KR20130010541A - Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same - Google Patents

Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20130010541A
KR20130010541A KR1020110071234A KR20110071234A KR20130010541A KR 20130010541 A KR20130010541 A KR 20130010541A KR 1020110071234 A KR1020110071234 A KR 1020110071234A KR 20110071234 A KR20110071234 A KR 20110071234A KR 20130010541 A KR20130010541 A KR 20130010541A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
type semiconductor
electrode
substrate
cell unit
Prior art date
Application number
KR1020110071234A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101237372B1 (en
Inventor
홍완식
금기수
Original Assignee
서울시립대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울시립대학교 산학협력단 filed Critical 서울시립대학교 산학협력단
Priority to KR1020110071234A priority Critical patent/KR101237372B1/en
Publication of KR20130010541A publication Critical patent/KR20130010541A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101237372B1 publication Critical patent/KR101237372B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02021Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE: An active matrix flat panel display device with an embedded solar-cell and a method for manufacturing the same are provided to reduce the use amount of external power by using the light of a backlight. CONSTITUTION: A pixel part(110) includes a gate electrode(111), an insulator(113), an active layer(115), a source electrode(117) and a drain electrode(119). A substrate(120) supplies power to the pixel part. An insulating film(130) is located between the pixel part and the substrate. A backlight radiates light to the pixel. A solar cell part(140) is located between the insulating film and the substrate. The solar cell part produces power by using the light of the backlight.

Description

솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 및 그 제조 방법{ACTIVE MATRIX FLAT PANEL DISPLAY DEVICE WITH EMBEDDED SOLAR-CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}ACTIVE MATRIX FLAT PANEL DISPLAY DEVICE WITH EMBEDDED SOLAR-CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 박막 트랜지스터에 빛을 이용하여 전력을 생산하여 공급하기 위한 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an active driving flat panel display device having a solar cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an active driving flat panel display device for producing and supplying power to a thin film transistor using light. It is about.

평판 디스플레이에는 대표적으로 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 이러한 LCD는 측면이나 후면에 백라이트가 위치하여, 백라이트에서 발광하는 빛을 이용하여 화소부에 형성된 형상을 외부에 디스플레이하는 장치이다. 그러므로 화소부에서는 영상을 형성하기 위해, 백라이트에서는 발광을 위해 전력이 필요하다.LCD is typically used for flat panel display, and the LCD is a device that displays the shape formed on the pixel part by using the light emitted from the backlight and the backlight is located on the side or the back. Therefore, power is required to form an image in the pixel portion and to emit light in the backlight.

종래의 LCD에서는 백라이트로서 CCFL를 이용하였으나, 최근에는 전력 소비도 적고 수명이 긴 LED 사용이 증가하고 있다. 그렇지만, LED 백라이트를 사용하여도 LCD의 소비전력은 적지 않은 편이다. 특히, 노트북이나 휴대폰 등에서는 평판 디스플레이 소자가 소비하는 전력이 적지 않은 비중을 차지하고 있기 때문에 이를 줄이기 위한 노력은 아직도 계속되고 있다.Conventional LCDs use CCFLs as backlights, but recently, the use of LEDs with low power consumption and long lifespan is increasing. However, even with the LED backlight, the power consumption of the LCD is quite small. In particular, since notebooks and mobile phones consume a small portion of the power consumed by flat panel display devices, efforts to reduce them are still ongoing.

그 중에서 한국 등록특허 제10-0750068호(솔라셀 내장 액정표시장치, 이하, 선행기술)의 경우에는 평판 디스플레이 소자에 솔라셀을 내장하여 평판 디스플레이 소자에서 소비되는 전력의 일부를 대체하기 위한 기술이 개시되어 있다.Among them, in the case of Korean Patent No. 10-0750068 (a built-in liquid crystal display device, hereinafter, prior art), a technology for replacing a part of power consumed by a flat panel display device by embedding the cell in the flat panel display device is disclosed. Is disclosed.

