JP2001166753A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP2001166753A
JP2001166753A JP2000295393A JP2000295393A JP2001166753A JP 2001166753 A JP2001166753 A JP 2001166753A JP 2000295393 A JP2000295393 A JP 2000295393A JP 2000295393 A JP2000295393 A JP 2000295393A JP 2001166753 A JP2001166753 A JP 2001166753A
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gate
signal line
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liquid crystal
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Yukio Tanaka
幸夫 田中
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00Command of the display device
    • G09G2310/02Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264Details of driving circuits
    • G09G2310/0281Arrangement of scan or data electrode driver circuits at the periphery of a panel not inherent to a split matrix structure

Abstract

(57)【要約】 【課題】全ての画素が保持容量への十分なビデオ信号の
書き込みを実現することのできる表示装置を提供するこ
と。 【解決手段】本発明の表示装置は左側および右側のゲー
トドライバを有している。左側のゲートドライバは、画
素部の左側半分の画素のTFTに選択信号を供給するよ
うに接続されている。かつ、右側のゲートドライバは、
画素部の右側半分の画素のTFTに選択信号を供給する
ように接続されている。また、本発明の液晶表示装置に
おいては、左側のゲートドライバがある列の画素に接続
されているゲート信号線に選択信号を出力するタイミン
グと、右側のゲートドライバが前記画素と同じ行の画素
に接続されているゲート信号線に選択信号を出力するタ
イミングとが異なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に関する。
特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置のよなアク
ティブマトリクス型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近安価なガラス基板上に半導体薄膜を
形成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ(TF
T)を作製する技術が急速に発達してきている。その理
由は、アクティブマトリクス型液晶表示装置(以下、
「液晶表示装置」という。)の需要が高まってきたこと
による。
【0003】液晶表示装置は画素部に数十万〜数百万個
ものTFTがマトリクス状に配置され、各TFTに接続
された画素電極に出入りする電荷をTFTのスイッチン
グ機能により制御し画像を表示するものである。
【0004】従来、画素部にはガラス基板上に形成され
たアモルファスシリコンを利用した薄膜トランジスタが
配置されている。
【0005】また近年、基板として石英を利用し多結晶
珪素膜で薄膜トランジスタを作製する技術も知られてい
る。この場合、周辺駆動回路も画素部も石英基板上に一
体形成される。
【0006】また最近、レーザーアニール等の技術を利
用することにより、ガラス基板上に結晶性珪素膜を用い
た薄膜トランジスタを作製する技術も知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図17に従来のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の概略構成図を示す。図
17において、20000はソースドライバ、2100
0はゲートドライバ、22000は画素部である。画素
部22000は、複数のTFT22100がマトリクス
状に配置された回路である。それぞれの画素TFT22
100のゲート電極、ソース電極には、それぞれゲート
信号線(G1、G2、・・・、G480)、ソース信号
線(S1、S2、・・・、S640)が接続されてい
る。TFT22100のドレイン電極には画素電極22
200が接続されている。また、22400は保持容量
である。ここでは、画素部は(480×640)個の画
素を有してる。説明の便宜上、各画素には(1、1)〜
(480、640)という符号が付けられている。
【0008】一般に、駆動回路と画素部を有する基板を
アクティブマトリクス基板という。アクティブマトリク
ス基板と一面に対向電極が形成された対向基板(図示せ
ず)との間に液晶22300が挟まれている、
【0009】図17に示した従来のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置においては、ソースドライバへはクロ
ック信号(CK)、クロックバック信号(CLKB)、
スタートパルス(SP)およびビデオ信号(VIDE
O)が入力され、ゲートドライバへはクロック信号(C
K)、クロックバック信号(CLKB)、スタートパル
ス(SP)が外部から入力される。
【0010】次に図18を参照する。図18には、図1
7に示す従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
動作タイミングチャートが示されている。
【0011】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置においては、ソースドライバ20000は、クロック
信号(CLK)、クロックバック信号(CLKB)およ
びスタートパルス(SP)によって、タイミング信号を
順次発生し、ソースドライバ内のサンプリング回路に前
記タイミング信号を出力する。サンプリング回路は、前
記タイミング信号に基づいて、外部から入力されるビデ
オ信号(VIDEO)をサンプリングし、対応するソー
ス信号線(S1、S2、・・・、S640)に出力す
る。
【0012】ゲートドライバ21000からゲート信号
線(G1、G2、・・・、G480)に順に選択信号が
供給される。選択信号が供給されているゲート信号線に
接続されている全てのTFTがONとなり、ソースドラ
イバがソース信号線にビデオ信号を順に供給することに
よって、TFT(つまりは液晶および保持容量)に画像
信号の書き込みが行われる。なお、ゲート信号線G1に
選択信号の入力が終了した後に、ゲート信号線G2の選
択信号の入力が始まる。そして、ゲート信号線G2に選
択信号の入力が終了した後に、ゲート信号線G3の選択
信号の入力が始まる。このように、ゲート信号線G1〜
G480に選択信号が順次入力され、1フレーム期間
(TF)が終了する。
【0013】例えば、ゲート信号線G1に選択信号が入
力される時は、ソース信号線(S1、S2、・・・、S
640)接続された画素(1、1)、(1、2)、・・
・、(1、640)には、それぞれビデオ信号(1、
1)、(1、2)、・・・、(1、640)が入力され
ることになる。ビデオ信号(1、1)、(1、2)、・
・・、(1、640)が入力される期間を1ライン期間
(TL)といい、次の1ライン期間までの期間を水平帰
線期間(TH)という。
【0014】このような従来の点順次アクティブマトリ
クス型液晶表示装置においては、ソース信号線の負荷容
量が大きいため、ソース信号線へのビデオ信号の書き込
みはに時間がかかる。かつ、ゲート信号線に選択信号が
入力されている間に画素の保持容量へのビデオ信号の書
き込みに充てられる時間が画素ごとに異なるので、特
に、選択信号終了間際の画素(例えば、(1、63
9)、(1、640)等)には、水平帰線期間(TH)
の一部しか、画素の保持容量へのビデオ信号の書き込み
がされることがない。よって、このような画素の保持容
量には、ビデオ信号の書き込みが十分にされることはな
く、結果として表示品質の劣化を招いていた。
【0015】このように、画素によって保持容量へのビ
デオ信号の書き込みが期間にばらつきがあり、画素によ
ってはその期間を十分にとることができないという事態
が生じていた。
【0016】そこで本発明は上述の問題を鑑みてなされ
たものであり、全ての画素が保持容量への十分なビデオ
信号の書き込みを実現することのできる、高品質な画像
を表示することができるアクティブマトリクス型液晶表
