專利名稱：具有透明薄膜太陽能電池的電子書的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電子書，具體言之，其是關(guān)于一種具有透明薄膜太陽能電池的電子書，可將外部入射的光源轉(zhuǎn)換成電能供自身使用。
背景技術(shù)：
電子書是一種類紙式的電子顯示器，其結(jié)合了傳統(tǒng)紙張在顯示品質(zhì)上及機械性質(zhì)上的優(yōu)點，以及數(shù)字電子媒體可進行信息更新的特性，來實現(xiàn)所謂電子紙(electronic paper)或電子墨水的應(yīng)用。電子書不僅省電輕巧、攜帶方便，且可裝載上萬本書籍的數(shù)據(jù)， 故其非常適合應(yīng)用在電子教科書、電子報紙、電子雜志等特別強調(diào)可攜、可圖文顯示的領(lǐng)域中。而電子書內(nèi)部的電子紙元件是提供電子書顯示圖像的來源，其可如一般紙張一樣輕薄撓曲，亦具有一般紙張對比高、無視角限制、使用環(huán)境光源等顯示優(yōu)點，未來在電子標(biāo)簽、電子病歷、電子圖紙、電子書包、IC卡、電子鐘表等領(lǐng)域會有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用潛力。省電是電子書的一大優(yōu)點，其導(dǎo)因于電子書的顯示方式不同于液晶顯示器利用液晶扭轉(zhuǎn)及設(shè)置背光模塊提供背光源的方式，而是采用多種可反射光線的顯示單元(如微膠囊microcapsule、微杯microcup、擰轉(zhuǎn)球Gyricon bead等微結(jié)構(gòu))來反射從外部入射的光源達成顯示效果，故電子書中不需設(shè)置或提供背光模塊電能，其顯示單元亦不須持續(xù)維持驅(qū)動用的電場才能顯示畫面，故能節(jié)省相當(dāng)可觀的電力?；陔娮訒质‰姷奶匦裕緦嵱眯滦偷膭?chuàng)作人立意設(shè)計一種完全不須提供外部電能或進行充電動作的電子書，讓使用者得以隨時隨地、不受外在環(huán)境限制地使用電子書。為此，在現(xiàn)今太陽能科技蓬勃發(fā)展以及環(huán)保意識抬頭的背景，創(chuàng)作人構(gòu)思出一種結(jié)合太陽能電池永續(xù)發(fā)電與電子書省電優(yōu)點的電子書設(shè)計，來達成電子書永續(xù)使用的訴求。薄膜太陽能電池，顧名思義，乃是在塑膠、玻璃或是金屬基板上形成可產(chǎn)生光電效應(yīng)的薄膜，厚度僅需數(shù)μ m，因此在同一受光面積之下可較傳統(tǒng)硅晶圓太陽能電池大幅減少原料的用量。由于薄膜太陽能電池的厚度很薄，加之可以采用透明的玻璃作為基板，故可較傳統(tǒng)以硅晶圓為基底的太陽能電池多了許多應(yīng)用面，如在建筑整合應(yīng)用(BIPV)、遮陽帷幕、 隨身折疊式充電電源等應(yīng)用方面。上述薄膜太陽能電池輕薄、透明的特性亦可使其容易與電子書整合，來達成本新型的目的。對此，本實用新型的創(chuàng)作人在不改變及犧牲電子書傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及效能的創(chuàng)作基礎(chǔ)下，遂特以開發(fā)出一種結(jié)合透明薄膜太陽能電池與電子書兩者的創(chuàng)新電子書，期通過本案的提出貫徹利用干凈再生能源的環(huán)保節(jié)能理念。