선행기술의 구성을 보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11)위에 절연막(12)이 형성되고, 그 위에 반도체층(13)이 형성된다. 그리고 그 위로 오믹 접촉층(14)이 형성되며, 다시 오믹 접촉층(14)의 위에 소스전극(15)과 드레인 전극(16)이 형성된 박막 트랜지스터(10)를 이용하여 화소를 구현한다.1, the insulating film 12 is formed on the substrate 11, and the semiconductor layer 13 is formed thereon. The ohmic contact layer 14 is formed thereon, and the pixel is realized using the thin film transistor 10 having the source electrode 15 and the drain electrode 16 formed on the ohmic contact layer 14.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(10)의 측면으로 솔라셀부(20)가 형성되어, 이 솔라셀부(20)는 평판 디스플레이 소자를 사용하거나 사용하지 않을 때 태양광을 이용하여 전력을 생산한다. 그리고 이렇게 생산된 전력을 배터리에 축전함으로써, 외부에서의 전력공급이 줄어들거나 소자의 작동시간이 증가하도록 하고 있다.As shown in FIG. 2, the solar cell unit 20 is formed on the side surface of the thin film transistor 10, and the solar cell unit 20 uses the solar power when the flat panel display device is used or not. To produce. And by storing the generated power in the battery, the external power supply is reduced or the operating time of the device is increased.

그렇지만, 전술한 선행기술의 경우에는 태양광이 있는 낮이나 주변에 빛이 있는 경우에만 활용이 가능하고, 주변이 어두운 상태에서는 솔라셀부에 의한 효과가 거의 나타나지 않는 문제가 있다.
However, in the case of the above-described prior art, it is possible to use only when there is light in the day or the surroundings with sunlight, and there is a problem in that the effect by the solar cell unit is hardly seen in the dark state.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주변 광량의 영향을 받지 않으면서, 평판 디스플레이 소자에 공급되는 외부 전력을 줄이거나 배터리 사용 시간을 늘릴 수 있는 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the external power supplied to the flat panel display device or increase the battery life without being affected by the amount of ambient light. And a method for producing the same.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자는, 게이트 전극, 절연체, 활성층, 소스전극 및 드레인 전극을 포함하는 화소부; 상기 화소부에 전원을 공급하는 기판; 상기 화소부와 기판 사이에 위치하여 전류를 차단하는 절연막; 상기 화소부 측으로 빛을 발광하는 백라이트; 및 상기 절연막과 기판 사이에 위치하고, 상기 백라이트에서 발광된 빛을 받아 전력을 생산하는 솔라셀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an active driving flat panel display device having a solar cell according to the present invention includes: a pixel unit including a gate electrode, an insulator, an active layer, a source electrode, and a drain electrode; A substrate supplying power to the pixel portion; An insulating layer disposed between the pixel portion and the substrate to block current; A backlight for emitting light toward the pixel portion; And a solar cell unit positioned between the insulating layer and the substrate and configured to generate electric power by receiving light emitted from the backlight.

이때, 상기 기판은 투명하게 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the substrate is characterized in that it is formed transparent.

그리고 상기 기판은 상기 솔라셀부가 상기 절연막과 기판 사이에 위치하면서 상기 솔라셀부가 삽입될 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.The substrate is characterized in that the groove is formed so that the solar cell portion can be inserted while the solar cell portion is located between the insulating film and the substrate.

여기서, 상기 솔라셀부는 P형 반도체와 N형 반도체 사이에 진성 반도체가 위치한 구조인 것을 특징으로 한다.Here, the solar cell unit is characterized in that the intrinsic semiconductor is located between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor.

이때, 상기 P형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고, 상기 N형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명 전극으로서 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the first electrode and the second electrode for outputting the power produced by the solar cell unit to the pixel side or the battery is formed on the outside of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively, formed outside the N-type semiconductor The second electrode may be formed as a transparent electrode so that light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.

