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JP3435304B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP3435304B2
JP3435304B2 JP05952997A JP5952997A JP3435304B2 JP 3435304 B2 JP3435304 B2 JP 3435304B2 JP 05952997 A JP05952997 A JP 05952997A JP 5952997 A JP5952997 A JP 5952997A JP 3435304 B2 JP3435304 B2 JP 3435304B2
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JP
Japan
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electrode
liquid crystal
photoelectric conversion
crystal display
semiconductor layer
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修一 内古閑
知正 上田
雄二郎 原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】発明は液晶表示装置に関す
る。 【0002】 【従来の技術】光エネルギーを電気的エネルギーに変換
する太陽電池は、クリーンなエネルギー源であること、
化石エネルギーの枯渇が心配されていることなどから新
しいエネルギーとして注目されている。 【0003】太陽電池の幅広い実用化を進めるために
は、発電に要するコストを低減することが大きな課題で
ある。すなわち、太陽電池を製造するためのコストと、
光電変換効率とのバランスが問題である。アモルファス
シリコン(a−Si)を用いた太陽電池は結晶質シリコ
ンを用いた場合に比べ、製造コストを著しく低減するこ
とが可能であるという特徴を有しており、しかも、大面
積で製造が可能である。このような製造コス卜、生産性
の面で利点を有することから、現在ではa−Siを用い
た太陽電池が汎用されている。しかしながら、a−Si
を用いた太陽電池の光電変換効率は、結晶質シリコンを
用いた太陽電池に比べ、約50%程度と低いという問題
があり、光電変換効率の向上が望まれている。 【0004】図11は典型的な太陽電池の構造を概略的
に示す図である。この太陽電池は、基板91上に順次、
第1の電極92、p型半導体層93、i型半導体層9
4、n型半導体層95及び第2の電極96を積層成膜し
たものである。基板91には、ガラスやプラスチック等
の可視光に対して透明な絶縁性基板が用いられる。第1
の電極92には可視光を透過可能な、例えばITO(Ι
ndiulm Tin Oxide)などを用いた導電
性透明材料が用いられる。p型半導体層93としては、
例えばa−Siからなる半導体層にホウ素をドープして
用い、またΝ型半導体95としては例えばa−Siから
なる半導体層にリンをドープして用いる。i型半導体層
14にはドーピングをしないa−Si半導体層などが用
いられる。 【0005】基板91方向から光が入射すると、この入
射光によってpin接合部にキャリアが励起され、第1
の電極92と第2の電極96との間に電位差が発生す
る。すなわち、光が入射すると、この入射光によってp
in接合部の価電子帯の電子は光エネルギーにより励起
する。電子を励起して禁止帯幅を越えるのに十分な光エ
ネルギーが与えられれば電子は伝導帯に上がり、電子−
正孔対が生じる。接合部付近では、電子や正孔などのキ
ャリアが相手方の領域に拡散して空乏層が生じており、
ここには空間電荷層ができている。光の照射により空乏
層中で生じた電子は空間電荷層による高い電界によりn
型領域にたまり、一方正孔はp型領域にたまり、したが
ってn型半導体層95とp型半導体層93との間に電位
差が発生する。 【0006】第1の電極92と第2の電極96との間に
生じる電位差を大きくするためには、入射光をいかに効
率よく接合部に収集できるかが問題となる。この観点か
ら考えると従来の太陽電池の構造は、平面的な接合面の
一方の側のみを用いて光の収集を行うものであり、光電
変換効率を低下させている大きな原因のひとつである。 【0007】一方、太陽電池は軽量な電源であることな
どから、多くの携帯用電子機器、情報端末など使用され
る。したがって、太陽電池の形状を多様に形成すること
は、適用製品の範囲を広げるためには重要な課題であ
る。太陽電池の軽量性、任意形状を実現するためにプラ
スチック基板を用いることがある。基板91として、プ
ラスチック基板などの弾性に富んだ材料を用いたとして
も、基板91の弾性の範囲でしか変形させることがで
ず、太陽電池の形状に任意性をもたせるためには問題が
ある。 【0008】また、プラスチック基板を用いる場合に
は、耐熱性が小さいため製造工程温度を低下させる必要
があり、半導体の膜質に悪影響を与えるだけでなく、製
造工程の自由度、生産性を低下させているという問題が
ある。また、半導体成膜プロセスだけでなく、透明導電
性膜の成膜温度に関しても制限を設ける必要がある。こ
のように、太陽電池の軽量性、任意形状を実現するため
には、製造工程温度を犠牲しなければならないという問
題がある。 【0009】さらに、大面積に製造可能であるというこ
とは、a−Siを用いた太陽電池の1つの特徴である
が、製造可能な面積はa−Siを成膜する成膜装置の大
きさに依存する。また、大面積を実現する上で重要なの
は、膜の均一性である。成膜装置が大型するに従って膜
の均一性を確保するのは困難となる。この意味から、太
陽電池の大面積化は成膜装置への依存性が高い。所望の
面積を得るためには、張り合わせを余儀なくされるが、
張り合わせによる抵抗成分が付け加わることにより、起
電力の損失が大きくなるという問題がある。 【0010】 【0011】【発明が解決しようとする課題】 本発明は、このような
問題点を解決するためになされたものである。すなわ
ち、本発明は、 薄型トランジスタを備え、電気的接続の
不良を抑えることができ、さらに、有効表示面積の割合
を大きくすることができる液晶表示装置を提供すること
を目的とする。 【0012】 【0013】 【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明の液晶表示装置は、以下のような特徴
を有している。本発明の液晶表示装置は、導電性の金属
線を同軸として覆い半導体層とコンタクト層とが画素電
極毎に等間隔で形成されるように、ゲート絶縁膜、該半
導体層、該コンタクト層が順に積層され、該コンタクト
層を覆うようにソース電極およびドレイン電極が形成さ
れた複数の薄型トランジスタを有する該金属線が複数埋
め込まれたアレイ基板を備えた液晶表示装置であって、
前記アレイ基板の周辺に配設された周辺基板と、前記周
辺基板に設けられ、前記薄型トランジスタの前記金属線
が接続される接続パッドとを具備することを特徴とする
液晶表示装置。 【0014】 【0015】 【0016】 【0017】 【0018】 【0019】 【0020】 【0021】 【0022】 【0023】 【0024】 【発明の実施の形態】以下に本発明についてさらに詳細
に説明する。 【0025】(実施形態1)図1は本発明の光電変換素
子の構造を概略的に示す図であり、図2はこの光電変換
素子の断面構造を概略的に示す図である。第1の電極で
ある電極11を中心軸としてn型半導体12、i型半導
体13、p型半導体14が順次積層され、さらに第2の
電極である透明電極15が外周部に形成されている。こ
の光電変換素子10に光が照射されると、電極11と透
明電極15の間に電位差が生じる。電極11を線状材料
で形成することによって、太陽電池などに用いることが
できる光電変換素子10を線状(ケーブル状)に形成す
ることができる。 【0026】本発明の光電変換素子10の断面構造は例
えば図2に例示したように、電極11を中心として同心
円状に形成する必要はなく、楕円形状でもよく、さらに
不規則な閉曲線でもよい。電極11を中心軸として各々
の半導体膜が他の膜を被覆していればよい。 【0027】例えば、n型半導体12は電極11を被覆
するように形成されるが、このとき、電極11の中心に
対してn型半導体12を同心円状に形成する必要はな
い。同様に、i型半導体13がn型半導体12を被覆す
る場合も、p型半導体14がi型半導体13を被覆する
場合にも、電極11の中心に対して同心円状に形成する
必要はない。重要なのは、図1、図2に示すように、各
々の半導体膜が内層側の他の半導体膜、あるいは電極を
被覆することである。また、各半導体層、第2の電極層
の厚さは、必要に応じて成膜するようにすればよい。図
1の例では、n型半導体12の厚さは約10〜100n
m、i型半導体13の厚さは約0.1〜1μm、p型半
導体14の厚さは約10〜100nmであり、ITOか
らなる第2の電極15の厚さは約75nm〜1μmであ
る。 【0028】このような構成を有する本発明の光電変換