示装置を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置は
左側および右側のゲートドライバを有している。左側の
ゲートドライバは、画素部の左側半分の画素のTFTに
選択信号を供給するように接続されている。かつ、右側
のゲートドライバは、画素部の右側半分の画素のTFT
に選択信号を供給するように接続されている。
【0018】また、本発明の液晶表示装置においては、
左側のゲートドライバがある列の画素に接続されている
ゲート信号線に選択信号を出力するタイミングと、右側
のゲートドライバが前記画素と同じ行の画素に接続され
ているゲート信号線に選択信号を出力するタイミングと
が異なる。
【0019】図1を用いて本発明の液晶表示装置を説明
する。
【0020】図1に本発明の液晶表示装置1000の概
略構成図を示す。図1において、1100はソースドラ
イバ、1200は第1のゲートドライバL、1300は
第2のゲートドライバR、1400は画素部である。ソ
ースドライバ1100は、一般的に、シフトレジスタ回
路、サンプリング回路、バッファ回路およびレベルシフ
タ回路等(いずれも図示せず)を含む。第1のゲートド
ライバL1200および第2のゲートドライバR130
0は、それぞれ、シフトレジスタ回路、バッファ回路お
よびレベルシフタ回路等(いずれも図示せず)を含む。
画素部1400は、複数のTFT1401がマトリクス
状に配置された回路である。説明の便宜上、各画素には
(1、1)〜(4、4)という符号が付けられている。
【0021】第1のゲートドライバL1200は第1の
ゲート信号線G1L、G2L、G3L、G4Lに選択信
号を供給する。ゲート信号線G1Lは画素(1、1)お
よび画素(1、2)のTFTのゲート電極に接続されて
いる。ゲート信号線G2Lは画素(2、1)および画素
(2、2)のTFTのゲート電極に接続されている。ゲ
ート信号線G3Lは画素(3、1)および画素(3、
2)のTFTのゲート電極に接続されている。ゲート信
号線G4Lは画素(4、1)および画素(4、2)のT
FTのゲート電極に接続されている。
【0022】第2のゲートドライバR1300は第2の
ゲート信号線G1R、G2R、G3R、G4Rに選択信
号を供給する。ゲート信号線G1Rは画素(1、3)お
よび画素(1、4)のTFTのゲート電極に接続されて
いる。ゲート信号線G2Rは画素(2、3)および画素
(2、4)のTFTのゲート電極に接続されている。ゲ
ート信号線G3Rは画素(3、3)および画素(3、
4)のTFTのゲート電極に接続されている。ゲート信
号線G4Rは画素(4、3)および画素(4、4)のT
FTのゲート電極に接続されている。
【0023】なお、第1のゲートドライバL1200の
第1のゲート信号線G1Lと第2のゲートドライバR1
300の第2のゲート信号線G1Rとは接続されていな
い。また、第1のゲート信号線G2Lと第2のゲート信
号線G2Rとは接続されていない。また、第1のゲート
信号線G3Lと第2のゲート信号線G3Rとは接続され
ていない。また、第1のゲート信号線G4Lと第2のゲ
ート信号線G4Rとは接続されていない。
【0024】ソースドライバ1100はソース信号線S
1、S2、S3、S4にビデオ信号を供給する。ソース
信号線S1は画素(1、1)、画素(2、1)、画素
(3、1)および画素(4、1)のTFTのソース電極
に接続されている。ソース信号線S2は画素(1、
2)、画素(2、2)、画素(3、2)および画素
(4、2)のTFTのソース電極に接続されている。ソ
ース信号線S3は画素(1、3)、画素(2、3)、画
素(3、3)および画素(4、3)のTFTのソース電
極に接続されている。ソース信号線S4は画素(1、
4)、画素(2、4)、画素(3、4)および画素
(4、4)のTFTのソース電極に接続されている。
【0025】なお、ここでは説明の簡略化のため本発明
を(4×4)の画素によって構成されている画素部を有
する液晶表示装置を例にとって説明している。しかし、
本発明によって(m×2n)個の画素によって構成され
ている画素部を有する液晶表示装置が提供され得る
(m、nは共に自然数)。
【0026】それぞれの画素にあるTFT1401のド
レイン電極には画素電極1402が接続されている。ま
た、1403は保持容量である。
【0027】一般に、駆動回路と画素部とを有する基板
をアクティブマトリクス基板(またはTFT基板)とい
う。アクティブマトリクス基板と一面に対向電極が形成
された対向基板(図示せず)との間に液晶1404が挟
まれている、
【0028】図1に示した本発明のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置においては、ソースドライバへはクロ
ック信号(CK)、クロック信号とは逆位相であるクロ
ックバック信号(CLKB)、スタートパルス(SP)
およびビデオ信号(VIDEO)等が外部から入力さ
れ、ゲートドライバへはクロック信号(CK)、クロッ
クバック信号(CLKB)およびスタートパルス(S
P)等が外部から入力される。
【0029】次に図2を参照する。図2には、図1に示
す本発明の液晶表示装置の動作タイミングチャートが示
されている。
【0030】図1に示す本発明の液晶表示装置において
は、ソースドライバ1100は外部から入力されるクロ
ック信号(CLK)、クロックバック信号(CLKB)
およびスタートパルス(SP)等によって、タイミング
信号を順次発生し、ソースドライバ内のサンプリング回
路に前記タイミング信号を出力する。サンプリング回路
は、前記タイミング信号に基づいて外部から入力される
ビデオ信号(VIDEO)をサンプリングし、対応する
ソース信号線(S1、S2、S3、S4)に順次出力す
る。
【0031】本明細書においては、各ゲート信号線に選
択信号が入力される期間をライン期間(TL)と呼び、
ライン期間(TL)の1/2の期間をハーフライン期間
(THL)と呼ぶことにする。
【0032】なお、図2に示すビデオ信号(VIDE
O)には、各画素へ供給する画像信号に対応した符号が
付けられている。つまり、画素(1、1)、画素(1、
2)、画素(1、3)、画素(1、4)、画素(2、
1)、・・・、画素(4、3)、画素(4、4)へ、ビ
デオ信号(1、1)、(1、2)、(1、3)、(1、
4)、(2、1)、・・・、(4、3)、(4、4)が
それぞれ供給され書き込まれる。
【0033】各信号の流れを以下に説明する。
【0034】まず、ゲート信号線G1Lに選択信号が入
力される。ゲート信号線G1Lに選択信号が入力される
と、ゲート信号線G1Lに接続されている画素(1、
1)および画素(1、2)のTFTのゲート電極に選択
信号が印加される。
【0035】ゲート信号線G1Lに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)にソース信号線S1にビデ
オ信号(1、1)が入力され画素(1、1)の保持容量
にビデオ信号(1、1)が書き込まれる。ビデオ信号
(1、1)の入力後、ソース信号線S2にビデオ信号
(1、2)が入力され画素(1、2)の保持容量にビデ
オ信号(1、2)が書き込まれる。そして、ゲート信号
線G1Lに選択信号入力開始後のハーフライン期間(T
HL)終了後、ゲート信号線G1Rに選択信号が入力され
る。ゲート信号線G1Rに選択信号が入力されると、ゲ
ート信号線G1Rに接続されている画素(1、3)およ
び画素(1、4)のTFTのゲート電極に選択信号が印
加される。
【0036】ゲート信号線G1Rに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)に、ソース信号線S3にビ
デオ信号(1、3)が入力され、画素(1、3)の保持
容量にビデオ信号(1、3)が書き込まれる。ビデオ信
号(1、3)の入力後、ソース信号線S4にビデオ信号
(1、4)が入力され画素(1、4)の保持容量にビデ
オ信号(1、4)が書き込まれる。
【0037】なお、ゲート信号線G1Rに選択信号入力
開始後のハーフライン期間(THL)には、依然としてゲ
ート信号線G1Lに選択信号が入力され続け、画素
(1、1)および画素(1、2)のTFTのゲート電極
には選択信号が印加され続ける。
【0038】ゲート信号線G1Rに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)終了後、ゲート信号線G2
Lに選択信号が入力される。ゲート信号線G2Lに選択
信号が入力されると、ゲート信号線G2Lに接続されて
いる画素(2、1)および画素(2、2)のTFTのゲ
ート電極に選択信号が印加される。
【0039】ゲート信号線G2Lに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)に、ソース信号線S1にビ
デオ信号(2、1)が入力され、画素(2、1)の保持
容量にビデオ信号(2、1)が書き込まれる。ビデオ信
号(2、1)の入力後、ソース信号線S2にビデオ信号
(2、2)が入力され画素(2、2)の保持容量にビデ
オ信号(2、2)が書き込まれる。
