CN1260640A - 数字模拟转换器及使用它的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种D/A转换器电路,其能够独立地控制输出电压幅度V_out和参考电压。D/A转换器电路将“n”位数字数据(“n”:自然数)转换为模拟信号,其中所述“n”位数字数据的各个位控制开关,控制连接到所述开关的电容中电荷的充电和放电,以及输出具有用作参考电势的偏移电势的模拟信号。

Description

数字模拟转换器及 使用它的电子设备

本发明涉及一种D/A转换器(数字/模拟转换器)电路(DAC)，尤其涉及一种用于有源矩阵型半导体设备的驱动器电路的DAC。而且，本发明涉及使用这种DAC的有源矩阵型半导体显示设备。

最近，用于生产具有形成在廉价玻璃衬底上的半导体薄膜的半导体设备，例如薄膜晶体管(TFT)的技术得到迅速发展。原因是有源矩阵型液晶显示设备中日益增长的需求。

有源矩阵型液晶显示设备是这样的：像素TFT被排列在由几万到几百万个像矩阵一样设置的像素所组成的像素区上，并且从连接于各个像素TFT的像素电极接收和取出的电荷受控于像素TFT的开关特性。

另外，能够以高速驱动的数字驱动系统的有源矩阵型液晶显示设备已经被确认符合显示设备的高精度和高的图象准确度。

把从外围设备输入的数字视频数据转换为模拟信号(灰度电压)的数字模拟转换器电路(DAC)对于数字驱动系统的有源矩阵型液晶显示设备而言是需要的。有各种类型的数字模拟转换器电路。但是，这里图示出用于有源矩阵型液晶显示设备的DAC的一个示例。

现在，参考图25表示出已有技术DAC的一个示例图。图25示出的已有技术的DAC具有“n”个被“n”位数字数据(D₀到D_n-1)的各个位、连接于各个开关(SW₀到SW_n-1)的电容(C、2C…2^n-1C)及一个复位开关(Res)控制的开关(SW₀到SW_n-1)。而且，电源V_H和电源V_L被连接于已有技术的DAC。还有，电容C_L是连接于输出V_out的信号线的装载电容。另外，接地电源以V_G来代表。但是，V_G可以是任何可选择的恒定电源。

当对应于输入数字数据(D₀到D_n-1)的位是0时(Lo)和当对应位是1(Hi)时，开关(SW₀到SW_n-1)分别连接到电源V_L和电源V_H。

说明书将对已有技术的DAC进行描述。已有技术的DAC的作用被分为复位周期(T_R)和数据输入周期(T_B)来描述。

首先，在复位周期T_R，复位开关Res闭合，数字数据的所有位(D₀到D_n-1)为0(L_O)，并且所有开关(SW₀到SW_n-1)被连接于电源V_L。图26(A)表示在这种状态中的已有技术的DAC的等价电路。

在结束复位周期T_R后，由于数字数据的所有位(D₀到D_n-1)为0(L_O)，在图26(A)表示的装载电容C_L中积累的电荷的起始值(缺省值)Q_L变为如下表达式(19)：

Q₁ ⁰＝c₁·(V_L-V_G)    ...(19)

在结束复位周期T_R后，数据写入周期T_E开始，并且具有可选择的位信息的数字数据(D₀到D_n-1)控制开关(SW₀到SW_n-1)。而且，电荷根据各个位信息被充电和放电，从而此后出现一个稳定的状态。图26(B)表示此时的等价电路。在合成电容C₀、C₁和C_L中积累的电荷Q₀、Q₁和Q_L变为如下表达式(20a到20c)：

Q₀＝c₀·(V_L-V_out)......(20a)

Q₁＝c₁·(V_H-V_out)......(20b)

Q_L＝c_L·(V_out-V_G)......(20c)

这里，由于建立了下面的表达式(21a)和(21b)： $c_0=c\·(\stackrel{\‾}{D_0}+2\stackrel{\‾}{D_1}+4\stackrel{\‾}{D_2}+...+2^{n-1}\stackrel{\‾}{D_{n-1}})----\left(21a\right)$ $c_1=c\·(\stackrel{\‾}{D_0}+2\stackrel{\‾}{D_1}+4\stackrel{\‾}{D_2}+...+2^{n-1}\stackrel{\‾}{D_{n-1}})----\left(21b\right)$

下面的表达式(23)可通过电荷的平衡法则在V_out处建立：Q_L ⁰＝Q_L-Q₀-Q₁    ...(23)

输出V_out变为如下表达式(24)： $V_{\mathrm{out}}=V_L+\frac{c_1\·\mathrm{\α}\·(V_H-V_L)}{(2^n-1)\·c}----\left(24\right)$

但是，α是输出V_out的最大电压振幅与电压振幅(V_H-V_L)的比率(在该说明书中称为“电压压缩比”)，其中α由下式表达： $\mathrm{\α}=\frac{1}{1+\frac{1}{2^n-1}\·\frac{c_L}{c}}----\left(25\right)$

如图26(C)所示，输出V_out相对于地址(0到2^n-1)呈线性关系。但是由于根据表达式(24)，输出V_out依赖于V_H和V_L之差，并且相对于数字数据的地址而随用作参考电势的V_L呈线性形式变化，不可能独立地控制输出V_out的电压振幅和参考电势。

接着，图27表示已有技术DAC的另一示例。图27示出的已有技术的DAC具有“n”个被“n”位数字数据(D₀到D_n-1)的各个位、连接于各个开关(SW₀到SW_n-1)的电容(C、2C…2^m-1C、C、2C…2^n-m-1C)、两个复位开关(Res1和Res2)及一个耦合电容控制的开关(SW₀到SW_n-1)。而且，电源V_H和电源V_L被连接于已有技术的DAC。

还有，图28表示已有技术DAC的又一个示例。图28示出的已有技术的DAC具有“n”个被“n”位数字数据(D₀到D_n-1)的各个位、连接于各个开关(SW₀到SW_n-1)的电容(C、2C…2^m-1C、C、2C…2^n-m-1C)及两个复位开关(Res1和Res2)控制的开关(SW₀到SW_n-1)。而且，图28示出的已有技术的DAC不同于图27示出的已有技术的DAC，因为电容C连接于低位侧电路，并且把相应于低位的电路连接到相应于高位的电路的耦合电容与图27所示的不同。

在图27示出的已有技术的DAC和图28示出的已有技术的DAC的任一个中，分别设计开关(SW₀到SW_n-1)从而当输入的数字数据(D₀到D_n-1)为0(L_O)时使其连接到电源V_L，而当输入的数字数据(D₀到D_n-1)为1(H_i)时使其连接到电源V_H。

图27示出的已有技术的DAC的输出V_out变为如下表达式(26)： $V_{\mathrm{out}}=V_L+\frac{c_1}{(2^n-1)\·c}\·{\mathrm{\α}}_A\·(V_H-V_L)----\left(26\right)$

而且图28所示，已有技术DAC的输出V_out变为下述表达式(27)： $V_{\mathrm{out}}=V_L+\frac{c_1}{2^n\·c}\·{\mathrm{\α}}_B\·(V_H-V_L)----\left(27\right)$

这里C1与上面表达式(21b)中相同，并且建立下面的表达式，其中的α_A和α_B电压压缩比： ${\mathrm{\α}}_A=\frac{1}{1+\frac{2^n}{2^n-1}\·\frac{c_L}{c}}----\left(28a\right)$ ${\mathrm{\α}}_B=\frac{1}{1+\frac{2^m}{2^n}\·\frac{c_L}{c}}----\left(28b\right)$

而且，在这些已有技术DAC中，可以理解与图17(C)所示的已有技术DAC中一样，输出V_out相对于数字数据的地址(0到2^n-1)呈线性关系。但是由于根据表达式(26)和(27)，输出V_out依赖于V_H和V_L之差，并相对于数字数据的地址而随用作参考电压的V_L呈线性形式变化，不可能独立地控制输出V_out的电压振幅和参考电势。

因此，考虑到上述问题和不足作出了本发明。并且，因此本发明的一个目的是提供一种DAC，其能够独立地控制输出V_out的电压振幅和参考电势。后面将说明根据本发明的DAC。

本发明涉及一种将“n”位数字数据(其中“n”是自然数)转换为模拟信号的数字模拟转换器电路，其中“n”位数字数据的各个位控制开关并且进一步控制连接于开关的电容中的电荷的充电和放电，而且该数字模拟转换器电路输出模拟信号和用作参考电压的偏移电压。

本发明涉及一种将“n”位数字数据(其中“n”是自然数)转换为模拟信号的数字模拟转换器电路，其中该数字模拟转换器电路具有“n”个开关和“n”个相应于“n”位数字数据的各个位的电容，相应于“n”位的“n”个开关控制连接于“n”个开关的每一个的电容中的电荷的充电和放电，而且该数字模拟转换器电路输出具有用作参考电压的偏移电压的模拟信号。

根据本发明的一种数字模拟转换器电路，该数字模拟转换器电路把“n”位数字数据转换为模拟信号，包括被“n”位数字数据的低“m”位(其中“n”和“m”是自然数并且m＜n)的各个位控制的开关和被“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位的各个位控制的开关；连接于被低“m”位的各个位控制的每一开关的电容，其中各个电容是2^m-1倍的单元电容；连接于被高“n-m”位的各个位控制的每一开关的电容，其中各个电容是2^n-m-1倍的单元电容；一个耦合电容和两个复位开关；其中两个电源和一个偏移电源连接于该数字模拟转换器电路；开关选择两个电源之一，两个复位开关控制电荷充电到电容，并且该数字模拟转换器电路从“n”位数字视频数据的高(“n-m”)位电容的共用连接端输出模拟信号和用作参考电势的偏移电源的电势。

根据本发明的一种数字模拟转换器电路包括：由数据的低“m”位(其中“n”和“m”是自然数并且“m”＜“n”)控制的一个低位电路部分，其中低位电路部分由被各个位和连接于开关的电容控制的开关组成，其具有比单元电容大2^m-1倍的一个电容；由“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位控制的一个高位电路部分，其中高位电路部分由被各个位和连接于开关的电容控制的开关组成，其具有比单元电容大2^n-m-1倍的一个电容；一个由上述单元电容组成的用于把低位电路部分连接到高位电路部分的耦合电容；和两个复位开关；其中两个电源和一个偏移电源被输入其中；两个复位开关控制电荷充电到低位电路部分的各个电容和高位电路部分的各个电容；偏移电源被输入到高位电路部分的各个电容的共用连接端；低位电路部分的各个开关从各个位信息选择两个电源之一，并且控制连接于各个开关的电容的电荷的充电和放电；高位电路部分的各个开关从各个位信息选择两个电源之一，并且控制连接于各个开关的电容的电荷的充电和放电；并且其中偏移电源的电势被用作参考电势的模拟信号从高位电路部分的共用连接端输出。

在根据本发明的DAC中，可通过V_H和V_L之差和在V_L用作参考电势时的相对于数字数据的地址而呈线性形式的变化来确定输出V_out的振幅。即，可独立地控制输出V_out的电压振幅和参考电势。因此，如果V_H和V_L之差是恒定的，甚至在V_H和V_L都很小时也可获得同样的输出V_out。因此，可抑制电源电压移向较低值，从而使α很小，即，电容C很小，电容部分的布局区可减少。

图1是根据本发明的一个DAC(数字模拟转换器电路)，

图2(A)-2(C)表示描述根据本发明的DAC的作用的等价电路和表示根据本发明的DAC的输出的曲线图，

图3表示根据本发明的DAC的一个实施例，

图4(A)-4(C)表示描述根据本发明的DAC的作用的等价电路和表示根据本发明的DAC的输出的曲线图，

图5是使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例，

图6表示选择器电路的示例，

图7是选择器电路的时序图，

图8表示根据本发明的DAC的另一个实施例，

图9(A)和9(B)表示电平移动器电路和模拟开关电路，

图10(A)和10(B)表示数字视频数据除法电路，

图11是数字视频数据除法电路的时序图，

图12(A)-12(E)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图13(A)-13(C)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图14(A)-14(C)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图15(A)-15(C)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图16(A)-16(E)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图17(A)-17(D)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图18(A)和18(B)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图19(A)-19(E)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图20(A)和20(B)表示用于产生使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个示例方法，

图21表示构成使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个TFT的示例，

图22表示构成使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的一个TFT的示例，

图23(A)和23(B)表示其中组装入使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的投影仪，

图24(A)到24(E)表示其中组装入使用根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的电子设备的示例，

图25表示已有技术的DAC，

图26(A)-(C)表示已有技术的DAC，

图27表示已有技术的DAC，

图28表示已有技术的DAC，

图29表示根据本发明的DAC的优选实施例的相对于数字视频数据的输出电压，

图30是表示TFT特性的曲线图，

图31是具有根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的显示示例，

图32是具有根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的显示示例，

图33是表示无阀值反铁电混合液晶的应用电压-渗透比率的特性的曲线图，

图34(A)到34(D)表示根据本发明的优选实施例的制造过程，

图35(A)到35(D)表示根据本发明的优选实施例的制造过程，

图36(A)和36(B)表示根据本发明的优选实施例的制造过程，

图37(A)和37(B)表示根据本发明的优选实施例的制造过程，

图38表示根据本发明的液晶设备的截面图，

图39表示液晶材料的光学特性，

图40A表示有源矩阵EL显示设备的顶视图，图40B是其截面图，

图41A表示有源矩阵EL显示设备的顶视图，图41B是其截面图，

图42是表示有源矩阵EL显示设备中像素部分的结构的视图，

图43A是表示有源矩阵EL显示设备中像素部分的结构的顶视图，图43B是其电路图案，

图44是表示有源矩阵EL显示设备中像素部分的结构的视图，

图45A到45C是有源矩阵EL显示设备中像素部分的电路图案。

此后，将描述根据本发明的DAC的一个优选实施例。另外，根据本发明的DAC并不限定于下面的实施例。

图1表示根据本发明的DAC的电路图。图1所示的发明的DAC能够处理“n”位(D₀到D_n-1)数字数据。另外，D₀被视为LSB，D_n-1被视为MSB。而且，假设n”位数字数据被分为低“m”位(D₀到D_m-1)和高“n-m”位(D_m到D_n-1)。

如图1所示，根据本发明的DAC具有被“n”位数字数据(D₀到D_n-1)的各个位来控制的开关(SW₀到SW_n-1)，连接于各个开关(SW₀到SW_n-1)的电容，其中各个电容是2^m-1倍的单元电容；连接于被高“n-m”位的各个位来控制的每一个开关的电容(C、2C…2^m-1C、C、2C…2^n-m-1C)，和两个复位开关(Res1和Res2)。这些电容被制成整数倍于单元电容。根据本发明的DAC具有一个把相应于低“m”位的电路部分连接到相应于高“n-m”位的电路部分的电容C。如图1所示，相应于低“m”位的电路部分的各个电容的一端被作成一个通用连接端。而且相应于高“n-m”位的电路部分的各个电容的一端被作成一个通用连接端。另外，电容C_L是连接于输出V_out的信号线的一个装载电容。接地电压被设置为V_G。但是，电压V_G可以是任何可选择的恒定电源。

电源V_H、V_L和偏移电源V_B及电源V_A被连接于根据本发明的DAC。另外，在V_H＞V_L和V_H＜V_L的情况下，反相模拟信号经输出V_out被输出。而且，这里在V_H＞V_L时输出假设是正相位，而V_H＜V_L时输出假设为反相位。

当输入数字数据(D₀到D_n-1)为0(L_O)时和为1(H_i)时开关分别被连接到电源V_L和电源V_H。复位开关Res1控制来自V_H的电荷充电到相应于高“n-m”位的电容(C、2C...2^n-m-1C)，并且复位开关Res2控制来自V_A的电荷充电到相应于低“m”位的电容(C、2C...2^m-1C)。

另外，通过把复位开关Res2的一端连接到电源V_L，不从电源V_A提供电压。

接着，将顺次说明根据本发明的DAC的作用。本发明的DAC的作用用被分为复位周期T_R和数据输入周期的T_B的作用来描述。

首先，在复位周期T_R，复位开关Res1和Res2闭合，其中数字数据的所有位(D₀到D_n-1)为0(L_O)，并且所有开关(SW₀到SW_n-1)被连接于电源V_L。在这种状态中，图1表示的根据本发明的DAC的等价电路被表示于图2(A)中。

