陽能發(fā)光裝置其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其 功效，詳細說明如后。 有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當可對本發(fā)明為達成預定目 的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。 本發(fā)明揭露一種太陽能發(fā)光裝置，此種太陽能發(fā)光裝置包括太陽能電池 (solar cell)、有機發(fā)光二極管元件(organic light emitting diode， 0LED)及導光件 (light-guide)。有機發(fā)光二極管元件與導光件分別排列于太陽能電池面板具向光面的一 面上，其中導光件位于有機發(fā)光二極管元件的一側(cè)，以導引外部光線(例如太陽光、室內(nèi)照 明光等等)或內(nèi)部光線(例如有機發(fā)光二極管元件所發(fā)出的光)至太陽能電池面板中。
如此，藉由結(jié)合有機發(fā)光二極管元件與太陽能電池面板為一體，而省略兩者間的 連接裝置，進而有效地縮小其結(jié)構(gòu)空間與消除能源流經(jīng)此連接裝置的損耗。同時，導光件亦 可將有機發(fā)光二極管元件所發(fā)出的光線傳回太陽能電池面板，以避免無效能源的浪費。
圖1是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置依據(jù)一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明太陽能 發(fā)光裝置的導光件依據(jù)一實施例下的光線運動示意圖。 在本發(fā)明的一實施例中，太陽能發(fā)光裝置100包括一太陽能電池面板200、多個有 機發(fā)光二極管元件300及多個導光件400。 具體而言，太陽能電池面板200用以吸收外部光線500，其可接受外部光線500的 一面稱"向光面210"。反的，太陽能電池面板200背對「向光面210」的一面稱"背光面220"。
太陽能電池面板200包含相疊設(shè)的多層結(jié)構(gòu)，其自向光面210至背光面220的方 向，例如依序堆疊有一第一電極層240、一非晶體材料層260 (例如非晶硅a-si等)、一金屬 材料層270 (例如鋁、鎳等金屬材料)、一第二電極層250及一半導體晶圓基板230。
半導體晶圓基板230位于鄰近其背光面220的一側(cè)。第一電極層240位于鄰近其 向光面210的一側(cè)。非晶體材料層260與金屬材料層270位于第一電極層240與第二電極層250之間。第二電極層250與第一電極層240具有相反極性，且第二電極層250位于半 導體晶圓基板230與第一電極層240之間。 各個有機發(fā)光二極管元件300分別間隔地排列于太陽能電池面板200具向光面 210的一側(cè)。此外每個有機發(fā)光二極管元件300各別包括相疊設(shè)的多層結(jié)構(gòu)，例如依序堆疊 有一玻璃面板330、一第三電極層310及一發(fā)光層320 (例如，有機發(fā)光層320)。其中發(fā)光 層320位于第三電極層310與第一電極層240之間。 值得說明的是，上述有機發(fā)光二極管元件300及太陽能電池面板200的多層結(jié)構(gòu) 僅為說明其順序，并不限制介于各層元件之間具有其他物質(zhì)。 舉例而言，第一電極層240為一陰極層。第二電極層250為一第一陽極層。第三 電極層310為一第二陽極層。太陽能電池面板200的第一陽極層與此些有機發(fā)光二極管元 件300的第二陽極層分別經(jīng)由一導電通道110電性連接陰極層。 因此，藉由太陽能電池面板200與此些有機發(fā)光二極管元件300共同使用同一陰 極層，使得太陽能電池面板200與此些有機發(fā)光二極管元件300便可有效地縮小整體結(jié)構(gòu) 空間。 此些導光件400分別排列于太陽能電池面板200具向光面210的一側(cè)，且位于任 二相鄰的有機發(fā)光二極管元件300之間。具體而言，導光件400(例如)包括一光學本體 410及多個光學微結(jié)構(gòu)420。光學本體410包括高折射透明材質(zhì)，具可透光性，且位于第一 電極層240(如陰極層)的表面。光學微結(jié)構(gòu)420排列于光學本體410的表面，分別引導上 述的外部光線500及內(nèi)部光線600至太陽能電池面板200中。 需定義的是，高折射透明材質(zhì)即一種高密度材質(zhì)，可以保證光線射入，同時，減低 光線產(chǎn)生反射現(xiàn)象。 當開啟有機發(fā)光二極管元件300時，一電壓被施于第一電極層240(即陰極層)與 第三電極層310(即第二陽極層)之間(見圖l)，則發(fā)光層320因此產(chǎn)生作用而開始發(fā)光。
當發(fā)光層320的一部份光線(如部份內(nèi)部光線600)投射至鄰近的導光件400時 (見圖2)，此些內(nèi)部光線600經(jīng)導光件400而投射至太陽能電池面板200中，或者此些內(nèi)部 光線600分別受到此些導光件400的折射而投射至太陽能電池面板200中。