【0040】なお、ゲート信号線G2Lに選択信号入力
開始後のハーフライン期間(THL)には、依然としてゲ
ート信号線G1Rに選択信号が入力され続け、画素
(1、3)および画素(1、4)のTFTのゲート電極
には選択信号が印加され続ける。
【0041】ゲート信号線G2Lに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)終了後、ゲート信号線G2
Rに選択信号が入力される。ゲート信号線G2Rに選択
信号が入力されると、ゲート信号線G2Rに接続されて
いる画素(2、3)および画素(2、4)のTFTのゲ
ート電極に選択信号が印加される。
【0042】ゲート信号線G2Rに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)に、ソース信号線S3にビ
デオ信号(2、3)が入力され、画素(2、3)の保持
容量にビデオ信号(2、3)が書き込まれる。ビデオ信
号(2、3)の入力後、ソース信号線S4にビデオ信号
(2、4)が入力され画素(2、4)の保持容量にビデ
オ信号(2、4)が書き込まれる。
【0043】なお、ゲート信号線G2Rに選択信号入力
開始後のハーフライン期間(THL)には、依然としてゲ
ート信号線G2Lに選択信号が入力され続け、画素
(2、1)および画素(2、2)のTFTのゲート電極
には選択信号が印加され続ける。
【0044】一般的に、液晶表示装置においては、ゲー
ト信号線およびソース信号線の負荷容量が大きいため、
ゲート信号線の短期間の選択では、TFTに接続された
液晶および保持容量にビデオ信号を書き込むのに十分で
ない。しかし、本発明の液晶表示装置においては、ソー
ス信号線にビデオ信号が入力された後もゲート信号線に
選択信号が入力されるので、ゲート信号線およびソース
信号線の負荷容量が非常に大きい場合でも液晶および保
持容量にビデオ信号を十分に書き込むだけの時間を稼ぐ
ことができる。
【0045】例えば、ゲート信号線の負荷容量が大き
く、ゲート信号線の選択信号による電位の立ち上がりお
よび立ち下がりに十分な時間を要する場合のタイミング
チャートを図19に示す。図19に示すように、ゲート
信号線に入力される選択信号によってゲート信号線が所
望の電位に到達するまでには立ち上がり時間(Tr)を
要し、かつゲート信号線に選択信号が入力された後ゲー
ト信号線が所望の電位に到達するまでには立ち下がり時
間(Ts)を要する。しかし、本発明を用いることによ
ってゲート信号線の電位の立ち上がり時間(Tr)およ
び立ち下がり時間(Ts)を考慮した選択信号の入力を
行うことができる。つまり、ゲート信号線G1Lの選択
信号による電位が十分に立ち下がった後に、ゲート信号
線G2Lの選択信号による電位が十分に立ち上がるよう
にしている。
【0046】また、画素のTFTの動作速度が遅くても
液晶および保持容量にビデオ信号を十分に書き込むだけ
の時間を稼ぐことができる。
【0047】さらに、画素の保持容量に対する書き込み
期間−保持期間における比(保持期間/書き込み期間)
を従来よりも低くできるので、画素のTFTのON−O
FF比に対する要求が緩和される。
【0048】ここで、本発明の構成を以下に記載する。
【0049】本願の請求項1に係る発明は、TFTを有
する(m×2n)個の画素がマトリクス状に配置された
画素部と(m、nはともに自然数)、2n本のソース信
号線S1、S2、・・・、Sn、Sn+1、Sn+2、
・・・、S2nにビデオ信号を供給するソースドライバ
と、m本の第1のゲート信号線G1L、G2L、・・
・、GmLに選択信号を供給する第1のゲートドライバ
と、m本の第2のゲート信号線G1R、G2R、・・
・、GmRに選択信号を供給する第2のゲートドライバ
と、を有する表示装置であって、前記ソース信号線S
1、S2、・・・、Snに接続された前記画素は、前記
第1のゲート信号線G1L、G2L、・・・、GmLか
ら選択信号を供給され、前記ソース信号線Sn+1、S
n+2、・・・、S2nに接続された前記画素は、前記
第2のゲート信号線G1R、G2R、・・・、GmRか
ら選択信号を供給され、前記第1のゲート信号線G1L
に選択信号が供給されている間に、前記第2のゲート信
号線G1Rに選択信号が供給され始め、前記第2のゲー
ト信号線G1Rに選択信号が供給されている間に、前記
第1のゲート信号線G1Lに選択信号が供給され始める
ことを特徴とする表示装置である。
【0050】また、本願の請求項2に係る発明は、TF
Tを有する(m×2n)個の画素がマトリクス状に配置
された画素部と(m、nはともに自然数)、2n本のソ
ース信号線S1、S2、・・・、Sn、Sn+1、Sn
+2、・・・、S2nにビデオ信号を供給するソースド
ライバと、m本の第1のゲート信号線G1L、G2L、
・・・、GmLに選択信号を供給する第1のゲートドラ
イバと、m本の第2のゲート信号線G1R、G2R、・
・・、GmRに選択信号を供給する第2のゲートドライ
バと、を有する表示装置であって、前記ソース信号線S
1、S2、・・・、Snに接続された前記画素は、前記
第1のゲート信号線G1L、G2L、・・・、GmLか
ら選択信号を供給され、前記ソース信号線Sn+1、S
n+2、・・・、S2nに接続された前記画素は、前記
第2のゲート信号線G1R、G2R、・・・、GmRか
ら選択信号を供給され、前記選択信号は、前記第1のゲ
ート信号線G1L、前記第2のゲート信号線G1R、前
記第1のゲート信号線G2L、前記第2のゲート信号線
G2R、・・・、前記第1のゲート信号線GmL、前記
第2のゲート信号線GmRの順に半周期づつ遅れながら
順に供給されることを特徴とする表示装置である。
【0051】ここで、以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0052】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の実施の形態につ
いて説明する。
【0053】図3を参照する。図3に本発明の液晶表示
装置2000の概略構成図を示す。図3において、21
00はソースドライバ、2200はゲートドライバL、
2300はゲートドライバR、2400は画素部であ
る。図4に示す様にソースドライバ2100は、シフト
レジスタ回路2110、レベルシフタ回路2120、バ
ッファ回路2130、サンプリング回路2140を含
む。ゲートドライバL2200は、シフトレジスタ回路
2210、レベルシフタ回路2220およびバッファ回
路2230を含む。ゲートドライバR2300は、シフ
トレジスタ回路2310、レベルシフタ回路2320お
よびバッファ回路2330を含む。画素部2400は、
複数のTFT2401がマトリクス状に配置された回路
である。説明の便宜上、各画素には(1、1)〜(48
0、640)という符号が付けられている。
【0054】ゲートドライバL2200はゲート信号線
G1L、G2L、・・・、G480Lに選択信号を供給
する。ゲート信号線G1Lは画素(1、1)、画素
(1、2)、・・・、画素(1、319)および画素
(1、320)のTFTのゲート電極に接続されてい
る。ゲート信号線G2Lは画素(2、1)、画素(2、
2)、・・・、画素(2、319)および画素(2、3
20)のTFTのゲート電極に接続されている。ゲート
信号線G480Lは画素(480、1)、画素(48
0、2)、・・・、画素(480、319)および画素
(480、320)のTFTのゲート電極に接続されて
いる。図示されていないゲート信号線G3L〜G479
Lも同様にTFTのゲート電極に接続されている。
【0055】ゲートドライバR2300はゲート信号線
G1R、G2R、・・・、G479RおよびG480R
に選択信号を供給する。ゲート信号線G1Rは画素
(1、321)、画素(1、322)、・・・、画素
(1、639)および画素(1、640)のTFTのゲ
ート電極に接続されている。ゲート信号線G2Rは画素
(2、321)、画素(2、322)、・・・、画素
(2、639)および画素(2、640)のTFTのゲ
ート電極に接続されている。ゲート信号線G480Rは
画素(480、321)、画素(480、322)、・
・・、画素(480、639)および画素(480、6
40)のTFTのゲート電極に接続されている。図示さ
れていないゲート信号線G3R〜G479Rも同様にT
FTのゲート電極に接続されている。
【0056】なお、ゲートドライバL2200のゲート
信号線G1LとゲートドライバR2300のゲート信号
線G1Rとは接続されていない。また、ゲート信号線G
2Lとゲート信号線G2Rとは接続されていない。ま
た、ゲート信号線G480Lとゲート信号線G480R
とは接続されていない。図示されていないゲート信号線
G3L〜G479LおよびG3R〜G479Rも同様で
ある。
【0057】ソースドライバ2100はソース信号線S
1、S2、・・・、S639およびS640にビデオ信
号を供給する。ソース信号線S1は画素(1、1)、画
素(2、1)、画素(3、1)、・・・、画素(47
9、1)および画素(480、1)のTFTのソース電
