JP2003234514A

JP2003234514A - 液晶表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003234514A
Application number: JP2002034421A
Authority: JP
Inventors: Yasumori Fukushima; 康守福島
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】画素の開口率を低下させることなく、スイッ
チング素子に生じるリーク電流を低減し得る液晶表示装
置及びその製造方法を提供する。【解決手段】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０の活性
層２１にデータ信号を入力するためのソース配線２８を
備え、ソース配線２８に対して直交するようにゲート配
線２３が形成されている表示領域を有する液晶表示装置
において、ペルチェ効果を有するペルチェ素子１０と、
上記活性層２１に入射する光を遮断する遮光層としての
吸熱側金属１４とを備え、吸熱熱側金属１４はペルチェ
素子１０の一部をなしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を用いたアクティブマ
トリクス型の液晶表示装置及びその製造方法に関し、よ
り詳細には、画素の開口率を低下させることなく、トラ
ンジスタに生じるリーク電流を低減し得る液晶表示装置
及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電
力等の利点を備えたディスプレイとして注目を集めてい
る。液晶表示装置では、液晶分子を透明電極で挟んで構
成された画素がマトリクス状に配置されている。そし
て、この個々の画素の透明電極間に対して、任意の電圧
を印加して液晶分子の配向状態を変化させ、液晶分子中
を通過する光の偏光度を変化させて、光の透過率を制御
する。このような光の透過率の制御を、画像情報に基づ
いて行うことによって、画像の表示が行われる。

【０００３】液晶表示装置は、駆動方式の違いによっ
て、単純マトリクス型とアクティブマトリクス型とに分
けられる。特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装
置は、各画素毎に、スイッチング素子としての薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）等のアクティブ素子を備えているの
で、各画素毎に独立に信号を送ることができ、解像度に
優れた、鮮明な画像を得ることができる。

【０００４】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
スイッチング素子としては、アモルファスシリコン薄膜
を用いたＴＦＴが頻繁に用いられている。また、最近で
は、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴが提案されている。

【０００５】ポリシリコン膜は、６００℃程度以上の温
度でのアモルファスシリコン薄膜の熱処理、あるいは、
エキシマレーザ等の照射によって再結晶化させるレーザ
結晶化、等により形成される。このポリシリコン膜は、
アモルファスシリコン薄膜に比べて高い移動度を有す
る。そのため、ポリシリコン薄膜を用いたＴＦＴでは、
画素のスイッチング素子に加えて、画素のスイッチング
素子を駆動するための駆動回路部分にもポリシリコン薄
膜を用いることができ、同一基板上に上記スイッチング
素子及び駆動回路を形成することができるという利点を
有している。

【０００６】ところで、前述したように、液晶表示装置
は、液晶分子中を通過する光の偏光度を変化させること
により光の透過率を制御する装置であって、液晶表示装
置自体には、発光部分が備わっていない。そのため、何
らかの光源が必要となる。例えば、透過型液晶表示装置
の場合、液晶表示装置の背後にバックライト等の照明装
置を配置し、この照明装置から入射される光によって画
像の表示を行う。また、プロジェクター等の場合、光源
としてメタルハライドランプ等を用い、レンズ系と液晶
表示装置とを組み合わせて投影する。

【０００７】一般に、シリコン等の半導体に光が照射さ
れて光吸収が起こると、導電帯に電子が励起され、価電
子帯に正孔が生じて電子−正孔対が生成される、いわゆ
る光電効果が生じることが知られている。ＴＦＴの活性
層として、上記のアモルファスシリコン薄膜やポリシリ
コン薄膜を用いた場合も、光電効果によって、これらの
薄膜に電子−正孔対が生成される。

【０００８】光電効果は、上記の照明装置からの入射光
や、レンズ系などの反射光によっても生じるため、アモ
ルファスシリコン薄膜やポリシリコン薄膜には、光照射
によって、電子−正孔対に起因した光電流が発生する。
この光電流は、ＴＦＴのオフ時のリーク電流を増大させ
るため、液晶表示時に、コントラストの劣化等を引き起
こす。

【０００９】そこで、特開２００１−６６５８７号公報
（２００１年３月１６日公開）には、ＴＦＴに入射する
光を遮る遮光層を設けることによって、リーク電流を低
減する液晶表示装置が開示されている。つまり、特開２
００１−６６５８７号公報の液晶表示装置では、ＴＦＴ
の活性層の上下に遮光層を設けることによって活性層に
入射する光量を抑制し、リーク電流の発生を低減してい
る。

【００１０】ところが、上記ＴＦＴのオフ時のリーク電
流は、温度上昇に伴って急激に増加する。前述したよう
に、スイッチング素子の動作速度の高速化を実現するた
めに、ポリシリコン薄膜で形成された駆動回路を用いた
場合、駆動回路にＩＣチップを用いた従来の場合より
も、駆動に要する電力が大きい。そのため、駆動時に発
生する発熱量も大きくなる。その結果、液晶表示装置の
温度が上昇して、ＴＦＴのオフ時に発生するリーク電流
が増大し、ＴＦＴ自身も劣化することになる。

【００１１】また、液晶表示装置では、画像表示に際し
て、照明装置からの光を照射するため、液晶表示装置の
液晶パネルの温度上昇が生じる。特に、プロジェクター
等では、液晶パネルの明るさの向上や、液晶パネルサイ
ズの縮小に伴って、照射光の光強度が増大する傾向にあ
り、液晶パネルの温度上昇によるリーク電流の発生は、
大きな問題となっている。

【００１２】このような液晶パネルの温度上昇を抑制す
るために、特開２０００−２１４４７８号公報（２００
０年８月４日公開）の液晶表示装置は、液晶パネル上の
画素領域の周囲に配置された駆動回路に金属膜を配置
し、この金属膜に接触する半導体素子のペルチェ効果を
利用して、駆動回路を冷却している。また、特開平２−
７９０２１号公報（１９９０年３月１９日公開）には、
画素領域に近接するように温度制御素子を設け、液晶パ
ネルの温度を制御する液晶表示装置が開示されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開２０００−２１４４７８号公報では、液晶パネル上の
画素領域の周囲に配置された駆動回路を冷却しており、
画素領域を直接冷却していない。また、駆動回路が、液
晶パネルの外側表面に設けられ、画素領域から離れた位
置に配置されている。そのため、駆動回路を効率よく冷
却することが可能であっても、画素領域をも効率よく冷
却することはできない。それゆえ、画素領域での温度上
昇を抑制することができないので、ＴＦＴのオフ時に発
生するリーク電流を低減することができないという問題
を有している。

【００１４】また、特開平２−７９０２１号公報では、
画素領域に重なるように温度制御素子が配置されている
ため、画素の光が透過する開口部分の面積（開口率）を
低下させるという問題点がある。また、上記特開平２−
７９０２１号公報にて、画素の開口率を向上するため
に、温度制御素子として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）
等の透明材料を用いた場合、金属材料を用いた場合に比
べて熱電流の伝導性が低下するので、画素領域の冷却効
率も低下してしまう。

【００１５】従って、上記従来の液晶表示装置は、ＴＦ
Ｔのオフ時に発生するリーク電流の増加や、画素の開口
率の低下を招くことなく、効率よく画素領域を冷却する
ことができないという問題を有している。

【００１６】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、ＴＦＴ等のス
イッチング素子に対して行う遮光及び冷却の観点から、
画素の開口率を低下させることなく、スイッチング素子
に生じるリーク電流を低減し得る液晶表示装置及びその
製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、上記課題を解決するために、スイッチング素子の活
性層にデータ信号を入力するためのソース配線を備え、
該ソース配線に対して直交するようにゲート配線が形成
されている表示領域を有する液晶表示装置において、ペ
ルチェ効果を有するペルチェ素子と、上記活性層に入射
する光を遮断する遮光層とを備え、遮光層がペルチェ素
子の一部をなしていることを特徴としている。

