JP5779695B2 - Semiconductor device, display device, and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置およびその駆動回路に関する。なお本明細書中、表示装置とは、画
素に液晶素子を用いてなる液晶表示装置および、エレクトロルミネッセンス(EL)素子を
始めとした発光素子を用いてなる発光装置を含むものとする。
表示装置の駆動回路とは、表示装置に配置された画素に映像信号を入力し、映像の表示を
行うための処理を行う回路を指し、シフトレジスタ回路、ラッチ回路、バッファ回路、レ
ベルシフト回路等を始めとするパルス出力回路や、アンプ等を始めとする増幅回路を含む
ものとする。
The present invention relates to a display device and a driving circuit thereof. Note that in this specification, a display device includes a liquid crystal display device using a liquid crystal element for a pixel and a light-emitting device using a light-emitting element such as an electroluminescence (EL) element.
A driving circuit of a display device refers to a circuit that inputs a video signal to a pixel arranged in the display device and performs processing for displaying a video, such as a shift register circuit, a latch circuit, a buffer circuit, and a level shift circuit And an amplifier circuit including an amplifier and the like.
近年、ガラス基板等の絶縁体上に半導体薄膜を形成した表示装置、特に薄膜トランジス
タ(以下、TFTと表記)を用いた電子回路が各分野で使用されている。
特に、表示装置において使用されることが多く、LCD(液晶ディスプレイ)を始めとする
アクティブマトリクス型表示装置は、多くの製品に利用され、普及している。TFTを使
用したアクティブマトリクス型表示装置は、マトリクス状に配置された数十万から数百万
の画素を有し、各画素に配置されたTFTによって各画素の電荷を制御することによって
映像の表示を行っている。
In recent years, a display device in which a semiconductor thin film is formed on an insulator such as a glass substrate, particularly an electronic circuit using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) has been used in various fields.
In particular, active matrix display devices such as LCDs (liquid crystal displays) are often used in display devices and are widely used. An active matrix display device using TFTs has hundreds of thousands to millions of pixels arranged in a matrix, and displays the image by controlling the charge of each pixel by the TFT arranged in each pixel. It is carried out.
さらに最近の技術として、画素を構成する画素TFTの他に、画素部の周辺領域にTF
Tを用いて駆動回路を基板上に同時形成するポリシリコンTFTに関する技術が発展して
きており、装置の小型化、低消費電力化に大いに貢献し、それに伴って、近年その応用分
野の拡大が著しいモバイル情報端末の表示部等に、表示装置は不可欠なデバイスとなって
きている。
Furthermore, as a recent technology, in addition to the pixel TFT constituting the pixel, TF is provided in the peripheral region of the pixel portion.
The technology related to polysilicon TFTs that simultaneously form a drive circuit on a substrate using T has been developed, which has greatly contributed to downsizing and low power consumption of the device. A display device has become an indispensable device for a display unit of a mobile information terminal.
ところで、表示装置は、近年様々な電子機器の表示部に採用され、その利用分野は拡大
の一途を辿っている。最近では比較的安価な電子機器にも積極的に採用されているため、
さらなるコストダウンが望まれる。
By the way, display devices have recently been adopted in display units of various electronic devices, and their fields of use are steadily expanding. Recently, it has been actively adopted in relatively inexpensive electronic devices,
Further cost reduction is desired.
一般的に、表示装置の駆動回路を構成する回路としては、Nチャネル型TFTとPチャ
ネル型TFTを組み合わせたCMOS回路が使用されているが、表示装置は、成膜→フォ
トマスクによる露光→エッチングという工程を繰り返すことによって、多層構造を成すた
め、その工程は大変に複雑であることが製造コストの上昇を招いている。さらに、前述の
ように基板上に駆動回路および画素部を一体形成する場合、一部の不具合が製品全体の不
具合となる点においても、歩留まりに大きく影響している。
In general, a CMOS circuit in which an N-channel TFT and a P-channel TFT are combined is used as a circuit constituting a driving circuit of a display device. However, a display device uses film formation → photomask exposure → etching. In order to form a multi-layer structure by repeating the above process, the manufacturing process is increased due to the extremely complicated process. Furthermore, when the drive circuit and the pixel portion are integrally formed on the substrate as described above, the yield is greatly affected in that some defects become defects in the entire product.
製造コスト低減の方法の1つとしては、工程を可能な限り削減し、簡単かつ短期間で作
製できるものとすることが挙げられる。そこで、駆動回路の構成をCMOS構成ではなく
、Nチャネル型TFTもしくはPチャネル型TFTのいずれか単一極性のTFTを用いて
なる構成とし、表示装置を作製する。これによって、半導体層に導電型を付与する不純物
添加の工程を、単純には1/2とすることが出来、さらにフォトマスクの枚数を減らすこ
とも出来るため、大変に有効である。しかも、製造工程が簡単になるため、歩留まり向上
にも寄与する。
One method for reducing the manufacturing cost is to reduce the number of steps as much as possible and to be able to manufacture easily and in a short period of time. In view of this, the structure of the driver circuit is not a CMOS structure but a structure using a single polarity TFT of either an N-channel TFT or a P-channel TFT, and a display device is manufactured. As a result, the process of adding impurities to impart conductivity to the semiconductor layer can be simply halved, and the number of photomasks can be reduced, which is very effective. Moreover, since the manufacturing process is simplified, it contributes to the improvement of yield.
図2は、Nチャネル型TFT2個によって構成したインバータの例である。TFT20
1および202のゲート電極に信号が入力される2入力型であり、一方の入力信号の反転
信号が他方の入力となる。
FIG. 2 shows an example of an inverter constituted by two N-channel TFTs. TFT20
A two-input type in which signals are input to the
ここで、図2に示したインバータの動作について簡単に説明する。なお、本明細書にお
いては、回路の構成や動作を説明する際に、TFTの3電極の名称を「ゲート電極、入力
電極、出力電極」と、「ゲート電極、ソース領域、ドレイン領域」とを使い分けている。
これは、TFTの動作を説明する際に、ゲート・ソース間電圧を考える場合が多いが、T
FTのソース領域とドレイン領域とは、TFTの構造上、明確に区別することが難しいた
め、名称を統一することで逆に混同を生じる恐れがあるためである。信号の入出力を説明
する際には、入力電極、出力電極と呼び、TFTのゲート・ソース間電位等について説明
する際は、入力電極と出力電極のうちいずれか一方をソース領域、他方をドレイン領域と
呼ぶこととする。
Here, the operation of the inverter shown in FIG. 2 will be briefly described. In this specification, when describing the configuration and operation of the circuit, the names of the three electrodes of the TFT are “gate electrode, input electrode, output electrode” and “gate electrode, source region, drain region”. Use properly.
This is because the gate-source voltage is often considered when explaining the operation of the TFT.
This is because the source region and the drain region of the FT are difficult to clearly distinguish from each other due to the structure of the TFT, and there is a possibility that confusion may occur conversely by unifying the names. When describing input / output of signals, they are called input electrodes and output electrodes. When describing the gate-source potential of a TFT, one of the input electrodes and output electrodes is the source region, and the other is the drain. It will be called an area.
また、TFTがONしているとは、TFTのゲート・ソース間電圧がしきい値電圧を上
回り、ソース・ドレイン間を電流が流れる状態をいい、OFFしているとは、TFTのゲ
ート・ソース間電圧がしきい値電圧を下回り、ソース・ドレイン間を電流が流れない状態
をいう。しきい値に関しては、説明を簡単にするため、個々のTFT間でのばらつきはな
いものとし、Nチャネル型TFTのしきい値は一律VthN、Pチャネル型TFTのしき
い値は一律VthPとする。
The TFT is ON means that the gate-source voltage of the TFT exceeds the threshold voltage and current flows between the source and drain, and that the TFT is OFF means that the gate-source of the TFT. This is a state in which the inter-voltage is below the threshold voltage and no current flows between the source and drain. Regarding the threshold value, for the sake of simplicity, it is assumed that there is no variation among individual TFTs, the threshold value of the N-channel TFT is uniformly VthN, and the threshold value of the P-channel TFT is uniformly VthP. .
まず、入力端子(In)にHレベルが入力され、反転入力端子(Inb)にLレベルが入力
されると、TFT201がOFFし、TFT202がONする。従って出力端子(Out)
には、Lレベルが現れ、その電位はVSSとなる。一方、入力端子(In)にLレベルが入
力され、反転入力端子(Inb)にHレベルが入力されると、TFT201がONし、TF
T202がOFFする。従って出力端子(Out)には、Hレベルが現れる。
First, when an H level is input to the input terminal (In) and an L level is input to the inverting input terminal (Inb), the
, L level appears, and the potential becomes VSS. On the other hand, when the L level is input to the input terminal (In) and the H level is input to the inverting input terminal (Inb), the
T202 is turned OFF. Accordingly, an H level appears at the output terminal (Out).
