JP2003195838A - Display device and its driving method - Google Patents
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Landscapes
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁表面上に複数
の画素を有する表示装置に関する。また、前記表示装置
を用いることを特徴とする電子機器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a plurality of pixels on an insulating surface. Further, the present invention relates to an electronic device using the display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年フラットディスプレイとして、液晶
表示素子を用いた液晶表示装置、OLED(Organic Light
Emitting Diode)素子を用いたOLED表示装置、MIM(Met
al Insulator Metal)型やFE(Field Emission)型等の
電子源素子を用いた電界効果型表示装置等が注目されて
いる。2. Description of the Related Art Recently, as a flat display, a liquid crystal display device using a liquid crystal display element, OLED (Organic Light)
An OLED display device using an Emitting Diode (M) (Met)
Attention is focused on a field effect display device using an electron source element such as an al Insulator Metal) type or an FE (Field Emission) type.
【0003】これらの表示装置は、画素を絶縁表面上に
薄膜トランジスタ(以下:Thin Film Transistorと表記
する)を用いて形成することによって、低コストで生産
される。These display devices are produced at low cost by forming pixels on an insulating surface using thin film transistors (hereinafter referred to as "Thin Film Transistor").
【0004】以下に、従来の表示装置の構成を説明す
る。The structure of a conventional display device will be described below.
【0005】図4は、従来の表示装置の構成を示すブロ
ック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the structure of a conventional display device.
【0006】図4において、表示装置は、複数の画素を
有する画素部1001やラッチ回路1007が形成され
た画素基板1000と、フレームメモリ1003が形成
された外付け基板1002とによって構成される。In FIG. 4, the display device is composed of a pixel substrate 1000 in which a pixel portion 1001 having a plurality of pixels and a latch circuit 1007 are formed, and an external substrate 1002 in which a frame memory 1003 is formed.
【0007】このとき画素部1001が形成された基板
と、フレームメモリ1003が形成された基板は、別の
基板が用いられる。At this time, different substrates are used for the substrate on which the pixel portion 1001 is formed and the substrate on which the frame memory 1003 is formed.
【0008】上記構成の表示装置では、外付け基板上に
形成されたフレームメモリに記憶された信号を、画素基
板1000上に転送するため、画素基板1000と外付
け基板1002をつなぐ、ケーブル1005が必要とな
る。ケーブル1005を用いた場合、画像データにも依
るが画像一行分のデータをケーブルを用いてパラレルで
転送することは、通常困難であるため、フレームメモリ
1003から画素基板1000への画像信号の転送はシ
リアルで送られる。In the display device having the above structure, the signal stored in the frame memory formed on the external substrate is transferred to the pixel substrate 1000. Therefore, a cable 1005 connecting the pixel substrate 1000 and the external substrate 1002 is provided. Will be needed. When the cable 1005 is used, it is usually difficult to transfer one line of image data in parallel using the cable although it depends on the image data. Therefore, transfer of an image signal from the frame memory 1003 to the pixel substrate 1000 is not possible. It is sent in serial.
【0009】そのため、画素基板1000上には、シリ
アルの信号をパラレルの信号に変換する、シリアル/パ
ラレル変換回路1006とが形成されている。また外付
け基板1002には、パラレルの信号をシリアルの信号
に変換する、パラレル/シリアル変換回路1004が形
成されている。Therefore, a serial / parallel conversion circuit 1006 for converting a serial signal into a parallel signal is formed on the pixel substrate 1000. A parallel / serial conversion circuit 1004 that converts a parallel signal into a serial signal is formed on the external board 1002.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】図4に示したような従
来の表示装置では、フレームメモリに記憶されたパラレ
ルの画像データを、シリアルの信号で画素基板に入力
し、再びパラレルの信号に変換する必要があった。In the conventional display device as shown in FIG. 4, the parallel image data stored in the frame memory is input to the pixel substrate as a serial signal and converted into a parallel signal again. Had to do.
【0011】そのため、フレームメモリから画素部へ信
号を転送する速度が制限され、画像表示速度が遅いと言
う問題がある。Therefore, there is a problem that the speed of transferring a signal from the frame memory to the pixel portion is limited and the image display speed is slow.
【0012】また、フレームメモリから画素部へ、長い
配線を用いて信号を転送するために、ノイズの影響が大
きいといった問題がある。Further, since a signal is transferred from the frame memory to the pixel portion using a long wiring, there is a problem that the influence of noise is great.
【0013】更に、外付け基板では、パラレル/シリア
ル変換回路及びシリアルアウトプット回路が必要とな
り、画素基板ではシリアル/パラレル変換回路やパラレ
ルインプット回路が必要であるため回路が複雑であり、
また消費電力も大きいという問題がある。Further, the external substrate requires a parallel / serial conversion circuit and a serial output circuit, and the pixel substrate requires a serial / parallel conversion circuit and a parallel input circuit, which makes the circuit complicated.
There is also a problem that the power consumption is large.
【0014】上記問題を解決し、メモリからの読み出し
速度が速く、信号のノイズの影響が少なく、小型化可能
な表示装置を提供することを課題とする。It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a display device which can be read out from a memory at high speed, is less affected by signal noise, and can be miniaturized.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】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手段を講じた。In order to solve the above-mentioned problems, the following means have been taken in the present invention.
【0016】従来のフレームメモリは通常単結晶シリコ
ン上に形成され、外付け基板に実装されるが、画素部が
形成された基板(画素基板)上に、フレームメモリを一
体形成する。The conventional frame memory is usually formed on single crystal silicon and mounted on an external substrate, but the frame memory is integrally formed on the substrate (pixel substrate) on which the pixel portion is formed.
【0017】本発明によって、絶縁表面上に薄膜トラン
ジスタを用いて形成された複数の画素と、複数のメモリ
セルで構成されるメモリと、ソースドライバとゲートド
ライバからなる駆動回路とを有する表示装置であって、
外部から入力されるシリアルの信号データをメモリを介
して複数の画素に複数の配線でパラレルに出力すること
を特徴とする表示装置が提供される。上記において、外
部から入力されるシリアルの信号データは、画素基板外
から入力されるものだけでなく、該画素基板上に形成さ
れたCPUから入力されるものでもよい。According to the present invention, there is provided a display device having a plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory composed of a plurality of memory cells, and a drive circuit composed of a source driver and a gate driver. hand,
A display device is provided, which outputs serial signal data input from the outside to a plurality of pixels via a memory in a plurality of lines in parallel. In the above description, the serial signal data input from the outside may be input not only from the outside of the pixel substrate but also from the CPU formed on the pixel substrate.
【0018】また、絶縁表面上に薄膜トランジスタを用
いて形成された、複数の画素と、複数のメモリセルで構
成されるメモリと、ソースドライバとゲートドライバか
らなる駆動回路とを有する表示装置であって、前記複数
のメモリセルに記憶されたデジタル信号それぞれを同時
に読み出し、前記絶縁表面上に形成された複数の配線を
介して前記複数の画素に入力する前記絶縁表面上に形成
された駆動回路を有することを特徴とする表示装置が提
供される。A display device having a plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver. , A driving circuit formed on the insulating surface for simultaneously reading out the digital signals stored in the plurality of memory cells and inputting the digital signals to the plurality of pixels through a plurality of wirings formed on the insulating surface. A display device characterized by the above is provided.
【0019】上記において、その装置は前記出力された
デジタル信号を保持する手段と、前記保持されたデジタ
ル信号を、一斉に前記複数の画素に入力する手段、もし
くは前記出力されたデジタル信号を保持する手段と、前
記保持されたデジタル信号を、アナログ信号に変換し、
同時に前記複数の画素に入力する手段とを有することを
特徴とする表示装置であっても良い。In the above description, the device holds the output digital signal, the input of the held digital signal to the plurality of pixels all at once, or the output digital signal. Means and converting the held digital signal into an analog signal,
The display device may have a means for simultaneously inputting to the plurality of pixels.
【0020】上記において、一度に行われる画素への入
力は画素一行分もしくは一列分であっても良いし、ある
いはそのうち複数に分割した一部分であっても良い。In the above, the input to the pixels performed at one time may be one row or one column of pixels, or may be a part divided into a plurality of them.
【0021】そして上記において、前記メモリは、少な
くとも画素数行分のデジタル信号を記憶可能な容量を有
する必要があり、そのメモリはSRAMもしくはDRAMであっ
ても良い。In the above, the memory needs to have a capacity capable of storing at least digital signals for several rows of pixels, and the memory may be SRAM or DRAM.
【0022】また上記において、画素に用いられる素子
は液晶、OLED、電子源素子の何れであってもよく、装置
に用いる薄膜トランジスタは多結晶半導体薄膜、アモル
ファス半導体薄膜の何れを用いて形成しても良い。Further, in the above, the element used for the pixel may be any one of liquid crystal, OLED and electron source element, and the thin film transistor used in the device may be formed by using either a polycrystalline semiconductor thin film or an amorphous semiconductor thin film. good.
【0023】また本発明によって、絶縁表面上に薄膜ト
ランジスタを用いて形成された複数の画素と、複数のメ
モリセルで構成されるメモリと、ソースドライバとゲー
トドライバからなる駆動回路とを有し、外部から入力さ
れるシリアルの信号データをメモリを介して複数の画素
に複数の配線でパラレルに出力することを特徴とする表
示装置の駆動方法が提供される。According to the present invention, a plurality of pixels formed using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a driver circuit including a source driver and a gate driver are provided, There is provided a driving method of a display device, which outputs serial signal data input from a plurality of pixels to a plurality of pixels in parallel through a memory through a plurality of wirings.
【0024】また本発明によって、絶縁表面上に薄膜ト
ランジスタを用いて形成された複数の画素と、複数のメ
モリセルで構成されるメモリと、ソースドライバとゲー
トドライバからなる駆動回路とを有し、前記複数のメモ
リセルに記憶されたデータをデジタル信号として同時に
読み出し、前記複数の画素に同時に入力することを特徴
とする表示装置の駆動方法が提供される。According to the present invention, there are provided a plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory composed of a plurality of memory cells, and a drive circuit composed of a source driver and a gate driver. A method for driving a display device is provided, in which data stored in a plurality of memory cells are simultaneously read as digital signals and are simultaneously input to the plurality of pixels.
【0025】上記において、その方法は前記複数のメモ
リセルの1行分に記憶されたデータをデジタル信号とし
て読み出し、前記読み出したデジタル信号を保持し、前
記複数の画素に同時に入力することを特徴とする表示装
置の駆動方法であっても良い。In the above, the method is characterized in that the data stored in one row of the plurality of memory cells is read as a digital signal, the read digital signal is held, and the data is simultaneously input to the plurality of pixels. A method of driving the display device may be used.
【0026】上記において、前記保持されたデジタル信
号をアナログ信号に変換して前記複数の画素に同時に入
力することを特徴とする表示装置の駆動方法であっても
良い。In the above method, the driving method of the display device may be characterized in that the held digital signal is converted into an analog signal and is input to the plurality of pixels at the same time.
【0027】また上記において、一度に入力される画素
は画素一行分でも良いし、複数に分割したうちの一部分
である表示装置の駆動方法であっても良い。In the above description, the pixels input at one time may be one row of pixels or may be a method of driving the display device which is a part of a plurality of divided pixels.
【0028】このような構成にすることにより、フレー
ムメモリから一行同時に読み出しを行い、パラレルに画
素の駆動回路へ入力することが可能である。その結果、
画像データをシリアル転送する必要が無く、パラレル/
シリアル変換回路やシリアルアウトプット回路、シリア
ル/パラレル変換回路やパラレルインプット回路などの
回路が不要である。With such a structure, it is possible to read out one row from the frame memory at the same time and input the data in parallel to the pixel drive circuit. as a result,
No need to transfer image data serially, parallel /
Circuits such as a serial conversion circuit, a serial output circuit, a serial / parallel conversion circuit and a parallel input circuit are unnecessary.
【0029】このように、より単純な構成と簡単な回路
でフレームメモリと画素部を有する表示装置を構成する
ことが可能となる。その結果、ノイズの低減が可能であ
り、また低消費電力を実現することができる。As described above, it is possible to construct a display device having a frame memory and a pixel portion with a simpler configuration and a simple circuit. As a result, noise can be reduced and low power consumption can be realized.
【0030】また、フレームメモリ一行分の画像データ
を全てパラレルで処理するために、シリアル転送と比較
した場合に、画像データの転送速度が大幅に向上する。
その結果、画像の表示をより高速に行うことができ、画
質の向上を実現することができる。Further, since all the image data for one line of the frame memory is processed in parallel, the transfer speed of the image data is greatly improved as compared with the serial transfer.
As a result, the image can be displayed at a higher speed, and the image quality can be improved.
【0031】さらに、フレームメモリを画素部と同様な
TFT(あるいは容量、抵抗)を用いて構成されるため
に、画素部を形成するプロセスを殆ど変えることなく作
製することが可能であり、フレームメモリを一体形成す
る場合に、別のチップを実装する場合と比較してコスト
的にも低減することが可能である。Further, the frame memory is similar to the pixel section.
Since it is configured using TFTs (or capacitors and resistors), it can be manufactured with almost no change in the process of forming the pixel portion, and when the frame memory is integrally formed, another chip is mounted. The cost can be reduced as compared with the case.
【0032】従来、フレームメモリを画素基板上に作製
した場合には、メモリの動作速度が単結晶シリコン上の
メモリと比較して遅く、メモリセルも大きいという問題
があった。しかし、これらの困難性は以下に述べるよう
に、低減あるいは回避できることが可能であることがわ
かる。Conventionally, when a frame memory is manufactured on a pixel substrate, there is a problem that the operation speed of the memory is slower than that of the memory on single crystal silicon and the memory cells are large. However, it is understood that these difficulties can be reduced or avoided, as described below.
【0033】まず、メモリの動作速度であるが、本明細
書の実施例で説明されるプロセスを用いることで従来の
絶縁表面を有する基板上に形成されるTFTよりも高移動
度のTFTを実現することができるため、動作速度的にも
フレームメモリとして実用可能なメモリを形成すること
が可能となる。First, regarding the operation speed of the memory, a TFT having a higher mobility than that of a TFT formed on a substrate having a conventional insulating surface is realized by using the process described in the embodiments of the present specification. Therefore, it is possible to form a practical memory as a frame memory in terms of operation speed.
【0034】また、他のポリシリコンやアモルファスシ
リコンを用いた場合であっても、画素数や表示方法、フ
レームメモリの構成、画像の内容によっては、動作速度
のデメリットを気にせず用いることも可能である。Even when other polysilicon or amorphous silicon is used, depending on the number of pixels, the display method, the structure of the frame memory, and the contents of the image, it is possible to use it without worrying about the demerit of the operating speed. Is.
【0035】また、メモリ全体の面積を考えると、外付
けの基板を別に用いることによる面積の増加に比べると
むしろ小型化することも可能である。またCOG技術によ
ってメモリを実装する場合と比較したとしても実装に要
するマージンを考え合せると、メモリ面積は問題になら
ない。さらに、TFTの微細化も進んでおり、今後は小型
化においても有利な構成になることが期待される。In consideration of the area of the entire memory, it is possible to reduce the size of the memory as compared with the increase of the area by using an external substrate. Even if the memory is mounted by COG technology, the memory area does not matter if the margin required for mounting is considered. Furthermore, the miniaturization of TFTs is progressing, and it is expected that the configuration will be advantageous even in miniaturization in the future.
【0036】本発明において、フレームメモリとは、表
示装置外部より入力された映像信号を、1フレーム分も
しくは数フレーム分記憶するメモリとする。一旦フレー
ムメモリに記憶された1フレーム分の映像信号は、表示
方法に応じて、任意の順に読み出される。In the present invention, the frame memory is a memory for storing a video signal input from the outside of the display device for one frame or several frames. The video signal for one frame once stored in the frame memory is read in an arbitrary order according to the display method.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】図1に、本発明の表示装置の代表
的な構成を示すブロック図を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a typical configuration of a display device of the present invention.
【0038】図1において、画素部101が形成された
絶縁表面を有する画素基板100上に、フレームメモリ
103、駆動回路が一体形成されている。駆動回路は本
明細書中では以下、その役割によってソースドライバ1
07、ゲートドライバ108に分ける。外部から入力し
た信号をフレームメモリ103にいったん記憶させた後
に読み出され、ソースドライバ107を通して複数の配
線で画素部101の複数の画素に同時に出力する。ゲー
トドライバ108は外部の信号で生成される信号を用い
て画素部101中の各画素の表示制御を行う。In FIG. 1, a frame memory 103 and a drive circuit are integrally formed on a pixel substrate 100 having an insulating surface on which a pixel portion 101 is formed. In the present specification, the drive circuit will be referred to below as the source driver 1 depending on its role.
07 and the gate driver 108. A signal input from the outside is temporarily stored in the frame memory 103 and then read out, and simultaneously output to a plurality of pixels of the pixel portion 101 through a plurality of wirings through the source driver 107. The gate driver 108 controls display of each pixel in the pixel portion 101 using a signal generated by an external signal.
【0039】フレームメモリ103はマトリクス状に配
置された複数のメモリセルを有する。The frame memory 103 has a plurality of memory cells arranged in a matrix.
【0040】図2に実施の形態例としてフレームメモリ
103と画素を一行分の画素数のデータの本数の信号線
でパラレルに接続したものを示す。フレームメモリ10
3の構造は、図5のように多数のメモリセル301をマ
トリクス状に配置したものになっている。このとき、外
部からシリアルに入力された信号をパラレルに接続した
信号線を通して同時に画素部101に出力することがで
きる。FIG. 2 shows an example in which the frame memory 103 and pixels are connected in parallel by signal lines corresponding to the number of pixels of data for one row. Frame memory 10
The structure No. 3 has a large number of memory cells 301 arranged in a matrix as shown in FIG. At this time, signals serially input from the outside can be simultaneously output to the pixel portion 101 through signal lines connected in parallel.
【0041】本実施の形態に示すフレームメモリはSRAM
によって構成される。各メモリセル301にはワード線
302、データ線303、反転データ線304が接続さ
れている。メモリセルの選択は行デコーダ308と列デ
コーダ307によって行われる。行デコーダ308は複
数あるワード線302のうちの一本を選択し、また列デ
コーダ307はセレクタ306を通して選択するメモリ
セル301に接続されるデータ線303、反転データ線
304を選択する。そして書き込み回路305からの信
号メモリセル301に書き込み、あるいはメモリセル3
01に書き込まれた信号を並列読み出し回路309で読
み取る。これらは同一の絶縁基板300上に形成され
る。フレームメモリへのデータ及びアドレス信号、読み
出し信号などの制御信号、そして電源は外部から送られ
る。The frame memory shown in this embodiment mode is an SRAM.
