用于顯示器或具有顯示器的裝置的波長選擇性光電裝置的制造方法
【專利說明】用于顯示器或具有顯示器的裝置的波長選擇性光電裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2012年10月I日提交的美國臨時申請N0.61/708，389的權益，該美國臨時申請的內容在此通過弓I用的方式合并到本文。
技術領域
[0003]本申請涉及用于裝置或電子器件的光電裝置的使用。
【背景技術】
[0004]移動裝置(例如，電子閱讀裝置、平板電腦、移動電話、可穿戴電子裝置(例如，手表、智能手表以及電子眼鏡)等)使用電池電源，該電池電源如果不是需要更短時間周期地被充電、也是幾乎每天需要被充電。光電單元正被用于補充電池壽命，而且不同的方法已經被用于將光電單元整合到包括顯示器的移動裝置的結構中。在示例方法中，吸收可見光的半透明光電單元被放置于顯示器上。在另一種方法中，不透明的光電層以條帶的形式在顯示器周圍被分割或形成來自顯示器的光在其間經過的孔徑。
[0005]一般而言，這些移動裝置內的顯示器允許人類的眼睛感知可見光形式的圖像與文本。這種可見光以光發射(發光二極管(LED)或液晶顯示(LCD)顯示器)或光反射(在如同紙的基板上的電泳顯示器或印刷的油墨/染料)的形式從顯示器傳遞到眼睛。
[0006]以上描述的方法致使顯示器遭遇以下情形:(I)由于來自顯示器的光被非透明的PV(光電)材料吸收或阻擋而降低了性能(例如，低亮度、低分辨率等等)，或者(2)僅具有小的光電材料表面區域，對于給定的電池類型而言，該表面區域與產生的總能量是成比例的。
【發明內容】
[0007]在此描述了一種設備和方法，該設備與方法被用于在不影響顯示器的視覺感知的情況下向顯示器或包含顯示器的裝置提供功率或光電功能。波長選擇性光電(WPV)元件在視覺上是透明的，因為它在由顯示器產生的可見光發射(或反射)峰值周圍選擇性地進行吸收。在不本質上阻礙或視覺沖擊或影響來自顯示器的內容的發射(或反射)的情況下，光電材料能夠覆蓋顯示器的除了任何非顯示部分之外的整個表面區域或一部分表面區域。由光電元件吸收的入射光然后被轉換成向所述裝置或鄰近裝置供電的電能。
【附圖說明】
[0008]圖1A示出了疊加有示例顯示器發射或反射的可視性透明光電裝置的吸收的示例吸收；
[0009]圖1B示出了疊加有示例顯示器發射或反射的可視性透明光電裝置的吸收的另一示例吸收；
[0010]圖1C示出了疊加有示例顯示器發射或反射的WPV吸收的示例吸收；
[0011]圖2示出了具有波長選擇性光電(WPV)裝置的示例反射光顯示器堆疊；
[0012]圖3A示出了具有WPV的示例發射光顯示器堆疊；
[0013]圖3B示出了當WPV用作濾色器時期望發射峰值的示例；
[0014]圖4示出了在各種太陽照明強度下紫外光/近紅外光(UV/NIR)選擇性WPV的相關性能的不例圖表；
[0015]圖5A-5C示出了在各種人工光源下UV/NIR選擇性WPV的相關性能的示例；
[0016]圖6A與6B示出了被整合到電子裝置顯示器上作為能夠移動附設的外殼或封蓋的WPV的實施方式；
[0017]圖7A-7F示出了處于拆開狀態的外殼的不同視圖；
[0018]圖8A-8F示出了處于附設狀態的外殼的不同視圖；
[0019]圖9示出了外殼的實施方式的正視圖；
[0020]圖10示出了外殼的實施方式的后視圖；
[0021]圖11不出了外殼的實施方式的橫截面圖；
[0022]圖12示出了電子器件與電子器件功能的示例頂級圖示；
[0023]圖13示出了包括WPV模塊與電連接器的外殼的示例實施方式；
[0024]圖14為示出了裝置層重疊圖案的WPV的示例實施方式；
[0025]圖15示出了示例總模塊電流-電壓性能；
[0026]圖16示出了外殼實施方式中的電連接器的示例視圖；
[0027]圖17示出了外殼實施方式中的電連接器的另一示例視圖；
[0028]圖18A-18C示出了包括WPV模塊的外殼中的示例導線連接；