このとき、出力端子(Out)がHレベルとなるときの電位について考える。 At this time, the potential when the output terminal (Out) becomes H level is considered.
図2において、TFT201のゲート電極にHレベルが入力されているとき、TFT2
02のゲート電極にはLレベルが入力される。よって、TFT201がONし、TFT2
02はOFFする。よって、出力端子(Out)の電位は上昇を始めるが、出力端子(Ou
t)の電位が(VDD−VthN)となったところで、TFT201のゲート・ソース間電
圧はしきい値VthNに等しくなる。つまりこの瞬間、TFT201がOFFするため、
これ以上出力端子(Out)の電位が上昇することが出来ない。
In FIG. 2, when the H level is input to the gate electrode of the
The L level is input to the 02 gate electrode. Therefore, the TFT 201 is turned on and the TFT 2
02 turns off. Therefore, the potential of the output terminal (Out) starts to rise, but the output terminal (Out)
When the potential of t) becomes (VDD−VthN), the gate-source voltage of the
The potential of the output terminal (Out) cannot rise any further.
図12に示すように、インバータを複数段接続する場合を考える。図12(A)において
、初段のインバータ(InvA)のみ、図12(B)に示すような1入力1出力型であり、以
後のインバータ(InvB)は、図12(C)に示すように2入力1出力型である。なお、T
FT1201のゲート電極は、高電位側電源VDDと接続され、TFT1201のゲート
・ソース間電圧がしきい値を下回らない限りはONし続けているため、TFT1202が
ONしたとしても、出力は完全にVSSに等しくはならないが、TFT1202の電流能
力を、TFT1201の電流能力よりも十分に大きくしておくことにより、Lレベルを出
力させることが出来る。
As shown in FIG. 12, a case where a plurality of inverters are connected is considered. 12A, only the first-stage inverter (InvA) is a 1-input 1-output type as shown in FIG. 12B, and the subsequent inverters (InvB) are 2 as shown in FIG. 12C. It is an
Since the gate electrode of the
このような場合、入力信号の振幅がVDD−VSS間であったとしても、TFT120
1、1211のしきい値の影響により、図12(D)に示すように、段を重ねるごとに振幅
が減衰していく。
In such a case, even if the amplitude of the input signal is between VDD and VSS, the TFT 120
Due to the influence of the
そこで本発明では、単極性のTFTにより構成され、かつ前述のように出力信号の振幅
減衰を生ずることなく動作の可能な回路を提案するものである。
Therefore, the present invention proposes a circuit that is composed of a unipolar TFT and that can operate without causing amplitude attenuation of the output signal as described above.
上述した課題を解決するために、本発明においては以下のような手段を講じた。 In order to solve the above-described problems, the following measures are taken in the present invention.
図2に示したインバータにおいて、出力振幅の減衰が生ずる原因は、入力端子(In)に
Lレベル、反転入力端子(Inb)にHレベルが入力されたとき、TFT201のゲート電
極に印加される電位が、TFT201の入力電極側の電位、すなわち高電位側電源VDD
に等しいため、出力端子(Out)の電位が最大で(VDD−VthN)までしか上昇し得な
い点にある。
In the inverter shown in FIG. 2, the output amplitude is attenuated because the potential applied to the gate electrode of the
Therefore, the potential of the output terminal (Out) can only rise up to (VDD−VthN) at the maximum.
つまり、出力端子(Out)にHレベルが現れるとき、その電位がVDDに等しくなるに
は、TFT201のゲート電極の電位がVDDより高くなっている、正確には(VDD+
VthN)以上である必要がある。
That is, when the H level appears at the output terminal (Out), the potential of the gate electrode of the
VthN) or more.
そこで本発明においては、容量手段を用いてTFT201のしきい値電圧分の電荷をあ
らかじめ保持し、入力信号に上乗せすることによって、TFT201のゲート電極の電位
を(VDD+VthN)まで持ち上げることによって解決する。
Therefore, the present invention solves the problem by raising the potential of the gate electrode of the
本発明の表示装置の駆動回路は、 第1乃至第4のトランジスタと、容量手段とを有す
る表示装置の駆動回路であって、 前記第1乃至第4のトランジスタはいずれも同一導電
型であり、 前記容量手段の第1の電極は、第1の信号入力端子と電気的に接続され、第
2の電極は前記第1のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、 前記第2のトラ
ンジスタのゲート電極は、第2の信号入力端子と電気的に接続され、 前記第1のトラン
ジスタの入力電極は、第1の電源と電気的に接続され、出力電極は、信号出力端子と電気
的に接続され、 前記第2のトランジスタの入力電極は、第2の電源と電気的に接続され
、出力電極は、前記信号出力端子と電気的に接続され、 前記第3のトランジスタのゲー
ト電極と出力電極とは、いずれも前記信号出力端子と電気的に接続され、入力電極は、前
記容量手段の第2の電極と電気的に接続され、 前記第4のトランジスタのゲート電極と
出力電極とは、いずれも前記容量手段の第2の電極と電気的に接続され、入力電極は、前
記容量手段の第1の電極と電気的に接続されていることを特徴としている。
The drive circuit for the display device of the present invention is a drive circuit for a display device having first to fourth transistors and capacitance means, and the first to fourth transistors are all of the same conductivity type. The first electrode of the capacitor means is electrically connected to the first signal input terminal, the second electrode is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, and the gate of the second transistor The electrode is electrically connected to the second signal input terminal, the input electrode of the first transistor is electrically connected to the first power source, and the output electrode is electrically connected to the signal output terminal. The input electrode of the second transistor is electrically connected to a second power source, the output electrode is electrically connected to the signal output terminal, and the gate electrode and the output electrode of the third transistor are , Both of the above signals The output terminal is electrically connected, the input electrode is electrically connected to the second electrode of the capacitor means, and the gate electrode and the output electrode of the fourth transistor are both the second electrode of the capacitor means. The input electrode is electrically connected to the first electrode of the capacitor means.
本発明の表示装置の駆動回路は、 第1乃至第4のトランジスタと、容量手段とを有す
る表示装置の駆動回路であって、 前記第1乃至第4のトランジスタはいずれも同一導電
型であり、 前記容量手段の第1の電極は、第1の信号入力端子と電気的に接続され、第
2の電極は前記第1のトランジスタのゲート電極と電気的に接続され、 前記第2のトラ
ンジスタのゲート電極は、第2の信号入力端子と電気的に接続され、 前記第1のトラン
ジスタの入力電極は、第1の電源と電気的に接続され、出力電極は、信号出力端子と電気
的に接続され、 前記第2のトランジスタの入力電極は、第2の電源と電気的に接続され
、出力電極は、前記信号出力端子と電気的に接続され、 前記第3のトランジスタのゲー
ト電極と出力電極とは、いずれも前記信号出力端子と電気的に接続され、入力電極は、前
記容量手段の第2の電極と電気的に接続され、 前記第4のトランジスタのゲート電極は
、前記容量手段の第2の電極と電気的に接続され、入力電極は、前記容量手段の第1の電
極と電気的に接続され、出力電極は、前記信号出力端子と電気的に接続されていることを
特徴としている。
The drive circuit for the display device of the present invention is a drive circuit for a display device having first to fourth transistors and capacitance means, and the first to fourth transistors are all of the same conductivity type. The first electrode of the capacitor means is electrically connected to the first signal input terminal, the second electrode is electrically connected to the gate electrode of the first transistor, and the gate of the second transistor The electrode is electrically connected to the second signal input terminal, the input electrode of the first transistor is electrically connected to the first power source, and the output electrode is electrically connected to the signal output terminal. The input electrode of the second transistor is electrically connected to a second power source, the output electrode is electrically connected to the signal output terminal, and the gate electrode and the output electrode of the third transistor are , Both of the above signals The output terminal is electrically connected, the input electrode is electrically connected to the second electrode of the capacitor means, and the gate electrode of the fourth transistor is electrically connected to the second electrode of the capacitor means. The input electrode is electrically connected to the first electrode of the capacitor means, and the output electrode is electrically connected to the signal output terminal.
前記容量手段は、前記第4のトランジスタのしきい値電圧を保持する容量手段であり、
前記第1の信号入力端子より入力される信号の電位に、前記保持している電圧を加えた電
位が、前記第1のトランジスタのゲート電極に印加されることを特徴としている。これに
よって、第1のトランジスタのゲート・ソース間電圧は常にそのしきい値以上となり、振
幅の減衰を生ずることなく、出力を得ることが出来る。
The capacitor means is a capacitor means for holding a threshold voltage of the fourth transistor,
A potential obtained by adding the held voltage to the potential of a signal input from the first signal input terminal is applied to the gate electrode of the first transistor. As a result, the gate-source voltage of the first transistor is always greater than or equal to the threshold value, and an output can be obtained without causing amplitude attenuation.
