JPH05273589A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
- Publication number
- JPH05273589A JPH05273589A JP10214492A JP10214492A JPH05273589A JP H05273589 A JPH05273589 A JP H05273589A JP 10214492 A JP10214492 A JP 10214492A JP 10214492 A JP10214492 A JP 10214492A JP H05273589 A JPH05273589 A JP H05273589A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- crystal display
- active matrix
- display device
- substrate
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- Pending
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- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の発熱
による温度上昇を防止する。 【構成】 アクティブマトリクス基板２と対向基板３と
は所定の間隙を介して対面配置しており間隙内に液晶層
を保持する。アクティブマトリクス基板２には表示部に
加えて駆動回路部も形成されておりモノリシック構造と
なっている。表示部はマトリクス状に配列された表示ユ
ニットあるいは画素を含んでいる。一方、駆動回路部は
電流駆動能力の高いＴＦＴ５を含んでおり強力な発熱源
となる。このＴＦＴ５を囲む様に熱伝導部材６が設けら
れており放熱パッド７に接続している。
による温度上昇を防止する。 【構成】 アクティブマトリクス基板２と対向基板３と
は所定の間隙を介して対面配置しており間隙内に液晶層
を保持する。アクティブマトリクス基板２には表示部に
加えて駆動回路部も形成されておりモノリシック構造と
なっている。表示部はマトリクス状に配列された表示ユ
ニットあるいは画素を含んでいる。一方、駆動回路部は
電流駆動能力の高いＴＦＴ５を含んでおり強力な発熱源
となる。このＴＦＴ５を囲む様に熱伝導部材６が設けら
れており放熱パッド７に接続している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表示部あるいは画素部と
ともに駆動回路部も同一基板上に形成されたモノリシッ
クタイプのアクティブマトリクス型液晶表示装置に関す
る。より詳しくは、駆動回路部に設けられた薄膜トラン
ジスタからの発熱に対する放熱構造に関する。
ともに駆動回路部も同一基板上に形成されたモノリシッ
クタイプのアクティブマトリクス型液晶表示装置に関す
る。より詳しくは、駆動回路部に設けられた薄膜トラン
ジスタからの発熱に対する放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明の背景を明らかにする為に図９を
参照してモノリシックタイプのアクティブマトリクス型
液晶表示装置の一般的な構造を簡潔に説明する。この型
の表示装置はアクティブマトリクス基板１０１と対向基
板１０２をスペーサ１０３で貼り合わせた構造を有し、
両基板１０１，１０２の間隙には液晶層が封入充填され
ている。アクティブマトリクス基板１０１の内表面には
画素部もしくは表示部１０４が形成されている。この表
示部１０４はマトリクス状に配列された画素電極とこれ
を個々に駆動する為のスイッチング素子とを含んでい
る。スイッチング素子は通常多結晶シリコンからなる薄
膜トランジスタが用いられている。アクティブマトリク
ス基板１０１には駆動回路部あるいは周辺部も設けられ
ており、これには水平駆動回路１０５や垂直駆動回路１
０６が含まれる。これらの駆動回路はスイッチング素子
を例えば点順次で駆動し画像表示を行なうものである。
これらの駆動回路１０５，１０６も多結晶シリコンから
なる薄膜トランジスタで構成されている。周辺部は引き
出し電極１０７を介して外部回路に接続される。
参照してモノリシックタイプのアクティブマトリクス型
液晶表示装置の一般的な構造を簡潔に説明する。この型
の表示装置はアクティブマトリクス基板１０１と対向基
板１０２をスペーサ１０３で貼り合わせた構造を有し、
両基板１０１，１０２の間隙には液晶層が封入充填され
ている。アクティブマトリクス基板１０１の内表面には
画素部もしくは表示部１０４が形成されている。この表
示部１０４はマトリクス状に配列された画素電極とこれ
を個々に駆動する為のスイッチング素子とを含んでい