極に接続されている。ソース信号線S2は画素(1、
2)、画素(2、2)、画素(3、2)、・・・、画素
(479、2)および画素(480、2)のTFTのソ
ース電極に接続されている。また、ソース信号線S64
0は画素(1、640)、画素(2、640)、画素
(3、640)、・・・、画素(479、640)およ
び画素(480、640)のTFTのソース電極に接続
されている。図示されていないソース信号線S3〜S4
79も同様の接続構造を有する。
【0058】なお、ここでは説明の簡略化のため本発明
を(480×640)個の画素によって構成されている
画素部を有する液晶表示装置を例にとって説明してい
る。しかし、本発明によって(m×2n)個の画素によ
って構成されている画素部を有する液晶表示装置が提供
され得る(m、nは共に正の整数)。なお、(m×2
n)個の画素によって構成されている画素部を有する液
晶表示装置の例およびその動作タイミングチャートを図
6および図7に示す。
【0059】図3に示した本発明のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置においては、ソースドライバ2100
へはクロック信号(CK)、クロック信号とは逆位相で
あるクロックバック信号(CLKB)、スタートパルス
(SP)およびビデオ信号(VIDEO)等が外部から
入力され、ゲートドライバL2200およびゲートドラ
イバR2300へはクロック信号(CK)、クロックバ
ック信号(CLKB)およびスタートパルス(SP)等
が外部から入力される。
【0060】次に図5を参照する。図5には、本発明の
液晶表示装置の動作タイミングチャートが示されてい
る。図5に示すビデオ信号(VIDEO)には、各画素
へ供給する画像信号に対応した符号が付けられている。
【0061】各信号の流れを以下に説明する。
【0062】まず、ゲート信号線G1Lに選択信号が入
力される。ゲート信号線G1Lに選択信号が入力される
と、ゲート信号線G1Lに接続されている画素(1、
1)、画素(1、2)、・・・、画素(1、319)お
よび画素(1、320)のTFTのゲート電極に選択信
号が印加される。
【0063】ゲート信号線G1Lに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)にソース信号線S1〜S3
20にビデオ信号(VIDEO)が順に入力される。つ
まり、ゲート信号線G1Lに選択信号入力開始後のハー
フライン期間(THL)に、ソース信号線S1にビデオ信
号(1、1)が入力され画素(1、1)の液晶および保
持容量にビデオ信号(1、1)が書き込まれ、次にソー
ス信号線S2にビデオ信号(1、2)が入力され画素
(1、2)の液晶および保持容量にビデオ信号(1、
2)が書き込まれ、次々にソース信号線にビデオ信号が
書き込まれていく。そして、ソース信号線S320にビ
デオ信号(1、320)が入力され画素(1、320)
の液晶および保持容量にビデオ信号(1、320)が書
き込まれゲート信号線G1Lに選択信号入力開始後のハ
ーフライン期間(THL)が終了する。
【0064】ゲート信号線G1Lに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)終了後、ゲート信号線G1
Rに選択信号が入力される。ゲート信号線G1Rに選択
信号入力開始後のハーフライン期間(THL)にソース信
号線S321〜S640にビデオ信号(VIDEO)が
入力される。つまり、ゲート信号線G1Rに選択信号入
力開始後のハーフライン期間(THL)に、ソース信号線
S321にビデオ信号(1、321)が入力され画素
(1、321)の液晶および保持容量にビデオ信号
(1、321)が書き込まれ、次にソース信号線S32
2にビデオ信号(1、322)が入力され画素(1、3
22)の液晶および保持容量にビデオ信号(1、32
2)が書き込まれ、次々にソース信号線にビデオ信号が
書き込まれていく。そして、ソース信号線S640にビ
デオ信号(1、640)が入力され画素(1、640)
の液晶および保持容量にビデオ信号(1、640)が書
き込まれゲート信号線G1Rに選択信号入力開始後のハ
ーフライン期間(THL)が終了する。
【0065】なお、ゲート信号線G1Rに選択信号入力
開始後のハーフライン期間(THL)には、依然としてゲ
ート信号線G1Lに選択信号が入力され続け、画素
(1、1)、画素(1、2)、・・・、画素(1、31
9)および画素(1、320)のTFTのゲート電極に
は選択信号が印加され続ける。
【0066】ゲート信号線G1Rに選択信号入力開始後
のハーフライン期間(THL)終了後、ゲート信号線G2
Lに選択信号が入力される。ゲート信号線G2Lに選択
信号入力開始後のハーフライン期間(THL)にソース信
号線S1〜S320にビデオ信号(VIDEO)が入力
される。つまり、ゲート信号線G2Lに選択信号入力開
始後のハーフライン期間(THL)に、ソース信号線S1
にビデオ信号(2、1)が入力され画素(2、1)の液
晶および保持容量にビデオ信号(2、1)が書き込ま
れ、次にソース信号線S2にビデオ信号(2、2)が入
力され画素(2、2)の液晶および保持容量にビデオ信
号(2、2)が書き込まれ、次々にソース信号線にビデ
オ信号が書き込まれていく。そして、ソース信号線S3
20にビデオ信号(2、320)が入力され画素(2、
320)の液晶および保持容量にビデオ信号(2、32
0)が書き込まれゲート信号線G2Lに選択信号入力開
始後のハーフライン期間(THL)が終了する。
【0067】なお、ゲート信号線G2Lに選択信号入力
開始後のハーフライン期間(THL)には、依然としてゲ
ート信号線G1Rに選択信号が入力され続け、画素
(1、321)、画素(1、322)、・・・、画素
(1、639)および画素(1、640)のTFTのゲ
ート電極には選択信号が印加され続ける。
【0068】以下に本発明の実施例について説明する。
【0069】
【実施例】
【0070】(実施例1)本実施例においては、本発明
の駆動回路を有する液晶表示装置の作製方法例を図8〜
図12を用いて説明する。本実施例の液晶表示装置にお
いては、画素部、ソースドライバ、ゲートドライバ等を
一つの基板上に一体形成される。なお、説明の便宜上、
画素TFTと駆動回路の一部を構成するNchTFTと
インバータ回路を構成するPchTFTおよびNchT
FTとが同一基板上に形成されることを示すものとす
る。
【0071】図8(A)において、基板6001には低
アルカリガラス基板や石英基板を用いることができる。
本実施例では低アルカリガラス基板を用いた。この場
合、ガラス歪み点よりも10〜20℃程度低い温度であ
らかじめ熱処理しておいても良い。この基板6001の
TFT形成表面には、基板6001からの不純物拡散を
防ぐために、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸
化窒化シリコン膜などの下地膜6002を形成する。例
えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから
作製される酸化窒化シリコン膜を100nm、同様にS
iH4、N2Oから作製される酸化窒化シリコン膜を20
0nmの厚さに積層形成する。
【0072】次に、20〜150nm(好ましくは30
〜80nm)の厚さで非晶質構造を有する半導体膜60
03aを、プラズマCVD法やスパッタ法などの公知の
方法で形成する。本実施例では、プラズマCVD法で非
晶質シリコン膜を54nmの厚さに形成する。非晶質構
造を有する半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶
半導体膜があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの
非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
また、下地膜6002と非晶質シリコン膜6003aと
は同じ成膜法で形成することが可能であるので、両者を
連続形成しても良い。その場合、下地膜を形成した後、
一旦大気雰囲気に晒すことがなくその表面の汚染を防ぐ
ことが可能となり、作製するTFTの特性バラツキやし
きい値電圧の変動を低減させることができる(図8
(A))。
【0073】そして、公知の結晶化技術を使用して非晶
質シリコン膜6003aから結晶質シリコン膜6003
bを形成する。例えば、レーザー結晶化法や熱結晶化法
(固相成長法)を適用すれば良いが、ここでは、特開平
7−130652号公報で開示された技術に従って、触
媒元素を用いる結晶化法で結晶質シリコン膜6003b
を形成した。結晶化の工程に先立って、非晶質シリコン
膜の含有水素量にもよるが、400〜500℃で1時間
程度の熱処理を行い、含有水素量を5atom%以下にして
から結晶化させることが望ましい。非晶質シリコン膜を
結晶化させると原子の再配列が起こり緻密化するので、
作製される結晶質シリコン膜の厚さは当初の非晶質シリ
コン膜の厚さ(本実施例では54nm)よりも1〜15
