JP4955031B2

JP4955031B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4955031B2
Application number: JP2009115293A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 潤小山
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: US7834830B2; US20110025729A1; EP2309482A2; EP0997868A1; US8259048B2; EP2309482A3; JP2010055120A; EP0997868B1; JP4940288B2; US20030058210A1; JP2009181140A; US20050068468A1; US7317438B2

Description

本願発明は、カラー表示を行うことのできるフィールドシーケンシャル液晶表示装置に関する。液晶表示装置の中でも、特に、アクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。

近年、アクティブマトリクス型液晶表示装置がパーソナルコンピュータの表示装置として多用されてきている。しかも、ノート型のパーソナルコンピュータに用いられるだけでなく、デスクトップ型のパーソナルコンピュータにも大画面のアクティブマトリクス型液晶表示装置が用いられるようになってきた。

パーソナルコンピュータに用いられるアクティブマトリクス型液晶表示装置には、複数の情報を一度に表示することが要求され、高精細・高画質でフルカラー表示可能なものが要求されている。

従来のアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置は、各画素の上部に備えられた赤、緑、青のカラーフィルタを白色光が通ることによって、カラー表示を行う。そのため、従来のアクティブマトリクス型カラー液晶表示装置においては、解像度は実際のアクティブマトリクス型液晶表示装置が有する解像度の３分の１になってしまう。たとえば、（６４０×３×４８０）の画素を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＶＧＡ規格（６４０×４８０）の解像度に対応した画像しか表示することができない。また、（８００×３×６００）の画素を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置は、ＳＶＧＡ規格（８００×６００）
の解像度に対応した画像しか表示することができない。よって、高解像度に対応した表示を行うためには、その３倍の画素数が必要である。

上述の解像度の問題を解決すべく、最近、従来のカラー表示方法と異なる方法が研究されてきている。この駆動方法は、フィールドシーケンシャル駆動方法と名付けられており、画像１フレームを３つに時分割し、１／３フレーム期間ずつ、赤、緑、および青のバックライトを点灯させ、１／３フレーム期間ずつその色に対応する画像を表示するというものである。

図２２に従来のフィールドシーケンシャル駆動方法のタイミングチャートを示す。図２２の従来のフィールドシーケンシャル駆動方法のタイミングチャートには、画像信号書き込みの開始信号（Ｖsync信号）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）ならびに青（Ｂ）のＬＥＤの点灯タイミング信号（Ｒ、ＧならびにＢ）、およびビデオ信号（ＶＩＤＥＯ）が示されている。Ｔfはフレーム期間である。また、ＴR、ＴG、ＴBは、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＬＥＤ点灯期間である。

液晶パネルに供給される画像信号、例えばＲ1は、外部から入力される赤に対応する元のビデオ信号が時間軸方向に１／３に圧縮された信号である。また、液晶パネルに供給される画像信号、例えばＧ1は、外部から入力される緑に対応する元のビデオ信号が時間軸方向に１／３に圧縮された信号である。また、液晶パネルに供給される画像信号、例えばＢ1は、外部から入力される青に対応する元のビデオ信号が時間軸方向に１／３に圧縮された信号である。

従来のフィールドシーケンシャル駆動方法においては、ＬＥＤ点灯期間ＴR期間、ＴG期間およびＴB期間に、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが順に点灯する。赤のＬＥＤの点灯期間（ＴR）には、赤に対応したビデオ信号（Ｒ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像１画面分が書き込まれる。また、緑のＬＥＤの点灯期間（ＴG）には、緑に対応したビデオ信号（Ｇ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像１画面分が書き込まれる。また、青のＬＥＤの点灯期間（ＴB）には、青に対応したビデオ信号（Ｂ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに青の画像１画面分が書き込まれる。これらの３回の画像の書き込みにより、１フレームが形成される。

この従来のフィールドシーケンシャル駆動方法によるカラー表示装置は、従来のカラー表示装置の３倍の解像度が得られる。しかし、この従来のフィールドシーケンシャル駆動方法によると、１フレームの１／３期間だけそれぞれ１回ずつ赤、青、緑の画像をそれぞれ表示するため、画面のチラツキが非常に問題となっている。この画像のチラツキのために使用者は表示装置の長時間の使用に耐えることができないという問題があった。

そこで本願発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、画面のチラツキを抑えた解像度の高い表示装置を提供することを目的とする。

本発明によると、画像１フレームがｎ個（ｎは２以上の整数）のサブフレームから成り、前記サブフレームは、赤の画像、緑の画像および青の画像によって構成され、前記赤の画像、緑の画像または青の画像の表示に対応して、赤、緑または青のバックライトが点灯するフィールドシーケンシャル液晶表示装置の駆動方法が提供される。

前記ｎは３であってもよい。

また、本発明によると、赤色の光、緑色の光、および青色の光を供給するバックライトと、液晶に電圧を印加することによって画像を表示する表示部と、を有するフィールドシーケンシャル液晶表示装置であって、前記表示部には１秒間に複数のフレームが表示され、前記フレームはｎ個（ｎは２以上の整数）のサブフレームから成り、前記サブフレームは、赤の画像、緑の画像および青の画像によって構成され、前記赤の画像、前記緑の画像または前記青の画像の表示に対応して、前記バックライトは赤色の光、緑色の光または青色の光を前記表示部に供給することを特徴とするフィールドシーケンシャル液晶表示装置が提供される。

前記ｎは３であってもよい。

前記液晶は強誘電性液晶であってもよい。

また、本発明によると、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤからなるバックライトと、液晶に電圧を印加することによって画像を表示する表示部と、を有するフィールドシーケンシャル液晶表示装置であって、前記表示部には１秒間に複数のフレームが表示され、前記フレームはｎ個（ｎは２以上の整数）のサブフレームから成り、前記サブフレームは、赤の画像、緑の画像および青の画像によって構成され、前記赤の画像、前記緑の画像または前記青の画像の表示に対応して、前記赤色ＬＥＤ、前記緑色ＬＥＤまたは前記青色ＬＥＤが前記表示部に光を供給することを特徴とするフィールドシーケンシャル液晶表示装置が提供される。

前記ｎは３であってもよい。

前記液晶は強誘電性液晶であってもよい。

上記フィールドシーケンシャル液晶表示装置を用いたヘッドマウントディスプレイが提供される。

本願発明によると、フィールドシーケンシャル駆動方法において、画像１フレームを複数のサブフレームに分割し、つまり画像１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、各サブフレーム期間において赤、緑、青に対応した画像の表示を行い、これらの色に対応した表示を行う時に、赤、緑、青のバックライトを順に点灯させることができる。こうすることによって、従来問題となっていた画像のチラツキを緩和することができる。

本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置の概略構成図である。本願発明の駆動方法における信号のタイミングチャートを示した図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置の一実施形態である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置の一実施形態の信号の流れを示すブロック図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置の一実施形態における信号のタイミングチャートである。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態に用いられるＬＥＤバックライトの構成図である。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置の一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤの一実施形態の概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置の一実施形態に用いられるＬＣＤパネルの概略構成図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置に用いれるＬＣＤパネルの作製方法例を示す図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置に用いれるＬＣＤパネルの作製方法例を示す図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置に用いれるＬＣＤパネルの作製方法例を示す図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置に用いれるＬＣＤパネルの作製方法例を示す図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置に用いられるＬＣＤパネルの例である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置に用いられるＬＣＤパネルの例を示す図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置を用いた半導体装置の例を示す図である。従来のフィールドシーケンシャル駆動方法のタイミングチャートを示す図である。無しきい値反強誘電性混合液晶の印加電圧−透過率特性を示すグラフである。反強誘電性混合液晶の光透過率特性の一例を示す図である。本願発明の駆動方法を用いた液晶表示装置を用いた半導体装置の例を示す図である。

