JP2001188257A - Electrooptical device, television and wall-hung television - Google Patents

Electrooptical device, television and wall-hung television

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JP2001188257A
JP2001188257A JP2000342919A JP2000342919A JP2001188257A JP 2001188257 A JP2001188257 A JP 2001188257A JP 2000342919 A JP2000342919 A JP 2000342919A JP 2000342919 A JP2000342919 A JP 2000342919A JP 2001188257 A JP2001188257 A JP 2001188257A
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JP
Japan
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electro
optical device
film
electrode
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JP2000342919A
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Japanese (ja)
Inventor
正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
Akira Mase
晃 間瀬
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrooptical device having a novel constitution, television(TV) and a wall-hung TV. SOLUTION: The display performance of the electrooptical device, the TV and the wall-hung TV can be enhanced since a fixed electric field can be applied to a liquid crystal by providing a flattened film covering a transistor and consisting of organic resin or a flattened film covering a color filter or a black strip and by fixing the distance between substrates interposing the liquid crystal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ型表示
装置、特に、アクティブ型電気光学装置、テレビ、壁掛
けテレビに関するもので、明確な階調のレベルを設定で
きるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active display device, and more particularly, to an active electro-optical device, a television, and a wall-mounted television, in which a clear gradation level can be set.

【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の誘電率が異なるため、
外部の電界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
たは分散量を制御することで、ON/OFFの表示を行
っている。
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.
It can be easily arranged horizontally or vertically with respect to an external electric field. The liquid crystal electro-optical device displays ON / OFF by controlling the amount of transmitted light or the amount of dispersion by utilizing the anisotropy of the dielectric constant.

【0003】図2にネマチック液晶の電気光学特性を示
す。印加電圧が小さいVa(A点101)のときには、
透過光量がほぼ0%、Vb(B点102)の場合には3
0%ほど、Vc(C点103)の場合には80%ほど、
Vd(D点104)の場合には100%ほどになる。つ
まり、A、D点のみを利用すれば、白黒の2階調表示
が、B、C点のように電気光学特性の立ち上がりの部分
を利用すれば、中間階調表示が可能となる。本発明者が
確認した具体的電圧としては、Va=2.0V、Vb=
2.18V、Vc=2.3V、Vd=2.5Vであっ
た。
FIG. 2 shows the electro-optical characteristics of a nematic liquid crystal. When the applied voltage is small Va (point A 101),
When the transmitted light amount is almost 0% and Vb (point B 102), 3
About 0%, about 80% in the case of Vc (C point 103),
In the case of Vd (D point 104), it is about 100%. In other words, if only the points A and D are used, black and white two-gradation display is possible, and if the rising portion of the electro-optical characteristic is used like points B and C, intermediate gradation display is possible. As specific voltages confirmed by the present inventors, Va = 2.0 V, Vb =
2.18 V, Vc = 2.3 V, and Vd = 2.5 V.

【0004】従来、TFTを利用した液晶電気光学装置
の階調表示の場合、TFTのゲート印加電圧もしくはソ
ース・ドレイン間の印加電圧を変化させてアナログ的に
電圧を調整し、階調表示を行っていた。
Conventionally, in the case of a gray scale display of a liquid crystal electro-optical device using a TFT, a gray scale display is performed by changing a gate applied voltage of the TFT or a voltage applied between a source and a drain to adjust the voltage in an analog manner. I was

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】TFTを利用した液晶
電気光学装置の階調表示の方法に関して、さらに詳しい
説明を加える。従来、液晶電気光学装置に用いられてい
るnチャネル型薄膜トランジスタは、図3に示すような
電圧電流特性を持っている。図3に示した電圧電流特性
は、アモルファスシリコンを用いたnチャネル型薄膜ト
ランジスタの特性201と、ポリシリコンを用いたnチ
ャネル型薄膜トランジスタの特性202である。
A more detailed description will be given of a gradation display method of a liquid crystal electro-optical device using a TFT. Conventionally, an n-channel thin film transistor used for a liquid crystal electro-optical device has a voltage-current characteristic as shown in FIG. The voltage-current characteristics shown in FIG. 3 are a characteristic 201 of an n-channel thin film transistor using amorphous silicon and a characteristic 202 of an n-channel thin film transistor using polysilicon.

【0006】ゲート電極に加える電圧をアナログ的に制
御することで、ドレイン電流を制御することができ、ひ
いてはソース・ドレイン間の抵抗値を変化させることと
なる。その結果、直列接合された液晶に加わる電界の大
きさをその抵抗分割によって、任意に変化させることが
できる。これによって、階調表示が可能になっている。
また、この逆で、ゲート電極を走査側信号線に接続し、
ソース・ドレイン間電圧を変化させて、液晶に加える電
界値そのものを任意に制御する方法もある。
By controlling the voltage applied to the gate electrode in an analog manner, the drain current can be controlled, and the resistance between the source and drain can be changed. As a result, the magnitude of the electric field applied to the liquid crystals connected in series can be arbitrarily changed by the resistance division. Thereby, gradation display is possible.
Conversely, the gate electrode is connected to the scanning signal line,
There is also a method of arbitrarily controlling the electric field value itself applied to the liquid crystal by changing the source-drain voltage.

【0007】どちらの手法にしても、TFTの特性に大
きく依存したアナログ的な階調表示方式であることに違
いはない。しかしながら、マトリクス構成をなす多数の
TFT素子の全てが均一な特性を有するように作成する
のは難しく、特に、階調表示に必要な中間の電圧の微調
整は今の技術では、非常な困難を要しているのが現状で
ある。図2に示したネマチック液晶の電気光学的特性か
らもわかる様に、暗状態の境界値である2.08V付近
から明状態の境界値である2.40V付近までの0.3
2V間で全ての階調表示を行なわねばならない。16階
調を仮定した場合、平均0.02V間隔でのコントロー
ルが必要となる。
In either case, there is no difference that the analog gray scale display system largely depends on the characteristics of the TFT. However, it is difficult to make a large number of TFT elements in a matrix configuration so as to have uniform characteristics. In particular, fine adjustment of an intermediate voltage required for gradation display is very difficult with the current technology. What is needed is the current situation. As can be seen from the electro-optical characteristics of the nematic liquid crystal shown in FIG. 2, 0.3 from the vicinity of the boundary value in the dark state of about 2.08 V to the vicinity of the boundary value in the light state of about 2.40 V.
All gradation display must be performed between 2V. Assuming 16 gradations, control at an average 0.02 V interval is required.

【0008】もし、図2に示すA点101とD点104
の様な、液晶が完全にON/OFFする部分でコントロ
ールした場合、その電圧差は、0.5V以上とることが
出来るために、TFTの面内特性ばらつきを十分緩和す
るに価する。複数の書込みフレームを利用して、例え
ば、10フレーム中6フレームをON(2.5V)にし
て、残り4フレームをOFF(2.0V)にしてやるこ
とで、書込み平均電圧は、2.3Vとなり、中間階調表
示が可能となる。
If the points A 101 and D 104 shown in FIG.
When the voltage is controlled in a portion where the liquid crystal is completely turned on / off as described in (1), the voltage difference can be set to 0.5 V or more, which is enough to sufficiently reduce the in-plane characteristic variation of the TFT. By using a plurality of writing frames, for example, by turning on (2.5 V) 6 frames out of 10 frames and turning off (2.0 V) the remaining 4 frames, the writing average voltage becomes 2.3 V. , Half-tone display is possible.

【0009】しかしながら、この様にした場合、複数フ
レームを利用するために、人間の視覚で確認できる30
Hz以下の表示になる危険性が発生して、条件によって
は、フリッカー等の表示不良の原因となっていた。これ
を防止する方法として、駆動周波数の高速化も提案され
ているが、ドライバーICのデーター転送速度にも、2
0MHz程度と限界があり、困難を要していた。
However, in this case, since a plurality of frames are used, it can be confirmed by human eyes.
There is a danger that the display will be displayed at a frequency of less than or equal to Hz, and depending on the conditions, this may cause display defects such as flicker. As a method for preventing this, increasing the driving frequency has been proposed.
There was a limit of about 0 MHz, and it was difficult.