る。スイッチング素子は通常多結晶シリコンからなる薄
膜トランジスタが用いられている。アクティブマトリク
ス基板１０１には駆動回路部あるいは周辺部も設けられ
ており、これには水平駆動回路１０５や垂直駆動回路１
０６が含まれる。これらの駆動回路はスイッチング素子
を例えば点順次で駆動し画像表示を行なうものである。
これらの駆動回路１０５，１０６も多結晶シリコンから
なる薄膜トランジスタで構成されている。周辺部は引き
出し電極１０７を介して外部回路に接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】引き続き図９を参照し
て発明が解決しようとする課題を簡潔に説明する。アク
ティブマトリクス基板１０１は一般に石英ガラス材料か
ら構成されており熱伝導率は１４．２×１０-3Ｗ／cm・
Ｋ程度であって通常のＬＳＩ製造に用いられるシリコン
ウェハの１／６０と小さい。この基板の内表面には前述
した様に駆動回路１０５，１０６が形成されている。こ
れらの駆動回路に含まれる薄膜トランジスタは高密度で
集積されており且つ高速で動作するので発熱が伴なう。
しかしながらアクティブマトリクス基板１０１の放熱機
能が不十分の為発生した熱は表示装置内に蓄積される傾
向にある。基板表面からの輻射放熱だけでは冷却能力は
不十分である。特に、液晶表示装置の使用環境温度が高
い場合には冷却が行なわれない事になり装置内部にます
ます熱が蓄積する。一般に薄膜トランジスタはシリコン
ウェハ上に形成したＭＯＳトランジスタと異なり、発熱
に伴ないオン電流やオフ電流が増大し熱暴走を起し易い
特性となっている。熱暴走が一旦生じると発熱量がます
ます増大し装置の破壊やカラーフィルタあるいは偏光板
等の付属部品の熱変形をもたらし、信頼性上問題があっ
た。
て発明が解決しようとする課題を簡潔に説明する。アク
ティブマトリクス基板１０１は一般に石英ガラス材料か
ら構成されており熱伝導率は１４．２×１０-3Ｗ／cm・
Ｋ程度であって通常のＬＳＩ製造に用いられるシリコン
ウェハの１／６０と小さい。この基板の内表面には前述
した様に駆動回路１０５，１０６が形成されている。こ
れらの駆動回路に含まれる薄膜トランジスタは高密度で
集積されており且つ高速で動作するので発熱が伴なう。
しかしながらアクティブマトリクス基板１０１の放熱機
能が不十分の為発生した熱は表示装置内に蓄積される傾
向にある。基板表面からの輻射放熱だけでは冷却能力は
不十分である。特に、液晶表示装置の使用環境温度が高
い場合には冷却が行なわれない事になり装置内部にます
ます熱が蓄積する。一般に薄膜トランジスタはシリコン
ウェハ上に形成したＭＯＳトランジスタと異なり、発熱
に伴ないオン電流やオフ電流が増大し熱暴走を起し易い
特性となっている。熱暴走が一旦生じると発熱量がます
ます増大し装置の破壊やカラーフィルタあるいは偏光板
等の付属部品の熱変形をもたらし、信頼性上問題があっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の問
題点あるいは課題に鑑み、本発明はモノリシック型のア
クティブマトリクスタイプ液晶表示装置に効果的な放熱
機能を付与する事を目的とする。かかる目的を達成する
為に講じられた手段を簡潔に説明する。この発明が対象
とする液晶表示装置は一般的な構成として、マトリクス
状に配列された複数の表示ユニットあるいは画素からな
る液晶表示部及びこの液晶表示部に接続され薄膜トラン
ジスタから構成された駆動回路部が形成されたアクティ
ブマトリクス基板と、対向電極を有し前記アクティブマ
トリクス基板に対向配置された対向基板と、前記アクテ
ィブマトリクス基板と対向基板との間に保持された液晶
層とを備えている。かかる構成を有する液晶表示装置に
おいて、前記薄膜トランジスタの周囲部に熱伝導部材を
配置し且つこの熱伝導部材を外部の支持体に接続すると
いう手段を講じた。あるいは、前記薄膜トランジスタを
覆う保護膜上を熱伝導部材で被覆し且つこの熱伝導部材
を外部の支持体に接続するという手段を講じた。
題点あるいは課題に鑑み、本発明はモノリシック型のア
クティブマトリクスタイプ液晶表示装置に効果的な放熱
機能を付与する事を目的とする。かかる目的を達成する
為に講じられた手段を簡潔に説明する。この発明が対象
とする液晶表示装置は一般的な構成として、マトリクス
状に配列された複数の表示ユニットあるいは画素からな
る液晶表示部及びこの液晶表示部に接続され薄膜トラン
ジスタから構成された駆動回路部が形成されたアクティ
ブマトリクス基板と、対向電極を有し前記アクティブマ
トリクス基板に対向配置された対向基板と、前記アクテ
ィブマトリクス基板と対向基板との間に保持された液晶
層とを備えている。かかる構成を有する液晶表示装置に
おいて、前記薄膜トランジスタの周囲部に熱伝導部材を
