JP2003229574A - Thin film transistor array substrate and liquid crystal image display device - Google Patents

Thin film transistor array substrate and liquid crystal image display device

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JP2003229574A
JP2003229574A JP2002025122A JP2002025122A JP2003229574A JP 2003229574 A JP2003229574 A JP 2003229574A JP 2002025122 A JP2002025122 A JP 2002025122A JP 2002025122 A JP2002025122 A JP 2002025122A JP 2003229574 A JP2003229574 A JP 2003229574A
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JP
Japan
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thin film
array substrate
film transistor
transistor array
electrode
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Application number
JP2002025122A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Hashimoto
伸一郎 橋本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film transistor in which degradation by heat generation is prevented by suppressing the temperature rise of the thin film transistor and to improve the reliability of a liquid crystal image display device by forming an array substrate by using it. <P>SOLUTION: By removing an insulating film on the gate electrode, source electrode and drain electrode of the thin film transistor (TFT) or superimposing a transparent electrode on it, the effect of heat conducting paths from the electrodes to a liquid crystal layer is improved, the temperature rise of the TFT is suppressed and the TFT with excellent reliability is obtained. Also, by the TFT forming a driving circuit part of the array substrate with, a liquid crystal display device with excellent reliability is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
アレイ基板とそれを用いた液晶画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor array substrate and a liquid crystal image display device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、アモルファスシリコンよりも移動
度の大きい多結晶シリコンを半導体層とする多結晶シリ
コン薄膜トランジスタの開発が盛んである。この多結晶
シリコン薄膜トランジスタを用いれば、液晶のスイッチ
ング用画素トランジスタのみならず、画素トランジスタ
を駆動する駆動回路をもガラス基板上に形成することが
可能となる。この特徴を生かして、コンパクト化、低コ
スト化、高信頼性化等、従来よりも付加価値をつけた液
晶表示装置が開発され、現在、デジタルスチルカメラや
デジタルビデオカメラ、そしてカーナビやノートパソコ
ン等に広く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, a polycrystalline silicon thin film transistor having a semiconductor layer of polycrystalline silicon having a mobility higher than that of amorphous silicon has been actively developed. By using this polycrystalline silicon thin film transistor, not only the liquid crystal switching pixel transistor but also a drive circuit for driving the pixel transistor can be formed on the glass substrate. Taking advantage of this feature, a liquid crystal display device with added value such as compactness, cost reduction, high reliability, etc. has been developed. Currently, digital still cameras, digital video cameras, car navigation systems, laptop computers, etc. Widely used in.

【0003】また、多結晶シリコン薄膜トランジスタ
は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタに比べて、
はるかに大きい移動度が得られるため、上述のように、
その特徴を生かして、ガラス基板などの絶縁基板上に多
結晶シリコン薄膜トランジスタアレイを形成し、液晶表
示装置や有機EL表示装置の開発が行われている。
In addition, the polycrystalline silicon thin film transistor is
Since we get a much higher mobility, as mentioned above,
Taking advantage of the characteristics, a polycrystalline silicon thin film transistor array is formed on an insulating substrate such as a glass substrate, and a liquid crystal display device or an organic EL display device is being developed.

【0004】上記のように多結晶シリコン薄膜トランジ
スタは、安価なガラス基板などの絶縁基板上に作成で
き、様々なアプリケーションがあるが、一方でシリコン
基板に作成したMOSトランジスタに比べて信頼性が悪
く、また、特性バラツキが大きい、という問題もある。
As described above, the polycrystalline silicon thin film transistor can be formed on an insulating substrate such as an inexpensive glass substrate and has various applications. On the other hand, the reliability is lower than that of a MOS transistor formed on a silicon substrate. In addition, there is a problem that the characteristic variation is large.

【0005】信頼性で大きな問題のひとつは、自己発熱
劣化である。自己発熱劣化とは、ジュール熱によって薄
膜トランジスタの温度が上昇し、熱によってトランジス
タ特性が劣化する現象であり、図6に示すように、S値
の劣化やVthシフトが生じる。このような特性変化は
当然、液晶表示装置の画像劣化を招く。この劣化は、電
流量が大きい薄膜トランジスタにおいて生じる劣化であ
るため、特に、液晶表示装置においては、駆動回路を構
成する薄膜トランジスタにおいて見られる。中でも、ソ
ース信号線やゲート信号線に信号を出力するバッファを
構成するトランジスタは、大きい電流を流す必要がある
ため、サイズも大きく、高温に達するため、自己発熱劣
化が大きい。
One of the major reliability problems is self-heating deterioration. The self-heating deterioration is a phenomenon in which the temperature of the thin film transistor rises due to Joule heat and the transistor characteristics are deteriorated due to heat. As shown in FIG. 6, S value deterioration and Vth shift occur. Such a characteristic change naturally causes image deterioration of the liquid crystal display device. This deterioration is caused in a thin film transistor having a large amount of current, so that it is particularly observed in a thin film transistor forming a drive circuit in a liquid crystal display device. Among them, a transistor that forms a buffer that outputs a signal to a source signal line or a gate signal line needs to flow a large current, so that the size is large and the transistor reaches a high temperature, so that self-heating deterioration is large.

