專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置，尤其涉及具有由多晶硅構(gòu)成的薄膜晶體管
(TFT, Thin Film Transistor )的顯示裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為液晶顯示裝置之一被公知的有在每一像素中具有有 源元件并使該有源元件進(jìn)行開關(guān)工作的有源矩陣型液晶顯示裝置。
作為該有源矩陣型液晶顯示裝置之一被公知的有使用由多晶硅 來(lái)構(gòu)成半導(dǎo)體層的薄膜晶體管(以下稱為多晶硅薄膜晶體管)作為有 源元件的TFT方式的有源矩陣型液晶顯示裝置。
在使用多晶硅薄膜晶體管作為有源元件的液晶顯示組件(以下稱 為Poly-SiTr-TFT液晶顯示組件)的液晶顯示板中，在石英或玻璃 基板上將多晶硅薄膜晶體管配置形成為矩陣狀。由于多晶硅薄膜晶體 管的工作速度高于半導(dǎo)體層由非晶硅構(gòu)成的薄膜晶體管的工作速度， 因此，在Poly-SiTr-TFT液晶顯示組件的液晶顯示板中，其外圍電 路也可以在同 一基板上制作。

發(fā)明內(nèi)容
上述多晶硅薄膜晶體管通過(guò)低溫多晶硅技術(shù)等而形成在玻璃基 板上。
但是，在散熱性較低的玻璃基板上形成的多晶硅薄膜晶體管中存 在如下問(wèn)題，即，在利用IOV以上的高柵極電壓、IOV以上的高漏極 電壓進(jìn)行導(dǎo)通工作時(shí)，由于50(^A級(jí)以上的漏電流而成為至少100°C 以上的高溫，因該自發(fā)熱引起的特性變動(dòng)將有損產(chǎn)品的可靠性。
于提供如下這樣的技術(shù)在顯示裝置中，可以防止由于形成在散熱性 低的基板上的、半導(dǎo)體層由多晶硅構(gòu)成的薄膜晶體管的自發(fā)熱引起的 特性變動(dòng)。
本發(fā)明的上述及其他目的和新特征將通過(guò)本說(shuō)明書的記載和附
圖而得以明確。
簡(jiǎn)要說(shuō)明本申請(qǐng)公開的發(fā)明中的代表性技術(shù)方案如下。 一種顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素的顯示板、和用于驅(qū)動(dòng)上述
多個(gè)子像素的驅(qū)動(dòng)電路，上述驅(qū)動(dòng)電路具有薄膜晶體管，上述薄膜晶
體管的半導(dǎo)體層由多晶硅構(gòu)成，其中，將薄膜晶體管形成在基板(例 如散熱性較低的玻璃基板)上，且用由熱傳導(dǎo)率高的金屬構(gòu)成的金屬
層(例如柵極布線層、或源極布線層、或漏極布線層)隔著絕緣膜覆 蓋薄膜晶體管的柵電極，上述薄膜晶體管是在通常的電路工作下就會(huì)
流過(guò)500pA以上電流而自發(fā)熱的薄膜晶體管。
由此，在本發(fā)明中，將薄膜晶體管導(dǎo)通工作時(shí)產(chǎn)生的熱通過(guò)金屬 層而散熱，從而能夠抑制特性變動(dòng)。
簡(jiǎn)要說(shuō)明本申請(qǐng)公開的發(fā)明中代表性技術(shù)方案所得到的效果如下。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置，可以防止由于形成在散熱性低的基板上 的、半導(dǎo)體層由多晶硅構(gòu)成的薄膜晶體管的自發(fā)熱而引起的特性變動(dòng)。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示組件的液晶顯示板的等效電
路的圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半導(dǎo) 體層的多晶硅薄膜晶體管的電極構(gòu)造的俯視圖。
圖3是表示沿圖2的A-A，剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。
圖4是表示沿圖2的A-A，剖切線的截面構(gòu)造的另一例子的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半導(dǎo) 體層的多晶硅薄膜晶體管的另 一例子的電極構(gòu)造的俯視圖。
圖6是表示沿圖5的A-A'剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。