【0010】[0010]

【問題を解決するための手段】そこで、本発明では、従
来のアナログ的階調表示ではなく、デジタル的階調表示
を行うことで、明確な階調表示レベルを液晶に供給する
手段を提案するものであり、且つその際に、従来、提案
されているような単純に駆動周波数を上げて階調表示を
行う方法ではなく、データの転送周波数と階調表示用周
波数を独立させて、フレーム周波数の変化をさせない状
態でデジタル階調表示を行うことに特徴を有する。
Therefore, the present invention proposes a means for supplying a clear gradation display level to the liquid crystal by performing digital gradation display instead of the conventional analog gradation display. In that case, the frame frequency is not changed by simply increasing the driving frequency and performing the gradation display as conventionally proposed, but by making the data transfer frequency and the gradation display frequency independent. It is characterized in that digital gradation display is performed in a state where no change is made.

【0011】本発明は、アクティブマトリクス型液晶表
示装置において、任意の画素に書き込む単位時間tと1
画面を書き込む時間Fで関係される表示タイミングを有
する表示駆動方式を用いた表示装置の階調表示を、前記
時間Fを変更すること無しに前記時間tの書込み時間中
の信号を時分割とし、このことによって時間tに画素の
液晶に加わる電界の平均値を分割の割合に応じて変化さ
せ、階調を表示可能にしたことを特徴としている。
According to the present invention, in an active matrix type liquid crystal display device, unit times t and 1 to be written to an arbitrary pixel are set.
A gray scale display of a display device using a display drive method having a display timing related to a screen writing time F, a signal during the writing time of the time t is changed to time division without changing the time F, This is characterized in that the average value of the electric field applied to the liquid crystal of the pixel at time t is changed according to the division ratio, and the gray scale can be displayed.

【0012】従来の表示装置の場合、データ方向の信号
線の電界の強さの強弱で画素電極にかかる電界が決ま
り、それによって液晶の透過率が決定される。
In the case of the conventional display device, the electric field applied to the pixel electrode is determined by the strength of the electric field of the signal line in the data direction, and thereby the transmittance of the liquid crystal is determined.

【0013】本発明では、このようなアナログ的な階調
制御を行うのではなく、任意の画素に書き込む単位時間
tの書込み時間中の信号を時分割とし、分割数分の階調
を表示可能にしている。その際、書き込み時間における
電界変化は、非書き込み時間ではその平均値になり、明
快な階調表示が可能となっている。
According to the present invention, instead of performing such analog gradation control, a signal during a writing time of a unit time t to be written to an arbitrary pixel is time-division-divided, and gradations corresponding to the number of divisions can be displayed. I have to. At this time, the electric field change during the writing time becomes the average value during the non-writing time, and a clear gradation display is possible.

【0014】情報信号側のデーター転送速度は、例えば
1920×400ドット構成の液晶電気光学装置の場
合、8ビットパラレル転送で、5.76MHzのクロッ
ク周波数が必要となる。これに、従来の複数フレーム方
式を用いた場合、10フレームを利用するならば単純に
57.6MHzのクロック周波数が必要となるのであ
る。しかしながら、本発明の場合、階調表示用のクロッ
ク周波数を独立してとるため、最大8MHzの駆動能力
を有するICを用いた場合、約166階調まで、表示可
能となる。12.3MHzの駆動ICを採用すれば、ビ
ジュアル用に必要と言われている256階調表示まで十
分可能な値になり、従来のアナログ方式および複数フレ
ーム方式のデジタル階調表示とは格段の優位性が生じ
る。以下に実施例をもってさらに詳細な説明を加える。
As for the data transfer speed on the information signal side, for example, in the case of a 1920 × 400 dot liquid crystal electro-optical device, a clock frequency of 5.76 MHz is required for 8-bit parallel transfer. On the other hand, when the conventional multiple frame method is used, if 10 frames are used, a clock frequency of 57.6 MHz is simply required. However, in the case of the present invention, since the clock frequency for gray scale display is independently set, it is possible to display up to about 166 gray scales when using an IC having a drive capability of a maximum of 8 MHz. If a 12.3 MHz drive IC is adopted, the value becomes sufficiently possible up to 256 gray scale display required for visual use, and is significantly superior to the conventional analog gray scale and multi-frame digital gray scale display. Nature occurs. A more detailed description will be given below with reference to examples.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

【0016】『実施例1』(画像表示装置・テレビ)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TFTは、レーザーアニールを
用いた多結晶シリコンで、スタガ型とした。
Embodiment 1 (Image Display Apparatus / TV) In this embodiment, a wall-mounted television is manufactured using a liquid crystal display apparatus having a circuit configuration as shown in FIG. The TFT at that time was a staggered type made of polycrystalline silicon using laser annealing.

【0017】この回路構成に対応する実際の電極等の配
置構成を図5に示している。これらは説明を簡単にする
為2×2(またはそれ以下)に相当する部分のみ記載さ
れている。また、実際の駆動信号波形を図1に示す。こ
れも説明を簡単にする為に2×2のマトリクス構成とし
た場合の信号波形で説明を行う。
FIG. 5 shows an actual arrangement of electrodes and the like corresponding to this circuit configuration. For simplicity, only portions corresponding to 2 × 2 (or less) are described. FIG. 1 shows an actual drive signal waveform. For the sake of simplicity, the description will be made using signal waveforms in the case of a 2 × 2 matrix configuration.

【0018】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5
1としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに
作製する。プロセス条件は、酸素100%雰囲気、成膜
温度15℃、出力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。
First, a method for manufacturing a liquid crystal panel used in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6A, a blocking layer 5 is formed on a glass 50 such as quartz glass which can withstand a heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C. by using a magnetron RF (high frequency) sputtering method.
A silicon oxide film as No. 1 is formed to a thickness of 1000 to 3000 °. The process conditions were a 100% oxygen atmosphere, a film formation temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The film formation rate using quartz or single crystal silicon as a target was 30 to 100 ° / min.

【0019】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜を作製した。成膜温度は、250℃〜350
℃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。NTFTのスレッ
シュホ−ルド電圧(Vth)を制御するため、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法だけ
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 was formed thereon by a plasma CVD method. The film formation temperature is from 250 ° C. to 350 ° C.
C., and 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 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced at a pressure of 3 Pa in the PCVD apparatus, 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 embodiment, 0.055 W / cm 2 is 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 NTFT, boron may be added at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 during the film formation using diborane. In addition, the silicon layer serving as the channel region of the TFT may be formed not only by the plasma CVD method but also by a sputtering method or a low pressure CVD method. The method will be briefly described below.

【0020】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13.56MH
z、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 forming temperature is 150 ° C. and the frequency is 13.56 MH.
z, the sputter output is 400-800 W, and the pressure is 0.
It was 5 Pa.

【0021】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、
530℃でジシラン(Si2H6) 、またはトリシラン(Si
3H8) 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、50〜25
0Å/ 分であった。
When formed by the reduced pressure gas phase method, 450 to 550 ° C., which is 100 to 200 ° C. lower than the crystallization temperature, for example,
At 530 ° C., disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si
3 H 8 ) was supplied to a CVD apparatus to form a film. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The deposition rate is 50-25
It was 0Å / min.

【0022】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×
1022cm-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 ×
It was 1 atomic% when compared with 10 22 cm -3 .

【0023】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
In order to further promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less,
Oxygen may be added only to the T channel formation region by ion implantation so as to have a concentration of 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 .

【0024】上記方法によって、アモルファス状態の珪
素膜52を500〜5000Å、本実施例では、100
0Åの厚さに成膜した。
According to the above-described method, the amorphous silicon film 52 is formed at a temperature of 500 to 5000.degree.
The film was formed to a thickness of 0 °.

【0025】その後、図6(B)に示すように、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を作製し
た。成膜温度は、250℃〜350℃で行い、本実施例
では、320℃とし、モノシラン(SiH4)とモノシランベ
ースのフォスフィン(PH3) 3%濃度のものを用いた。こ
れらをPCVD装置内5Paの圧力でに導入し、13.
56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高
周波電力は、0.05〜0.20W/cm2 が適当であ
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、5
0Åとした。
After that, as shown in FIG. 6B, a pattern was formed by opening only the source / drain regions of the photoresist 53 by using the mask P1. A silicon film to be an n-type active layer was formed thereon by a plasma CVD method. The film is formed at a temperature of 250 ° C. to 350 ° C. In this embodiment, the temperature is set to 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based phosphine (PH 3 ) having a concentration of 3% are used. 12. These are introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 5 Pa;
A film was formed by applying a high frequency power of 56 MHz. At this time, high frequency power, 0.05~0.20W / cm 2 are suitable, in the present embodiment, a 0.120W / cm 2. The specific conductivity of the n-type silicon layer completed by this method was about 2 × 10 −1 [Ωcm −1 ]. The film thickness is 5
0 °.