%程度減少する(図8(B))。
【0074】そして、結晶質シリコン膜6003bを島
状にパターンニングして、島状半導体層6004〜60
07を形成する。その後、プラズマCVD法またはスパ
ッタ法により50〜150nmの厚さの酸化シリコン膜
によるマスク層6008を形成する(図8(C))。本
実施例では、マスク層6008の厚さは130nmとす
る。
【0075】そしてレジストマスク6009を設け、n
チャネル型TFTを形成することとなる島状半導体層6
005〜6007の全面に1×1016〜5×1017atom
s/cm3程度の濃度でp型を付与する不純物元素としてボ
ロン(B)を添加する。このボロン(B)の添加は、し
きい値電圧を制御する目的でなされる。ボロン(B)の
添加はイオンドープ法で実施しても良いし、非晶質シリ
コン膜を成膜するときに同時に添加しておくこともでき
る。ここでのボロン(B)添加は必ずしも必要ではない
(図8(D))。
【0076】ドライバ等の駆動回路のnチャネル型TF
TのLDD領域を形成するために、n型を付与する不純
物元素を島状半導体層6010〜6012に選択的に添
加する。そのため、あらかじめレジストマスク6013
〜6016を形成する。n型を付与する不純物元素とし
ては、リン(P)や砒素(As)を用いれば良く、ここ
ではリン(P)を添加すべく、フォスフィン(PH3
を用いたイオンドープ法を適用した。形成された不純物
領域6017、6018のリン(P)濃度は2×1016
〜5×1019atoms/cm3の範囲とすれば良い。本明細書
中では、ここで形成された不純物領域6017〜601
9に含まれるn型を付与する不純物元素の濃度を
(n-)と表す。また、不純物領域6019は、画素部
の保持容量を形成するための半導体層であり、この領域
にも同じ濃度でリン(P)を添加する(図9(A))。
その後、レジストマスク6013〜6016を除去す
る。
【0077】次に、マスク層6008をフッ酸などによ
り除去した後、図8(D)と図9(A)で添加した不純
物元素を活性化させる工程を行う。活性化は、窒素雰囲
気中で500〜600℃で1〜4時間の熱処理や、レー
ザー活性化の方法により行うことができる。また、両者
を併用して行っても良い。本実施例では、レーザー活性
化の方法を用いる。レーザー光にはKrFエキシマレー
ザー光(波長248nm)を用いる。本実施例では、レ
ーザー光の形状を線状ビームに加工して用い、発振周波
数5〜50Hz、エネルギー密度100〜500mJ/
cm2として線状ビームのオーバーラップ割合を80〜
98%で走査することによって島状半導体層が形成され
た基板全面を処理する。尚、レーザー光の照射条件には
何ら限定される事項はなく適宣決定することができる。
【0078】そして、ゲート絶縁膜6020をプラズマ
CVD法またはスパッタ法を用いて10〜150nmの
厚さでシリコンを含む絶縁膜で形成する。例えば、12
0nmの厚さで酸化窒化シリコン膜を形成する。ゲート
絶縁膜には、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積
層構造として用いても良い(図9(B))。
【0079】次に、ゲート電極を形成するために第1の
導電層を成膜する。この第1の導電層は単層で形成して
も良いが、必要に応じて二層あるいは三層といった積層
構造としても良い。本実施例では、導電性の窒化物金属
膜から成る導電層(A)6021と金属膜から成る導電
層(B)6022とを積層させる。導電層(B)602
2はタンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン
(Mo)、タングステン(W)から選ばれた元素、また
は前記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合わ
せた合金膜(代表的にはMo−W合金膜またはMo−T
a合金膜)で形成すれば良く、導電層(A)6021は
窒化タンタル(TaN)、窒化タングステン(WN)、
窒化チタン(TiN)膜、窒化モリブデン(MoN)で
形成する。また、導電層(A)6021は代替材料とし
て、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリ
ブデンシリサイドを適用しても良い。導電層(B)60
22は低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減
させると良く、特に酸素濃度に関しては30ppm以下
とすると良かった。例えば、タングステン(W)は酸素
濃度を30ppm以下とすることで20μΩcm以下の
比抵抗値を実現することができる。
【0080】導電層(A)6021は10〜50nm
(好ましくは20〜30nm)とし、導電層(B)60
22は200〜400nm(好ましくは250〜350
nm)とすれば良い。本実施例では、導電層(A)60
21に50nmの厚さの窒化タンタル膜を、導電層
(B)6022には350nmのTa膜を用い、いずれ
もスパッタ法で形成する。このスパッタ法による成膜で
は、スパッタ用のガスのArに適量のXeやKrを加え
ておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を
防止することができる。尚、図示しないが、導電層
(A)6021の下に2〜20nm程度の厚さでリン
(P)をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有
効である。これにより、その上に形成される導電膜の密
着性向上と酸化防止を図ると同時に、導電層(A)また
は導電層(B)が微量に含有するアルカリ金属元素がゲ
ート絶縁膜6020に拡散するのを防ぐことができる
(図9(C))。
【0081】次に、レジストマスク6023〜6027
を形成し、導電層(A)6021と導電層(B)602
2とを一括でエッチングしてゲート電極6028〜60
31と容量配線6032を形成する。ゲート電極602
8〜6031と容量配線6032は、導電層(A)から
成る6028a〜6032aと、導電層(B)から成る
6028b〜6032bとが一体として形成されてい
る。この時、後にドライバ等の駆動回路を構成するTF
Tのゲート電極6029および6030は不純物領域6
017、6018の一部と、ゲート絶縁膜6020を介
して重なるように形成する(図9(D))。
【0082】次いで、ドライバのPチャネル型TFTの
ソース領域およびドレイン領域を形成するために、P型
を付与する不純物元素を添加する工程を行う。ここで
は、ゲート電極6028をマスクとして、自己整合的に
不純物領域を形成する。このとき、Nチャネル型TFT
が形成される領域はレジストマスク6033で被覆して
おく。そして、ジボラン(B26)を用いたイオンドー
プ法で不純物領域6034を形成した。この領域のボロ
ン(B)濃度は3×1020〜3×1021atoms/cm3とな
るようにする。本明細書中では、ここで形成された不純
物領域6034に含まれるP型を付与する不純物元素の
濃度を(p++)と表す(図10(A))。
【0083】次に、Nチャネル型TFTにおいて、ソー
ス領域またはドレイン領域として機能する不純物領域の
形成を行った。レジストのマスク6035〜6037を
形成し、N型を付与する不純物元素が添加して不純物領
域6038〜6042を形成した。これは、フォスフィ
ン(PH3)を用いたイオンドープ法で行い、この領域
のリン(P)濃度を1×1020〜1×1021atoms/cm3
とした。本明細書中では、ここで形成された不純物領域
6038〜6042に含まれるN型を付与する不純物元
素の濃度を(n+)と表す(図10(B))。
【0084】不純物領域6038〜6042には、既に
前工程で添加されたリン(P)またはボロン(B)が含
まれているが、それに比して十分に高い濃度でリン
(P)が添加されるので、前工程で添加されたリン
(P)またはボロン(B)の影響は考えなくても良い。
また、不純物領域6038に添加されたリン(P)濃度
は図10(A)で添加されたボロン(B)濃度の1/2
〜1/3なのでp型の導電性が確保され、TFTの特性
に何ら影響を与えることはなかった。
【0085】そして、画素部のnチャネル型TFTのL
DD領域を形成するためのn型を付与する不純物添加の
工程を行った。ここではゲート電極6031をマスクと
して自己整合的にn型を付与する不純物元素をイオンド
ープ法で添加する。添加するリン(P)の濃度は1×1
16〜5×1018atoms/cm3であり、図9(A)および
図10(A)と図10(B)で添加する不純物元素の濃
度よりも低濃度で添加することで、実質的には不純物領
域6043、6044のみが形成される。本明細書中で
は、この不純物領域6043、6044に含まれるn型
を付与する不純物元素の濃度を(n--)と表す(図10
(C))。
【0086】ここで、ゲート電極のTaのピーリングを
防止するために層間膜としてSiON膜等を200nm
の厚さで形成しても良い。
【0087】その後、それぞれの濃度で添加されたn型
またはp型を付与する不純物元素を活性化するために熱