實用新型內(nèi)容本實用新型揭露了一種具有透明薄膜太陽能電池的電子書，其內(nèi)部設(shè)置有透明薄膜太陽能電池板以將部分的入射光轉(zhuǎn)換成電能供電子書使用，同時又不會影響到電子書的畫面顯示。在本實用新型一態(tài)樣中，具有透明薄膜太陽能電池的電子書包含一電子紙，可呈現(xiàn)出文字與圖形；一驅(qū)動背板，設(shè)置在該電子紙底面，該驅(qū)動背板含有驅(qū)動電路來驅(qū)使該電子紙呈現(xiàn)出文字與圖形；一電源模塊，可提供該電子書所需的電能；一透明薄膜太陽能電池板，設(shè)置在該電子紙表面并與該電源模塊電連接以提供電能給該電源模塊；以及一殼體， 用以容納該電子紙、驅(qū)動背板、電源模塊、及透明薄膜太陽能電池板。本實用新型的目的在于提供一種永遠不需進行充電動作的電子書，其可利用內(nèi)部設(shè)置的透明薄膜太陽能電池板從入射的光源生成電力供予電子書使用。在參閱下述詳細(xì)的實施方式及相關(guān)的附圖后，閱者將更能了解本實用新型其他的目的、特征、及優(yōu)點。

參閱后續(xù)的附圖與描述將可更了解本實用新型的系統(tǒng)及方法。文中未詳列暨非限制性的實施例則請參考該后續(xù)附圖的描述。附圖中的組成元件并不一定符合比例，而是以強調(diào)的方式描繪出本新型的原理。在附圖中，相同的元件在不同圖示中標(biāo)出相同對應(yīng)的部
分。[0010]圖1為根據(jù)本實用新型實施例一具有透明薄膜太陽能電池的電子書的分解圖；[0011]圖2為圖1中透明薄膜太陽能電池板的細(xì)部結(jié)構(gòu)圖；及[0012]圖3為圖1中電子書各構(gòu)件組裝后的立體圖。[0013]附圖標(biāo)號[0014]100電子書[0015]101上殼體[0016]103下殼體[0017]105開口[0018]107控制鍵[0019]109顯示模塊[0020]111控制器[0021]113電源模塊[0022]115太陽能電池板[0023]117電子紙[0024]119驅(qū)動背板[0025]121存儲器[0026]具體實施方式
[0027]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對本實用
新型實施例做進一步詳細(xì)說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。 現(xiàn)在請參照圖1，其為根據(jù)本實用新型實施例一具有透明薄膜太陽能電池的電子書的分解圖。如圖所示，本實用新型的電子書100外部由一上殼體101與一下殼體103所組成。該上下殼體101與103可組合在一起并定義出一內(nèi)部空間以容納設(shè)置在電子書100 內(nèi)部的其他組件。上殼體101上形成有一矩形開口 105，其定義出電子書100的顯示區(qū)域， 電子書的熒幕畫面會經(jīng)由該開口 105顯示出來。除了開口 105外，該上殼體101的表面上還設(shè)置有數(shù)個控制鍵107，可讓使用者進行電子書的操作，如啟動、關(guān)閉、前一頁、及下一頁
4等基本功能。下殼體103為對應(yīng)該上殼體101的電子書底座，其可與上殼體101對合而定義出一電子書的內(nèi)部空間，電子書100的內(nèi)部組件，如顯示模塊109、控制器111、電源模塊 113、及存儲器121等，可被支承并固置在該內(nèi)部空間中。關(guān)于電子書各內(nèi)部組件的說明將在下述實施例中進行描述。本新型電子書100的顯示模塊109由數(shù)層的板結(jié)構(gòu)層壓(laminate)而成， 如圖所示，其由上而下依序為透明薄膜太陽能電池板(solar cell panel) 115、電子紙 (e-paper)117、及驅(qū)動背板(backplane) 1190電子紙117為電子書100內(nèi)部重要的組成元件，電子書100的顯示畫面即通過該電子紙117生成。電子紙117由多個陣列排列的像素(pixel)所構(gòu)成。該每一像素皆作為一顯示單元，如在微膠囊電泳式(micro capsule electrophoretic)電子紙的例子中，該顯示單元是為一微膠囊，其內(nèi)部懸浮有白色與黑色兩種分別帶有正負(fù)電的色素碎屑。