JP2011146620A - Display device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜トランジスターを用いた表示装置及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a display device and an electronic device using a thin film transistor.
アクティブマトリクス基板の画素回路には、少なくとも画素スイッチング用の薄膜トランジスター(TFT)が構成される。TFTの形成方法として、ゲート電極をマスクとして不純物を打ち込むセルフアライン構造がある。この構造で形成したTFTは寄生容量が少なく、TFTの特性を均一にすることができるが、オフリーク電流が大きいという問題点がある。このようなオフリーク電流が大きいTFTを画素回路に用いると、消費電流の増加、表示ムラ、誤動作などの原因となる。 The pixel circuit of the active matrix substrate includes at least a pixel switching thin film transistor (TFT). As a method for forming a TFT, there is a self-aligned structure in which impurities are implanted using a gate electrode as a mask. A TFT formed with this structure has a small parasitic capacitance and can make the characteristics of the TFT uniform, but has a problem that an off-leakage current is large. If such a TFT having a large off-leakage current is used in the pixel circuit, it causes an increase in current consumption, display unevenness, malfunction, and the like.
そこで、アクティブマトリクス基板には、チャネル領域の両端に不純物濃度が低い領域を形成したLDD(Lightly Doped Drain)構造や、不純物を打ち込まない領域を形成したオフセット構造のTFTが用いられている。このタイプのTFTではドレイン端での電界が緩和されるので、オフリーク電流を低減することができる。従って、画素回路にLDD構造やオフセット構造のTFTを用いることで、消費電流を小さく、かつ、表示ムラ、誤動作などを防止することができる(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, an active matrix substrate uses an LDD (Lightly Doped Drain) structure in which regions with low impurity concentration are formed at both ends of a channel region, or an offset structure TFT in which regions where impurities are not implanted are formed. In this type of TFT, since the electric field at the drain end is relaxed, off-leakage current can be reduced. Therefore, by using a TFT with an LDD structure or an offset structure in the pixel circuit, current consumption can be reduced and display unevenness, malfunction, and the like can be prevented (see, for example, Patent Document 1).
上記に示すように、LDD構造またはオフセット構造のTFTを用いることで、オフリーク電流を低減することができる。しかしながら、画素ピッチを短くし、高解像度の画素を形成しようとした場合、絶縁膜を介してTFTを覆うように画素電極を形成しなくてはならない場合がある。この構造の場合、画素電極からの漏れ電界が絶縁膜を介してTFTに作用し、キャリアを誘起することが判明した。この結果、TFTの閾値電圧(Vth)がシフトし、オフリーク電流が増大することが判明した。 As described above, off-leakage current can be reduced by using a TFT having an LDD structure or an offset structure. However, when the pixel pitch is shortened and a high-resolution pixel is to be formed, the pixel electrode may have to be formed so as to cover the TFT through the insulating film. In the case of this structure, it has been found that the leakage electric field from the pixel electrode acts on the TFT through the insulating film to induce carriers. As a result, it has been found that the threshold voltage (Vth) of the TFT shifts and the off-leakage current increases.
図9はN型TFTの電気特性と画素電極電位の関係を示した図である。TFTを覆う画素電極がない場合(None Pixel)と比較し、画素電極が電位を持つ場合はTFTの電気特性が変化する。特に、画素電極電位(Vpixel)がTFTをオンとする極性の電位を持った場合には、TFTの電気特性がデプレッション型となるようにVthがシフトするため、Vgs=0Vにおけるリーク電流が増大してしまう。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the electrical characteristics of the N-type TFT and the pixel electrode potential. Compared with the case where there is no pixel electrode covering the TFT (None Pixel), when the pixel electrode has a potential, the electrical characteristics of the TFT change. In particular, when the pixel electrode potential (Vpixel) has a polarity potential to turn on the TFT, Vth shifts so that the electrical characteristics of the TFT become a depletion type, so that the leakage current at Vgs = 0V increases. End up.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するように、以下の形態または適用例として実現される。 The present invention is realized as the following forms or application examples so as to solve at least a part of the problems described above.