圖7是表示沿圖5的A-A，剖切線的截面構(gòu)造的另一例子的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半導(dǎo) 體層的多晶硅薄膜晶體管的另 一 例子的電極構(gòu)造的俯視圖。 圖9是表示沿圖8的A-A，剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。 圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半 導(dǎo)體層的多晶硅薄膜晶體管的另 一 例子的電極構(gòu)造的俯視圖。 圖ll是表示沿圖10的A-A，剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。 圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半 導(dǎo)體層的多晶硅薄膜晶體管的另 一 例子的電極構(gòu)造的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
在用于說(shuō)明實(shí)施例的所有附圖中，對(duì)同樣構(gòu)件標(biāo)注相同附圖標(biāo)記 并省略其重復(fù)說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例的液晶顯示組件的液晶顯示板的等效電
路的圖。
在圖1中，100表示顯示部，110表示水平移位寄存器電路(也 稱為圖像線移位寄存器)，120表示垂直移位寄存器電路(也稱為掃 描線移位寄存器)。
顯示部IOO具有配置成矩陣狀的子像素，各子像素配置在相鄰的 兩條掃描線(柵極信號(hào)線或水平信號(hào)線)(GO Gm)、與相鄰的兩 條圖像線(漏極信號(hào)線或垂直信號(hào)線)(Dl Dn)交叉的區(qū)域(4 條信號(hào)線所圍起來(lái)的區(qū)域)內(nèi)。
各子像素具有像素晶體管(TFT),該像素晶體管(TFT)是半 導(dǎo)體層由多晶體構(gòu)成的薄膜晶體管。配置成矩陣狀的各子像素的各列
中每一列的像素晶體管(TFT)的漏電極分別與圖像線(Dl Dn)連 接，各像素晶體管(TFT)的源電極與子像素電極(PX)連接。
漏電極和源電極本來(lái)取決于其間的偏壓極性，因此，在本實(shí)施例 的組件中，由于其極性在工作中反轉(zhuǎn)，所以漏電極、源電極在工作中 交替，但在本說(shuō)明書中，為了便于說(shuō)明，將一方電極固定為漏電極、 另 一 方電極固定為源電極來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。配置成矩陣狀的各子像素的各 行中每一行的像素晶體管(TFT)的柵電極分別與掃描線(G0 Gm) 連接，該掃描線(GO Gm)與水平移位寄存器電路110連接。各像 素晶體管(TFT)在對(duì)柵電極施加正的偏壓時(shí)導(dǎo)通，在對(duì)柵電極施加 負(fù)的偏壓時(shí)截止。由于在像素電極(PX)與對(duì)置電極(CT)之間設(shè) 有液晶層，因此，在各像素電極(PX)等效連接液晶電容(LC)， 在前級(jí)的掃描線(GO Gm)與像素電極(PX)之間連接有保持電容 (Cadd)。
圖1中的水平移位寄存器電路110、垂直移位寄存器電路120是 液晶顯示板內(nèi)的電路(以下稱為外圍電路)。這些外圍電路與構(gòu)成各 子像素的有源元件的像素晶體管(TFT)相同，由使用多晶硅作為半 導(dǎo)體層的薄膜晶體管(以下稱為多晶硅薄膜晶體管)構(gòu)成，這些多晶 硅薄膜晶體管與構(gòu)成各子像素的有源元件的像素晶體管(TFT)同時(shí) 形成。
在本實(shí)施例中，在每1H期間(掃描期間)，自垂直移位寄存器 電路120依次對(duì)各掃描線(GO Gm)輸出掃描線選擇信號(hào)。由此， 柵電極與掃描線(GO Gm)連接的像素晶體管(TFT)在1H期間內(nèi)導(dǎo)通。
