显示装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN02141487.4

申请日:

2002.08.30

公开号:

CN1407796A

公开日:

2003.04.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H04N5/66; G02F1/13; G02F1/15

主分类号:

H04N5/66; G02F1/13; G02F1/15

申请人:

株式会社半导体能源研究所;

发明人:

小山润

地址:

日本神奈川县

优先权:

2001.08.31 JP 263018/2001

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

栾本生;梁永

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内容摘要

提供了一种显示装置,它能在屏幕上的垂直和水平显示之间切换,无需使用帧存储器。该显示装置具有源信号线驱动器电路(102)、第一栅信号线驱动器电路(103)以及第二栅信号线驱动器电路(104)。第一栅信号线驱动器电路(103)的扫描方向垂直于源信号线驱动器电路(102)的扫描方向,第二栅信号线驱动器电路(104)的扫描方向垂直于第一栅信号线驱动器电路(103)的扫描方向。在正常显示过程中,由第一栅信号线驱动器电路(103)进行屏幕垂直扫描。图像显示是沿着由第一栅信号线驱动器电路(103)的扫描方向确定的方向进行。另一方面,当在垂直和水平显示之间切换时,由第二栅信号线驱动器电路(104)进行屏幕垂直扫描。图像显示是沿着由第二栅信号线驱动器电路(104)的扫描方向确定的方向进行。

权利要求书

1: 一种显示装置,包含: 转换部分,用于转换第一图像信号的格式以得到第二信号; 显示部分,向其中输入第一图像信号或第二图像信号之一; 其中向显示部分输入第一图像信号并在那里显示第一图像,以及 向显示部分输入第一图像信号或第二图像信号并显示第二图像, 该第二图像的显示方向相对于第一图像旋转90°。
2: 一种显示装置,包含: 显示部分,该显示部分包含同一基片上形成的源信号线驱动器电 路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像 素, 其中第一栅信号线驱动器电路的扫描方向和第二栅信号线驱动器 电路的扫描方向是正交的。
3: 一种显示装置,包含: 显示部分,该显示部分包含同一基片上形成的源信号线驱动器电 路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像 素, 其中该多个像素每个具有源信号线、第一栅信号线、与第一栅信 号线正交的第二栅信号线、第一晶体管以及第二晶体管, 其中第一晶体管的栅电极与第一栅信号线电连接,第一晶体管的 输入电极与源信号线电连接,第一晶体管的输出电极与第二晶体管的 输入电极电连接;以及 其中第二晶体管的栅电极与第二栅信号线电连接。
4: 根据权利要求1的显示装置,其中: 当显示第一图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率高于第一 栅信号线驱动器电路的驱动器频率;以及 当显示第二图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率低于第一 栅信号线驱动器电路的驱动器频率。
5: 根据权利要求2的显示装置,其中: 当显示第一图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率高于第一 栅信号线驱动器电路的驱动器频率;以及 当显示第二图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率低于第一 栅信号线驱动器电路的驱动器频率。
6: 根据权利要求3的显示装置,其中: 当显示第一图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率高于第一 栅信号线驱动器电路的驱动器频率;以及 当显示第二图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率低于第一 栅信号线驱动器电路的驱动器频率。
7: 一种显示装置,包含: 显示部分,该显示部分包含同一基片上形成的第一源信号线驱动 器电路、第二源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二 栅信号线驱动器电路以及多个像素, 其中第一栅信号线驱动器电路的扫描方向和第二栅信号线驱动器 电路的扫描方向正交。
8: 一种显示装置,包含: 显示部分,该显示部分包含同一基片上形成的第一源信号线驱动 器电路、第二源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二 栅信号线驱动器电路以及多个像素, 其中该多个像素每个具有第一源信号线、第二源信号线、第一栅 信号线、与第一栅信号线正交的第二栅信号线、第一晶体管以及第二 晶体管, 其中第一晶体管的栅电极与第一栅信号线电连接,第一晶体管的 输入电极与第一源信号线电连接,以及 其中第二晶体管的栅电极与第二栅信号线电连接,第二晶体管的 输入电极与第二源信号线电连接。
9: 根据权利要求1的显示装置,其中: 当显示第一图像时,根据第一栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像;以及 当显示第二图像时,根据第二栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像。
10: 根据权利要求2的显示装置,其中: 当显示第一图像时,根据第一栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像;以及 当显示第二图像时,根据第二栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像。
11: 根据权利要求3的显示装置,其中: 当显示第一图像时,根据第一栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像;以及 当显示第二图像时,根据第二栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像。
12: 根据权利要求7的显示装置,其中: 当显示第一图像时,根据第一栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像;以及 当显示第二图像时,根据第二栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像。
13: 根据权利要求8的显示装置,其中: 当显示第一图像时,根据第一栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像;以及 当显示第二图像时,根据第二栅信号线驱动器电路的扫描方向显 示图像。
14: 根据权利要求1的显示装置, 其中该多个像素的每个有向液晶元件提供驱动器电压的装置或向 发光元件供给电流的装置。
15: 根据权利要求2的显示装置, 其中该多个像素的每个有向液晶元件提供驱动器电压的装置或向 发光元件供给电流的装置。
16: 根据权利要求3的显示装置, 其中该多个像素的每个有向液晶元件提供驱动器电压的装置或向 发光元件供给电流的装置。
17: 根据权利要求7的显示装置, 其中该多个像素的每个有向液晶元件提供驱动器电压的装置或向 发光元件供给电流的装置。
18: 根据权利要求8的显示装置, 其中该多个像素的每个有向液晶元件提供驱动器电压的装置或向 发光元件供给电流的装置。
19: 根据权利要求1的显示装置,其中该显示装置用作一个电子 设备的显示部分,该电子设备选自包含液晶显示、电子书藉、移动计 算机、蜂窝电话的一组设备。
20: 根据权利要求2的显示装置,其中该显示装置用作一个电子 设备的显示部分,该电子设备选自包含液晶显示、电子书藉、移动计 算机、蜂窝电话的一组设备。
21: 根据权利要求3的显示装置,其中该显示装置用作一个电子 设备的显示部分,该电子设备选自包含液晶显示、电子书藉、移动计 算机、蜂窝电话的一组设备。
22: 根据权利要求7的显示装置,其中该显示装置用作一个电子 设备的显示部分,该电子设备选自包含液晶显示、电子书藉、移动计 算机、蜂窝电话的一组设备。
23: 根据权利要求8的显示装置,其中该显示装置用作一个电子 设备的显示部分,该电子设备选自包含液晶显示、电子书藉、移动计 算机、蜂窝电话的一组设备。
24: 根据权利要求2的显示装置,其中该显示装置进一步包含操 作上与显示部分相连的转换部分,用于通过格式转换把第一图像信号 转换为第二图像信号。
25: 根据权利要求3的显示装置,其中该显示装置进一步包含操 作上与显示部分相连的转换部分,用于通过格式转换把第一图像信号 转换为第二图像信号。
26: 根据权利要求7的显示装置,其中该显示装置进一步包含操 作上与显示部分相连的转换部分,用于通过格式转换把第一图像信号 转换为第二图像信号。
27: 根据权利要求8的显示装置,其中该显示装置进一步包含操 作上与显示部分相连的转换部分,用于通过格式转换把第一图像信号 转换为第二图像信号。

