JPH10198312A - 表示装置及び表示装置の駆動方法 - Google Patents
表示装置及び表示装置の駆動方法Info
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- JPH10198312A JPH10198312A JP8358951A JP35895196A JPH10198312A JP H10198312 A JPH10198312 A JP H10198312A JP 8358951 A JP8358951 A JP 8358951A JP 35895196 A JP35895196 A JP 35895196A JP H10198312 A JPH10198312 A JP H10198312A
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Abstract
うアクティブマトリクス型の液晶表示装置の構成を簡略
化する。 【解決手段】 多階調、例えば64階調の表示を行わせ
るために1ライン期間において8分割された8階調電圧
を選択する。この際、階調電圧に関する8種類の情報と
選択タイミングに関する8種類の情報がデジタルデコー
ダに供給される。この情報に基づき、階調電圧を所定の
タイミングでもって選択する。こうすることで、64階
調の表示を行わすことができる。この構成は、1タイミ
ングにおいて選択する階調電圧が8種類なので、回路の
構成を簡略化することができる。
Description
マトリクス状に配置された画素により画像の表示を行う
表示装置に関する。例えば、本明細書で開示する発明
は、アクティブマトクス型の液晶表示装置やELディス
プレイに利用することができる。
示装置が知られている。これは、数百×数百個以上の数
でもってマトリクス状に配置された画素電極のそれぞれ
にスイッチング用の薄膜トランジスタを配置し、各画素
電極に保持させる電荷をこの薄膜トランジスタで制御す
る構成を有している。
は、階調表示をどこまで細かくできるかが重要な技術と
なる。
液晶表示の構成を示す。一般に周辺駆動回路と総称され
るシフトレジスタ及びバッファー回路は、外付けのIC
回路を基板上に配置することによって構成している。
ス基板上に形成されたアモルファスシリコンを利用した
薄膜トランジスタが配置されている。
素膜でもって薄膜トランジスタを作製する構成も知られ
ている。この場合、周辺駆動回路もアクティブマトリク
ス回路も石英基板上に形成される薄膜トランジスタでも
って構成される。
ることにより、ガラス基板上に結晶性珪素膜を用いた薄
膜トランジスタを作製する技術も知られている。この技
術を利用すると、ガラス基板にアクティブマトリクス回
路と周辺駆動回路とを集積化することができる。
ドライバー側のシフトレジスタ回路(水平走査用のシフ
トレジスタ)からの信号により、画像信号線に供給され
る画像信号が(B)に示すようなタイミングで選択され
る。そして対応するソース信号線に所定の画像信号が供
給される。
素の薄膜トランジスタにより選択され、所定の画素電極
に書き込まれる。
イトドライバー側のシフトレジスタ(垂直走査用のシフ
トレジスタ)からゲイト信号線を介して供給される選択
信号により動作する。
ジスタからの信号とゲイトドライバー側のシフトレジス
タからの信号により、適当なタイミング設定により順次
繰り返し行うことにより、マトリクス状に配置された各
画素に順次情報が書き込まれる。
画面の画像情報の書込みを行う。こうして画像の表示が
次々に行われる。普通、この1画面分の情報の書込み
は、1秒間に30回、あるいは60回行われる。
すには、画像信号が必要とする階調分に対応する信号を
含んでいる必要がある。
合には、その信号に階調表示に必要とされる信号が含ま
れているので、図3に示す構成でもある程度の対応をす
ることができる。
の信号(これはデジタル信号である)を基に表示を行う
場合には、図3に示す構成では問題が生じる。
タ回路によって、図3(B)に示すようなアナログの画
像信号を作り出さなければならない。
れる階調は、64階調程度である。しかし、64階調分
の情報が含まれる画像信号をDAコンバータにより作成
することは、DAコンバータの構造が複雑化し、コスト
高になるという問題がある。
Aコンバータもパネル上に薄膜トランジスタでもって構
成する必要が生じるが、上記のような64階調分の情報
を作成するDAコンバータを薄膜トランジスタでもって
構成することは非常に困難である。
素)を採用し、1秒間に60回の画面書換を行う場合を
考える。この場合、1行における1番目から1024番
目までのソース信号線に信号を順次供給するのに、((1
/60) /768)sec 必要となる。即ち、21.7μsec
必要となる。
開始してから、n+1段目のシフトレジスタが動作し始
