JPH09325352A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH09325352A
JPH09325352A JP14542196A JP14542196A JPH09325352A JP H09325352 A JPH09325352 A JP H09325352A JP 14542196 A JP14542196 A JP 14542196A JP 14542196 A JP14542196 A JP 14542196A JP H09325352 A JPH09325352 A JP H09325352A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
electrode
display device
photocell
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Pending
Application number
JP14542196A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Takahashi
義広 高橋
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH09325352A publication Critical patent/JPH09325352A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電池を用いて照明手段からの光を電力に変
換し、これを駆動回路の電源として供給することによ
り、液晶表示装置の消費電力を低減させる。 【解決手段】 光電池を画素部を避けるように形成する
ことによって開口率を低下させる事なく、低消費電力化
を図ることができる。また、トップゲート構造のTFT
を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置におい
ては、前記光電池をTFTのチャネル領域の遮光膜とし
て機能させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トップゲート構造
のTFTをスイッチング素子として有するアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高品質の表示が得られるアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置は、薄型,軽量,低消費
電力という特徴を生かし、携帯情報端末やOA用機器等
多くの分野で用いられている。
【0003】従来のアクティブマトリクス型の液晶表示
装置は、図3に示すようにソースバスライン21及びゲ
ートバスライン22が直交差するように形成されてお
り、該交差部近傍にはスイッチング素子23が設けられ
ている。そして、該素子を介して画素電極が接続されて
おり、該画素電極と対向電極とによって液晶層24が挾
持されている。前記画素電極は、前記スイッチング素子
23を前記ゲートバスライン22から入力される信号を
用いて制御することによって任意に選択できるようにな
っており、選択された画素電極には前記ソースバスライ
ン21から入力される信号によって所望の電圧が書き込
まれる。前記スイッチング素子23としては、TFT
(Thin-Film-Transistor)で代表される3端子素子や、
MIM(Metal-Insulator-Metal)で代表される2端子
素子が実用化されている。なかでも、TFTは高品位の
表示が可能であることから、現在では最も多く実用化さ
れている。
【0004】TFTの構造には、大きく分けて2通りの
ものがある。すなわち、a−Siを半導体層とし、ゲー
ト電極を該半導体層の直下に形成するボトムゲート構造
のものと、多結晶Siを半導体層とし、ゲート電極を該
半導体層の直上に形成するトップゲート構造のものであ
る。多結晶Siは、キャリア移動度が高い、画素の高密
度化に適している、基板上に駆動回路を一体化させるこ
とが可能である、等の点においてa−Siよりも優れた
特性を有している。
【0005】図4に従来のトップゲート構造のTFTを
有するアクティブマトリクス基板の平面図を、図5に図
4のB−B断面図を示す。図4及び図5において、25
は画素電極、26は透光性基板、27は遮光膜、28は
絶縁膜、29は半導体層、30はゲート絶縁膜、31は
ゲート電極である。なお、照明手段は前記透光性基板2
6の下側に配置される。前記半導体層29は、製造過程
においてチャネル領域32、ソース電極33、ドレイン
電極34が形成されており、該ソース電極33はソース
バスライン21に、該ドレイン電極34は画素電極25
に接続される。
【0006】図5に示される遮光膜27は、照明手段か
らの光が直接TFTの半導体層29内のチャネル領域3
2に入射するのを防ぐために形成されている。これは、
TFTがオフ状態時において、照射手段からの光が直接
TFTの半導体層29内のチャネル領域32に入射した
場合、該チャネル領域32中に電子やホールが形成され
てしまい、リーク電流が大きくなってしまうことを防止
するためである。通常、前記遮光膜27はタンタル等の
金属によって形成されている。
【0007】ところで、近年、アクティブマトリクス型
の液晶表示装置の、ノートパソコン等の携帯情報機器へ
の需要が高まって来ており、更なる低消費電力化が必要
となってきている。そこで、照明手段からの光を光電池
を用いて電力に換え、この電力を駆動用電源に用いる方
法が特開平6−160889号公報に開示されている。
【0008】該公報では、各TFT・画素と対応する数
量の光起電手段を液晶表示手段内の各画素対応位置に設
け、該光起電手段を直列又は並列に接続し、外部制御デ
ータに基づき液晶表示をする液晶表示手段に対する駆動
電源として接続する電源バスを具備することによって、
外部電源による低消費電力化を図ることが開示されてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−160889号公報では、前記光起電手段が、
該基板上に形成された画素電極と同一平面上に形成され
ているため、前記画素電極はその面積が減少されること
