KR19980077400A - 태양 전지가 내장된 액정 표시기 및 그 제조방법 - Google Patents
태양 전지가 내장된 액정 표시기 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양 전지를 내장하는 액정 표시기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 액정 표시기가 태양 전지를 구비함으로써 LCD를 탑재하는 휴대용 제품의 사용 시간을 늘리고자 하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 하부 기판과 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상부 기판 및 상기 박막 트랜지스터에 대향하는 상기 상부 기판 상에 태양 전지를 구비하는 박막 트랜지스터 액정 표시기로, 상기 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 상기 하부 기판을 형성하는 단계 ; 상기 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상기 상부 기판을 형성하는 단계 ; 상기 박막 트랜지스터에 대향하는 상기 상부 기판의 상기 공통 전극 상에 제 1, 제 2, 제 3 반도체층 및 제 1 전극층을 순차적으로 증착하는 단계 ; 사진 공정을 통하여 상기 제 3 반도체층 상에 소정의 마스크 패턴을 형성하고 상기 제 1 반도체층까지 식각함으로서 예정된 크기의 상기 태양 전지를 패터닝하는 단계 ; 및 상기 하부 기판과 상부 기판을 합착한 후 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 액정 표시기에 관한 것으로, 특히 액정 표시 패널 내에 태양 전지를 구비하는 박막 트랜지스터 액정 표시기(이하, TFT-LCD) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 미소한 전압의 변화로 LCD의 밝기를 정밀하게 조절할 수 있는 TFT-LCD는, 그 특성이 우수하여 컴퓨터용 모니터나 벽걸이 TV 등 각종 전자 디스플레이용으로 사용처가 확대되고 있다.
그러나, TFT-LCD를 휴대용 제품에 탑재하는 경우 TFT-LCD의 전원 소비량이 많아 휴대용 제품의 사용 시간에 제약을 주는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 휴대용 컴퓨터 등에 탑재되는TFT-LCD에 태양 전지를 내장함으로써 휴대용 제품의 전원을 확충하는 데 그 목적이 있다.
즉, 휴대용 제품을 사용하지 않을 경우 TFT-LCD를 가시광선(자연광) 상에 노출시켜 입사되는 자연광을 태양 전지를 통하여 발전하고 여기서 발생되는 광전류를 외부의 축전지에 충전시킴으로써, 휴대용 제품을 사용할 때 전원으로 사용하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지를 내장한 박막 트랜지스터 액정 표시기의 단면도.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 일실시예에 따른 태양 전지의 제조 공정을 나타내는 공정 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 태양 전지와 외부 축전지의 연결을 보여주는 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
A : 하부 기판B : 액정 영역
C : 상부 기판D : 태양 전지
I : TFTII : 캐퍼시터
10a, 10b : 유리 기판11 : 컬러 필터
12 : 공통 전극(전면 전극)13 : TN 액정
21, 22 및 23 : 비정질 실리콘층24 : 후면 전극
12a, 24a : 도선30 : 입사광
31 : 축전지
상기 목적을 달성하기 위하여, 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 하부 기판과 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상부 기판 및 상기 두 기판 사이가 액정으로 주입된 박막 트랜지스터 액정 표시기에 있어서, 박막 트랜지스터 액정 표시기는 상기 하부 기판의 박막 트랜지스터에 대향하는 상부 기판 상에 태양 전지를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 하부 기판과 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상부 기판 및 상기 박막 트랜지스터에 대향하는 상기 상부 기판 상에 태양 전지를 구비하는 박막 트랜지스터 액정 표시기를 제조하는 방법에 있어서, 상기 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 상기 하부 기판을 형성하는 단계 ; 상기 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상기 상부 기판을 형성하는 단계 ; 상기 박막 트랜지스터에 대향하는 상기 상부 기판의 상기 공통 전극 상에 제 1, 제 2, 제 3 반도체층 및 제 1 전극층을 순차적으로 증착하는 단계 ; 사진 공정을 통하여 상기 제 3 반도체층 상에 소정의 마스크 패턴을 형성하고 상기 제 1 반도체층까지 식각함으로서 예정된 크기의 상기 태양 전지를 패터닝하는 단계 ; 및 상기 하부 기판과 상부 기판을 합착한 후 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[실시예]
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
일반적으로, TFT-LCD는 TFT와 화소 전극이 배열되어 있는 하부 기판과 색상을 나타내기 위한 컬러 필터, 블랙 매트릭스 및 투명 전극 등으로 구성된 상부 기판과 두 기판 사이에 채워져 있는 액정으로 구성되고 이들 상·하부 기판이 합착되어 있는 형태로, 두 유리 기판의 양쪽 면에는 편광판을 각각 부착하여 완성한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양 전지가 내장된 TFT-LCD의 단면도로써, 하부 기판(A)과 상부 기판(C) 사이에 태양 전지(D)가 형성되어 있는 것을 보여주고 있다. 하부 기판 상에 형성된 에치-스토퍼형 TFT 및 화소 전극의 배열은 종래 기술이므로 구조 및 공정에 관한 자세한 설명은 여기서 생략하기로 하고, 간략하게 하부 기판(A)은 유리 기판(10a) 상에 TFT(I)와 캐퍼시터(II)가 형성되어 있고, 상부 기판(C)은 컬러 필터의 기판이 되는 유리 기판(10b) 상에 컬러 필터(11) 및 투명 전극인 공통 전극(12)이 형성되어 있으며 하부 기판의 박막 트랜지스터에 대향하는 공통 전극 상의 일부분에 태양 전지(D)가 구비되어 있다. 이들 하부 기판과 상부 기판을 합착한 후 사이에 액정(B)을 주입한다.