配置し且つこの熱伝導部材を外部の支持体に接続すると
いう手段を講じた。あるいは、前記薄膜トランジスタを
覆う保護膜上を熱伝導部材で被覆し且つこの熱伝導部材
を外部の支持体に接続するという手段を講じた。
【０００５】
【作用】本発明によれば、発熱源となる薄膜トランジス
タの近傍に熱伝導部材を配置する様にしている。この熱
伝導部材は例えば金属膜をパタニングして形成され極め
て熱伝達特性に優れている。従って、薄膜トランジスタ
からの発熱は近傍の熱伝導部材に伝わり最終的に外部の
支持体あるいは金属フレームに放熱され優れた冷却機能
が得られる。この為、表示装置内部の熱蓄積を抑制でき
温度上昇を防げるので薄膜トランジスタ等の熱暴走を防
止できる。
タの近傍に熱伝導部材を配置する様にしている。この熱
伝導部材は例えば金属膜をパタニングして形成され極め
て熱伝達特性に優れている。従って、薄膜トランジスタ
からの発熱は近傍の熱伝導部材に伝わり最終的に外部の
支持体あるいは金属フレームに放熱され優れた冷却機能
が得られる。この為、表示装置内部の熱蓄積を抑制でき
温度上昇を防げるので薄膜トランジスタ等の熱暴走を防
止できる。
【０００６】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は本発明にかかるモノリシック型
アクティブマトリクスタイプ液晶表示装置の第一実施例
を示す模式的な斜視図である。この液晶表示装置１は、
アクティブマトリクス基板２と対向基板３とをスペーサ
４を用いて所定の間隙を介し重ね合わせ該間隙内に液晶
層を封入充填してなる液晶セル構造を有する。アクティ
ブマトリクス基板２及び対向基板３は例えば耐熱性に優
れ且つ高純度の石英ガラス材料等からなり、液晶層は例
えばツイストネマティック配向された液晶材料からな
る。なお図示しないが、液晶セル構造の表裏両面には通
常偏光板が貼り付けられている。又、対向基板３の内表
面には対向電極とカラーフィルタが形成されている。
詳細に説明する。図１は本発明にかかるモノリシック型
アクティブマトリクスタイプ液晶表示装置の第一実施例
を示す模式的な斜視図である。この液晶表示装置１は、
アクティブマトリクス基板２と対向基板３とをスペーサ
４を用いて所定の間隙を介し重ね合わせ該間隙内に液晶
層を封入充填してなる液晶セル構造を有する。アクティ
ブマトリクス基板２及び対向基板３は例えば耐熱性に優
れ且つ高純度の石英ガラス材料等からなり、液晶層は例
えばツイストネマティック配向された液晶材料からな
る。なお図示しないが、液晶セル構造の表裏両面には通
常偏光板が貼り付けられている。又、対向基板３の内表
面には対向電極とカラーフィルタが形成されている。
【０００７】アクティブマトリクス基板２の内表面中央
部にはマトリクス状に配列された複数の表示ユニットあ
るいは画素からなる液晶表示部（図示省略）が形成され
ている。又、周辺部には垂直駆動回路部及び水平駆動回
路部が形成されている。図示の例では、これらの駆動回
路部に含まれる薄膜トランジスタあるいはＴＦＴを１個
だけ取り出し拡大誇張して示してある。このＴＦＴ５の
周囲には熱伝導部材６が配置されている。熱伝導部材６
は例えば高い熱伝導率を有する金属等をアクティブマト
リクス基板２の表面に成膜した後所定の形状にパタニン
グして得られる。金属材料としては例えばアルミニウ
ム、銅、金あるいはステンレス等を選択する事ができ
る。又、金属材料に代えて例えば多結晶シリコン材料を
用いても同様な熱伝導機能を得る事ができる。特に、多
結晶シリコンはＴＦＴ５の半導体活性層やゲート電極等
を構成する材料でもあるので製造工程上有利である。パ
タニングされた熱伝導部材６はＴＦＴ５の周辺部から延
設されアクティブマトリクス基板２の露出した表面に形
成された放熱パッド７に接続している。この放熱パッド
７は外部の支持体例えば液晶セルの金属フレーム等に接
触しており、発熱源となるＴＦＴ５に対して極めて効果
的な放熱路を形成している。
部にはマトリクス状に配列された複数の表示ユニットあ
るいは画素からなる液晶表示部（図示省略）が形成され
ている。又、周辺部には垂直駆動回路部及び水平駆動回
路部が形成されている。図示の例では、これらの駆動回
路部に含まれる薄膜トランジスタあるいはＴＦＴを１個
だけ取り出し拡大誇張して示してある。このＴＦＴ５の
周囲には熱伝導部材６が配置されている。熱伝導部材６
は例えば高い熱伝導率を有する金属等をアクティブマト
リクス基板２の表面に成膜した後所定の形状にパタニン
グして得られる。金属材料としては例えばアルミニウ
ム、銅、金あるいはステンレス等を選択する事ができ
る。又、金属材料に代えて例えば多結晶シリコン材料を
用いても同様な熱伝導機能を得る事ができる。特に、多
結晶シリコンはＴＦＴ５の半導体活性層やゲート電極等