めるまでの時間は、さらにその1/1024となる。即
ち、21.2nsec となる。これは、47MHz程度の動作
速度が要求されることを意味する。
Hz程度の動作速度で作り出すことは、D/Aコンバー
タの機能としては、負担が重いものとなる。ましてや、
薄膜トランジスタでそのような能力を有するD/Aコン
バータを作製することは非常に困難なものとなる。
明は、デジタル信号を入力信号として、画像を表示する
アクティブマトリクス型の表示装置において、比較的簡
単な回路構成でもって、64階調というような階調表示
を行わすことができる構成を提供することを課題とす
る。
の一つは、アクティブマトリクス型の表示装置であっ
て、格子状に配置されたゲイト信号線及びソース信号線
と、前記ゲイト信号線とソース信号線との交点付近に配
置された少なくとも1つの画素薄膜トランジスタと、前
記ソース信号線毎に設けられ、前記ソース信号線に供給
する階調電圧を選択する手段と、を有し、前記階調電圧
を選択する手段における階調電圧の選択は、1ライン期
間を複数に分割することにより得た期間の一つを選択
し、かつ該期間内に設定された階調電圧を選択すること
により行われることを特徴とする。
に示す構成では、階調電圧を選択する手段として、デジ
タルデコーダ信号に供給される選択すべき階調電圧に関
する情報を取り込むメモリ1、メモリ2、及び電圧を選
択するD/Aコンバータが示されている。
れる階調電圧は、1ライン期間の分割数Nと1ライン期
間を分割した期間内に設定された階調電圧レベルの数M
との積(N×M)で表される中から選択される。
ン期間を8分割し、その分割された期間内に8段階に設
定された階調電圧から、ソース信号線に供給する電圧を
選択する場合におけるD/Aコンバータが選択すべき階
調電圧の供給タイミングである。
用した場合、表示できる階調表示は、8×8=64階調
となる。
トランジスタの画素電極への情報書込み時間は、1ライ
ン期間を複数に分割することより設定された1つの期間
の長さより短くなければならない。
段は、1ライン期間を分割することより設定された期間
のどれを選択するかに関しての情報と、前記分割するこ
とより設定された期間内に設定された複数の階調電圧レ
ベルのどれを選択するかに関しての情報と、により制御
され、所定のタイミングでもって、所定のレベルの階調
電圧を選択する。
型の表示装置であって、格子状に配置されたゲイト信号
線及びソース信号線と、前記ゲイト信号線とソース信号
線との交点付近に配置された少なくとも1つの画素薄膜
トランジスタと、前記ソース信号線毎に設けられ、前記
ソース信号線に供給する階調電圧を選択する手段と、を
有し、前記手段における階調電圧の選択は、1ライン期
間をN分割することにより設定された1つの期間を選択
し、かつ該期間内において設定されたM個の階調電圧レ
ベルを選択することにより行われ、ソース信号線に供給
される階調電圧は、1ライン期間の分割数Nと1ライン
期間をN分割することにより設定された1つの期間内に
設定された階調電圧レベルの数Mとの積(N×M)で表
される中から選択でき、画素薄膜トランジスタは画素電
極への画像情報の書込み機能を有し、前記画素薄膜トラ
ンジスタの情報書込み時間は、1ライン期間をN分割す
ることにより設定された1つの期間の長さより短いこと
を特徴とする。
段は、1ライン期間をN分割することより設定された期
間のどれを選択するかに関しての情報と、前記N分割す
ることより設定された期間内に設定されたM個の階調電
圧レベルのどれを選択するかに関しての情報と、により
制御される。
数のゲイト信号線と複数のソース信号線、さらに前記ゲ
イト信号線とソース信号線との交点付近に配置された少
なくとも一つの薄膜トランジスタとを構成要素とする画
素マトリクスを有した表示装置の駆動方法であって、前
記複数のソース線に供給される階調電圧の選択は、1ラ
イン期間を複数に分割することにより設定された1つの
期間の選択と、前記一つに期間内に設定された電圧レベ
ルの選択と、により行われることを特徴とする。
作時間を1ライン期間を複数に分割することにより設定
された1つの期間の長さより短くしねければならない。
書き込む時間が、1ライン期間を分割することによって
得られた期間内に制限されるからである。
クス型の液晶表示装置を例に採り、発明の1実施形態を
説明する。
調に関する選択信号と8タイミングに関する選択信号の
組み合わせでなる情報(82 =64通りの情報)を水平
走査シフトレジスタからの信号により、メモリ1群に順
次書き込む。
終了までの時間を1ライン期間と定義する。即ち、図1
の一番左側のメモリ1に対してデジタルデコーダからの
情報の書込みが開始される時点から、一番右側のメモリ
1にデジタルデコーダからの情報の書込みが終了する時