素子10は、受光面が全周にわたって形成されており、
光を効率的に収集することができ、第1の電極11と第
2の電極15との間に光電効果により電位差Vout が発
生することができる。図3は本発明の光電変換素子を太
陽電池に適用した例を示す図である。また第1電極
を、本発明の光電変換素子を応用する製品の形状にあ
わせて所望の形状に加工することができる。図11で示
した従来型の太陽電池に比べ、第1の電極11の中心に
対して、360°にわたる広い角度からの入射光を利用
することが可能になり、実質的に光電変換効率を向上さ
せることができる。また本発明の光電変換素子は大面積
化を容易に行うことができるから、例えば面積の太陽
電池などを容易に製造することができる。また、金属な
どの導体材料からなる線材の周囲に形成することができ
るから、よりフレキシブルに形成することができる。ま
た製造にあたっても、従来のガラスやプラスチック基板
上に半導体層を形成する場合に比べて、製造プロセスの
温度条件の制約が非常に小さくなり、生産性も向上する
ことができる。 【0029】(実施形態2)図4は本発明の光電変換素
子の構造の別の例を示す図である。図1、図2に例示し
た本発明の光電変換素子と同様に、第1の電極である電
極11を中心軸としてn型半導体層12、i型半導体層
13、p型半導体層14が順次積層されている。 【0030】図1に例示した本発明の光電変換素子は、
外周部を被覆する第2の電極15はITOなどの透明導
電性膜を成膜していたが、図4に例示した光電変換素子
では、線状の導電性材料をスパイラル状に巻き付けるこ
とにより第2の電極15bを形成している。 【0031】このような構成では、第2の電極15bと
して必ずしも透光性材料を用いる必要がなく、例えば不
透明な金属材料により第2の電極15bを形成してもよ
い。また、第2の電極15bを成膜プロセスを用いずに
形成することもできるから、生産性も大幅に向上し、光
電変換素子の製造コストを低減することができる。この
ことは、例えば太陽電池など、発電に要するコストの低
減が課題となっているときに特に効果的である。 【0032】(実施形態3)図5は本発明の光電変換素
子の構造の別の1例を概略的に示す断面図である。この
光電変換素子は、最外層の半導体層(ここではp型半導
体層14)とITOからなる第2の電極15との間に、
反射防止膜として薄いシリコン酸化膜16が形成されて
いる。このような反射防止膜16は、例えばプラズマC
VD法などにより、n型半導体層12、i型半導体層1
3、p型半導体層14と同様に成膜することができる、
また半導体層と連続的に成膜するようにしてもよい。 【0033】このような反射防止膜16を備えることに
より、いわゆる反射損を低減して、光電変換効率をさら
に高めることができる。 【0034】さらに反射防止膜16を、例えば図4に例
示した本発明の光電変換素子に適用すれば、例えばp型
半導体層14など外層の半導体層の保護膜としても機能
させることができる。図4に例示した構造では、半導体
層が第2の電極15により完全に被覆されていないの
で、アルカリなどの拡散によって光電変換素子に機能が
損なわれることを防止することができる。このような反
射防止膜16をシリコン窒化膜により形成すれば保護膜
としての性能はさらに向上し、例えば水分などの阻止能
をさらに向上することができる。 (実施形態4)図6は本発明の光電変換素子の構造のさ
らに別の1例を概略的に示す図である。この光電変換素
子は、第2の電極としてITOからなる透明電極15a
と金属材料からなるスパイラル状電極15bとを備えて
いる。 【0035】ITOは導電性材料ではあるが、通常の導
体配線などに用いられる金属材料と比べるとその抵抗は
若干高めである。したがってITOからなる透明電極1
5aと金属材料からなるスパイラル状電極15bとを組
み合わせた第2の電極を採用することにより、光電変換
素子の接合面への入射光の低減を最小限に抑制しなが
ら、半導体層外周部に形成される第2の電極の抵抗を小
さくすることができる。 【0036】このような光電変換素子は、例えばp型半
導体層14など外層の半導体層を形成したあとに、Cu
などの導体配線を巻き付けて、その上にITOを堆積す
るようにしてもよいし、p型半導体層14など外層の半
導体層上にさらにITOを成膜し、その上からCuなど
の導体配線をの巻き付けるようにしてもよい。 【0037】(実施形態5)次に、本発明の光電変換素
子の製造方法の例について説明する。図7は本発明の光
電変換素子の製造方法の例について説明するための図で
ある。 【0038】本発明の光電変換素子は、第1の電極11
となる線状の導電性材料を中心軸として、この周囲に複
数の半導体層をダイオードを構成するように積層成膜し
て形成する。 【0039】第1の電極11として用いる線状の導電性
材料は、例えば、低抵抗なCu、Al、W、Ta、Au
等を用いるようにすればよい。これらは1例であり、他
の金属材料、合金などを用いるようにしてもよい。ま
た、この時点で例えば太陽電池の形状など、本発明の光
電変換素子を適用する製品の形状に合わせて変形しても
よい。例えば太陽電池を大きく屈曲させた形状で使用し
たい場合には、この時点で所望の形状に整えておくよう
にすればよい(図7(a))。 【0040】次に、第1の電極11に対して、図1、図
2に例示したように、n型半導体層12、i型半導体層
13、p型半導体層14、透明導電性材料からなる第2
の電極15を順次積層して被覆してゆく(図7(b)〜
図7(e))。n型半導体12、i型半導体13、及び
p型半導体14としては、例えばa−Si(アモルファ
スシリコン)を基本とした半導体層を用いるようにして
もよい。a−Siを堆積する方法としては、例えばプラ
ズマ励起による化学気相堆積法(PECVD法)を用い
るようにしてもよい。そしてn型半導体層12としては
例えばリンをドープしたa−Si半導体層を用い、p型
半導体層14としては例えばホウ素をドープしたa−S
i半導体層を用いるようにすればよい。また、第2の電
極15としてはΙTOなどの可視光に対して透過性のあ
る透明導電性膜を用いるようにしてもよい。したがっ
て、従来の半導体、薄膜トランジスタなどの製造方法を
大きく変更することなく、本発明の光電変換素子を製造
することができる。また、本発明は従来のようにガラス
やプラスティックなどの基板上に半導体層を積層成膜す
る構成ではないから、製造プロセスの温度条件の制約が
非常に小さくなり、生産性を向上することができる。 【0041】(実施形態6)つぎに本発明の光電変換素
子を複数組み合わせて構成した太陽電池について説明す
る。 【0042】図8は上述した本発明の光電変換素子10
を単位要素として大面積化し、より大きな起電力が得ら
れるようにした太陽電池の構成を概略的に示す図であ
る。 【0043】光電変換素子10を複数本並べることで、
容易に大面積化を実現することができる。図のように
束ねた場合、各光電変換素子の外周部に形成された第2
の電極15(透明電極)が相互に接続されることになる
ので並列接続になる。そこで、図8に示したような、本
発明の光電変換素子を複数本並列接続した構成のユニッ
ト20をさらに直列に接続することで、より大きな電位
差を発生させることができる。 【0044】図9はこのような構成を有する太陽電池の
構成を概略的に示す図である。光電変換素子10を複数
本並列接続したユニット20を、さらに複数個直列接続
して太陽電池を構成している。ユニットを構成する光電
変換素子10の第1の電極11は共通接続され、隣接す
るユニットの第2の電極と接続する。このような構造を
採用することにより容易に直列接続を実現でき、より大
きな出力Vout を得ることができる。 【0045】図9では光電変換素子4本により1個のユ
ニット20を構成し、このユニット20をさらに5個直
列接続した構成であるが、ユニット20を構成する光電
変換素子10の本数、太陽電池を構成するユニット20
の個数は必要に応じて定めるようにすればよい。例えば
同様の接続を繰り返すことにより、さらに大きな面積を
持つ太陽電池を構成することができる。太陽電池の面積
は図9に示すLとWの積で決定されるが、Lは図3の第
1の電極31の長さで決定し、Wは接続する光電変換素
子の数で決定される。このような太陽電池は、面積、形
状ともに所望のものを得ることができる。さらに、図9
に例示したような構成を透光性を有する導電性樹脂材料
などで固定するようにしてもよい。 【0046】図9に示すLは第1の電極31の長さに依
存するが、半導体層12乃至14、第2の電極15を成
膜する成膜膜置は長さLに制限されることはない。例え
ば、第1の電極11の長さLが成膜装置の長さに比べ大
きい場合には、ロール・ツー・ロールの成膜を行うよう
にすればよい。熱化学気相反応成膜(熱CVD法)を用
いれば、真空に関する配慮は不要であり、原理的には無
限長のLに対する成膜が連続的に行うことができる。ま
た、本発明では2次元的な成膜の均一性を気にする必要
がないから、大型成膜装置で問題となる成膜の均一性に
配慮する必要もない。したがって本発明では、光電変換
素子、太陽電池の要素をロール・ツー・ロールで作成す