を構成する材料でもあるので製造工程上有利である。パ
タニングされた熱伝導部材６はＴＦＴ５の周辺部から延
設されアクティブマトリクス基板２の露出した表面に形
成された放熱パッド７に接続している。この放熱パッド
７は外部の支持体例えば液晶セルの金属フレーム等に接
触しており、発熱源となるＴＦＴ５に対して極めて効果
的な放熱路を形成している。
【０００８】図２は、図１に示すＴＦＴ５を拡大して示
したものである。ＴＦＴ５は島状にパタニングされた第
一ポリシリコン膜８を半導体活性層として形成されてい
る。第一ポリシリコン膜８を横切る様にゲート絶縁膜を
介して第二ポリシリコン膜９がパタニング形成されてお
りゲート電極を構成する。ゲート電極の両側に位置する
ソース領域及びドレイン領域はコンタクト１０を介して
配線１１に接続されている。この配線は第二ポリシリコ
ン膜９と同一の材料あるいは金属膜材料から構成されて
いる。かかる構造を有するＴＦＴ５の周囲には前述した
様に熱伝導部材６がパタニング形成されている。この熱
伝導部材６は例えば第二ポリシリコン膜９あるいは配線
１１と同一の材料を用いて形成でき、追加の成膜工程を
要しないので製造上有利である。
したものである。ＴＦＴ５は島状にパタニングされた第
一ポリシリコン膜８を半導体活性層として形成されてい
る。第一ポリシリコン膜８を横切る様にゲート絶縁膜を
介して第二ポリシリコン膜９がパタニング形成されてお
りゲート電極を構成する。ゲート電極の両側に位置する
ソース領域及びドレイン領域はコンタクト１０を介して
配線１１に接続されている。この配線は第二ポリシリコ
ン膜９と同一の材料あるいは金属膜材料から構成されて
いる。かかる構造を有するＴＦＴ５の周囲には前述した
様に熱伝導部材６がパタニング形成されている。この熱
伝導部材６は例えば第二ポリシリコン膜９あるいは配線
１１と同一の材料を用いて形成でき、追加の成膜工程を
要しないので製造上有利である。
【０００９】図３に本発明の第二実施例を示す。石英基
板２１の表面にＴＦＴ２２が形成されている。ＴＦＴ２
２は半導体活性層を形成する第一ポリシリコン膜２３と
ゲート絶縁膜２４とゲート電極を構成する第二ポリシリ
コン膜２５とを積層した構造を有する。なおゲート絶縁
膜２４は耐圧性を高める為酸化シリコン／窒化シリコン
／酸化シリコンの３層構造となっている。ＴＦＴ２２の
上部は第一層間絶縁膜あるいは第一ＰＳＧ膜２６により
被覆されている。このＰＳＧ膜２６の上にはパタニング
された配線２７が形成されておりコンタクトホールを介
してＴＦＴ２２のソース領域及びドレイン領域に電気接
続されている。配線２７は第二層間絶縁膜あるいは第二
ＰＳＧ膜２８により被覆されている。その上にはパッシ
ベーション膜あるいはＳｉＮ膜２９を介して熱伝導部材
３０が被覆されている。この熱伝導部材３０は石英基板
２１に比べて遥かに大きな熱伝導率を有する膜材料から
構成されており且つＴＦＴ２２を上部から被覆している
ので極めて効率的な放熱機能を奏する。
板２１の表面にＴＦＴ２２が形成されている。ＴＦＴ２
２は半導体活性層を形成する第一ポリシリコン膜２３と
ゲート絶縁膜２４とゲート電極を構成する第二ポリシリ
コン膜２５とを積層した構造を有する。なおゲート絶縁
膜２４は耐圧性を高める為酸化シリコン／窒化シリコン
／酸化シリコンの３層構造となっている。ＴＦＴ２２の
上部は第一層間絶縁膜あるいは第一ＰＳＧ膜２６により
被覆されている。このＰＳＧ膜２６の上にはパタニング
された配線２７が形成されておりコンタクトホールを介
してＴＦＴ２２のソース領域及びドレイン領域に電気接
続されている。配線２７は第二層間絶縁膜あるいは第二
ＰＳＧ膜２８により被覆されている。その上にはパッシ
ベーション膜あるいはＳｉＮ膜２９を介して熱伝導部材
３０が被覆されている。この熱伝導部材３０は石英基板
２１に比べて遥かに大きな熱伝導率を有する膜材料から
構成されており且つＴＦＴ２２を上部から被覆している
ので極めて効率的な放熱機能を奏する。
【００１０】モノリシック型アクティブマトリクスタイ
プ液晶表示装置の基板周辺部に組み込まれる水平駆動回
路あるいは垂直駆動回路は集積形成されたＴＦＴ群から
なる。個々のＴＦＴの機能により電流駆動能力が異な
る。本発明は電流駆動能力が大きく強力な発熱源となる
特定のＴＦＴに対して選択的に適用する事が有効であ
る。この点を明らかにする為、まず図４を参照して駆動
回路部の構成を説明する。一般に、駆動回路部はシフト
レジスタ回路４１を備えており多数のＣＭＯＳＴＦＴに
より構成されている。シフトレジスタ回路４１の両端に
は入力バッファ回路４２と出力バッファ回路４３が各々
接続されている。これらのバッファ回路もＴＦＴで構成
されており、シフトレジスタ回路４１に含まれるＴＦＴ
に比べて電流駆動能力が大きい点に特徴がある。これら