本願発明の駆動方法は、フィールドシーケンシャル駆動方法において、画像１フレームを複数のサブフレームに分割し、つまり画像１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に時分割し、各サブフレーム期間において赤、緑、青に対応した画像の表示を行い、これらの色に対応した表示を行う時に、赤、緑、青のバックライトを順に点灯させ、光を表示部に供給するものである。

本願発明の駆動方法を説明するため図１を参照する。図１には、本願発明の駆動方法を用いた透過型液晶表示装置の概略構成図が示されている。１０１はＬＣＤパネル（液晶ディスプレイパネル）であり、画像を表示する。１０２は導光板であり、ＬＥＤバックライトからの光を面内均一な面光源とするためのものである。１０３はＬＥＤバックライトであり、複数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）１０４を有する。ＬＥＤバックライト１０３は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のＬＥＤ１０４が複数個配置されたものである。よってＬＥＤバックライト１０３は、赤、緑、青の光を供給することができる光源であるということができる。また、１０５Ｌおよび１０５Ｒは観察者の左右の眼球を模式的に示したものである。

ＬＥＤバックライト１０３からの赤、青または緑の光が導光板１０２によって面内均一な光とされ、その光がＬＣＤパネル１０１に照射される。ＬＣＤパネル１０１に入射した光は、ＬＣＤパネルによって光変調され画像情報が与えられる。なおここでは、偏光軸の方向が直角に交わった一対の偏光板（図示せず）がＬＣＤパネル１０１を挟むように配置されている。ＬＣＤパネル１０１によって画像情報が与えられた光は、観察者の眼球１０５Ｌおよび１０５Ｒに検知され、観察者は画像を観察する。

ここで、本願発明の駆動方法のタイミングチャートを図２に示す。図２のタイミングチャートには、画像信号書き込みの開始信号（Ｖsync信号）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）ならびに青（Ｂ）のＬＥＤの点灯タイミング信号（Ｒ、ＧならびにＢ）
、およびビデオ信号（ＶＩＤＥＯ）が示されている。Ｔfはフレーム期間である。Ｔsfはサブフレーム期間であり、フレーム期間Ｔfの１／ｎである（Ｔf＝ｎ・Ｔsf、ｎは２以上の整数）。また、１サブフレーム期間は、サブフレームＲ期間（ＴsfR）、サブフレームＧ期間（ＴsfG）、およびサブフレームＢ期間（ＴsfB）によって構成される。

液晶パネルに供給される画像信号、例えばＲ1は、外部から入力される赤に対応する元のビデオ信号（Original Video-R）が時間軸方向に１／（３ｎ）に圧縮された信号である。また、液晶パネルに供給される画像信号、例えばＧ1は、外部から入力される緑に対応する元のビデオ信号（Original Video-G）が時間軸方向に１／（３ｎ）に圧縮された信号である。また、液晶パネルに供給される画像信号、例えばＢ1は、外部から入力される青に対応する元のビデオ信号（Original Video-B）が時間軸方向に１／（３ｎ）に圧縮された信号である。

本願発明の駆動方法においては、サブフレーム期間を構成するサブフレームＲ期間ＴsfR、サブフレームＧ期間ＴsfGおよびサブフレームＢ期間ＴsfBに、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが順に点灯する。サブフレームＲ期間ＴsfRには、赤に対応したビデオ信号（Ｒ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像１画面分（サブフレームＲ）が書き込まれる。サブフレームＧ期間ＴsfGには、緑に対応したビデオ信号（Ｇ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像１画面分（サブフレームＧ）が書き込まれる。サブフレームＢ期間ＴsfBには、赤に対応したビデオ信号（Ｂ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに青の画像１画面分（サブフレームＢ）が書き込まれる。つまり、本願発明の駆動方法においては、サブフレーム期間Ｔsf毎にビデオ信号（Ｒ1、Ｇ1、Ｂ1）が供給され、ｎ回のサブフレームの書き込みによって１フレームが形成される。

本願発明の駆動方法を用いて、例えば１秒間に６０フレームの画像の書き換えを行う場合には、フレーム期間Ｔf＝１／６０≒１６．７ｍｓｅｃである。よってこの場合のサブフレーム期間Ｔsf≒（１６．７／ｎ）ｍｓｅｃとなる。このサブフレーム期間Ｔsfの１／３が、それぞれサブフレームＲ期間ＴsfR、サブフレームＧ期間ＴsfG、サブフレームＢ期間ＴsfBであり、ＴsfR＝ＴsfG＝ＴsfB≒（５．５７／ｎ）ｍｓｅｃとなる。

このように、複数のサブフレームによって１フレームの画像を形成することによって、画像の高速書き換えが実現され、従来問題となっていた画像のチラツキを著しく減少することができる。

ここで、本願発明を以下の実施例を用いて具体的に説明する。

図３を参照する。図３には、本願発明の駆動方法を用いた透過型液晶表示装置の概略構成図が示されている。本実施例の透過型液晶表示装置は、６４０×４８０の解像度（いわゆるＶＧＡ）を有している。３０１はＬＣＤパネル（液晶パネル）であり、画像を表示する。３０２は導光板であり、ＬＥＤバックライト３０３からの光を面内均一な光とするためのものである。つまり、導光板３０２およびＬＥＤバックライト３０３によって面光源が構成されている。３０３はＬＥＤバックライトであり、複数のＬＥＤ３０４を有する。ＬＥＤバックライトは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のＬＥＤ３０４が複数個配置されたものである。また、３０５Ｌおよび３０５Ｒは観察者の左右の眼球である。

ここで、本実施例の透過型液晶表示装置における信号の流れをブロック図を用いて説明する（図４）。図４において、４０１はビデオ信号供給源であり、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する元の画像信号（Original Video-R、Original Video-G、およびOriginal Video-B）をＡ／Ｄ変換回路４０２に供給する。元のビデオ信号はＡ／Ｄ変換回路４０２によって元のデジタル画像信号（Original Digital Video-R、Original Digital Video-G、およびOriginal Digital Video-R）に変換される。
そして、これらの元のデジタル画像信号（Original Digital Video-R、Original Digital Video-G、およびOriginal Digital Video-R）は、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路４０３に供給される。ｎは、１フレームをｎ個のサブフレームに分割する場合に用いているｎと同値である。ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路４０３は、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する元の画像信号（Original Video-R、Original Video-G、およびOriginal Video-B）をそれぞれ、時間軸に対して１／（３ｎ）倍に圧縮する。そして、時間軸に対して１／（３ｎ）倍に圧縮されたＲ、Ｇ、Ｂに対応するフィールドシーケンシャルカラー画像信号（Ｒ1、Ｇ1、Ｂ1、Ｒ2、Ｇ2、Ｂ2、・・・・）が、ＬＣＤコントローラ４０４に供給される。これと同時期に、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路４０３は、ＬＥＤ点灯回路４０５に供給する各色のＬＥＤを点灯させるためのＬＥＤ点灯タイミング信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を生成する。

ＬＣＤコントローラ４０４は、フィールドシーケンシャルカラー画像信号をＬＣＤパネル３０１に順に供給する。また、ＬＥＤ点灯回路４０５は、ＬＥＤ点灯タイミング信号をＬＥＤバックライト３０３に順に供給する。