ることができ、生産性を大きく向上することができる。 【0047】また図11に示したように、従来の技術で
は基板11として用いる材料によって製造工程の最高温
度が制限されていた。これに対して本発明では、第1の
電極11に金属線などの線状の導電性材料を採用するこ
とによって、従来のようにガラス基板、プラスチック基
板を使用する場合に比べて、製造工程の最高温度をより
自由に選択することができるから、膜質の向上を図るこ
とができると同時に、生産性も大きく向上する。 【0048】(実施形態7)実施形態6では、本発明の
光電変換素子を用いて大面積の太陽電池を構成した例に
ついて説明したが(図9参照)、これ以外にもケーブル
状であることを利用して応用することができる。 【0049】図10は本発明の光電変換素子を適用した
透過型液晶表示装置の断面構造を概略的に示す図であ
る。この液晶表示装置30は、画素電極31が形成され
たアレイ基板32と、対向電極33が形成された対向基
板34との間に液晶層35を挟持したものである。液晶
層35は画素電極31と対向電極33との間に形成され
る電界に応答して、その配向、層状態などが変化し、光
の透過率が制御される。一方アレイ基板32の背面には
バックライト36が配設されており、このバックライト
36からの光を液晶層35をライトバルブとして変調す
ることにより表示が行われる。したがって画素電極31
が形成されていない領域は表示に寄与してない。 【0050】そこで、表示に寄与しない、隣接する画素
電極31の隙間の部分に、本発明の太陽電池を配設す
る。具体的には、例えばアレイ基板の図示しない走査
線、信号線が形成された領域の背面に配設するようにす
ればよい。 【0051】このような液晶表示装置30では、表示に
寄与しない領域に照射される照射光を有効に用いて、発
電することができる。したがって、液晶表示装置の電源
消費を低減するとともに、使用時間の長い時間化、バッ
テリの小形化などを行うことができる。 【0052】光電変換素子は、画素電極と画素電極とを
間隔が許す限り、束ねて配設してより大きな起電力を得
るようにすればよい。また、光電変換素子の配設に起因
して表示画素内部の電界を乱さないため、また、アレイ
基板の製造工程を複雑化させないために、光電変換素子
はアレイ基板のバックライト側に設置することが好適で
ある。 【0053】(実施形態8)近年、ノート型のパーソナ
ルコンピュータや携帯表示端末などの表示素子としての
液晶表示装置(LCD)の研究開発が盛んに行われてい
る。ガラスの基板の上に非晶質シリコン(a−Si)膜
を用いた薄膜トランジスタ(TFT)からなるスイッチ
ング素子を形成したアクティブマトリクス型液晶表示装
置により、安価で大面積、高精細、高画質で低消費電力
なフラットパネルディスプレイが実現されているからで
ある。 【0054】この種の液晶表示装置は、透明絶縁性材料
からなるアレイ基板と、アレイ基板と平行に配置された
透明絶縁性材料からなる対向基板と、アレイ基板と対向
基板の間に挟持された液晶層とを備えており、液晶層に
電圧を加えて液晶分子の配向、相状態を変えることによ
り表示を行っている。アレイ基板の上にはTFTなどの
スイッチング素子がマトリクス状に形成されており、ス
イッチング素子には走査線、信号線及び画素電極が電気
的に接続されている。 【0055】従来のアクティブマトリックス型液晶表示
装置に関して、図12、図13、図14を用いて説明す
る。図12はアレイ基板の構成を概略的に示す図、図1
3は単位画素の平面構造を概略的に示す図、図14は単
位画素の断面構造を概略的に示す図である。 【0056】アレイ基板121上の表示領域122に
は、画素電極123と画素電位を制御する薄膜トランジ
スタ124が形成されている。薄膜トランジスタはゲー
ト電極125a、ソース電極126a、ドレイン電極1
26bからなる電界効果型トランジスタである。ゲート
電極125aを透明絶縁性材料からなるアレイ基板12
1上に形成した後、ゲート絶縁膜127、半導体層12
8を順次形成して薄膜トランジスタ124を構成する膜
を堆積する。表示領域122の外側には、アレイ基板1
21上の走査線125b及び信号線126bと接続配線
を介して接続する接続パッド130a、130bが形成
されている。また、アレイ基板121の周辺には樹脂フ
ィルムなどからなる周辺基板131が配置され、周辺基
板上には周辺回路32が配置され、異方性導電膜(An
isometric Conducting Film
またはAnisotropic Conductive
Film:ACF)を介してTape Automa
ted Bonding(TAB)により周辺基板13
1と接続パッド130a、130bとの間の電気的接続
が取られれている。 【0057】これに対し、上記の薄膜トランジスタを有
する液晶表示装置とは全く構造が異なる薄膜トランジス
タを有する液晶表示装置が提案されている。この薄膜ト
ランジスタは線状の導電性材料の上に半導体膜、絶縁膜
などを積層成膜したものである。 【0058】図15はこのようなケーブル状の薄膜トラ
ンジスタを備えた液晶表示装置のアレイ基板の構成を概
略的に示す図である。また図16、図17はこのような
ケーブル状の薄膜トランジスタの構造を概略的に示す図
である。図16は導体線の中心と平行な面での断面図、
図17はこの中心軸と直交する面での断面図である。 【0059】線状の導電性材料からなるゲート電極14
5aと、このゲート電極表面に形成されたゲート絶縁膜
147と、このゲート絶縁膜上に形成された半導体層1
48と、この半導体層上に離間して形成されたソース・
ドレイン電極146aとを有し、ゲート絶縁膜147、
半導体層148、ソース・ドレイン電極146aは、ゲ
ート電極をなす金属線材料145bの中心と同軸上に形
成されている。 【0060】このような薄膜トランジスタ144が形成
された金属線145bを、溝を設けたアレイ基板141
上に埋め込み、さらに画素電極143、信号線146b
をそれぞれ形成することによりアレイ基板を作成する。
金属線145bは表示領域142の外側まで延在して形
成されており、外側にある金属からなる第1の接続パッ
ド150aにおいて外周部と電気的接続がなされてい
る。 【0061】また、アレイ基板141の周辺には樹脂フ
ィルムなどからなる周辺基板151が配置され、周辺基
板上には周辺回路152が配置され、周辺回路152と
第2の接続パッド150bとの間は異方性導電膜(AC
F)を介してTABにより電気的接続が形成されてい
る。 【0062】この種の薄膜トランジスタは、使用する基
板とは独立したロールとして金属線上に作成できるため
に、基板の耐熱温度に制限されることがなく、高温プロ
セスにより良好な特性を得ることができる。従って、比
重が小さく、対衝撃性があるものの耐熱性が低い問題が
あったプラスチックなどを基板に用いることも可能とな
る。また、規定以上の薄膜トランジスタが不良となった
場合、図12のような従来の液晶表示装置では基板すべ
てを破棄する必要があるのに対し、この構造では薄膜ト
ランジスタを形成後に良好な特性を示す薄膜トランジス
タを選択して基板に組み台わせて表示装置を作成ことが
可能であり、生産性が高く、コストが低減されるという
メリットがある。 【0063】その一方で、図15のような金属線の上に
形成した薄膜トランジスタを有する液晶表示装置におい
ては、図12のような液晶表示装置に比べて接続パッド
を介しての電気的接続部分の数が増えるために、接続部
分での不良が増えることによる生産性の低下が発生する
という問題が生じる。 【0064】さらには、接続パッドの数が増えるため
に、表示領域の外周部の面積が大きくなるため、有効表
示面積の割合が小さくなる、という問題も生じる。 【0065】このように金属線の上に形成した薄膜トラ
ンジスタを有し、金属線は表示領域の外側まで延びてお
り、外側にある金属からなる第1の接続パッドにおいて
外周部の金属配線と電気的接続がなされており、さらに
第2の接続パッドにおいて外周部の金属配線と周辺回路
の電気的接続が取られているような液晶表示装置におい
ては、接続パッドを介しての電気的接続が増えるため
に、接続部分での不良が増えることによる生産性の低下
が発生するという問題や、接続パッドの数が増えるため
に、表示領域の外周部の面積が大きくなるため、有効表
示面積の割合が小さくなるという問題を解決することが
望まれている。 【0066】このような課題を解決するためには、例え
ば、絶縁性透明材料からなるアレイ基板と、このアレイ
基板に対向して配置され、対向する面に共通電極が形成
された対向基板と、前記アレイ基板および対向基板間に
介在して形成された液晶層とを具備する液晶表示装置に
おいて、前記アレイ基板の周辺領域に配置され、可視領
域の光を遮光するとともに前記アレイ基板よりも融点の
高い材料からなる周辺基板と、前記アレイ基板上から前
記周辺基板まで伸延して配設された、導電性材料からな
る線状配線とを具備するようにしてもよい。 【0067】また、前記線状の配線上には同軸上に薄膜
トランジスタが形成されており、この薄膜トランジスタ
を駆動するための駆動素子は前記周辺基板上に形成され
ており、前記線状の配線と前記駆動素子とは前記周辺基
