JP2009211094A - Display, and method of driving display, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体表示装置(以下、表示装置と表記する)に関し、特に、絶縁体上に作製される薄膜トランジスタ(以下、TFTと表記する)を有し、画素に電気泳動素子を用いたアクティブマトリクス型表示装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor display device (hereinafter referred to as a display device), and in particular, an active matrix having a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) manufactured on an insulator and using an electrophoretic element as a pixel. The present invention relates to a type display device.
2001年6月にサンノゼで行われたSID01において、E INK社が電気泳動表示装置を発表し、脚光をあびた。E INK社が発表した電気泳動表示装置とは、材料として、電子インクを用い、それを印刷することによって、表示装置を構成している。 At SID01 held in San Jose in June 2001, EINK introduced an electrophoretic display device and was in the spotlight. The electrophoretic display device announced by E INK Company uses electronic ink as a material and prints it to form a display device.
図9に示すように、電子インクとは直径80[μm]程度のマイクロカプセル906を作り、その中に透明な液体と、プラスに帯電した白い微粒子901とマイナスに帯電した黒い微粒子902とを封入している。マイクロカプセル906に電界をかけると、白い微粒子901と、黒い微粒子902が逆の方向に移動する。図9に示すように対向電極(透明電極)903と画素電極904、905の間にプラスまたはマイナスの電界をかけると表面に白または黒の微粒子が現れ、白または黒を表示する。この電子インクおよび対向電極(透明電極)は、印刷法によって成膜が可能であり、回路基板上に電子インクを印刷したものが電気泳動表示装置である。
As shown in FIG. 9, the electronic ink forms a
電子インクを用いた電気泳動表示装置は液晶表示装置にくらべて消費電力が小さいというメリットがある。それはまず、反射率が30[%]前後有り、反射型液晶の数倍の反射率を持っていることである。反射型液晶は反射率が低いため、太陽光下など光の強い場所では有利であるが、光の弱い場所ではフロントライトなどの補助照明が必要になるが、電子インクを用いた電気泳動表示装置では反射率が高いためフロントライトは不要である。フロントライトでは数100[mW]の電力を必要とするが、この電力は不要となる。また、液晶は有機材料を用いているため、直流駆動を継続すると劣化現象を起こしてしまう。従って、交流反転駆動が必要であるが、反転周波数が低いとフリッカが視認され、使用者に不快感を与えるため、通常60〜100[Hz]で交流反転駆動をおこなっている。電気泳動表示装置では液晶のように交流反転駆動をする必要がないので、60[Hz]で毎回書き込みをする必要もない。以上の2点によって、低消費電力化が可能になる。 An electrophoretic display device using electronic ink has an advantage of lower power consumption than a liquid crystal display device. First, it has a reflectance of around 30% and has a reflectance several times that of a reflective liquid crystal. Reflective liquid crystal has low reflectivity, so it is advantageous in places with strong light such as under sunlight, but auxiliary lighting such as a front light is necessary in places with low light, but an electrophoretic display device using electronic ink The front light is unnecessary because of its high reflectivity. The front light requires several hundreds [mW] of power, but this power is unnecessary. Further, since the liquid crystal uses an organic material, if the direct current drive is continued, a deterioration phenomenon occurs. Therefore, AC inversion driving is necessary. However, when the inversion frequency is low, flicker is visually recognized and the user feels uncomfortable, so AC inversion driving is usually performed at 60 to 100 [Hz]. In the electrophoretic display device, it is not necessary to perform AC inversion driving as in the case of liquid crystal. The above two points can reduce power consumption.
E INK社はSID01 DIGEST p152〜155において、アモルファスシリコン(a−Si)TFTを用いた電気泳動表示装置を発表している。 E INK has announced an electrophoretic display device using amorphous silicon (a-Si) TFTs in SID01 DIGEST p152-155.
a−SiTFTを用いた表示装置は、画素部1100の周辺に、IC等のパッケージにて供給される外付けのソース信号線駆動回路1101、1102と、ゲート信号線駆動回路1103とを有する。それぞれの画素は、ソース信号線1104、ゲート信号線1105、画素TFT1106、画素電極1107、保持容量1108等によって構成される。
A display device using an a-Si TFT includes external source signal
図10は、電子インクとなるマイクロカプセル1004および対向電極1001を形成した後の画素の断面図であり、画素電極1005の電位によって、マイクロカプセル1004中の微粒子の動作が制御され、白または黒の表示を行う。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the pixel after the formation of the
上述したように、従来の電気泳動ディスプレイにおいては、駆動回路を外付けで実装しているため、コスト、額縁の大きさ、端子接続の信頼性などに問題があった。 As described above, in the conventional electrophoretic display, since the drive circuit is mounted externally, there are problems in cost, frame size, reliability of terminal connection, and the like.
また、アモルファス用のTFT基板を用いて、電気泳動ディスプレイを構成する場合に、画素電極にかかる電位を保持するのに、画素の保持容量と、画素TFTのオフ電流で決定する時定数相当の書き込みをする必要がある。これは、フリッカ対策のように60[Hz]での書き込みをする必要はないが、ある程度の周期でのリフレッシュ書き込みは必要となる。よって、更なる消費電力低減のため、映像を変えない限り書き込みの必要のない、電気泳動表示装置が求められている。 In addition, when an electrophoretic display is configured using an amorphous TFT substrate, writing corresponding to a time constant determined by the pixel holding capacity and the off-current of the pixel TFT is used to hold the potential applied to the pixel electrode. It is necessary to do. Although it is not necessary to perform writing at 60 [Hz] as a countermeasure against flicker, refresh writing at a certain period is necessary. Therefore, in order to further reduce power consumption, there is a need for an electrophoretic display device that does not require writing unless the video is changed.
そこで、本発明は電気泳動表示装置で、書き込み回数のさらに少ないアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an active matrix electrophoretic display device which is an electrophoretic display device and has a smaller number of writing operations.
本発明の電気泳動表示装置では、ドライバ回路を内蔵することによって、コストや消費電力および端子部の信頼性改善をはかり、かつ、画素部に保持性の高いメモリ回路を内蔵することによって、書き込み回数を削減し、消費電力の少ない表示装置を提供される。 In the electrophoretic display device of the present invention, by incorporating a driver circuit, cost and power consumption and reliability of a terminal portion are improved, and by incorporating a highly retainable memory circuit in a pixel portion, And a display device with low power consumption.
以下に、本発明の電気泳動表示装置の構成について記載する。なお、本明細書において、回路の接続について述べる際には、TFTのソース領域とドレイン領域のうち、いずれか一方を入力電極、残る一方を出力電極と表記する。これは、TFTの耕造上、ソース領域とドレイン領域とを明確に区別することが困難であることを理由とする。 The configuration of the electrophoretic display device of the present invention will be described below. Note that in this specification, when circuit connection is described, one of a source region and a drain region of a TFT is referred to as an input electrode, and the remaining one is referred to as an output electrode. This is because it is difficult to clearly distinguish the source region and the drain region from the viewpoint of TFT cultivation.
