JP2001222265A - 欠陥画素補正システムおよびそれを用いた表示装置 - Google Patents
欠陥画素補正システムおよびそれを用いた表示装置Info
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Abstract
の低下を防止する。 【解決手段】 点欠陥のある表示パネルを特定し、欠陥
画素の座標を特定し、欠陥画素の隣接画素、または他の
表示パネルの点欠陥に対応する同座標の輝度を加算し
て、見かけ上点欠陥を目立ちにくくする。
Description
関する。本発明は、表示装置の中でも特にアクティブマ
トリクス型の表示装置に関する。代表的には、リア型の
投射型液晶表示装置およびフロント型の投射型液晶表示
装置に関する。
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(液晶パネ
ル)の需要が高まってきたことによる。
の強い光を照射し、レンズを通してスクリーンに照射す
ることによって拡大された映像を楽しむ投射型液晶表示
装置(液晶プロジェクタ)が注目を浴びてきている。
板式液晶プロジェクタの概略構成図を示す。8001は
光源であり、白色光源が用いられる。8002、800
3、8004および8005はダイクロイックミラーで
あり、一定の波長域の光のみを反射し、他の光を透過さ
せる。8002は赤の光のみを反射し、他の光を透過す
る。同様に、8003および8004は青の光のみを反
射し、他の光を透過する。また、8005は緑の光のみ
を反射し、他の光を透過する。8006および8007
は全反射ミラーである。8008、8009および80
10は液晶パネルであり、それぞれ、赤、青、緑の映像
を表示する。
19には、3板式のプロジェクタの原理を示している。
図19に示すように、3板式のプロジェクタは、赤の映
像と緑の映像と青の映像とを合成することによってカラ
ー映像を提供している。
表示する液晶パネル8010(ノーマリーホワイト)に
欠陥画素が存在する場合について説明する。なお、その
欠陥画素9001が輝点である場合には、その欠陥画素
にレーザー照射等の処理を行い黒点化させる。
欠陥画素9001が存在する場合には、緑の映像中に
は、その黒点による欠陥が表示されてしまう。ここで、
赤の映像を表示する液晶パネル8008および青の映像
を表示する液晶パネル8009には、欠陥画素が無いと
する。すると、三色の映像が合成されたカラー映像にお
いて、緑の映像に欠陥が生じていた結果、画素の輝度が
低下し、赤の映像と青の映像が合成されて、その欠陥が
存在する画素9002には紫がかった映像が表示される
ことになる。
像の劣化を引き起こしてしまう。
れたものであり、欠陥画素を有する表示パネルを用いる
場合においても、映像の劣化を防ぐことができる表示装
置を提供するものである。
欠陥画素がある場合、その欠陥画素の位置座標を特定し
たデータに基づき所定の座標に相当する画素の輝度を上
げ、所定の範囲における輝度の平均値(以下、平均輝度
と呼ぶ)が一定となるようなデータ補正を行ない、映像
表示を行うことを特徴としている。
示パネルの映像において欠陥画素による劣化が目立たな
くなり、映像の劣化を極力防ぐことができる。
としては、公知の技術、例えばCCDカメラ等による撮
像画像処理で特定する方法、TFT基板のみでOE素子
とCCDカメラで特定する方法、TFT基板側に画素読
み出し回路を混載して特定する方法等を用いればよい。
うための補正テーブルをあらかじめ作成しておいて、通
常の使用時には、その補正テーブルによって映像データ
の補正が行われるようにする。
場合には、そのレーザー等でリペアし黒点としてから上
述の補正を実行する。
型表示装置において、赤の映像と緑の映像と青の映像と
が合成されてカラー映像が提供される様子が示されてい
る。
する表示パネルに欠陥画素101が存在する。その欠陥
画素101は黒点であるとする。その欠陥画素101が
輝点である場合には、その欠陥画素にレーザー等の黒点
化処理を行い黒点化させる。従って、緑の映像中には、
その黒点による欠陥が表示されてしまう。ここで、赤の
映像を表示する表示パネルおよび青の映像を表示する表
示パネルには欠陥画素が無く、正常な映像が表示される
とする。従来では、赤、緑、青の各色の映像が合成され
たカラー映像において、緑の映像に欠陥画素が存在して
いた結果、ある座標の緑の映像輝度がゼロとなり、赤の
映像と青の映像のみが合成されて、その欠陥が存在する
画素104には紫がかった映像が表示されることにな
る。このままでは画素104が目立ってしまい、良好な
表示を得ることができない。
の映像を表示する表示パネルおよび青の映像を表示する