在结束复位周期T_R后，在图2(A)表示的各个合成电容中积累的电荷的缺省值(起始值)Q₀ ⁰、Q₁ ⁰、Q₂ ⁰、Q₃ ⁰、Q⁰和Q_L ⁰变为如下表达式(1a)到(1f)：

Q₀ ⁰＝(2^m-1)·c·(V_L-V_A)     ...(1a)

Q₁ ⁰＝0                          ...(1b)

Q₂ ⁰＝(2^n-m-1)·c·(V_L-V_B)    ...(1c)

Q₃ ⁰＝0                          ...(1d)

Q⁰＝c·(V_A-V_B)                  ...(1e)

Q_L ⁰＝c_L·(V_B-V_G)              ...(1f)

在结束复位周期T_R后，数据写入周期T_E开始，其中并且具有可选择的位信息的数字数据(D₀到D_n-1)控制开关(SW₀到SW_n-1)，而且电荷根据各个位信息被充电和放电。此后出现一个稳定的状态。并且，在合成电容C₀、C₁、C₂、C₃、C和C_L中积累的电荷Q₀、Q₁、Q₂、Q₃、Q和Q_L最终变为如下表达式(2a到2f)：

Q₀＝c₀·(V_L-V_m) ......(2a)

Q₁＝c₁·(V_H-V_m) ......(2b)

Q₂＝c₂·(V_L-V_out)......(2c)

Q₃＝c₃·(V_H-V_out)......(2d)

Q＝c·(V_m-V_out)     ......(2e)

Q_L＝c_L·(V_out-V_G)......(2f)

其中 $c_0=c\·(\stackrel{\‾}{D_0}+2\stackrel{\‾}{D_1}+4\stackrel{\‾}{D_2}+...2^{m-1}\stackrel{\‾}{D_{m-1}})----\left(3a\right)$

c₁＝c·(D₀+2D₁+4D₂+...+2^m-1D_m-1)…………(3b) $c_2=c\·(\stackrel{\‾}{D_m}+2\stackrel{\‾}{D_{m+1}}+4\stackrel{\‾}{D_{m+2}}+...2^{n-m-1}\stackrel{\‾}{D_{m-1}})----\left(3c\right)$

c₃＝c·(D_m+2D_m+1+4D_m+2+...+2^n-m-1D_n-1)………(3d)

这里在图2(B)中的点V_out和V_M，下面的表达式(4a)和(4b)可通过电荷的平衡法则建立： ${[}_{-Q_2-Q_3-Q+Q_L=-{Q_2}^0-{Q_3}^0-Q^0+{Q_L}^0----\left(4b\right)}^{-Q_0-Q_1+Q=-{Q_0}^0-{Q_1}^0+Q^0----\left(4a\right)}$

这里(1a)-(1f)及(2a)-(2f)代入(4a)和(4b)，并计算出V_out，从而导出下面的表达式(5)： $V_{\mathrm{out}}=V_B+\frac{\{c_0+2^m\·c_2-(2^n-1)\·c\}{V}_L+(c_1+2^m\·c_3)V_H}{(2^n-1)\·c+2^m\·c_L}----\left(5\right)$

其中由于建立下面的表达式(6a)和(6b)，

c₀+c₁＝c·(1+2+4+...+2^m-1)＝(2^m-1)·c     ...(6a)

c₂+c₃＝c·(1+2+4+...+2^n-m-1)＝(2^n-m-1)·c  ...(6b)

可得到下面的表达式：

c₀+c₁+2^m·(c₂+c₃)＝(2ⁿ-1)·c               ......(7)

因此，通过把(6a)、(6b)和(7)代入表达式(5)，可得到下面的表达式： $V_{\mathrm{out}}=V_B+\frac{(c_1+2^m\·c_3)}{(2^n-1)\·c}\·\mathrm{\α}\·(V_H-V_L)----\left(8\right)$

其中，α变为如下表达式(9)，其中α是电压压缩比： $\mathrm{\α}=\frac{1}{1+\frac{2^m}{2^n-1}\·\frac{c_L}{c}}----\left(9\right)$

因此，通过表达式(8)可以理解V_out不依赖于V_A。基于表达式(8)，图2(C)表示出了一个曲线图，其中V_out作为纵坐标，地址作为横坐标。如图2(c)所示，可看到输出V_out相对于数字数据的地址(0到2^n-1)呈线性形式。而且输出V_out的振幅可通过V_H和V_L之差来确定，并且随用作参考电势的偏移电源V_B相对于数字数据的地址而呈线性形式变化。在此基础上，如果V_H和V_L之差为常数，甚至在V_H和V_L都很小时也可获得同样的输出，从而可能抑制电源电压移向较低电平，可使α很小，即，使电容C很小，因此，电容部分的布局区被减少。

另外，在本发明的结构中使用的电容中，可允许有几乎满足上述线性关系的错误存在。

此后，将描述根据本发明的DAC的优选实施例。根据本发明的DAC的具体结构并不局限于下面的实施例。实施例1

图3表示实施例的8位DAC的电路图。

图3示出的实施例的DAC管理由8位(D₀(LSB)到D₇(MSB))组成的数字数据。而且，8位数字数据被分为低4位(D₀到D₃)和高4位(D₄到D₇)。

如图3所示的本实施例的DAC具有被8位数字数据的各个位(D₀到D₇)、连接于各个开关(SW₀到SW₇)的电容(C、2C、4C、8C、C、2C、4C和8C)和两个复位开关(Res1和Rse2)控制的8个开关(SW₀到SW₇)。而且，本实施例的DAC具有把相应于低4位的电路部分连接于相应于高4位的电路部分的一个电容。

电源V_H和V_L及偏移电源V_B被连接于根据本发明的DAC。

开关(SW₀到SW₇)在输入数字数据的各个位(D₀到D₇)为0(L_O)时被连接到电源V_L，而在输入数字数据的各个位(D₀到D₇)为1(Hi)时被连接到电源V_H。这与上述说明相同。复位开关Res1控制电荷从V_B向相应于高4位的电容(C、2C、4C、8C)的充电。而且相应于低4位的电容(C、2C、4C、8C)的一端被连接于复位开关Res2。

根据本实施例的8位DAC结构上与图1所示的DAC不同。本实施例的DAC与图1所示的DAC的不同之处在于复位开关Res2的一端被连接于电源V_L，并且不从电源V_A提供电压。但是，如上所述，输出电压V_out不取决于V_A，从而本实施例的DAC可以象上面图1所示的DAC一样操作。

接着，将顺次描述根据本实施例的DAC的作用。根据本实施例的DAC的作用用被分为复位周期T_R和数据输入周期的T_B的作用来描述。

首先，在复位周期T_R复位开关Res1和Res2闭合，数字视频数据的所有位(D₀到D₇)为0(L_O)，并且所有开关(SW₀到SW₇)被连接于电源V_L。在这种状态中，根据本实施例的DAC的等价电路与图4(A)中所示的相同。

在结束复位周期T_R后，在图4(A)表示的合成电容C₀、C₁、C₂、C₃、C和C_L中积累的电荷的缺省值(起始值)Q₀、Q₁、Q₂、Q₃、Q和Q_L最终变为如下表达式(10a)到(10f)：

Q₀ ⁰＝0                   ...(10a)

Q₁ ⁰＝0                   ...(10b)

Q₂ ⁰＝15·c·(C_L-V_B)   ...(10c)

Q₃ ⁰＝0                   ...(10d)

Q⁰＝c·(V_L-V_B)         ...(10e)

Q_L ⁰＝c_L·(V_B-V_G)                  ...(10f)

其中满足下面的表达式：

Q₀＝c₀·(V_L-V_m)          ...(11a)

Q₁＝c₁·(V_H-V_m)          ...(11b)

Q₂＝c₂·(V_L-V_out)         ...(11c)

Q₃＝c₃·(V_H-V_out)         ...(11d)

Q＝c·(V_m-V_out)              ...(11e)

Q_L＝c_L·(V_out-V_G)         ...(11f)

在结束复位周期T_R后，提供具有可选择的位信息的数字数据(D₀到D₇)给开关(SW₀到SW₇)，其中电荷根据各个位信息被充电和放电。在合成电容C₀、C₁、C₂、C₃、C和C_L中积累的电荷Q₀、Q₁、Q₂、Q₃、Q和Q_L最终变为上面的表达式(11a到11f)。

而且建立下面的表达式： $c_0=c\·(\stackrel{\‾}{D_0}+2\stackrel{\‾}{D_1}+4\stackrel{\‾}{D_2}+...+8\stackrel{\‾}{D_3})----\left(12a\right)$

c₁＝c·(D₀+2D₁+4D₂+8D₃).........(12b) $c_2=c\·(\stackrel{\‾}{D_4}+2\stackrel{\‾}{D_5}+4\stackrel{\‾}{D_6}+...+8\stackrel{\‾}{D_7})----\left(12c\right)$

c₃＝c·(D+2D₅+4D₆+8D₇).........(12d)

这里考虑在图4中的点V_out和V_m，下面的表达式(13a)和(13b)可通过电荷的平衡法则建立： ${[}_{-Q_2-Q_3-Q+Q_L=-{Q_2}^0-{Q_3}^0-Q^0+{Q_L}^0----\left(13b\right)}^{-Q_0-Q_1+Q=-{Q_0}^0-{Q_1}^0+Q^0----\left(13a\right)}$

这里通过把(10a)-(10f)及(12a)-(12f)代入(13a)和(13b)来解出或计算出V_out，V_out变为下面的表达式(14)： $V_{\mathrm{out}}=V_B+\frac{\{c_0+16\·c_2-255\·c\}{V}_L+(c_1+16\·c_3)V_H}{255\·c+16\·c_L}----\left(14\right)$

即，由于建立下面的表达式(15a)和(15b)，

c₀+c₁＝c·(1+2+4+8)＝15·c    ...(15a)

c₂+c₃＝c·(1+2+4+8)＝15·c    ...(15b)

可得到下面的表达式：

c₀+c₁+16·(c₂+c₃)255·c  ......(16)

而且，通过把(15a)、(15b)和(16)代入表达式(14)，可得到下面的表达式(17)： $V_{\mathrm{out}}=V_B+\frac{(c_1+16\·c_3)}{255\·c}\·\mathrm{\α}\·(V_H-V_L)----\left(17\right)$

其中，α变为如下： $\mathrm{\α}=\frac{1}{1+\frac{16}{255}\·\frac{c_L}{c}}----\left(18\right)$

因此，通过表达式(17)可以理解V_out相对于数字数据的地址(0到2s-1)呈线性形式。在该实施例中，由于8位数字数据被管理，可获得256种类型的输出V_out。这里当改变表达式(17)中的各个参数时，表示输出V_out和数字数据的地址的转变的曲线在图29中表示出来。

输出V_out的振幅可通过V_H和V_L之差来确定，并且相对于数字数据的地址随被用作参考电势的V_B变化。即。可能独立地控制输出V_out和参考电势的电压振幅。在此基础上，如果V_H和V_L之差为常数，甚至在V_H和V_L都很小时也可获得同样的输出V_out，从而可能抑制电源电压移向较低电平，可使α很小，即，使电容C很小，因此，电容部分的布局区被减少。(实施例2)

在本实施例中，将描述一种根据上面实施例1的DAC被用于有源矩阵型液晶显示设备的驱动电路的情况。

图5是根据本实施例的有源矩阵型液晶显示设备的一般框图，其中源信号线驱动电路A由501来代表，源信号线驱动电路B由502来代表，栅极信号线驱动电路由503来代表，有源矩阵电路由504来代表，数字视频数据除法电路(SPC：串行并行转换电路)由505来代表。

源信号线驱动电路A501具有移位电阻器电路(240级×2个移位寄存器电路)501-1，锁存器电路1(960×8数字锁存器电路)501-2，锁存器电路2(960×8数字锁存器电路)501-3，选择器电路1(240选择器电路)501-4，D/A转换器电路(240DAC)501-5，选择器电路2(240选择器电路)501-6。另外，还有缓冲器电路和电平移动器电路(均未示出)。而且，为了描述的方便，DAC501-5包括一个电平移动器电路。

源信号线驱动电路B502具有与源信号线驱动电路A501相同的结构。另外，源信号线驱动电路A501提供视频信号(灰度电压信号)给奇数源信号线而源信号线驱动电路B502提供视频信号给偶数源信号线。

而且，在根据本实施例的有源矩阵型液晶显示设备中，为了描述方便，仅提供两个源信号线驱动电路A 501和B 502，从而这些驱动电路可保持在有源矩阵电路的上下两侧之间。但是，如果电路结构布局允许，可仅提供一个源信号线驱动电路。

另外，栅极信号线驱动电路由503来代表，其具有移位寄存器电路、缓冲器电路、电平移动器电路等(其未在图中显示出来)。

有源矩阵电路504具有由1920(横向)X1080(纵向)像素组成的像素。像素TFT被设置在各个像素中，其中源信号线被电连接到各个像素TFT的源区，并且栅极信号线被电连接到栅极电极。另外，像素电极被电连接到各个像素TFT的漏区。各个像素TFT控制视频信号(灰度电压)向电连接到各个像素TFT的像素电极的提供。在视频信号(灰度电压)被提供到各个像素电极情况下，电压被应用于设置在各个像素电极与其相对的电极之间的液晶，从而驱动液晶。

这里，描述根据本发明的有源矩阵型液晶显示设备的作用和信号流。

首先，描述源信号线驱动电路A 501。时钟信号(CK)和触发脉冲(SP)被输入到移位寄存器电路501-1。移位寄存器电路501-1基于时钟信号(CK)和触发脉冲(SP)产生按顺序的时序信号，并且随后经缓冲器电路(未示出)等把时序信号提供给随后的电路。

来自移位寄存器电路501-1的时序信号通过缓冲器电路等被缓冲。由于若干电路和元件被连接于时序信号被提供到那里的源信号线，装载电容(寄生电容)很大。因为装载电容很大，为了防止时序信号被钝化，提供缓冲器电路。

由缓冲器电路缓冲的时序信号被提供给锁存器电路1(501-2)。锁存器电路1(501-2)具有960级锁存器电路来处理8位数字视频数据。锁存器电路1(501-2)随后在上述时序信号被输入时拾取并维持由数字视频数据除法电路提供的8位数字视频数据。

直到数字视频数据被完全写入在锁存器电路1(501-2)的所有级的时间被称为“线周期”。即，从数字视频数据在锁存器电路1(501-2)中的最左侧的级开始写入的时间到数字视频数据在锁存器电路1(501-2)中的最右侧的级写入终止的时间的期间区间是线周期。实际上，水平返回周期被增加到上述线周期的周期被称为“线周期”。

在一个线周期结束后，锁存器信号根据移位寄存器电路501-1的作用时序被提供给锁存器电路2(501-3)。此时，在锁存器电路1(501-2)中写入和维持的数字视频数据立刻被送到锁存器电路2(501-3)，并且被写入和维持在锁存器电路2(501-3)的所有级。

在从移位寄存器电路501-1而来的时序信号的基础上，从数字视频数据除法电路提供的数字视频数据再次被顺序写入其完成向锁存器电路2(501-3)的数字视频数据的发送的锁存器电路1(501-2)中。

在第二个线周期，在锁存器电路2(501-3)中写入和维持的数字视频数据被选择器电路1(501-4)顺序选择并被提供到D/A转换器电路(DAC)501-5。另外，在本实施例中，在选择器电路1(501-4)中，一个选择器电路相应于4个源信号线。

这里，为了描述在本实施例中使用的选择器电路1(501-4)，参考管理2位数字视频数据(图6和图7)的选择器电路。如本实施例一样，管理8位数字数据的选择器电路的概念结构与管理2位数字视频数据的选择器电路相同。而且，可使用在日本专利申请NO.9-286098描述的选择器电路，其是由本申请的申请人作出的专利申请。

图6表示一个选择器电路的电路图。在图6中，参考字母A、B、C和D表示源信号线，并且接在参考字母A、B、C和D之后的附标0或1表示被输入到源信号线的2位数字视频数据的位。相应于源信号线A、B、C或D的数字视频数据经一个线扫描周期(水平扫描周期)中的四位字节被选择信号SS1和SS2四位字节来选择并从Out-0和Out-1被输出。图7表示选择器电路的时序图，其中L和S是锁存器信号。