本発明では、複数の画素電極上に、複数の帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルを配置し、前記画素電極の電位により前記帯電粒子を制御することによって明暗を表示することを特徴とした表示装置において、前記表示装置は前記画素と同一基板上にソース信号線またはゲート信号線を駆動する駆動回路を形成したことを特徴とする表示装置が提供される。 In the present invention, a display device is characterized in that microcapsules containing a plurality of charged particles are arranged on a plurality of pixel electrodes, and brightness and darkness are displayed by controlling the charged particles by the potential of the pixel electrodes. The display device is characterized in that a drive circuit for driving a source signal line or a gate signal line is formed on the same substrate as the pixel.
本発明では、複数の画素電極上に、複数の帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルを配置し、前記画素電極の電位により前記帯電粒子を制御することによって明暗を表示することを特徴とした表示装置において、前記画素電極はそれぞれ1つづつのメモリ回路に接続され、メモリ回路の記憶データによって、前記画素電極の電位が変化することを特徴とした表示装置が提供される。 In the present invention, a display device is characterized in that microcapsules containing a plurality of charged particles are arranged on a plurality of pixel electrodes, and brightness and darkness are displayed by controlling the charged particles by the potential of the pixel electrodes. Each of the pixel electrodes is connected to one memory circuit, and a potential of the pixel electrode is changed according to data stored in the memory circuit.
本発明では、画素電極上に、複数の帯電粒子を内蔵したマイクロカプセルを配置し、前記画素電極の電位により前記帯電粒子を制御することによって明暗を表示する表示装置において、基板上に複数の画素電極を有し、前記画素電極は複数のサブ画素電極によって構成され、それ前記サブ画素電極はそれぞれ1つづつのメモリ回路に接続され、メモリ回路の記憶データによって、前記サブ画素電極の電位が変化することを特徴とした表示装置が提供される。 According to the present invention, in a display device in which a microcapsule containing a plurality of charged particles is disposed on a pixel electrode and brightness is displayed by controlling the charged particles by the potential of the pixel electrode, a plurality of pixels are formed on a substrate. The pixel electrode is composed of a plurality of sub-pixel electrodes, and each of the sub-pixel electrodes is connected to one memory circuit, and the potential of the sub-pixel electrode changes depending on data stored in the memory circuit A display device characterized by this is provided.
本発明では、ソース信号線駆動回路と、ゲート信号線駆動回路と、x×y個の画素がマトリクス状に配置された画素部とを有し、nビットのデジタル映像信号を入力して映像の表示を行う表示装置において、 前記x×y個の画素はそれぞれ、n本のソース信号線と、ゲート信号線と、n個のサブ画素とを有し、 前記n個のサブ画素はそれぞれ、スイッチング用トランジスタと、メモリ回路と、画素電極とを有し、 前記スイッチング用トランジスタのゲート電極はそれぞれ、前記ゲート信号線と電気的に接続され、入力電極は前記n本のソース信号線のうちそれぞれ異なるいずれか1本と電気的に接続され、出力電極は、前記メモリ回路を介して画素電極と電気的に接続され、 前記ソース信号線駆動回路は、 クロック信号とスタートパルスとにしたがって、順次サンプリングパルスを出力する手段と、 前記サンプリングパルスにしたがって、nビットのデジタル映像信号を保持する手段と、 前記保持されたnビットのデジタル映像信号を転送する手段と、 前記転送されたnビットのデジタル映像信号を、n×x本のソース信号線に並列に出力する手段とを有し、 前記ゲート信号線駆動回路は、 クロック信号とスタートパルスにしたがって、y本のゲート信号線を順次選択するゲート信号線選択パルスを出力する手段を少なくとも有することを特徴とする表示装置が提供される。 In the present invention, a source signal line driver circuit, a gate signal line driver circuit, and a pixel portion in which x × y pixels are arranged in a matrix form, an n-bit digital video signal is input to input video. In the display device that performs display, each of the x × y pixels includes n source signal lines, gate signal lines, and n sub-pixels, and the n sub-pixels each switch Transistor, a memory circuit, and a pixel electrode, the gate electrode of the switching transistor is electrically connected to the gate signal line, and the input electrode is different among the n source signal lines. The output electrode is electrically connected to the pixel electrode via the memory circuit, and the source signal line driver circuit is connected to the clock signal and the start pulse. Means for sequentially outputting a sampling pulse, means for holding an n-bit digital video signal according to the sampling pulse, means for transferring the held n-bit digital video signal, and Means for outputting n-bit digital video signals in parallel to n × x source signal lines, and the gate signal line driving circuit comprises y gate signal lines in accordance with a clock signal and a start pulse. There is provided a display device characterized in that it has at least means for outputting a gate signal line selection pulse for sequentially selecting.
本発明では、ソース信号線駆動回路と、ゲート信号線駆動回路と、x×y個の画素がマトリクス状に配置された画素部とを有し、nビットのデジタル映像信号を入力して映像の表示を行う表示装置において、 前記x×y個の画素はそれぞれ、ソース信号線と、n本のゲート信号線と、n個のサブ画素とを有し、 前記n個のサブ画素はそれぞれ、スイッチング用トランジスタと、メモリ回路と、画素電極とを有し、 前記スイッチング用トランジスタのゲート電極はそれぞれ、前記n本のゲート信号線のうちそれぞれ異なるいずれか1本と電気的に接続され、入力電極は前記ソース信号線と電気的に接続され、出力電極は、前記メモリ回路を介して画素電極と電気的に接続され、 前記ソース信号線駆動回路は、 クロック信号とスタートパルスとにしたがって、順次サンプリングパルスを出力する手段と、 前記サンプリングパルスにしたがって、nビットのデジタル映像信号を保持する手段と、 前記保持されたnビットのデジタル映像信号を転送する手段と、 前記転送されたnビットのデジタル映像信号を、1ビット毎に順次選択して、前記ソース信号線に出力する手段とを有し、 前記ゲート信号線駆動回路は、 クロック信号とスタートパルスと、マルチプレクス信号とにしたがって、n×y本のゲート信号線を順次選択するゲート信号線選択パルスを出力する手段を少なくとも有することを特徴とする表示装置が提供される。 In the present invention, a source signal line driver circuit, a gate signal line driver circuit, and a pixel portion in which x × y pixels are arranged in a matrix form, an n-bit digital video signal is input to input video. In the display device that performs display, each of the x × y pixels includes a source signal line, n gate signal lines, and n subpixels, and each of the n subpixels is switched. A switching transistor, a gate electrode of the switching transistor is electrically connected to any one of the n gate signal lines, and an input electrode is The source signal line is electrically connected, the output electrode is electrically connected to the pixel electrode through the memory circuit, and the source signal line driver circuit is configured to supply a clock signal and a start pulse. Means for sequentially outputting a sampling pulse, means for holding an n-bit digital video signal according to the sampling pulse, means for transferring the held n-bit digital video signal, and Means for sequentially selecting the n-bit digital video signal for each bit and outputting the selected signal to the source signal line. The gate signal line driving circuit includes a clock signal, a start pulse, a multiplex signal, Accordingly, there is provided a display device comprising at least means for outputting a gate signal line selection pulse for sequentially selecting n × y gate signal lines.
