JP3283855B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置Info
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- JP3283855B2 JP3283855B2 JP30320399A JP30320399A JP3283855B2 JP 3283855 B2 JP3283855 B2 JP 3283855B2 JP 30320399 A JP30320399 A JP 30320399A JP 30320399 A JP30320399 A JP 30320399A JP 3283855 B2 JP3283855 B2 JP 3283855B2
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- thin film
- film transistor
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- Liquid Crystal (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
は衛星テレビ局またはケーブルテレビ局または個別に設
けられたテレビ映像の録画装置(ビデオデッキ、レーザ
ーディスク、光磁気ディスク等)より送られる映像信号
を具体的に表示する装置を提案する。
たはケーブルテレビ局または個別に設けられたテレビ映
像の録画装置(ビデオデッキ、レーザーディスク、光磁
気ディスク等)より送られる映像信号を具体的に表示す
る装置としては、ブラウン管、CRTと呼ばれる真空管
中で電子線を飛ばして、対象物となる蛍光面を発光させ
る方式が取られていた。
く普及していたが、近年世の中の要求によって、20イ
ンチはおろか30インチをゆうに超える大きさのものま
で出現するに至っている。
30インチほどあり、またそれを形成するガラスの厚み
も強度を保つために1センチを超えるようになった。ま
た、他の装置として、輝度の高いブラウン管を光学系で
拡大表示してスクリーンに映し出す方式も提案され、表
示面積の大きな物に利用されている。その構成の概略を
図1に示す。
テレビ受像機の場合、表示面が30インチを越えると全
体の重量は100kgを優に越えることになった。一般の
家庭において100kgを越えた重量物を置くには、よっ
ぽど場所を限定しなければ難しいものがある。また、そ
の重量はレイアウト変更等が生じた場合に、人力で移動
させることは難しくなり、一般家庭への普及の障害とな
っていた。
ョン型のテレビ受像機が提案されているが、元になる高
輝度ブラウン管の輝度向上にも限界があり、拡大画面に
おける輝度自体は非常に低いものとなっていた。そのた
め、画面が暗いばかりではなく、光学系で拡大している
ために、正面でのコントラスト比は高いものの、斜め方
向からのコントラスト比はブラウン管方式に比べて非常
に劣っていた。しかしながら、本方式は重量の点におい
ては、ブラウン管方式の50%程度ですむため、問題解
決の一つとなった。図1のプロジェクションテレビ1
は、ブラウン管または液晶表示装置4、チューナー4、
光学系3、反射板2、画面6よりなる。本発明は、図1
の符号4で示される部分の液晶表示装置に関するもので
ある。
スシリコンを使った薄膜トランジスタ方式の液晶パネル
をその元となる表示体として使用した実施例がよく提案
されている。重量はブラウン管方式に比べて、30%程
度ですむために一般家庭への普及を助ける要因の一つと
なった。しかし、ブラウン管方式に比べて、表示輝度が
まだまだ低く、光源の強度を上げる方向で検討が進めら
れているが、光源強度をあげた場合、液晶パネルの温度
上昇と光照射に伴う薄膜トランジスタのOFF時におけ
る抵抗値の低下で、満足する表示ができないのが現実で
ある。図2に従来のアクティブ配列を示す。また、説明
を簡単にするために2×2のマトリクス配列で示してい
る。複数のゲイト線G1,G2 と複数のデータ線D1,D2
とを直交して配置し、そのマトリクス状の交差部に画素
表示素子を設けている。この画素表示素子は液晶部10
2とTFT部101で構成されている。それぞれの画素
に対して周辺回路106、107から信号を加えて所定
の画素を選択的にオンまたはオフして表示を行う。
製して表示をさせた場合、TFTの出力、即ち液晶にと
っての入力(液晶電位という) の電圧VLCは、しばし
ば"1"(High) となるべき時に"1"(High) にならず、ま
た、逆に"0"(Low)となるべき時に"0"(Low)にならない。
これは、画素に信号を加えるスィッチング素子、つまり
TFT101の特性に対称性がないために発生する。す
なわち、画素電極への充電の様子と放電の様子に電気特
性上のかたよりがあるためである。そして、液晶102
はその動作において本来絶縁性であり、また、TFT1
01がオフの時に液晶電位(VLC) は浮いた状態になる。
この液晶102は等価的にキャパシタであるため、そこ
に蓄積された電荷によりVLCが決められる。この電荷は
液晶がRLCで比較的小さい抵抗となったり、ゴミやイオ
ン性不純物の存在によりリ−クしたり、またTFTのゲ
イト絶縁膜のピンホ−ルによりRGSが生じた場合にはそ
こから電荷がもれ、VLCは中途半端な状態になってしま
う。このため1つのパネル中に20万〜500 万個の画素を
有する液晶表示装置においては、高い歩留まりを成就す
ることができないという問題があった。
液晶電位を1フレ−ムの間はたえず初期値と同じ値とし
て所定のレベルを保つことがきわめて重要である。しか
し実際は不良が多く、必ずしも成就しないのが実情であ
る。また、液晶等の駆動において、印加する信号によ
り、液晶に加わる電圧が+または−の何れかに偏った場