板上に形成された導体薄膜配線を介して接続するように
してもよい。 【0068】例えば前記周辺基板はシリコンなどの半導
体材料から形成するようにしてもよい。 【0069】すなわち本発明の液晶表示装置は、絶縁性
透明材料からなるアレイ基板と、このアレイ基板に対向
して配置され対向する面に共通電極が形成された対向基
板と、前記アレイ基板および対向基板間に介在して形成
された液晶層とを具備する液晶表示装置において、前記
アレイ基板の周辺に配置され、このアレイ基板よりも融
点の高い材料からなる、可視領域の光を透過しない周辺
基板と、このアレイ基板上に配置され、この周辺基板ま
で伸延した、導電性材料からなる線状の配線とを具備し
ている。 【0070】このような問題点を解決するために本発明
の液晶表示装置は、絶縁性透明材料からなるアレイ基板
と、アレイ基板よりも融点の高い材料からなる、可視領
域の光を透過しない周辺基板を有し、アレイ基板上に配
置された導電性材料からなる線状の配線は周辺基板上ま
で延びており、周辺基板上の接続パッドによって周辺回
路と電気的接続がなされることにより、接続部の数を少
なくすることが可能である。 【0071】さらには、周辺基板として、シリコンなど
の半導体基板を用いることにより、半導体の微細加工工
程を用いた周辺回路を形成することが可能となる。上記
のような液晶表示装置においては、接続部の数を少なく
することができるために、接続部分での良を抑えるこ
とができ、生産性が向上する。さらには、接続パッドの
数が減少するとともに、微細な周辺回路を形成すること
が可能となるために、表示領域の外周部の面積が小さく
なるため、有効表示面積の割合を大きくすることができ
る。 【0072】図18を用いて、このような液晶表示装置
の実施形態を説明する。 【0073】導電性の金属線105bとしては低抵抗な
Cu、Al、W、Τa、Αu線などを使用する。金属線
105b上に順次ゲート絶縁膜107、半導体層10
8、コンタクト層109とソース・ドレイン電極材料1
06aを金属線105bを覆うように形成する。ゲート
絶縁膜107としてはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜
などを、半導体層108としてはa−Si:Η膜やポリ
シリコン膜などを用いればよい。 【0074】また、コンタクト層109としては例えば
P(リン)をドープしたa−Si:Hを用いればよい。
これらをエッチングすることにより、図19に示したよ
うな薄膜トランジスタ104を形成することができる。 【0075】上記のような方法で形成した薄膜トランジ
スタ104を複数個形成した金属線105bを溝付きの
アレイ基板101に行方向に埋め込む。この際、金属線
105b上の薄膜トランジスタ104の数は作成しよう
とする液晶表示装置の行方向の画素の数と等しく、また
画素電極103のピッチに適合するように等間隔で形成
されている必要がある。また、薄膜トランジスタ104
が等間隔に形成されている部分の外側は金属線105b
上に絶縁膜107や半導体層108、コンタクト層10
9が残らないようにエッチングしておく必要がある。埋
め込んだ薄膜トランジスタに表示用の画素電極103を
形成し、埋め込んだ金属線105bに対して列方向にソ
ース・ドレイン電極106aを形成し、アクティブマト
リクス型のアレイ基板101を形成する。金属線105
bはゲート電極の役割を果たし、薄膜トランジスタ10
4のオン・オフを制御する。そして、この薄膜トランジ
スタ104は、画素電極に電圧を印可するスイッチング
トランジスタの役割を果たす。ソース・ドレイン電極1
06aを形成する際に、同時に信号線106bと周辺回
路112を接続するための信号線側の接続パッド110
bを形成する。アレイ基板101の周辺に配固したSi
などの耐熱性の高い不透明な材料からなる周辺基板11
の上にゲート線側の接続パッド110aを配置し、接
続パッド110a上において金属線105bと周辺回路
112との電気的接続を取る。周辺回路112と接続パ
ッド110aは同一工程によって形成することも可能で
ある。 【0076】 【0077】 【0078】 【0079】 【0080】【発明の効果】 以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、 金属配線と周辺回路の電気的接続部の数
を少なくすることができるために、接続部分での不良を
抑えることができ、生産性を向上することができる。 【0081】さらには、接続パッドの数が減少するとと
もに、微細な周辺回路を形成することが可能となるため
に、表示領域の外周部の面積が小さくなるため、有効表
示面積の割合を大きくすることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] TECHNICAL FIELD OF THE INVENTIONBookThe invention relates to a liquid crystal display device.
You. [0002] 2. Description of the Related Art Light energy is converted to electrical energy.
Solar cells are clean energy sources,
Due to concerns over the depletion of fossil energy, new
It is attracting attention as a new energy. [0003] To promote a wide range of practical use of solar cells
Is to reduce the cost of power generation.
is there. That is, the cost for manufacturing the solar cell,
The balance with the photoelectric conversion efficiency is a problem. amorphous
Solar cells using silicon (a-Si) are crystalline silicon
Significantly reduce manufacturing costs compared to using
And it is possible to use
It can be manufactured by product. Such manufacturing cost and productivity
A-Si now has advantages in terms of
Solar cells are widely used. However, a-Si
The photoelectric conversion efficiency of solar cells using
The problem is about 50% lower than the used solar cell
Therefore, improvement in photoelectric conversion efficiency is desired. FIG. 11 schematically shows the structure of a typical solar cell.
FIG. This solar cell is sequentially formed on a substrate 91,
First electrode 92, p-type semiconductor layer 93, i-type semiconductor layer 9
4. An n-type semiconductor layer 95 and a second electrode 96 are stacked and formed.
It is a thing. The substrate 91 is made of glass, plastic, or the like.
An insulating substrate transparent to visible light is used. First
For example, ITO (Ι) capable of transmitting visible light
Conductivity using Ndulmin Tin Oxide)
A transparent material is used. As the p-type semiconductor layer 93,
For example, doping a semiconductor layer made of a-Si with boron
Used, and as the Ν-type semiconductor 95, for example, from a-Si
The semiconductor layer to be used is doped with phosphorus. i-type semiconductor layer
14 uses an undoped a-Si semiconductor layer, etc.