그리고 상기 N형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고, 상기 P형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명 전극으로서 형성되는 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode for outputting the power generated by the solar cell unit to the pixel side or the battery are formed on the outside of the N-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively, and are formed outside the P-type semiconductor. The second electrode is formed as a transparent electrode so that the light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법은, 외부에서 빛을 받아 전력을 생산하는 솔라셀 위에 전류 차단을 위한 절연막을 형성하는 A단계; 상기 A단계에서 형성된 절연막 위에 게이트 전극으로 사용될 금속층을 형성하는 B단계; 상기 B단계에서 형성된 금속층 위에 게이트 절연체를 형성하는 C단계; 상기 C단계에서 형성된 게이트 절연체 위에 채널이 형성될 활성층을 증착하는 D단계; D단계에서 증착된 활성층의 위에 소스전극 및 드레인 전극을 형성하는 E단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in order to achieve the above object, a method of manufacturing an active-driven flat panel display device with a built-in solar cell of the present invention includes: forming an insulating film for blocking current on a solar cell that receives power from outside to produce power; Step B of forming a metal layer to be used as a gate electrode on the insulating film formed in step A; Forming a gate insulator on the metal layer formed in the step B; Depositing an active layer in which a channel is to be formed on the gate insulator formed in step C; It characterized in that it comprises a step E of forming a source electrode and a drain electrode on the active layer deposited in step D.

이때, 상기 A단계에서의 솔라셀은 하부에 상기 게이트 전극 측으로 전원을 공급하는 기판이 형성된 상태임을 특징으로 한다.At this time, the solar cell in the step A is characterized in that the substrate for supplying power to the gate electrode side formed below.

그리고 상기 기판은 투명하게 형성되는 것을 특징으로 한다.And the substrate is characterized in that it is formed transparent.

또한, 상기 기판은 상기 솔라셀부가 상기 절연막과 기판 사이에 위치하면서 상기 솔라셀부가 삽입될 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate is characterized in that the groove is formed so that the solar cell portion can be inserted while the solar cell portion is located between the insulating film and the substrate.

여기서, 상기 A단계에서의 솔라셀은 P형 반도체와 N형 반도체 사이에 진성 반도체가 위치한 구조인 것을 특징으로 한다.Here, the solar cell in the step A is characterized in that the intrinsic semiconductor is located between the P-type semiconductor and the N-type semiconductor.

이때, 상기 P형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고, 상기 N형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the first electrode and the second electrode for outputting the power produced by the solar cell unit to the pixel side or the battery is formed on the outside of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively, formed outside the N-type semiconductor The second electrode may be transparently formed so that light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.

그리고 상기 N형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고, 상기 P형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
The first electrode and the second electrode for outputting the power generated by the solar cell unit to the pixel side or the battery are formed on the outside of the N-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively, and are formed outside the P-type semiconductor. The second electrode may be formed to be transparent so that light emitted from the backlight may reach the intrinsic semiconductor.

상기와 같은 구성을 갖춘 본 발명에 따른 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자에 의하면, 백라이트에서 발광하는 빛을 이용하여 전력을 생산하기 때문에 사용자가 평판 디스플레이 소자를 사용하는 동안에 전력을 생산할 수 있기 때문에 외부에서 공급되는 전력의 사용량을 최대한 줄일 수 있다.According to the active-type flat panel display device with a solar cell according to the present invention having the above-described configuration, since the power is generated by using light emitted from the backlight, the user can produce power while using the flat panel display device. As a result, the amount of externally supplied power can be reduced as much as possible.

또한, 기판이 투명하게 형성되는 경우에는 사용자가 평판 디스플레이 소자를 사용하지 않는 경우에도 솔라셀을 통해 전력을 생산할 수 있어, 배터리가 채용된 소자에서는 배터리의 사용 시간을 그 만큼 증가시킬 수 있다.
In addition, when the substrate is formed transparent, power can be produced through the solar cell even when the user does not use the flat panel display device, and thus, the battery life of the battery can be increased by that amount.