[適用例1]第1の基板と、前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された表示素子と、前記第1の基板の前記表示素子側に形成された薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターの前記表示素子側に、平面視で前記薄膜トランジスターと重なるように形成された画素電極と、前記薄膜トランジスターと前記画素電極との間の層に形成されたシールド電極と、を備え、前記薄膜トランジスターは、ゲート電極と、前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、前記チャネル領域と同じ層内で形成され、平面視で前記ゲート電極の端部の外側に位置する低濃度不純物領域と、前記チャネル領域及び前記低濃度不純物領域と同じ層内で形成され、平面視で前記低濃度不純物領域の外側に位置する高濃度不純物領域と、を有し、前記シールド電極は、平面視で少なくとも前記低濃度不純物領域に重なる位置に配置されることを特徴とする表示装置。 Application Example 1 A first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, a display element disposed between the first substrate and the second substrate, A thin film transistor formed on the display element side of the first substrate, a pixel electrode formed on the display element side of the thin film transistor so as to overlap the thin film transistor in plan view, the thin film transistor, and the pixel A thin film transistor including a gate electrode, a channel region facing the gate electrode through a gate insulating film, and the same layer as the channel region A low-concentration impurity region located outside the end portion of the gate electrode in plan view, and the channel region and the low-concentration impurity region in the same layer. It has a high concentration impurity region located outside of the doped region, wherein the shield electrode, a display device, characterized in that disposed on at least the overlapping in the low concentration impurity regions located in a plan view.
発明者は、絶縁膜を介してTFTを覆うように画素電極を形成した場合にオフリーク電流が増大する原因を、画素電極からの漏れ電界が前記絶縁膜を介してチャネル領域又はLDD領域に作用し、キャリアが誘起されることでVthがシフトすることにあると突き止めた。従って、上記表示装置によれば、シールド電極によって画素電極からの漏れ電界を遮蔽することができ、チャネル領域又はLDD領域でキャリアが誘起されることがなく、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 The inventor has found that when the pixel electrode is formed so as to cover the TFT through the insulating film, the off-leakage current increases. The leakage electric field from the pixel electrode acts on the channel region or the LDD region through the insulating film. It was found that Vth is shifted by the induction of carriers. Therefore, according to the display device, a leakage electric field from the pixel electrode can be shielded by the shield electrode, carriers are not induced in the channel region or the LDD region, and an increase in off-leakage current can be suppressed. .
[適用例2]上述の適用例において、前記薄膜トランジスターはスタガ型トランジスターであり、前記シールド電極は、平面視で、前記ゲート電極と前記チャネル領域とが重なる領域の全部又は一部に重ならないように配置される表示装置。 Application Example 2 In the application example described above, the thin film transistor is a staggered transistor, and the shield electrode does not overlap all or part of a region where the gate electrode and the channel region overlap in plan view. Display device placed in the.
スタガ型のTFTの場合、ゲート電極がチャネル領域に対してシールド電極として作用するため、少なくともLDD領域をシールド電極で覆うことにより、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 In the case of a staggered TFT, since the gate electrode acts as a shield electrode with respect to the channel region, an increase in off-leakage current can be suppressed by covering at least the LDD region with the shield electrode.
[適用例3]上述の適用例において、前記薄膜トランジスターは逆スタガ型トランジスターであり、前記シールド電極は、平面視で前記チャネル領域及び前記低濃度不純物領域に重なる位置に配置される表示装置。 Application Example 3 In the application example described above, the thin film transistor is an inverted staggered transistor, and the shield electrode is disposed at a position overlapping the channel region and the low-concentration impurity region in plan view.
逆スタガ型のTFTの場合、画素電極電位はチャネル領域及びLDD領域に影響する。よって、チャネル領域及びLDD領域をシールド電極で覆うことにより、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 In the case of an inverted stagger type TFT, the pixel electrode potential affects the channel region and the LDD region. Therefore, an increase in off-leakage current can be suppressed by covering the channel region and the LDD region with the shield electrode.
[適用例4]第1の基板と、前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された表示素子と、前記第1の基板の前記表示素子側に形成された薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターの前記表示素子側に、平面視で前記薄膜トランジスターと重なるように形成された画素電極と、前記薄膜トランジスターと前記画素電極との間の層に形成されたシールド電極と、を備え、前記薄膜トランジスターは、ゲート電極と、前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、前記チャネル領域と同じ層内で形成され、平面視で前記ゲート電極の端部の外側に位置するオフセット領域と、前記チャネル領域及び前記オフセット領域と同じ層内で形成され、平面視で前記オフセット領域の外側に位置する高濃度不純物領域と、を有し、前記シールド電極は、平面視で少なくとも前記オフセット領域に重なる位置に配置される表示装置。 Application Example 4 A first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, a display element disposed between the first substrate and the second substrate, A thin film transistor formed on the display element side of the first substrate, a pixel electrode formed on the display element side of the thin film transistor so as to overlap the thin film transistor in plan view, the thin film transistor, and the pixel A thin film transistor including a gate electrode, a channel region facing the gate electrode through a gate insulating film, and the same layer as the channel region An offset region located outside the end of the gate electrode in plan view, and formed in the same layer as the channel region and the offset region in plan view. Has a high concentration impurity region located outside of Tsu DOO region, wherein the shield electrode, a display device disposed at a position overlapping at least in the offset region in a plan view.