Composed by. A word line 302, a data line 303, and an inverted data line 304 are connected to each memory cell 301. The selection of the memory cell is performed by the row decoder 308 and the column decoder 307. The row decoder 308 selects one of the plurality of word lines 302, and the column decoder 307 selects the data line 303 and the inverted data line 304 connected to the selected memory cell 301 through the selector 306. Then, the signal from the writing circuit 305 is written in the memory cell 301 or the memory cell 3
The signal written in 01 is read by the parallel reading circuit 309. These are formed on the same insulating substrate 300. Data and address signals to the frame memory, control signals such as read signals, and power are sent from the outside.
【0042】メモリセルは図6のように第1トランジス
タ311、第2トランジスタ312と第1インバータ3
13、第2インバータ314により構成される。各メモ
リセルにおいて、ワード線302は第1トランジスタ3
11及び第2トランジスタ312のゲート電極に、デー
タ線303は第1トランジスタ311のソース電極また
はドレイン電極に、反転データ線304は第2トランジ
スタ312のソース電極またはドレイン電極に、それぞ
れ接続されている。The memory cell includes a first transistor 311, a second transistor 312 and a first inverter 3 as shown in FIG.
13 and the second inverter 314. In each memory cell, the word line 302 is the first transistor 3
11, the data line 303 is connected to the source electrode or drain electrode of the first transistor 311, and the inverted data line 304 is connected to the source electrode or drain electrode of the second transistor 312.
【0043】上記の第1インバータ313、及び第2イ
ンバータ314は、第1インバータ313の出力が第2
インバータ314の入力に接続され、同様に第2インバ
ータ314の出力が第1インバータ313の入力に接続
されたフリップフロップ構成となっている。The output of the first inverter 313 is the second inverter of the first inverter 313 and the second inverter 314.
The flip-flop configuration is connected to the input of the inverter 314 and similarly the output of the second inverter 314 is connected to the input of the first inverter 313.
【0044】そして、上記の第1トランジスタ(以下、
選択用トランジスタとも呼ぶ)311はデータ線にソー
スまたはドレイン電極を通じて、第2トランジスタ31
2は反転データ線にソースまたはドレイン電極を通じて
それぞれ接続される一方、ゲート電極はワード線に接続
されている。Then, the above-mentioned first transistor (hereinafter,
(Also referred to as a selection transistor) 311 is connected to the data line through the source or drain electrode and the second transistor 31.
Reference numeral 2 is connected to the inverted data line through the source or drain electrode, while the gate electrode is connected to the word line.
【0045】図5及び図6のメモリセルの動作原理につ
いて説明する。まず、選択用トランジスタ311、31
2がON状態の時に例えばデータ線に“1”が供給され、
反転データ線に“0”が供給されたとすると、A点には
“1”が、B点には“0”がフリップフロップに書き込
まれ、選択用トランジスタ311、312がOFF状態と
なってもその状態は保持し続けられる。そして、再び選
択用トランジスタ311、312がON状態になった時
に、データ線に“1”が、反転データ線に“0”が読み
出される。The operating principle of the memory cells of FIGS. 5 and 6 will be described. First, the selection transistors 311 and 31
When 2 is ON, for example, "1" is supplied to the data line,
If "0" is supplied to the inversion data line, "1" is written to the point A and "0" is written to the point B in the flip-flop, and even if the selection transistors 311 and 312 are turned off, The state is kept. Then, when the selection transistors 311 and 312 are turned on again, "1" is read to the data line and "0" is read to the inverted data line.
【0046】メモリセルからの信号読み出し回路309
の一例としてセンスアンプを挙げる。図7にセンスアン
プの構造の一例を示す。なお、ここでは1本のデータ線
及び反転データ線に対応する回路を代表で示す。Signal read circuit 309 from memory cell
Take a sense amplifier as an example. FIG. 7 shows an example of the structure of the sense amplifier. Note that, here, a circuit corresponding to one data line and one inverted data line is shown as a representative.
【0047】図7に示すようにセンスアンプは5個のト
ランジスタ321〜325で構成される。電源VDD32
9とバイアス電位326を印加すると、データ線303
と反転データ線304の電位の大小関係に応じてHighも
しくはLowの信号330を出力する。またトランジスタ
325の代わりに定電流源を用いることができ、出力3
30には必要に応じて1個もしくは複数のインバータを
付けても良い。As shown in FIG. 7, the sense amplifier is composed of five transistors 321 to 325. Power VDD32
9 and the bias potential 326 are applied, the data line 303
A High or Low signal 330 is output according to the magnitude relationship between the potential of the inverted data line 304 and the potential of the inverted data line 304. A constant current source can be used instead of the transistor 325, and the output 3
One or more inverters may be attached to 30 as required.
【0048】複数のメモリセルに記憶されたデジタル信
号は読み出し回路を用いて並列に読み出され、パラレル
の信号のままソースドライバ107に転送され、同時に
画素部に出力される。ソースドライバ107内にラッチ
回路を構成にすることによって信号を保持することもで
きる。また、同じくソースドライバ107内にDACを構
成することによってデジタル信号からアナログ信号に変
換して画素部に転送させることもできる。Digital signals stored in a plurality of memory cells are read in parallel by using a reading circuit, transferred in parallel to the source driver 107 as parallel signals, and simultaneously output to the pixel portion. A signal can be held by forming a latch circuit in the source driver 107. Similarly, by configuring a DAC in the source driver 107, it is possible to convert a digital signal into an analog signal and transfer it to the pixel portion.
【0049】なお、フレームメモリはSRAMを用いても良
いしDRAMを用いても良い。また、絶縁表面上に作製可能
な公知のあらゆる構成のメモリを用いることができる。The frame memory may use SRAM or DRAM. In addition, a memory having any known structure which can be manufactured on an insulating surface can be used.
【0050】なお、フレームメモリから同時に送り出す
データは画素一行分のデータである必要は無く、画素一
行分以下のデータであっても良い。例えばRGBカラー表
示の場合には、フレームメモリから出力するデータは画
素一行分のうち、R、G、Bの何れかに入力するデータだ
けであっても良い。この場合1フレームあるいは1水平
期間を3分割してR、G、Bの3回に分けて表示すること
ができる。もちろん、1フレーム内に出力されるデータ
はRGBの分割に限られるわけではなく、画素一行分のデ
ータをいくつかに分けたうちの一つであっても同様であ
る。The data sent from the frame memory at the same time need not be the data for one row of pixels, but may be the data for one row of pixels or less. For example, in the case of RGB color display, the data output from the frame memory may be only the data input to any one of R, G, and B of one row of pixels. In this case, one frame or one horizontal period can be divided into three and can be displayed in three times of R, G, and B. Of course, the data output in one frame is not limited to the RGB division, and the same applies to one of the data obtained by dividing one row of pixel data.
【0051】ゲートドライバ108は外部からスタート
パルスとクロックを入力することで生成される信号を画
素部101中の各画素に送り出すものである。また、ソ
ースドライバ107とゲートドライバ108の位置関係
を逆転させることにより画素の1行分だけではなく画素
の1列分またはその一部に同時に入力することができ
る。The gate driver 108 sends a signal generated by externally inputting a start pulse and a clock to each pixel in the pixel section 101. By reversing the positional relationship between the source driver 107 and the gate driver 108, not only one row of pixels but also one column or a part thereof can be simultaneously input.
【0052】これらの画素として用いられているものは
液晶、OLED、電子源素子などである。これらを用いた実
施例の詳細は後述する。これら以外の公知の構成の画素
にも本発明は適用できる。Liquid crystals, OLEDs, electron source devices, etc. are used as these pixels. Details of examples using these will be described later. The present invention can be applied to pixels having known configurations other than these.
【0053】また、画素やメモリセル、駆動回路で使わ
れたトランジスタはTFTで形成することができる。TFTは
アモルファス半導体、多結晶半導体で作製することがで
きる。作製プロセスは後述する。The transistors used in the pixels, memory cells, and driving circuits can be formed by TFTs. The TFT can be made of an amorphous semiconductor or a polycrystalline semiconductor. The manufacturing process will be described later.
【0054】[0054]
【実施例】本発明の実施例について説明する。
(実施例1)本実施例では、デジタルの映像信号をメモ
リに記憶し、アナログ変換して画素部に入力する表示装
置の構成を示す。EXAMPLES Examples of the present invention will be described. (Embodiment 1) In this embodiment, a configuration of a display device in which a digital video signal is stored in a memory, converted into an analog signal and input to a pixel portion will be described.
【0055】図3は、本実施例の構成を示すブロックで
ある。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of this embodiment.
【0056】図3において、表示装置は、絶縁表面を有
する画素基板200上に形成された、フレームメモリ2
01、ソースドライバ205、ゲートドライバ206、
画素部207を有する。フレームメモリ201におい
て、表示装置外部より入力されたデジタルの映像信号が
記憶される。In FIG. 3, the display device includes a frame memory 2 formed on a pixel substrate 200 having an insulating surface.
01, source driver 205, gate driver 206,
It has a pixel portion 207. In the frame memory 201, a digital video signal input from the outside of the display device is stored.
【0057】ここでは、各配線A〜Cの本数はRGBカラー
の場合一行分の画素数×ビット数、配線Dの本数は一行
分の画素数である。つまり、この場合同時に一行分の画
像データを送り出すことができる。Here, in the case of RGB color, the number of wirings A to C is the number of pixels in one row × the number of bits, and the number of wirings D is the number of pixels in one row. That is, in this case, one line of image data can be sent out at the same time.
【0058】なお、実施の形態で前述したように、フレ
ームメモリ一行分には画素一行分のデータが記憶されて
いる必要は無く、画素一行分以下のデータであっても良
い。その場合には図3に示したソースドライバのブロッ
ク構成においてDACと画素の間に画素を選択するセレク
タを設ければ良い。セレクタは公知のものを用いること
ができる。As described above in the embodiment, the data for one row of pixels need not be stored in one row of the frame memory, and may be the data for one row of pixels or less. In that case, a selector for selecting a pixel may be provided between the DAC and the pixel in the block configuration of the source driver shown in FIG. A known selector can be used.
【0059】例えばRGBカラー表示の場合には、フレー
ムメモリ一行には画素一行分のうち、R、G、Bの何れか
のデータだけであってもよく、この場合1フレームある
いは1水平期間を3分割してR、G、Bの3回に分けて表
示することができる。そして、DACと画素の間にRGBの画
素を選択するセレクタを設ければ良い。For example, in the case of RGB color display, one frame pixel row may contain only data of R, G, or B in one row of pixels. In this case, one frame or one horizontal period is 3 times. It can be divided and displayed in three times, R, G, and B. Then, a selector for selecting an RGB pixel may be provided between the DAC and the pixel.
【0060】図3に示したもののうち、フレームメモリ
201に関しては前述したので、以下にソースドライバ
205、ゲートドライバ206、画素部207について
詳細に説明する。Of the elements shown in FIG. 3, the frame memory 201 has been described above, so the source driver 205, the gate driver 206, and the pixel section 207 will be described in detail below.
【0061】ソースドライバ205はラッチ202、レ
ベルシフタ203、デジタルアナログコンバータ(以
下、DACと記載する。)204によって構成される。し
かし、図3ではこのような構成としているが、図25の
ようにソースドライバ805をレベルシフタ803、DA
C804によって構成してもよい。また、レベルシフタ
203の役割をDAC204に持たせることによって、図
26のようにソースドライバ825をラッチ822、DA
C824によって構成することもできる。さらに、パラ
レル信号を直接画素部に送ることができるように、複数
個のDACを画素部847の回路に含ませた図27のよう
な構成としてもよい。なお、ここでいうラッチ、レベル
シフタ、DACはそれぞれ複数個から構成されていること
は言うまでもない。The source driver 205 is composed of a latch 202, a level shifter 203, and a digital-analog converter (hereinafter referred to as DAC) 204. However, although the configuration is as shown in FIG. 3, the source driver 805 is connected to the level shifter 803 and the DA as shown in FIG.
You may comprise by C804. Further, by giving the role of the level shifter 203 to the DAC 204, the source driver 825 can be connected to the latch 822 and DA as shown in FIG.
It can also be configured by C824. Further, a configuration as shown in FIG. 27 may be adopted in which a plurality of DACs are included in the circuit of the pixel portion 847 so that a parallel signal can be directly sent to the pixel portion. It goes without saying that the latch, the level shifter, and the DAC mentioned here are each composed of a plurality.
【0062】図8にラッチ202の構成を示す。並列に
配置された複数のラッチ回路331のそれぞれその入力
端330は図7に示したフレームメモリ201中のセン
スアンプのデータ出力端子に接続される。センスアンプ
より出力された信号はメモリラッチ制御信号332によ
り一斉にラッチされる。FIG. 8 shows the configuration of the latch 202. The input terminals 330 of the plurality of latch circuits 331 arranged in parallel are connected to the data output terminals of the sense amplifier in the frame memory 201 shown in FIG. The signals output from the sense amplifiers are simultaneously latched by the memory latch control signal 332.
【0063】ラッチ回路331の一例を図9に示す。こ
れは2個のインバータ342、343と1個のゲート用
トランジスタ341及び制御インバータ344から構成
される。入力されたセンスアンプからのデータ330は
メモリラッチ制御信号332が“1”の場合のみゲート
用トランジスタが開となり、インバータを駆動しラッチ
出力333の状態を変化させて出力する。メモリラッチ
制御信号332が“0”の場合出力333の状態は変化
せずにデータを保持する。An example of the latch circuit 331 is shown in FIG. This is composed of two inverters 342 and 343, one gate transistor 341 and a control inverter 344. The input data 330 from the sense amplifier opens the gate transistor only when the memory latch control signal 332 is "1", drives the inverter, changes the state of the latch output 333, and outputs the data. When the memory latch control signal 332 is "0", the state of the output 333 does not change and holds the data.
【0064】レベルシフタ203の一例を図10に示
す。レベルシフタは6つのトランジスタ351〜356
から構成される。ラッチからの入力信号333はトラン
ジスタ355及び356により構成されるインバータに
よる反転信号と併せて4つのトランジスタ351〜35
4に入力され、その出力359は電源端子357または
電源端子358の電圧レベルまでシフトされる。FIG. 10 shows an example of the level shifter 203. The level shifter has six transistors 351 to 356.
Composed of. The input signal 333 from the latch is combined with the inversion signal by the inverter formed by the transistors 355 and 356, and the four transistors 351 to 35
4 and its output 359 is shifted to the voltage level of the power supply terminal 357 or the power supply terminal 358.
【0065】図3のDAC204の一例を図11に示す。
図11のDACは8ビットのデジタル信号をアナログ信号
に変換するものであり、大きく分けて粗調電圧選択部と
微調電圧選択部からなる。また、図11のように、DAC
は極性反転回路を有していてもよい。FIG. 11 shows an example of the DAC 204 shown in FIG.
The DAC in FIG. 11 converts an 8-bit digital signal into an analog signal, and is roughly divided into a coarse adjustment voltage selection unit and a fine adjustment voltage selection unit. Also, as shown in FIG. 11, the DAC
May have a polarity reversing circuit.
【0066】粗調電圧選択部は8つの電圧選択スイッチ
408からなる。電圧選択スイッチ408は図12の構
成のようにトランジスタを利用してあるパターンの信号
入力に対してのみスイッチが作動して印加された電位4
29、430が431、432へそれぞれ出力されると
いうものである。これを利用して8ビットのデジタル信
号のうち上位3ビットの入力信号394〜396及びそ
の反転信号397〜399の値によりどれか一つの電圧
選択スイッチが作動し入力電位385〜393に応じた
電位VH、VLが発生する。The coarse adjustment voltage selection section is composed of eight voltage selection switches 408. The voltage selection switch 408 has a potential 4 applied when the switch is operated only for a signal input of a certain pattern using a transistor as in the configuration of FIG.
29 and 430 are output to 431 and 432, respectively. Utilizing this, one of the voltage selection switches is operated according to the values of the input signals 394 to 396 of the upper 3 bits and the inverted signals 397 to 399 of the 8-bit digital signal, and the potential corresponding to the input potential 385 to 393. VH and VL are generated.
【0067】微調電圧選択部は下位5ビットの入力信号
400〜404に応じて異なる抵抗379〜384に電
流が流れ、VL、VHとなる電位を32段階の高さで出力4
05から出すことができる。この出力が画素部のソース
線となる。アナログスイッチ378は制御信号406及
び反転制御信号407によってリセット期間中は閉じら
れその他の期間は開くようになっている。図11では抵
抗379〜384を用いたが、抵抗の代わりに容量を用
いても良い。In the fine adjustment voltage selector, a current flows through the resistors 379 to 384 which differ according to the input signals 400 to 404 of the lower 5 bits, and the potentials of VL and VH are output at 32 levels of height.
You can start from 05. This output becomes the source line of the pixel portion. The analog switch 378 is closed by the control signal 406 and the inverted control signal 407 during the reset period and opened during the other periods. Although the resistors 379 to 384 are used in FIG. 11, capacitors may be used instead of the resistors.
【0068】ゲートドライバ206は、外部からスター
トパルスとクロックを入力することで生成される信号を
ゲート線を通して画素部に送り出すものである。The gate driver 206 sends out a signal generated by externally inputting a start pulse and a clock to the pixel portion through the gate line.
【0069】本実施例の画像表示装置の例として挙げた
液晶表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示装
置に適用できるものであり、図13に示すように複数の
画素441をm×nのマトリクス状に配置した画素アレ
イ442を有している。The liquid crystal display device given as an example of the image display device of the present embodiment can be applied to an active matrix type liquid crystal display device. As shown in FIG. 13, a plurality of pixels 441 are arranged in an m × n matrix. It has a pixel array 442 arranged in a pattern.
【0070】個々の画素は図14にあるように液晶容量
451及び保持容量452からなる画素容量453とア
モルファスまたは多結晶シリコンなどの半導体層からな
るトランジスタ454からなる。As shown in FIG. 14, each pixel includes a pixel capacitor 453 composed of a liquid crystal capacitor 451 and a storage capacitor 452, and a transistor 454 composed of a semiconductor layer such as amorphous or polycrystalline silicon.
