JP2000199918A - Electro-optical device - Google Patents

Electro-optical device

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JP2000199918A
JP2000199918A JP2000029814A JP2000029814A JP2000199918A JP 2000199918 A JP2000199918 A JP 2000199918A JP 2000029814 A JP2000029814 A JP 2000029814A JP 2000029814 A JP2000029814 A JP 2000029814A JP 2000199918 A JP2000199918 A JP 2000199918A
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JP
Japan
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substrate
thin film
film transistor
pixel circuit
liquid crystal
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Pending
Application number
JP2000029814A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Akira Mase
晃 間瀬
正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable digital gradation display by forming protective circuits with ITO on a first substrate. SOLUTION: A nematic liquid crystal compsn. is held between a first substrate and a second substrate and is fixed to the peripheral part with an epoxy adhesive. Leads on the substrate are connected to PCBs, having TAB type driving ICs and common signal potential wirings, and a polarizing plate is adhered to the outer side of the substrate to obtain a transmission-type liquid crystal electro-optical device. Protective circuits are disposed between the peripheral drive circuits and pixels. When an excess voltage is applied on the wirings of pixels, the respective protective circuits are turned on to function to eliminate the voltage. The protective circuits consist of a doped or undoped semiconductor material, such as silicon, transparent conductive material such as ITO or normal wiring materials. Therefore, the protective circuits can be formed at a same time, when the pixel circuits are formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動用スイッチン
グ素子として薄膜トランジスタ(以下TFTという)を
使用した液晶電気光学装置における画像表示方法におい
て、特に中間的な色調や濃淡の表現を得るための階調表
示方法に関するものである。本発明は、特に、外部から
いかなるアナログ信号をもアクティブ素子に印加するこ
となく、階調表示をおこなう、いわゆる完全デジタル階
調表示に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of displaying an image in a liquid crystal electro-optical device using a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) as a driving switching element. It relates to a display method. The present invention particularly relates to a so-called full digital gradation display for performing gradation display without applying any analog signal to an active element from the outside.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶組成物はその物質特性から、分子軸
に対して水平方向と垂直方向に誘電率が異なるため、外
部の電解に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配
列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置
は、この誘電率の異方生を利用して、光の透過光量また
は散乱量を制御することでON/OFF、すなわち明暗
の表示をおこなっている。液晶材料としては、TN(ツ
インステッド・ネマティック)液晶、STN(スーパー
・ツインステッド・ネマティック)液晶、強誘電性液
晶、ポリマー液晶あるいは分散型液晶とよばれる材料が
知られている。液晶は外部電圧に対して、無限に短い時
間に反応するのではなく、応答するまでにある一定の時
間がかかることが知られている。その値はそれぞれの液
晶材料に固有で、TN液晶の場合には、数10mse
c、STN液晶の場合には数100msec、強誘電性
液晶の場合には数10μsec、分散型あるいはポリマ
ー液晶の場合には数10msecである。
2. Description of the Related Art Liquid crystal compositions have different dielectric constants in the horizontal and vertical directions with respect to the molecular axis due to their material properties. Can be easily done. The liquid crystal electro-optical device displays ON / OFF, that is, displays light and dark, by controlling the amount of transmitted light or the amount of scattering of light using the anisotropic generation of the dielectric constant. As a liquid crystal material, a material called a TN (twinstead nematic) liquid crystal, an STN (super twinstead nematic) liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal, a polymer liquid crystal, or a dispersion liquid crystal is known. It is known that a liquid crystal does not respond to an external voltage in an infinitely short time, but takes a certain time to respond. The value is specific to each liquid crystal material.
c, It takes several hundred msec for STN liquid crystal, several tens μsec for ferroelectric liquid crystal, and several tens msec for dispersion or polymer liquid crystal.

【0003】液晶を利用した電気光学装置のうちでもっ
とも優れた画質が得られるものは、アクティブマトリク
ス方式を用いたものであった。従来のアクティブマトリ
クス型の液晶電気光学装置では、アクティブ素子として
薄膜トランジスタ(TFT)を用い、TFTにはアモル
ファスまたは多結晶型の半導体を用い、1つの画素にP
型またはN型のいずれか一方のみのタイプのTFTを用
いたものであった。即ち、一般にはNチャネル型TFT
(NTFTという)を画素に直列に連結している。そし
て、マトリクスの信号線に信号電圧を流し、それぞれの
信号線の直交する箇所に設けられたTFTに双方から信
号が印加されるとTFTがON状態となることを利用し
て液晶画素のON/OFFを個別に制御するものであっ
た。このような方法によって画素の制御をおこなうこと
によって、コントラストの大きい液晶電気光学装置を実
現することができる。
[0003] Among electro-optical devices using liquid crystals, the one that can obtain the best image quality is the one using the active matrix system. In a conventional active matrix type liquid crystal electro-optical device, a thin film transistor (TFT) is used as an active element, an amorphous or polycrystalline semiconductor is used for the TFT, and P
In this case, a TFT of only one of the N-type and the N-type was used. That is, in general, an N-channel TFT
(Referred to as NTFT) is connected in series to the pixel. Then, a signal voltage is applied to the signal lines of the matrix, and when signals are applied from both sides to the TFTs provided at the orthogonal portions of the respective signal lines, the ON / OFF state of the liquid crystal pixels is utilized by utilizing the fact that the TFTs are turned ON. OFF was individually controlled. By controlling the pixels by such a method, a liquid crystal electro-optical device having a high contrast can be realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクティブマトリクス方式では、明暗や色調といっ
た、階調表示をおこなうことは極めて難しかった。従
来、階調表示は液晶の光透過性が、印加される電圧の大
きさによって変わることを利用する方式が検討されてい
た。これは、例えば、マトリクス中のTFTのソース・
ドレイン間に、適切な電圧を周辺回路から供給し、その
状態でゲイト電極に信号電圧を印加することによって、
液晶画素にその大きさの電圧をかけようとするものであ
った。
However, in such an active matrix system, it is extremely difficult to perform gradation display such as light and dark and color tone. Conventionally, for gray scale display, a method has been studied which utilizes the fact that the light transmittance of a liquid crystal changes depending on the magnitude of an applied voltage. This is, for example, the source of the TFT in the matrix.
By supplying an appropriate voltage from the peripheral circuit between the drains and applying a signal voltage to the gate electrode in that state,
It is intended to apply a voltage of that magnitude to the liquid crystal pixels.

【0005】しかしながら、このような方法では、例え
ば、TFTの不均質性やマトリクス配線の不均質性のた
めに、実際には液晶画素にかかる電圧は、各画素によっ
て、最低でも数%も異なってしまった。これに対し、例
えば、液晶の光透過度の電圧依存性は、極めて非線型性
が強く、ある特定の電圧で急激に光透過性が変化するた
め、たとえ数%の違いでも、光透過性が著しく異なって
しまうことがあった。そのため、実際には16階調を達
成することが限界であった。
However, in such a method, for example, due to the inhomogeneity of the TFT and the inhomogeneity of the matrix wiring, the voltage actually applied to the liquid crystal pixels differs by at least several% depending on each pixel. Oops. On the other hand, for example, the voltage dependence of the light transmittance of the liquid crystal is extremely non-linear, and the light transmittance changes rapidly at a specific voltage. In some cases it was significantly different. Therefore, in practice, achieving 16 gradations has been the limit.

【0006】このように階調表示が困難であるというこ
とは、液晶ディスプレー装置が従来の一般的な表示装置
であるCRT(陰極線管)と競争してゆく上で極めて不
利であった。
[0006] As described above, the difficulty of gradation display is extremely disadvantageous in that the liquid crystal display device competes with a conventional general display device such as a cathode ray tube (CRT).

【0007】本発明は従来、困難であった階調表示を実
現させるための全く新しい方法を提案することを目的と
するものである。
An object of the present invention is to propose a completely new method for realizing a gradation display which has been difficult in the past.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】さて、液晶にかける電圧
をアナログ的に制御することによって、その光透過性を
制御することが可能であることを先に述べたが、本発明
人らは、液晶に電圧のかかっている時間を制御すること
によって、視覚的に階調を得ることができることを見出
した。
Means for Solving the Problems As described above, it is possible to control the light transmittance of the liquid crystal by controlling the voltage applied to the liquid crystal in an analog manner. It has been found that gradation can be visually obtained by controlling the time during which voltage is applied to the liquid crystal.