また、本発明の表示装置の駆動回路は、Nチャネル型トランジスタのみ、もしくはPチ
ャネル型トランジスタといった、単極性のトランジスタによって構成されることを特徴と
する。よって、表示装置の作製工程を簡略化することが出来る。
In addition, the driving circuit of the display device of the present invention is characterized in that it is constituted by a unipolar transistor such as an N-channel transistor alone or a P-channel transistor. Thus, the manufacturing process of the display device can be simplified.
本発明の表示装置においては、 前記容量手段は、前記第4のトランジスタのゲート電
極と入力電極との間の容量を用いてなる容量手段であっても良い。あるいは、活性層材料
、ゲート電極を形成する材料、配線材料のうちいずれか2つと、前記2材料間の絶縁層と
を用いてなる容量手段であっても良い。
In the display device according to the aspect of the invention, the capacitor unit may be a capacitor unit using a capacitor between a gate electrode and an input electrode of the fourth transistor. Alternatively, it may be a capacitive means using any two of the active layer material, the material for forming the gate electrode, and the wiring material and the insulating layer between the two materials.
本発明の表示装置においては、 前記第2の信号入力端子に入力される信号は、前記第
1の信号入力端子に入力される信号に対し、極性が反転した信号であることを特徴として
いる。これにより、出力端子に現れる信号がHレベルであっても、Lレベルであっても、
回路内に電流パスが生じないため、消費電流を少なくすることが出来る。
In the display device of the present invention, the signal input to the second signal input terminal is a signal whose polarity is inverted with respect to the signal input to the first signal input terminal. Thereby, even if the signal appearing at the output terminal is H level or L level,
Since no current path is generated in the circuit, current consumption can be reduced.
本発明の回路によって、VDD−VSS間の振幅を有する信号の入力に対し、振幅の減
衰を生ずることなく、正常にVDD−VSS間の振幅を有する出力を得ることが出来る。
よって、表示装置の駆動回路にこのような手法を用いることによって、単極性のTFTを
用いて構成することが可能となり、工程削減、ならびに製造コストの低減に貢献する。
According to the circuit of the present invention, an output having an amplitude between VDD and VSS can be obtained normally without causing attenuation of amplitude with respect to an input of a signal having an amplitude between VDD and VSS.
Therefore, by using such a method for the driver circuit of the display device, a unipolar TFT can be used, which contributes to process reduction and manufacturing cost reduction.
図1(A)に、本発明の基本回路構成を示す。回路は、図2に示したインバータと同様の
動作を行うもので、2入力1出力型であり、入力端子(In)に入力された信号の極性が反
転した信号が出力端子(Out)に現れる。
FIG. 1A shows a basic circuit configuration of the present invention. The circuit operates in the same manner as the inverter shown in FIG. 2, is a 2-input 1-output type, and a signal in which the polarity of the signal input to the input terminal (In) is inverted appears at the output terminal (Out). .
回路は、TFT101〜104および容量手段105によって構成されている。
The circuit is composed of
回路の動作について説明する。図3(A)(B)に、動作時の各ノードにおける電位を示す
。まず、第1の入力端子(In1)にLレベルが、第2の入力端子(In2)にHレベルが入
力されると、TFT102がONし、出力端子(Out)の電位がVSS側に引き下げられ
始める。この時点では、出力端子(Out)の電位はLレベルまで下がりきっていないこと
から、TFT103はONしており、出力端子(Out)から容量手段105に向かって電
流が生じ、TFT104のゲート電極の電位が上昇するため、TFT104もONする。
さらに出力端子(Out)の電位が下がると、TFT103のゲート・ソース間電圧がVt
hNに等しくなり、TFT103がOFFする。この時点で、TFT104がまだONで
ある場合でも、容量手段105に充電されている電荷は、TFT104を通って放電され
、TFT104のゲート・ソース間電圧は引き続き低下するため、いずれOFFする。
The operation of the circuit will be described. 3A and 3B show potentials at each node during operation. First, when an L level is input to the first input terminal (In1) and an H level is input to the second input terminal (In2), the
When the potential of the output terminal (Out) further decreases, the voltage between the gate and source of the
It becomes equal to hN, and the
これにより、容量手段105には、TFT104のしきい値電圧VthNが保持される
。第1の入力端子(In1)はLレベルであり、その電位はVSSであるので、TFT10
1のゲート電極の電位は、VSSよりも容量手段105が保持している電圧分だけ高くな
る。すなわちこのときのTFT101のゲート電極の電位は(VSS+VthN)である。
出力端子(Out)にはLレベルが現れ、その電位はVSSとなっているので、TFT10
1のゲート・ソース間電圧はVthNであり、TFT101はOFFする(図3(A))。
As a result, the threshold voltage VthN of the
The potential of the first gate electrode is higher than VSS by the voltage held by the capacitor means 105. That is, the potential of the gate electrode of the
Since the L level appears at the output terminal (Out) and the potential is VSS, the TFT 10
1 has a gate-source voltage of VthN, and the
続いて、第1の入力端子(In1)にHレベルが、第2の入力端子(In2)にLレベルが
入力されるときの動作について説明する。まず、第2の入力端子(In2)はHレベルから
Lレベルとなるので、TFT102がOFFする。一方、第1の入力端子(In1)はLレ
ベルからHレベルになる。このとき、TFT103はOFFした状態のままであるから、
容量手段105に保持されている電荷の移動は生じない。また、TFT104については
、ソース領域の電位は上昇するが、ゲート・ソース間電圧はVthNのままであるので、
OFFした状態のままとなる。よって、第1の入力端子がLレベルからHレベルに変化し
ても、容量手段105の両電極間の電圧は保持されたままとなる。したがって、第1の入
力端子(In1)の電位はVSSからVDDまで上昇するので、TFT101のゲート電極
の電位は、(VSS+VthN)から(VDD+VthN)まで上昇する。よって、出力端子
(Out)にHレベルが現れ、その電位はVDDに等しくなる(図3(B))。
Next, the operation when the H level is input to the first input terminal (In1) and the L level is input to the second input terminal (In2) will be described. First, since the second input terminal (In2) is changed from H level to L level, the
The movement of the charge held in the capacitor means 105 does not occur. For the
It remains in the OFF state. Therefore, even when the first input terminal changes from the L level to the H level, the voltage between both electrodes of the capacitor means 105 remains held. Therefore, since the potential of the first input terminal (In1) rises from VSS to VDD, the potential of the gate electrode of the
An H level appears at (Out), and the potential becomes equal to VDD (FIG. 3B).
以上の動作によって、VDD−VSS間の振幅を有する信号の入力に対し、振幅の減衰
を生ずることなく、正常にVDD−VSS間の振幅を有する出力を得ることが出来る。よ
って、表示装置の駆動回路にこのような手法を用いることによって、単極性のTFTを用
いて構成することが可能となり、工程削減、ならびに製造コストの低減に貢献する。
With the above operation, an output having an amplitude between VDD and VSS can be obtained normally without causing an amplitude attenuation with respect to an input of a signal having an amplitude between VDD and VSS. Therefore, by using such a method for the driver circuit of the display device, a unipolar TFT can be used, which contributes to process reduction and manufacturing cost reduction.
以下に、本発明の実施例について記載する。 Examples of the present invention will be described below.
図4は、図1に示した回路において、その接続を一部変更した構成を示している。図1
において、TFT104の出力電極は、TFT101のゲート電極と接続されていたのに
対し、図4においては、出力端子(Out)と接続されている。
FIG. 4 shows a configuration in which the connection is partially changed in the circuit shown in FIG. FIG.
In FIG. 4, the output electrode of the
回路の動作に関しては、実施形態にて説明したとおりの動作であるので、ここでは説明
を省略するが、回路の構成として、TFT101のゲート電極について考えた際、図1に
示した回路は、TFT103がOFFした後も、TFT104を通ってある程度の電荷の
移動が行えるのに対し、図4に示した回路は、TFT103がOFFした場合、TFT1
01のゲート電極にたまった電荷の移動経路がなくなるため、仮に回路を構成するTFT
のしきい値にばらつきが生じた場合、TFT101のゲート・ソース間電圧がTFT10
1のしきい値に等しくなるまで降下しなくなる可能性がある。このような点を考慮して、
TFT102の電流能力を、TFT101の電流能力に対して十分に大きくしておくこと
により、TFT101が完全にOFFしない場合があっても、正常なLレベル出力が得ら
れる。
Since the operation of the circuit is the same as that described in the embodiment, the description is omitted here. However, when considering the gate electrode of the
Since there is no charge movement path accumulated in the 01 gate electrode, the TFT constituting the circuit temporarily
When the threshold value varies, the gate-source voltage of the
There is a possibility that it will not drop until it is equal to the threshold value of 1. Considering these points,
By making the current capability of the
本実施例においては、同一基板上に、画素部および、画素部周辺に設ける駆動回路のT
FTを同時に作製する方法について説明する。なお、例として液晶表示装置の作製工程を
挙げるが、本発明は前述のとおり、液晶表示装置に限定されない。
In this embodiment, the pixel portion and T of the drive circuit provided around the pixel portion on the same substrate.