ここで、図１４に、本実施例のＬＣＤパネルの概略構成をブロック図で示す。
本実施例のＬＣＤパネルは、ソース信号線側駆動回路（Ａ）３０１−１、ソース信号線側駆動回路（Ｂ）３０１−８、ゲイト信号線側駆動回路（Ａ）３０１−９、ゲイト信号線側駆動回路（Ｂ）３０１−１２、および画素マトリクス回路３０１−１３を有している。

ソース信号線側駆動回路（Ａ）３０１−１は、シフトレジスタ回路３０１−２、バッファ回路３０１−３、ラッチ回路（１）３０１−４、ラッチ回路（２）３０１−５、レベルシフタ回路３０１−６、Ｄ／Ａ変換回路３０１−７を有している。ソース信号線側駆動回路（Ａ）３０１−１は、奇数番目のソース信号線に映像信号（階調電圧信号）を供給する。

ソース信号線側駆動回路（Ａ）３０１−１の動作を説明する。シフトレジスタ回路３０１−２には、スタートパルスおよびクロック信号が入力される。シフトレジスタ回路３０１−２は、上記のスタートパルスおよびクロック信号に基づきタイミング信号をバッファ回路３０１−３に順次供給する。シフトレジスタ回路３０１−２は、複数のインバータおよび複数のクロックドインバータによって構成されている。

シフトレジスタ回路３０１−２からのタイミング信号は、バッファ回路３０１−３によってバッファされる。シフトレジスタ回路３０１−２から画素マトリクス回路３０１−１３に接続されているソース信号線までには、多くの回路あるいは素子が接続されているために負荷容量が大きい。この負荷容量が大きいために生ずるタイミング信号の"鈍り"を防ぐために、このバッファ回路３０１−３が設けられている。

バッファ回路３０１−３によってバッファされたタイミング信号は、ラッチ回路（１）３０１−４に供給される。ラッチ回路（１）３０１−４は、前記タイミング信号が入力されると、ＬＣＤコントローラから供給されるデジタルビデオ信号（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２、・・・）を順次取り込み、保持する。

ラッチ回路（１）３０１−４の全てのラッチ回路に対するデジタルビデオ信号の書き込みが一通り終了するまでの時間は、１ライン期間と呼ばれる。すなわち、ラッチ回路（１）３０１−４の中で一番左側のラッチ回路に対してデジタルビデオ信号の書き込みが開始される時点から、一番右側のラッチ回路へのデジタルビデオ信号の書き込みが終了する時点までの時間間隔が１ライン期間である。

ラッチ回路（１）３０１−４に対するデジタルビデオ信号の書き込みが終了した後、ラッチ回路（１）３０１−４に書き込まれたデジタルビデオ信号は、シフトレジスタ回路３０１−２の動作タイミングに合わせて、ラッチ回路（２）３０１−５に接続されているラッチパルス線にラッチパルスが流れた時にラッチ回路（２）３０１−５に一斉に送出され、書き込まれる。

デジタルビデオ信号をラッチ回路（２）３０１−５に送出し終えたラッチ回路（１）３０１−５には、シフトレジスタ回路３０１−２からのタイミング信号により、再びＬＣＤコントローラ４０４から供給されるデジタルビデオ信号の書き込みが順次行われる。

この２順目の１ライン期間中には、２順目の１ライン期間の開始に合わせてラッチ回路（２）３０１−５に送出されたデジタルビデオ信号が、レベルシフタ３０１−６に供給される。レベルシフタ回路３０１−６によってデジタルビデオ信号の電圧レベルは上げられ、Ｄ／Ａ変換回路３０１−７に供給される。Ｄ／Ａ変換回路３０１−７は、デジタルビデオ信号をアナログ信号（階調電圧）に変換し、対応するソース信号線に供給する。ソース信号線に供給されるアナログ信号は、ソース信号線に接続されている画素マトリクス回路の画素ＴＦＴのソース領域に供給される。

ゲイト信号線側駆動回路（Ａ）３０１−９においては、シフトレジスタ３０１−１０からのタイミング信号がバッファ回路３０１−１１に供給され、対応するゲイト信号線（走査線）に供給される。ゲイト信号線には、１ライン分の画素ＴＦＴのゲイト電極が接続されており、１ライン分全ての画素ＴＦＴを同時にＯＮにしなくてはならないので、バッファ回路３０１−１１には電流容量の大きなものが用いられる。

このように、ゲイト信号線側シフトレジスタからの走査信号によって対応する画素ＴＦＴのスイッチングが行われ、ソース信号線側駆動回路からのアナログ信号（階調電圧）が画素ＴＦＴに供給され、液晶分子が駆動される。

３０１−８はソース信号線側駆動回路（Ｂ）であり、構成はソース信号線側駆動回路（Ａ）３０１−１と同じである。ソース信号線側駆動回路（Ｂ）３０１−８は、偶数番目のソース信号線に映像信号を供給する。

また、３０１−１２はゲイト信号線側駆動回路（Ｂ）であり、構成はゲイト信号線側駆動回路（Ａ）３０１−９と同じである。

ここで、ｎ＝３とした場合の本実施例の駆動方法のタイミングチャートを図５に示す。図５のタイミングチャートには、画像信号書き込みの開始信号（Ｖsync信号）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）ならびに青（Ｂ）のＬＥＤの点灯タイミング信号（Ｒ、ＧならびにＢ）、およびＬＣＤパネルに供給されるビデオ信号（ＶＩＤＥＯ）が示されている。Ｔfはフレーム期間である。Ｔsfはサブフレーム期間であり、フレーム期間Ｔfの１／３である（Ｔf＝３Ｔsf）。

ＬＣＤパネルに供給される画像信号、例えばＲ1は、外部から入力される赤に対応する元のビデオ信号（Original Video-R）が時間軸方向に１／（３×３）＝１／９に圧縮された信号である。また、ＬＣＤパネルに供給される画像信号、例えばＧ1は、外部から入力される緑に対応する元のビデオ信号（Original Video-G）が時間軸方向に１／９に圧縮された信号である。また、ＬＣＤパネルに供給される画像信号、例えばＢ1は、外部から入力される青に対応する元のビデオ信号（Original Video-B）が時間軸方向に１／９に圧縮された信号である。

本実施例の駆動方法（ｎ＝３）においては、サブフレーム期間を構成するサブフレームＲ期間（ＴsfR）、サブフレームＧ（ＴsfG）、およびサブフレームＢ（ＴsfB）期間に、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが順に点灯する。サブフレームＲ期間ＴsfRには、赤に対応したデジタルビデオ信号（Ｒ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像１画面分（サブフレームＲ）が書き込まれる。サブフレームＧ期間ＴsfGには、緑に対応したデジタルビデオ信号（Ｇ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像１画面分（サブフレームＧ）が書き込まれる。サブフレームＢ期間ＴsfBには、赤に対応したデジタルビデオ信号（Ｂ1）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに青の画像１画面分（サブフレームＢ）が書き込まれる。つまり、本願発明の駆動方法においては、サブフレーム期間Ｔsf毎にデジタルビデオ信号（Ｒ1、Ｇ1、Ｂ1）が供給され、３回のサブフレームの書き込みによって１フレームが形成される。

本実施例の駆動方法を用いて、例えば１秒間に６０フレームの画像の書き換えを行う場合には、サブフレーム期間Ｔsf＝１／６０／３≒５．５６ｍｓｅｃとなる。このサブフレーム期間Ｔsfの１／３が、それぞれサブフレームＲ期間ＴsfR、サブフレームＧ期間ＴsfG、サブフレームＢ期間ＴsfBであり、ＴsfR＝ＴsfG＝ＴsfB≒１．８５ｍｓｅｃとなる。