バッファ回路４２，４３は入力信号あるいは出力信号の
波形整形もしくは遅延時間の短縮を主目的とする。さら
に、シフトレジスタ回路４１にはクロック入力バッファ
回路４４を介してクロック信号が供給される様になって
いる。この入力バッファ回路４４もシフトレジスタ回路
４１に使われるＴＦＴに比べて１０倍〜１０００倍の電
流駆動能力を持っている。従って、これらのバッファ回
路は強力な発熱源であり本発明の好適な対象となる。
プ液晶表示装置の基板周辺部に組み込まれる水平駆動回
路あるいは垂直駆動回路は集積形成されたＴＦＴ群から
なる。個々のＴＦＴの機能により電流駆動能力が異な
る。本発明は電流駆動能力が大きく強力な発熱源となる
特定のＴＦＴに対して選択的に適用する事が有効であ
る。この点を明らかにする為、まず図４を参照して駆動
回路部の構成を説明する。一般に、駆動回路部はシフト
レジスタ回路４１を備えており多数のＣＭＯＳＴＦＴに
より構成されている。シフトレジスタ回路４１の両端に
は入力バッファ回路４２と出力バッファ回路４３が各々
接続されている。これらのバッファ回路もＴＦＴで構成
されており、シフトレジスタ回路４１に含まれるＴＦＴ
に比べて電流駆動能力が大きい点に特徴がある。これら
バッファ回路４２，４３は入力信号あるいは出力信号の
波形整形もしくは遅延時間の短縮を主目的とする。さら
に、シフトレジスタ回路４１にはクロック入力バッファ
回路４４を介してクロック信号が供給される様になって
いる。この入力バッファ回路４４もシフトレジスタ回路
４１に使われるＴＦＴに比べて１０倍〜１０００倍の電
流駆動能力を持っている。従って、これらのバッファ回
路は強力な発熱源であり本発明の好適な対象となる。
【００１１】図５にバッファ回路の一例を示す。このバ
ッファ回路は電源ラインＶＤＤと接地ラインＧＮＤとの
間に直列接続されたＰチャネルトランジスタとＮチャネ
ルトランジスタとからなり、ともに大きな電流駆動能力
を得る為デバイスサイズが大きい。かかる構造を有する
バッファ回路の周辺及び／又は上部を熱伝導部材で囲む
事により発熱源の冷却を図る。
ッファ回路は電源ラインＶＤＤと接地ラインＧＮＤとの
間に直列接続されたＰチャネルトランジスタとＮチャネ
ルトランジスタとからなり、ともに大きな電流駆動能力
を得る為デバイスサイズが大きい。かかる構造を有する
バッファ回路の周辺及び／又は上部を熱伝導部材で囲む
事により発熱源の冷却を図る。
【００１２】又、本発明は保護回路に対しても効果的に
適用可能である。図６に入力保護回路の一例を示す。こ
の保護回路は入力パッドと内部回路側との間に介在し１
個の入力抵抗と一対のＮチャネルトランジスタとからな
る。入力パッドに外部からサージ（破壊電圧）が加わっ
た時多量の熱を生じる。従ってかかる構成を有する保護
回路の周辺及び／又は上部を熱伝導部材で囲む事により
効果的な放熱が行なえる。
適用可能である。図６に入力保護回路の一例を示す。こ
の保護回路は入力パッドと内部回路側との間に介在し１
個の入力抵抗と一対のＮチャネルトランジスタとからな
る。入力パッドに外部からサージ（破壊電圧）が加わっ
た時多量の熱を生じる。従ってかかる構成を有する保護
回路の周辺及び／又は上部を熱伝導部材で囲む事により
効果的な放熱が行なえる。
【００１３】次に本発明の有用性を評価する為に適当な
熱源モデルを設定し発熱状況のシュミレーションを行な
った。図７に設定された熱源モデルを示す。これは、Ｔ
ＦＴ素子をモデル化したものである。石英基板５１の上
に所定の面積を有する積層構造が配置されている。この
積層構造は下から順に第一ＰｏｌｙＳｉ膜５２、ＳｉＯ
2 膜５３、第二ＰｏｌｙＳｉ膜５４、ＰＳＧ膜５５を有
している。この積層構造の上にはさらに液晶層５６が配
置している。各層の膜厚ｄについては典型的なＴＦＴデ
バイスに併せて、第一ＰｏｌｙＳｉ膜５２を４５０×１
０-8cmに設定し、ＳｉＯ2 膜５３を８００×１０-8cmに
設定し、第二ＰｏｌｙＳｉ膜５４を３５００×１０-8cm
に設定し、ＰＳＧ膜５５を７５００×１０-8cmに設定し
た。又、各層の熱伝導率Ｋについては例えば理科年表か
ら得られる数値を当て、シリコンからなる第一Ｐｏｌｙ
Ｓｉ膜５２及び第二ＰｏｌｙＳｉ膜５４については０．
８Ｗ／cm・Ｋとし、二酸化シリコンからなるＳｉＯ2 膜
５３、ＰＳＧ膜５５及び石英基板５１については０．０
１４Ｗ／cm・Ｋとした。さらに、液晶層５６については
ベンゼンで近似する事とし熱伝導率を０．００１６Ｗ／
cm・Ｋとした。
熱源モデルを設定し発熱状況のシュミレーションを行な
った。図７に設定された熱源モデルを示す。これは、Ｔ
ＦＴ素子をモデル化したものである。石英基板５１の上
に所定の面積を有する積層構造が配置されている。この
積層構造は下から順に第一ＰｏｌｙＳｉ膜５２、ＳｉＯ
2 膜５３、第二ＰｏｌｙＳｉ膜５４、ＰＳＧ膜５５を有