说明书


显示装置

                                    发明背景

    【技术领域】

    本发明涉及一种显示装置及在显示部分中使用该显示装置的电子设备,该显示装置是由使用发光元件如液晶元件或场致发光元件(EL元件)的像素部分构造而成的。特别是,本发明涉及一种显示装置及在显示部分中使用该显示装置的电子设备,该显示装置有一像素部分和在其同一绝缘表面上形成的用于驱动该像素部分的驱动器电路。

    背景技术

    近年来,在其中有半导体薄膜形成于绝缘表面(如玻璃基片)上的那些显示装置,特别是使用薄膜晶体管(下文中称作TFT)的电子电路,已在各领域中使用。特别是它们在显示装置中的应用已是普通的事,而有源矩阵显示装置,如LCD(液晶显示),已在许多产品中应用并被广泛采纳。使用TFT的有源矩阵显示装置有几十万到几百万个像素安排成矩阵形状,并通过使用放在每个像素中的TFT控制每个像素的电荷,从而实现图像显示。

    近来,涉及多晶硅TFT的技术已经进步,除了构成像素的像素TFT外,通过在像素周围的区域中使用TFT,这些技术用于在同一基片上同时形成驱动器电路。这些技术极大地贡献于使装置更小和减少它们的电功耗。这样,显示装置已成为移动信息终端上地显示部分等当中使用的必不可少的装置,近年来,它的应用领域的扩展已变得十分显著。

    一般显示装置的一个例子示于图2A。图2A是液晶显示装置的一个例子,其中像素部分和驱动器电路集成地形成于一个绝缘表面上。像素部分201布置在基片200上的中央部分,而源信号线驱动器电路202、栅信号线驱动器电路203等形成于像素部分201的周围。请注意,虽然图2A中栅信号线驱动器电路203对称地布置在像素部分201的左、右两侧,但它们也可以只放在一侧上。然而,当考虑到电路操作的可靠性、效率等的时候,最好如图2A中所示那样对称地安排栅信号线驱动器电路。

    输入源信号线驱动器电路202和栅信号线驱动器电路203的信号是由外部通过柔性印刷电路(FPC)204提供的。

    在相对的基片210中形成相对的电极等,该相对基片210和基片200通过密封剂205固定在一起同时又保持一定缝隙。然后液晶材料从事先准备的注入口中注入基片200和相对基片210之间的缝隙。然后用密封剂206紧密地密封该注入口。

    在像素部分201中正交布置m个源信号线和n个栅信号线,如图2B中所示。在图2B中有m个源信号线和n个栅信号线。源信号线和栅信号线交汇的位置220构成像素,如图2C中所示。该像素包含源信号线221、栅信号线222、像素TFT223、液晶元件224、存储电容器225、以及相对电极226。这里像素的个数是m×n个像素。

    现在参考图5A至5C简单地解释该显示装置的操作。通常,以每秒60次的量级进行屏幕画图,从而使人眼不能看出像素的闪烁。由参考数字501表示的周期,即一次画屏所必须的周期,在这里称作一个帧周期(见图5A)。

    在一个帧周期中,对栅信号线的选择是从第一行起顺序进行的。每一行的选择周期504表示为水平周期。直至选择最后一行(第n行)完成时的周期表示为行扫描周期。然后在下一个帧周期进行类似的操作,在其间夹有垂直返回周期503(见图5B)。

    在一个水平周期内从源信号线向选定行的像素顺序写入图像信号。这一周期,即周期505,表示为点采样周期。为把一个图像信号写入一个像素所必须的周期507表示为一个点采样周期。当完成向一行部分中写入图像信号时,在下一个水平周期进行类似的操作,在其间夹有水平返回周期506(见图5C)。

    下面解释具体的电路操作。图6A是显示装置的源信号线驱动器电路结构的一个例子,它有移位寄存器602使用多级触发器(FF)601、NAND(“与非”电路)603、缓存器604、以及采样开关605。参考图6B解释操作。移位寄存器602根据时钟信号(CK)、时钟反转信号(CKb)和起始脉冲(SP)从第一级顺序输出脉冲。

    在来自移位寄存器602的输出脉冲在相邻级中重叠的情况中,这些脉冲被输入到NAND 603,并形成不在相邻级中重叠的脉冲。然后NAND的输出通过缓存器604并成为采样脉冲。

    当采样脉冲输入到采样开关605时,采样开关605被接通,于是图像信号(视频)的电位对在那个周期连到采样开关上的源信号线充电。与此同时,图像信号被写入其栅信号线被选通的那一行的源信号线所连接的一个像素。在图6B中,由参考数字610表示的周期是一个点采样周期。

    下面解释图7A中所示栅信号线驱动器电路。从移位寄存器到缓存器的结构与源信号线驱动器电路的那一部分几乎相同,栅信号线驱动器电路有移位寄存器702,它包含多级触发器701、NAND 703和缓存器704。

    参考图7B解释操作。与源信号线驱动器电路类似,移位寄存器702根据时钟信号(CK)、时钟反转信号(CKb)和起始脉冲(SP)从第一级顺序输出脉冲。

    在来自移位寄存器702的输出脉冲在相邻级中重叠的情况下,这些脉冲被输入到NAND 703,并形成不在相邻级中重叠的脉冲。然后NAND的输出通过缓存器704并成为栅信号线选通脉冲。

    如上所述,写入源信号线的图像信号然后被写入一行中的每个像素,该行是输入一个栅信号线选通脉冲的行。在图7B中,由参考数字710表示的周期是一个水平周期,而由参考数字720表示的周期是上文提到的一个点采样周期。

    在该显示装置有许多功能的情况中,例如与个人计算机一起使用,该显示装置可以以水平格式用于某些应用,以垂直格式用于其他应用。对于这类情况,有一种在显示装置帧被旋转90°的状态下进行显示的方法,如图3A中所示。

    一个有源矩阵显示装置的像素部分有m×n个像素安排成矩阵形状,如图2B中所示。写入图像信号是顺序进行的,从坐标(1,1)处的像素开始,后跟(1,2)、(1,3)和(1,4)。当达到(1,m)时,一个水平周期完成了。这一过程重复n次,当对坐标(m,n)处的最后一个像素完成写入时,一屏的写入便完成了。

    再回到图3A。在水平格式显示(左侧)和垂直格式显示(右侧)的情况中,首先进行写入的坐标(1,1)处像素分别由参考数字301和302表示。考虑以水平格式显示和垂直格式显示进行类似图像显示的情况,如图3A中所示,当图像信号输入对应于水平格式显示时,输入顺序是从左上到右上然后向下至右下。在使用这一图像信号进行垂直格式显示的情况中,向显示装置本身的写入顺序没有改变,所示输入图像信号的顺序必须是从右上到右下,然后向左至左下。

    然而,人们希望最好能以该显示装置灵活地切换到水平格式显示,所以准备有不同格式的图像信号不是有效的作法。于是使用帧存储器进行显示,把图像信号暂时存储在该存储器中,然后再读出它。

    帧存储器用于把每个像素的图像信号存储在各存储单元中,所以有可能从任意地址读出,不管写入顺序如何。通过改变临时写入帧存储器中的图像信号的读出顺序,能实现垂直显示和水平显示之间的切换。