도 1은 선행기술의 박막 트랜지스터를 도시한 도면이다.
도 2는 선행기술의 솔라셀이 배치된 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 솔라셀이 내장된 평판 디스플레이 소자의 박막 트랜지스터와 솔라셀의 배치 및 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 솔라셀이 내장된 평판 디스플레이 소자의 박막 트랜지스터를 집적할 수 있는 면적을 도시한 도면이다.
1 is a view showing a thin film transistor of the prior art.
2 is a view showing that the prior art solar cells are arranged.
3 is a view showing the arrangement and structure of a thin film transistor and a cell of a flat panel display device with a built-in solar cell of the present invention.
4 is a view showing an area capable of integrating a thin film transistor of a flat panel display device in which a solar cell of the present invention is incorporated.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 알려진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축한다.Exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the known technical parts are omitted or compressed for brevity of description.

솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자(100)는 게이트 전극(111)이 하부에 집적되어 있는 바텀 게이트(bottom gate) 방식으로서, 채널층으로 빛이 주입되어 전자-홀 쌍(electron-hole pair)이 생성되지 않도록 게이트 전극(111)이 채널층 하부에 위치하여 채널층에 주입되는 빛을 차단하는 구조의 박막 트랜지스터가 이용된다.The active-type flat panel display device 100 having a solar cell is a bottom gate method in which a gate electrode 111 is integrated at a lower portion thereof, and light is injected into a channel layer to form an electron-hole pair. A thin film transistor having a structure in which the gate electrode 111 is positioned below the channel layer to block light injected into the channel layer so as not to generate a pair) is used.

이러한 평판 디스플레이 소자(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 화소부(110), 기판(120), 절연막(130), 백라이트 및 솔라셀부(140)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the flat panel display device 100 includes a pixel unit 110, a substrate 120, an insulating layer 130, a backlight, and a solar cell unit 140.

화소부(110)는 절연막(130) 위에 형성되며, 외부로부터 공급받은 전원과 영상신호가 입력되어, 그에 해당하는 신호가 출력되며, 게이트 전극(111), 절연체(113), 활성층(115), 소스전극(117), 드레인 전극(119)을 포함하는 박막 트랜지스터로서 구현된다.The pixel unit 110 is formed on the insulating layer 130, and inputs power and an image signal supplied from the outside, and outputs a signal corresponding thereto, and includes a gate electrode 111, an insulator 113, an active layer 115, It is implemented as a thin film transistor including a source electrode 117 and a drain electrode 119.

절연막(130)은 화소부(110)와 기판(120) 사이에 위치하여 기판(120)과 화소부(110) 사이에 발생할 수 있는 전류를 차단하는 역할을 하고, 이때의 절연막(130)은 SiNx나 SiO2를 이용하여 형성한다.The insulating layer 130 is positioned between the pixel portion 110 and the substrate 120 to block current that may occur between the substrate 120 and the pixel portion 110. In this case, the insulating layer 130 may be SiNx. Or SiO 2 .

기판(120)은 화소부(110) 측으로 전원을 공급하기 위해 구비된다. 기판(120)은 외부 배터리와 전기적으로 연결될 수도 있다. 그래서 배터리의 전력이 기판(120)을 통해 화소부(110) 측으로 공급될 수 있고, 또 솔라셀부(140)에서 생산된 전력이 기판(120)을 통해 다시 배터리로 축전될 수도 있다.The substrate 120 is provided to supply power to the pixel unit 110. The substrate 120 may be electrically connected to an external battery. Therefore, the power of the battery may be supplied to the pixel unit 110 through the substrate 120, and the power produced by the solar cell unit 140 may be stored back into the battery through the substrate 120.

그리고 기판(120)에는 솔라셀부(140)가 삽입될 수 있도록 홈이 형성되는데, 즉 도 3에 도시된 바와 같이 기판(120)에 형성된 홈이 솔라셀부(140)가 삽입됨으로써, 기판(120)의 상면과 솔라셀부(140)의 상면이 일치하게 된다. 그리고 그 위에 절연막(130)이 형성된다.In addition, a groove is formed in the substrate 120 to allow the solar cell unit 140 to be inserted, that is, as shown in FIG. 3, the groove formed in the substrate 120 is inserted into the solar cell unit 140. The upper surface of the and the upper surface of the solar cell unit 140 is coincident. An insulating film 130 is formed thereon.