【0009】例えば、代表的な液晶材料であるTN(ツ
イステッド・ネマチック)液晶を用いた場合において、
例えば、図1(a)において、Aで示されるような矩形
パルスを印加する場合と、Cで示されるような矩形パル
スを印加する場合を比べて見ると、Aの方が明るいこと
を見出した。ここで、パルスの周期は1msecとし
た。結果的には、Aが最も明るく、以下、B、C、Dの
順であった。このことは全く予想外のことである。なぜ
ならば、通常の上記のTN液晶材料においては、1ms
ecという時間はあまりにも短く、そのような短時間に
はTN液晶は反応しないのである。したがって、いずれ
の場合にも液晶はON状態を実現することは不可能なは
ずである。しかしながら、実際には液晶は中間的な濃さ
を実現できた。
For example, when a TN (twisted nematic) liquid crystal, which is a typical liquid crystal material, is used,
For example, in FIG. 1A, when comparing a case where a rectangular pulse as shown by A is applied with a case where a rectangular pulse as shown by C is applied, it is found that A is brighter. . Here, the pulse period was 1 msec. As a result, A was the brightest, and then B, C, and D in that order. This is completely unexpected. This is because in the above-mentioned ordinary TN liquid crystal material, 1 ms
The time ec is too short, and the TN liquid crystal does not react in such a short time. Therefore, in any case, it is impossible to realize the ON state of the liquid crystal. However, in reality, the liquid crystal was able to realize an intermediate density.

【0010】その具体的な原理についてはまだ詳細にわ
かっていない。しかしながら、本発明人らは、この現象
を利用して階調表現が可能であることを見いだしたので
ある。すなわち、液晶材料が反応しないような周期で液
晶材料にパルスを印加するときにパルスの幅を制御する
ことによって、中間的な明るさをデジタル制御で実現す
ることが、まさに本発明の特徴とするものである。本発
明人らの研究の結果、このような中間的な濃度を得るた
めのパルスの周期はTN液晶の場合には10msec以
下が必要であることがわかった。
The specific principle is not yet known in detail. However, the present inventors have found that gradation expression can be performed using this phenomenon. That is, by applying a pulse to the liquid crystal material at a period such that the liquid crystal material does not react, by controlling the pulse width, an intermediate brightness is realized by digital control, which is exactly the feature of the present invention. Things. As a result of the study of the present inventors, it has been found that the pulse period for obtaining such an intermediate density needs to be 10 msec or less in the case of a TN liquid crystal.

【0011】ここで、パルスの周期という語句につい
て、その意味を明確にする。すなわち、この場合には、
複数のパルスを連続的に液晶に印加するのであるが、こ
の場合のパルスの周期とは、1つのパルスが始まってか
ら、次のパルスが始まるまでの間の時間のことをいう。
したがって、パルスの繰り返し周波数の逆数となる。
Here, the meaning of the term pulse period will be clarified. That is, in this case,
A plurality of pulses are continuously applied to the liquid crystal. In this case, the pulse cycle refers to the time from the start of one pulse to the start of the next pulse.
Therefore, it is the reciprocal of the pulse repetition frequency.

【0012】また、パルス幅とは、パルスが電圧状態に
ある時間のことをいう。したがって、図1において、例
えばCのパルス列の場合には、Tがパルスの周期であ
り、τがパルス幅である。
The pulse width refers to the time during which a pulse is in a voltage state. Therefore, in FIG. 1, for example, in the case of a pulse train of C, T is the pulse period, and τ is the pulse width.

【0013】同様な効果は、STN液晶においても、強
誘電性液晶においても、また、ポリマー液晶あるいは分
散型液晶においても見られた。いずれも、その応答時間
よりも短い周期のパルスを加えることによって、中間的
な色調が得られることが明らかになった。すなわち、S
TN液晶においては、100msec以下、のぞましく
は10msec以下、強誘電性液晶においては10μs
ec以下、のぞましくは1μsec以下、ポリマー液晶
あるいは分散型液晶においては10msec以下、のぞ
ましくは1msec以下の周期のパルスを加えることに
よって、階調表示が得られた。
A similar effect was observed in the STN liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal, and the polymer liquid crystal or the dispersion type liquid crystal. In each case, it became clear that an intermediate color tone can be obtained by applying a pulse having a period shorter than the response time. That is, S
100 msec or less, preferably 10 msec or less for a TN liquid crystal, and 10 μs or less for a ferroelectric liquid crystal.
A gradation display was obtained by applying a pulse having a cycle of ec or less, preferably 1 μsec or less, and a polymer liquid crystal or dispersion type liquid crystal having a cycle of 10 msec or less, preferably 1 msec or less.

【0014】通常は、テレビ等の画像では1秒間に30
枚の静止画が次々に繰り出されて動画を形成する。した
がって、1枚の静止画が継続する時間は約30msec
である。この時間は人間の目にはあまりにも早すぎて、
文字通り『目にも止まらない』時間であり、結果とし
て、視覚的には静止画を1枚1枚識別することはできな
い。ともかく、通常の動画を得るには、1枚の静止画は
長くても100msec以上継続することはできない。
Normally, in an image of a television or the like, 30 times per second is required.
The still images are sequentially fed out to form a moving image. Therefore, the duration of one still image is about 30 msec.
It is. This time is too early for the human eye,
It is literally “not to be caught”, and as a result, still images cannot be visually identified one by one. In any case, in order to obtain a normal moving image, one still image cannot be continued for 100 msec or longer at the longest.

【0015】本発明を利用して256階調の階調表示を
おこなうとすれば、例えば、T=3msecとすれば、
この3msecの時間を、少なくとも256分割しうる
パルス電圧印加方法、を画素に電圧を印加する方法とし
て採用する必要がある。すなわち、最短で3msec/
256=11.7μsecのパルス状の電圧が画素にか
かるような回路を組む必要がある。実際には、図3に示
すように、パルスのデューティー比τ/Tと液晶画素の
光透過性は非線型的な関係であり、256階調を得るた
めには、さらに、パルスのデューティー比を細かく制御
することが必要である。
If 256 gradations are to be displayed using the present invention, for example, if T = 3 msec,
It is necessary to adopt a pulse voltage application method capable of dividing the time of 3 msec by at least 256 as a method of applying a voltage to a pixel. That is, at least 3 msec /
It is necessary to form a circuit in which a pulse voltage of 256 = 11.7 μsec is applied to the pixel. Actually, as shown in FIG. 3, the duty ratio τ / T of the pulse and the light transmittance of the liquid crystal pixel are in a non-linear relationship. In order to obtain 256 gradations, the duty ratio of the pulse must be further reduced. Fine control is necessary.

【0016】しかも、実際の画像表示をおこなう場合に
は、他の画素も考慮しなければならない。実際の画像表
示装置では、例えば400行もの行がある。すなわち、
後に述べるように、マトリクスのアクティブ素子は10
0nsecという極短応答性が求められる。そこで、そ
のような短時間応答性を有する回路の例を図4に示し、
以下、その説明をする。
In addition, when actual image display is performed, other pixels must be considered. In an actual image display device, for example, there are as many as 400 rows. That is,
As will be described later, the number of active elements in the matrix is 10
An extremely short response of 0 nsec is required. Therefore, an example of a circuit having such a short-time response is shown in FIG.
Hereinafter, the description will be made.

【0017】図4は本発明を実施するために必要な液晶
表示装置のアクティブマトリクスの回路の例を示す。本
発明では、アクティブ素子は100nsec以下の短時
間で応答することが要求されるので高速動作する回路を
組む必要がある。そのためには従来のようにNTFTあ
るいはPTFTだけでッスイッチングをおこなうのでは
なく、図4に示されるようにNTFTとPTFTとが相
補的に動作するように構成された、変形トランスファー
・ゲイト型の回路を用いることが必要である。
FIG. 4 shows an example of an active matrix circuit of a liquid crystal display device necessary for implementing the present invention. In the present invention, since the active element is required to respond in a short time of 100 nsec or less, it is necessary to form a circuit that operates at high speed. For this purpose, a modified transfer gate type circuit in which the NTFT and the PTFT operate in a complementary manner as shown in FIG. It is necessary to use

【0018】この例ではN×Mのマトリクスの例を示し
たものであるが、煩雑さをさけるために、そのうちのn
行m列近傍のみを示した。これと同じものを上下左右に
展開すれば完全なものが得られる。
In this example, an example of an N × M matrix is shown. However, in order to reduce complexity, n
Only the vicinity of the row m column is shown. If you expand the same thing up, down, left and right, you will get a complete one.