【0071】また、画素441はガラス基板などの光透
過型の絶縁基板443上に形成されており、この絶縁基
板443上には画素441を駆動するソース線448や
ゲート線444もあわせて形成されている。そして各ソ
ース線448及び各ゲート線444が重なる位置に各画
素441がそれぞれ配置されたものになっている。The pixel 441 is formed on a light-transmissive insulating substrate 443 such as a glass substrate, and the source line 448 and the gate line 444 for driving the pixel 441 are also formed on the insulating substrate 443. ing. Each pixel 441 is arranged at a position where each source line 448 and each gate line 444 overlap.
【0072】図13に示すように、上記の各ゲート線4
44およびソース線448は画素アレイ442中の各画
素441に接続される。As shown in FIG. 13, each of the above-mentioned gate lines 4
44 and source line 448 are connected to each pixel 441 in pixel array 442.
【0073】これらの配線及び前述したフレームメモリ
201、ソースドライバ205、ゲートドライバ206
は殆ど共通のプロセスをもって作製することができる。
そのため絶縁基板443上に一体形成することが可能で
ある。なお、本発明において、外部からフレームメモリ
へのアドレス信号、読み出し信号、ドライバへのラッチ
信号、スタートパルス、クロックなどが入力されるが、
より簡単な外部信号からこれらの制御信号を作成するコ
ントローラ回路を同一基板上に作成しても良い。These wirings and the above-mentioned frame memory 201, source driver 205, gate driver 206
Can be manufactured by almost common processes.
Therefore, it can be integrally formed on the insulating substrate 443. In the present invention, an address signal, a read signal, a latch signal to the driver, a start pulse, a clock, etc. are externally input to the frame memory,
A controller circuit for generating these control signals from simpler external signals may be formed on the same substrate.
【0074】フレームメモリの書き換えの期間は、フレ
ームメモリの容量や構成によって以下のようになる。フ
レームメモリが1画像分のデータ容量を有する場合に
は、1フレームのうちの垂直ブランキング期間において
データの書き換えを行う。フレームメモリが2画像分以
上のデータ容量を有する場合には、各フレームにおいて
画像を表示しているメモリ領域以外のデータを自由に書
換えることができ、十分な書き換え時間を確保すること
ができる。The rewriting period of the frame memory is as follows depending on the capacity and configuration of the frame memory. When the frame memory has a data capacity for one image, the data is rewritten in the vertical blanking period of one frame. When the frame memory has a data capacity of two images or more, it is possible to freely rewrite data other than the memory area displaying an image in each frame, and it is possible to secure a sufficient rewriting time.
【0075】また、読み出しと書き込みを別のデータ線
を用いることで同時に行うことのできるデュアルポート
のメモリであれば、表示を行っている画像データであっ
ても自由にデータの書き換えを行うことが可能である。
特に、メモリが1画像分以下の容量であっても、表示の
終わったメモリ領域のデータを更新することで画像を表
示することができる。Further, if the memory is a dual-port memory that can perform reading and writing at the same time by using different data lines, it is possible to freely rewrite even image data being displayed. It is possible.
In particular, even if the memory has a capacity of one image or less, an image can be displayed by updating the data in the memory area that has been displayed.
【0076】ここで、データ容量とは、データ容量=画
素数×階調数×色数で表される。色数はRGBカラーでは
3、単色カラー及び白黒では1である。また、階調数は
ビット数で表しているので、256階調で8、64階調
では6、8階調では3である。Here, the data capacity is represented by data capacity = number of pixels × number of gradations × number of colors. The number of colors is 3 for RGB colors and 1 for monochrome and black and white. Since the number of gradations is represented by the number of bits, it is 8 for 256 gradations, 6 for 64 gradations, and 3 for 8 gradations.
【0077】また、これらを全て同一絶縁基板443上
に複数のDACを一体形成することで、シリアル/パラレ
ル変換回路などを用いる必要が無くなる。そのため速度
の向上及びシリアル/パラレル変換回路を通すことによ
るノイズの影響を防ぐことができ、さらに回路の簡略化
及び低コスト化を図ることができる。
(実施例2)本実施例では、実施例1の形態に示した構
成の液晶表示部と駆動回路及びメモリセルを一体に形成
するプロセスについて説明する。但し駆動回路部分とメ
モリセル部に関しては基本単位であるCMOS回路を図示す
ることとする。Further, by integrally forming a plurality of DACs on the same insulating substrate 443, it becomes unnecessary to use a serial / parallel conversion circuit or the like. Therefore, it is possible to improve the speed, prevent the influence of noise caused by passing through the serial / parallel conversion circuit, and further simplify the circuit and reduce the cost. (Embodiment 2) In this embodiment, a process for integrally forming the liquid crystal display portion, the driving circuit and the memory cell having the configuration shown in the embodiment 1 will be described. However, a CMOS circuit, which is a basic unit for the drive circuit portion and the memory cell portion, is illustrated.
【0078】また、画素を構成するトランジスタとし
て、図14に示したトランジスタ454を示す。そし
て、画素に関しては、書き込み用TFTと、ソース信号線
と、保持容量のみを示す。The transistor 454 shown in FIG. 14 is shown as a transistor forming a pixel. For the pixel, only the write TFT, the source signal line, and the storage capacitor are shown.
【0079】まず、図15(A)に示すように、コーニ
ング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代
表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホ
ウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板3001上に
酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコ
ン膜などの絶縁膜から成る下地膜3002を形成する。
例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oか
ら作製される酸化窒化シリコン膜3002aを10〜2
00nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にS
iH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜
3002bを50〜200nm(好ましくは100〜15
0nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜30
02を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜ま
たは2層以上積層させた構造として形成しても良い。First, as shown in FIG. 15A, a substrate 3001 made of glass such as barium borosilicate glass represented by Corning's # 7059 glass or # 1737 glass or aluminoborosilicate glass is oxidized. A base film 3002 made of an insulating film such as a silicon film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed.
For example, if the silicon oxynitride film 3002a formed of SiH 4 , NH 3 , and N 2 O by plasma CVD is used for 10 to 2
00 nm (preferably 50 to 100 nm), and similarly S
A silicon oxynitride hydride film 3002b made of iH 4 and N 2 O is formed to have a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 15 nm).
It is laminated to a thickness of 0 nm). In this embodiment, the base film 30
Although 02 is shown as a two-layer structure, it may be formed as a single layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are laminated.
【0080】島状半導体層3003〜3006は、非晶
質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱
結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。
この島状半導体層3003〜3006の厚さは25〜8
0nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結
晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコ
ンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成
すると良い。The island-shaped semiconductor layers 3003 to 3006 are formed of crystalline semiconductor films obtained by using a semiconductor film having an amorphous structure by a laser crystallization method or a known thermal crystallization method.
The island-shaped semiconductor layers 3003 to 3006 have a thickness of 25 to 8
It is formed with a thickness of 0 nm (preferably 30 to 60 nm). Although the material of the crystalline semiconductor film is not limited, it is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.
【0081】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振型のエキシマレ
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半導体膜に照
射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適
宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場
合はパルス発振周波数30Hzとし、レーザーエネルギー
密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜30
0mJ/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1〜10kHzと
し、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm
2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そ
して幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に
集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時
の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)
を80〜98%として行う。To form a crystalline semiconductor film by the laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous oscillation type excimer laser, YAG laser, or YVO 4 laser is used. When these lasers are used, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly condensed by an optical system and is applied to a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner, but when an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 30 Hz, and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 30
0 mJ / cm 2 ). When a YAG laser is used, its second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 kHz, and the laser energy density is 300 to 600 mJ / cm.
2 (typically 350 to 500 mJ / cm 2 ) is recommended. Then, laser light 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 ratio of the linear laser lights at this time (overlap ratio)
Is performed as 80 to 98%.
【0082】次いで、島状半導体層3003〜3006
を覆うゲート絶縁膜3007を形成する。ゲート絶縁膜
3007はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚
さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成
する。本実施例では、120nmの厚さで酸化窒化シリコ
ン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化
窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコン
を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良
い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズ
マCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2
とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400
℃とし、高周波(13.56MHz)、電力密度0.5〜
0.8W/cm2で放電させて形成することが出来る。この
ようにして作製される酸化シリコン膜は、その後400
〜500℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好
な特性を得ることが出来る。Next, island-shaped semiconductor layers 3003 to 3006
A gate insulating film 3007 is formed to cover the. The gate insulating film 3007 is formed by an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, the silicon oxynitride film is formed to a thickness of 120 nm. Of course, 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 laminated structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) and O 2 are formed by the plasma CVD method.
And are mixed, reaction pressure 40 Pa, substrate temperature 300 to 400
℃, high frequency (13.56MHz), power density 0.5 ~
It can be formed by discharging at 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film produced in this way is
Good characteristics as a gate insulating film can be obtained by thermal annealing at ˜500 ° C.
【0083】そして、ゲート絶縁膜3007上にゲート
電極を形成するための第1の導電膜3008と第2の導
電膜3009とを形成する。本実施例では、第1の導電
膜3008をTaで50〜100nmの厚さに形成し、第2
の導電膜3009をWで100〜300nmの厚さに形成
する。Then, a first conductive film 3008 and a second conductive film 3009 for forming a gate electrode are formed on the gate insulating film 3007. In this embodiment, the first conductive film 3008 is formed of Ta to a thickness of 50 to 100 nm, and the second conductive film 3008 is formed.
The conductive film 3009 is formed of W to a thickness of 100 to 300 nm.
【0084】Ta膜はスパッタ法で、TaのターゲットをA
r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20μΩcm程度でありゲート電極に使用するこ
とが出来るが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度
でありゲート電極とするには不向きである。α相のTa膜
を形成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化
タンタルを10〜50nm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 the Ta target is A
It is formed by sputtering with r. In this case, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to Ar, the internal stress of the Ta film can be relaxed and the film peeling can be prevented. Further, the resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and it can be used for the gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm, which is not suitable for the gate electrode. To form an α-phase Ta film, an α-phase Ta film can be easily obtained by forming tantalum nitride having a crystal structure close to that of Ta α-phase with a thickness of about 10 to 50 nm on the underlayer of Ta. You can
【0085】W膜を形成する場合には、Wをターゲットと
したスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングス
テン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することも出来る。
いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵
抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下
にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすること
で低抵抗率化を図ることが出来るが、W中に酸素などの
不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化す
る。このことより、スパッタ法による場合、純度99.
9999%のWターゲットを用い、さらに成膜時に気相
中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を
形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現する
ことが出来る。When forming a W film, it is formed by a sputtering method with W as a target. Alternatively, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ).
In any case, it is necessary to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode, and it is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. The W film can be made to have a low resistivity by enlarging the crystal grains, but when W contains many impurity elements such as oxygen, crystallization is hindered and the resistance becomes high. From this, in the case of the sputtering method, the purity is 99.
A resistivity of 9 to 20 .mu..OMEGA.cm can be realized by using a W target of 9999% and forming a W film with sufficient consideration so that impurities are not mixed from the vapor phase during film formation.
【0086】なお、本実施例では、第1の導電膜300
8をTa、第2の導電膜3009をWとしたが、特に限定
されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuなどから選ば
れた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もし
くは化合物材料で形成しても良い。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。本実施例以外の組み合わせの
一例で望ましいものとしては、第1の導電膜3008を
窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜3009
をWとする組み合わせ、第1の導電膜3008を窒化タ
ンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜3009をAlと
する組み合わせ、第1の導電膜3008を窒化タンタル
(TaN)で形成し、第2の導電膜3009をCuとする
組み合わせ等が挙げられる。In this embodiment, the first conductive film 300 is used.
Although 8 is Ta and the second conductive film 3009 is W, it is not particularly limited, and any of them is an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, or an alloy containing the above element as a main component. It may be formed of a material or a compound material. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. As a preferable example of a combination other than this embodiment, the first conductive film 3008 is formed of tantalum nitride (TaN), and the second conductive film 3009 is formed.
, W is used to form the first conductive film 3008 from tantalum nitride (TaN), the second conductive film 3009 is used to form Al, and the first conductive film 3008 is formed from tantalum nitride (TaN). A combination of Cu for the second conductive film 3009 and the like can be given.
【0087】また、LDDを小さくして済むような場合
は、W単層などの構成にしても良いし、構成は同じで
も、テーパー角を立てることによって、LDDの長さを小
さくすることができる。In addition, when the LDD can be made small, the structure of W single layer or the like may be used. Even if the structure is the same, the length of the LDD can be made small by setting the taper angle. .
【0088】次に、レジストによるマスク3010〜3
015を形成し、電極及び配線を形成するための第1の
エッチング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively
Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法
を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1Paの
圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MH
z)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100WのRF(13.56MHz)電
力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。CF4とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜とも同程
度にエッチングされる。Next, resist masks 3010 to 3
015 is formed, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. In this embodiment, ICP (Inductively
Coupled Plasma: Inductively coupled plasma) etching method is used, CF 4 and Cl 2 are mixed as an etching gas, and a pressure of 1 Pa is applied to a coil-type electrode of RF of 500 W (13.56 MH).
z) Power is supplied to generate plasma. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. When CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the Ta film are etched to the same degree.
【0089】上記エッチング条件では、レジストによる
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第
2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の
角度は15〜45°となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残
すことなくエッチングするためには、10〜20%程度
の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対
する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には
3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化
窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッチ
ングされることになる。こうして、第1のエッチング処
理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形
状の導電層3017〜3022(第1の導電層3017
a〜3022aと第2の導電層3017b〜3022
b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜3007にお
いては、第1の形状の導電層3017〜3022で覆わ
れない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなっ
た領域3016が形成される。(図15(B))
続いて、図15(C)に示すように、レジストマスク3
010〜3015は除去しないまま、第2のエッチング
処理を行う。エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用い、
W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエッチ
ング処理により第2の形状の導電層3024〜3029
(第1の導電層3024a〜3029aと第2の導電層
3024b〜3029b)を形成する。このとき、ゲー
ト絶縁膜3007においては、第2の形状の導電層30
24〜3029で覆われない領域はさらに20〜50nm
程度エッチングされ薄くなった領域3023が形成され
る。Under the above etching conditions, the shape of the mask made of a resist is made appropriate, and the end portions of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. Become. The angle of the taper portion is 15 to 45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 nm by the overetching process. Thus, the first shape conductive layers 3017 to 3022 including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment (first conductive layer 3017).
a-3022a and second conductive layers 3017b-3022
b) is formed. At this time, in the gate insulating film 3007, regions which are not covered with the first shape conductive layers 3017 to 3022 are etched by about 20 to 50 nm to form thin regions 3016. (FIG. 15 (B)) Subsequently, as shown in FIG. 15 (C), the resist mask 3
The second etching process is performed without removing 010 to 3015. CF 4 , Cl 2 and O 2 are used as etching gas,
The W film is selectively etched. At this time, the second shape conductive layers 3024 to 3029 are formed by the second etching treatment.
(First conductive layers 3024a to 3029a and second conductive layers 3024b to 3029b) are formed. At this time, in the gate insulating film 3007, the second shape conductive layer 30 is formed.
The area not covered by 24-3029 is 20-50 nm
A region 3023 which is thinned by etching is formed.
【0090】W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスによるエ
ッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオン種と
反応生成物の蒸気圧から推測することが出来る。WとTa
のフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Wのフッ化
物であるWF6が極端に高く、その他のWCl5、TaF5、TaCl5
は同程度である。従って、CF4とCl2の混合ガスではW膜
及びTa膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガス
に適量のO2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFにな
り、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結
果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増
大する。一方、TaはFが増大しても相対的にエッチング
速度の増加は少ない。また、TaはWに比較して酸化され
やすいので、O2を添加することでTaの表面が酸化され
る。Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらに
Ta膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa膜
とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜の
エッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能とな
る。The etching reaction of the W film or the Ta film with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be estimated from the radical or ion species generated and the vapor pressure of the reaction product. W and Ta
Comparing the vapor pressures of the fluorides and chlorides of W, the fluoride of W, WF 6, is extremely high, and the other WCl 5 , TaF 5 , TaCl 5
Are about the same. Therefore, the W film and the Ta film are both etched by the mixed gas of CF 4 and Cl 2 . However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure is increased. On the other hand, Ta has a relatively small increase in etching rate even if F increases. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Further, since Ta oxide does not react with fluorine or chlorine,
The etching rate of the Ta film decreases. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film, and it is possible to make the etching rate of the W film higher than that of the Ta film.
【0091】そして、第1のドーピング処理を行いn型
を付与する不純物元素を添加する。ドーピングの方法は
イオンドープ法もしくはイオン注入法で行えば良い。イ
オンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×10
14atoms/cm2とし、加速電圧を60〜100keVとして行
う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元
素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いる
が、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層3
024〜3029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3030
〜3033が形成される。第1の不純物領域3030〜
3033には1×1020〜1×1021atoms/cm3の濃度
範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。(図15
(C))
そして、図16(A)に示すようにp型TFTと画素部TFT
になる部分をレジストマスク3034、3035で覆っ
た上で第2のドーピング処理を行う。このとき、画素部
TFTは全てレジストマスクで覆わずに外側を開けてドー
ピングを行う。第2のドーピング処理は、第1のドーピ
ング処理よりもドーズ量を下げて高い加速電圧の条件と
してn型を付与する不純物元素をドーピングする。例え
ば、加速電圧を70〜120keVとし、1×1013atoms
/cm2のドーズ量で行い、図15(B)で島状半導体層に
形成された第1の不純物領域3030〜3033内に新
たな不純物領域3036〜3038を形成する。ドーピ
ングは、第2の形状の導電層3024、3028を不純
物元素に対するマスクとして用い、レジストマスクで覆
われていないところの第1の導電層3024a、302
8aの下側の領域の半導体層にも不純物元素が添加され
るようにドーピングする。こうして、第3の不純物領域
3039、3040が形成される。この第3の不純物領
域3039、3040に添加されたリン(P)の濃度
は、第1の導電層3024a、3028aのテーパー部
の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。なお、
第1の導電層3024a、3028aのテーパー部と重
なる半導体層において、第1の導電層3024a、30
28aのテーパー部の端部から内側に向かって若干、不
純物濃度が低くなっているものの、ほぼ同程度の濃度で
ある。Then, a first doping process is performed to add an impurity element imparting n-type. The doping method may be an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 13 to 5 × 10 5.