なお、上述した表示装置の画素部に配置されるメモリ回路については、SRAMを用いても良い。 Note that an SRAM may be used for the memory circuit arranged in the pixel portion of the display device described above.
また、本発明では上述した表示装置を用いた電子機器が提供される。 In addition, according to the present invention, an electronic device using the display device described above is provided.
従来の電気泳動表示装置では、ドライバ回路が外付けであり、コスト、信頼性などで問題があった。また、液晶と同様の保持容量とスイッチTFTの組み合わせで画素を構成していたので、定期的なリフレッシュが必要であり、消費電力を大きくしていた。 In the conventional electrophoretic display device, the driver circuit is externally attached, and there are problems in cost, reliability, and the like. In addition, since the pixel is configured by a combination of the storage capacitor and the switch TFT similar to the liquid crystal, periodic refresh is necessary, and power consumption is increased.
本発明では、前述したように画素とドライバを一体形成することによって、コスト、信頼性の向上をはかり、かつ画素にメモリ回路を内蔵することによって、書き込み回数を低減し、消費電力を下げることが可能になった。 In the present invention, as described above, the pixel and the driver are integrally formed to improve cost and reliability, and by incorporating a memory circuit in the pixel, the number of writings can be reduced and power consumption can be reduced. It became possible.
[実施の形態1]
本発明の電気泳動表示装置の構成について以下に説明する。本発明の電気泳動表示装置は、絶縁基板上に、ソース信号線駆動回路またはゲート信号線駆動回路もしくはその両方を有し、画素領域にスイッチング用薄膜トランジスタとメモリ回路を有している。
[Embodiment 1]
The configuration of the electrophoretic display device of the present invention will be described below. The electrophoretic display device of the present invention includes a source signal line driver circuit and / or a gate signal line driver circuit over an insulating substrate, and includes a switching thin film transistor and a memory circuit in a pixel region.
図1は本発明の表示装置の実施の一形態を表している。以下その動作について説明を行う。 FIG. 1 shows an embodiment of a display device of the present invention. The operation will be described below.
中央に画素部106が配置されている。画素部の上側には、ソース信号線に入力する信号を制御するための、ソース信号線駆動回路101が配置されている。
ソース信号線駆動回路101は、第1のラッチ回路104、第2のラッチ回路105等を有する。画素部の左右には、ゲート信号線に入力する信号を制御するための、ゲート信号線駆動回路102が配置されている。なお、図1においては、ゲート信号線駆動回路102は、画素部の左右両側に配置されているが、片側に配置されていても構わない。ただし、画素部の両側に配置した方が、駆動効率、駆動信頼性の面から見て望ましい。
A
The source signal line driver circuit 101 includes a first latch circuit 104, a
ソース信号線駆動回路101は、図2に示すような構成を有している。図2に例として示すソース信号線駆動回路は、水平方向にx個の画素を持ち、1ビットのデジタル映像信号を入力して2階調の表示を行う表示装置に対応したソース信号線駆動回路であり、フリップフロップ(FF)201を複数段用いてなるシフトレジスタ202、NAND203、第1のラッチ回路(LAT1)204、第2のラッチ回路(LAT2)205等を有する。ここで、NAND203に関しては、特に設けなくとも良い。また、図2では図示していないが、必要に応じてバッファ回路、レベルシフタ回路等を配置しても良い。
The source signal line driver circuit 101 has a configuration as shown in FIG. The source signal line driver circuit shown as an example in FIG. 2 has x pixels in the horizontal direction, and is a source signal line driver circuit corresponding to a display device that inputs a 1-bit digital video signal and displays two gradations. A
図2を用いて動作について簡単に説明する。まず、シフトレジスタ202にソース側クロック信号、ソース側クロック反転信号、およびソース側スタートパルスが入力され、それにしたがってシフトレジスタ202から順次サンプリングパルスが出力される。図2においては、サンプリングパルスは、NAND203によって、隣接段でのパルスの重複が生じないようになっているが、特にこの手順は設けなくとも良い。その後、NAND203より出力されたサンプリングパルスは、第1のラッチ回路204に入力され、そのタイミングに従って、同じく第1のラッチ回路204に入力されたデジタル映像信号をそれぞれ保持していく。
The operation will be briefly described with reference to FIG. First, a source-side clock signal, a source-side clock inverted signal, and a source-side start pulse are input to the
第1のラッチ回路204において、1水平周期分のデジタル映像信号の保持が完了すると、帰線期間中にラッチラッチパルスが入力され、第1のラッチ回路204で保持されているデジタル映像信号は、一斉に第2のラッチ回路205へと転送される。
When the holding of the digital video signal for one horizontal period is completed in the
その後、再びシフトレジスタ回路202が動作してサンプリングパルスが出力され、次の水平周期分のデジタル映像信号の保持が開始される。同時に、第2のラッチ回路205で保持されているデジタル映像信号は、ソース信号線(図2中、S1、S2、・・・、Sxと表記)に入力され各画素に書き込まれる。
Thereafter, the
ゲート信号線駆動回路102は、図16に示すような構成を有している。図16に例として示すゲート信号線駆動回路は、垂直方向にy個の画素を有し、フリップフロップ(FF)1601を複数段用いてなるシフトレジスタ1602、NAND1603、バッファ1604等を有している。ここで、NAND1603に関しては、特に設けなくとも良い。また、図16では図示していないが、必要に応じてレベルシフタ回路等を配置しても良い。
The gate signal
図16を用いて動作について簡単に説明する。まず、シフトレジスタ1602にゲート側クロック信号、ゲート側クロック反転信号、およびゲート側スタートパルスが入力され、それにしたがってシフトレジスタ1602から順次パルスが出力される。図16においては、NAND1603を用いて、隣接段のパルスの出力タイミングが重複しないようにしている。その後、バッファ1604を通り、ゲート信号線を順次選択していく。あるゲート信号線が選択されている期間が、1水平期間である。
The operation will be briefly described with reference to FIG. First, a gate-side clock signal, a gate-side clock inverted signal, and a gate-side start pulse are input to the
図3に、本発明の電気泳動表示装置の画素部の構成を示す。図3(A)において、点線枠300で囲まれた部分が1画素であり、その構成を図3(B)に示す。
FIG. 3 shows a configuration of a pixel portion of the electrophoretic display device of the present invention. In FIG. 3A, a portion surrounded by a dotted
それぞれの画素は、ソース信号線301、ゲート信号線302、スイッチング用TFT303、メモリ回路304、電気泳動素子305を有する。スイッチング用TFT303のゲート電極は、ゲート信号線G1〜Gyのいずれか1本に接続され、スイッチング用TFT303のソース領域とドレイン領域のうち、一方はソース信号線S1〜Sxのいずれか1本に接続され、もう一方はメモリ回路304に接続されている。
Each pixel includes a
ソース信号線S1〜Sxに入力された信号は、ゲート信号線G1〜Gyに入力された信号によって導通状態となったスイッチング用TFT307〜309のドレイン・ソース間を介して、メモリ回路310〜312に入力される。このメモリ回路の出力の電位に応じて、電気泳動素子313〜315が移動し、各画素の輝度が表現される。 Signals input to the source signal lines S1 to Sx are transferred to the memory circuits 310 to 312 via the drains and sources of the switching TFTs 307 to 309 that are turned on by the signals input to the gate signal lines G1 to Gy. Entered. In accordance with the output potential of the memory circuit, the electrophoretic elements 313 to 315 move to express the luminance of each pixel.