當(dāng)電子紙的上下表面有電場形成時，帶正電的白色色素碎屑會往陰極移動，帶負(fù)電的黑色色素碎屑則會往陽極移動，如此從電子紙的顯示面來看 (即從上殼體101的開口 105往下殼體方向看)，每個微膠囊即會呈現(xiàn)出黑色或是白色兩種色彩，而將多個微膠囊排列成點矩陣即可呈現(xiàn)出一幅由黑點或白點構(gòu)成的文字與圖形。須注意，上述實施例僅為電子紙的其中一種態(tài)樣，在本實用新型其他實施例中， 電子書100所采用的電子紙117亦可為其他類型的電子紙，其包含但不限定于如電泳式 (Electrophoretic)、膽固醇液晶式(Cholesteric LCD)、電濕式(Electrowetting)、電致變色式(Electrochromic)、電流體式(Electrofluidic)、擰轉(zhuǎn)球式(Gyricon bead)、干涉調(diào)變式(Interferometric modulator)等類型的電子紙。隨著所采用的電子紙種類不同，其內(nèi)部的顯示單元及結(jié)構(gòu)亦會不同，所呈現(xiàn)出的色彩亦有可能不限于黑白兩色。由于上述電子紙的構(gòu)造與成像原理已為業(yè)界現(xiàn)有的技術(shù)，故此處將省略其描述與細(xì)節(jié)說明。在驅(qū)動模塊109中，驅(qū)動背板119設(shè)置在電子紙117的下方(即非顯示面上)，其負(fù)責(zé)控制電子紙117上每一顯示單元(如上述實施例中的微膠囊)所受電場極性的組成元件，使該各顯示單元呈現(xiàn)出其應(yīng)表現(xiàn)的色彩。在一實施例中，驅(qū)動背板119由多個薄膜晶體管(thin-film transistor, TFT)陣列排列而成，其中驅(qū)動背板119上的每個薄膜晶體管單元皆會對應(yīng)到電子紙117上的一個顯示單元。經(jīng)由信號線掃描(line scanning)的方式，電子紙117上的每一個顯示單元會呈現(xiàn)出吾人所欲的色彩，而整體構(gòu)成一幅文字畫面與/或圖像畫面。在本實用新型中，該驅(qū)動背板119的材質(zhì)可采用非晶硅薄膜晶體管(a-Si TFT)、 低溫多晶硅晶體管(LTPS TFT)、有機晶體管(OTFT)、金屬氧化物晶體管(OxideTFT)等材質(zhì)，其中以有機晶體管為佳。透過上述實施例中電子紙117與驅(qū)動背板119的協(xié)作即可達成電子書畫面顯示的功能。然在本實用新型中，電子紙117的上面(即顯示面上)尚設(shè)置有一透明薄膜太陽能電池板115，該透明薄膜太陽能電池板115的特點在于其正電極與背部電極皆以透明導(dǎo)電性氧化物(transparent conductive oxide, TC0)材質(zhì)形成，使得整片薄膜太陽能電池板 115呈透明，不會遮蔽到下方電子紙117的畫面輸出。透明薄膜太陽能電池板115可以吸收從上殼體101的開口 105入射的光線(如太陽光或照明光)并將之轉(zhuǎn)換成電能，未被吸收的入射光則會穿過透明薄膜太陽能電池板115到達電子紙117部位。在一實施例中，該些光線會受到電子紙上顯示單元(如上述實施例中微膠囊內(nèi)部的色素碎屑)的反射而朝開口反射出具有特定色彩的光線，讓位于電子書顯示側(cè)的使用者感知到色彩圖像。在某些特定的電子書應(yīng)用中，透明薄膜太陽能電池板115與電子紙之間可進一步設(shè)置一彩色濾光片 (color filter)使反射的黑白光線轉(zhuǎn)變成特定的色光，進而生成彩色的圖像畫面。現(xiàn)在請參照圖2，其描繪出上述透明薄膜太陽能電池板115的細(xì)部結(jié)構(gòu)。如上述實施例所述，為了要讓下方電子紙117顯示出的畫面可透過薄膜太陽能電池板115呈現(xiàn)給使用者，薄膜太陽能電池板115的上下基板皆采用透明基材，如透明玻璃或塑膠等。