【0019】図4には、4つの変形トランスファー・ゲ
イトが描かれているが、各変形トランスファー・ゲイト
のソースはYm あるいはYm+1 (以下、Y線と総称す
る)に接続され、また、各変形トランスファー・ゲイト
のゲイトはXn あるいはXn+1(以下、X線と総称す
る)に接続されている。また、各変形トランスファー・
ゲイトのドレインは液晶画素Zn,m 、Zn,m+1 、Z
n+1,m 、Zn+1,m+1 に接続されている。変形トランスフ
ァー・ゲイトにおいて、NTFTとPTFTは対称なの
で、その位置は入れ替わってもよい。また、図では画素
のキャパシタと並列に人為的にキャパシタが挿入されて
いる。このとき挿入されたキャパシタは、画素の自然放
電によって、画素の電圧が低下することを抑制する効果
を有する。画素の電圧効果のばらつきは、画素のばらつ
きに依存する。特に本発明のように、画素に印加される
電圧が一定のものとして階調表示をおこなおうとする発
明においては画質の低下を招くものである。しかしなが
ら、このように画素に並列にキャパシタを挿入すること
により、画素のばらつきによる電圧効果は著しく抑える
ことができ、高画質を得ることができる。
FIG. 4 shows four modified transfer gates. The source of each modified transfer gate is connected to Ym or Ym + 1 (hereinafter collectively referred to as Y line). The gate of each modified transfer gate is connected to Xn or Xn + 1 (hereinafter collectively referred to as X-rays). In addition, each deformation transfer
The gate drains the liquid crystal pixels Zn , m , Zn , m + 1 , Z
n + 1, m and Z n + 1, m + 1 . In the modified transfer gate, the NTFT and PTFT are symmetrical, so their positions may be interchanged. In the figure, a capacitor is artificially inserted in parallel with the capacitor of the pixel. The capacitor inserted at this time has an effect of suppressing a decrease in the voltage of the pixel due to spontaneous discharge of the pixel. The variation in the voltage effect of the pixel depends on the variation of the pixel. In particular, in the invention as described in the present invention in which gradation display is performed with a constant voltage applied to a pixel, the image quality is reduced. However, by inserting the capacitor in parallel with the pixel as described above, the voltage effect due to the variation of the pixel can be significantly suppressed, and high image quality can be obtained.

【0020】次に、このような回路を用いた場合の回路
の動作例を図1(b)および図2を用いて説明する。こ
のマトリクス回路は図1(a)に示されるようなパルス
状の電圧を液晶セルに印加するように動作する必要があ
る。そこで、このようなパルスを発生するためにX線お
よびY線に印加される信号電圧の概要を図1(b)に示
す。例として、400×640のマトリクスを考える。
Next, an example of the operation of the circuit when such a circuit is used will be described with reference to FIGS. This matrix circuit needs to operate so as to apply a pulsed voltage as shown in FIG. 1A to the liquid crystal cell. FIG. 1B shows an outline of the signal voltages applied to the X-rays and the Y-lines to generate such a pulse. As an example, consider a 400 × 640 matrix.

【0021】Y線に印加される信号は、例えばYm 線の
場合は、V(Ym )で示されるが、これは、周期Tで繰
り返されるひとまとまりのパルスの中に、実は256個
のパルス(以下、サブパルスという)が含まれており、
さらにその256個のサブパルスのそれぞれは、400
個の要素が入ったパルス列から構成されていることがわ
かる。ここで、400という数字はマトリクスの行数で
ある。したがって、Y線に印加されるパルスの最小単位
はT=3msecとすれば、29nsecである。
The signal applied to the Y line is represented by V (Y m ) in the case of the Y m line, for example, which is actually 256 out of a group of pulses repeated in the cycle T. Pulse (hereinafter referred to as sub-pulse),
Further, each of the 256 sub-pulses is 400
It can be seen that the pulse train is composed of a pulse train including a number of elements. Here, the number 400 is the number of rows in the matrix. Therefore, if the minimum unit of the pulse applied to the Y line is T = 3 msec, it is 29 nsec.

【0022】一方、X線には、時間T/256の間に、
図のV(X1 )、V(Xn )、V(Xn+1 )、V(X
400 )で示されるような、極性が少なくとも1回反転す
るパルス(以下、バイポーラ・パルスという)が、それ
ぞれのタイミングをずらして印加される。バイポーラ・
パルスは、上記Y線に印加されるパルスの最小単位パル
スよりもさらに短い必要がある。結局、時間Tの間に
は、各X線には、256回バイポーラ・パルスが印加さ
れる。
On the other hand, during the time T / 256,
V (X 1 ), V (X n ), V (X n + 1 ), V (X
400 ), a pulse whose polarity is inverted at least once (hereinafter referred to as a bipolar pulse) is applied with a staggered timing. bipolar·
The pulse needs to be even shorter than the minimum unit pulse of the pulse applied to the Y line. Eventually, during time T, 256 bipolar pulses are applied to each X-ray.

【0023】次に、実際の回路の動作を図2に基づいて
説明する。まず、第1のサブパルスがそれぞれのY線に
印加される。当然のことながら、これらのサブパルスは
Y線ごとに異なる。一方、X線には、先に述べたよう
に、バイポーラ・パルスが最初にX1 、次にX2 という
ように順々に印加されてゆく。まず、バイポーラ・パル
スがX1 に印加されたときを考える。このとき、画素Z
1,1 に接続されている、アクティブ素子はON状態とな
る。そして、このアクティブ素子に接続されているY線
は電圧が印加された状態であるので、画素Z11は充電さ
れる。そして、Y線の電圧がゼロとなる前にバイポーラ
・パルスは切られるので、結局、画素Z1, 1 には電荷が
残され、電圧状態を保つ。同様に、Z1,m もZ1,m+1
1,400 も、電圧状態となる。
Next, the operation of the actual circuit will be described with reference to FIG. First, a first sub-pulse is applied to each Y line. Of course, these sub-pulses are different for each Y line. On the other hand, as described above, the bipolar pulse is applied to the X-ray in order of X 1 and then X 2 . First, consider the case where the bipolar pulse is applied to the X 1. At this time, the pixel Z
The active element connected to 1,1 is turned on. Then, Y line connected to the active element because it is when a voltage is applied, pixel Z 11 is charged. Then, since the bipolar pulse is cut off before the voltage of the Y line becomes zero, electric charges are left in the pixels Z 1, 1 and the voltage state is maintained. Similarly, Z1 , m , Z1 , m + 1, and Z1,400 are in a voltage state.

【0024】このようにして、バイポーラ・パルスが順
々に印加されてゆき、Xn に印加された場合を考える。
今、4つの画素Zn,m 、Zn,m+1 、Zn+1,m 、Z
n+1,m+1 に注目しているとすれば、Ym およびYm+1
第1のサブパルスのn番目および(n+1)番目に注目
すればよい。Ym もYm+1 もn番目にはパルスがあるの
で、画素Zn,m 、Zn,m+1 は電圧状態になる。ついで、
n+1 にバイポーラ・パルスが印加される。Ym もY
m+1 も(n+1)番目にはパルスがあるので、この場合
も画素Zn+1,m 、Zn+1,m+1 は充電状態となる。
In this way, consider the case where bipolar pulses are applied one after another and applied to Xn .
Now, four pixels Zn , m , Zn , m + 1 , Zn + 1, m , Z
if has focused on n + 1, m + 1, may be of interest to the n-th and (n + 1) th first sub-pulse of Y m and Y m + 1. Since both Y m and Y m + 1 have the n-th pulse, the pixels Zn , m and Zn , m + 1 are in a voltage state. Then
A bipolar pulse is applied to X n + 1 . Y m is also Y
Since m + 1 also has the (n + 1) th pulse, the pixels Zn + 1, m and Zn + 1, m + 1 are charged in this case as well.

【0025】次に、図では省略されているが、第2のサ
ブパルスが来たものとする。このとき、Ym もYm+1
n番目および(n+1)番目にはパルスがあったなら
ば、充電状態がなくならず、以上4つの画素は引き続き
電圧状態を継続する。その後、第(h−1)のサブパル
スまでは、4つの画素とも電圧状態が継続したものとす
る。
Next, although omitted in the drawing, it is assumed that a second sub-pulse has arrived. At this time, if there are n-th and (n + 1) -th pulses in both Y m and Y m + 1 , the charged state is not lost, and the four pixels continue to be in the voltage state. Thereafter, it is assumed that the voltage state of all four pixels continues until the (h-1) th sub-pulse.

【0026】次に、サブパルスが進んで、第hのサブパ
ルスが来たものとする。図では煩雑さを避けるためにn
番目および(n+1)番目以外のパルスは省略した。こ
のとき、Ym もYm+1 もn番目にはパルスがあるので、
画素Zn,m 、Zn,m+1 は電圧状態を継続する。しかし、
m+1 には(n+1)番目のパルスがなかったので、画
素Zn+1,m は電圧状態が継続するものの、画素Z
n+1,m+1 は、アクティブ素子のゲイトがONになった状
態で、外部からの電圧の供給がないので、蓄えられてい
た電荷が放出され、電圧状態は中断される。
Next, it is assumed that the sub-pulse advances and the h-th sub-pulse arrives. In the figure, to avoid complexity, n
Pulses other than the (th) and (n + 1) th pulses are omitted. At this time, since there are n-th pulses in both Y m and Y m + 1 ,
The pixels Zn , m and Zn , m + 1 remain in the voltage state. But,
Since the (n + 1) -th pulse was not present in Y m + 1 , the pixel Z n + 1, m continues the voltage state, but the pixel Z n + 1, m
In the case of n + 1 and m + 1 , the gate of the active element is in the ON state, and since no voltage is supplied from the outside, the stored charge is released and the voltage state is interrupted.