合、電気分解等が発生して、液晶材料を分解、変性して
表示が十分に行えないことが発生するこの場合、印加す
る信号を交流化して液晶材料に加わる電圧に偏りが発生
しないようにするが、この交流化信号が非常に複雑であ
った。
電流マ−ジンを大とする、即ち応答速度を大とする。ま
た各ピクセルにおける画素の電位、即ち液晶電位V
LCが"1","0" に充分安定して固定され、1フレ−ム中に
そのレベルがドリフトしないようにしたものである。
ルに、1つの画素電極、2つのNチャネル型薄膜トラン
ジスタ及び2つのPチャネル型薄膜トランジスタを有す
る表示装置において、 前記2つのPチャネル型薄膜トラ
ンジスタのソース又はドレインは第1の信号線に接続さ
れており、 前記2つのNチャネル型薄膜トランジスタの
ソース又はドレインは第2の信号線に接続されており、
前記2つのPチャネル型薄膜トランジスタ及び前記2つ
のNチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極は第3の
信号線に接続されており、 前記2つのNチャネル型薄膜
トランジスタ及び前記2つのPチャネル型薄膜トランジ
スタは平坦化用有機樹脂膜で覆われており、 前記平坦化
用有機樹脂膜上に前記1つの画素電極が設けられ、 前記
2つのNチャネル型薄膜トランジスタの一方及び前記2
つのPチャネル型薄膜トランジスタの一方は第1の相補
型薄膜トランジスタを構成し、 前記2つのNチャネル型
薄膜トランジスタの他方及び前記2つのPチャネル型薄
膜トランジスタの他方は第2の相補型薄膜トランジスタ
を構成し、 前記第1の相補型薄膜トランジスタ及び前記
第2の相補型薄膜トランジスタは前記1つの画素電極に
接続されていることを特徴とする表示装置である。 本発
明の表示装置は、前記一対の第1および第2の信号線に
対して、信号波形が印加されている期間中に前記第3の
信号線に対して、信号波形を印加することにより、前記
相補構成の薄膜トランジスタ(以下C/TFTという)
を駆動し、画素の表示をオンまたはオフする。
する信号線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜
トランジスタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相
補型に構成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補
型薄膜トランジスタの入出力側の一方を前記画素電極
へ、他の一方を前記マトリックス構成を有する一対の信
号線の第1の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トラ
ンジスタのゲートを前記マトリックス構成を有する信号
線の第2の信号線へ接続した電気回路を設けた第1の基
板と、基板上に電極およびリードを設けた第2の基板に
よって、強誘電性を示す液晶組成物と前記液晶組成物の
少なくとも、初期における配向を行わせる手段を少なく
とも挟持した液晶パネルとに、テレビ画像を表示するこ
とを特徴とするテレビ受像機。
る信号線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜ト
ランジスタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補
型に構成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型
薄膜トランジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、
他の一方を前記マトリックス構成を有する一対の信号線
の第1の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジ
スタのゲートを前記マトリックス構成を有する信号線の
第2の信号線へ接続した電気回路を設けた第1の基板
と、基板上に電極およびリードを設けた第2の基板によ
って、強誘電性を示す液晶組成物と前記液晶組成物の少
なくとも、初期における配向を行わせる手段を少なくと
も挟持した液晶パネルの後方より光をあて、パネルを通
過した光を、光学系を介して前方のスクリーンもしく
は、それに代わる物体に対しテレビ画像を映し出す事を
特徴とするテレビ受像機。
る信号線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜ト
ランジスタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補
型に構成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型
薄膜トランジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、
他の一方を前記マトリックス構成を有する一対の信号線
の第1の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジ
スタのゲートを前記マトリックス構成を有する信号線の
第2の信号線へ接続した電気回路を設けた第1の基板
と、基板上に電極およびリードを設けた第2の基板によ
って、強誘電性を示す液晶組成物と前記液晶組成物の少
なくとも、初期における配向を行わせる手段を少なくと
も挟持した3枚の液晶パネルの後方より赤、緑、青の光
をそれぞれのパネルにあて、それぞれのパネルを通過し
た光を、光学系を介して1つの画面に構成し、前方のス
クリーンもしくは、それに代わる物体に対しテレビ画像
を映し出す事を特徴とするテレビ受像機。
る信号線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜ト
ランジスタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補
型に構成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型
薄膜トランジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、
他の一方を前記マトリックス構成を有する一対の信号線
の第1の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジ
スタのゲートを前記マトリックス構成を有する信号線の
第2の信号線へ接続した電気回路を設けた第1の基板
と、基板上に電極およびリードを設けた第2の基板によ
って、強誘電性を示す液晶組成物と前記液晶組成物の少
なくとも、初期における配向を行わせる手段を少なくと
も挟持した1枚の液晶パネルの後方より赤、緑、青の光
をパネルに交互にあて、パネルを通過した光を、光学系
を介して前方のスクリーンもしくは、それに代わる物体
に対しテレビ画像を映し出す事を特徴とするテレビ受像
機。そして、基板上にマトリックス構成を有する信号線
とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜トランジス
タとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補型に構成
した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型薄膜トラ
ンジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、他の一方
を前記マトリックス構成を有する一対の信号線の第1の
信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジスタのゲ
ートを前記マトリックス構成を有する信号線の第2の信
号線へ接続した電気回路を設けた第1の基板と、基板上
に電極およびリードを設けた第2の基板によって、高分
子樹脂とネマティック液晶または高分子樹脂とコレステ
ィック液晶または高分子樹脂とスメクティック液晶また
は高分子液晶とネマティック液晶または高分子液晶とコ
レスティック液晶または高分子液晶とスメクティック液
晶を少なくともひとつは挟持した液晶パネルに、テレビ
画像を表示することを特徴とするテレビ受像機。そし
て、基板上にマトリックス構成を有する信号線とそれぞ
れの画素電極にPチャンネル型薄膜トランジスタとNチ
ャンネル型薄膜トランジスタとを相補型に構成した相補
型薄膜トランジスタを設け、該相補型薄膜トランジスタ
の入出力側の一方を前記画素電極へ、他の一方を前記マ
トリックス構成を有する一対の信号線の第1の信号線へ
接続し、かつ前記相補型薄膜トランジスタのゲートを前
記マトリックス構成を有する信号線の第2の信号線へ接
続した電気回路を設けた第1の基板と、基板上に電極お
よびリードを設けた第2の基板によって、高分子樹脂と
ネマティック液晶または高分子樹脂とコレスティック液
晶または高分子樹脂とスメクティック液晶または高分子
液晶とネマティック液晶または高分子液晶とコレスティ
ック液晶または高分子液晶とスメクティック液晶を少な
くともひとつは挟持した液晶パネルの後方より光をあ
て、パネルを通過した光を、光学系を介して前方のスク
リーンもしくは、それに代わる物体に対しテレビ画像を
映し出す事を特徴とするテレビ受像機。
る信号線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜ト
ランジスタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補
型に構成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型
薄膜トランジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、
他の一方を前記マトリックス構成を有する一対の信号線
の第1の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジ
スタのゲートを前記マトリックス構成を有する信号線の
第2の信号線へ接続した電気回路を設けた第1の基板
と、基板上に電極およびリードを設けた第2の基板によ
って、高分子樹脂とネマティック液晶または高分子樹脂
とコレスティック液晶または高分子樹脂とスメクティッ
ク液晶または高分子液晶とネマティック液晶または高分
子液晶とコレスティック液晶または高分子液晶とスメク
ティック液晶を少なくともひとつは挟持した3枚の液晶
パネルの後方より赤、緑、青の光をそれぞれのパネルに
あて、それぞれのパネルを通過した光を、光学系を介し
て1つの画面に構成し、前方のスクリーンもしくは、そ
れに代わる物体に対しテレビ画像を映し出す事を特徴と
するテレビ受像機。
る信号線とそれぞれの画素電極にPチャンネル型薄膜ト
ランジスタとNチャンネル型薄膜トランジスタとを相補
型に構成した相補型薄膜トランジスタを設け、該相補型
薄膜トランジスタの入出力側の一方を前記画素電極へ、
他の一方を前記マトリックス構成を有する一対の信号線
の第1の信号線へ接続し、かつ前記相補型薄膜トランジ
スタのゲートを前記マトリックス構成を有する信号線の
第2の信号線へ接続した電気回路を設けた第1の基板
と、基板上に電極およびリードを設けた第2の基板によ
って、高分子樹脂とネマティック液晶または高分子樹脂
とコレスティック液晶または高分子樹脂とスメクティッ
ク液晶または高分子液晶とネマティック液晶または高分
子液晶とコレスティック液晶または高分子液晶とスメク
ティック液晶を少なくともひとつは挟持した1枚の液晶
