JP2000206920A

JP2000206920A - 電気光学装置

Info

Publication number: JP2000206920A
Application number: JP2000047100A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Akira Mase; 晃間瀬; 正明 ▲ひろ▼木; Masaaki Hiroki; Yasuhiko Takemura; 保彦竹村
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2000-07-28
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: JP3657491B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気光学装置に用いるインバータ回路に関す
る。【解決手段】インバータのＮチャネル型薄膜トランジ
スタは、チャネル領域と、複数のＮ型の不純物領域が設
けられた半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイ
ト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記
Ｎ型の不純物の少なくとも１つと重なっているゲイト電
極とを有する。またインバータ回路のＰチャネル型薄膜
トランジスタは、チャネル領域と、複数のＰ型の不純物
領域が設けられた半導体層と、前記半導体層上に設けら
れたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられた
ゲイト電極と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】本発明は、駆動用スイッチング素子
として薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴという）を使用し
た液晶電気光学装置における画像表示方法において、特
に中間的な色調や濃淡の表現を得るための階調表示方法
に関するものである。本発明は、特に、外部からいかな
るアナログ信号をもアクティブ素子に印加することな
く、階調表示をおこなう、いわゆる完全デジタル階調表
示に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶組成物はその物質特性から、分子軸
に対して水平方向と垂直方向に誘電率が異なるため、外
部の電解に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配
列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置
は、この誘電率の異方性を利用して、光の透過光量また
は散乱量を制御することでＯＮ／ＯＦＦ、すなわち明暗
の表示をおこなっている。液晶材料としては、ＴＮ（ツ
イステッド・ネマティック）液晶、ＳＴＮ（スーパー・
ツイステッド・ネマティック）液晶、強誘電性液晶、ポ
リマー液晶あるいは分散型液晶とよばれる材料が知られ
ている。液晶は外部電圧に対して、無限に短い時間に反
応するのではなく、応答するまでにある一定の時間がか
かることが知られている。その値はそれぞれの液晶材料
に固有で、ＴＮ液晶の場合には、数１０ｍｓｅｃ、ＳＴ
Ｎ液晶の場合には数１００ｍｓｅｃ、強誘電性液晶の場
合には数１０μｓｅｃ、分散型あるいはポリマー液晶の
場合には数１０ｍｓｅｃである。

【０００３】液晶を利用した電気光学装置のうちでもっ
とも優れた画質が得られるものは、アクティブマトリク
ス方式を用いたものであった。従来のアクティブマトリ
クス型の液晶電気光学装置では、アクティブ素子として
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い、ＴＦＴにはアモル
ファスまたは多結晶型の半導体を用い、１つの画素にＰ
型またはＮ型のいずれか一方のみのタイプのＴＦＴを用
いたものであった。即ち、一般にはＮチャネル型ＴＦＴ
（ＮＴＦＴという）を画素に直列に連結している。そし
て、マトリクスの信号線に信号電圧を流し、それぞれの
信号線の直交する箇所に設けられたＴＦＴに双方から信
号が印加されるとＴＦＴがＯＮ状態となることを利用し
て液晶画素のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御するものであっ
た。このような方法によって画素の制御をおこなうこと
によって、コントラストの大きい液晶電気光学装置を実
現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクティブマトリクス方式では、明暗や色調といっ
た、階調表示をおこなうことは極めて難しかった。従
来、階調表示は液晶の光透過性が、印加される電圧の大
きさによって変わることを利用する方式が検討されてい
た。これは、例えば、マトリクス中のＴＦＴのソース・
ドレイン間に、適切な電圧を周辺回路から供給し、その
状態でゲイト電極に信号電圧を印加することによって、
液晶画素にその大きさの電圧をかけようとするものであ
った。

【０００５】しかしながら、このような方法では、例え
ば、ＴＦＴの不均質性やマトリクス配線の不均質性のた
めに、実際には液晶画素にかかる電圧は、各画素によっ
て、最低でも数％も異なってしまった。これに対し、例
えば、液晶の光透過度の電圧依存性は、極めて非線型性
が強く、ある特定の電圧で急激に光透過性が変化するた
め、たとえ数％の違いでも、光透過性が著しく異なって
しまうことがあった。例えば、ＴＮ液晶ではＯＮ／ＯＦ
Ｆ状態の中間状態の電位差は約１．２Ｖであり、１６階
調を達成せんとする場合には、７５ｍＶの精度で、電位
差を制御する必要があった。そのため、実際には１６階
調を達成することが限界であった。

【０００６】このように階調表示が困難であるというこ
とは、液晶ディスプレー装置が従来の一般的な表示装置
であるＣＲＴ（陰極線管）と競争してゆく上で極めて不
利であった。

【０００７】本発明は従来、困難であった階調表示を実
現させるための全く新しい方法を提案することを目的と
するものである。

【０００８】

【問題を解決するための手段】さて、液晶にかける電圧
をアナログ的に制御することによって、その光透過性を
制御することが可能であることを先に述べたが、本発明
人らは、液晶に電圧のかかっている時間を制御すること
によって、視覚的に階調を得ることができることを見出
した。

【０００９】例えば、代表的な液晶材料であるＴＮ（ツ
イステッド・ネマチック）液晶を用いた場合において、
例えば、図１（ａ）において、Ａで示されるような矩形
パルスを印加する場合と、Ｃで示されるような矩形パル
スを印加する場合を比べて見ると、Ａの方が明るいこと
を見出した。ここで、パルスの周期は１ｍｓｅｃとし
た。結果的には、Ａが最も明るく、以下、Ｂ、Ｃ、Ｄの
順であった。このことは全く予想外のことである。なぜ
ならば、通常の上記のＴＮ液晶材料においては、１ｍｓ
ｅｃという時間はあまりにも短く、そのような短時間に
はＴＮ液晶は反応しないのである。したがって、いずれ
の場合にも液晶はＯＮ状態を実現することは不可能なは
ずである。しかしながら、実際には液晶は中間的な濃さ
を実現できた。