또한, 기판(120)은 투명한 기판을 이용하여, 백라이트에서 발광된 빛이 솔라셀부(140)에 도달할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the substrate 120 may use a transparent substrate to allow the light emitted from the backlight to reach the solar cell unit 140.

백라이트는 기판(120)을 향해 빛을 발광하여 화소부(110) 측으로 빛이 도달되게 한다. 백라이트에서 발광된 빛은 기판(120)을 투과하는데, 솔라셀부(140)가 위치하지 않는 부분의 기판(120)에는 빛이 투과가 이루어지고, 박막 트랜지스터의 아래에 위치한 솔라셀부(140)에서는 백라이트에서 발광된 빛을 받아 전력을 생산하게 된다.The backlight emits light toward the substrate 120 to allow the light to reach the pixel unit 110. The light emitted from the backlight passes through the substrate 120. The light is transmitted through the substrate 120 where the solar cell 140 is not positioned. In the solar cell 140 located below the thin film transistor, the backlight is illuminated. It receives the light emitted from and produces power.

솔라셀부(140)는 백라이트에서 발광된 빛이나 외부의 빛을 받아서 전력을 생산하는데, P형 반도체(141)와 N형 반도체(145)의 사이에 진성 반도체(143)가 위치한 구조를 가진다. 이때, 본 발명의 일실시예에서는 P형 반도체(141)는 P형 Si를, 진성 반도체(143)는 진성 Si를, N형 반도체(145)는 N형 Si를 사용하였다. 그리고 P형 반도체(141) 부분과 N형 반도체(145) 부분에는 빛에 의해 생산된 전력을 배터리에 축적할 수 있도록 각각 제1전극 및 제2전극(147, 149)이 형성된다.The solar cell unit 140 generates power by receiving light emitted from a backlight or external light, and has a structure in which an intrinsic semiconductor 143 is positioned between the P-type semiconductor 141 and the N-type semiconductor 145. At this time, in the embodiment of the present invention, the P-type semiconductor 141 uses P-type Si, the intrinsic semiconductor 143 uses intrinsic Si, and the N-type semiconductor 145 uses N-type Si. First and second electrodes 147 and 149 are formed in the P-type semiconductor 141 and the N-type semiconductor 145, respectively, so that power generated by light can be accumulated in the battery.

일례로, P-I-N(P형 반도체-진성 반도체-N형 반도체) 다이오드의 하부에는 백라이트에서 발광된 빛이 효율적으로 진성 반도체(143)에 도달할 수 있도록 제2전극(149)을 투명 전극으로서 사용하는데 대표적으로 ITO가 있다.
As an example, the second electrode 149 is used as a transparent electrode under the PIN (P type semiconductor-intrinsic semiconductor-N type semiconductor) diode so that the light emitted from the backlight can efficiently reach the intrinsic semiconductor 143. Representatively ITO.

이렇게 구성된 평판 디스플레이 소자(100)에서 상기와 같이 구성된 솔라셀부(140)에 박막 트랜지스터를 제작하는 것을 살펴보면, P-I-N(N-I-P) 다이오드의 적층 구조 위에 게이트 전극(111)으로서 이용하기 위한 금속층이 형성되고, 게이트 전극(111)위에 절연체(113, SiNx를 사용하는 것이 바람직함)를 형성한다. 그런 다음, 절연체(113) 위로 채널이 형성될 활성층(115)을 증착하는데, a-Si를 이용할 수 있다.Looking at manufacturing the thin film transistor in the solar cell unit 140 configured as described above in the flat panel display device 100 configured as described above, a metal layer for use as the gate electrode 111 is formed on the stacked structure of the PIN (NIP) diode, An insulator 113 (preferably using SiNx) is formed on the gate electrode 111. Then, a-Si may be used to deposit the active layer 115 on which the channel is to be formed over the insulator 113.