を余儀なくされてしまうので、開口率が小さくなり、輝
度が低下してしまうという問題点があった。また、これ
を解消するために、従来と同等の輝度を得ようとすると
照明手段の照度を上げる必要があるが、この場合かえっ
て消費電力が増加してしまうという問題点があった。
【0010】また、前記公報では、前記光起電手段を各
画素対応位置に設けているため、これらを直列又は並列
に接続する際、別途配線を形成する必要があるため、作
製工程が複雑になるという問題点があった。
【0011】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、開口率を低下させる事なく、かつ有効に光電
池を配置させることによって外部電源による低消費電力
化を図ることが可能となる液晶表示装置を提供するもの
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
液晶表示装置は、電極が形成された2枚の基板間に液晶
が挾持され、該基板間内に複数の画素がマトリクス状に
形成された液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面
から前記液晶表示パネルに光を照射する照明手段と、前
記複数の画素に信号を入力する駆動回路とを具備してな
る液晶表示装置において、前記2枚の基板のうち、前記
照明手段側基板の電極形成面上であって、前記画素と重
ならない位置に光電池が設けられており、前記電極は、
該光電池を覆うように形成された絶縁膜上に形成されて
いることを特徴とするものである。
【0013】本発明の請求項2記載の液晶表示装置は、
請求項1記載の液晶表示装置において、前記液晶表示装
置がトップゲート構造の薄膜トランジスタをスイッチン
グ素子として有するアクティブマトリクス型の液晶表示
装置であり、前記光電池が前記薄膜トランジスタの半導
体層よりも下層に形成されており、かつ前記光電池が少
なくとも前記半導体層のチャネル領域と重なるように形
成されていることを特徴とするものである。
【0014】本発明の請求項3記載の液晶表示装置は、
請求項1または2記載の液晶表示装置において、前記光
電池の少なくとも一方の電極は一定の電位に保持されて
いることを特徴とするものである。
【0015】本発明の請求項4記載の液晶表示装置は、
請求項1乃至3記載の液晶表示装置において、前記光電
池が一体的に形成されていることを特徴とするものであ
る。
【0016】以下、上記構成による作用を説明する。
【0017】本発明の請求項1記載の構成によれば、電
極と光電池とが異なる面上に形成されるので、光電池を
電極配線の下に配置することが可能となり、画素の開口
率を低下させることなく外部電源による低消費電力化を
図ることができる。
【0018】本発明の請求項2記載の構成によれば、前
記光電池がトップゲート構造の薄膜トランジスタのチャ
ネル領域の遮光膜として機能するため、TFTのオフ状
態時におけるリーク電流の増加を抑えることができる。
【0019】本発明の請求項3記載の構成によれば、光
電池の上部電極を一定の電位に保持することによって、
上部電極のフローティングを抑えることができる。
【0020】本発明の請求項4記載の構成によれば、個
々に光電池を形成した場合にこれらを接続するのに必要
な配線を別途形成する必要をなくすことができ、工程数
を大幅に削減することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
1及び図2を用いて詳細に説明する。
【0022】図1は本実施の形態の液晶表示装置におけ
るトップゲート構造のTFTを有するアクティブマトリ
クス基板の平面図であり、図2は図1のA−A断面図で
ある。図1において、1は画素電極、2は光電池であ
る。なお、図1においては説明を分かりやすくするため
にソースバスライン、ゲートバスライン、TFT等を省
略してある。また、図2において、3は透光性基板、4
は電極、5はp型半導体層、6はi型半導体層、7はn
型半導体層、8は電極、9は絶縁膜、10は半導体層、
11はゲート絶縁膜、12はゲート電極を示している。
なお、照明手段は前記透光性基板3の下側に配置され
る。5,6,7の各半導体層を4,8の下部及び上部電
極によって挾持することによって光電池2を形成してい
る。また、前記半導体層10は製造過程においてチャネ
ル領域13、ソース電極14、ドレイン電極15が形成
されており、該ソース電極14はソースバスライン16
に、該ドレイン電極15は画素電極1に接続される。
【0023】本実施形態の液晶表示装置は、図1から分
かるように、光電池2は前記画素電極1を避ける位置に
形成されているので、前記光電池2によって画素の開口
率を低下させることがなくなる。また、図2から分かる
ように、前記光電池2は少なくともTFTのチャネル領
域13と重なるように設けてられているので、前記TF
Tのチャネル領域13が前記光電池2によって遮光され
ることとなり、従来の構造で形成していた遮光膜が不要
となる。
【0024】さらに、前記光電池2は一体的に形成され
ているので、これらを個々に形成した場合に必要となる
配線を形成する必要がなくなり、工程数を大幅に削減す
ることができる。また、光電池の面積が大きくなるの
で、光電池による起電力も増加し、外部電源による消費
電力を更に小さくすることができる。
【0025】次に、本実施形態における液晶表示装置に
用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法につい
て以下に説明する。
【0026】まず、透光性基板3上にITO等の透明電
極をスパッタ等の手法によって形成し、前記光電池2の
下部電極4とする。続いて光電池2の受光層となるp型
半導体層5、i型半導体層6、n型半導体層7をそれぞ
れa−Siを用いてプラズマCVD等の手法によって形
成する。ここでは、p型半導体層5のドーピングガスに
はジボラン(B26)を、またn型半導体層7ドーピン
グガスにはホスフィン(PH3)をそれぞれ使用した。
【0027】続いてn型半導体層7の上にAlやCr等
の金属を形成し前記光電池2の上部電極8とした後、こ
れらの積層体のうち表示部にかかる部分を図1に示す形
状にエッチングし、残りの一部を電源取出し端子として