在本实施例的选择器电路501-4中，对于每四个源信号线提供一个选择器电路。而且，从锁存器电路1(501-2)向相应的源信号提供的8位数字视频数据被一个扫描周期中的四位字节选择四位字节。

由选择器电路501-4选择的8位数字视频数据被提供到DAC501-5。这里，参考图8和9给出用在本实施例中的DAC的描述。

图8表示用在本实施例中的DAC的电路图。另外，尽管本实施例中的DAC具有电平移动器电路(L.S)，可能不使用电平移动器电路来设计DAC。另外，图9(A)表示电平移动器电路(L.S)的电路结构。在电平移动器电路中，当信号L_O被输入到输入IN并且信号Hi被输入到输入INb时，高电势源VddHI从输出OUT被输出，低电势电源Vss从输出OUTb被输出。并且，当信号Hi被输入到输入IN并且信号L_O被输入到输入INb时，低电势电源Vss从输出OUT被输出，高电势电源VddHI从输出OUT被输出。

在本实施例的DAC中，数字视频数据(D₀到D₇)的反向数据(这里，反向的D₀到D₇)被设计来被输入到NOR电路(501-5-1)的一个输入。复位脉冲A(ResA)被输入到NOR电路(501-5-1)的另一个输入。复位脉冲A被输入到DAC的复位周期T_R。在本实施例的情况下，数字视频数据(反向的D₀到D₇)被输入到复位周期TR中的NOR电路(501-5-1)。但是，当复位脉冲A(ResA)被输入到NOR电路时，没有数字视频数据从NOR电路被输出。

而且，可省略NOR电路，并且数字视频数据(反向的D₀到D₇)可在复位周期T_R结束之后被输入。

在完成复位周期T_R之后，数据写入周期T_E开始，8位数字视频数据的电压电平被电平移动器电路提高，并且数据被输入到开关电路(SW₀到SW₇)。

这些开关电路(SW₀到SW₇)分别由两个模拟开关ASW1和ASW2组成。各个模拟开关ASW1和ASW2电路结构被示于图9(B)中。ASW1的一端被连接于DC VIDEO L，另一端被连接于ASW2的一端和电容。而且，ASW2的一端是DC VIDEO H，并且另一端被连接于ASW2的一端和电容(1pF，2pF，4pF，8pF，1pF，2pF，4pF，8pF)。各个电容之一被连接于两个模拟开关，器另一端被连接于复位开关2(Res2)。而且，复位开关1的一端被连接于DC VIDEO M，另一端被连接于相应于该位的电容的一端。复位脉冲(ResB)和反向的脉冲(反向的ResB)被输入到复位开关Res1和Res2。

而且，电容(1pF)在相应于高位的电路和相应于低位的电路之间的连接点处提供。另外，在上述本实施例中描述的所有电容并不局限于这里描述的值。

DAC501-5把8位数字视频数据转换为模拟视频数据(灰度电压)并随后被提供给由选择器电路2(501-6)选择的源信号线。本实施例的DAC作用与上述实施例1的作用一致，输出V_out由上述表达式(17)表示。

提供到源信号线的模拟信号被进已不提供给连接于源信号线的有源矩阵电路的像素TFT的源区。

源信号线驱动电路B以502表示，并且其结构与源信号线驱动电路A501相同。源信号线驱动电路B502提供模拟视频数据给偶数源信号线。

来自移位寄存器(未示出)的时序信号被提供给栅极信号线驱动电路503中的缓冲器电路(未示出)，并进一步被提供给相应的栅极信号线(扫描线)。由于等价于一条线的像素TFT的栅极电极被连接于栅极信号线并且等价于一个完整线的所有像素TFT必须被旋向ON，具有大电流电容的栅极电极被用在缓冲器电路中。

这样，相应像素TFT的开关通过扫描来自栅极信号线驱动电路的信号来执行，其中来自源信号线驱动电路的模拟信号被提供给像素TFT以驱动液晶粒子。

数字视频数据除法电路(SPC：串行并行转换电路)以505代表。数字视频数据除法电路505是用于把从外围设备输出的数字视频数据的频率降低到1/m的电路。通过把从外围设备输出的数字视频数据进行划分，用于驱动电路的作用所必须的信号的频率被降低到1/m。这里参考图10(A)和10(B)简单描述用在本实施例中的数字视频数据除法电路505。

如图10(A)所示，本实施例的数字视频数据除法电路具有时钟产生器和大量SPC基本单元。SPC基本单元的结构示于图10(B)。在图中，H-DL和L-DL为成为“D”锁存器的锁存器电路。H-DL是对被输入到D锁存器的锁存信号是Hi时对输入信号进行锁存的D锁存器电路，L-DL也是对被输入到D锁存器的锁存信号是L_O时对输入信号进行锁存的1D锁存器电路。

在本实施例中，80MHz的8位数字视频数据被输入数字视频数据除法电路505。数字视频数据除法电路505对从外围设备输入的串行并行格式的80MHz的8位数字视频数据进行转换并且把10MHz的数字视频数据提供给源信号线驱动器电路。

另外，除80MHz的数字视频数据之外，40MHz的的时钟(CK)和复位脉冲Res从外围设备输入到本实施例的数字视频数据除法电路505。本实施例的数字视频数据除法电路505仅需要被输入数字视频数据的一半频率的频率的时钟，从而，与已有技术的示例相比，根据本实施例的数字视频数据除法电路505在稳定性和可靠性上是良好的。

这里，参考图11表示构成数字视频数据除法电路的SPC基本单元的时序图。

图11所示的时序图表示输入的串行数字数据(D-1，D-2....D-10，...)被转换为两个并行数字数据(P1和P2)的状态。

这里，给出用于生产在本实施例中描述的有源矩阵型液晶显示设备的示例方法的描述。在本实施例中，这个示例表示于图9到12中，其中大量TFT形成在具有绝缘表面的衬底上，一个有源矩阵电路、一个源信号线驱动电路、一个栅极信号线驱动电路、一个数字数据除法电路和其它外围电路等被形成在同一衬底上。下面描述的示例表示有源矩阵电路1的一个像素TFT和作为其它电路(源信号线驱动电路、栅极信号线驱动电路、数字数据除法电路和其它外围电路)的基本电路的CMOS电路被同时形成。而且，在随后的步骤中，给出用于生产有源矩阵型液晶显示设备的过程的描述，在这种情况下，在CMOS电路、P沟道TFT和N沟道TFT分别提供有一个栅极电极。但是也可能生产由提供有大量栅极电极如双栅极电极和三栅极电极的TFT构成的CMOS电路。而且在下面的示例中，尽管像素TFT是双栅极N沟道TFT，像素TFT可有单栅极的TFT、三栅极的TFT等构成。

以图12(A)为参考。首先，石英衬底4001作为具有绝缘表面的衬底来制备。在其上形成热氧化层的硅衬底可代替石英衬底来使用。可应用这种方法，其中非晶硅层只一次形成在石英衬底上，并且通过完全热氧化它来获得绝缘膜。而且，可使用其上形成氮化硅层来作为绝缘膜的石英衬底、陶瓷衬底或硅衬底。接着，形成底层4002。在本实例中，二氧化硅(SiO₂)被用作底层4002。接着形成非晶硅层4003。调整非晶硅层4003从而最终的层厚(在热氧化后考虑层减薄之后获得的层厚)为10-75nm(优选15-45nm)。

而且，在形成非晶硅层4003时彻底执行层中的杂质管理是很重要的。在本实施例的情况下，对其进行控制使得作为阻碍非晶硅层4003中的随后的晶化的杂质的C(碳)和N(氮)的浓度是5×10¹⁸原子/cm³或更少(以5×10¹⁷原子/cm³或更少表示，优选为2×10¹⁷原子/cm³或更少)，O(氧)的浓度为1.5×10¹⁹原子/cm³或更少(以1×10¹⁸原子/cm³或更少表示，优选为5×10¹⁷原子/cm³或更少)。因为如果杂质存在比以上更高的比率，它们将负面影响随后的晶化，并导致晶化完成后较低的层质量。在该说明书中，层中杂质元素的浓度根据SIMS(二次离子质谱测定法)测量结果用最小值限定。

为了获得上述结构，优选地对本示例中使用的低压热CVD炉进行周期性干清洗，并尽可能使层形成室净化。100到300sccm的ClF₃(氟化氯)气体在被加热到200到400℃的炉中循环，并且热分解产生的氟气被用来干清洗层形成室。

基于申请人的认识，在炉内温度是300C并且ClF₃气流量是300sccm，可能在4小时内完全排除大约2μm厚的杂质(由硅作为主要组分而构成)。

而且，非晶硅层4003中的氢浓度是重要的参数之一。如果氢含量被抑制到较低的水平，可带来较好的结果获得充分结晶层。因此，优选使用低压CVD方法来形成非晶硅层4003。而且，可通过优化层形成状态来使用等离子体CVD方法。

接着，对非晶硅层4003进行晶化过程。1995年的日本公开专利申请No.130652公开的工艺可用作晶化的手段。同一文献中的实施例1或2的任何一个均可使用。在本实施例中，优选利用同一文献中的实施例2所公开的工艺(参见1996年的日本公开专利申请No.78329)。

1996年的日本公开专利申请No.78329公开的工艺形成直到150nm的掩膜绝缘膜4004，其选择一个区域用以掺入催化剂元素。掩膜绝缘膜4004具有大量开口用以掺入催化剂元素。用开口位置可能确定精华的区域位置(图12(B)))。

而且，含镍(Ni)作为催化剂元素以促进非晶硅层4003的晶化的溶液4005(Ni的醋酸乙醇溶液)通过旋转涂覆方法来涂覆。另外，作为催化剂元素，除Ni之外可使用钴(Co)、铁(Fe)、钯(Pd)、锗(Ge)、铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)等。

使用抗蚀剂掩膜的离子注入方法或等离子体掺入方法可用于上述催化剂元素的掺入过程。在这种情况下，由于很容易减少掺入区的占用区并易于控制后面将描述的水平生长区中的生长距离，在形成微电路时掺入过程将是有源的工艺。

在催化剂元素的掺入过程完成之后，在500到960℃(以550到650℃表示)下，在氢气于450℃发射1小时后，在惰性气氛、氢气气氛或氧气气氛中进行4到24小时的热处理。此后，非晶硅层4003被晶化。在该实施例中，热过程在氢气气氛中在570℃下进行。

此时，非晶硅层4003的晶化优先从掺入镍的区域4006中产生的核(核心)开始，从而形成8基本平行于衬底4001的衬底表面生长的并由多晶硅层构成的晶化区4007。晶化区4007被称为“水平生长区”。水平生长区处于一个相对匹配的状态中，从而各个晶粒聚集在一起。因此它具有整体晶化良好的优点。

另外，醋酸溶液被涂覆在非晶硅层的整个表面上用于没有掩膜绝缘膜4004的晶化。

以图12(D)为参考。接着，进行催化剂元素的吸气过程。首先，磷离子被选择地进行掺入。用形成的掩膜绝缘膜4004来进行磷掺入。如果掺入发生，磷仅被掺入在多晶硅层的没有用掩膜绝缘膜4004覆盖的区域4008(该区域被称为“磷掺入区”4008)。此时，掺入的加速电压和由氧化层构成的掩膜的厚度被优化，从而磷不会渗透掩膜绝缘膜4004。掩膜绝缘膜4004不必要是氧化层，但是，因为如果氧化层直接与有源层接触，它也不会是污染的因素，从而使用氧化层是有益的。

磷的剂量在1×10¹⁴到1×10¹⁵离子/cm²之间是足够的。在本实施例中，通过利用离子掺入装置磷以5×10¹⁴离子/cm²的比率掺入。

另外，离子掺入中确定加速电压为10keV。如果使用10keV的加速电压，磷很少穿过150nm厚的掩膜绝缘膜。

以图12(E)为参考。接着，通过在氮气气氛中热退火1到12小时(本实施例中为12小时)进行镍元素的吸气过程。因此如图12(E)所示，镍被吸入和拖到磷中或附近。在600℃的温度下，磷原子很少在层中移动。但是，镍原子可移动几百微米或更多。基于此，可以理解磷是用于镍吸气的最适合的元素之一。

接着以图13(A)为参考，给出多晶硅层的图案化过程。此时，设计为不保留磷掺入区4008，即镍被吸气的区域。这样，可得到很少包含镍元素的多晶硅层的有源层4009到4011。得到的多晶硅层的有源层4009到4011成为TFT层的有源层。

以图13(B)为参考。在有源层4009到4011形成后，由包含硅的绝缘膜构成的栅绝缘层4012形成其上而成为70nm厚。并且，在800到1100℃温度(优选为950到1050℃)下在氧化的气氛中进行热处理，从而在有源层4009到4011与栅绝缘层4012之间的界面上形成热氧化层(未示出)。

另外，在此阶段进行用于对催化剂元素进行吸气(催化剂元素的吸气过程)的热处理。在这种情况下，热处理通过卤族元素以把卤族元素包含在处理气氛中的方式来利用催化剂元素的吸气效果。另外，为了充分达到经卤族元素的吸气效果，优选在700℃或更高的温度下进行热处理。如果温度低于700℃，在热处理气氛中分解卤族化合物将变得困难，从而恐怕不会获得吸气效果。另外，在这种情况下，作为包含卤族元素的气体，可使用一种或多种从包括卤素的化合物如HCl，HF，NF₃，HBr，Cl₂，ClF₃，BCl₂，F₂，Br₂等中选择的气体。在该过程中，例如如果使用HCl，考虑有源层中的镍通过氯作用而被吸气，并且作为挥发性的氯化镍被移入周围气氛中。另外，在利用卤族元素的催化剂元素的吸气过程被执行的情况下，催化剂元素的吸气过程可在掩膜绝缘层4004被移去之后在图案化有源层之前来进行。另外，催化剂元素的吸气过程可在图案化有源层后进行。还有，可组合两种吸气过程。

接着，形成主要由铝(未示出)组成的金属层以构成栅极电极的原型。在本实施例中，可使用含2％重量百分比的钪的铝层。

另外，栅极电极可由杂质掺入其中以提供传导性的多晶硅层来形成。另一种情况是，也可使用难熔金属如Mo或W或这种金属的硅化物。

接着，通过1995年的日本公开专利申请No.135318所揭示的工艺，可形成渗透性阳极氧化物层4013到4020、非渗透性阳极氧化物层4021到4024和栅极电极4025到4028(图13(B))。

这样，在获得图13(B)所示的状态时，接着，栅绝缘层4012通过把栅极电极4025到4028和渗透性阳极氧化物层4013到4020用作掩膜而被蚀刻。并且，渗透性阳极氧化物层4013到4020被移开以获得图13(C)所示的状态。在该图中，4029到4031代表处理后的栅绝缘层。

以图14(A)为参考。接着，进行掺入过程，其中提供传导性的杂质元素被掺入。作为杂质元素，P(磷)或As(砷)可用于N沟道类型，B(硼)或Ga(镓)可用于P沟道类型。

本实施例中，杂质掺入是在2个工艺下进行的，以便形成N沟道型TFT和P沟道型TFT。

首先，杂质被掺入来形成N沟道类型TFT。第一杂质掺入(在本实施例中用磷)在80keV的高加速电压下来进行以形成n^-区。调整n^-区从而P离子浓度变为1×10¹⁸原子/cm³到1×10¹⁹原子/cm³。

还有，第二杂质掺入在10keV的低加速电压下来进行以形成n⁺区。此时，由于加速电压低，栅绝缘层用作掩膜。另外，调整n⁺区从而薄膜电阻变为小于500Ω/平方(优选为300Ω/平方)。

经过上述过程，形成构成CMOS电路的N沟道类型TFT源区4032和漏区4033、低浓度杂质区4036和沟道信息区4039。另外，确定构成像素TFT的N沟道类型TFT源区4034和漏区4035、低浓度杂质区4037和沟道信息区4040和4014。(见图14(A))。

