(57)【要約】【課題】効率よく放熱することが可能な薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】基板上にマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成された表示部と、基板上の表示部の外側領域に設けられ、表示部を駆動するための駆動回路と、を備える液晶表示装置１０であって、それぞれに切欠部１３２ａを有した一対の拡散層を備えるポリシリコン半導体層１３２と、拡散層のそれぞれの上面及び切欠部に沿った端面に接触する第１電極１３６及び第２電極１３８と、第１電極１３６と第２電極１３８との間の電流をオンオフする電圧が加えられる第３電極１３４と、を備える薄膜トランジスタを具備した液晶表示装置１０。【選択図】      図３
2006126293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示部と、
前記基板上の前記表示部の外側領域に設けられ、前記表示部を駆動するための駆動回路と、を備える液晶表示装置であって、
それぞれに切欠部を有した一対の拡散層を備える半導体層と、
前記拡散層のそれぞれの上面及び切欠部に沿った端面に接触する第１電極及び第２電極と、
前記第１電極と第２電極との間の電流をオンオフする電圧が加えられる第３電極と、
を備える薄膜トランジスタを具備した液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれが前記端面と接触する面積の総和は、それぞれが充填される切欠部の面積の総和より大きい。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記表示部に配置される走査線に対して行単位の画素群をそれぞれ選択するためのアドレス信号を供給する走査線駆動回路を含み、
前記薄膜トランジスタは、前記走査線駆動回路の最終段のバッファに備えられている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記拡散層は、ポリシリコンで形成されている請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１電極及び第２電極は、前記拡散層よりも高い熱伝導率を有する金属で形成されている請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱効果の高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリシリコンからなる半導体層を備えた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）を用いて、液晶表示パネルを構成する基板上に画素を駆動するための駆動素子とともに走査線駆動回路や信号線駆動回路などの駆動回路を一体的に形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平０９−０９０４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
走査線駆動回路を一体的に備えた液晶表示装置において、走査線駆動回路のうち最終段のバッファを構成するＴＦＴに過渡的な充電電流、或いはリーク電流が流れる場合がある。この場合、ＴＦＴを構成するポリシリコン層が発熱し、ＴＦＴとして必要な特性が得られないおそれがある。このような現象は、Ｐチャネル型のＴＦＴ、或いはＮチャネル型のＴＦＴのどちらか一方のみで駆動回路を構成する場合に特に顕著となり、表示不良を招く原因となり得る。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、半導体層で発生した熱を効率よく放熱することが可能な薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の様態による液晶表示装置は、基板上にマトリクス状に配置された複数の画素によって構成された表示部と、前記基板上の前記表示部の外側領域に設けられ、前記表示部を駆動するための駆動回路と、を備える液晶表示装置であって、それぞれに切欠部を有した一対の拡散層を備える半導体層と、前記拡散層のそれぞれの上面及び切欠部に沿った端面に接触する第１電極及び第２電極と、前記第１電極と第２電極との間の電流をオンオフする電圧が加えられる第３電極と、を備える薄膜トランジスタを具備する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、半導体層で発生した熱を効率よく放熱することが可能な薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置を提供することができる。この事から、液晶表示装置の表示不良を防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１に示すように、液晶表示装置１０は、アレイ基板２０と、アレイ基板２０に対向して配置された対向基板３０と、これらアレイ基板２０と対向基板３０との間に保持された液晶層４０と、を備えている。この液晶表示装置１０は、画像を表示する表示部１００を有している。表示部１００は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている。