【００１０】その具体的な原理についてはまだ詳細にわ
かっていない。しかしながら、本発明人らは、この現象
を利用して階調表現が可能であることを見いだしたので
ある。すなわち、液晶材料が反応しないような周期で液
晶材料にパルスを印加するときにパルスの幅を制御する
ことによって、中間的な明るさをデジタル制御で実現す
ることが、まさに本発明の特徴とするものである。本発
明人らの研究の結果、このような中間的な濃度を得るた
めのパルスの周期はＴＮ液晶の場合には１０ｍｓｅｃ以
下が必要であることがわかった。

【００１１】ここで、パルスの周期という語句につい
て、その意味を明確にする。すなわち、この場合には、
複数のパルスを連続的に液晶に印加するのであるが、こ
の場合のパルスの周期とは、１つのパルスが始まってか
ら、次のパルスが始まるまでの間の時間のことをいう。
したがって、パルスの繰り返し周波数の逆数となる。ま
た、パルス幅とは、パルスが電圧状態にある時間のこと
をいう。したがって、図１において、例えばＣのパルス
列の場合には、Ｔがパルスの周期であり、τがパルス幅
である。

【００１２】同様な効果は、ＳＴＮ液晶においても、強
誘電性液晶においても、また、ポリマー液晶あるいは分
散型液晶においても見られた。いずれも、その応答時間
よりも短い周期のパルスを加えることによって、中間的
な色調が得られることが明らかになった。すなわち、Ｓ
ＴＮ液晶においては、１００ｍｓｅｃ以下、のぞましく
は１０ｍｓｅｃ以下、強誘電性液晶においては１０μｓ
ｅｃ以下、のぞましくは１μｓｅｃ以下、ポリマー液晶
あるいは分散型液晶においては１０ｍｓｅｃ以下、のぞ
ましくは１ｍｓｅｃ以下の周期のパルスを加えることに
よって、階調表示が得られた。

【００１３】通常は、テレビ等の画像では１秒間に３０
枚の静止画が次々に繰り出されて動画を形成する。した
がって、１枚の静止画が継続する時間は約３０ｍｓｅｃ
である。この時間は人間の目にはあまりにも早すぎて、
文字通り『目にも止まらない』時間であり、結果とし
て、視覚的には静止画を１枚１枚識別することはできな
い。ともかく、通常の動画を得るには、１枚の静止画は
長くても１００ｍｓｅｃ以上継続することはできない。

【００１４】本発明を利用して２５６階調の階調表示を
おこなうとすれば、例えば、Ｔ＝３ｍｓｅｃとすれば、
この３ｍｓｅｃの時間を、少なくとも２５６分割しうる
パルス電圧印加方法を、画素に電圧を印加する方法とし
て採用する必要がある。すなわち、最短で３ｍｓｅｃ／
２５６＝１１．７μｓｅｃのパルス状の電圧が画素にか
かるような回路を組む必要がある。実際には、図３に示
すように、パルスのデューティー比τ／Ｔと液晶画素の
光透過性は非線型的な関係であり、２５６階調を得るた
めには、さらに、パルスのデューティー比を細かく制御
することが必要である。

【００１５】しかも、実際の画像表示をおこなう場合に
は、他の画素も考慮しなければならない。実際の画像表
示装置では、例えば４００行もの行がある。すなわち、
後に述べるように、マトリクスのアクティブ素子は１０
０ｎｓｅｃという極短応答性が求められる。そこで、そ
のような短時間応答性を有する回路の例を図４に示し、
以下、その説明をする。

【００１６】図４は本発明を実施するために必要な液晶
表示装置のアクティブマトリクスの回路の例を示す。本
発明では、アクティブ素子は１００ｎｓｅｃ以下の短時
間で応答することが要求されるので高速動作する回路を
組む必要がある。そのためには従来のようにＮＴＦＴあ
るいはＰＴＦＴだけでスイッチングをおこなうのではな
く、図４に示されるようにＮＴＦＴとＰＴＦＴとが相補
的に動作するように構成された、インバータ型の回路を
用いることが必要である。

【００１７】この例ではＮ×Ｍのマトリクスの例を示し
たものであるが、煩雑さをさけるために、そのうちのｎ
行ｍ列近傍のみを示した。これと同じものを上下左右に
展開すれば完全なものが得られる。

【００１８】図４には、４つのインバータ回路が描かれ
ている。各インバータ回路は少なくとも１つのＮＴＦＴ
と少なくとも１つのＰＴＦＴから構成される。ＴＦＴの
数は、不良が存在した場合に備えて、さらに増やしても
構わない。この回路では、ＮＴＦＴとＰＴＦＴのゲイト
電極が信号線Ｘ_nに接続され、また、このＮＴＦＴとＰ
ＴＦＴのソースあるいはドレインの一方は互いに接続さ
れ、これは画素Ｚ_n,mの電極に接続される。そして、こ
のＮＴＦＴおよびＰＴＦＴの他方のソースあるいはドレ
インは、それぞれ、信号線Ｙ _mとＹ_mに接続されてい
る。以下では、信号線Ｘ_1,Ｘ_2,..Ｘ_Nを、集合的に、あ
るいは個別にＸ線とよび、信号線Ｙ_1,Ｙ_2, _..Ｙ_Mを、集
合的に、あるいは個別にＹ線とよぶ。また、図では画素
のキャパシタと並列に人為的にキャパシタが挿入されて
いる。このとき挿入されたキャパシタは自然放電によっ
て、画素の電圧が低下する速度を減速せしめる作用を有
する。画素の電圧の降下は画素のばらつきによって決定
されるものであるので、特に本発明のように、画素に印
加される電圧が一定のものとして階調表示をおこなおう
とする発明においては、画質の低下を招くものである。
しかしながら、このように画素に並列にキャパシタを挿
入することにより、画素のばらつきによる電圧降下は著
しく抑えることができ、高画質を得ることができる。

【００１９】次に、このような回路を用いた場合の回路
の動作例を図１（ｂ）および図２を用いて説明する。こ
のマトリクス回路は図１（ａ）に示されるようなパルス
状の電圧を液晶セルに印加するように動作する必要があ
る。そこで、このようなパルスを発生するためにＸ線お
よびＹ線に印加される信号電圧の概要を図１（ｂ）に示
す。例として、４００×６４０のマトリクスを考える。