ここで、サブフレームＲ期間ＴsfR＝１．８５ｍｓｅｃにおける、デジタルビデオ信号の書き込みについて説明する。本実施例の透過型液晶表示装置は、６４０×４８０の解像度を有しており、そのソース信号線側駆動回路は、ソース信号線の線順次駆動ができるようになっている。また、本実施例の透過型液晶表示装置に用いられている液晶材料は、強誘電性液晶（応答速度３８μｓｅｃ）であり、光重合性の液晶アクリレートモノマーと混合されたのち、透過型液晶表示装置に注入され、紫外線を照射されているので、単安定の特性を示す。

本実施例に用いられる駆動回路は、１ライン６４０の画素ＴＦＴへの赤の画像に対応したデータの書き込みを約２μｓｅｃで行う。よって１サブフレームＲを構成する画素すべての書き込みが終了するまでの時間は、２μｓｅｃ×４８０＝９６０μｓｅｃ＝０．９６ｍｓｅｃである。また、液晶の応答時間が３８μｓｅｃであることより、４８０ライン目の液晶が応答するまでにかかる時間は、１ライン目の画素の書き込み開始から０．９９８ｍｓｅｃである。よって、サブフレームＲ期間ＴsfRは、最初の１．２６ｍｓｅｃで全ての画素への画像の書き込みが終了し、残りの約５０ｍｓｅｃで赤色ＬＥＤが点灯し、ＬＣＤパネルの映像が観察者に視認される。

次のサブフレームＧ期間ＴsfGにおいても、１ライン６４０の画素ＴＦＴへの緑の画像に対応したデータの書き込みを約２μｓｅｃで行う。また、サブフレームＧ期間ＴsfGは、最初の１．２６ｍｓｅｃで全ての画素への画像の書き込みが終了し、残りの約５０ｍｓｅｃで緑色ＬＥＤが点灯し、ＬＣＤパネルの映像が観察者に視認される。

次のサブフレームＢ期間ＴsfBにおいても、１ライン６４０の画素ＴＦＴへの青の画像に対応したデータの書き込みを約２μｓｅｃで行う。また、サブフレームＢ期間ＴsfBは、最初の１．２６ｍｓｅｃで全ての画素への画像の書き込みが終了し、残りの約５０ｍｓｅｃで青色ＬＥＤが点灯し、ＬＣＤパネルの映像が観察者に視認される。

サブフレームＲ期間ＴsfR、サブフレームＧ期間ＴsfG、およびサブフレームＢ期間ＴsfBによって１サブフレーム期間Ｔsfが構成される。本実施例では、このサブフレーム期間Ｔsfが３回同様に繰り返される。

なお、ここではｎ＝３、つまりｎ倍速のフィールドシーケンシャル駆動の場合を例にとって説明したが、本願発明の駆動回路はｎ＝３以外の場合にも適用できることは言うまでもない。ただし、ＬＣＤパネルに用いられる液晶材料の応答速度や駆動回路の性能によって何倍速のフィールドシーケンシャル駆動とすることができるかが決定される。

なお、本実施例においてはデジタルビデオ信号を扱うことのできるデジタルドライバを備えたＬＣＤパネルを用いたが、デジタルビデオ信号をＬＣＤコントローラでアナログ変換し、アナログドライバを備えたＬＣＤパネルに供給するようにしても良い。

ここで、以下の実施例をもって本願発明の駆動方法を更に詳しく説明する。なお、本願発明の駆動方法は以下の実施例に限定されるわけではない。

本実施例においては、本願発明の駆動方法を用いたＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）について説明する。図６および図７を参照する。図６には、本実施例のＨＭＤの概略構成図が示されている。６０１はＨＭＤ本体、６０２−Ｒおよび６０２−ＬはＬＣＤパネル、６０３−Ｒおよび６０３−Ｌは導光板、ならびに６０４−Ｒおよび６０４−ＬはＬＥＤバックライトである。図７においては、６０５および６０６はＬＥＤであり、６０７−Ｌおよび６０７−Ｒは観察者の眼球である。ＬＣＤパネル６０２−Ｒは右眼用の画像を提供し、ＬＣＤパネル６０２−Ｌは左眼用の画像を提供する。よって、ＬＣＤパネル６０２−ＲとＬＣＤパネル６０２−Ｌとが同じ画像を提供しても良い。また、ＬＣＤパネル６０２−ＲとＬＣＤパネル６０２−Ｌとが異なる画像を提供することによって、観察者は立体画像を認識する様にしても良い。

本実施例のＨＭＤには外部のビデオ信号供給源（図示せず）から画像信号が供給される。なお、本実施例のＨＭＤは、図４で説明した構成を有している。本実施例においては、Ａ／Ｄ変換回路、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路、およびＬＣＤコントローラ、およびＬＥＤ点灯回路（いずれも図６には図示せず）は、１つのＩＣチップ（図示せず）に集積されている。また、Ａ／Ｄ変換回路、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路、およびＬＣＤコントローラ、およびＬＥＤ点灯回路をＬＣＤと一体形成しても良い。

図８に、本実施例のＨＭＤのＬＥＤバックライト６０９−Ｌおよび６０９−Ｒの構成を図８に示す。図８（Ａ）には、ＬＥＤバックライト６０９−Ｌおよび６０９−Ｒを構成するＬＥＤ（Ｒ）（赤色ＬＥＤ）、ＬＥＤ（Ｇ）（緑色ＬＥＤ）
およびＬＥＤ（Ｂ）（青色ＬＥＤ）が、ストライプ状に配列されている様子が示されている。本実施例では図８（Ａ）の様なＬＥＤの配置を用いた。

また、ＬＥＤバックライト６０９−Ｌおよび６０９−Ｒを構成するＬＥＤの配置は、図８（Ｂ）に示す様に、一列毎に各色ＬＥＤがずれているようにしても良い。また、図８（Ｃ）に示す様に、より多くのＬＥＤを配置することができるようにＬＥＤが密に配置されるようにしても良い。

本実施例では、本願発明の駆動回路を用いた別のＨＭＤについて説明する。図９および図１０を参照する。図９には、本実施例のＨＭＤの概略構成図が示されている。９０１はＨＭＤ本体、９０２−Ｒおよび９０２−ＬはＬＣＤパネル、９０３−Ｒおよび９０３−Ｌは導光板、ならびに９０４−Ｒおよび９０４−ＬはＬＥＤバックライト、９０５−Ｒおよび９０５−Ｌはミラーである。９０６−Ｒおよび９０６−Ｌは図示されていないが、ＨＭＤ９１０の内部に組み込まれている。図１０においては、９０６−Ｒおよび９０６−Ｌはレンズであり、９０７−Ｌおよび９０７−Ｒは観察者の眼球である。

本実施例のＨＭＤにおいては、ＬＥＤバックライト９０４−Ｒおよび９０４−Ｌからの光が導光板９０３−Ｒおよび９０３−Ｌによって面状光にされ、ＬＣＤパネル９０２−Ｒおよび９０２−Ｌに照射される。ＬＣＤパネル９０２−Ｒおよび９０２−Ｌに入射した光は、ＬＣＤパネル９０２−Ｒおよび９０２−Ｌによって光変調され画像情報が与えられる。なお、ここでも偏光軸の方向が直角に交わった一対の偏光板（図示せず）がＬＣＤパネル９０２−Ｒおよび９０２−Ｌを挟むように配置されている。ＬＣＤパネル９０２−Ｒおよび９０２−Ｌによって画像情報が与えられた光は、ミラー９０５−Ｒおよび９０５−Ｌによって進行方向が曲げられ、レンズ９０６−Ｒおよび９０６−Ｌによって拡大され、観察者の眼球９０７−Ｌおよび９０７−Ｒに検知される。なお、、ＬＣＤパネル９０２−ＲとＬＣＤパネル９０２−Ｌとが同じ画像を提供しても良い。また、ＬＣＤパネル９０２−ＲとＬＣＤパネル９０２−Ｌとが異なる画像を提供することによって、観察者は立体画像を認識する様にしても良い。