【０００８】
アレイ基板２０は、表示部１００において、画素ＰＸの行方向に沿って延在する複数の走査線ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、…、画素ＰＸの列方向に沿って延在する複数の信号線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…、これら走査線ＳＬと信号線ＤＬとの交差部付近において画素ＰＸ毎に配置されたスイッチング素子２１、スイッチング素子２１に接続された画素電極２２などを備えている。
【０００９】
スイッチング素子２１は、ポリシリコン半導体層を有した薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子２１のゲート電極２１Ｇは、対応する走査線ＳＬに電気的に接続されている（あるいは走査線と一体に形成されている）。スイッチング素子２１のソース電極２１Ｓは、対応する信号線ＤＬに電気的に接続されている（あるいは信号線と一体に形成されている）。スイッチング素子２１のドレイン電極２１Ｄは、対応する画素ＰＸの画素電極２２に電気的に接続されている。
【００１０】
対向基板３０は、表示部１００において、全画素ＰＸに共通の対向電極３１などを備えている。これらアレイ基板２０及び対向基板３０は、全表示画素ＰＸの画素電極２２と対向電極３１とを対向させた状態で配置され、これらの間にギャップを形成する。液晶層４０は、アレイ基板２０と対向基板３０とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。
【００１１】
アレイ基板２０は、表示部１００の外側領域において、表示部１００を駆動するための駆動回路として信号線駆動回路１１０、及び走査線駆動回路１２０を備えている。信号線駆動回路１１０は、各信号線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３、…に対して、各列の画素ＰＸにそれぞれ書き込む映像信号を供給する。走査線駆動回路１２０は、各走査線ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、…に対して、行単位の画素群をそれぞれ選択するためのアドレス信号を供給する。
【００１２】
図２に示すように、走査線駆動回路１２０に備えられた最終段のバッファ部Ｂｆは、ポリシリコン半導体層を有した一対の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１３０を備えている。ＴＦＴ１３０の出力ラインは、それぞれ走査線ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、…に接続され、バッファ部Ｂｆの出力Ｖoutを、アドレス信号として各走査線に供給している。
【００１３】
図３乃至図５に示すように、バッファ部Ｂｆを構成するＴＦＴ１３０は、第１電極としてのソース電極１３６、第２電極としてのドレイン電極１３８、及び第３電極としてのゲート電極１３４を備えている。すなわち、ＴＦＴ１３０は、アレイ基板２０を構成するガラス基板１３１上に配置されたアンダーコート膜１３３上に、島状に形成されたポリシリコン半導体層１３２を備えている。このポリシリコン半導体層１３２は、不純物が拡散された一対の拡散層すなわちソース領域１３２ｓ及びドレイン領域１３２ｄと、これらの領域に挟まれたチャネル領域１３２ｃと、を有している。ＴＦＴ１３０のゲート電極１３４は、ポリシリコン半導体層１３２のチャネル領域１３２ｃ上にゲート絶縁膜１３５を介して配置されている。ＴＦＴ１３０のソース電極１３６は、ゲート絶縁膜１３５及びゲート電極１３４上に配置された層間絶縁膜１３７を貫くコンタクトホールｈ１を介してポリシリコン半導体層１３２のソース領域１３２ｓに接触している。また、ＴＦＴ１３０のドレイン電極１３８は、ゲート絶縁膜１３５及び層間絶縁膜１３７を貫くコンタクトホールｈ２を介してポリシリコン半導体層１３２のドレイン領域１３２ｄに接触している。
【００１４】
ソース電極１３６及びドレイン電極１３８上にはパッシベーション絶縁膜１３９が形成されている。
【００１５】
上述したような構成のＴＦＴ１３０においては、ゲート電極１３４にゲート電圧が加えられると、ポリシリコン層１３２のチャネル領域１３２ｃにチャネルが形成され（ＴＦＴ１３０がオンした状態となり）、ソース電極１３６とドレイン電極１３８とが接続されて電流が流れる。
【００１６】
ところで、ポリシリコン半導体層１３０のソース領域１３２ｓ及びドレイン領域１３２ｄは、図３及び図５に示したように、それぞれ少なくとも１つの切欠部１３２ａを有している。なお、図５ではドレイン電極１３８をその長手方向に略平行なＢ−Ｂ´線に沿って切断した断面構造を図示しているが、ソース電極１３６の長手方向に略平行となるように切断した断面構造も同様の形状である。
