JPH04344618A - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス表示装置

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JPH04344618A
JPH04344618A JP3146906A JP14690691A JPH04344618A JP H04344618 A JPH04344618 A JP H04344618A JP 3146906 A JP3146906 A JP 3146906A JP 14690691 A JP14690691 A JP 14690691A JP H04344618 A JPH04344618 A JP H04344618A
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transistor
ldd
liquid crystal
area
drain
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Hisao Hayashi
久雄 林
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶駆動用トランジスタ
に係わり、特に、オフ時のリーク電流を減少させるもの
に用いて好適なものである。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、液晶ディスプレイの駆動方
式としては単純マトリックス駆動方式やアクティブマト
リックス方式などが知られている。これらの駆動方式を
比較した場合、一般に、画質や応答性の点において、ア
クティブマトリックス方式が優れていると言われている
。上記アクティブマトリックス方式は、画素に非線形素
子を付加する駆動方式であり、上記非線形素子としては
ダイオードやバリスタ、或いはオン・オフ比の大きいM
OS型トランジスタなどが用いられている。上記MOS
型トランジスタは、透明基板上に作成されるので一般的
に薄膜トランジスタTFTと呼ばれている。これらの各
素子のうち、フルカラーLCDとして活発に研究開発が
行われているのは薄膜トランジスタTFTである。
【0003】図4に薄膜トランジスタTFTを用いたア
クティブマトリックス型液晶ディスプレイの等価回路を
示す。図4から明らかなように、アクティブマトリック
ス型液晶ディスプレイにおいては、ゲートバスライン2
0とソースバスライン21とにより各画素22が構成さ
れる。そして、画素電極24を介して送られる信号を各
画素22ごとに書き込んだり、保持するために薄膜トラ
ンジスタ23が用いられる。
【0004】このような目的で用いられる薄膜トランジ
スタ23は、オン時には電流を流す能力が要求され、ま
た、オフ時にはその反対に電流を流さないようにする能
力が要求される。そこで、ポリシリコンTFTは駆動能
力が優れているので、これらの要求に答えることが可能
なトランジスタとして用いられている。また、上記ポリ
シリコンTFTは周辺回路をオンチップすることが可能
であり、画素トランジスタを小さくすることができる利
点がある。
【0005】しかしながら、ポリシリコンTFTはオフ
時にリーク電流を抑えることが難しいとされている。そ
こで、このオフ時にリーク電流を抑える問題を解決する
ために次の3つの方法が従来より用いられている。すな
わち、その内の一つはダブルゲート構造とよばれるもの
であり、これはトランジスタを直列に2個接続してドレ
ーン電界を半分にすることにより、トンネル電流を抑え
るようにしたものである。また、チャンネルのポリシリ
コン膜厚を薄くしてリークする体積を減らすことにより
リーク電流を抑えるようにする、いわゆる超薄膜化法が
用いられることもある。また、その他の技術してLDD
(Lightly  Doped  Drain)トラ
ンジスタを用いることもある。
【0006】LDDトランジスタは、図5の断面図に示
すように低濃度ドレイン領域Nを設けることにより、接
合のトンネル電流が発生しないように電界を抑える構造
にしている。ただし、このようにすると空乏層が拡がる
ので、その中の発生電流に注意しなければならない。こ
れらの技術のうち、LDD構造はリーク電流がドレーン
電界の影響をそれほど受けないので、液晶駆動用トラン
ジスタとして用いるのに適しており、研究開発が活発に
行われている。ところで、通常LDDというのはドレイ
ン側にのみ設けるのでこのように呼ばれている。しかし
ながら、液晶駆動トランジスタの場合は電流をどちら側
からも流す必要があるので、どちらがソースでどちらが
ドレインであるとの区別がない。したがって、以下の説
明においては特別の断りがない限り両側に低濃度領域が
あるものとする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】LDD構造のトランジ
スタの特徴は、リーク電流がドレインの電界にそれ程影
響を受けない点にある。したがって、LDDトランジス
タの場合にはトンネル電流が流れないから異常に大きな
リークが発生する不都合はない。しかし、この場合はド
レーン電圧に応じた空乏層がLDD部に拡がるので、空
乏層内で電流が発生する。このため、黒表示時は中間調
を表示しているときよりもリークが大きくなる不都合が
ある。
【0008】図6に、LDDトランジスタの典型的な電
気特性図を示す。図6から明らかなように、+Vgのゲ
ート電圧で電流ID が流れ込む。また、ゲートに−V
gの電圧を印加することにより上記電流ID が流れな
いようにしている。このときの電流Ioff は小さい
方がよいが、従来公知の技術を用いてこれを少なくする
ことが困難であった。本発明は上述の問題点に鑑み、オ
フ時に薄膜トランジスタに流れるリーク電流を少なくす
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶駆動用トラ
ンジスタは、アクティブマトリックス型液晶ディスプレ
イの各画素を駆動するために用いられる液晶駆動用の薄
膜トランジスタにおいて、上記各画素を駆動するための
薄膜トランジスタを、低濃度ドレイン領域を有するLD
Dトランジスタを直列に2個接続して構成している。ま
た、本発明の他の特徴とするところは、上記LDDトラ