[実施の形態2]
図4に3ビット(8階調)の場合の画素の構成例を示す。図4に示す画素は、1画素あたり3ビットのデジタル映像信号が入力され、23=8階調の表示を行う。それぞれの画素は、スイッチング用TFT407〜409、メモリ回路410〜412、および電気泳動素子413〜415を有する。スイッチング用TFT407〜409のゲート電極はそれぞれ、ゲート信号線G1〜Gyのいずれか一本に接続され、スイッチング用TFT1002のソース領域とドレイン領域とは、一方は、ソース信号線S1〜Sxのいずれか一本に接続され、もう一方は、メモリ回路310〜312のいずれか1つに接続されている。
[Embodiment 2]
FIG. 4 shows a configuration example of a pixel in the case of 3 bits (8 gradations). The pixel shown in FIG. 4 receives a 3-bit digital video signal per pixel and displays 2 3 = 8 gradations. Each pixel has switching
それぞれの画素において、電気泳動素子を、面積の異なる3つの領域に分けそれぞれの面積比を1:2:4に設定し、それぞれを制御することによって、8階調が実現できる。カラーの場合には(23)3=512色が実現できる。次にこの場合の画素の動作について説明する。 In each pixel, the electrophoretic element is divided into three regions having different areas, the respective area ratios are set to 1: 2: 4, and each is controlled, so that eight gradations can be realized. In the case of color, (2 3 ) 3 = 512 colors can be realized. Next, the operation of the pixel in this case will be described.
3ビットのデジタル映像信号に対応したソース信号線駆動回路の構成例を図17に示す。図17に例として示すソース信号線駆動回路は、水平方向にx個の画素を持ち、1個の画素あたり3本のソース信号線を有し、3ビットのデジタル映像信号を入力して23=8階調の表示を行う表示装置に対応したソース信号線駆動回路であり、フリップフロップ(FF)1701を複数段用いてなるシフトレジスタ1702、NAND1703、第1のラッチ回路(LAT1)1704、第2のラッチ回路(LAT2)1705等を有する。第1および第2のラッチ回路は、3ビット分が並列に配置され、3ビットデジタル映像信号(D1〜D3)の保持を行う。ここで、NAND1703に関しては、特に設けなくとも良い。また、図2では図示していないが、必要に応じてバッファ回路、レベルシフタ回路等を配置しても良い。
A configuration example of a source signal line driver circuit corresponding to a 3-bit digital video signal is shown in FIG. The source signal line driver circuit shown as an example in FIG. 17 has x pixels in the horizontal direction, has three source signal lines per pixel, and inputs a 3-bit digital video signal to 2 3. = A source signal line driver circuit corresponding to a display device that performs display of 8 gradations, and includes a
ゲート信号線駆動回路に関しては、図16に示したものと同様で良い。1つのゲート信号線選択パルスは、1つの画素内のスイッチング用TFT407〜409のゲート電極に同時に入力される。
The gate signal line driver circuit may be the same as that shown in FIG. One gate signal line selection pulse is simultaneously input to the gate electrodes of the switching
図5に示すタイミングチャートは、ソース側クロック信号(CK)、ソース側クロック反転信号(CKb)、ソース側スタートパルス(SP)、シフトレジスタ出力(SR1〜SR2)、サンプリングパルス(Samp1〜SampX)、ラッチパルス(Latch)、およびデジタル映像信号(D1〜D3)について示されている。
タイミングチャートに基づいて、動作を説明する。
The timing chart shown in FIG. 5 includes a source side clock signal (CK), a source side clock inverted signal (CKb), a source side start pulse (SP), shift register outputs (SR1 to SR2), sampling pulses (Samp1 to SampX), A latch pulse (Latch) and digital video signals (D1 to D3) are shown.
The operation will be described based on the timing chart.
ある水平期間501に対し、次の水平期間を502で示す。それぞれの水平期間は、ドットサンプリング期間503、505および、水平帰線期間504、506を有している。すなわち、水平期間とは、1段目のサンプリングパルスが出力されてから、再び1段目のサンプリングパルスが出力されるまでの期間であり、ドットサンプリング期間とは、1段目のサンプリングパルスが出力されてから、最終段のサンプリングパルスが出力されるまでの期間である。
The next horizontal period is indicated by 502 with respect to a certain
ある水平期間501に注目する。ドットサンプリング期間においては、サンプリングパルスの出力にしたがって、デジタル映像信号が第1のラッチ回路に保持される。保持のタイミングは、図5の例ではサンプリングパルスのダウンエッジに従っており、3ビット分、すなわち1画素に入力されるデジタル映像信号が同時に保持される。この操作は、1段目から順に行われ、最終段まで続く。
Note a certain
最終段の第1のラッチ回路における保持動作が終了すると、水平帰線期間に入る。水平帰線期間において、ラッチパルスが入力される(521)と、第1のラッチ回路に保持されているデジタル映像信号は、一斉に第2のラッチ回路へと転送される。 When the holding operation in the first latch circuit at the final stage ends, a horizontal blanking period starts. When a latch pulse is input in the horizontal blanking period (521), the digital video signals held in the first latch circuit are transferred to the second latch circuit all at once.
その後、水平帰線期間が終了し、次の水平期間502に入る。第1のラッチ回路においては、同様にデジタル映像信号の保持が行われる。一方、第2のラッチ回路に保持されているデジタル映像信号は、ドットサンプリング期間505の間、正確には次にラッチパルスが入力されるまでの間に、画素部のメモリ回路へと書き込まれる。メモリ回路への書き込み動作は、3ビット分同時に行われる。
Thereafter, the horizontal blanking period ends and the next
以下に本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図6(A)は画素にSRAMを使用した例である。SRAMはインバータを二つ組み合わせて保持機能をもたせたもので、DRAMのようにリフレッシュ動作を必要とせず、一度保持をおこなったら電源を切らない限り、内容が消えないため、映像が変わらない場合は再書き込みが不要である。よって、電気泳動表示装置との組み合わせにおいて、消費電力の低減に大きな効果を発揮する。 FIG. 6A shows an example in which an SRAM is used for a pixel. SRAM is a combination of two inverters and has a holding function. Like a DRAM, it does not require a refresh operation. Once held, the contents will not be erased unless the power is turned off. Rewriting is not necessary. Therefore, in combination with the electrophoretic display device, a great effect is exhibited in reducing power consumption.