同樣地， 薄膜太陽能電池板115的上下電極亦會采用透明電極，如透明導(dǎo)電氧化物(transparent conductive oxide，TC0)，以讓光線穿透。如圖所示，在本實用新型中，來自外部光源的光 (如太陽)會從上殼體101的開口入射穿透薄膜太陽能電池板115上透明基材與上透明電極來到中間的P-I-N層，在該處部分的光會受P-I-N層吸收進行光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生電能。未被P-I-N層吸收的其他光線會繼而穿透薄膜太陽能電池板115的下透明基材與下透明電極來到下方的電子紙117部位。如上面的實施例所述，來到該些的光線會受到電子紙117 中顯示單元的反射而朝上殼體101開口 105處反射出具有特定色彩的光線，呈現(xiàn)出文字或 /與圖像。在本實用新型中，該薄膜太陽能電池板115的類型可包含但不限定于如非晶硅 (a-Si)、微晶硅(μ c-Si)、化合物半導(dǎo)體II-IV族，如硫化鎘(CdS)、碲化鎘(CdTe)、銅銦硒化物(CiJr^e2，CIS)、銅銦鎵硒化物(CIGS)等，或是染料敏化電池(Dye-Sensitized Solar Cell，DSSC)、有機導(dǎo)電高分子等類型的薄膜太陽能電池板?；仡^參照圖1，在本實用新型一實施例中，上述透明薄膜太陽能電池板115、電子紙117、驅(qū)動背板119層壓在一起形成了本新型的顯示模塊109，其為上下殼體101與103 夾摯固定在所定義出的內(nèi)部空間中，顯示模塊109的顯示面則從開口 105裸露出來。在本實用新型一實施例中，下殼體里側(cè)槽位中顯示模塊設(shè)置區(qū)域的下方尚有一空白區(qū)域可供電子書設(shè)置其他功能性組件，如圖中所示的控制器111、電源模塊113、及存儲器121等。在實施例中，控制器111可為一 IC電路板，其與顯示模塊109以及上殼體101上的控制鍵107 耦接，以控制電子書100的信號輸出，如欲顯示的數(shù)據(jù)信號，或是使用者透過控制鍵107輸入的指令信號?？刂破鲿鶕?jù)畫面數(shù)據(jù)對電子紙進行掃描動作，以使電子紙呈現(xiàn)含有文字或/與畫面的圖像，以及在使用者換頁時對電子紙進行畫面更新(reset)動作。存儲器121為電子書用來儲存顯示數(shù)據(jù)或使用者設(shè)定數(shù)據(jù)的部位。圖中所示的存儲器121雖為一內(nèi)建的存儲器，然須注意在本實用新型其他實施例中，該存儲器亦可能是一外部的儲存單元，如外插式的擴充快閃存儲卡(flash)等或是現(xiàn)有的外接式存儲器。電子書100內(nèi)部還設(shè)置有一電源模塊113，其可提供電子書100所需的電力。電源模塊113的特點在于其與顯示模塊109中的透明薄膜太陽能電池板115耦接，可接收該處光電轉(zhuǎn)換所生成的電力，供予整個電子書裝置使用。須注意電子書100內(nèi)部還可設(shè)置其他功能性組件或模塊，舉例言之，如可在顯示模塊109兩側(cè)加裝一排LED光源，以讓電子書100在無外部光源的環(huán)境下使用內(nèi)建的光源來呈現(xiàn)圖文。其他的功能性組件還包含音效模塊、觸控模塊、無線傳輸模塊等，其非本實用新型的重點故在文中不多予描述。接著請參照圖3，其為圖1中電子書100的各構(gòu)件組裝后的裝置立體圖。如圖所示，電子書100組裝后從上殼體101開口 105裸露出的部位即為薄膜太陽能電池板115的上透明基材。陽光與/或照明光可經(jīng)由該部位入射至電子書內(nèi)部的顯示模塊109，提供薄膜太陽能電池板115進行光電轉(zhuǎn)換所需的光能，并作為電子書反射式顯示成像所需的正光源。本實用新型具有透明薄膜太陽能電池的電子書的優(yōu)點在于電子書在接收外部入射光線 (如太陽光、照明光等)的同時亦可利用該些入射光線進行光電轉(zhuǎn)換以生成額外的電能供電子書裝置使用。