本実施例のＨＭＤには外部のビデオ信号供給源（図示せず）から画像信号が供給される。なお、本実施例のＨＭＤは、図４で説明した構成を有している。本実施例においては、Ａ／Ｄ変換回路、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路、およびＬＣＤコントローラ、およびＬＥＤ点灯回路（いずれも図９および図１０には図示せず）は、１つのＩＣチップ（図示せず）に集積されている。また、Ａ／Ｄ変換回路、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路、およびＬＣＤコントローラ、およびＬＥＤ点灯回路をＬＣＤと一体形成しても良い。

図１１を参照する。本実施例では、ＬＥＤバックライトの構成が他の上述の実施例とは異なっている。本実施例の液晶表示装置は、ＬＣＤパネル１１０１、ＬＥＤバックライト１１０２を有している。ＬＥＤバックライト１１０２は、導光板１１０３およびＬＥＤ１１０４を有している。ＬＥＤ１１０４は、ＬＥＤバックライトの横から光を照射する。照射された光は、導光板によって面状光となり、ＬＣＤパネル１１０１に照射される。１１０５−Ｌおよび１１０５−Ｒは、観察者の眼球（左および右）である。

本実施例においては、上記実施例４で説明したＬＥＤバックライトを用いたＨＭＤについて説明する。図１２および図１３を参照する。１２０１はＨＭＤ本体、１２０２−Ｒおよび１２０２−ＬはＬＣＤパネル、ならびに１２０３−Ｒおよび１２０３−ＬはＬＥＤバックライトである。ＬＥＤバックライト１２０３−Ｒおよび１２０３−Ｌは、それぞれ導光板１２０４−Ｒおよび１２０４−Ｌ、ならびにＬＥＤ１２０５−Ｒおよび１２０５−Ｌを有している。また、１２０６−Ｌおよび１２０６−Ｒは観察者の左右の眼球である。

以下に、上記実施例１〜５で用いられるＬＣＤパネルの作製方法について説明する。なお、本実施例では、絶縁表面を有する基板上に複数のＴＦＴを形成し、画素マトリクス回路、駆動回路、およびロジック回路等をモノリシックに構成する例を図１５〜図１８に示す。なお、本実施例では、画素マトリクス回路の１つの画素と、他の回路（駆動回路、ロジック回路等）の基本回路であるＣＭＯＳ回路とが同時に形成される様子を示す。なお、上記実施例で説明した、Ａ／Ｄ変換回路、ｎ倍速フィールドシーケンシャルカラー信号生成回路、およびＬＣＤコントローラ、およびＬＥＤ点灯回路もＬＣＤと一体形成するようにしても良い。また、本実施例では、ＣＭＯＳ回路においてはＰチャネル型ＴＦＴとＮチャネル型ＴＦＴとがそれぞれ１つのゲイト電極を備えている場合について、その作製工程を説明するが、ダブルゲイト型やトリプルゲイト型のような複数のゲイト電極を備えたＴＦＴによるＣＭＯＳ回路をも同様に作製することができる。また、本実施例では、画素ＴＦＴにおいてはダブルゲイトのＮチャネル型ＴＦＴが用いられているが、シングルゲイト、トリプルゲイト等のＴＦＴも用いることができる。

図１５（Ａ）を参照する。まず、絶縁表面を有する基板として石英基板１５０１を準備する。石英基板の代わりに熱酸化膜を形成したシリコン基板を用いることもできる。石英基板上に一旦非晶質シリコン膜を形成し、それを完全に熱酸化して絶縁膜とする様な方法をとっても良い。さらに、絶縁膜として窒化珪素膜を形成した石英基板、セラミックス基板またはシリコン基板を用いても良い。次に、下地膜１５０２を形成する。本実施例では、下地膜１５０２には２００ｎｍの酸化シリコン（ＳｉＯ₂）が用いられた。次に、非晶質シリコン膜１５０３を形成する。非晶質シリコン膜１５０３は、最終的な膜厚（熱酸化後の膜減りを考慮した膜厚）が１０〜７５ｎｍ（好ましくは１５〜４５ｎｍ）となる様に調節する。

なお、非晶質シリコン膜１５０３の成膜に際して膜中の不純物濃度の管理を徹底的に行うことが重要である。本実施例の場合、非晶質シリコン膜１５０３中では、後の結晶化を阻害する不純物であるＣ（炭素）およびＮ（窒素）の濃度はいずれも５×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³未満（代表的には５×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下、好ましくは２×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下）、Ｏ（酸素）は１．５×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³未満（代表的には１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下、好ましくは５×１０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以下）となる様に管理する。なぜならば各不純物がこれ以上の濃度で存在すると、後の結晶化の際に悪影響を及ぼし、結晶化後の膜質を低下させる原因となるからである。本明細書中において膜中の上記の不純物元素濃度は、ＳＩＭＳ（質量２次イオン分析）の測定結果における最小値で定義される。

上記構成を得るため、本実施例で用いる減圧熱ＣＶＤ炉は定期的にドライクリーニングを行い、成膜室の清浄化を図っておくことが望ましい。ドライクリーニングは、２００〜４００℃程度に加熱した炉内に１００〜３００ｓｃｃｍのＣｌＦ₃（フッ化塩素）ガスを流し、熱分解によって生成したフッ素によって成膜室のクリーニングを行えば良い。

なお、本出願人の知見によれば炉内温度３００℃とし、ＣｌＦ₃ガスの流量を３００ｓｃｃｍとした場合、約２μｍ厚の付着物（主にシリコンを主成分する）
を４時間で完全に除去することができる。

また、非晶質シリコン膜１５０３中の水素濃度も非常に重要なパラメータであり、水素含有量を低く抑えた方が結晶性の良い膜が得られる様である。そのため、非晶質シリコン膜１５０３の成膜は減圧熱ＣＶＤ法であることが好ましい。なお、成膜条件を最適化することでプラズマＣＶＤ法を用いることも可能である。

次に、非晶質シリコン膜１５０３の結晶化工程を行う。結晶化の手段としては特開平７−１３０６５２号公報記載の技術を用いる。同公報の実施例１および実施例２のどちらの手段でも良いが、本実施例では、同公報の実施例２に記載した技術内容（特開平８−７８３２９号公報に詳しい）を利用するのが好ましい。

特開平８−７８３２９号公報記載の技術は、まず触媒元素の添加領域を選択するマスク絶縁膜１５０４を１５０ｎｍに形成する。マスク絶縁膜１５０４は触媒元素を添加するために複数箇所の開口部を有している。この開口部の位置によって結晶領域の位置を決定することができる（図１５（Ｂ））。

そして、非晶質シリコン膜１５０３の結晶化を助長する触媒元素としてニッケル（Ｎｉ）を含有した溶液（Ｎｉ酢酸塩エタノール溶液）１５０５をスピンコート法により塗布する。なお、触媒元素としてはニッケル以外にも、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、白金（Ｐｔ）
、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等を用いることができる（図１５（Ｂ））。