【００２０】Ｘ線に印加される信号は、例えばＸ_n線の
場合は、Ｖ（Ｘ_n）で示されるが、これは、周期Ｔで繰
り返されるひとまとまりのパルスの中に、実は２５６個
のパルス（以下、サブパルスという）が含まれており、
さらにその２５６個のサブパルスのそれぞれは、４００
個の要素が入ったパルス列から構成されていることがわ
かる。ここで、４００という数字はマトリクスの行数で
ある。したがって、Ｘ線に印加されるパルスの最小単位
はＴ＝３ｍｓｅｃとすれば、２９ｎｓｅｃである。

【００２１】一方、Ｙ線には、時間Ｔ／２５６の間に、
図のＶ（Ｙ₁）、Ｖ（Ｙ_m）、Ｖ（Ｙ_m+1）、Ｖ（Ｙ
₄₀₀）で示されるようなパルスが、それぞれのタイミン
グをずらして印加される。このパルスは、上記Ｘ線に印
加されるパルスの最小単位パルスよりもさらに短い必要
がある。結局、時間Ｔの間には、各Ｙ線には、２５６回
パルスが印加される。さらに、信号線Ｙ_mと対に設けら
れた信号線Ｙ _mには、図１（Ｃ）に示されるように、信
号線Ｙ_mに印加される信号を補完するような信号が印加
される。以下の説明では、いちいち、Ｙ _mの信号につい
ては説明しなくとも、Ｙ_mの信号を補完するような（逆
相の）信号が加えられるものとする。

【００２２】次に、実際の回路の動作を図２に基づいて
説明する。まず、第１のサブパルスがそれぞれのＸ線に
印加される。当然のことながら、これらのサブパルスは
Ｘ線ごとに異なる。一方、Ｙ線には、先に述べたよう
に、パルスが最初にＹ₁、次にＹ₂というように順々に
印加されてゆく。まず、パルスがＹ₁に印加されたとき
を考える。このとき、画素Ｚ_1,1に接続されている、ア
クティブ素子はＯＦＦ状態となる。すなわち、Ｙ₁は電
圧状態（Ｖ_H）であり、かつＹ ₁は電圧状態でない（Ｖ
_L）ので、ＰＴＦＴとＮＴＦＴはインバータとして動作
する状態になる。さらにインバータの入力Ｘ₁はＶ_Hで
あるから、出力は反転してＶ_Lとなる。次いで、Ｙ₂に
電圧が加わるのであるが、このとき、画素Ｚ_1,2には電
圧のかかった状態となる。すなわち、インバータの入力
Ｘ₁はＶ_Lであるからである。そして、その後、Ｘ₁は
Ｖ_Lを保ったまま、Ｙ₂はＶ_LにＹ ₂はＶ_Hに信号が反
転する。すると、ＰＴＦＴとＮＴＦＴはインバータでは
なく、バッファーとして機能する。そして、このとき、
Ｘ₁はＶ_Lであるので、この回路は動作せず、したがっ
て、液晶セルに蓄えられた電荷は保持される。その後、
Ｘ₁には、Ｖ_LあるいはＶ_Hの信号が加えられるが、ど
ちらの信号が加えられた場合であっても、この回路は動
作しない。したがって、液晶セルに蓄えられた電荷は保
持され続ける。この状態は、少なくとも、次にＹ₁がＶ
_Hに、Ｙ ₁がＶ_Lになるまで持続する。同様に、Ｚ_1,m
もＺ_1,m+1もＺ_1,400も、電圧状態となる、その状態を
持続することとなる。。

【００２３】このようにして、パルスが順々に印加され
てゆき、Ｙ_mに印加された場合を考える。今、４つの画
素Ｚ_n,m、Ｚ_n,m+1、Ｚ_n+1,m、Ｚ_n+1,m+1に注目して
いるとすれば、Ｘ_nおよびＸ_n+1の第１のサブパルスの
ｍ番目および（ｍ＋１）番目に注目すればよい。Ｘ_nも
Ｘ_n+1もｍ番目はＶ_Lなので、画素Ｚ_n,m、Ｚ_n+1,mは
電圧（充電）状態になる。ついで、Ｙ_m+1にパルスが印
加される。Ｘ_nもＸ_n+ ₁も（ｍ＋１）番目はＶ_Lなの
で、この場合も画素Ｚ_n,m+1、Ｚ_n+1,m+1は充電状態と
なる。

【００２４】次に、図では省略されているが、第２のサ
ブパルスが来たものとする。このとき、Ｘ_nもＸ_n+1も
ｍ番目および（ｍ＋１）番目がＶ_Lならば、充電状態が
なくならず、以上４つの画素は引き続き電圧状態を継続
する。その後、第（ｈ−１）のサブパルスまでは、４つ
の画素とも電圧状態が継続したものとする。

【００２５】次に、サブパルスが進んで、第ｈのサブパ
ルスが来たものとする。図では煩雑さを避けるためにｍ
番目および（ｍ＋１）番目以外は省略した。このとき、
Ｘ_nもＸ_n+1もｍ番目はＶ_Lなので、画素Ｚ_n,m、Ｚ
_n+1,mは電圧状態を継続する。しかし、Ｘ_n+1には（ｍ
＋１）番目がＶ_Hであるので、画素Ｚ_n+1,mは電圧状態
が継続するものの、画素Ｚ_n+1,m+1は、アクティブ素子
の出力が電圧状態でなくなり、蓄えられていた電荷が放
出され、電圧状態は中断される。

【００２６】さらに、第ｉのサブパルスが来たときに
は、Ｘ_nの（ｍ＋１）番目はＶ_Hとなったので、Ｚ
_n,m+1の充電状態は解除される。以下、第ｊおよび第ｋ
のサブパルスにおいて、それぞれ、Ｘ_n+1、Ｘ_nのｍ番
目がＶ_Hとなったので、画素Ｚ_n,m、Ｚ_n+1,mの充電状
態がぞれぞれ、第ｋ、第ｊのサブパルス中に中断され
る。このような過程を経ることによって、図２のＶ
（Ｚ）に示すように、各画素ごとに電圧状態の時間をデ
ジタル的にコントロールできる。

