JP2000206920A - Electro-optic device - Google Patents

Electro-optic device

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JP2000206920A
JP2000206920A JP2000047100A JP2000047100A JP2000206920A JP 2000206920 A JP2000206920 A JP 2000206920A JP 2000047100 A JP2000047100 A JP 2000047100A JP 2000047100 A JP2000047100 A JP 2000047100A JP 2000206920 A JP2000206920 A JP 2000206920A
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Akira Mase
晃 間瀬
正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a gradation display with 256 steps or more by pure digital control, by providing this device with an inverter consisting of each specific NTFT(N-channel Thin Film Transistor) and PTFT. SOLUTION: An active matrix circuit uses an inverter circuit where an NTFT and a PTFT operate complementarily. Gate electrodes of NTFT and PTFT are connected with a signal line Xn, and one or the other of a source or a drain is connected with a picture element Zn,m, and the other is connected with signal lines -Ym, Ym. And NTFT has a channel area, a semiconductor layer provided with plural N-type impurity area, a gate insulating film provided thereon, and a gate electrode provided further thereon and superimposing at least one of the Ntype impurity. And PTFT has the channel area, the semiconductor layer provided with plural N-type impurity area, the gate insulating film provided thereon, and the gate electrode provided thereon.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の利用分野】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, and particularly to a gradation display for obtaining an intermediate color tone or light and shade. It is about the 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、この誘電率の異方性を利用して、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
イステッド・ネマティック)液晶、STN(スーパー・
ツイステッド・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10msec、ST
N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 anisotropy of the dielectric constant. As liquid crystal materials, TN (twisted nematic) liquid crystal, STN (super
Materials known as "twisted nematic" liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, polymer liquid crystal or dispersion type liquid crystal are 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. In the case of a TN liquid crystal, the value is several tens of msec.
The time is several hundred msec for N 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。例えば、TN液晶ではON/OF
F状態の中間状態の電位差は約1.2Vであり、16階
調を達成せんとする場合には、75mVの精度で、電位
差を制御する必要があった。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. For example, ON / OF for TN liquid crystal
The potential difference in the intermediate state of the F state is about 1.2 V. In order to achieve 16 gradations, it was necessary to control the potential difference with an accuracy of 75 mV. 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]

【問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 Problem] As mentioned 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。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。
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. The pulse width refers to a 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.

【0012】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.

【0013】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, for 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.

【0014】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.

【0015】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 an actual image is displayed, 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.

【0016】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、インバータ型の回路を
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 carrying out 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, it is necessary to use an inverter-type circuit in which the NTFT and the PTFT are configured to operate complementarily as shown in FIG. is necessary.

【0017】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.

【0018】図4には、4つのインバータ回路が描かれ
ている。各インバータ回路は少なくとも1つのNTFT
と少なくとも1つのPTFTから構成される。TFTの
数は、不良が存在した場合に備えて、さらに増やしても
構わない。この回路では、NTFTとPTFTのゲイト
電極が信号線Xn に接続され、また、このNTFTとP
TFTのソースあるいはドレインの一方は互いに接続さ
れ、これは画素Zn,mの電極に接続される。そして、こ
のNTFTおよびPTFTの他方のソースあるいはドレ
インは、それぞれ、信号線 m とYm に接続されてい
る。以下では、信号線X1,2,..N を、集合的に、あ
るいは個別にX線とよび、信号線Y1,2, ..M を、集
合的に、あるいは個別にY線とよぶ。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自然放電によっ
て、画素の電圧が低下する速度を減速せしめる作用を有
する。画素の電圧の降下は画素のばらつきによって決定
されるものであるので、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降下は著
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 inverter circuits. Each inverter circuit has at least one NTFT
And at least one PTFT. The number of TFTs may be further increased in case of a defect. In this circuit, the gate electrodes of the NTFT and PTFT are connected to the signal line Xn.
One of the source and the drain of the TFT is connected to each other, which is connected to the electrode of the pixel Zn , m . The other of the source or drain of the NTFT and PTFT, respectively, are connected to the signal line Y m and Y m. In the following, the signal lines X 1, X 2, a .. X N, collectively or individually referred to as X-rays, the signal lines Y 1, Y 2, a .. Y M, collectively, or individually Called the Y line. In the figure, a capacitor is artificially inserted in parallel with the capacitor of the pixel. At this time, the inserted capacitor has a function of reducing the speed at which the voltage of the pixel decreases due to spontaneous discharge. Since the drop in the voltage of the pixel is determined by the variation in the pixel, in particular, as in the present invention, in the case where the gradation display is performed with the voltage applied to the pixel being constant, the image quality is reduced. This leads to a decrease.
However, by inserting a capacitor in parallel with a pixel as described above, a voltage drop due to variation in the pixel can be significantly suppressed, and high image quality can be obtained.