また、上記触媒元素の添加工程は、レジストマスクを利用したイオン注入法またはプラズマドーピング法を用いることもできる。この場合、添加領域の占有面積の低減、後述する横成長領域の成長距離の制御が容易となるので、微細化した回路を構成する際に有効な技術となる。

触媒元素の添加工程が終了したら、次に、４５０℃で１時間程度の水素出しの後、不活性雰囲気、水素雰囲気または酸素雰囲気中において５００〜９６０℃（代表的には５５０〜６５０℃）の温度で４〜２４時間の加熱処理を加えて非晶質シリコン膜１５０３の結晶化を行う。本実施例では窒素雰囲気で５７０℃で１４時間の加熱処理を行う。

この時、非晶質シリコン膜１５０３の結晶化は、ニッケルを添加した領域１５０６で発生した核から優先的に進行し、基板１５０１の基板面に対してほぼ平行に成長した多結晶シリコン膜からなる結晶領域１５０７が形成される。この結晶領域１５０７を横成長領域と呼ぶ。横成長領域は比較的揃った状態で個々の結晶が集合しているため、全体的な結晶性に優れるという利点がある。

なお、マスク絶縁膜１５０４を用いずに、Ｎｉ酢酸溶液を非晶質シリコン膜の前面に塗布し結晶化させることもできる。

図１５（Ｄ）を参照する。次に、触媒元素のゲッタリングプロセスを行う。まず、リンイオンのドーピングを選択的に行う。マスク絶縁膜１５０４が形成された状態で、リンのドーピングを行う。すると、多結晶シリコン膜のマスク絶縁膜１５０４で覆われていない部分１５０８のみに、リンがドーピングされる（これらの領域をリン添加領域１５０８と呼ぶ）。このとき、ドーピングの加速電圧と、酸化膜で成るマスクの厚さを最適化し、リンがマスク絶縁膜１５０４を突き抜けないようにする。このマスク絶縁膜１５０４は、必ずしも酸化膜でなくてもよいが、酸化膜は活性層に直接触れても汚染の原因にならないので都合がよい。

リンのドーズ量は、１×１０¹⁴から１×１０¹⁵ｉｏｎｓ／ｃｍ²程度とすると良い。本実施例では、５×１０¹⁴ｉｏｎｓ／ｃｍ²のドーズをイオンドーピング装置を用いて行った。

なお、イオンドープの際の加速電圧は１０ｋｅＶとした。１０ｋｅＶの加速電圧であれば、リンは１５０ｎｍのマスク絶縁膜をほとんど通過することができない。

図１５（Ｅ）を参照する。次に、６００℃の窒素雰囲気にて１〜１２時間（本実施例では１２時間）熱アニールし、ニッケル元素のゲッタリングを行った。こうすることによって、図１５（Ｅ）において矢印で示されるように、ニッケルがリンに吸い寄せられることになる。６００度の温度のもとでは、リン原子は膜中をほとんど動かないが、ニッケル原子は数１００μｍ程度またはそれ以上の距離を移動することができる。このことからリンがニッケルのゲッタリングに最も適した元素の１つであることが理解できる。

次に図１６（Ａ）を参照し、多結晶シリコン膜をパターニングする工程を説明する。このとき、リンの添加領域１５０８、すなわちニッケルがゲッタリングされた領域が残らないようにする。このようにして、ニッケル元素をほとんど含まない多結晶シリコン膜の活性層１５０９〜１５１１が得られた。得られた多結晶シリコン膜の活性層１５０９〜１５１１が後にＴＦＴの活性層となる。

図１６（Ｂ）を参照する。活性層１５０９〜１５１１を形成したら、その上にシリコンを含む絶縁膜でなるゲイト絶縁膜１５１２を７０ｎｍに成膜する。そして、酸化性雰囲気において、８００〜１１００℃（好ましくは９５０〜１０５０℃）で加熱処理を行い、活性層１５０９〜１５１１とゲイト絶縁膜１５１２の界面に熱酸化膜（図示せず）を形成する。

なお、触媒元素をゲッタリングするための加熱処理（触媒元素のゲッタリングプロセス）を、この段階で行っても良い。その場合、加熱処理は処理雰囲気中にハロゲン元素を含ませ、ハロゲン元素による触媒元素のゲッタリング効果を利用する。なお、ハロゲン元素によるゲッタリング効果を十分に得るためには、上記加熱処理を７００℃を超える温度で行なうことが好ましい。この温度以下では処理雰囲気中のハロゲン化合物の分解が困難となり、ゲッタリング効果が得られなくなる恐れがある。また、この場合ハロゲン元素を含むガスとして、代表的にはＨＣｌ、ＨＦ、ＮＦ₃、ＨＢｒ、Ｃｌ₂、ＣｌＦ₃、ＢＣｌ₂、Ｆ₂、Ｂｒ₂等のハロゲンを含む化合物から選ばれた一種または複数種のものを用いることができる。
この工程においては、例えばＨＣｌを用いた場合、活性層中のニッケルが塩素の作用によりゲッタリングされ、揮発性の塩化ニッケルとなって大気中へ離脱して除去されると考えられる。また、ハロゲン元素を用いて触媒元素のゲッタリングプロセスを行う場合、触媒元素のゲッタリングプロセスを、マスク絶縁膜１５０４を除去した後、活性層をパターンニングする前に行なってもよい。また、触媒元素のゲッタリングプロセスを、活性層をパターンニングした後に行なってもよい。また、いずれのゲッタリングプロセスを組み合わせて行なってもよい。

次に、図示しないアルミニウムを主成分とする金属膜を成膜し、パターニングによって後のゲイト電極の原型を形成する。本実施例では２ｗｔ％のスカンジウムを含有したアルミニウム膜を用いる。

また、導電性を付与するための不純物を添加した多結晶シリコン膜によってゲイト電極を形成しても良い。

次に、特開平７−１３５３１８号公報記載の技術により多孔性陽極酸化膜１５１３〜１５２０、無孔性陽極酸化膜１５２１〜１５２４およびゲイト電極１５２５〜１５２８を形成する（図１６（Ｂ））。

こうして図１６（Ｂ）の状態が得られたら、次にゲイト電極１５２５〜１５２８および多孔性陽極酸化膜１５１３〜１５２０をマスクとしてゲイト絶縁膜１５１２をエッチングする。そして、多孔性陽極酸化膜１５１３〜１５２０を除去し、図１６（Ｃ）の状態を得る。なお、図１６（Ｃ）において１５２９〜１５３１で示されるのは加工後のゲイト絶縁膜である。

図１７（Ａ）を参照する。次に、一導電性を付与する不純物元素の添加工程を行う。不純物元素としてはＮチャネル型ならばＰ（リン）またはＡｓ（砒素）、Ｐ型ならばＢ（ボロン）またはＧａ（ガリウム）を用いれば良い。

本実施例では、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のＴＦＴを形成するための不純物添加をそれぞれ２回の工程に分けて行う。

最初に、Ｎチャネル型のＴＦＴを形成するための不純物添加を行う。まず、１回目の不純物添加（本実施例ではＰ（リン）を用いる）を高加速電圧８０ｋｅＶ程度で行い、ｎ^-領域を形成する。このｎ^-領域は、Ｐイオン濃度が１×１０¹⁸ａｔｏｍｓ／ｃｍ³〜１×１０¹⁹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となるように調節する。

さらに、２回目の不純物添加を低加速電圧１０ｋｅＶ程度で行い、ｎ⁺領域を形成する。この時は、加速電圧が低いので、ゲイト絶縁膜がマスクとして機能する。また、このｎ⁺領域は、シート抵抗が５００Ω以下（好ましくは３００Ω以下）となるように調節する。