Can be. When light is incident from the direction of the substrate 91, the light enters
Carriers are excited at the pin junction by the emitted light,
A potential difference is generated between the first electrode 92 and the second electrode 96.
You. That is, when light enters, the incident light causes p
Valence band electrons at the in-junction are excited by light energy
I do. Light energy sufficient to excite electrons and exceed the bandgap
When energy is given, the electrons rise to the conduction band,
Hole pairs are generated. In the vicinity of the junction, keys such as electrons and holes
Carrier diffuses into the other party's area, creating a depletion layer.
Here, a space charge layer is formed. Depleted by light irradiation
The electrons generated in the layer are n
Holes accumulate in the p-type region while holes collect in the p-type region
Between the n-type semiconductor layer 95 and the p-type semiconductor layer 93
A difference occurs. [0006] Between the first electrode 92 and the second electrode 96
In order to increase the generated potential difference,
The problem is whether it can be collected efficiently at the junction. From this perspective
Considering that, the structure of a conventional solar cell is
Light is collected using only one side,
This is one of the major reasons for lowering the conversion efficiency. On the other hand, a solar cell is a light power source.
From many portable electronic devices, information terminals, etc.
You. Therefore, it is necessary to form various shapes of solar cells
Is an important issue in expanding the range of applicable products.
You. In order to realize the light weight and arbitrary shape of the solar cell,
A stick substrate may be used. As the substrate 91,
Using materials with high elasticity such as plastic substrates
Can be deformed only within the range of elasticity of the substrate 91.
However, there is a problem in giving the solar cell shape an arbitrary shape.
is there. Further, when a plastic substrate is used,
Has low heat resistance, so it is necessary to lower the manufacturing process temperature
Not only adversely affects the film quality of the semiconductor, but also
The problem is that the flexibility of the manufacturing process and the productivity
is there. In addition to the semiconductor film formation process, transparent conductive
It is necessary to limit the film forming temperature of the conductive film. This
To realize the light weight and arbitrary shape of the solar cell
Require that the process temperature be sacrificed.
There is a title. Furthermore, it can be manufactured in a large area.
Is one feature of a solar cell using a-Si.
However, the area that can be manufactured is the same as that of a film forming apparatus that forms a-Si.
Depends on the size. It is also important for realizing a large area
Is the uniformity of the film. As the film forming equipment becomes larger,
It is difficult to ensure the uniformity of the pattern. In this sense,
Increasing the area of the solar cell is highly dependent on the film forming apparatus. Desired
In order to get the area, you have to stick together,
By adding a resistance component due to lamination,
There is a problem that power loss increases. [0010] [0011][Problems to be solved by the invention] The present invention provides such
This was done to solve the problem. Sand
That is, the present invention Equipped with a thin transistor for electrical connection
Defects can be suppressed, and the ratio of the effective display area
To provide a liquid crystal display device capable of increasing
With the goal. [0012] [0013] [Means for Solving the Problems] To solve such problems.
Therefore, the liquid crystal display device of the present invention has the following features.
have. The liquid crystal display device of the present inventionConductive metal
The semiconductor layer and the contact layer cover the
The gate insulating film and the half are formed so as to be formed at equal intervals for each pole.
A conductor layer and the contact layer are sequentially laminated,
Source and drain electrodes are formed to cover the layers.
Metal lines having a plurality of thin transistors,
A liquid crystal display device having an embedded array substrate,
A peripheral substrate provided around the array substrate;
The metal wire of the thin transistor provided on the side substrate
And connection pads to which are connectedCharacterized by
Liquid crystal display. [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
Will be described. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a photoelectric conversion element of the present invention.
FIG. 2 schematically shows the structure of the photoelectric conversion device.
It is a figure which shows the cross-section of an element schematically. With the first electrode
An n-type semiconductor 12 and an i-type semiconductor with an electrode 11 as a central axis
The body 13 and the p-type semiconductor 14 are sequentially stacked, and a second
A transparent electrode 15, which is an electrode, is formed on the outer periphery. This
When light is irradiated on the photoelectric conversion element 10 of the
A potential difference occurs between the bright electrodes 15. The electrode 11 is made of a linear material
It can be used for solar cells etc.
The photoelectric conversion element 10 that can be formed into a linear shape (cable shape)
Can be The sectional structure of the photoelectric conversion element 10 of the present invention is an example.
For example, as illustrated in FIG.
It does not need to be formed in a circular shape, and may be an elliptical shape.
An irregular closed curve may be used. Each with the electrode 11 as the central axis
It suffices that the semiconductor film of (1) covers another film. For example, the n-type semiconductor 12 covers the electrode 11
However, at this time, the center of the electrode 11
On the other hand, it is not necessary to form the n-type semiconductor 12 concentrically.
No. Similarly, the i-type semiconductor 13 covers the n-type semiconductor 12.
Also, the p-type semiconductor 14 covers the i-type semiconductor 13
Also in this case, it is formed concentrically with the center of the electrode 11.
No need. Importantly, as shown in FIGS. 1 and 2,
Each semiconductor film forms another semiconductor film or electrode on the inner layer side.
It is to cover. In addition, each semiconductor layer, the second electrode layer
May be formed as needed. Figure
In one example, the thickness of the n-type semiconductor 12 is about 10 to 100 n
The thickness of the m, i-type semiconductor 13 is about 0.1 to 1 μm,
The thickness of the conductor 14 is about 10 to 100 nm,
The thickness of the second electrode 15 is about 75 nm to 1 μm.
You. The photoelectric conversion of the present invention having such a configuration
The element 10 has a light receiving surface formed over the entire circumference,
Light can be efficiently collected, and the first electrode 11 and the
A potential difference Vout is generated between the first electrode 15 and the second electrode 15 by the photoelectric effect.
Can live. FIG. 3 shows a photoelectric conversion element
It is a figure which shows the example applied to the positive battery. Also the firstofelectrode1
1In the shape of a product to which the photoelectric conversion element of the present invention is applied.
In addition, it can be processed into a desired shape. As shown in FIG.
First electrode compared to conventional solar cell11In the center of
Uses incident light from a wide angle over 360 °
To substantially improve the photoelectric conversion efficiency.
Can be made. The photoelectric conversion element of the present invention has a large area.
Can be easily performed, for example,BigArea sun
Batteries and the like can be easily manufactured. Also, metal
Which can be formed around wire made of conductive material
Therefore, it can be formed more flexibly. Ma
In manufacturing, conventional glass and plastic substrates
Compared to forming a semiconductor layer on top,
Extremely low temperature conditions and increased productivity
be able to. (Embodiment 2) FIG. 4 shows a photoelectric conversion element of the present invention.
It is a figure showing another example of a child structure. FIG. 1 and FIG.
Similarly to the photoelectric conversion device of the present invention, the first electrode
N-type semiconductor layer 12 and i-type semiconductor layer with pole 11 as a central axis
13, a p-type semiconductor layer 14 is sequentially stacked. The photoelectric conversion device of the present invention illustrated in FIG.
The second electrode 15 covering the outer peripheral portion is made of a transparent conductive material such as ITO.
Although an electroconductive film was formed, the photoelectric conversion element illustrated in FIG.
Let's wrap a linear conductive material in a spiral shape.
Thus, the second electrode 15b is formed. In such a configuration, the second electrode 15b and
Therefore, it is not always necessary to use a translucent material.
The second electrode 15b may be formed of a transparent metal material.
No. Further, the second electrode 15b is formed without using a film forming process.
Because it can be formed, productivity is greatly improved and light
The manufacturing cost of the electric conversion element can be reduced. this
This means that costs for power generation, such as solar cells, are low.
This is particularly effective when reduction is an issue. (Embodiment 3) FIG. 5 shows a photoelectric conversion element of the present invention.
It is sectional drawing which shows another example of the structure of a child | child roughly. this
The photoelectric conversion element includes an outermost semiconductor layer (here, a p-type semiconductor layer).
Between the body layer 14) and the second electrode 15 made of ITO,
A thin silicon oxide film 16 is formed as an anti-reflection film.
I have. Such an antireflection film 16 is made of, for example, plasma C
The n-type semiconductor layer 12 and the i-type semiconductor layer 1 are formed by a VD method or the like.