第二の実施例を図6(B)に示す。図6(B)の画素は、実施例1にて示した、メモリ回路にSRAMを用いたもので、3ビットの階調表現を行う場合の画素構成例である。画素を面積の異なる3つの領域に分けそれぞれの面積比を1:2:4に設定し、白、黒の領域を面積比で変化させることによって、8階調が実現できる。カラーの場合には、(23)3=512色が実現できる。
A second embodiment is shown in FIG. The pixel in FIG. 6B is an example of a pixel configuration in which an SRAM is used for the memory circuit shown in
駆動回路の構成は図1および図17で示したものと同じである。また、動作に関しては実施形態にて図5を用いて説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。 The configuration of the drive circuit is the same as that shown in FIGS. The operation is the same as that described with reference to FIG. 5 in the embodiment, and the description thereof is omitted here.
図7は、図6(B)に示した構成で、実際に画素部をレイアウトした例を示している。1画素中、1ビットSRAMを3つ有し、それぞれがスイッチング用TFTと接続され、さらに電気泳動素子と接続されている。図中に付してある番号は、図6(B)に対応している。電気泳動素子620〜622は、その画素電極の面積を、1:2:4としている。スイッチング用TFT617〜619に接続されているゲート信号線には、同じゲート信号線選択パルスが入力される。よって、スイッチング用TFT617〜619は、同時にON・OFFする。
FIG. 7 shows an example in which the pixel portion is actually laid out with the configuration shown in FIG. Each pixel has three 1-bit SRAMs, each connected to a switching TFT and further connected to an electrophoretic element. The numbers given in the figure correspond to FIG. 6 (B). The area of the pixel electrode of the
図7において、A−A‘、B−B’、C−C‘で示される断面を、図8に示す。本実施例では、スイッチング用TFTやSRAM等は、トップゲート型のポリシリコンTFTによって構成されている。図中に付してある番号は、図6(B)に対応している。 In FIG. 7, the cross sections indicated by A-A ', B-B', and C-C 'are shown in FIG. In this embodiment, the switching TFT, SRAM, etc. are constituted by a top gate type polysilicon TFT. The numbers given in the figure correspond to FIG. 6 (B).
実施例1および実施例2においては、3ビット分のデジタル映像信号はそれぞれ別のソース信号線より、並列して画素に書き込まれていたが、ソース信号線を共有して、各ビットを切り替えて順に書き込むことも出来る。 In the first and second embodiments, the digital video signals for 3 bits are written to the pixels in parallel from different source signal lines. However, each bit is switched by sharing the source signal line. You can also write in order.
このような書き込みを行う場合のソース信号線駆動回路の構成例を図18に示す。シフトレジスタ1802〜第2のラッチ回路1805の構成に関しては、図17に示したものと同様である。
A configuration example of a source signal line driver circuit in the case of performing such writing is shown in FIG. The structures of the
ここでは、1本のソース信号線を介して、3ビットのデジタル映像信号を画素内のメモリ回路に書き込むため、第2のラッチ回路1805の出力と、ソース信号線との間に、選択スイッチ1806を設ける。第2のラッチ回路1805までは、3ビットのデジタル映像信号は、各ビットが並列に処理されてきているが、選択スイッチによって、ソース信号線への入力が順番に行われる。その順序は実施者が適宜設定して構わない。
Here, since a 3-bit digital video signal is written to the memory circuit in the pixel through one source signal line, a
図19は、本実施例にて用いるゲート信号線駆動回路の構成例を示している。
シフトレジスタ1902〜バッファ1904の構成に関しては、図16に示したものと同様で良い。
FIG. 19 shows a configuration example of a gate signal line driving circuit used in this embodiment.
The configuration of the
図16におけるバッファ1604と、図19におけるバッファ1904とは、その段数が異なっているが、バッファ出力をHレベルで得るか、Lレベルで得るかの違いで段数を設定すれば良く、ここではその段数等については問わない。
The
実施例1および実施例2においては、1つのゲート信号線選択パルスが、1画素内の3つのスイッチング用TFTを同時に駆動し、それによって3ビット分のデジタル映像信号が同時に書き込まれていたが、本実施例においては、バッファ1904の出力の後、マルチプレクサ1905を用いて、1水平期間を複数のサブ期間分割する。この分割数は、デジタル映像信号のビット数に等しく、本実施例では3分割した。ソース信号線駆動回路に設けられた選択スイッチの切り替えタイミングと、マルチプレクサによる水平期間の分割タイミングが同期しており、各サブ期間で、各ビットのデジタル映像信号の書き込みを行う。
In the first and second embodiments, one gate signal line selection pulse drives three switching TFTs in one pixel at the same time, whereby a 3-bit digital video signal is simultaneously written. In this embodiment, after the output of the
図21にタイミングチャートを示す。デジタル映像信号のサンプリングおよびラッチ動作は、実施例1および実施例2と同様である。ある水平期間2101においてサンプリング、保持されたデジタル映像信号は、帰線期間中に第2のラッチ回路へと転送される。その後、次の水平期間2102において、次の行のデジタル映像信号のサンプリング動作が行われている間、第2のラッチ回路からソース信号線にデジタル映像信号が出力され、画素内のメモリ回路に書き込まれる。
このとき、マルチプレクス信号(MPX1〜3)によって、画素への書き込み期間が分割され、各ビットのデジタル映像信号が順次画素内のメモリ回路に書き込まれる。なお、ソース信号線駆動回路における選択スイッチが、ソース信号線を選択するタイミングも、マルチプレクス信号に同期する。
FIG. 21 shows a timing chart. The sampling and latching operations of the digital video signal are the same as those in the first and second embodiments. The digital video signal sampled and held in a certain
At this time, the writing period to the pixel is divided by the multiplexed signals (MPX1 to MPX1), and the digital video signal of each bit is sequentially written in the memory circuit in the pixel. Note that the timing at which the selection switch in the source signal line driver circuit selects the source signal line is also synchronized with the multiplex signal.
本実施例では、本発明の電気泳動表示装置の画素部とその周辺に設けられる駆動回路部のTFTを同時に作製する方法について説明する。但し、説明を簡単にするために、駆動回路部に関しては基本単位であるCMOS回路を図示することとする。 In this embodiment, a method for simultaneously manufacturing a pixel portion of an electrophoretic display device of the present invention and a TFT of a driver circuit portion provided around the pixel portion will be described. However, in order to simplify the description, a CMOS circuit which is a basic unit is illustrated in the drive circuit portion.
また、画素部に関しては、ソース信号線と、スイッチング用TFTと、画素電極の接続部のみを示す。メモリ回路に関しては、SRAMを用いる場合、駆動回路部のCMOS回路と同様の構成であるので、特に図示しない。 As for the pixel portion, only the connection portion of the source signal line, the switching TFT, and the pixel electrode is shown. Regarding the memory circuit, in the case of using an SRAM, the configuration is the same as that of the CMOS circuit of the drive circuit section, and therefore not particularly shown.