    存储图像信号一帧部分的存储器具有由地址管理的存储器电路,如图3B中所示。当输入图像信号时,它便被顺序写入地址(1,1)、(2,1)、…(m,1)、(1,2)、(2,2)、…(m,2)、…(1,n)、(2,n)…(m,n)。对于水平格式显示,是按与写入相同的顺序进行读出。

    另一方面,对于垂直格式显示,当希望有如图3A中的显示时,是从地址(m,1)、(m,2)、…(m,n)、(m-1,1)、(m-1,2)、…(m-1,n)、…(1,1)、(1,2)…(1,n)中按顺序读出。

    再有,帧存储器一般让形成至少两个帧部分,如图4A中所示。在向帧存储器之一中写入的周期期间,进行从另一帧存储器中读出,从而进行显示。

    这样,显示装置能按原样使用正常的驱动器进行垂直屏和水平屏之间的切换。然而,通常沿水平方向和垂直方向的像素数是不同的,所以必须在垂直和水平显示之间进行切换的同时必须改变图像信号的格式。

    图像信号由总共n行图像信号部分构成:要写入第1行的像素1至m中的图像信号,要写入第2行的像素1至m中的图像信号,……,要写入第n行的像素1至m中的图像信号,如图4B(i)中所示。在这种情况中,该信号对应于m(侧宽)×n(长度)像素。为实现水平和垂直显示之间的切换,必须转换成对应于水平n列像素乘以垂直m行像素的形状,如图4B(ii)中所示。这一操作称作格式转换。可以使用已知的技术用于格式转换过程本身,所以这里略去其细节。

    例如,在m(侧宽)×n(长度)像素的情况中,与第1帧周期对应的图像信号是通过把n行信号聚集在一起形成的,每行的图像信号对应于一个点采样周期×m点。当屏幕的长度和侧宽改变位置时,它变成一个n(侧宽)×m(长度)像素的显示区。一个帧周期的图像信号需要重新构成,从而形成一个对应于一个帧周期的图像信号,它是通过把m行信号聚集在一起形成的,每行的图像信号对应于一个点采样周期×n点。

    这里,水平元素从m个点改变为n个点。当一个点采样周期相同时,一个水平周期的长度变为n/m。通过扩展或缩短与一个水平周期对应的图像信号,以适应于一个水平周期的n/m长度和n个点采样,从而重建与一个水平周期对应的图像信号。

    另一个方面,不可能因为行数的增加和减少,通过改变采样频率来对应于垂直方向的元素。所以,作法是通过稀释一部分图像信号来增加一帧的行数,通过不只一次相对输入两行或更多行(例如使两行继续)来减少一帧的行数。

    这一功能是由事先在外部安装的IC芯片提供的,通常转换分辨力被事先决定为几种类型;

    在公开的2001-246939专题等中指出了高质量和有效地进行格式转换的方法,你可以使用这样的技术。

    近来甚至向小尺寸的便携终端,如移动电话,提供各种软件,而且有趋势以一个单元有越来越多的用途。所以,如上文描述的垂直和水平切换技术变得很重要。

    然而,帧存储器是作为外部安装的、与显示装置分离的部件准备的。就是说,组成部件的数量增加了。特别是,近来紧凑的便携装置变得越来越小,所以,对现今尺寸的终端添加额外的、外部安装的帧存储器是困难的。所以,以简单的方法在水平和垂直显示之间进行切换对于小尺寸便携装置而言不是优选方案。发明内容

    考虑到前面提到的问题,所以本发明的一个目的是提供一种能在水平和垂直显示之间切换的显示装置而不增加帧存储等部件。

    本发明的显示装置具有源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路以及第二栅信号线驱动器电路。在这一点,第二栅信号线和第一栅信号线驱动器电路的扫描行方向彼此成直角交叉。

    这里,扫描线方向与信号线的行交叉,这些信号线由驱动器电路控制。一般显示作为第一显示来描述,反之,在水平和垂直显示之间进行切换的情况中,则作为第二显示来描述。

    在一般显示的情况中,垂直扫描是由第一栅信号线驱动器电路进行的。根据第一栅信号线的扫描方向显示一个图像。另一方面,在第二显示的情况中,垂直扫描是由第二栅信号线驱动器电路进行的。根据第二栅信号线的扫描方向显示一个图像。

    本发明的结构描述如下。

    本发明的一种显示装置的特点在于:

        转换部分,向其中输入第一图像信号,并通过转换第一图像

    信号的格式得到第一图像信号;以及

        显示部分,向其中输入第一图像信号或第二图像信号以显示

    其中的图像;

    其中:

        向显示部分输入第一图像信号并在那里显示第一图像;以及

        向显示部分输入第一图像信号或第二图像信号,并在那里显

    示第二图像,该第二图像的显示方向相对于第一图像旋转90°。

        本发明的一种显示装置的特点在于:

        转换部分,向其中输入第一图像信号,并通过转换第一图像

    信号的格式得到第二图像信号;以及

        显示部分,向其中输入第一图像信号或第二图像信号以显示

    其中的图像;

    其中:

        显示部分具有源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电

    路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像素;

        源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信

    号线驱动器电路以及多个像素形成于同一基片上;以及

        第一栅信号线驱动器电路的扫描方向和第二栅信号线驱动器

    电路的扫描方向是正交的。

    本发明的一种显示装置的特点在于:

        转换部分,向其中输入第一图像信号,并通过转换第一图像

    信号的格式得到第二图像信号;以及

    显示部分,向其中输入第一图像信号或第二图像信号以显示其中的图像;其中:

    显示部分具有源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像素;

    源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像素形成于同一基片上;

    这多个像素每个具有源信号线、第一栅信号线、与第一栅信号线正交的第二栅信号线、第一晶体管以及第二晶体管;

    第一晶体管的栅电极与第一栅信号线电连接,第一晶体管的输入电极与源信号线电连接,第一晶体管的输出电极与第二晶体管的输入电极电连接;以及

    第二晶体管的栅电极与第二栅信号线电连接。本发明的该显示装置的特点在于:

    当显示第一图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率高于第一栅信号线驱动器电路的驱动器频率;以及

    当显示第二图像时,源信号线驱动器电路的驱动器频率低于第一栅信号线驱动器电路的驱动器频率。本发明的一种显示装置的特点在于:

    转换部分,向其中输入第一图像信号,并通过转换第一图像信号的格式得到第二图像信号;以及

    显示部分,向其中输入第一图像信号或第二图像信号以显示其中的图像; 

    其中:

    显示部分具有第一源信号线驱动器电路、第二源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像素;

    第一源信号线驱动器电路、第二源信号线驱动器电路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像素形成于同一基片上;以及

    第一栅信号线驱动器电路的扫描方向和第二栅信号线驱动器电路的扫描方向是正交的。

    本发明的一种显示装置的特点在于:

        转换部分,向其中输入第一图像信号,并通过转换第一图像

    信号的格式得到第二图像信号;以及

        显示部分,向其中输入第一图像信号或第二图像信号以显示

    其中的图像;

    其中:

        显示部分具有第一源信号驱动器电路、第二源信号线驱动器

    电路、第一栅信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及

    多个像素;

        第一源信号驱动器电路、第二源信号线驱动器电路、第一栅

    信号线驱动器电路、第二栅信号线驱动器电路以及多个像素形成

    于同一基片上;

        这多个像素每个有第一源信号线、第二源信号线、第一栅信

    号线、与第一栅信号线正交的第二栅信号线、第一晶体管、以及

    第二晶体管;

