JPH0682759A - 電気光学装置の画像表示方法 - Google Patents
電気光学装置の画像表示方法Info
- Publication number
- JPH0682759A JPH0682759A JP3169309A JP16930991A JPH0682759A JP H0682759 A JPH0682759 A JP H0682759A JP 3169309 A JP3169309 A JP 3169309A JP 16930991 A JP16930991 A JP 16930991A JP H0682759 A JPH0682759 A JP H0682759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- pixel
- film
- tft
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気光学装置の階調表示に関して、精密で素
子間のばらつきによる影響の少ない階調表示方式を提供
する。 【構成】 アクティブマトリクス型電気光学装置におい
て、個々の画素を駆動する素子として、いわゆるトラン
スファー・ゲイト型の相補型電界効果型素子を用い、そ
の入出力端の一方を画素電極に接続した構成において、
その制御電極に周期的にバイポーラパルスを印加し、出
入力端の他端に電圧を印加し、あるいは電圧を切りなが
ら、画素に電圧のかかる時間を任意に制御することによ
って視覚的な階調表示を得る表示方式。
子間のばらつきによる影響の少ない階調表示方式を提供
する。 【構成】 アクティブマトリクス型電気光学装置におい
て、個々の画素を駆動する素子として、いわゆるトラン
スファー・ゲイト型の相補型電界効果型素子を用い、そ
の入出力端の一方を画素電極に接続した構成において、
その制御電極に周期的にバイポーラパルスを印加し、出
入力端の他端に電圧を印加し、あるいは電圧を切りなが
ら、画素に電圧のかかる時間を任意に制御することによ
って視覚的な階調表示を得る表示方式。
Description
【0001】
【発明の利用分野】本発明は、駆動用スイッチング素子
として薄膜トランジスタ(以下TFTという)を使用し
た液晶電気光学装置における画像表示方法において、特
に中間的な色調や濃淡の表現を得るための階調表示方法
に関するものである。本発明は、特に、外部からいかな
るアナログ信号をもアクティブ素子に印加することな
く、階調表示をおこなう、いわゆる完全デジタル階調表
示に関するものである。
として薄膜トランジスタ(以下TFTという)を使用し
た液晶電気光学装置における画像表示方法において、特
に中間的な色調や濃淡の表現を得るための階調表示方法
に関するものである。本発明は、特に、外部からいかな
るアナログ信号をもアクティブ素子に印加することな
く、階調表示をおこなう、いわゆる完全デジタル階調表
示に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶組成物はその物質特性から、分子軸
に対して水平方向と垂直方向に誘電率が異なるため、外
部の電解に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配
列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置
は、この誘電率の異方生を利用して、光の透過光量また
は散乱量を制御することでON/OFF、すなわち明暗
の表示をおこなっている。液晶材料としては、TN(ツ
インステッド・ネマティック)液晶、STN(スーパー
・ツインステッド・ネマティック)液晶、強誘電性液
晶、ポリマー液晶あるいは分散型液晶とよばれる材料が
知られている。液晶は外部電圧に対して、無限に短い時
間に反応するのではなく、応答するまでにある一定の時
間がかかることが知られている。その値はそれぞれの液
晶材料に固有で、TN液晶の場合には、数10mse
c、STN液晶の場合には数100msec、強誘電性
液晶の場合には数10μsec、分散型あるいはポリマ
ー液晶の場合には数10msecである。
に対して水平方向と垂直方向に誘電率が異なるため、外
部の電解に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配
列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置
は、この誘電率の異方生を利用して、光の透過光量また
は散乱量を制御することでON/OFF、すなわち明暗
の表示をおこなっている。液晶材料としては、TN(ツ
インステッド・ネマティック)液晶、STN(スーパー
・ツインステッド・ネマティック)液晶、強誘電性液
晶、ポリマー液晶あるいは分散型液晶とよばれる材料が
知られている。液晶は外部電圧に対して、無限に短い時
間に反応するのではなく、応答するまでにある一定の時
間がかかることが知られている。その値はそれぞれの液
晶材料に固有で、TN液晶の場合には、数10mse
c、STN液晶の場合には数100msec、強誘電性
液晶の場合には数10μsec、分散型あるいはポリマ
ー液晶の場合には数10msecである。
【0003】液晶を利用した電気光学装置のうちでもっ
とも優れた画質が得られるものは、アクティブマトリク
ス方式を用いたものであった。従来のアクティブマトリ
クス型の液晶電気光学装置では、アクティブ素子として
薄膜トランジスタ(TFT)を用い、TFTにはアモル
ファスまたは多結晶型の半導体を用い、1つの画素にP
型またはN型のいずれか一方のみのタイプのTFTを用
いたものであった。即ち、一般にはNチャネル型TFT
(NTFTという)を画素に直列に連結している。そし
て、マトリクスの信号線に信号電圧を流し、それぞれの
信号線の直交する箇所に設けられたTFTに双方から信
号が印加されるとTFTがON状態となることを利用し
て液晶画素のON/OFFを個別に制御するものであっ
た。このような方法によって画素の制御をおこなうこと
によって、コントラストの大きい液晶電気光学装置を実
現することができる。
とも優れた画質が得られるものは、アクティブマトリク
ス方式を用いたものであった。従来のアクティブマトリ
クス型の液晶電気光学装置では、アクティブ素子として
薄膜トランジスタ(TFT)を用い、TFTにはアモル
ファスまたは多結晶型の半導体を用い、1つの画素にP
型またはN型のいずれか一方のみのタイプのTFTを用
いたものであった。即ち、一般にはNチャネル型TFT
(NTFTという)を画素に直列に連結している。そし
て、マトリクスの信号線に信号電圧を流し、それぞれの
信号線の直交する箇所に設けられたTFTに双方から信
号が印加されるとTFTがON状態となることを利用し
て液晶画素のON/OFFを個別に制御するものであっ
た。このような方法によって画素の制御をおこなうこと
によって、コントラストの大きい液晶電気光学装置を実
現することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクティブマトリクス方式では、明暗や色調といっ
た、階調表示をおこなうことは極めて難しかった。従
来、階調表示は液晶の光透過性が、印加される電圧の大
きさによって変わることを利用する方式が検討されてい
た。これは、例えば、マトリクス中のTFTのソース・
ドレイン間に、適切な電圧を周辺回路から供給し、その
状態でゲイト電極に信号電圧を印加することによって、
液晶画素にその大きさの電圧をかけようとするものであ
った。
うなアクティブマトリクス方式では、明暗や色調といっ
た、階調表示をおこなうことは極めて難しかった。従
来、階調表示は液晶の光透過性が、印加される電圧の大
きさによって変わることを利用する方式が検討されてい
た。これは、例えば、マトリクス中のTFTのソース・
ドレイン間に、適切な電圧を周辺回路から供給し、その
状態でゲイト電極に信号電圧を印加することによって、
液晶画素にその大きさの電圧をかけようとするものであ
った。
【0005】しかしながら、このような方法では、例え
ば、TFTの不均質性やマトリクス配線の不均質性のた
めに、実際には液晶画素にかかる電圧は、各画素によっ
て、最低でも数%も異なってしまった。これに対し、例
えば、液晶の光透過度の電圧依存性は、極めて非線型性
が強く、ある特定の電圧で急激に光透過性が変化するた
め、たとえ数%の違いでも、光透過性が著しく異なって
しまうことがあった。そのため、実際には16階調を達
成することが限界であった。
ば、TFTの不均質性やマトリクス配線の不均質性のた
めに、実際には液晶画素にかかる電圧は、各画素によっ
て、最低でも数%も異なってしまった。これに対し、例
えば、液晶の光透過度の電圧依存性は、極めて非線型性
が強く、ある特定の電圧で急激に光透過性が変化するた
め、たとえ数%の違いでも、光透過性が著しく異なって
しまうことがあった。そのため、実際には16階調を達
成することが限界であった。
【0006】このように階調表示が困難であるというこ
とは、液晶ディスプレー装置が従来の一般的な表示装置
であるCRT(陰極線管)と競争してゆく上で極めて不
利であった。本発明は従来、困難であった階調表示を実
現させるための全く新しい方法を提案することを目的と
するものである。
とは、液晶ディスプレー装置が従来の一般的な表示装置
であるCRT(陰極線管)と競争してゆく上で極めて不
利であった。本発明は従来、困難であった階調表示を実
現させるための全く新しい方法を提案することを目的と
するものである。
【0007】
【問題を解決するための手段】さて、液晶にかける電圧
をアナログ的に制御することによって、その光透過性を
制御することが可能であることを先に述べたが、本発明
人らは、液晶に電圧のかかっている時間を制御すること
によって、視覚的に階調を得ることができることを見出
した。
をアナログ的に制御することによって、その光透過性を