如此，有機發(fā)光二極管元件300除了朝玻璃面板330發(fā)出的光線外，其余的光線均 可大致投射至太陽能電池面板200，以提供太陽能電池面板200使用。 圖3A至圖3D是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置的導光件在不同實施例下的結(jié)構(gòu)示意圖。 此實施例的一可變化的例子中，此些光學微結(jié)構(gòu)420分別為一球形凸出物421 (圖3A)、一三 角錐形凸出物422 (圖3B)、一球形凹陷部423 (圖3C)或一三角錐形凹陷部424 (圖3D)，分 別排列于光學本體410背對太陽能發(fā)光裝置100的表面，藉此使得上述的外部光線500及 內(nèi)部光線600能夠使光線均勻發(fā)散至太陽能發(fā)光裝置100，以實現(xiàn)提高能源的利用率。
需說明的是，此些光學微結(jié)構(gòu)420的其中一目的為使光線均勻發(fā)散至太陽能發(fā)光 裝置100，至于此些光學微結(jié)構(gòu)420中任二凸出物(或凹陷部)間的距離或任一凸出物(或 凹陷部)的高度(或深度)并未加以限制。 圖4是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置100的導光件400依據(jù)另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 此實施例的另一可變化的例子中，此些光學微結(jié)構(gòu)420分別為印刷或涂布于導光件400上 的印刷點430。如此，利用此些印刷點430可破壞了光的全反射的特性，使得上述的外部光
7線500及內(nèi)部光線600可往不同角度擴散，導致部份的光線可均勻地朝太陽能電池面板200 中發(fā)射。 此實施例的又一可變化的例子中，光學微結(jié)構(gòu)420的此些光學元件(例如印刷點 430)中分別具有多個擴散粒子440，利用擴散粒子440產(chǎn)生擴散反射現(xiàn)象，使得上述的外部 光線500及內(nèi)部光線600經(jīng)反射后，可在光學微結(jié)構(gòu)420中往不同角度擴散，如此導致此些 光線均勻地朝太陽能電池面板200中發(fā)射。 此實施例的又一可變化的例子中，此些光學微結(jié)構(gòu)420可分別藉由印刷、機械加 工、蝕刻或電鍍等方式予以成型。此外，此些光學微結(jié)構(gòu)420與光學本體410亦可以決定為 一體成型的方式制作，或者，此些光學微結(jié)構(gòu)420與光學本體410可以決定為相互獨立的元 件，以便相互組合。 圖5是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置依據(jù)又一實施例的方塊圖。本發(fā)明的又一實施例 中，太陽能發(fā)光裝置100更包括一充電電池700、一光電開關(guān)800及一控制器850。充電電池 700電性連接太陽能電池面板200及有機發(fā)光二極管元件300。光電開關(guān)800電性連接太 陽能電池面板200與充電電池700。控制器850電性連接光電開關(guān)800與一人因界面(或 一光線感測器)，以便藉由人因界面或光線感測器的指示而控制光電開關(guān)800的開關(guān)。
當光線足夠時(例如白天)，控制器850受到指示而關(guān)閉光電開關(guān)800，以便太陽 能電池面板200 —方面提供電源至有機發(fā)光二極管元件300，另一方面同時提供電源至充 電電池700 ;反之，光線不足時(例如傍晚)，控制器850受到指示而開啟光電開關(guān)800，以 便太陽能電池面板200停止工作，全由充電電池700提供電源至有機發(fā)光二極管元件300。 此外，當充電電池700已充電完畢，控制器850亦會開啟光電開關(guān)800，防止充電電池700過 度充電。 太陽能發(fā)光裝置IOO可應(yīng)用于日常生活的用品中，例如飾品(例如手環(huán)、項鏈、發(fā) 夾或鑰匙圈等)、文具(例如筆具等)或電子裝置(例如顯示螢?zāi)煌饪虻?。當日常生活的 用品被攜帶于光線充足的環(huán)境時，太陽能電池面板200可開始進行充電，反的，當需要使用 有機發(fā)光二極管元件300時，有機發(fā)光二極管元件300便可開始發(fā)光，提供照明、提示或其 他發(fā)光用途。 圖6是本發(fā)明太陽能發(fā)光裝置100依據(jù)又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。舉例而言，太 陽能發(fā)光裝置100應(yīng)用于一手環(huán)上。手環(huán)包括一環(huán)形載體900。有機發(fā)光二極管元件300 與導光件400分別排列于此環(huán)形載體900的表面。而太陽能電池面板200可以即為此環(huán)形 載體900的一部份，或甚至設(shè)置于此環(huán)形載體900中。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì) 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其包括一太陽能電池面板，具有相互對應(yīng)的一向光面及一背光面，其包括一陰極層，位于該向光面的一側(cè)；及一第一陽極層，位于該背光面的一側(cè)；一有機發(fā)光二極管元件，包括一第二陽極層，電性連接該陰極層；及一發(fā)光層，位于該陰極層上，介于該陰極層與該第二陽極層之間；以及一導光件，位于該陰極層上，鄰接該發(fā)光層，用以導引光線至該太陽能電池面板中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的導光件包括 一光學本體，位于該陰極層的表面，具有可透光性；以及多個光學微結(jié)構(gòu)，排列于該光學本體的表面，用以分別引導一外部光線及一自該發(fā)光 層所產(chǎn)生的光至該太陽能電池面板中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)分別為一 用以破壞光線全反射的光學元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中每一所述光學微結(jié)構(gòu)為一 具有多個擴散粒子的光學元件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)分別為印 刷點。