表示パネルにおいて、緑の映像を表示する表示パネルの
欠陥画素と同座標(m、n)の画素の輝度補正(具体的
には、画素102および画素103の平均輝度を上げる
補正)を行うことを特徴としている。人間の視覚は、色
度感度よりも明暗感度に敏感である。従って、欠陥画素
と同座標の画素の輝度を上げるだけで3つの表示パネル
の映像を合成映像において欠陥画素が目立たなくなり、
映像の劣化を極力防ぐことができる。
投射型表示装置における緑の表示パネルに欠陥画素が存
在していた例を示したが、特に緑の表示パネルに限定さ
れないことはいうまでもない。
る。
表示パネルを有する投射型の表示装置において、前記3
個の表示パネルのうち欠陥画素を有する表示パネルを特
定する手段と、前記欠陥画素の座標を特定する手段と、
前記3個の表示パネルのうち前記欠陥画素を有する表示
パネル以外の表示パネルにおいて前記欠陥画素の座標と
同座標の画素の輝度を上げる手段とを有することを特徴
とする欠陥画素補正システムである。
3に示すように、上記構成に加え、さらに緑の表示パネ
ルの欠陥画素と隣接する画素の輝度を上げる補正を行な
うことを特徴としている。欠陥画素と同座標の画素の輝
度を上げるとともに、隣接する画素の輝度を上げる補正
を行うことによって、3つの表示パネルの合成映像にお
ける欠陥画素が目立たなくなり、映像の劣化を極力防ぐ
ことができる。
投射型表示装置における緑の表示パネルに欠陥画素が存
在していた例を示したが、特に緑の表示パネルに限定さ
れないことはいうまでもない。
個の表示パネルを有する投射型の表示装置において、前
記3個の表示パネルのうち欠陥画素を有する表示パネル
を特定する手段と、前記欠陥画素の座標を特定する手段
と、前記欠陥画素の座標と隣接する座標の画素の輝度を
上げる手段と、前記3個の表示パネルのうち前記欠陥画
素を有する表示パネル以外の表示パネルにおいて前記欠
陥画素の座標と同座標の画素の輝度を上げる手段とを有
することを特徴とする欠陥画素補正システムである。
は、光源と、前記光源から出射された光を3つの光に分
離する光学系と、少なくとも1個の欠陥画素を有する1
個の表示パネルを含む3個の表示パネルと、前記3個の
表示パネルの映像を合成し、スクリーンに投射する光学
系と、前記欠陥画素の存在する表示パネル以外の表示パ
ネルにおいて前記欠陥画素の座標と同座標の画素の輝度
を上げる欠陥画素補正システムとを有することを特徴と
する投射型の表示装置である。
陥画素を有する1個の表示パネルを有する表示装置にお
いて、欠陥画素の位置座標を特定する手段と、前記欠陥
画素と隣接する画素の輝度を上げる手段とを有すること
を特徴とする欠陥画素補正システムである。
示装置において、表示パネルの欠陥画素と隣接する画素
の輝度を上げる補正を行なうことを特徴としている。隣
接する画素の輝度を上げる補正を行うことで表示パネル
の映像において欠陥画素が目立たなくなり、映像の劣化
を極力防ぐことができる。特に、画素サイズが微小なも
のである場合には効果的である。
下に説明する。
ルに欠陥画素による黒点が座標(m、n)に一つ存在し
ていた場合を仮定する。この時の座標(m、n)、座標
(m―1、n)、及び座標(m+1、n)の各画素にお
ける平均輝度を図21に示した。この場合、赤、緑、青
の各色の映像が合成されたカラー映像において、図21
に示すように座標(m、n)の緑の平均輝度がゼロとな
り、赤の平均輝度と青の平均輝度のみが合成される。色
表示としては紫がかった色が表示され、さらに合計され
た平均輝度も低下してしまっていた。
pp.29−35,1977年)に示すように、人間の
視覚は、空間周波数により明暗感度の特性と色度感度の
特性が異なっている。色度感度と明暗感度とを比較する
と、相対感度においては最大8:1(明暗感度:色度感
度)と色度感度のほうが低く、映像周波数は、空間周波
数帯域の1/3〜1/4となっている。即ち、人間の視
覚は、色の認識力よりも明暗の認識力のほうが優れてい
る。
で見た場合、欠陥画素による平均輝度の低下を認識しや
すいため、欠陥画素の箇所が目立っていた。
パネル(赤または青)の座標(m、n)に位置している
画素の平均輝度をあげ、見かけの輝度が一定の値になる
ように補正することが本発明の特徴である。
標(m、n)に位置している画素の輝度を両方あげ、見
かけの輝度を一定とした例を示したが、特に限定されな
い。例えば、赤の表示パネルのみの平均輝度を上げる補
正を行ってもよいし、青の表示パネルのみの平均輝度を
上げる補正を行ってもよい。また、見かけの輝度も概略
一定になることが好ましいが、従来(図21)よりも輝
度差を緩和する程度の補正でも十分な効果が得られる。
点が存在している場合でも、人の目では欠陥画素の位置
を認識不可能にすることができる。