【００１８】上記の構成によれば、画像表示時に供給さ
れる駆動電力や、バックライト等の照明装置からの光照
射に伴って、表示領域内のスイッチング素子の温度が上
昇した場合に、ペルチェ効果を利用して、ペルチェ素子
を構成する遮光層から、スイッチング素子に発生した熱
を吸収することができる。そのため、スイッチング素子
を効率よく冷却することができる。

【００１９】また、スイッチング素子のみならず、ペル
チェ素子を構成する遮光層の周囲に発生した熱を吸収す
ることができる。そのため、表示領域内に熱がこもるこ
とがなく、表示領域の温度上昇を抑制することができ
る。

【００２０】このように、スイッチング素子を含む表示
領域の温度上昇を抑制することにより、スイッチング素
子の活性層に入射した光によって発生するリーク電流の
増加を抑制することができる。特に、活性層に発生する
リーク電流は、温度上昇に伴って急激に増加するため、
上記のように、ペルチェ素子によって活性層を効率よく
冷却することは、リーク電流を低減し、液晶表示のコン
トラストや明るさの劣化を防止するために重要となる。

【００２１】さらに、ペルチェ素子の一部が遮光層をな
すように配置されているので、透過した光をスクリーン
上に投影するために必要な表示領域の画素開口率を低下
させることはない。

【００２２】これにより、スイッチング素子の劣化や信
頼性の低下を防止し、液晶表示のコントラストや明るさ
等を劣化させることなく、良好な画像表示を行うことが
できる液晶表示装置を提供することができる。

【００２３】本発明の液晶表示装置は、上記の液晶表示
装置において、上記ペルチェ素子は、吸熱現象が生じる
吸熱側金属及び発熱現象が生じる発熱側金属と、吸熱側
金属と発熱側金属とを接続しているＮ型半導体素子及び
Ｐ型半導体素子とを有し、吸熱側金属は、上記表示領域
内に形成されて上記遮光層をなし、発熱側金属は、上記
表示領域を避けた位置に配置されていることを特徴とし
ている。

【００２４】上記の構成によれば、吸熱側金属は表示領
域内の熱を吸収して、スイッチング素子を含む表示領域
の温度上昇を低減する。そして、吸熱側金属に吸収され
た熱は、ペルチェ素子の配線としてのＰ型半導体素子及
びＮ型半導体素子によって交換されて、発熱側金属にて
外部へ放出される。これにより、スイッチング素子や表
示領域の冷却を効率よく行うことができるので、スイッ
チング素子の劣化や信頼性の低下を防止することができ
る。

【００２５】また、発熱側金属は、表示領域以外の位置
に配置されているので、発熱側金属にて発生する熱が、
表示領域の温度上昇に影響を与えることはなく、表示領
域内に熱がこもることもない。さらに、吸熱側金属は遮
光層をなしているので、表示領域の画素開口率を低下さ
せることはない。これにより、液晶表示のコントラスト
等を劣化させることなく、良好な画像表示を行うことが
できる液晶表示装置を提供することができる。

【００２６】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記発熱側金属には、放熱体が設
けられていることを特徴としている。

【００２７】上記の構成によれば、発熱側金属と放熱体
とが電気的に接続された状態となっているので、発熱側
金属での発熱を効率よく放熱体に伝えて、外部に放熱す
ることができる。そのため、表示領域内での温度上昇を
抑制するとともに、表示領域を冷却することができるの
で、スイッチング素子の劣化や信頼性の低下を防止する
ことができる。

【００２８】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記吸熱側金属及び発熱側金属
は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔのうちのいずれ
かの金属、ＭｏＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂、ＣｏＳ
ｉ₂、ＮｉＳｉ₂、ＰｔＳｉ、Ｐｄ₂Ｓ、ＨｆＮ、Ｚｒ
Ｎ、ＴｉＮ、ＴＡＮ、ＮｂＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＢ
₂のうちのいずれかの合金、、のうちの１種又は
２種以上の組み合わせ、からなる群のうちのいずれかで
あることを特徴としている。

【００２９】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記Ｎ型半導体素子及びＰ型半導
体素子は、カルコゲナイド系半導体、IV族系半導体、ボ
ロン系半導体のうちのいずれかであることを特徴として
いる。

【００３０】ここで、IV族系半導体とは、IV族系元素や
IV族系元素を含む化合物である。また、ボロン系半導体
とは、ボロン（Ｂ）やボロンを含む化合物である。

【００３１】上記の構成によれば、吸熱側金属にて、ス
イッチング素子や表示領域の熱を効率よく吸収して、発
熱側金属にて効率よく放熱を行うことができるペルチェ
素子を形成することができる。これにより、表示領域を
冷却して、表示領域内の温度上昇を抑制することができ
る。

【００３２】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記活性層が上記ソース配線に重
なるように設けられているとともに、上記吸熱側金属が
ソース配線に重なるように設けられており、さらに、上
記表示領域内に形成されているＮ型半導体素子及びＰ型
半導体素子がソース配線に重なるように設けられている
ことを特徴としている。

【００３３】上記の構成によれば、表示領域内にて、吸
熱側金属、Ｎ型半導体素子、Ｐ型半導体素子が、ソース
配線に重なるように設けられているので、画素開口率に
影響を及ぼすことなくペルチェ素子を形成することが可
能になる。これにより、表示領域の画素開口率を充分に
確保することができるとともに、表示領域内での温度上
昇を抑制して、リーク電流によるスイッチング素子の劣
化や信頼性の低下を防止することができる。それゆえ、
画像表示時のコントラストや明るさを向上し、画像表示
を良好に行うことができる液晶表示装置を提供すること
が可能になる。

【００３４】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記吸熱側金属は、Ｎ型半導体素
子又はＰ型半導体素子の少なくとも一方に、導電体を介
して接続されていることを特徴としている。

【００３５】上記の構成によれば、スイッチング素子と
吸熱側金属との間に、Ｎ型半導体素子又はＰ型半導体素
子を配置することなくペルチェ素子を形成することがで
きる。そのため、スイッチング素子と吸熱側金属とが接
近するように配置されるので、吸熱側金属は、スイッチ
ング素子に発生した熱を効率よく吸収することができ
る。これにより、スイッチング素子を効率よく冷却する
ことができ、リーク電流の増加を抑制して、スイッチン
グ素子の劣化や信頼性の低下を防止することができる。

【００３６】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、スイッチング素子の活性層にデータ信号を入力する
ためのソース配線を備え、該ソース配線に対して直交す
るようにゲート配線が形成されている表示領域を有する
液晶表示装置の製造方法において、ペルチェ効果を有す
るペルチェ素子が、上記活性層に入射する光を遮断する
遮光層の一部をなすように形成されることを特徴として
いる。

【００３７】上記の方法によれば、表示領域内のスイッ
チング素子の温度が上昇した場合に、ペルチェ素子を構
成する遮光層から、ペルチェ効果を利用して、スイッチ
ング素子や表示領域から熱を吸収することができる。そ
のため、スイッチング素子を含む表示領域を効率よく冷
却することができる。

【００３８】また、スイッチング素子の温度上昇を低減
することにより、スイッチング素子の活性層に生じるリ
ーク電流の発生を抑制することができるので、スイッチ
ング素子の劣化を防止し、信頼性を向上することができ
る。

【００３９】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、上記の液晶表示装置の製造方法において、上記ペル
チェ素子として、吸熱現象が生じる吸熱側金属及び発熱
現象が生じる発熱側金属と、吸熱側金属と発熱側金属と
を接続しているＮ型半導体素子及びＰ型半導体素子とを
形成し、吸熱側金属は、上記表示領域内にて上記遮光層
をなすように形成され、発熱側金属は、表示領域を避け
た位置に形成されることを特徴としている。

【００４０】上記の方法によれば、吸熱側金属は表示領
域内の熱を吸収して、ペルチェ素子の配線としてのＰ型
半導体素子及びＮ型半導体素子によって交換されて、発
熱側金属にて外部へ放出される。そのため、スイッチン
グ素子や表示領域の冷却を効率よく行うことができるの
で、活性層でのリーク電流の発生を抑制して、スイッチ
ング素子の劣化や信頼性の低下を防止することができ
る。