点までの時間間隔を1ライン期間と定義する。
情報は、各メモリ1に書き込むタイミングに合わせて適
時供給される。
たら、次にシフトレジスタの動作タイミングに合わせ
て、メモリ1群に書き込まれた情報をメモリ2群に一斉
に移送する。
群には、再び水平走査シフトレジスタからの信号によ
り、デジタルデコーダーに供給される情報の書込みが順
次行われる。
目の1ライン期間においてメモリ1群に書き込まれ、さ
らに2順目の1ライン期間の開始に合わせてメモリ2群
に移送された情報により、階調電圧を選択する。
期間中において、8階調に対応する電圧が8分割されて
供給される。従って、1ライン期間中においては、64
通りの階調電圧が供給されることになる。
モリ2に書き込まれた情報に基づいてD/Aコンバータ
において選択する。
内のどの期間において、8段階に別れた階調電圧のどれ
を選択するかに関しての情報が書き込まれている。
に階調電圧をD/Aコンバータにおいて選択する。選択
された階調電圧は、ソース信号線に供給される。
示しない垂直走査シフトレジスタからの信号により動作
する画素の薄膜トランジスタにより選択される。こうし
て、所定の画素に所定の階調に対応した情報が書き込ま
れる。
電極への情報の書込みは、1ライン期間を8分割した期
間内において終了していなけらばならない。
は、図2に示す階調レベルのどれを選択するかによって
決まる。即ち、選択する階調レベルが存在する期間が、
8分割された期間のどれであるかによって、ソース線信
号への階調電圧の供給タイミングは決まる。
でいえば所定の1行の画素列)に注目した場合、この1
行の画素群に対する情報の書込みは、その階調レベルに
応じて、8タイミングに分けて行われることになる。
なり、ソース信号線への階調電圧の供給のタイミング
は、水平走査シフトレジスタからの信号に従って順次行
われるものとはならない。
液晶表示装置の概略を示す。
供給される信号をソースドライバ側のシフトレジスタ回
路(水平走査用のシフトレジスタ)からの信号により選
択し、メモリ1に蓄える。
に対応して配置されたメモリ1に蓄えたら、次の1行の
メモリ1への情報の書込み開始タイミングを利用して、
メモリ1群に蓄えられた情報をメモリ2群に一斉に移
す。
各D/Aコンバータにおいて、図2に示すような階調電
圧に関する64通りの信号電圧のどれかを選択し、それ
をソース信号線に供給する。
応した信号電圧は、図示しないゲイトドライバー側のシ
フトレジスタ(水平走査用のシフトレジスタ)からの信
号により動作する各画素に配置された薄膜トランジスタ
(画素トランジスタ)によって選択される。このように
して各画素に所定の階調に対応した画像情報が書き込ま
れる。
説明する。図1には、1〜6の6本のデジタルデコーダ
線が示されている。
段階の階調(23 =8)電圧のどれを選択するかについ
ての信号が供給される。
割された期間のどの期間を選択するかに関しての信号が
供給される。
を組み合わせることにより、23 ×23 =64通りの情
報を得ることができる。(後述するが、この64通りの
情報により、図のタイミングで順次送られる64通りの
階調電圧を選択する)
(水平方向の1列)の全てに情報を書込むのに要する期
間のことである。この1ライン期間は、ソース駆動側の
シフトレジスタ(水平走査シフトレジスタ)が端から端
まで順次動作するのに要する時間に一致する。
図2に示すような信号電圧が供給される。即ち、1ライ
ン期間を8分割し、それぞれの1/8ライン期間におい
ては、8階調に対応する信号電圧が8本の信号線のそれ
ぞれに供給される。従って、1ライン期間を8分割した
1つの期間においては、8階調分の信号電圧しか供給さ
れていない。
は、図1に示すようにV1 〜V8 の階調電圧が供給さ
れ、次の1/8ライン期間においては、V9 〜V16の8
階調分に対応する階調電圧が供給されるというように階
調電圧は供給される。
のそれぞれにおいて、図2に示すような8階調分の信号
電圧が振り分けられて供給される。
イミングとを組み合わせることにより、1ライン期間中
においては、64階調に相当する信号電圧が供給され
る。
ジスタからの信号により、各ソース信号線に対応したメ
モリ1に図2に示す64階調分の信号のどれを選択する
かに関しての情報がデジタルデコーダ1〜6より取り込
まれる。
調分の信号のどれを選択するかに関しての情報がデジタ
ルデコーダ1〜6より取り込まれ、次に第2番目のメモ
リ1に上記64階調分の信号のどれを選択するかに関し
ての情報がデジタルデコーダ1〜6より取り込まれ、と
いう動作が水平走査シフトレジスタからの信号により順
次行われる。
の動作タイミングに対応させて、所定のメモリ1に書き
込むべき所定の情報が順次供給される。
て、次々とメモリ1群に図2に示す64階調分の信号電
圧のどれを選択するかに関しての情報が取り込まれる。