【００２７】このような動作を繰り返すことにより、各
画素に加わる電圧パルスの幅を図１（ａ）のように任意
に制御することができる。

【００２８】以上の説明から明らかなように、本発明を
実施するにあたっては、上記のようなサブパルスは、明
確に定義できるパルス状のものでなければならないわけ
ではない。説明を簡単にするために、サブパルスという
概念を持ち出したが、特に、サブパルスとサブパルスの
間が明確でなく、信号としては、ほとんど境界のないも
のであっても、本発明を実施できることはあきらかであ
る。さらに、説明をわかりやすくするために、信号のゼ
ロレベルと電圧レベルを明確にしたが、これは、液晶あ
るいはＴＦＴのしきい値電圧以下であるか、以上である
かという問題だけであるので、絶対にゼロである必要は
ない。また、電圧とは任意の点の電位を基準とした相対
的な物理量であるので、以上の例において、パルスは逆
の極性を持つものであっても、構わないことは明らかで
あろう。さらに、画素の対向電極に適当なオフセット電
圧を加えても構わない。また、以上の例では、画面は１
行づつ順に走査されていったが、最初にＹ_1,Ｙ_3,Ｙ
_5,...というように走査し、その後、Ｙ_2,Ｙ_4,Ｙ_6,..と
いうように走査する、いわゆる飛び越し走査法も可能で
あることは言うまでもない。

【００２９】

【実施例】『実施例１』本実施例では図４に示すよう
な回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレ
ビを作製したので、その説明を行う。またその際のＴＦ
Ｔは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。

【００３０】この回路構成に対応する実際の電極等の配
置構成を１つの画素について、図５に示している。ま
ず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図６を
使用して説明する。図６（Ａ）において、石英ガラス等
の高価でない７００℃以下、例えば約６００℃の熱処理
に耐え得るガラス５０上にマグネトロンＲＦ（高周波)
スパッタ法を用いてブロッキング層５１としての酸化珪
素膜を１０００〜３０００Åの厚さに作製する。プロセ
ス条件は酸素１００％雰囲気、成膜温度１５０℃、出力
４００〜８００Ｗ、圧力０．５Ｐａとした。タ−ゲット
に石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度は３０〜
１００Å／分であった。

【００３１】この上にシリコン膜をプラズマＣＶＤ法に
より珪素膜５２を作製した。成膜温度は２５０℃〜３５
０℃で行い本実施例では３２０℃とし、モノシラン(SiH
₄)を用いた。モノシラン(SiH₄)に限らず、ジシラン(Si₂
H₆) またトリシラン(Si₃H₈)を用いてもよい。これらを
ＰＣＶＤ装置内に３Ｐａの圧力で導入し、１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電
力は０．０２〜０．１０Ｗ／ｃｍ²が適当であり、本実
施例では０．０５５Ｗ／ｃｍ²を用いた。また、モノシ
ラン(SiH₄)の流量は２０ＳＣＣＭとし、その時の成膜速
度は約１２０Å/ 分であった。ＰＴＦＴとＮＴＦＴとの
スレッシュホ−ルド電圧（Ｖth）を概略同一に制御する
ため、ホウ素をジボランを用いて１×10¹⁵〜１×10¹⁸cm
^-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またＴＦＴの
チャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマ
ＣＶＤだけでなく、スパッタ法、減圧ＣＶＤ法を用いて
も良く、以下にその方法を簡単に述べる。

【００３２】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を１×10^-5Ｐａ以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を２０〜８０％混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン２０％、水素８０％とした。
成膜温度は１５０℃、周波数は１３．５６ＭＨｚ、スパ
ッタ出力は４００〜８００Ｗ、圧力は０．５Ｐａであっ
た。

【００３３】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも１００〜２００℃低い４５０〜５５０℃、例えば５
３０℃でジシラン(Si₂H₆) またはトリシラン(Si₃H₈) を
ＣＶＤ装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は３０〜
３００Ｐａとした。成膜速度は５０〜２５０Å/ 分であ
った。ＰＴＦＴとＮＴＦＴとのスレッシュホ−ルド電圧
（Ｖth）を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて１×10¹⁵〜１×10¹⁸cm^-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。

【００３４】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が５×10²¹cm^-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を７×10¹⁹cm^-3以下、
好ましくは１×10¹⁹cm^-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は４×10²⁰cm^-3であり、珪素４×10²²
cm^-3として比較すると１原子％であった。

【００３５】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を７×10¹⁹cm^-3以下、好
ましくは１×10¹⁹cm^-3以下とし、ピクセル構成するＴＦ
Ｔのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
５×10²⁰〜５×10²¹cm^-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を５００
〜５０００Å、本実施例では１０００Åの厚さに成膜し
た。

【００３６】その後、フォトレジスト５３をマスクＰ１
を用いてソース・ドレイン領域のみ開孔したパターンを
形成した。その上に、プラズマＣＶＤ法によりｎ型の活
性層となる珪素膜５４を作製した。成膜温度は２５０℃
〜３５０℃でおこない、本実施例では３２０℃とし、モ
ノシラン(SiH₄)とモノシランベースのフォスフィン(P
H₃) ３％濃度のものを用いた。これらをＰＣＶＤ装置内
５Ｐａの圧力でに導入し、１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を加えて成膜した。この際、高周波電力は０．０５〜
０．２０Ｗ／ｃｍ²が適当であり、本実施例では０．１
２０Ｗ／ｃｍ²を用いた。

【００３７】この方法によって出来上がったｎ型シリコ
ン層の比導電率は２×１０^-1〔Ωｃｍ^-1〕程度となっ
た。膜厚は５０Åとした。こうして、図６（Ａ）を得
た。その後リフトオフ法を用いて、レジスト５３を除去
し、ソース・ドレイン領域５５、５６を形成した。