【0027】さらに、第iのサブパルスが来たときに
は、Ym の(n+1)番目のパルスの電圧がゼロであっ
たので、Zn+1,m の充電状態は解除される。以下、第j
および第kのサブパルスにおいて、それぞれ、Ym+1
m のn番目の信号がゼロであったので、画素Zn,m
n,m+1 の充電状態がぞれぞれ、第k、第jのサブパル
ス中に中断される。このような過程を経ることによっ
て、図2のV(Z)に示すように、各画素ごとに電圧状
態の時間をデジタル的にコントロールできる。このよう
な動作を繰り返すことにより、各画素に加わる電圧パル
スの幅を図1(a)のように任意に制御することができ
る。
Furthermore, when the sub-pulses of the i came, because (n + 1) th voltage pulse of Y m is zero, the state of charge of Z n + 1, m is released. Hereinafter, the j-th
And the k th sub-pulse, Y m + 1 ,
Since the n-th signal of Y m was zero, the pixels Zn , m ,
The state of charge of Zn , m + 1 is interrupted during the k-th and j-th sub-pulses, respectively. Through such a process, the time of the voltage state can be digitally controlled for each pixel as shown by V (Z) in FIG. By repeating such an operation, the width of the voltage pulse applied to each pixel can be arbitrarily controlled as shown in FIG.

【0028】以上の説明から明らかなように、本発明を
実施するにあたっては、上記のようなサブパルスは、明
確に定義できるパルス状のものでなければならないわけ
ではない。説明を簡単にするために、サブパルスという
概念を持ち出したが、特に、サブパルスとサブパルスの
間が明確でなく、信号としては、ほとんど境界のないも
のであっても、本発明を実施できることはあきらかであ
る。同様に、前記サブパルス内に含まれる多数のパルス
についても、これらが、独立したパルスである必要はな
んらなく、ON/OFFが組み合わされた1連の信号で
あってもよい。さらに、説明をわかりやすくするため
に、信号のゼロレベルと電圧レベルを明確にしたが、こ
れは、液晶のしきい値電圧以下であるか、以上であるか
という問題だけであるので、絶対にゼロである必要はな
い。
As is apparent from the above description, in practicing the present invention, the sub-pulses as described above do not have to be clearly defined pulse-like. For the sake of simplicity, the concept of sub-pulses has been introduced. In particular, it is apparent that the present invention can be implemented even if the sub-pulses are not clear and the signals have almost no boundaries. is there. Similarly, a large number of pulses included in the sub-pulse need not be independent pulses, and may be a series of ON / OFF signals. Furthermore, for simplicity of explanation, the zero level and voltage level of the signal have been clarified, but since this is only a matter of being below or above the threshold voltage of the liquid crystal, it is absolutely necessary. It does not need to be zero.

【0029】[0029]

【実施例】『実施例1』 本実施例では図4に示すよう
な回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレ
ビを作製したので、その説明を行う。またその際のTF
Tは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。
[Embodiment 1] In this embodiment, a wall-mounted television was manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. The TF at that time
T is polycrystalline silicon using laser annealing.

【0030】この回路構成に対応する実際の電極等の配
置構成を1つの画素について、図5に示している。ま
ず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図6を
使用して説明する。図6(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1000〜3000Å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4
00〜800W、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30〜1
00Å/分であった。
FIG. 5 shows an actual arrangement of electrodes and the like corresponding to this circuit configuration for one pixel. First, a method for manufacturing a liquid crystal panel used in this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 6A, a magnetron RF (high frequency) is placed on a glass 50, such as quartz glass, which can withstand an inexpensive heat treatment at 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C.
A silicon oxide film as the blocking layer 51 is formed to a thickness of 1000 to 3000 ° by using a sputtering method. The process conditions are 100% oxygen atmosphere, film formation temperature 15 ° C, output 4
The pressure was set to 00 to 800 W and the pressure to 0.5 Pa. The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target is 30 to 1
00 ° / min.

【0031】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜52を作製した。成膜温度は250℃〜35
0℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH
4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(Si2
H6) またトリシラン(Si3H8)を用いてもよい。これらを
PCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56M
Hzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電
力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本実
施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノシ
ラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速
度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTとの
スレッシュホ−ルド電圧(Vth)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。またTFTの
チャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマ
CVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いて
も良く、以下にその方法を簡単に述べる。
A silicon film 52 was formed thereon by a plasma CVD method. The film formation temperature is from 250 ° C to 35
In this example, the temperature was set to 320 ° C., and monosilane (SiH
4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ) but also disilane (Si 2
H 6 ) Alternatively, trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and 13.56 M
The film was formed by applying a high frequency power of Hz. At this time, an appropriate high frequency power is 0.02 to 0.10 W / cm 2 , and in this example, 0.055 W / cm 2 was used. The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was set to 20 SCCM, and the deposition rate at that time was about 120 ° / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of the PTFT and the NTFT to be substantially the same, boron is used in a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm using diborane.
-3 may be added during film formation. In addition, not only the plasma CVD but also a sputtering method and a low pressure CVD method may be used for forming the silicon layer to be a channel region of the TFT, and the method will be briefly described below.

【0032】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
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。
When the sputtering method is used, the back pressure before the sputtering is set to 1 × 10 −5 Pa or less, and single crystal silicon is used as a target in an atmosphere in which hydrogen is mixed with 20 to 80% of argon. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%.
The film formation temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputter output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

【0033】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃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〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を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。
When the film is formed by the reduced pressure gas phase method, the temperature is 450 to 550 ° C. lower than the crystallization temperature by 100 to 200 ° C.
Disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) was supplied to the CVD apparatus at 30 ° C. to form a film. The reactor pressure is 30 ~
It was set to 300 Pa. The deposition rate was 50-250 ° / min. Suresshuho the PTFT and NTFT - for controlling field voltage (Vth) in substantially the same, boron may be added during deposition as the concentration of 1 × 10 15 ~1 × 10 18 cm -3 by using diborane .

【0034】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
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ため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, the oxygen concentration should be 7 × 10 19 cm −3 or less,
Preferably, it is desirable to be 1 × 10 19 cm −3 or less,
If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight, so this concentration was selected. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen is 4 × 10 20 cm −3 and silicon 4 × 10 22
When compared with cm -3 , it was 1 atomic%.

【0035】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1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
In order to further promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less,
Oxygen may be added only to the T channel formation region by ion implantation so as to have a concentration of 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 .

【0036】上記方法によって、アモルファス状態の珪
素膜を500〜5000Å、本実施例では1000Åの
厚さに成膜した。その後、フォトレジスト53をマスク
P1を用いてソース・ドレイン領域のみ開孔したパター
ンを形成した。その上に、プラズマCVD法によりn型
の活性層となる珪素膜54を作製した。成膜温度は25
0℃〜350℃でおこない、本実施例では320℃と
し、モノシラン(SiH4)とモノシランベースのフォスフィ
ン(PH3) 3%濃度のものを用いた。これらをPCVD装
置内5Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周
波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.0
5〜0.20W/cm2 が適当であり、本実施例では
0.120W/cm2 を用いた。
According to the above method, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 500 to 5000 Å, in this embodiment, 1000 Å. Thereafter, a pattern in which only the source / drain regions were opened in the photoresist 53 using the mask P1 was formed. A silicon film 54 serving as an n-type active layer was formed thereon by a plasma CVD method. Film formation temperature is 25
The temperature was set at 0 ° C. to 350 ° C. In this example, the temperature was set to 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based phosphine (PH 3 ) having a concentration of 3% were used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 5 Pa, and high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, the high frequency power is 0.0
5 to 0.20 W / cm 2 is appropriate, and in this example, 0.120 W / cm 2 was used.

【0037】この方法によって出来上がったn型シリコ
ン層の比導電率は2×10-1〔Ωcm-1〕程度となっ
た。膜厚は50Åとした。その後リフトオフ法を用い
て、レジスト53を除去し、ソース・ドレイン領域5
5、56を形成した。さらに、同様のプロセスを用い
て、p型の活性層を形成した。その際の導入ガスは、モ
ノシラン(SiH4)とモノシランベースのジボラン(B2H6)5
%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内に4P
aの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を
加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.
20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.120
W/cm2 を用いた。この方法によって出来上がったp
型シリコン層の比導電率は5×10-2〔Ωcm-1〕程度
となった。膜厚は50Åとした。こうして、図6(B)
を得た。
The specific conductivity of the n-type silicon layer formed by this method was about 2 × 10 −1 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 50 °. Thereafter, the resist 53 is removed by a lift-off method, and the source / drain region 5 is removed.
5, 56 were formed. Further, a p-type active layer was formed using the same process. The gas introduced at this time was monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based diborane (B 2 H 6 ) 5.
% Concentration was used. These are placed in a PCVD system in 4P
The film was introduced at a pressure of a, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, the high frequency power is 0.05 to 0.
20 W / cm 2 is appropriate, and in this embodiment, 0.120
W / cm 2 was used. P created by this method
The specific conductivity of the mold silicon layer was about 5 × 10 -2 [Ωcm -1 ]. The film thickness was 50 °. Thus, FIG.
I got

【0038】その後N型領域と同様にリフトオフ法を用
いて、ソース・ドレイン領域59、60を形成した。そ
の後、マスクP3を用いて珪素膜52をエッチング除去
し、Nチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域6
3とPチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域6
4を形成した。
Thereafter, source / drain regions 59 and 60 were formed by the lift-off method as in the case of the N-type region. Thereafter, the silicon film 52 is etched away using the mask P3, and the island region 6 for the N-channel thin film transistor is removed.
3 and island region 6 for P-channel type thin film transistor
4 was formed.