制御することが可能であることを先に述べたが、本発明
人らは、液晶に電圧のかかっている時間を制御すること
によって、視覚的に階調を得ることができることを見出
した。
【0008】例えば、代表的な液晶材料であるTN(ツ
イステッド・ネマチック)液晶を用いた場合において、
図1に示されるような各種のパルス波形電圧を液晶画素
に印加すると、パルスの種類によって、液晶画素の明る
さが異なり、よって、段階的な明るさの変化を得ること
が可能であることを見出したのである。すなわち、図1
の“1”、“2”、・・・“15”という順に段階的に
明るくすることができる。すなわち、図1の例では16
階調の表示が可能である。このとき、“1”では、1単
位の長さのパルスが印加される。また、“2”では、2
単位の長さのパルスが印加される。“3”では、1単位
のパルスと2単位のパルスが印加され、結果として3単
位の長さのパルスが印加されたこととなる。“4”で
は、4単位の長さのパルスが印加される。“5”では、
1単位のパルスと4単位のパルスが印加され、“6”で
は、2単位のパルスと4単位のパルスが印加される。さ
らに、8単位の長さのパルスを用意することによって、
15単位の長さのパルスを結果として得ることができ
る。
イステッド・ネマチック)液晶を用いた場合において、
図1に示されるような各種のパルス波形電圧を液晶画素
に印加すると、パルスの種類によって、液晶画素の明る
さが異なり、よって、段階的な明るさの変化を得ること
が可能であることを見出したのである。すなわち、図1
の“1”、“2”、・・・“15”という順に段階的に
明るくすることができる。すなわち、図1の例では16
階調の表示が可能である。このとき、“1”では、1単
位の長さのパルスが印加される。また、“2”では、2
単位の長さのパルスが印加される。“3”では、1単位
のパルスと2単位のパルスが印加され、結果として3単
位の長さのパルスが印加されたこととなる。“4”で
は、4単位の長さのパルスが印加される。“5”では、
1単位のパルスと4単位のパルスが印加され、“6”で
は、2単位のパルスと4単位のパルスが印加される。さ
らに、8単位の長さのパルスを用意することによって、
15単位の長さのパルスを結果として得ることができ
る。
【0009】すなわち、1単位、2単位、4単位、8単
位という4種類のパルスを適切に組み合わせることによ
って、24 =16階調の表示が可能となる。さらに、1
6単位、32単位、64単位、128単位というよう
に、多くのパルスを用意することによって、それぞれ、
32階調、64階調、128階調、256階調という高
度階調表示が可能となる。例えば、256階調を得るに
は、8種類のパルスを用意すればよい。
位という4種類のパルスを適切に組み合わせることによ
って、24 =16階調の表示が可能となる。さらに、1
6単位、32単位、64単位、128単位というよう
に、多くのパルスを用意することによって、それぞれ、
32階調、64階調、128階調、256階調という高
度階調表示が可能となる。例えば、256階調を得るに
は、8種類のパルスを用意すればよい。
【0010】また、図1の例では、画素に印加された電
圧の持続時間は、最初T1 、次が2T1 、その次が4T
1 、というように等比数列的に増大するように配列した
例を示したが、これは、例えば、図3のように、最初に
T1 、次に8T1 、その次が2T1 、最後が4T1 とし
てもよい。このように配列せしめることによって、表示
装置にデータを転送する装置の負担を減らすことができ
る。
圧の持続時間は、最初T1 、次が2T1 、その次が4T
1 、というように等比数列的に増大するように配列した
例を示したが、これは、例えば、図3のように、最初に
T1 、次に8T1 、その次が2T1 、最後が4T1 とし
てもよい。このように配列せしめることによって、表示
装置にデータを転送する装置の負担を減らすことができ
る。
【0011】本発明を実施するには、液晶材料として
は、TN液晶やSTN液晶、強誘電性液晶、分散型(ポ
リマー)液晶が適している。また、1単位のパルス幅
は、どの液晶材料を選択するかによって微妙に異なる
が、TN液晶材料の場合には、10nsec以上が適し
ていた。
は、TN液晶やSTN液晶、強誘電性液晶、分散型(ポ
リマー)液晶が適している。また、1単位のパルス幅
は、どの液晶材料を選択するかによって微妙に異なる
が、TN液晶材料の場合には、10nsec以上が適し
ていた。
【0012】また、本発明を実施せんとすれば、図4に
示すような、TFTWO利用したマトクス回路を組むこ
とが必要である。図4に示した回路は従来のアクティブ
マトリクスで用いられえている回路とは異なり、Nチャ
ネル型TFT(NTFT)とPチャネルTFT(PTF
T)とを相補的に組み合わせた、C/TFTであり、特
にこの回路はトランスファーゲイトと称される回路を変
形したもの(変形トランスファーゲイト)である。
示すような、TFTWO利用したマトクス回路を組むこ
とが必要である。図4に示した回路は従来のアクティブ
マトリクスで用いられえている回路とは異なり、Nチャ
ネル型TFT(NTFT)とPチャネルTFT(PTF
T)とを相補的に組み合わせた、C/TFTであり、特
にこの回路はトランスファーゲイトと称される回路を変
形したもの(変形トランスファーゲイト)である。
【0013】以下、この装置について、図4をもとに簡
単に説明する。図4には、4つの変形トランスファー・
ゲイトが描かれているが、各変形トランスファー・ゲイ
トのソースはYm あるいはYm+1 (以下、Y線と総称す
る)に接続され、また、各変形トランスファー・ゲイト
のゲイトはXn あるいはXn+1 (以下、X線と総称す
る)に接続されている。また、各変形トランスファー・
ゲイトのドレインは液晶画素Zn,m 、Zn,m+1 、Z
n+1,m 、Zn+1,m+1 に接続されている。変形トランスフ
ァー・ゲイトにおいて、NTFTとPTFTは対称なの
で、その位置は入れ替わってもよい。
単に説明する。図4には、4つの変形トランスファー・
ゲイトが描かれているが、各変形トランスファー・ゲイ
トのソースはYm あるいはYm+1 (以下、Y線と総称す
る)に接続され、また、各変形トランスファー・ゲイト
のゲイトはXn あるいはXn+1 (以下、X線と総称す
る)に接続されている。また、各変形トランスファー・
ゲイトのドレインは液晶画素Zn,m 、Zn,m+1 、Z
n+1,m 、Zn+1,m+1 に接続されている。変形トランスフ
ァー・ゲイトにおいて、NTFTとPTFTは対称なの
で、その位置は入れ替わってもよい。
【0014】また、図では画素のキャパシタと並列に人
為的にキャパシタが挿入されているようすが示されてい
る。このとき挿入されたキャパシタは、画素の自然放電
によって、画素の電圧が低下することを抑制する効果を
有する。画素の電圧効果のばらつきは、画素のばらつき
に依存する。特に本発明のように、画素に印加される電
圧が一定のものとして階調表示をおこなおうとする発明
においては画質の低下を招くものである。しかしなが
ら、このように画素に並列にキャパシタを挿入すること
により、画素のばらつきによる電圧効果は著しく抑える
ことができ、高画質を得ることができる。
為的にキャパシタが挿入されているようすが示されてい
る。このとき挿入されたキャパシタは、画素の自然放電
によって、画素の電圧が低下することを抑制する効果を
有する。画素の電圧効果のばらつきは、画素のばらつき
に依存する。特に本発明のように、画素に印加される電
圧が一定のものとして階調表示をおこなおうとする発明
においては画質の低下を招くものである。しかしなが
ら、このように画素に並列にキャパシタを挿入すること
により、画素のばらつきによる電圧効果は著しく抑える
ことができ、高画質を得ることができる。
【0015】また、液晶セル等の画素に、例えばテトラ
フルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等の有
機強誘電性材料を含有せしめることにより、画素の静電
容量を増大せしめ、よって画素の放電の時定数を増大せ
しめることによって、このような人為的なキャパシタを
もうけることなく、高画質を得ることが可能である。
フルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等の有
機強誘電性材料を含有せしめることにより、画素の静電
容量を増大せしめ、よって画素の放電の時定数を増大せ
しめることによって、このような人為的なキャパシタを
もうけることなく、高画質を得ることが可能である。
【0016】もちろん、画素の放電が充分に小さけれ
ば、このような人為的なキャパシタはなくても構わな
い。特に過大な静電容量の存在は、充電・放電の動作に
時間がかかり、本発明を実施するにおいて望ましいもの
ではない。画素の放電を小さくするには、例えばTFT
のOFF抵抗を十分に大きくし、リーク電流を減らすこ
とと、液晶等の画素自身の電極間抵抗を高めることが必
要である。特に後者の目的のたあめには、画素電極を、
窒化珪素、酸化珪素、酸化タンタル、酸化アルミニウム
とうの絶縁性材料で被覆することが有効である。
ば、このような人為的なキャパシタはなくても構わな
い。特に過大な静電容量の存在は、充電・放電の動作に
時間がかかり、本発明を実施するにおいて望ましいもの
ではない。画素の放電を小さくするには、例えばTFT
のOFF抵抗を十分に大きくし、リーク電流を減らすこ
とと、液晶等の画素自身の電極間抵抗を高めることが必
要である。特に後者の目的のたあめには、画素電極を、
窒化珪素、酸化珪素、酸化タンタル、酸化アルミニウム
とうの絶縁性材料で被覆することが有効である。
【0017】このような構成の回路において、各TFT
のゲイト電圧やソース・ドレイン間の電圧をコントロー
ルすることによって、画素に印加される電圧のON/O