【００３８】同様のプロセスを用いて、ｐ型の活性層を
形成した。その際の導入ガスは、モノシラン(SiH₄)とモ
ノシランベースのジボラン(B₂H₆)５％濃度のものを用い
た。これらをＰＣＶＤ装置内に４Ｐａの圧力でに導入
し、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を加えて成膜した。
この際、高周波電力は０．０５〜０．２０Ｗ／ｃｍ²が
適当であり、本実施例では０．１２０Ｗ／ｃｍ²を用い
た。この方法によって出来上がったｐ型シリコン層の比
導電率は５×１０^-2〔Ωｃｍ^-1〕程度となった。膜厚は
５０Åとした。こうして、図６（Ｂ）を得た。その後Ｎ
型領域と同様にリフトオフ法を用いて、ソース・ドレイ
ン領域５９、６０を形成した。その後、マスクＰ３を用
いて珪素膜５２をエッチング除去し、Ｎチャネル型薄膜
トランジスタ用アイランド領域６３とＰチャネル型薄膜
トランジスタ用アイランド領域６４を形成した。

【００３９】その後、図６（Ｃ）に示すように、ＸｅＣ
ｌエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャ
ネル領域をレーザーアニールすると同時に、活性層にレ
ーザードーピングを行なった。この時のレーザーエネル
ギーは、閾値エネルギーが１３０ｍＪ／ｃｍ²で、膜厚
全体が溶融するには２２０ｍＪ／ｃｍ²が必要となる。
しかし、最初から２２０ｍＪ／ｃｍ²以上のエネルギー
を照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出される
ために、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで
最初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本
実施例では最初１５０ｍＪ／ｃｍ²で水素の追い出しを
行なった後、２３０ｍＪ／ｃｍ²で結晶化をおこなっ
た。

【００４０】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
５００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。

【００４１】この後、この上側にリンが１〜５×10²¹cm
^-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi₂または
WSi₂との多層膜を形成した。これを第４のフォトマスク
Ｐ４にてパタ−ニングして図６(D) を得た。ＮＴＦＴ用
のゲイト電極６６、ＰＴＦＴ用のゲイト電極６７を形成
した。例えばチャネル長７μｍ、ゲイト電極としてリン
ド−プ珪素を０．２μｍ、その上にモリブデンを０．３
μｍの厚さに形成した。同時に、図７（Ｄ’）に示すよ
うに、ゲイト配線６５とそれに並行して配置された配線
６８もパターニングした。

【００４２】また、ゲート電極材料としては、上記材料
以外に、例えばアムミニウム（Ａｌ）も使用することが
できる。アルミニウムを用いた場合、これを第４のフォ
トマスクＰ４にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化
することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソ
ース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い
位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュ
ホールド電圧の低減からさらにＴＦＴの特性を上げるこ
とができる。

【００４３】かくすると、４００℃以上にすべての工程
で温度を加えることがなくＣ／ＴＦＴを作ることができ
る。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を
用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。

【００４４】図６（Ｅ）において、層間絶縁物６９を前
記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行っ
た。この酸化珪素膜の形成はＬＰＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、常圧ＣＶＤ法を用いてもよい。例えば０．２〜０．
６μｍの厚さに形成し、その後、第５のフォトマスクＰ
５を用いて電極用の窓７９を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを０．３μｍの厚みにス
パッタ法により形成し第６のフォトマスクＰ６を用いて
リ−ド７４およびコンタクト７３、７５を作製した。こ
うして、図６（Ｅ）と図７（Ｅ’）を得た。その後、表
面を平坦化用有機樹脂７７、例えば透光性ポリイミド樹
脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第７のフォトマス
クＰ７にて行った。さらに、これら全体にＩＴＯ（イン
ジウム酸化錫）を０．１μｍの厚みにスパッタ法により
形成し第８のフォトマスクＰ８を用いて画素電極７１を
形成した。このＩＴＯは室温〜１５０℃で成膜し、２０
０〜４００℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就
した。こうして、図６（Ｆ）と図７（Ｆ’）を得た。図
７（Ｆ’）のＡ−Ａ’の断面図を図７（Ｇ）に示す。実
際には、この上に液晶材料をはさんで、対向電極が設け
られ、図に示すように対向電極と電極７１の間に静電容
量が生じる。それと同時に配線６８と電極７１との間に
も静電容量が生じる。そして、配線６８を対向電極と同
電位に保つことによって、図４に示したように、液晶画
素に並列に容量が挿入された回路を構成することとな
る。特に本実施例のように配置することによって、配線
６８はゲイト配線６５と並行であるので、２配線間の寄
生容量が少なく、したがって、ゲイト配線を伝播する信
号の減衰や遅延を減らす効果がある。

【００４５】また、このようにして形成された配線６８
は、接地して使用される場合には、各マトリクスの終端
に設けられる保護回路の接地線として使用できる。保護
回路は、図１０に示されるように、周辺の駆動回路と画
素のあいだに設けられ、図１１と図１２で示されるよう
な回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかか
るとＯＮ状態となり、電圧を取り去る作用を有する。こ
れらの保護回路は、シリコンのようなドーピングされ
た、あるいはドーピングされていない半導体材料や、Ｉ
ＴＯのような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を
用いて構成される。したがって、画素の回路を形成する
ときに同時に形成することが可能である。

【００４６】このことは、例えば、図１１の各保護回路
が、ＮＴＦＴやＰＴＦＴ、あるいはそれらをあわせたＣ
／ＴＦＴで構成されていることから明らかであろう。ま
た、図１２の保護回路はＴＦＴは使用されないが、ダイ
オードは、例えばＰＩＮ接合によって構成され、また、
特にツェナー特性を重視するダイオードはＮＩＮ、ＰＩ
Ｐ、あるいはＮＰＮ、ＰＮＰといった構造を有し、いち
いち説明するまでもなく、本実施例で示した作製方法を
援用することによって作製されうることは自明である。