処理工程を行う。この工程はファーネスアニール法、レ
ーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法
(RTA法)で行うことができる。ここではファーネス
アニール法で活性化工程を行った。熱処理は酸素濃度が
1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下の窒素雰囲
気中で400〜800℃、代表的には500〜600℃
で行うものであり、本実施例では500℃で4時間の熱
処理を行った。また、基板6001に石英基板のような
耐熱性を有するものを使用した場合には、800℃で1
時間の熱処理としても良く、不純物元素の活性化と、該
不純物元素が添加された不純物領域とチャネル形成領域
との接合を良好に形成することができる。なお、上述の
ゲート電極のTaのピーリングを防止するための層間膜
を形成した場合には、この効果は得られない場合があ
る。
【0088】この熱処理において、ゲート電極6028
〜6031と容量配線6032形成する金属膜6028
b〜6032bは、表面から5〜80nmの厚さでその
表面に導電層(C)6028c〜6032cが形成され
る。例えば、導電層(B)6028b〜6032bがタ
ングステン(W)の場合には窒化タングステン(WN)
が形成され、タンタル(Ta)の場合には窒化タンタル
(TaN)を形成することができる。また、導電層
(C)6028c〜6032cは、窒素またはアンモニ
アなどを用いた窒素を含むプラズマ雰囲気にゲート電極
6028〜6031及び容量配線6032を晒しても同
様に形成することができる。さらに、3〜100%の水
素を含む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間
の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行っ
た。この工程は熱的に励起された水素により半導体層の
ダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他
の手段として、プラズマ水素化(プラズマにより励起さ
れた水素を用いる)を行っても良い。
【0089】島状半導体層が、非晶質シリコン膜から触
媒元素を用いる結晶化の方法で作製された場合、島状半
導体層中には微量の触媒元素が残留する。勿論、そのよ
うな状態でもTFTを完成させることが可能であるが、
残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除
去する方がより好ましい。この触媒元素を除去する手段
の一つにリン(P)によるゲッタリング作用を利用する
手段がある。ゲッタリングに必要なリン(P)の濃度は
図10(B)で形成した不純物領域(n+)と同程度で
あり、ここで実施される活性化工程の熱処理により、n
チャネル型TFTおよびpチャネル型TFTのチャネル
形成領域から触媒元素をゲッタリングをすることができ
た(図10(D))。
【0090】第1の層間絶縁膜6045は500〜15
00nmの厚さで酸化シリコン膜または酸化窒化シリコ
ン膜で形成され、その後、それぞれの島状半導体層に形
成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタ
クトホールを形成し、ソース配線6046〜6049
と、ドレイン配線6050〜6053を形成する(図1
1(A))。図示していないが、本実施例ではこの電極
を、Ti膜を100nm、Tiを含むアルミニウム膜5
00nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続して形
成した3層構造の積層膜とする。
【0091】次に、パッシベーション膜6054とし
て、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または窒化酸化
シリコン膜を50〜500nm(代表的には100〜3
00nm)の厚さで形成する。本実施例においては、パ
ッシベーション膜6054は窒化シリコン膜50nmと
酸化シリコン膜24.5nmとの積層膜とした。この状
態で水素化処理を行うとTFTの特性向上に対して好ま
しい結果が得られた。例えば、3〜100%の水素を含
む雰囲気中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処
理を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても
同様の効果が得られた。なお、ここで後に画素電極とド
レイン配線を接続するためのコンタクトホールを形成す
る位置において、パッシベーション膜6054に開口部
を形成しておいても良い(図11(A))。
【0092】その後、有機樹脂からなる第2層間絶縁膜
6055を1.0〜1.5μmの厚さに形成する。有機
樹脂としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポ
リイミドアミド、BCB(ベンゾシクロブテン)等を使
用することができる。ここでは、基板に塗布後、熱重合
するタイプのアクリルを用い、250℃で焼成して形成
する(図11(B))。
【0093】本実施例ではブラックマトリクスは、Ti
膜を100nmに形成し、その後AlとTiの合金膜を
300nmに形成した積層構造とする。
【0094】その後、有機樹脂からなる第3層間絶縁膜
6059を1.0〜1.5μmの厚さに形成する。有機
樹脂としては、第2層間絶縁膜と同様の樹脂をもちいる
ことができる。ここでは、基板に塗布後、熱重合するタ
イプのポリイミドを用い、300℃で焼成して形成し
た。
【0095】そして、第2層間絶縁膜6055および第
3層間絶縁膜6059にドレイン配線6053に達する
コンタクトホールを形成し、画素電極6060を形成す
る。本発明の透過型液晶表示装置においては、画素電極
6060にはITO等の透明導電膜を用いる。(図11
(B))。
【0096】こうして同一基板上に、駆動回路TFTと
画素部の画素TFTとを有した基板を完成させることが
できる。駆動回路にはpチャネル型TFT6101、第
1のnチャネル型TFT6102、第2のnチャネル型
TFT6103、画素部には画素TFT6104、保持
容量6105が形成されている(図12)。本明細書で
は便宜上このような基板をアクティブマトリクス基板と
呼んでいる。
【0097】次に、上記の工程によって作製されたアク
ティブマトリクス基板をもとに、透過型液晶表示装置を
作製する工程を説明する。
【0098】図12の状態のアクティブマトリクス基板
に配向膜6061を形成する。本実施例では、配向膜6
061にはポリイミドを用いた。次に、対向基板を用意
する。対向基板は、ガラス基板6062、透明導電膜か
らなる対向電極6063、配向膜6064とで構成され
る。
【0099】なお、本実施例では、配向膜には、液晶分
子が基板に対して平行に配向するようなポリイミド膜を
用いた。なお、配向膜形成後、ラビング処理を施すこと
により、液晶分子がある一定のプレチルト角を持って平
行配向するようにした。
【0100】次に、上記の工程を経たアクティブマトリ
クス基板と対向基板とを公知のセル組み工程によって、
シール材やスペーサ(共に図示せず)などを介して貼り
合わせる。その後、両基板の間に液晶6065を注入
し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。よっ
て、図12に示すような透過型液晶表示装置が完成す
る。
【0101】なお本実施例では、透過型液晶表示装置が
TN(ツイスト)モードによって表示を行うようにし
た。そのため、偏光板(図示せず)が透過型液晶表示装
置の上部に配置された。
【0102】駆動回路のpチャネル型TFT6101に
は、島状半導体層6004にチャネル形成領域806、
ソース領域807a、807b、ドレイン領域808
a,808bを有している。第1のnチャネル型TFT
6102には、島状半導体層6005にチャネル形成領
域809、ゲート電極6071と重なるLDD領域81
0(以降、このようなLDD領域をLovと記す)、ソー
ス領域811、ドレイン領域812を有している。この
Lov領域のチャネル長方向の長さは0.5〜3.0μ
m、好ましくは1.0〜1.5μmとした。第2のnチ
ャネル型TFT6103には、島状半導体層6006に
チャネル形成領域813、LDD領域814、815、
ソース領域816、ドレイン領域817を有している。
このLDD領域はLov領域とゲート電極6072と重な
らないLDD領域(以降、このようなLDD領域をLof
fと記す)とが形成され、このLoff領域のチャネル長方
向の長さは0.3〜2.0μm、好ましくは0.5〜
1.5μmである。画素TFT6104には、島状半導
体層6007にチャネル形成領域818、819、Lof
f領域820〜823、ソースまたはドレイン領域82
4〜826を有している。Loff領域のチャネル長方向
の長さは0.5〜3.0μm、好ましくは1.5〜2.