【0019】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.

【0020】X線に印加される信号は、例えばXn 線の
場合は、V(Xn )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、X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 X-ray is represented by V (X n ) in the case of the X n line, for example, which is actually 256 out of a group of pulses repeated in the period 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 T = 3 msec, the minimum unit of the pulse applied to the X-ray is 29 nsec.

【0021】一方、Y線には、時間T/256の間に、
図のV(Y1 )、V(Ym )、V(Ym+1 )、V(Y
400 )で示されるようなパルスが、それぞれのタイミン
グをずらして印加される。このパルスは、上記X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Y線には、256回
パルスが印加される。さらに、信号線Ym と対に設けら
れた信号線 m には、図1(C)に示されるように、信
号線Ym に印加される信号を補完するような信号が印加
される。以下の説明では、いちいち、 m の信号につい
ては説明しなくとも、Ym の信号を補完するような(逆
相の)信号が加えられるものとする。
On the other hand, during the time T / 256,
V (Y 1 ), V (Y m ), V (Y m + 1 ), V (Y
400 ) are applied with their respective timings shifted. This pulse needs to be even shorter than the minimum unit pulse of the pulse applied to the X-ray. Eventually, during the time T, 256 pulses are applied to each Y line. Further, the signal line Y m and are diametrically opposed to the signal line Y m, as shown in FIG. 1 (C), signals to complement signals applied to the signal line Y m is applied. In the following description, each time, the signals Y m is not necessary to description, it is assumed that (reversed phase) signal as to complement the signal of Y m is added.

【0022】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X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
X線ごとに異なる。一方、Y線には、先に述べたよう
に、パルスが最初にY1 、次にY2 というように順々に
印加されてゆく。まず、パルスがY1 に印加されたとき
を考える。このとき、画素Z1,1 に接続されている、ア
クティブ素子はOFF状態となる。すなわち、Y1 は電
圧状態(VH )であり、かつ 1 は電圧状態でない(V
L )ので、PTFTとNTFTはインバータとして動作
する状態になる。さらにインバータの入力X1 はVH
あるから、出力は反転してVL となる。次いで、Y2
電圧が加わるのであるが、このとき、画素Z1,2 には電
圧のかかった状態となる。すなわち、インバータの入力
1 はVL であるからである。そして、その後、X1
L を保ったまま、Y2 はVL 2 はVH に信号が反
転する。すると、PTFTとNTFTはインバータでは
なく、バッファーとして機能する。そして、このとき、
1 はVL であるので、この回路は動作せず、したがっ
て、液晶セルに蓄えられた電荷は保持される。その後、
1 には、VL あるいはVH の信号が加えられるが、ど
ちらの信号が加えられた場合であっても、この回路は動
作しない。したがって、液晶セルに蓄えられた電荷は保
持され続ける。この状態は、少なくとも、次にY1 がV
H に、 1 がVL になるまで持続する。同様に、Z1,m
もZ1,m+1 もZ1,400 も、電圧状態となる、その状態を
持続することとなる。。
Next, the operation of the actual circuit will be described with reference to FIG. First, a first sub-pulse is applied to each X-ray. Of course, these sub-pulses are different for each X-ray. On the other hand, as described above, a pulse is applied to the Y line in order of Y 1 and then Y 2 . First, consider the case where pulse is applied to Y 1. At this time, the active element connected to the pixel Z 1,1 is turned off. That is, Y 1 is in the voltage state (V H ), and Y 1 is not in the voltage state (V H ).
L ), so that the PTFT and NTFT operate as inverters. Further since the input X 1 of the inverter is V H, the output becomes V L inverted. Then, although the voltage applied to the Y 2, at this time, a state of suffering of voltage to the pixel Z 1, 2. That is, the input X 1 of the inverter is because a V L. Thereafter, X 1 is keeping the V L, Y 2 is Y 2 signal is inverted V H to V L. Then, the PTFT and the NTFT function not as an inverter but as a buffer. And then,
Since X 1 is a V L, the circuit does not operate, thus, the charge stored in the liquid crystal cell is held. afterwards,
The X 1, the signal of the V L or V H is applied, even if either of the signals is applied, the circuit does not operate. Therefore, the charge stored in the liquid crystal cell continues to be held. This state, at least, then Y 1 is V
In H, it lasts until Y 1 is V L. Similarly, Z 1, m
Both Z1 , m + 1 and Z1,400 are in a voltage state, and will maintain that state. .