まず、図12(A)に示すように、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板5001上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜5002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5002aを10〜200[nm](好ましくは50〜100[nm])形成し、同様にSiH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜5002bを50〜200[nm](好ましくは100〜150[nm])の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜5002を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜または2層以上積層させた構造として形成しても良い。
First, as shown in FIG. 12A, a silicon oxide film on a
For example, a
島状半導体層5003〜5005は、非晶質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。この島状半導体層5003〜5005の厚さは25〜80[nm](好ましくは30〜60[nm])の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。
The island-shaped
レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーやYAGレーザー、CWレーザーを用いる。これらのレーザーを用いる場合には、レーザー発振器から放射されたレーザー光を光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合はパルス発振周波数30[Hz]とし、レーザーエネルギー密度を100〜400[mJ/cm2](代表的には200〜300[mJ/cm2])とする。また、YAGレーザーを用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数1〜10[kHz]とし、レーザーエネルギー密度を300〜600[mJ/cm2](代表的には350〜500[mJ/cm2])とすると良い。そして幅100〜1000[μm]、例えば400[μm]で線状に集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を80〜98[%]として行う。 In order to fabricate a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or a continuous emission type excimer laser, a YAG laser, or a CW laser is used. When these lasers are used, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly collected by an optical system and irradiated onto a semiconductor film. The conditions for crystallization are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 [Hz] and the laser energy density is 100 to 400 [mJ / cm 2 ] (typically 200 to 300 [mJ / cm 2 ]). When a YAG laser is used, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 [kHz], and the laser energy density is 300 to 600 [mJ / cm 2 ] (typically 350 to 500 [mJ]. / cm 2 ]). Then, a laser beam condensed in a linear shape with a width of 100 to 1000 [μm], for example, 400 [μm] is irradiated over the entire surface of the substrate, and the superposition ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is 80 Perform as ~ 98 [%].
次いで、島状半導体層5003〜5005を覆うゲート絶縁膜5006を形成する。ゲート絶縁膜5006はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜150[nm]としてシリコンを含む絶縁膜で形成する。本実施例では、120[nm]の厚さで酸化窒化シリコン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、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。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズマCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2とを混合し、反応圧力40[Pa]、基板温度300〜400[℃]とし、高周波(13.56[MHz])、電力密度0.5〜0.8[W/cm2]で放電させて形成することが出来る。このようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400〜500[℃]の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることが出来る。
Next, a
そして、ゲート絶縁膜5006上にゲート電極を形成するための第1の導電膜5007と第2の導電膜5008とを形成する。本実施例では、第1の導電膜5007をTaで50〜100[nm]の厚さに形成し、第2の導電膜5008をWで100〜300[nm]の厚さに形成する。
Then, a first
Ta膜はスパッタ法で、TaのターゲットをArでスパッタすることにより形成する。この場合、Arに適量のXeやKrを加えると、Ta膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することが出来る。また、α相のTa膜の抵抗率は20[μΩcm]程度でありゲート電極に使用することが出来るが、β相のTa膜の抵抗率は180[μΩcm]程度でありゲート電極とするには不向きである。α相のTa膜を形成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化タンタルを10〜50[nm]程度の厚さでTaの下地に形成しておくとα相のTa膜を容易に得ることが出来る。 The Ta film is formed by sputtering, and a Ta target is sputtered with Ar. In this case, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to Ar, the internal stress of the Ta film can be relieved and peeling of the film can be prevented. The resistivity of the α-phase Ta film is about 20 [μΩcm] and can be used for the gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 [μΩcm] and is used as the gate electrode. It is unsuitable. In order to form an α-phase Ta film, tantalum nitride having a crystal structure close to Ta's α-phase is formed on a Ta base with a thickness of about 10 to 50 nm. It can be easily obtained.
W膜を形成する場合には、Wをターゲットとしたスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングステン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することも出来る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20[μΩcm]以下にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることが出来るが、W中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。このことより、スパッタ法による場合、純度99.9999[%]のWターゲットを用い、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9〜20[μΩcm]を実現することが出来る。 When forming a W film, it is formed by sputtering using W as a target. In addition, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and it is desirable that the resistivity of the W film be 20 [μΩcm] or less. Although the resistivity of the W film can be reduced by increasing the crystal grains, if the impurity element such as oxygen is large in W, the crystallization is hindered and the resistance is increased. From this, in the case of the sputtering method, by using a W target having a purity of 99.9999 [%] and further forming a W film with sufficient consideration so that impurities are not mixed in from the gas phase during film formation, A resistivity of 9 to 20 [μΩcm] can be realized.
なお、本実施例では、第1の導電膜5007をTa、第2の導電膜5008をWとしたが、特に限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuなどから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。本実施例以外の組み合わせの一例で望ましいものとしては、第1の導電膜5007を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜5008をWとする組み合わせ、第1の導電膜5007を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜5008をAlとする組み合わせ、第1の導電膜5007を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜5008をCuとする組み合わせ等が挙げられる。
Note that in this embodiment, the first
また、LDD領域(Lightly Doped Drain:低濃度不純物ドレイン領域)を小さくして済むような場合は、W単層などの構成にしても良いし、構成は同じでも、テーパー角を立てることによって、LDDの長さを小さくすることができる。 When the LDD region (Lightly Doped Drain) can be made small, a W single layer or the like may be used. Even if the configuration is the same, the LDD can be formed by increasing the taper angle. The length of can be reduced.
次に、レジストによるマスク5009を形成し、電極及び配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1[Pa]の圧力でコイル型の電極に500[W]のRF(13.56[MHz])電力を投入してプラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも100[W]のRF(13.56[MHz])電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜とも同程度にエッチングされる。
Next, a resist
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の角度は15〜45°となる。
ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、10〜20[%]程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化窒化シリコン膜が露出した面は20〜50[nm]程度エッチングされることになる。こうして、第1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形状の導電層5010〜5013(第1の導電層5010a〜5013aと第2の導電層5010b〜5013b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜5006においては、第1の形状の導電層5010〜5013で覆われない領域は20〜50[nm]程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Under the above etching conditions, by making the shape of the resist mask suitable, the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of the tapered portion is 15 to 45 °.
In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, it is preferable to increase the etching time at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 [nm] by the over-etching process. become. Thus, the first shape conductive layers 5010 to 5013 (the first
そして、第1のドーピング処理を行いN型を付与する不純物元素を添加する。
ドーピングの方法はイオンドープ法もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×1014[atoms/cm2]とし、加速電圧を60〜100[keV]として行う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層5010〜5013がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第1の不純物領域5014〜5016が形成される。第1の不純物領域5014〜5016には1×1020〜1×1021[atoms/cm3]の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加する(図12(B))。
Then, an impurity element imparting N-type is added by performing a first doping process.