【0039】その後、図6(C)に示すようにXeCl
エキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャネ
ル領域をレーザーアニールすると同時に、活性層にレー
ザードーピングを行なった。この時のレーザーエネルギ
ーは、閾値エネルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全
体が溶融するには220mJ/cm2 が必要となる。し
かし、最初から220mJ/cm2 以上のエネルギーを
照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出されるた
めに、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで最
初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本実
施例では最初150mJ/cm2 で水素の追い出しを行
なった後、230mJ/cm2 で結晶化をおこなった。
Thereafter, as shown in FIG.
Using an excimer laser, laser doping was performed on the active layer at the same time as laser annealing of the source, drain, and channel regions. At this time, the threshold energy of the laser energy is 130 mJ / cm 2 , and 220 mJ / cm 2 is required to melt the entire film thickness. However, when an energy of 220 mJ / cm 2 or more is irradiated from the beginning, hydrogen contained in the film is rapidly released, and the film is destroyed. For this purpose, it is necessary to first displace hydrogen and then melt it with low energy. After performing the flush hydrogen in the first 150 mJ / cm 2 in the present embodiment was subjected to crystallization at 230 mJ / cm 2.

【0040】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
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。
On this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0041】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-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4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図6(D)を得た。NTFT
用のゲイト電極66、PTFT用のゲイト電極67を形
成した。例えばチャネル長7μm、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。
Thereafter, 1 to 5 × 10 21 cm of phosphorus is placed on the upper side.
-3 silicon film or molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or
A multilayer film with WSi 2 was formed. This was patterned using a fourth photomask P4 to obtain FIG. NTFT
A gate electrode 66 for PTFT and a gate electrode 67 for PTFT were formed. For example, a channel length of 7 μm, 0.2 μm of silicon as a gate electrode, and 0.1 μm of molybdenum thereon.
It was formed to a thickness of 3 μm.

【0042】同時に、図7(D’)に示すように、ゲイ
ト配線65とそれに並行して配置された配線68もパタ
ーニングした。
At the same time, as shown in FIG. 7D ', the gate wiring 65 and the wiring 68 arranged in parallel with the gate wiring 65 were also patterned.

【0043】また、ゲート電極材料としては、上記材料
以外に、例えばアルミニウム(Al)も使用することが
できる。アルミニウムを用いた場合には、これを第4の
フォトマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極
酸化することで、セルファライン工法が適用可能なた
め、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲート
に近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレ
ッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上
げることができる。
Further, as the gate electrode material, for example, aluminum (Al) can be used in addition to the above materials. When aluminum is used, after patterning it with a fourth photomask P4 and then anodizing the surface thereof, the self-alignment method can be applied. Can be formed at a position close to the above, so that the characteristics of the TFT can be further improved from the reduction of the mobility and the threshold voltage.

【0044】かくすると、400℃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、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。
Thus, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 400 ° C. or more in all steps. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and it can be said that the process is very suitable for the large-screen liquid crystal display device of the present invention.

【0045】さらに、層間絶縁物69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、第5のフォトマスクP5を用いて電極用
の窓79を形成した。その後、さらに、これら全体にア
ルミニウムを0.3μmの厚みにスパッタ法により形成
し第6のフォトマスクP6を用いてリ−ド74およびコ
ンタクト73、75を作製した。こうして図6(E)と
図7(E’)を得た。
Further, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 69 by the above-mentioned sputtering method. This silicon oxide film may be formed by an LPCVD method, a photo CVD method, or a normal pressure CVD method. For example, it was formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and then a window 79 for an electrode was formed using the fifth photomask P5. Thereafter, aluminum was further formed on the entire surface to a thickness of 0.3 μm by a sputtering method, and leads 74 and contacts 73 and 75 were formed using a sixth photomask P6. Thus, FIG. 6E and FIG. 7E ′ are obtained.

【0046】その後、表面を平坦化用有機樹脂77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
けを第7のフォトマスクP7にて行った。さらに、これ
ら全体にITO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚
みにスパッタ法により形成し第8のフォトマスクP8を
用いて画素電極71を形成した。このITOは室温〜1
50℃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。こうして、図6(F)と図
7(F’)を得た。
Thereafter, the surface was coated with an organic resin 77 for flattening, for example, a translucent polyimide resin, and an electrode hole was formed again using the seventh photomask P7. Further, ITO (indium tin oxide) was formed on the entire surface by sputtering to a thickness of 0.1 μm, and a pixel electrode 71 was formed using an eighth photomask P8. This ITO is between room temperature and 1
Films were formed at 50 ° C. and achieved with oxygen at 200-400 ° C. or annealing in air. Thus, FIG. 6 (F) and FIG. 7 (F ′) are obtained.

【0047】図(F’)のA−A’断面図を図7
(G)に示す。実際には、この上に液晶材料をはさん
で、対向電極が設けられ、図に示すように対向電極と電
極71の間に静電容量が生じる。それと同時に配線68
と電極71の間にも静電容量が生じる。そして、配線6
8を対向電極と同電位に保つことによって、図4に示し
たように、液晶画素に並列に容量が挿入された回路を構
成することができる。特に本実施例のように配置するこ
とによって、配線68はゲイト配線65と平行であるの
で、2配線間の寄生容量が少なく、したがって、ゲイト
配線を伝わる信号の減衰や遅延を減らす効果がある。
FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
(G) is shown. Actually, a counter electrode is provided with a liquid crystal material interposed therebetween, and a capacitance is generated between the counter electrode and the electrode 71 as shown in the figure. At the same time, wiring 68
A capacitance also occurs between the electrode and the electrode 71. And wiring 6
By keeping 8 at the same potential as the counter electrode, a circuit in which a capacitor is inserted in parallel with the liquid crystal pixel can be formed as shown in FIG. In particular, by arranging as in the present embodiment, the wiring 68 is parallel to the gate wiring 65, so that the parasitic capacitance between the two wirings is small, and therefore, there is an effect of reducing attenuation and delay of a signal transmitted through the gate wiring.

【0048】また、このようにして形成された配線68
は、接地して使用される場合には、各マトリクスの終端
に設けられる保護回路の接地線として使用できる。保護
回路は、図10に示されるような、周辺の駆動回路と画
素の間に設けられ、図11および図12で示されるよう
な回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかか
るとON状態となり、電圧を取り去る作用を有する。こ
れらの保護回路は、シリコンのようなドーピングされ
た、あるいはドーピングされていない半導体材料や、I
TOのような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を
用いて構成される。したがって、画素の回路を形成する
ときに同時に形成することが可能である。
The wiring 68 thus formed is
Can be used as a ground line of a protection circuit provided at the end of each matrix when used with ground. The protection circuit is provided between a peripheral driving circuit and a pixel as shown in FIG. 10 and refers to a circuit as shown in FIG. 11 and FIG. In any case, when an excessive voltage is applied to the wiring of the pixel, it is turned on, and has a function of removing the voltage. These protection circuits include doped or undoped semiconductor materials such as silicon,
It is configured using a transparent conductive material such as TO or a normal wiring material. Therefore, it can be formed at the same time when the circuit of the pixel is formed.

【0049】このことは、例えば、図11の各保護回路
が、NTFTやPTFT、あるいはそれらをあわせたC
/TFTで構成されていることから明らかであろう。ま
た、図12の保護回路はTFTは使用されていないが、
ダイオードは、例えばPIN接合によって構成され、ま
た、特にツェナー特性を重視するダイオードはNIN、
PIP、PNPあるいはNPNといった構造を有し、い
ちいち説明するまでもなく、本実施例で示した作製方法
を援用することによって作製されうることは自明であ
る。
This means that, for example, each of the protection circuits in FIG.
/ TFT. Further, the protection circuit of FIG. 12 does not use a TFT,
The diode is constituted by, for example, a PIN junction.
It is obvious that it has a structure such as PIP, PNP, or NPN and can be manufactured by using the manufacturing method described in this embodiment without need to explain each time.