すように、欠陥画素の座標(m、n)に隣接して位置し
ている8個の座標(座標(m±1、n±1)、座標(m
±1、n)、及び座標(m、n±1))の画素における
平均輝度をあげ、見かけの輝度がほぼ一定の値になるよ
うに補正する構成としてもよい。なお、図3及び図4で
は、緑の表示パネルにおける欠陥画素(m、n)に隣接
して位置している8個の座標の平均輝度をあげた例を示
したが、赤の表示パネルにおける8個の座標の平均輝度
を上げてもよいし、青の表示パネルにおける8個の座標
の平均輝度を上げてもよいし、全ての表示パネル(赤、
青、緑)における8個の座標の平均輝度を上げてもよ
い。また、欠陥画素に隣接する8個の画素に限定される
ことなく、そのうちの数個であってもよいし、8個以上
の画素の平均輝度を上げる補正を行ってもよい。
テムの動作の流れを図5のフローチャートを用いて説明
する。ここでは液晶パネルを表示装置に組み込む前に欠
陥画素補正システムの補正テーブルを作成する手法につ
いて説明する。
を確認する。欠陥画素が存在するかを確認する手段とし
ては、公知の技術、例えばCCDカメラ等による撮像画
像処理で特定する方法、TFT基板のみでOE素子とC
CDカメラで特定する方法、TFT基板側に画素読み出
し回路を混載して特定する方法等を用いればよい。
素のない正常なパネルとして使用できる。もし、欠陥画
素が存在するならば、その欠陥画素の座標を特定する。
そして、欠陥画素が黒点か輝点かを確認する。本明細書
では、黒点とは光の透過率が終始ほぼ0%(任意単位)
となっている画素の状態をいい、輝点とは光の透過率が
終始ほぼ100%(任意単位)となっている画素の状態
をいう。もし、欠陥画素が輝点であれば、レーザー等に
よって黒点にリペアする。
の座標を入力し、その欠陥画素がある液晶パネルを赤、
緑、青のいずれかの映像の表示に使用するかを入力す
る。この入力によって、欠陥画素がある液晶パネル以外
の液晶パネルに映像を供給するデジタルビデオデータ補
正回路では、欠陥画素と同座標の画素の輝度を上げるた
めの補正データが作成され、輝度補正メモリに記憶され
る。
返す(”A”に戻る)。全ての欠陥画素について補正デ
ータの作成が終了したら、その液晶パネルの補正データ
の作成が終了し補正テーブルが完成する。同様に、表示
装置に組み込む3個の液晶パネル全てについての補正テ
ーブルの作成を行い、対応する輝度補正メモリに記憶さ
せる。
個の液晶パネルを表示装置に組み込む。
度補正メモリを組み込んだ回路ブロック図の一例を図6
を用いて説明する。
であり、ここでは、デジタルドライバを有する液晶パネ
ルである。301、302、303はそれぞれ、赤
(R)、緑(G)、青(B)の映像を画素部に表示す
る。301−2、302−2および303−2はソース
ドライバ、301−3、302−3および303−3は
ゲートドライバである。なお、液晶パネル301、30
2および303は全て同じ仕様の液晶パネルである。ま
た、投射型の表示装置の表示パネルとして用いられ得る
ものであれば、液晶パネル以外のものを用いても良い。
08からデジタルビデオデータが、デジタルビデオデー
タ補正回路304、305、306に供給される。デジ
タルビデオデータ補正回路(R)304には赤の映像を
形成するデジタルビデオデータが、デジタルビデオデー
タ補正回路(G)305には緑の映像を形成するデジタ
ルビデオデータが、またデジタルビデオデータ補正回路
(B)306には青の映像を形成するデジタルビデオデ
ータがそれぞれ供給される。
05、306は、それぞれ液晶パネル301、302、
303にデジタルビデオデータを供給する。なお、デジ
タルビデオデータ補正回路304、305、306は、
それぞれ輝度補正メモリを有している。また、デジタル
ビデオデータ補正回路は、入力されたデジタルビデオデ
ータを輝度補正メモリ304−1、305−1、306
−1に記憶されたテーブルに基づいて補正し、補正した
デジタルビデオデータを液晶パネルに供給する。
た欠陥画素の座標情報を前記欠陥画素の無い液晶パネル
のデジタルビデオデータ補正回路に送出する。この座標
情報に基づき、デジタルビデオデータ補正回路は、補正
テーブルを作成し輝度補正メモリに記憶する。
デオデータがデジタルビデオデータ補正回路に入力さ
れ、作成された補正テーブルに従ってデジタルビデオデ
ータが変換され補正デジタルビデオデータが作成され
る。補正デジタルビデオデータは、液晶パネルに入力さ
れ、液晶パネルは補正デジタルビデオデータをもとに映
像を表示する。
る液晶パネルを例にとって示したが、アナログドライバ
を有する液晶パネルにも本発明は適用し得る。その場
合、デジタルビデオデータ補正回路から供給されるデジ
タルビデオデータは、D/A変換回路でアナログビデオ