【0006】温度上昇抑制対策の前例としては、特開平
5−206468号公報や特開平6−177386号公
報などのように熱伝導率の良い放熱層を多結晶シリコン
膜の上部や下部に新たに形成することで、チャネル部で
発生した熱を逃がして温度上昇を抑制する方法が提案さ
れているが、新たに熱伝導率の良い膜を形成すると、工
程数が増加し、コストアップにもつながる。また、新た
に形成した膜によってトランジスタ特性が変化する場合
もあるので、あまり実用には適さない。
As a precedent of measures for suppressing the temperature rise, a heat dissipation layer having a high thermal conductivity, such as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-206468 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-177386, is newly provided above and below the polycrystalline silicon film. Although a method has been proposed in which the heat generated in the channel part is released to suppress the temperature rise by forming the film, the formation of a new film with good thermal conductivity increases the number of steps and also leads to cost increase. . In addition, the transistor characteristics may change depending on the newly formed film, which is not suitable for practical use.

【0007】温度上昇抑制対策の他の前例として、特開
平10−116990号公報では、薄膜トランジスタの
構成要素のうち熱伝導性の高い電極膜などを拡張して形
成して放熱用拡張部とすることが提案されている。しか
しながら、その上にSiNxやSiOxなどの絶縁膜が
形成されているので熱が逃げにくいという問題がある。
As another example of measures for suppressing the temperature rise, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-116990, an electrode film having a high thermal conductivity among the constituent elements of the thin film transistor is expanded to form a heat dissipation expansion part. Is proposed. However, since an insulating film such as SiNx or SiOx is formed on top of this, there is a problem that heat is difficult to escape.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、工程数を増やすことなく、マスクパターンの変更の
みで、ジュール熱による薄膜トランジスタの温度上昇を
極力抑え、自己発熱劣化を生じない薄膜トランジスタを
提供し、また、その薄膜トランジスタを用いて、画像劣
化しない、液晶表示装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a thin film transistor that suppresses the temperature rise of the thin film transistor due to Joule heat as much as possible without changing the number of steps and only by changing the mask pattern and does not cause self-heating deterioration. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device using the thin film transistor, which does not cause image deterioration.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体膜とゲ
ート絶縁膜と層間絶縁膜とソース電極とドレイン電極と
保護絶縁膜とを構成要素として含む薄膜トランジスタア
レイ基板において、ゲート電極、ソース電極およびドレ
イン電極のうち少なくともひとつの電極上に前記した構
成要素が存在しないことを特徴とする薄膜トランジスタ
アレイ基板である。このように構成することによって、
薄膜トランジスタのチャネル部で発生する熱は基板に接
する液晶層に伝達され、液晶層では熱の対流により効率
よく放熱されるので、薄膜トランジスタの温度上昇を抑
制することができ、TFTの劣化を防ぐことができる。
The present invention provides a thin film transistor array substrate including a semiconductor film, a gate insulating film, an interlayer insulating film, a source electrode, a drain electrode, and a protective insulating film as constituent elements. It is a thin film transistor array substrate characterized in that the above-mentioned constituent elements are not present on at least one of the drain electrodes. By configuring in this way,
The heat generated in the channel portion of the thin film transistor is transferred to the liquid crystal layer in contact with the substrate and is efficiently radiated by the convection of heat in the liquid crystal layer, so that the temperature rise of the thin film transistor can be suppressed and the deterioration of the TFT can be prevented. it can.