【００４１】また、発熱側金属は、表示領域以外の位置
に配置されているので、発熱側金属にて発生する熱が、
表示領域の温度上昇に影響を与えることはない。さら
に、吸熱側金属は遮光層をなしているので、表示領域の
画素開口率を低下させることはない。

【００４２】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、上記の液晶表示装置の製造方法において、上記活性
層が上記ソース配線に重なるように形成されるととも
に、上記吸熱側金属がソース配線に重なるように形成さ
れ、さらに、上記表示領域内のＮ型半導体素子及びＰ型
半導体素子がソース配線に重なるように形成されること
を特徴としている。

【００４３】上記の方法によれば、表示領域内にて、吸
熱側金属、Ｎ型半導体素子、Ｐ型半導体素子が、ソース
配線に重なるように設けられているので、画素開口率に
影響を及ぼすことなくペルチェ素子を形成することが可
能になる。これにより、表示領域の画素開口率を充分に
確保することができるので、画像表示時のコントラスト
や明るさを向上し、画像表示を良好に行うことができる
液晶表示装置を提供することが可能になる。

【００４４】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図８に基づいて説明すれば、
以下の通りである。

【００４５】本実施の形態の液晶表示装置は、図１に示
すように、活性層２１・２１…を備えたスイッチング素
子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０・２０…をマ
トリクス状に配置したアクティブマトリクス型液晶表示
装置である。図１に示す液晶表示装置は、ガラスや石英
等にて形成された透明の基板１１上に、ペルチェ素子１
０を配置し、さらに、ＴＦＴ２０・２０…、上部遮光層
３６・３６…を配置している。

【００４６】なお、以下では、基板１１上に配置された
各部材に対して、基板１１に近づく方向を下方とし、基
板１１から離れる方向を上方とする。

【００４７】各薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０の各活
性層２１は半導体であり、半導体であれば特に限定され
るものではない。具体的には、Ｓｉ（シリコン）、Ｇ
ｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ等からなる非
晶質、多結晶、単結晶等の半導体である。また、各ＴＦ
Ｔ２０の活性層２１は、データ信号を入力するためのソ
ース配線２８とゲート配線２３とが交差する部位に対応
した位置にて、ゲート配線２３よりも下位に形成されて
いる。ソース配線２８は、各ＴＦＴ２０の活性層２１に
接続されるソース電極２８ｍ及びドレイン電極２８ｐを
含んでいる。

【００４８】そして、ソース配線２８及びゲート配線２
３は、図２に示すように、液晶表示装置の液晶パネル４
０上にて、表示領域である画素領域４２の外部領域に配
置されたソースドライバ４８及びゲートドライバ４３に
接続されている。ソースドライバ４８及びゲートドライ
バ４３が、ソース配線２８及びゲート配線２３を介し
て、画素領域４２の各ＴＦＴ２０を駆動することによ
り、液晶表示装置の液晶パネル４０上には、画像が表示
される。

【００４９】なお、上記液晶表示装置は、ソース配線２
８とゲート配線２３とを含む構成であるが、これに限定
されない。また、ソース配線２８とゲート配線２３との
位置関係は、限定されるものではなく、例えば、ソース
配線２８がゲート配線２３よりも下位に配置された構成
であってもよい。

【００５０】上記各上部遮光層３６は、図１に示すよう
に、絶縁層５５を介して、各ＴＦＴ２０毎に独立して設
けられ、外部から液晶パネル４０（図２）に入射する光
や、光学系からの反射光、液晶パネル４０内での乱反射
による光を遮光して、各ＴＦＴ２０への光の入射を阻止
している。このようにして、各ＴＦＴ２０への光の入射
を阻止することにより、各ＴＦＴ２０の活性層２１に生
じるリーク電流を防止することができる。

【００５１】上記ペルチェ素子１０は、ペルチェ効果を
有し、例えば、異種の導体又は異種の半導体の少なくと
も一方を組み合わせて構成される。ペルチェ効果は、異
種の導体間や異種の半導体間、又は導体−半導体間の接
点に電流を流すことにより、該接点にて、熱の発生及び
吸収を生じる現象である。本実施の形態のペルチェ素子
１０は、ペルチェ効果を得るために、図３に示すよう
に、Ｐ型半導体素子１２、Ｎ型半導体素子１６、吸熱側
金属１４、発熱側金属としてのＰ型側金属３４ａ及びＮ
型側金属３４ｂを備えている。

【００５２】Ｐ型半導体素子１２、Ｎ型半導体素子１
６、吸熱側金属１４、Ｐ型側金属３４ａ、Ｎ型側金属３
４ｂは、ペルチェ素子１０を構成することができる導体
又は半導体であれば特に限定されない。

【００５３】具体的には、Ｐ型半導体素子１２及びＮ型
半導体素子１６として、カルコゲナイド系半導体、IV族
系半導体、ボロン系半導体を挙げることができる。ここ
で、IV族系半導体とは、ＳｉやＧｅ等のIV族系元素や、
IV族系元素を含む化合物をいう。また、ボロン系半導体
とは、Ｂ（ボロン）やＢを含む化合物をいう。

【００５４】カルコゲナイド系半導体としては、例え
ば、Ｂｉ₂Ｔｅ₃、Ｓｂ₂Ｔｅ₃、Ｓｍ₂Ｓ₃、Ｃｕ₂Ｏ、Ｃ
ｏＳｂ₃、ＩｎＳｂ、ＺｎＳｂ、ＢｉＳｂ、ＩｎＡｓＰ
ｎ、ＰｂＴｅ、ＡｇＳｂＴｅ₂＋ＧｅＴｅ等のうちのい
ずれかを挙げることができる。また、IV族系半導体とし
ては、例えば、Ｇｅ、Ｓｉ、ＳｉＧｅ等のＧｅ−Ｓｉ
系、ＦｅＳｉ₂、ＭｎＳｉ₂、ＭｇＳｉ₂等のＦｅＳｉ₂系
等のうちのいずれかを挙げることができる。さらに、ボ
ロン系半導体としては、Ｂ、ＡｌＢ₁₂、Ｂ₄Ｃ等のうち
のいずれかを挙げることができる。

【００５５】また、吸熱側金属１４、Ｐ型側金属３４ａ
及びＮ型側金属３４ｂとしては、金属や合金等、特に限
定されない。具体的には、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｃｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｐｔ等の金属、ＭｏＳｉ ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳ
ｉ₂、ＣｏＳｉ₂、ＮｉＳｉ₂、ＰｔＳｉ等のケイ素−金
属系合金、Ｐｄ₂Ｓ等の硫黄−金属系合金、Ｈｆ
Ｎ、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＴＡＮ、ＮｂＮ等の窒素−金属系
合金、ＴｉＣ、ＴａＣ等の炭素−金属系合金、ＴｉＢ
₂等のボロン−金属系合金、上記〜のうちの１種
又は２種以上の組み合わせ、のうちのいずれかであるこ
とが好ましい。

【００５６】上記Ｐ型半導体素子１２及びＮ型半導体素
子１６は、図３に示すように、ペルチェ素子１０の配線
を形成しており、吸熱側金属１４に接続されている。ま
た、Ｐ型半導体素子１２はＰ型側金属３４ａに接続さ
れ、Ｎ型半導体素子１６はＮ型側金属３４ｂに接続され
ている。

【００５７】上記ペルチェ素子１０の構成にて、Ｐ型側
金属３４ａとＮ型側金属３４ｂとの間に、外部電圧４１
を印加し、Ｎ型側金属３４ｂから、吸熱側金属１４を経
て、Ｐ型側金属３４ａの方向へ電流を流すと、ペルチェ
効果による熱の吸収及び発生が起こる。このとき、Ｐ型
半導体素子１２及びＮ型半導体素子１６と、各吸熱側金
属１４との接触部分では、吸熱現象が起こる。また、Ｐ
型側金属３４ａとＰ型半導体素子１２との接触部分、及
びＮ型側金属３４ｂとＮ型半導体素子１６との接触部分
にて、発熱現象が起こる。