【0050】さて、以上のようにして得られたTFTの
電気的な特性はPTFTで移動度は40(cm2/Vs)、V
thは−5.9(V)で、NTFTで移動度は80(cm2/
Vs)、Vthは5.0(V)であった。
The electrical characteristics of the TFT obtained as described above are PTFT with a mobility of 40 (cm 2 / Vs) and V
th is -5.9 (V), and the mobility is 80 (cm 2 /
Vs) and Vth were 5.0 (V).

【0051】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。この液
晶表示装置の電極等の配置の様子を図5に示している。
Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネル型薄膜トラ
ンジスタとが信号線Y1 とY 2 との交差部に設けられて
いる。このようなC/TFTを用いたマトリクス構成を
有せしめた。かかる構造を左右、上下に繰り返すことに
より、640×480、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。本実施例では1
920×400とした。この様にして第1の基板を得
た。
The liquid crystal cell manufactured according to the method described above
One substrate for the electro-optical device was obtained. This liquid
FIG. 5 shows the arrangement of the electrodes and the like of the crystal display device.
N-channel thin film transistor and P-channel thin film transistor
Transistor and signal line Y1And Y TwoProvided at the intersection with
I have. A matrix configuration using such a C / TFT
I got it. To repeat such a structure left, right, up and down
Larger images such as 640x480 and 1280x960
A liquid crystal display device of the present invention can be obtained. In this embodiment, 1
920 × 400. Thus, the first substrate is obtained.
Was.

【0052】他方の基板の作製方法を図に示す。ガラ
ス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第9のフォトマスクP9を用いてブラックストライプ8
1を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第10のフォトマスクP10を用いて赤色フィルター8
3を作製した。同様にしてマスクP11、P12を使用
し、緑色フィルター85および青色フィルター86を作
製した。これらの作製中各フィルターは350℃にて窒
素中で60分の焼成を行なった。その後、やはりスピン
コート法を用いて、レベリング層89を透明ポリイミド
を用いて製作した。
FIG. 8 shows a method for manufacturing the other substrate. A polyimide resin obtained by mixing a black pigment with polyimide is formed on a glass substrate to a thickness of 1 μm using a spin coating method,
Black stripe 8 using ninth photomask P9
1 was produced. After that, a film of a polyimide resin mixed with a red pigment was formed to a thickness of 1 μm using a spin coating method,
Red filter 8 using tenth photomask P10
3 was produced. Similarly, a green filter 85 and a blue filter 86 were manufactured using the masks P11 and P12. During the production, each filter was fired at 350 ° C. in nitrogen for 60 minutes. After that, the leveling layer 89 was manufactured using transparent polyimide also by using the spin coating method.

【0053】その後、これら全体にITO(インジュー
ム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成
し第5のフォトマスク91を用いて共通電極90を形成
した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜
300℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就し、
第2の基板を得た。前記基板上に、オフセット法を用い
て、ポリイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえ
ば窒素中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公
知のラビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少
なくとも初期において、液晶分子を一定方向に配向させ
る手段を設けた。
Thereafter, ITO (indium tin oxide) was formed on the entire surface to a thickness of 0.1 μm by sputtering, and a common electrode 90 was formed using a fifth photomask 91. This ITO is deposited at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled by oxygen at 300 ° C. or annealing in air,
A second substrate was obtained. A polyimide precursor was printed on the substrate by using an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Thereafter, a known rubbing method was used to modify the surface of the polyimide, and at least initially, a means for aligning liquid crystal molecules in a certain direction was provided.

【0054】その後、前記第一の基板と第二の基板によ
って、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ
性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の
駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続
し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を
得た。これと冷陰極管を3本配置した後部照明装置、テ
レビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビ
として完成させた。従来のCRT方式のテレビと比べ
て、平面形状の装置となったために、壁等に設置するこ
とも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図
1、図2に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画
素に印加することにより確認された。
Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A drive IC having a TAB shape and a PCB having a common signal and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was attached on the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device. This was connected to a rear lighting device in which three cold cathode tubes were arranged, and a tuner for receiving TV radio waves to complete a wall-mounted TV. Compared to a conventional CRT system television, the device has a flat shape, so that it can be installed on a wall or the like. The operation of this liquid crystal television was confirmed by applying signals substantially equivalent to those shown in FIGS. 1 and 2 to the liquid crystal pixels.

【0055】『実施例2』 本実施例では図4に示すよ
うな回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテ
レビを作製したので、その説明を行う。またその際のT
FTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。
Embodiment 2 In this embodiment, a wall-mounted television is manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. 4, and a description thereof will be given. Also T at that time
FT was polycrystalline silicon using laser annealing.

【0056】以下では、TFT部分の作製方法について
にしたがって記述する。図9(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100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101と
しての酸化珪素膜を1000〜3000Å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1
5℃、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。
[0056] The following describes in accordance with FIG. 9, the manufacturing method of a TFT portion. In FIG. 9A, an inexpensive material such as quartz glass is 700 ° C. or less, for example, approximately 600 ° C.
Magnetron RF on glass 100 that can withstand heat treatment
(High frequency) A silicon oxide film as the blocking layer 101 is formed to a thickness of 1000 to 3000 ° by using a sputtering method. Process conditions are 100% oxygen atmosphere, film formation temperature 1
The temperature was 5 ° C., the output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.
The film formation rate using quartz or single crystal silicon as a target was 30 to 100 ° / min.

【0057】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜102を作製した。成膜温度は250℃〜3
50℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(S
iH4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(S
i2H6) またトリシラン(Si3H8) を用いてもよい。これら
をPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56
MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波
電力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本
実施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノ
シラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜
速度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTと
のスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を概略同一に制御す
るため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018
cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFT
のチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズ
マCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用い
ても良く、以下にその方法を簡単に述べる。
A silicon film 102 was formed thereon by a plasma CVD method. Film formation temperature is 250 ° C-3
In this example, the temperature was set to 320 ° C.
iH 4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ), but disilane (S
i 2 H 6 ) Alternatively, trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and 13.56
The film was formed by applying a high frequency power of MHz. At this time, an appropriate high frequency power is 0.02 to 0.10 W / cm 2 , and in this example, 0.055 W / cm 2 was used. The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was set to 20 SCCM, and the deposition rate at that time was about 120 ° / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of the PTFT and the NTFT to be substantially the same, boron is used in a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 using diborane.
It may be added during film formation as a concentration of cm -3 . Also TFT
In addition to the plasma CVD, the silicon layer serving as the channel region may be formed by a sputtering method or a low-pressure CVD method. The method will be briefly described below.

【0058】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
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。
In the case of performing the sputtering method, the back pressure before the sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, single-crystal silicon was used as a target, and an atmosphere in which 20 to 80% of hydrogen was mixed with argon was used. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%.
The film formation temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputter output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

【0059】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃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〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を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。
In the case of forming by a reduced pressure gas phase method, 450 to 550 ° C. lower than the crystallization temperature by 100 to 200 ° C.
Disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) was supplied to the CVD apparatus at 30 ° C. to form a film. The reactor pressure is 30 ~
It was set to 300 Pa. The deposition rate was 50-250 ° / min. Suresshuho the PTFT and NTFT - for controlling field voltage (Vth) in substantially the same, boron may be added during deposition as the concentration of 1 × 10 15 ~1 × 10 18 cm -3 by using diborane .

【0060】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
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ため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, the oxygen concentration should be 7 × 10 19 cm −3 or less,
Preferably, it is desirable to be 1 × 10 19 cm −3 or less,
If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight, so this concentration was selected. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen is 4 × 10 20 cm −3 and silicon 4 × 10 22
When compared with cm -3 , it was 1 atomic%.

【0061】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1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜し
た。
In order to further promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less,
Oxygen may be added only to the T channel formation region by ion implantation so as to have a concentration of 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 .
According to the above method, the amorphous silicon film is
The film was formed to have a thickness of 5000 to 5000 Å, and 1000 Å in this embodiment.

【0062】その後、フォトレジスト103をマスクP
1を用いてNTFTのソース・ドレイン領域となるべき
領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジス
ト103をマスクとして、リンイオンをイオン注入法に
より、2×1014〜5×10 16cm-2、好ましくは2×
1016cm-2だけ、注入し、n型不純物領域104を形
成した。その後、レジスト103は除去された。
After that, the photoresist 103 is
Should be used as source / drain region of NTFT using 1
A pattern in which only the region was opened was formed. And Regis
Using ion 103 as an ion implantation method with mask 103
Than 2 × 1014~ 5 × 10 16cm-2, Preferably 2x
1016cm-2Only to form the n-type impurity region 104.
Done. After that, the resist 103 was removed.