している。この積層構造の上にはさらに液晶層５６が配
置している。各層の膜厚ｄについては典型的なＴＦＴデ
バイスに併せて、第一ＰｏｌｙＳｉ膜５２を４５０×１
０-8cmに設定し、ＳｉＯ2 膜５３を８００×１０-8cmに
設定し、第二ＰｏｌｙＳｉ膜５４を３５００×１０-8cm
に設定し、ＰＳＧ膜５５を７５００×１０-8cmに設定し
た。又、各層の熱伝導率Ｋについては例えば理科年表か
ら得られる数値を当て、シリコンからなる第一Ｐｏｌｙ
Ｓｉ膜５２及び第二ＰｏｌｙＳｉ膜５４については０．
８Ｗ／cm・Ｋとし、二酸化シリコンからなるＳｉＯ2 膜
５３、ＰＳＧ膜５５及び石英基板５１については０．０
１４Ｗ／cm・Ｋとした。さらに、液晶層５６については
ベンゼンで近似する事とし熱伝導率を０．００１６Ｗ／
cm・Ｋとした。
【００１４】この様にパラメータを設定した上で当該熱
源モデルの熱抵抗Ｒｔを以下の数式に従って計算した。
この計算によれば、熱抵抗Ｒｔは（５．９７×１０-3）
／Ａ＋５５．６８４ （℃／Ｗ）で与えられる。なお、
パラメータＡは熱源モデルの表面積である。
源モデルの熱抵抗Ｒｔを以下の数式に従って計算した。
この計算によれば、熱抵抗Ｒｔは（５．９７×１０-3）
／Ａ＋５５．６８４ （℃／Ｗ）で与えられる。なお、
パラメータＡは熱源モデルの表面積である。
【数１】
【００１５】上述の計算結果を図８にグラフ化した。こ
のグラフの縦軸は熱抵抗Ｒｔであり横軸は素子面積Ａで
ある。素子面積あるいはデバイス面積が大きくなるに従
って熱抵抗は定常値に近づく。
のグラフの縦軸は熱抵抗Ｒｔであり横軸は素子面積Ａで
ある。素子面積あるいはデバイス面積が大きくなるに従
って熱抵抗は定常値に近づく。
【００１６】次に以下の表１に本発明が適用されるデバ
イスの実際の面積を示す。
イスの実際の面積を示す。
【表１】
【００１７】入力バッファを構成するＰチャネルトラン
ジスタのチャネル幅Ｗは５０μｍでありチャネル長Ｌは
７μｍである。従って、デバイス面積は３．５×１０-6
cm2となる。以下同様に、入力バッファのＮチャネルト
ランジスタは７×１０-6cm2であり、出力バッファのＰ
チャネルトランジスタは４×１０-6cm2 であり、出力バ
ッファのＮチャネルトランジスタは７×１０-6cm2 であ
り、保護回路のＮチャネルトランジスタは１．７３×１
０-4cm2 である。
ジスタのチャネル幅Ｗは５０μｍでありチャネル長Ｌは
７μｍである。従って、デバイス面積は３．５×１０-6
cm2となる。以下同様に、入力バッファのＮチャネルト
ランジスタは７×１０-6cm2であり、出力バッファのＰ
チャネルトランジスタは４×１０-6cm2 であり、出力バ
ッファのＮチャネルトランジスタは７×１０-6cm2 であ
り、保護回路のＮチャネルトランジスタは１．７３×１
０-4cm2 である。
【００１８】次に、表１で得られたデバイス面積データ
に従って各ＴＦＴの消費電力及び熱抵抗を求め最終的に
熱平衡状態における各ＴＦＴの昇温分を見積った。結果
を以下の表２に示す。
に従って各ＴＦＴの消費電力及び熱抵抗を求め最終的に
熱平衡状態における各ＴＦＴの昇温分を見積った。結果
を以下の表２に示す。
【表２】
【００１９】表２に示すデータに関し、各ＴＦＴの最大
出力電流についてはチャネル幅Ｗが２０μｍでチャネル
長Ｌが７μｍのデバイスに流れるオン電流が５００μＡ
程度である事を基準にして比例計算により求めた。駆動
電圧についてはアクティブマトリクス型液晶表示装置に
印加される標準的な値１４Ｖに設定した。消費電力は各
ＴＦＴについて最大出力電流と駆動電圧を掛け合わせて
計算した。又、熱抵抗については先に求めた数式に従っ
て計算した。最後に、熱平衡状態からの昇温分について
は消費電力と熱抵抗の値を掛け合わせて求めた。この結
果によると、入力バッファ及び出力バッファに用いられ
るＴＦＴについては熱平衡状態に対して３０℃程度局部
的に温度が上昇する。又、保護回路に用いられるＴＦＴ
については５５℃程度まで局部的に昇温する。例えば、
液晶表示装置の動作環境温度が７０℃程度である場合に
は入力バッファ及び出力バッファ周辺は１００℃まで上
昇し、保護回路の周辺は１２５℃まで上昇する。この状
態から考えると、熱伝導部材を設け放熱を行なう事は液
晶表示装置の熱破壊を防止する上で必要不可欠である。
出力電流についてはチャネル幅Ｗが２０μｍでチャネル
長Ｌが７μｍのデバイスに流れるオン電流が５００μＡ
程度である事を基準にして比例計算により求めた。駆動
電圧についてはアクティブマトリクス型液晶表示装置に
印加される標準的な値１４Ｖに設定した。消費電力は各
ＴＦＴについて最大出力電流と駆動電圧を掛け合わせて
計算した。又、熱抵抗については先に求めた数式に従っ
て計算した。最後に、熱平衡状態からの昇温分について