14 atoms / cm 2 and accelerating voltage of 60 to 100 keV. An element belonging to Group 15 is used as the impurity element imparting n-type, typically phosphorus (P) or arsenic (As), but phosphorus (P) is used here. In this case, the conductive layer 3
024 to 3029 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the first impurity region 3030 is self-aligned.
~ 3033 are formed. First impurity regions 3030 to 3030
An impurity element imparting n-type is added to 3033 in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 . (Fig. 15
(C)) Then, as shown in FIG. 16A, the p-type TFT and the pixel portion TFT
A second doping process is performed after the portions to be covered with the resist masks 3034 and 3035 are covered. At this time, the pixel section
All TFTs are not covered with a resist mask and the outside is opened for doping. In the second doping process, the dose amount is made lower than that in the first doping process, and an impurity element imparting n-type is doped under the condition of a high acceleration voltage. For example, the acceleration voltage is set to 70 to 120 keV and 1 × 10 13 atoms is set.
This is performed with a dose amount of / cm 2 , and new impurity regions 3036 to 3038 are formed in the first impurity regions 3030 to 3033 formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG. 15B. In the doping, the second shape conductive layers 3024 and 3028 are used as a mask for the impurity element, and the first conductive layers 3024a and 302 which are not covered with the resist mask are used.
Doping is performed so that the impurity element is also added to the semiconductor layer in the region below 8a. Thus, the third impurity regions 3039 and 3040 are formed. The concentration of phosphorus (P) added to the third impurity regions 3039 and 3040 has a gentle concentration gradient according to the film thickness of the tapered portions of the first conductive layers 3024a and 3028a. In addition,
In the semiconductor layer which overlaps with the tapered portions of the first conductive layers 3024a and 3028a, the first conductive layers 3024a and 3024a
Although the impurity concentration slightly decreases from the end of the tapered portion 28a toward the inside, the impurity concentration is almost the same.
【0092】そして、図16(B)に示すように、pチ
ャネル型TFTを形成する島状半導体層3004と保持容
量を形成する島状半導体層3006に、第1の導電型と
は逆の導電型の第4の不純物領域3043、3044を
形成する。第2の形状の導電層3025b、3028b
を不純物元素に対するマスクとして用い、自己整合的に
不純物領域を形成する。このとき、nチャネル型TFTを
形成する島状半導体層3003、および画素部TFT30
05はレジストマスク3041、3042で全面を被覆
しておく。ドーピングは、第2の形状の導電層302
5、3028を不純物元素に対するマスクとして用い、
レジストマスクで覆われていないところの第1の導電層
3025a、3028aの下側の領域の半導体層にも不
純物元素が添加されるようにドーピングする。こうし
て、第5の不純物領域3045、3046が形成され
る。不純物領域3043と3044にはそれぞれ異なる
濃度でリンが添加されているが、ジボラン(B2H6)を用
いたイオンドープ法で形成し、そのいずれの領域におい
ても不純物濃度が2×1020〜2×1021atoms/cm3と
なるようにする。Then, as shown in FIG. 16B, the island-shaped semiconductor layer 3004 forming the p-channel TFT and the island-shaped semiconductor layer 3006 forming the storage capacitor have conductivity opposite to that of the first conductivity type. The fourth impurity regions 3043 and 3044 of the mold are formed. Second shape conductive layers 3025b and 3028b
Is used as a mask for the impurity element to form an impurity region in a self-aligned manner. At this time, the island-shaped semiconductor layer 3003 forming the n-channel TFT and the pixel portion TFT 30
Reference numeral 05 covers the entire surface with resist masks 3041 and 3042. Doping the second shape conductive layer 302
5, 3028 is used as a mask against the impurity element,
Doping is performed so that the impurity element is also added to the semiconductor layers in the regions below the first conductive layers 3025a and 3028a which are not covered with the resist mask. Thus, fifth impurity regions 3045 and 3046 are formed. Although phosphorus is added to the impurity regions 3043 and 3044 at different concentrations, they are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ) and the impurity concentration is 2 × 10 20 to It should be 2 × 10 21 atoms / cm 3 .
【0093】以上までの工程でそれぞれの島状半導体層
に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第2
の形状の導電層3024〜3027がゲート電極として
機能する。また、3029は島状のソース信号線として
機能する。3028は容量配線として機能する。Impurity regions are formed in the respective island-shaped semiconductor layers by the above steps. Second that overlaps with the island-shaped semiconductor layer
The conductive layers 3024 to 3027 in the shape of the above function as gate electrodes. Further, 3029 functions as an island-shaped source signal line. 3028 functions as a capacitor wiring.
【0094】そして、図16(C)に示すように、レジ
ストマスク3041、3042を除去した後、導電型の
制御を目的として、それぞれの島状半導体層に添加され
た不純物元素を活性化する工程を行う。この工程はファ
ーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。その他
に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニ
ール法(RTA法)を適用することが出来る。熱アニール
法では酸素濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下
の窒素雰囲気中で400〜700℃、代表的には500
〜600℃で行うものであり、本実施例では500℃で
4時間の熱処理を行う。ただし、第2の形状の導電層3
024〜3029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3047(シリコ
ンを主成分とする)を形成した後で活性化を行うことが
好ましい。Then, as shown in FIG. 16C, after removing the resist masks 3041 and 3042, a step of activating the impurity elements added to the respective island-shaped semiconductor layers for the purpose of controlling the conductivity type. I do. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or 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.
The heat treatment is performed at ˜600 ° C. In this embodiment, the heat treatment is performed at 500 ° C. for 4 hours. However, the second shape conductive layer 3
When the wiring material used for 024 to 3029 is weak to heat, it is preferable to activate after forming an interlayer insulating film 3047 (having silicon as a main component) in order to protect the wiring and the like.
【0095】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行
い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は
熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボ
ンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、
プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用い
る)を行っても良い。Further, a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer is performed by performing heat treatment at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer by thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation,
Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
【0096】次いで、第1の層間絶縁膜3047は酸化
窒化シリコン膜から100〜200nmの厚さで形成す
る。その上にアクリルなどの有機絶縁物材料から成る第
2の層間絶縁膜3048を形成する。また、第2の層間
絶縁膜3048として有機絶縁物材料の代わりに無機材
料を用いることもできる。無機材料としては無機SiO2や
プラズマCVD法で作製したSiO2(PCVD-SiO2)、SOG(Spi
n on Glass;塗布珪素酸化膜)等が用いられる。2つの
層間絶縁膜を形成した後にコンタクトホールを形成する
ためのエッチング工程を行う。Next, a first interlayer insulating film 3047 is formed from a silicon oxynitride film with a thickness of 100 to 200 nm. A second interlayer insulating film 3048 made of an organic insulating material such as acrylic is formed thereon. Further, as the second interlayer insulating film 3048, an inorganic material can be used instead of the organic insulating material. Inorganic materials include inorganic SiO 2 , SiO 2 (PCVD-SiO 2 ) produced by plasma CVD method, SOG (Spi
n on Glass; coated silicon oxide film) or the like is used. An etching process for forming a contact hole is performed after forming the two interlayer insulating films.
【0097】そして、駆動回路部において島状半導体層
のソース領域とコンタクトを形成するソース配線304
9、3050、ドレイン領域とコンタクトを形成するド
レイン配線3051、を形成する。また、画素部におい
ては、接続電極3052、画素電極3053、3054
を形成する(図17(A))。この接続電極3052に
より、ソース信号線3029は、書き込み用TFTと電気
的な接続が形成される。なお、画素電極3053、30
54及び保持容量は隣り合う画素のものである。Then, a source wiring 304 for forming a contact with the source region of the island-shaped semiconductor layer in the driving circuit portion.
9, 3050 and a drain wiring 3051 that forms a contact with the drain region are formed. Further, in the pixel portion, the connection electrode 3052, the pixel electrodes 3053, 3054
Are formed (FIG. 17A). By this connection electrode 3052, the source signal line 3029 is electrically connected to the writing TFT. Note that the pixel electrodes 3053 and 30
54 and the storage capacitor are for adjacent pixels.
【0098】なお、本実施例では、書き込み用TFTは、
ダブルゲート構造で示したが、シングルゲート構造やト
リプルゲート構造でも構わないし、マルチゲート構造で
も構わない。In this embodiment, the write TFT is
Although the double-gate structure is shown, a single-gate structure, a triple-gate structure, or a multi-gate structure may be used.
【0099】以上のようにして、nチャネル型TFT、p
チャネル型TFTを有する駆動回路部と、書き込み用TFT、
保持容量を有する画素部とを同一の基板上に形成するこ
とができる。本明細書中ではこのような基板をアクティ
ブマトリクス基板と呼ぶ。As described above, the n-channel TFT, p
A drive circuit unit having a channel type TFT, a writing TFT,
The pixel portion having a storage capacitor can be formed over the same substrate. In this specification, such a substrate is referred to as an active matrix substrate.
【0100】本実施例は、ブラックマトリクスを用いる
ことなく、画素電極間の隙間を遮光することができるよ
うに、画素電極の端部をソース信号線や書き込み用ゲー
ト信号線と重なるように配置されている。In this embodiment, the end portions of the pixel electrodes are arranged so as to overlap the source signal lines and the writing gate signal lines so that the gap between the pixel electrodes can be shielded without using the black matrix. ing.
【0101】また、本実施例で示す工程に従えば、アク
ティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数
を5枚(島状半導体層パターン、第1配線パターン(ソ
ース信号線、容量配線)、pチャネル領域のマスクパタ
ーン、コンタクトホールパターン、第2配線パターン
(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 process shown in this embodiment, the number of photomasks required for manufacturing the active matrix substrate is 5 (island semiconductor layer pattern, first wiring pattern (source signal line, capacitance wiring), It can be used as a mask pattern, a contact hole pattern, a second wiring pattern (including a pixel electrode and a connection electrode) of the p-channel region. As a result, the process can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
【0102】続いて、図17(A)の状態のアクティブ
マトリクス基板を得た後、アクティブマトリクス基板上
に配向膜3055を形成しラビング処理を行う。Subsequently, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 17A, an alignment film 3055 is formed on the active matrix substrate and rubbing treatment is performed.
【0103】一方、対向基板3056を用意する。対向
基板3056にはカラーフィルター層3057〜305
9、オーバーコート層3060を形成する。カラーフィ
ルター層はTFTの上方で赤色のカラーフィルター層30
57と青色のカラーフィルター層3058とを重ねて形
成し遮光膜を兼ねる構成とする。少なくともTFTと、接
続電極と画素電極との間を遮光する必要があるため、そ
れらの位置を遮光するように赤色のカラーフィルターと
青色のカラーフィルターを重ねて配置することが好まし
い。On the other hand, a counter substrate 3056 is prepared. Color filter layers 3057 to 305 are formed on the counter substrate 3056.
9. Overcoat layer 3060 is formed. The color filter layer is a red color filter layer 30 above the TFT.
57 and the blue color filter layer 3058 are formed so as to overlap with each other so as to also serve as a light shielding film. Since it is necessary to shield light from at least the TFT and between the connection electrode and the pixel electrode, it is preferable to arrange the red color filter and the blue color filter in an overlapping manner so as to shield the positions thereof.
【0104】また、接続電極3052に合わせて赤色の
カラーフィルター層3057、青色のカラーフィルター
層3058、緑色のカラーフィルター層3059とを重
ね合わせる。各色のカラーフィルターはアクリル樹脂に
顔料を混合したもので1〜3μmの厚さで形成する。こ
れは感光性材料を用い、マスクを用いて所定のパターン
に形成することができる。オーバーコート層3060は
光硬化型または熱硬化型の有機樹脂材料で形成し、例え
ば、ポリイミドやアクリル樹脂などを用いる。Further, a red color filter layer 3057, a blue color filter layer 3058, and a green color filter layer 3059 are overlapped with each other in accordance with the connection electrode 3052. The color filter for each color is made of acrylic resin mixed with a pigment and is formed with a thickness of 1 to 3 μm. This can be formed into a predetermined pattern using a mask using a photosensitive material. The overcoat layer 3060 is formed of a photo-curing or thermosetting organic resin material, for example, polyimide or acrylic resin is used.
【0105】スペーサの配置は任意に決定すれば良い。
例えば、ここでは図示しないが接続電極上の液晶材料中
に配置すると良い。また、スペーサは駆動回路部の全面
に渡って配置しても良いし、ソース配線およびドレイン
配線を覆うようにして配置しても良い。The arrangement of the spacers may be determined arbitrarily.
For example, although not shown here, it may be arranged in the liquid crystal material on the connection electrode. Further, the spacer may be arranged over the entire surface of the driving circuit portion, or may be arranged so as to cover the source wiring and the drain wiring.
【0106】オーバーコート層3060を形成した後、
対向電極3061をパターニング形成し、配向膜306
2を形成した後ラビング処理を行う。After forming the overcoat layer 3060,
The counter electrode 3061 is patterned to form the alignment film 306.
After forming 2, the rubbing process is performed.
【0107】そして、画素部と駆動回路部及びメモリセ
ルが形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板と
をシール剤3064で貼り合わせる。シール剤3064
にはフィラーが混入されていて、このフィラーとスペー
サによって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせ
られる。その後、両基板の間に液晶材料3063を注入
し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液晶
材料3063には公知の液晶材料を用いれば良い。この
ようにして図17(B)に示すアクティブマトリクス型
液晶表示装置が完成する。Then, the active matrix substrate in which the pixel portion, the driving circuit portion, and the memory cell are formed is attached to the counter substrate with a sealant 3064. Sealant 3064
Contains a filler, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the spacer. After that, a liquid crystal material 3063 is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material 3063. Thus, the active matrix type liquid crystal display device shown in FIG. 17B is completed.
【0108】実施例ではCMOS構成のTFTを示したが、こ
のようなTFTを使って図6で示すようなメモリセルを形
成することができる。Although the TFT having the CMOS structure is shown in the embodiment, such a TFT can be used to form a memory cell as shown in FIG.
【0109】なお、上記の行程により作成されるアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置におけるTFTはトップゲ
ート構造をとっているが、ボトムゲート構造のTFTやそ
の他の構造のTFTに対しても本実施例は容易に適用され
得る。
(実施例3)本実施例において、実施例2において示し
た液晶表示装置とは異なり、反射型の液晶表示装置に本
発明を使用した場合の作製工程の一例を示す。Although the TFT in the active matrix type liquid crystal display device manufactured by the above process has a top gate structure, this embodiment is easy for a bottom gate structure TFT and other structure TFTs. Can be applied to. (Embodiment 3) In this embodiment, an example of a manufacturing process when the present invention is used for a reflective liquid crystal display device, which is different from the liquid crystal display device shown in Embodiment 2, will be described.
【0110】実施例2に従い、図18(A)に示すアク
ティブマトリクス基板(図17(A)と同様)を作製す
る。続いて、第3の層間絶縁膜3201として、樹脂膜
を形成した後、画素電極部にコンタクトホールを開口
し、反射電極3202を形成する。反射電極3202と
しては、Al、Agを主成分とする膜、あるいはそれらの積
層膜等の、反射性に優れた材料を用いることが望まし
い。According to the second embodiment, the active matrix substrate shown in FIG. 18A (similar to FIG. 17A) is manufactured. Subsequently, after forming a resin film as the third interlayer insulating film 3201, a contact hole is opened in the pixel electrode portion and a reflective electrode 3202 is formed. As the reflective electrode 3202, it is desirable to use a material having excellent reflectivity, such as a film containing Al or Ag as a main component, or a laminated film thereof.
【0111】一方、対向基板3056を用意する。対向
基板3056には、本実施例においては対向電極320
5をパターニングして形成している。対向電極3205
は、透明導電膜として形成する。透明導電膜としては、
酸化インジウムと酸化スズとの化合物(ITOと呼ばれ
る)または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物からな
る材料を用いることが出来る。On the other hand, a counter substrate 3056 is prepared. The counter substrate 3056 has a counter electrode 320 in this embodiment.
5 is formed by patterning. Counter electrode 3205
Is formed as a transparent conductive film. As the transparent conductive film,
A material composed of a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide can be used.
【0112】特に図示していないが、カラー液晶表示装
置の作成の際には、カラーフィルタ層を形成する。この
とき、隣接した色の異なるカラーフィルタ層を重ねて形
成し、TFT部分の遮光膜を兼ねる構成とすると良い。Although not particularly shown, a color filter layer is formed when the color liquid crystal display device is manufactured. At this time, it is preferable that adjacent color filter layers of different colors are formed to overlap each other so as to also serve as the light shielding film of the TFT portion.
【0113】その後、アクティブマトリクス基板および
対向基板に、配向膜3203および3204を形成し、
ラビング処理を行う。Then, alignment films 3203 and 3204 are formed on the active matrix substrate and the counter substrate,
Perform rubbing treatment.
【0114】そして、画素部と駆動回路部が形成された
アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤32
06で貼り合わせる。シール剤3206にはフィラーが
混入されていて、このフィラーとスペーサによって均一
な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その
後、両基板の間に液晶材料3207を注入し、封止剤
(図示せず)によって完全に封止する。液晶材料320
7には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして
図18(B)に示す反射型の液晶表示装置が完成する。Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the drive circuit portion are formed and the counter substrate are sealed with a sealant 32.
Stick together at 06. A filler is mixed in the sealant 3206, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the spacer. After that, a liquid crystal material 3207 is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). Liquid crystal material 320
A known liquid crystal material may be used for 7. Thus, the reflective liquid crystal display device shown in FIG. 18B is completed.
【0115】また、画素の半分を反射電極、残る半分を
透明電極とした、半透過型の表示装置として作製する場
合にも、本発明は容易に適用することが出来る。
(実施例4)本発明の実施例1において図6で示したフ
レームメモリとは異なる構成のフレームメモリを図19
に基づいて説明する。なお、説明の便宜上前記の実施例
1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材に関し
ては同一の符号にし、その説明を省略する。Further, the present invention can be easily applied to the case of manufacturing a semi-transmissive display device in which half of the pixels are reflective electrodes and the other half are transparent electrodes. (Embodiment 4) FIG. 19 shows a frame memory having a different configuration from the frame memory shown in FIG. 6 in Embodiment 1 of the present invention.