の書込みが終了したら、次に1ライン分の情報の書込み
が開始される直前にメモリ1群に書き込まれた情報をメ
モリ2群に一斉に移送する。そして、メモリ1群に対し
ては、上述した動作が再び繰り返され、次の1ライン期
間分の情報が書き込まれる。
に示す64階調分の信号のどれを選択するかに関しての
情報がそれぞれ記録されている。
は、階調電圧の選択を行う。即ち、1ライン期間におい
て、図2示すような状態で供給される階調電圧を必要と
するタイミングでもって適時選択する。
される64階調分の信号電圧のいずれかをメモリ2に書
き込まれた情報に基づいて、D/Aコンバータで選択す
る。
線には、64階調の内のどれかに対応する信号電圧が供
給される。従って、1ライン期間において、D/Aコン
バータが8分割されたどのタイミング、そして8階調分
の信号電圧のどれを選択するかにより、必要とする信号
電圧が所定のソース信号線に供給される。
るタイミングは、図2に示す信号電圧の供給されるタイ
ミングに合わせて、ソース線毎に8タイミングに別れた
ものとなる。この点は、図3に示す従来例のようなシフ
トレジスタの動作に従って、順次ソース線に信号電圧が
供給される動作とは異なるものとなる。
おける薄膜トランジスタの動作がある程度速いことが必
要とされる。
給されている期間が1ライン期間を8分割した時間しか
ないからである。
素)を採用し、1秒間に60回の画面書換を行う場合、
図2に示すような8タイミングに分けて供給される8階
調の信号電圧のソース信号線への供給時間は、約2.7 μ
sec となる。
sec 、1ライン期間が((1/60)/768)sec、さら
にそれを8分割するので、約2.7 μsec となる。
電極への情報の書込みが終了しないと、必要な階調情報
の書込みが画素電極に対して行うことができなくなって
しまう。
を終了させるには、薄膜トランジスタのスイッチング時
間が少なくとも1μsec 程度以下であることが必要であ
る。即ち、1μsec 以下でスイッチングする動作速度が
この薄膜トランジスタに要求される。
ということは、簡単にいって1MHz以上の動作速度が
要求されるということである。実際には、動作マージン
をみることになるので、さらに高い周波数での動作速度
が画素に配置される薄膜トランジスタに要求される。
平走査シフトレジスタ)やデジタルデコーダへの信号を
供給する回路、さらに階調電圧を供給する回路、さらに
メモリ1及びメモリ2、さらにD/Aコンバータには、
1ライン期間を水平画素数で割った時間での動作性能が
要求される。
素)を採用した場合を考える。この場合、1ライン期間
は、((1/60)/768)secとなる。
は、それを水平画素数である1024で割った時間以下
の時間で動作する速度が要求される。即ち、0.02μsec
程度以下の時間で動作することが要求される。これは、
周波数に換算すると、48MHz程度以上ということに
なる。
D/Aコンバータで取り扱う情報は、8階調分の情報な
ので、D/Aコンバータにとって大きな負担とはならな
い。換言すれば、D/Aコンバータをそれ程複雑な構造
にしなくてすむ。そして、薄膜トランジスタで作製でき
る程度の性能のものとすることができる。
規な結晶性珪素膜を利用すれば、上記程度の特性を有す
るシフトレジスタやA/Dコンバータ、さらにメモリを
作製することができる。
画素に情報が保持される時間のバラツキが生じるが、こ
れは、1ライン期間より小さいものであり特に問題とは
ならない。
素)を採用し、1秒間に60回画面を書き換えるとする
と、1ライン期間は、((1/60)/768))sec 、即
ち22μsec 程度である。
が十分小さいとすると、1画素に電荷が保持されている
時間は(1/60)sec 程度、即ち0.016667sec 程度で
ある。
そしてこの比率は、64階調の表示を行う場合において
は全く無視できるものであると言える。
1に示すアクティブマトリクス型の液晶表示装置を構成
する各回路の具体的な例を示す。
スタ回路の具体的な回路例を示す。SPというのは、ス
タートパルスの略であり、このスタートパルス信号の入
力により、シフトレジスタが所定のタイミングでの動作
を開始する。
に対応した回路(メモリ1回路)に所定のタイミングで
もって、動作のタイミングを決める信号を順次作りだす
機能を有している。
モリ2の概略の構成を図5に示す。図5には、ソース信
号線に対応するメモリ1及びメモリ2の回路ブロックが
示されている。
により、所定の情報がデジタルデコーダ線から書き込ま
れる。
に関する8種類(電圧選択ビットと称する)の情報と階
調電圧を選択するための8タイミングに関する情報(タ
ミング選択ビットと称する)である。
信号によりメモリ2に一斉に書き込まれる。この1ライ
ン期間毎に供給される信号(1ライン毎のパルス)は、
