本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備及其主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板，特別是涉及一種顯示設(shè)備及其主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)，可增加太陽(yáng)能的產(chǎn)生效益。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能是一種具有無(wú)污染的能源，可解決目前能源短缺與石化能源污染的問(wèn)題，一直是最受矚目的焦點(diǎn)。而太陽(yáng)能電池(solarcell)可直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，因此成為目前相當(dāng)重要的研究課題。在目前的太陽(yáng)能電池市場(chǎng)中，使用單晶硅與多晶硅的電池約占百分之九十以上。但是，這些太陽(yáng)能電池需使用厚度約150微米至350微米的硅芯片作為材料，其成本較高。再者，由于太陽(yáng)能電池的原材料采用高質(zhì)量的硅晶錠，近年來(lái)因使用量的明顯成長(zhǎng)，已日漸不足。因此，具有低成本、容易大面積生產(chǎn)與模塊化制程簡(jiǎn)單的薄膜太陽(yáng)能電池(thinfilmsolarcell)研發(fā)乃成為新的發(fā)展方向。

依照光電效應(yīng)，當(dāng)光線照射在導(dǎo)體或半導(dǎo)體上時(shí)，光子與導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的電子作用，會(huì)造成電子的流動(dòng)，而光的波長(zhǎng)越短，頻率越高，電子所具有的能量就越高，例如紫外線所具有的能量便高于紅外線，因此，同一材料被紫外線照射產(chǎn)生的流動(dòng)電子能量將較高。并非所有波長(zhǎng)的光都能轉(zhuǎn)化為電能，只有頻率超越可產(chǎn)生光電效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，電流才能產(chǎn)生。

現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換層通常使用非晶硅(a-si)薄膜，但因?yàn)槠淠芟督橛?.75至1.8ev之間，只能吸收波長(zhǎng)小于750nm的太陽(yáng)光，不能吸收到整個(gè)太陽(yáng)能光譜，導(dǎo)致硅薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率偏低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述光電轉(zhuǎn)換效率偏低的問(wèn)題，本發(fā)明的目的即在于提供一種主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板，包括：一基板；一主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)，形成于所述基板上，所述主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)包括有一源極電極；一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)，配置于所述源極電極上，所述太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)包括一太陽(yáng)能電池；以及一可透光電極，覆蓋于所述太陽(yáng)能電池上；其中，所述太陽(yáng)能電池包括一n型層、一微晶硅結(jié)構(gòu)i型層及一p型層，自遠(yuǎn)離所述源極電極的方向依序堆棧而成。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述微晶硅結(jié)構(gòu)i型層是由硅甲烷與氫氣以等離子體輔助化學(xué)氣相沉積制成，所述氫氣與所述硅甲烷的混成比值介于40～200。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述可透光電極的材質(zhì)選自氧化鋅、二氧化錫、氧化銦錫及氧化銦其中之一。

為了解決上述光電轉(zhuǎn)換效率偏低的問(wèn)題，本發(fā)明的另一目的即在于提供一種主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板，包括：一基板；一主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)，形成于所述基板上，所述主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)包括有一源極電極；一第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)，配置于所述源極電極上，所述第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)包括一第一太陽(yáng)能電池；一第二太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)，配置于所述第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)上，所述第二太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)包括一第二太陽(yáng)能電池；以及一可透光電極，覆蓋于所述第二太陽(yáng)能電池上；其中，所述第一太陽(yáng)能電池包括一n型層、一微晶硅結(jié)構(gòu)i型層及一p型層，自遠(yuǎn)離所述源極電極的方向依序堆棧而成，所述第二太陽(yáng)能電池包括一n型層、一非晶硅結(jié)構(gòu)i型層及一p型層，自遠(yuǎn)離所述源極電極的方向依序堆棧而成。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述微晶硅結(jié)構(gòu)i型層是由硅甲烷與氫氣以等離子體輔助化學(xué)氣相沉積制成，所述氫氣與所述硅甲烷的混成比值介于40～200。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述可透光電極的材質(zhì)選自氧化鋅、二氧化錫、氧化銦錫及氧化銦其中之一。