It will be described based on. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0116】本実施例の液晶表示装置におけるフレーム
メモリは、図19に示すように、DRAMの構造を有してい
る。実施例1と同様、フレームメモリのメモリ容量は下
記の条件を満たす。The frame memory in the liquid crystal display device of this embodiment has a DRAM structure as shown in FIG. Similar to the first embodiment, the memory capacity of the frame memory satisfies the following conditions.
【0117】メモリ容量≧画素数×階調数×色数
ここで色数はRGBカラーでは3、単色カラー及び白黒で
は1である。また、階調数はビット数で表しているの
で、256階調で8、64階調では6、8階調では3で
ある。Memory capacity ≧ number of pixels × number of gradations × number of colors Here, the number of colors is 3 for RGB colors and 1 for monochrome colors and black and white. Since the number of gradations is represented by the number of bits, it is 8 for 256 gradations, 6 for 64 gradations, and 3 for 8 gradations.
【0118】上記のメモリ用トランジスタ601におけ
るソース電極はデータ線303に接続される一方、ゲー
ト電極はワード線302に接続される。The source electrode of the memory transistor 601 is connected to the data line 303, while the gate electrode is connected to the word line 302.
【0119】また、メモリ用トランジスタ601のドレ
イン電極がデータ保持容量602に接続される。そして
ワード線302に所定の電圧を印加することでメモリ用
トランジスタ601がONし、データ線303に供給され
る表示用データがデータ保持容量602に記憶される。
また、読み出しも同様にワード線302に所定の電圧を
引加するとメモリ用トランジスタ601がONし、データ
保持容量602に記憶されている表示用データがデータ
線303を通して読み出される。The drain electrode of the memory transistor 601 is connected to the data storage capacitor 602. Then, by applying a predetermined voltage to the word line 302, the memory transistor 601 is turned on, and the display data supplied to the data line 303 is stored in the data holding capacitor 602.
Similarly, in reading, when a predetermined voltage is applied to the word line 302, the memory transistor 601 is turned on and the display data stored in the data holding capacitor 602 is read out through the data line 303.
【0120】ここでフレームメモリに十分な容量があれ
ば通常のDRAMに必要なリフレッシュ回路を不要とするこ
とができる。なぜなら本実施例ではフレームメモリの一
部分を使用して1フレーム期間の1/z(zは全フレー
ムメモリ容量を単位フレームで割ったもの)ごとに表示
用データが読み出し及び再書き込みを行うためである。If the frame memory has a sufficient capacity, the refresh circuit required for a normal DRAM can be eliminated. This is because, in the present embodiment, the display data is read and rewritten every 1 / z (z is the total frame memory capacity divided by the unit frame) of one frame period using a part of the frame memory. .
【0121】本実施例は実施例1〜実施例3と自由に組
み合わせて実施することができる。
(実施例5)本発明では、液晶を用いた表示装置の代わ
りに発光素子を用いた表示装置を用いることもできる。
本明細書では、発光素子とは、流れる電流に応じた輝度
で発光する素子や、印加された電圧に応じた輝度で発光
する素子を示すものとする。本発明の表示装置の各画素
に配置する発光素子としては、OLEDや、電子源素子を用
いた素子等、電流が流れることによって各画素を発光状
態とする素子を自由に用いることができる。This embodiment can be implemented by freely combining with Embodiments 1 to 3. (Embodiment 5) In the present invention, a display device using a light emitting element can be used instead of the display device using liquid crystal.
In this specification, a light emitting element refers to an element which emits light with a luminance corresponding to a flowing current or an element which emits light with a luminance corresponding to an applied voltage. As a light emitting element arranged in each pixel of the display device of the present invention, an element such as an OLED or an element using an electron source element, which causes each pixel to emit light when a current flows, can be freely used.
【0122】本実施例では、本発明の表示装置の各画素
に配置する発光素子を、MIM型の電子源素子を用いた素
子とし、表示装置を作成した例を示す。In this embodiment, an example in which a light emitting element arranged in each pixel of the display device of the present invention is an element using an MIM type electron source element and a display device is prepared is shown.
【0123】MIM型の電子源素子は、素子の微細化が可
能で、均一な特性の素子を作製することが可能で、ま
た、低電圧で駆動可能という点で注目されている。The MIM type electron source element is drawing attention because it can be miniaturized, an element having uniform characteristics can be manufactured, and it can be driven at a low voltage.
【0124】図21に、本発明の表示装置の画素の構成
を示す断面図を示す。FIG. 21 is a sectional view showing the structure of a pixel of the display device of the present invention.
【0125】なお、画素構成としては、図20で示すよ
うに、スイッチングトランジスタ711、駆動トランジ
スタ713と電子源素子703と保持容量715の構成
となっている。ゲート線718に信号が入力されてスイ
ッチングトランジスタ711がONすると、ソース線7
16の信号が駆動トランジスタ713のゲートに入力さ
れて駆動トランジスタ713がONされる。そして電源線
717の電位が電子源素子703に印加されて発光す
る。As shown in FIG. 20, the pixel structure has a switching transistor 711, a driving transistor 713, an electron source element 703, and a storage capacitor 715. When a signal is input to the gate line 718 and the switching transistor 711 is turned on, the source line 7
The 16 signal is input to the gate of the drive transistor 713 and the drive transistor 713 is turned on. Then, the potential of the power supply line 717 is applied to the electron source element 703 to emit light.
【0126】保持容量715はゲート線718の信号が
切れても、ここに電荷が残っている間は駆動トランジス
タ713を動かす働きをする。但し、この容量は回路内
に発生する寄生容量でも代用ができるので必ずしも必要
ではない。The storage capacitor 715 functions to move the driving transistor 713 while charge remains in the gate line 718 even if the signal on the gate line 718 is cut off. However, this capacitance is not always necessary because the parasitic capacitance generated in the circuit can be substituted.
【0127】図21では、スイッチング素子として機能
するスイッチングトランジスタ711、駆動トランジス
タ713、保持容量715及び発光素子の断面図を示
す。なお、スイッチングトランジスタ711、駆動トラ
ンジスタ713を、TFTを用いて作製した例を示す。FIG. 21 shows a cross-sectional view of the switching transistor 711 functioning as a switching element, the driving transistor 713, the storage capacitor 715 and the light emitting element. Note that an example in which the switching transistor 711 and the driving transistor 713 are manufactured using a TFT is shown.
【0128】図21において、絶縁表面を有する基板7
20上にスイッチングトランジスタ711、駆動トラン
ジスタ713、保持容量715、電子源素子737が形
成されている。電子源素子737は、絶縁体によって形
成された層間膜736上に、下部電極738と、上部電
極743と、下部電極738と上記電極743との間に
挟まれた絶縁膜739とによって構成される。ここで、
726はゲート絶縁膜、733は層間膜、741は保護
絶縁層、740aはコンタクト電極、740bは上部電
極バスライン、742は保護電極である。In FIG. 21, a substrate 7 having an insulating surface is provided.
A switching transistor 711, a drive transistor 713, a storage capacitor 715, and an electron source element 737 are formed on the semiconductor device 20. The electron source element 737 is composed of a lower electrode 738, an upper electrode 743, and an insulating film 739 sandwiched between the lower electrode 738 and the electrode 743 on the interlayer film 736 formed of an insulator. . here,
726 is a gate insulating film, 733 is an interlayer film, 741 is a protective insulating layer, 740a is a contact electrode, 740b is an upper electrode bus line, and 742 is a protective electrode.
【0129】スイッチングトランジスタ711のゲート
電極730は、走査線(図示せず)に接続されている。
スイッチングトランジスタ711の不純物領域724
は、信号線734に接続され、不純物領域725は、駆
動トランジスタ713のゲート電極731及び保持容量
715の一方の電極732に接続されている。保持容量
715のもう一方の電極729は、電源線W(図示せ
ず)に接続されている。駆動トランジスタ713の不純
物領域727は、電源線W(図示せず)に接続されてい
る。駆動トランジスタ713の不純物領域728は、電
極735に接続されている。電極735は、電子源素子
737の下部電極738に接続されている。電子源素子
737の上部電極743は、コンタクト電極740a及
び上部電極バスライン740bを介して、全ての画素に
おいて一定の電位が与えられている。The gate electrode 730 of the switching transistor 711 is connected to the scanning line (not shown).
Impurity region 724 of switching transistor 711
Is connected to the signal line 734, and the impurity region 725 is connected to the gate electrode 731 of the driving transistor 713 and one electrode 732 of the storage capacitor 715. The other electrode 729 of the storage capacitor 715 is connected to the power supply line W (not shown). The impurity region 727 of the drive transistor 713 is connected to the power supply line W (not shown). The impurity region 728 of the driving transistor 713 is connected to the electrode 735. The electrode 735 is connected to the lower electrode 738 of the electron source element 737. The upper electrode 743 of the electron source element 737 is given a constant potential in all pixels via the contact electrode 740a and the upper electrode bus line 740b.
【0130】ここで、不純物領域とは、TFTのソース領
域またはドレイン領域に相当する。なお、不純物領域7
24がソース領域の場合、不純物領域725はドレイン
領域に相当し、不純物領域724がドレイン領域の場
合、不純物領域725はソース領域に相当する。同様
に、不純物領域727がソース領域の場合、不純物領域
728はドレイン領域に相当し、不純物領域727がド
レイン領域の場合、不純物領域728はソース領域に相
当する。Here, the impurity region corresponds to the source region or the drain region of the TFT. The impurity region 7
When 24 is the source region, the impurity region 725 corresponds to the drain region, and when the impurity region 724 is the drain region, the impurity region 725 corresponds to the source region. Similarly, when the impurity region 727 is a source region, the impurity region 728 corresponds to a drain region, and when the impurity region 727 is a drain region, the impurity region 728 corresponds to a source region.
【0131】図21では、画素電極が下部電極738と
なっているが、画素電極を上部電極とする構成でも構わ
ない。このとき、下部電極には全ての画素において一定
の電位が与えられている。Although the pixel electrode is the lower electrode 738 in FIG. 21, the pixel electrode may be the upper electrode. At this time, a constant potential is applied to the lower electrode in all pixels.
【0132】基板720の前記電子源素子737が設け
られた面と対向するように基板744が設けられる。な
お、基板744は透光性を有する。基板744上には、
前記電子源素子737の電子放出領域749と向かい合
うように蛍光体745が配置されている。蛍光体745
の周囲には、ブラックマトリクス748が配置されてい
る。なお、蛍光体745の表面は、メタルバック層74
6が形成されている。基板720と基板744の間74
7は、真空に保たれている。A substrate 744 is provided so as to face the surface of the substrate 720 on which the electron source element 737 is provided. Note that the substrate 744 has a light-transmitting property. On the substrate 744,
A phosphor 745 is disposed to face the electron emission region 749 of the electron source element 737. Phosphor 745
A black matrix 748 is arranged around the. It should be noted that the surface of the phosphor 745 has a metal back layer 74.
6 is formed. Between the substrate 720 and the substrate 744 74
7 is kept in a vacuum.
【0133】スイッチングトランジスタ711、駆動ト
ランジスタ713及び保持容量715を作製する手法
は、公知の手法を自由に用いれば良い。また、これらの
TFTが形成されたら、絶縁体によって構成された層間膜
736を形成し、その上に電子源素子を形成する。この
際、層間膜733及び736として、スイッチングトラ
ンジスタ711、駆動トランジスタ713、保持容量7
15、配線735等による凹凸を十分緩和し、平坦な面
が得られるような材質及び厚さを選択する必要がある。As a method of manufacturing the switching transistor 711, the drive transistor 713, and the storage capacitor 715, a known method may be freely used. Also these
After the TFT is formed, an interlayer film 736 made of an insulator is formed, and an electron source element is formed thereon. At this time, as the interlayer films 733 and 736, the switching transistor 711, the driving transistor 713, and the storage capacitor 7 are used.
15, it is necessary to select the material and thickness that can sufficiently reduce the unevenness due to the wirings 735 and the like and obtain a flat surface.
【0134】平坦化された絶縁表面上に電子源素子73
7を形成する。なお、電子源素子を形成する以前に、平
坦化された層間膜736に、駆動用TFT713の配線7
35につながるコンタクトホールを作製しておき、下部
電極形成と同時に、下部電極と駆動用TFT713の配線
735との接続をとっても良い。電子源素子737の作
製方法は、公知の手法を用いれば良い。The electron source element 73 is formed on the flattened insulating surface.
Form 7. The wiring 7 of the driving TFT 713 is formed on the flattened interlayer film 736 before the electron source element is formed.
It is also possible to make a contact hole connected to the lower electrode 35 and connect the lower electrode to the wiring 735 of the driving TFT 713 at the same time when the lower electrode is formed. As a method for manufacturing the electron source element 737, a known method may be used.
【0135】ここで、電子源素子737の下部電極73
8を、画素のTFT(スイッチングトランジスタ711、
駆動トランジスタ713)の遮光膜として利用すること
が可能である。Here, the lower electrode 73 of the electron source element 737 is used.
8 is a pixel TFT (switching transistor 711,
It can be used as a light-shielding film of the driving transistor 713).
【0136】なお、必ずしも電子源素子を、画素を構成
するTFT(スイッチングトランジスタ711、駆動トラ
ンジスタ713)と重ねて配置する必要はない。Note that the electron source element does not necessarily have to be arranged so as to overlap with the TFT (switching transistor 711, drive transistor 713) that constitutes a pixel.
【0137】上部電極743と下部電極738の間に電
圧を印加することによって、この絶縁膜739に、ホッ
トキャリアが注入される。この注入されたホットキャリ
アのうち、上部電極743の材料の仕事関数より大きな
エネルギーをもつホットキャリアは、上部電極743を
通過し真空中に放出される。By applying a voltage between the upper electrode 743 and the lower electrode 738, hot carriers are injected into this insulating film 739. Among the injected hot carriers, hot carriers having an energy larger than the work function of the material of the upper electrode 743 pass through the upper electrode 743 and are discharged into a vacuum.
【0138】こうして、真空中に放出された電子はメタ
ルバック層746と上部電極743間の電圧によって真
空に保たれた747中を加速される。加速された電子
は、基板744に設けられた蛍光体745に、メタルバ
ック層746を介して入射される。こうして、電子が入
射した領域の蛍光体745は発光する。Thus, the electrons emitted into the vacuum are accelerated in the vacuum maintained 747 by the voltage between the metal back layer 746 and the upper electrode 743. The accelerated electrons are incident on the phosphor 745 provided on the substrate 744 via the metal back layer 746. In this way, the phosphor 745 in the region where the electrons are incident emits light.
【0139】本実施例に示した構成の画素を有する表示
装置では、各画素のTFTと重ねて電子源素子を配置して
いるので、微細な画素を形成することが可能である。In the display device having the pixel having the structure shown in this embodiment, since the electron source element is arranged so as to overlap the TFT of each pixel, it is possible to form a fine pixel.
【0140】本実施例においては、表示部分に液晶を用
いた実施例と同様に、画素及び駆動回路、メモリセルを
一体形成することができ、このことによってメモリから
の読み出し速度が早く、信号のノイズの影響が少なく、
消費電力の低減された表示装置が提供される。In this embodiment, similarly to the embodiment using the liquid crystal in the display portion, the pixel, the driving circuit and the memory cell can be integrally formed, which makes the reading speed from the memory fast and the signal Less affected by noise,
A display device with reduced power consumption is provided.
【0141】なお、本実施例においては、図21に示し
たような構成のMIM型電子源素子を用いて表示を行う表
示装置(FED)を例に示したが、その他の構成を有するM
IM型電子源素子や、MIM型以外の構造を有する電子源素
子など、公知のあらゆる構成の電子源素子に本発明を適
用することができる。また、本実施例は実施例1もしく
は実施例4と自由に組み合わせて実施することができ
る。
(実施例6)本発明での実施例5とは異なる構成の、液
晶を用いた表示装置の代わりに発光素子を用いた表示装
置について説明する。In the present embodiment, the display device (FED) for displaying by using the MIM type electron source element having the structure as shown in FIG. 21 is shown as an example.
The present invention can be applied to any known electron source element such as an IM type electron source element and an electron source element having a structure other than the MIM type. In addition, this embodiment can be implemented by freely combining with Embodiment 1 or Embodiment 4. (Embodiment 6) A display device using a light emitting element instead of the display device using liquid crystal, which has a structure different from that of the embodiment 5 of the present invention, will be described.
【0142】ここでは発光素子としては、OLED(Organi
c Light Emitting Diode)を用いた例を挙げる。なお本
明細書中において、OLEDは、陽極と、陰極と、陽極と陰
極に間に挟まれた有機化合物層とを有する構成である。
陽極と陰極がそれぞれ第1の電極及び第2の電極に対応
し、これらの電極間に電圧を印加することによって、OL
EDは発光する。Here, as the light emitting element, an OLED (Organi
c Light Emitting Diode). In this specification, the OLED has a configuration including an anode, a cathode, and an organic compound layer sandwiched between the anode and the cathode.
The anode and the cathode correspond to the first electrode and the second electrode, respectively, and by applying a voltage between these electrodes, the OL
The ED emits light.
【0143】有機化合物層は通常、積層構造である。代
表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTang
らが提案した「正孔輸送層/発光層/電子輸送層」とい
う積層構造が挙げられる。また他にも、陽極上に正孔注
入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、または正孔注
入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の
順に積層する構造でも良い。発光層に対して蛍光性色素
等をドーピングしても良い。The organic compound layer usually has a laminated structure. Typically, Tang from the Kodak Eastman Company
The layered structure of "hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer" proposed by them is mentioned. In addition, a hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer or a hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer are laminated in this order on the anode. The structure is fine. You may dope a fluorescent dye etc. with respect to a light emitting layer.
【0144】本明細書において陰極と陽極の間に設けら
れる全ての層を総称して有機化合物層と呼ぶ。よって上
述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、
電子注入層等は、全て有機化合物層に含まれる。In this specification, all layers provided between the cathode and the anode are collectively referred to as an organic compound layer. Therefore, the above-mentioned hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer,
The electron injection layer and the like are all included in the organic compound layer.
【0145】上記構造でなる有機化合物層に、一対の電
極(陽極及び陰極)から所定の電圧をかけると、発光層
においてキャリアの再結合が起こって発光する。なお本
明細書においてOLEDを発光させることを、OLEDを駆動さ
せると呼ぶ。When a predetermined voltage is applied to the organic compound layer having the above structure from a pair of electrodes (anode and cathode), carriers are recombined in the light emitting layer to emit light. In this specification, making the OLED emit light is called driving the OLED.