그리고 활성층(115) 위에 오믹 접촉(Ohmic contact)을 위한 고농도의 도핑 반도체(예로, n-Si)가 형성된다. 이렇게 배치된 상태에서 가장 위쪽으로 소스전극(117) 및 드레인 전극(119)으로 사용될 금속이 증착된다. 이렇게 형성된 박막 트랜지스터에 소자를 보호하기 위해 절연체(113)를 씌운다.In addition, a high concentration of doped semiconductor (eg, n-Si) is formed on the active layer 115 for ohmic contact. In this state, the metal to be used as the source electrode 117 and the drain electrode 119 is deposited at the top. The insulator 113 is covered with the thin film transistor thus formed to protect the device.

도 3을 참조하여, LCD 방식의 디스플레이에서는 pin 구조 반도체가 후면 조도 측정에 활용될 때를 보면, 반도체의 구조는 P-I-N을 예를 들었으나 N-I-P 구조로 적용될 수도 있다. 그리고 바텀 게이트 TFT의 경우, 활성층(115)에 후면 백라이트에서 발생된 빛이 활성층(115)에 유입되어 전자-홀 쌍이 형성되는 것을 방지하기 위해 게이트 전극(111)이 활성층(115)에 유입되는 빛을 차단하도록 형성된다. 본 실시예에서는 솔라셀부(140)를 게이트 전극(111) 아래에 배치함으로써, 게이트 전극(111) 측으로 발광되는 빛을 솔라셀부(140)에서 받아 전력을 생산한다.Referring to FIG. 3, when a pin structure semiconductor is used for back roughness measurement in an LCD display, the structure of the semiconductor may be P-I-N, but may be applied as an N-I-P structure. In the case of the bottom gate TFT, the light generated from the back backlight of the active layer 115 flows into the active layer 115 so that the gate electrode 111 flows into the active layer 115 to prevent electron-hole pairs from being formed. It is formed to block. In the present exemplary embodiment, the solar cell unit 140 is disposed under the gate electrode 111 to generate power by receiving the light emitted from the gate electrode 111 from the solar cell unit 140.

그러므로 버려지는 빛 에너지를 솔라셀부(140)로 하여금 전력을 생산하도록 하기 때문에 에너지 재활용이 이루어지고, 이렇게 생성된 전력은 배터리로 축전시켜 이용된다.Therefore, energy is discarded because the solar cell unit 140 generates the light energy that is discarded, and the generated power is stored and used as a battery.

그리고 도 4에서 빛에너지를 전기적 에너지로 변환하는 솔라셀을 집적할 수 있는 면적을 나타내었다. 도면에서, 백라이트의 빛이 전면부로 투과되지 못하게 차단하는 면적 중에서, 일부 데이터 라인(150) 배선부분을 제외한 게이트 배선(160)과 TFT 하부에 솔라셀을 집적함으로써, 버려지는 빛 에너지를 최대한 재활용할 수 있다.
In FIG. 4, an area capable of integrating a solar cell converting light energy into electrical energy is illustrated. In the drawing, the solar cell is integrated in the lower portion of the TFT and the gate wiring 160 except the wiring portion of the data line 150, among the areas for blocking the light of the backlight from transmitting to the front portion, thereby to maximize the discarded light energy. Can be.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. And the scope of the present invention should be understood as the following claims and their equivalents.

100: 평판 디스플레이 소자 110: 화소부
111: 게이트 전극 113: 절연체
115: 활성층 117: 소스전극
119: 드레인 전극 120: 기판
130: 절연막 140: 솔라셀부
141: P형 반도체 143: 진성 반도체
145: N형 반도체 147: 제1전극
149: 제2전극 150: 데이터 라인
160: 게이트 배선
100: flat panel display element 110: pixel portion
111: gate electrode 113: insulator
115: active layer 117: source electrode
119: drain electrode 120: substrate
130: insulating film 140: solar cell
141: P-type semiconductor 143: intrinsic semiconductor
145: N-type semiconductor 147: first electrode
149: second electrode 150: data line
160: gate wiring

Claims (13)