另外，在本實(shí)施例中，對(duì)各圖像線(Dl Dn)的每一圖像線設(shè) 置開關(guān)晶體管(SW1 ~ SWn)。該開關(guān)晶體管(SW1 ~ SWn)在1H 期間(掃描期間)內(nèi)利用從水平移位寄存器電路IIO輸出的H電平的 移位輸出而依次導(dǎo)通，使圖像線(Dl ~Dn)與視頻信號(hào)線(SO)連接。
以下，簡(jiǎn)單說(shuō)明本實(shí)施例的液晶顯示板的工作。
圖1所示的水平移位寄存器電路110利用起動(dòng)脈沖和垂直驅(qū)動(dòng)用
時(shí)鐘信號(hào)而依次選擇掃描線(G0~Gm)，對(duì)選擇出的掃描線(G0~ Gm)車命出正的偏壓。
由此，柵電極與所選擇的掃描線(G0~Gm)連接的像素晶體管 (TFT)導(dǎo)通。
另外，水平移位寄存器電路IIO利用起動(dòng)脈沖和水平驅(qū)動(dòng)用時(shí)鐘 信號(hào)而在1H期間(掃描期間)內(nèi)依次使開關(guān)晶體管(SWl~SWn) 導(dǎo)通，使圖像線(Dl Dn)與視頻信號(hào)線(SO)連接。
由此，視頻信號(hào)線(SO)的視頻信號(hào)(視頻信號(hào)的電壓)輸出到 圖像線(Dl Dn),對(duì)柵電極與所選擇的掃描線(G0 Gm)連接的 像素晶體管(TFT)成為導(dǎo)通的子像素寫入所接收的視頻信號(hào)(視頻 信號(hào)的電壓)，在液晶顯示板上顯示圖像。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半導(dǎo) 體層的多晶硅薄膜晶體管的電極構(gòu)造的俯視圖，圖3是表示沿圖2的 A-A，剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。
如圖2、圖3示，本實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的多晶硅薄膜晶體管 包括形成在基板(例如玻璃基板)24上的源電極22、半導(dǎo)體層21 和漏電極23;形成在源電極22、半導(dǎo)體層21和漏電極23上的柵極 絕緣膜25;在柵極絕緣膜25上形成于半導(dǎo)體層21上的柵電極1;形 成在柵電極1上的層間絕緣膜26;形成在層間絕緣膜26上的源極布 線層3、柵極布線層2和漏極布線層4;覆蓋源極布線層3、柵極布線 層2、以及漏極布線層4的保護(hù)膜27。
而且，源極布線層3通過(guò)形成在柵極絕緣膜25和層間絕緣膜26 上的連接孔6而與源電極22連接，漏極布線層4通過(guò)形成在柵極絕 緣膜25和層間絕緣膜26上的連接孔6而與漏電極23連接，柵極布 線層2通過(guò)形成在層間絕緣膜26上的連接孔6而與柵電極1連接。 另外，源極布線層3、柵極布線層2和漏極布線層4由金屬層(例如 鋁、鉬、鴒)構(gòu)成。
圖2、圖3所示的多晶硅薄膜晶體管的特征在于，隔著層間絕緣
膜26用熱傳導(dǎo)率較高的、例如由鋁、鉬、鎢等金屬構(gòu)成的柵極布線 層2來(lái)覆蓋形成在半導(dǎo)體層21上的柵電極1。
由此，在工作時(shí)，流過(guò)500iaA級(jí)以上電流的多晶硅薄膜晶體管在 工作中產(chǎn)生的熱可以通過(guò)該柵極布線層2散熱，因此，可以防止因多 晶硅薄膜晶體管的自發(fā)熱而引起的特性變動(dòng)。
即多晶硅薄膜晶體管的工作時(shí)的自發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致使閾值電壓(V t h ) 等晶體管特性發(fā)生變動(dòng)，但利用本實(shí)施例的構(gòu)造可抑制該特性變動(dòng)， 其結(jié)果，可提高電路工作壽命，提高可靠性。
即使在柵極布線層2沒(méi)有覆蓋柵電極1的全部，而是覆蓋柵電極 1的一部分的構(gòu)造中也會(huì)發(fā)揮上述效果，因此，如圖4所示，只要柵 極布線層2的端部位于柵電極內(nèi)，即從與基板24正交的方向觀察時(shí)， 只要柵極布線層2的端部位于柵極寬度(w)內(nèi)，就可以期待上述效 果。而且，圖4相當(dāng)于沿圖2的B-B，剖切線的截面構(gòu)造。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半導(dǎo) 體層的多晶硅薄膜晶體管的另一例子的電極構(gòu)造的俯視圖，圖6是表 示沿圖5的A-A'剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。