3, can be formed in the same manner as the p-type semiconductor layer 14,
Alternatively, the film may be formed continuously with the semiconductor layer. The provision of such an antireflection film 16
In addition, the so-called reflection loss is reduced, and the photoelectric conversion efficiency is further improved.
Can be increased. Further, an example of the anti-reflection film 16 is shown in FIG.
If applied to the photoelectric conversion element of the present invention shown, for example, p-type
Also functions as a protective film for outer semiconductor layers such as semiconductor layer 14
Can be done. In the structure illustrated in FIG.
The layer is not completely covered by the second electrode 15
Therefore, the function of the photoelectric conversion element is
Damage can be prevented. Such anti
If the anti-irradiation film 16 is formed of a silicon nitride film, it is a protective film.
Performance is further improved, e.g.
Can be further improved. (Embodiment 4) FIG. 6 shows the structure of the photoelectric conversion element of the present invention.
It is a figure which shows another example further roughly. This photoelectric conversion element
The transparent electrode 15a made of ITO is used as the second electrode.
And a spiral electrode 15b made of a metal material
I have. Although ITO is a conductive material, it is a common material.
Compared with metal materials used for body wiring, its resistance is
It is slightly higher. Therefore, the transparent electrode 1 made of ITO
5a and a spiral electrode 15b made of a metal material.
By adopting the combined second electrode, photoelectric conversion
While minimizing the reduction of light incident on the junction surface of the element
Thus, the resistance of the second electrode formed on the outer peripheral portion of the semiconductor layer is reduced.
Can be frustrated. Such a photoelectric conversion element is, for example, a p-type
After forming an outer semiconductor layer such as the conductor layer 14, Cu
Around the conductor wiring, and deposit ITO on it.
Or a half of the outer layer such as the p-type semiconductor layer 14.
An ITO film is further formed on the conductor layer, and Cu or the like is
May be wound. (Embodiment 5) Next, the photoelectric conversion element of the present invention
An example of a method for manufacturing a child will be described. FIG. 7 shows the light of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a method for manufacturing a photoelectric conversion element.
is there. The photoelectric conversion element according to the present invention has the first electrode 11
Around the center of a linear conductive material
Number of semiconductor layers are stacked to form a diode.
Formed. A linear conductive material used as the first electrode 11
The material is, for example, Cu, Al, W, Ta, Au having low resistance.
Etc. may be used. These are just examples, other
May be used. Ma
At this point, the light of the present invention, for example, the shape of a solar cell,
Even if it is deformed according to the shape of the product to which the
Good. For example, using a solar cell in a greatly bent shape
If you want, make sure you have the desired shape at this point.
(FIG. 7A). Next, with respect to the first electrode 11, FIG.
2, the n-type semiconductor layer 12, the i-type semiconductor layer
13, a p-type semiconductor layer 14, a second layer made of a transparent conductive material.
Are sequentially laminated and coated (FIG. 7B).
FIG. 7 (e). an n-type semiconductor 12, an i-type semiconductor 13, and
As the p-type semiconductor 14, for example, a-Si (amorphous
Using a semiconductor layer based on
Is also good. As a method of depositing a-Si, for example,
Using chemical vapor deposition (PECVD) method with zuma excitation
You may make it. And as the n-type semiconductor layer 12,
For example, using an a-Si semiconductor layer doped with phosphorus,
As the semiconductor layer 14, for example, boron-doped a-S
An i-semiconductor layer may be used. In addition, the second
The pole 15 is transparent to visible light such as
A transparent conductive film may be used. Accordingly
The conventional method of manufacturing semiconductors and thin film transistors
Manufacture the photoelectric conversion element of the present invention without major changes
can do. In addition, the present invention uses a glass
Semiconductor layers on substrates such as plastic and plastic
Configuration, the temperature conditions of the manufacturing process
It becomes very small and productivity can be improved. (Embodiment 6) Next, the photoelectric conversion element of the present invention
A solar cell configured by combining multiple
You. FIG. 8 shows the above-described photoelectric conversion element 10 of the present invention.
Area as a unit element to obtain a larger electromotive force.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a solar cell adapted to be used.
You. By arranging a plurality of photoelectric conversion elements 10,
Large area can be easily realized. Figure8like
When bundled, the second formed on the outer peripheral portion of each photoelectric conversion element
Electrodes 15 (transparent electrodes) are interconnected.
Therefore, they are connected in parallel. Therefore, as shown in FIG.
A unit having a configuration in which a plurality of photoelectric conversion elements of the invention are connected in parallel.
By connecting the switches 20 in series, a higher potential
A difference can be made. FIG. 9 shows a solar cell having such a structure.
It is a figure which shows a structure schematically. Plurality of photoelectric conversion elements 10
Multiple units 20 connected in parallel are connected in series.
And constitute a solar cell. Photoelectrics that make up the unit
The first electrodes 11 of the conversion element 10 are connected in common and
Connected to the second electrode of the unit. Such a structure
By adopting it, series connection can be easily realized,
Output Vout can be obtained. In FIG. 9, one unit is formed by four photoelectric conversion elements.
A knit 20 is constructed, and five more units 20 are directly
Although the configuration is a column connection, the photoelectric
Number of conversion elements 10, unit 20 constituting solar cell
May be determined as needed. For example
By repeating the same connection, a larger area
A solar cell having the same. Solar cell area
Is determined by the product of L and W shown in FIG.
W is determined by the length of one electrode 31, and W is the photoelectric conversion element to be connected.
Determined by the number of children. Such solar cells have an area, shape
Desired ones can be obtained in both forms. Further, FIG.
A conductive resin material having a light-transmitting structure as exemplified in
For example, it may be fixed by. L shown in FIG. 9 depends on the length of the first electrode 31.
However, the semiconductor layers 12 to 14 and the second electrode 15 are formed.
The length of the film formation device to be formed is not limited to the length L. example
For example, the length L of the first electrode 11 is larger than the length of the film forming apparatus.
If it is difficult, perform roll-to-roll film formation.
What should I do? Using thermal chemical vapor deposition (thermal CVD method)
If necessary, there is no need to consider the vacuum, and in principle
Film formation for the limited length L can be performed continuously. Ma
Also, in the present invention, it is necessary to care about the uniformity of the two-dimensional film formation.
Because there is no
No need to worry. Therefore, in the present invention, photoelectric conversion
Create elements and solar cell elements on a roll-to-roll basis
And productivity can be greatly improved. Also, as shown in FIG.
Is the highest temperature in the manufacturing process depending on the material used for the substrate 11.
The degree was limited. In contrast, in the present invention, the first
The electrode 11 may be made of a linear conductive material such as a metal wire.
And glass substrates and plastic substrates
The maximum temperature in the manufacturing process is higher than when using plates
Since it can be freely selected, it is necessary to improve the film quality.
At the same time, productivity is greatly improved. (Embodiment 7) In Embodiment 6, the present invention
Examples of large-area solar cells using photoelectric conversion elements
I explained about it (see Fig. 9).
It can be applied using the fact that it is in a state. FIG. 10 shows the case where the photoelectric conversion element of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a transmission type liquid crystal display device.
You. In the liquid crystal display device 30, a pixel electrode 31 is formed.
Array substrate 32 and a counter substrate on which a counter electrode 33 is formed.
The liquid crystal layer 35 is sandwiched between the plate 34 and the plate 34. liquid crystal
The layer 35 is formed between the pixel electrode 31 and the counter electrode 33.
In response to the applied electric field, its orientation and layer state change,
Is controlled. On the other hand, on the back of the array substrate 32
A backlight 36 is provided.
The light from 36 is modulated by using the liquid crystal layer 35 as a light valve.
By doing so, the display is performed. Therefore, the pixel electrode 31
The region where is not formed does not contribute to display. Therefore, adjacent pixels that do not contribute to the display
The solar cell of the present invention is disposed in the gap between the electrodes 31.
You. Specifically, for example, scanning (not shown) of the array substrate
Line and signal line.