発明者は、絶縁膜を介してTFTを覆うように画素電極を形成した場合にオフリーク電流が増大する原因を、画素電極からの漏れ電界が前記絶縁膜を介してチャネル領域又はオフセット領域に作用し、キャリアが誘起されることでVthがシフトすることにあると突き止めた。従って上記表示装置によれば、シールド電極によって画素電極からの漏れ電界を遮蔽することができ、チャネル領域又はオフセット領域でキャリアが誘起されることがなく、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 The inventor found that when the pixel electrode is formed so as to cover the TFT through the insulating film, the off-leakage current increases. The leakage electric field from the pixel electrode acts on the channel region or the offset region through the insulating film. It was found that Vth is shifted by the induction of carriers. Therefore, according to the display device, a leakage electric field from the pixel electrode can be shielded by the shield electrode, carriers are not induced in the channel region or the offset region, and an increase in off-leakage current can be suppressed.
[適用例5]上述の適用例において、前記薄膜トランジスターはスタガ型トランジスターであり、前記シールド電極は、平面視で、前記ゲート電極と前記チャネル領域とが重なる領域の全部又は一部に重ならないように配置される表示装置。 Application Example 5 In the application example described above, the thin film transistor is a staggered transistor, and the shield electrode does not overlap all or part of a region where the gate electrode and the channel region overlap in plan view. Display device placed in the.
スタガ型のTFTの場合、ゲート電極がチャネル領域に対してシールド電極として作用するため、少なくともオフセット領域をシールド電極で覆うことにより、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 In the case of a staggered TFT, since the gate electrode acts as a shield electrode with respect to the channel region, an increase in off-leakage current can be suppressed by covering at least the offset region with the shield electrode.
[適用例6]上述の適用例において、前記薄膜トランジスターは逆スタガ型トランジスターであり、前記シールド電極は、平面視で前記チャネル領域及び前記オフセット領域に重なる位置に配置される表示装置。 Application Example 6 In the application example described above, the thin film transistor is an inverted staggered transistor, and the shield electrode is disposed at a position overlapping the channel region and the offset region in plan view.
逆スタガ型のTFTの場合、画素電極電位はチャネル領域及びオフセット領域に影響する。よって、チャネル領域及びオフセット領域をシールド電極で覆うことにより、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 In the case of an inverted stagger type TFT, the pixel electrode potential affects the channel region and the offset region. Therefore, an increase in off-leakage current can be suppressed by covering the channel region and the offset region with the shield electrode.
[適用例7]第1の基板と、前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された表示素子と、前記第1の基板の前記表示素子側に形成された逆スタガ型の薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターの前記表示素子側に、平面視で前記薄膜トランジスターと重なるように形成された画素電極と、前記薄膜トランジスターと前記画素電極との間の層に形成されたシールド電極と、を備え、前記薄膜トランジスターは、ゲート電極と、前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、前記チャネル領域の一部に重なるように配置されたソース電極と、前記チャネル領域の一部に重なるように配置され、前記ソース電極との間に空隙を有して配置されたドレイン電極と、を有し、前記シールド電極は、平面視で少なくとも前記空隙に重なる位置に配置される表示装置。 Application Example 7 A first substrate, a second substrate disposed opposite to the first substrate, a display element disposed between the first substrate and the second substrate, An inverted staggered thin film transistor formed on the display element side of the first substrate; a pixel electrode formed on the display element side of the thin film transistor so as to overlap the thin film transistor in plan view; and the thin film A shield electrode formed in a layer between a transistor and the pixel electrode, wherein the thin film transistor includes a gate electrode, a channel region facing the gate electrode through a gate insulating film, and the channel A source electrode disposed so as to overlap a part of the region, and a drain electrode disposed so as to overlap a part of the channel region and having a gap between the source electrode and It has the shield electrode, a display device disposed at a position overlapping at least in the gap in a plan view.
上述の構造のTFTによれば、ソース・ドレイン電極がシールド電極として作用するため、少なくともソース・ドレイン電極の間の空隙をシールド電極で覆うことにより、オフリーク電流の増大を抑制することができる。 According to the TFT having the above-described structure, since the source / drain electrode functions as a shield electrode, an increase in off-leakage current can be suppressed by covering at least the gap between the source / drain electrodes with the shield electrode.
[適用例8]上述の適用例において、前記薄膜トランジスターはN型であり、前記シールド電極は、前記薄膜トランジスターのソースに印加されている電位以下の電位を持つ配線に接続される表示装置。 Application Example 8 In the application example described above, the thin film transistor is an N type, and the shield electrode is connected to a wiring having a potential equal to or lower than the potential applied to the source of the thin film transistor.
このような構成によれば、シールド電極の電位によりLDD領域またはオフセット領域にキャリアが誘起されないため、オフリーク電流の増大を効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, since no carriers are induced in the LDD region or the offset region by the potential of the shield electrode, an increase in off-leakage current can be effectively suppressed.