FFを制御することが可能である。この例では、マトリ
クスは480×640ドットであるが、煩雑さを避ける
ために、n行m列の近傍のみを示した。これと同じもの
を上下左右に展開すれば完全なものが得られる。この回
路を用いた動作例を図2を用いて説明する。
のゲイト電圧やソース・ドレイン間の電圧をコントロー
ルすることによって、画素に印加される電圧のON/O
FFを制御することが可能である。この例では、マトリ
クスは480×640ドットであるが、煩雑さを避ける
ために、n行m列の近傍のみを示した。これと同じもの
を上下左右に展開すれば完全なものが得られる。この回
路を用いた動作例を図2を用いて説明する。
【0018】X線には、図2に示されているように、1
度極性の反転した矩形パルス(以下、バイポーラパルス
という)が順番に印加されてゆく。一方、Y線にも、や
はり、複数のパルスからなる信号が印加されてゆく。
度極性の反転した矩形パルス(以下、バイポーラパルス
という)が順番に印加されてゆく。一方、Y線にも、や
はり、複数のパルスからなる信号が印加されてゆく。
【0019】以下では、4つの画素Zn,m 、Zn,m+1 、
Zn+1,m 、Zn+1,m+1 に注目する。変形トラアンスファ
ーゲイトにおいては、X線とY線の双方に信号が来ない
かぎり、画素の電圧は変化しないので、この4つの画素
に関しては、信号線Xn とXn+1 およびYm とYm+1 に
注目すればよい。
Zn+1,m 、Zn+1,m+1 に注目する。変形トラアンスファ
ーゲイトにおいては、X線とY線の双方に信号が来ない
かぎり、画素の電圧は変化しないので、この4つの画素
に関しては、信号線Xn とXn+1 およびYm とYm+1 に
注目すればよい。
【0020】図に示すように、バイポーラパルスが、X
n に印加された場合を考える。今、上記の4つの画面に
注目しているので、そのときのYm とYm+1 の状態をみ
れば、Ym には信号があり、Ym+1 には信号がない。こ
の結果、画素Zn,m は電圧状態、画素Zn,m+1 は非電圧
状態となる。そして、Y線に次の信号を加えるよりも早
く、X線のパルスを切ることによって、画素の電圧状態
は、画素のキャパシタによって維持されるので、画素Z
n,m は電圧状態を維持する。以後、次にXn に信号が印
加されるまで、基本的にはそれぞれの画素の状態が持続
する。
n に印加された場合を考える。今、上記の4つの画面に
注目しているので、そのときのYm とYm+1 の状態をみ
れば、Ym には信号があり、Ym+1 には信号がない。こ
の結果、画素Zn,m は電圧状態、画素Zn,m+1 は非電圧
状態となる。そして、Y線に次の信号を加えるよりも早
く、X線のパルスを切ることによって、画素の電圧状態
は、画素のキャパシタによって維持されるので、画素Z
n,m は電圧状態を維持する。以後、次にXn に信号が印
加されるまで、基本的にはそれぞれの画素の状態が持続
する。
【0021】ついで、Xn+1 にパルスが印加される。図
に示されているように、そのときにはYm は非電圧状
態、Ym+1 は電圧状態であるので、画素Zn+1,m は非電
圧状態、画素Zn+1,m+1 は電圧状態となり、先に述べた
のと同様にそれぞれの状態を維持し続ける。
に示されているように、そのときにはYm は非電圧状
態、Ym+1 は電圧状態であるので、画素Zn+1,m は非電
圧状態、画素Zn+1,m+1 は電圧状態となり、先に述べた
のと同様にそれぞれの状態を維持し続ける。
【0022】次に、先にバイポーラパルスが、Xn に印
加されてから、時間T1 後に信号線Xn に2回目のパル
スが印加されたときには、Ym およびYm+1 は、それぞ
れ、非電圧状態、電圧状態であるので、画素Zn,m は非
電圧状態に、画素Zn,m+1 は電圧状態に、それぞれ、状
態が変化する。さらに、Xn+1 にパルスが印加される。
そのときにはYm もYm+1 も電圧状態であるので、画素
Zn+1,m も画素Zn+1,m+1 も電圧状態となる。このと
き、画素Zn+1,m+1 は電圧状態を継続することになる。
加されてから、時間T1 後に信号線Xn に2回目のパル
スが印加されたときには、Ym およびYm+1 は、それぞ
れ、非電圧状態、電圧状態であるので、画素Zn,m は非
電圧状態に、画素Zn,m+1 は電圧状態に、それぞれ、状
態が変化する。さらに、Xn+1 にパルスが印加される。
そのときにはYm もYm+1 も電圧状態であるので、画素
Zn+1,m も画素Zn+1,m+1 も電圧状態となる。このと
き、画素Zn+1,m+1 は電圧状態を継続することになる。
【0023】その後、時間2T1 後に信号線Xn に3回
目のパルスが印加されたときには、Ym もYm+1 も電圧
状態であるので、画素Zn,m は非電圧状態から電圧状態
に変化し、画素Zn,m+1 は電圧状態を継続することとな
る。さらに、Xn+1 にパルスが印加される。そのときに
はYm もYm+1 も非電圧状態であるので、画素Zn+1,m
も画素Zn+1,m+1 も非電圧状態となり、いずれも電圧状
態が終了する。
目のパルスが印加されたときには、Ym もYm+1 も電圧
状態であるので、画素Zn,m は非電圧状態から電圧状態
に変化し、画素Zn,m+1 は電圧状態を継続することとな
る。さらに、Xn+1 にパルスが印加される。そのときに
はYm もYm+1 も非電圧状態であるので、画素Zn+1,m
も画素Zn+1,m+1 も非電圧状態となり、いずれも電圧状
態が終了する。
【0024】その後、時間4T1 後に信号線Xn に4回
目のパルスが印加されたときには、Ym もYm+1 も非電
圧状態であるので、画素Zn,m も画素Zn,m+1 も電圧状
態から非電圧状態へ変化する。さらに、Xn+1 にパルス
が印加されるが、やはり、Ym もYm+1 も非電圧状態で
あるので、画素Zn+1,m も画素Zn+1,m+1 も非電圧状態
のままである。
目のパルスが印加されたときには、Ym もYm+1 も非電
圧状態であるので、画素Zn,m も画素Zn,m+1 も電圧状
態から非電圧状態へ変化する。さらに、Xn+1 にパルス
が印加されるが、やはり、Ym もYm+1 も非電圧状態で
あるので、画素Zn+1,m も画素Zn+1,m+1 も非電圧状態
のままである。
【0025】このようにして1周期が完了する。この
間、各X線には4個のバイポーラパルスが印加され、各
Y線には、3×480=1440の情報信号(電圧状態
か、非電圧状態か)が印加されている。また、この1周
期の時間は8T1 であり、T1としては、例えば、10
nsec〜10msecが適当である。そして、各画素
に注目してみれば、画素Zn,m には時間T1 のパルスと
4T1 のパルスが印加され、視覚的には5T1 の長さの
パルスが印加されたのと同じ効果が得られる。すなわ
ち、“5”の明るさが得られる。同様に、画素
Zn,m+1 、Zn+1,m 、Zn+1,m+1 には、結局、“2”、
“6”、“3”の明るさが得られる。
間、各X線には4個のバイポーラパルスが印加され、各
Y線には、3×480=1440の情報信号(電圧状態
か、非電圧状態か)が印加されている。また、この1周
期の時間は8T1 であり、T1としては、例えば、10
nsec〜10msecが適当である。そして、各画素
に注目してみれば、画素Zn,m には時間T1 のパルスと
4T1 のパルスが印加され、視覚的には5T1 の長さの
パルスが印加されたのと同じ効果が得られる。すなわ
ち、“5”の明るさが得られる。同様に、画素
Zn,m+1 、Zn+1,m 、Zn+1,m+1 には、結局、“2”、
“6”、“3”の明るさが得られる。
【0026】以上の例では、8階調の表示が可能である
が、さらに多くのパルス信号を加えることによって、よ
り高階調が可能である。例えば、1周期中に、さらに、
X線に5かあいのパルスを加え、各Y線には3840の
情報信号を印加することにより、256階調もの高階調
を達成することができる。
が、さらに多くのパルス信号を加えることによって、よ
り高階調が可能である。例えば、1周期中に、さらに、
X線に5かあいのパルスを加え、各Y線には3840の
情報信号を印加することにより、256階調もの高階調
を達成することができる。
【0027】さらに、高階調表示をおこなおうとすれ
ば、図2から明らかなように、極めて高速のスイッチン
グが必要とされる。例えば、256階調を実現するに
は、どうがは毎秒30枚以上繰り出される必要があるの
で、256T1 <30msec。したがって、T1 <1
00μsecである。したがって、例えば、X線が48
0行の場合には、幅200nsec以下のパルスが印加
される必要がある。そのためにも高速動作が可能なCM
OSトランスファーゲイト回路でスイッチングする必要
がある。
ば、図2から明らかなように、極めて高速のスイッチン
グが必要とされる。例えば、256階調を実現するに
は、どうがは毎秒30枚以上繰り出される必要があるの
で、256T1 <30msec。したがって、T1 <1
00μsecである。したがって、例えば、X線が48
0行の場合には、幅200nsec以下のパルスが印加
される必要がある。そのためにも高速動作が可能なCM
OSトランスファーゲイト回路でスイッチングする必要
がある。
【0028】以上の説明では、理解を容易にするため、
信号を電圧状態と非電圧状態というように明確に区別し
たが、これは、液晶やTFTのしきい値電圧以下である
か、あるいは以上であるかという問題だけであるので、
例えば、非電圧状態にしても絶対にゼロでなければなら
ないということではない。
信号を電圧状態と非電圧状態というように明確に区別し
たが、これは、液晶やTFTのしきい値電圧以下である
か、あるいは以上であるかという問題だけであるので、
例えば、非電圧状態にしても絶対にゼロでなければなら
ないということではない。
【0029】また、画素の対向電極についてはなんら記