【0026】また一方、図6(C)に示すように、フォ
トレジスト54をマスクP2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p型の活性層となる珪素膜を作製し
た。成膜温度は、250℃〜350℃で行い、本実施例
では、320℃とし、モノシラン(SiH4)とモノシランベ
ースのジボラン(B2H6)2%濃度のものを用いた。これら
をPCVD装置内4Paの圧力でに導入し、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、0.05〜0.20W/cm2 が適当であり、
本実施例では、0.080W/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、
1×10-1〔Ωcm-1〕程度となった。膜厚は50Åと
した。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (C), a pattern was formed by opening only the source / drain regions of the photoresist 54 using the mask P2. A silicon film to be a p-type active layer was formed thereon by a plasma CVD method. The film is formed at a temperature of 250 ° C. to 350 ° C. In this embodiment, the temperature is set to 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based diborane (B 2 H 6 ) having a concentration of 2% are used. These were introduced at a pressure of 4 Pa in the PCVD apparatus, and 13.56
The film was formed by applying a high frequency power of MHz. At this time, the high frequency power is suitably 0.05 to 0.20 W / cm 2 ,
In this embodiment, 0.080 W / cm 2 is used. The specific conductivity of the p-type silicon layer produced by this method is
It was about 1 × 10 −1 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 50 °.

【0027】その後、リフトオフ法を用いて、ソース・
ドレイン領域55、56および57、58を形成した。
その後、マスクP62を用いてNチャネル型薄膜トラ
ンジスタ用アイランド領域63および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。(図6
(D))
After that, using the lift-off method,
Drain regions 55 and 56 and 57 and 58 were formed.
Thereafter, an N-channel thin film transistor island region 63 and a P-channel thin film transistor island region 64 were formed using the mask P62. (FIG. 6
(D))

【0028】その後、XeClエキシマレーザーを用い
て、ソース・ドレイン・チャネル領域をレーザーアニー
ルすると同時に、活性層にレーザードーピングを行なっ
た。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネルギーが
130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するには、22
0mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から220
mJ/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15
0mJ/cm2で水素の追い出しを行なった後、230
mJ/cm2 で結晶化を行った。
Thereafter, the source, drain, and channel regions were laser-annealed using a XeCl excimer laser, and at the same time, the active layer was laser-doped. At this time, the laser energy has a threshold energy of 130 mJ / cm 2 , and the melting of the entire film thickness requires 22 mJ / cm 2.
0 mJ / cm 2 is required. However, from the beginning 220
When energy of mJ / cm 2 or more is irradiated, hydrogen contained in the film is rapidly released, so that the film is destroyed. For this purpose, it is necessary to first displace hydrogen with low energy and then melt it. In this embodiment, the first 15
After purging hydrogen at 0 mJ / cm 2 , 230
Crystallization was performed at mJ / cm 2 .

【0029】アニ−ルにより、珪素膜は、アモルファス
構造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈
する。特に、シリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の
高い領域は、特に、結晶化をして結晶状態となろうとす
る。しかし、これらの領域間に存在する珪素により互い
の結合がなされるため、珪素同志は、互いにひっぱりあ
う。レ−ザラマン分光により測定すると単結晶の珪素の
ピ−ク522cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観
察される。それの見掛け上の粒径は、半値巾から計算す
ると、50〜500Åとなっているが、実際はこの結晶
性の高い領域は、多数あってクラスタ構造を有し、各ク
ラスタ間は互いに珪素同志で結合(アンカリング) がさ
れた構造の被膜を形成させることができた。
By the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part of the silicon film exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the formation of silicon is particularly likely to be crystallized into a crystalline state. However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, the silicon mutually pulls each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted from the single crystal silicon peak 522 cm -1 to a lower frequency side is observed. The apparent grain size is 50 to 500 ° when calculated from the half-value width. However, in practice, there are many such high crystallinity regions having a cluster structure. A coating having a bonded (anchored) structure could be formed.

【0030】結果として、被膜は、実質的にグレインバ
ウンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態
を呈する。キャリアは、各クラスタ間をアンカリングさ
れた個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆる
GBの明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリア移
動度となる。即ち、電子移動度(μe )=15〜300
cm2 /VSecおよびホール移動度(μe )=5〜10
0cm2 /VSecが得られた。
As a result, the coating exhibits a state substantially free of grain boundaries (hereinafter referred to as GB). Carriers can easily move from one cluster to another through anchored locations, resulting in a higher carrier mobility than so-called polycrystalline silicon having a distinct GB. That is, electron mobility (μe) = 15 to 300
cm 2 / VSec and Hall mobility (μe) = 5-10
0 cm 2 / VSec was obtained.

【0031】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 Å, for example, 1000 Å. 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.

【0032】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
69にてパタ−ニングして図6(E) を得た。ゲイト電極
66および67を形成し、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。
After this, 1-5 × 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 69 to obtain FIG. 6 (E). Gate electrodes 66 and 67 were formed, for example, a channel length of 7 .mu.m, a gate electrode of 0.2 .mu.m of phosphorus silicon and a thickness of 0.3 .mu.m of molybdenum thereon.

【0033】また、ゲート電極材料としてアルミニウム
(Al)を用いた場合、これを第4のフォトマスク69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。
When aluminum (Al) is used as a gate electrode material, the surface is anodically oxidized after patterning with a fourth photomask 69, so that the self-alignment method can be applied. In addition, since the source / drain contact holes can be formed at positions closer to the gate, the characteristics of the TFT can be further improved by reducing the mobility and the threshold voltage.

【0034】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.

【0035】図6(F)において、層間絶縁物68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70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76を用
いてリ−ド74およびコンタクト73を作製した後、再
び、層間絶縁物80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、L
PCVD法、光CVD法、常圧CVD法を用いてもよ
い。その後、第7のフォトマスク81を用いてパターニ
ングをした。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8
のフォトマスク82を用いてリ−ド83およびコンタク
ト84を作製した。(図6(G))
In FIG. 6F, a silicon oxide film was formed on the interlayer insulator 68 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-
A thickness of 0.6 μm was formed, and then a window 79 for an electrode was formed using a fifth photomask 70. Thereafter, further, aluminum is formed on the whole by sputtering to a thickness of 0.3 μm, and a lead 74 and a contact 73 are formed using a sixth photomask 76. The silicon oxide film was formed by the sputtering method described above. This silicon oxide film is formed by L
A PCVD method, a photo CVD method, or a normal pressure CVD method may be used. After that, patterning was performed using the seventh photomask 81. Thereafter, aluminum is further formed on the entire surface to a thickness of 0.3 μm by a sputtering method.
A lead 83 and a contact 84 were formed using the photomask 82 of FIG. (FIG. 6 (G))

【0036】表面を平坦化用有機樹脂85、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
9のフォトマスク86にて行った。さらに、これら全体
にITO(酸化インジューム・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87を
用いて画素電極88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。(図6(H))
An organic resin 85 for flattening, for example, a translucent polyimide resin was applied to the surface, and a hole was formed again with a ninth photomask 86. Further, ITO (indium oxide / tin) was formed on the entire surface by sputtering to a thickness of 0.1 μm, and a pixel electrode 88 was formed using a tenth photomask 87. This ITO is at room temperature
Films were formed at 150 ° C. and achieved with oxygen at 200-400 ° C. or annealing in air. (FIG. 6 (H))

【0037】得られたTFTの電気的な特性であるNT
FTの移動度は80(cm2/Vs)、Vthは5.0(V)、
PTFTの移動度は30(cm2/Vs)、Vthは5.5
(V)であった。こ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。
The electrical characteristics of the obtained TFT, NT,
FT mobility is 80 (cm 2 / Vs), Vth is 5.0 (V),
The mobility of PTFT is 30 (cm 2 / Vs) and Vth is 5.5
(V). One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to such a method was obtained.

【0038】他方の基板の作製方法を図7に示す。ガラ
ス基板900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1のフォトマスク11を用いてブラックストラ
イプ901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2のフォトマスク12を用いて赤色フィルタ
ー902を作製した。同様にして、第3のフォトマスク
13を用いて緑色フィルター903、および第4のフォ
トマスク14を用いて青色フィルター904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905を透明ポリイミド
を用いて制作した。
FIG. 7 shows a method for manufacturing the other substrate. A polyimide resin in which a black pigment was mixed with polyimide was formed on a glass substrate 900 to a thickness of 1 μm by a spin coating method, and a black stripe 901 was formed using the first photomask 11. Thereafter, a polyimide resin mixed with a red pigment was formed into a film having a thickness of 1 μm by spin coating, and a red filter 902 was manufactured using the second photomask 12. Similarly, a green filter 903 was manufactured using the third photomask 13 and a blue filter 904 was manufactured using the fourth photomask 14. During the production, each filter was fired at 350 ° C. in nitrogen for 60 minutes. After that, the leveling layer 905 was formed using a transparent polyimide, also by using the spin coating method.