パネルの後方より赤、緑、青の光をパネルに交互にあ
て、パネルを通過した光を、光学系を介して前方のスク
リーンもしくは、それに代わる物体に対しテレビ画像を
映し出す事を特徴とするテレビ受像機である。
説明する。本発明のおける液晶表示装置の構成として
は、1つの画素に2つまたはそれ以上のC/TFTを連
結して1つのピクセルを構成せしめてもよい。さらに1
つのピクセルを2つまたはそれ以上に分割し、それぞれ
にC/TFTを1つまたは複数個連結してもよい。
図4、図5に回路図として示す。また、実際のパタ−ン
レイアウト(配置図)の例をそれぞれに対応して図6、
図7、図8に示す。説明を簡単にするため、ここでは2
×2のマトリクス構成を例として説明を行う。図3の2
×2のマトリクスの例においてNTFTとPTFTとの
ゲイトを互いに連結し、さらにY軸方向の第3の信号線
3または4に連結し、またC/TFTの共通出力端を液
晶15に連結している。この形式の相補型薄膜トランジ
スタ(C/TFT)をインバータ型といい強誘電液晶の
画素を駆動するのに適している。またこの場合におい
て、NTFTとPTFTとの位置関係を入れ換えた形式
をバッファ型といい分散型液晶、例えば高分子樹脂とネ
マティック液晶または高分子樹脂とコレスティック液晶
または高分子樹脂とスメクティック液晶または高分子液
晶とネマティック液晶または高分子液晶とコレスティッ
ク液晶または高分子液晶とスメクティック液晶からなる
液晶を用いた液晶表示装置の画素電極を駆動する素子に
適している。
て、PTFTの入力端(10側) をX軸方向の一対の信
号線のうちの第1の信号線5または6に連結し、NTF
Tの入力端(20側)をX軸方向の一対の信号線のうち
の第2の信号線8または7に連結させている。またバッ
ファ型の場合は、図3において、PTFTとNTFTの
位置関係を入れ換えればよいので、図3に記載されてい
るPとNの符号を対称に入れ換えればよい。
されているように一対の第1の信号線5にVDDが、第2
の信号線8にVSSが印加されている期間に第3の信号線
3に対しオンの信号波形を印加した時、液晶電位
(VLC)14は第1の信号線に印加された電圧VDDとな
る。つまり、PTFTのみ連絡し、NTFTは絶縁され
た状態となる。
8とが電位を持たない期間は、第3の信号線3にかかわ
らず、液晶電位(VLC)14は電位を持たない。
が、第2の信号線8にVSSが印加されている期間に第3
の信号線3に対しオンの信号波形を印加しない時、液晶
電位(VLC)14は第2の信号線に印加された電圧VSS
となる。つまり、NTFTのみ連絡し、PTFTは絶縁
された状態となる。
たはVSSに固定させ得るため、フロ−ティングとなるこ
とがない。
OFFSETが印加されており、実際に液晶15に加わる電圧
はVDD+VOFFSET、VOFFSETあるいはVSS+VOFFSETの
3値となる。本発明の駆動方法では対抗電極に加えるオ
フセット電圧VOFFSETを可変して、液晶駆動のオンとオ
フを任意に変更することができる。また、液晶を実際に
駆動する際のしきい値が液晶材料よって異なっているた
め、その液晶の持つ値に合わせる為にこのオフセット電
圧VOFFSETを可変するだけで、任意のしきい値合わせる
ことができる。
により、液晶に加わる電圧が+または−の何れかに偏っ
た場合、電気分解等が発生して、液晶材料を分解、変性
して表示が十分に行えないことが発生するこの場合、印
加する信号を交流化して液晶材料に加わる電圧に偏りが
発生しないようにするが、本発明の駆動方法によると対
抗電極に印加するオフセット電圧VOFFSETの極性とデー
タ信号線に加える選択信号の論理を反転するのみで、非
常に容易に交流化信号を発生させることができる特徴を
もつ。
成するPTFT13、NTFT22と第2のC/TFT
を構成するPTFT24、NTFT25の4つのゲイト
電極を共通してY方向の第3の信号線3に連結せしめ、
PTFT13とPTFT24入力端を共通化してX方向
の第1の信号線5にNTFT22とNTFT25入力端
を共通化してX方向の第2の信号線8に接続させた。ま
たその2つのC/TFTの出力を共通にして1つの液晶
15の一方の電極である画素電極17に連結させてい
る。かくすると、2つのNTFTまたは2つのPTFT
のいずれか一方が多少リ−クしても同相であるためその
画素を駆動させることができる。
の画素電極17、26とそのそれぞれに対応してC/T
FTを2つ設けたものである。2つのC/TFTのゲイ
ト電極を共通とせしめ、第1の入力を行う。またそれぞ
れのC/TFTのそれぞれのNTFTおよびそれぞれの
PTFTの入力を第1の信号線5および第2の信号線8
に連結したものである。かくすることにより、1つのピ
クセルの2つの画素のうち一方がTFTのリ−ク等の不
良により非動作とならない。また、遅れた動作となって
も、他方が正常動作するため、マトリクス構成動作にお
いて不良が目立ちにくいという特長を有する。図4、図
5に示すC/TFTは全てインバータ型であるが、バッ
ファ型であってもよいことはいうまでもない。
なわちインバータ型の回路構成を用いた液晶表示装置を
用いて、強誘電液晶(FLC)を用いた液晶表示装置の
説明を行う。この回路構成に対応する実際の電極等の配
置構成を図6に示している。これらは説明を簡単にする
為2×2に相当する部分のみ記載されている。また、実
際の駆動信号波形を図9に示す。これも説明を簡単にす
る為に4×4のマトリクス構成とした場合の信号波形で
説明を行う。
作製方法を図12、図13を使用して説明する。図12
(A)において、石英ガラス等の高価でない700℃以
下、例えば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上
にマグネトロンRF(高周波) スパッタ法を用いてブロ