述しなかったが、画素の対向電極に適切なバイアス電圧
を印加することによって、画素材料にかかる実質的な電
圧の向きを正負両方取りうるようにすることも可能であ
る。このような操作は、例えば、強誘電性液晶において
は必要である。
述しなかったが、画素の対向電極に適切なバイアス電圧
を印加することによって、画素材料にかかる実質的な電
圧の向きを正負両方取りうるようにすることも可能であ
る。このような操作は、例えば、強誘電性液晶において
は必要である。
【0030】
『実施例1』 本実施例では図4に示すような回路構成
を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレビを作製し
たので、その説明を行う。またその際のTFTは、レー
ザーアニールを用いた多結晶シリコンとした。
を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレビを作製し
たので、その説明を行う。またその際のTFTは、レー
ザーアニールを用いた多結晶シリコンとした。
【0031】この回路構成に対応する実際の電極等の配
置構成を1つの画素について、図5に示している。ま
ず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図6を
使用して説明する。図6(A)において、石英ガラス等
の高価でない700℃以下、例えば約600℃の熱処理
に耐え得るガラス50上にマグネトロンRF(高周波)
スパッタ法を用いてブロッキング層51としての酸化珪
素膜を1000〜3000Åの厚さに作製する。プロセ
ス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力4
00〜800W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに
石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜1
00Å/分であった。
置構成を1つの画素について、図5に示している。ま
ず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図6を
使用して説明する。図6(A)において、石英ガラス等
の高価でない700℃以下、例えば約600℃の熱処理
に耐え得るガラス50上にマグネトロンRF(高周波)
スパッタ法を用いてブロッキング層51としての酸化珪
素膜を1000〜3000Åの厚さに作製する。プロセ
ス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度15℃、出力4
00〜800W、圧力0.5Paとした。タ−ゲットに
石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は30〜1
00Å/分であった。
【0032】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜52を作製した。成膜温度は250℃〜35
0℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH
4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(Si2
H6) またトリシラン(Si3H8)を用いてもよい。これらを
PCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56M
Hzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電
力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本実
施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノシ
ラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速
度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTとの
スレッシュホ−ルド電圧(Vth)に概略同一に制御する
ため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm
-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFTの
チャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマ
CVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いて
も良く、以下にその方法を簡単に述べる。
より珪素膜52を作製した。成膜温度は250℃〜35
0℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH
4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(Si2
H6) またトリシラン(Si3H8)を用いてもよい。これらを
PCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56M
Hzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電
力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本実
施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノシ
ラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速
度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTとの
スレッシュホ−ルド電圧(Vth)に概略同一に制御する
ため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018cm
-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFTの
チャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマ
CVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いて
も良く、以下にその方法を簡単に述べる。
【0033】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
【0034】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
【0035】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
【0036】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜し
た。
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜し
た。
【0037】その後、フォトレジスト53をマスクP1
を用いてソース・ドレイン領域のみ開孔したパターンを
形成した。その上に、プラズマCVD法によりn型の活
性層となる珪素膜54を作製した。成膜温度は250℃
〜350℃でおこない、本実施例では320℃とし、モ
ノシラン(SiH4)とモノシランベースのフォスフィン(P
H3) 3%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内
5Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電
力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜
0.20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.1
20W/cm2 を用いた。
を用いてソース・ドレイン領域のみ開孔したパターンを
形成した。その上に、プラズマCVD法によりn型の活
性層となる珪素膜54を作製した。成膜温度は250℃
〜350℃でおこない、本実施例では320℃とし、モ
ノシラン(SiH4)とモノシランベースのフォスフィン(P
H3) 3%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内
5Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電
力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜
0.20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.1
20W/cm2 を用いた。
【0038】この方法によって出来上がったn型シリコ
ン層の比導電率は2×10-1〔Ωcm-1〕程度となっ
た。膜厚は50Åとした。その後リフトオフ法を用い
て、レジスト53を除去し、ソース・ドレイン領域5
5、56を形成した。さらに、同様のプロセスを用い
て、p型の活性層を形成した。その際の導入ガスは、モ
ノシラン(SiH4)とモノシランベースのジボラン(B2H6)5
%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内に4P
aの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を
加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.