A method for simultaneously manufacturing the FT will be described. In addition, although the manufacturing process of a liquid crystal display device is mentioned as an example, as above-mentioned, this invention is not limited to a liquid crystal display device.
まず、図7(A)に示すように、コーニング社の#7059ガラスや#1737ガラス等
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等からなる基
盤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等の絶縁膜
からなる下地膜5002を形成する。特に図示していないが、下地膜5002の形成につ
いては、例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oから作製される酸化窒化シ
リコン膜を10〜200[nm](好ましくは50〜100[nm])の厚さに形成し、同様にSi
H4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜を50〜200[nm](好ましくは1
00〜150[nm])の厚さに積層形成する。
First, as shown in FIG. 7A, a silicon oxide film and silicon nitride are formed on a
A silicon oxynitride silicon film formed from H 4 and N 2 O is 50 to 200 [nm] (preferably 1
A layer is formed to a thickness of 00 to 150 [nm].
続いて、島状の半導体層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
の半導体層5003〜5005の厚さは25〜80[nm](好ましくは30〜60[nm])とし
て形成する。結晶質半導体層の材料には特に限定は無いが、好ましくはシリコンまたはシ
リコンゲルマニウム(SiGe)合金等で形成すると良い。
Subsequently, 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、YVO4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て半導
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宜選択するものであるが
、エキシマレーザーを用いる場合にはパルス発振周波数を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[m
J/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、このときの線状レーザーの重ねあわせ率(
オーバーラップ率)を80〜98[%]として行う。
In order to manufacture a crystalline semiconductor film by a laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, or YVO 4 laser is used. In the case of using these lasers, 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. Crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is set to 30 [Hz], and the laser energy density is set to 100 to 400 [mJ / cm 2 ] (typically Is 200 to 300 [mJ / cm 2 ]). Also,
When using a YAG laser, the second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 [kHz]
The laser energy density is 300 to 600 [mJ / cm 2 ] (typically 350 to 500 [m
J / cm 2 ]). Then, a laser beam focused 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 overlapping rate of the linear laser at this time (
The overlap ratio is set to 80 to 98 [%].
続いて、島状の半導体層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40〜15
0[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
されるものではなく、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。
Subsequently, a
The
An insulating film containing silicon is formed as 0 [nm]. In this embodiment, a silicon oxynitride film is formed with a thickness of 120 [nm]. Needless to say, the gate insulating film is not limited to such a silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a stacked structure. For example, when using silicon oxide, TEOS (Tetraethyl
Orthosilicate) and O 2 are mixed, the reaction pressure is 40 [Pa], the substrate temperature is 300 to 400 [° C.], and the high frequency (13.56 [MHz]) power density is 0.5 to 0.8 [W / cm 2]. ] Can be formed by discharging. The silicon oxide film thus produced can obtain good characteristics as a gate insulating film by subsequent thermal annealing at 400 to 500 [° C.].
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とを積層形成する。本実施例では、第1の導電層5007をタン
タル(Ta)で50〜100[nm]の厚さに形成し、第2の導電層5009をタングステン(
W)で100〜300[nm]の厚さに形成する(図7(A))。
Then, a first
And a second
W) to a thickness of 100 to 300 [nm] (FIG. 7A).
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
極として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
を有する窒化タンタル(TaN)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 as a gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 [μΩcm] and is not suitable for the gate electrode. is there. In order to form an α-phase Ta film, tantalum nitride (TaN) having a crystal structure close to that of the α-phase of Ta is formed on the Ta base with a thickness of about 10 to 50 [nm]. A Ta film 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。その他にも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て高抵抗
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、さらに製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. Other 6
It can also be formed by a thermal CVD method using tungsten fluoride (WF 6 ). In any case, in order to use as a gate electrode, it is necessary to reduce the resistance, and the resistivity of the W film is 20 [
[μΩcm] or less is desirable. The resistivity of the W film can be reduced by increasing the crystal grains. However, when there are many impurity elements such as oxygen in W, 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 the gas phase during film formation, A resistivity of 9 to 20 [μΩcm] can be realized.
なお、本実施例においては、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、Mo、Al、Cu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良い。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良い
。本実施例以外の他の組み合わせの一例としては、第1の導電膜をTaN、第2の導電膜
をWとする組み合わせ、第1の導電膜をTaN、第2の導電膜をAlとする組み合わせ、
第1の導電膜をTaN、第2の導電膜をCuとする組み合わせ等が望ましい。
Note that in this embodiment, the first
However, it is not particularly limited, and any of them may be formed of an element selected from Ta, W, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. As an example of another combination other than the present embodiment, a combination in which the first conductive film is TaN, the second conductive film is W, the first conductive film is TaN, and the second conductive film is Al. ,
A combination of TaN as the first conductive film and Cu as the second conductive film is desirable.
次に、レジストによるマスク5009を形成し、電極およ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とを混合し、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とを混合した場合にはW膜およびTa膜と
も同程度にエッチングされる。
Next, a resist
Etching process is performed. In this embodiment, an ICP (Inductively coupled plasma) etching method is used, and CF 4 and Cl 2 are mixed in an etching gas and 1 [Pa].
500 [W] RF (13.56 [MHz]) power is applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 to generate plasma. An RF power of 100 [W] is also applied to the substrate side (sample stage), and a substantially negative self-bias voltage is applied. When CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the Ta film are etched to the same extent.
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と、基
板側に印加するバイアス電圧の効果とにより第1の導電膜および第2の導電膜の端部がテ
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を行うためには、10〜20[%]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5010a〜5013aと第2の導電層5010b〜5013
bからなる第1の形状の導電層5010〜5013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て薄くなった領域が形成される(図7(B))。
Under the above etching conditions, the end portions of the first conductive film and the second conductive film are tapered due to a suitable mask shape by the resist and 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 10 to 20%. The selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 2.
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. Thus, the first conductive layers 5010a to 5013a and the second
First-shaped
A thinned region is formed by etching about 50 [nm] (FIG. 7B).
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(図7(B
))。ドーピング処理は、イオンドーピング法もしくはイオン注入法で行えば良い。イオン
ドープ法にあたっての条件は、ドーズ量を1×1013〜5×1014[atoms/cm2]とし、加
速電圧を60〜100[keV]とする。N型を付与する不純物元素としては、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。この第1の不純物領域50
14〜5016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。
Then, a first doping process is performed, and an impurity element imparting N-type is added (FIG. 7B
)). The doping process may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The conditions for the ion doping method are a dose of 1 × 10 13 to 5 × 10 14 [atoms / cm 2 ] and an acceleration voltage of 60 to 100 [keV]. As the impurity element imparting N-type, an element belonging to Group 15, typically phosphorus (P) or arsenic (As), is used here, but P is used. In this case, the
14 to 5016 is doped with an impurity element imparting N-type in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 [atoms / cm 3 ].
次に、第2のエッチング処理を行う(図7(C))。同様にICPエッチング法を用い、エ
ッチング用ガスにCF4とCl2とO2とを混合して、1[Pa]の圧力でコイル型の電極に5
00[W]のRF電力を供給し、プラズマを生成して行う。基板側(試料ステージ)にも50
[W]のRF電力を投入し、第1のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する
。このような条件により第2の導電層であるWを異方性エッチングし、かつ、それより遅
いエッチング速度で第1の導電層であるTaを異方性エッチングして第2の形状の導電層
5017〜5020(第1の導電層5017a〜5020aおよび第2の導電層5017
b〜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
れて薄くなった領域が形成される。
Next, a second etching process is performed (FIG. 7C). Similarly, using an ICP etching method, CF 4 , Cl 2, and O 2 are mixed in an etching gas, and a coil-type electrode is formed at a pressure of 1 [Pa].
An RF power of 00 [W] is supplied to generate plasma. 50 on the substrate side (sample stage)
[W] RF power is applied, and a lower self-bias voltage is applied than in the first etching process. Under such conditions, the second conductive layer W is anisotropically etched, and the first conductive layer Ta is anisotropically etched at a slower etching rate to form the second shape conductive layer. 5017 to 5020 (first conductive layers 5017a to 5020a and second conductive layers 5017
b-5020b). At this time, in the
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の蒸気圧が極端に高く、その他
のWCl5、TaF5、TaCl5については同程度である。従って、CF4とCl2の混合
ガスでは、W膜および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こととなる
。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, the vapor pressure of WF 6 , which is a fluoride of W, is extremely high, and the 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, an appropriate amount of O 2
When CF 4 is added, CF 4 and O 2 react to become 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,
As for Ta, even if F increases, the etching rate increases relatively little. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Since Ta oxide does not react with fluorine or chlorine, the etching rate of the Ta film is further reduced. Therefore, it becomes possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film.