ッキング層51としての酸化珪素膜を1000〜300
0Åの厚さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰
囲気、成膜温度15℃、出力400〜800W、圧力
0.5Paとした。タ−ゲットに石英または単結晶シリ
コンを用いた成膜速度は30〜100Å/分であった。
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCVD
装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜300
Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であった。
NTFTとPTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vt
h)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用
いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に添加
してもよい。
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
場合、温度は例えば300℃とし、モノシラン(SiH4)ま
たはジシラン(Si2H6) を用いた。これらをPCVD装置
内に導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成
膜した。
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ−ル温度を
高くまたは熱アニ−ル時間を長くしなければならない。
また少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−
ク電流が増加してしまう。そのため4×1019〜4×10 21
cm-3の範囲とした。水素は4×1020cm-3であり、珪素4
×1022cm-3として比較すると1原子%であった。また、
ソ−ス、ドレインに対してより結晶化を助長させるた
め、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好ましくは1×1019
cm-3以下とし、ピクセル構成するTFTのチャネル形成
領域のみに酸素をイオン注入法により5×1020〜5×10
21cm-3となるように添加してもよい。その時周辺回路を
構成するTFTには光照射がなされないため、この酸素
の混入をより少なくし、より大きいキャリア移動度を有
せしめることは、高周波動作をさせるためる有効であ
る。
〜5000Å、例えば1500Åの厚さに作製の後、4
50〜700℃の温度にて12〜70時間非酸化物雰囲
気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて600
℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表面にアモルフ
ァス構造の酸化珪素膜が形成されているため、この熱処
理で特定の核が存在せず、全体が均一に加熱アニ−ルさ
れる。即ち、成膜時はアモルファス構造を有し、また水
素は単に混入しているのみである。
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高い
領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。しか
しこれらの領域間に存在する珪素により互いの結合がな
されるため、珪素同志は互いにひっぱりあう。レ−ザラ
マン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク522
cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観察される。そ
れの見掛け上の粒径は半値巾から計算すると、50〜5
00Åとマイクロクリスタルのようになっているが、実
際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラスタ構造を
有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリ
ング) がされたセミアモルファス構造の被膜を形成させ
ることができた。
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの
明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度と
なる。即ちホ−ル移動度(μh)=10〜200cm 2
/VSec、電子移動度(μe )=15〜300cm2
/VSecが得られる。
く、900〜1200℃の高温アニ−ルにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリ
ア(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害して
しまう。結果として10cm2/Vsec以上の移動度がなかな
か得られないのが実情である。即ち、本実施例ではかく
の如き理由により、セミアモルファスまたはセミクリス
タル構造を有するシリコン半導体を用いている。
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第2のフォトマスク
にてパタ−ニングして図12(B)を得た。PTFT
用のゲイト電極9、NTFT用のゲイト電極19を形成
した。例えばチャネル長10μm、ゲイト電極としてリ
ンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.