【0063】同様に、レジスト105を塗布し、マスク
P2を用いて、PTFTのソース・ドレイン領域となる
べき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レ
ジスト105をマスクとして、p型の不純物領域106
を形成した。不純物としては、ホウソを用い、やはりイ
オン注入法を用いて、2×1014〜5×1016cm-2
好ましくは2×1016cm-2だけ、不純物を導入した。
このようにして。図9(B)を得た。
Similarly, a resist 105 was applied, and using the mask P2, a pattern was formed in which only the regions to be the source / drain regions of the PTFT were opened. Then, using the resist 105 as a mask, the p-type impurity region 106 is formed.
Was formed. As an impurity, boron is used, and also by ion implantation, 2 × 10 14 to 5 × 10 16 cm −2 ,
Preferably, an impurity is introduced only by 2 × 10 16 cm −2 .
Like this. FIG. 9B is obtained.

【0064】その後、珪素膜102上に、厚さ50〜3
00nm、例えば、100nmの酸化珪素被膜107
を、上記のRFスパッタ法によって形成した。そして、
XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン
・チャネル領域をレーザーアニールによって、結晶化・
活性化した。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネ
ルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するに
は220mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から
220mJ/cm2 以上のエネルギーを照射すると、膜
中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊
が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い
出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初1
50mJ/cm2 で水素の追い出しを行なった後、23
0mJ/cm2 で結晶化をおこなった。さらに、レーザ
ーアニール終了後は酸化珪素膜107は取り去った。
After that, a thickness of 50 to 3
00 nm, for example, 100 nm silicon oxide film 107
Was formed by the above-mentioned RF sputtering method. And
Using a XeCl excimer laser, the source, drain and channel regions are crystallized by laser annealing.
Activated. At this time, the threshold energy of the laser energy is 130 mJ / cm 2 , and 220 mJ / cm 2 is required to melt the entire film thickness. However, when an energy of 220 mJ / cm 2 or more is irradiated from the beginning, hydrogen contained in the film is rapidly released, and the film is destroyed. For this purpose, it is necessary to first displace hydrogen and then melt it with low energy. In this embodiment, first
After purging hydrogen at 50 mJ / cm 2 , 23
Crystallization was performed at 0 mJ / cm 2 . Further, after the end of the laser annealing, the silicon oxide film 107 was removed.

【0065】その後、フォトマスクP3によって、アイ
ランド状のNTFT領域111とPTFT領域112を
形成した。この上に酸化珪素膜108をゲイト絶縁膜と
して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。
Thereafter, an NTFT region 111 and a PTFT region 112 in the shape of an island were formed using the photomask P3. On this, a silicon oxide film 108 was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0066】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-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4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図9(D) を得た。NTFT用
のゲイト電極109、PTFT用のゲイト電極110を
形成した。例えばチャネル長7μm、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。図には示されていない
が、実施例1の場合と同様にゲイト配線とそれに平行な
配線も形成した。
Thereafter, 1 to 5 × 10 21 cm of phosphorus is placed on the upper side.
-3 silicon film or molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or
A multilayer film with WSi 2 was formed. This was patterned using a fourth photomask P4 to obtain FIG. 9D. A gate electrode 109 for NTFT and a gate electrode 110 for PTFT were formed. For example, a channel length is 7 μm, and a gate electrode is formed of 0.2 μm of phosphorus silicon, and a molybdenum is formed thereon with a thickness of 0.3 μm. Although not shown in the figure, a gate wiring and a wiring parallel to the gate wiring were also formed as in the case of the first embodiment.

【0067】この配線の材料としては、上記の材料以外
にも、例えばアルミニウム(Al)を用いることも可能
である。アルミニウムを用いた場合、これを第4のフォ
トマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化
することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソ
ース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い
位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュ
ホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げるこ
とができる。
As a material for the wiring, for example, aluminum (Al) can be used in addition to the above materials. When aluminum is used, after patterning it with the fourth photomask P4 and then anodizing the surface thereof, the self-alignment method can be applied, so that the source / drain contact holes are closer to the gate. Since the TFT can be formed at a position, the characteristics of the TFT can be further improved by reducing the mobility and the threshold voltage.

【0068】かくすると、400℃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、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。
Thus, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 400 ° C. or more in all steps. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and it can be said that the process is very suitable for the large-screen liquid crystal display device of the present invention.

【0069】図9(E)において、層間絶縁物113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、第5のフォトマスクP
5を用いて電極用の窓117を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにス
パッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いて
リ−ド116およびコンタクト114、115を作製し
た後、表面を平坦化用有機樹脂119、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第7の
フォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にI
TO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッ
タ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素
電極118を形成した。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。
In FIG. 9E, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 113 by the above-described sputtering method. This silicon oxide film is formed by LPCVD, optical CVD
Or a normal pressure CVD method. For example, 0.2-0.
6 μm thick, and then a fifth photomask P
5 was used to form a window 117 for an electrode. Thereafter, aluminum is further formed on the entire surface by a sputtering method to a thickness of 0.3 μm, and leads 116 and contacts 114 and 115 are formed using a sixth photomask P6. 119, for example, a translucent polyimide resin was applied and formed, and an electrode hole was formed again using the seventh photomask P7. In addition, these
TO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm by a sputtering method, and a pixel electrode 118 was formed using an eighth photomask P8. This ITO film is formed at room temperature to 150 ° C., and oxygen at 200 to 400 ° C. or annealed in air.
Fulfilled by Le.

【0070】得られたTFTの電気的な特性はPTFT
で移動度は35(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)で、
NTFTで移動度は90(cm2/Vs)、Vthは4.8
(V)であった。
The electrical characteristics of the obtained TFT are PTFT
And the mobility is 35 (cm 2 / Vs), Vth is -5.9 (V),
The mobility of NTFT is 90 (cm 2 / Vs) and Vth is 4.8.
(V).

【0071】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。他方の
基板の作製方法は実施例1と同じであるので省略する。
その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチ
ック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて
固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共
通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光
板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷
陰極管を3本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信
するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させ
た。従来のCRT方式のテレビと比べて、平面形状の装
置となったために、壁等に設置することも出来るように
なった。この液晶テレビの動作は図1、図2に示したも
のと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加することに
より確認された。
One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to the above method was obtained. The method for fabricating the other substrate is the same as that in the first embodiment, and will not be described.
Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A drive IC having a TAB shape and a PCB having common signals and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was adhered on the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device. This was connected to a rear lighting device in which three cold cathode tubes were arranged, and a tuner for receiving TV radio waves to complete a wall-mounted TV. Compared to a conventional CRT system television, the device has a flat shape, so that it can be installed on a wall or the like. The operation of this liquid crystal television was confirmed by applying signals substantially equivalent to those shown in FIGS. 1 and 2 to the liquid crystal pixels.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明では、従来のアナログ方式の階調
表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴
としている。その効果として、例えば640×400ド
ットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあ
い、合計256,000個のTFTすべての特性をばら
つき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的に
は量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と
考えられているのに対し、本発明のように、全くアナロ
グ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制御のみで
階調表示することにより、256階調表示以上の階調表
示が可能となった。完全なデジタル表示であるので、T
FTの特性ばらつきによる階調の曖昧さは全くなくな
り、したがって、TFTのばらつきが少々あっても、極
めて均質な階調表示が可能であった。したがって、従来
はばらつきの少ないTFTを得るために極めて歩留りが
悪かったのに対し、本発明によって、TFTの歩留りが
さほど問題とされなくなったため、TFTの歩留りは向
上し、作製コストも著しく抑えることができた。
The present invention is characterized in that digital gray scale display is performed in contrast to the conventional analog gray scale display. As an effect, assuming a liquid crystal electro-optical device having a number of pixels of 640 × 400 dots, for example, it is very difficult to manufacture all the 256,000 TFTs without variation in characteristics. In consideration of mass productivity and yield, 16-gradation display is considered to be the limit. However, as in the present invention, gradation display is performed purely by digital control without adding analog signals at all. By doing so, gray scale display of 256 gray scale display or more is possible. Since it is a complete digital display,
The ambiguity of the gradation due to the variation in the characteristics of the FT was completely eliminated. Therefore, even if the variation in the TFT was slight, a very uniform gradation display was possible. Therefore, while the yield has been extremely low in the past in order to obtain a TFT with little variation, the present invention has reduced the yield of the TFT so much that the yield of the TFT is improved and the manufacturing cost is significantly reduced. did it.

【0073】例えば640×400ドットの256,0
00組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学
装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、
TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、1
6階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によ
るデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特
性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示
まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,2
16色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できてい
る。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色
からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合い
が異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、
16階調では困難を要する。本発明による階調表示によ
って、これらの微細な色調の変化を付けることが可能に
なった。
For example, 256,0 of 640 × 400 dots
When a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 00 sets of TFTs are formed in a 300 mm square,
Since there is about ± 10% variation in TFT characteristics,
Six gradation display was the limit. However, when the digital gradation display according to the present invention is performed, the display is hardly affected by the variation in the characteristics of the TFT elements, so that it is possible to display up to 256 gradations.
A variety of 16 colors can be displayed in subtle colors. In the case of displaying software such as television images, for example, even a “rock” made of the same color has a slightly different color due to its minute dents and the like. If you try to display something close to the colors of nature,
Difficulty is required for 16 gradations. With the gradation display according to the present invention, it is possible to impart these minute color changes.