【００５８】このペルチェ効果により、吸熱側金属１４
では、周囲の熱が吸収される。そして、吸収された熱
は、ペルチェ素子の配線としてのＰ型半導体素子１２及
びＮ型半導体素子１６によって交換されて、Ｐ型側金属
３４ａ及びＮ型側金属３４ｂに伝わり、該Ｐ型側金属３
４ａ及びＮ型側金属３４ｂでの発熱現象により、外部へ
放出されることになる。

【００５９】上記の構成を有するペルチェ素子１０は、
液晶表示装置内に設けられて、液晶表示装置の画像領域
４２（図２）に生じた熱を冷却している。つまり、図１
に示すように、基板１１に接するように、Ｐ型半導体素
子１２とＮ型側金属３４ｂとが形成され、Ｎ型側金属３
４ｂは、ＴＦＴ２０・２０…が配置されている画素領域
４２を避けるように配置されている。また、Ｐ型半導体
素子１２とＮ型側金属３４ｂとは、電気的に接続した状
態とならないように、絶縁層５１を介して設けられてい
る。

【００６０】Ｐ型半導体素子１２上には、複数の吸熱側
金属１４・１４…が設けられ、Ｐ型半導体素子１２と各
吸熱側金属１４とが電気的に接続された状態となってい
る。複数の吸熱側金属１４・１４…は、複数のＴＦＴ２
０・２０…が形成される位置に対応するように配置さ
れ、各ＴＦＴ２０毎に独立して形成されるように設けら
れている。また、各各吸熱側金属１４間には、絶縁層５
２・５２…が設けられている。

【００６１】さらに、各吸熱側金属１４上には、Ｎ型半
導体素子１６が形成されて、電気的に接続されている。
これにより、Ｐ型半導体素子１２とＮ型半導体素子１６
とは、各吸熱側金属１４を介して電気的に接続された状
態となる。

【００６２】また、Ｎ型半導体素子１６上には、絶縁層
５４を介して、複数の吸熱側金属１４・１４…に重なる
ように、複数のＴＦＴ２０・２０…が設けられている。
上述したように、複数の吸熱側金属１４・１４…は、Ｎ
型半導体素子１６上に形成される各ＴＦＴ２０の形成位
置に対応するように配置されているので、各吸熱側金属
１４上には、各ＴＦＴ２０が独立して設けられている。

【００６３】上記のように、各ＴＦＴ２０毎に各吸熱側
金属１４が設けられているので、各吸熱側金属１４は、
各ＴＦＴ２０の下部から、各ＴＦＴ２０の活性層２１に
入射する光を遮断することができる。つまり、各吸熱側
金属１４は、ペルチェ素子の一部であるとともに、各Ｔ
ＦＴ２０への入射光を遮光する下部遮光層としても機能
している。このように、各吸熱側金属１４は、下部遮光
膜としての機能を兼ね備えているので、各ＴＦＴ２０を
冷却することができるとともに、各ＴＦＴ２０への入射
光を遮光することができる。

【００６４】さらに、Ｐ型半導体素子１２が設けられて
いる領域のうち、ＴＦＴ２０が配置されている画素領域
４２（図２）以外のＰ型半導体素子１２上にて、発熱側
金属であるＰ型側金属３４ａが設けられている。Ｐ型側
金属３４ａは、各吸熱側金属１４及びＮ型半導体素子１
６に接触しないように、絶縁層５３を介して設けられて
いる。これにより、Ｐ型側金属３４ａは、Ｐ型半導体素
子１２に電気的に接続された状態となる。

【００６５】一方、基板１１上に形成されたＮ型側金属
３４ｂ上には、図１に示すように、各吸熱側金属１４に
接続されたＮ型半導体素子１６の一端が配置され、Ｎ型
側金属３４ｂとＮ型半導体素子１６とが電気的に接続さ
れている。

【００６６】つまり、Ｎ型半導体素子１６は、各吸熱側
金属１４及びＮ型側金属３４ｂに、電気的に接続される
ように設けられ、Ｎ型半導体素子１６の一端は、Ｎ型側
金属３４ｂに電気的に接続され、Ｎ型半導体素子１６の
端部以外の位置にて、各吸熱側金属１４に電気的に接続
されている。また、Ｎ型半導体素子１６の他端は、Ｐ型
側金属３４ａに電気的に接続されないように、絶縁層５
３を介して設けられている。

【００６７】上記構成の液晶表示装置にて、図３に基づ
いて説明したように、Ｐ型側金属３４ａとＮ型側金属３
４ｂとの間に、外部電圧４１を印加することにより、ペ
ルチェ効果による熱の吸収及び発生が起こる。すなわ
ち、外部電圧４１を印加することにより、Ｐ型半導体素
子１２と各吸熱側金属１４との接触部分、及び、Ｎ型半
導体素子１６と各吸熱側金属１４との接触部分では、吸
熱現象が起こる。また、Ｐ型側金属３４ａとＰ型半導体
素子１２との接触部分、及びＮ型側金属３４ｂとＮ型半
導体素子１６との接触部分にて、発熱現象が起こる。

【００６８】上記のようなペルチェ効果により、各ＴＦ
Ｔ２０にて生じた熱は、各吸熱側金属１４にて吸収され
る。そして、吸収された熱は、Ｐ型半導体素子１２を介
してＰ型側金属３４ａに伝えられ、また、Ｎ型半導体素
子１６を介してＮ型側金属３４ｂに伝えられ、Ｐ型側金
属３４ａ及びＮ型側金属３４ｂにて、放散される。

【００６９】また、上記の構成の液晶表示装置は、図２
に示すように、ＴＦＴ２０・２０…が配置された画素領
域４２から離れた外部領域に、発熱側金属であるＰ型側
金属３４ａ及びＮ型側金属３４ｂが配置されている。こ
のように、発熱側金属であるＰ型側金属３４ａ及びＮ型
側金属３４ｂは、画素領域４２を避けた位置に設けられ
ているので、ペルチェ効果によって、Ｐ型側金属３４ａ
とＰ型半導体素子１２との接触部分、及び、Ｎ型側金属
３４ｂとＮ型半導体素子１６との接触部分にて発生する
熱が、画素領域４２の各ＴＦＴ２０に影響を及ぼすこと
なく外部へ放出される。これにより、画素領域４２を効
率よく冷却することができる。

【００７０】さらに、Ｐ型側金属３４ａ及びＮ型側金属
３４ｂから効率よく熱を放出するために、Ｐ型側金属３
４ａに接触するように放熱体４４ａを設け、また、Ｎ型
側金属３４ｂに接触するように放熱体４４ｂを設けても
よい。これにより、Ｐ型側金属３４ａ及びＮ型側金属３
４ｂの熱が、放熱体４４ａ、４４ｂに伝導し、放熱体４
４ａ、４４ｂから熱が放散されるので、Ｐ型側金属３４
ａ及びＮ型側金属３４ｂの冷却が促進される。その結
果、画素領域４２を含む液晶パネル４０の温度上昇が抑
制され、画素領域４２の各ＴＦＴ２０の冷却を効率よく
行うことが可能になる。

【００７１】なお、放熱体４４ａ、４４ｂとしては、金
属箔等の熱伝導性に優れたものであればよく、特に限定
されるものではない。また、発熱側金属であるＰ型側金
属３４ａ及びＮ型側金属３４ｂの形成位置は、液晶パネ
ル４０上に限定されず、Ｐ型側金属３４ａ及びＮ型側金
属３４ｂにて発生した熱が、画素領域４２の温度上昇を
引き起こさない位置であればよい。