【００４７】さて、以上のようにして得られたＴＦＴの
電気的な特性はＰＴＦＴで移動度は４０（cm²/Vs）、Ｖ
thは−５．９（Ｖ）で、ＮＴＦＴで移動度は８０（cm²/
Vs）、Ｖthは５．０（Ｖ）であった。

【００４８】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。この液
晶表示装置の電極等の配置の様子を図５に示している。
本発明によるインバータを構成するＴＦＴが信号線Ｙ₁
とＹ ₁の間、およびＹ₂とＹ ₂の間に、信号線Ｘ₁、Ｘ
₂に平行に設けられている。このようなマトリクス構成
をを左右、上下に繰り返すことにより、６４０×４８
０、１２８０×９６０といった大画素の液晶表示装置と
することができる。本実施例では１９２０×４００とし
た。この様にして第１の基板を得た。

【００４９】他方の基板の作製方法を図８に示す。ガラ
ス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて１μｍの厚みに成膜し、
第９のフォトマスクＰ９を用いてブラックストライプ８
１を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド
樹脂をスピンコート法を用いて１μｍの厚みに成膜し、
第１０のフォトマスクＰ１０を用いて赤色フィルター８
３を作製した。同様にしてマスクＰ１１、Ｐ１２を使用
し、緑色フィルター８５および青色フィルター８６を作
製した。これらの作製中各フィルターは３５０℃にて窒
素中で６０分の焼成を行なった。その後、やはりスピン
コート法を用いて、レベリング層８９を透明ポリイミド
を用いて作製した。

【００５０】その後、これら全体にＩＴＯ（インジュー
ム酸化錫）を０．１μｍの厚みにスパッタ法により形成
し第１０のフォトマスクＰ１０を用いて共通電極９０を
形成した。このＩＴＯは室温〜１５０℃で成膜し、２０
０〜３００℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就
し、第２の基板を得た。

【００５１】前記基板上に、オフセット法を用いて、ポ
リイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素
中にて３５０℃１時間焼成を行った。その後、公知のラ
ビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくと
も初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段
を設けた。

【００５２】その後、前記第一の基板と第二の基板によ
って、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ
性接着剤にて固定した。基板上のリードにＴＡＢ形状の
駆動ＩＣと共通信号、電位配線を有するＰＣＢを接続
し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を
得た。これと冷陰極管を３本配置した後部照明装置、テ
レビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビ
として完成させた。従来のＣＲＴ方式のテレビと比べ
て、平面形状の装置となったために、壁等に設置するこ
とも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図
１、図２に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画
素に印加することにより確認された。

【００５３】『実施例２』本実施例では図４に示すよ
うな回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテ
レビを作製したので、その説明を行う。またその際のＴ
ＦＴは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとし
た。

【００５４】以下では、ＴＦＴ部分の作製方法について
図９にしたがって記述する。図９（Ａ）において、石英
ガラス等の高価でない７００℃以下、例えば約６００℃
の熱処理に耐え得るガラス１００上にマグネトロンＲＦ
（高周波) スパッタ法を用いてブロッキング層１０１と
しての酸化珪素膜を１０００〜３０００Åの厚さに作製
する。プロセス条件は酸素１００％雰囲気、成膜温度１
５℃、出力４００〜８００Ｗ、圧力０．５Ｐａとした。
タ−ゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速
度は３０〜１００Å／分であった。

【００５５】この上にシリコン膜をプラズマＣＶＤ法に
より珪素膜１０２を作製した。成膜温度は２５０℃〜３
５０℃で行い本実施例では３２０℃とし、モノシラン(S
iH₄)を用いた。モノシラン(SiH₄)に限らず、ジシラン(S
i₂H₆) またトリシラン(Si₃H₈) を用いてもよい。これら
をＰＣＶＤ装置内に３Ｐａの圧力で導入し、１３．５６
ＭＨｚの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波
電力は０．０２〜０．１０Ｗ／ｃｍ²が適当であり、本
実施例では０．０５５Ｗ／ｃｍ²を用いた。また、モノ
シラン(SiH₄)の流量は２０ＳＣＣＭとし、その時の成膜
速度は約１２０Å/ 分であった。ＰＴＦＴとＮＴＦＴと
のスレッシュホ−ルド電圧（Ｖth）を概略同一に制御す
るため、ホウ素をジボランを用いて１×10¹⁵〜１×10¹⁸
cm^-3の濃度として成膜中に添加してもよい。またＴＦＴ
のチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズ
マＣＶＤだけでなく、スパッタ法、減圧ＣＶＤ法を用い
ても良く、以下にその方法を簡単に述べる。

【００５６】スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧
を１×10^-5Ｐａ以下とし、単結晶シリコンをタ−ゲット
として、アルゴンに水素を２０〜８０％混入した雰囲気
で行った。例えばアルゴン２０％、水素８０％とした。
成膜温度は１５０℃、周波数は１３．５６ＭＨｚ、スパ
ッタ出力は４００〜８００Ｗ、圧力は０．５Ｐａであっ
た。

【００５７】減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よ
りも１００〜２００℃低い４５０〜５５０℃、例えば５
３０℃でジシラン(Si₂H₆) またはトリシラン(Si₃H₈) を
ＣＶＤ装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は３０〜
３００Ｐａとした。成膜速度は５０〜２５０Å/ 分であ
った。ＰＴＦＴとＮＴＦＴとのスレッシュホ−ルド電圧
（Ｖth）を概略同一に制御するため、ホウ素をジボラン
を用いて１×10¹⁵〜１×10¹⁸cm^-3の濃度として成膜中に
添加してもよい。

【００５８】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が５×10²¹cm^-3以下であることが好ましい。結晶化
を助長させるためには、酸素濃度を７×10¹⁹cm^-3以下、
好ましくは１×10¹⁹cm^-3以下とすることが望ましいが、
少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電
流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸
素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル
温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなけれ
ばならない。水素は４×10²⁰cm^-3であり、珪素４×10²²
cm^-3として比較すると１原子％であった。

