專利名稱：半導(dǎo)體顯示裝置及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過成矩陣排列的象素來顯示信息如圖象的半導(dǎo)體顯示裝置。
近年來，制造半導(dǎo)體裝置的技術(shù)得到迅速地改進(jìn)，在這種半導(dǎo)體裝置中，半導(dǎo)體薄膜形成在價廉的玻璃襯底上，如薄膜晶體管(TFT)。這是因?yàn)閷τ性淳仃囆鸵壕э@示裝置(液晶板)的需求大大增加了。
有源矩陣型液晶板的結(jié)構(gòu)是對數(shù)十至數(shù)百萬個成矩陣排列的象素區(qū)的每一個設(shè)置一個TFT，并利用TFT的開關(guān)功能控制每個象素電極的充電和放電。
其間，人們對可被高速驅(qū)動的數(shù)字灰度系統(tǒng)有源矩陣型液晶顯示裝置投以關(guān)注。如

圖1所示，傳統(tǒng)的數(shù)字灰度系統(tǒng)有源矩陣型液晶顯示裝置包括一個源極信號行移位寄存器101，一個數(shù)字解碼器102，閉鎖電路103(LAT1)，閉鎖電路104(LAT2)，閉鎖脈沖行105，D/A轉(zhuǎn)換電路106，源極信號行107，柵極信號行移位寄存器108，柵極信號行(掃描行)109，象素TFTs110等。
提供給數(shù)字解碼器102的地址行1至4的數(shù)字灰度信號通過來自源極信號行移位寄存器101的計時信號被寫入到LAT1中。
數(shù)字灰度信號向LAT1組中的寫入大致終止的時間被認(rèn)做一個行周期。也即，來自數(shù)字解碼器102的灰度信號向圖1中最左側(cè)的LAT1寫入的起始點(diǎn)和來自數(shù)字解碼器102的灰度信號向最右側(cè)的LAT1寫入的結(jié)束點(diǎn)之間的時間間隔為一個行周期。
在數(shù)字灰度信號向LAT1組中的寫入結(jié)束之后，閉鎖脈沖與移位寄存器的工作時間同步電進(jìn)入閉鎖脈沖行105，使得寫在存儲器1組中的灰度信號立即全部傳輸?shù)絃AT2組中。
灰度信號向LAT2組中的傳輸完成后再通過來自源極信號行移位寄存器101的信號對提供給數(shù)字解碼器102的灰度信號依次地執(zhí)行向LAT1組中的寫入。
在第二個一行周期中，根據(jù)與第二個一行周期的起始同步地傳輸?shù)絃AT2組中的灰度信號由D/A轉(zhuǎn)換電路(數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換電路)106選擇灰度電壓。
選取的灰度電壓在一個行周期中提供給相應(yīng)的源極信號行。
通過重復(fù)上述操作，圖象被提供給液晶顯示裝置的整個象素部分。
但是，在前述的數(shù)字灰度液晶顯示裝置中，D/A轉(zhuǎn)換電路的面積實(shí)際上比其他電路的面積要大，這妨礙了近年來對液晶顯示裝置極小化的要求。
近年來，隨著被處理的信息量的快速增加，在增加顯示容量(顯示分辨率)和使得顯示分辨率更精細(xì)方面已經(jīng)做了設(shè)計。而且，隨著顯示容量的增加，D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)量也同樣增加，使得降低驅(qū)動電路部分的區(qū)域最為急切。
此處，計算機(jī)通常采用的顯示分辨率的例子將采用象素數(shù)目和標(biāo)準(zhǔn)名稱表示在下面。象素數(shù)目(水平×垂直)標(biāo)準(zhǔn)名稱640×400:EGA640×480:VGA800×600:SVGA1024×760 :XGA1280×1024 :SXGA例如，在XGA標(biāo)準(zhǔn)(1024×760象素)作為例子的情況下，在前述的驅(qū)動電路中，要求D/A轉(zhuǎn)換器用于1024個信號行的每一個。
近來，同樣在個人計算機(jī)領(lǐng)域中，因?yàn)閺V泛使用在屏幕顯示不同特性的多個圖象的軟件，相應(yīng)于分辨率比VGA或SVGA標(biāo)準(zhǔn)要高的XGA或SXGA標(biāo)準(zhǔn)的顯示裝置越來越普遍。