そして、第2のドーピング処理を行う(図7(C))。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7(B)で島状の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の導電層5017b〜5020b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の下側の領域にも不純物元素が
添加されるようにしてドーピングする。
こうして、第1の導電層と重なる第2の不純物領域5021〜5023が形成される。
Then, a second doping process is performed (FIG. 7C). In this case, doping is performed with an impurity element that imparts N-type 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] with a dose of 1 × 10 13 [atoms / cm 2 ], and the first impurity region formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG. A new impurity region is formed inside. Doping is performed by using the second conductive layers 5017b to 5020b as masks against the impurity elements and adding the impurity elements to the lower regions of the first conductive layers 5017a to 5020a.
Thus,
続いて、第3のエッチング処理を行う(図8(A))。ここでは、エッチング用ガスにCl
2を用い、ICPエッチング装置を用いて行う。本実施例では、Cl2のガス流量比を60
[sccm]とし、1 [Pa]の圧力でコイル型の電極に350[W]のRF電力を投入してプラズ
マを生成してエッチングを70秒行った。基板側(試料ステージ)にもRF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。第3のエッチングにより、第1の導電層が後
退して第3の形状の導電層5024〜5027(第1の導電層5024a〜5027aお
よび第2の導電層5024b〜5027b)が形成され、第2の不純物領域5021〜5
023の一部は、第1の導電層と重ならない第3の不純物領域5028〜5030となる
。
Subsequently, a third etching process is performed (FIG. 8A). Here, the etching gas is Cl
2 and using an ICP etching apparatus. In this embodiment, the gas flow rate ratio of Cl 2 is set to 60.
[sccm], RF power of 350 [W] was applied to the coil-type electrode at a pressure of 1 [Pa], plasma was generated, and etching was performed for 70 seconds. Apply RF power to the substrate side (sample stage),
A substantially negative self-bias voltage is applied. By the third etching, the first conductive layer recedes to form third shape
A part of 023 becomes
以上までの工程でそれぞれの島状の半導体層に不純物領域が形成される。島状の半導体
層と重なる第3の形状の導電層5024〜5027が、TFTのゲート電極として機能す
る。
Through the above steps, impurity regions are formed in each island-shaped semiconductor layer. The third shape
続いて、導電型の制御を目的として、それぞれの島状の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、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、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)を形成した後で熱活性化を行うことが望ましい。
Subsequently, for the purpose of controlling the conductivity type, a step of activating the impurity element added to each island-shaped semiconductor layer is performed. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method and a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, oxygen concentration is 1 [ppm] or less, preferably 0.1 [ppm] or less in a nitrogen atmosphere at 400 to 700 [° C.], typically 500 to 600 [° C.],
In this embodiment, heat treatment is performed at 500 [° C.] for 4 hours. However, when the wiring material used for 5024 to 5027 is vulnerable to heat, it is desirable to perform thermal activation after forming an interlayer insulating film (mainly silicon) in order to protect the wiring and the like.
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、島状の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。水素化するための、熱
水素化の他の方法として、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)によ
って行っても良い。
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 method of thermal hydrogenation for hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be used.
次いで、図8(B)に示すように、第1の層間絶縁膜5031を、酸化窒化シリコン膜で
100〜200[nm]の厚さで形成する。その上に有機絶縁物材料からなる第2の層間絶縁
膜5032を形成した後、第1の層間絶縁膜5031、第2の層間絶縁膜5032、およ
びゲート絶縁膜5006に対してコンタクトホールを開口し、配線材料による膜を形成し
て各配線5033〜5036、および画素電極5037をパターニング形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, a first
第2の層間絶縁膜5032としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、BCB(ベ
ンゾシクロブテン)等の有機樹脂を材料とする膜を用いる。特に、第2の層間絶縁膜50
32は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に優れたアクリルが望ましい。本実施例では
TFTによって形成される段差を十分に平坦化しうる膜厚でアクリル膜を形成する。好ま
しくは1〜5[μm](さらに好ましくは2〜4[μm])とすれば良い。
As the second
Since 32 has a strong meaning of flattening, acrylic having excellent flatness is desirable. In this embodiment, the acrylic film is formed with a film thickness that can sufficiently flatten the step formed by the TFT. Preferably, it may be 1 to 5 [μm] (more preferably 2 to 4 [μm]).
コンタクトホールの形成は、ドライエッチングまたはウェットエッチング法を用い、N
型の不純物領域5014〜5016、およびソース信号線(図示せず)、ゲート信号線(図
示せず)、電流供給線(図示せず)およびゲート電極5024〜5026に達する(図示せず
)コンタクトホールをそれぞれ形成する。
The contact hole is formed by dry etching or wet etching, and N
) Each contact hole is formed.
また、配線5033〜5036として、Ti膜を100[nm]、Tiを含むAl膜を30
0[nm]、Ti膜を150[nm]、スパッタ法で連続形成した3層積層の膜を所望の形状にパ
ターニングして形成する。勿論、他の導電性材料を用いても良い。画素電極5037につ
いては、表示装置を反射型とする場合には、反射性の高い材料にて形成する。この場合、
配線と同時に形成しても良い。一方、透過型である場合には、酸化インジウム錫(Indium
Tin Oxide:ITO)等の透明導電性材料を用いて形成する。図8(B)の状態まで完了した
ものを、本明細書ではアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
Further, as the
A three-layer laminated film continuously formed by a sputtering method with a thickness of 0 [nm], a Ti film of 150 [nm], and patterned into a desired shape is formed. Of course, other conductive materials may be used. The
You may form simultaneously with wiring. On the other hand, in the case of the transmission type, indium tin oxide (Indium
It is formed using a transparent conductive material such as Tin Oxide (ITO). A substrate completed up to the state of FIG. 8B is referred to as an active matrix substrate in this specification.
続いて、対向基板5038を用意する。対向基板5038には、遮光膜5039が形成
される。この遮光膜は、クロム(Cr)等を用いて、100[nm]〜200[nm]の厚さで形成
する。
Subsequently, a
一方、画素部においては対向電極5040が形成される。対向電極は、ITO等の透明
導電性材料を用いて形成する。また、可視光の透過率を高く保つために、対向電極の膜厚
は100[nm]〜120[nm]で形成することが望ましい。
On the other hand, a
アクティブマトリクス基板と対向基板とに、配向膜5041、5042を形成する。配
向膜5041、5042の膜厚は、30[nm]〜80[nm]が望ましい。また、配向膜として
は、例えば日産化学社製SE7792等を用いることが出来る。プレチルト角の高い配向
膜を用いると、アクティブマトリクス方式により駆動される液晶表示装置の駆動時に、デ
ィスクリネーションの発生を抑制することが出来る。
続いて、配向膜5041、5042をラビングする。ラビング方向は、液晶表示装置が
完成したときに、左巻きのTN(Twisted Nematic)配向となるようにするのが望ましい。
Subsequently, the
本実施例においては特に図示していないが、スペーサを画素内に散布もしくはパターニ
ングにより形成して、セルギャップの均一性を向上させることも可能である。本実施例に
おいては、感光性樹脂膜を製膜、パターニングして、4.0[μm]の高さのスペーサを形
成した。
Although not particularly shown in the present embodiment, it is possible to improve the uniformity of the cell gap by forming spacers in the pixels by scattering or patterning. In this example, a photosensitive resin film was formed and patterned to form a spacer having a height of 4.0 [μm].
続いて、シール剤5043により、アクティブマトリクス基板と対向基板とを貼り合わ
せる。シール剤としては、熱硬化型のシール剤である三井化学社製XN−21Sを用いた
。シール剤中にはフィラーを混入する。なお、フィラーの高さは4.0[μm]とする。そ
の後、シール剤が硬化した後に、アクティブマトリクス基板と対向基板とを、所望のサイ
ズに同時に分断する。
Subsequently, the active matrix substrate and the counter substrate are bonded to each other with a
続いて、液晶5044を注入する。液晶材料としては、高速応答性等を考慮すると、低
粘度のものが望ましい。本実施例においては、配向制御の容易なネマチック液晶を用いる
。勿論、高速応答が可能な強誘電性液晶、反強誘電性液晶を用いても良い。
Subsequently,
液晶の注入が終了したのち、注入口をUV硬化型樹脂等を用いて封止する。その後、公
知の方法により偏光板を貼り付ける。最後に、基板上に形成された素子又は回路から引き
回された端子と外部信号端子とを接続するためのコネクタ(フレキシブルプリントサーキ
ット:FPC)を取り付けて製品として完成する(図8(C))。このような出荷出来る状態
にまでした状態を本明細書中では液晶表示装置と呼ぶ。
After the liquid crystal injection is completed, the injection port is sealed with a UV curable resin or the like. Thereafter, a polarizing plate is attached by a known method. Finally, a connector (flexible printed circuit: FPC) for connecting a terminal routed from an element or circuit formed on the substrate and an external signal terminal is attached to complete the product (FIG. 8C). . In this specification, such a state that can be shipped is referred to as a liquid crystal display device.