【0039】その後、これら全体にITO(インデゥー
ム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成
し、第5のフォトマスク15を用いて共通電極906を
形成した。このITOは、室温〜150℃で成膜し、2
00〜300℃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 by sputtering to a thickness of 0.1 μm, and a common electrode 906 was formed using the fifth photomask 15. This ITO is formed at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled by oxygen at 00-300 ° C. or in air, a second substrate was obtained.

【0040】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.

【0041】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。
Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A drive IC having a TAB shape and a PCB having a common signal and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was attached on the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device.

【0042】図8に本実施例による電気光学装置の概略
構造図を示す。前記の工程にて得た液晶パネル1000
を冷陰極管を3本配置した後部照明装置1001と組み
合わせて設置を行った。その後、テレビ電波を受信する
チューナー1002を接続し、電気光学装置として完成
させた。従来のCRT方式の電気光学装置と比べて、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
来る様になった。
FIG. 8 is a schematic structural view of the electro-optical device according to the present embodiment. The liquid crystal panel 1000 obtained in the above process
Was installed in combination with a rear lighting device 1001 in which three cold cathode tubes were arranged. Thereafter, a tuner 1002 for receiving television waves was connected to complete the electro-optical device. Compared to a conventional CRT-type electro-optical device, the device has a planar shape, so that it can be installed on a wall or the like.

【0043】次に、本発明を完結させるための、液晶電
気光学装置の周辺回路の説明を図9を用いて加える。液
晶電気光学装置のマトリクス回路に接続された情報信号
側配線350、351に駆動回路352を接続した構成
を取っている。駆動回路352は、駆動周波数系で分割
すると2つの部分よりなっている。1つは従来の駆動方
式と同様のデーターラッチ回路系353、これはデータ
ー356を順に転送するための基本クロックφH355
が主な構成であり、1ビット〜12ビット並列処理が行
われている。他の1つは、本発明による構成部分で、階
調表示に必要な分割の割合に応じたクロックCLK35
7とマグニチュートコンパレーター回路358、パネル
駆動用バッファー360よりなっている。データーラッ
チ回路系353より送られた階調表示データーに応じた
パルスをカウンター359で作っている。
Next, the peripheral circuit of the liquid crystal electro-optical device for completing the present invention will be described with reference to FIG. The configuration is such that a drive circuit 352 is connected to the information signal side wirings 350 and 351 connected to the matrix circuit of the liquid crystal electro-optical device. The drive circuit 352 has two parts when divided by a drive frequency system. One is a data latch circuit system 353 similar to the conventional driving method, which is a basic clock φH355 for sequentially transferring data 356.
The main configuration is 1-bit to 12-bit parallel processing. The other is a component according to the present invention, in which a clock CLK35 corresponding to a division ratio necessary for gradation display is used.
7, a magnitude comparator circuit 358, and a panel driving buffer 360. The counter 359 generates a pulse corresponding to the gradation display data sent from the data latch circuit system 353.

【0044】本発明で特徴としているところは、まさに
これらの部分であり、駆動周波数を2種類とることによ
って、画面書換えのフレーム数を変化させることなく、
明快なデジタル階調表示が可能になっていることにあ
る。フレーム数の低下に伴うフリッカーの発生等が回避
できるものである。
The features of the present invention are exactly these parts. By using two driving frequencies, the number of frames for screen rewriting can be changed without changing the number of frames.
This is to enable clear digital gradation display. It is possible to avoid the occurrence of flicker and the like due to the decrease in the number of frames.

【0045】本実施例によるC/TFTの動作波形を図
10および図11に示す。図10はこのC/TFTへの
入力信号波形とC/TFTからの出力信号波形とを示す
オシロスコープ写真である。図10(A)から図11
(B)へと入力信号の駆動周波数を5KHz、50KH
z、500KHz、さらには1MHzと上げていった場
合を示している。図11(B)からも明らかなように、
1MHzでも出力信号波形はあまりなまらず、十分実用
的な出力信号を得ることができた。このため、階調表示
数は駆動周波数をデューティ数とフレーム数で割れば算
出でき、この場合は1MHzを400と60で割った4
2という諧調表示数が得られ、42階調表示まで可能に
なっている。
FIGS. 10 and 11 show operation waveforms of the C / TFT according to this embodiment. FIG. 10 is an oscilloscope photograph showing the input signal waveform to the C / TFT and the output signal waveform from the C / TFT. From FIG. 10 (A) to FIG.
Drive frequency of input signal is 5KHz, 50KH to (B)
z, 500 KHz, and 1 MHz are shown. As is clear from FIG.
Even at 1 MHz, the output signal waveform did not so much, and a sufficiently practical output signal could be obtained. Therefore, the number of gray scales can be calculated by dividing the driving frequency by the duty number and the number of frames. In this case, 1 MHz is divided by 400 and 60.
The number of gradation display of 2 is obtained, and it is possible to display up to 42 gradations.

【0046】アナログ的な階調表示を行った場合、TF
Tの特性ばらつきから16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行った場
合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受け難いため
に、42階調表示まで可能になりカラー表示では、7
4,088色の多彩であり、微妙な色彩の表示が実現で
きている。
When analog gradation display is performed, TF
The 16-gradation display was the limit due to the T characteristic variation. However, when performing digital gradation display according to the present invention, since it is hard to be affected by variation in the characteristics of the TFT elements, it is possible to display up to 42 gradations.
It is a variety of 4,088 colors, and a subtle color display can be realized.

【0047】『実施例2』(ビューファインダー) 本
実施例では、対角1インチを有する液晶電気光学装置を
用いた、ビデオカメラ用ビューファインダーを作製し、
本発明を実施したので説明を加える。
Embodiment 2 (View Finder) In this embodiment, a view finder for a video camera using a liquid crystal electro-optical device having a diagonal of 1 inch was manufactured.
Since the present invention has been implemented, an explanation will be added.

【0048】本実施例では、画素数が387×128の
構成にして、『実施例1』と同様のプロセスを用いて第
一の基板を設けた。また、絶縁基板上に『実施例1』と
同様の方法を用いて、カラーフィルターおよび透明導電
膜ITOを1000Å成膜し、第二の基板とした。
In this embodiment, the number of pixels is 387 × 128, and the first substrate is provided by using the same process as in the first embodiment. Further, a color filter and a transparent conductive film ITO were formed to a thickness of 1000 ° on the insulating substrate by using the same method as in “Example 1” to obtain a second substrate.

【0049】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
手段を設けて第一および第二の基板とした。
A polyimide precursor was printed on the substrate by an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere, for example, nitrogen. Thereafter, the surface of the polyimide was modified using a known rubbing method, and at least initially, means for aligning the liquid crystal molecules in a certain direction was provided to obtain first and second substrates.

【0050】その後、前記第一の基板と第二の基板とに
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。基板上のリードは、そのピッ
チが46μmと微細なため、COG法を用いて接続を行
った。本実施例では、ICチップ上に設けた金バンプを
エポキシ系の銀パラジウム樹脂で接続し、ICチップと
基板間を固着と封止を目的としたエポキシ変成アクリル
樹脂にて埋めて固定する方法を用いた。その後、外側に
偏光板を貼り、透過型の液晶表示装置を得た。
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. Since the pitch of the leads on the substrate was as fine as 46 μm, they were connected using the COG method. In this embodiment, a method of connecting gold bumps provided on an IC chip with an epoxy silver palladium resin and filling and fixing the IC chip and the substrate with an epoxy modified acrylic resin for the purpose of fixing and sealing is used. Using. Thereafter, a polarizing plate was attached on the outside to obtain a transmission type liquid crystal display device.