3μmの厚さに形成した。 図12(C)において、フ
ォトレジスト57をフォトマスクを用いて形成し、P
TFT用のソ−ス10、ドレイン12に対し、ホウ素を
1〜5×1015cm-2のド−ズ量でイオン注入法により添
加した。 次に図12(D)の如く、NTFTをフォト
マスクを用いて形成した。NTFT用のソ−ス20、
ドレイン18としてリンを1〜5×1015cm-2のドーズ
量でイオン注入法により添加した。
た。しかし図12(B)において、ゲイト電極55、5
6をマスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、そ
の後、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入しても
よい。
熱アニ−ルを行った。PTFTのソ−ス10、ドレイン
12、NTFTのソ−ス20、ドレイン18を不純物を
活性化してP+、N+として作製した。またゲイト電極
9、19下にはチャネル形成領域21、11がセミアモ
ルファス半導体として形成されている。
がらも、700℃以上にすべての工程で温度を加えるこ
とがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。
(D)で2回行った。しかし図12(A)のアニ−ルは
求める特性により省略し、双方を図12(D)のアニ−
ルにより兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図13
(A)において、層間絶縁物65を前記したスパッタ法
により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪素膜
の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用
いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形成
し、その後、フォトマスクを用いて電極用の窓66を
形成した。さらに、これら全体にアルミニウムをスパッ
タ法により形成し、リ−ド71、72およびコンタクト
67、68をフォトマスクを用いて作製した後、表面
を平坦化用有機樹脂69例えば透光性ポリイミド樹脂を
塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスクにて行
った。
補型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素
の電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ
法によりITO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成し
た。それをフォトマスクによりエッチングし、画素電
極17を構成させた。このITOは室温〜150℃で成
膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−ル
により成就した。
13と画素電極である透明導電膜の電極70とを同一ガ
ラス基板50上に作製した。得られたTFTの特性はP
TFTで移動度は20(cm2/Vs)、Vthは−5.9
(V)で、NTFTで移動度は40(cm2/Vs)、Vthは
5.0(V)であった。
ンバータ型であっても全く同じであることは、いうまで
もない。
置用の一方の基板とガラス基板上に全面に透明電極を設
けた他方の基板を貼り合わせ、液晶セルを形成した。そ
の中に強誘電性液晶組成物を封入した。図6において、
PTFT13を第1の走査線5とデータ線3との交差部
に設け、第1の走査線5とデータ線4との交差部にも他
の画素用のPTFTが同様に設けられている。一方NT
FTは第2の走査線8とデータ線3との交差部に設けら
れている。また、隣接した他の第1の走査線6とデータ
線3との交差部には、他の画素用のNTFTが設けられ
ている。このようなC/TFTを用いたマトリクス構成
(この場合はインバータ型)を有せしめた。PTFT1
3は、ドレイン10の入力端のコンタクト69を介し第
1の走査線5に連結され、ゲイト9は多層配線形成がな
されたデータ線3に連結されている。ソ−ス12の出力
端はコンタクト67を介して画素の電極17に連結して
いる。
端がコンタクトを介して第2の走査線8に連結され、ゲ
イト21はデータ線3に、ドレイン18の出力端はコン
タクト68を介してPTFTと同様に画素電極17に連
結している。かくして一対の走査線5、8に挟まれた間
(内側) に、透明導電膜よりなる画素17とPTFT1
3とNTFT22からなるC/TFTとにより1つのピ
クセルを構成した。かかる構造を左右、上下に繰り返す
ことにより、2×2のマトリクスをそれを拡大した64
0×480、1280×960といった大画素の液晶表
示装置とすることができる。
Tが相補構成をして設けられていることにより、画素電
極17は3つの値の液晶電位VLCに固定されることであ
る。
X2aX2b、X3aX3b、X4aX4bはX方向の各々一対の走
査信号線として機能する。また、Y1 、Y2 、Y3 、Y
4 はY方向のデータ線として機能している。また、図1
4中のAA、AB・・・DDは対応する位置の画素のア
ドレスを意味している。なお図14においては、図中に
P、NとPTFTとNTFTが示されているようにイン