データに変換された後、液晶パネルに入力されることに
なる。
置、特に投射型表示装置に組み込み一体化させることは
可能である。
ガンマ補正等の画像補正を行ってもよい。
用いた例を示したが、1個のパネルを用いた場合におい
ても、欠陥画素に隣接する8個の画素の輝度を補正する
ことによって、欠陥画素を人の目に目立たないようにす
ることができる。特に、微小な画素サイズである場合、
効果的である。
に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととす
る。
表示装置の例としてリアプロジェクタを示す。図7に
は、本実施例のリアプロジェクタの透視図が示されてい
る。401はリアプロジェクタ本体、402は本発明の
投射型表示装置、403はリフレクタ、404はスクリ
ーンである。
い、光源(ここでは白色光源)と、一定の波長域の光の
みを反射し、他の光を透過させるダイクロイックミラー
と、全反射ミラー等を備えている。
パネルを用いた。液晶パネルは、赤(R)、緑(G)、
青(B)の映像を表示する画素部、ソースドライバ、ゲ
ートドライバ、デジタルビデオデータ分割回路等を備え
ている。なお、3枚の液晶パネルは全て同じ仕様の液晶
パネルである。
ら8ビットデジタルビデオデータが、デジタルビデオデ
ータ補正回路に供給される。デジタルビデオデータ補正
回路(R)には赤の映像を形成する8ビットデジタルビ
デオデータが、デジタルビデオデータ補正回路(G)に
は緑の映像を形成する8ビットデジタルビデオデータ
が、またデジタルビデオデータ補正回路(B)には青の
映像を形成する8ビットデジタルビデオデータがそれぞ
れ供給される。
れの液晶パネルに8ビットデジタルビデオデータを供給
する。なお、デジタルビデオデータ補正回路は、それぞ
れ輝度補正メモリを有している。また、デジタルビデオ
データ補正回路は、入力された8ビットデジタルビデオ
データを輝度補正メモリに記憶された補正テーブルに基
づいて補正し、補正されたデジタルビデオデータを液晶
パネルに供給する。
画素の座標情報を欠陥画素の無い液晶パネルのデジタル
ビデオデータ補正回路に送出する。この座標情報に基づ
き、デジタルビデオデータ補正回路は、補正データを作
成し輝度補正メモリに記憶する。
施の形態で述べた通りである。
映像を合成映像において欠陥画素が目立たなくなり、映
像の劣化を極力防ぐことができる。よって、少々欠陥画
素が存在する液晶パネルをも有効に用いることができ
る。
実施例1とは異なる構成を有する3板式のプロジェクタ
について説明する。
よび703はダイクロイックミラー、704、705お
よび706は全反射ミラー、707、708および70
9は液晶パネル、710はダイクロイックプリズム、7
11は投影レンズである。
ジンをフロントプロジェクタに組み込んだ図である。な
お、図11において図10に対応する部分は同一の符号
を用いた。図11中、801は本体、802はスクリー
ンである。
なる本発明における欠陥画素補正システムの操作方法の
フローチャートを図12に示す。なお、ここでは、3個
の液晶パネルを既に組み込んである表示装置に対応させ
た例について説明する。
投射されたカラー映像に欠陥画素が存在するかを確認す
る。欠陥画素が存在しないなら終了し、以後通常の使用
を行う。もし、欠陥画素が存在するならば、欠陥画素の
座標を特定する。そして、欠陥画素が存在する液晶パネ
ルが、赤、緑、青のいずれの映像を表示するパネルなの
かを特定する。
液晶パネルであれば、その欠陥画素が黒点かどうかを確
認する。その欠陥画素が黒点であれば、欠陥画素座標入
力回路に欠陥画素の座標を入力する。欠陥画素座標入力
回路は、緑と青の液晶パネルに映像を供給するデジタル
ビデオデータ補正回路に欠陥画素の座標を送出する。デ
ジタルビデオデータ補正回路は、欠陥画素と同座標の画
素の輝度を上げるデータを作成し、輝度補正メモリに記
憶する。
液晶パネルであれば、その欠陥画素が黒点かどうかを確
認する。その欠陥画素が黒点であれば、欠陥画素座標入
力回路に欠陥画素の座標を入力する。欠陥画素座標入力
回路は、青と赤の液晶パネルに映像を供給するデジタル
ビデオデータ補正回路に欠陥画素の座標を送出する。デ
ジタルビデオデータ補正回路は、欠陥画素と同座標の画
素の輝度を上げるデータを作成し、輝度補正メモリに記
憶する。
液晶パネルでもなく緑の液晶パネルでもない場合は、青
の液晶パネルに欠陥画素が存在することになる。この場
合も、その欠陥画素が黒点かどうかを確認する。その欠
陥画素が黒点であれば、欠陥画素座標入力回路に欠陥画
素の座標を入力する。欠陥画素座標入力回路は、赤と緑
の液晶パネルに映像を供給するデジタルビデオデータ補