[適用例9]上述の適用例において、前記薄膜トランジスターはP型であり、前記シールド電極は、前記薄膜トランジスターのソースに印加されている電位以上の電位を持つ配線に接続される表示装置。 Application Example 9 In the application example described above, the thin film transistor is P-type, and the shield electrode is connected to a wiring having a potential equal to or higher than the potential applied to the source of the thin film transistor.
このような構成によれば、シールド電極の電位によりLDD領域またはオフセット領域にキャリアが誘起されないため、オフリーク電流の増大を効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, since no carriers are induced in the LDD region or the offset region by the potential of the shield electrode, an increase in off-leakage current can be effectively suppressed.
[適用例10]上述の適用例において、前記表示素子は電気泳動表示素子である表示装置。 Application Example 10 In the application example described above, the display element is an electrophoretic display element.
[適用例11]上述の適用例の前記表示装置を表示部に備える電子機器。 Application Example 11 Electronic equipment including the display unit according to the application example described above in a display unit.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, in order to make each configuration easy to understand, the actual structure and the scale and number of each structure are different.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る表示装置1の全体構成を示すブロック図である。表示装置1は、複数の画素20が配列された表示部3と、走査線駆動回路60と、データ線駆動回路70とを備えている。表示部3には、走査線駆動回路60から延びる複数の走査線40(Y1、Y2、…、Ym)と、データ線駆動回路70から延びる複数のデータ線50(X1、X2、…、Xn)とが形成されている。画素20は走査線40とデータ線50との交差部に対応して配置されている。各画素20は走査線40及びデータ線50にそれぞれ接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the
図2は、画素20の構成を示す等価回路図である。図2に示すように、画素20には、画素スイッチング素子24と、保持容量25と、画素電極21と、共通電極22と、表示素子としての電気泳動素子51とを備えている。画素スイッチング素子24は、電界効果型のN型トランジスターである。画素スイッチング素子24のゲート端子には走査線40が接続され、ソース端子にはデータ線50が接続され、ドレイン端子には保持容量25の一端及び画素電極21が接続されている。保持容量25のもう一端は、容量線80に接続されている。容量線80は、走査線40の延在方向に沿って配置され、データ線50と平面視で交差するように配置されている。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of the
図3は、本実施形態に係る表示装置1の表示部3の部分断面図である。図3に示すように、表示部3は、基板41と対向基板46との間に電気泳動素子51が挟持される構成となっている。なお、本実施形態では、対向基板46側に画像を表示することを前提として説明する。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the display unit 3 of the
基板41は、例えばガラスやプラスチック等からなる基板である。基板41上には、図示を省略するが、画素スイッチング素子24、保持容量25、走査線40、データ線50、容量線80等が作りこまれた積層構造が形成されている。この積層構造の上層側に複数の画素電極21がマトリクス状に設けられている。
The
対向基板46は例えばガラスやプラスチック等からなる透明な基板である。対向基板46における基板41との対向面上には、共通電極22が複数の画素電極21と対向するように形成されている。共通電極22は、例えばマグネシウム銀(MgAg)、インジウム・スズ酸化物(ITO)、インジウム・亜鉛酸化物(IZO)等の透明導電材料から形成されている。
The
電気泳動素子51は、電気泳動粒子を含むマイクロカプセル49を複数と、例えば樹脂等からなるバインダー47と、接着層48とを有している。複数のマイクロカプセル49は、バインダー47によって相互に固着されている。マイクロカプセル49及びバインダー47は、接着層48によって基板41に固定されている。
The
図4は、本実施形態に係る表示装置1の内、1つの画素20の構成を具体的に示す平面図である。図5は、図4における一点鎖線(1)で示した切断線での断面を示す図であり、主に画素スイッチング素子24の断面構造を示している。なお、図は説明用に要部を記載したものであり、対向基板の構成を省略している。
FIG. 4 is a plan view specifically showing the configuration of one