【0010】また、本発明の薄膜トランジスタアレイ基
板は、さらに透明電極を備え、この透明電極をゲート電
極、ソース電極およびドレイン電極のうち少なくともひ
とつと接続しており、これによって薄膜トランジスタの
放熱効率を高めることができる。
Further, the thin film transistor array substrate of the present invention further comprises a transparent electrode, and the transparent electrode is connected to at least one of the gate electrode, the source electrode and the drain electrode, thereby enhancing the heat dissipation efficiency of the thin film transistor. You can

【0011】また、本発明の液晶画像表示装置は前述し
た本発明の薄膜トランジスタアレイ基板を用いたことを
特徴としている。これによりTFT特性の劣化がなく、
従って表示性能の信頼性が優れた表示装置を得ることが
できる。
The liquid crystal image display device of the present invention is characterized by using the above-mentioned thin film transistor array substrate of the present invention. As a result, there is no deterioration of TFT characteristics,
Therefore, a display device having excellent display performance reliability can be obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図1から図4に示す本発明
の実施の形態について、従来例である図7と比較して説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 to 4 will be described below in comparison with a conventional example shown in FIG.

【0013】はじめに、従来の薄膜トランジスタ(TF
T)の構造を簡単に説明しておく。図7(a)は従来の
p−SiTFTアレイの画素部分のTFT構造、図7
(b)は駆動回路部分のTFTの構造を示したものであ
る。図7(b)の駆動回路用TFTについて説明する。
図7(a)の画素部分のTFTは駆動回路部分のTFT
にITO透明電極110が追加されるだけである。ガラ
ス基板60上にp−Si半導体の島10a、10b、ゲ
ート絶縁膜80、ゲート電極50、層間絶縁膜90、ソ
ース電極30およびドレイン電極40、保護絶縁膜10
0、配向膜130が積層されている。ゲート絶縁膜、層
間絶縁膜などは通常、SiOx、SiNxなどの絶縁材
料を用いて形成される。半導体の島は通常、ゲート電極
をマスクにして不純物をドープしたソースおよびドレイ
ンとなる低抵抗領域10bとノンドープのチャネル領域
10aよりなる。ソース電極30、ドレイン電極40
は、ゲート絶縁膜80と層間絶縁膜90に開けたコンタ
クトホールを介して半導体の島である低抵抗領域10b
と電気的に接続されている。TFTアレイ基板の上面は
液晶層(図示せず)に接している。
First, a conventional thin film transistor (TF)
The structure of T) will be briefly described. FIG. 7A is a TFT structure of a pixel portion of a conventional p-Si TFT array, and FIG.
(B) shows the structure of the TFT in the drive circuit portion. The drive circuit TFT of FIG. 7B will be described.
The pixel portion TFT in FIG. 7A is a driving circuit portion TFT.
The ITO transparent electrode 110 is only added to. On the glass substrate 60, islands 10a and 10b of p-Si semiconductor, gate insulating film 80, gate electrode 50, interlayer insulating film 90, source electrode 30 and drain electrode 40, protective insulating film 10
0, the alignment film 130 is laminated. The gate insulating film, the interlayer insulating film, etc. are usually formed by using an insulating material such as SiOx or SiNx. The semiconductor island is usually composed of a low-resistance region 10b serving as a source and a drain doped with impurities using the gate electrode as a mask and a non-doped channel region 10a. Source electrode 30, drain electrode 40
Is a low resistance region 10b which is a semiconductor island through a contact hole formed in the gate insulating film 80 and the interlayer insulating film 90.
Is electrically connected to. The upper surface of the TFT array substrate is in contact with the liquid crystal layer (not shown).

【0014】(実施の形態1)次に、本実施の形態1の
駆動回路部のTFT構造を図1(a)〜(d)に示す。
発熱が問題になるのは駆動回路部のTFTであるので、
以降の説明はすべて駆動回路部のTFTに関するもので
ある。すなわち、従来例の図7(b)に対する改善であ
る。本実施の形態1と従来例は構成要素が同じなので同
一構成要素は同一符号で表している。
(Embodiment 1) Next, FIGS. 1A to 1D show a TFT structure of a drive circuit portion of the present embodiment 1.
Since heat generation is a problem in the TFT of the drive circuit,
The following description is all about the TFT of the drive circuit section. That is, it is an improvement over the conventional example shown in FIG. Since the first embodiment and the conventional example have the same components, the same components are designated by the same reference numerals.