【0051】本実施例によるTFTは、チャネル長を5
μmとしたため、駆動周波数を約2MHzまであげるこ
とができた。このため、2MHzを128と60で割っ
た260諧調、おおよそ256階調表示まで可能になっ
ている。例えば、384×128ドットの49,152
組のTFTを50mm角(300mm角基板から36枚
の多面取り)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、アモルファスT
FTの特性ばらつきが約±10%存在するために、16
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行った場合、TFT素子の特性ばら
つきの影響を受け難いために、256階調表示以上まで
可能になり、カラー表示では16,777,216色の
多彩であり、微妙な色彩の表示が実現できている。
The TFT according to this embodiment has a channel length of 5
Because of μm, the driving frequency could be increased to about 2 MHz. Therefore, it is possible to display 260 gradations obtained by dividing 2 MHz by 128 and 60, that is, up to approximately 256 gradation display. For example, 49,152 of 384 × 128 dots
When a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which a set of TFTs is formed into a 50 mm square (36 sheets from a 300 mm square substrate), an amorphous T
Since FT characteristic variation is about ± 10%, 16
The gradation display was the limit. However, when the digital gradation display according to the present invention is performed, it is hard to be affected by the variation in the characteristics of the TFT elements, so that it is possible to display 256 gradations or more, and the color display has a variety of 16,777,216 colors. The display of subtle colors has been realized.

【0052】『実施例3』(プロジェクション型画像表
示装置) 本実施例では、図12に示す様なプロジェクション型画
像表示装置を作製したので説明を加える。
[Embodiment 3] (Projection-type image display device) In this embodiment, a projection-type image display device as shown in FIG.

【0053】本実施例では、3枚の液晶電気光学装置1
300を使用して、プロジェクション型画像表示装置用
造映部を組み立てている。その一つ一つは640×48
0ドットの構成を有し、対角4インチの中に307,2
00画素を作製した。1画素当りの大きさは127μm
角とした。
In this embodiment, three liquid crystal electro-optical devices 1
The projection unit for the projection type image display device is assembled by using 300. Each one is 640x48
It has a configuration of 0 dots and 307,2 in 4 inch diagonal.
00 pixels were produced. The size per pixel is 127 μm
Corners.

【0054】プロジェクション型画像表示装置の構成と
して、液晶電気光学装置1300を光の3原色である赤
・緑・青色用に分割して設置しており、赤色フィルター
1301、緑色フィルター1302、青色フィルター1
303と、反射板1304、150Wのメタルハライド
系光源1307とフォーカス用光学系1308より構成
されている。
As a configuration of the projection type image display device, the liquid crystal electro-optical device 1300 is divided and installed for the three primary colors of light, red, green and blue, and a red filter 1301, a green filter 1302, and a blue filter 1 are provided.
303, a reflector 1304, a 150W metal halide light source 1307, and a focusing optical system 1308.

【0055】本実施例の電気光学装置に用いた液晶電気
光学装置の基板は、C/TFT構成のマトリクス回路を
有する基板とした。低温プロセスによる高移動度TFT
を用いた素子を形成し、プロジェクション型液晶電気光
学装置を構成した。本実施例で使用する液晶表示装置の
作製方法を図13を使用して説明する。図13(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601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602としての酸化珪素膜を1000〜3000
Åの厚さに作製する。プロセス条件は、酸素100%雰
囲気、成膜温度15℃、出力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。
The substrate of the liquid crystal electro-optical device used in the electro-optical device of this embodiment was a substrate having a C / TFT configuration matrix circuit. High mobility TFT by low temperature process
Were formed to form a projection-type liquid crystal electro-optical device. A method for manufacturing a liquid crystal display device used in this embodiment is described with reference to FIGS. In FIG. 13A, a silicon oxide film as a blocking layer 602 is formed on a non-expensive glass 601 such as quartz glass which can withstand a heat treatment at 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C. by using a magnetron RF (high frequency) sputtering method. 1000-3000
Make it to the thickness of Å. The process conditions were a 100% oxygen atmosphere, a film formation temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The film formation rate using quartz or single crystal silicon as a target was 30 to 100 ° / min.

【0056】この上にシリコン膜をLPCVD(減圧気
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
で、ジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) をCV
D装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は、30〜3
00Pa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)に概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
A silicon film was formed thereon by LPCVD (low pressure gas phase), sputtering or plasma CVD. When formed by the reduced pressure gas phase method, the temperature is 1
450-550 ° C lower by 00-200 ° C, for example 530 ° C
With disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 )
The film was supplied to the D apparatus to form a film. The pressure inside the reactor is 30 ~ 3
00 Pa. The deposition rate was 50-250 ° / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of the PTFT and NTFT substantially the same, boron may be added during the film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane. .

【0057】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13.56MH
z、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 single crystal silicon was used as a target in an atmosphere in which 20 to 80% of hydrogen was mixed with argon. For example, argon was 20% and hydrogen was 80%. The film forming temperature is 150 ° C. and the frequency is 13.56 MH.
z, the sputter output is 400-800 W, and the pressure is 0.
It was 5 Pa.

【0058】プラズマCVD法により珪素膜を作製する
場合、温度は、例えば300℃とし、モノシラン(SiH4)
またはジシラン(Si2H6) を用いた。これらをPCVD装
置内に導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて
成膜した。
When a silicon film is formed by the plasma CVD method, the temperature is set to, for example, 300 ° C., and monosilane (SiH 4 ) is used.
Alternatively, disilane (Si 2 H 6 ) was used. These were introduced into a PCVD apparatus, and a high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0059】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。この酸
素濃度が高いと、結晶化させ難く、熱アニ−ル温度を高
く、または熱アニ−ル時間を長くしなければならない。
また、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。そのため、4×1019〜4×
1021cm-3の範囲とした。水素は、4×1020cm-3であり、
珪素4×1022cm-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. If the oxygen concentration is high, it is difficult to crystallize, and the thermal annealing temperature must be increased, or the thermal annealing time must be increased.
If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight. Therefore, 4 × 10 19 to 4 ×
The range was 10 21 cm -3 . Hydrogen is 4 × 10 20 cm −3 ,
When compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 , it was 1 atomic%.

【0060】上記方法によって、アモルファス状態の珪
素膜を500〜5000Å、例えば1500Åの厚さに
作製の後、450〜700℃の温度にて12〜70時間
非酸化物雰囲気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気
下にて600℃の温度で保持した。珪素膜の下の基板表
面にアモルファス構造の酸化珪素膜が形成されているた
め、この熱処理で特定の核が存在せず、全体が均一に加
熱アニ−ルされる。即ち、成膜時は、アモルファス構造
を有し、また、水素は、単に混入しているのみである。
After forming an amorphous silicon film to a thickness of 500 to 5000 °, for example, 1500 ° by the above-mentioned method, heat treatment is performed at a temperature of 450 to 700 ° C. for 12 to 70 hours in a non-oxide atmosphere at a medium temperature. For example, it was kept at a temperature of 600 ° C. in a hydrogen atmosphere. Since a silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the surface of the substrate under the silicon film, no specific nucleus is present in this heat treatment, and the whole is annealed uniformly. That is, at the time of film formation, it has an amorphous structure, and hydrogen is simply mixed.

【0061】アニ−ルにより、珪素膜はアモルファス構
造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を呈す
る。特に、シリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の高
い領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。し
かし、これらの領域間に存在する珪素により互いの結合
がなされるため、珪素同志は、互いにひっぱりあう。レ
−ザラマン分光により測定すると単結晶の珪素のピ−ク
522cm-1より低周波側にシフトしたピ−クが観察され
る。それの見掛け上の粒径は、半値巾から計算すると、
50〜500Åとマイクロクリスタルのようになってい
るが、実際はこの結晶性の高い領域は、多数あってクラ
スタ構造を有し、各クラスタ間は互いに珪素同志で結合
(アンカリング) がされたセミアモルファス構造の被膜
603を形成させることができた。
By the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part of the silicon film exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the silicon film is formed tends to be crystallized to be in a crystalline state. However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, the silicon mutually pulls each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted from the single crystal silicon peak 522 cm -1 to a lower frequency side is observed. Its apparent particle size is calculated from the half width,
Although it is like a microcrystal having a size of 50 to 500 °, there are actually a large number of regions having high crystallinity and a cluster structure, and a semi-amorphous structure in which each cluster is bonded to each other by silicon (anchoring). The coating 603 of the structure was able to be formed.

【0062】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは、各クラスタ間をアンカリングされ
た個所を通じ、互いに容易に移動し得るため、いわゆ
る、GBの明確に存在する多結晶珪素よりも高いキャリ
ア移動度となる。即ち、ホ−ル移動度(μh)=10〜
200cm2 /VSec、電子移動度(μe )=15〜3
00cm2 /VSecが得られる。
As a result, the coating exhibits a state substantially free of grain boundaries (hereinafter referred to as GB). Carriers can easily move from each other through the anchored portions between the clusters, so that the carrier mobility is higher than that of polycrystalline silicon in which GB is clearly present. That is, the hole mobility (μh) = 10
200 cm 2 / VSec, electron mobility (μe) = 15-3
00 cm 2 / VSec is obtained.