水平走査シフトレジスタに入力されるスタートパルスに
同期したものとなっている。
ビット(選択肢は、23 =8)とタイミング選択ビット
(選択肢は、23 =8)として、メモリ2から出力され
る。
ンバータは、図6と図7で示されるような構成を有して
いる。なお、図7のa〜hの信号は、図8に示すような
タイミングでもって1ライン毎に繰り返し供給される。
トに供給さえる情報と図8に示すタミングで供給される
a〜hの信号とにより、階調電圧を選択するタイミング
に関しての信号(図面でAと記載されている)を図6に
示す回路に供給する。
信号に基づいて、電圧選択ビットに供給される8種類の
供給電圧(同一タイミングにおいては、選択する電圧は
8種類である)に関する情報を所定のタイミングでもっ
て選択する信号を生成する。
のNAND回路からに出力となる。この信号により、図
2に示すような階調電圧信号の一つが選択され、ソース
信号線に供給される。
は、50MHz程度、3.3V〜5Vでもって動作を行
わすことができる薄膜トランジスタ(TFTと称され
る)の作製方法を説明する。
低温ポリシリコンTFTや高温ポリシリコンTFTに比
較して、動作速度にして10倍以上の高速動作を行わす
ことができる特性を有している。
さらにD/Aコンバータ回路を構成するために利用され
るCMOS回路と、画素薄膜トランジスタとして利用さ
れるNチャネル型の薄膜トランジスタとを同一石英基板
上に並行して同時に形成する工程を説明する。
701の表面を洗浄する。そしてこの石英基板701上
に減圧熱CVD法により非晶質珪素膜702を500Å
の厚さに成膜する。こうして図9(A)に示す状態を得
る。
00Åの酸化珪素膜でもって703で示されるマスクを
形成する。
口が形成されており、この部分において非晶質珪素膜7
02が露呈する構成となっている。(図9(B))
方向に長手状を有するスリット形状のものとする。
ら、10ppm(重量換算)のニッケル元素を含んだニ
ッケル酢酸塩溶液をスピンコート法により均一に塗布す
る。この工程において、図9(B)の704で示される
ようにニッケル元素が全体の表面に接して保持された状
態が得られる。
質珪素膜702の一部に選択的に接して保持された状態
が得られる。即ち、前述した開口704と705の領域
でニッケル元素が非晶質珪素膜702に接する状態とな
る。このようにしてニッケル元素が導入される。
行ってもよい。この場合、ニッケル元素の溶液を塗布す
る場合に比較して、ニッケル元素の導入位置をより精度
よく制御することができる。したがって、ニッケル元素
の導入領域の幅が数μmあるいはそれ以下の極めて狭い
場合や、導入領域の形状が複雑な場合に特に有効であ
る。
次に加熱処理を行う。
500℃〜630℃、例えば600℃の温度でもって8
時間の条件で行う。この加熱処理において、図9(C)
に示すように基板に並行な方向への結晶成長706が進
行する。この結晶成長は、100μm以上の距離に渡っ
て行わすことができる。
珪素膜は、棒状あるいは柱状の結晶体が結晶成長方向に
延在した特異が結晶構造を有している。
した酸素雰囲気、例えばHClを3体積%含有させた酸
素雰囲気中において、950℃、20分の熱処理を行
い、熱酸化膜を200Åの厚さに成膜する。
00Åへと減少する。この熱酸化膜中には、ハロゲン元
素、ここでは塩素の作用により珪素膜中からニッケル元
素が吸い出され、比較的高濃度にニッケル元素が含まれ
ることになる。
おける欠陥のアニールが行われ、結晶性が大きく向上す
る。
とで、珪素膜中のニッケル元素を減少させることができ
る。
素膜中に残留するニッケルの濃度は、現状では1×10
14原子個/cm3 〜5×1018原子個/cm3 程度となる
が、低いほど好ましい。熱酸化膜のゲッタリング条件を
詰めれば、この濃度の上限は5×1017原子個/cm3 程
度まで低減できる。この濃度の計測は、SIMS(2次
イオン分析方法)を利用して計測できる。
活性層となるパターン707、708、709を形成す
る。
縁膜を構成する酸化珪素膜をプラズマCVD法により、
400Åの厚さに成膜する。
に成膜する。この熱酸化膜を成膜は、HClを0.1〜
10体積%、例えば3体積%含有させた酸素雰囲気中に
おいて950℃、30分の条件で行う。
れる。こうして、厚さ300Åの熱酸化膜と厚さ400
ÅのCVD酸化珪素膜の積層膜でもってなるゲイト絶縁
膜710が得られる。なお、最終的な活性層の厚さは2
50Åとなる。
と薄膜トランジスタの動作時におけるキャリアに移動方
向とが一致するようにパターンの配置を決める。
おいて、リングオシレータレベルで1GHz、シフトレ
ジタレベルで100MHzの動作を行わすことができる
薄膜トランジスタを作製することができる。
ムを主成分とする材料でもって図9(D)に示すように