【0015】図1(a)は第1の実施例であり、ゲート
電極50の上の層間絶縁膜90および保護絶縁膜100
が除去されていることが特徴である。TFTの半導体部
で発生した熱はまず、熱伝導率の高い金属部分に伝達さ
れる。ゲート電極50の上の絶縁層を除去してやると、
熱はその上の液晶層に容易に伝達され、液晶層では熱の
対流により効率的に熱が拡散されるのでこの構成により
TFTの発熱を抑制することができる。このように、熱
伝導の妨げとなる層間絶縁膜や保護絶縁膜を除去するこ
とにより熱伝導が改善される。なお、配向膜130は通
常、極めて薄いので熱伝導の妨げにはならない。
FIG. 1A shows a first embodiment, which is an interlayer insulating film 90 on the gate electrode 50 and a protective insulating film 100.
Is characterized by being removed. The heat generated in the semiconductor part of the TFT is first transferred to the metal part having high thermal conductivity. If the insulating layer on the gate electrode 50 is removed,
The heat is easily transferred to the liquid crystal layer thereabove, and the heat is efficiently diffused in the liquid crystal layer by the convection of the heat, so that the heat generation of the TFT can be suppressed by this configuration. In this way, the heat conduction is improved by removing the interlayer insulating film and the protective insulating film which hinder the heat conduction. Since the alignment film 130 is usually extremely thin, it does not hinder heat conduction.

【0016】図1(b)に示す第2の実施例では、ソー
ス電極30およびドレイン電極40の上の保護絶縁膜1
00を除去している。これによっても同様の熱伝導の改
善が可能になる。
In the second embodiment shown in FIG. 1B, the protective insulating film 1 on the source electrode 30 and the drain electrode 40 is formed.
00 has been removed. This also enables the same improvement in heat conduction.

【0017】また、図1(c)は第3の実施例であり、
ゲート電極50の上の層間絶縁膜90を除去し、そこに
ソースおよびドレイン電極と同じレベルの電極を形成
し、さらに保護絶縁膜100を一部除去したものであ
る。この構成によっても同様の熱伝導の改善が可能にな
る。またこの構成は、ゲート電極およびこれに連なるゲ
ート走査線の配線抵抗を低減して信号の劣化を防ぐとい
う効果もある。
Further, FIG. 1C shows a third embodiment,
The interlayer insulating film 90 on the gate electrode 50 is removed, electrodes at the same level as the source and drain electrodes are formed there, and the protective insulating film 100 is partially removed. This configuration also enables similar improvement in heat conduction. Further, this structure also has an effect of reducing the wiring resistance of the gate electrode and the gate scanning line connected to the gate electrode to prevent signal deterioration.

【0018】さらに図1(d)に示すように、ゲート電
極50上とソース電極30、ドレイン電極40の上すべ
てにおいて保護絶縁膜を除去してやれば放熱がより改善
される。
Further, as shown in FIG. 1D, if the protective insulating film is removed from all over the gate electrode 50, the source electrode 30, and the drain electrode 40, the heat radiation can be further improved.

【0019】(実施の形態2)図2(a)〜(c)は本
発明の第2の実施形態にかかる駆動回路用TFTの構造
を示すものである。図2(a)の例では、ソース電極3
0とドレイン電極40の上の保護絶縁膜100を除去
し、そこにITOよりなる透明電極110を形成してい
る。このようにして透明電極により放熱面積を拡大する
ことによりTFTの温度上昇を抑制することができる。
また、図2(b)では、ゲート電極50の上の層間絶縁
膜90と保護絶縁膜100を除去し、そこにITOより
なる透明電極110を形成した構造を示している。これ
により同様の放熱効果を得られる。また、図2(c)で
はゲート電極50上の層間絶縁膜90を除去してその上
にソース・ドレイン電極と同じレベルの電極を形成し、
さらにその上にITOよりなる透明電極110を形成し
ている。このように、本実施の形態2では本来必要でな
い透明電極を活用することによりTFTの放熱効果を高
めている。
(Second Embodiment) FIGS. 2A to 2C show the structure of a drive circuit TFT according to a second embodiment of the present invention. In the example of FIG. 2A, the source electrode 3
0 and the protective insulating film 100 on the drain electrode 40 are removed, and the transparent electrode 110 made of ITO is formed there. By thus increasing the heat radiation area by the transparent electrode, the temperature rise of the TFT can be suppressed.
Further, FIG. 2B shows a structure in which the interlayer insulating film 90 and the protective insulating film 100 on the gate electrode 50 are removed and the transparent electrode 110 made of ITO is formed there. Thereby, the same heat radiation effect can be obtained. Further, in FIG. 2C, the interlayer insulating film 90 on the gate electrode 50 is removed and an electrode at the same level as the source / drain electrodes is formed thereon.
Further, a transparent electrode 110 made of ITO is formed on it. As described above, in the second embodiment, the heat dissipation effect of the TFT is enhanced by utilizing the transparent electrode which is not originally necessary.