본 발명에 의한 박막 트랜지스터 액정 표시기는, 종래와 같이 하부 기판(10a) 상에 박막 트랜지스터와 화소 전극의 배열을 형성하고, 상부 기판(10b) 상에는 컬러 필터 및 공통 전극을 형성한다. 그 다음, 상기 하부 기판의 박막 트랜지스터에 대향하는 상부 기판 상에, 도 2A에 도시된 바와 같이, 상부 기판의 공통 전극(12)상에 N형 비정질 실리콘층(21), 진성 비정질 실리콘층(22) 및 P형 비정질 실리콘층(23)을 차례로 증착하고 그 위에 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 된 후면 전극층(24)을 증착한다. 그 다음, 사진 공정을 통하여 후면 전극층 상에 예정된 크기의 마스크 패턴(25)을 형성하여 N형 비정질 실리콘층(21)까지 차례로 식각하여 도 2B와 같은 태양 전지를 형성한다. 그 다음, 종래와 같이 상부 기판과 하부 기판을 합착하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정 셀을 만든 후, 두 상·하 기판의 양쪽면에 편광판을 각각 부착하여 TFT-LCD를 완성한다. 그리고, 상기 상부 기판의 공통 전극을 태양 전지의 전면 전극으로 하여, 기판을 합착하기 전에 태양 전지의 전면 전극과 후면 전극에 도선(보이지 않음)을 형성한다. 상기와 같이 TFT-LCD를 제조한 후, 태양 전지의 도선을 외부 축전지와 연결함으로써 자연광에 의하여 태양 전지에 흐르는 광전류를 충전할 수 있다.
태양 전지의 동작을 간략하게 살펴보면, 자연광이 유리 기판(10b), 전면 전극(11) 및 N형 비정질 실리콘층(21)을 통해 들어 오면 진성 비정질 실리콘층(22)에 흡스되어 그 빛 에너지가 전자--정공 쌍을 생성하게 되고, 이 전자--정공 쌍은 양측의 N형 및 P형 비정질 실리콘층의 에너지 준위차로 인해 각각 양측으로 이동하게 되고, 이로 인해 전류의 흐름이 발생한다. 이렇게 발생된 광전류를 도 3에 도시된 바와 같이, 전면 전극(11)과 후면 전극(24)의 각각의 도선(12a, 24a)을 통하여 외부로 인출하여 축전지에 충전시킨다.
이와 같이, 액정 표시기 내에 태양 전지를 제조하여 자연광으로 인해 발생되는 광전류를 외부 축전지에 충전시킴으로써 휴대용 제품의 전원을 확충할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 액정 표시기 내로 입사되는 자연광을 태양 전지를 통해 광전류를 발생하여 외부의 축전지에 충전시킴으로써 액정 표시기를 포함하는 휴대용 제품의 전원 부족 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (17)
- 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 하부 기판과 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상부 기판 및 상기 두 기판 사이가 액정으로 주입된 박막 트랜지스터 액정 표시기에 있어서,상기 하부 기판의 박막 트랜지스터에 대향하는 상부 기판 상에 태양 전지를 구비하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양 전지는 상기 상부 기판의 공통 전극 상에 제 1 반도체층, 제 2 반도체층, 제 3 반도체층 및 제 1 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양 전지는 상기 상부 기판의 공통 전극을 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극으로 하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 태양 전지는 상기 제 1 전극과 제 2 전극이 외부 축전지에 연결된 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 반도체층은 N형 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 반도체층은 진성 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 반도체층은 P형 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 은(Ag)인 것을 박막 트랜지스터 액정 표시기.
- 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 하부 기판과 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상부 기판 및 상기 박막 트랜지스터에 대향하는 상기 상부 기판 상에 태양 전지를 구비하는 박막 트랜지스터 액정 표시기를 제조하는 방법에 있어서,상기 박막 트랜지스터와 화소 전극이 배열되어 있는 상기 하부 기판을 형성하는 단계 ;상기 컬러 필터 및 공통 전극으로 구성된 상기 상부 기판을 형성하는 단계 ;상기 박막 트랜지스터에 대향하는 상기 상부 기판의 상기 공통 전극 상에 제 1, 제 2, 제 3 반도체층 및 제 1 전극층을 순차적으로 증착하는 단계 ;사진 공정을 통하여 상기 제 3 반도체층 상에 소정의 마스크 패턴을 형성하고 상기 제 1 반도체층까지 식각함으로서 예정된 크기의 상기 태양 전지를 패터닝하는 단계 ; 및상기 하부 기판과 상부 기판을 합착한 후 액정을 주입하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 액정 표시기의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 상부 기판의 공통 전극을 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극으로 하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 외부 축전지에 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 반도체층은 N형 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 반도체층은 진성 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 3 반도체층은 P형 비정질 실리콘층인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 알루미늄(Al)인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 은(Ag)인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시기 제조방법.
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| KR (1) | KR19980077400A (ko) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR100683650B1 (ko) * | 2000-04-28 | 2007-02-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 저소비전력 액정표시소자 |
| KR100929238B1 (ko) * | 2008-06-17 | 2009-12-01 | 김상섭 | 엘씨디 솔라 타일 |
| US9590018B2 (en) | 2015-01-14 | 2017-03-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting display device |
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1997
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| KR100929238B1 (ko) * | 2008-06-17 | 2009-12-01 | 김상섭 | 엘씨디 솔라 타일 |
| US9590018B2 (en) | 2015-01-14 | 2017-03-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting display device |
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