【0023】このようにして、パルスが順々に印加され
てゆき、Ym 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 、Zn+1,m+1 に注目して
いるとすれば、Xn およびXn+1 の第1のサブパルスの
m番目および(m+1)番目に注目すればよい。Xn
n+1 もm番目はVL なので、画素Zn,m 、Zn+1,m
電圧(充電)状態になる。ついで、Ym+1 にパルスが印
加される。Xn もXn+ 1 も(m+1)番目はVL なの
で、この場合も画素Zn,m+1 、Zn+1,m+1 は充電状態と
なる。
[0023] In this manner, it pulses Yuki is applied in sequence, consider the case where it is applied to the Y m. Now, assuming that four pixels Zn , m , Zn , m + 1 , Zn + 1, m , and Zn + 1, m + 1 are focused on, the Xn and Xn + 1 Attention should be paid to the m-th and (m + 1) -th sub-pulses. X n be m-th also X n + 1 is so V L, pixel Z n, m, Z n + 1, m is a voltage (charging) state. Next, a pulse is applied to Y m + 1 . X n be X n + 1 is also the (m + 1) th is because V L, pixel Z n Again, m + 1, Z n + 1, m + 1 becomes charged.

【0024】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、Xn もXn+1
m番目および(m+1)番目がVL 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 figure, it is assumed that a second sub-pulse has arrived. At this time, if the m-th and (m + 1) -th VLs of both X n and X n + 1 are V L , the charged state is not lost, and the above 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.

【0025】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m
番目および(m+1)番目以外は省略した。このとき、
nもXn+1 もm番目はVL なので、画素Zn,m 、Z
n+1,m は電圧状態を継続する。しかし、Xn+1 には(m
+1)番目がVH であるので、画素Zn+1,m は電圧状態
が継続するものの、画素Zn+1,m+1 は、アクティブ素子
の出力が電圧状態でなくなり、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, m
The other than the (th) and (m + 1) th are omitted. At this time,
X n be m-th also X n + 1 is so V L, pixel Z n, m, Z
n + 1, m continues the voltage state. However, X n + 1 has (m
Because +1) th is a V H, although the pixel Z n + 1, m is voltage state continues, pixel Z n + 1, m + 1, the output of the active element is no longer voltage state, was stored Charge is released and the voltage state is interrupted.

【0026】さらに、第iのサブパルスが来たときに
は、Xn の(m+1)番目はVH となったので、Z
n,m+1 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、Xn+1 、Xn のm番
目がVH となったので、画素Zn,m、Zn+1,m 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。
When the i-th sub-pulse arrives, the (m + 1) -th of X n becomes V H , so that Z n
The charge state of n, m + 1 is released. Hereinafter, the j-th and k-th
, The m-th of X n + 1 and X n has become V H , respectively, and the state of charge of the pixels Zn , m and Zn + 1, m is k-th and j-th, respectively. Is interrupted during the sub-pulse. Through such a process, V in FIG.
As shown in (Z), the time of the voltage state can be digitally controlled for each pixel.

【0027】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。
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。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、液晶あ
るいはTFT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。また、電圧とは任意の点の電位を基準とした相対
的な物理量であるので、以上の例において、パルスは逆
の極性を持つものであっても、構わないことは明らかで
あろう。さらに、画素の対向電極に適当なオフセット電
圧を加えても構わない。また、以上の例では、画面は1
行づつ順に走査されていったが、最初にY1,3,
5,... というように走査し、その後、Y2,4,6,..
いうように走査する、いわゆる飛び越し走査法も可能で
あることは言うまでもない。
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. Furthermore, for simplicity of explanation, the zero level and voltage level of the signal are clarified, but this is only a matter of whether the voltage is below or above the threshold voltage of the liquid crystal or TFT. It need not be absolutely zero. In addition, since the voltage is a relative physical quantity with reference to the potential at an arbitrary point, in the above example, it is apparent that the pulse may have the opposite polarity. Further, an appropriate offset voltage may be applied to the counter electrode of the pixel. In the above example, the screen is 1
Scanning was performed line by line, but first Y1 , Y3 , Y
5, scan ... and so, then, Y 2, Y 4, Y 6, scans and so .. but can naturally be also called interlaced scanning method.