Just do it. In such a liquid crystal display device 30, the display
Efficiently use the irradiation light that irradiates the area that does not contribute
Can be charged. Therefore, the power supply of the liquid crystal display device
In addition to reducing consumption, longer usage time and battery
Terry can be downsized. The photoelectric conversion element includes a pixel electrode and a pixel electrode.
As far as space permits, bundle them to get more electromotive force
What should I do? Also, due to the arrangement of photoelectric conversion elements
In order not to disturb the electric field inside the display pixel,
In order not to complicate the substrate manufacturing process, photoelectric conversion elements
Is preferably installed on the backlight side of the array substrate.
is there. (Embodiment 8) In recent years, a notebook type personala
As display elements for computers and portable display terminals
Research and development of liquid crystal display (LCD) are being actively conducted.
You. Amorphous silicon (a-Si) film on glass substrate
Switch composed of thin film transistors (TFTs) using TFTs
Matrix type liquid crystal display device with
Low cost, large area, high definition, high image quality and low power consumption
Because a flat panel display has been realized.
is there. A liquid crystal display device of this kind uses a transparent insulating material.
And an array substrate consisting of
Opposite substrate made of transparent insulating material and array substrate
And a liquid crystal layer sandwiched between substrates.
By applying a voltage to change the orientation and phase state of the liquid crystal molecules,
Display. On the array substrate, such as TFT
The switching elements are formed in a matrix and
Scanning lines, signal lines and pixel electrodes are electrically connected to the switching elements.
Connected. Conventional active matrix type liquid crystal display
The apparatus will be described with reference to FIGS. 12, 13, and 14.
You. FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an array substrate, and FIG.
3 is a diagram schematically showing a planar structure of a unit pixel, and FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a pixel. The display area 122 on the array substrate 121
Is a thin film transistor for controlling the pixel electrode 123 and the pixel potential.
A star 124 is formed. Thin film transistors are games
Electrode 125a, source electrode 126a, drain electrode 1
26b is a field effect transistor. Gate
The electrode substrate 125 is made of an array substrate 12 made of a transparent insulating material.
1, the gate insulating film 127, the semiconductor layer 12
8 are sequentially formed to form a thin film transistor 124
Is deposited. Outside the display area 122, the array substrate 1
Scan lines 125b and signal lines 126b on 21 and connection wiring
Forming connection pads 130a and 130b connected via
Have been. Further, a resin film is provided around the array substrate 121.
A peripheral substrate 131 made of a
A peripheral circuit 32 is disposed on the board, and an anisotropic conductive film (An
isometric Conducting Film
Or Anisotropic Conductive
  Film: ACF) via Tape Automa
Peripheral substrate 13 by ted bonding (TAB)
Electrical connection between 1 and connection pads 130a, 130b
Has been taken. On the other hand, the above-mentioned thin film transistor is provided.
Thin film transistor whose structure is completely different from the liquid crystal display device
There has been proposed a liquid crystal display device having a liquid crystal display. This thin film
A transistor is a semiconductor film or insulating film on a linear conductive material.
And the like. FIG. 15 shows such a cable-like thin film transformer.
Outline the configuration of the array substrate of a liquid crystal display device with a transistor.
FIG. 16 and 17 show such a case.
The figure which shows the structure of a cable-shaped thin film transistor schematically
It is. FIG. 16 is a sectional view taken on a plane parallel to the center of the conductor wire,
FIG. 17 is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the central axis. Gate electrode 14 made of a linear conductive material
5a and a gate insulating film formed on the surface of the gate electrode
147 and the semiconductor layer 1 formed on the gate insulating film.
48 and a source and a source formed separately on the semiconductor layer.
A drain electrode 146a, a gate insulating film 147,
The semiconductor layer 148 and the source / drain electrodes 146a are
Formed coaxially with the center of the metal wire material 145b forming the gate electrode
Has been established. Forming such a thin film transistor 144
The metal line 145b to the array substrate 141 provided with the groove.
Embedded on the top, furthermore, the pixel electrode 143, the signal line 146b
Are formed to form an array substrate.
The metal wire 145b extends to the outside of the display area 142 and has a shape.
And a first connection pad made of an outer metal.
Electrical connection is made to the outer periphery at the node 150a.
You. A resin film is provided around the array substrate 141.
A peripheral substrate 151 made of a film or the like is disposed on the peripheral substrate 151.
A peripheral circuit 152 is arranged on the board, and the peripheral circuit 152
An anisotropic conductive film (AC) is provided between the second connection pad 150b and the second connection pad 150b.
Electrical connection is formed by TAB via F)
You. This type of thin film transistor is based on
Because it can be created on a metal wire as a roll independent of the plate
In addition, the high temperature
Good characteristics can be obtained by the process. Therefore, the ratio
The problem is that the weight is small and it has impact resistance but low heat resistance.
It is also possible to use plastic that was
You. In addition, the thin film transistor exceeding the specification became defective
In a conventional liquid crystal display device as shown in FIG.
In this structure, the thin film transistor must be discarded.
Thin film transistors showing good properties after forming transistors
Display device can be created by selecting
Possible, high productivity and low cost
There are benefits. On the other hand, on a metal wire as shown in FIG.
Liquid crystal display device with formed thin film transistor
Connection pad compared to the liquid crystal display device as shown in FIG.
Connection to increase the number of electrical connections through
Productivity drops due to more defects per minute
The problem arises. Further, the number of connection pads is increased.
In addition, since the area of the outer peripheral portion of the display area increases,
There is also a problem that the ratio of the indicated area is reduced. The thin film transformer thus formed on the metal wire
Metal line extending outside the display area.
The first connection pad made of metal on the outside
It is electrically connected to the metal wiring on the outer periphery,
Peripheral metal wiring and peripheral circuit at second connection pad
Liquid crystal display device where the electrical connection of
Increase the electrical connection through the connection pad
In addition, productivity decreases due to an increase in defects at the connection part
Problems and the number of connection pads increases
In addition, since the area of the outer peripheral portion of the display area increases,
To solve the problem that the ratio of the indicated area is small
Is desired. In order to solve such a problem, for example,
For example, an array substrate made of an insulating transparent material and this array
It is placed facing the substrate and a common electrode is formed on the facing surface
Between the array substrate and the opposing substrate
A liquid crystal display device having a liquid crystal layer formed therebetween.
In the peripheral area of the array substrate,
Shields the light in the region and has a melting point
A peripheral substrate made of a high material, and
It is made of a conductive material extending to the surrounding substrate.
Linear wiring. Further, a thin film is coaxially formed on the linear wiring.
A transistor is formed and the thin film transistor
A driving element for driving the substrate is formed on the peripheral substrate.
And the linear wiring and the driving element are connected to the peripheral substrate.
To connect via conductor thin film wiring formed on the board
May be. For example, the peripheral substrate is made of a semiconductor such as silicon.
It may be formed from a body material. That is, the liquid crystal display device of the present invention has an insulating property.
An array substrate made of a transparent material and facing this array substrate
Opposing base with common electrodes formed on opposing surfaces
Formed between the array substrate and the counter substrate
A liquid crystal display device comprising:
It is located around the array substrate and is more flexible than this array substrate.
Peripheral made of high point material that does not transmit light in the visible region
Board and the peripheral board that is placed on this array board.
And a linear wiring made of a conductive material.
ing. To solve such a problem, the present invention
Liquid crystal display device is an array substrate made of insulating transparent material
And a visible region made of a material with a higher melting point than the array substrate
Peripheral substrate that does not transmit light in the
The linear wiring made of conductive material placed on the peripheral substrate
At the peripheral circuit by connecting pads on the peripheral substrate.
The number of connections is reduced by making electrical connections to the
It is possible to eliminate it. Further, as the peripheral substrate, silicon or the like is used.
By using semiconductor substrates, semiconductor microfabrication
It becomes possible to form a peripheral circuit using the process. the above
In a liquid crystal display device such as
To be able toUnfortunateKeep good
And increase productivity. Furthermore, the connection pad
Reduce number and form finer peripheral circuits
The area of the outer periphery of the display area is small.
Therefore, the ratio of the effective display area can be increased.