は消費電力と熱抵抗の値を掛け合わせて求めた。この結
果によると、入力バッファ及び出力バッファに用いられ
るＴＦＴについては熱平衡状態に対して３０℃程度局部
的に温度が上昇する。又、保護回路に用いられるＴＦＴ
については５５℃程度まで局部的に昇温する。例えば、
液晶表示装置の動作環境温度が７０℃程度である場合に
は入力バッファ及び出力バッファ周辺は１００℃まで上
昇し、保護回路の周辺は１２５℃まで上昇する。この状
態から考えると、熱伝導部材を設け放熱を行なう事は液
晶表示装置の熱破壊を防止する上で必要不可欠である。
【００２０】液晶パネルに充填される液晶材料には温度
依存性があり周囲環境温度の影響を受ける。一般に上限
補償温度５５℃が規格になっている。実際には照明用と
してバックライトが用いられるのでその加熱分１５℃を
見込んで７０℃までの正常動作を保証する必要がある。
しかしながら、何ら放熱手段を備えない場合には上述し
た様に熱源からの発熱によりパネル温度は容易に１００
℃程度まで上昇する。これに熱暴走が加わるとパネル温
度はさらに上昇する。液晶パネルに設けられた偏光板や
カラーフィルタは有機材料から構成されており軟化点は
１２０℃程度である。従って、パネル温度上昇があると
容易に損傷を受けフィルムが剥離したり変色する惧れが
ある。かかる故障発生を防止する為に本発明の放熱手段
は実際的に有効である。
依存性があり周囲環境温度の影響を受ける。一般に上限
補償温度５５℃が規格になっている。実際には照明用と
してバックライトが用いられるのでその加熱分１５℃を
見込んで７０℃までの正常動作を保証する必要がある。
しかしながら、何ら放熱手段を備えない場合には上述し
た様に熱源からの発熱によりパネル温度は容易に１００
℃程度まで上昇する。これに熱暴走が加わるとパネル温
度はさらに上昇する。液晶パネルに設けられた偏光板や
カラーフィルタは有機材料から構成されており軟化点は
１２０℃程度である。従って、パネル温度上昇があると
容易に損傷を受けフィルムが剥離したり変色する惧れが
ある。かかる故障発生を防止する為に本発明の放熱手段
は実際的に有効である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、石
英ガラス等の絶縁基板上に薄膜トランジスタからなる駆
動回路部を形成した液晶表示装置において、駆動回路内
の大きな電流駆動能力を有する薄膜トランジスタの周辺
及び／又は上部に熱伝導部材を設けるとともにこれを外
部支持体に接続する構造とした。この為局部的な温度上
昇を抑制する事ができ液晶表示装置の熱的な損傷を防止
できるという効果がある。又、液晶表示装置に含まれる
駆動回路の熱暴走が抑えられるので信頼性が向上すると
いう効果がある。
英ガラス等の絶縁基板上に薄膜トランジスタからなる駆
動回路部を形成した液晶表示装置において、駆動回路内
の大きな電流駆動能力を有する薄膜トランジスタの周辺
及び／又は上部に熱伝導部材を設けるとともにこれを外
部支持体に接続する構造とした。この為局部的な温度上
昇を抑制する事ができ液晶表示装置の熱的な損傷を防止
できるという効果がある。又、液晶表示装置に含まれる
駆動回路の熱暴走が抑えられるので信頼性が向上すると
いう効果がある。
【図１】本発明にかかる液晶表示装置の第一実施例を示
す外観斜視図である。
す外観斜視図である。
【図２】図１に示す第一実施例の要部拡大図である。
【図３】本発明にかかる液晶表示装置の第二実施例を示
す要部断面図である。
す要部断面図である。
【図４】本発明にかかる液晶表示装置に組み込まれる駆
動回路部のブロック図である。
動回路部のブロック図である。
【図５】本発明が適用される入力バッファ回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図６】本発明が適用される保護回路の構成図である。
【図７】発熱量の算定に用いられた熱源モデルを示す模
式図である。
式図である。
【図８】ＴＦＴ素子の熱抵抗とデバイス寸法との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図９】従来の液晶表示装置の外観斜視図である。
１ 液晶表示装置 ２ アクティブマトリクス基板 ３ 対向基板 ４ スペーサ ５ ＴＦＴ ６ 熱伝導部材 ７ 放熱パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/784
Claims (2)
- 【請求項１】 マトリクス状に配列された複数の表示ユ
ニットからなる液晶表示部及びこの液晶表示部に接続さ
れ薄膜トランジスタから構成された駆動回路部が形成さ
れたアクティブマトリクス基板と、対向電極を有し前記
アクティブマトリクス基板に対向配置された対向基板