バータ型の構成をとっているが、PTFTとNTFTを
入れ換えればバッファ型になることはいうまでもない。
4に示すアドレスAA、AB、BA、BBの4つの画素
に対応する、信号波形と液晶電位と実際に液晶に印加さ
れる電位差のタイミングチャートを図9に示す。図9に
おいて、横軸は時間を示している。1フレームを時間T
1からT2の間としてこの間を4つに分割して、一対の
走査線4対を順次走査して走査信号を印加している。図
ではX1a、X2a、X3a、X4aのみを記載しているが実際
にはX1b、X2b、X3b、X4bにはX1a、X2a、X3a、X
4aと極性の異なる同じ波形が印加されている。また、Y
1 、Y2 、Y3、Y4 線には図9のようなデータ信号が
印加されており、時間T1からT2の間はAAの画素の
み選択されてオンまたはオフされる。即ち、T1 からt
1 の間にデータ線Y1 に対してデータ信号を印加して、
この時間内にAAの画素の液晶にはしきい値をこえる電
圧が印加され液晶が駆動される。この時、液晶表示装置
の対抗電極にオフセット電圧が印加されている。図9で
は次の時間T2からT3にも全く同じ信号波形を印加
し、AAの表示を行っている。
は4つの画素を全く選択しない信号が印加されている。
さらに時間T5からT6では再びAAの画素を選択して
いる信号が印加されている。
る信号の論理を反転させた信号が印加され、また対抗電
極には時間T1からT6の間に印加されていた信号とは
極性の異なるオフセット電圧が印加されて、交流化信号
が液晶に加えられている。この交流化信号により、時間
T1からT6の間に正に偏っていた電荷をキャンセルす
ることができる。すなわち、時間T2からT4に加えら
れていた信号のうち、Y1 、Y2 、Y3 、Y4 線の論理
を反転し、すなわち選択信号と非選択信号を入れ換え、
対抗電極のオフセット電圧の正負を入れ換えることによ
り、時間T2からT4の前半の1フレームではAAの画
素を選択し、後半の1フレームでは4つの画素を選択し
ない交流化信号を印加でき液晶を駆動することが可能と
なった。これにより、容易に画素に残っている電荷をキ
ャンセルすることができる。
簡単な、パルス信号をデータ線および一対の走査線に加
えるだけで、液晶表示を行える。
て、複数フレームの駆動信号を液晶に印加することによ
り1画面を表示する場合は特定の画素に加える選択信号
回数を全フレーム数より減らすことにより、容易に階調
表示を行うことができる。
チング速度を大とするため、動作電圧は±20〜±25Vと
し、セル間隔は1〜3μmと薄くした。
いれば、従来のものより高性能な液晶を用いたテレビ受
像機、液晶表示パネルに後方から光を当てることによっ
て、パネルを透過した光を光学系を介して前方のスクリ
ーン等に映す液晶プロジェクター等を得ることができ
る。また、本実施例で使用したTFTの半導体は本実施
例で使用した材料以外をも使用できる。
晶表示装置の構成を有するものを使用して、インバータ
型の回路を構成した例である。本実施例においても、基
本的構成であるPTFT、NTFTからなるC/TFT
の構成、作製法は、実施例1と全く同様である。また図
4、図7中の符号は、実施例1において図3、図6を用
いて説明した符号と同一である。
中央に配設し、一対のデータ線の第1のデータ線5と第
2のデータ線8に挟まれた部分を1つのピクセル23と
している。1つのピクセルは1つの透明導電膜の画素1
7および2つのPTFT13、24と、2つのNTFT
22、25よりなる2つのC/TFTに連結させてい
る。ゲイト電極はすべて走査線3に連結され、2つのP
TFTは第1のデータ線5に、また2つのNTFTは第
2のデータ線8に連結されている。これら2つのC/T
FTの一方が、ゲイト電極とチャネル形成領域との間に
リ−クがあり不良であった場合でも、ピクセルとしての
動作をさせることができる。本実施例を駆動する際のタ
イミングチャートの一例を図10に示す。
FTが設けられていることにより、画素電極17は3つ
の値の液晶電位VLCに固定されることである。
アクリル樹脂とネマチック液晶の混合物を印刷法によっ
て、第一の基板に10μmの厚さで形成後、第二の基板
を減圧中で重合わせて、2kg/cm2 で加圧しながら
下方より紫外線を照射してセルを形成した。その断面構
造を図15に示す。図15は、ガラス基板150、液晶
相154、画素電極17、対抗電極である上側電極15
5、例えば図4における信号線8に相当する信号線15
2、例えば図4における信号線6に相当する信号線15
1、そして図4に示す回路構成を有する下側基板153
よりなるものである。この図15に示す液晶表示装置を
図1のプロジェクションテレビの4の部分に用いること
により高性能なプロジェクションテレビの構成を得るこ
とができる。
のである。1つのピクセルが2つのC/TFTと2つの
画素よりなっている。即ちPTFT13、NTFT22
よりなるC/TFTの出力と連結した液晶の画素電極1
7と、他のPTFT24とNTFT25よりなるC/T
FTの出力に連結した液晶の画素電極81とが1つのピ
クセル23を構成している。画素17と81とが1つの
ピクセルを構成する合わせた画素23に対応する。
作しなくなっても、他方の画素が動作をし、カラ−化を
した時、非動作のピクセルが発生する確率を下げること
ができた。その他、ここに記載されていないことは実施
例1、2に記されたことと同様である。また、本実施例
を駆動する際のタイミングチャートの一例を図11とし