図5で示すように、画素20の断面構造は、第1層としての半導体層30、第2層としての、ゲート電極27を含む第1配線層、第3層としての、データ線50及びシールド電極26を含む第2配線層、第4層としての、画素電極21を含む画素電極層の4層構造となっている。図4に示すように、データ線50と走査線40の交点に対応して画素スイッチング素子24が形成され、半導体層30において設けられた電極と容量線80に接続された第2層の電極とによって保持容量25が形成されている。容量線80は第2層により形成されている。
As shown in FIG. 5, the cross-sectional structure of the
図5において、基板41の上に図示されていない窒化シリコンおよび二酸化シリコンからなる下地絶縁膜が形成されている。下地絶縁膜は基板41からの不純物の拡散を防止する役割を持つ。下地絶縁膜の上に、第1層の半導体層30が配置されている。半導体層30は、少なくとも一つのチャネル領域33と、チャネル領域33の外側に位置するLDD領域32と、LDD領域32の外側に位置する高濃度不純物領域31を有している。このようにLDD領域32を持つ構造のTFTは、ドレイン端においてドレイン−ソース間の電界が緩和されるので、オフリーク電流を低減することができる。
In FIG. 5, a base insulating film made of silicon nitride and silicon dioxide (not shown) is formed on a
高濃度不純物領域31には画素電位を給電するデータ線50が接続されている。半導体層30上にはゲート絶縁膜42が形成されており、ゲート絶縁膜42を介してチャネル領域33と対峙する位置にゲート電極27が第2層に形成されている。ここで、ゲート電極27を形成後、ゲート電極27をマスクとしてLDD領域32へのイオン注入が行われる。従って、図5の断面においてチャネル領域33の端部と、ゲート電極72の端部とは平面視で一致している。
A
上記の構成により画素スイッチング素子24が形成される。より詳しくは、画素スイッチング素子24は、チャネル領域33と、LDD領域32と、高濃度不純物領域31のうちLDD領域32に隣接する部分と、ゲート絶縁膜42と、ゲート電極27のうちチャネル領域33に重なる部分とによって構成される。画素スイッチング素子24を覆うように層間絶縁膜43が形成され、層間絶縁膜43上には第3層を構成するデータ線50およびシールド電極26が形成されている。シールド電極26は容量線80に電気的に接続され、平面視で少なくともLDD領域32と重なっている。
The
第3層の上層には、図示しない窒化シリコンによる保護膜を備えるアクリル系樹脂による平坦化絶縁膜44が形成され、その上層に画素電極21が形成されている。画素電極21は平面視で少なくとも画素スイッチング素子24のLDD領域32と重なっている。画素電極21は平面視で画素スイッチング素子24の全体に重なっていてもよい。
A
本実施形態によれば、半導体層30と画素電極21の間に、容量線80に接続されたシールド電極26が形成されている。かかる形態によれば、画素電極21に印加された電位により画素スイッチング素子24の方向に発生する漏れ電界は、シールド電極26により阻まれるため、半導体層30、特にLDD領域32に対して漏れ電界が影響を及ぼさず、LDD領域32において不必要なキャリアが誘起されることがない。従ってTFTのVthがシフトすることなく、画素電極21の電位による画素スイッチング素子24のオフリーク電流の上昇を阻むことができる。
According to the present embodiment, the
さらに、本実施形態は、シールド電極26がグラウンド電位に接続された容量線80に接続されている。容量線80には通常グラウンド電位を印加するため、係る形態によれば、シールド電極26の電位は画素スイッチング素子24におけるソース線の電位以下となる。従って、シールド電極26の電位の影響によりLDD領域32においてキャリアが誘起されずTFTのVthがシフトしないため、画素電極21の電位による画素スイッチング素子24のオフリーク電流の上昇を好適に阻むことができる。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態ではシールド電極26を容量線80に接続したが、別途専用に用意したシールド電極用の配線に接続しても構わない。この場合、シールド電極26の電位を独立して制御することができるため、容量線80の電位を変化させるなどの駆動を行ってもシールド電極26の電位を画素スイッチング素子24のソース電位以下に固定することができる。
In the present embodiment, the
なお、画素スイッチング素子24がP型の場合、シールド電極26の電位を画素スイッチング素子24のソース電位以上とする必要がある。シールド電極26を容量線80に接続する場合、容量線80の電位を高電位と設定するか、容量線80の電位をグラウンド電位とした上で画素に入力するデータを負電位とする。この場合、シールド電極26の電位は画素スイッチング素子24のソース電位以上となる。従って、シールド電極26の電位の影響によりLDD領域32においてキャリアが誘起されずTFTのVthがシフトしないため、画素電極21の電位による画素スイッチング素子24のオフリーク電流の上昇を好適に阻むことができる。
When the
(第2実施形態)
図6は、図5の断面図におけるシールド電極26が、LDD領域32を覆い、ゲート電極27の全てまたは一部を覆わないように形成した場合の断面図である。すなわち、シールド電極26は、平面視で、ゲート電極27とチャネル領域とが重なる領域の全部又は一部に重ならないように配置されている。ゲート電極27は、画素スイッチング素子24をオフ状態とする期間ではグラウンド電位に接続される。このため、ゲート電極27上においては、画素電極21がもつ電位による漏れ電界はゲート電極27に阻まれ、半導体層30に影響を及ぼすことはない。従って、シールド電極26にてLDD領域32の上を覆うことで、画素電極21の漏れ電界によるオフリーク電流の上昇を阻むことができる。このようにシールド電極26の面積を小さくすることによって、シールド電極26とゲート電極27との間、シールド電極26と画素電極21との間に発生する寄生容量を小さくすることができる。従って、走査線の駆動時などに発生する寄生容量の充放電電流を低減でき、低消費電力のTFTパネルを作製することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view when the
(第3実施形態)