另外，在图14(C)所示的状态中，构成CMOS电路的P沟道类型TFT的有源层具有与N沟道类型TFT的有源层相同的结构。

接着，如图14(B)所示，提供抗蚀剂掩膜4042以覆盖N沟道类型TFT，并且杂质离子(在本实施例中使用硼)被掺入来提高P型传导性。

和前面提出的杂质掺入过程一样而把该过程进行两次。由于必须把N型传导性改变为P型传导性，具有大于P离子掺入浓度几倍的浓度的B离子被掺入。

这样，形成构成CMOS电路的P沟道类型TFT源区4043和漏区4044、低浓度杂质区4045和沟道信息区4046。(见图14(B))。

另外，在向其掺入杂质以提供传导性的栅极电极通过多晶硅层而形成的情况下，可使用公知的侧壁结构以形成低浓度杂质。

接着，杂质离子通过炉内退火、激光退火或灯光退火或其组合而被活化。同时，在掺入过程中受到的有源层的损坏可被修复。

以图14(C)为参考。接着，由氧化硅层和氮化硅层叠层形成的叠层形成为第一层间绝缘膜4047，并形成接触孔。此后，形成源电极和漏电极4048到4052。另外，有机树脂层可用作第一层间绝缘膜。

以图15(A)为参考。接着，形成氮化硅层的第二层间绝缘膜4053。接着，形成由有机树脂层组成的0.5到3μm厚的第三层间绝缘膜4054。聚酰胺、丙烯酸酯、聚丙咪嗪等可用作有机树脂层。有机树脂层的优点是膜形成简单，层容易加厚，由于相对介电常数低而使寄生电容降低，并且平整度良好等。另外，可使用除上述例子之外的有机树脂层。

接着，第三层间绝缘膜4054的一部分被蚀刻，在像素TFT漏电极4052上用其间的第二层间绝缘膜形成黑底4054。在本实施例中，Ti(钛)用于黑底4054。另外，在本实施例中，维持电容(也称为存储电容)形成在像素TFT与黑底之间。还有在驱动电路部分，黑底4054用作第三配线。而且，本实施例的D/A转换器电路的电容通过在形成源电极和漏电极时产生的电极和黑底4054来形成。这样形成有机树脂如丙烯酸酯树脂的第四层间绝缘膜4056。

接着经第二、第三和第四层间绝缘膜4053、4054和4056形成接触孔，并形成像素电极4057达120nm厚。另外，由于本实施例是发射型有源矩阵液晶显示设备的示例，透明的传导层如ITO或InZnO等用作构成像素电极4057的传导层。

接着，整个衬底在350℃在氢气气氛中加热1到2个小时，从而在层中(尤其是有源层中)的不饱和键可通过氢化全部元素被补偿。经过上述过程，在同一衬底上完全形成具有CMOS电路和像素矩阵电路的有源矩阵衬底。

接着，在通过上述过程产生的有源矩阵衬底的基础上，给出用于产生有源矩阵型液晶显示设备的过程的描述。

在图15(B)所示的状态中存在的有源矩阵衬底上形成对中层4058。在本实施例中，聚酰亚胺用于对中层。接着制备反衬底。反衬底由玻璃衬底4059、由透明传导层构成的反电极以及对中层4061构成。

此外，在此实施例中，用聚酰亚胺作为对中层。进而，在对中层形成以后，进行研磨工艺。另外，在此实施例中，也曾用具有相当大预倾角的聚酰亚胺作为对中层。

另外，经过上述过程的有源矩阵衬底和反衬底经密封材料、垫片(均未示出)等通过公知的单元组装过程互相粘接。此后，液晶4062提供在两衬底之间，并由密封剂(未示出)完全密封。在本实施例中，向列的液晶用于液晶4062。

因此，可完成如图15(C)所示的发射型有源矩阵型液晶显示设备。

另外，非晶态硅层可利用激光束(以准分子激光器或YAG激光器来代表)代替用于晶化非晶化硅层的上述实施例中所描述的方法而被晶化。(实施例3)

在实施例3中，给出用于生产具有根据本发明的DAC的有源矩阵型液晶显示设备的不同于上述实施例2中所述的生产方法的另一种方法。而且，根据本实施例的有源矩阵型液晶显示设备可用作实施例2的有源矩阵型液晶显示设备。

以图16(A)为参考。首先，在玻璃衬底5001上形成200nm厚的由氧化硅层5002组成的底层。底层可通过叠加氮化硅层而获得或可仅由氮化硅层构成。

接着，在氧化硅层5002上通过利用等离子体CVD方法形成30nm厚的非晶硅层4003，并且然后使其脱氢。此后，多硅层(晶化硅层或多晶硅层)通过激发物激光器来退活而形成。

晶化过程可通过已经公知的激光晶化工艺或热晶化工艺来进行。在本实施例中，非晶硅层通过处理线性形式的脉冲振荡型KrF激发物激光器来晶化。

另外，在本实施例中，把非晶硅层用作起始层，经对其激光退火而晶化获得多硅层。但是，微晶硅层可用作起始层，或这直接形成多硅层。当然，激光退火可在形成的多硅层上进行。还有，炉内退火可代替激光退火来进行。并且，非晶态硅层的晶化可用如实施例1所示的方法来进行。

这样形成的晶化的硅层被图案化，从而形成由岛状硅层构成的有源层5003到5004。

接着，形成由氧化硅层构成的栅绝缘层5005以覆盖有源层5003和5004，其中由叠层结构的钽和氮化钽构成的栅极配线(包括栅极电极)形成其上。(见图16(A))。

栅绝缘层5005做成100nm厚。当然，除了不使用氧化硅层之外，可用氧化硅层或氮化硅层和氮化氧化硅的叠层结构。而且，尽管其它金属可用于栅极配线5006和5007，相对于硅具有高蚀刻选择比率的材料在随后的过程中是优选的。

在这样获得图16(A)所示的状态后，进行第一磷掺入过程(磷增加过程)。这里，由于经栅绝缘层5005进行掺入，确立加速电压达到比该电平稍高的80keV。而且，调整掺入量以使这样形成的第一杂质区5008和5009的长度(宽度)变为0.5μm，并且磷浓度变为1×10¹⁷原子/cm³。此时，磷浓度根据(n^-)来表达。砷可用来代替磷。

而且，把栅极配线5006和5007用作掩膜来在自匹配状态中形成第一杂质区5008和5009。此时，固有晶态硅层立刻仍保持到栅极配线5006和5007之下，并形成沟道信息区5010和5011。但是，由于事实上第一杂质区被掺入到栅极配线的稍微内侧，可获得其中引起栅极配线5006和5007及第一杂质区5008和5009互相叠合的结构。

接着，形成0.1到1μm厚(以0.2到0.3μm代表)的非晶硅层以覆盖栅极配线5006和5007，进行各向异性蚀刻以形成侧壁5012和5013。侧壁5012和5013作成0.2μm宽(当从栅极配线的侧壁观察时)。(见图16(C))。

另外，由于其上没有杂质掺入的层被用作本实施例中的非晶硅层，形成由固有硅层构成的侧壁。

在获得图16(C)所示的状态后，进行第二磷掺入过程。而且，在这种情况下，确立加速电压达到与第一次相同的80keV。而且，调整掺入量以使磷以1×10¹⁸原子/cm³的浓度被包含在这次形成的第二杂质区5014和5015中。此时，磷浓度根据(n⁺)来表达。

而且，在图16(D)所示的磷掺入过程中，第一杂质区5008和5009立刻仍保持到侧壁5012和5013之下。这些第一杂质区5008和5009将用作第一LDD。

而且，在图16(D)的过程中，磷被掺入侧壁5012和5013上。实际上，由于加速电压高，磷以磷浓度轮廓的尾端(边缘)主要在壁内部的状态来分布。尽管可通过这种磷来调整侧壁的阻力组成，如果磷浓度分布非常不均匀，那么其会成为应用于第二杂质区5014上的栅极电压在每个元素中波动的因素。因此必须在掺入时进行精确的控制。

接着，覆盖NTFT的一部分的抗蚀剂掩膜5016和覆盖PTFT的全部的抗蚀剂掩膜5017形成。并且，在这种状态下，形成由栅绝缘层5005干蚀处理的栅绝缘层5018。(见图16(E))。

此时，栅绝缘层5018从侧壁5012突出到其外部的部分的长度(即，沿栅绝缘层5018与第二杂质区5014接触的长度)确定第二杂质区5014的长度(宽度)。因此，必须进行高精确度的抗蚀剂掩膜5016的对齐。

在获得图16(E)所示的状态后，执行第三磷掺入过程。由于磷被掺入在暴露的有源层上，加速电压被设置在10keV的低电平。而且，调整掺入量使得这样获得的第三杂质区5019中包含的磷浓度为5×10²⁰原子/cm³。此时，磷浓度根据(n⁺)表达。(参见图17(A))。

在该过程中，由于没有磷被掺入在被抗蚀剂掩膜5016和抗蚀剂掩膜5017屏蔽的部分上，第二杂质区5014和5015保留在原来的部分。因此，这样分割第二杂质区5014。同时第三杂质区5019被分割。

第二杂质区5014用作第二LDD，第三杂质区5019用作源区和漏区。

接着，移去抗蚀剂掩膜5016和抗蚀剂掩膜5017，并新形成可覆盖整个NTFT的抗蚀剂掩膜5021。并且，PTFT的侧壁5013被移去，具有与栅极配线5007相同形状的栅绝缘层5022进一步通过栅绝缘层5005乾蚀而形成。(参见图17(B))。

在获得图17(B)所示的状态后，执行硼掺入过程(硼添加过程)。这里，加速电压被设置在10keV，其中调整掺入量使得第四杂质区5023中包含的硼浓度为3×10²⁰原子/cm³。此时，硼浓度根据(p⁺⁺)表达。(参见图17(C))。

而且，由于硼也被掺入使得其主要在栅极配线5007内部，在栅极配线5007内部形成沟道信息区5011。而且，在该过程中，在PTFT侧形成的第一杂质区5009和第二杂质区5015被反向称为P型。因此，实际上，尽管在初始作为第一杂质区的部分和初始作为第二杂质区的部分上阻力波动，由于硼以足够高的浓度来掺入，那也不会构成任何问题。

这样，第四杂质区5023被分割。第四杂质区5023通过利用栅极配线5007作为掩膜形成于完全自匹配的状态中，并用作源区或漏区。在本事实例中，尽管相对于PTFT没有形成LDD区或偏移区，由于PTFT本质上具有高可靠性，也不会有问题出现。因此，由于可获得ON电流，在没有形成LDD区的情况中却具有更多的优点。

这样，如最终由图17(C)所示的一样，沟道信息区、第一杂质区、第二杂质区和第三杂质区形成于NTFT的有源层上，而仅沟道信息区和第四杂质区形成于PTFT的有源层上。

这样在获得如图17(C)所示的状态后，第一层间绝缘膜5024被形成为1μm厚。氧化硅层、氮化硅层、氮化氧化硅层、有机树脂层或它们的叠层被用作第一层间绝缘膜5024。作为有机树脂层，可使用丙烯酸树脂。

在第一层间绝缘膜5024被形成后，形成金属材料制成的源配线5025和5026和漏配线5027。在本实施例中，使用其中含钛的铝层被夹在钛之间的3中间层配线。

而且，在称为BCB(苯并环丁稀)的树脂层被用作第一层间绝缘膜5024的情况下，平整度提高，并且同时可能把铜用作配线材料。由于铜的配线阻力低，它是有源的配线材料。

在这样形成源配线和漏配线后，形成50nm厚的氮化硅层5028作为钝化层。而且，第二层间绝缘膜5029作为保护层被形成其上。和上述第一层间绝缘膜5024相同的材料可被用作第二层间绝缘膜5029。在本实施例中，使用这种结构，其中丙烯酸树脂被叠加在50nm厚的氧化硅层上。

在经过上述过程后，完成具有如图17(D)所示的这种结构的CMOS电路。由于在本实施例中形成的CMOS电路中NTFT具有良好的可靠性，整个电路的可靠性可显著地被提高。而且，如果应用在本实施例所示的这种结构，NTFT和PTFT的特性平衡(电特性中的平衡)变得优良。

另外，像素TFT也可由NTFT来构造。

在获得如图17(D)所示的状态后，打开接触孔，从而形成连接于像素TFT的漏电极的像素电极。并且，形成第三层间绝缘层而形成对中层。接着，形成黑底。

在驱动电路部分，黑底被用作第三配线。而且，根据本发明的D/A转换器电路的电容通过电极来形成，其是在形成源电极和漏电极及黑底时产生的。

接着，制备反电极。反电极由玻璃衬底、透明传导膜构成的反电极和对中层组成。

而且，在本实施例中，聚酰亚胺层被用于对中层。在形成对中层后进行摩擦处理。而且，在本实施例中，具有相对大预倾角的聚酰亚胺被用于对中层。

接着，有源矩阵衬底和反衬底通过公知的单元组装过程被粘到一起。此后，液晶被提供在两个衬底之间以通过密封剂完全密封液晶。在本实施例中，向列液晶可用作液晶。

这样，完成了有源矩阵型液晶显示设备。(实施例4)

实施例4中，说明书给出了硅衬底用在上述实施例2或3中的情况。所有的其它工艺与实施例1或2中的工艺相同。

以图18(A)和图18(B)作为参考。氧化硅层6002形成在硅衬底6001上。而且，非晶硅层形成在该氧化硅层上，而且含有镍的层形成在其整个表面上。随后，加热该层多晶化该非晶硅层。随后工艺是要经过在实施例2或5说明的工艺。(实施例5)

在实施例中，说明书给出了用于生产有源矩阵型液晶显示设备的另一种方法，其不同于上述实施例2或3所公开的内容。

以图19(A)-19(E)和图20(A)-20(B)作为参考。由例如康宁公司制造的1737玻璃衬底代表的无碱玻璃衬底用作为衬底7001。而且，由氧化硅构成的底层7002在表面上形成200nm的厚度，该表面上形成了衬底7001的TFT。该底层7002还可以形成有分层的氮化硅层或者仅具有氮化硅层。

接着，通过使用等离子体CVD方法在底层7002上形成非晶硅层为50nm的厚度。通过优选在400到500℃加热非晶硅层来进行脱氢，尽管脱氢依赖于非晶硅层的氢含量，从而氢含量被抑制在低于5atm％，并且通过结晶工艺获得晶体硅层。

公知的激光结晶技术或热结晶技术可以用作为结晶工艺。在该优选的实施例中，脉冲振荡型KrF受激准分子激光束以线性形式集光，并且被辐射到非晶硅层上以获得结晶化的硅层。另外，上述实施例1或3中所述的方法可以用作为结晶工艺。

此外，在该实施例中，尽管非晶硅层用作为初始层，微晶硅层也可以用作为初始层，或者可以直接形成晶体硅层。

构图以此形成的晶体硅层，由此形成岛形半导体有源层7003，7004和7005。

接着，形成主要由氧化硅或氮化硅构成的栅绝缘层7006，以便覆盖半导体有源层7003，7004和7005。这里，通过等离子体CVD方法形成氧化氮化硅层为100nm的厚度。于是，尽管在图19中没有说明，使用溅射方法，形成钽(Ta)为10到200nm例如为50nm的厚度作为第一导电层，以及形成铝(Al)为100到1000nm的厚度例如为200nm的厚度作为第二导电层，由此在栅绝缘层7006的表面上构造了第一栅电极。然后，通过公知构图技术，形成了导电层7007，7008，7009，7010以及第二导电层7012，7013，7014，7015，它们构成第一栅极。

这里铝用作为构成第一栅极的第二导电层，其可以使用纯铝或者铝合金，其中，可以使用选自钽、硅和钪以0.1到5atm％之比率掺杂的任何元素。另外，尽管没有说明，在使用铜的地方，氮化硅层最好形成在栅绝缘层7006的表面上。

另外，图19中，采用了这种结构，其中附加电容部分形成在构成象素矩阵电路的“n”沟道型TFT的漏极侧。此刻，在附加电容部分处的布线电极7011和7016由与第一栅电极的相同材料形成。

因此，随着图19(A)所示结构的形成，进行掺杂“n”型杂质的第一工艺。磷(P)、砷(As)、锑(锑，Sb)等是公知的相对于晶体半导体材料提供“n”型的杂质元素。然而，这里使用磷，并且使用磷化氢(PH3)，采用离子掺杂方法。在该工艺中，由于磷通过栅绝缘层被掺杂在栅绝缘层下面的半导体层上，加速电压被设置成高电平，为80kev。此外，以此形成的杂质区形成了后面说明的“n”沟道型TFT的第一杂质区7034和7042，并且起LDD区的作用。因此，该区的磷浓度优选在1×10¹⁶到1×10¹⁹个原子/cm³的范围内。这里，该浓度定在1×10¹⁸个原子/cm³。