ゲイト電極711、712、713を形成する。
ウムを主成分とした材料以外に、タンタル(Ta)、多
量にリン(P)がドープされた多結晶シリコン、タング
ステンのシリサイド(WSi)、またはリンドープされ
た多結晶シリコンとタングステンのシリサイドの積層ま
た混成した構造としてもよい。
イト電極を構成するアルミニウムを主成分とする材料を
弱酸溶液を用いて陽極酸化して、緻密な陽極酸化膜をゲ
イト電極の側面のみまたは上面及び側面に設けてもよ
い。この場合、ゲイト電極の材料としてはアルミウニム
以外にタンタルを用いることができる。
後の加熱工程でのヒロックの発生を防ぐことができる。
また側面のみに設けた場合、上面に硬い陽極酸化膜がな
いため、接続される配線とのコンタクトの形成が容易と
なる。
在することにより、後の不純物イオン注入工程を、ゲイ
ト電極及び側面の陽極酸化膜をマスクとして行うこと
で、薄膜トランジスタのチャネル形成領域に、陽極酸化
膜の膜厚に概略等しいオフセット領域を形成し、リーク
電流を低減することができる。
ャネル型の薄膜トランジスタ(PTFT)のゲイト電極
となる。また、712がCMOSを構成するNチャネル
型の薄膜トランジスタ(NTFT)のゲイト電極とな
る。また、713がCMOSを構成するNチャネル型の
薄膜トランジスタ(NTFT)のゲイト電極となる。
ーピング法でもって行う。この工程で、CMOSを構成
するPTFTのソース領域714、チャネル領域71
5、ドレイン領域716を自己整合的に形成する。
ドーピング法でもって行う。この工程で、CMOSを構
成するNTFTのソース領域719、チャネル領域71
8、ドレイン領域717が自己整合的に形成される。ま
た、画素に配置されるNTFTのソース領域720、チ
ャネル領域721、ドレイン領域722を自己整合的に
形成する。こうして図9(E)に示す状態を得る。
ン)のドーピングを行う場合はB(ボロン)がドーピン
グされるべき領域をレジストでマスクし、B(ボロン)
のドーピングを行う場合はP(リン)がドーピングされ
るべき領域をレジストでマスクする。こうすることによ
り、PTFTとNTFTとを作り分ける。
射を行うことにより、ドーピングが行われた領域の活性
化と損傷した結晶構造のアニールとを行う。
してプラズマCVD法でもって成膜される窒化珪素膜7
23を1500Åの厚さに成膜する。さらにポリイミド
樹脂でなる膜724を積層する。こうして図9(F)に
示す状態を得る。
とができ、後の配線の形成や配向処理、さらに液晶の注
入工程に都合が良い。
以外にアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミ
ド樹脂等を利用することができる。
にコンタクトホールを形成し、CMOSのソース電極7
25と727、PTFTとNTFTとに共通に設けられ
たドレイン電極726、画素トランジスタ(NTFT)
のソース電極728とドレイン電極729を形成する。
膜とチタン膜との積層膜でもって構成する。
こからさらに必要とする配線(ソース配線)が延在する
形で形成されている。また、共通のドレイン電極726
からも必要とする配線(ドレイン配線)が延在して設け
られている。
極728は、画素マトリクスに配置されたソース信号線
の一部として形成される。なお、ゲイト電極713は、
上記ソース信号線と格子状に配置されたゲイト信号線か
ら延在したもの(またはその一部)として形成されてい
る。
間絶縁膜730をポリイミド樹脂より形成する。そして
コンタクトホールの形成を行い、ITOでなる画素電極
731を形成する。
成するCMOSと画素に配置される薄膜トランジスタと
を石英基板上に集積化することができる。
膜トランジスタでもってリングオシレータ回路を構成す
ると、1GHz以上の周波数で発振させることができ
る。
て動作周波数の設定がされるので、上記の1GHzとい
うような周波数での動作が行える回路を構成するわけに
はいかない。
るシフトレジスタ回路やその他演算回路等をこの薄膜ト
ランジスタでもって構成することができる。
珪素膜を利用した薄膜トランジスタは、その結晶構造に
起因して短チャネル効果が現れにくいという特徴があ
る。また基板として絶縁体を利用するので基板の容量の
問題がなく、高速動作に適するという特徴もある。
MOS型トランジスタにおいては、スケーリング則とい
うものがあった。これは、所定に法則に従ってトランジ
スタに寸法を小さくすれば、これまた所定の法則に従っ
てトランジスタの性能が高くなるというものである。
においては、このスケーリング則に従って、トランジス
タの性能を高めることが困難になってきている。
にチャネル長を短くすればするほど、チャネルの横に不
純物のドーピングをしたりする細かな工夫が必要にな
り、作製工程上の困難性が増大するという点を挙げるこ
とができる。