【００７２】このように、ペルチェ素子１０（図１）を
有する本実施の形態の液晶表示装置では、ペルチェ効果
を利用することによって、各ＴＦＴ２０を備えた画素領
域４２における温度上昇を低減することができる。これ
により、各ＴＦＴ２０にリーク電流が生じた場合にも、
画素領域４２がペルチェ素子１０によって充分に冷却さ
れているので、リーク電流の増加を低減することができ
る。さらに、各吸熱側金属１４は、各ＴＦＴ２０の下部
遮光層としての機能を兼ね備えているので、各ＴＦＴ２
０に入射した光によって生じるリーク電流を低減するこ
とができる。

【００７３】それゆえ、ＴＦＴ２０の劣化を防止し、Ｔ
ＦＴ２０の信頼性を向上することができるので、良好な
画像表示を行うことができる液晶表示装置を提供するこ
とができる。

【００７４】また、図４に示すように、本実施の形態の
液晶表示装置では、各ＴＦＴ２０がソース配線２８・２
８…に重なるように配置されているので、各ＴＦＴ２０
の下部遮光層としての各吸熱側金属１４も、各ソース配
線２８に重なるように配置されることになる。そのた
め、各吸熱側金属１４に電気的に接続されるように設け
られているＰ型半導体素子１２及びＮ型半導体素子１６
も、ソース配線２８に重なるように配置される。

【００７５】その結果、ペルチェ素子１０が、図３に示
す画素領域４２の開口部分４５に影響を及ぼすことがな
いため、透過した光をスクリーン上等に投影するために
必要な画素開口率を低下させることがなく、画素の開口
率を充分に確保することができる。これにより、画像表
示時のコントラストや明るさを向上することができ、良
好な画像表示を行うことができる液晶表示装置を提供す
ることができる。

【００７６】次に、本実施の形態の液晶表示装置の製造
方法について、図５ないし図８に基づいて説明する。

【００７７】図５（ａ）に示すように、基板１１上に、
図１に示すペルチェ素子１０を構成するＰ型半導体１２
を形成する。Ｐ型半導体１２は、ＣＶＤ（プラズマ化学
気相成長）法あるいはスパッタ法等により、基板１１上
に堆積させる。

【００７８】また、図示しないが、このとき、基板１１
上の画素領域４２（図２）以外の領域にて、Ｎ型側金属
３４ｂが、フォトリソグラフィ／エッチングにより形成
される。

【００７９】続いて、図５（ｂ）に示すように、Ｐ型半
導体１２上の全面に、ＳｉＯ₂等の第１の絶縁膜１３を
堆積し、フォトリソグラフィ／エッチングにより、図５
（ｃ）に示す第１絶縁層１３ａを形成する。このフォト
リソグラフィ／エッチングにより、中央部分の第１の絶
縁膜１３が除去され、Ｐ型半導体１２が露出した、凹型
の第１開口部３３が形成される。その後、図５（ｃ）に
示すように、第１絶縁層１３ａから第１開口部３３にわ
たって、吸熱側金属１４が、フォトリソグラフィ／エッ
チングにより形成される。

【００８０】このように、Ｐ型半導体１２上に、吸熱側
金属１４が接触するように設けられているので、Ｐ型半
導体１２と吸熱側金属１４とが電気的に接続された状態
となる。また、このとき、吸熱側金属１４は、後述する
ＴＦＴ２０に重なるような位置に設けられるように、パ
ターニングされている。

【００８１】なお、図示していないが、画素領域４２
（図２）以外の領域に形成されたＰ型半導体素子１２上
には、上記第１絶縁層１３ａが形成されず、フォトリソ
グラフィ／エッチングにより、Ｐ型半導体素子１２上に
Ｐ型側金属３４ａが、形成される。

【００８２】次に、第１絶縁層１３ａ及び吸熱側金属１
４の全面に、図示しないＳｉＯ₂等の第２の絶縁膜を堆
積し、フォトリソグラフィ／エッチングにより、図５
（ｄ）に示す第２絶縁層１５ａを形成する。このフォト
リソグラフィ／エッチングにより、全面に形成された第
２の絶縁膜のうち、中央部分の第２の絶縁膜が除去さ
れ、吸熱側金属１４が露出した、凹型の第２開口部３５
が形成される。

【００８３】その後、図５（ｄ）に示すように、第２絶
縁層１５ａから第２開口部３５に沿うように、ペルチェ
素子１０を構成するＮ型半導体１６を形成される。Ｎ型
半導体１６は、ＣＶＤ法あるいはスパッタ法等により、
吸熱側金属１４上に形成される。これにより、吸熱側金
属１４上にＮ型半導体１６が接触するように設けられる
ので、Ｎ型半導体１６と吸熱側金属１４とが電気的に接
続された状態となる。

【００８４】このように、Ｐ型半導体１２、吸熱側金属
１４、Ｎ型半導体１６を形成することによって、吸熱側
金属１４は、Ｐ型半導体１２及びＮ型半導体１６に電気
的に接続される。これにより、Ｐ型半導体１２とＮ型半
導体１６とが、吸熱側金属１４を介して、電気的に接続
された状態となる。

【００８５】その後、図５（ｅ）に示すように、Ｎ型半
導体１６の全面に、フォトリソグラフィ等により、Ｓｉ
Ｏ₂等の第３絶縁層１７を堆積する。

【００８６】上記の各工程において、図示していない
が、前述したＰ型側金属３４ａ上には、上記第２の絶縁
層１５ａ及び第３絶縁層１７が形成される。また、Ｎ型
半導体１６の一端は、画素領域４２（図２）の外部に配
置されたＮ型側金属３４ｂに電気的に接続するように形
成され、Ｎ型半導体１６上に第３絶縁層１７が形成され
る。

【００８７】なお、上記の第１、２、３絶縁層１３ａ、
１５ａ、１７は、図１に示す絶縁層５１、５２、５３、
５４に対応する。

【００８８】次に、図６（ａ）に示すように、第３絶縁
層１７上にＴＦＴ２０の活性層２１を形成する。活性層
２１の形成位置は、前述したように、吸熱側金属１４に
重なり合うように配置され、吸熱側金属１４毎に設けら
れる。

【００８９】具体的な形成方法は、活性層２１が多結晶
シリコンの場合、第３絶縁層１７上に非晶質シリコン薄
膜を５０〜２００ｎｍ程度の膜厚にて、ＣＶＤ法等によ
り堆積した後、高温にて熱処理又はレーザ光の照射によ
って、多結晶化させる。次いで、フォトリソグラフィ／
エッチングによりパターニングを行い、所定の形状の活
性層２１を形成する。また、この後、閾値電圧を制御す
るために、不純物イオン注入を行ってもよい。

【００９０】続いて、図６（ｂ）に示すように、活性層
２１上に、ゲート絶縁膜２２を形成する。ゲート絶縁膜
２２は、ＣＶＤ法による堆積、あるいは酸化、又はこれ
ら両方を行う等によって形成する。その後、活性層２１
のゲート絶縁膜２２上に、ゲート配線２３を形成する。
ゲート配線２３は、活性層２１の上部に適宜の幅で形成
されればよいが、後述する活性層２１のチャネル領域２
１ｃの形成位置に対応して、活性層２１のほぼ中央に形
成されることが好ましい。

【００９１】次に、ゲート配線２３をマスクにし、イオ
ン注入によって、リンや砒素等のＮ型低濃度不純物を活
性層２１に注入する。このイオン注入は、５×１０¹²〜
１×１０¹⁴／ｃｍ²程度のドーズ量にて行う。これによ
り、図６（ｃ）に示すように、ゲート配線２３の下部に
位置する活性層２１の領域以外に、低濃度不純物領域２
１ａ・２１ｂが形成される。一方、ゲート配線２３の下
部に位置する活性層２１の領域には、低濃度不純物を含
まないチャネル領域２１ｃが形成される。