5μmである。また、画素TFT6104のチャネル形
成領域818、819と画素TFTのLDD領域である
Loff領域820〜823との間には、オフセット領域
(図示せず)が形成されている。さらに、容量配線60
74と、ゲート絶縁膜6020から成る絶縁膜と、画素
TFT6073のドレイン領域826に接続し、n型を
付与する不純物元素が添加された半導体層827とから
保持容量805が形成されている。図12では画素TF
T804をダブルゲート構造としたが、シングルゲート
構造でも良いし、複数のゲート電極を設けたマルチゲー
ト構造としても差し支えない。
【0103】以上の様に本実施例においては、画素TF
Tおよびドライバが要求する仕様に応じて各回路を構成
するTFTの構造を最適化し、液晶表示装置の動作性能
と信頼性を向上させることを可能とすることができる。
【0104】なお、本実施例においては透過型の液晶表
示装置について説明した。しかし、本発明の液晶表示装
置は、これに限定されるわけではなく、反射型の液晶表
示装置にも用いることができる。
【0105】(実施例2)
【0106】本実施例では、本発明の液晶表示装置を逆
スタガ型のTFTを用いて構成した例を示す。
【0107】図13を参照する。図13には、本実施例
の液晶表示装置を構成する逆スタガ型のNチャネル型T
FTの断面図が示されている。なお、図13には、1つ
のNチャネル型TFTしか図示しないが、Pチャネル型
TFTとNチャネル型TFTとによってCMOS回路を
構成することもできるのは言うまでもない。また、同様
の構成により画素TFTを構成できることも言うまでも
ない。
【0108】図13(A)を参照する。4001は基板
であり、実施例1で説明したようなものが用いられる。
4002は酸化シリコン膜である。4003はゲート電
極である。4004はゲイト絶縁膜である。4005、
4006、4007および4008は、多結晶シリコン
膜から成る活性層である。この活性層の作製にあたって
は、実施例1で説明した非晶質シリコン膜の多結晶化と
同様の方法が用いられた。またレーザー光(好ましくは
線状レーザー光または面状レーザー光)によって、非晶
質シリコン膜を結晶化させる方法をとっても良い。な
お、4005はソース領域、4006はドレイン領域、
4007は低濃度不純物領域(LDD領域)、4008
はチャネル形成領域である。4009はチャネル保護膜
であり、3010は層間絶縁膜である。4011および
4012はそれぞれ、ソース電極、ドレイン電極であ
る。
【0109】次に、図13(B)を参照する。図13
(B)には図13(A)とは構成が異なる逆スタガ型の
TFTによって液晶表示装置が構成された場合について
説明する。
【0110】図13(B)においても、1つのNチャネ
ル型TFTしか図示しないが、上述のようにPチャネル
型TFTとNチャネル型TFTとによってCMOS回路
を構成することもできるのは言うまでもない。また、同
様の構成により画素TFTを構成できることも言うまで
もない。
【0111】4101は基板である。4102は酸化シ
リコン膜である。4103はゲイト電極である。410
4はベンゾジクロブテン(BCB)膜であり、その上面
が平坦化される。4105は窒化シリコン膜である。B
CB膜と窒化シリコン膜とでゲイト絶縁膜を構成する。
4106、4107、4108および4109は、多結
晶シリコン膜から成る活性層である。この活性層の作製
にあたっては、実施例1で説明した非晶質シリコン膜の
多結晶化と同様の方法が用いられた。またレーザー光
(好ましくは線状レーザー光または面状レーザー光)に
よって、非晶質シリコン膜を結晶化させる方法をとって
も良い。なお、4106はソース領域、4107はレイ
ン領域、4108は低濃度不純物領域(LDD領域)、
4109はチャネル形成領域である。4110はチャネ
ル保護膜であり、4111は層間絶縁膜である。411
2および4113はそれぞれ、ソース電極、ドレイン電
極である。
【0112】本実施例によると、BCB膜と窒化シリコ
ン膜とで構成されるゲイト絶縁膜が平坦化されているの
で、その上に成膜される非晶質シリコン膜も平坦なもの
になる。よって、非晶質シリコン膜を多結晶化する際
に、従来の逆スタガ型のTFTよりも均一な多結晶シリ
コン膜を得ることができる。
【0113】(実施例3)
【0114】上述の本発明の液晶表示装置にはネマチッ
ク液晶以外にも様々な液晶を用いることが可能である。
例えば、1998, SID, "Characteristics and Driving Sc
hemeof Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiti
ng Fast Response Time andHigh Contrast Ratio with
Gray-Scale Capability" by H. Furue et al.や、1997,
SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresholdless Anti
ferroelectric LCDExhibiting Wide Viewing Angle wit
h Fast Response Time" by T. Yoshida etal.や、1996,
J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thresholdless ant
iferroelectricity in liquid crystals and its appli
cation to displays" by S. Inui et al.や、米国特許
第5594569 号に開示された液晶を用いることが可能であ
る。
【0115】等方相−コレステリック相−カイラルスメ
クティックC相転移系列を示す強誘電性液晶(FLC)
を用い、DC電圧を印加しながらコレステリック相−カ
イラルスメクティックC相転移をさせ、かつコーンエッ
ジをほぼラビング方向に一致させた単安定FLCの電気
光学特性を図14に示す。図14に示すような強誘電性
液晶による表示モードは「Half−V字スイッチング
モード」と呼ばれている。図14に示すグラフの縦軸は
透過率(任意単位)、横軸は印加電圧である。「Hal
f−V字スイッチングモード」については、寺田らの”
Half−V字スイッチングモードFLCD”、第46
回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、1999年3
月、第1316頁、および吉原らの”強誘電性液晶によ
る時分割フルカラーLCD”、液晶第3巻第3号第19
0頁に詳しい。
【0116】図14に示されるように、このような強誘
電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可
能となることがわかる。本発明の液晶表示装置には、こ
のような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いること
ができる。
【0117】また、ある温度域において反強誘電相を示
す液晶を反強誘電性液晶(AFLC)という。反強誘電
性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連
続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反
強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい
値反強誘電性混合液晶は、いわゆるV字型の電気光学応
答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±2.5V
程度(セル厚約1μm〜2μm)のものも見出されてい
る。
【0118】また、一般に、無しきい値反強誘電性混合
液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。こ
のため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置
に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要
となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反
強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。
【0119】なお、このような無しきい値反強誘電性混
合液晶を本発明の液晶表示装置に用いることによって低
電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現され
る。
【0120】(実施例4)
【0121】本発明の液晶表示装置は、様々な電子機器
に組み込んで用いることができる。
【0122】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型
ディスプレイ)、ゲーム機、カーナビゲーション、パー
ソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュ
ータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。
それらの一例を図15および図16に示す。
【0123】図15(A)はフロント型プロジェクタ−
であり、本体10001、本発明の液晶表示装置100
02、光源10003、光学系10004、スクリーン
10005で構成されている。なお、図15(A)に
は、液晶表示装置を1つ組み込んだフロントプロジェク