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4枚(島状半導体層パターン、第1配線パターン(ゲート配線、島状のソース
配線、容量配線)、コンタクトホールパターン、第2配線パターン(画素電極、接続電極含
む))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 the production of the active matrix substrate is four (an island semiconductor layer pattern, a first wiring pattern (a gate wiring, an island source wiring, a capacitor wiring). ), A contact hole pattern, a second wiring pattern (including a pixel electrode and a connection electrode)). As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
なお、本実施例においては、TFTの型式としてはトップゲート型TFTを例に挙げて
説明しているが、その他に、図5(A)に示すような活性層の下側にゲート電極を形成した
ボトムゲート型TFT、あるいは図5(B)に示すような、活性層を挟み込むように、上下
にゲート電極を有するデュアルゲート型TFTを用いても実施が可能である。
In this embodiment, the top gate type TFT is described as an example of the TFT type. In addition, a gate electrode is formed below the active layer as shown in FIG. The bottom gate type TFT or a dual gate type TFT having gate electrodes on the upper and lower sides so as to sandwich the active layer as shown in FIG. 5B can be used.
実施例2に示した工程は、画素および周辺の駆動回路をNチャネル型TFTを用いて構
成する場合の例として説明したが、本発明はPチャネル型TFTを用いての実施も可能で
ある、
The process shown in the second embodiment has been described as an example in which the pixel and the peripheral driving circuit are configured using N-channel TFTs, but the present invention can also be implemented using P-channel TFTs.
Nチャネル型TFTの場合、ホットキャリア劣化等の抑制のため、ゲート電極と重なる
領域に、オーバーラップ領域と呼ばれる不純物領域を設けている。これに対してPチャネ
ル型TFTの場合は、ホットキャリア劣化による影響が小さいので、特にオーバーラップ
領域を設ける必要はなく、この場合、より簡単な工程で作製することが可能である。
In the case of an N-channel TFT, an impurity region called an overlap region is provided in a region overlapping with the gate electrode in order to suppress hot carrier deterioration and the like. On the other hand, in the case of a P-channel TFT, since the influence of hot carrier deterioration is small, it is not necessary to provide an overlap region, and in this case, it can be manufactured by a simpler process.
図9(A)に示すように、実施例4に従って、ガラス等の絶縁基板6001上に下地膜6
002を形成し、次いで島状の半導体層6003〜6005、ゲート絶縁膜6006、導
電層6007、6008を形成する。ここで、導電層6007、6008は、ここでは積
層構造としているが、特に単層であっても構わない。
As shown in FIG. 9A, according to the fourth embodiment, a base film 6 is formed on an insulating
Next, island-shaped
次いで、図9(B)に示すように、レジストによるマスク6009を形成し、第1のエッ
チング処理を行う。実施例4においては、積層構造とした導電層の材質による選択比を利
用して、異方性エッチングを行ったが、ここでは特にオーバーラップ領域となる領域を設
ける必要はないので、通常エッチングにて行えば良い。このとき、ゲート絶縁膜6006
においては、エッチングによって20[nm]〜50[nm]程度薄くなった領域が形成される。
Next, as shown in FIG. 9B, a resist
In, a region that is thinned by about 20 [nm] to 50 [nm] is formed by etching.
続いて、島状の半導体層にP型を付与する不純物元素を添加するための第1のドーピン
グ処理を行う。導電層6010〜6013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。P型を付与する不純物元素としては、ボロン(B)等が代
表的である。ここでは、ジボラン(B2H6)を用いたイオンドープ法で形成し、半導体層中
の不純物濃度が2×1020〜2×1021[atoms/cm3]となるようにする。
Subsequently, a first doping process for adding an impurity element imparting P-type to the island-shaped semiconductor layer is performed. Using the
レジストによるマスクを除去して、図9(C)の状態を得る。以後、実施例2における図
8(B)以降の工程に従って作製する。これにより、Pチャネル型TFTを用いて本発明が
実施出来る。
The resist mask is removed to obtain the state of FIG. Thereafter, it is manufactured according to the steps after FIG. Thus, the present invention can be implemented using a P-channel TFT.
なお、回路の構成については、図1に示したような、Nチャネル型TFTを用いて構成
する場合と同様であるが、電源については、図1において、高電位側電源VDDと、低電
位側電源VSSとを入れ替えた接続となる。
Note that the circuit configuration is the same as that in the case of using an N-channel TFT as shown in FIG. 1, but the power source is the high potential side power source VDD and the low potential side in FIG. The connection is made by replacing the power supply VSS.
本実施例においては、画素部にEL素子を始めとした発光素子を用いる発光装置の作製
工程について説明する。
In this embodiment, a manufacturing process of a light-emitting device using a light-emitting element such as an EL element in a pixel portion will be described.
実施例2に示した作製工程に従い、図8(A)〜図8(B)に示すように、第1および第2
の層間絶縁膜までを形成する。
In accordance with the manufacturing process shown in Example 2, as shown in FIGS.
Up to the interlayer insulating film is formed.
続いて、図10(A)に示すように、コンタクトホールを開口する。コンタクトホールの
形状は、ドライエッチングまたはウェットエッチング法を用い、不純物領域、ソース信号
線、ゲート信号線、電流供給線、およびゲート電極に達するようにそれぞれ形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 10A, a contact hole is opened. The shape of the contact hole is formed by dry etching or wet etching so as to reach the impurity region, the source signal line, the gate signal line, the current supply line, and the gate electrode, respectively.
次に、EL素子の陽極7001として、ITO等を代表とする透明導電膜を成膜し、所
望の形状にパターニングする。Ti、Tiを含むAlおよびTiでなる積層膜を成膜し、
所望の形状にパターニングして、配線電極7002〜7005および画素電極7006を
形成する。各層の膜厚は、実施例2と同様で良い。画素電極7006は、先に形成した陽
極7001と重なるように形成してコンタクトを取っている。
Next, a transparent conductive film typified by ITO or the like is formed as the
The
続いて、アクリル等の有機樹脂材料等でなる絶縁膜を形成し、EL素子の陽極7001
に対応する位置に開口部を形成して第3の層間絶縁膜7007を形成する。ここで、開口
部を形成する際、なだらかなテーパー形状の側壁とすることが望ましい。開口部の側壁が
十分になだらかなテーパー形状となっていない場合、段差に起因するEL層の劣化、段切
れ等が顕著な問題となるため、注意が必要である。
Subsequently, an insulating film made of an organic resin material such as acrylic is formed, and an
A third
次に、EL層7008を形成した後、EL素子の陰極7009を、セシウム(Cs)を2
[nm]以下の厚さで、および銀(Ag)を10[nm]以下の厚さで形成する。EL素子の陰極7
009の膜厚を極めて薄くすることにより、EL層で発生した光は陰極7009を透過し
て出射される。
Next, after the
A thickness of [nm] or less and silver (Ag) are formed to a thickness of 10 [nm] or less. EL element cathode 7
By making the thickness of 009 extremely thin, light generated in the EL layer is transmitted through the
次いで、EL素子の保護を目的として、保護膜7010を成膜する。その後、FPCの
貼付等の作業を行った後、発光装置が完成する。
Next, a
本実施例において、図10(A)に示した発光装置におけるEL素子の構成の詳細を図1
0(B)に示す。EL素子の陽極7101は、ITOを代表とする透明導電膜でなる。71
02は発光層を含むEL層である。EL素子の陰極は、いずれも極めて薄く形成されたC
s膜7103およびAg膜7104でなる。7105が保護膜である。
In this embodiment, the details of the structure of the EL element in the light emitting device shown in FIG.
0 (B). The
02 is an EL layer including a light emitting layer. The cathodes of the EL elements are all made very thin C
An
EL素子の陰極側を、極めて薄い膜厚で形成することにより、EL層7102で発生し
た光は、陰極7103、7104を透過して上方に出射される。つまり、TFTが形成さ
れている領域が、発光面の面積を圧迫することがないため、開口率をほぼ100[%]とす
ることが出来る。
By forming the cathode side of the EL element with a very thin film thickness, light generated in the
なお、ここでは出射方向は陰極を形成した側であるので、ITOにて形成した陽極側へ
の光透過をさせたくない場合には、第2の層間絶縁膜7000を、黒色等の不透明な膜と
するのが望ましい。
Here, since the emission direction is the side on which the cathode is formed, if it is not desired to transmit light to the anode side formed of ITO, the second
以上の工程では、EL層の上側を陰極、下側を陽極とした構成について説明したが、E
L層の下側の画素電極をTiN等で形成し、EL層の上側の電極をITO等で形成するこ
とによって、EL層の上側を陽極、EL層の下側を陰極とすることも可能である。
In the above process, the structure in which the upper side of the EL layer is the cathode and the lower side is the anode has been described.