図7は、画素スイッチング素子24にLDD構造を持つ逆スタガ構造のTFTを用いた場合の断面図である。逆スタガ構造のTFTでは、基板41の上に図示されていない下地絶縁膜が形成され、その上側にまずゲート電極27が形成される。その上層にゲート絶縁膜42を介して半導体層30が形成され、画素スイッチング素子24が形成される。本実施形態では、第1層がゲート電極27を含む層、第2層が半導体層30を含む層、第3層がソース・ドレイン電極39を含む層、第4層がシールド電極26を含む層、第5層が画素電極21を含む層となる。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
半導体層30は、ゲート電極27とゲート絶縁膜42を介して対峙するチャネル領域33とチャネル領域33の外側に位置するLDD領域32と、LDD領域32の外側に位置する真性領域34により形成される。画素スイッチング素子24は、チャネル領域33、LDD領域32、ゲート絶縁膜42及びゲート電極27のうちチャネル領域33に重なる部分によって構成される。このようにLDD領域32を持つ構造のTFTは、ドレイン端においてドレイン−ソース間の電界が緩和されるので、オフリーク電流を低減することができる。
The
画素スイッチング素子24の半導体層30には、第3層によるソース・ドレイン電極が接続される。これらを覆うように保護絶縁膜45が形成され、保護絶縁膜45上には第4層によるシールド電極26が形成されている。シールド電極26は容量線80に電気的に接続され、平面視で少なくともチャネル領域33及びLDD領域32と重なっている。その上層には図示しない窒化シリコンによる保護膜を含むアクリル系樹脂による平坦化絶縁膜44が形成され、その上層に画素電極21が形成されている。画素電極21は平面視で少なくとも画素スイッチング素子24のLDD領域32と重なっている。画素電極21は平面視で画素スイッチング素子24の全体に重なっていてもよい。
A source / drain electrode of the third layer is connected to the
本実施形態によれば半導体層30と画素電極21の間に、容量線80に接続されたシールド電極26が形成されている。係る形態によれば、画素電極21に印加された電位による漏れ電界はシールド電極26により阻まれるため、半導体層30、特にチャネル領域33およびLDD領域32に対して漏れ電界が影響を及ぼさず、キャリアが誘起されることがない。従ってTFTのVthがシフトすることなく、画素電極21の電位による画素スイッチング素子24のオフリーク電流の上昇を阻むことができる。
According to the present embodiment, the
(第4実施形態)
図8は、画素スイッチング素子24にLDD構造を持たない逆スタガ構造のTFTを用いた場合の断面図である。以下では図7との相違点を中心に説明する。基板41の上に図示されていない下地絶縁膜が形成され、その上側にまずゲート電極27が形成される。その上層にゲート絶縁膜42を介して半導体層30が形成され、画素スイッチング素子24が形成される。半導体層30は、ゲート電極27とゲート絶縁膜42を介して対峙するチャネル領域33とチャネル領域33の外側に位置する真性領域34により形成される。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
画素スイッチング素子24の半導体層30には、第3層によるソース・ドレイン電極が接続される。ソース・ドレイン電極は、いずれも平面視でチャネル領域33の一部と重なっている。また、ソース・ドレイン電極は、チャネル長となる空隙をあけて形成される。換言すれば、ソース電極とドレイン電極との間の空隙の幅がチャネル長に相当する。これらを覆うように保護絶縁膜45が形成され、保護絶縁膜45上には第4層によるシールド電極26が形成されている。シールド電極26は容量線80に電気的に接続され、平面視で少なくともソース電極およびドレイン電極間の空隙と重なっている。画素スイッチング素子24は、チャネル領域33、ゲート絶縁膜42及びゲート電極27のうちチャネル領域33に重なる部分によって構成される。
A source / drain electrode of the third layer is connected to the
本実施形態によれば半導体層30と画素電極21の間に、容量線80に接続されたシールド電極26が形成されている。係る形態によれば、画素電極21に印加された電位による漏れ電界はシールド電極26により阻まれるため、半導体層30、特にチャネル領域33およびLDD領域32に対して漏れ電界が影響を及ぼさず、キャリアが誘起されることがない。従ってTFTのVthがシフトすることなく、画素電極21の電位による画素スイッチング素子24のオフリーク電流の上昇を阻むことができる。
According to the present embodiment, the
(変形例)
TFTのオフリーク電流を低減する方法として、LDD構造のほかにオフセット構造がある。オフセット構造とは、チャネル領域33と高濃度不純物領域31の間に真性領域を設けた構造である。言い換えると、第1実施形態から第3実施形態中の低濃度不純物領域32を真性領域に置き換えた構造である。
(Modification)
As a method for reducing the off-leakage current of the TFT, there is an offset structure in addition to the LDD structure. The offset structure is a structure in which an intrinsic region is provided between the
上記の各実施形態は、LDD構造に替えてオフセット構造とした場合も適合する。従って、オフセット構造のTFTであれば、上記の説明においてLDD構造をオフセット構造と置き換え、LDD領域をオフセット領域と置き換えればよい。 Each of the above embodiments is also applicable to an offset structure instead of the LDD structure. Therefore, if the TFT has an offset structure, the LDD structure may be replaced with the offset structure and the LDD region may be replaced with the offset region in the above description.
