[发明专利]薄膜晶体管以及显示装置

说明书

为了液晶显示装置的改善的高清晰度以及其在明亮场所的使用，背光的亮度正在被增加。因此，当采用遮光层来抑制光生漏电流时，引起晶体管特性的波动，这可能在显示中导致故障。在具有浮置遮光层的双栅薄膜晶体管中，布局被设计成，当设所述遮光层与有源层最外侧处的漏区之间的相对面积为Sd，并且所述遮光层与栅电极之间的相对面积为Sg时，使得绝缘层的膜厚为大于等于200nm且小于等于500nm，并且Sg/Sd为大于等于4.7。

相关申请的交叉引用

本申请基于2014年4月24日提交的日本专利申请No.2014-090724并且要求其优先权，该日本专利申请的全部公开内容通过引用的方式并入本申请中。

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管以及包括所述薄膜晶体管的显示装置。更具体地，本发明涉及有源矩阵型液晶显示装置，这种显示装置是使用高亮度光源的显示装置。

背景技术

近年来，关于如液晶显示器(LCD)的平板显示器，对于以例如可穿戴(wearable)、普适(ubiquitous)等词语为代表的各种形式设备提出了更多建议，并且使用环境也更加多样化。因此，对于要装载在移动智能电话和平板终端中的小型高清晰度显示器的需求正在快速增长。为了实现小型高清晰度LCD，形成精细图案是必需的。然而，即使减小像素尺寸，也不能简单地克服诸如最小线宽等的制造工艺中的分辨率限制。因此，为了弥补由开口率减小导致的亮度退化，也增加背光的亮度。

此外，除了上述的直视型显示器以外，也建议将这一点应用于例如平视显示器(HUD)。HUD是这样的应用：其中通过放大光学系统显示的显示内容被窗户玻璃(前窗)或者透明屏幕反射从而与窗外的实际场景一起观看显示信息，且HUD已经在飞机、车辆等中投入实际使用。在这种应用中，由于使用环境的亮度、光在被视觉识别之前所引起的光损失等，与直视型显示器相比，更为极强的光(例如，1,000,000cd/m²或更高)被照射到小型显示面板。

如上所述，高亮度光源的使用正变得广泛，尤其是在液晶显示器中。

与此同时，作为小型高清晰度LCD的像素驱动器件，在很多情况下使用了将多晶硅用于晶体管有源层的低温多晶硅(Poly-Si)TFT(薄膜晶体管)。多晶硅TFT与非晶硅(a-Si)TFT相比具有更高的驱动能力，使得其元件尺寸可以减小。因此，当用于像素时，可提高开口率。此外，驱动电路的一部分可以与其一起形成。因此，可以省略驱动IC芯片，使得有可能减小尺寸并且提高连接部分的可靠性。

多晶硅TFT通常采用LDD(轻掺杂漏极)结构，在这种结构中，在沟道区与源-漏区之间的偏移部分中轻掺杂杂质以抑制关断状态下的漏电流。然而，当与高亮度背光一起使用时，多晶硅TFT直接受到例如1,000,000cd/m²水平的辐射，因此，由于光激发产生的载流子，使得关断状态下的漏电流增加。因此，来自背光的光对多晶硅TFT的影响引起显示故障、动作故障等，例如，对比度恶化以及串扰、闪烁等增加。因此，期望抑制这些问题。

接下来将描述专利文献中记载的相关技术。

为了抑制漏电流导致的这些问题，日本未审专利公开Hei 9-51099(摘要等)(专利文献1)提出了一种技术，其中经由绝缘层在包括沟道区、LDD区和源-漏区的多晶硅有源层中设置遮光层。采用这项技术，导电的遮光层从多晶硅有源层的背面(正常栅电极相对侧的面)，起着底部栅电极的作用，由此改变了晶体管特性。

日本未审专利公开2001-66587(第0016段等)(专利文献2)提出了一种结构，其中遮光层连接到外部电源，来固定遮光层的电势，从而抑制上述晶体管特性变化。然而，这种技术最大的问题是制造工艺中的步骤数增加，使得成本毫无疑问地增加。

作为在遮光层保持在电浮置状态下抑制断态漏电流的技术，有如下利用电容耦合的建议。