        第一晶体管的栅电极与第一栅信号线电连接,第一晶体管的

    输入电极与第一源信号线电连接;以及

        第二晶体管的栅电极与第二栅信号线电连接,而输入电极与

    第二源信号线电连接。

    本发明的该显示装置的特点在于:

        当显示第一图像时根据第一栅信号线驱动器电路的扫描方向

    显示图像;以及

        当显示第二图像时根据第二栅信号线驱动器电路的扫描方向

    显示图像。

    本发明的该显示装置的特点在于:

        其中的多个像素每个有向液晶元件提供驱动器电压的装置或

    向发光元件供给电流的装置。

    通过使用本发明的显示装置,能提供液晶显示器,EL显示器、便携信息终端或诸如蜂窝式电话等电子装置。附图说明

    在附图中:

    图1A和1B显示本发明的一个实施方式;

    图2A至2C显示传统使用的显示装置的略图;

    图3A和3B用于解释在水平和垂直显示之间切换的状态;

    图4A、4B(i)和4B(ii)显示使用帧存储器在水平和垂直显示之间切换和转换格式的情况;

    图5A至5C用于解释显示装置的驱动时序;

    图6A和6B显示一个源信号驱动器电路的结构和时序图;

    图7A和7B显示一个栅信号线驱动器电路的结构和时序图;

    图8A和8B用于解释一般显示的情况中的写入顺序以及在水平和垂直显示之间的切换;

    图9显示一个具有扫描方向切换电路的栅信号线驱动器电路的结构;

    图10A至10C用于解释垂直和水平切换情况下显示装置的驱动时序;

    图11A和11B显示本发明用于EL显示装置的情况中的结构;

    图12A和12B显示具有两组独立的驱动器电路的显示装置的结构,它是本发明的一个实施例;

    图13A至13C显示可以应用本发明的一个电子装置的举例;

    图14显示在进行分割驱动的情况中源信号线驱动器电路的结构;

    图15A至15D解释在以本发明实现进行分割驱动的显示装置时,图像信号的显示和输入顺序;

    图16A至16D显示有源矩阵型液晶显示装置的制造方法一例;

    图17A至17D显示有源矩阵型液晶显示装置的制造方法一例;

    图18显示有源矩阵型液晶显示装置的制造方法一例。具体实施方式实施模式

    图1显示本发明的一个实施模式。在基片100上形成像素部分105、源信号线驱动器电路102、第一栅信号线驱动器电路103、以及第二栅信号线驱动器电路104。

    像素部分105中由参考数字101表示的部分是一个像素,它的详细电路结构示于图1B、一个像素有源信号线111、第一栅信号线112、第二栅信号线113、第一像素TFT 114、第二像素TFT 115、液晶元件116、存储电容器117以及相对电极118。

    第一像素TFT 114的栅电极与第一栅信号线112电连接,由输入到第一栅信号线112的脉冲进行通、断控制。第二像素TFT 115的栅电极与第二栅信号线113电连接,由输入到第二栅信号线113的脉冲进行通、断控制。

    当第一像素TFT 114和第二像素TFT 115二者都通时,由源信号线111输入的图像信号输入到像素,于是电荷存储在存储电容器117中。

    现在解释电路的操作。请注意,对图像信号的格式转换装置没有特殊的限制,所以为了简单在这里略去对格式转换部分的解释。这里参考图1A和1B、图8A和8B进行描述。

    对于进行第一显示,即正常显示的情况,第二栅信号线驱动器电路的设置使得第二像素TFT 115在整个屏幕上被接通。这样,像素只由第一像素TFT的通、断状态控制。于是,通过驱动源信号线驱动器电路和第一栅信号线驱动器电路,以类似于传统驱动的方式进行图像显示。如图8A中所示,对像素的写入顺序变为(1,1)、(2,1)、…(m,1)、(1,2)、(2,2)、…(m,2)、…、(1,n)、(2,n)、…、(m,n)。

    下面解释进行第二显示,即在屏幕上切换垂直和水平轴的情况。图8B显示一种状态,在这种状态图8A被顺时针旋转90°。本发明的显示装置不使用帧存储器。所以图像信号的输入顺序不被改变。因此,在图8B所示状态中向像素的写入顺序变为(1,n)、(1,n-1)、…、(1,1)、(2,n)、(2,n-1)、…、(2,1)、…、(m,n)、(m,n-1)、…、(m,1)。

    当进行第二显示时,源信号线驱动器电路被以低于正常速度的速度驱动,并在每个单个水平周期输出采样脉冲。在整个一个水平周期采样开关保持开放,所以图像信号的一个水平周期部分被连续写入一个单个源信号线。另一方面,第一栅信号线驱动器电路被以高于正常速度的速度驱动,并在每个点采样周期输出栅信号线选择脉冲。这样,只在一个点采样周期第一像素TFT处于通状态,并在那个时候写入图像信号。再有,第二栅信号线驱动器电路与源信号线驱动器电路相似地被驱动。就是说,当从源信号线驱动器电路输出采样脉冲和向某列的源信号线输入图像信号的时候,那一列的第二栅信号线被选定,而且与选定的第二栅信号线相连的全部第二像素TFT被接通。这样,只对那一列接受图像信号的写入。

    这样,能以上述操作按前面提到的顺序向像素写入图像信号。本发明使能进行水平和垂直显示之间的切换但无需使用帧存储器,而帧存储器在先有技术中是至关重要的。结果,组成部件的数量减小了,并使装置变得较小。所以,本发明可容易地应用于紧凑的便携终端。实施例

    下面讨论本发明的实施例。实施例1

    在以实施方式中所示方法进行垂直和水平显示之间切换的情况中,要注意的是第一栅信号线驱动器电路的扫描方向。在正常显示过程中,第一栅信号线驱动器电路以从第1行到第n行的顺序选择栅信号线并进行扫描,如图8A中所示。反之,对于垂直和水平切换的情况,第一栅信号线驱动器电路以相反的顺序,即从第n行到第1行的顺序,选择栅信号线。所以,当进行垂直和水平显示之间的切换时,必须改变第一栅信号线驱动器电路的扫描方向。

    具有附加的扫描方向切换电路的驱动器电路的结构示于图9。使用多级触发器901、NAND 904以及缓存器905的移位寄存器902与图7A中所示传统实例中的那些移位寄存器相似。扫描方向切换信号(UD)和扫描方向切换反向信号(UDb)被输入到扫描方向切换电路903。如果扫描方向切换信号(UD)为H(高电平),而扫描方向切换反向信号(UDb)为L(低电平),则按G1、G2、…、Gn的顺序选择栅信号线。如果扫描方向切换信号(UD)为L,而扫描方向切换反向信号(UDb)为H,则按Gn、Gn-1、…G1的顺序选择栅信号线。

    请注意,实现本发明时的驱动器电路的结构不限于图6A、7A和9中所示结构。例如,使用解码器替代移位寄存器等也能实现本发明。实施例2

    实施例2中显示一个容易地进行水平和垂直显示切换的情况举例,它使用的方法不同于(前文所述的)实施方式。

    图12A中显示一个显示装置的结构。像素部分1206形成于基片1200上,此外,还形成第一源信号线驱动器电路1202、第一栅信号线驱动器电路1203、第二源信号线驱动器电路1204以及第二栅信号线驱动器电路1205。这里取第一源信号线驱动器电路的扫描方向与第二源信号线驱动器电路的扫描方向相互垂直。再有,这里还取第一栅信号线驱动器电路的扫描方向与第二栅信号线驱动器电路的扫描方向相互垂直。