As a doping method, an ion doping method or an ion implantation method may be used. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 5 × 10 14 [atoms / cm 2 ] and an acceleration voltage of 60 to 100 [keV]. As an impurity element imparting n-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As) is used, but here phosphorus (P) is used. In this case, the conductive layers 5010 to 5013 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the
次に、図12(C)に示すように、レジストマスクは除去しないまま、第2のエッチング処理を行う。エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエッチング処理により第2の形状の導電層5017〜5020(第1の導電層5017a〜5020aと第2の導電層5017b〜5020b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜5006においては、第2の形状の導電層5017〜5020で覆われない領域はさらに20〜50[nm]程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Next, as shown in FIG. 12C, a second etching process is performed without removing the resist mask. The W film is selectively etched using CF 4 , Cl 2 and O 2 as an etching gas. At this time, second shape
W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスによるエッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオン種と反応生成物の蒸気圧から推測することが出来る。WとTaのフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Wのフッ化物であるWF6が極端に高く、その他のWCl5、TaF5、TaCl5は同程度である。従って、CF4とCl2の混合ガスではW膜及びTa膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガスに適量のO2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFになり、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増大する。一方、TaはFが増大しても相対的にエッチング速度の増加は少ない。また、TaはWに比較して酸化されやすいので、O2を添加することでTaの表面が酸化される。Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらにTa膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa膜とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜のエッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能となる。 The etching reaction of the W film or Ta film with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be estimated from the generated radicals or ion species and the vapor pressure of the reaction product. When the vapor pressures of W and Ta fluorides and chlorides are compared, WF 6 which is a fluoride of W is extremely high, and other WCl 5 , TaF 5 and TaCl 5 are similar. Therefore, both the W film and the Ta film are etched with a mixed gas of CF 4 and Cl 2 . However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure is increased. On the other hand, the increase in etching rate of Ta is relatively small even when F increases. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Since the Ta oxide does not react with fluorine or chlorine, the etching rate of the Ta film further decreases. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film, and the etching rate of the W film can be made larger than that of the Ta film.
続いて、第2のドーピング処理を行う。この場合、第1のドーピング処理よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件としてn型を付与する不純物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜120[keV]とし、1×1013[atoms/cm2]のドーズ量で行い、図12(B)で島状半導体層に形成された第1の不純物領域の内側に新たな不純物領域を形成する。ドーピングは、第2の形状の導電層5017〜5020を不純物元素に対するマスクとして用い、第1の導電層5017a〜5020aの下側の領域の半導体層にも不純物元素が添加されるようにドーピングする。こうして、第2の不純物領域5021〜5023が形成される。この第2の不純物領域5021〜5023に添加されたリン(P)の濃度は、第1の導電層5017a〜5020aのテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。具体的には、第1の導電層5017a〜5020aのテーパー部と重なる半導体層において、第1の導電層5017a〜5020aのテーパー部の端部から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度である(図12(C))。
Subsequently, a second doping process is performed. In this case, an impurity element imparting n-type conductivity is doped as a condition of a high acceleration voltage by lowering the dose than in the first doping process. For example, the acceleration voltage is set to 70 to 120 [keV] and the dose is 1 × 10 13 [atoms / cm 2 ], and the inside of the first impurity region formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG. Then, a new impurity region is formed. Doping is performed using the second shape
続いて、図12(D)に示すように第3のエッチング処理を行う。エッチングガスにCHF6を用い、反応性イオンエッチング法(RIE法)を用いて行う。第3のエッチング処理により、第1の導電層5017a〜5020aのテーパー部を部分的にエッチングして、第1の導電層が半導体層と重なる領域が縮小される。
第3のエッチング処理によって、第3の形状の導電層5024〜5027(第1の導電層5024a〜5027aと第2の導電層5024b〜5027b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜5006においては、第3の形状の導電層5024〜5027で覆われない領域はさらに20〜50[nm]程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
Subsequently, a third etching process is performed as shown in FIG. An etching gas is CHF 6 and a reactive ion etching method (RIE method) is used. By the third etching treatment, the tapered portions of the first
By the third etching process, third shape
第3のエッチング処理によって、第2の不純物領域5021〜5023の一部、つまり、第1の導電層5024a〜5027aと重ならない領域に、第3の不純物領域5028〜5030が形成される(図12(D))。
By the third etching process,
そして、図13(A)に示すように、新たにレジストマスク5031を形成し、Pチャネル型TFTを形成する島状半導体層5003に、第1の導電型とは逆の導電型の第4の不純物領域5032を形成する。第1導電層5025bを不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、不純物領域5032においては、一部にそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B2H6)のドーズ量をリンのドーズ量よりも十分に高くすることにより、P型を付与することが出来る。なお、不純物領域5032においては、そのいずれの領域においても不純物濃度が2×1020〜2×1021[atoms/cm3]となるようにする。
Then, as shown in FIG. 13A, a resist
以上までの工程でそれぞれの島状半導体層に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第3の形状の導電層5024、5025、5027がゲート電極として機能する。また、5026はソース信号線として機能する。
Through the above steps, impurity regions are formed in each island-like semiconductor layer. The third shape
レジストマスク5031を除去した後、導電型の制御を目的として、それぞれの島状半導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他に、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)を適用することが出来る。熱アニール法では酸素濃度が1[ppm]以下、好ましくは0.1[ppm]以下の窒素雰囲気中で400〜700[℃]、代表的には500〜600[℃]で行うものであり、本実施例では500[℃]で4時間の熱処理を行う。ただし、第3の形状の導電層5024〜5027に用いた配線材料が熱に弱い場合には、配線等を保護するため層間絶縁膜(シリコンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うことが好ましい。
After the resist
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う。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。 Further, a heat treatment is performed at 300 to 450 [° C.] for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100 [%] hydrogen to perform a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer. This step is a step of terminating dangling bonds in the semiconductor layer with thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
次いで、図13(B)に示すように、第1の層間絶縁膜5033は酸化窒化シリコン膜から100〜200[nm]の厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料から成る第2の層間絶縁膜5034を形成する。第2の層間絶縁膜については、基板表面を十分に平坦化する目的もある。次いで、コンタクトホールを形成するためのエッチング工程を行う。
Next, as shown in FIG. 13B, the first
その後、配線5035〜5039、およびゲート信号線5040を形成する。
Thereafter, wirings 5035 to 5039 and
なお、本実施例では、書き込み用TFTは、ダブルゲート構造で示したが、シングルゲート構造やトリプルゲート構造でも構わないし、マルチゲート構造でも構わない。 In this embodiment, the writing TFT has a double gate structure, but may have a single gate structure, a triple gate structure, or a multi-gate structure.
以上のようにして、Nチャネル型TFT、Pチャネル型TFTを有する駆動回路部と、書き込み用TFT、保持容量を有する画素部とを同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。 As described above, the driver circuit portion including the N-channel TFT and the P-channel TFT and the pixel portion including the writing TFT and the storage capacitor can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is called an active matrix substrate.