圖5、圖6所示的多晶硅薄膜晶體管的特征在于，隔著層間絕緣 膜26用熱傳導(dǎo)率較高的、例如由鋁、鉬、鴒等金屬構(gòu)成的源極布線 層3來(lái)覆蓋形成在半導(dǎo)體層21上的柵電極1。
圖5、圖6所示的構(gòu)造也可發(fā)揮上述效果。即使源極布線層3不 覆蓋柵電極1的全部、而是覆蓋柵電極1的一部分的構(gòu)造也會(huì)發(fā)揮上 述效果，因此，如圖7所示，只要源極布線層3的端部位于柵電極內(nèi)、 即從與基板24正交的方向觀察時(shí)源極布線層3的端部位于柵極長(zhǎng)度 (L)內(nèi)，就可期待上述效果。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半導(dǎo) 體層的多晶硅薄膜晶體管的另一例子的電極構(gòu)造的俯視圖，圖9是表 示沿圖8的A-A'剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。
圖8、圖9所示的多晶硅薄膜晶體管的特征在于，隔著層間絕緣 膜26用熱傳導(dǎo)率較高的、例如由鋁、鉬、鴒等金屬構(gòu)成的漏極布線
層4來(lái)覆蓋形成在半導(dǎo)體層21上的柵電極1。
圖8、圖9所示的構(gòu)造也可發(fā)揮上述效果。即使漏極布線層4不 覆蓋柵電極1的全部、而是覆蓋柵電極1的一部分的構(gòu)造也會(huì)發(fā)揮上 述效果，因此，只要漏極布線層4的端部位于柵電極內(nèi)、即從與基板 24正交的方向觀察時(shí)漏極布線層4的端部位于圖7所示的柵極長(zhǎng)度 (L)內(nèi)，就可期待上述效果。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半 導(dǎo)體層的多晶硅薄膜晶體管的另一例子的電極構(gòu)造的俯視圖，圖11 是表示沿圖10的A-A，剖切線的截面構(gòu)造的剖視圖。
圖10、圖11所示的多晶硅薄膜晶體管的特征在于，隔著層間絕 緣膜26用熱傳導(dǎo)率較高的、例如由鋁、鉬、鎢等金屬構(gòu)成的源極布 線層3和漏極布線層4來(lái)覆蓋形成在半導(dǎo)體層21上的柵電極1 。此時(shí)， 源極布線層3和漏極布線層4隔著預(yù)定間隔而配置在柵電極上。
圖10、圖11所示的構(gòu)造也可發(fā)揮上述效果。只要從與基板24正 交的方向觀察時(shí)源極布線層3的端部和漏極布線層4的端部位于圖7 所示的柵極長(zhǎng)度(L)內(nèi)，就可期待上述效果。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例的外圍電路內(nèi)的、使用多晶硅作為半 導(dǎo)體層的多晶硅薄膜晶體管的另 一 例子的電極構(gòu)造的俯視圖。
圖12所示的多晶硅薄膜晶體管的特征在于，在使源電極或漏電 極與柵電極為相同電位的二極管連接的多晶硅薄膜晶體管中，隔著層 間絕緣膜26用熱傳導(dǎo)率較高的、例如由鋁、鉬、鎢等金屬構(gòu)成的漏 極布線層4來(lái)覆蓋形成在半導(dǎo)體層21上的柵電極1。
圖12所示的構(gòu)造也可發(fā)揮上述效果。只要從與基板24正交的方 向觀察時(shí)漏極布線層4的端部位于圖4所示的柵極寬度(w)內(nèi)或圖 7所示的柵極長(zhǎng)度(L)內(nèi)，就可期待上述效果。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，由于將多晶硅薄膜晶體管形成在基板 (例如散熱性較低的玻璃基板)上，且用由熱傳導(dǎo)率較高的金屬構(gòu)成 的金屬層(例如柵極布線層、或源極布線層、或漏極布線層)隔著絕 緣膜覆蓋多晶硅薄膜晶體管的柵電極，因此，多晶硅薄膜晶體管導(dǎo)通
工作時(shí)產(chǎn)生的熱通過(guò)金屬層散熱，從而可抑制特性變動(dòng)。由此，可提 高電路工作壽命，提高產(chǎn)品可靠性。
500pA以上電流而自發(fā)熱的多晶硅薄膜晶體管時(shí)效果尤其明顯。
并且，基板24不限于玻璃基板，即使使用具有與玻璃基板同等
程度的熱膨脹系數(shù)的基板，通過(guò)應(yīng)用本實(shí)施例的上述構(gòu)造，也可以防