と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に
保持された液晶層とを備え、前記薄膜トランジスタの周
囲部に熱伝導部材を配置し、この熱伝導部材を外部の支
持体に接続した事を特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 マトリクス状に配列された複数の表示ユ
ニットからなる液晶表示部及びこの液晶表示部に接続さ
れ薄膜トランジスタから構成された駆動回路部が形成さ
れたアクティブマトリクス基板と、対向電極を有し前記
アクティブマトリクス基板に対向配置された対向基板
と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に
保持された液晶層とを備え、前記薄膜トランジスタを覆
う保護膜上を熱伝導部材で被覆し、この熱伝導部材を外
部の支持体に接続した事を特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10214492A JPH05273589A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10214492A JPH05273589A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273589A true JPH05273589A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=14319561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10214492A Pending JPH05273589A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05273589A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6770936B2 (en) | 1996-10-09 | 2004-08-03 | Seiko Epson Corporation | Thin film transistors, and liquid crystal display device and electronic apparatus using the same |
| JP2007065457A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Nec Corp | 液晶表示装置及び投射型液晶表示装置 |
| JP2015197569A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-09 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電子機器および半導体装置 |
| WO2019031398A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP10214492A patent/JPH05273589A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6770936B2 (en) | 1996-10-09 | 2004-08-03 | Seiko Epson Corporation | Thin film transistors, and liquid crystal display device and electronic apparatus using the same |
| US6933571B2 (en) | 1996-10-09 | 2005-08-23 | Seiko Epson Corporation | Thin film transistors, liquid crystal display device and electronic apparatus using the same |
| JP2007065457A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Nec Corp | 液晶表示装置及び投射型液晶表示装置 |
| JP2015197569A (ja) * | 2014-04-01 | 2015-11-09 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電子機器および半導体装置 |
| WO2019031398A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
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