【0146】なお、本明細書中においては、OLEDは、一
重項励起子からの発光(蛍光)を利用するものでも、三
重項励起子からの発光(燐光)を利用するものでも、ど
ちらでも良い。In the present specification, the OLED may use either light emission (fluorescence) from singlet excitons or light emission (phosphorescence) from triplet excitons. .
【0147】また、OLEDの有機化合物層としては、低分
子材料、高分子材料、中分子材料のいずれの材料であっ
ても良い。The organic compound layer of the OLED may be any of low molecular weight material, high molecular weight material and medium molecular weight material.
【0148】なお、本明細書中において、中分子材料と
は、昇華性を有さず、連鎖する分子の長さが、10μm
以下のものとする。In the present specification, the medium molecular material does not have sublimability and the length of chained molecules is 10 μm.
The following shall apply.
【0149】本実施例では、本発明の表示装置の画素部
とその周辺に設けられる駆動回路部を同時に作製する方
法について説明する。ここで、画素部とその周辺に設け
られる駆動回路部とを構成するトランジスタは、TFTで
ある場合の例を示す。また、各画素が有する発光素子
は、OLEDである場合の例を示す。In this embodiment, a method for simultaneously manufacturing a pixel portion of a display device of the present invention and a driver circuit portion provided around the pixel portion will be described. Here, an example in which the transistors included in the pixel portion and the driver circuit portion provided around the pixel portion are TFTs is shown. In addition, an example in which the light emitting element included in each pixel is an OLED is shown.
【0150】また、各画素の構成は、図20において示
した構成とする例を示す。ここでは電子源素子703の
代わりにOLEDを用いるとする。但し、説明を簡単にする
ために、駆動回路部に関しては基本単位であるCMOS回路
を図示することとする。また、画素部を構成するトラン
ジスタとして、スイッチングトランジスタ及び駆動トラ
ンジスタを示す。The configuration of each pixel is the example shown in FIG. Here, an OLED is used instead of the electron source element 703. However, in order to simplify the description, a CMOS circuit, which is a basic unit for the drive circuit unit, is illustrated. In addition, a switching transistor and a driving transistor are shown as transistors included in the pixel portion.
【0151】まず、図22(A)に示すように、コーニ
ング社の#7059ガラスや#1737ガラスなどに代
表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホ
ウケイ酸ガラスなどのガラスから成る基板5001上に
酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコ
ン膜などの絶縁膜から成る下地膜5002を形成する。
例えば、プラズマCVD法でSiH4、NH3、N2Oか
ら作製される酸化窒化シリコン膜5002aを10〜2
00nm(好ましくは50〜100nm)形成し、同様にS
iH4、N2Oから作製される酸化窒化水素化シリコン膜
5002bを50〜200nm(好ましくは100〜15
0nm)の厚さに積層形成する。本実施例では下地膜50
02を2層構造として示したが、前記絶縁膜の単層膜ま
たは2層以上積層させた構造として形成しても良い。First, as shown in FIG. 22A, a substrate 5001 made of glass such as barium borosilicate glass typified by Corning # 7059 glass or # 1737 glass or aluminoborosilicate glass is oxidized. A base film 5002 made of an insulating film such as a silicon film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed.
For example, if the silicon oxynitride film 5002a made of SiH 4 , NH 3 , and N 2 O is formed by the plasma CVD method to 10 to 2
00 nm (preferably 50 to 100 nm), and similarly S
A silicon oxynitride hydride film 5002b made of iH 4 and N 2 O is formed to have a thickness of 50 to 200 nm (preferably 100 to 15 nm).
It is laminated to a thickness of 0 nm). In this embodiment, the base film 50
Although 02 is shown as a two-layer structure, it may be formed as a single layer film of the insulating film or a structure in which two or more layers are laminated.
【0152】島状半導体層5003〜5006は、非晶
質構造を有する半導体膜をレーザー結晶化法や公知の熱
結晶化法を用いて作製した結晶質半導体膜で形成する。
この島状半導体層5003〜5006の厚さは25〜8
0nm(好ましくは30〜60nm)の厚さで形成する。結
晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコ
ンまたはシリコンゲルマニウム(SiGe)合金などで形成
すると良い。The island-shaped semiconductor layers 5003 to 5006 are formed of a crystalline semiconductor film which is a semiconductor film having an amorphous structure and is formed by a laser crystallization method or a known thermal crystallization method.
The island-shaped semiconductor layers 5003 to 5006 have a thickness of 25 to 8
It is formed with a thickness of 0 nm (preferably 30 to 60 nm). Although the material of the crystalline semiconductor film is not limited, it is preferably formed of silicon or a silicon germanium (SiGe) alloy.
【0153】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振型のエキシマレ
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半導体膜に照
射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適
宣選択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場
合はパルス発振周波数30[Hz]とし、レーザーエネルギ
ー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜3
00mJ/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1〜10kHz
とし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm2
(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そし
て幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に集
光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時の
線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)を
80〜98%として行う。To form a crystalline semiconductor film by the laser crystallization method, a pulse oscillation type or continuous oscillation type excimer laser, YAG laser, or YVO 4 laser is used. When these lasers are used, it is preferable to use a method in which laser light emitted from a laser oscillator is linearly condensed by an optical system and is applied to a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When using an excimer laser, the pulse oscillation frequency is 30 [Hz] and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 3).
00 mJ / cm 2 ). When a YAG laser is used, its second harmonic is used and the pulse oscillation frequency is 1 to 10 kHz.
And the laser energy density is 300 to 600 mJ / cm 2
(Typically 350 to 500 mJ / cm 2 ) is good. Then, laser light linearly condensed with a width of 100 to 1000 μm, for example 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the overlapping ratio (overlap ratio) of the linear laser light at this time is set to 80 to 98%.
【0154】次いで、島状半導体層5003〜5006
を覆うゲート絶縁膜5007を形成する。ゲート絶縁膜
5007はプラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚
さを40〜150nmとしてシリコンを含む絶縁膜で形成
する。本実施例では、120nmの厚さで酸化窒化シリコ
ン膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化
窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコン
を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良
い。例えば、酸化シリコン膜を用いる場合には、プラズ
マCVD法でTEOS(Tetraethyl Orthosilicate)とO2
とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400
℃とし、高周波(13.56MHz)、電力密度0.5〜
0.8W/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できる。Next, island-shaped semiconductor layers 5003 to 5006
A gate insulating film 5007 is formed to cover. The gate insulating film 5007 is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 40 to 150 nm by a plasma CVD method or a sputtering method. In this embodiment, the silicon oxynitride film is formed to a thickness of 120 nm. Of course, 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 laminated structure. For example, when a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) and O 2 are formed by the plasma CVD method.
And are mixed, reaction pressure 40 Pa, substrate temperature 300 to 400
℃, high frequency (13.56MHz), power density 0.5 ~
It can be formed by discharging at 0.8 W / cm 2 . The silicon oxide film produced in this way is
Good characteristics as a gate insulating film can be obtained by thermal annealing at ˜500 ° C.
【0155】そして、ゲート絶縁膜5007上にゲート
電極を形成するための第1の導電膜5008と第2の導
電膜5009とを形成する。本実施例では、第1の導電
膜5008をTaで50〜100nmの厚さに形成し、第2
の導電膜5009をWで100〜300nmの厚さに形成
する。Then, a first conductive film 5008 and a second conductive film 5009 for forming a gate electrode are formed over the gate insulating film 5007. In this embodiment, the first conductive film 5008 is formed of Ta to a thickness of 50 to 100 nm, and the second conductive film 5008 is formed.
The conductive film 5009 is formed of W to a thickness of 100 to 300 nm.
【0156】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20μΩcm程度でありゲート電極に使用することが
出来るが、β相のTa膜の抵抗率は180μΩcm程度であ
りゲート電極とするには不向きである。α相のTa膜を形
成するために、Taのα相に近い結晶構造をもつ窒化タン
タルを10〜50nm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できる。The Ta film is formed by sputtering, and the Ta target is Ar.
It is formed by sputtering. In this case, when an appropriate amount of Xe or Kr is added to Ar, the internal stress of the Ta film can be relaxed and the film peeling can be prevented. Further, the resistivity of the α-phase Ta film is about 20 μΩcm and it can be used for the gate electrode, but the resistivity of the β-phase Ta film is about 180 μΩcm, which is not suitable for the gate electrode. To form an α-phase Ta film, an α-phase Ta film can be easily obtained by forming tantalum nitride having a crystal structure close to that of Ta α-phase with a thickness of about 10 to 50 nm on the underlayer of Ta. be able to.
【0157】W膜を形成する場合には、Wをターゲットと
したスパッタ法で形成する。その他に6フッ化タングス
テン(WF6)を用いる熱CVD法で形成することも出来る。
いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵
抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩcm以下
にすることが望ましい。W膜は結晶粒を大きくすること
で低抵抗率化を図ることが出来るが、W中に酸素などの
不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化す
る。このことより、スパッタ法による場合、純度99.
9999%のWターゲットを用い、さらに成膜時に気相
中からの不純物の混入がないように十分配慮してW膜を
形成することにより、抵抗率9〜20μΩcmを実現する
ことが出来る。When a W film is formed, it is formed by a sputtering method with W as a target. Alternatively, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ).
In any case, it is necessary to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode, and it is desirable that the resistivity of the W film be 20 μΩcm or less. The W film can be made to have a low resistivity by enlarging the crystal grains, but when W contains many impurity elements such as oxygen, crystallization is hindered and the resistance becomes high. From this, in the case of the sputtering method, the purity is 99.
A resistivity of 9 to 20 .mu..OMEGA.cm can be realized by using a W target of 9999% and forming a W film with sufficient consideration so that impurities are not mixed from the vapor phase during film formation.
【0158】なお、本実施例では、第1の導電膜500
8をTa、第2の導電膜5009をWとしたが、特に限
定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、Cuなどから選
ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料も
しくは化合物材料で形成しても良い。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
わせの一例で望ましいものとしては、第1の導電膜50
08を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜5
009をWとする組み合わせ、第1の導電膜5008を
窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜5009
をAlとする組み合わせ、第1の導電膜5008を窒化タ
ンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜5009をCuと
する組み合わせが挙げられる。Note that in this embodiment, the first conductive film 500 is used.
Although 8 is Ta and the second conductive film 5009 is W, it is not particularly limited, and any of them is an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu, or an alloy containing the above element as a main component. It may be formed of a material or a compound material. Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. A desirable example of another combination other than this embodiment is the first conductive film 50.
08 is formed of tantalum nitride (TaN), and the second conductive film 5
009 as W, the first conductive film 5008 is formed of tantalum nitride (TaN), and the second conductive film 5009 is formed.
And Al as the first conductive film 5008 made of tantalum nitride (TaN) and the second conductive film 5009 as Cu.
【0159】次に、レジストによりマスク5010〜5
015を形成し、電極及び配線を形成するための第1の
エッチング処理を行う。本実施例ではICP(Inductively
Coupled Plasma:誘導結合型プラズマ)エッチング法
を用い、エッチング用ガスにCF4とCl2を混合し、1Paの
圧力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)
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100WのRF(13.56MHz)電力を投
入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。CF4
とCl2を混合した場合にはW膜及びTa膜とも同程度にエッ
チングされる。Next, masks 5010 to 5 are formed by resist.
015 is formed, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. In this embodiment, ICP (Inductively
Coupled Plasma: Inductively coupled plasma etching method is used, CF 4 and Cl 2 are mixed in an etching gas, and RF of 500 W (13.56 MHz) is applied to a coil type electrode at a pressure of 1 Pa.
Power is supplied to generate plasma. 100 W RF (13.56 MHz) power is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. CF 4
When Cl and Cl 2 are mixed, the W film and the Ta film are etched to the same extent.
【0160】上記エッチング条件では、レジストによる
マスクの形状を適したものとすることにより、基板側に
印加するバイアス電圧の効果により第1の導電層及び第
2の導電層の端部がテーパー形状となる。テーパー部の
角度は15〜45°となる。ゲート絶縁膜上に残渣を残
すことなくエッチングするためには、10〜20%程度
の割合でエッチング時間を増加させると良い。W膜に対
する酸化窒化シリコン膜の選択比は2〜4(代表的には
3)であるので、オーバーエッチング処理により、酸化
窒化シリコン膜が露出した面は20〜50nm程度エッチ
ングされることになる。こうして、第1のエッチング処
理により第1の導電層と第2の導電層から成る第1の形
状の導電層5017〜5022(第1の導電層5017
a〜5022aと第2の導電層5017b〜5022
b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜5007にお
いては、第1の形状の導電層5017〜5022で覆わ
れない領域は20〜50nm程度エッチングされ薄くなっ
た領域5016が形成される。(図22(B))
続いて、図22(C)に示すように、レジストマスクは
除去しないまま、第2のエッチング処理を行う。エッチ
ングガスにCF4とCl2とO2とを用い、W膜を選択的にエッ
チングする。この時、第2のエッチング処理により第2
の形状の導電層5024〜5029(第1の導電層50
24a〜5029aと第2の導電層5024b〜502
9b)を形成する。このとき、ゲート絶縁膜5007に
おいては、第2の形状の導電層5024〜5029で覆
われない領域はさらに20〜50nm程度エッチングされ
薄くなった領域5023が形成される。Under the above etching conditions, by appropriately adjusting the shape of the mask made of resist, the ends of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. Become. The angle of the taper portion is 15 to 45 °. In order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%. Since the selection ratio of the silicon oxynitride film to the W film is 2 to 4 (typically 3), the surface where the silicon oxynitride film is exposed is etched by about 20 to 50 nm by the overetching process. Thus, the first shape conductive layers 5017 to 5022 (first conductive layer 5017) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment.
a-5022a and second conductive layers 5017b-5022
b) is formed. At this time, in the gate insulating film 5007, regions that are not covered with the first shape conductive layers 5017 to 5022 are etched by about 20 to 50 nm to form thin regions 5016. (FIG. 22 (B)) Subsequently, as shown in FIG. 22 (C), a second etching process is performed without removing the resist mask. CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as an etching gas, and the W film is selectively etched. At this time, the second etching process
Shaped conductive layers 5024 to 5029 (first conductive layer 50
24a to 5029a and second conductive layers 5024b to 502
9b) is formed. At this time, in the gate insulating film 5007, regions which are not covered with the second shape conductive layers 5024 to 5029 are further etched by about 20 to 50 nm to form thin regions 5023.
【0161】W膜やTa膜のCF4とCl2の混合ガスによるエ
ッチング反応は、生成されるラジカルまたはイオン種と
反応生成物の蒸気圧から推測することが出来る。WとTa
のフッ化物と塩化物の蒸気圧を比較すると、Wのフッ化
物であるWF6が極端に高く、その他のWCl5、TaF5、TaCl5
は同程度である。従って、CF4とCl2の混合ガスではW膜
及びTa膜共にエッチングされる。しかし、この混合ガス
に適量のO2を添加するとCF4とO2が反応してCOとFにな
り、FラジカルまたはFイオンが多量に発生する。その結
果、フッ化物の蒸気圧が高いW膜のエッチング速度が増
大する。一方、TaはFが増大しても相対的にエッチング
速度の増加は少ない。また、TaはWに比較して酸化され
やすいので、O2を添加することでTaの表面が酸化され
る。Taの酸化物はフッ素や塩素と反応しないためさらに
Ta膜のエッチング速度は低下する。従って、W膜とTa膜
とのエッチング速度に差を作ることが可能となりW膜の
エッチング速度をTa膜よりも大きくすることが可能とな
る。The etching reaction of the W film or the Ta film with the mixed gas of CF 4 and Cl 2 can be estimated from the radical or ionic species generated and the vapor pressure of the reaction product. W and Ta
Comparing the vapor pressures of the fluorides and chlorides of W, the fluoride of W, WF 6, is extremely high, and the other WCl 5 , TaF 5 , TaCl 5
Are about the same. Therefore, the W film and the Ta film are both etched by the mixed gas of CF 4 and Cl 2 . However, when an appropriate amount of O 2 is added to this mixed gas, CF 4 and O 2 react to form CO and F, and a large amount of F radicals or F ions are generated. As a result, the etching rate of the W film having a high fluoride vapor pressure is increased. On the other hand, Ta has a relatively small increase in etching rate even if F increases. Further, since Ta is more easily oxidized than W, the surface of Ta is oxidized by adding O 2 . Further, since Ta oxide does not react with fluorine or chlorine,
The etching rate of the Ta film decreases. Therefore, it is possible to make a difference in the etching rate between the W film and the Ta film, and it is possible to make the etching rate of the W film higher than that of the Ta film.
【0162】そして、第1のドーピング処理を行いn型
を付与する不純物元素を添加する。ドーピングの方法は
イオンドープ法もしくはイオン注入法で行えば良い。イ
オンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5×10
14atoms/cm2とし、加速電圧を60〜100keVとして行
う。n型を付与する不純物元素として15族に属する元
素、典型的にはリン(P)または砒素(As)を用いる
が、ここではリン(P)を用いる。この場合、導電層5
024〜5029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5030
〜5033が形成される。第1の不純物領域5030〜
5033には1×1020〜1×1021atoms/cm3の濃度
範囲でn型を付与する不純物元素を添加する。(図22
(C))
そして、図23(A)に示すように第2のドーピング処
理を行う。この時、液晶プロセスの場合と同様、p型TF
Tとスイッチングトランジスタ及び駆動トランジスタは
レジストマスク5034〜5036で覆う。ただし、ス
イッチングトランジスタでは全てレジストマスクで覆わ
ずに、外側の部分は開けてドーピングを行う。第2のド
ーピング処理は、第1のドーピング処理よりもドーズ量
を下げて高い加速電圧の条件としてn型を付与する不純
物元素をドーピングする。例えば、加速電圧を70〜1
20keVとし、1×1013atoms/cm2のドーズ量で行い、
図22(C)で島状半導体層に形成された第1の不純物
領域5030〜5033に新たな不純物領域5037、
5038を形成する。ドーピングは、第2の形状の導電
層5024を不純物元素に対するマスクとして用い、マ
スクで覆われていないところの第1の導電層5024a
の下側の領域にも不純物元素が添加されるようにドーピ
ングする。こうして、第3の不純物領域5039が形成
される。この第2の不純物領域5039に添加されたリ
ン(P)の濃度は、第1の導電層5024aのテーパー
部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有している。な
お、第1の導電層5024aのテーパー部と重なる半導
体層において、第1の導電層5024aのテーパー部の
端部から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなって
いるものの、ほぼ同程度の濃度である。Then, a first doping process is performed to add an impurity element imparting n-type. The doping method may be an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 13 to 5 × 10 5.