게이트 전극, 절연체, 활성층, 소스전극 및 드레인 전극을 포함하는 화소부;
상기 화소부에 전원을 공급하는 기판;
상기 화소부와 기판 사이에 위치하여 전류를 차단하는 절연막;
상기 화소부 측으로 빛을 발광하는 백라이트; 및
상기 절연막과 기판 사이에 위치하고, 상기 백라이트에서 나온 빛을 받아 전력을 생산하는 솔라셀부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자.
A pixel portion including a gate electrode, an insulator, an active layer, a source electrode, and a drain electrode;
A substrate supplying power to the pixel portion;
An insulating layer disposed between the pixel portion and the substrate to block current;
A backlight for emitting light toward the pixel portion; And
And a solar cell unit disposed between the insulating layer and the substrate and configured to generate electric power by receiving light emitted from the backlight.
청구항 1에 있어서,
상기 기판이 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자.
The method according to claim 1,
And the substrate is formed to be transparent.
청구항 1에 있어서,
상기 기판은 상기 솔라셀부가 상기 절연막과 기판 사이에 위치하면서 상기 솔라셀부가 삽입될 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자.
The method according to claim 1,
And the substrate has a groove formed to allow the solar cell unit to be inserted while the solar cell unit is positioned between the insulating layer and the substrate.
청구항 1에 있어서,
상기 솔라셀부는 P형 반도체와 N형 반도체 사이에 진성 반도체가 위치한 구조인 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자.
The method according to claim 1,
And wherein the solar cell unit has a structure in which an intrinsic semiconductor is positioned between a P-type semiconductor and an N-type semiconductor.
청구항 4에 있어서,
상기 P형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고,
상기 N형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자.
The method of claim 4,
First and second electrodes for outputting the power generated by the solar cell unit to the pixel side or the battery are formed outside the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively.
And a second electrode formed on the outside of the N-type semiconductor, the second electrode being transparent so that light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.
청구항 4에 있어서,
상기 N형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고,
상기 P형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자.
The method of claim 4,
The first electrode and the second electrode for outputting the power produced by the solar cell unit to the pixel side or the battery are formed on the outside of the N-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively,
And a second electrode formed on the outside of the P-type semiconductor. The second electrode is transparently formed so that the light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.
외부에서 빛을 받아 전력을 생산하는 솔라셀의 위로 전류를 차단하기 위한 절연막을 형성하는 A단계;
상기 A단계에서 형성된 절연막 위로 게이트 전극으로 사용될 금속층을 형성하는 B단계;
상기 B단계에서 형성된 금속층 위로 게이트 절연체를 형성하는 C단계;
상기 C단계에서 형성된 게이트 절연체 위로 채널이 형성될 활성층을 증착하는 D단계;
D단계에서 증착된 활성층의 위로 소스전극 및 드레인 전극을 형성하는 E단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
A step of forming an insulating film for blocking the current over the solar cell to generate power by receiving light from the outside;
Step B of forming a metal layer to be used as a gate electrode over the insulating film formed in step A;
Forming a gate insulator over the metal layer formed in the step B;
Depositing an active layer in which a channel is to be formed on the gate insulator formed in step C;
And a step (E) of forming a source electrode and a drain electrode over the active layer deposited in step D.
청구항 7에 있어서,
상기 A단계에서의 솔라셀은 하부에 상기 게이트 전극 측으로 전원을 공급하는 기판이 형성된 상태임을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
The method of claim 7,
And the solar cell in the step A is formed with a substrate for supplying power to the gate electrode.
청구항 8에 있어서,
상기 기판은 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
The method according to claim 8,
The substrate is a method of manufacturing an active-driven flat panel display device with a built-in solar cell, characterized in that formed transparent.
청구항 8에 있어서,
상기 기판은 상기 솔라셀부가 상기 절연막과 기판 사이에 위치하면서 상기 솔라셀부가 삽입될 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
The method according to claim 8,
And the substrate has a groove formed to allow the solar cell unit to be inserted while the solar cell unit is positioned between the insulating layer and the substrate.
청구항 7에 있어서,
상기 A단계에서의 솔라셀은 P형 반도체와 N형 반도체 사이에 진성 반도체가 위치한 다이오드인 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
The method of claim 7,
Wherein the solar cell is a diode in which an intrinsic semiconductor is positioned between a P-type semiconductor and an N-type semiconductor.
청구항 11에 있어서,
상기 P형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고,
상기 N형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
The method of claim 11,
First and second electrodes for outputting the power generated by the solar cell unit to the pixel side or the battery are formed outside the P-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively.
And a second electrode formed on the outside of the N-type semiconductor is formed to be transparent so that light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.
청구항 11에 있어서,
상기 N형 반도체 및 N형 반도체의 외측에는 상기 솔라셀부에서 생산된 전력을 상기 화소부 측이나 배터리로 출력시키는 제1전극 및 제2전극이 각각 형성되고,
상기 P형 반도체의 외측에 형성되는 제2전극은 상기 백라이트에서 발광된 빛이 상기 진성 반도체에 도달할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 솔라셀이 내장된 능동 구동형 평판 디스플레이 소자 제조 방법.
The method of claim 11,
The first electrode and the second electrode for outputting the power produced by the solar cell unit to the pixel side or the battery are formed on the outside of the N-type semiconductor and the N-type semiconductor, respectively,
And a second electrode formed on the outside of the P-type semiconductor is formed to be transparent so that light emitted from the backlight can reach the intrinsic semiconductor.
KR1020110071234A 2011-07-19 2011-07-19 Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same KR101237372B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110071234A KR101237372B1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110071234A KR101237372B1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130010541A true KR20130010541A (en) 2013-01-29
KR101237372B1 KR101237372B1 (en) 2013-02-26