【００９２】さらに、図７（ａ）に示すように、フォト
レジスト２４にてゲート配線２３の周辺をパターニング
する。そして、フォトレジスト２４をマスクにして、Ｎ
型低濃度不純物を、５×１０¹²〜１×１０¹⁴／ｃｍ²程
度のドーズ量にて、活性層２１にイオン注入する。これ
により、低濃度不純物領域２１ａ・２１ｂの外側領域
に、高濃度の不純物を含むソース領域２１ｍ及びドレイ
ン領域２１ｐが形成される。

【００９３】つまり、活性層２１には、図７（ａ）に示
すように、ゲート配線２３の下部にチャネル領域２１ｃ
が形成され、チャネル領域２１ｃに隣り合う領域には、
低濃度不純物領域２１ｎ・２１ｑが形成され、低濃度不
純物領域２１ｎ・２１ｑのさらに外側領域に、ソース領
域２１ｍ及びドレイン領域２１ｐが形成されたＬＤＤ
（Lightly doped drain）構造となっている。

【００９４】このように、活性層２１をＬＤＤ構造とす
ることにより、活性層２１の内部に生じる電界強度を弱
めることができる。具体的には、チャネル領域２１ｃ−
ドレイン領域２１ｐ間の電界強度を弱めることができる
ので、活性層２１に生じるリーク電流を抑制する効果を
得ることができる。なお、低濃度不純物領域２１ｎ・２
１ｑを形成する工程は必ずしも必要ではなく、チャネル
領域２１ｃ以外を不純物領域としたシングルドレイン構
造であっても、同様の効果を得ることができる。

【００９５】次に、フォトレジスト２４を除去した後、
図７（ｂ）に示すように、ＮＳＧ（Non-doped Silicate
Grass）法により、ゲート絶縁膜２２及びゲート配線２
３の全面を覆うように、第４絶縁層２５を形成する。続
いて、第４絶縁層２５の全面に、ＢＰＳＧ（Borophosph
osilicate glass）を６００ｎｍ堆積させて第５絶縁層
２６を形成する。その後、８５０℃〜９５０℃程度にて
熱処理を施す、又は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Pl
anarization）処理する等によって平坦化を行ってもよ
い。

【００９６】続いて、図７（ｂ）に示すように、活性層
２１に形成されたソース領域２１ｍ及びドレイン領域２
１ｐ上に、電極取り出し用のコンタクトホール部２７を
形成するための第３開口部を形成する。そして、この第
３開口部に、Ａｌ等の金属材料からなるソース電極２８
ｍ及びドレイン電極２８ｐを形成する。

【００９７】次いで、図８（ａ）に示すように、第５絶
縁層２６、ソース電極２８ｍ、ドレイン電極２８ｐを覆
うように、全面に窒化層３１を形成する。さらに、パッ
シベーション層を形成して水素化処理を行い、ＳｉＯ₂
等の第６絶縁層３２を堆積する。この後に、エッチバッ
ク又はＣＭＰ等により、平坦化を行ってもよい。

【００９８】なお、上記窒化層３１及び第６絶縁層３２
は、図１に示す絶縁層５５に対応する。

【００９９】次に、図１に示す各ＴＦＴ２０の活性層２
１に入射する光を遮断するために、図８（ｂ）に示すよ
うに、上部遮光層３６を形成する。上部遮光層３６は、
第６絶縁層３２上にて、ＣＶＤ法又はスパッタ法等によ
り、各ＴＦＴ２０の形成位置に重なるように形成され
る。

【０１００】上部遮光層３６としては、遮光効果を有す
るものであれば特に限定されない。具体的には、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属やポリシリコ
ン等の単層、又はＭｏＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂、
ＣｏＳｉ₂、ＮｉＳｉ₂、ＰｔＳｉ、Ｐｄ₂Ｓ、ＨｆＮ、
ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＴＡＮ、ＮｂＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、Ｔ
ｉＢ₂等の単層、又は上記の単層のいずれかを組み
合わせた多層構造であることが好ましい。

【０１０１】なお、図示していないが、第６絶縁層３２
及び上部遮光層３６上に、絶縁層を形成し、さらに、こ
の絶縁層に、ＩＴＯ等の透明電極とドレイン電極２８ｐ
とを接続するためのコンタクトホールを形成し、透明電
極とドレイン電極２８ｐとを電気的に接続する。

【０１０２】上記の製造方法によって製造された液晶表
示装置は、図１に基づいて説明したように、各ＴＦＴ２
０の下方に、画素領域４２（図２）にて発生した熱を外
部に放出して、画素領域４２を効率よく冷却するための
ペルチェ素子１０が設けられている。さらに、各ＴＦＴ
２０の上方及び下方には、入射光や反射光を遮断するた
めの遮光層が設けられている。各ＴＦＴ２０上方の遮光
層は、上部遮光層２６であり、各ＴＦＴ２０下方の遮光
層は、ペルチェ素子１０の一部を構成している吸熱側金
属１４が、遮光層としての機能を兼ね備えている。

【０１０３】なお、本実施の形態の液晶表示装置におい
ては、各ＴＦＴ２０の下方にペルチェ素子を配置してい
るが、必ずしもこれに限定されず、各ＴＦＴ２０の上方
にペルチェ素子を配置してもよい。この場合、各ＴＦＴ
２０の上部に設けられる遮光層が、ペルチェ素子の一部
を構成することになる。また、各ＴＦＴ２０の上下に、
それぞれペルチェ素子を配置し、各ペルチェ素子の一部
が遮光層を構成してもよい。

【０１０４】また、本実施の形態の液晶表示装置におい
ては、発熱側金属であるＰ型側金属３４ａとＮ型側金属
３４ｂとの間に電圧を印加しているが、吸熱側金属１４
を複数設けて、吸熱側金属間に電圧を印加する構成とし
てもよい。この場合、電流の流れる方向を制御すること
により、吸熱側金属にて吸熱現象を生じさせ、発熱側金
属にて発熱現象を生じさせることができる。

【０１０５】さらに、本実施の形態の液晶表示装置にお
いては、画素領域にペルチェ素子を配置する構成である
が、これに限定されず、例えば、ソースドライバやゲー
トドライバのドライバ領域にも、同様にペルチェ素子を
配置してもよい。

【０１０６】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図９及び図１０に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１
の図面に示した部材と同一の機能を有する部材について
は、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【０１０７】本実施の形態の液晶表示装置では、図９に
示すように、基板１１上に、ペルチェ素子６０を配置
し、さらに、ＴＦＴ２０・２０…、上部遮光層３６・３
６…を配置している。ペルチェ素子６０は、Ｐ型半導体
素子６２、Ｎ型半導体素子６６、吸熱側金属６４、発熱
側金属としてのＰ型側金属３４ａ及びＮ型側金属３４ｂ
を備えている。

【０１０８】ペルチェ素子６０は、液晶表示装置内に設
けられて、液晶表示装置の液晶パネルを冷却している。
つまり、図９に示すように、基板１１に接するように、
Ｐ型半導体素子６２が形成されている。また、ＴＦＴ２
０・２０…が配置されている画素領域を避ける位置に形
成されたＰ型半導体素子６２上には、Ｐ型側金属３４ａ
が形成されている。これにより、Ｐ型半導体素子６２と
Ｐ型側金属３４ａとが電気的に接続された状態となる。

【０１０９】Ｎ型半導体素子６６は、Ｐ型半導体素子６
２上に絶縁膜を介して設けられている。Ｎ型半導体素子
６６上には、ＴＦＴ２０・２０…の形成位置に対応する
ように吸熱側金属６４が形成されている。また、Ｎ型半
導体素子６６上の画素領域を避けた位置にはＮ型側金属
３４ｂが形成されている。これにより、Ｐ型半導体素子
６２と吸熱側金属６４及びＮ型側金属３４ｂとが電気的
に接続された状態となる。また、Ｎ型半導体素子６６と
Ｐ型側金属３４ａとは、絶縁膜を介して設けられてい
る。