【００５９】また、ソ−ス、ドレインに対してより結晶
化を助長させるため、酸素濃度を７×10¹⁹cm^-3以下、好
ましくは１×10¹⁹cm^-3以下とし、ピクセル構成するＴＦ
Ｔのチャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により
５×10²⁰〜５×10²¹cm^-3となるように添加してもよい。
上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を５００
〜５０００Å、本実施例では１０００Åの厚さに成膜し
た。

【００６０】その後、フォトレジスト１０３をマスクＰ
１を用いてＮＴＦＴのソース・ドレイン領域となるべき
領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジス
ト１０３をマスクとして、リンイオンをイオン注入法に
より、２×１０¹⁴〜５×１０ ¹⁶ｃｍ^-2、好ましくは２×
１０¹⁶ｃｍ^-2だけ、注入し、ｎ型不純物領域１０４を形
成した。その後、レジスト１０３は除去された。

【００６１】同様に、レジスト１０５を塗布し、マスク
Ｐ２を用いて、ＰＴＦＴのソース・ドレイン領域となる
べき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レ
ジスト１０５をマスクとして、ｐ型の不純物領域１０６
を形成した。不純物としては、ホウソを用い、やはりイ
オン注入法を用いて、２×１０¹⁴〜５×１０¹⁶ｃｍ^-2、
好ましくは２×１０¹⁶ｃｍ^-2だけ、不純物を導入した。
このようにして。図９（Ｂ）を得た。

【００６２】その後、珪素膜１０２上に、厚さ５０〜３
００ｎｍ、例えば、１００ｎｍの酸化珪素被膜１０７
を、上記のＲＦスパッタ法によって形成した。そして、
ＸｅＣｌエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン
・チャネル領域をレーザーアニールによって、結晶化・
活性化した。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネ
ルギーが１３０ｍＪ／ｃｍ²で、膜厚全体が溶融するに
は２２０ｍＪ／ｃｍ²が必要となる。しかし、最初から
２２０ｍＪ／ｃｍ²以上のエネルギーを照射すると、膜
中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊
が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い
出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初１
５０ｍＪ／ｃｍ²で水素の追い出しを行なった後、２３
０ｍＪ／ｃｍ²で結晶化をおこなった。さらに、レーザ
ーアニール終了後は酸化珪素膜１０７は取り去った。

【００６３】その後、フォトマスクＰ３によって、アイ
ランド状のＮＴＦＴ領域１１１とＰＴＦＴ領域１１２を
形成した。この上に酸化珪素膜１０８をゲイト絶縁膜と
して５００〜２０００Å例えば１０００Åの厚さに形成
した。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製
と同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナ
トリウムイオンの固定化をさせてもよい。

【００６４】この後、この上側にリンが１〜５×10²¹cm
^-3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とそ
の上にモリブデン(Mo)、タングステン(W),MoSi₂または
WSi₂との多層膜を形成した。これを第４のフォトマスク
Ｐ４にてパタ−ニングして図９(D) を得た。ＮＴＦＴ用
のゲイト電極１０９、ＰＴＦＴ用のゲイト電極１１０を
形成した。例えばチャネル長７μｍ、ゲイト電極として
リンド−プ珪素を０．２μｍ、その上にモリブデンを
０．３μｍの厚さに形成した。図には示されていない
が、実施例１の場合と同様にゲイト配線とそれに平行な
配線も形成した。

【００６５】この配線の材料としては、上記の材料以外
にも、例えばアルミニウム（Ａｌ）を用いることも可能
である。アルミニウムを用いた場合、これを第４のフォ
トマスクＰ４にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化
することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソ
ース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い
位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュ
ホールド電圧の低減からさらにＴＦＴの特性を上げるこ
とができる。

【００６６】かくすると、４００℃以上にすべての工程
で温度を加えることがなくＣ／ＴＦＴを作ることができ
る。そのため、基板材料として、石英等の高価な基板を
用いなくてもよく、本発明の大画面の液晶表示装置にき
わめて適したプロセスであるといえる。

【００６７】図９（Ｅ）において、層間絶縁物１１３を
前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行っ
た。この酸化珪素膜の形成はＬＰＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、常圧ＣＶＤ法を用いてもよい。例えば０．２〜０．
６μｍの厚さに形成し、その後、第５のフォトマスクＰ
５を用いて電極用の窓１１７を形成した。その後、さら
に、これら全体にアルミニウムを０．３μｍの厚みにス
パッタ法により形成し第６のフォトマスクＰ６を用いて
リ−ド１１６およびコンタクト１１４、１１５を作製し
た後、表面を平坦化用有機樹脂１１９、例えば透光性ポ
リイミド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけを第７の
フォトマスクＰ７にて行った。さらに、これら全体にＩ
ＴＯ（インジウム酸化錫）を０．１μｍの厚みにスパッ
タ法により形成し第８のフォトマスクＰ８を用いて画素
電極１１８を形成した。このＩＴＯは室温〜１５０℃で
成膜し、２００〜４００℃の酸素または大気中のアニ−
ルにより成就した。

【００６８】得られたＴＦＴの電気的な特性はＰＴＦＴ
で移動度は３５（cm²/Vs）、Ｖthは−５．９（Ｖ）で、
ＮＴＦＴで移動度は９０（cm²/Vs）、Ｖthは４．８
（Ｖ）であった。

【００６９】上記の様な方法に従って作製された液晶電
気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。他方の
基板の作製方法は実施例１と同じであるので省略する。
その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチ
ック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて
固定した。基板上のリードにＴＡＢ形状の駆動ＩＣと共
通信号、電位配線を有するＰＣＢを接続し、外側に偏光
板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷
陰極管を３本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信
するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させ
た。従来のＣＲＴ方式のテレビと比べて、平面形状の装
置となったために、壁等に設置することも出来るように
なった。この液晶テレビの動作は図１、図２に示したも
のと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加することに
より確認された。