Family

ID=47839726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110071234A KR101237372B1 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101237372B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006091061A (en) * 2004-09-21 2006-04-06 Seiko Epson Corp Electrooptical apparatus, driving method for same, and electronic device
KR101208515B1 (en) * 2006-02-13 2012-12-05 엘지전자 주식회사 Liquid crystal display device with solar cell
JP4978224B2 (en) * 2007-02-08 2012-07-18 カシオ計算機株式会社 Photoelectric conversion device and display panel having the same
KR20080086688A (en) * 2007-03-23 2008-09-26 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device and fabricating method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101237372B1 (en) 2013-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10304919B2 (en) Display device
KR102667929B1 (en) Touch panel
US8363301B2 (en) Transparent smart light source capable of adjusting illumination direction
US9324276B2 (en) Liquid crystal display device and method for automatically controlling brightness
KR100840098B1 (en) Organic light emitting device and method of manufacturing the same
US20100079711A1 (en) Liquid crystal display device equipped with a photovoltaic conversion function
US9620578B2 (en) Array substrate, manufacture method thereof, and display panel
US10191311B2 (en) Display device and charging method thereof
US20150260360A1 (en) Array substrate and display device
WO2012060246A1 (en) Solar battery-equipped display device and electronic equipment
CN106094320B (en) Color membrane substrates and liquid crystal display device
WO2020181640A1 (en) Display device integrating fingerprint identification function and solar cell module
TWI385612B (en) Photoelectric display panel and electronic device using the same
KR20110070167A (en) Organic electro luminescent device with sola cell
US20110122352A1 (en) Liquid crystal display
KR101237372B1 (en) Active matrix flat panel display device with embedded solar-cell and method for manufacturing the same
KR101649229B1 (en) Display device and method for fabricating of the same
US8859346B2 (en) Method for manufacturing array substrate with embedded photovoltaic cell
CN104952907A (en) Organic light-emitting diode substrate and organic light-emitting diode device
CN105911729B (en) Liquid crystal display device and terminal
US11081067B2 (en) Display substrate of electronic ink screen and display device thereof
KR101208515B1 (en) Liquid crystal display device with solar cell
KR20080089709A (en) Display device
US8426854B2 (en) Display device
KR20040013948A (en) Display having a charging means and fabricating method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170111

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180124

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200203

Year of fee payment: 8