【０１１０】上記の構成の液晶表示装置において、Ｐ型
半導体素子６２と吸熱側金属６４とを電気的に接続する
ために、図１０に示すように、Ｎ型半導体素子６６に接
触しない位置に導電体であるコンタクト６５を設けてい
る。このコンタクト６５を介して、Ｐ型半導体素子６２
と吸熱側金属６４とが接触し、電気的に接続される。

【０１１１】上記のように、各ＴＦＴ２０と吸熱側金属
６４とが、近接して形成されているので、吸熱側金属６
４が各ＴＦＴ２０に発生した熱を効率よく吸収すること
ができる。これにより、各ＴＦＴ２０の温度上昇を効率
よく低減することができる。

【０１１２】さらに、コンタクト６５は、図１０に示す
ように、画素領域の開口部分４５を避けて、例えば、ゲ
ート配線に重なるように設けられるので、画素の開口率
を低下させることがなく、良好な画像表示を行うことが
できる液晶表示装置を提供することができる。

【０１１３】上記の構成の液晶表示装置の製造方法は、
前記実施の形態１と同様であるが、本実施の形態では、
基板１１上にＰ型半導体素子６２を形成し、Ｐ型半導体
素子６２上に絶縁膜を介して、Ｎ型半導体素子６６を形
成する。そして、Ｎ型半導体素子６６上に吸熱側金属６
４を形成する。吸熱側金属６４を形成する際には、Ｎ型
半導体素子６６に接触しない位置にて、吸熱側金属６４
が、コンタクト６５を介してＰ型半導体素子６２に接続
されるように、パターニングを行う。その後、Ｐ型半導
体素子６２と吸熱側金属６４とを電気的に接続するコン
タクト６５を形成する。

【０１１４】なお、上記の液晶表示装置は、各ＴＦＴ２
０の下方にペルチェ素子を配置しているが、必ずしもこ
れに限定されず、各ＴＦＴ２０の上方にペルチェ素子を
配置してもよい。この場合、各ＴＦＴ上に吸熱側金属６
４が形成され、吸熱側金属６４上にＮ型半導体素子６６
が形成された構成となる。また、各ＴＦＴ２０の上下
に、それぞれペルチェ素子を配置し、各ペルチェ素子の
一部が遮光層を構成してもよい。

【０１１５】本発明は上述した各実施形態に限定される
ものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能
であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手
段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発
明の技術的範囲に含まれる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、以上のよう
に、ペルチェ効果を有するペルチェ素子と、上記活性層
に入射する光を遮断する遮光層とを備え、遮光層がペル
チェ素子の一部をなしているものである。

【０１１７】それゆえ、表示領域内のスイッチング素子
の温度が上昇した場合に、ペルチェ効果を利用して、ペ
ルチェ素子を構成する遮光層から、スイッチング素子や
ペルチェ素子を構成する遮光層の周囲に発生した熱を吸
収することができるという効果を奏する。これにより、
表示領域内に熱がこもるのを防止するとともに、表示領
域の温度上昇を抑制することができるという効果を奏す
る。また、スイッチング素子の劣化を防止して信頼性を
向上することができるという効果を奏する。

【０１１８】さらに、表示領域の温度上昇を抑制するの
で、スイッチング素子の活性層に入射した光によって発
生するリーク電流の増加を抑制することができるという
効果を奏する。また、ペルチェ素子の一部が遮光層をな
すように配置されているので、ペルチェ素子が表示領域
の画素開口率を低下させることはないという効果を奏す
る。

【０１１９】従って、液晶表示のコントラストや明るさ
等を向上させ、良好な画像表示を行うことができる液晶
表示装置を提供することができるという効果を奏する。

【０１２０】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記ペルチェ素子は、吸熱現象が
生じる吸熱側金属及び発熱現象が生じる発熱側金属と、
吸熱側金属と発熱側金属とを接続しているＮ型半導体素
子及びＰ型半導体素子とを有し、吸熱側金属は、上記表
示領域内に形成されて上記遮光層をなし、発熱側金属
は、上記表示領域を避けた位置に配置されているもので
ある。

【０１２１】それゆえ、吸熱側金属は表示領域内の熱を
吸収して、スイッチング素子を含む表示領域の温度上昇
を低減することができるという効果を奏する。そして、
吸熱側金属に吸収された熱は、ペルチェ素子の配線とし
てのＰ型半導体素子及びＮ型半導体素子によって交換さ
れて、発熱側金属にて外部へ放出されるので、スイッチ
ング素子や表示領域の冷却を効率よく行うことができる
という効果を奏する。

【０１２２】また、発熱側金属は、表示領域以外の位置
に配置されているので、発熱側金属にて発生する熱が、
表示領域の温度上昇に影響を与えることはないという効
果を奏する。さらに、吸熱側金属は遮光層をなしている
ので、表示領域の画素開口率を低下させることはないと
いう効果を奏する。

【０１２３】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記発熱側金属には、放熱体が設
けられているものである。

【０１２４】それゆえ、発熱側金属での発熱を効率よく
放熱体に伝えて、外部に放熱することができるという効
果を奏する。そのため、表示領域内での温度上昇を抑制
するとともに、表示領域を冷却することができるので、
スイッチング素子の劣化や信頼性の低下を防止すること
ができるという効果を奏する。

【０１２５】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記吸熱側金属及び発熱側金属
は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔのうちのいずれ
かの金属、ＭｏＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂、ＣｏＳ
ｉ₂、ＮｉＳｉ₂、ＰｔＳｉ、Ｐｄ₂Ｓ、ＨｆＮ、Ｚｒ
Ｎ、ＴｉＮ、ＴＡＮ、ＮｂＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＢ
₂のうちのいずれかの合金、、のうちの１種又は
２種以上の組み合わせ、からなる群のうちのいずれかで
あるものである。

【０１２６】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記Ｎ型半導体素子及びＰ型半導
体素子は、カルコゲナイド系半導体、IV族系半導体、ボ
ロン系半導体のうちのいずれかであるものである。

【０１２７】それゆえ、吸熱側金属にて、スイッチング
素子や表示領域の熱を効率よく吸収して、発熱側金属に
て効率よく放熱を行うことができるペルチェ素子を形成
することができるという効果を奏する。これにより、表
示領域を冷却して、表示領域内の温度上昇を抑制するこ
とができるという効果を奏する。

【０１２８】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記活性層が上記ソース配線に重
なるように設けられているとともに、上記吸熱側金属が
ソース配線に重なるように設けられており、さらに、上
記表示領域内に形成されているＮ型半導体素子及びＰ型
半導体素子がソース配線に重なるように設けられている
ものである。

【０１２９】それゆえ、表示領域内にて、吸熱側金属、
Ｎ型半導体素子、Ｐ型半導体素子が、ソース配線に重な
るように設けられているので、画素開口率に影響を及ぼ
すことなくペルチェ素子を形成することが可能になると
いう効果を奏する。これにより、表示領域の画素開口率
を充分に確保することができるとともに、表示領域内で
の温度上昇を抑制して、スイッチング素子の劣化や信頼
性の低下を防止することができるという効果を奏する。

【０１３０】また、本発明の液晶表示装置は、上記の液
晶表示装置において、上記吸熱側金属は、Ｎ型半導体素
子又はＰ型半導体素子の少なくとも一方に、導電体を介
して接続されているものである。

【０１３１】それゆえ、スイッチング素子と吸熱側金属
とが接近するように配置されるので、吸熱側金属は、ス
イッチング素子に発生した熱を効率よく吸収することが
できるという効果を奏する。これにより、スイッチング
素子を効率よく冷却することができ、スイッチング素子
の劣化や信頼性の低下を防止することができるという効
果を奏する。

【０１３２】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、ペルチェ効果を有するペルチェ素子が、上記活性層
に入射する光を遮断する遮光層の一部をなすように形成
される方法である。

【０１３３】それゆえ、ペルチェ効果を利用して、スイ
ッチング素子や表示領域から熱を吸収することができる
という効果を奏する。そのため、スイッチング素子を含
む表示領域を効率よく冷却することができるという効果
を奏する。