【0020】(実施の形態3)図3(a)、(b)およ
び図4は、本発明にかかる第3の実施形態における駆動
回路用TFTの構造を示したものである。本実施の形態
3においては、これまでの構成要素に加えて、平坦化膜
120が存在する場合に対して本発明を適用している。
平坦化膜120は、本来画素領域における基板表面の凸
凹を平坦化するため、また開口率を高めるために用いら
れるものである。また、樹脂型カラーフィルタ層をこの
平坦化膜として用いてカラーフィルタオンアレイの構造
とすることもできる。
(Embodiment 3) FIGS. 3A, 3B and 4 show the structure of a drive circuit TFT according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the present invention is applied to the case where the planarization film 120 is present in addition to the constituent elements described above.
The flattening film 120 is originally used to flatten the unevenness of the substrate surface in the pixel region and to increase the aperture ratio. Also, a resin type color filter layer may be used as the flattening film to form a color filter on array structure.

【0021】図3(a)は、駆動回路用TFTの領域に
おいて上記の平坦化膜120を除去したものである。平
坦化膜あるいはカラーフィルタ層は他の膜に比べて厚く
形成されるので、TFTから液晶層に至る熱伝導パスを
阻害する大きな要因となる。これを取り除くことによ
り、TFTの放熱効果を高めることができる。また、図
3(b)に示すように、さらにソース電極30、ドレイ
ン電極40、ゲート電極50の上にある保護絶縁膜10
0および層間絶縁膜90を取り除くことにより放熱効果
をさらに高めることができる。
FIG. 3A shows the flattening film 120 removed in the area of the drive circuit TFT. Since the flattening film or the color filter layer is formed thicker than the other films, it becomes a major factor of obstructing the heat conduction path from the TFT to the liquid crystal layer. By removing this, the heat dissipation effect of the TFT can be enhanced. Further, as shown in FIG. 3B, the protective insulating film 10 further on the source electrode 30, the drain electrode 40, and the gate electrode 50.
The heat dissipation effect can be further enhanced by removing 0 and the interlayer insulating film 90.

【0022】さらに、図4に示すように、ゲート電極5
0の上の層間絶縁膜90、保護絶縁膜100を取り除く
とともにITO透明電極110を広く形成することによ
り放熱面積を拡大できるのでTFTの放熱効果が高めら
れる。
Further, as shown in FIG.
By removing the inter-layer insulating film 90 and the protective insulating film 100 above 0 and forming the ITO transparent electrode 110 wide, the heat dissipation area can be expanded, so that the heat dissipation effect of the TFT can be enhanced.

【0023】(実施の形態4)図5は本発明の第4の実
施形態にかかる液晶表示装置のTFTアレイ基板の平面
図を示したものである。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 is a plan view of a TFT array substrate of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【0024】ガラス基板60上に多結晶シリコン薄膜ト
ランジスタを形成し、Xドライバ及びYドライバ、そし
て、画像表示部が形成されている。Xドライバ、Yドラ
イバは、信号波形を作る論理回路部とその信号を増幅す
るバッファとから成る。一般に、Xドライバから出力さ
れる信号がゲート線180に入力され、映像信号を書き
込む薄膜トランジスタを選択し、Yドライバから出力さ
れる映像信号がソース線200に入力され、映像信号が
画素に形成された薄膜トランジスタ150を通じて液晶
セル160に書き込みされる。これをすべてのゲート
線、ソース線に対して行うことで、画像表示部全体に映
像信号を書き込むのである。
A polycrystalline silicon thin film transistor is formed on a glass substrate 60, and an X driver, a Y driver, and an image display section are formed. The X driver and the Y driver are composed of a logic circuit section that creates a signal waveform and a buffer that amplifies the signal. Generally, a signal output from the X driver is input to the gate line 180, a thin film transistor for writing a video signal is selected, a video signal output from the Y driver is input to the source line 200, and a video signal is formed in a pixel. Data is written in the liquid crystal cell 160 through the thin film transistor 150. By performing this for all the gate lines and the source lines, the video signal is written in the entire image display section.