【0063】他方、上記の如き中温でのアニ−ルではな
く、900〜1200℃の高温アニ−ルにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリ
ア(障壁)を作って、そこでのキャリアの移動を阻害し
てしまう。結果として、10cm2/Vsec以上の移動度がな
かなか得られないのが実情である。即ち、本実施例で
は、かくの如き理由により、セミアモルファスまたはセ
ミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いてい
る。
On the other hand, when the film is polycrystallized by high-temperature annealing at 900 to 1200 ° C. instead of annealing at the medium temperature as described above, segregation of impurities in the film occurs due to solid phase growth from nuclei. , GB contain many impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen, and have high mobility in the crystal. However, a barrier is formed in the GB and the movement of carriers there is hindered. As a result, a mobility of 10 cm 2 / Vsec or more cannot be easily obtained. That is, in the present embodiment, a silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystalline structure is used for such a reason.

【0064】この上に酸化珪素膜604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 604 was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 Å, for example, 1000 Å. 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.

【0065】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605を形成した。これを第1のフォト
マスクにてパタ−ニングして図13(B) を得た。本実
施例では、チャネル長は10μm、ゲイト電極としてモ
リブデンを0.3μmの厚さに形成した。その際、ゲー
ト電極の金属を3μm程度オーバーエッチング600し
た。その後、基板全体にポジのフォトレジスト607を
塗布した。
Thereafter, 1-5 × 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 605 with WSi 2 was formed. This was patterned using a first photomask to obtain FIG. 13 (B). In this embodiment, the channel length is 10 μm, and molybdenum is formed as a gate electrode to a thickness of 0.3 μm. At this time, the metal of the gate electrode was over-etched 600 by about 3 μm. Thereafter, a positive photoresist 607 was applied to the entire substrate.

【0066】フォトマスクを用いて、基板裏面より露
光、現像を行うことによって、レジスト608を得るこ
とができる。その後、スパッタ法によってn層の堆積を
行った。その後、レジスト608をリフトオフすること
で、図13(D)を得る。
The resist 608 can be obtained by performing exposure and development from the back surface of the substrate using a photomask. Thereafter, an n-layer was deposited by a sputtering method. After that, by lifting off the resist 608, FIG. 13D is obtained.

【0067】同様にして、基板全体にポジのフォトレジ
スト610を塗布後、フォトマスクを用いて、基板裏
面より露光、現像を行うことによって、レジスト610
を得ることができる。その後、スパッタ法によってp層
の堆積を行った。その後、レジスト610をリフトオフ
することで、図13(E)を得る。
Similarly, after a positive photoresist 610 is applied to the entire substrate, the resist 610 is exposed and developed from the back surface of the substrate using a photomask.
Can be obtained. Thereafter, a p-layer was deposited by a sputtering method. After that, the resist 610 is lifted off to obtain FIG.

【0068】次に、600℃にて10〜50時間再び加
熱アニ−ルを行った。ソ−ス612、614、ドレイン
613、615の不純物を活性化してN+ またはP+
して作製した。また、ゲイト電極616、617下には
チャネル形成領域618、619がセミアモルファス半
導体として形成されている。
Next, annealing was performed again at 600 ° C. for 10 to 50 hours. Impurities of the sources 612 and 614 and the drains 613 and 615 were activated to produce N + or P + . Channel formation regions 618 and 619 are formed below the gate electrodes 616 and 617 as semi-amorphous semiconductors.

【0069】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、700℃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、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。本実施例では、熱アニ−ルは図13
(A)、(E)で2回行った。しかし、図13(A)の
アニ−ルは、求める特性により省略し、双方を図13
(E)のアニ−ルにより兼ね製造時間の短縮を図っても
よい。
In this way, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 700 ° C. or more in all steps, even though it is a self-aligned system. for that reason,
It is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and this is a process very suitable for the large pixel liquid crystal display device of the present invention. In this embodiment, the thermal annealing is performed as shown in FIG.
(A) and (E) were performed twice. However, the annealing in FIG. 13A is omitted depending on the required characteristics, and both are omitted in FIG.
The annealing time of (E) may also be used to shorten the manufacturing time.

【0070】図13(F)において、層間絶縁物620
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CV
D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、フォトマスクを
使って電極用の窓621を形成した。さらに、図13
(F)に示す如くこれら全体にアルミニウムをスパッタ
法により形成し、リ−ド622、およびコンタクト62
3をフォトマスクを用いて作製した後、表面を平坦化
用有機樹脂624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フォトマスクにて図13
(G)のごとく行った。
In FIG. 13F, an interlayer insulator 620 is formed.
Was performed to form a silicon oxide film by the above-described sputtering method. This silicon oxide film is formed by LPCVD, light CV
The D method or the normal pressure CVD method may be used. For example, 0.2 ~
A thickness of 0.6 μm was formed, and then a window 621 for an electrode was formed using a photomask. Further, FIG.
As shown in (F), aluminum is formed on the entire surface by sputtering, and leads 622 and contacts 62 are formed.
13 is manufactured using a photomask, the surface is coated with an organic resin 624 for flattening, for example, a translucent polyimide resin, and the electrode hole is formed again using the photomask in FIG.
(G).

【0071】出力端を液晶装置の一方の画素の電極を透
明電極としてそれに連結するため、スパッタ法によりI
TO(インジュ−ム・スズ酸化膜)を形成した。それを
フォトマスクによりエッチングし、電極625を構成
させた。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。かくの如くにして、NTFT626とPTFT6
27と透明導電膜の電極625とを同一ガラス基板60
1上に作製した。得られたNTFT626の電気的な特
性の移動度は120(cm2/Vs)、Vthは5.0(V)、
PTFT627の電気的な特性の移動度は50(cm2/V
s)、Vthは5.3(V)であった。(図13(G))
In order to connect the output terminal to the electrode of one pixel of the liquid crystal device as a transparent electrode, the output terminal is formed by sputtering.
A TO (indium tin oxide film) was formed. It was etched using a photomask to form an electrode 625. This ITO is deposited at room temperature to 150 ° C.
Fulfilled by oxygen at 400400 ° C. or in air. Thus, NTFT 626 and PTFT 6
27 and the transparent conductive film electrode 625 are made of the same glass substrate 60.
1. The mobility of the electrical characteristics of the obtained NTFT 626 is 120 (cm 2 / Vs), Vth is 5.0 (V),
The mobility of the electrical characteristics of the PTFT 627 is 50 (cm 2 / V
s) and Vth was 5.3 (V). (FIG. 13 (G))

【0072】図14に構造の概略を示す。該基板上15
00に、フマル酸系高分子樹脂とネマチック液晶を6
5:35の割合で共通溶媒であるキシレンに溶解させた
混合物をダイキャスト法を用いて10μmの厚さに形成
した。その後、窒素雰囲気中120℃で180分で溶媒
を取り除いて液晶分散層1501を形成した。この場
合、大気圧よりも若干減圧にすると、タクトタイムの短
縮がはかれることがわかった。
FIG. 14 shows an outline of the structure. 15 on the substrate
00, a fumaric acid polymer resin and nematic liquid crystal
A mixture dissolved in xylene as a common solvent at a ratio of 5:35 was formed to a thickness of 10 μm by die casting. Thereafter, the solvent was removed at 120 ° C. for 180 minutes in a nitrogen atmosphere to form a liquid crystal dispersion layer 1501. In this case, it was found that when the pressure was slightly reduced from the atmospheric pressure, the tact time could be reduced.

【0073】その後、スパッタ法によりITO(インジ
ュ−ム・スズ酸化膜)を形成し、対向電極1502を得
た。このITOは、室温〜150℃で成膜した。その
後、印刷法を用いて、透光性のシリコン樹脂を30μm
の厚みで塗布し、100℃で30分焼成し、液晶電気光
学装置を得た。
Thereafter, ITO (indium tin oxide film) was formed by a sputtering method to obtain a counter electrode 1502. This ITO was formed at a temperature from room temperature to 150 ° C. After that, using a printing method, the light-transmitting silicone resin is
And baked at 100 ° C. for 30 minutes to obtain a liquid crystal electro-optical device.