14 atoms / cm 2 and accelerating voltage of 60 to 100 keV. An element belonging to Group 15 is used as the impurity element imparting n-type, typically phosphorus (P) or arsenic (As), but phosphorus (P) is used here. In this case, the conductive layer 5
024 to 5029 serve as a mask for the impurity element imparting n-type, and the first impurity region 5030 is self-aligned.
~ 5033 are formed. First impurity region 5030 to
5033 is added with an impurity element imparting n-type in a concentration range of 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 . (Fig. 22
(C)) Then, as shown in FIG. 23A, a second doping process is performed. At this time, as in the case of the liquid crystal process, p-type TF
T, the switching transistor, and the driving transistor are covered with resist masks 5034 to 5036. However, the switching transistor is not entirely covered with the resist mask, and the outer portion is opened to perform doping. In the second doping process, the dose amount is made lower than that in the first doping process, and an impurity element imparting n-type is doped under the condition of a high acceleration voltage. For example, the acceleration voltage is 70 to 1
20 keV, with a dose of 1 × 10 13 atoms / cm 2 ,
New impurity regions 5037 are formed in the first impurity regions 5030 to 5033 formed in the island-shaped semiconductor layer in FIG.
Forming 5038. In the doping, the second shape conductive layer 5024 is used as a mask for the impurity element, and the first conductive layer 5024a which is not covered with the mask is used.
Doping is performed so that the impurity element is also added to the lower region. Thus, the third impurity region 5039 is formed. The concentration of phosphorus (P) added to the second impurity region 5039 has a gentle concentration gradient according to the film thickness of the tapered portion of the first conductive layer 5024a. Note that in the semiconductor layer which overlaps with the tapered portion of the first conductive layer 5024a, the impurity concentration is slightly lower inward from the end portion of the tapered portion of the first conductive layer 5024a, but the impurity concentration is almost the same. Is.
【0163】そして、図23(B)に示すように、pチ
ャネル型TFTを形成する島状半導体層5004、500
6に第1の導電型とは逆の導電型の第4の不純物領域5
042、5043を形成する。第2の形状の導電層50
25b、5028bを不純物元素に対するマスクとして
用い、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、
nチャネル型TFTを形成する島状半導体層5003、お
よびスイッチングトランジスタ5005はレジストマス
ク5040、5041で全面を被覆しておく。ドーピン
グは、第2の形状の導電層5025、5028を不純物
元素に対するマスクとして用い、レジストマスクで覆わ
れていないところの第1の導電層5025a、5028
aの下側の領域の半導体層にも不純物元素が添加される
ようにドーピングする。こうして、第5の不純物領域5
044、5045が形成される。不純物領域5042と
5043にはそれぞれリンが添加されているが、ジボラ
ン(B2H6)を用いたイオンドープ法で形成し、そのいず
れの領域においても不純物濃度が2×1020〜2×10
21atoms/cm3となるようにする。Then, as shown in FIG. 23B, island-shaped semiconductor layers 5004 and 500 forming a p-channel TFT.
6 is a fourth impurity region 5 having a conductivity type opposite to that of the first conductivity type.
042 and 5043 are formed. Second shape conductive layer 50
25b and 5028b are used as masks against the impurity element to form the impurity regions in a self-aligned manner. At this time,
The entire surface of the island-shaped semiconductor layer 5003 forming the n-channel TFT and the switching transistor 5005 are covered with resist masks 5040 and 5041. In the doping, the second shape conductive layers 5025 and 5028 are used as a mask for the impurity element, and the first conductive layers 5025a and 5028 which are not covered with the resist mask are used.
Doping is performed so that the impurity element is also added to the semiconductor layer in the region under a. Thus, the fifth impurity region 5
044 and 5045 are formed. Although phosphorus is added to each of the impurity regions 5042 and 5043, the impurity regions 5042 and 5043 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ), and the impurity concentration in each of the regions is 2 × 10 20 to 2 × 10.
It should be 21 atoms / cm 3 .
【0164】以上までの工程でそれぞれの島状半導体層
に不純物領域が形成される。島状半導体層と重なる第2
の形状の導電層5024〜5028がゲート電極として
機能する。また、5029は島状の映像信号入力線とし
て機能する。Impurity regions are formed in the respective island-shaped semiconductor layers by the above steps. Second that overlaps with the island-shaped semiconductor layer
The conductive layers 5024 to 5028 in the shape of the above function as gate electrodes. Further, 5029 functions as an island-shaped video signal input line.
【0165】レジストマスク5040、5041を除去
した後、導電型の制御を目的として、それぞれの島状半
導体層に添加された不純物元素を活性化する工程を行
う。この工程はファーネスアニール炉を用いる熱アニー
ル法で行う。その他に、レーザーアニール法、またはラ
ピッドサーマルアニール法(RTA法)を適用することが
出来る。熱アニール法では酸素濃度が1ppm以下、好ま
しくは0.1ppm以下の窒素雰囲気中で400〜700
℃、代表的には500〜600℃で行うものであり、本
実施例では500℃で4時間の熱処理を行う。ただし、
第2の形状の導電層5024〜5029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5046(シリコンを主成分とする)を形成した後で
活性化を行うことが好ましい。After removing the resist masks 5040 and 5041, a step of activating the impurity elements added to the respective island-shaped semiconductor layers is performed for the purpose of controlling the conductivity type. This step is performed by a thermal annealing method using a furnace annealing furnace. In addition, a laser annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA method) can be applied. In the thermal annealing method, the oxygen concentration is 400 to 700 in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.
C., typically 500 to 600.degree. C., and in this embodiment, heat treatment is performed at 500.degree. C. for 4 hours. However,
When the wiring material used for the second shape conductive layers 5024 to 5029 is weak to heat, activation is performed after forming an interlayer insulating film 5046 (having silicon as a main component) to protect the wiring and the like. It is preferable.
【0166】さらに、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行
い、島状半導体層を水素化する工程を行う。この工程は
熱的に励起された水素により半導体層のダングリングボ
ンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、
プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を用い
る)を行っても良い。Further, a step of hydrogenating the island-shaped semiconductor layer is performed by performing heat treatment at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours in an atmosphere containing hydrogen of 3 to 100%. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer by thermally excited hydrogen. As another means of hydrogenation,
Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed.
【0167】次いで、図23(C)に示すように、第1
の層間絶縁膜5046を酸化窒化シリコン膜から100
〜200nmの厚さで形成する。その上に絶縁物材料から
成る第2の層間絶縁膜5047を形成した後、第1の層
間絶縁膜5046、第2の層間絶縁膜5047、および
ゲート絶縁膜5007に対してコンタクトホールを形成
し、各配線(接続配線、信号線を含む)5048〜50
53、5055をパターニング形成した後、接続配線5
053に接する画素電極5054をパターニング形成す
る。Then, as shown in FIG. 23C, the first
The interlayer insulating film 5046 is formed from a silicon oxynitride film by 100
It is formed to a thickness of 200 nm. After forming a second interlayer insulating film 5047 made of an insulating material on it, contact holes are formed in the first interlayer insulating film 5046, the second interlayer insulating film 5047, and the gate insulating film 5007. Each wiring (including connection wiring and signal line) 5048 to 50
After forming 53 and 5055 by patterning, the connection wiring 5
The pixel electrode 5054 in contact with 053 is formed by patterning.
【0168】第2の層間絶縁膜5047としては、有機
樹脂を材料とする膜を用い、その有機樹脂としてはポリ
イミド、ポリアミド、アクリル、BCB(ベンゾシクロブ
テン)等を使用することが出来る。特に、第2の層間絶
縁膜5047は平坦化の意味合いが強いので、平坦性に
優れたアクリルが好ましい。As the second interlayer insulating film 5047, a film made of an organic resin can be used, and as the organic resin, polyimide, polyamide, acrylic, BCB (benzocyclobutene) or the like can be used. In particular, since the second interlayer insulating film 5047 has a strong implication of flattening, acrylic having excellent flatness is preferable.
【0169】また、第2の層間絶縁膜5047として無
機材料を用いることもできる。特にこの場合、無機材料
を用いることで吸湿によるOLED材料の劣化を防ぐことが
でき好ましい。無機材料としては無機SiO2やPCVD-Si
O2、SOG等が用いられる。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SOG膜を形成す
る。An inorganic material can also be used as the second interlayer insulating film 5047. Particularly in this case, it is preferable to use an inorganic material because the OLED material can be prevented from deteriorating due to moisture absorption. Inorganic materials such as inorganic SiO 2 and PCVD-Si
O 2 , SOG, etc. are used. In this embodiment, the SOG film is formed with a film thickness capable of sufficiently flattening the step formed by the TFT.
【0170】コンタクトホールの形成は、ドライエッチ
ングまたはウエットエッチングを用い、n型の不純物領
域またはp型の不純物領域に達するコンタクトホール、
配線に達するコンタクトホール、電源線に達するコンタ
クトホール(図示せず)、およびゲート電極に達するコ
ンタクトホール(図示せず)をそれぞれ形成する。The contact holes are formed by dry etching or wet etching to reach the n-type impurity region or the p-type impurity region,
A contact hole reaching the wiring, a contact hole (not shown) reaching the power supply line, and a contact hole (not shown) reaching the gate electrode are formed, respectively.
【0171】また、配線(接続配線)5048〜505
3、5055として、Ti膜を100nm、Tiを含むアルミ
ニウム膜を300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で連続
形成した3層構造の積層膜を所望の形状にパターニング
したものを用いる。勿論、他の導電膜を用いても良い。Wiring (connection wiring) 5048 to 505
As 3, 5055, a laminated film having a three-layer structure in which a Ti film having a thickness of 100 nm, an aluminum film containing Ti of 300 nm, and a Ti film having a thickness of 150 nm are continuously formed by a sputtering method is patterned into a desired shape. Of course, another conductive film may be used.
【0172】また、本実施例では、画素電極5054と
してITO膜を110nmの厚さに形成し、パターニングを
行った。画素電極5054を接続配線5053と接して
重なるように配置することでコンタクトを取っている。
また、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)
を混合した透明導電膜を用いても良い。この画素電極5
054がOLEDの陽極となる。(図24(A))
次に、図24(B)に示すように、珪素を含む絶縁膜
(本実施例では無機SiO2膜)を500nmの厚さに形成
し、画素電極5054に対応する位置に開口部を形成し
て、バンクとして機能する第3の層間絶縁膜5056を
形成する。開口部を形成する際、ウエットエッチング法
を用いることで容易にテーパー形状の側壁とすることが
出来る。開口部の側壁が十分になだらかでないと段差に
起因する有機化合物層の劣化が顕著な問題となってしま
うため、注意が必要である。第2の層間絶縁膜5047
と第3の層間絶縁膜5056の組み合わせとしては、
PCVD-SiO2とPCVD-SiO2、SOGとSOG、SOG上のPCVD-Si
O2とPCVD-SiO2、アクリルとアクリル、アクリル上
のSiO2とPCVD-SiO2、PCVD-SiO2とアクリルなどが良
い。Further, in this example, an ITO film was formed as the pixel electrode 5054 to a thickness of 110 nm and patterned. Contact is made by arranging the pixel electrode 5054 so as to be in contact with and overlap with the connection wiring 5053.
In addition, 2 to 20% zinc oxide (ZnO) in indium oxide
You may use the transparent conductive film which mixed. This pixel electrode 5
054 becomes the anode of OLED. (FIG. 24 (A)) Next, as shown in FIG. 24 (B), an insulating film containing silicon (inorganic SiO 2 film in this embodiment) is formed to a thickness of 500 nm to correspond to the pixel electrode 5054. An opening is formed at the position and a third interlayer insulating film 5056 which functions as a bank is formed. By using a wet etching method when forming the opening, it is possible to easily form a tapered side wall. If the side wall of the opening is not sufficiently gentle, the deterioration of the organic compound layer due to the step difference becomes a significant problem, so caution is required. Second interlayer insulating film 5047
And a third interlayer insulating film 5056,
PCVD-SiO 2 and PCVD-SiO 2 , SOG and SOG, PCVD-Si on SOG
O 2 and PCVD-SiO 2 , acrylic and acrylic, SiO 2 and PCVD-SiO 2 on acrylic, and PCVD-SiO 2 and acrylic are good.
【0173】次に、有機化合物層5057および陰極
(MgAg電極)5058を、真空蒸着法を用いて大気解放
しないで連続形成する。なお、有機化合物層5057の
膜厚は80〜200nm(典型的には100〜120n
m)、陰極5058の厚さは180〜300nm(典型的
には200〜250nm)とすれば良い。Next, an organic compound layer 5057 and a cathode (MgAg electrode) 5058 are continuously formed by a vacuum evaporation method without exposing to the atmosphere. The thickness of the organic compound layer 5057 is 80 to 200 nm (typically 100 to 120 n).
m) and the thickness of the cathode 5058 may be 180 to 300 nm (typically 200 to 250 nm).
【0174】この工程では、赤色に対応する画素、緑色
に対応する画素および青色に対応する画素に対して順
次、有機化合物層および陰極を形成する。但し、有機化
合物層は溶液に対する耐性に乏しいためフォトリソグラ
フィ技術を用いずに各色個別に形成しなくてはならな
い。そこでメタルマスクを用いて所望の画素以外を隠
し、必要箇所だけ選択的に有機化合物層および陰極を形
成するのが好ましい。In this step, the organic compound layer and the cathode are sequentially formed on the pixel corresponding to red, the pixel corresponding to green, and the pixel corresponding to blue. However, since the organic compound layer has poor resistance to a solution, it must be formed individually for each color without using a photolithography technique. Therefore, it is preferable to hide a portion other than a desired pixel by using a metal mask and selectively form the organic compound layer and the cathode only in a necessary portion.
【0175】即ち、まず赤色に対応する画素以外を全て
隠すマスクをセットし、そのマスクを用いて赤色発光の
有機化合物層を選択的に形成する。次いで、緑色に対応
する画素以外を全て隠すマスクをセットし、そのマスク
を用いて緑色発光の有機化合物層を選択的に形成する。
次いで、同様に青色に対応する画素以外を全て隠すマス
クをセットし、そのマスクを用いて青色発光の有機化合
物層を選択的に形成する。なお、ここでは全て異なるマ
スクを用いるように記載しているが、同じマスクを使い
まわしても構わない。That is, first, a mask for covering all pixels except for the pixels corresponding to red color is set, and the organic compound layer for red light emission is selectively formed using the mask. Next, a mask which hides all pixels except the pixel corresponding to green is set, and the organic compound layer for green light emission is selectively formed using the mask.
Next, similarly, a mask for hiding all the pixels other than the pixels corresponding to blue is set, and the organic compound layer for blue light emission is selectively formed using the mask. Note that although different masks are used here, the same mask may be used again.
【0176】ここではRGBに対応した3種類のOLEDを形
成する方式を用いたが、白色発光のOLEDとカラーフィル
タを組み合わせた方式、青色または青緑発光のOLEDと蛍
光体(蛍光性の色変換層:CCM)とを組み合わせた方
式、陰極(対向電極)に透明電極を利用してRGBに対応
したOLEDを重ねる方式などを用いても良い。Although a method of forming three types of OLEDs corresponding to RGB is used here, a method of combining a white light emitting OLED and a color filter, a blue or blue green light emitting OLED and a phosphor (fluorescent color conversion). Layer: CCM) may be combined, a method in which a transparent electrode is used as a cathode (counter electrode), and an OLED corresponding to RGB may be stacked.
【0177】なお、有機化合物層5057としては公知
の材料を用いることが出来る。公知の材料としては、駆
動電圧を考慮すると有機材料を用いるのが好ましい。例
えば正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子注入層
でなる4層構造を有機化合物層とすれば良い。Known materials can be used for the organic compound layer 5057. As a known material, it is preferable to use an organic material in consideration of driving voltage. For example, a four-layer structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron injection layer may be used as the organic compound layer.
【0178】次に、同じゲート信号線にゲート電極が接
続されたスイッチングトランジスタを有する画素(同じ
ラインの画素)上に、メタルマスクを用いて陰極505
8を形成する。なお本実施例では陰極5058としてMg
Agを用いたが、本発明はこれに限定されない。陰極50
58として他の公知の材料を用いても良い。Next, a metal mask is used to form a cathode 505 on a pixel (pixel on the same line) having a switching transistor whose gate electrode is connected to the same gate signal line.
8 is formed. In this embodiment, Mg is used as the cathode 5058.
Although Ag is used, the present invention is not limited to this. Cathode 50
Other known materials may be used as 58.
【0179】最後に、窒化珪素膜でなるパッシベーショ
ン膜5059を300nmの厚さに形成する。パッシベー
ション膜5059を形成しておくことで、有機化合物層
5057を水分等から保護することができ、OLEDの信頼
性をさらに高めることが出来る。Finally, a passivation film 5059 made of a silicon nitride film is formed to a thickness of 300 nm. By forming the passivation film 5059, the organic compound layer 5057 can be protected from moisture and the like, and the reliability of the OLED can be further improved.
【0180】こうして図24(B)に示すような構造の
OLED表示装置が完成する。なお、本実施例におけるOLED
表示装置の作製工程においては、回路の構成および工程
の関係上、ゲート電極を形成している材料であるTa、W
によって映像信号入力線を形成し、ドレイン・ソース電
極を形成している配線材料であるAlによってゲート信号
線を形成しているが、異なる材料を用いても良い。Thus, the structure shown in FIG.
The OLED display device is completed. In addition, the OLED in this embodiment
In the manufacturing process of the display device, Ta, W which is the material forming the gate electrode is taken into consideration due to the circuit configuration and the process.
The video signal input line is formed by and the gate signal line is formed by Al, which is the wiring material forming the drain / source electrodes, but different materials may be used.