【0025】ドライバを形成する薄膜トランジスタは、
もちろん、駆動方法によって様々であるが、個々のトラ
ンジスタでみたときに、電力が大きいトランジスタもあ
り、電力が小さいトランジスタもある。この中で、電力
が大きいトランジスタでは、もちろん、ジュール熱によ
る発熱によって温度上昇が生じ、自己発熱劣化が引き起
こされ、正しい信号波形を作ることができなくなり、結
果として、良好な画像を表示できなくなる。従って、電
力が大きいトランジスタを、実施形態1〜3で説明し
た、本発明による温度上昇を抑制した構造のトランジス
タにすることにより、自己発熱劣化を抑制し、信号波形
の劣化を防ぎ、良好な画像を表示することができる。
The thin film transistor forming the driver is
Of course, it varies depending on the driving method, but when viewed as individual transistors, some transistors have high power and some have low power. Among them, in a transistor with high power, of course, the temperature rises due to heat generation due to Joule heat, self-heating deterioration is caused, a correct signal waveform cannot be formed, and as a result, a good image cannot be displayed. Therefore, by using a transistor having a large power as the transistor having the structure of suppressing the temperature rise according to the present invention described in the first to third embodiments, the self-heating deterioration is suppressed, the deterioration of the signal waveform is prevented, and a good image is obtained. Can be displayed.

【0026】ジュール熱による温度上昇は、トランジス
タのサイズによって大きく変化し、サイズの増加ととも
に到達温度が高くなる。そういう意味では、論理回路よ
りもバッファ部に、サイズの大きなトランジスタが用い
られるため、論理回路部よりもバッファ部の方が、よ
り、自己発熱劣化が懸念される。バッファ部を形成する
トランジスタのサイズが大きくなる理由は、バッファ
は、論理回路部で形成された信号波形を増幅して、ゲー
ト線やソース線に出力しなければならないからである。
パネルによって、様々な設計が可能だが、バッファ部の
インバータ140を形成するトランジスタのサイズ(チ
ャネル幅W)は、数百μmのトランジスタを用いること
がある。このくらい大きいサイズになると、とくに熱の
こもりが大きく、ジュール熱による温度上昇が非常に大
きくなって自己発熱劣化を生じ、正しい出力を得られな
くなり、結果として、良好な画像表示ができなくなるの
である。従って、特にサイズの大きいバッファ部を形成
する薄膜トランジスタを、実施の形態1〜3で説明し
た、温度上昇を抑制する構造の薄膜トランジスタにする
ことにより、自己発熱劣化を防ぎ、良好な画像表示が得
られる。
The temperature rise due to Joule heat greatly changes depending on the size of the transistor, and the ultimate temperature increases as the size increases. In that sense, since a larger-sized transistor is used in the buffer section than in the logic circuit, the buffer section is more concerned about self-heating deterioration than the logic circuit section. The reason why the size of the transistor forming the buffer portion is large is that the buffer must amplify the signal waveform formed in the logic circuit portion and output the amplified signal waveform to the gate line or the source line.
Although various designs are possible depending on the panel, a transistor having a size (channel width W) forming the inverter 140 of the buffer section may be several hundreds μm. With such a large size, the heat is particularly large, and the temperature rise due to Joule heat is so large that self-heating deterioration occurs, and correct output cannot be obtained, and as a result, good image display cannot be performed. . Therefore, by using the thin film transistor forming the buffer portion having a particularly large size as the thin film transistor having the structure for suppressing the temperature increase described in Embodiments 1 to 3, self-heating deterioration can be prevented and favorable image display can be obtained. .

【0027】なお、本発明は、多結晶シリコン薄膜トラ
ンジスタを例にとって説明したが、半導体膜が、単結晶
シリコンや微結晶シリコン、また、ゲルマニウムや他の
半導体膜、化合物半導体膜においても、ジュール熱は同
様に生じるので、まったく同様の構造で発熱を抑制する
ことができる。また、SOIについても、絶縁膜上に形
成されているためシリコン基板上のMOSトランジスタ
に比べてジュール熱による温度上昇が大きく、発熱によ
る特性変化が問題になっているが、これについても、本
発明は同様に適用することができる。
Although the present invention has been described by taking a polycrystalline silicon thin film transistor as an example, Joule heat is not generated even when the semiconductor film is single crystal silicon or microcrystalline silicon, or germanium or another semiconductor film or compound semiconductor film. Since it occurs in the same manner, it is possible to suppress heat generation with exactly the same structure. Further, since the SOI is formed on the insulating film, the temperature rise due to Joule heat is larger than that of the MOS transistor on the silicon substrate, and the characteristic change due to heat generation poses a problem. Can be similarly applied.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、薄膜ト
ランジスタの、自己発熱による温度上昇を抑制し、自己
発熱劣化を防ぐことができ、信頼性に優れた薄膜トラン
ジスタが得られる。本発明の薄膜トランジスタを用い
て、駆動回路、画素トランジスタを形成することによ
り、液晶表示装置の信頼性が向上するという有利な効果
が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the temperature rise of the thin film transistor due to self-heating, prevent the deterioration due to self-heating, and obtain a highly reliable thin film transistor. By forming a driver circuit and a pixel transistor using the thin film transistor of the present invention, an advantageous effect that reliability of a liquid crystal display device is improved can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる第1の実施形態を示すTFTの
断面図
FIG. 1 is a sectional view of a TFT showing a first embodiment according to the present invention.