【００１７】
各コンタクトホールｈ１及びｈ２は、上述したようにゲート絶縁膜１３５及び層間絶縁膜１３７を貫いているため、切欠部１３２ａにおいては、アンダーコート層１３３が露出している。つまり、コンタクトホールｈ１においては、ソース領域１３２ｓの上面１３２ｓＴが露出するとともに切欠部１３２ａに沿った端面１３２ｓＥが露出する。同様に、コンタクトホールｈ２においては、ソース領域１３２ｄの上面１３２ｄＴが露出するとともに切欠部１３２ａに沿った端面１３２ｄＥが露出する。
【００１８】
このため、コンタクトホールｈ１に充填されたソース電極１３６は、ソース領域１３２ｓの上面１３２ｓＴ及び切欠部１３２ａに沿った端面１３２ｓＥと接触する。また、コンタクトホールｈ２に充填されたドレイン電極１３８は、ドレイン領域１３２ｄの上面１３２ｄＴ及び切欠部１３２ａに沿った端面１３２ｄＥと接触する。
【００１９】
このとき、例えば、コンタクトホールｈ２において、露出したドレイン領域１３２ｄの端面１３２ｄＥの面積の総和（つまり、ドレイン電極１３８が端面１３２ｄＥと接触する面積の総和）Ｓ１が、露出した切欠部１３２ａの面積の総和（つまり、ドレイン電極１３８が充填される切欠部の面積の総和）Ｓ２より大きくなるように設定されることが望ましい。また、面積の総和Ｓ２はドレイン電極１３８とポリシリコン半導体層１３２の下層（ここでは、アンダーコート層）との接触面積の総和である。
【００２０】
これにより、切欠部１３２ａを有していないドレイン領域１３２ｄにドレイン電極１３８を接触させた場合と比較して、ドレイン領域１３２ｄとドレイン電極１３８との接触面積を拡大することが可能となる。コンタクトホールｈ１においても同様である。
【００２１】
ここで、ソース電極１３６及びドレイン電極１３８は、少なくともポリシリコン半導体層１３２より高い熱伝導率を有する金属材料、例えば、アルミニウムなどを用いて形成されている。このため、ソース電極１３６及びドレイン電極１３８とポリシリコン半導体層１３２との接触面積を拡大することにより、ポリシリコン半導体層１３２から発生した熱をソース電極１３６及びドレイン電極１３８を介して効率的に放熱することが可能となる。したがって、ポリシリコン層１３２の発熱に起因した課題を解消することができ、安定した表示性能の液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００２２】
なお、切欠部１３２ａに沿った端面１３２ｓＥ及び１３２ｄＥの面積は、ポリシリコン半導体層１３２の膜厚ｔや、ポリシリコン半導体層１３２の下層に対する端面１３２ｓＥ及び１３２ｄＥの成す角度θなどに基づいて制御可能である。つまり、ポリシリコン半導体層１３２の膜厚ｔが厚いほど、また、成す角度θが９０°より小さな傾斜面（あるいは９０°より大きな傾斜面）ほど端面１３２ｓＥ及び１３２ｄＥの面積を拡大することが可能である。
【００２３】
また、図３に示した例では、ポリシリコン半導体層１３２のソース領域１３２ｓとドレイン領域１３２ｄには、略矩形状の切欠部１３２ａを形成したが、この例に限定されるものではない。切欠部１３２aとコンタクトホールｈ１、ｈ２との配置、大きさ及び形状は、所望する放熱効果の大きさによって決定され、ソース電極１３６及びドレイン電極１３８とポリシリコン半導体層１３２との接触面積が拡大できるような形状であれば良い。
【００２４】
なお、上記の実施形態は、２つのゲート電極１３４を備えたＴＦＴ１３０の場合を説明したが、ゲート電極１３４は１つでも良い。また、上記の実施形態では、走査線駆動回路の最終段のバッファ部を構成するＴＦＴについて説明したが、表示部の各画素に配置されたＴＦＴも同様の構成を採用することは可能であり、この場合も同様にＴＦＴの放熱効果が改善され、ＴＦＴとして安定した特性を得ることが可能となる。
【００２５】
また、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略図。
【図２】図１に示した液晶表示装置の走査線駆動回路内に備えられた最終段のバッファ部の概略図。
【図３】図２に示したバッファ部を構成するＴＦＴの平面図。
【図４】図３に示したＴＦＴをＡ−Ａ´線で切断したときの断面図。
【図５】図３に示したＴＦＴをＢ−Ｂ´線で切断したときの断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１０…液晶表示装置、１１０…信号線駆動回路、１２０…走査線駆動回路、ＰＸ…画素、Ｂｆ…バッファ部、１３０…ＴＦＴ、１３２…ポリシリコン半導体層、１３２ａ…切欠部、１３４…ゲート電極、１３６…ソース電極、１３８…ドレイン電極、ｈ１、ｈ２…コンタクトホール
【図１】
2006126293.tif 000003
【図２】
2006126293.tif 000004
【図３】
2006126293.tif 000005
【図４】
2006126293.tif 000006
【図５】
2006126293.tif 000007