上述掺杂在半导体有源层中的杂质元素通过激光退火方法或者热处理方法激活是必须的。该工艺可以在掺杂工艺之后进行，其形成源极和漏极区。但是，在这个阶段，杂质元素通过激光退火方法激活是有效的。

在该工艺中，构成第一栅电极的第一导电层7007，7008，7009，7010和第二导电层7012，7013，7014，7015相对于磷掺杂起掩膜作用。结果，没有或者几乎没有磷经由栅绝缘层存在的被掺杂在紧邻半导体层第一栅电极下面的区域中。于是，如图19(B)中所示，形成了其中掺杂了磷的低浓度杂质区7017，7018，7019，7020，7021，7022，和7023。

接着，仅在“P”沟道型TFT的区域中进行提供“P”型的杂质掺杂工艺，该区域处于这种状态，在这里形成“n”沟道型TFT的区域用具有用作掩膜的光致抗蚀剂层的抗蚀剂掩膜7024和7025覆盖。尽管硼(B)，铝(Al)，镓(Ga)等是公知的提供“P”型的杂质元素，这里使用乙硼烷(B₂H₆)，通过离子掺杂方法硼用作为杂质元素。这里，加速电压为80kev，并且硼以2×10²⁰个原子/cm³的浓度掺杂。于是，如图19(C)所示，形成了硼以高浓度掺杂的区域7026和7027。

于是，在去掉抗蚀剂掩膜7024和7025之后，进行形成第二栅电极的工艺。这里，钽(Ta)用作为第二栅电极的材料，并且形成为100到1000nm厚度，例如为200nm厚。通过公知的方法还进行构图，由此形成第二栅电极7028，7029，7030和7031。此刻，进行构图以使第二栅电极的长度成为5μm。结果，形成第二栅电极使得在5μm的长度上与栅绝缘层接触的区域形成在第一栅电极的两侧。

另外，尽管在构成象素矩阵电路的“n”沟道型TFT之漏极侧形成了支持电容部分，但支持电容部分的电极7032在当形成第二栅电极时的同时形成。

因此，使用第二栅电极7028，7029，7030和7031作为掩膜，进行掺入杂质元素的工艺以提供第二“n”型。这里，正如上述，使用磷化氢(PH3)，进行离子掺杂方法。在该工艺中，为了将磷通过层7006掺杂到栅绝缘层7006下面的半导体层上，加速电压被设置成高电平，为80kev。而且，其上掺杂了磷的区域是“n”沟道型TFT，并且为了使该区域起源极区域7035，7043和漏极区域7036，7044的作用，该区的磷浓度最好设置为在1×10¹⁹到1×10²¹个原子/cm³的范围内。这里，该浓度定在1×10²⁰个原子/cm³。

另外，尽管这里没有说明，覆盖源极区域7035，7043和漏极区域7036，7047的栅绝缘层被去掉了，露出了该区域的半导体层，并且磷可以被直接地掺杂。如果加上该工艺，在离子掺杂方法中加速电压可以减低到10kev，并且有可能有效地掺杂磷。

另外，尽管磷以相同的浓度掺入“P”沟道型TFT源极区7039和漏极区7040中，但是由于硼是以两倍的浓度在先前工艺中掺入的，电导率不是相反的，并且在“P”沟道型TFT的工作中没有问题。

由于提供以各自浓度掺杂的“n”型或“P”型的杂质元素并不是按它们的事实进行激活的，并且不会有效地起作用，因此有必要进行掺杂处理。通过使用电加热炉的热退火方法、使用上述受激准分子激光的激光退火方法或者使用卤灯的快速热退火方法(RTA)能够进行该处理。

在热退火方法中，激活是通过在氮环境中在550度下加热处理两小时获得的。在该实施例中，铝用作为构成第一栅极的第二导电层。但是，由于形成了由钽形成的第一导电层和第二栅电极以便覆盖铝，钽起阻挡层的作用，其中能够防止铝元素在其它区域占优。另外，在激光退火方法中，激活是通过以线性形式集光和辐射脉冲振荡型KrF受激准分子激光束获得的。而且，如果在激光退火方法之后采用热退火方法，甚至能够获得更好的结果。此外，该工艺提供了用于退火这些区域的效果，在这些区域中结晶度被离子掺杂破坏，由此能够改善该区域的结晶度。

通过上述工艺，第一栅电极和覆盖第一栅电极的第二栅电极是作为栅电极提供的，并且在“n”沟道型TFT中，在第二栅电极的两侧形成了源极区和漏极区。此外，这种结构是以自匹配状态形成的，这里提供了经栅绝缘层固定在半导体层上的第一杂质区和第二栅电极与栅绝缘层接触的区域并使得其相互重叠。另一方面，在“P”沟道型TFT中，尽管形成了部分源极区和漏极区以重叠在第二栅电极上，但在实际应用中没有问题。

在获得图19(D)所示的状态之后，第一层间绝缘膜7049形成为1000nm厚。氧化硅层、氮化硅层、氮化氧化硅层、有机树脂层以及它们的叠层可以被用作为第一层间绝缘膜7049。在这个实施例中，尽管没有说明，采用了双结构，这里氮化硅层首先形成为50nm厚，而且，氧化硅层形成为950nm厚。

此后，通过构图，相对于第一层间绝缘膜7049，在源极区和漏极区形成接触孔。于是，形成源电极7050，7052，7053和漏电极7051和7054。尽管没有说明，在本实施例中，通过构图三层结构形成这些电极，其中，通过溅射方法来连续地形成100nm厚钛层，300nm厚包含钛的铝层和150nm厚钛层。

因此，如图19(E)所示，CMOS电路和有源矩阵电路形成在衬底7001上。另外，支持电容部分同时形成在有源矩阵电路“n”沟道型TFT的漏极侧上。正如上述，形成了有源矩阵衬底。

接着，使用图20(A)和(B)，说明书给出了生产以CMOS电路和有源矩阵电路为基础的有源矩阵型液晶显示设备的工艺，该CMOS电路和有源矩阵电路是通过上述工艺在相同衬底上生产的。第一，钝化层7055形成在衬底上，其处于图19(E)所示的状态，以便覆盖源电极7050，7052，7053和漏电极7051和7054。钝化层7055由50nm厚的氮化硅层形成。另外，由有机树脂构成的第二层间绝缘膜7056形成为近似1000nm厚。聚酰亚胺树脂，丙烯酸酯树脂，聚酰亚胺酰胺(polyimideamide)树脂等可以用作为有机树脂层。使用有机树脂层带来的优点是形成简单，由于相对介电常数小使寄生电容能够减低，并且平面度良好。这里，在涂覆衬底之后，使用能够热聚合的这种类型的聚酰亚胺，并通过将它在300℃下煅烧形成该有机树脂层。

接着，在第二层间绝缘膜7056的一部分象素区域上形成黑底(光屏蔽层)7057。黑底7057可以通过用金属层或颜料注入的有机树脂层形成。这里，钛是通过溅射法形成的。

此外，在驱动电路部分，黑底用作为第三布线。而且，根据本发明的D/A转换器电路的电容是通过在生产源电极和漏电极时生产的电极和黑底形成的。

在黑底7057形成之后，形成第三层间绝缘膜7058。第三层间绝缘膜7058可以通过使用有机树脂层作为第二层间绝缘膜7056来形成。于是，在第二层间绝缘膜7056和第三层间绝缘膜7058上形成到达漏电极7054的接触孔，由此形成象素电极7059。在期望反射型液晶显示设备的情况下，可以使用金属层。这里，由于采用透射型液晶显示设备，氧化铟锡(ITO)层通过溅射法形成为100nm厚，由此形成象素电极7059。

在形成图20(A)所示的状态之后，形成对中层7060。聚酰亚胺树脂大多用作为普通液晶显示元件的对中层。在反衬底7071上形成反电极7072和对中层7073。在对中层形成之后，进行研磨处理使得液晶元件以与某个预先倾斜角度平行的对中。

通过上述工艺，有源矩阵电路、其上形成了CMOS电路的衬底以及反衬底经过密封材料和隔离体(这两个没有说明)通过公知元件装配工艺相互粘结在一起。此后，液晶材料7074提供在两衬底之间并完全由密封剂(未说明)密封。由此，正如图20(E)所示，完成了有源矩阵型液晶显示设备。(实施例6)

实施例6展示了一个例子，其中逆向交叉布置(reversed-stagger)型TFT用作为根据本发明具有DAC的有源矩阵型液晶显示设备的例子。

参考图21。图21表示了逆向交叉布置型“n”沟道型TFT的剖面图，其构成根据本实施例的有源矩阵型液晶显示设备。另外，图21中尽管只表示了一个“n”沟道型TFT，不用说CMOS电路能由“P”沟道型TFT和“n”沟道型TFT构成，如实施例1。此外，不用说象素TFT能够由相同结构构成。

衬底用8001表示。可以使用实施例3中所示的这种衬底。氧化硅层用8002表示。栅电极用8003表示。栅绝缘层用8004表示。由多晶硅层组成的有源层用8005，8006，8007和8008表示。当生产有源层时，使用在实施例1中说明的与结晶非晶硅层中相同的方法。而且，可以采用这种方法，其中非晶硅层是通过激光束(优选为线性激光束或面激光束)结晶的。此外，源极区由8005表示，漏极区由8006表示，低浓度杂质区(LDD区)用8007表示，和沟道信息区用8008表示。沟道保护层用8009表示，层间绝缘膜用8010表示。源电极和漏电极分别用8011和8012表示。(实施例7)

在实施例7中，说明书给出了一个例子，其中有源矩阵型液晶显示设备是由逆向交叉布置型TFT构成，其结构不同于上述实施例的结构。

参考图22。图22表示了逆向交叉布置型“n”沟道型TFT的剖面图，其构成根据本实施例的有源矩阵型液晶显示设备。这里，尽管只表示了一个“n”沟道型TFT，不用说CMOS电路能由“P”沟道型TFT和“n”沟道型TFT构成，如实施例1。此外，不用说象素TFT能够由相同结构构成。

衬底用9001表示。可以使用实施例3中所示的这种衬底。氧化硅层用9002表示。栅电极用9003表示。苯并环丁烷(BCB)层用9004表示，其有平面化的上表面。氮化硅层用9005表示。BCB层和氮化硅层构成栅绝缘层。由多晶硅层组成的有源层用9006，9007，9008和9009表示。当生产这些有源层时，使用在实施例1中说明的与结晶非晶硅层中相同的方法。而且，可以采用这种方法，其中非晶硅层是通过激光束(优选为线性激光束或面激光束)结晶的。此外，源极区由9006表示，漏极区由9007表示，低浓度杂质区(LDD区)用9008表示，和沟道信息区用8008表示。沟道保护层用9009表示，沟道保护层用9010表示，和层间绝缘膜用9011表示。源电极和漏电极分别用9012和9013表示。

根据本实施例，由于由BCB层和氮化硅层构成的栅绝缘层是平面化的，因此在其上生产的非晶层将做得平坦。因此，当结晶非晶硅层时，有可能获得多晶硅层，其比现有技术的逆向交叉布置型TFT更均匀。(实施例8)

在根据上述实施例的有源矩阵型液晶显示设备或无源矩阵型液晶显示设备中，尽管使用向列液晶的TN模式用作为显示模式，由此其它显示模式可以使用。

而且，有源矩阵型液晶显示设备可以由使用快响应时间无阈值反铁电液晶或铁电液晶构成。

而且，在根据本发明使用DAC的有源矩阵型半导体显示设备中，可以使用响应施加电压能够调制其光学特性的任何其它显示媒体。例如，可以使用电致发光元件。

此外，除了TFT之外，MIM元件等可以用作为用在有源矩阵型液晶显示设备之有源矩阵电路中的有源元件。

正如上述，除了TN液晶，各种类型的液晶可以用在根据本发明使用DAC的有源矩阵型液晶显示设备中。例如，可以使用下述文献公开的液晶，H Furue等人的“Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCDExhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability”，1998，SID；T.Yoshida等人的“A Full-Color Thresholdless Anti-ferroelectric LCDExhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time”，1997，SID，DIGEST，841；S.Inui等人的“Thresholdless anti-ferroelectricity in liquid crystals and its applicationto displays”1996，J.Mater，Chem.6(4)，671-673；以及美国专利US5594569。

在某温度范围表现反铁电相的液晶称为“反铁电液晶”。在具有反铁电液晶的混合液晶中，有无阈值反铁电混合液晶，其表现电光响应特性，通过它透射系数相对电场连续地变化。在无阈值反铁电混合液晶中，有那些表现出V形状类型的电光响应特性，以及能够找到那些其驱动电压近似为±2.5V(元件厚度：近似1μm到2μm)。

图33表示展示了相对于应用电压无阈值反铁电混合液晶之光透射系数特性的例子，其表现出V形状类型的电光响应。图33表示的曲线纵坐标表示透射系数(光单位)，横坐标表示应用的电压。另外，在液晶设备入射侧上之偏转板的透射轴建立得几乎与无阈值反铁电混合液晶之层列相的法线方向平行，该法线方向与液晶设备的研磨方向几乎一致。另外，在出射侧上之偏转板的透射轴建立成几乎与入射侧上之偏转板的透射轴垂直(正交)。

如图33所示，如果使用这种无阈值反铁电混合液晶，可以发现，能够进行低电压驱动和灰度显示。

甚至在根据本发明具有DAC的有源矩阵型液晶显示设备上使用这种低电压驱动无阈值反铁电混合液晶的情况下，有可能降低DAC的输出电压，由此使得降低DAC的工作电源电压和降低驱动器的工作电源电压变成可能。因此，在有源矩阵型液晶显示设备中能够取得低功耗和高可靠性。

由此，在使用低电压驱动无阈值反铁电混合液晶的地方，如果使用具有相对小宽度的LDD区(低浓度杂质区)(例如，0nm到500nm，或者0nm到200nm)的TFT，则其是有效的。

而且，通常，无阈值反铁电混合液晶具有大的自发极化，和液晶本身具有高的介电常数。因此，在液晶显示设备使用无阈值反铁电混合液晶的情况下，象素具有相对大的支持电容将变得必须。因此，最佳使用具有小自发极化的无阈值反铁电混合液晶。

而且，由于通过使用这种无阈值反铁电混合液晶能够获得低电压驱动，因此能够获得有源矩阵型液晶显示设备的低功耗。

此外，图17表示了其中进行了螯合酯化(chelesteric)相-手征层列(chiralsmectic)相转变的单稳态铁电液晶(FLC)的电光特性，使用了表现出各向同性相-螯合酯化(chelesteric)相-手征层列(chiralsmectic)相转变的系统，同时施加DC电压，并且圆锥边缘做得几乎与研磨方向一致。用图17所示铁电液晶的显示模式称为“半V形开关模式”。图17表示的曲线纵坐标表示透射系数(光单位)，横坐标表示施加的电压。“半V形开关模式”在Yoshihara等人的“Half V-shaped switching mode FLCD”；Lecture Draft Collection for the 46thApplied Physics Related Allied Lecture Assembly，March，1999，Page 1316，和“Time-Sharing Full-color LCD by Ferroelectric Liquid Crystal”，of LIQUIDCRYSTAL，3rd Volume，3rd Edition，Page 190中进行了详细地说明。

如图17所示，如果使用这种铁电液晶，可以理解，能够进行低电压驱动和灰度显示。在根据本发明的液晶显示设备中可以使用表现这种电光特性的铁电液晶。

具有这种如图33和图39所示电光特性的每种液晶能够用作为根据本发明液晶显示设备的显示媒体。(实施例9)

关于使用根据本发明之DAC的有源矩阵型半导体显示设备和无源矩阵型半导体显示设备，有许多应用。在实施例9中，说明书给出了一种半导体设备，其中结合了使用根据本发明之DAC的有源矩阵型半导体显示设备。

作为这样的半导体设备，可以列出视频摄像器，静止摄像器，投影仪，头带显示设备，汽车驾驶单元，个人计算机，以及便携式信息终端(便携式计算机，便携式电话等)。图23和图24表示了其一个例子。

图23(A)表示了前置型投影仪，其由壳体10001，有源矩阵型半导体显示设备10002(例如为液晶显示设备)，光源10003，光学系统10004，以及屏10005组成。另外，图23(A)表示了前置投影仪，其中结合了一个半导体显示设备。因此，通过结合三个半导体显示设备(每个对应于R，G和B光)，能够获得较高分辨率和较薄的前置型投影仪。