【0074】本実施例に用いた駆動用ICの機能構成
は、『実施例1』と同様である。640×480ドット
の307,200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、16階調表示が限界であった。本実施例によ
るTFTは駆動周波数を2.5MHzまであげることが
出来たため、諧調表示数は、2.5MHzを480本の
走査線数と60フレームでわった86諧調まで表示可能
であった。従って、本実施例によるデジタル階調表示を
行った場合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受け難
いために、64階調表示まで可能になり、カラー表示で
はなんと262,144色の多彩であり微妙な色彩の表
示が実現できている。
The functional configuration of the driving IC used in this embodiment is the same as that of the first embodiment. When a normal analog gray scale display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 307,200 sets of 640 × 480 dots of 307,200 TFTs are formed in a 300 mm square, variation in TFT characteristics is about ± 10%. 16 gradation display was the limit. Since the TFT according to the present embodiment could increase the driving frequency to 2.5 MHz, the number of gray scales displayed could be up to 86 gray scales where 2.5 MHz is divided by 480 scanning lines and 60 frames. Therefore, when performing digital gradation display according to the present embodiment, it is possible to display up to 64 gradations because it is hardly affected by the variation in the characteristics of the TFT elements. The display of various colors has been realized.

【0075】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にあた
る光の加減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階調では困難を要し、
これらの微妙な窪みの表現には向かない。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。
In the case of displaying software such as a television image, for example, even a “rock” of the same color has a slightly different color due to the degree of light corresponding to the minute depressions. When trying to display images that are close to natural colors, difficulties are required at 16 gradations.
Not suitable for expressing these subtle depressions. With the gradation display according to the present invention, it is possible to impart these minute color changes.

【0076】この液晶電気光学装置は、図12に示した
フロント型のプロジェクションテレビだけでなく、リヤ
型のプロジェクションテレビにも使用が出来る。
This liquid crystal electro-optical device can be used not only for the front type projection television shown in FIG. 12, but also for the rear type projection television.

【0077】『実施例4』(携帯用コンピューター) 本実施例では、図15に示すような反射型の液晶分散型
表示装置を用いた携帯用コンピューター用電気光学装置
を作製したので説明を加える。
Embodiment 4 (Portable Computer) In this embodiment, an electro-optical device for a portable computer using a reflective liquid crystal dispersion type display device as shown in FIG. 15 will be described.

【0078】本実施例に使用した第一の基板は、『実施
例1』と同一工程で作成した物を用いた。該基板上に、
フマル酸系高分子樹脂と黒色色素を15%混合させたネ
マチック液晶を65:35の割合で共通溶媒であるキシ
レンに溶解させた混合物をダイキャスト法を用いて10
μmの厚さに形成し、その後窒素雰囲気中120℃で1
80分溶媒を取り除いて液晶分散層を形成した。
The first substrate used in this example was manufactured in the same process as in Example 1. On the substrate,
A mixture obtained by dissolving a nematic liquid crystal in which a fumaric acid-based polymer resin and a black pigment are mixed at a ratio of 15% in xylene, which is a common solvent, in a ratio of 65:35 is subjected to a die casting method to obtain a mixture.
μm and then at 120 ° C in a nitrogen atmosphere for 1
The solvent was removed for 80 minutes to form a liquid crystal dispersion layer.

【0079】ここで、黒色色素を用いたため、分散型液
晶表示では、困難であった平面ディスプレイも、光の散
乱時(無電界時)に黒色がでて、透過時(電界印加時)
に白色を表示出来、紙上に書いた文字のような表示が可
能になっている。
Here, since a black dye was used, a flat display, which was difficult in the dispersion type liquid crystal display, appears black when light is scattered (when no electric field is applied) and is transmitted when light is applied (when an electric field is applied).
Can display white, and can be displayed like characters written on paper.

【0080】また、この逆の構造として、黒色色素を混
入せず、散乱時に白色を表現し、透過時に黒色を表現す
ることも可能である。ただし、この際には、以下に示す
裏面側を黒色にする必要がある。これもまた、紙上に書
いた文字のような表示が可能になっている。
As the reverse structure, it is also possible to express white when scattering and black when transmitting without mixing a black pigment. However, in this case, the back surface shown below needs to be black. This is also possible to display like a character written on paper.

【0081】その後、スパッタ法によりITO(インジ
ュ−ム・スズ酸化膜)を形成し、対向電極を得た。この
ITOは、室温〜150℃で成膜した。その後、印刷法
を用いて、白色のシリコン樹脂を55μmの厚みで塗布
し、100℃で90分焼成し、液晶電気光学装置を得
た。
Thereafter, ITO (indium tin oxide film) was formed by sputtering to obtain a counter electrode. This ITO was formed at a temperature from room temperature to 150 ° C. Thereafter, using a printing method, a white silicone resin was applied to a thickness of 55 μm and baked at 100 ° C. for 90 minutes to obtain a liquid crystal electro-optical device.

【0082】[0082]

【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独立した2つの
駆動周波数を用いて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256,0
00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、印加電圧レベルを明確にするために、アナログ値
ではなく、基準電圧値を信号としてコントローラー側か
ら入力し、その基準信号をTFTに接続するタイミング
をデジタル値で制御することによって、TFTに印加さ
れる電圧を制御することで、TFTの特性ばらつきをカ
バーする方法を本発明ではとっている事を特徴としてい
ることから、明快なデジタル階調表示が可能になってい
ることにある。
According to the present invention, in contrast to the conventional analog gray scale display, digital gray scale display is performed using two independent driving frequencies. As an effect, for example, when assuming a liquid crystal electro-optical device having a pixel number of 640 × 400 dots, a total of 256,0
It is very difficult to fabricate the characteristics of all the 00 TFTs without variation, and in reality, when considering mass productivity and yield, 16 gradation display is considered to be the limit. In order to clarify the voltage level, the reference voltage value is input from the controller as a signal instead of an analog value, and the timing at which the reference signal is connected to the TFT is controlled by a digital value. The present invention is characterized in that the present invention employs a method of covering the variation in the characteristics of the TFTs by controlling the characteristics of the TFTs, so that a clear digital gradation display is possible.

【0083】また、駆動周波数を2種類とることによっ
て、画面書換えのフレーム数を変化させることなく、明
快なデジタル階調表示が可能になっていることにある。
フレーム数の低下に伴うフリッカーの発生等が回避でき
るものである。
Another advantage is that by using two driving frequencies, clear digital gradation display is possible without changing the number of frames for screen rewriting.
It is possible to avoid the occurrence of flicker and the like due to the decrease in the number of frames.

【0084】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、64階調程度まで可能になりカラー表示ではな
んと262,144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4096色では困難を要する。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。
When the digital gradation display according to the present invention is performed, it is hardly affected by the variation in the characteristics of the TFT elements, so that up to about 64 gradations can be achieved. Color display has been realized. When projecting software like TV images,
For example, even a “rock” made of the same color has a slightly different color due to its fine dents and the like. If an attempt is made to perform a display close to natural colors, it is difficult to achieve 1696 gradations of 4096 colors. With the gradation display according to the present invention, it is possible to impart these minute color changes.

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

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

【図2】ネマチック液晶の電気光学特性を示す。FIG. 2 shows electro-optical characteristics of a nematic liquid crystal.

【図3】ポリシリコンとアモルファスシリコンによるT
FTの電気特性を示す。
FIG. 3 shows T by polysilicon and amorphous silicon.
4 shows the electrical characteristics of FT.

【図4】本実施例によるマトリクス回路を示す。FIG. 4 shows a matrix circuit according to the present embodiment.

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

【図6】本実施例によるTFTの作製プロセスを示す。FIG. 6 shows a manufacturing process of the TFT according to the present embodiment.

【図7】本実施例による対向基板の作製プロセスを示
す。
FIG. 7 shows a process for manufacturing a counter substrate according to the present embodiment.

【図8】本実施例による液晶表示装置(テレビ)の構成
を示す。
FIG. 8 shows a configuration of a liquid crystal display device (television) according to the present embodiment.

【図9】本実施例による駆動回路のシステム構成を示
す。
FIG. 9 shows a system configuration of a drive circuit according to the present embodiment.

【図10】本実施例によるTFTの特性のオシロの波形
を示す写真。
FIG. 10 is a photograph showing an oscilloscope waveform of TFT characteristics according to the present embodiment.

【図11】本実施例によるTFTの特性のオシロの波形
を示す写真。
FIG. 11 is a photograph showing an oscilloscope waveform of TFT characteristics according to the present embodiment.

【図12】本実施例によるプロジェクション方式の液晶
電気光学装置の構造を示す。
FIG. 12 shows the structure of a projection-type liquid crystal electro-optical device according to the present embodiment.

【図13】本実施例によるTFTの作製プロセスを示
す。
FIG. 13 shows a manufacturing process of the TFT according to the present embodiment.