【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150℃、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。
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 were a 100% oxygen atmosphere, a film formation temperature of 150 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target is 30 to
It was 100 ° / 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)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。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 approximately the same, boron is used for diborane in a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm.
-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。
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.

【0036】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250℃
〜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(P
H3) 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0.05〜
0.20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.1
20W/cm2 を用いた。
Thereafter, the photoresist 53 is masked with a mask P1.
Was used to form a pattern in which only the source / drain regions were opened. A silicon film 54 serving as an n-type active layer was formed thereon by a plasma CVD method. Film formation temperature is 250 ° C
The temperature is set to 320 ° C. in this embodiment, and monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based phosphine (P
H 3 ) A 3% concentration was 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 0.05 to
0.20 W / cm 2 is appropriate, and in this embodiment, 0.1 W / cm 2.
20 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。こうして、図6(A)を得
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55、56を形成した。
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 °. Thus, FIG. 6A was obtained. Thereafter, the resist 53 was removed by a lift-off method, and source / drain regions 55 and 56 were formed.

【0038】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4Pa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
適当であり、本実施例では0.120W/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。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63とPチャネル型薄膜
トランジスタ用アイランド領域64を形成した。
Using the same process, a p-type active layer was formed. The gas introduced at that time used monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based diborane (B 2 H 6 ) at a concentration of 5%. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 4 Pa, and high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.
At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2. The specific conductivity of the p-type silicon layer obtained by this method was about 5 × 10 -2 [Ωcm -1 ]. The film thickness was 50 °. Thus, FIG. 6B was obtained. Then N
Source / drain regions 59 and 60 were formed using the lift-off method as in the case of the mold region. Thereafter, the silicon film 52 was removed by etching using the mask P3 to form an N-channel type thin film transistor island region 63 and a P-channel thin film transistor island region 64.

【0039】その後、図6(C)に示すように、XeC
l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, the source, drain, and channel regions were laser-annealed and simultaneously the active layer was laser-doped. 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0.3
μmの厚さに形成した。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。
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. 6 (D). A gate electrode 66 for NTFT and a gate electrode 67 for PTFT were formed. For example, the channel length is 7 μm, and the gate electrode is 0.2 μm of phosphorus silicon, and 0.3 μm of molybdenum is placed thereon.
It was formed to a thickness of μm. 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.

【0042】また、ゲート電極材料としては、上記材料
以外に、例えばアムミニウム(Al)も使用することが
できる。アルミニウムを用いた場合、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, ammium (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.

【0043】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.

【0044】図6(E)において、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P
5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。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〜150℃で成膜し、20
0〜400℃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。図
7(F’)のA−A’の断面図を図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との間に
も静電容量が生じる。そして、配線68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とな
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と並行であるので、2配線間の寄
生容量が少なく、したがって、ゲイト配線を伝播する信
号の減衰や遅延を減らす効果がある。
In FIG. 6E, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 69 by the above-mentioned 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 an electrode window 79. 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 ′ were obtained. After that, 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 deposited at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled by oxygen at 0-400 ° C. or by annealing in air. Thus, FIG. 6 (F) and FIG. 7 (F ′) are obtained. FIG. 7G is a cross-sectional view taken along a line AA ′ in FIG. 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, capacitance also occurs between the wiring 68 and the electrode 71. Then, by maintaining the wiring 68 at the same potential as the counter electrode, a circuit in which a capacitor is inserted in parallel with the liquid crystal pixel is 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 propagating through the gate wiring. .

【0045】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に示されるように、周辺の駆動回路と画
素のあいだに設けられ、図11と図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 the peripheral driving circuit and the pixel as shown in FIG. 10, and refers to a circuit as shown in FIGS. 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.

【0046】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、PI
P、あるいはNPN、PNP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 shown in FIG.
/ TFT. In the protection circuit of FIG. 12, a TFT is not used, but a diode is formed by, for example, a PIN junction.
In particular, diodes with an emphasis on Zener characteristics are NIN, PI
It is obvious that it has a structure such as P, NPN, or PNP, and can be manufactured by using the manufacturing method described in this embodiment without need to explain each time.