By forming the pixel electrode on the lower side of the L layer with TiN or the like and the electrode on the upper side of the EL layer with ITO or the like, it is possible to use the upper side of the EL layer as an anode and the lower side of the EL layer as a cathode. is there.
また、開口率はやや低下するが、EL層の下側を陽極、EL層の上側を陰極とし、EL
層の下側の電極をITO等で形成し、EL層の上側の電極については、本実施例とは異な
り、MgAg等を用いて形成することによって、EL層で発生した光を、TFTが形成さ
れている基板側、すなわち下方に出射させる型式とすることも勿論可能である。
Although the aperture ratio is slightly reduced, the lower side of the EL layer is the anode, the upper side of the EL layer is the cathode, and the EL
The lower electrode of the layer is formed of ITO or the like, and the electrode on the upper side of the EL layer is formed using MgAg or the like, unlike the present example, so that the TFT generates the light generated in the EL layer. It is of course possible to adopt a type in which the light is emitted to the side of the substrate that is being used, that is, downward.
本実施例においては、実施例4とは異なる方法によって発光装置を作製する工程につい
て説明する。
In this embodiment, a process for manufacturing a light-emitting device by a method different from that in Embodiment 4 will be described.
実施例2に示した作製工程に従い、図8(A)〜図8(B)に示すように、第1および第2
の層間絶縁膜までを形成する。
In accordance with the manufacturing process shown in Example 2, as shown in FIGS.
Up to the interlayer insulating film is formed.
続いて、図11(A)に示すように、コンタクトホールを開口する。コンタクトホールの
形状は、ドライエッチングまたはウェットエッチング法を用い、N型の不純物領域、ソー
ス信号線、ゲート信号線、電流供給線、およびゲート電極に達するようにそれぞれ形成す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 11A, a contact hole is opened. The contact hole is formed using dry etching or wet etching so as to reach the N-type impurity region, the source signal line, the gate signal line, the current supply line, and the gate electrode.
次に、配線7201〜7204、およびEL素子の陽極となる画素電極7205を、T
i膜、Tiを含むAl膜、Ti膜、および透明導電膜の積層膜として形成する。
Next, the
It is formed as a laminated film of an i film, an Al film containing Ti, a Ti film, and a transparent conductive film.
続いて、アクリル等の有機樹脂材料等でなる絶縁膜を形成し、EL素子の陽極7205
に対応する位置に開口部を形成して第3の層間絶縁膜7206を形成する。ここで、開口
部を形成する際、なだらかなテーパー形状の側壁とすることが望ましい。開口部の側壁が
十分になだらかなテーパー形状となっていない場合、段差に起因するEL層の劣化、段切
れ等が顕著な問題となるため、注意が必要である。
Subsequently, an insulating film made of an organic resin material such as acrylic is formed, and the
A third
次に、EL層7207を形成した後、EL素子の陰極7208を、セシウム(Cs)を2
[nm]以下の厚さで、および銀(Ag)を10[nm]以下の厚さで形成する。EL素子の陰極7
009の膜厚を極めて薄くすることにより、EL層で発生した光は陰極7009を透過し
て出射される。
Next, after the
A thickness of [nm] or less and silver (Ag) are formed to a thickness of 10 [nm] or less. EL element cathode 7
By making the thickness of 009 extremely thin, light generated in the EL layer is transmitted through the
次いで、EL素子の保護を目的として、保護膜7209を成膜する。その後、FPCの
貼付等の作業を行った後、発光装置が完成する。
Next, a
本実施例において、図11(A)に示した発光装置におけるEL素子の構成の詳細を図1
1(B)に示す。EL素子の陽極は、Ti、Al、Tiの積層膜でなる金属膜7301およ
び、ITOを代表とする透明導電膜7302でなる。7303は発光層を含むEL層であ
る。EL素子の陰極は、いずれも極めて薄く形成されたCs膜7304およびAg膜73
05でなる。7306が保護膜である。
In this embodiment, the details of the structure of the EL element in the light emitting device shown in FIG.
Shown in 1 (B). The anode of the EL element is composed of a
05.
本実施例で作製した発光装置は、実施例6に示した発光装置と同様、開口率をほぼ10
0[%]と出来る利点を有する。さらに、配線電極および画素電極の形成において、Ti、
Al、Tiの積層でなる金属膜と、透明導電膜とを共通のフォトマスクを用いてパターニ
ングを行うことが可能であり、フォトマスクの削減、および工程の簡略化が可能となる。
The light emitting device manufactured in this example has an aperture ratio of about 10 like the light emitting device shown in Example 6.
It has the advantage that it can be 0%. Furthermore, in the formation of the wiring electrode and the pixel electrode, Ti,
It is possible to pattern a metal film made of a stack of Al and Ti and a transparent conductive film using a common photomask, so that the photomask can be reduced and the process can be simplified.
以上の工程では、EL層の上側を陰極、下側を陽極とした構成について説明したが、E
L層の下側の画素電極をTiN等で形成し、EL層の上側の電極をITO等で形成するこ
とによって、EL層の上側を陽極、EL層の下側を陰極とすることも可能である。
In the above process, the structure in which the upper side of the EL layer is the cathode and the lower side is the anode has been described.
By forming the pixel electrode on the lower side of the L layer with TiN or the like and the electrode on the upper side of the EL layer with ITO or the like, it is possible to use the upper side of the EL layer as an anode and the lower side of the EL layer as a cathode. is there.
また、開口率はやや低下するが、EL層の下側を陽極、EL層の上側を陰極とし、EL
層の下側の電極をITO等で形成し、EL層の上側の電極については、本実施例とは異な
り、MgAg等を用いて形成することによって、EL層で発生した光を、TFTが形成さ
れている基板側、すなわち下方に出射させる型式とすることも無論可能である。
Although the aperture ratio is slightly reduced, the lower side of the EL layer is the anode, the upper side of the EL layer is the cathode, and the EL
The lower electrode of the layer is formed of ITO or the like, and the electrode on the upper side of the EL layer is formed using MgAg or the like, unlike the present example, so that the TFT generates the light generated in the EL layer. Of course, it is possible to adopt a type in which the light is emitted to the substrate side, that is, the lower side.
本発明は、Pチャネル型TFTを用いても実施が可能である。本実施例では、その構成
と動作について説明する。
The present invention can also be implemented using a P-channel TFT. In this embodiment, the configuration and operation will be described.
図13(A)に構成を示す。回路は、TFT1301〜1304および容量手段1305
によって構成された2入力1出力型のインバータであり、入力端子(In)に入力された信
号の極性が反転した信号が出力端子(Out)に現れる。
FIG. 13A shows the configuration. The circuit includes
A signal with the polarity of the signal input to the input terminal (In) inverted appears at the output terminal (Out).
回路の動作について説明する。まず、第1の入力端子(In1)にHレベルが、第2の入
力端子(In2)にLレベルが入力されると、TFT1302がONし、出力端子(Out)
の電位がVDD側に引き上げられ始める。この時点では、出力端子(Out)の電位はHレ
ベルまで上がりきっていないことから、TFT1303はONしており、容量手段130
5から出力端子(Out)に向かって電流が生じ、TFT1304のゲート電極の電位が下
がるため、TFT1304もONする。さらに出力端子(Out)の電位が上がると、TF
T1303のゲート・ソース間電圧がVthPに等しくなり、TFT1303がOFFす
る。この時点で、TFT1304がまだONである場合でも、容量手段1305に充電さ
れている電荷は、TFT104を通って放電され、TFT1304のゲート・ソース間電
圧は引き続き小さくなっていくため、やがてOFFする。
The operation of the circuit will be described. First, when an H level is input to the first input terminal (In1) and an L level is input to the second input terminal (In2), the
Begins to be pulled up to the VDD side. At this time, since the potential of the output terminal (Out) has not fully increased to the H level, the
Since a current is generated from 5 toward the output terminal (Out) and the potential of the gate electrode of the
The gate-source voltage of T1303 becomes equal to VthP, and the
これにより、容量手段1305には、TFT1304のしきい値電圧VthPが保持さ
れる。第1の入力端子(In1)はHレベルであり、その電位はVDDであるので、TFT
1301のゲート電極の電位は、VDDよりも容量手段1305が保持している電圧分だ
け低くなる。すなわちこのときのTFT1301のゲート電極の電位は(VDD−Vth
P)である。出力端子(Out)にはHレベルが現れ、その電位はVDDとなっているので
、TFT1301のゲート・ソース間電圧はVthPであり、TFT1301はOFFす
る。
Thereby, the threshold voltage VthP of the
The potential of the
P). Since an H level appears at the output terminal (Out) and the potential is VDD, the gate-source voltage of the
続いて、第1の入力端子(In1)にLレベルが、第2の入力端子(In2)にHレベルが
入力されるときの動作について説明する。まず、第2の入力端子(In2)はLレベルから
Hレベルとなるので、TFT1302がOFFする。一方、第1の入力端子(In1)はH
レベルからLレベルになる。このとき、TFT1303はOFFした状態のままであるか
ら、容量手段1305に保持されている電荷の移動は生じない。また、TFT1304に
ついては、ソース領域の電位は降下するが、ゲート・ソース間電圧はVthPのままであ
るので、OFFした状態のままとなる。よって、第1の入力端子がHレベルからLレベル
に変化しても、容量手段1305の両電極間の電圧は保持されたままとなる。したがって
、第1の入力端子(In1)の電位はVDDからVSSまで降下するので、TFT1301
のゲート電極の電位は、(VDD−VthP)から(VSS−VthP)まで降下する。よっ
て、出力端子(Out)にLレベルが現れ、その電位はVSSに等しくなる。
Next, an operation when an L level is input to the first input terminal (In1) and an H level is input to the second input terminal (In2) will be described. First, since the second input terminal (In2) changes from L level to H level, the
Level changes to L level. At this time, since the
The potential of the gate electrode drops from (VDD−VthP) to (VSS−VthP). Therefore, an L level appears at the output terminal (Out), and the potential becomes equal to VSS.