【図14】本実施例による液晶電気光学装置の断面図を
示す。
FIG. 14 is a sectional view of the liquid crystal electro-optical device according to the present embodiment.

【図15】本実施例による携帯型コンピューターの構成
を示す。
FIG. 15 shows a configuration of a portable computer according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50・・・ガラス基板 51・・・ブロッキング層 66・・・NTFTゲート電極 67・・・PTFTゲート電極 88・・・画素電極。 50: Glass substrate 51: Blocking layer 66: NTFT gate electrode 67: PTFT gate electrode 88: Pixel electrode.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁表面を有する第1の基板と、 チャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域、前記チ
ャネル形成領域に接して設けられたゲイト絶縁膜、前記
ゲイト絶縁膜に接して設けられたゲイト電極を有し、前
記絶縁表面上に設けられた少なくとも一つの薄膜トラン
ジスタと、 前記薄膜トランジスタを覆う有機樹脂でなる平坦化膜
と、 前記平坦化膜上に形成され前記ソース領域及びドレイン
領域の一方に電気的に接続された画素電極と、 第2の基板上に形成されたブラックストライプと、 前記ブラックストライプ上に形成された対向電極と、を
有し、 前記画素電極と前記対向電極が隙間をあけて対向するよ
うに、前記第1の基板と前記第2の基板が配置されてい
ることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate having an insulating surface; a channel forming region, a source region, a drain region, a gate insulating film provided in contact with the channel forming region, and a gate provided in contact with the gate insulating film. An electrode, at least one thin film transistor provided on the insulating surface, a planarization film made of an organic resin covering the thin film transistor, and one of the source region and the drain region formed on the planarization film and electrically connected to one of the source region and the drain region. A pixel electrode, a black stripe formed on a second substrate, and a counter electrode formed on the black stripe, wherein the pixel electrode and the counter electrode are spaced apart from each other. An electro-optical device, wherein the first substrate and the second substrate are disposed so as to face each other.
【請求項2】絶縁表面を有する第1の基板と、 チャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域、前記チ
ャネル形成領域に接して設けられたゲイト絶縁膜、前記
ゲイト絶縁膜に接して設けられたゲイト電極を有し、前
記絶縁表面上に設けられた少なくとも一つの薄膜トラン
ジスタと、 前記薄膜トランジスタを覆う有機樹脂でなる平坦化膜
と、 前記平坦化膜上に形成され前記ソース領域及びドレイン
領域の一方に電気的に接続された画素電極と、 第2の基板上に形成されたブラックストライプと、 前記ブラックストライプ上に形成されたカラーフィルタ
と、を有し、 前記第1の基板と前記第2の基板が対向していることを
特徴とする電気光学装置。
2. A first substrate having an insulating surface, a channel forming region, a source region, a drain region, a gate insulating film provided in contact with the channel forming region, and a gate provided in contact with the gate insulating film. An electrode, at least one thin film transistor provided on the insulating surface, a planarization film made of an organic resin covering the thin film transistor, and one of the source region and the drain region formed on the planarization film, Pixel electrodes, a black stripe formed on a second substrate, and a color filter formed on the black stripe, wherein the first substrate and the second substrate are An electro-optical device, which is opposed to the electro-optical device.
【請求項3】請求項2において、前記カラーフィルタ上
に形成された対向電極を有し、前記画素電極と前記対向
電極は隙間をあけて対向することを特徴とする電気光学
装置。
3. The electro-optical device according to claim 2, further comprising a counter electrode formed on the color filter, wherein the pixel electrode and the counter electrode face each other with a gap.
【請求項4】絶縁表面を有する第1の基板と、 チャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域、前記チ
ャネル形成領域に接して設けられたゲイト絶縁膜、前記
ゲイト絶縁膜に接して設けられたゲイト電極を有し、前
記絶縁表面上に設けられた少なくとも一つの薄膜トラン
ジスタと、 前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上に形成され前記ソース領域及びドレイ
ン領域の一方に電気的に接続された画素電極と、 前記第1の基板に対向する第2の基板と、 前記第2の基板上に形成されたブラックストライプと、 前記ブラックストライプ上に形成された有機樹脂でなる
平坦化膜と、 を有することを特徴とする電気光学装置。
4. A first substrate having an insulating surface, a channel forming region, a source region, a drain region, a gate insulating film provided in contact with the channel forming region, and a gate provided in contact with the gate insulating film. An electrode, and at least one thin film transistor provided on the insulating surface; an interlayer insulating film covering the thin film transistor; formed on the interlayer insulating film and electrically connected to one of the source region and the drain region. A pixel electrode, a second substrate facing the first substrate, a black stripe formed on the second substrate, a flattening film made of an organic resin formed on the black stripe, An electro-optical device comprising:
【請求項5】請求項4において、前記ブラックストライ
プ上に形成された対向電極を有することを特徴とする電
気光学装置。
5. The electro-optical device according to claim 4, further comprising a counter electrode formed on the black stripe.
【請求項6】絶縁表面を有する第1の基板と、 チャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域、前記チ
ャネル形成領域に接して設けられたゲイト絶縁膜、前記
ゲイト絶縁膜に接して設けられたゲイト電極を有し、前
記絶縁表面上に設けられた少なくとも一つの薄膜トラン
ジスタと、 前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上に形成され前記ソース領域及びドレイ
ン領域の一方に電気的に接続された画素電極と、 前記第1の基板に対向する第2の基板と、 前記第2の基板上に形成されたブラックストライプと、 前記ブラックストライプ上に形成された有機樹脂でなる
平坦化膜と、 前記平坦化膜上に接して形成された対向電極と、 前記ブラックストライプ上に形成されたカラーフィルタ
と、を有し、 前記画素電極と前記対向電極が隙間をあけて対向してい
ることを特徴とする電気光学装置。
6. A first substrate having an insulating surface, a channel forming region, a source region, a drain region, a gate insulating film provided in contact with the channel forming region, and a gate provided in contact with the gate insulating film. An electrode, and at least one thin film transistor provided on the insulating surface; an interlayer insulating film covering the thin film transistor; formed on the interlayer insulating film and electrically connected to one of the source region and the drain region. A pixel electrode, a second substrate facing the first substrate, a black stripe formed on the second substrate, a flattening film made of an organic resin formed on the black stripe, A counter electrode formed in contact with the flattening film; and a color filter formed on the black stripe. An electro-optical device counter electrode, characterized in that the faces with a gap.
【請求項7】請求項6において、前記平坦化膜上に接し
て形成された対向電極を有することを特徴とする電気光
学装置。
7. The electro-optical device according to claim 6, further comprising a counter electrode formed on the flattening film.
【請求項8】請求項1、2、4、6、7のいずれか1項
において、前記薄膜トランジスタのチャネル形成領域
は、結晶性シリコンでなることを特徴とする電気光学装
置。
8. The electro-optical device according to claim 1, wherein the channel forming region of the thin film transistor is made of crystalline silicon.
【請求項9】請求項1、2、4、6、7のいずれか1項
において、前記画素電極は、透明電極であることを特徴
とする電気光学装置。
9. The electro-optical device according to claim 1, wherein the pixel electrode is a transparent electrode.
【請求項10】請求項1、3、5、7のいずれか1項に
おいて、前記対向電極は、透明電極であることを特徴と
する電気光学装置。
10. The electro-optical device according to claim 1, wherein the counter electrode is a transparent electrode.
【請求項11】請求項1、2、4、5、6のいずれか1
項において、前記ブラックストライプは、ポリイミドで
なることを特徴とする電気光学装置。
11. The method of claim 1, 2, 4, 5, or 6.
9. The electro-optical device according to claim 1, wherein the black stripe is made of polyimide.
【請求項12】請求項1〜7のいずれか1項において、
前記第1の基板と第2の基板の間に液晶を有することを
特徴とする電気光学装置。
12. The method according to claim 1, wherein
An electro-optical device comprising a liquid crystal between the first substrate and the second substrate.
【請求項13】請求項1、2、4、6のいずれか1項に
おいて、前記平坦化膜はポリイミドでなることを特徴と
する電気光学装置。
13. The electro-optical device according to claim 1, wherein the flattening film is made of polyimide.
【請求項14】請求項1〜13のいずれか1項に記載の
電気光学装置を用いたテレビ。
14. A television using the electro-optical device according to claim 1.
【請求項15】請求項1〜14のいずれか1項に記載の
電気光学装置を用いた壁掛けテレビ。
15. A wall-mounted television using the electro-optical device according to any one of claims 1 to 14.
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