20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.120
W/cm2 を用いた。この方法によって出来上がったp
型シリコン層の比導電率は5×10-2〔Ωcm-1〕程度
となった。膜厚は50Åとした。こうして、図6(B)
を得た。
ン層の比導電率は2×10-1〔Ωcm-1〕程度となっ
た。膜厚は50Åとした。その後リフトオフ法を用い
て、レジスト53を除去し、ソース・ドレイン領域5
5、56を形成した。さらに、同様のプロセスを用い
て、p型の活性層を形成した。その際の導入ガスは、モ
ノシラン(SiH4)とモノシランベースのジボラン(B2H6)5
%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内に4P
aの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を
加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.
20W/cm2 が適当であり、本実施例では0.120
W/cm2 を用いた。この方法によって出来上がったp
型シリコン層の比導電率は5×10-2〔Ωcm-1〕程度
となった。膜厚は50Åとした。こうして、図6(B)
を得た。
【0039】その後N型領域と同様にリフトオフ法を用
いて、ソース・ドレイン領域59、60を形成した。そ
の後、マスクP3を用いて珪素膜52をエッチング除去
し、Nチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域6
3とPチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域6
4を形成した。
いて、ソース・ドレイン領域59、60を形成した。そ
の後、マスクP3を用いて珪素膜52をエッチング除去
し、Nチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域6
3とPチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域6
4を形成した。
【0040】その後、図6(C)に示すようにXeCl
エキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャネ
ル領域をレーザーアニールすると同時に、活性層にレー
ザードーピングを行なった。この時のレーザーエネルギ
ーは、閾値エネルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全
体が溶融するには220mJ/cm2 が必要となる。し
かし、最初から220mJ/cm2 以上のエネルギーを
照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出されるた
めに、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで最
初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本実
施例では最初150mJ/cm2 で水素の追い出しを行
なった後、230mJ/cm2 で結晶化をおこなった。
エキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャネ
ル領域をレーザーアニールすると同時に、活性層にレー
ザードーピングを行なった。この時のレーザーエネルギ
ーは、閾値エネルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全
体が溶融するには220mJ/cm2 が必要となる。し
かし、最初から220mJ/cm2 以上のエネルギーを
照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出されるた
めに、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで最
初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本実
施例では最初150mJ/cm2 で水素の追い出しを行
なった後、230mJ/cm2 で結晶化をおこなった。
【0041】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
【0042】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図6(D)を得た。NTFT
用のゲイト電極66、PTFT用のゲイト電極67を形
成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極としてリ
ンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.
3μmの厚さに形成した。 同時に、図6(D’)に示
すように、ゲイト配線65とそれに並行して配置された
配線68もパターニングした。
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図6(D)を得た。NTFT
用のゲイト電極66、PTFT用のゲイト電極67を形
成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極としてリ
ンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.
3μmの厚さに形成した。 同時に、図6(D’)に示
すように、ゲイト配線65とそれに並行して配置された
配線68もパターニングした。
【0043】また、ゲート電極材料としては、上記材料
以外に、例えばアルミニウム(Al)も使用することが
できる。アルミニウムを用いた場合には、これを第4の
フォトマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極
酸化することで、セルファライン工法が適用可能なた
め、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲート
に近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレ
ッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上
げることができる。
以外に、例えばアルミニウム(Al)も使用することが
できる。アルミニウムを用いた場合には、これを第4の
フォトマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極
酸化することで、セルファライン工法が適用可能なた
め、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲート
に近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレ
ッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上
げることができる。
【0044】かくすると、400℃以上にすべての工程
で温度を加えることがなくC/TFTを作ることができ
る。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を
用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。
で温度を加えることがなくC/TFTを作ることができ
る。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を
用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。
【0045】さらに、層間絶縁物69を前記したスパッ
タ法により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪
素膜の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法
を用いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形
成し、その後、第5のフォトマスクP5を用いて電極用
の窓79を形成した。その後、さらに、これら全体にア
ルミニウムを0.3μmの厚みにスパッタ法により形成
し第6のフォトマスクP6を用いてリ−ド74およびコ
ンタクト73、75を作製した。こうして図6(E)と
(E’)を得た。
タ法により酸化珪素膜の形成として行った。この酸化珪
素膜の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD法
を用いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに形
成し、その後、第5のフォトマスクP5を用いて電極用
の窓79を形成した。その後、さらに、これら全体にア
ルミニウムを0.3μmの厚みにスパッタ法により形成
し第6のフォトマスクP6を用いてリ−ド74およびコ
ンタクト73、75を作製した。こうして図6(E)と
(E’)を得た。
【0046】その後、表面を平坦化用有機樹脂77例え
ば透光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あ
けを第7のフォトマスクP7にて行った。さらに、これ
ら全体にITO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚
みにスパッタ法により形成し第8のフォトマスクP8を
用いて画素電極71を形成した。このITOは室温〜1
50℃で成膜し、200〜400℃の酸素または大気中
のアニ−ルにより成就した。こうして、図6(F)と
(F’)を得た。
ば透光性ポリイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あ
けを第7のフォトマスクP7にて行った。さらに、これ
ら全体にITO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚
みにスパッタ法により形成し第8のフォトマスクP8を
用いて画素電極71を形成した。このITOは室温〜1
50℃で成膜し、200〜400℃の酸素または大気中
のアニ−ルにより成就した。こうして、図6(F)と
(F’)を得た。
【0047】図6(F’)のA−A’断面図を図6
(G)に示す。実際には、この上に液晶材料をはさん
で、対向電極が設けられ、図に示すように対向電極と電
極71の間に静電容量が生じる。それと同時に配線68
と電極71の間にも静電容量が生じる。そして、配線6
8を対向電極と同電位に保つことによって、図4に示し
たように、液晶画素に並列に容量が挿入された回路を構
成することができる。特に本実施例のように配置するこ
とによって、配線68はゲイト配線65と平行であるの
で、2配線間の寄生容量が少なく、したがって、ゲイト
配線を伝わる信号の減衰や遅延を減らす効果がある。
(G)に示す。実際には、この上に液晶材料をはさん
で、対向電極が設けられ、図に示すように対向電極と電
極71の間に静電容量が生じる。それと同時に配線68
と電極71の間にも静電容量が生じる。そして、配線6
8を対向電極と同電位に保つことによって、図4に示し
たように、液晶画素に並列に容量が挿入された回路を構
成することができる。特に本実施例のように配置するこ
とによって、配線68はゲイト配線65と平行であるの
で、2配線間の寄生容量が少なく、したがって、ゲイト
配線を伝わる信号の減衰や遅延を減らす効果がある。
【0048】また、このようにして形成された配線68
は、接地して使用される場合には、各マトリクスの終端
に設けられる保護回路の接地線として使用できる。保護
回路は、図9に示されるような、周辺の駆動回路と画素
の間に設けられ、図10および図11で示されるような
回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかかる
とON状態となり、電圧を取り去る作用を有する。これ
らの保護回路は、シリコンのようなドーピングされた、
あるいはドーピングされていない半導体材料や、ITO
のような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を用い
て構成される。したがって、画素の回路を形成するとき
に同時に形成することが可能である。
は、接地して使用される場合には、各マトリクスの終端
に設けられる保護回路の接地線として使用できる。保護
回路は、図9に示されるような、周辺の駆動回路と画素
の間に設けられ、図10および図11で示されるような
回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかかる
とON状態となり、電圧を取り去る作用を有する。これ
らの保護回路は、シリコンのようなドーピングされた、
あるいはドーピングされていない半導体材料や、ITO
のような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を用い
て構成される。したがって、画素の回路を形成するとき
に同時に形成することが可能である。
【0049】このことは、例えば、図10の各保護回路
が、NTFTやPTFT、あるいはそれらをあわせたC
/TFTで構成されていることから明らかであろう。ま
た、図11の保護回路はTFTは使用されていないが、
ダイオードは、例えばPIN接合によって構成され、ま
た、特にツェナー特性を重視するダイオードはNIN、
PIP、PNPあるいはNPNといった構造を有し、い
ちいち説明するまでもなく、本実施例で示した作製方法
を援用することによって作製されうることは自明であ
る。
が、NTFTやPTFT、あるいはそれらをあわせたC