【００７０】

【発明の効果】本発明では、従来のアナログ方式の階調
表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴
としている。その効果として、例えば６４０×４００ド
ットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあ
い、合計２５６，０００個のＴＦＴすべての特性をばら
つき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的に
は量産性、歩留りを考慮すると、１６階調表示が限界と
考えられているのに対し、本発明のように、全くアナロ
グ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制御のみで
階調表示することにより、２５６階調表示以上の階調表
示が可能となった。完全なデジタル表示であるので、Ｔ
ＦＴの特性ばらつきによる階調の曖昧さは全くなくな
り、したがって、ＴＦＴのばらつきが少々あっても、極
めて均質な階調表示が可能であった。したがって、従来
はばらつきの少ないＴＦＴを得るために極めて歩留りが
悪かったのに対し、本発明によって、ＴＦＴの歩留りが
さほど問題とされなくなったため、液晶装置の歩留りは
向上し、作製コストも著しく抑えることができた。

【００７１】例えば６４０×４００ドットの２５６，０
００組のＴＦＴを３００ｍｍ角に作成した液晶電気光学
装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、
ＴＦＴの特性ばらつきが約±１０％存在するために、１
６階調表示が限界であった。しかしながら、本発明によ
るデジタル階調表示をおこなった場合、ＴＦＴ素子の特
性ばらつきの影響を受けにくいために、２５６階調表示
まで可能になりカラー表示ではなんと１６，７７７，２
１６色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できてい
る。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色
からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合い
が異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、
１６階調では困難を要する。本発明による階調表示によ
って、これらの微細な色調の変化を付けることが可能に
なった。

【００７２】本発明の実施例では、シリコンを用いたＴ
ＦＴを中心に説明を加えたが、ゲルマニウムを用いたＴ
ＦＴも同様に使用できる。とくに、単結晶ゲルマニウム
の電子移動度は３６００ｃｍ²／Ｖｓ、ホール移動度は
１８００ｃｍ²／Ｖｓと、単結晶シリコンの値（電子移
動度で１３５０ｃｍ²／Ｖｓ、ホール移動度で４８０ｃ
ｍ²／Ｖｓ）の特性を上回っているため、高速動作が要
求される本発明を実行する上で極めて優れた材料であ
る。また、ゲルマニウムは非晶質状態から結晶状態へ遷
移する温度がシリコンに比べて低く、低温プロセスに向
いている。また、結晶成長の際の核発生率が小さく、し
たがって、一般に、多結晶成長させた場合には大きな結
晶が得られる。このようにゲルマニウムはシリコンと比
べても遜色のない特性を有している。

【００７３】本発明の技術思想を説明するために、主と
して液晶を用いた電気光学装置、特に表示装置を例とし
て説明を加えたが、本発明の思想を適用するには、なに
も表示装置である必要はなく、いわゆるプロジェクショ
ン型テレビやその他の光スイッチ、光シャッターであっ
てもよい。さらに、電気光学材料も液晶に限らず、電
界、電圧等の電気的な影響を受けて光学的な特性の変わ
るものであれば、本発明を適用できることは明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による駆動波形の例を示す。

【図２】本発明による駆動波形の例を示す。

【図３】本発明による液晶の階調表示特性の例を示
す。

【図４】本発明によるマトリクス構成の例を示す。

【図５】実施例による素子の平面構造を示す。

【図６】実施例によるＴＦＴのプロセスを示す。

【図７】実施例によるＴＦＴのプロセスを示す。

【図８】実施例によるカラーフィルターの工程を示
す。

【図９】実施例によるＴＦＴのプロセスを示す。

【図１０】実施例における保護回路の接続例を示す。

【図１１】実施例における保護回路の例を示す。

【図１２】実施例における保護回路の例を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎチャネル型薄膜トランジスタとＰチャ
ネル型薄膜トランジスタとでなるインバータを有する電
気光学装置において、前記Ｎチャネル型薄膜トランジスタは、チャネル領域と、複数のＮ型の不純物領域が設けられた
半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記Ｎ型の不純物
の少なくとも１つと重なっているゲイト電極と、を有
し、前記Ｐチャネル型薄膜トランジスタは、チャネル領域と、複数のＰ型の不純物領域が設けられた
半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられたゲイト電極と、を有す
ることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】Ｎチャネル型薄膜トランジスタとＰチャ
ネル型薄膜トランジスタとでなるインバータを有する電
気光学装置において、前記Ｎチャネル型薄膜トランジス
タは、チャネル領域と、複数のＮ型の不純物領域が設けられた
半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられたゲイト電極と、前記Ｐ
チャネル型薄膜トランジスタは、チャネル領域と、複数のＰ型の不純物領域が設けられた
半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記Ｐ型の不純物
の少なくとも１つと重なっているゲイト電極と、を有す
ることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】Ｎチャネル型薄膜トランジスタとＰチャ
ネル型薄膜トランジスタとでなるインバータを有する電
気光学装置において、前記Ｎチャネル型薄膜トランジス
タは、チャネル領域と、複数のＮ型の不純物領域が設けられた
半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記Ｎ型の不純物
の少なくとも１つと重なっているゲイト電極と、前記Ｐ
チャネル型薄膜トランジスタは、チャネル領域と、複数のＰ型の不純物領域が設けられた
半導体層と、前記半導体層上に設けられたゲイト絶縁膜と、前記ゲイト絶縁膜上に設けられ、かつ前記Ｐ型の不純物
の少なくとも１つと重なっているゲイト電極と、を有す
ることを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において、
前記Ｎチャネル型薄膜トランジスタのチャネル領域は、
ホウ素の濃度が１×１０¹⁵〜１×１０¹⁸ｃｍ^-3の範囲で
あることを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】請求項１〜３のいずれか１項において、
前記Ｐチャネル型薄膜トランジスタのチャネル領域は、
ホウ素の濃度が１×１０¹⁵〜１×１０¹⁸ｃｍ^-3の範囲で
あることを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、平坦
化膜が前記インバータを覆っていることを特徴とする電
気光学装置。
【請求項７】請求項６において、前記平坦化膜はポリ
イミドであることを特徴とする電気光学装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載の電
気光学装置を用いたことを特徴とするプロジェクション
型表示装置。
【請求項９】請求項１〜７のいずれか１項に記載の電
気装置を用いたことを特徴とするテレビ。