(応用例)
本発明のシールド電極の効果は画素スイッチング素子だけに限らない。画素回路が複数のTFTで構成されている場合、全てのTFTに対して適用することができる。また、シールド電極の接続先は容量線や専用の独立配線に限らない。一例として、メモリー回路にラッチ回路を採用する画素回路の場合、P型TFTを覆うシールド電極は高電位電源線に接続し、N型TFTを覆うシールド電極はグラウンド電源線に接続すればよい。
(Application examples)
The effect of the shield electrode of the present invention is not limited to the pixel switching element. When the pixel circuit is composed of a plurality of TFTs, it can be applied to all TFTs. Further, the connection destination of the shield electrode is not limited to the capacitor line or the dedicated independent wiring. As an example, in the case of a pixel circuit that employs a latch circuit as a memory circuit, the shield electrode that covers the P-type TFT may be connected to the high potential power line, and the shield electrode that covers the N-type TFT may be connected to the ground power line.
(電子機器)
次に、上述した表示装置を適用した電子機器について、図10及び図11を参照して説明する。図11は、腕時計1000の正面図である。腕時計1000は、時計ケース1002と、時計ケース1002に連結された一対のバンド1003とを備えている。
(Electronics)
Next, electronic devices to which the above-described display device is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a front view of the
時計ケース1002の正面には、上記実施形態の表示装置を含む表示部1005と、秒針1021と、分針1022と、時針1023とが設けられている。時計ケース1002の側面には、操作子としての竜頭1010と操作ボタン1011とが設けられている。竜頭1010は、ケース内部に設けられる巻真(図示は省略)に連結されており、巻真と一体となって多段階(例えば2段階)で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。表示部1005では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。
On the front surface of the
図14は電子ペーパー1100の構成を示す斜視図である。電子ペーパー1100は、上記実施形態の表示装置を表示領域1101に備えている。電子ペーパー1100は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体1102を備えて構成されている。
FIG. 14 is a perspective view illustrating a configuration of the
以上の腕時計1000、電子ペーパー1100によれば、本発明に係る表示装置が採用されているので、消費電力が小さく、高品質な画像表示を行うことができる。
According to the
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る表示装置は好適に用いることができる。 In addition, said electronic device illustrates the electronic device which concerns on this invention, Comprising: The technical scope of this invention is not limited. For example, the display device according to the present invention can be suitably used for a display unit of an electronic device such as a mobile phone or a portable audio device.
1…表示装置、3…表示部、20…画素、21…画素電極、22…共通電極、23…表示素子、24…画素スイッチング素子、25…保持容量、26…シールド電極、27…ゲート電極、30…半導体層、31…高濃度不純物領域、32…LDD領域、33…チャネル領域、34…真性領域、40…走査線、、41…基板、42…ゲート絶縁膜、43…層間絶縁膜、44…平坦化絶縁膜、45…保護絶縁膜、46…対向基板、47…バインダー、48…接着層、49…マイクロカプセル、50…データ線、51…電気泳動素子、60…走査線駆動回路、70…データ線駆動回路、80…容量線、1000…腕時計、1002…時計ケース、1003…バンド、1005…表示部、1010…竜頭、1011…操作ボタン、1021…秒針、1022…分針、1023…時針、1100…電子ペーパー、1101…表示領域、1102…本体。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された表示素子と、
前記第1の基板の前記表示素子側に形成された薄膜トランジスターと、
前記薄膜トランジスターの前記表示素子側に、平面視で前記薄膜トランジスターと重なるように形成された画素電極と、
前記薄膜トランジスターと前記画素電極との間の層に形成されたシールド電極と、を備え、
前記薄膜トランジスターは、
ゲート電極と、
前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、
前記チャネル領域と同じ層内で形成され、平面視で前記ゲート電極の端部の外側に位置する低濃度不純物領域と、
前記チャネル領域及び前記低濃度不純物領域と同じ層内で形成され、平面視で前記低濃度不純物領域の外側に位置する高濃度不純物領域と、を有し、
前記シールド電極は、平面視で少なくとも前記低濃度不純物領域に重なる位置に配置される、
ことを特徴とする表示装置。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite to the first substrate;
A display element disposed between the first substrate and the second substrate;
A thin film transistor formed on the display element side of the first substrate;
A pixel electrode formed on the display element side of the thin film transistor so as to overlap the thin film transistor in a plan view;
A shield electrode formed in a layer between the thin film transistor and the pixel electrode,
The thin film transistor
A gate electrode;
A channel region facing the gate electrode through a gate insulating film;
A low-concentration impurity region formed in the same layer as the channel region and located outside the end of the gate electrode in plan view;
A high concentration impurity region formed in the same layer as the channel region and the low concentration impurity region, and located outside the low concentration impurity region in plan view,
The shield electrode is disposed at a position overlapping at least the low-concentration impurity region in plan view.