【図2】本発明にかかる第2の実施形態を示すTFTの
断面図
FIG. 2 is a sectional view of a TFT showing a second embodiment according to the present invention.

【図3】本発明にかかる第3の実施形態を示すTFTの
断面図
FIG. 3 is a sectional view of a TFT showing a third embodiment according to the present invention.

【図4】本発明にかかる第3の実施形態を示すTFTの
断面図
FIG. 4 is a cross-sectional view of a TFT showing a third embodiment according to the present invention.

【図5】本発明にかかる第4の実施形態を示す液晶表示
装置用TFTアレイ基板の平面図
FIG. 5 is a plan view of a TFT array substrate for a liquid crystal display device showing a fourth embodiment according to the present invention.

【図6】自己発熱劣化の例を示すTFT特性図FIG. 6 is a TFT characteristic diagram showing an example of self-heating deterioration.

【図7】従来のTFTの構造を示す断面図FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a conventional TFT.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体膜 10a チャネル領域 10b 低抵抗領域 30 ソース電極 40 ドレイン電極 50 ゲート電極 60 ガラス基板 80 ゲート絶縁膜 90 層間絶縁膜 100 保護絶縁膜 110 ITO透明電極 120 平坦化膜(カラーフィルタ層) 130 配向膜 140 インバータ 150 画素用薄膜トランジスタ 160 液晶セル 180 ゲート線 200 ソース線 10 Semiconductor film 10a channel region 10b Low resistance region 30 source electrode 40 drain electrode 50 gate electrode 60 glass substrate 80 Gate insulation film 90 Interlayer insulation film 100 Protective insulation film 110 ITO transparent electrode 120 Flattening film (color filter layer) 130 Alignment film 140 inverter Thin film transistor for 150 pixels 160 liquid crystal cell 180 gate line 200 source line