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)分別為一 球形凸出物或三角錐形凸出物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)分別為一 球形凹陷部或三角錐形凹陷部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)與該光學 本體為一體成型或相互獨立。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的太陽能發(fā)光裝置更 包括一充電電池，電性連接該太陽能電池面板及該有機發(fā)光二極管元件； 一光電開關(guān)，電性連接該太陽能電池面板與該充電電池；以及 一控制器，電性連接該光電開關(guān)。
10. —種太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其包括一太陽能電池面板，具有相互對應(yīng)的一向光面及一背光面，其包括 一半導體晶圓基板，位于該背光面的一側(cè)； 一第一電極層，位于該向光面的一側(cè)；及一第二電極層，與該第一電極層具相反極性，位于該半導體晶圓基板與該第一電極層 之間，與該第一電極層電性連接；多個有機發(fā)光二極管元件，分別間隔地排列于該向光面上，每一所述有機發(fā)光二極管 元件包括一第三電極層，與該第二電極層具相同極性，并電性連接該第一電極層；及 一發(fā)光層，位于該第三電極層與該第一電極層之間；以及多個導光件，分別位于任二相鄰的該些有機發(fā)光二極管元件之間，用以導引光線至該 太陽能電池面板中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中每一所述導光件包括 一光學本體，位于該第一電極層的表面，具有可透光性；以及多個光學微結(jié)構(gòu)，平均排列于該光學本體遠離該第一電極層的表面，用以分別引導一 外部光線及一自該發(fā)光層所產(chǎn)生的光至該太陽能電池面板中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的光學微結(jié)構(gòu)分別 為一用以破壞光線全反射的光學元件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的光學微結(jié)構(gòu)分別 為一印刷點。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中每一所述光學微結(jié)構(gòu)為 一具有多個擴散粒子的光學元件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)分別為 一球形凸出物或三角錐形凸出物。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)分別為 一球形凹陷部或三角錐形凹陷部。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述光學微結(jié)構(gòu)與該光 學本體一體成型或相互獨立。
18. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的第一電極層為一 陰極，該第二電極層與該第三電極層分別為陽極。
19. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的太陽能發(fā)光裝置 更包括一充電電池，電性連接該太陽能電池面板及每一該些有機發(fā)光二極管元件； 一光電開關(guān)，電性連接該太陽能電池面板與該充電電池；以及 一控制器，電性連接該光電開關(guān)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的太陽能發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的太陽能發(fā)光裝置 為一飾品。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種太陽能發(fā)光裝置，包括太陽能電池面板、有機發(fā)光二極管元件及導光件。有機發(fā)光二極管元件與導光件排列于太陽能電池面板的向光面。導光件位于任二有機發(fā)光二極管元件之間，用以導引光線至太陽能電池面板中。
文檔編號H01L27/30GK101777573SQ20091025976
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者朱濤, 王雅濤 申請人:友達光電(廈門)有限公司;友達光電股份有限公司