【０１３４】また、スイッチング素子の活性層に生じる
リーク電流の発生を抑制することができるので、スイッ
チング素子の劣化を防止し、信頼性を向上することがで
きるという効果を奏する。

【０１３５】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、上記の液晶表示装置の製造方法において、上記ペル
チェ素子として、吸熱現象が生じる吸熱側金属及び発熱
現象が生じる発熱側金属と、吸熱側金属と発熱側金属と
を接続しているＮ型半導体素子及びＰ型半導体素子とを
形成し、吸熱側金属は、上記表示領域内にて上記遮光層
をなすように形成され、発熱側金属は、表示領域を避け
た位置に形成される方法である。

【０１３６】それゆえ、吸熱側金属は表示領域内の熱を
吸収し、吸収された熱は、発熱側金属にて外部へ放出さ
れるので、スイッチング素子や表示領域の冷却を効率よ
く行うことができるという効果を奏する。

【０１３７】また、発熱側金属は、表示領域以外の位置
に配置されているので、発熱側金属にて発生する熱が、
表示領域の温度上昇に影響を与えることはないという効
果を奏する。さらに、吸熱側金属は遮光層をなしている
ので、表示領域の画素開口率を低下させることはないと
いう効果を奏する。

【０１３８】また、本発明の液晶表示装置の製造方法
は、上記の液晶表示装置の製造方法において、上記活性
層が上記ソース配線に重なるように形成されるととも
に、上記吸熱側金属がソース配線に重なるように形成さ
れ、さらに、上記表示領域内のＮ型半導体素子及びＰ型
半導体素子がソース配線に重なるように形成される方法
である。

【０１３９】それゆえ、表示領域内にて、吸熱側金属、
Ｎ型半導体素子、Ｐ型半導体素子が、画素開口率に影響
を及ぼすことなくペルチェ素子を形成することが可能に
なるという効果を奏する。これにより、表示領域の画素
開口率を充分に確保し、画像表示時のコントラストや明
るさを向上し、画像表示を良好に行うことができる液晶
表示装置を提供することが可能になるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における液晶表示装置の実施の一形態を
示す概略断面図である。

【図２】上記液晶表示装置の液晶パネルを示す平面図で
ある。

【図３】上記液晶表示装置に備えられたペルチェ素子の
概略図である。

【図４】上記液晶表示装置の液晶パネルの画素領域を示
す概略図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の製造工程を説明するも
のであって、（ａ）〜（ｅ）は、液晶表示装置に備えら
れたペルチェ素子を形成する工程を示す概略断面図であ
る。

【図６】図５に示す本発明の液晶表示装置の製造工程の
続きを示し、（ａ）〜（ｃ）は、薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を形成する工程を示す概略断面図である。

【図７】図６に示す本発明の液晶表示装置の製造工程の
続きを示し、（ａ）（ｂ）は、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）を形成する工程を示す概略断面図である。

【図８】図７に示す本発明の液晶表示装置の製造工程の
続きを示し、（ａ）（ｂ）は、上部遮光層を形成する工
程を示す概略断面図である。

【図９】本発明における液晶表示装置の他の実施の一形
態を示す概略断面図である。

【図１０】上記液晶表示装置の液晶パネルの画素領域を
示す概略図である。

【符号の説明】

１０ペルチェ素子１１基板１２Ｐ型半導体素子（ペルチェ素子）１４吸熱側金属（遮光層・ペルチェ素子）１６Ｎ型半導体素子（ペルチェ素子）２０ＴＦＴ（スイッチング素子）２１活性層２１ｍソース領域２１ｐドレイン領域２３ゲート配線２８ソース配線２８ｍソース電極２８ｐドレイン電極３４ａＰ型側金属（発熱側金属）３４ｂＮ型側金属（発熱側金属）３６上部遮光層（遮光層）４０液晶パネル４２画素領域（表示領域）４４ａ放熱体４４ｂ放熱体４５開口部分６０ペルチェ素子６２Ｐ型半導体素子（ペルチェ素子）６４吸熱側金属（遮光層・ペルチェ素子）６５コンタクト部（導電体）６６Ｎ型半導体素子（ペルチェ素子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 35/14 Ｈ０１Ｌ 35/18 35/16 35/22 35/18 35/32 Ａ 35/22 29/78 ６１２Ｚ 35/32 ６１９ＢＦターム(参考） 2H091 FA34Y FB06 FC26 GA13 LA16 MA07 2H092 JA24 JB43 JB51 MA05 MA08 MA13 MA17 NA01 PA09 RA05 5F110 AA06 BB01 CC02 DD02 DD03 DD11 FF29 GG02 GG03 GG04 GG12 GG13 GG15 GG44 GG52 HJ04 HJ13 HL03 HL07 HM15 NN03 NN22 NN40 NN46 NN48 NN71 PP03 QQ11 QQ19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチング素子の活性層にデータ信号を
入力するためのソース配線を備え、該ソース配線に対し
て直交するようにゲート配線が形成されている表示領域
を有する液晶表示装置において、ペルチェ効果を有するペルチェ素子と、上記活性層に入
射する光を遮断する遮光層とを備え、遮光層がペルチェ素子の一部をなしていることを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項２】上記ペルチェ素子は、吸熱現象が生じる吸
熱側金属及び発熱現象が生じる発熱側金属と、吸熱側金属と発熱側金属とを接続しているＮ型半導体素
子及びＰ型半導体素子とを有し、吸熱側金属は、上記表示領域内に形成されて上記遮光層
をなし、発熱側金属は、上記表示領域を避けた位置に配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】上記発熱側金属には、放熱体が設けられて
いることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】上記吸熱側金属及び発熱側金属は、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔのうちのいずれかの金
属、ＭｏＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂、ＣｏＳｉ₂、Ｎ
ｉＳｉ₂、ＰｔＳｉ、Ｐｄ₂Ｓ、ＨｆＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ
Ｎ、ＴＡＮ、ＮｂＮ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＴｉＢ₂のうち
のいずれかの合金、、のうちの１種又は２種以上
の組み合わせ、からなる群のうちのいずれかであること
を特徴とする請求項２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項５】上記Ｎ型半導体素子及びＰ型半導体素子
は、カルコゲナイド系半導体、IV族系半導体、ボロン系
半導体のうちのいずれかであることを特徴とする請求項
２、３又は４記載の液晶表示装置。
【請求項６】上記活性層が上記ソース配線に重なるよう
に設けられているとともに、上記吸熱側金属がソース配
線に重なるように設けられており、さらに、上記表示領域内に形成されているＮ型半導体素
子及びＰ型半導体素子がソース配線に重なるように設け
られていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれ
か１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】上記吸熱側金属は、Ｎ型半導体素子又はＰ
型半導体素子の少なくとも一方に、導電体を介して接続
されていることを特徴とする請求項２ないし６のいずれ
か１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】スイッチング素子の活性層にデータ信号を
入力するためのソース配線を備え、該ソース配線に対し
て直交するようにゲート配線が形成されている表示領域
を有する液晶表示装置の製造方法において、ペルチェ効
果を有するペルチェ素子が、上記活性層に入射する光を
遮断する遮光層の一部をなすように形成されることを特
徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】上記ペルチェ素子として、吸熱現象が生じ
る吸熱側金属及び発熱現象が生じる発熱側金属と、吸熱
側金属と発熱側金属とを接続しているＮ型半導体素子及
びＰ型半導体素子とを形成し、吸熱側金属は、上記表示領域内にて上記遮光層をなすよ
うに形成され、発熱側金属は、表示領域を避けた位置に
形成されることを特徴とする請求項８記載の液晶表示装
置の製造方法。
【請求項１０】上記活性層が上記ソース配線に重なるよ
うに形成されるとともに、上記吸熱側金属がソース配線
に重なるように形成され、さらに、上記表示領域内のＮ型半導体素子及びＰ型半導
体素子がソース配線に重なるように形成されることを特
徴とする請求項９記載の液晶表示装置の製造方法。