正回路に欠陥画素の座標を送出する。デジタルビデオデ
ータ補正回路は、欠陥画素と同座標の画素の輝度を上げ
るデータを作成し、輝度補正メモリに記憶する。
繰り返す(”A”に戻る)。
液晶パネル全てについての補正データの作成が終了し、
補正テーブルが完成する。
は、デジタルビデオデータ補正回路の輝度補正メモリに
記憶された補正テーブルに基づいて変換される。
の合成映像において欠陥画素が目立たなくなり、映像の
劣化を極力防ぐことができる。よって、いくつか欠陥画
素が存在する液晶パネルをも有効に用いて良好な表示装
置を提供することができ、生産性が向上する。
る液晶パネルの作製方法例について説明する。ここでは
画素部の画素TFTと、画素部の周辺に設けられる駆動
回路(ソースドライバ、ゲートドライバ、D/A変換回
路、デジタルビデオデータ時間階調処理回路等)のTF
Tを同一基板上に作製する方法について工程に従って詳
細に説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回
路ではシフトレジスタ回路、バッファ回路、D/A変換
回路などの基本回路であるCMOS回路と、nチャネル
型TFTとを図示することにする。
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を形成する表面には、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、N
2Oから作製される酸化窒化シリコン膜を100nm、
同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化シリコン
膜を100nmの厚さに積層形成する。
〜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55nmの厚さに形成した。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。下地膜を形成した後、一旦大気雰
囲気に晒さないことで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13(A))
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55nm)よりも1〜15
%程度減少した。(図13(B))
状に分割して、島状半導体層6004〜6007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50〜100nm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13(C))
チャネル型TFTを形成する島状半導体層6005〜6
007の全面にしきい値電圧を制御する目的で1×10
16〜5×1017atoms/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)を添加した。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
でないが、ボロン(B)を添加した半導体層6010〜
6012はnチャネル型TFTのしきい値電圧を所定の
範囲内に収めるために形成することが好ましかった。
(図13(D))
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、6011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
形成した。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60
17、6018のリン(P)濃度は2×1016〜5×1
019atoms/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6017〜6019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)を添加した。(図14(A))
り除去して、図13(D)と図14(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、KrFエキシマレーザー光(波長2
48nm)を用い、線状ビームを形成して、発振周波数
5〜50Hz、エネルギー密度100〜500mJ/c
m2として線状ビームのオーバーラップ割合を80〜9
8%として走査して、島状半導体層が形成された基板全
面を処理した。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、実施者が適宣決定すれば良い。