【0074】本発明の実施例では、シリコンを用いたT
FTを中心に説明を加えたが、ゲルマニウムを用いたT
FTも同様に使用できる。とくに、単結晶ゲルマニウム
の電子移動度は3600cm2 /Vs、ホール移動度は
1800cm2 /Vsと、単結晶シリコンの値(電子移
動度で1350cm2 /Vs、ホール移動度で480c
2 /Vs)の特性を上回っているため、高速動作が要
求される本発明を実行する上で極めて優れた材料であ
る。また、ゲルマニウムは非晶質状態から結晶状態へ遷
移する温度がシリコンに比べて低く、低温プロセスに向
いている。また、結晶成長の際の核発生率が小さく、し
たがって、一般に、多結晶成長させた場合には大きな結
晶が得られる。このようにゲルマニウムはシリコンと比
べても遜色のない特性を有している。
In the embodiment of the present invention, T using silicon is used.
The explanation has been added focusing on FT.
FT can be used as well. In particular, the electron mobility of single crystal germanium is 3600 cm 2 / Vs and the hole mobility is 1800 cm 2 / Vs, which is the value of single crystal silicon (1350 cm 2 / Vs in electron mobility and 480 c in hole mobility).
m 2 / Vs), which is an excellent material for implementing the present invention that requires high-speed operation. In addition, germanium has a lower transition temperature from an amorphous state to a crystalline state than silicon, and is suitable for a low-temperature process. In addition, the nucleation rate during crystal growth is low, and therefore, generally, large crystals are obtained when polycrystals are grown. Thus, germanium has characteristics comparable to those of silicon.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による駆動波形を示す。FIG. 1 shows a driving waveform according to the present invention.

【図2】 本発明による駆動波形を示す。FIG. 2 shows a driving waveform according to the present invention.

【図3】 本発明による階調表示特性の例を示す。FIG. 3 shows an example of a gradation display characteristic according to the present invention.

【図4】 本発明によるマトリクス構成の例を示す。FIG. 4 shows an example of a matrix configuration according to the invention.

【図5】 実施例による素子の平面構造を示す。FIG. 5 shows a planar structure of a device according to an example.

【図6】 実施例によるTFTのプロセスを示す。FIG. 6 shows a TFT process according to an embodiment.

【図7】 実施例によるTFTのプロセスを示す。FIG. 7 illustrates a TFT process according to an embodiment.

【図8】 実施例によるカラーフィルターの工程を示
す。
FIG. 8 shows a process of a color filter according to an example.

【図9】 実施例によるTFTのプロセスを示す。FIG. 9 shows a TFT process according to an embodiment.

【図10】 保護回路の接続例を示す。FIG. 10 illustrates a connection example of a protection circuit.

【図11】 保護回路の例を示す。FIG. 11 illustrates an example of a protection circuit.

【図12】 保護回路の例を示す。FIG. 12 illustrates an example of a protection circuit.

フロントページの続き (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内Continued on the front page (72) Inventor Yasuhiko Takemura 398 Hase, Atsugi-shi, Kanagawa Inside Semiconductor Energy Research Institute Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された平坦化膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、ITOを有することを特徴とする電気
光学装置。
A first circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, a planarization film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
An electro-optical device comprising: an electro-optical device, wherein the protection circuit includes ITO.
【請求項2】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された平坦化膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、シリコンを有することを特徴とする電
気光学装置。
2. A pixel circuit having thin film transistors formed on the first and second substrates having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, a planarization film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
An electro-optical device, comprising: the protection circuit includes silicon.
【請求項3】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された平坦化膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、ドーピングされたシリコンを有するこ
とを特徴とする電気光学装置。
3. A pixel circuit having thin film transistors formed on the first and second substrates having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, a planarization film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
An electro-optical device comprising: the protection circuit includes doped silicon.
【請求項4】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された平坦化膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、薄膜トランジスタおよびITOを有し
ており、 前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインの一方
は、前記薄膜トランジスタのゲイトに電気的に接続され
ていることを特徴とする電気光学装置。
4. A pixel circuit having thin film transistors formed on the first and second substrates having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, a planarization film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
And wherein the protection circuit includes a thin film transistor and ITO, and one of a source and a drain of the thin film transistor is electrically connected to a gate of the thin film transistor. Electro-optical device.
【請求項5】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された平坦化膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、Nチャネル型薄膜トランジスタ、Pチ
ャネル型薄膜トランジスタおよびITOを有しており、 前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソースまたはドレ
インの一方およびゲートは、前記Pチャネル型薄膜トラ
ンジスタのソースまたはドレインの一方およびゲートに
電気的に接続されており、 前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソースまたはドレ
インの他方は、前記Pチャネル型薄膜トランジスタのソ
ースまたはドレインの他方に電気的に接続されているこ
とを特徴とする電気光学装置。
5. A pixel circuit having a thin film transistor formed on the first and second substrates having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, a planarization film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
Wherein the protection circuit includes an N-channel thin film transistor, a P-channel thin film transistor, and ITO, and one of a source or a drain and a gate of the N-channel thin film transistor is the P-type thin film transistor. One of a source and a drain of the channel-type thin film transistor and a gate thereof are electrically connected, and the other of the source and the drain of the N-channel thin film transistor is electrically connected to the other of the source and the drain of the P-channel thin film transistor An electro-optical device, comprising:
【請求項6】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された有機樹脂膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、ITOを有することを特徴とする電気
光学装置。
6. A first and second substrate having an insulating surface, a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate, a lead electrically connected to the pixel circuit, A protection circuit formed on a first substrate, an organic resin film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
An electro-optical device comprising: an electro-optical device, wherein the protection circuit includes ITO.
【請求項7】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された有機樹脂膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、シリコンを有することを特徴とする電
気光学装置。
7. A first and second substrate having an insulating surface, a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate, a lead electrically connected to the pixel circuit, A protection circuit formed on a first substrate, an organic resin film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
An electro-optical device, comprising: the protection circuit includes silicon.
【請求項8】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された有機樹脂膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、ドーピングされたシリコンを有するこ
とを特徴とする電気光学装置。
8. A pixel circuit having a thin film transistor formed on the first and second substrates having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, an organic resin film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
An electro-optical device comprising: the protection circuit includes doped silicon.
【請求項9】絶縁表面を有する第1および第2の基板上
と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された有機樹脂膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、薄膜トランジスタおよびITOを有し
ており、 前記薄膜トランジスタのソースまたはドレインの一方
は、前記薄膜トランジスタのゲイトに電気的に接続され
ていることを特徴とする電気光学装置。
9. A pixel circuit having thin film transistors formed on the first and second substrates having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, an organic resin film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
And wherein the protection circuit includes a thin film transistor and ITO, and one of a source and a drain of the thin film transistor is electrically connected to a gate of the thin film transistor. Electro-optical device.
【請求項10】絶縁表面を有する第1および第2の基板
上と、 前記第1の基板上に形成された薄膜トランジスタを有す
る画素回路と、 前記画素回路に電気的に接続されたリードと、 前記第1の基板上に形成された保護回路と、 前記画素回路上に形成された有機樹脂膜と、 前記第2の基板上に形成されたITOと、 前記第1および第2の基板の間に狭持された液晶組成物
と、 前記リードに電気的に接続されたTAB形状の駆動IC
と、を有する電気光学装置であって、 前記保護回路は、Nチャネル型薄膜トランジスタ、Pチ
ャネル型薄膜トランジスタおよびITOを有しており、 前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソースまたはドレ
インの一方およびゲートは、前記Pチャネル型薄膜トラ
ンジスタのソースまたはドレインの一方およびゲートに
電気的に接続されており、 前記Nチャネル型薄膜トランジスタのソースまたはドレ
インの他方は、前記Pチャネル型薄膜トランジスタのソ
ースまたはドレインの他方に電気的に接続されているこ
とを特徴とする電気光学装置。
10. A first and second substrate having an insulating surface; a pixel circuit having a thin film transistor formed on the first substrate; a lead electrically connected to the pixel circuit; A protection circuit formed on a first substrate, an organic resin film formed on the pixel circuit, an ITO formed on the second substrate, and between the first and second substrates A holding liquid crystal composition, and a TAB-shaped driving IC electrically connected to the lead
Wherein the protection circuit includes an N-channel thin film transistor, a P-channel thin film transistor, and ITO, and one of a source or a drain and a gate of the N-channel thin film transistor is the P-type thin film transistor. One of a source and a drain of the channel-type thin film transistor and a gate thereof are electrically connected, and the other of the source and the drain of the N-channel thin film transistor is electrically connected to the other of the source and the drain of the P-channel thin film transistor An electro-optical device, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7772766B2 (en) 2004-07-26 2010-08-10 Seiko Epson Corporation Light-emitting device having protective circuits
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