為了解決上述光電轉(zhuǎn)換效率偏低的問(wèn)題，本發(fā)明的又一目的即在于提供一種顯示設(shè)備，包括：一顯示面板；至少一堆棧式太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)，配置于所述顯示面板的周圍，用以吸收光線并轉(zhuǎn)換成電能供所述顯示設(shè)備使用；以及一主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)，配置于所述顯示面板的一側(cè)，用以控制所述顯示面板的顯像功能。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述堆棧式太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)包括：一透明基板；多個(gè)可透光電極，等間距配置于所述透明基板上；多個(gè)太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)，以適當(dāng)?shù)木嚯x分別沉積在對(duì)應(yīng)的所述可透光電極上，使得每一可透光電極與其對(duì)應(yīng)太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)定義為一個(gè)太陽(yáng)能電池單元；以及多個(gè)金屬電極，分別形成于對(duì)應(yīng)的所述太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)上；其中，所述太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)包括一第一太陽(yáng)能電池與一第二太陽(yáng)能電池，所述適當(dāng)?shù)木嚯x使得所述透明電極可以局部露出而不被所述太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)完全覆蓋。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述可透光電極的材質(zhì)選自氧化鋅、二氧化錫、氧化銦錫及氧化銦其中之一。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述金屬電極的材質(zhì)選自鋁(al)、銀(ag)、鉬(mo)、銅(cu)、鈦(ti)及其合金其中之一。

由于微晶硅在太陽(yáng)光中可吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的太陽(yáng)光，上述各實(shí)施例應(yīng)用在顯示設(shè)備中，可有效的增加太陽(yáng)能的產(chǎn)生效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明采用p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池的光波長(zhǎng)-光電流光譜圖。

圖4a至4c是本發(fā)明堆棧式p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池的示意圖。

圖5是本發(fā)明采用堆棧式p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池的顯示設(shè)備的式意圖。

具體實(shí)施方式

以下各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本發(fā)明所提到的方向用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「?jìng)?cè)面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語(yǔ)是用以說(shuō)明及理解本發(fā)明，而非用以限制本發(fā)明。

附圖和說(shuō)明被認(rèn)為在本質(zhì)上是示出性的，而不是限制性的。在圖中，結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標(biāo)號(hào)表示。另外，為了理解和便于描述，附圖中示出的每個(gè)組件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本發(fā)明不限于此。

在附圖中，為了清晰起見(jiàn)，夸大了層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在附圖中，為了理解和便于描述，夸大了一些層和區(qū)域的厚度?？梢岳斫獾氖牵?dāng)例如層、膜、區(qū)域或基底的組件被稱作“在”另一組件“上”時(shí)，所述組件可以直接在所述另一組件上，或者也可以存在中間組件。

另外，在說(shuō)明書中，除非明確地描述為相反的，否則詞語(yǔ)“包括”將被理解為意指包括所述組件，但是不排除任何其它組件。此外，在說(shuō)明書中，“在......上”意指位于目標(biāo)組件上方或者下方，而不意指必須位于基于重力方向的頂部上。

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種顯示設(shè)備及其主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板，其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。

請(qǐng)參閱圖1。圖1是本發(fā)明主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板包括：一基板21；一主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)22形成在基板21上，用來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備內(nèi)部的液晶結(jié)構(gòu)(圖未示)，且主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)22具有一源極電極221；一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)23配置在源極電極221上，可吸收光線轉(zhuǎn)換成電能供顯示設(shè)備使用；以及一可透光電極234，覆蓋于太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)23上。

在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)23為p-i-n微晶硅結(jié)構(gòu)的薄膜式太陽(yáng)能電池，其底層為n型層231，中間為微晶硅結(jié)構(gòu)的i型層232，上層為p型層233，也就是說(shuō)，p-i-n三層是自遠(yuǎn)離源極電極221的方向依序堆棧而成，其中微晶硅結(jié)構(gòu)的i型層232是光電轉(zhuǎn)換的主要區(qū)域。