CVD法またはスパッタ法を用いて10〜250nm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14(B))
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とを積層させた。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、Mo−Ta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)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30
ppm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た。
(好ましくは20〜30nm)とし、導電層(B)60
22は100〜400nm(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30nm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した。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14(C))
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、駆動回路に形成するゲート電極6029、
6030は不純物領域6017、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14(D))
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(B2H6)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15(A))
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15(B))
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15(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。
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
ープ法で添加した。添加するリン(P)の濃度は1×1
016〜5×1018atoms/cm3であり、図14(A)およ
び図15(A)と図15(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
15(C))
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550℃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た。
〜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(Ta
N)を形成することができる。また、導電層(C)60
28c〜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、300〜4
50℃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。
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した。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かった。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
する手段があった。ゲッタリングに必要なリン(P)の
濃度は図15(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することが
できた。(図15(D))
ゲート配線とする第2の導電膜を形成する。この第2の
導電膜は低抵抗材料であるアルミニウム(Al)や銅
(Cu)を主成分とする導電層(D)と、にチタン(T
i)やタンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブ
デン(Mo)から成る導電層(E)とで形成すると良
い。本実施例では、チタン(Ti)を0.1〜2重量%
含むアルミニウム(Al)膜を導電層(D)6045と
し、チタン(Ti)膜を導電層(E)6046として形
成した。導電層(D)6045は100〜400nm
(好ましくは250〜350nm)とすれば良く、導電