    在像素部分1206中,由参考数字1201代表的部分是一个像素,它的结构示于图12B。一个像素有第一源信号线1211、第一栅信号线1212、第二源信号线1213、第二栅信号线1214、第一像素TFT 1215、第二像素TFT 1216、液晶元件1217、存储电容器1218以及相对电极1219。

    在实施例2中,源信号线、栅信号线以及像素TFT各有两个,所以有两个独立的电路路径用于把图像信号写入液晶单元。当进行第一显示时,即当进行正常显示时,例如由操作第一源信号线驱动器电路和第一栅信号线驱动器电路来控制第一像素TFT,把输入到第一源信号线驱动器电路1211的图像信号写入该像素。在这一点第二源信号线驱动器电路和第二栅信号线驱动器电路二者都不操作。

    另一方面,当进行第二显示时,即当在垂直和水平屏幕之间进行切换时,由操作第二源信号线驱动器电路和第二栅信号线驱动器电路来控制第二像素TFT,把输入到第二源信号线驱动器电路的图像信号写入该像素。在这时第一源信号线驱动器电路和第一栅信号线驱动器电路二者都不操作。

    这样,通过使用两组驱动器电路来控制一个像素,可能在垂直和水平显示之间容易地进行切换。实施例3

    不仅能在实施方式所示的液晶显示装置中实现本发明,还能在发光装置(如EL显示装置)中实现本发明。图11A和11B显示一个EL显示装置的结构。

    在基片1100上形成像素部分1105、源信号线驱动器电路1102、第一栅信号线驱动器电路1103以及第二栅信号线驱动器电路1104,这与图1A和1B中所示液晶显示装置的情况相似。此外,通过FPC从外部连接一个EL电源1106以向EL元件供给电流。

    图11A中由参考数字1101代表的一个像素的结构示于图11B。一个像素部分具有源信号线1111、第一栅信号线1112、第二栅信号线1113、第一开关TFT 1114、第二开关TFT 1115、EL驱动器TFT 1116、EL元件1117、存储电容器1118以及电流供给线1119。

    第一开关TFT 1114的栅电极电连接于第一栅信号线1112,由输入到第一栅信号线1112的脉冲控制第一开关TFT 1114的通、断。第二开关TFT 1115的栅电极电连接于第二栅信号线1113,由输入到第二栅信号线1113的脉冲控制第二开关TFT 1115的通、断。

    当第一开关TFT 1114和第二开关TFT 1115都通时,由源信号线1111输入的图像信号被输入到EL驱动器TFT 1116的栅电极,于是电荷存储在存储电容器1118中。

    与实施方式中相似的模拟(analog)点顺序驱动器可用于驱动器计时等,所以这里略去其解释。实施例4

    在高分辨、大屏幕显示装置中,在一个固定的时间周期内必须驱动许多像素。以传统的驱动方法进行驱动则驱动器频率变高,所以往往使用分割驱动。

    图14显示进行分割驱动的情况中源信号线驱动器电路的结构举例,该结构有移位寄存器1402,它包含多级触发器1401、NAND 1403、缓存器1404、采样开关1405等。

    与使用图6A中的电路以一次采样脉冲一次性向一个像素进行写入图像信号的情况相反,以图14中所示电路平行输入4个图像信号,并以一个采样脉冲一次进行向4个像素写入这些图像信号。这样,与具有同样像素数的传统显示装置相比,源信号线驱动器电路的驱动器频率可以降低为1/(分割数)。对于图14的情况,同时在4点进行采样,所以分割数为4,而源信号线驱动器电路的驱动器频率能降低到它的传统值的1/4。

    在实施例4中解释进行这类分割驱动的显示装置中进行垂直和水平显示切换的方法。

    现在参考图15A至15D,图15A显示一个显示装置的正常显示写入顺序,该显示装置具有的源信号线驱动器电路进行4分割驱动。由4个图像信号线同时进行4个像素位置的采样,并由一个采样脉冲同时进行向4个像素(1,1)、(2,1)、(3,1)和(4,1)的写入。然后,由下一个采样脉冲同时进行向4个像素(5,1)、(6,1)、(7,1)和(8,1)的写入。

    所以,向每个视频信号线(视频1至视频4)输入的图像信号的输入顺序如图15C所示。

    图15B显示以图15A所示显示装置在垂直和水平显示之间进行切换的情况中的写入顺序。对于正常显示,是同时对沿着水平方向排成一行的4个点同时进行采样,而对于在水平和垂直方向之间进行切换的情况,是同时对沿着垂直方向排成一行的4个点同时进行采样。

    对于正常显示,首先同时被写入的像素是4个像素(1,1)、(2,1)、(3,1)和(4,1)。对于在水平和垂直方向之间的切换,首先同时被写入的像素是4个像素(1,n)、(2,n)、(3,n)和(4,n)。

    必须写入4个像素(1,n)、(2,n)(3,n)和(4,n)的图像信号是在正常显示期间必须写入4个像素(1,1)、(1,2)、(1,3)和(1,4)的图像信号。

    所以,对于在垂直和水平显示之间切换的情况,输入每个视频信号线(视频1至视频4)的图像信号的输入顺序变为图15D中所示那样。

    在这种情况中,重新排列与4个水平周期对应的图像信号的过程是必要的,所以用于存储图像信号的4个水平周期部分的存储器是必要的。然而,与在传统显示装置中必须帧存储器的情况相比,该存储器的容量可以特别小。

    这样,在进行分割显示的显示装置中实现本发明是可能的。实施例5

    在这一实施例中,详细描述在同一基片上同时制造像素部分和在该像素部分周围提供的驱动器电路TFT(若干n通道TFT和一个P通道TFT)的方法。

    参见图16。首先,在基片5001上形成一个基础绝缘膜5002,并得到具有结晶结构的第一半导体膜。然后,该半导体膜被蚀刻为所希望的形状,以形成彼此分离的岛状半导体层5003至5006。

    一个玻璃基片(#1737)用作基片5001。对于基础绝缘膜5002,使用等离子体CVD,以薄膜沉积温度400℃和厚度50nm(最好是10至200nm)形成硅的氮氧化合物薄膜5002a,它是由SiH4、NH3、和N2O作为材料气体构成的(组成成分比例是Si=32%、O=27%、N=24%、H=17%)。然后,在以臭氧水清洗表面之后,利用稀释的氢氟酸(1/100溶液)去掉该表面上的氧化膜。接下来,使用等离子体CVD以薄膜沉积温度400℃和厚度100nm(最好是50至200nm)在其上面形成硅的氢化物的氮氧化合物膜5002b,它是由SiH4和N2O作为材料气体构成的(组成成分比例是:Si=32%、O=59%、N=7%、H=2%),从而形成一个叠层。进一步,不暴露于大气,使用等离子体CVD以SiH4作为膜沉积气体在膜沉积温度300℃形成厚度为54nm(最好是25至80nm)的非晶体结构(在这种情况中是非晶硅膜)半导体膜。