結晶性珪素膜を用いた場合には、必要とする特性を上記
のスケーリング則に従わない寸法で得ることができる。
考えられる。 (1)チャネルにおいてキャリアの移動する方向に柱状
の結晶体の延在方向を合わせることにより、短チャネル
効果が抑制される。 (2)基板に絶縁体を利用することで、容量の問題が大
きく抑制される。 (3)ゲイト電極にアルミニウムを利用できるので、高
速動作に有利である。
とができる。即ち、一つ一つに柱状の結晶構造体は、不
活性な結晶粒界により仕切られているが、この結晶粒界
部分では、エネルギーにレベルが高いので、キャリアは
結晶体の延在方向にその移動が寄生される。また同様な
考え方により、ソース及びドレイン領域からのチャネル
内部への空乏層の広がりも抑制される。このことが、短
チャネル効果の抑制になっていると考えられる。
な例としては、以下のような例を挙げることができる。
ゲイト絶縁膜の厚さが100Åでなければならないとこ
ろ、本明細書で開示するような結晶性珪素膜を用いた場
合、ゲイト絶縁膜の厚さを300Åとして、同じ特性を
得ることができる。その結果、耐静電気特性を高くでき
る。
うな要因であると理解される。
チャネル長に関しても従来のスケーリング則よりも緩い
条件(1ランク下の条件)でもって、所定の特性を得る
ことができる。
面積にわたって低コストで作製する場合に有用なことで
ある。
得る方法として、レーザー光の照射を併用した場合の例
である。
利用した加熱による結晶化の後にレーザー光の照射を行
い、結晶性を向上させる。そして、熱酸化は行わない工
程とする。
下となるので、基板としてガラスを利用することができ
る。
実施例1に示す熱酸化を利用した方法に比較すると劣
る。また得られる薄膜トランジスタの特性も劣る。従っ
て、本実施例は、画素数が少ないような場合や、階調数
が少ないような場合に有用なものとなる。
する発明を利用したアクティブマトリクス型の液晶パネ
ルを利用した装置の例を示す。
のは、本体2001にアクティブマトリクス型の液晶表
示装置2005を備えた情報処理端末である。
要とする情報の処理や記憶を行う機能を有している。ま
た操作スイッチ2004による作動するカメラ部200
2を備え、必要とする画像情報を内部に取り込める機能
を有している。
情報を電話回線等から取り込んだり、また電話回線を介
して、必要とする情報を外部に送り出す機能を有してい
る。
しては、反射型のものを採用することが、このような携
帯型の装置の場合は低消費電力化の観点からは好まし
い。
装置の代わりにアクティブマトリクス型のEL素子と採
用するのでも良い。
プレイと呼ばれる装置であって、頭に装着するためのバ
ンド部2103を備え、本体2101には、アクティブ
マトリクス型の液晶表示装置が両目に対応させて備えら
れている。
備えるナビーゲーション装置の例である。この装置は、
アンテナ(及びチューナー部)2204で取り込まれた
人工衛星からの電波に基づいて、本体2201に備えら
れたアクティブマトリクス型の液晶表示装置2202に
ナビーゲーション情報を映し出す構成を有している。装
置の操作は、操作スイッチ2203によって行われる。
この装置は、本体2301に音声入力部2303と音声
出力部2302、さらに操作スイッチ2305、アンテ
ナ2306、アクティブマトリクス型の液晶表示装置2
304を備えている。
であって、本体2401には、受像部2406、集積化
回路2407、操作スイッチ2404、アクティブマト
リクス型の液晶表示装置2402、バッテリー240
5、音声入力部2403を備えている。
ーであり、本体2501には、光源2502、反射型で
あるアクティブマトリクス型の液晶表示装置2503、
光源2502、光学系2504が備えられている。表示
は、スクリーン2505に画像を表示することによって
行われる。
装置2503として、反射型ではなく透過型のものを用
いる場合、光源2504は液晶表示装置2503の裏面
側に設けられ、液晶表示装置2503を透過した光がス
クリーン2505に投射されて表示が行われる。
示した構成を逆スタガ型の薄膜トランジスタで構成す
る。各実施例で示した構成をプレナー型の薄膜トランジ
スタに変えて、逆スタガ型の薄膜トランジスタとして
も、同様の効果を得ることができる。
イト電極として、ゲイト電極の耐熱性を高める材料、例
えばリンが多量にドープされた多結晶シリコンを利用す
ることは、高性能な薄膜トランジスタを得るために有効
である。
により、デジタル信号を入力信号として、画像を表示す
るアクティブマトリクス型の表示装置において、その構
成を複雑化しないで提供することができる。
行わすことができる構成を薄膜トランジスタでもって構
成した回路でもって提供することができる。
表示装置の例を示したが、他にEL素子を用いたアクテ
ィブマトリクス型の表示装置、アクティブマトリクス型