/TFTで構成されていることから明らかであろう。ま
た、図11の保護回路はTFTは使用されていないが、
ダイオードは、例えばPIN接合によって構成され、ま
た、特にツェナー特性を重視するダイオードはNIN、
PIP、PNPあるいはNPNといった構造を有し、い
ちいち説明するまでもなく、本実施例で示した作製方法
を援用することによって作製されうることは自明であ
る。
【0050】さて、以上のようにして得られたTFTの
電気的な特性はPTFTで移動度は40(cm2/Vs)、V
thは−5.9(V)で、NTFTで移動度は80(cm2/
Vs)、Vthは5.0(V)であった。
電気的な特性はPTFTで移動度は40(cm2/Vs)、V
thは−5.9(V)で、NTFTで移動度は80(cm2/
Vs)、Vthは5.0(V)であった。
【0051】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。この液
晶表示装置の電極等の配置の様子を図5に示している。
Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネル型薄膜トラ
ンジスタとが信号線Y1 とY2 との交差部に設けられて
いる。このようなC/TFTを用いたマトリクス構成を
有せしめた。かかる構造を左右、上下に繰り返すことに
より、640×480、1280×960といった大画
素の液晶表示装置とすることができる。本実施例では1
920×400とした。この様にして第1の基板を得
た。
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。この液
晶表示装置の電極等の配置の様子を図5に示している。
Nチャネル型薄膜トランジスタとPチャネル型薄膜トラ
ンジスタとが信号線Y1 とY2 との交差部に設けられて
いる。このようなC/TFTを用いたマトリクス構成を
有せしめた。かかる構造を左右、上下に繰り返すことに
より、640×480、1280×960といった大画
素の液晶表示装置とすることができる。本実施例では1
920×400とした。この様にして第1の基板を得
た。
【0052】他方の基板の作製方法を図7に示す。ガラ
ス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第9のフォトマスクP9を用いてブラックストライプ8
1を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第10のフォトマスクP10を用いて赤色フィルター8
3を作製した。同様にしてマスクP11、P12を使用
し、緑色フィルター85および青色フィルター86を作
製した。これらの作製中各フィルターは350℃にて窒
素中で60分の焼成を行なった。その後、やはりスピン
コート法を用いて、レベリング層89を透明ポリイミド
を用いて製作した。
ス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第9のフォトマスクP9を用いてブラックストライプ8
1を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、
第10のフォトマスクP10を用いて赤色フィルター8
3を作製した。同様にしてマスクP11、P12を使用
し、緑色フィルター85および青色フィルター86を作
製した。これらの作製中各フィルターは350℃にて窒
素中で60分の焼成を行なった。その後、やはりスピン
コート法を用いて、レベリング層89を透明ポリイミド
を用いて製作した。
【0053】その後、これら全体にITO(インジュー
ム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成
し第5のフォトマスク91を用いて共通電極90を形成
した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜
300℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就し、
第2の基板を得た。
ム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成
し第5のフォトマスク91を用いて共通電極90を形成
した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜
300℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就し、
第2の基板を得た。
【0054】前記基板上に、オフセット法を用いて、ポ
リイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素
中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラ
ビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくと
も初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段
を設けた。
リイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素
中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラ
ビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくと
も初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段
を設けた。
【0055】その後、前記第一の基板と第二の基板によ
って、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ
性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の
駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続
し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を
得た。これと冷陰極管を3本配置した後部照明装置、テ
レビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビ
として完成させた。従来のCRT方式のテレビと比べ
て、平面形状の装置となったために、壁等に設置するこ
とも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図
1、図2に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画
素に印加することにより確認された。このとき、T1 =
4msec、X線のパルス幅、およびY線の最小パルス
幅は、それぞれ、5μsec、8μsecとした。
って、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ
性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の
駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続
し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を
得た。これと冷陰極管を3本配置した後部照明装置、テ
レビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビ
として完成させた。従来のCRT方式のテレビと比べ
て、平面形状の装置となったために、壁等に設置するこ
とも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図
1、図2に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画
素に印加することにより確認された。このとき、T1 =
4msec、X線のパルス幅、およびY線の最小パルス
幅は、それぞれ、5μsec、8μsecとした。
【0056】『実施例2』 本実施例では図4に示すよ
うな回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテ
レビを作製したので、その説明を行う。またその際のT
FTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。
うな回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテ
レビを作製したので、その説明を行う。またその際のT
FTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。
【0057】以下では、TFT部分の作製方法について
図8にしたがって記述する。図8(A)において、石英
ガラス等の高価でない700℃以下、例えば約600℃
の熱処理に耐え得るガラス100上にマグネトロンRF
(高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層101と
しての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに作製
する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度1
5℃、出力400〜800W、圧力0.5Paとした。
タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速
度は30〜100Å/分であった。
図8にしたがって記述する。図8(A)において、石英
ガラス等の高価でない700℃以下、例えば約600℃
の熱処理に耐え得るガラス100上にマグネトロンRF
(高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層101と
しての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚さに作製
する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度1
5℃、出力400〜800W、圧力0.5Paとした。
タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速
度は30〜100Å/分であった。
【0058】この上にシリコン膜をプラズマCVD法に
より珪素膜102を作製した。成膜温度は250℃〜3
50℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(S
iH4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(S
i2H6) またトリシラン(Si3H8) を用いてもよい。これら
をPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56
MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波
電力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本
実施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノ
シラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜
速度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTと
のスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を概略同一に制御す
るため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018
cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFT
のチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズ
マCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用い
ても良く、以下にその方法を簡単に述べる。
より珪素膜102を作製した。成膜温度は250℃〜3
50℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(S
iH4)を用いた。モノシラン(SiH4)に限らず、ジシラン(S
i2H6) またトリシラン(Si3H8) を用いてもよい。これら
をPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56
MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波
電力は0.02〜0.10W/cm2 が適当であり、本
実施例では0.055W/cm2 を用いた。また、モノ
シラン(SiH4)の流量は20SCCMとし、その時の成膜
速度は約120Å/ 分であった。PTFTとNTFTと
のスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を概略同一に制御す
るため、ホウ素をジボランを用いて1×1015〜1×1018
cm-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またTFT
のチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズ
マCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用い