ターが示されているが、液晶表示装置を3個(R、G、
Bの光にそれぞれ対応させる)組み込んことによって、
より高解像度・高精細のフロント型プロジェクタを実現
することができる。
【0124】図15(B)はリア型プロジェクターであ
り、10006は本体、10007は本発明の液晶表示
装置であり、10008は光源であり、10009はリ
フレクター、10010はスクリーンである。なお、図
15(B)には、液晶表示装置を3個(R、G、Bの光
にそれぞれ対応させる)組み込んだリア型プロジェクタ
が示されている。また、本発明の液晶表示装置を1個組
み込んだリア型プロジェクタも提供することができる。
【0125】図16(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体7001、映像入力部7002、本発明の液
晶表示装置7003、キーボード7004で構成され
る。
【0126】図16(B)はビデオカメラであり、本体
7101、本発明の液晶表示装置7102、音声入力部
7103、操作スイッチ7104、バッテリー710
5、受像部7106で構成される。
【0127】図16(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体7201、カメラ部
7202、受像部7203、操作スイッチ7204、本
発明の液晶表示装置7205で構成される。
【0128】図16(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体7301、本発明の液晶表示装置7302、
アーム部7303で構成される。
【0129】図16(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体7401、本発明の液晶表示装置7402、ス
ピーカ部7403、記録媒体7404、操作スイッチ7
405で構成される。なお、この装置は記録媒体として
DVD(Digital Versatile Dis
c)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやイ
ンターネットを行うことができる。
【0130】図16(F)は、本発明の液晶表示装置を
用いたディスプレイ装置である。7501は本体、75
02は本発明の液晶表示装置である。
【0131】以上の様に、本発明の液晶表示装置の適用
範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用でき
る。
【0132】なお、上述の実施例においては、本発明の
表示装置として液晶表示装置を例に挙げて説明したが、
本発明の表示装置は液晶表示装置に限定されるわけでは
ない。例えば、本発明の表示装置は、アクティブマトリ
クス型有機EL表示装置として実現することもできる。
【0133】
【発明の効果】
【0134】本発明の液晶表示装置においては、ソース
信号線にビデオ信号が入力された後もゲート信号線に選
択信号が入力されるので、ゲート信号線およびソース信
号線の負荷容量が大きい場合でも液晶および保持容量に
ビデオ信号を十分に書き込むだけの時間を稼ぐことがで
きる。また、画素のTFTの動作速度が遅くても液晶お
よび保持容量にビデオ信号を十分に書き込むだけの時間
を稼ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の液晶表示装置の概略構成図である。
【図2】 本発明の液晶表示装置の駆動タイミングチャ
ートである。
【図3】 本発明の液晶表示装置の概略構成図である。
【図4】 本発明の液晶表示装置の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図5】 本発明の液晶表示装置の駆動タイミングチャ
ートである。
【図6】 本発明の液晶表示装置の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図7】 本発明の液晶表示装置の駆動タイミングチャ
ートである。
【図8】 本発明の駆動回路を用いた液晶表示装置の作
製工程例を示す図である。
【図9】 本発明の液晶表示装置の作製工程例を示す図
である。
【図10】 本発明の液晶表示装置の作製工程例を示す
図である。
【図11】 本発明の液晶表示装置の作製工程例を示す
図である。
【図12】 本発明の液晶表示装置の作製工程例を示す
図である。
【図13】 本発明の液晶表示装置の断面図である。
【図14】 Half−V字型の電気光学特性を示す強
誘電性液晶の印加電圧−透過率特性を示すグラフであ
る。
【図15】 本発明の液晶表示装置を組み込んだ電子機
器の例である。
【図16】 本発明の液晶表示装置を組み込んだ電子機
器の例である。
【図17】 従来の液晶表示装置の概略構成図である。
【図18】 従来の液晶表示装置の駆動タイミングチャ
ートである。
【図19】 本発明の液晶表示装置の駆動タイミングチ
ャートである。
【符号の説明】
1000 液晶表示装置 1100 ソースドライバ 1200 ゲートドライバL 1300 ゲートドライバR 1400 画素部 1401 TFT 1403 保持容量 1404 液晶 S1、S2、S3、S4 ソース信号線 G1L、G2L、G3L、G4L ゲート信号線 G1R、G2R、G3R、G4R ゲート信号線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/66 102 H04N 5/66 102B

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】TFTを有する(m×2n)個の画素がマ
    トリクス状に配置された画素部と(m、nはともに自然
    数)、 2n本のソース信号線S1、S2、・・・、Sn、Sn
    +1、Sn+2、・・・、S2nにビデオ信号を供給す
    るソースドライバと、 m本の第1のゲート信号線G1L、G2L、・・・、G
    mLに選択信号を供給する第1のゲートドライバと、 m本の第2のゲート信号線G1R、G2R、・・・、G
    mRに選択信号を供給する第2のゲートドライバと、を
    有する表示装置であって、 前記ソース信号線S1、S2、・・・、Snに接続され
    た前記画素は、前記第1のゲート信号線G1L、G2
    L、・・・、GmLから選択信号を供給され、 前記ソース信号線Sn+1、Sn+2、・・・、S2n
    に接続された前記画素は、前記第2のゲート信号線G1
    R、G2R、・・・、GmRから選択信号を供給され、 前記第1のゲート信号線G1Lに選択信号が供給されて
    いる間に、前記第2のゲート信号線G1Rに選択信号が
    供給され始め、 前記第2のゲート信号線G1Rに選択信号が供給されて
    いる間に、前記第1のゲート信号線G1Lに選択信号が
    供給され始めることを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】TFTを有する(m×2n)個の画素がマ
    トリクス状に配置された画素部と(m、nはともに自然
    数)、 2n本のソース信号線S1、S2、・・・、Sn、Sn
    +1、Sn+2、・・・、S2nにビデオ信号を供給す
    るソースドライバと、 m本の第1のゲート信号線G1L、G2L、・・・、G
    mLに選択信号を供給する第1のゲートドライバと、 m本の第2のゲート信号線G1R、G2R、・・・、G
    mRに選択信号を供給する第1のゲートドライバと、を
    有する表示装置であって、 前記ソース信号線S1、S2、・・・、Snに接続され
    た前記画素は、前記第1のゲート信号線G1L、G2
    L、・・・、GmLから選択信号を供給され、 前記ソース信号線Sn+1、Sn+2、・・・、S2n
    に接続された前記画素は、前記第2のゲート信号線G1
    R、G2R、・・・、GmRから選択信号を供給され、 前記選択信号は、前記第1のゲート信号線G1L、前記
    第2のゲート信号線G1R、前記第1のゲート信号線G
    2L、前記第2のゲート信号線G2R、・・・、前記第
    1のゲート信号線GmL、前記第2のゲート信号線Gm
    Rの順に半周期づつ遅れながら順に供給されることを特
    徴とする表示装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の表示装置を3個
    用いたことを特徴とするリアプロジェクター。
  4. 【請求項4】請求項1または2に記載の表示装置を3個
    用いたことを特徴とするフロントプロジェクター。
  5. 【請求項5】請求項1または2に記載の表示装置を1個
    用いたことを特徴とするリアプロジェクター。
  6. 【請求項6】請求項1または2に記載の表示装置をを1
    個用いたことを特徴とするフロントプロジェクター。
  7. 【請求項7】請求項1または2に記載の表示装置を用い
    たことを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
  8. 【請求項8】請求項1または1に記載の表示装置を用い
    たことを特徴とするコンピュータ。
  9. 【請求項9】請求項1または2に記載の表示装置を用い
    たことを特徴とするビデオカメラ。
  10. 【請求項10】請求項1または2に記載の表示装置を用
    いたことを特徴とするDVDプレーヤー。
  11. 【請求項11】請求項1または2に記載の表示装置を用
    いたことを特徴とするディスプレイ装置。
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