層(E)6046は50〜200(好ましくは100〜
150nm)で形成すれば良い。(図16(A))
を形成するために導電層(E)6046と導電層(D)
6045とをエッチング処理して、ゲート配線604
7、6048と容量配線6049を形成た。エッチング
処理は最初にSiCl4とCl2とBCl3との混合ガス
を用いたドライエッチング法で導電層(E)の表面から
導電層(D)の途中まで除去し、その後リン酸系のエッ
チング溶液によるウエットエッチングで導電層(D)を
除去することにより、下地との選択加工性を保ってゲー
ト配線を形成することができた。
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6051〜6054
と、ドレイン配線6055〜6058を形成する。図示
していないが、本実施例ではこの電極を、Ti膜を10
0nm、Tiを含むアルミニウム膜300nm、Ti膜
150nmをスパッタ法で連続して形成した3層構造の
積層膜とした。
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。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、3
00〜450℃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6059に開口部を形成しておいて
も良い。(図16(C))
膜6060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
合するタイプのポリイミドを用い、300℃で焼成して
形成した。そして、第2の層間絶縁膜6060にドレイ
ン配線6058に達するコンタクトホールを形成し、画
素電極6061、6062を形成する。画素電極は、透
過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を用いれば
良く、反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用
いれば良い。本実施例では透過型の液晶表示装置とする
ために、酸化インジウム・スズ(ITO)膜を100n
mの厚さにスパッタ法で形成した。(図17)
と画素部の画素TFTとを有した基板を完成させること
ができた。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が形成した。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ぶ。
は、島状半導体層6004にチャネル形成領域610
6、ソース領域6107a、6107b、ドレイン領域
6108a,6108bを有している。第1のnチャネ
ル型TFT6102には、島状半導体層6005にチャ
ネル形成領域6109、ゲート電極6029と重なるL
DD領域6110(以降、このようなLDD領域をLov
と記す)、ソース領域6111、ドレイン領域6112
を有している。このLov領域のチャネル長方向の長さは
0.5〜3.0μm、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6113、LDD領
域6114,6115、ソース領域6116、ドレイン
領域6117を有している。このLDD領域はLov領域
とゲート電極6030と重ならないLDD領域(以降、
このようなLDD領域をLoff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T
FT6104には、島状半導体層6007にチャネル形
成領域6118、6119、Loff領域6120〜61
23、ソースまたはドレイン領域6124〜6126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。さらに、容量配線6032、6049と、ゲート絶
縁膜と同じ材料から成る絶縁膜と、画素TFT6104
のドレイン領域6126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6127とから保持容量6
105が形成されている。図17では画素TFT610
4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。
68および配向膜6069が形成された基板6067と
アクティブマトリクス基板とをシール剤(図示せず)で
貼り合せる。その後、液晶6070を注入し、封止剤
(図示せず)で封止する。本実施例では、ネマチック液
晶を用いてツイストネマチックモード(TNモード)に
より表示を実現する。
する。
び駆動回路が要求する仕様に応じて各回路を構成するT