ンジスタにおける低濃度ドレイン領域と同じ半導体層の
みを用いて上記2つのLDDトランジスタを接続するよ
うにしている。
【0010】
【作用】第1のLDDトランジスタと第2のLDDトラ
ンジスタとを直列に2個接続することにより、オフして
いるときにこれら第1および第2のトランジスタのソー
ス〜ドレイン間に各々印加される電圧を減少させ、オフ
時に流れるリーク電流を少なくする。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す液晶駆動用
トランジスタの断面図である。図1から明らかなように
、本実施例の液晶駆動用トランジスタは、第1のLDD
トランジスタ1と、第2のLDDトランジスタ2とを直
列に2個接続した構成となっている。
【0012】また、本実施例においては、2つのLDD
トランジスタ1,2を直列に接続するに際し、各LDD
トランジスタ1,2間の距離が短くなるように工夫して
いる。すなわち、第1のLDDトランジスタ1は、ゲー
ト絶縁膜4を介して第1のP型領域3上にゲート電極5
を設けるとともに、上記第1のP型領域3との間に第1
のLDD領域6を挟んでN型の高濃度領域を設け、第1
のトランジスタの一方のソース・ドレイン電極9を形成
することにより構成している。
【0013】また、第2のLDDトランジスタ2は、ゲ
ート絶縁膜7を介して第2のP型領域8上にゲート電極
10を設けるとともに、上記第2のP型領域8との間に
第2のLDD領域11を挟んでN型の高濃度領域を設け
てその一方のソース・ドレイン電極12を形成すること
により構成されている。そして、上記第1のP型領域3
と第2のP型領域8との間を、N型の低濃度ドレイン領
域13を介して接続することにより、第1のLDDトラ
ンジスタ1および第2のLDDトランジスタ2を直列に
接続している。なお、各部はSiO2 よりなる絶縁膜
にて絶縁されている。
【0014】このようにして構成される本実施例の液晶
駆動用トランジスタには、第1のトランジスタの一方の
ソース・ドレイン電極9にソースバスライン21が接続
され、第2のトランジスタの一方のソース・ドレイン電
極12に画素電極24が接続される。また、各ゲート電
極5,10にゲートバスライン20がそれぞれ接続され
る。したがって、これらの第1および第2のLDDトラ
ンジスタ1,2は、1つのトランジスタとして動作する
こととなり、図2の構成図に示すように表すことができ
る。また、その等価回路は図3の回路図に示すようにな
り、電圧VD は第1のトランジスタの一方のソース・
ドレイン電極9と第2のトランジスタの一方のソース・
ドレイン電極12との間に印加される。
【0015】このため、各トランジスタの接続点の電位
をVX とした場合、各々のトランジスタ1,2にかか
る電圧は、VX および(VD −VX )となる。し
たがって、電流Ioff 時における各トランジスタの
抵抗値をR1 、R2 とした場合、   VX =(R1 /R1 +R2 )・VD   
              …(1)となり、各々の
トランジスタにかかる電圧を大幅に減少させることがで
きる。実験によれば、各々のトランジスタ1,2にかか
る電圧を、1/2〜1/3に減少させることができた。
【0016】なお、上記実施例においては、第1のLD
Dトランジスタ1と第2のLDDトランジスタ2とを直
列に接続するに際し、第1のトランジスタの他方のソー
ス・ドレイン電極と、第2のトランジスタの他方のソー
ス・ドレイン電極とを低濃度ドレイン領域13により共
通に形成し、これら2つのトランジスタを直列に接続す
るようにした。したがって、各トランジスタ間の接続距
離を極端に短くすることができ、LDDトランジスタを
2個つなげても所要面積が大きくならないようにするこ
とができる。しかし、このような接続を行うことなく、
2個のLDDトランジスタを単に直列に接続するだけで
も、本発明の目的および効果は良好に達成される。
【0017】
【発明の効果】本発明は上述したように、請求項1の発
明によれば、第1のLDDトランジスタと第2のLDD
トランジスタとを直列に2個接続して各画素を駆動する
薄膜トランジスタを形成するようにしたので、オフして
いるときに各薄膜トランジスタのソース〜ドレイン間に
印加される電圧を大幅に減少させることができる。した
がって、オフ時に流れるリーク電流を少なくすることが
でき、液晶ディスプレイのコントラスト、および画質を
良好に改善することができる。また、請求項2の発明に
よれば、各トランジスタ間の接続距離を短くすることが
できるので、LDDトランジスタを2個つなげても所要
面積が大きくならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す液晶駆動用トランジス
タの断面図である。
【図2】液晶駆動用トランジスタの構成図である。
【図3】液晶駆動用トランジスタの等価回路図である。
【図4】液晶ディスプレイの等価回路図である。
【図5】LDDトランジスタの断面図である。
【図6】LDDトランジスタの電気特性図である。
【符号の説明】
1  第1のLDDトランジスタ 2  第2のLDDトランジスタ 3  第1のP型領域 6  第1のLDD領域 8  第2のP型領域 9  第1のトランジスタの一方のソース・ドレイン電
極11  第2のLDD領域 12  第2のトランジスタの一方のソース・ドレイン
電極 13  低濃度ドレイン領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アクティブマトリックス型液晶ディス
    プレイの各画素を駆動するために用いられる液晶駆動用
    の薄膜トランジスタにおいて、上記各画素を駆動するた
    めの薄膜トランジスタを、低濃度ドレイン領域を有する
    LDDトランジスタを直列に2個接続して構成したこと
    を特徴とする液晶駆動用トランジスタ。
  2. 【請求項2】  上記LDDトランジスタにおける低濃
    度ドレイン領域と同じ半導体層のみを用いて上記2つの
    LDDトランジスタを接続するようにしたことを特徴と
    する請求項1に記載の液晶駆動用トランジスタ。
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