パターニングする。
【0028】以上のように光電池2を形成した後、該光
電池2とこの上部に形成するTFTとの電機的分離を行
うために、SiO2やSiNx等の絶縁膜9を形成する。
この絶縁膜は薄く形成すると前記光電池2の上部電極8
の電位が上部のTFTに影響を与え、リーク電流の上
昇、しきい値電圧のシフト等を引き起こしてしまうた
め、例えば絶縁膜9にSiO2を用いた場合、少なくと
も300nm程度の膜厚に形成する必要がある。
【0029】その後は、従来と同様の手法によってTF
Tを形成する。このとき、TFTの半導体層10に形成
されるチャネル領域13が前記光電池5と重なるように
形成する。
【0030】さらに、前記光電池2の電源取出し端子と
駆動回路とを接続し、光電池2によって得られた電力を
駆動回路に供給できるようにする。このとき、光電池2
の上部電極8を一定の電位、例えばアースに落としてお
けば、該電極8のフローティングを抑えることができ、
光電池2側からチャネル13へ電界がかかるのを防ぐこ
とができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置においては、電極が形成された2枚の基板間に液晶
が挾持され、該基板間内に複数の画素がマトリクス状に
形成された液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面
から前記液晶表示パネルに光を照射する照明手段と、前
記複数の画素に信号を入力する駆動回路とを具備してな
る液晶表示装置において、前記2枚の基板のうち、前記
照明手段側基板の電極形成面上であって、前記画素と重
ならない位置に光電池が設けられており、前記電極は、
該光電池を覆うように形成された絶縁膜上に形成されて
いるので、従来の開口率を低下させることなく、外部電
源による消費電力を小さく抑えることができるという効
果を奏する。
【0032】また、前記液晶表示装置がトップゲート構
造の薄膜トランジスタをスイッチング素子として有する
アクティブマトリクス型の液晶表示装置である場合は、
前記光電池を前記薄膜トランジスタの半導体層よりも下
層に形成し、かつ前記光電池が少なくとも前記半導体層
のチャネル領域と重なるように形成することによって前
記光電池を遮光膜として利用することができるという効
果を奏する。
【0033】また、前記光電池の一方の電極を一定の電
位に保持することにより、該光電池の上部電極のフロー
ティングを防止することができるので、該光電池側から
チャネル13へ電界が掛かるのを防ぐことができるとい
う効果を奏する。
【0034】さらに、前記光電池を一体的に形成するこ
とにより、個々に複数形成した場合に比べて、それらを
配線する手間を省くことができるという効果を奏する。
また、光電池の面積が大きくなるので、外部電源による
消費電力を更に小さくすることができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置に用いるアクティブマト
リクス基板の平面図である。
【図2】図1におけるA−A断面図である。
【図3】液晶表示装置の構成を示す図である。
【図4】従来の液晶表示装置に用いるアクティブマトリ
クス基板の平面図である。
【図5】図4におけるB−B断面図である。
【符号の説明】
1 画素電極 2 光電池 3 透光性基板 4 下部電極 5 p型半導体層 6 i型半導体層 7 n型半導体層 8 上部電極 9 絶縁膜 10 半導体層 11 ゲート絶縁膜 12 ゲート電極 13 チャネル領域 14 ソース電極 15 ドレイン電極 16 ソースバスライン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/04 H01L 31/04 Q

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極が形成された2枚の基板間に液晶が
    挾持され、該基板間内に複数の画素がマトリクス状に形
    成された液晶表示パネルと、該液晶表示パネルの背面か
    ら前記液晶表示パネルに光を照射する照明手段と、前記
    複数の画素に信号を入力する駆動回路とを具備してなる
    液晶表示装置において、 前記2枚の基板のうち、前記照明手段側基板の電極形成
    面上であって、前記画素と重ならない位置に光電池が設
    けられており、前記電極は、該光電池を覆うように形成
    された絶縁膜上に形成されていることを特徴とする液晶
    表示装置。
  2. 【請求項2】 前記液晶表示装置がトップゲート構造の
    薄膜トランジスタをスイッチング素子として有するアク
    ティブマトリクス型の液晶表示装置であり、前記光電池
    が前記薄膜トランジスタの半導体層よりも下層に形成さ
    れており、かつ前記光電池が少なくとも前記半導体層の
    チャネル領域と重なるように形成されていることを特徴
    とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記光電池の一方の電極は一定の電位に
    保持されていることを特徴とする請求項1または2記載
    の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記光電池は一体的に形成されているこ
    とを特徴とする請求項1乃至3記載の液晶表示装置。
JP14542196A 1996-06-07 1996-06-07 液晶表示装置 Pending JPH09325352A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008134661A (ja) * 2008-02-14 2008-06-12 Toppan Printing Co Ltd 太陽電池付反射型ディスプレイ
JP2014211654A (ja) * 2008-02-14 2014-11-13 クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 発電ブラックマスクを有する装置およびそれを製造する方法

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