You. Referring to FIG. 18, such a liquid crystal display device will be described.
An embodiment will be described. The conductive metal wire 105b has a low resistance.
Cu, Al, W, Τa, Αu lines and the like are used. Metal wire
105b, the gate insulating film 107 and the semiconductor layer 10
8. Contact layer 109 and source / drain electrode material 1
06a is formed so as to cover the metal line 105b. Gate
As the insulating film 107, a silicon oxide film, a silicon nitride film
A-Si: Η film or poly
A silicon film or the like may be used. As the contact layer 109, for example,
A-Si: H doped with P (phosphorus) may be used.
By etching these, as shown in FIG.
Such a thin film transistor 104 can be formed. The thin film transistor formed by the above method
A metal wire 105b formed with a plurality of
It is embedded in the array substrate 101 in the row direction. At this time, a metal wire
Let's create the number of thin film transistors 104 on 105b
Equal to the number of pixels in the row direction of the liquid crystal display device, and
Formed at equal intervals to match the pitch of the pixel electrodes 103
Must have been. In addition, the thin film transistor 104
Are formed at equal intervals.
An insulating film 107, a semiconductor layer 108, and a contact layer 10
It is necessary to etch so that 9 does not remain. Buried
The display pixel electrode 103 is attached to the embedded thin film transistor.
The formed and buried metal wire 105b is sowed in the column direction.
The source / drain electrode 106a is formed, and the active
A lith-type array substrate 101 is formed. Metal wire 105
b serves as a gate electrode, and the thin film transistor 10
4 is turned on and off. And this thin film transistor
The star 104 performs switching for applying a voltage to the pixel electrode.
Plays the role of transistor. Source / drain electrode 1
06a and the signal line 106b and the peripheral circuit at the same time.
Connection pad 110 on the signal line side for connecting the path 112
b is formed. Si solidified around the array substrate 101
Peripheral substrate made of opaque material with high heat resistance such as11
1A connection pad 110a on the gate line side is arranged on
Metal line 105b and peripheral circuit on connection pad 110a
112Make an electrical connection with Peripheral circuit112And connection
The pad 110a can be formed by the same process.
is there. [0076] [0077] [0078] [0079] [0080]【The invention's effect】 As described above, the liquid crystal display of the present invention
According to the device Number of electrical connections between metal wiring and peripheral circuits
To reduce defects at the connection part.
Can be suppressed, and productivity can be improved. Further, as the number of connection pads decreases,
Especially, it becomes possible to form fine peripheral circuits
In addition, since the area of the outer peripheral portion of the display area becomes smaller,
The ratio of the indicated area can be increased.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の光電変換素子の構造の例を概略的に示
す図。 【図2】図1の光電変換素子の断面構造を概略的に示す
図。 【図3】本発明の光電変換素子を太陽電池に適用した例
を示す図。 【図4】本発明の光電変換素子の構造の別の例を概略的
に示す図。 【図5】本発明の光電変換素子の構造のさらに別の例を
概略的に示す断面図。 【図6】本発明の光電変換素子の構造のさらに別の例を
概略的に示す図。 【図7】本発明の光電変換素子の製造方法の例を説明す
るための図。 【図8】本発明の光電変換素子を用いた太陽電池の構成
の例を概略的に示す図。 【図9】本発明の光電変換素子を用いた太陽電池の構成
の別の例を概略的に示す図。 【図10】図10は本発明の光電変換素子を適用した透
過型液晶表示装置の断面構造を概略的に示す図。 【図11】従来の光電変換素子の構造を概略的に示す
図。 【図12】従来の液晶表示装置のアレイ基板の構成を概
略的に示す図、 【図13】従来の液晶表示装置の部分拡大図。 【図14】従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタの断
面図。 【図15】従来の液晶表示装置の概略構成を示す図。 【図16】従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタの断
面図。 【図17】従来の液晶表示装置の薄膜トランジスタの断
面図。 【図18】本発明の液晶表示装置の構成を概略的に示す
図。 【図19】本発明の液晶表示装置に適用される薄膜トラ
ンジスタの断面図。 【符号の説明】 11………第1の電極 12………n型半導体層 13………i型半導体層 14………p型半導体層 15………第2の電極 15b……第2の電極(スパイラル状) 16………反射防止膜 101、121、141………アレイ基板 102、122、142………表示領域 103、123、143………画素電極 104、124、144………薄膜トランジスタ 105a、125a、145a………ゲート電極 105b、125b、145b………ゲート配線 106a、126a、146a………ソース・ドレイン
電極 106b、126b、146b………信号線 107、127、147………ゲート絶縁膜 108、128、148………半導体層 109、129、149………コンタクト層 110a、130a、150a………第一の接続パッド 110b、130b、150b………第二の接続パッド 111、131、151………周辺基板 112、132、152………周辺回路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the structure of a photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the photoelectric conversion element of FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example in which the photoelectric conversion element of the present invention is applied to a solar cell. FIG. 4 is a diagram schematically showing another example of the structure of the photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 5 is a sectional view schematically showing still another example of the structure of the photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 6 is a view schematically showing still another example of the structure of the photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration example of a solar cell using the photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 9 is a diagram schematically showing another example of the configuration of a solar cell using the photoelectric conversion element of the present invention. FIG. 10 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a transmission type liquid crystal display device to which the photoelectric conversion element of the present invention is applied. FIG. 11 is a diagram schematically showing a structure of a conventional photoelectric conversion element. FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an array substrate of a conventional liquid crystal display device. FIG. 13 is a partially enlarged view of the conventional liquid crystal display device. FIG. 14 is a cross-sectional view of a thin film transistor of a conventional liquid crystal display device. FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional liquid crystal display device. FIG. 16 is a cross-sectional view of a thin film transistor of a conventional liquid crystal display device. FIG. 17 is a cross-sectional view of a thin film transistor of a conventional liquid crystal display device. FIG. 18 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device of the present invention. FIG. 19 is a cross-sectional view of a thin film transistor applied to a liquid crystal display device of the present invention. [Description of Signs] 11 First electrode 12 n-type semiconductor layer 13 i-type semiconductor layer 14 p-type semiconductor layer 15 second electrode 15 b second (Spiral shape) 16 anti-reflection films 101, 121, 141 ... array substrates 102, 122, 142 ... display areas 103, 123, 143 ... pixel electrodes 104, 124, 144 ... ... thin film transistors 105a, 125a, 145a ... gate electrodes 105b, 125b, 145b ... gate wirings 106a, 126a, 146a ... source / drain electrodes 106b, 126b, 146b ... ... gate insulating films 108, 128, 148 ... semiconductor layers 109, 129, 149 ... contact layers 110a, 130a, 150a ... Connection pads 110b, 130b, 150b ......... second connection pads 111,131,151 ......... peripheral board 112, 132, 152 ......... peripheral circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−266315(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/786 G02F 1/1368 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-266315 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 29/786 G02F 1/1368

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 導電性の金属線を同軸として覆い半導体
層とコンタクト層とが画素電極毎に等間隔で形成される
ように、ゲート絶縁膜、該半導体層、該コンタクト層が
順に積層され、該コンタクト層を覆うようにソース電極
およびドレイン電極が形成された複数の薄型トランジス
タを有する該金属線が複数埋め込まれたアレイ基板を備
えた液晶表示装置であって、 前記アレイ基板の周辺に配設された周辺基板と、 前記周辺基板に設けられ、前記薄型トランジスタの前記
金属線が接続される接続パッドとを具備することを特徴
とする液晶表示装置。
(57) [Claim 1] A gate insulating film, a semiconductor layer and a semiconductor layer, such that a semiconductor layer and a contact layer are formed at equal intervals for each pixel electrode by covering a conductive metal wire coaxially. A liquid crystal display device comprising: an array substrate in which a plurality of thin metal transistors having a plurality of thin transistors in which the contact layers are sequentially stacked and a source electrode and a drain electrode are formed so as to cover the contact layers are embedded. A liquid crystal display device, comprising: a peripheral substrate provided around the array substrate; and a connection pad provided on the peripheral substrate and connected to the metal line of the thin transistor.
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