尤其現(xiàn)有的電子書多為反射式顯示設(shè)計，使用者在閱讀時需在顯示側(cè)施以外部光源才能反射出具有圖文圖像的顯示光，故其使用時多處于有外部光源的環(huán)境下。 如此，本實用新型裝設(shè)有薄膜太陽能電池板的電子書在使用期間(有光照的環(huán)境下)其自身的圖像表現(xiàn)能力不會受到影響，又同時可生成額外的電力儲存在電源模塊中供整體裝置使用，例如供給內(nèi)部的LED光源電力以在無光照環(huán)境下使用。由于大多數(shù)的電子書裝置僅在畫面切換時(如換頁)會用到電力，平常使用的常駐期間并不耗電，故如本實用新型以薄膜太陽能電池生成電能的設(shè)計將可使電子書永遠不需進行任何的外部充電動作，完全利用薄膜太陽能電池生成的電力即可達成運作。再者，本實用新型的設(shè)計可以輕易地與傳統(tǒng)電子書組裝整合中，不會改變其原先的制作流程，是為一兼具現(xiàn)今節(jié)能減碳環(huán)保概念訴求且易于實作的設(shè)計。 文中所述的實施例與附圖供予閱者，以使其對于本實用新型各不同實施例結(jié)構(gòu)有通盤性的了解。該些圖示與說明并非意欲對利用此處所述結(jié)構(gòu)或方法的裝置與系統(tǒng)中的所有元件及特征作完整性的描述。在參閱本實用新型揭露書中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更能明白本實用新型許多其他的實施例，其得以采由或得自本實用新型的揭露。在不悖離本實用新型范疇的情況下，實用新型中可以進行結(jié)構(gòu)與邏輯的置換與改變。此外，其附圖僅用于呈具而非按比例所繪制。附圖中的某些部分可能會被放大強調(diào)，而其他部分可能被簡略。據(jù)此， 本實用新型的揭露與附圖理視為描述而非限制性質(zhì)，并將由權(quán)利要求范圍來限制。
權(quán)利要求1.一種具有透明薄膜太陽能電池的電子書，其特征在于，所述的具有透明薄膜太陽能電池的電子書包含一電子紙，可呈現(xiàn)出文字與圖形；一驅(qū)動背板，設(shè)置在所述電子紙底面，所述背板含有驅(qū)動電路來驅(qū)使所述電子紙呈現(xiàn)出文字與圖形；一電源模塊，可提供所述電子書所需的電能；一透明薄膜太陽能電池板，設(shè)置在所述電子紙表面并與所述電源模塊電連接以提供電能給所述電源模塊；及一殼體，容納所述電子紙、背板、電源模塊、及透明薄膜太陽能電池板。
2.如權(quán)利要求1所述的電子書，其特征在于，所述的具有透明薄膜太陽能電池的電子書更包含一彩色濾光片設(shè)置在所述電子紙與所述透明薄膜太陽能電池板之間以使所述電子紙可呈現(xiàn)彩色文字與圖形。
3.如權(quán)利要求1所述的電子書，其特征在于，所述電子紙為電泳式、膽固醇液晶式、電濕式、電致變色式、電流體式、擰轉(zhuǎn)球式或干涉調(diào)變式類型的電子紙。
4.如權(quán)利要求1所述的電子書，其特征在于，所述驅(qū)動背板為非晶硅薄膜晶體管、低溫多晶硅晶體管、有機晶體管或金屬氧化物晶體管類型的驅(qū)動背板。
5.如權(quán)利要求1所述的電子書，其特征在于，所述透明薄膜太陽能電池板為非晶硅、微晶硅、硫化鎘、碲化鎘、銅銦硒化物、銅銦鎵硒化物或染料敏化電池類型的透明薄膜太陽能電池板。
專利摘要本實用新型公開了一種具有透明薄膜太陽能電池的電子書，其包含一透明薄膜太陽能電池板設(shè)置在內(nèi)部的電子紙組件上，以將部分的入射光轉(zhuǎn)換成電能供電子書使用，同時又不會影響到電子書的畫面顯示。
文檔編號G09B5/02GK202003515SQ20102063099
公開日2011年10月5日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者劉吉人, 張一熙, 梅長锜 申請人:吉富新能源科技(上海)有限公司