    在这一实施例中,所示基础膜5002是双层结构的形式,但单层绝缘膜或者有两层或更多层层叠的结构也可以被接受。再有,对半导体膜的材料没有限制。然而,最好是用已知的装置(溅射、LPCVD、等离子体CVD等)由硅或者硅锗合金(SixGe1-x(x=0.0001至0.02))形成该半导体膜。再有,等离子体CVD装置可以是单个晶片型装置或者批量型装置。此外,可以在同一个薄膜形成室中连续地形成基础绝缘膜和半导体膜,而不暴露于大气。

    接下来,在清洁了有非晶体结构的半导体膜的表面之后,由臭氧水在该表面上形成一个厚度约2nm的极薄的氧化物膜。然后,为了控制TFT的阈值,进行掺入少量杂质元素(硼或磷)。这里,使用一种离子掺杂方法,在其中乙硼烷(B2H6)被等离子体激发,没有距离控制(mass-seperation),并在非晶硅膜中加入硼,其掺杂条件是:加速电压15KV;以氢稀释到1%的乙硼烷气体流速率为30sccm;剂量为2×1012/cm2。

    然后,用旋涂器(spinner)涂覆按重量含有10ppm镍的醋酸盐溶液,代替这种涂覆,还可以使用以溅射向整个表面喷射镍元素的方法。

    然后,进行加热处理以实现结晶化,从而形成有结晶结构的半导体膜。为这一热处理,可进行用电炉或强光辐射的加热过程。在使用电炉加热过程的情况中,可在500至650℃加热4至24小时。这里,在进行脱氢加热过程(500℃加热1小时)之后,进行结晶化加热过程(550℃加热4小时),从而得到有晶体结构的硅膜。请注意,尽管结晶化是用炉子加热过程完成的,但也可以用灯退火装置完成结晶化。还有,请注意,尽管这里使用以镍作为促进硅结晶化的金属元素的结晶技术,但其他已知的结晶技术也可以使用,例如固相生长法和激光结晶法。

    接下来,在用稀释的氢氟酸之类去掉有晶体结构的硅膜的表面上形成的氧化物膜之后,在大气中或在氧气中进行第一激光(XeCl:波长308nm)照射以提高结晶率和修复晶粒中存留的缺陷。波长为400nm或小于400nm的激发物(excimer)激光,或者YAG激光的二次谐波或三次谐波或CW激光被用作该激光。在任何情况中,使用重复频率约10至1000Hz的脉冲激光,由光学系统把脉冲激光聚光成100至500mJ/cm2,并以覆盖率90%至95%进行照射,从而使硅膜表面被扫描。这里,第一激光照射是在大气中以重复频率30Hz和能量密度393mJ/cm2进行的。请注意,由第一激光照射在该表面上形成一个氧化物膜,因为照射是在大气中或氧气中进行的。

    接下来,在用稀释的氢氟酸去掉由第一激光照射形成的氧化物膜之后,在氮气中或真空中进行第二激光照射,从而使半导体膜表面均匀。波长为400nm或小于400nm的激发物激光,或者YAG激光的二次谐波或三次谐波,或者CW激光,被用作该激光(第二激光)。第二激光的能量密度被做成大于第一激光的能量密度,最好做成比它大30至60mJ/cm2。这里,第二激光照射是以重复频率30Hz和能量密度453mJ/cm2进行的,从而使半导体膜表面不均匀度的P-V值为5nm或更小。

    再有,尽管在这一实施例中在该表面上进行第二激光照射,但可以采取至少在像素部分上有选择地进行照射的步骤,因为降低关闭(off)电流对像素部分的TFT有特别影响。否则,可只由一次激光照射进行处理。

    接下来,该表面由臭氧水处理120秒,从而形成总厚度为1至5nm的含有氧化物膜的阻挡层(未画出)。

    然后,通过溅射在阻挡层上形成厚度150nm的非晶体硅膜,其中含有氩元素,该膜成为吸气场地,在这一实施例中该膜的溅射沉积条件是:薄膜沉积压强0.3Pa;气体(Ar)流速率50sccm;薄膜沉积功率3KW;基片温度150℃。请注意,在上述条件下,在非晶体硅膜中包含的氩元素原子浓度为3×1020原子个数/cm3至6×1020原子个数/cm3,氧的原子浓度是1×1019原子个数/cm3至3×1019原子个数/cm3。然后,用灯退火装置在650℃加热处理3分钟,以进行吸气。

    接下来,以阻挡层作为蚀刻阻止层有选择地去掉含有氩元素的非晶体硅膜,它是吸气场地,然后,用稀释的氢氟酸有选择地去掉阻挡层。请注意,有一种趋势,即在吸气过程中镍可能要移动到氧浓度高的区域,这样,在吸气之后去掉含有氧化物膜的阻挡层是所希望的。

    然后,在所得到的具有结晶结构的硅膜(也称作多晶硅膜)表面上由臭氧水形成薄的氧化物膜之后,由形成由抗蚀剂做成的掩膜,并对其进行蚀刻以得到希望的形状,从而形成彼此分离的岛状半导体层5003至5006。在形成这些半导体层之后,由抗蚀剂做成的掩膜被去掉。

    然后,用含有氢氟酸的浸蚀剂去掉氧化物膜,并同时清洁硅膜表面。然后,形成含有硅作为其主要成分的绝缘膜,它成为栅绝缘膜5007。在这一实施例中,以等离子体CVD形成厚度为115nm的硅的含氧硝酸盐膜(组成成分比例:Si=32%,O=59%,N=7%,H=2%)。

    在栅绝缘膜5007上,以层叠方式形成厚度为20至100nm的第一导电膜5008和厚度为100至400nm的第二导电膜5009。在这一实施例中,在栅绝缘膜5007上相继层叠50nm厚的钽的硝酸盐膜和370nm厚的钨膜。(图16A)。

    利用从下列一组材料中选出的元素作为导体材料以形成第一导电膜和第二导电膜,这组材料包含:Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu,或包含上述元素作为其主要成分的合金材料或化合物材料。再有,以掺有杂质元素(如磷)的多晶硅膜为代表的半导体膜或者AgPdCu合金可以用作第一导电膜和第二导电膜。再有,本发明不限于两层结构。例如,可以采用三层结构,其中顺序层叠50nm厚的钨膜、500nm厚度的铝和硅(Al-Si)的合金膜以及30nm厚的钛的硝酸盐膜。再有,在三层结构的情况中,可以用钨的硝酸盐代替第一导电膜的钨,可以用铝和钛(Al-Ti)的合金膜代替第二导电膜的铝和硅(Al-Si)的合金膜,可以用钛膜代替第三导电膜的钛的硝酸盐膜。此外,也可以采用单层结构。

    接下来,如图16B中所示,由暴光步骤形成掩膜5010,并进行第一蚀刻过程以形成栅电极和连线。第一蚀刻过程是以第一和第二蚀刻条件进行的。最好是使用ICP(感应耦合等离子体)蚀刻方法进行蚀刻过程。使用ICP蚀刻方法,并适当地调节蚀刻条件(加到线圈形电极上的电能、加到基片一侧上的电极的电能、该基片一侧上的电极的温度等),从而能形成所希望的削尖形状的薄膜,请注意,以Cl2、BCl3、SiCl4和CCl4为代表的氯基气体和以CF4、SF6和NF3为代表的氟基气体以及O2能被适当地用作蚀刻气体。