FTの構造を最適化し、半導体装置の動作性能と信頼性
を向上させた。さらにゲート電極を耐熱性を有する導電
性材料で形成することによりLDD領域やソース領域お
よびドレイン領域の活性化を容易とし、ゲート配線低抵
抗材料で形成することにより、配線抵抗を十分低減でき
る。従って、画素部(画面サイズ)が4インチクラス以
上の表示装置にも適用することができる。
施例1乃至3のいずれか一に用いることは可能である。
ルを用いた表示装置の一例を示したが、本実施例では、
1個の表示パネルを用いた表示装置の一例を示す。
の位置に欠陥画素が存在しているとする。
に隣接して位置している座標(m±1、n±1)の画素
における平均輝度をあげ、見かけの輝度がほぼ一定の値
になるように補正する。また、欠陥画素に隣接して位置
している座標(m±1、n±1)だけでなく、座標(m
±2、n±2)に位置している画素における平均輝度を
あげてもよい。
を補正することによって、表示パネルに存在している欠
陥画素を人の目では、ほとんど認識することができない
ようにすることができる。本実施例においては、画素サ
イズが微小である場合、特に効果的である。
示不良と見なされていた。また、微小かつ高精細である
ため、欠陥画素の全くない表示パネルを作製することは
非常に困難であり、歩留まりが非常に低かった。
パネルであっても、欠陥画素のまったくない表示パネル
と同等の表示レベルを実現することができる。従って、
作製プロセスを変更することなく製品歩留まりを大幅に
向上させることができる。
の場合、3H(2.2m)で見えた画質劣化レベルが、
本発明を利用することによって4H(3m)で見えた画
質劣化レベルと同等のものが得られる。
ても非常に近距離で見ても、画質劣化の少ないものが得
られる。
正テーブル作成のフローチャートである。
回路ブロック図である。
図である。
ある。
ある。
ある。
補正テーブル作成のフローチャートである。
面構造図である。
される様子を示す図である。
場合のカラー映像が形成される様子を示す図である。
(従来例)
場合のカラー映像が形成される様子を示す模式図であ
る。(従来例)
す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】3個の表示パネルを有する投射型の表示装
置において、前記3個の表示パネルのうち欠陥画素を有
する表示パネルを特定する手段と、 前記欠陥画素の座標を特定する手段と、 前記3個の表示パネルのうち前記欠陥画素を有する表示
パネル以外の表示パネルにおいて前記欠陥画素の座標と
同座標の画素の輝度を上げる手段とを有することを特徴
とする欠陥画素補正システム。 - 【請求項2】3個の表示パネルを有する投射型の表示装
置において、前記3個の表示パネルのうち欠陥画素を有
する表示パネルを特定する手段と、 前記欠陥画素の座標を特定する手段と、 前記欠陥画素の座標と隣接する座標の画素の輝度を上げ
る手段と、 前記3個の表示パネルのうち前記欠陥画素を有する表示
パネル以外の表示パネルにおいて前記欠陥画素の座標と
同座標の画素の輝度を上げる手段とを有することを特徴
とする欠陥画素補正システム。 - 【請求項3】請求項2において、前記隣接する座標の画
素の輝度を上げた表示パネルは、3個のうち、いずれか
1個または複数個の表示パネルであることを特徴とする
欠陥画素補正システム。 - 【請求項4】欠陥画素を有する1個の表示パネルを有す
る表示装置において、欠陥画素の位置座標を特定する手
段と、 前記欠陥画素と隣接する画素の輝度を上げる手段とを有
することを特徴とする欠陥画素補正システム。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一において、前
記表示パネルはアクティブマトリクス型の表示パネルで
あることを特徴とする欠陥画素補正システム。 - 【請求項6】請求項1乃至5のいずれか一において、前
記表示パネルは液晶パネルであることを特徴とする欠陥
画素補正システム。 - 【請求項7】光源と、 前記光源から出射された光を3つの光に分離する光学系
と、 少なくとも1つの欠陥画素を有する1個の表示パネルを
含む3個の表示パネルと、 前記3個の表示パネルの映像を合成し、スクリーンに投
射する光学系と、 前記欠陥画素の存在する表示パネル以外の表示パネルに
おいて前記欠陥画素の座標と同座標の画素の輝度を上げ
る欠陥画素補正システムとを有することを特徴とする投
射型の表示装置。 - 【請求項8】請求項7において、前記表示パネルはアク
ティブマトリクス型の液晶パネルであることを特徴とす
る表示装置。
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