ても良く、以下にその方法を簡単に述べる。
【0059】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
を1×10-5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。
成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパ
ッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであっ
た。
【0060】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
りも100〜200℃低い450〜550℃、例えば5
30℃でジシラン(Si2H6) またはトリシラン(Si3H8) を
CVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は30〜
300Paとした。成膜速度は50〜250Å/ 分であ
った。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧
(Vth)を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて1×1015〜1×1018cm-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。
【0061】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
酸素が5×1021cm-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm-3以下、
好ましくは1×1019cm-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は4×1020cm-3であり、珪素4×1022
cm-3として比較すると1原子%であった。
【0062】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜し
た。
化を助長させるため、酸素濃度を7×1019cm-3以下、好
ましくは1×1019cm-3以下とし、ピクセル構成するTF
Tのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
5×1020〜5×1021cm-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を500
〜5000Å、本実施例では1000Åの厚さに成膜し
た。
【0063】その後、フォトレジスト103をマスクP
1を用いてNTFTのソース・ドレイン領域となるべき
領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジス
ト103をマスクとして、リンイオンをイオン注入法に
より、2×1014〜5×1016cm-2、好ましくは2×
1016cm-2だけ、注入し、n型不純物領域104を形
成した。その後、レジスト103は除去された。
1を用いてNTFTのソース・ドレイン領域となるべき
領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジス
ト103をマスクとして、リンイオンをイオン注入法に
より、2×1014〜5×1016cm-2、好ましくは2×
1016cm-2だけ、注入し、n型不純物領域104を形
成した。その後、レジスト103は除去された。
【0064】同様に、レジスト105を塗布し、マスク
P2を用いて、PTFTのソース・ドレイン領域となる
べき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レ
ジスト105をマスクとして、p型の不純物領域106
を形成した。不純物としては、ホウソを用い、やはりイ
オン注入法を用いて、2×1014〜5×1016cm-2、
好ましくは2×1016cm-2だけ、不純物を導入した。
このようにして。図8(B)を得た。
P2を用いて、PTFTのソース・ドレイン領域となる
べき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レ
ジスト105をマスクとして、p型の不純物領域106
を形成した。不純物としては、ホウソを用い、やはりイ
オン注入法を用いて、2×1014〜5×1016cm-2、
好ましくは2×1016cm-2だけ、不純物を導入した。
このようにして。図8(B)を得た。
【0065】その後、珪素膜102上に、厚さ50〜3
00nm、例えば、100nmの酸化珪素被膜107
を、上記のRFスパッタ法によって形成した。そして、
XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン
・チャネル領域をレーザーアニールによって、結晶化・
活性化した。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネ
ルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するに
は220mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から
220mJ/cm2 以上のエネルギーを照射すると、膜
中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊
が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い
出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初1
50mJ/cm2 で水素の追い出しを行なった後、23
0mJ/cm2 で結晶化をおこなった。さらに、レーザ
ーアニール終了後は酸化珪素膜107は取り去った。
00nm、例えば、100nmの酸化珪素被膜107
を、上記のRFスパッタ法によって形成した。そして、
XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン
・チャネル領域をレーザーアニールによって、結晶化・
活性化した。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネ
ルギーが130mJ/cm2 で、膜厚全体が溶融するに
は220mJ/cm2 が必要となる。しかし、最初から
220mJ/cm2 以上のエネルギーを照射すると、膜
中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊
が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い
出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初1
50mJ/cm2 で水素の追い出しを行なった後、23
0mJ/cm2 で結晶化をおこなった。さらに、レーザ
ーアニール終了後は酸化珪素膜107は取り去った。
【0066】また、この結晶化は、その他に熱アニール
法によりおこなうことも可能である。その際には、45
0〜700℃の温度、好ましくは550〜600℃の温
度で、12〜70時間、例えば24時間、非酸化性雰囲
気、例えば、水素あるいは窒素雰囲気中にて加熱処理を
おこなえばよい。
法によりおこなうことも可能である。その際には、45
0〜700℃の温度、好ましくは550〜600℃の温
度で、12〜70時間、例えば24時間、非酸化性雰囲
気、例えば、水素あるいは窒素雰囲気中にて加熱処理を
おこなえばよい。
【0067】その後、フォトマスクP3によって、アイ
ランド状のNTFT領域111とPTFT領域112を
形成した。この上に酸化珪素膜108をゲイト絶縁膜と
して500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成
した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製
と同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナ
トリウムイオンの固定化をさせてもよい。
ランド状のNTFT領域111とPTFT領域112を
形成した。この上に酸化珪素膜108をゲイト絶縁膜と
して500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成
した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製
と同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナ
トリウムイオンの固定化をさせてもよい。
【0068】この後、この上側にリンが1〜5×1021cm
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図6(D) を得た。NTFT用
のゲイト電極109、PTFT用のゲイト電極110を
形成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極として
リンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを
0.3μmの厚さに形成した。図には示されていない
が、実施例1の場合と同様にゲイト配線とそれに平行な
配線も形成した。
-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi2 または
WSi2との多層膜を形成した。これを第4のフォトマスク
P4にてパタ−ニングして図6(D) を得た。NTFT用
のゲイト電極109、PTFT用のゲイト電極110を
形成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極として
リンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを
0.3μmの厚さに形成した。図には示されていない
が、実施例1の場合と同様にゲイト配線とそれに平行な
配線も形成した。
【0069】この配線の材料としては、上記の材料以外
にも、例えばアルミニウム(Al)を用いることも可能
である。アルミニウムを用いた場合、これを第4のフォ
トマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化
することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソ
ース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い
位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュ
ホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げるこ
とができる。
にも、例えばアルミニウム(Al)を用いることも可能
である。アルミニウムを用いた場合、これを第4のフォ
トマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化
することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソ
ース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い
位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュ
ホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げるこ
とができる。
【0070】図8(E)において、層間絶縁物113を
前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行っ
た。この酸化珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD
法、常圧CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.
6μmの厚さに形成し、その後、第5のフォトマスクP
5を用いて電極用の窓117を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにス
パッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いて
リ−ド116およびコンタクト114、115を作製し
た後、表面を平坦化用有機樹脂119、例えば透光性ポ
リイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第7の
フォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にI
TO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッ
タ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素
電極118を形成した。このITOは室温〜150℃で
成膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−
ルにより成就した。
前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行っ
た。この酸化珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD
法、常圧CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.