图23(B)表示了后置型投影仪，其中壳体用10006表示，有源矩阵型半导体显示设备用10007表示，光源用10008表示，反射器用10009表示，以及屏幕用10010表示。另外，图23(B)表示了后置型投影仪，其中组合了三个有源矩阵型半导体显示设备(分别对应于R，G和B光)。

图24(A)表示了便携式电话，其包括壳体11001，声音输出部分11002，声音输入部分11003，有源矩阵型半导体显示设备11004，操作开关11005和天线11006。

图24(B)表示了视频摄像机，其包括壳体12001，有源矩阵型半导体显示设备12002，声音输入部分12003，操作开关12004，电池12005和图象接收部分12006。

图24(C)表示了便携式计算机，其包括壳体13001，摄像机部分13002，图象接收部分13003，操作开关13004，和有源矩阵型半导体显示设备13005。

图24(D)表示了头带显示设备(也称作保护镜型显示设备)，其包括壳体14001，和有源矩阵型半导体显示设备14002。

图24(E)表示了便携式笔记本(电子笔记本)，其包括壳体15001，有源矩阵型半导体显示设备15002和15003，存储媒体15004，操作开关15005和天线15006。

除了上述的电子装置之外，根据本发明的显示设备可以应用到各种类型的装置，例如电视，视频游戏装置，个人计算机，视频播放器等。(实施例10)

实施例10中，说明书给出了根据本发明具有D/A变换器电路的液晶显示设备的另一个例子。而且，在该实施例中，类似于实施例2的处理适用于并非特别涉及的部分。

实施例10中，通过使用掩膜绝缘膜4004作为图12(A)所示状态中的催化剂元素掺杂处理，Ni乙酸溶液涂在非晶硅层的几乎整个表面上。

在完成了催化剂元素掺杂处理之后，接着，在450℃大约一个小时下进行脱氢。除了在惰性环境，氢环境或氧环境中在500到900℃(代表为550到650℃)下加热处理4到24小时之外，非晶硅层4003结晶。该实施例中，加热处理是在氮环境中590℃下进行8小时。

此后，进行加热处理(催化剂元素的吸气处理)用于吸气催化剂元素。在本实施例情况下，加热处理利用了通过卤素元素的催化剂元素的吸气效应，其使得卤素元素包含于处理环境中。而且，为了充分获得卤素元素的吸气效果，上述的加热处理最好在高于700℃下进行。如果温度小于这个数值，分解卤素化合物将变得困难，并存在担心不能获得吸气效果。此外，在该情况下，作为包含卤素元素的气体，可以使用例如选自下列化合物的一种类型或多个化合物，即HCl，HF，NF₃，HBr，Cl₂，ClF₃，BCl₂，F₂ Br₂，等。在该实施例中，在O₂和HCl环境中在950℃的温度下进行加热处理，吸气处理与热氧化层的形成同时进行。

之后，形成栅绝缘层。在该实施例中，至于栅绝缘层的厚度，其最终厚度形成约为50nm厚。

所有的其它工艺可参考实施例2。

下面的表1表示了通过实施例10之生产工艺获得的TFT的特性。

表1

L/W＝6.8/7.6[μm]	Nch	Pch
			lon[μA]	227	91.5
loff[pA]	3.10	11.8
			lon/loff[dec.]	7.86	6.89
Vth[V]	0.44	-0.56
			S值[V/dec.]	0.08	0.10
μFE(最大)[cm2/Vs]	314	131
			*μFE(最大)[cm2/Vs]	425	262

表1中，L/W表示(沟道长度/沟道宽度)，lon表示(导通电流)，loff表示(截止电流)，lon/loff表示(导通电流和截止电流比率的常用对数)，Vth表示(阈值电压)，S值表示(S值)，以及μFE表示(场效应移动度)，其中带有“*”的μFE表示其L＝50μm的TFT的μFE。

这里，图30是通过实施例10之生产工艺获得的TFT的特性曲线。图30中，Vg表示栅极电压，Id表示漏极电流，Vd表示漏极电压。(实施例11)

在实施例11中，说明书给出了具有DAC(8位)的有源矩阵型液晶显示设备的例子，根据本发明，其由本申请人生产。

下面的表2表示了DAC的有源矩阵型液晶显示设备的说明，根据本发明，其由本申请人生产。

表2

显示设备对角尺寸	2.6英寸
		象素数	1920×1080
象素大小	30(H)×30(V)[μm]
		孔径比	46％
输入数据	8位
		电源(逻辑)	5V
输入数字数据速率	80MHz
		数据驱动器频率	10MHz
扫描驱动器频率	8.1KHz
		寻址模式	列反转
对比度	＞100

另外，数据驱动器和扫描驱动器电路分别表示源极信号线驱动电路和栅极信号线驱动电路。而且，源极线回程显示按寻址模式执行。

图31表示根据本发明具有DAC的有源矩阵型液晶显示设备的显示例子，其将在本实施例中说明。

另外，图32表示前置型投影仪的显示例子，其中使用了三个有源矩阵型液晶显示设备，根据本发明每个都具有DAC，其将在下面说明。而且，关于前置型投影仪，参考实施例9。

正如图31和图32所示，在根据本发明具有DAC的有源矩阵型液晶显示设备中，能够获得很精密的灰度显示。(实施例12)

在该实施例中，参考图34到图38，说明书给出了用于生产根据本发明具有驱动电路之液晶显示设备的方法的例子。在根据本发明的液晶显示设备中，象素部分，源极驱动器，栅极驱动器等被整体形成在一个衬底上。而且，为说明方便，构成根据本发明一部分象素TFT和驱动电路的NchTFT和构成逆变电路的PchTFT和NchTFT形成在相同的衬底上。

图34(A)中，低碱玻璃衬底和石英衬底可以用作为衬底16001。石英衬底用在本实施例中。为了防止杂质遍及衬底16001，形成了底层16002，例如为氧化硅层，氮化硅层，氮化氧化硅层等。例如，使用等离子体CVD方法，由SiH₄，NH₃，和N₂O制成的氮化氧化硅层是分层结构并形成为100nm厚，由SiH₄，和N₂O制成的氮化氧化硅层也是分层结构并形成为200nm厚。

另外，具有非晶结构的半导体16003a通过使用诸如等离子体CVD方法，溅射方法等公知方法形成为20到150nm(最好为30到80nm)厚。在本实施例中，非晶硅层通过低压热CVD方法形成为53nm厚。非晶半导体层和微晶半导体层可用作为具有非晶结构的半导体层，具有例如为非晶硅锗层之非晶结构的化合物半导体层是合适的。而且，由于有可能形成底层16002和非晶硅层16003a，这两者可以连续地形成。在这种情况下，由于它们在底层形成之后不暴露于大气环境中，能够防止其表面被污染。而且，有可能减小所生产TFT的不平整度和阈值电压的波动。(见图34(A))。

而且，用公知的结晶技术，可以从非晶硅层16003a形成晶体硅层16003b。例如，尽管可以应用激光结晶方法和热结晶方法(固相生长方法)，这里，通过与日本1995年公开待审专利申请No.130652所公开技术一致的使用催化剂元素的结晶方法来形成晶体硅层16003b。在结晶工艺之前，在400到500℃下进行热处理约一个小时，尽管其依赖于非晶硅层的氢含量比率。结晶最好在氢含量比率降低到等于或小于5个原子％之后开始。由于非晶硅层结晶和原子重新排列变得非常精密，所产生的结晶硅层的厚度从非晶硅层的最初厚度减小了1到15％(在本实施例中为54nm)。(见图34(B))。

另外，通过构图晶体硅层16003b成岛形，形成了岛形半导体层16004至16007。此后，通过等离子体CVD方法或溅射方法，掩膜层16008由50到150nm厚的氧化硅层构成。(见图34(D))。在本实施例中，掩膜层16008的厚度是199nm。

随后，提供抗蚀剂掩膜16009，和掺硼(B)作为杂质元素，在岛形半导体层16004至16007的整个表面上，用浓度为1×10¹⁸到5×10¹⁷个原子/cm³提供“p”型，其形成“n”沟道型TFT。掺硼(B)的目的是控制阈值电压。通过离子掺入方法可以掺杂硼(B)，或者在形成非晶硅层的同时可以掺杂硼(B)。这里，硼的掺杂不是必须要求的。(见图34(D))。

为了形成驱动器驱动电路之“n”沟道型TFT的LDD区等，在岛型半导体层16010至16012上有选择地掺杂给出“n”型的杂质元素。因此，预先形成抗蚀剂掩膜16013到16016。作为提供“n”型的杂质元素，可以使用磷(P)和砷(As)。这里，为了掺磷(P)，采用其中使用了磷化氢(PH₃)的离子掺入方法。所形成杂质元素区16017和16018的磷的浓度可以在2×10¹⁶到5×10¹⁹个原子/cm³的范围内。在该说明中，这里形成的包含在杂质区16017和16019中提供“n”型的杂质元素的浓度表达为(n^-)。杂质区16019是形成象素部分之支持电容的半导体层，磷(P)是以相同浓度掺杂的。(见图35(A))。此后，去掉抗蚀剂掩膜16013到16016。

接着，在通过氟去掉掩膜层16008之后，进行激活在图34(D)和图35(A)中掺杂的杂质元素的工艺。通过在氮环境中在500到600℃下热处理一到四小时或者通过激光激活方法能够进行激活。而且，两者可以同时进行。在该实施例中，采用激光激活方法。采用KrF准分子激光束(波长：248nm)作为激光束。实施例中，激光束被处理成线性束，扫描用5到50Hz的振荡频率，100到500mJ/cm²的能量密度和80到98％的线性束重迭比率进行，由此在上述条件下扫描在其上形成了岛型半导体层的整个表面。此外，激光束的辐射条件没有任何限制，它们可以适当地确定。

而且，通过等离子体CVD方法或溅射方法，栅绝缘层16020由包含硅的绝缘膜形成，以便变成10到50nm厚。例如，氮化氧化硅层形成为120nm厚。包含其它硅的绝缘膜可以由单层或分层结构形成，作为栅绝缘层。(见图35(B))。

接着，为了形成栅电极而形成第一导电层。尽管第一导电层可以由单层形成，需要时可以采用二或三层的分层结构。实施例中，由导电金属氮化层制成的导电层(A)16021和由金属层制成的另一导电层(B)16022层叠。导电层(B)16022可以由选自钽(Ta)，钛(Ti)，钼(Mo)和钨(W)的任何元素形成，或者主要由上述元素构成的合金，或者其中结合有上述元素的合金层(以Mo-W合金层或Mo-Ta合金层为代表)构成，并且导电层(A)16021可以由氮化钽(TaN)，氮化钨(WN)，氮化钛(TiN)，或氮化钼(MoN)形成。而且，导电层(A)可以使用硅化钨，硅化钛，或者硅化钼作为替代物。对于导电层(B)16021，其中包含的杂质浓度最好由于降低电阻而下降。特别是，在氧浓度降低到30ppm或更小的地方，能够获得较好的结果。例如，如果钨(W)的氧浓度降低到30ppm或更小，能够获得20μΩ或更小的相对电阻值。

导电层(A)16021最好做成10到50nm厚(优选20到30nm厚)，导电层(B)16022最好做成200到400nm厚(优选250到350nm厚)。在实施例中，50nm厚的氮化钽层用作为导电层(A)16021，350nm厚的Ta层用作为导电层(B)16022。任何一个都是通过溅射方法形成的。在通过溅射方法形成各层中，如果将适量的Xe和Kr加到用于溅射的Ar气中，则会减轻将产生层的内部应力，由此防止层的剥离。另外，尽管没有说明，如果形成硅层，其上面并在导电层(A)16021下面掺磷(P)为2到20nm厚，则其是有效的。由此，能够改善其上形成的导电层的粘合性，并且还能够防止氧化作用。同时，导电层(A)和导电层(B)能够防止包含的微量碱金属元素在栅绝缘层16020上占优。(见图35(C))。

接着，形成抗蚀剂掩膜116023到16027，并且通过完全刻蚀导电层(A)16021和导电层(B)16022来形成栅电极16028到16031和电容布线16032。形成栅电极16028到16031和电容布线16032使得整体形成由导电层(A)构成的16028a到16032a以及由导电层(B)构成的16028b到16032b。此刻，随后形成构成驱动器之驱动电路等的TFT的栅电极16028到16030，使得经过一部分杂质区16017和16018以及栅绝缘层16020而相互重叠。(见图35(D))。

接着，为了形成“p”沟道型TFT的源极区和漏极区，进行用于掺入杂质元素以提供“p”型的工艺。这里，通过使用栅电极16028作为掩膜，杂质区形成半匹配状态中。此刻，形成了“n”沟道型TFT的区预先由抗蚀剂掩膜16033屏蔽。于是，通过使用乙硼烷(B2H6)的离子掺入方法形成杂质区16034。该区中硼(B)的浓度设置为3×10²⁰到3×10²¹个原子/cm³。在该说明中，这里形成的包含在杂质区16034中提供“p”型的杂质元素的浓度表达为(p⁺⁺)。(见图36(A))。

接着，在“n”沟道型TFT中形成起源极区和漏极区作用的杂质区。形成抗蚀剂掩膜16035到16037，并且通过掺入杂质以提供“n”型来形成杂质区16038到16042。这是通过使用磷化氢(PH3)的离子掺入方法完成的，磷的浓度定为1×10²⁰到1×10²¹个原子/cm³。在该说明中，这里形成的包含在杂质区16038到16042中提供“n”型的杂质元素的浓度表达为(n⁺)。(见图36(B))。

尽管杂质区16038到16042已经包含了在先前工艺中掺入的磷(P)或硼(B)，比较而言，磷还要以足够高的浓度掺入，不需要考虑在先前工艺中掺入的磷(P)或硼(B)所产生的影响。另外，在杂质区16038掺入的磷(P)的浓度是图10(A)中掺入的硼浓度的二分之一或三分之一，“p”型的电导率能够固定，并且在TFT特性中不会产生负面影响。

接着，进行用于掺入杂质提供“n”型以形成象素部分之“n”沟道型TFT的LDD区的工艺。这里，提供“n”型的杂质元素通过离子掺入方法以半匹配状态掺入，同时使用栅电极16031作为掩膜。要掺杂的磷(P)的浓度是1×10¹⁶到5×10¹⁸个原子/cm³，其中它以比图35，图36(A)和图36(B)中掺杂的杂质元素的浓度低的浓度掺杂，并且在事实上，仅仅形成杂质区16043和16044。在该说明中，包含在杂质区16043到16044中提供“n”型的杂质元素的浓度表达为(n^-)。(见图36(C))。

这里，为了防止栅电极Ta的剥离，形成为200nm厚SiON层等作为层间膜。

此后，进行热处理工艺，其激活杂质元素以各自浓度掺杂提供“n”或“p”型。通过炉退火方法，激光退火方法，或者快速热退火方法(RTA)能够进行该工艺。这里，通过炉退火方法进行激活处理。在氮气环境，400到800℃，优选500到600℃下，用1ppm或更小，优选0.1ppm或更小的氧浓度进行热处理。实施例中，在500℃下热处理工艺进行四小时。另外，在具有热阻特性例如为石英衬底的衬底用作为衬底16001的地方，热处理在800℃下达一个小时就足够了，并且有可能激活杂质元素和有可能较好地形成掺入相应杂质元素的杂质区和沟道形成区的连接。而且，在形成层间膜以防止上述栅电极Ta剥离的地方，可以有不能获得该效果的情况。

在热处理中，形成栅电极16028到16031和电容布线16032的金属层从表面是5到80nm厚，导电层(C)16028c到16032c形成在其表面上。例如，在导电层(B)16028b到16032b是由钨(W)制成的情况下，然后形成氮化钨(WN)，并且在钽(Ta)的情况下，能够形成氮化钽(TaN)。另外，通过将栅电极16028到16031和电容布线16032暴露于包含氮的等离子环境中，其中使用了氮或氨，还能够形成导电层(C)16028c到16032c。另外，在300到450℃的以3到100％比率含有氢的环境中进行热处理达一到十二小时，并且进行用于氢化岛形半导体层的工艺。该工艺是用于通过热激活氢来端接半导体层之悬空键的工艺。作为另一氢化方法，可以进行等离子氢化(使用由等离子激发的氢气)。