また、本実施例で示す工程に従えば、アクティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数を5枚(島状半導体層パターン、第1配線パターン(ソース信号線、容量配線)、Pチャネル領域のマスクパターン、コンタクトホールパターン、第2配線パターン)とすることができる。その結果、工程を短縮し、製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することができる。 Further, according to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks necessary for manufacturing the active matrix substrate is 5 (island-like semiconductor layer pattern, first wiring pattern (source signal line, capacitor wiring), P channel region Mask pattern, contact hole pattern, second wiring pattern). As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
続いて、第3の層間絶縁膜5041を形成した後、コンタクトホールを形成する。その後、画素部に画素電極をパターニングによって形成する。
Subsequently, after a third
次いで、画素電極上に、透明液体と帯電粒子とを封入したマイクロカプセル5043を塗布する。マイクロカプセル5043は、前述の通り一般的には80[μm]前後であるので、印刷法等による塗布が可能であり、画素部の所望の位置にのみマイクロカプセルを塗布すれば良い。
Next, a
その後、透明導電膜でなる対向電極5044を形成する。透明導電膜の材料としては、代表的には酸化インジウム・スズ(Indium Tin Oxide:ITO)等を用いれば良い。
Thereafter, a
最後に、表面を保護するための保護膜5045を形成し、図13(C)に示すようなアクティブマトリクス型電気泳動表示装置が完成する。なお、保護膜は、図13(C)においては、基板全面に形成しているが、画素部のみに形成されていても良いし、FPC上を除く全面に形成されていても良い。
Finally, a
なお、上記の行程により作成されるアクティブマトリクス型液晶表示装置におけるTFTはトップゲート構造をとっているが、ボトムゲート構造のTFTやデュアルゲート構造その他の構造のTFTに対しても本実施例は容易に適用され得る。 Although the TFT in the active matrix type liquid crystal display device manufactured by the above process has a top gate structure, this embodiment is easy even for a TFT having a bottom gate structure, a dual gate structure, and other structures. Can be applied to.
また、本実施例においては、ガラス基板上を使用しているが、ガラス基板に限らず、プラスチック基板、ステンレス基板、単結晶ウェハ等、ガラス基板以外のものを使用することによっても実施が可能である。特に、弾性に富む基板を用いることによって、表示装置自体にフレキシブル性を持たせることも出来る。 In this embodiment, the glass substrate is used. However, the present invention is not limited to the glass substrate, and can be implemented by using a substrate other than the glass substrate, such as a plastic substrate, a stainless steel substrate, and a single crystal wafer. is there. In particular, by using a substrate rich in elasticity, the display device itself can be flexible.
本実施例は、実施例1乃至実施例3と自由に組み合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented by being freely combined with
本発明の電気泳動表示装置には様々な用途がある。本実施例では、本発明の電気泳動表示装置を電子機器に適用した例について述べる。 The electrophoretic display device of the present invention has various uses. In this embodiment, an example in which the electrophoretic display device of the present invention is applied to an electronic device will be described.
液晶表示装置を組み込んだ半導体装置には、携帯情報端末(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ等が挙げられる。それらの一例を図14および図15に示す。 Examples of semiconductor devices incorporating a liquid crystal display device include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, and the like), video cameras, digital cameras, personal computers, televisions, and the like. Examples of these are shown in FIGS.
図14(A)は携帯電話であり、本体3001、音声出力部3002、音声入力部3003、表示部3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006から構成されている。本発明は表示部3004に適用することができる。
FIG. 14A illustrates a mobile phone, which includes a
図14(B)はビデオカメラであり、本体3011、表示部3012、音声入力部3013、操作スイッチ3014、バッテリー3015、受像部3016から成っている。本発明は表示部3012に適用することができる。
FIG. 14B illustrates a video camera which includes a main body 3011, a display portion 3012, an
図14(C)はパーソナルコンピュータであり、本体3021、表示部3022、キーボード3023等で構成される。本発明は表示部3022に適用することができる。
FIG. 14C illustrates a personal computer, which includes a main body 3021, a
図14(D)は携帯情報端末であり、本体3031、スタイラスペン3032、表示部3033、操作ボタン3034、外部インターフェイス3035で構成されている。本発明は表示部3033に適用することができる。
FIG. 14D illustrates a portable information terminal which includes a
図15(A)はデジタルカメラであり、本体3101、表示部(A)3102、接眼部3103、操作スイッチ3104、表示部(B)3105、受像部(図示しない)、バッテリー3106等で構成される。本発明は表示部(A)3102および表示部(B)3105に適用することができる。
FIG. 15A illustrates a digital camera which includes a main body 3101, a display portion (A) 3102, an eyepiece portion 3103, an
図15(B)は携帯書籍であり、本体3111、表示部3112、記憶媒体3113、操作スイッチ3114等から構成されており、ミニディスク(MD)やDVD(Digital Versatile Disc)に記憶されたデータや、受信したデータを表示するものである。本発明は表示部3112に適用することができる。
FIG. 15B illustrates a portable book, which includes a main body 3111, a display portion 3112, a
図15(C)はテレビであり、本体3121、スピーカー3122、表示部3123、受信装置3124、増幅装置3125等で構成される。本発明は表示部3123に適用することができる。
FIG. 15C illustrates a television set including a main body 3121, a
図15(D)はプログラムを記録した記録媒体を用いるプレーヤーであり、本体3131、表示部3132、スピーカー部3133、記録媒体3134、操作スイッチ3135で構成される。なお、この装置は記録媒体としてDVD(Digital Versatile Disc)、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。本発明は表示部3132に適用することができる。
FIG. 15D shows a player that uses a recording medium in which a program is recorded, and includes a main body 3131, a
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07175424A (en) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Nippon Mektron Ltd | Electrophoresis matrix display device |
JPH11295700A (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Seiko Epson Corp | Reflection liquid crystal device and reflection projector |
JP2000347225A (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Ricoh Co Ltd | Display medium |
JP2001092378A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Sharp Corp | Active matrix substrate |
JP2001174853A (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Japan Science & Technology Corp | Electrophoretic display device |
JP2001188269A (en) * | 1999-10-22 | 2001-07-10 | Ricoh Co Ltd | Electrophoresis display method, liquid for display, particle for display, display medium, display device, and reversible display body |
JP2001235771A (en) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | Seiko Epson Corp | Electrophoretic display device and its manufacturing method |
-
2009
- 2009-06-17 JP JP2009144467A patent/JP2009211094A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07175424A (en) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Nippon Mektron Ltd | Electrophoresis matrix display device |
JPH11295700A (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Seiko Epson Corp | Reflection liquid crystal device and reflection projector |
JP2000347225A (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Ricoh Co Ltd | Display medium |
JP2001092378A (en) * | 1999-09-27 | 2001-04-06 | Sharp Corp | Active matrix substrate |
JP2001188269A (en) * | 1999-10-22 | 2001-07-10 | Ricoh Co Ltd | Electrophoresis display method, liquid for display, particle for display, display medium, display device, and reversible display body |
JP2001174853A (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Japan Science & Technology Corp | Electrophoretic display device |
JP2001235771A (en) * | 2000-02-21 | 2001-08-31 | Seiko Epson Corp | Electrophoretic display device and its manufacturing method |
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