A display device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The thin film transistor is a staggered transistor, and the shield electrode is disposed so as not to overlap all or part of a region where the gate electrode and the channel region overlap in a plan view.
The display device according to claim 1.
前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された表示素子と、
前記第1の基板の前記表示素子側に形成された薄膜トランジスターと、
前記薄膜トランジスターの前記表示素子側に、平面視で前記薄膜トランジスターと重なるように形成された画素電極と、
前記薄膜トランジスターと前記画素電極との間の層に形成されたシールド電極と、を備え、
前記薄膜トランジスターは、
ゲート電極と、
前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、
前記チャネル領域と同じ層内で形成され、平面視で前記ゲート電極の端部の外側に位置するオフセット領域と、
前記チャネル領域及び前記オフセット領域と同じ層内で形成され、平面視で前記オフセット領域の外側に位置する高濃度不純物領域と、を有し、
前記シールド電極は、平面視で少なくとも前記オフセット領域に重なる位置に配置される、
ことを特徴とする表示装置。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite to the first substrate;
A display element disposed between the first substrate and the second substrate;
A thin film transistor formed on the display element side of the first substrate;
A pixel electrode formed on the display element side of the thin film transistor so as to overlap the thin film transistor in a plan view;
A shield electrode formed in a layer between the thin film transistor and the pixel electrode,
The thin film transistor
A gate electrode;
A channel region facing the gate electrode through a gate insulating film;
An offset region formed in the same layer as the channel region, and located outside the end of the gate electrode in plan view;
A high-concentration impurity region formed in the same layer as the channel region and the offset region, and located outside the offset region in plan view,
The shield electrode is disposed at a position overlapping at least the offset region in plan view;
A display device characterized by that.
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 The thin film transistor is a staggered transistor, and the shield electrode is disposed so as not to overlap all or part of a region where the gate electrode and the channel region overlap in a plan view.
The display device according to claim 4.
前記第1の基板に対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された表示素子と、
前記第1の基板の前記表示素子側に形成された逆スタガ型の薄膜トランジスターと、
前記薄膜トランジスターの前記表示素子側に、平面視で前記薄膜トランジスターと重なるように形成された画素電極と、
前記薄膜トランジスターと前記画素電極との間の層に形成されたシールド電極と、を備え、
前記薄膜トランジスターは、
ゲート電極と、
前記ゲート電極に対してゲート絶縁膜を介して対峙するチャネル領域と、
前記チャネル領域の一部に重なるように配置されたソース電極と、
前記チャネル領域の一部に重なるように配置され、前記ソース電極との間に空隙を有して配置されたドレイン電極と、を有し、
前記シールド電極は、平面視で少なくとも前記空隙に重なる位置に配置される、
ことを特徴とする表示装置。 A first substrate;
A second substrate disposed opposite to the first substrate;
A display element disposed between the first substrate and the second substrate;
An inverted staggered thin film transistor formed on the display element side of the first substrate;
A pixel electrode formed on the display element side of the thin film transistor so as to overlap the thin film transistor in a plan view;
A shield electrode formed in a layer between the thin film transistor and the pixel electrode,
The thin film transistor
A gate electrode;
A channel region facing the gate electrode through a gate insulating film;
A source electrode arranged to overlap a part of the channel region;
A drain electrode disposed so as to overlap a part of the channel region and having a gap between the source electrode, and
The shield electrode is disposed at a position overlapping at least the gap in plan view.
A display device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の表示装置。 The thin film transistor is N-type, and the shield electrode is connected to a wiring having a potential equal to or lower than the potential applied to the source of the thin film transistor.
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の表示装置。 The thin film transistor is P-type, and the shield electrode is connected to a wiring having a potential equal to or higher than the potential applied to the source of the thin film transistor.
The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
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