在岛形半导体层是通过使用催化剂元素的结晶方法从非晶硅层生产时，少量的催化剂元素保留在岛形半导体层中。当然，尽管TFT能够在这种条件下完成，从至少沟道形成区中去掉残留的催化剂元素是有利的。作为去掉这种催化剂元素的方法之一，有利用磷(P)的吸气作用的方法。吸气必须的磷浓度等于图36(B)中形成的杂质区(n+)中的浓度，并且催化剂元素通过这里进行的激活工艺的热处理能够从“n”沟道TFT和“p”沟道TFT的沟道形成区中吸气。(见图36(D))。

第一层间绝缘膜16045由氧化硅层或氮化氧化硅层制成，厚度为500到1500nm。此后，形成接触孔，该接触孔到达形成在各自岛形半导体层上的源极区或漏极区，由此形成源极布线16046到16049和漏极布线16050。(见37(A))。尽管没有说明，在该实施例中，电极是由三个分层层形成的，其中，200nm厚的Ti层，包含Si的500nm铝层，以及100nm的Ti层是由溅射方法连续形成的。

接着，以50到500nm的厚度(代表为100到300nm)形成氮化硅层，氧化硅层或氮化氧化硅层，作为无源层16054。在本实施例中，无源层16054做成由50nm厚的氮化硅层和24.5nm厚的氧化硅层构成的分层层。在这种状态下，如果进行氢化处理，根据改进TFT特性，能够得到理想的结果。例如，热处理最好在300到450℃的以3到100％比率含有氢的环境中进行一到十二小时，或者如果采用等离子氢化工艺，仍然能够获得相同的效果。而且，这里，最好形成接触孔以连接象素电极和后面的漏电极的位置处在无源层16054形成开口，。(见图37(A))。

此后，由有机树脂构成的第二层间绝缘膜16055形成为1.0到1.5μm。聚酰亚胺树脂，丙烯酸酯树脂，聚酰胺树脂，聚酰亚胺酰胺(polyimideamide)树脂，BCB(苯环丁烷)等可以用作为有机树脂。这里，使用这种类型的丙烯酸酯树脂，以便在涂在衬底上之后进行热聚合，并且在250℃下燃烧形成。(见图37(B))。

实施例中，黑底形成为三层结构，其中Ti层形成为100nm厚，由Al和Ti构成的合金层形成为300nm厚，以及附加Ti层形成为100nm厚。

之后，由有机树脂构成的第三层间绝缘膜16059形成为1.0到1.5μm。作为有机树脂，可以使用与第二层间绝缘膜相同的材料。这里，使用这种类型的聚酰亚胺树脂，以便在涂在衬底上之后进行热聚合，并且在300℃下燃烧形成。

接着，在第二层间绝缘膜16055和第三层间绝缘膜16059上形成到达漏极布线16053的接触孔，由此形成象素电极16060。在根据本发明的透射型液晶显示设备中，诸如ITO等的透明导电层用作为象素电极。(见图37(B))。

因此，具有象素部分驱动电路TFT和象素TFT的衬底能够在相同的衬底上完成。“p”沟道型TFT16101，第一“n”沟道型TFT16102，和第二“n”沟道型TFT16103形成在驱动电路中，并且象素TFT16104和支持电容16105形成在象素部分中。(见图38)。在本说明中，为了方便，这种衬底称为“有源矩阵衬底”。

接着，以通过上述工艺生产的有源矩阵衬底为基础，说明书给出了用于生产透射型液晶显示设备的工艺。

对中层16061形成在有源矩阵衬底上，其状态示于图38中。实施例中，对中层16061由聚酰亚胺树脂制成。接着，制备反衬底。反衬底是由玻璃衬底16062，由透明导电层构成的反电极16063和对中层16064组成。

而且，实施例中，作为对中层，使用了聚酰亚胺树脂，其中液晶颗粒与衬底平行对中。另外，在形成对中层之后，通过进行研磨工艺，液晶颗粒相互平行对中，具有不变的预先倾斜角。

接着，通过上述工艺完成的有源矩阵衬底和反衬底经过密封材料和隔离体(两者都没示出)用公知的元件装配工艺相互粘结。此后，液晶提供在两衬底之间并由密封剂(未示出)完全密封。由此，能够完成如图38所示的透射型液晶显示设备。

另外，本实施例中，设计透射型液晶显示设备使得以TN(螺旋)模式显示。因此，偏转板(未示出)配置在透射型液晶显示设备上。

驱动电路的“p”沟道型TFT16101在岛形半导体层16004中具有沟道形成区806，源极区807a和807b，漏极区808a和808b。第一“n”沟道型TFT16102在岛形层16005中具有沟道形成层809，重叠在栅电极16071上的LCD区810(今后这种LDD区称为“Lov”)，源极区811和漏极区812。在其沟道长度方向上的Lov区的长度定为0.5到3.0μm，优选为1.0到1.5μm。第二“n”沟道型TFT16103在岛形半导体层16006中具有沟道形成区813，LDD区814和815，源极区816和漏极区817。在这些LDD区中，形成Lov区和不重叠在栅电极16072上的LDD区(今后这种LDD区称为“Loff”)，其中，在其沟道长度方向上的Loff区的长度为0.3到2.0μm，优选为0.5到1.5μm。象素TFT16104在岛形半导体层16007中具有沟道形成区818和819，Loff区820到823，源极或漏极区824到826。在其沟道长度方向上的Loff区的长度为0.5到3.0μm，优选为1.5到2.5μm。而且，偏移区(未示出)形成在象素TFT16104的沟道形成区818和819与是象素TFT之LDD区的Loff区802到823之间。并且，支持电容805包括电容布线16074，由栅绝缘层16020构成的绝缘层，连接到象素TFT16073之漏极区826并且将杂质元素掺入其中提供“n”型的半导体层827。图38中，尽管象素TFT由双栅结构组成，单栅结构是可以接受的，其中提供了多个栅电极的多栅结构也是可以接受的。

正如上述，实施例中，构成各自电路的TFT的结构能够优化，符合象素TFT和驱动器要求的规格，其中有可能改进液晶显示设备的工作性能和可靠性。

实施例中，说明书给出了透射型液晶显示设备。但是，其中有根据本发明驱动电路的液晶显示设备并不局限于上述的液晶显示设备，其可以适用于反射型液晶显示设备。

尽管结合液晶显示设备说明了前面的优选实施例，本发明的驱动电路适合于驱动EL(电致发光显示设备)。而且，前面实施例中说明的制造方法适合于这种EL显示设备之薄膜晶体管的制造。EL显示设备的例子将在下面的实施例13到17中说明。[实施例13]

图40A是表示EL显示设备的顶视图，其是根据本申请人的发明生产的。图40A中，示出了衬底14010，象素部件14011，来自源极14012的驱动电路，和来自栅极14013的驱动电路，每个驱动电路连接到布线14014-14016，其到达引至外部设备的FPC14017。

最佳与驱动电路在一起的象素部件由覆盖材料16000，密封材料(或壳材料)17000和端密封材料(或第二密封材料)17001封闭。

图40B是表示本例中EL显示设备之结构的剖面图。其示出了衬底14010，下部涂层14021，用于驱动电路的TFT14022，以及用于象素单元的TFT14023。(所示TFT14022是由n-沟道型TFT和p-道型TFT构成的CMOS电路。所示TFT14023是控制到EL元件之电流的电路。)这些TFT可以是任何公知的结构(顶部栅极结构或底部栅极结构)，并且前面实施例中说明的方法可以用于制造这些TFT。

当TFT14022(用于驱动电路)和TFT14023(用于象素单元)完成时，象素电极14027形成在由树脂制成的层间绝缘膜(平面化膜)14026上。该象素电极是透明的导电膜，其电连接到象素单元的TFT14023的漏极。透明导电膜由氧化铟和氧化锡的化合物(称为ITO)或者由氧化铟和氧化锌的化合物形成。在象素电极14027上形成绝缘膜14028，其中在象素电极14027之上形成了开孔。

随后，形成EL层14029。通过自由地组合公知EL材料，例如注入层，空穴传输层，光发射层，电子传输层，和电子注入层，其可以是单层结构或多层结构。这种结构任何公知的技术都可以获得。EL材料是低分子材料或高分子材料(聚合物)。前者可以用气相沉积应用，后者可以用诸如旋转涂覆，印刷或喷墨方法的简单方法应用。

本例中，EL层是由气相沉积通过阴影掩膜形成的。形成的EL层允许每个象素发射不同波长的光(红，绿和蓝)。这实现了彩色显示。可获得的替换系统包括彩色转换层(CCM)和彩色滤光器的组合以及白光发射层和彩色滤光器的组合。不用说，EL显示设备可以是单色的。

在EL层上形成阴极14030。在该步骤之前，希望从EL层14029和阴极14030之间的界面上尽可能的清除水分和氧气。该目标可以通过在真空中连续地形成EL层14029和阴极14030获得，或者通过在惰性环境中形成EL层14029然后在不允许空气进入的相同环境中形成阴极14030获得。本实施例中，希望的膜是通过使用多腔系统(团束工具系统)的膜形成装置形成的。

由氟化锂膜和铝膜构成的多层结构用在本例中作为阴极14030。具体地说，EL层14029用气相沉积顺序涂覆氟化锂膜(1nm厚)和铝膜(300nm厚)。不用说，阴极14030可以由公知阴极材料的MgAg电极制成。随后，阴极14030连接到由14031表示区中的布线14016。将规定电压提供给阴极14030的布线14016通过导电膏材料14032被连接到FPC14017。

区14031中阴极14030和布线14016之间的电连接在层间绝缘膜14026和绝缘膜14028中需要接触孔。当层间绝缘膜14026进行刻蚀形成用于象素电极的接触孔时，或当形成EL层之前绝缘膜14028进行刻蚀形成开孔时，可以形成这些接触孔。当绝缘膜14028进行刻蚀时，可以同时刻蚀层间绝缘膜14026。如果层间绝缘膜14026和绝缘膜14028由相同材料制成，则可以形成良好形状的接触孔。

然后，形成无源层6003，填充材料16004和覆盖材料16000，以使这些层覆盖EL元件。

而且，密封材料17000形成在例如围绕EL元件的覆盖材料16000和衬底14010内，端密封材料17001形成在密封材料17000的外部。

形成填充材料16004覆盖EL元件，并且还起粘结覆盖材料16000之粘结剂作用。作为填充材料16004，能够利用PVC(聚氯乙烯)，环氧树脂，硅树脂，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)，或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。由于能够保持水分吸收，最好在填充材料16004中形成干燥剂。

因此，在填充材料16004中能够包含隔离体。最好使用包括氧化钡的球隔离体以保持隔离体中水分的吸收。

在隔离体包含在填充材料中的情况下，无源膜6003能够减轻隔离体的压力。当然，能够使用不同于无源膜的诸如有机树脂的其它膜用以减轻隔离体的压力。

作为覆盖材料16000，能够使用玻璃板，铝板，不锈钢板，FRP(加强纤维玻璃塑料)板，PVF(聚氟乙烯)膜，Mylar膜，聚酯膜或丙烯醛基膜。在采用PVB或EVA作为填充材料16004的情况下，最好使用由PVF膜或Mylar膜夹着的具有几十个μm的厚度铝箔。

注意，覆盖材料16000应当具有根据从EL元件光发射方向(光辐射方向)的光透过率。

布线14016通过在密封材料17000和端密封材料17001之间的间隙电连接到FPC14017，以及衬底14010。正如在上述解释的布线14016中一样，其它的布线14014和14015也电连接到密封材料4018下的FPC14017。[实施例14]

本实施例中，说明具有不同于实施例113之结构的另一EL显示设备，如图41A和41B所示。图41A和41B中与图40A和40B相同的参考数字表示相同的构成单元，因此解释省略。

图41A表示本实施例中EL模块的顶视图，图41B表示图41A之A-A‘的剖面图。

根据实施例13，形成无源膜6003覆盖EL元件的表面。

填充材料16004形成覆盖EL元件并且还起粘结覆盖材料16000之粘结剂作用。作为填充材料16004，能够利用PVC(聚氯乙烯)，环氧树脂，硅树脂，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)，或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。由于能够保持水分吸收，最好在填充材料16004中形成干燥剂。

而且，在填充材料16004中能够包含隔离体。最好使用包括氧化钡的球隔离体以保持隔离体中水分的吸收。

在隔离体包含在填充材料中的情况下，无源膜6003能够减轻隔离体的压力。当然，能够使用不同于无源膜的诸如有机树脂的其它膜用以减轻隔离体的压力。

作为覆盖材料16000，能够使用玻璃板，铝板，不锈钢板，FRP(加强纤维玻璃塑料)板，PVF(聚氟乙烯)膜，Mylar膜，聚酯膜或丙烯醛基膜。在采用PVB或EVA作为填充材料16004的情况下，最好使用由PVF膜或Mglar膜夹着的具有几十个μm的厚度铝箔。

注意，覆盖材料16000应当具有根据从EL元件光发射方向(光辐射方向)的光透过率。

接着，使用填充材料3404粘结覆盖材料16000。然后，将火焰材料(flamematerial)16001固定覆盖填充材料16004的侧面部分(露出面)。火焰材料16001由密封材料(起粘结剂作用)16002粘结。作为密封材料16002，光恢复树脂是优选的。另外，如果容许EL层的抗热性，能够采用热恢复树脂。密封材料16002不透水分和氧气是优选的。另外，将干燥剂加到密封材料16002内部是可能的。

布线14016通过在密封材料16002和衬底14010之间的间隙电连接到FPC14017。正如在上述解释的布线14016中一样，其它的布线14014和14015也电连接到密封材料16002下的FPC14017。[实施例15]

在具有基于实施例13或14之结构的EL显示设备中，能够使用本发明。本实施例中，详细地说明了板中象素区的结构。图42表示象素区的剖面；图43A表示其顶视图。图43B表示用于象素区的电路构图。图42，图43A和图43B中，相同的参考数字涉及相同部件，如通常所示。

图42中，形成在衬底3501上的开关TFT3502是具有双栅结构的NTFT。开关TFT3502的双栅结构基本上具有两个串联连接的TFT，因此具有降低断开电流(off-current)从此通过的优点。本实施例中，开关TFT3502具有这种双栅结构，但它不是限制性的。它可以具有单栅结构或三栅结构，或者甚至具有超过三个栅极的任何其它结构。作为这种例子，开关TFT3502可以是本发明的PTFT。

电流控制TFT3503是本发明的NTFT。实施例中，TFT3503可以是PTFT。开关TFT3502中的漏极布线35与电流控制TFT中的栅电极37经过其间的布线36电连接。38表示的布线是栅极线，用于电连接开关TFT3502中的栅电极39a和39b。

此实施例中，电流控制TFT3503表示成具有单栅结构，但是它可以具有串联连接多个TFT的多栅结构。另外，多个TFT可以并联连接，使得沟道形成区基本上被分成多个段。在这种类型的结构中，能够有效地进行热辐射。对于保护具有它的设备免于热毁坏，该结构是有利的。为了避免TFT3503中热载流子的问题，最好提供LDD区，其是至少部分地与栅电极重叠。

正如图43A中，将作为电流控制TFT3503中栅电极37的布线用在3504表示之区域中的漏极布线40经过其间绝缘膜来重叠。在这种状态下，3504表示的区域形成了电容器。电容器3504起保留电流控制TFT3503中施加到栅极之电压的作用。漏极布线40用电流供给线(电源线)3506连接，从此恒定的电压一直施加到漏极布线40上。

在开关TFT3502和电流控制TFT3503上，形成的是第一无源膜41。在膜41上，形成的是绝缘树脂的平面化膜42。TFT的层部件级的差别是通过用平面化膜42的平面化去掉的，这是非常重要的。这是因为后面步骤中要形成在先前形成层上的EL层是非常薄的，并且如果在先前形成层之级间存在差别，则EL设备将由于光发射错误而经常有麻烦。因此，希望在其上形成象素电极之前在先尽可能地平面化先前形成的层，使得EL层能够形成在平面化的表面上。

参考数字43表示具有高反射率之导电膜的象素电极(EL设备中的阴极)。象素电极43与电流控制TFT3503中的漏极电连接。象素电极43最好是铝合金，铜合金或银合金的低阻导电膜，或者是这些膜的叠层。不用说，象素电极43可以具有带有任何其它导电膜的叠层结构。