【0047】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, the mobility is 40 (cm 2 / Vs),
th is -5.9 (V), and the mobility is 80 (cm 2 /
Vs) and Vth were 5.0 (V).

【0048】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。
本発明によるインバータを構成するTFTが信号線Y1
1 の間、およびY2 2 の間に、信号線X1 、X
2 に平行に設けられている。このようなマトリクス構成
をを左右、上下に繰り返すことにより、640×48
0、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1920×400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 above method
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.
The TFT constituting the inverter according to the present invention has a signal line Y1
WhenY 1And YTwoWhenY TwoBetween the signal line X1, X
TwoAre provided in parallel with each other. Such a matrix configuration
640 × 48 by repeating
0, 1280 x 960 large pixel liquid crystal display device
can do. In this embodiment, the size is 1920 × 400.
Was. Thus, a first substrate was obtained.

【0049】他方の基板の作製方法を図8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
を用いて作製した。
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 formed using transparent polyimide also by using the spin coating method.

【0050】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10のフォトマスクP10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、20
0〜300℃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。
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 tenth photomask P10. This ITO is deposited at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled with oxygen at 0-300 ° C. or in air, a second substrate was obtained.

【0051】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。
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.

【0052】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 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.

【0053】『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。
Example 2 In this example, a wall-mounted television was manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. Also T at that time
FT was polycrystalline silicon using laser annealing.

【0054】以下では、TFT部分の作製方法について
図9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。
Hereinafter, a method of manufacturing the TFT portion will be described with reference to FIG. 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.

【0055】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.

【0056】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, and the single-crystal silicon was used as a target in an atmosphere containing 20 to 80% of hydrogen mixed with 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.

【0057】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 .

【0058】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%.

【0059】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, and the TF constituting the pixel is formed.
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.

【0060】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.

【0061】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 pattern was formed by applying a resist 105 and using a mask P2 to open only the regions that would become the source / drain regions of the PTFT. 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.

【0062】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。
Thereafter, a thickness of 50 to 3 is formed on the silicon film 102.
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.

【0063】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。
After that, an island-shaped NTFT region 111 and a PTFT region 112 were formed using a 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.

【0064】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.

【0065】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 this wiring, for example, aluminum (Al) can be used in addition to the above-mentioned 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.

【0066】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.

【0067】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.

【0068】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).

【0069】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.

【0070】[0070]

【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、液晶装置の歩留りは
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 order to obtain a TFT having a small variation, the yield of the TFT is no longer a problem according to the present invention. Was completed.

【0071】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.

【0072】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.

【0073】本発明の技術思想を説明するために、主と
して液晶を用いた電気光学装置、特に表示装置を例とし
て説明を加えたが、本発明の思想を適用するには、なに
も表示装置である必要はなく、いわゆるプロジェクショ
ン型テレビやその他の光スイッチ、光シャッターであっ
てもよい。さらに、電気光学材料も液晶に限らず、電
界、電圧等の電気的な影響を受けて光学的な特性の変わ
るものであれば、本発明を適用できることは明らかであ
ろう。
In order to explain the technical idea of the present invention, an electro-optical device using a liquid crystal, particularly a display device has been described as an example. However, to apply the idea of the present invention, no display device is required. It is not necessary to use a so-called projection type television, another optical switch, or an optical shutter. Further, it is apparent that the present invention can be applied to electro-optical materials that are not limited to liquid crystals, as long as optical characteristics change due to electric influences such as electric fields and voltages.

【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の例を示す。FIG. 1 shows an example of a driving waveform according to the present invention.

【図2】 本発明による駆動波形の例を示す。FIG. 2 shows an example of a driving waveform according to the present invention.

【図3】 本発明による液晶の階調表示特性の例を示
す。
FIG. 3 shows an example of gradation display characteristics of a liquid crystal 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】実施例における保護回路の接続例を示す。FIG. 10 shows a connection example of a protection circuit in the embodiment.

【図11】実施例における保護回路の例を示す。FIG. 11 shows an example of a protection circuit in the embodiment.