以上の工程を経て、ＣＭＯＳ回路を構成するＮチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域１５３２および１５３３、低濃度不純物領域１５３６、チャネル形成領域１５３９が形成される。また、画素ＴＦＴを構成するＮチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域１５３４および１５３５、低濃度不純物領域１５３７、チャネル形成領域１５４０および１５１４が確定する（図１７（Ａ））。

なお、図１７（Ａ）に示す状態ではＣＭＯＳ回路を構成するＰチャネル型ＴＦＴの活性層は、Ｎチャネル型ＴＦＴの活性層と同じ構成となっている。

次に、図１７（Ｂ）に示すように、Ｎチャネル型ＴＦＴを覆ってレジストマスク１５４２を設け、Ｐ型を付与する不純物イオン（本実施例ではボロンを用いる）の添加を行う。

この工程も前述の不純物添加工程と同様に２回に分けて行うが、Ｎチャネル型をＰチャネル型に反転させる必要があるため、前述のＰイオンの添加濃度の数倍程度の濃度のＢ（ボロン）イオンを添加する。

こうしてＣＭＯＳ回路を構成するＰチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域１５４３および１５４４、低濃度不純物領域１５４５、チャネル形成領域１５４６が形成される（図１７（Ｂ））。

また、導電性を付与するための不純物を添加した多結晶シリコン膜によってゲイト電極を形成した場合は、低濃度不純物領域の形成には公知のサイドウォール構造を用いれば良い。

次に、ファーネスアニール、レーザーアニール、ランプアニール等の組み合わせによって不純物イオンの活性化を行う。それと同時に添加工程で受けた活性層の損傷も修復される。

図１７（Ｃ）を参照する。次に、第１層間絶縁膜１５４７として酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜を形成し、コンタクトホールを形成した後、ソース電極およびドレイン電極１５４８〜１５５２を形成する。なお、第１層間絶縁膜１５４７として有機性樹脂膜を用いることもできる。

図１８を参照する。次に、有機性樹脂膜からなる第２層間絶縁膜１５５３を０．５〜３μｍの厚さに形成する。有機性樹脂膜としては、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミド等が用いられる。有機性樹脂膜の利点は、成膜方法が簡単である点、容易に膜厚を厚くできる点、比誘電率が低いので寄生容量を低減できる点、平坦性に優れている点などが挙げられる。なお、上述した以外の有機性樹脂膜を用いることもできる。

次に、第２層間絶縁膜１５５３の一部をエッチングし、画素ＴＦＴのドレイン電極１５５２の上部に第２層間絶縁膜を挟んでブラックマトリクス１５５４を形成する。本実施例では、ブラックマトリクス１５５４にはＴｉ（チタン）が用いられた。なお、本実施例では、画素ＴＦＴとブラックマトリクスとの間で補助容量が形成される。

次に、第２層間絶縁膜１５５３にコンタクトホールを形成し、画素電極１５５６を１２０ｎｍの厚さに形成する。なお、本実施例は透過型のアクティブマトリクス液晶表示装置の例であるため、画素電極１５５６を構成する導電膜としてＩＴＯ等の透明導電膜を用いる。

次に、基板全体を３５０℃の水素雰囲気で１〜２時間加熱し、素子全体の水素化を行うことで膜中（特に活性層中）のダングリングボンド（不対結合手）を補償する。以上の工程を経て同一基板上にＣＭＯＳ回路および画素マトリクス回路を有するアクティブマトリクス基板が完成する。

次に、上記の工程によって作製されたアクティブマトリクス基板をもとに、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を説明する。

図１８（Ｂ）の状態のアクティブマトリクス基板に配向膜１５５７を形成する。本実施例では、配向膜１５５７にはポリイミドを用いた。次に、対向基板を用意する。対向基板は、ガラス基板１５５８、透明導電膜から成る対向電極１５５９、配向膜１５６０とで構成される。

なお、本実施例では、配向膜にはポリイミド膜を用いた。また、配向膜形成後、ラビング処理を施した。

次に、上記の工程を経たアクティブマトリクス基板と対向基板とを公知のセル組み工程によって、シール材やスペーサ（共に図示せず）などを介して貼り合わせる。その後、両基板の間に光重合性の液晶性アクリレートモノマーを数％混合した強誘電性液晶１５６１を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。そして、液晶に電圧を印加しながら紫外線を照射し、液晶性アクリレートモノマーを光重合させた。

よって、図１８（Ｃ）に示すような透過型液晶表示装置が完成する。

なお、本実施例で説明した非晶質シリコン膜の結晶化の方法の代わりに、レーザー光（代表的にはエキシマレーザー光）によって、非晶質シリコン膜の結晶化を行ってもよい。

本実施例では、本願発明の駆動方法を実現することができる液晶表示装置の例として、逆スタガ型のＴＦＴを用いた例を示す。

図１９を参照する。図１９には、本実施例の液晶表示装置を構成する逆スタガ型のＮチャネル型ＴＦＴの断面図が示されている。なお、図１９には、１つのＮチャネル型ＴＦＴしか図示しないが、上記実施例６のように、Ｐチャネル型ＴＦＴとＮチャネル型ＴＦＴとによってＣＭＯＳ回路を構成することもできるのは言うまでもない。また、同様の構成により画素ＴＦＴを構成できることも言うまでもない。

１９０１は基板であり、実施例６で説明したようなものが用いられる。１９０２は酸化シリコン膜である。１９０３はゲイト電極である。１９０４はゲイト絶縁膜である。１９０５、１９０６、１９０７および１９０８は、多結晶シリコン膜から成る活性層である。この活性層の作製にあたっては、実施例６で説明した非晶質シリコン膜の多結晶化と同様の方法が用いられた。またレーザー光（好ましくは線状レーザー光または面状レーザー光）によって、非晶質シリコン膜を結晶化させる方法をとっても良い。なお、１９０５はソース領域、１９０６はドレイン領域、１９０７は低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）、１９０８はチャネル形成領域である。１９０９はチャネル保護膜であり、１９１０は層間絶縁膜である。１９１１および１９１２はそれぞれ、ソース電極、ドレイン電極である。

本実施例では、実施例７とは構成が異なる逆スタガ型のＴＦＴによって液晶表示装置が構成された場合について説明する。

図２０を参照する。図２０には、本実施例の液晶表示装置を構成する逆スタガ型のＮチャネル型ＴＦＴの断面図が示されている。ここでも、１つのＮチャネル型ＴＦＴしか図示しないが、実施例６のように、Ｐチャネル型ＴＦＴとＮチャネル型ＴＦＴとによってＣＭＯＳ回路を構成することもできるのは言うまでもない。また、同様の構成により画素ＴＦＴを構成できることも言うまでもない。

２００１は基板であり、実施例６で説明したようなものが用いられる。２００２は酸化シリコン膜である。２００３はゲイト電極である。２００４はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）膜であり、その上面が平坦化される。２００５は窒化シリコン膜である。ＢＣＢ膜と窒化シリコン膜とでゲイト絶縁膜を構成する。２００６、２００７、２００８および２００９は、多結晶シリコン膜から成る活性層である。この活性層の作製にあたっては、実施例１で説明した非晶質シリコン膜の多結晶化と同様の方法が用いられた。またレーザー光（好ましくは線状レーザー光または面状レーザー光）によって、非晶質シリコン膜を結晶化させる方法をとっても良い。なお、２００６はソース領域、２００７はドレイン領域、２００８は低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）、２００９はチャネル形成領域である。２０１０はチャネル保護膜であり、２０１１は層間絶縁膜である。２０１２および２０１３はそれぞれ、ソース電極、ドレイン電極である。