在绝缘膜(优选树脂)的堤单元44a和44b之间形成的凹单元(这对应于象素)中形成了光发射层45。在所示结构中，仅示出一个象素，但是多个光发射层能够分开形成在不同的象素中，对应于R(红)，G(绿)和B(蓝)不同的颜色。用于光发射层的有机EL材料可以是任何π共轭聚合物材料。这里能使用的典型聚合物材料包括聚对亚1.2-亚乙烯(polyparaphenylenevinylene)(PVV)材料，聚乙烯咔唑(PVK)材料，聚芴材料等。

公知了各种类型的PVV型有机EL材料，例如在H.Shenk，H.Becker，O.Gelsen，E.Klunge，W.Kreuder，和H.Spreitzer，Polymers for Light Emitting Diodes，Euro Display Proceeding，1999，pp.33-37和日本专利公开No.92576/1998中公开的材料。这里能使用这种公知的任何材料。

具体地说，氰基聚苯1.2-亚乙烯(cyanopolyphenylenevinylenes)可以用作为红光发射层；聚苯1.2-亚乙烯(polyphenylenevinylenes)可以用作为绿光发射层；聚苯1.2-亚乙烯(polyphenylenevinylenes)或聚烷基亚苯(polyalkylphenylenes)可以用作为蓝光发射层。用于光发射层的膜厚度可以在30和150nm之间(优选40和100nm之间)。

上述这些化合物仅仅涉及这里可采用的有机EL材料的例子，当然不是限制性的。光发射层可以与电荷传输层或者电荷注入层以任何希望的方式结合以形成预计的EL层(这是对光发射和对光发射之载流子输运)。

确切地说，这些实施例是表明使用聚合物材料形成光发射层的例子，但是它不是限制性的。除此之外，低分子有机EL材料也可以用作为光发射层。对于电荷传输层和电荷注入层，还可采用的是诸如碳化硅等的无机材料。公知用于这些层的各种有机EL材料和无机材料，这里能够使用它们的任何一种。

本实施例中，PEDOT(聚噻吩)或PAni(聚苯胺)的空穴注入层46形成在光发射层45上，给出用于EL层的层叠结构。在空穴注入层46上，形成的是透明导电膜的阳极47。本实施例中，由光发射层45已经发射的光以朝着顶部表面的方向(即以TFT的向上方向)辐射。因此，在此，阳极一定要透光。对于用于阳极的透明导电膜，能使用的是氧化铟和氧化锡的化合物和氧化铟和氧化锌的化合物。但是，由于在光发射层和具有低热阻的空穴注入层已经形成之后形成阳极，用于阳极的透明导电膜最好是能够在尽可能低的温度下形成膜的材料。

当形成阳极47时，完成EL设备3505。这里制造的EL设备3505表示包括象素电极(阴极)43，光发射层45，空穴注入层4和阳极47的电容器。正如图43A所示，象素电极43的区与象素的面积近似相同。因此，在此，整个象素起EL设备的作用。因此，这里制造的EL设备的光利用效率是高的，并且设备能够显示明亮图象。

本实施例中，第二无源膜48形成在阳极47上。对于第二无源膜48，优选使用的是氮化硅膜或氧氮化硅膜。膜48的目的是将EL设备从外部环境中隔离开。膜48具有防止有机EL材料通过氧化损坏的功能和具有防止它脱气的功能。借助该类型的第二无源膜48，可提高EL显示设备的可靠性。

正如上述，本实施例中制造的本发明EL显示板具有象素区，用于具有如图42结构的象素，以及具有使通过它的截止电流小到满意程度的开关TFT和抵抗热载流子注入的电流控制TFT。因此，这里制造的EL显示板具有高可靠性和能够显示良好的图象。

将本实施例的EL显示板组合到图24(A)到24(E)所示的电子装置作为显示部件是有利的。[实施例16]

本实施例是表示实施例15之EL显示板的改进，其中象素区中的EL设备3505具有相反的结构。对于本实施例，参考图44。本实施例的EL显示板构成仅在EL设备部分和电流控制TFT部分不同于图43(A)中所示。因此，除了这些不同部分，这里省略了其它部分的说明。

图44中，电流控制TFT3701可以是本发明的PTFT。TFT可以由前面实施例的任何方法制造。

本实施例中，象素电极(阳极)50是透明导电膜。具体地说，使用的是氧化铟和氧化锌之化合物的导电膜。不用说，也能使用氧化铟和氧化锡之化合物的导电膜。

在绝缘膜的堤单元51a和51b形成之后，用溶液涂覆方法在它们之间形成聚乙烯咔唑的光发射层52。在光发射层52上，形成的是乙酰丙酮化钾(acetylacetonatopctassium)(后面称为acacK)的电子注入层53，和铝合金的阴极54。在这种情况下，阴极54还作为无源膜。由此制造EL设备3701。

本实施例中，由光发射层52已经发射的光以朝着具有其上形成TFT的衬底的方向辐射，如箭头所示的方向。

将本实施例的EL显示板组合到图24(A)到24(E)所示的电子装置作为显示部件是有利的。该显示设备的整个结构可以与图33(A)和(B)或图34(A)和(B)所示的相同。因此省略相同的说明。[实施例17]

本实施例是表示具有图43B电路构图的象素的改进。该改进如图45A到45C。在图45A到45C所示的本实施例中，3801表示用于开关TFT3802的源极布线；3083表示用于开关TFT3802的栅极的布线，3804表示电流控制TFT；3805表示电容器；3806和3808表示电流供给线；3807表示EL设备。

在图45A的实施例中，电流供给线3806是两个象素共有的。具体地说，该实施例特征在于两个象素是线性对称地由在它们之间中心的电流供给线3806形成的。由于电流供给线的数目在其中能够减小，本实施例的优点在于象素构图能够非常精细。

在图45B的实施例中，电流供给线3808与栅极布线3803平行形成。具体地说，在此，电流供给线3808按这种方式构成，使得其不与栅极布线3803重叠，但不是限制性的。与所示的情况不同，这两个可以经过它们之间的绝缘膜相互重叠，直到它们具有不同的层。由于电流供给线3808和栅极布线3803可以采用其中的公有专用区，本实施例的优点在于象素构图能够非常精细。

图45C实施例结构的特征在于电流供给线3808与栅极布线3803平行形成，类似于图45B，并且两个象素是线性对称地由在它们之间中心的电流供给线3808形成的。在此，以这种方式提供电流供给线3808时其与任何一个栅极布线3803重叠也是有效的。由于电流供给线的数目在其中能够减小，本实施例的优点在于象素构图能够非常精细。[实施例18]

图43A和图43B所示实施例15的实施例提供有电容器3504，其起保持施加到电流控制TFT3503中栅极之电压的作用。但是，本实施例中，可以省略电容器3504。

实施例15的实施例中，电流控制TFT3503是nTFT，LDD区经过其间的栅绝缘膜与栅电极重叠。在重叠区中，形成的是寄生电容，通常称为栅电容。本实施例的实施例特征在于积极利用寄生电容替换电容3504。

上述的寄生电容按照栅电极与LDD区的重叠的面积变化，因此它由根据重叠面积中LDD区的长度确定。

另外，在图45A，图45B和图45C中所示的实施例17的实施例中，电容3805能够省略。

将具有本实施例象素结构的EL显示板组合到图24(A)到24(E)所示实施例的电子装置作为显示部件是有利的。该显示设备的整个结构可以与图33(A)和(B)或图34(A)和(B)所示的相同。因此省略相同的说明。

Claims (45)

1.一种将“n”位数字数据(“n”：自然数)转换为模拟信号的D/A转换器电路，其中所述“n”位数字数据的各个位控制一个开关并控制与所述开关连接的一个电容中的电荷的充电和放电；以及模拟信号和用作参考电势的偏移电压一起被输出。

2.一种将“n”位数字数据(“n”：自然数)转换为模拟信号的D/A转换器电路，其具有“n”个开关和“n”个相应于所述“n”位数字数据的各个位的电容，其中相应于各个位的所述“n”个开关控制连接于所述“n”个开关的每一个的所述电容中的电荷的充电和放电，而且模拟信号和用作参考电势的偏移电压一起被输出。

3.一种将“n”位数字数据转换为模拟信号的D/A转换器电路，包括：

被“n”位数字数据的低“m”位(“n”和“m”：自然数并且“m”＜“n”)的各个位控制的开关，和被“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位的各个位控制的开关；

作为连接于被所述低“m”位的各个位控制的每一个所述开关的电容的电容，其比各个单元电容大2^m-1倍；

作为连接于被所述高(“n-m”)位的各个位控制的每一个所述开关的电容的电容，其比各个单元电容大2^n-m-1倍；

一个耦合电容；和

两个复位开关；

其中两个电源和一个偏移电源连接于所述D/A转换器电路；

所述开关选择两个电源之一；

所述两个复位开关控制电荷充电到所述电容；以及

从所述“n”位数字视频数据的高(“n”-“m”)位的电容的共用连接端输出模拟信号和用作参考电势的所述偏移电压的电势。

4.一种D/A转换器电路包括：

作为被“n”位数字数据的低“m”位(“n”和“m”：自然数，“m”＜“n”)控制的低位电路部分的并且由包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个低位电路部分，其具有比单元电容大2^m-1倍的一个电容；

作为由“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位控制的高位电路部分的并且包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个高位电路部分，其具有比单元电容大2^n-m-1倍的一个电容；

一个由所述单元电容组成的把所述低位电路部分连接到所述高位电路部分的耦合电容；和

两个复位开关；

其中两个电源和一个偏移电源被输入其中；

所述两个复位开关控制电荷充电到所述低位电路部分的各个电容和所述高位电路部分的各个电容；

所述偏移电源输入到所述高位电路部分的各个电容的共用连接端；

所述低位电路部分的所述各个开关根据所述位信息选择所述两个电源之一，并且控制连接于所述各个开关的电容的电荷的充电和放电；

所述高位电路部分的所述各个开关根据各个位信息选择所述两个电源之一，并且控制连接于所述各个开关的电容的电荷的充电和放电；以及

从所述高位电路部分的所述共用连接端输出模拟信号和用作参考电势的所述偏移电源的电势。

5.一种D/A转换器电路包括：

作为被“n”位数字数据的低“m”位(“n”和“m”：自然数，“m”＜“n”)控制的低位电路部分的并且由包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个低位电路部分，其具有比单元电容大2^m-1倍的一个电容；

作为由“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位控制的高位电路部分的并且包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个高位电路部分，其具有比单元电容大2^n-m-1倍的一个电容；

一个由所述单元电容组成的把所述低位电路部分连接到所述高位电路部分的耦合电容；和

两个复位开关；

其中两个电源V_H和V_L和一个偏移电源V_B输入其中；

所述偏移电源V_B输入到所述高位电路部分的各个电容的共用连接端；

从所述共用连接端输出的输出电压V_out根据表达式(6a)、(6b)、(7)和(8)表示。

6.一种具有有源矩阵显示设备的电子设备，所述显示设备具有将“n”位数字数据(“n”：自然数)转换为模拟信号的D/A转换器电路，

其中所述“n”位数字数据的各个位控制一个开关并控制与所述开关连接的一个电容中的电荷的充电和放电；以及

模拟信号和用作参考电势的偏移电压一起被输出。

7.一种具有有源矩阵显示设备的电子设备，所述显示设备具有将“n”位数字数据(“n”：自然数)转换为模拟信号的D/A转换器电路，其具有“n”个开关和“n”个相应于所述“n”位数字数据的各个位的电容，

其中相应于各个位的所述“n”个开关控制连接于所述“n”个开关的每一个的所述电容中的电荷的充电和放电，而且

模拟信号和用作参考电势的偏移电压一起输出。

8.一种具有有源矩阵显示设备的电子设备，所述显示设备具有将“n”位数字数据(“n”：自然数)转换为模拟信号的D/A转换器电路，包括：

被“n”位数字数据的低“m”位(“n”和“m”：自然数并且“m”＜“n”)的各个位控制的开关，和被“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位的各个位控制的开关；

作为连接于被所述低“m”位的各个位控制的每一个所述开关的电容的电容，其比各个单元电容大2^m-1倍；

作为连接于被所述高(“n”-“m”)位的各个位控制的每一个所述开关的电容的电容，其比各个单元电容大2^n-m-1倍；

一个耦合电容；和

两个复位开关；

其中两个电源和一个偏移电源连接于所述D/A转换器电路；

所述开关选择两个电源之一；

所述两个复位开关控制电荷充电到所述电容；以及

从所述“n”位数字视频数据的高(“n”-“m”)位的电容的共用连接端输出模拟信号和用作参考电势的所述偏移电压的电势。

9.一种具有有源矩阵显示设备的电子设备，所述显示设备具有一个D/A转换器电路，包括：

作为被“n”位数字数据的低“m”位(“n”和“m”：自然数，“m”＜“n”)控制的低位电路部分的并且由包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个低位电路部分，其具有比单元电容大2^m-1倍的一个电容；

作为由“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位控制的高位电路部分的并且包括被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个高位电路部分，其具有比单元电容大2^n-m-1倍的一个电容；

一个由所述单元电容组成的把所述低位电路部分连接到所述高位电路部分的耦合电容；和

两个复位开关；

其中两个电源和一个偏移电源被输入其中；

所述两个复位开关控制电荷充电到所述低位电路部分的各个电容和所述高位电路部分的各个电容；

所述偏移电源输入到所述高位电路部分的各个电容的共用连接端；

所述低位电路部分的所述各个开关根据所述位信息选择所述两个电源之一，并且控制连接于所述各个开关的电容中电荷的充电和放电；

所述高位电路部分的所述各个开关根据各个位信息选择所述两个电源之一，并且控制连接于所述各个开关的电容中电荷的充电和放电；以及

从所述高位电路部分的所述共用连接端输出模拟信号和用作参考电势的所述偏移电源的电势。

10.一种具有有源矩阵显示设备的电子设备，所述显示设备具有一个D/A转换器电路，包括：

作为被“n”位数字数据的低“m”位(“n”和“m”：自然数，“m”＜“n”)控制的低位电路部分的并且包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个低位电路部分，其具有比单元电容大2^m-1倍的一个电容；

作为由“n”位数字数据的高(“n”-“m”)位控制的高位电路部分的并且包含被各个位控制的开关和连接于所述开关的电容的一个高位电路部分，其具有比单元电容大2^n-m-1倍的一个电容；

一个由所述单元电容组成的把所述低位电路部分连接到所述高位电路部分的耦合电容；和

两个复位开关；

其中两个电源V_H和V_L及一个偏移电源V_B被输入其中；

所述偏移电源V_B输入到所述高位电路部分的各个电容的共用连接端；和

从所述共用连接端输出的输出电压V_out由表达式(6a)，(6b)，(7)和(8)表示。

11.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述显示是有机电致发光显示设备。

12.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述电子设备是投影仪。

13.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述电子设备是蜂窝电话。

14.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述电子设备是视频摄像机。

15.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述电子设备是便携式计算机。

16.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述电子设备是头带显示设备。

17.根据权利要求6的电子设备，特征在于所述电子设备是电子笔记本。

18.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述显示是有机电致发光显示设备。

19.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述电子设备是投影仪。

20.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述电子设备是蜂窝电话。

21.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述电子设备是视频摄像机。

22.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述电子设备是便携式计算机。

23.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述电子设备是头带显示设备。

24.根据权利要求7的电子设备，特征在于所述电子设备是电子笔记本。

25.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述显示是有机电致发光显示设备。

26.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述电子设备是投影仪。

27.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述电子设备是蜂窝电话。

28.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述电子设备是视频摄像机。

29.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述电子设备是便携式计算机。

30.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述电子设备是头带显示设备。

31.根据权利要求8的电子设备，特征在于所述电子设备是电子笔记本。

32.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述显示是有机电致发光显示设备。

33.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述电子设备是投影仪。

34.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述电子设备是蜂窝电话。

35.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述电子设备是视频摄像机。

36.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述电子设备是便携式计算机。

37.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述电子设备是头带显示设备。

38.根据权利要求9的电子设备，特征在于所述电子设备是电子笔记本。

39.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述显示是有机电致发光显示设备。

40.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述电子设备是投影仪。

41.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述电子设备是蜂窝电话。

42.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述电子设备是视频摄像机。

43.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述电子设备是便携式计算机。

44.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述电子设备是头带显示设备。

45.根据权利要求10的电子设备，特征在于所述电子设备是电子笔记本。

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