【図12】実施例における保護回路の例を示す。FIG. 12 shows an example of a protection circuit in the embodiment.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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でなるインバータを有する電
気光学装置において、 前記Nチャネル型薄膜トランジスタは、 チャネル領域と、複数のN型の不純物領域が設けられた
半導体層と、 前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記N型の不純物
の少なくとも1つと重なっているゲイト電極と、を有
し、前記Pチャネル型薄膜トランジスタは、 チャネル領域と、複数のP型の不純物領域が設けられた
半導体層と、 前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に設けられたゲイト電極と、を有す
ることを特徴とする電気光学装置。
1. An electro-optical device having an inverter including an N-channel thin film transistor and a P-channel thin film transistor, wherein the N-channel thin film transistor includes a channel region and a semiconductor layer provided with a plurality of N-type impurity regions. A gate insulating film provided on the semiconductor layer; and a gate electrode provided on the gate insulating film and overlapping at least one of the N-type impurities. Including a channel region, a semiconductor layer provided with a plurality of P-type impurity regions, a gate insulating film provided on the semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film. Electro-optical device characterized.
【請求項2】 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でなるインバータを有する電
気光学装置において、前記Nチャネル型薄膜トランジス
タは、 チャネル領域と、複数のN型の不純物領域が設けられた
半導体層と、 前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に設けられたゲイト電極と、前記P
チャネル型薄膜トランジスタは、 チャネル領域と、複数のP型の不純物領域が設けられた
半導体層と、 前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記P型の不純物
の少なくとも1つと重なっているゲイト電極と、を有す
ることを特徴とする電気光学装置。
2. An electro-optical device having an inverter including an N-channel thin film transistor and a P-channel thin film transistor, wherein the N-channel thin film transistor includes a channel region and a semiconductor layer provided with a plurality of N-type impurity regions. A gate insulating film provided on the semiconductor layer; a gate electrode provided on the gate insulating film;
The channel type thin film transistor includes: a channel region; a semiconductor layer provided with a plurality of P-type impurity regions; a gate insulating film provided on the semiconductor layer; and a gate insulating film provided on the gate insulating film; And a gate electrode overlapping at least one of the impurities described in (1).
【請求項3】 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でなるインバータを有する電
気光学装置において、前記Nチャネル型薄膜トランジス
タは、 チャネル領域と、複数のN型の不純物領域が設けられた
半導体層と、 前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記N型の不純物
の少なくとも1つと重なっているゲイト電極と、前記P
チャネル型薄膜トランジスタは、 チャネル領域と、複数のP型の不純物領域が設けられた
半導体層と、 前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、 前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記P型の不純物
の少なくとも1つと重なっているゲイト電極と、を有す
ることを特徴とする電気光学装置。
3. An electro-optical device having an inverter including an N-channel thin film transistor and a P-channel thin film transistor, wherein the N-channel thin film transistor includes a channel region and a semiconductor layer provided with a plurality of N-type impurity regions. A gate insulating film provided on the semiconductor layer; a gate electrode provided on the gate insulating film and overlapping at least one of the N-type impurities;
The channel type thin film transistor includes: a channel region; a semiconductor layer provided with a plurality of P-type impurity regions; a gate insulating film provided on the semiconductor layer; and a gate insulating film provided on the gate insulating film; And a gate electrode overlapping at least one of the impurities described in (1).
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記Nチャネル型薄膜トランジスタのチャネル領域は、
ホウ素の濃度が1×1015〜1×1018cm-3の範囲で
あることを特徴とする電気光学装置。
4. The method according to claim 1, wherein
The channel region of the N-channel thin film transistor is:
An electro-optical device, wherein the concentration of boron is in the range of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 .
【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項において、
前記Pチャネル型薄膜トランジスタのチャネル領域は、
ホウ素の濃度が1×1015〜1×1018cm-3の範囲で
あることを特徴とする電気光学装置。
5. The method according to claim 1, wherein:
The channel region of the P-channel thin film transistor is:
An electro-optical device, wherein the concentration of boron is in the range of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 .
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、平坦
化膜が前記インバータを覆っていることを特徴とする電
気光学装置。
6. The electro-optical device according to claim 1, wherein a flattening film covers the inverter.
【請求項7】 請求項6において、前記平坦化膜はポリ
イミドであることを特徴とする電気光学装置。
7. The electro-optical device according to claim 6, wherein the flattening film is made of polyimide.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電
気光学装置を用いたことを特徴とするプロジェクション
型表示装置。
8. A projection type display device using the electro-optical device according to claim 1. Description:
【請求項9】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の電
気装置を用いたことを特徴とするテレビ。
9. A television using the electric device according to claim 1. Description:
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