范例性的顯示設(shè)備，其常用的主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)為薄膜晶體管(tft)，而目前硅基太陽(yáng)能電池中以非晶硅/微晶硅多接面薄膜式太陽(yáng)能電池的效率最佳，且其制程設(shè)備可選用與薄膜晶體管相同的等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(pecvd)來(lái)制作，因此非常適合將兩者加以結(jié)合。由于薄膜晶體管的制作方法已為本領(lǐng)域具備通常知識(shí)者所熟知的技術(shù)，因此本文不再加已贅述。在作為主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)的薄膜晶體管完成之后，可于主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)22的源極電極221上繼續(xù)沉積n型非晶硅作為薄膜式太陽(yáng)能電池的n型層231，然后在n型層231上制作微晶硅結(jié)構(gòu)的i型層232。微晶硅結(jié)構(gòu)藉由混成氣體源硅甲烷(silane,sih4)及氫氣(h2)以等離子體輔助化學(xué)氣相沉積制成i型層232，其中，氫氣的摻雜量需占有混成氣體中相當(dāng)高的比例以提升微晶硅結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度，在本發(fā)明的實(shí)施例中，氫氣與硅甲烷的混成比例可介于40～200。當(dāng)i型層232完成之后，繼續(xù)在其上接著沉積p型非晶硅作為p型層233，然后在其上鍍上可透光的透明電極234協(xié)助將產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，即完成了太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)23的制作。其中，透明電極234的材質(zhì)可以選自氧化鋅(zno)、二氧化錫(sno2)、氧化銦錫(ito)及氧化銦(in2o3)其中之一。

請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)基板的結(jié)構(gòu)示意圖。詳細(xì)的制程大致如上一實(shí)施例所述，在作為主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)的薄膜晶體管完成之后，可于主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)32的源極電極321上依序沉積n型非晶硅作為一第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)33的n型層331，然后在n型層331上制作微晶硅結(jié)構(gòu)的i型層332，接著在其上沉積p型非晶硅作為p型層333，即可完成第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)33形成一p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池。

接著以相同的方式在第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)33制作第二太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)34，即在第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)33上依序沉積n型非晶硅作為第二太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)34的n型層341，然后在n型層341上制作i型層342，i型層342的材質(zhì)可以依需求選擇非晶硅或鍺氧化層(geoc)，本實(shí)施例是采非晶硅，但不限于此，接著在其上沉積p型非晶硅作為p型層343，最后在p型層343上鍍上可透光的透明電極344協(xié)助將產(chǎn)生的電流導(dǎo)出，即可完成第二太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)34形成一p-i-n非晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池。換而言之，p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池包括n型層、微晶硅結(jié)構(gòu)i型層及p型層，自遠(yuǎn)離源極電極321的方向依序堆棧而成，而p-i-n非晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池包括n型層、非晶硅結(jié)構(gòu)i型層及p型層，自遠(yuǎn)離源極電極321的方向依序堆棧而成，微晶硅與非晶硅的的薄膜式太陽(yáng)能電池的i型層分別為提供光電轉(zhuǎn)換的主要區(qū)域。

同樣的，透明電極344的材質(zhì)可以選自氧化鋅(zno)、二氧化錫(sno2)、氧化銦錫(ito)及氧化銦(in2o3)其中之一。而第一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)33與第二太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)34的串接即形成一多接面薄膜式太陽(yáng)能電池，對(duì)于光吸收效應(yīng)將有顯著的提升。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參閱圖3。圖3是本發(fā)明采用p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池的光波長(zhǎng)-光電流光譜圖。一般的太陽(yáng)能電池通常都使用非晶硅薄膜來(lái)當(dāng)作光電轉(zhuǎn)換層，但因?yàn)槠淠芟锻ǔ＝橛?.75至1.8ev之間，只能吸收波長(zhǎng)介于360～750nm之間的光波，效率偏低。因此為了增加太陽(yáng)能電池對(duì)光波的利用，通常會(huì)再堆棧微晶硅薄膜層，形成堆棧式(tandem)太陽(yáng)能電池以提升其效能。微晶硅的能隙通常介于1.1至1.2ev之間，能夠吸收大于750nm小于1100nm的光波波長(zhǎng)，可以補(bǔ)足非晶硅所無(wú)法吸收的光波段。此外，鍺氧化層(geoc)可吸收的波長(zhǎng)范圍介于240～750nm之間，對(duì)于波長(zhǎng)小于360nm的高能光波而言，也是可選擇的材料之一。

請(qǐng)參閱圖4a至4c，圖4a至4c是本發(fā)明堆棧式p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池的示意圖。在前面實(shí)施例中，薄膜式太陽(yáng)能電池是制作在tft側(cè)基板與薄膜晶體管直接結(jié)合在一起，其優(yōu)勢(shì)為直接與電性組件連接，電性傳導(dǎo)效能佳。然而在其上方還有具備彩色濾光色阻單元的上側(cè)基板，因此在整個(gè)顯示設(shè)備的位置而言較為偏向內(nèi)側(cè)底部，其對(duì)于外部光線的吸收效能偏低。因此在本實(shí)施例將薄膜式太陽(yáng)能電池往上移至上側(cè)基板的一側(cè)，以提升其對(duì)外部光線吸收效能。