    在这一实施例中,还向基片(采样级)施加150W的RF(13.56MHz)功率,以基本上施加负的自偏移电压。以第一蚀刻条件蚀刻一个W膜,把第一导电层的端部形成削光的形状。在第一蚀刻条件下,对W的蚀刻速度为200.39nm/min,对TaN的蚀刻速率为80.32nm/min,W对TaN的选择比例约2.5。再有,以第一蚀刻条件,W的削尖角近似26°。然后,不去掉由抗蚀剂做成的掩膜5010,把第一蚀刻条件改变为第二蚀刻条件。CF4和Cl2用作蚀刻气体,气体的流速率设定为30/30sccm,把RF(13.56MHz)功率500W加到线圈形电极,其压强为1Pa,以产生等离子体,以此进行蚀刻约30秒。还把RF(13.56MHz)功率20W加到基片一侧(采样级)以基本上加一个负自偏移电压。在CF4和Cl2混合的第二蚀刻条件下,W膜和TaN膜在同一水平上被蚀刻。以第二蚀刻条件,对W的蚀刻速率是58.97nm/min,对TaN的蚀刻速率是66.43nm/min。请注意,为了在不去掉栅绝缘膜上残留物的情况下进行蚀刻,可以把蚀刻时间增加10%至20%。

    在如上文中描述的第一蚀刻过程中,使抗蚀剂掩膜做成适当的形状,从而使第一导电层的端部和第二导电层的端部每个由于加到基片一侧的偏移电压而具有削尖的形状。削尖部分的角设定为15至45°是足够的。

    这样,由第一导电层和第二导电层(第一导电层5011a至5016a和第二导电层5011b至5016b)构成的第一形状导电层5011至5016是由第一蚀刻过程形成的。成为栅绝缘膜的绝缘膜5007被刻蚀约10至20nm,并成为这样一个栅绝缘膜,其中未被第一形状导电层5011至5016覆盖的区域变薄了。

    接下来,在不去掉由抗蚀剂做成的掩膜的情况下,进行第二蚀刻过程。这里,SF6、Cl2和O2被用作蚀刻气体。气体的流速率设定为24/12/24sccm,把RF(13.56MHz)功率700W加到线圈形电极,其压强为1.3Pa,以产生等离子体,以此进行蚀刻25秒。还把RF(13.56MHz)功率10W加到基片一侧(采样级)以基本上加一个负自偏移电压。在这第二蚀刻过程中,对W的蚀刻速率是227.3nm/min,以TaN的蚀刻速率是32.1nm/min,W对TaN的选择比率是7.1,对SiON(它是栅绝缘膜5007)的蚀刻速率是33.7nm/min,W对SiON的选择比率是6.83。在把SF6用作蚀刻气体的情况中,针对栅绝缘膜5007的选择比率是高的,如前文描述的那样。这样,便压制了膜厚度的减小。在这一实施例中,栅绝缘膜5007的膜厚度只减小约8nm。

    由于第二蚀刻过程,W的削尖角变为70°,由于第二蚀刻过程,形成第二导电层5017至5022。另一方面,第一导电层几乎不能被蚀刻成第一导电层5017a至5022a。请注意,第一导电层5017a至5022a基本上与第一导电层5011a至5016a有相同大小。实际上,与第二蚀刻过程之前相比,第一导电层的宽度被减小约0.3μm,即总的线宽度被减小0.6μm。然而,第一导电层的大小几乎没有变化。

    再有,代替二层结构,在采用三层结构的情况中,在第一蚀刻过程的第一蚀刻条件之下,顺序层叠50nm厚的钨膜、500nm厚的铝和硅(Al-Si)合金膜以及30nm厚的钛的硝酸盐膜,这第一蚀刻过程的第一蚀刻条件是:BCl3、Cl2和O2被用作材料气体;气体的流速率设定为65/10/5(sccm);RF(13.56MHz)功率300W加到基片一侧(采样级);RF(13.56MHz)功率450W加到线圈形电极,其压强为1.2Pa,以产生等离子体,蚀刻进行117秒。至于第一蚀刻过程的第二蚀刻条件,使用CF4、Cl2和O2,气体的流速率设定为25/25/10sccm;还把RF(13.56MHz)功率20W加到基片一侧(采样级);RF(13.56MHz)功率500W加到线圈形电极,其压强为1Pa,以产生等离子体。在上述条件下,进行约30秒蚀刻便足够了。在第二蚀刻过程中,使用BCl3和Cl2,气体的流速率充定为20/60sccm,RF(13.56MHz)功率100W应用于基片一侧(采样级),RF(13.56MHz)功率600W加到线圈形电极,其压强为1.2Pa,以形成等离子体,从而进行蚀刻。

    接下来,去掉由抗蚀剂做成的掩膜,然后进行第一掺杂过程以得到图16D的状态。掺杂过程可以由离子掺杂或离子注入技术进行。进行离子掺杂的条件是:剂量为1.5×1014原子个数/cm2,加速电压为60至100KeV。通常使用磷(P)或砷(As)作为给与n型导电性的掺杂元素。在这种情况中,第一导电层和第二导电层5017至5021变为掩膜用以抵制给与n型导电性的掺杂元素,而第一掺杂区5023至5026以自对位方式形成。给与n型导电性的掺杂元素被添加到第一掺杂区5023至5026,其浓度范围是1×1016至1×1017原子个数/cm3。这里,具有相同浓度范围的作为第一掺杂区的区域也被称作n-区。

    请注意,尽管这一实施例中是在去掉由抗蚀剂做成的掩膜之后进行第一掺杂过程,但也可以在不去掉由抗蚀剂做成的掩膜的情况下进行第一掺杂过程。

    接下来,如图17A中所示,形成由抗蚀剂做成的掩膜,并进行第二掺杂过程。以下列第二掺杂过程的离子掺杂条件掺入磷(P):剂量为1.5×1015原子个数/cm2;以及加速电压60至100KeV。这里,以第二导体层5017b至5021b作为掩膜,以自对位方式在各自半导体层中形成掺杂区。当然,磷未加到由掩膜5027覆盖的区域。这样,形成了第二掺杂区5028和5029,以及第三掺杂区5030。给与n型导电性的掺杂元素被添加到第二掺杂区5028和5029,其浓度范围是1×1020至1×1021原子个数/cm3。这里,与第二掺杂区有相同浓度范围的区域也被称作n+区。

    接下来,以低于由第一导电层5017a进行掺杂的第二掺杂区的浓度,形成第三掺杂区,以浓度范围1×1018至1×1019原子个数/cm3添加给与n型导电性的掺杂元素。请注意,由于是穿过有削尖形状的第一导电层5017a的端部进行掺杂的,所以第三掺杂区有一浓度梯度,其中掺杂浓度朝削尖部分的端部方向增大。这里,与第三掺杂区有相同浓度范围的区域被称作n-区。再有,在第二掺杂过程中,由掩膜5027覆盖的区域未被添加掺杂元素,于是成为第一掺杂区。

    接下来,在去掉由抗蚀剂做成的掩膜5027之后,新形成由抗蚀剂做成的掩膜5032,并进行第三掺杂过程,如图17B所示。

    在驱动器电路中,通过上文描述的第三掺杂过程,形成第四掺杂区5033、5034和第五掺杂区5035、5036,在其中给与p型导电性的掺杂元素被添加到形成P通道TFT的半导体层和形成存储电容器的半导体层。