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板上に形成され、半導体膜とゲー
ト絶縁膜と層間絶縁膜とソース電極とドレイン電極と保
護絶縁膜とを構成要素として含む薄膜トランジスタアレ
イ基板において、前記ゲート電極、前記ソース電極およ
び前記ドレイン電極のうち少なくともひとつの電極上に
前記構成要素が存在しないことを特徴とする薄膜トラン
ジスタアレイ基板。
1. A thin film transistor array substrate formed on an insulating substrate, comprising a semiconductor film, a gate insulating film, an interlayer insulating film, a source electrode, a drain electrode and a protective insulating film as constituent elements, wherein the gate electrode and the source electrode are provided. And the thin film transistor array substrate, wherein the constituent element does not exist on at least one of the drain electrodes.
【請求項2】 絶縁基板上に形成され、半導体膜とゲー
ト絶縁膜と層間絶縁膜とソース電極とドレイン電極と保
護絶縁膜と透明電極とを構成要素として含む薄膜トラン
ジスタアレイ基板において、前記透明電極が、前記ゲー
ト電極、前記ソース電極および前記ドレイン電極のうち
少なくともひとつに接続され、放熱効率を向上させる働
きをすることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ基
板。
2. A thin film transistor array substrate formed on an insulating substrate, comprising a semiconductor film, a gate insulating film, an interlayer insulating film, a source electrode, a drain electrode, a protective insulating film, and a transparent electrode as constituent elements, wherein the transparent electrode is A thin film transistor array substrate, which is connected to at least one of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode and has a function of improving heat dissipation efficiency.
【請求項3】 絶縁基板上に形成され、半導体膜とゲー
ト絶縁膜と層間絶縁膜とソース電極とドレイン電極と保
護絶縁膜と有機膜とを構成要素として含む薄膜トランジ
スタアレイ基板において、前記半導体膜、前記ゲート電
極、前記ソース電極および前記ドレイン電極の上に前記
有機膜が存在しないことを特徴とする薄膜トランジスタ
アレイ基板。
3. A thin film transistor array substrate formed on an insulating substrate, comprising a semiconductor film, a gate insulating film, an interlayer insulating film, a source electrode, a drain electrode, a protective insulating film, and an organic film as constituent elements, the semiconductor film comprising: A thin film transistor array substrate, wherein the organic film is not present on the gate electrode, the source electrode and the drain electrode.
【請求項4】 前記有機膜が下地の段差を緩和する働き
をすることを特徴とする請求項3に記載の薄膜トランジ
スタアレイ基板。
4. The thin film transistor array substrate according to claim 3, wherein the organic film has a function of alleviating a step of the underlying layer.
【請求項5】 前記有機膜がカラーフィルタの働きをす
ることを特徴とする請求項3に記載の薄膜トランジスタ
アレイ基板。
5. The thin film transistor array substrate according to claim 3, wherein the organic film functions as a color filter.
【請求項6】 前記有機膜が下地の段差を緩和する働き
とカラーフィルタの働きをすることを特徴とする請求項
3に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
6. The thin film transistor array substrate according to claim 3, wherein the organic film functions as a color filter and a function of alleviating a step on the base.
【請求項7】 絶縁基板上に形成され、半導体膜とゲー
ト絶縁膜と層間絶縁膜とソース電極とドレイン電極と保
護絶縁膜と有機膜とを構成要素として含む薄膜トランジ
スタアレイ基板において、前記ゲート電極、前記ソース
電極および前記ドレイン電極のうち少なくともひとつの
電極上に前記構成要素が存在しないことを特徴とする薄
膜トランジスタアレイ基板。
7. A thin film transistor array substrate formed on an insulating substrate, comprising a semiconductor film, a gate insulating film, an interlayer insulating film, a source electrode, a drain electrode, a protective insulating film, and an organic film as components, A thin film transistor array substrate, wherein the constituent element is not present on at least one of the source electrode and the drain electrode.
【請求項8】 前記有機膜が下地の段差を緩和する働き
をすることを特徴とする請求項7に記載の薄膜トランジ
スタアレイ基板。
8. The thin film transistor array substrate according to claim 7, wherein the organic film has a function of reducing a stepped portion of a base.
【請求項9】 前記有機膜がカラーフィルタの働きをす
ることを特徴とする請求項7に記載の薄膜トランジスタ
アレイ基板。
9. The thin film transistor array substrate according to claim 7, wherein the organic film functions as a color filter.
【請求項10】 前記有機膜が下地の段差を緩和する働
きとカラーフィルタの働きをすることを特徴とする請求
項7に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
10. The thin film transistor array substrate according to claim 7, wherein the organic film functions as a color filter and a function of alleviating a step difference of a base.
【請求項11】 絶縁基板上に形成され、半導体膜とゲ
ート絶縁膜と層間絶縁膜とソース電極とドレイン電極と
保護絶縁膜と有機膜と透明電極とを構成要素として含む
薄膜トランジスタアレイ基板において、前記透明電極
が、前記ゲート電極、前記ソース電極および前記ドレイ
ン電極のうち少なくともひとつに接続され、放熱効率を
向上させる働きをすることを特徴とする薄膜トランジス
タアレイ基板。
11. A thin film transistor array substrate formed on an insulating substrate, comprising a semiconductor film, a gate insulating film, an interlayer insulating film, a source electrode, a drain electrode, a protective insulating film, an organic film and a transparent electrode as constituent elements. A thin film transistor array substrate, wherein a transparent electrode is connected to at least one of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode, and functions to improve heat dissipation efficiency.
【請求項12】 前記有機膜が下地の段差を緩和する働
きをすることを特徴とする請求項11に記載の薄膜トラ
ンジスタアレイ基板。
12. The thin film transistor array substrate according to claim 11, wherein the organic film has a function of reducing a stepped portion of a base.
【請求項13】 前記有機膜がカラーフィルタの働きを
することを特徴とする請求項11に記載の薄膜トランジ
スタアレイ基板。
13. The thin film transistor array substrate according to claim 11, wherein the organic film functions as a color filter.
【請求項14】 前記有機膜が下地の段差を緩和する働
きとカラーフィルタの働きをすることを特徴とする請求
項11に記載の薄膜トランジスタアレイ基板。
14. The thin film transistor array substrate according to claim 11, wherein the organic film functions as a color filter and a function of alleviating a level difference of a base.
【請求項15】 請求項1から14のいずれかに記載さ
れた薄膜トランジスタアレイ基板を用いた液晶画像表示
装置。
15. A liquid crystal image display device using the thin film transistor array substrate according to claim 1. Description:
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KR20150075184A (en) * 2013-12-24 2015-07-03 엘지디스플레이 주식회사 Display Device and Method for Manufacturing The Same
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CN115132674A (en) * 2022-06-30 2022-09-30 上海天马微电子有限公司 Display panel and display device

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