6μmの厚さに形成し、その後、第5のフォトマスクP
5を用いて電極用の窓117を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにス
パッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いて
リ−ド116およびコンタクト114、115を作製し
た後、表面を平坦化用有機樹脂119、例えば透光性ポ
リイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第7の
フォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にI
TO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッ
タ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素
電極118を形成した。このITOは室温〜150℃で
成膜し、200〜400℃の酸素または大気中のアニ−
ルにより成就した。
【0071】得られたTFTの電気的な特性はPTFT
で移動度は35(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)で、
NTFTで移動度は90(cm2/Vs)、Vthは4.8
(V)であった。
で移動度は35(cm2/Vs)、Vthは−5.9(V)で、
NTFTで移動度は90(cm2/Vs)、Vthは4.8
(V)であった。
【0072】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。他方の
基板の作製方法は実施例1と同じであるので省略する。
その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチ
ック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて
固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共
通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光
板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷
陰極管を3本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信
するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させ
た。従来のCRT方式のテレビと比べて、平面形状の装
置となったために、壁等に設置することも出来るように
なった。この液晶テレビの動作は図1、図2に示したも
のと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加することに
より、最大で128階調までの表示が可能であることが
確認された。
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。他方の
基板の作製方法は実施例1と同じであるので省略する。
その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチ
ック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて
固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共
通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光
板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷
陰極管を3本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信
するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させ
た。従来のCRT方式のテレビと比べて、平面形状の装
置となったために、壁等に設置することも出来るように
なった。この液晶テレビの動作は図1、図2に示したも
のと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加することに
より、最大で128階調までの表示が可能であることが
確認された。
【0073】
【発明の効果】本発明では、従来のアナログ方式の階調
表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴
としている。その効果として、例えば640×400ド
ットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあ
い、合計256,000個のTFTすべての特性をばら
つき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的に
は量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と
考えられているのに対し、本発明のように、全くアナロ
グ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制御のみで
階調表示することにより、256階調表示以上の階調表
示が可能となった。完全なデジタル表示であるので、T
FTの特性ばらつきによる階調の曖昧さは全くなくな
り、したがって、TFTのばらつきが少々あっても、極
めて均質な階調表示が可能であった。したがって、従来
はばらつきの少ないTFTを得るために極めて歩留りが
悪かったのに対し、本発明によって、TFTの歩留りが
さほど問題とされなくなったため、TFTの歩留りは向
上し、作製コストも著しく抑えることができた。
表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴
としている。その効果として、例えば640×400ド
ットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあ
い、合計256,000個のTFTすべての特性をばら
つき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的に
は量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と
考えられているのに対し、本発明のように、全くアナロ
グ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制御のみで
階調表示することにより、256階調表示以上の階調表
示が可能となった。完全なデジタル表示であるので、T
FTの特性ばらつきによる階調の曖昧さは全くなくな
り、したがって、TFTのばらつきが少々あっても、極
めて均質な階調表示が可能であった。したがって、従来
はばらつきの少ないTFTを得るために極めて歩留りが
悪かったのに対し、本発明によって、TFTの歩留りが
さほど問題とされなくなったため、TFTの歩留りは向
上し、作製コストも著しく抑えることができた。
【0074】例えば640×400ドットの256,0
00組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学
装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、
TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、1
6階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によ
るデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特
性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示
まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,2
16色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できてい
る。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色
からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合い
が異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、
16階調では困難を要する。本発明による階調表示によ
って、これらの微細な色調の変化を付けることが可能に
なった。
00組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学
装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、
TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、1
6階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によ
るデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特
性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示
まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,2
16色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できてい
る。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色
からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合い
が異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、
16階調では困難を要する。本発明による階調表示によ
って、これらの微細な色調の変化を付けることが可能に
なった。
【0075】本発明の実施例では、シリコンを用いたT
FTを中心に説明を加えたが、ゲルマニウムを用いたT
FTも同様に使用できる。とくに、単結晶ゲルマニウム
の電子移動度は3600cm2 /Vs、ホール移動度は
1800cm2 /Vsと、単結晶シリコンの値(電子移
動度で1350cm2 /Vs、ホール移動度で480c
m2 /Vs)の特性を上回っているため、高速動作が要
求される本発明を実行する上で極めて優れた材料であ
る。また、ゲルマニウムは非晶質状態から結晶状態へ遷
移する温度がシリコンに比べて低く、低温プロセスに向
いている。また、結晶成長の際の核発生率が小さく、し
たがって、一般に、多結晶成長させた場合には大きな結
晶が得られる。このようにゲルマニウムはシリコンと比
べても遜色のない特性を有している。
FTを中心に説明を加えたが、ゲルマニウムを用いたT
FTも同様に使用できる。とくに、単結晶ゲルマニウム
の電子移動度は3600cm2 /Vs、ホール移動度は
1800cm2 /Vsと、単結晶シリコンの値(電子移
動度で1350cm2 /Vs、ホール移動度で480c
m2 /Vs)の特性を上回っているため、高速動作が要
求される本発明を実行する上で極めて優れた材料であ
る。また、ゲルマニウムは非晶質状態から結晶状態へ遷
移する温度がシリコンに比べて低く、低温プロセスに向
いている。また、結晶成長の際の核発生率が小さく、し
たがって、一般に、多結晶成長させた場合には大きな結
晶が得られる。このようにゲルマニウムはシリコンと比
べても遜色のない特性を有している。
【図1】 本発明による駆動波形の例を示す。
【図2】 本発明による駆動波形の例を示す。
【図3】 本発明による駆動波形の例を示す。
【図4】 本発明によるマトリクス構成の例を示す。
【図5】 実施例による素子の平面構造を示す。
【図6】 実施例によるTFTのプロセスを示す。
【図7】 実施例によるカラーフィルターの工程を示
す。
す。
【図8】 実施例によるTFTのプロセスを示す。
【図9】 保護回路の接続例を示す。
【図10】保護回路の例を示す。
【図11】保護回路の例を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年7月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による駆動波形の例を示す。
【図2】 本発明による駆動波形の例を示す。
【図3】 本発明による駆動波形の例を示す。
【図4】 本発明によるマトリクス構成の例を示す。
【図5】 実施例による素子の平面構造を示す。
【図6】 実施例によるTFTのプロセスを示す。
【図7】 実施例によるTFTのプロセスを示す。
【図8】 実施例によるカラーフィルターの工程を示
す。
す。
【図9】 実施例によるTFTのプロセスを示す。
【図10】保護回路の接続例を示す。
【図11】保護回路の例を示す。
【図12】保護回路の例を示す。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図12】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図8】
【図7】
【図9】
【図10】
【図11】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 保彦 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内
Claims (1)
- 【請求項1】基板上に、N本の信号線X1,X2,..Xn,..
XN と、それに直交するM本の信号線Y1,Y2,..Ym,..
YM とによってマトリクス状に形成された配線と、各マ
トリクスの交差点領域には、Nチャネル型薄膜トランジ
スタとPチャネル型薄膜トランジスタとによって形成さ
れたそれぞれ少なくとも1つのトランスファー・ゲイト
素子と、各信号線の交差点領域に設けられた画素Z11,
Z12,...Zmn,...ZMNとを有し、各トランスファー・ゲ
イト素子の出力端子は各画素を構成する静電装置の電極
の一方に接続され、該トランスファー・ゲイト素子の制
御電極は信号線X1,X2,..Xn,..XN に、入力端子は信
号線Y1,Y2,..Ym,..YMに接続された電気光学装置に
おいて、任意の信号線Xn に印加されるパルスにおい
て、i番目と(i+1)番目のパルスの間隔は、2i-1
T1 (iは有限な自然数、T1 は定数)で表されること
を特徴とする電気光学装置の画像表示方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3169309A JPH0682759A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 電気光学装置の画像表示方法 |
KR1019920009456A KR950014428B1 (ko) | 1991-05-31 | 1992-05-30 | 전기광학장치의 화상표시방법 |
US08/161,094 US5424752A (en) | 1990-12-10 | 1993-12-03 | Method of driving an electro-optical device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3169309A JPH0682759A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 電気光学装置の画像表示方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0682759A true JPH0682759A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=15884148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3169309A Pending JPH0682759A (ja) | 1990-12-10 | 1991-06-14 | 電気光学装置の画像表示方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0682759A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6169036A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-04-09 | Canon Inc | 表示装置 |
JPS63107381A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶駆動方法 |
JPH0350528A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Nec Corp | 液晶表示装置用アクティブマトリクス基板 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP3169309A patent/JPH0682759A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6169036A (ja) * | 1984-08-18 | 1986-04-09 | Canon Inc | 表示装置 |
JPS63107381A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶駆動方法 |
JPH0350528A (ja) * | 1989-07-18 | 1991-03-05 | Nec Corp | 液晶表示装置用アクティブマトリクス基板 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2592382B2 (ja) | 液晶表示装置の画像表示方法 | |
JP3062300B2 (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP3062299B2 (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP3380513B2 (ja) | 表示装置、テレビ、液晶表示装置及びプロジェクション型表示装置 | |
JP3566616B2 (ja) | アクティブマトリクス型表示装置 | |
JP3000200B2 (ja) | 電気光学装置 | |
JP2562745B2 (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP3119898B2 (ja) | 電気光学装置 | |
JP2754292B2 (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP4044594B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP3119899B2 (ja) | 電気光学装置 | |
JPH0682759A (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP3657491B2 (ja) | 電気光学装置 | |
JP3566617B2 (ja) | 電気光学装置 | |
JP3366613B2 (ja) | アクティブマトリクス型表示装置 | |
JPH0695076A (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP4044593B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2000221543A (ja) | 電気光学装置 | |
JP3062297B2 (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP4044592B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2000298291A (ja) | プロジェクション型表示装置 | |
JPH06123873A (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP3315392B2 (ja) | 電気光学装置およびその駆動方法 | |
JPH0695077A (ja) | 電気光学装置の画像表示方法 | |
JP2000312322A (ja) | テレビ |