て示す。
過型の液晶表示装置または反射型の液晶表示装置として
用い得る。また使用可能な液晶材料としては前術のTN
液晶、FLC液晶、分散型液晶、ポリマ型液晶を用い得
る。 またゲストホスト型、誘電異方性型のネマチック
液晶にイオン性ド−パントを添加して電界を印加するこ
とによってネマチック液晶としコレステリック液晶との
混合体に電界を印加して、ネマチック相とコレステリッ
ク相との間で相変化を生じさせ、透明ないし白濁の表示
を実現する相転移液晶を用いることもできる。また液晶
以外では、例えば染料で着色した有機溶媒中にこれと色
の異なる顔料粒子を分散させたいわゆる電気泳動表示用
分散系を用いることもできることを付記する。またこの
場合にはC/TFTをバッファ型の回路構成にした方が
よいことも前述した通りである。
て、従来ブラウン管を利用したテレビ受像機に比べて、
70%程度の重量の削減ができた。また本発明の構成に
より、液晶電位をフロ−ティングとしないため、安定し
た表示を行うことができる。また、アクティブ素子とし
てのC/TFTの駆動能力が高いため、動作マ−ジンを
拡大でき、さらに周辺の駆動回路をより簡単にすること
が可能で表示装置の小型化、製造コストの低減に効果が
ある。また、3本の信号線と対抗電極に非常に単純な信
号で高い駆動能力を発揮することができる。
力であるためその補償をある程度行うことができる。
に液晶の駆動としては必須の交流化信号駆動をC/TF
Tのゲイト信号線に加える信号の論理を反転させ、対抗
電極に印加するオフセット電圧の極性を反転するという
簡単なことで達成できた。
た液晶電気光学装置の回路図
た液晶電気光学装置の回路図
た液晶電気光学装置の回路図
た液晶電気光学装置の回路図
た液晶電気光学装置の構成図
た液晶電気光学装置の構成図
た液晶電気光学装置の構成図
程
程
いた液晶電気光学装置の構成図
Claims (1)
- 【請求項1】1つのピクセルに、1つの画素電極、2つ
のNチャネル型薄膜トランジスタ及び2つのPチャネル
型薄膜トランジスタを有する表示装置において、 前記2つのPチャネル型薄膜トランジスタのソース又は
ドレインは第1の信号線に接続されており、 前記2つのNチャネル型薄膜トランジスタのソース又は
ドレインは第2の信号線に接続されており、前記2つのPチャネル型薄膜トランジスタ及び前記2つ
のNチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極は第3の
信号線に接続されており、 前記2つのNチャネル型薄膜トランジスタ及び前記2つ
のPチャネル型薄膜トランジスタは平坦化用有機樹脂膜
で覆われており、 前記平坦化用有機樹脂膜上に前記1つの画素電極が設け
られ、 前記2つのNチャネル型薄膜トランジスタの一方及び前
記2つのPチャネル型薄膜トランジスタの一方は第1の
相補型薄膜トランジスタを構成し、 前記2つのNチャネル型薄膜トランジスタの他方及び前
記2つのPチャネル型薄膜トランジスタの他方は第2の
相補型薄膜トランジスタを構成し、 前記第1の相補型薄膜トランジスタ及び前記第2の相補
型薄膜トランジスタは前記1つの画素電極に接続され て
いることを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30320399A JP3283855B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 投写型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30320399A JP3283855B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 投写型表示装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2418662A Division JPH04313732A (ja) | 1990-12-29 | 1990-12-29 | プロジェクター |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000122098A JP2000122098A (ja) | 2000-04-28 |
JP3283855B2 true JP3283855B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=17918133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30320399A Expired - Lifetime JP3283855B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 投写型表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3283855B2 (ja) |
-
1999
- 1999-10-25 JP JP30320399A patent/JP3283855B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000122098A (ja) | 2000-04-28 |
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