止因多晶硅薄膜晶體管的自發(fā)熱而引起特性變動(dòng)。
另外，在上述說(shuō)明中，對(duì)將本發(fā)明適用于液晶顯示裝置的實(shí)施例
進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此，不言而喻，本發(fā)明也可以適用于
例如使用有機(jī)EL元件等的EL顯示裝置。
發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是在不脫離其要旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素的顯示板和用于驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)子像素的驅(qū)動(dòng)電路，其中，上述顯示板具有基板，上述驅(qū)動(dòng)電路具有形成在上述基板上的薄膜晶體管，上述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層由多晶硅構(gòu)成，其特征在于，上述薄膜晶體管具有形成在上述基板上的源電極、半導(dǎo)體層和漏電極；形成在上述源電極、上述半導(dǎo)體層和上述漏電極上的柵極絕緣膜；在上述柵極絕緣膜上，形成在上述半導(dǎo)體層上的柵電極；形成在上述柵電極上的絕緣膜；以及在上述絕緣膜上，覆蓋上述柵電極的至少一部分而形成的金屬層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 從與上述基板正交的方向觀察時(shí)，上述金屬層的端部位于上述柵電極內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述金屬層是鋁層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，上述薄膜晶體管是在工作時(shí)流過(guò)50A以上電流的薄膜晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述基板是玻璃基板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述金屬層是與上述柵電極連接的柵極布線層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述金屬層是與上述源電極連接的源極布線層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述金屬層是與上述漏電極連接的漏極布線層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述金屬層是與上述源電極連接的源極布線層和與上述漏電極連接的漏極布線層，上述源極布線層和上述漏極布線層隔著預(yù)定間隔而配置在上述 柵電極上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于， 上述金屬層是虛設(shè)布線層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置，包括具有多個(gè)子像素的顯示板和用于驅(qū)動(dòng)上述多個(gè)子像素的驅(qū)動(dòng)電路，上述顯示板具有基板，上述驅(qū)動(dòng)電路具有形成在上述基板上的薄膜晶體管，上述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層由多晶硅構(gòu)成，其中，上述薄膜晶體管具有形成在上述基板上的源電極、半導(dǎo)體層和漏電極；形成在上述源電極、上述半導(dǎo)體層和上述漏電極上的柵極絕緣膜；在上述柵極絕緣膜之上，形成于上述半導(dǎo)體層上的柵電極；形成在上述柵電極上的絕緣膜；以及在上述絕緣膜上覆蓋上述柵電極的至少一部分而形成的金屬層。
文檔編號(hào)H01L29/786GK101369080SQ200810129860
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者境武志, 松本克巳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立顯示器