以上の動作によって、Pチャネル型TFTによって構成した場合にも、VDD−VSS
間の振幅を有する信号の入力に対し、振幅の減衰を生ずることなく、正常にVDD−VS
S間の振幅を有する出力を得ることが出来る。
With the above operation, even when a P-channel TFT is used, VDD-VSS
With respect to the input of a signal having an amplitude between, VDD-VS is normally performed without causing amplitude attenuation.
An output having an amplitude between S can be obtained.
本発明は、様々な電子機器に用いられている表示装置の作製に適用が可能である。この
ような電子機器には、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、携帯電話等が挙げられ
る。それらの一例を図6に示す。
The present invention can be applied to manufacture of display devices used in various electronic devices. Examples of such electronic devices include portable information terminals (electronic notebooks, mobile computers, mobile phones, etc.), video cameras, digital cameras, personal computers, televisions, mobile phones, and the like. An example of them is shown in FIG.
図6(A)は液晶ディスプレイもしくはOLEDディスプレイであり、筐体3001、支
持台3002、表示部3003等により構成されている。本発明は、表示部3003を有
する表示装置の駆動回路に適用が可能である。
FIG. 6A illustrates a liquid crystal display or an OLED display, which includes a housing 3001, a
図6(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等により構成されている
。本発明は、表示部3012を有する表示装置の駆動回路に適用が可能である。
FIG. 6B illustrates a video camera, which includes a main body 3011, a display portion 3012, and an
The
図6(C)はノート型のパーソナルコンピュータであり、本体3021、筐体3022、
表示部3023、キーボード3024等により構成されている。本発明は、表示部302
3を有する表示装置の駆動回路に適用が可能である。
FIG. 6C illustrates a laptop personal computer, which includes a main body 3021, a
A
3 can be applied to a driving circuit of a display device having 3.
図6(D)は携帯情報端末であり、本体3031、スタイラス3032、表示部3033
、操作ボタン3034、外部インターフェイス3035等により構成されている。本発明
は、表示部3033を有する表示装置の駆動回路に適用が可能である。
FIG. 6D illustrates a portable information terminal, which includes a
, Operation buttons 3034, an
図6(E)は音響再生装置、具体的には車載用のオーディオ装置であり、本体3041、
表示部3042、操作スイッチ3043、3044等により構成されている。本発明は表
示部3042を有する表示装置の駆動回路に適用が可能である。また、本実施例では車載
用オーディオ装置を例に挙げたが、携帯型もしくは家庭用のオーディオ装置に用いても良
い。
FIG. 6E shows a sound reproducing device, specifically an in-vehicle audio device.
The
図6(F)はデジタルカメラであり、本体3051、表示部(A)3052、接眼部305
3、操作スイッチ3054、表示部(B)3055、バッテリー3056等により構成され
ている。本発明は、表示部(A)3052および表示部(B)3055を有する表示装置の駆
動回路に適用が可能である。
FIG. 6F illustrates a digital camera, which includes a main body 3051, a display portion (A) 3052, and an eyepiece unit 305.
3, an
図6(G)は携帯電話であり、本体3061、音声出力部3062、音声入力部3063
、表示部3064、操作スイッチ3065、アンテナ3066等により構成されている。
本発明は、表示部3064を有する表示装置の駆動回路に適用が可能である。
FIG. 6G illustrates a mobile phone, which includes a
, A
The present invention can be applied to a driver circuit for a display device having the
なお、本実施例に示した例はごく一例であり、これらの用途に限定するものではないこ
とを付記する。
It should be noted that the examples shown in the present embodiment are only examples and are not limited to these applications.
Claims (12)
前記第1乃至第4のトランジスタはいずれも同一導電型であり、
前記容量手段の第1の電極は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、第1の信号入力端子と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方及び前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、信号出力端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第1の電源と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記信号出力端子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記容量手段の第1の電極と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記容量手段の第1の電極と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第2の信号入力端子と電気的に接続され、
前記容量手段の第2の電極は、前記第2の信号入力端子と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 On the substrate, the first to fourth transistors and the capacitor means are provided.
The first to fourth transistors are all of the same conductivity type,
A first electrode of the capacitor means is electrically connected to a gate of the first transistor;
A gate of the second transistor is electrically connected to the first signal input terminal;
One of a source or a drain of the first transistor and one of a source or a drain of the third transistor are electrically connected to a signal output terminal,
One of a source and a drain of the second transistor is electrically connected to a first power source;
The other of the source and the drain of the second transistor is electrically connected to the signal output terminal;
The other of the source and the drain of the third transistor is electrically connected to the first electrode of the capacitor means,
One of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the first electrode of the capacitor means;
The other of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the second signal input terminal;
The semiconductor device, wherein the second electrode of the capacitor means is electrically connected to the second signal input terminal.
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第2の電源に電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 In claim 1,
The other of the source and the drain of the first transistor is electrically connected to a second power supply.
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 In claim 1 or 2,
A semiconductor device, wherein the gate of the third transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the third transistor.
前記第4のトランジスタのゲートは、前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記容量手段の第2の電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A gate of the fourth transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the fourth transistor;
The other of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the second electrode of the capacitor means.
前記電子機器は、液晶表示装置、発光装置、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、音響再生装置、デジタルカメラ、又は携帯電話であることを特徴とする電子機器。 In claim 5,
The electronic device is a liquid crystal display device, a light emitting device, a video camera, a personal computer, a portable information terminal, a sound reproducing device, a digital camera, or a mobile phone.
前記基板上に、第5のトランジスタを有する画素部と、を有し、
前記第1乃至第4のトランジスタはいずれも同一導電型であり、
前記容量手段の第1の電極は、前記第1のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートは、第1の信号入力端子と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方及び前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方は、信号出力端子と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方は、第1の電源と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記信号出力端子と電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記容量手段の第1の電極と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方は、前記容量手段の第1の電極と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第2の信号入力端子と電気的に接続され、
前記容量手段の第2の電極は、前記第2の信号入力端子と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。 A driving circuit having first to fourth transistors and a capacitor on a substrate;
A pixel portion having a fifth transistor on the substrate;
The first to fourth transistors are all of the same conductivity type,
A first electrode of the capacitor means is electrically connected to a gate of the first transistor;
A gate of the second transistor is electrically connected to the first signal input terminal;
One of a source or a drain of the first transistor and one of a source or a drain of the third transistor are electrically connected to a signal output terminal,
One of a source and a drain of the second transistor is electrically connected to a first power source;
The other of the source and the drain of the second transistor is electrically connected to the signal output terminal;
The other of the source and the drain of the third transistor is electrically connected to the first electrode of the capacitor means,
One of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the first electrode of the capacitor means;
The other of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the second signal input terminal;
The display device, wherein the second electrode of the capacitor means is electrically connected to the second signal input terminal.
前記第1のトランジスタのソース又はドレインの他方は、第2の電源に電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。 In claim 7,
The other of the source and the drain of the first transistor is electrically connected to a second power source.
前記第3のトランジスタのゲートは、前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。 In claim 7 or 8,
A display device, wherein a gate of the third transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the third transistor.
前記第4のトランジスタのゲートは、前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方は、前記容量手段の第2の電極と電気的に接続されていることを特徴とする表示装置。 In any one of Claims 7 thru | or 9,
A gate of the fourth transistor is electrically connected to one of a source and a drain of the fourth transistor;
The other of the source and the drain of the fourth transistor is electrically connected to the second electrode of the capacitor means.
前記電子機器は、液晶表示装置、発光装置、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、音響再生装置、デジタルカメラ、又は携帯電話であることを特徴とする電子機器。 In claim 11,
The electronic device is a liquid crystal display device, a light emitting device, a video camera, a personal computer, a portable information terminal, a sound reproducing device, a digital camera, or a mobile phone.
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