詳細(xì)的制程步驟請(qǐng)參閱圖4a至4c，首先取得一可透光的透明基板41，然后在其上等間距鍍上多個(gè)可透光電極431，其材質(zhì)可以選自氧化鋅(zno)、二氧化錫(sno2)、氧化銦錫(ito)及氧化銦(in2o3)其中之一。接著以圖案化制程蝕刻出間隔溝渠以定義出一個(gè)太陽(yáng)能電池單元43的大小，然后再將多個(gè)太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)432以適當(dāng)?shù)木嚯x分別沉積在對(duì)應(yīng)的可透光電極431上，使得每一個(gè)可透光電極431與其對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)432定義為一個(gè)太陽(yáng)能電池單元43，也就是說(shuō)，一個(gè)太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)432包括一個(gè)p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池與一個(gè)p-i-n非晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池。同樣的，再以圖案化制程蝕刻出太陽(yáng)能電池單元43彼此之間的間隔溝渠，此一間隔溝渠位置較前次可透光電極431的間隔溝渠略微偏移一段距離，讓透明電極431可以局部露出而不會(huì)被太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)432完全覆蓋。最后再于p-i-n微晶硅結(jié)構(gòu)432的上方鍍上金屬電極433，其材質(zhì)可以選擇鋁(al)、銀(ag)、鉬(mo)、銅(cu)、鈦(ti)或其他適合的金屬或合金。同樣的再以圖案化制程蝕刻出太陽(yáng)能電池單元43彼此之間的間隔溝渠，此一間隔溝渠位置也是較前次p-i-n微晶硅結(jié)構(gòu)432的間隔溝渠略微偏移一段距離，讓不同太陽(yáng)能電池單元43的金屬電極433可以完全分開(kāi)，而且可以與相鄰的太陽(yáng)能電池單元43的透明電極431形成電性連接，所有的太陽(yáng)能電池單元43因而形成了電性串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，可將太陽(yáng)能電池單元43產(chǎn)生的電流順利導(dǎo)出加以運(yùn)用。

請(qǐng)參閱圖5，圖5是本發(fā)明采用堆棧式p-i-n微晶硅的薄膜式太陽(yáng)能電池的顯示設(shè)備的式意圖。如圖5所示，顯示設(shè)備，包括：一顯示面板12；至少一太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)13，配置在顯示面板12的周圍，用以吸收光線并轉(zhuǎn)換成電能供顯示設(shè)備使用；一主動(dòng)式陣列開(kāi)關(guān)陣列14，配置在顯示面板12的一側(cè)，用以可控制顯示面板12的顯像功能。依本實(shí)施例制作的顯示設(shè)備，可由外部電源提供電能來(lái)顯示影像，亦可以藉由外部的光源照射產(chǎn)生電能來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備顯示影像。

在不同實(shí)施例中，顯示面板12可例如為液晶顯示面板、oled顯示面板、qled顯示面板、曲面顯示面板或其他顯示面板。

本發(fā)明在范例性的顯示設(shè)備內(nèi)部加入薄膜式太陽(yáng)能電池，其制作設(shè)備與原顯示設(shè)備所使用的制程設(shè)備相同，不會(huì)造成額外的制程設(shè)備負(fù)擔(dān)，而且所加入的薄膜式太陽(yáng)能電池可為顯示設(shè)備提供所需的電能，對(duì)于顯示設(shè)備相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，預(yù)期將可以有效提升效能。由于微晶硅在太陽(yáng)光中可吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的太陽(yáng)光，應(yīng)用在顯示設(shè)備中，更可增加太陽(yáng)能的產(chǎn)生效益。

“在本發(fā)明一實(shí)施例中”與“在各種實(shí)施例中”等用語(yǔ)被重復(fù)地使用。所述用語(yǔ)通常不是指相同的實(shí)施例；但它亦可以是指相同的實(shí)施例。“包含”、“具有”及“包括”等用詞是同義詞，除非其前后文意顯示出其它意思。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，幷非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而幷非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。