[0029]圖19A與19B示出了處于提高狀態的WPV模塊和外殼以描述光電封裝；
[0030]圖20描述了在環境光中來自WPV外殼的功率產生的演不；
[0031]圖21A與21B示出了包括集成WPV的移動裝置的實施方式；以及
[0032]圖22A-22E示出了反射性顯示器內的示例集成WPV涂層。
【具體實施方式】
[0033]可以理解的是，波長選擇性光電(WPV)裝置、元件或部件的實施方式的圖形與描述已經得到簡化以示出與清楚理解相關的元件，在消除的同時，為了達到清楚的目的，許多其它的元件在這些電子器件與封裝中被發現。那些本領域普通技術人員可以認識到，在實施WPV裝置、元件或部件時，其它的元件和/或步驟是值得要的和/或必需的。然而，由于這些元件和步驟在本領域中是公知的，而且由于它們不能促進對WPV裝置、元件或部件的更好理解，所以這些元件和步驟的討論在此不被提供。
[0034]在此描述的非限制性實施方式涉及WPV裝置、元件或部件。在此描述的和/或在附圖中示出的實施方式和變化僅通過舉例的方式得到呈現，而且不局限于本發明的范圍和精神。WPV裝置、元件或部件可以被用于多個應用中。使用以下美國公布中示出的制造方法可以得到能夠應用的元器件:名稱為〃METHODS AND APPARATUS FOR LIGHT HARVESTINGIN DISPLAYS〃、在2010年6月23日提出申請以及在2011年I月20日公布的美國公布N0.20110010911 ;名稱為"TRANSPARENT PHOTOVOLTAIC CELLS' 在 2012 年 I 月 25 日提出申請以及在2012年7月26日公布的美國公布N0.20120186623 ;以及名稱為"VISIBLYTRANSPARENT, LUMINESCENT SOLAR CONCENTRATOR〃、在 2012 年 6 月 13 日提出申請的美國專利申請N0.13/495，379，這些美國公布的全部內容都通過引用的方式合并到本文，如同其在本文中進行闡述一樣。在一些實施方式中，WPV為透明的PV(TPV)，而且TPV為可視性或可見光TPV。一般而言，WPV可以從有機PV、分子PV以及發冷光的太陽能集中器、半導體納米晶體PV或無機PV中被構建(但不限于此)。PV還可以包括來自酞菁、酞化青(napthalocyanine)、卟啉、富勒烯以及碳納米管的群組的半導體或分子染料(但不限于此)。
[0035]在此公開了一種裝置，該裝置被用于向具有顯示器的裝置提供功率，例如，具有顯示器的裝置包括移動裝置、電子閱讀裝置、平板電腦、移動電話、能夠穿戴的電子裝置(例如，手表、智能手表以及電子眼鏡)、便攜式電子裝置、戶外標識、建筑標識、交通標志以及相似的器件。該裝置整合被放置在該裝置的顯示器上的WPV。在吸收一部分紫外光和紅外光并且將它們轉換成電的同時，WPV可以選擇性地發射一部分可見光。如在此以下的描述，在一些實施方式中，為了向移動裝置或毗鄰的裝置內的電池或其它部件提供功率或能量，WPV可以采取與諸如移動裝置的通用串行總線(USB)或其它類似端口之類的電端口相連接的外殼、封蓋或其它類似結構的形式。在其它的實施方式中，WPV可以采取與裝置顯示器堆疊更集成的格式。為了達到描述的目的，這里參照移動裝置來描述這些示例，但是這些示例同樣適用于其它具有顯示器的裝置。
[0036]在此描述的WPV可以相對于顯示器進行放置或與顯示器集成在一起，在WPV中，光電材料在顯示器產生的發射(或反射)峰值周圍選擇性地進行吸收。因此，在不本質上阻礙或視覺上沖擊或影響來自顯示器的內容的發射(或反射)的情況下，光電材料能夠覆蓋顯示器的一部分或整個表面區域。在一些實施方式中，光電材料還可以覆蓋具有顯示器的裝置的非顯示部分。僅為了描述的目的，例如，非顯示部分可以是框架、邊、背部或側面。由光電材料吸收的光可以源自顯示器的內部或源自從外部環境入射到顯示器上的光。從這樣的WPV中產生的光電作用可以被用于為所述裝置