【0181】ところで、本実施例のOLED表示装置は、画
素部だけでなく駆動回路部にも最適な構造のTFTを配置
することにより、非常に高い信頼性を示し、動作特性も
向上しうる。また結晶化工程においてNiなどの金属触媒
を添加し、結晶性を高めることも可能である。それによ
って、信号線駆動回路の駆動周波数を10MHz以上にす
ることが可能である。By the way, in the OLED display device of the present embodiment, by arranging the TFT having the optimum structure not only in the pixel portion but also in the driving circuit portion, it is possible to exhibit extremely high reliability and improve the operating characteristics. It is also possible to add a metal catalyst such as Ni in the crystallization step to enhance the crystallinity. Thereby, the drive frequency of the signal line drive circuit can be set to 10 MHz or higher.
【0182】まず、極力動作速度を落とさないようにホ
ットキャリア注入を低減させる構造を有するTFTを、駆
動回路部を形成するCMOS回路のnチャネル型TFTとして
用いる。First, a TFT having a structure for reducing hot carrier injection so as not to slow down the operating speed as much as possible is used as an n-channel TFT of a CMOS circuit forming a drive circuit portion.
【0183】本実施例の場合、nチャネル型TFTの活性
層は、ソース領域、ドレイン領域、ゲート絶縁膜を間に
挟んでゲート電極と重なるオーバーラップLDD領域(L
OV領域)、ゲート絶縁膜を間に挟んでゲート電極と重な
らないオフセットLDD領域(LOFF領域)およびチャネル
形成領域を含む。In the case of this embodiment, the active layer of the n-channel TFT is the overlap LDD region (L) which overlaps with the gate electrode with the source region, the drain region and the gate insulating film interposed therebetween.
OV region), an offset LDD region (L OFF region) that does not overlap the gate electrode with a gate insulating film interposed therebetween, and a channel formation region.
【0184】また、CMOS回路のpチャネル型TFTは、ホ
ットキャリア注入による劣化が殆ど気にならないので、
特にLDD領域を設けなくても良い。勿論、nチャネル型T
FTと同様にLDD領域を設け、ホットキャリア対策を講じ
ることも可能である。In the p-channel TFT of the CMOS circuit, deterioration due to hot carrier injection is hardly noticeable, so
In particular, the LDD region may not be provided. Of course, n-channel type T
Like the FT, it is possible to provide an LDD area and take measures against hot carriers.
【0185】その他、駆動回路において、チャネル形成
領域を双方向に電流が流れるようなCMOS回路、即ち、ソ
ース領域とドレイン領域の役割が入れ替わるようなCMOS
回路が用いられる場合、CMOS回路を形成するnチャネル
型TFTは、チャネル形成領域の両サイドにチャネル形成
領域を挟む形でLDD領域を形成することが好ましい。ま
た駆動回路において、オフ電流を極力低く抑える必要の
あるCMOS回路が用いられる場合、CMOS回路を形成するn
チャネル型TFTは、LOV領域を有していることが好まし
い。In addition, in the driver circuit, a CMOS circuit in which current flows bidirectionally in the channel formation region, that is, a CMOS circuit in which the roles of the source region and the drain region are interchanged
When the circuit is used, the n-channel TFT forming the CMOS circuit preferably has LDD regions formed on both sides of the channel formation region with the channel formation region sandwiched therebetween. In addition, when a CMOS circuit that needs to keep off current as low as possible is used in the driver circuit, n
The channel TFT preferably has a L OV region.
【0186】なお、実際には図24(B)の状態まで完
成したら、さらに外気に曝されないように、気密性が高
く、脱ガスの少ない保護フィルム(ラミネートフィル
ム、紫外線硬化樹脂フィルム等)や透光性のシーリング
材でパッケージング(封入)することが好ましい。その
際、シーリング材の内部を不活性雰囲気にしたり、内部
に吸湿性材料(例えば酸化バリウム)を配置したりする
とOLEDの信頼性が向上する。When the state shown in FIG. 24 (B) is actually completed, a protective film (laminate film, UV curable resin film, etc.) having high airtightness and little degassing and a transparent film are provided so as not to be further exposed to the outside air. It is preferable to perform packaging (encapsulation) with an optical sealing material. At that time, the reliability of the OLED is improved by making the inside of the sealing material an inert atmosphere or disposing a hygroscopic material (for example, barium oxide) inside.
【0187】また、パッケージング等の処理により気密
性を高めたら、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。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表示装置という。[0187] Further, when the airtightness is enhanced by a process such as packaging, a connector (flexible printed circuit: FPC) for connecting a terminal routed from an element or a circuit formed on a substrate to an external signal terminal. Is attached to complete the product. In the present specification, a display device in such a ready-to-ship state is referred to as a display device.
【0188】また、本実施例で示す工程に従えば、表示
装置の作製に必要なフォトマスクの数を抑えることが出
来る。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出来る。Further, according to the steps shown in this embodiment, the number of photomasks required for manufacturing a display device can be suppressed. As a result, the process can be shortened, the manufacturing cost can be reduced, and the yield can be improved.
【0189】本実施例は、実施例1または実施例4と自
由に組み合わせて実施することが可能である。This embodiment can be implemented by being freely combined with Embodiment 1 or Embodiment 4.
【0190】[0190]
【発明の効果】本発明は上記構成によって、メモリから
の読み出し速度が速く、信号のノイズの影響が少なく、
小型化可能な表示装置を提供することができる。また、
実装したメモリを用いるよりも配線を簡略化できるこ
と、マージンの面積が不要になことより、より小型化が
可能である。According to the present invention, with the above configuration, the reading speed from the memory is high, the influence of signal noise is small,
A display device that can be miniaturized can be provided. Also,
Wiring can be simplified as compared with the case where the mounted memory is used, and the area of the margin is not required, so that the size can be further reduced.
【図1】 本発明の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention.
【図2】 本発明の実施の形態例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の構成を示すブロック図1。FIG. 3 is a block diagram 1 showing the configuration of the present invention.
【図4】 従来のブロック図。FIG. 4 is a conventional block diagram.
【図5】 フレームメモリの構造を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a structure of a frame memory.
【図6】 メモリセルの回路図FIG. 6 is a circuit diagram of a memory cell
【図7】 センスアンプの回路図。FIG. 7 is a circuit diagram of a sense amplifier.
【図8】 ラッチの配置図FIG. 8 is a layout diagram of a latch
【図9】 ラッチの回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of a latch.
【図10】 レベルシフタの回路図。FIG. 10 is a circuit diagram of a level shifter.
【図11】 DACの回路図。FIG. 11 is a circuit diagram of a DAC.
【図12】 電圧制御スイッチの回路図。FIG. 12 is a circuit diagram of a voltage control switch.
【図13】 画素部の構造を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a structure of a pixel portion.
【図14】 単位画素の回路図。FIG. 14 is a circuit diagram of a unit pixel.
【図15】 液晶表示部と駆動回路形成プロセス時の断
面図1。FIG. 15 is a sectional view 1 during a process of forming a liquid crystal display unit and a drive circuit.
【図16】 液晶表示部と駆動回路形成プロセス時の断
面図2。FIG. 16 is a sectional view 2 during a process of forming a liquid crystal display unit and a drive circuit.
【図17】 液晶表示部と駆動回路形成プロセス時の断
面図3。FIG. 17 is a sectional view 3 during a process of forming a liquid crystal display unit and a drive circuit.
【図18】 液晶表示部と駆動回路形成プロセス時の断
面図4。FIG. 18 is a sectional view 4 in the process of forming a liquid crystal display unit and a drive circuit.
【図19】 本発明のさらに他の実施例における液晶表
示装置のフレームメモリの構造を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a structure of a frame memory of a liquid crystal display device according to still another embodiment of the present invention.
【図20】 画素部の構造を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a structure of a pixel portion.
【図21】 MIM型の電子源素子を用いた表示装置の断
面図。FIG. 21 is a cross-sectional view of a display device using an MIM type electron source element.
【図22】 OLEDを用いた表示部と駆動回路形成プロセ
ス時の断面図1。FIG. 22 is a sectional view 1 during a process of forming a display unit and a drive circuit using OLED.
【図23】 OLEDを用いた表示部と駆動回路形成プロセ
ス時の断面図2。FIG. 23 is a cross-sectional view of a display unit using an OLED and a drive circuit forming process.
【図24】 OLEDを用いた表示部と駆動回路形成プロセ
ス時の断面図3。FIG. 24 is a cross-sectional view 3 of a display portion using OLED and a drive circuit formation process.
【図25】 本発明の構成を示すブロック図2。FIG. 25 is a block diagram 2 showing the configuration of the present invention.
【図26】 本発明の構成を示すブロック図3。FIG. 26 is a block diagram 3 showing the configuration of the present invention.
【図27】 本発明の構成を示すブロック図4。FIG. 27 is a block diagram 4 showing the configuration of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 G09G 3/20 621M 623 623F 623G 631 631A 631K 680 680G 3/22 3/22 E 3/30 3/30 J H05B 33/14 H05B 33/14 A Fターム(参考) 2H092 GA32 GA40 GA50 GA59 JA03 JA24 JA28 JA34 JA37 JA41 KA04 KA05 MA14 MA18 NA01 NA11 NA25 2H093 NA16 NC09 NC24 NC26 NC29 NC34 NC35 NC38 ND10 ND15 ND39 ND60 3K007 AB17 DB03 GA00 5C006 AC21 AC26 AF01 AF42 AF43 AF44 AF83 AF84 BB16 BC03 BC06 BC12 BC16 BC20 BC23 BF02 BF04 BF46 EB04 EB05 FA31 FA41 5C080 AA06 AA10 BB05 DD22 DD27 DD28 FF11 GG12 JJ02 JJ03 JJ06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G09G 3/20 G09G 3/20 621M 623 623F 623G 631 631A 631K 680 680G 3/22 3/22 E 3/30 3/30 J H05B 33/14 H05B 33/14 AF term (reference) 2H092 GA32 GA40 GA50 GA59 JA03 JA24 JA28 JA34 JA37 JA41 KA04 KA05 MA14 MA18 NA01 NA11 NA25 2H093 NA16 NC09 NC24 NC26 NC29 NC34 NC35 NC38 ND10 ND15 ND39 ND39 ND39 ND39 ND39 ND39 AB17 DB03 GA00 5C006 AC21 AC26 AF01 AF42 AF43 AF44 AF83 AF84 BB16 BC03 BC06 BC12 BC16 BC20 BC23 BF02 BF04 BF46 EB04 EB05 FA31 FA41 5C080 AA06 AA10 BB05 DD22 DD27 DD28 FF11 GG12 JJ02 JJ03 JJ06
Claims (26)
成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成される
メモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる駆
動回路とを有する表示装置であって、外部から入力され
るシリアルの信号データを前記メモリを介して前記複数
の画素に複数の配線でパラレルに出力することを特徴と
する表示装置。1. A display device having a plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver. A display device, wherein serial signal data input from the outside is output in parallel to the plurality of pixels via the memory through a plurality of wirings.
成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成される
メモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる駆
動回路とを有する表示装置であって、 前記複数のメモリセルに記憶されたデータをデジタル信
号として同時に読み出し、前記絶縁表面上に形成された
複数の配線を介して前記複数の画素に入力する手段を有
することを特徴とする表示装置。2. A display device having a plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver. A display device comprising means for simultaneously reading out data stored in the plurality of memory cells as a digital signal and inputting the data to the plurality of pixels via a plurality of wirings formed on the insulating surface.
成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成される
メモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる駆
動回路とを有する表示装置であって、前記駆動回路は、
前記複数のメモリセルに記憶されたデータをデジタル信
号として同時に読み出して前記絶縁表面上に形成された
複数の配線を介して出力し、前記出力されたデジタル信
号を保持し、前記保持されたデジタル信号を、同時に前
記複数の画素に入力することを特徴とする表示装置。3. A display device having a plurality of pixels formed using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver, The drive circuit is
The data stored in the plurality of memory cells are simultaneously read out as digital signals and output through a plurality of wirings formed on the insulating surface, the output digital signals are held, and the held digital signals are held. Is simultaneously input to the plurality of pixels.
成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成される
メモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる駆
動回路とを有する表示装置であって、 前記駆動回路は、前記複数のメモリセルに記憶されたデ
ータをデジタル信号として同時に読み出して前記絶縁表
面上に構成された複数の配線を介して出力し、前記出力
されたデジタル信号を保持し、前記保持されたデジタル
信号をアナログ信号に変換し、同時に複数の画素に入力
することを特徴とする表示装置。4. A display device having a plurality of pixels formed using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver. The drive circuit simultaneously reads the data stored in the plurality of memory cells as a digital signal and outputs the digital signal via a plurality of wirings formed on the insulating surface, and holds the output digital signal, A display device, which converts a held digital signal into an analog signal and inputs the analog signal to a plurality of pixels at the same time.
成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成される
メモリと、CPUとソースドライバとゲートドライバから
なる駆動回路とを有する表示装置であって、前記CPUか
ら入力されるシリアルの信号データを前記メモリを介し
て前記複数の画素に複数の配線でパラレルに出力するこ
とを特徴とする表示装置。5. A display device having a plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a CPU, a source driver and a gate driver. Then, the display device is characterized in that serial signal data input from the CPU is output in parallel to the plurality of pixels via the memory through a plurality of wirings.
前記駆動回路は前記メモリセルの複数のデータがマトリ
クス状に配置された複数の画素の1行分もしくは1列分
に同時に入力する機能を有することを特徴とする表示装
置。6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The display device has a function of simultaneously inputting a plurality of data of the memory cells to one row or one column of a plurality of pixels arranged in a matrix.
前記駆動回路は前記複数の画素の1行分もしくは1列分
のうち複数に分割した部分に同時に入力する機能を有す
ることを特徴とする表示装置。7. The method according to any one of claims 1 to 5,
The display device is characterized in that the driving circuit has a function of simultaneously inputting to a plurality of divided portions of one row or one column of the plurality of pixels.
前記ソースドライバはラッチとレベルシフタとDACから
構成されていることを特徴とする表示装置。8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The display device, wherein the source driver includes a latch, a level shifter, and a DAC.
前記ソースドライバはレベルシフタとDACから構成され
ていることを特徴とする表示装置。9. The method according to any one of claims 1 to 7,
The display device, wherein the source driver includes a level shifter and a DAC.
て、前記ソースドライバはラッチとDACから構成されて
いることを特徴とする表示装置。10. The display device according to claim 1, wherein the source driver includes a latch and a DAC.
て、前記ソースドライバはラッチとレベルシフタとDAC
から構成されており、前記複数の画素から構成されてい
る画素部に複数のDACが含まれていることを特徴とする
表示装置。11. The source driver according to claim 1, wherein the source driver includes a latch, a level shifter, and a DAC.
And a plurality of DACs are included in a pixel portion including the plurality of pixels.
て、前記DACは極性反転機能を有していることを特徴と
する表示装置。12. The display device according to claim 8, wherein the DAC has a polarity inversion function.
て、前記メモリは、少なくとも1フレーム分のデジタル
信号を記憶可能な容量を有することを特徴とする表示装
置。13. The display device according to claim 1, wherein the memory has a capacity capable of storing a digital signal for at least one frame.
て、前記メモリが、SRAMであることを特徴とする表示装
置。14. A display device according to claim 1, wherein the memory is SRAM.
て、前記メモリが、DRAMであることを特徴とする表示装
置。15. The display device according to claim 1, wherein the memory is a DRAM.
て、前記複数の画素は、それぞれ液晶表示素子を有する
表示装置。16. The display device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixels has a liquid crystal display element.
て、前記複数の画素は、それぞれOLEDを有する表示装
置。17. The display device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixels has an OLED.
て、前記複数の画素は、それぞれ電子源素子を有する表
示装置。18. The display device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixels has an electron source element.
て、前記薄膜トランジスタは、多結晶半導体薄膜を用い
て形成されることを特徴とする表示装置。19. The display device according to claim 1, wherein the thin film transistor is formed by using a polycrystalline semiconductor thin film.
て、前記薄膜トランジスタは、アモルファス半導体薄膜
を用いて形成されることを特徴とする表示装置。20. The display device according to claim 1, wherein the thin film transistor is formed using an amorphous semiconductor thin film.
形成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成され
るメモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる
駆動回路とを有し、外部から入力されるシリアルのデー
タをメモリを介して複数の画素に複数の配線でパラレル
に出力することを特徴とする表示装置の駆動方法。21. A plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a driver circuit including a source driver and a gate driver, which are input from the outside. A method for driving a display device, wherein parallel serial data is output to a plurality of pixels through a memory in parallel with a plurality of wirings.
形成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成され
るメモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる
駆動回路とを有し、前記複数のメモリセルに記憶された
データをデジタル信号として読み出し、前記複数の画素
に同時に入力することを特徴とする表示装置の駆動方
法。22. A plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver, wherein the plurality of memories are provided. A method for driving a display device, comprising: reading data stored in a cell as a digital signal and inputting the data to the plurality of pixels at the same time.
形成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成され
るメモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる
駆動回路とを有し、前記複数のメモリセルに記憶された
データをデジタル信号として読み出し、前記デジタル信
号を保持し、前記複数の画素に同時に入力することを特
徴とする表示装置の駆動方法。23. A plurality of pixels formed by using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver, wherein the plurality of memories are provided. A method for driving a display device, comprising reading out data stored in a cell as a digital signal, holding the digital signal, and inputting the digital signal to the plurality of pixels at the same time.
形成された複数の画素と、複数のメモリセルで構成され
るメモリと、ソースドライバとゲートドライバからなる
駆動回路とを有し、前記複数のメモリセルに記憶された
データをデジタル信号として読み出し、前記デジタル信
号を保持し、前記デジタル信号をアナログ信号に変換
し、前記複数の画素に同時に入力することを特徴とする
表示装置の駆動方法。24. A plurality of pixels formed using thin film transistors on an insulating surface, a memory including a plurality of memory cells, and a drive circuit including a source driver and a gate driver, wherein the plurality of memories are provided. A method for driving a display device, comprising reading data stored in a cell as a digital signal, holding the digital signal, converting the digital signal into an analog signal, and inputting the digital signal to the plurality of pixels at the same time.
いて、前記データを前記複数の画素の1行分または1列
分に入力することを特徴とする表示装置の駆動方法。25. The method for driving a display device according to claim 21, wherein the data is input to one row or one column of the plurality of pixels.
いて、前記データを前記複数の画素の1行分または1列
分をさらに複数に分割した部分に入力することを特徴と
する表示装置の駆動方法。26. The display device according to claim 21, wherein the data is input to a portion obtained by further dividing one row or one column of the plurality of pixels into a plurality of portions. Driving method.
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