    接下来,给与p型导电性的掺杂元素被添加到第四掺杂区5033和5034,其浓度范围是1×1020至1×1021原子个数/cm3。请注意,在第四掺杂区5033、5034中,在先前步骤中已添加了磷(P)(n-区),但以磷浓度1.5至3倍的浓度添加给与p型导电性的掺杂元素。这样,第四掺杂区5033、5034有p型导电性。这里,与第四掺杂区有相同浓度范围的区域也被称作P+区。

    再有,在重叠第二导体层5018a至5021a的削尖部分的区域中,形成第五掺杂区5035和5036,添加给与p型导电性的掺杂元素,其浓度范围是1×1018至1×1020原子个数/cm3。这晨,与第五掺杂区有相同浓度范围的区域也被称作P-区。

    通过上述各步骤,在各自半导体层中形成了具有n型或p型导电性的掺杂区。导电层5017至5020成为TFT的栅电极。再有,导电层5021成为电极之一,它在像素部分中形成存储电容器。再有,导电层5022形成像素部分中的源导线。

    接下来,形成基本上覆盖整个表面的绝缘膜(未画出)。在这一实施例中,由等离子体CVD形成50nm厚的氧化硅膜。当然,该绝缘膜不限于氧化硅膜,在单层结构或层叠结构中可以使用含有硅的其他绝缘膜。

    然后,进行激活加到各半导体层中的掺杂元素的步骤。在这一激活步骤中,可以采取使用灯光源的快速热退火(RTA)方法、从背面辐射来自YAG的激光或激发物的激光的方法、使用炉子进行热处理、或这些方法的组合。

    再有,虽然在这一实施例所示的例子中是在激活之前形成绝缘膜,但可以在进行激活之后进行形成绝缘膜的步骤。

    接下来,由硅的硝酸盐膜形成第一中介绝缘膜5037,并进行热处理(300至550℃达1至12小时),以此进行对半导体层氢化处理的步骤(图17C)。这一步骤是用第一中介绝缘膜5037中含有的氢去终止半导体层中的悬挂键的步骤。不管是否存在由氧化硅膜形成的绝缘膜(未画出),都能使半导体层氢化。附带说明,在这一实施例中对第二导电层使用含铝作为其主要成分的材料,这样,在氢化步骤中应用第二导电层能承受的加热过程条件是重要的。作为氢化的另一种装置,可以进行等离子体氢化(使用由等离子体激发的氢)。

    接下来,在第一中介绝缘膜5037上由有机绝缘材料形成第二中介绝缘膜5038。在这一实施例中,形成厚度为1.6μm的丙烯酸树脂膜。然后,形成能达到各电极和掺杂区的接触孔。在这一实施例中,顺序地进行多个蚀刻过程。在这一实施例中,以第一中介绝缘膜作为蚀刻阻止膜对第二中介绝缘膜蚀刻,以绝缘膜(未画出)为蚀刻阻止膜对第一中介膜蚀刻,然后,该绝缘膜(未画出)被蚀刻。

    然后,使用Al、Ti、Mo、W等形成导线和像素电极。作为电极和像素电极的材料,希望使用反射性质极好的材料,如含有Al或Ag作为其主要成分的薄膜或上述膜的层叠膜。这样,便形成了导线5039至5042、像素电极5043以及栅信号线5044。

    如前所述,能在同一基片上形成具有n通道TFT和P通道TFT的驱动器电路、包含n通道TFT的像素TFT以及具有存储电容器的像素部分(图17D)。在本说明书中,为了方便,把上述基片称作有源矩阵基片。

    在图17D中所示有源矩阵基片中,n通道TFT有两种结构。结构之一是GOLD结构,有第三掺杂区与栅电极重叠,能在驱动器电路的n-通道TFT中看到它;另一种结构是LDD结构,有第一掺杂区不与栅电极重叠,能在像素TFT中见到它。

    前一种结构对限制热载体质量下降有效,特别是对于需要稳定操作的区域。后一种结构对于减小关闭(OFF)电流泄漏有效,用于多次施加负偏压的电路和用于那些控制像素部分的电路。

    另一方面,准备了相对的基片5045。在相对基片一侧,由透明电极形成相对电极5046。

    在有源矩阵基片和相对基片上,分别形成取向薄膜5047和5048并进行研磨过程。在这一实施例中,使用丙烯酸树脂等在所希望的部分形成一个柱状隔离体(未画出),以在有源矩阵基片一侧形成取向薄膜5048之间在两个基片之间固定一个间隔。可在基片的整个表面散布球状隔离体作为柱状隔离体的代替物。

    具有像素部分和驱动器电路的有源矩阵基片和相对基片以密封材料(未画出)彼此粘贴。在密封材料中混有填充剂。填充剂和柱状隔离体在两基片之间形成均匀间隙。液晶材料5049被注入两基片之间的间隙,并以密封剂(未画出)完全密封该间隙。已知材料液晶材料能用作液晶材料5049。在必要时,有源矩阵基片或相对基片可分割成所希望的形状。此外,用已知的方法适当地提供一个偏振板。此外,用已知的方法给基片加上FPC。以这种方式,一个有源矩阵型液晶显示装置完成了,如图18中所示。

    在这一实施例中,描述了液晶显示装置的制造方法。然而,本发明不限于使用液晶显示装置。当使用EL元件形成发光装置时,制造有源矩阵基片可以是参考本实施例的图16至17所得出的方法。在将来,如果在有源矩阵基片上形成EL元件,它由阳极、正孔传输层、光发射层、电子注入层以及阴极构成,那么便能够形成有源矩阵型光发射装置。实施例6

    因此,本发明可以用作各种电装置的显示部分。作为电子设备,有显示装置;便携式信息终端(如电子书籍、移动计算机、蜂窝电话)等等。这些设备的举例示于图13中。

    图13A显示一个液晶显示或EL显示,包含机壳3001、支架3002和显示部分3003。本发明能用作显示部分3003。在水平和垂直显示之间进行切换的情况中,在机壳3001的安装部分中提供了一个转动系统去配合支架3002,以转动机壳3001本身。

    图13B显示一个便携式信息终端,包含主体3031、笔尖3032、显示部分3033、操作按钮3034以及外部接口3035。本发明能用作显示部分3033。

    图13C显示一个蜂窝电话,包含主体3061、声音输出部分3062、声音输入部分3063、显示部分3064、操作按钮3065以及天线3066、本发明能用于显示部分3064。

    这一实施例中所示实例只是一个例子。应该提到的是,本发明不限于这些应用。

    借助本发明,能提供这样的显示装置,它能容易地进行水平和垂直显示之间的切换,无需使用帧存储器等部件。所以,该显示装置变成能够容易地应用于小型便携式终端等所含部件个数受限制的装置中。

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提供了一种显示装置,它能在屏幕上的垂直和水平显示之间切换,无需使用帧存储器。该显示装置具有源信号线驱动器电路(102)、第一栅信号线驱动器电路(103)以及第二栅信号线驱动器电路(104)。第一栅信号线驱动器电路(103)的扫描方向垂直于源信号线驱动器电路(102)的扫描方向,第二栅信号线驱动器电路(104)的扫描方向垂直于第一栅信号线驱动器电路(103)的扫描方向。在正常显示过程中,由第一栅信号。

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