のプラズマディスプレイ、EC(エレクトロクロミク
ス)を利用したアクティブマトリクス型の表示装置等に
も利用することができる。
の液晶表示装置の概略の構成を示す図。
の関係を示す図。
表示装置の概略の構成を示す図。
イミングを示す図。
用した装置の例を示す図。
線) 727 ソース電極(ソース配線) 728 ソース電極(ソース信号線) 729 ドレイン電極 730 ポリイミド樹脂膜 731 画素電極(ITO電極)
Claims (8)
- 【請求項1】アクティブマトリクス型の表示装置であっ
て、 格子状に配置されたゲイト信号線及びソース信号線と、 前記ゲイト信号線とソース信号線との交点付近に配置さ
れた少なくとも1つの画素薄膜トランジスタと、 前記ソース信号線毎に設けられ、前記ソース信号線に供
給する階調電圧を選択する手段と、 を有し、 前記階調電圧を選択する手段における階調電圧の選択
は、1ライン期間を複数に分割することにより得た期間
の一つを選択し、かつ該期間内に設定された階調電圧を
選択することにより行われることを特徴とする表示装
置。 - 【請求項2】請求項1において、 ソース信号線に供給される階調電圧は、1ライン期間の
分割数Nと1ライン期間を分割した期間内に設定された
階調電圧レベルの数Mとの積(N×M)で表される中か
ら選択できることを特徴とする表示装置。 - 【請求項3】請求項1において、 画素薄膜トランジスタは画素電極への画像情報の書込み
機能を有し、 前記画素薄膜トランジスタの画素電極への情報書込み時
間は、1ライン期間を複数に分割することより設定され
た1つの期間の長さより短いことを特徴とする表示装
置。 - 【請求項4】請求項1において、 ソース信号線に供給される階調電圧のレベルは、1ライ
ン期間の分割数Nと1ライン期間を分割した期間内に設
定された階調電圧レベルの数Mとの積(N×M)だけ存
在し、 画素薄膜トランジスタは画素電極への画像情報の書込み
機能を有し、 前記画素薄膜トランジスタの情報書込み時間は、1ライ
ン期間をN分割することより設定された1つの期間の長
さより短いことを特徴とする表示装置。 - 【請求項5】請求項1において、 階調電圧を選択する手段は、 1ライン期間を分割することより設定された期間のどれ
を選択するかに関しての情報と、 前記分割することより設定された期間内に設定された複
数の階調電圧レベルのどれを選択するかに関しての情報
と、 により制御されることを特徴とする表示装置。 - 【請求項6】アクティブマトリクス型の表示装置であっ
て、 格子状に配置されたゲイト信号線及びソース信号線と、 前記ゲイト信号線とソース信号線との交点付近に配置さ
れた少なくとも1つの画素薄膜トランジスタと、 前記ソース信号線毎に設けられ、前記ソース信号線に供
給する階調電圧を選択する手段と、 を有し、 前記階調電圧を選択する手段における階調電圧の選択
は、1ライン期間をN分割することにより設定された1
つの期間を選択し、かつ該期間内において設定されたM
個の階調電圧レベルを選択することにより行われ、 ソース信号線に供給される階調電圧は、1ライン期間の
分割数Nと1ライン期間をN分割することにより設定さ
れた1つの期間内に設定された階調電圧レベルの数Mと
の積(N×M)で表される中から選択でき、 画素薄膜トランジスタは画素電極への画像情報の書込み
機能を有し、 前記画素薄膜トランジスタの情報書込み時間は、1ライ
ン期間をN分割することにより設定された1つの期間の
長さより短いことを特徴とする表示装置。 【請求項6】請求項5において、 階調電圧を選択する手段は、 1ライン期間をN分割することより設定された期間のど
れを選択するかに関しての情報と、 前記N分割することより設定された期間内に設定された
M個の階調電圧レベルのどれを選択するかに関しての情
報と、 により制御されることを特徴とする表示装置。 - 【請求項7】格子状に配置された複数のゲイト信号線と
複数のソース信号線、さらに前記ゲイト信号線とソース
信号線との交点付近に配置された少なくとも一つの薄膜
トランジスタとを構成要素とする画素マトリクスを有し
た表示装置の駆動方法であって、 前記複数のソース線に供給される階調電圧の選択は、 1ライン期間を複数に分割することにより設定された1
つの期間の選択と、 前記一つに期間内に設定された電圧レベルの選択と、 により行われることを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 【請求項8】請求項7において、 薄膜トランジスタの動作時間を1ライン期間を複数に分
割することにより設定された1つの期間の長さより短く
することを特徴とする表示装置の駆動方法。
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