本実施例によると、ＢＣＢ膜と窒化シリコン膜とで構成されるゲイト絶縁膜が平坦化されているので、その上に成膜される非晶質シリコン膜も平坦なものになる。よって、非晶質シリコン膜を多結晶化する際に、従来の逆スタガ型のＴＦＴよりも均一な多結晶シリコン膜を得ることができる。

上記実施例では、強誘電性液晶を用いた場合について示しているが、ネマチック液晶を用いることもできる。

本願発明の駆動回路を用いたフィールドシーケンシャル液晶表示装置には様々な用途がある。本実施例では、本願発明の駆動回路を用いたフィールドシーケンシャル液晶表示装置を組み込んだ半導体装置について説明する。

このような半導体装置には、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話など）などが挙げられる。それらの一例を図２１、図２４に示す。

図２１（Ａ）は携帯電話であり、本体２１０１、音声出力部２１０２、音声入力部２１０３、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２１０４、操作スイッチ２１０５、アンテナ２１０６で構成される。

図２１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０７、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２１０８、音声入力部２１０９、操作スイッチ２１１０、バッテリー２１１１、受像部２１１２で構成される。

図２１（Ｃ）はモバイルコンピュータであり、本体２１１３、カメラ部２１１４、受像部２１１５、操作スイッチ２１１６、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２１１７で構成される。

図２１（Ｄ）は片眼のヘッドマウントディスプレイであり、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２１１８、バンド部２１１９で構成される。

図２４（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２００３、キーボード２００４で構成される。

図２４（Ｂ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２３０２、アーム部２３０３で構成される。

図２４（Ｃ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体２４０１、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５で構成される。

図２４（Ｄ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、フィールドシーケンシャル液晶表示装置２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）で構成される。

本発明のフィールドシーケンシャル液晶表示装置には、上述した強誘電性液晶以外の液晶を用いることが可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays" by S. Inui et al.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いることが可能である。

等方相−コレステリック相−カイラルスメクティックＣ相転移系列を示す強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用い、ＤＣ電圧を印加しながらコレステリック相−カイラルスメクティックＣ相転移をさせ、かつコーンエッジをほぼラビング方向に一致させた単安定ＦＬＣの電気光学特性を図２４に示す。図２４に示すような強誘電性液晶による表示モードは「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」と呼ばれている。図２４に示すグラフの縦軸は透過率（任意単位）、横軸は印加電圧である。
「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」については、寺田らの”Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモードＦＬＣＤ”、第４６回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、１９９９年３月、第１３１６頁、および吉原らの”強誘電性液晶による時分割フルカラーＬＣＤ”、液晶第３巻第３号第１９０頁に詳しい。

図２４に示されるように、このような強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可能となることがわかる。本発明の液晶表示装置には、このような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いることができる。

ある温度域において反強誘電相を示す液晶を反強誘電性液晶という。反強誘電性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい値反強誘電性混合液晶は、Ｖ字型の電気光学応答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±２．５Ｖ程度（セル厚約１μｍ〜２μｍ）のものも見出されている。

ここで、Ｖ字型の電気光学応答を示す無しきい値反強誘電性混合液晶の印加電圧に対する光透過率の特性を示す例を図２３に示す。図２３に示すグラフの縦軸は透過率（任意単位）、横軸は印加電圧である。なお、液晶表示装置の入射側の偏光板の透過軸は、液晶表示装置のラビング方向にほぼ一致する無しきい値反強誘電性混合液晶のスメクティック層の法線方向とほぼ平行に設定されている。また、出射側の偏光板の透過軸は、入射側の偏光板の透過軸に対してほぼ直角（クロスニコル）に設定されている。

図２３に示されるように、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可能となることがわかる。

このような低電圧駆動の無しきい値反強誘電性混合液晶をアナログドライバを有する液晶表示装置に用いた場合には、画像信号のサンプリング回路の電源電圧を、例えば、５Ｖ〜８Ｖ程度に抑えることが可能となる。よって、ドライバの動作電源電圧を下げることができ、液晶表示装置の低消費電力化および高信頼性が実現できる。

また、このような低電圧駆動の無しきい値反強誘電性混合液晶をデジタルドライバを有する液晶表示装置に用いた場合にも、Ｄ／Ａ変換回路の出力電圧を下げることができるので、Ｄ／Ａ変換回路の動作電源電圧を下げることができ、ドライバの動作電源電圧を低くすることができる。よって、液晶表示装置の低消費電力化および高信頼性が実現できる。

よって、このような低電圧駆動の無しきい値反強誘電性混合液晶を用いることは、比較的ＬＤＤ領域（低濃度不純物領域）の幅が小さなＴＦＴ（例えば、０ｎｍ〜５００ｎｍまたは０ｎｍ〜２００ｎｍ）を用いる場合においても有効である。

また、一般に、無しきい値反強誘電性混合液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。このため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。また、液晶表示装置の駆動方法を線順次駆動とすることにより、画素への階調電圧の書き込み期間（ピクセルフィードピリオド）を長くし、保持容量が小くてもそれを補うようにしてもよい。

なお、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を用いることによって低電圧駆動が実現されるので、液晶表示装置の低消費電力が実現される。

１０１ＬＣＤパネル
１０２導光板
１０３ＬＥＤバックライト
１０４ＬＥＤ
１０５−Ｌ、１０５−Ｒ観察者の眼球（左、右）

Claims

ｎ倍速のフィールドシーケンシャル駆動（ｎは２以上の整数）を行う液晶表示装置であって、
赤、緑、青に対応する第１の画像信号をそれぞれ、時間軸に対して１／（３ｎ）倍に圧縮することにより、赤、緑、青に対応する第２の画像信号を生成する機能を有する回路を有することを特徴とする液晶表示装置。
ｎ倍速のフィールドシーケンシャル駆動（ｎは２以上の整数）を行う液晶表示装置であって、
導光板と、
ＬＣＤパネルと、
赤色の光を発する複数の第１のＬＥＤと、
緑色の光を発する複数の第２のＬＥＤと、
青色の光を発する複数の第３のＬＥＤと、を有し、
前記複数の第１のＬＥＤ、前記複数の第２のＬＥＤ、又は前記複数の第３のＬＥＤの発する光が前記導光板により面状の光となり、前記面状の光が前記ＬＣＤパネルに照射され、
赤、緑、青に対応する第１の画像信号をそれぞれ、時間軸に対して１／（３ｎ）倍に圧縮することにより、赤、緑、青に対応する第２の画像信号を生成する機能を有する回路を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項２において、
前記ＬＣＤパネルは、奇数番目のソース信号線に信号を供給する機能を有する第１のソース信号線側駆動回路と、偶数番目のソース信号線に信号を供給する機能を有する第２のソース信号線側駆動回路と、を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項２又は請求項３において、
前記ＬＣＤパネルは、液晶を有し、
前記液晶は、強誘電性液晶と光重合性の液晶アクリレートモノマーと混合させたのちに紫外光を照射することにより形成されたものであることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２又は請求項３において、
前記ＬＣＤパネルは、無しきい値反強誘電性液晶を有し、且つ、線順次駆動が行われることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２乃至請求項５のいずれか一項において、
前記回路は、ＬＥＤ点灯タイミング信号をＬＥＤ点灯回路に供給する機能を有することを特徴とする液晶表示装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記回路は、前記第２の画像信号をＬＣＤコントローラに供給する機能を有することを特徴とする液晶表示装置。