而且，投入使用的具有高分辨率的上述液晶顯示裝置還用作為電視信號顯示而不是個人計算機(jī)中的數(shù)據(jù)信號顯示。
近年來，為了在諸如高分辨率的TV(HDTV)或擴(kuò)展分辨率的TV中顯現(xiàn)漂亮的圖片質(zhì)量，一張圖片的圖象數(shù)據(jù)變成傳統(tǒng)TV的幾倍?？墒?，因?yàn)橥ㄟ^擴(kuò)大屏幕，改進(jìn)了可視性以及在一個顯示裝置上容易顯示多張圖片，增加了對大屏幕和高灰度的要求。
作為未來數(shù)字廣播的TV(ATV)的顯示分辨率標(biāo)準(zhǔn)，有希望的是1920×1080象素的標(biāo)準(zhǔn)，并且要求減少驅(qū)動電路部分的區(qū)域。
可是，如上所述，因?yàn)镈/A轉(zhuǎn)換電路所占的區(qū)域較大，當(dāng)象素增加時，驅(qū)動電路部分的區(qū)域變得很大，這阻礙了對液晶顯示裝置的小型化。
本發(fā)明根據(jù)前述問題而提出，并且本發(fā)明的一個目的是在驅(qū)動電路部分通過降低D/A轉(zhuǎn)換電路所占的區(qū)域以提供一個小的半導(dǎo)體顯示裝置，尤其是一個液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，半導(dǎo)體顯示裝置包括一個D/A轉(zhuǎn)換電路部分，其中該部分包含多個D/A轉(zhuǎn)換電路，并且多個D/A轉(zhuǎn)換電路的每一個順序地使得由存儲電路供給的數(shù)字灰度信號進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換。上述目的由此裝置完成。
存儲電路可包括多個閉鎖電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，半導(dǎo)體顯示裝置包括一個存儲電路，以儲存m個x位數(shù)字灰度信號(m和x為自然數(shù))，和一個D/A轉(zhuǎn)換電路部分，以使得由存儲電路供給的m個x位數(shù)字灰度信號模擬轉(zhuǎn)換，并且把模擬信號供給m個源極信號行，D/A轉(zhuǎn)換電路部分包括n個D/A轉(zhuǎn)換電路部分(n是自然數(shù))，并且n個D/A轉(zhuǎn)換電路部分的每一個順序地使得m/n個x位數(shù)字灰度信號模擬轉(zhuǎn)換，以供給相應(yīng)于m/n個源極信號行的被轉(zhuǎn)換信號。上述目的由本裝置完成。
存儲電路可包括多個閉鎖電路。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種驅(qū)動半導(dǎo)體顯示裝置的方法包括對一個行儲存m個x位數(shù)字灰度信號(m和x為自然數(shù))的步驟，和在一個行周期內(nèi)被n個D/A轉(zhuǎn)換電路部分(n是自然數(shù))的每一個順序地使得m/n個x位數(shù)字灰度信號模擬轉(zhuǎn)換，以傳輸相應(yīng)于m/n個源極信號行的被轉(zhuǎn)換信號的步驟。上述目的由此方法完成。
仍然根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種驅(qū)動半導(dǎo)體顯示裝置的方法包括由來自移位寄存器的計時信號采樣和儲存m個x位數(shù)字灰度信號(m和x為自然數(shù))的步驟，和被n個D/A轉(zhuǎn)換電路部分(n是自然數(shù))的每一個順序地使得m/n個x位數(shù)字灰度信號模擬轉(zhuǎn)換以傳輸相應(yīng)于m/n個源極信號行的灰度電壓的步驟。上述目的由此方法完成。
日本專利申請No.9-344351公開了一種D/A轉(zhuǎn)換電路，該發(fā)明在此作為參考。另外，日本專利申請No.9-365054公開了一種D/A轉(zhuǎn)換電路和半導(dǎo)體裝置，該發(fā)明在此作為參考。另外，日本專利申請No.10-100638公開了一種用于半導(dǎo)體顯示裝置的半導(dǎo)體顯示裝置和驅(qū)動電路，該發(fā)明在此作為參考。
圖1表示傳統(tǒng)的數(shù)字灰度半導(dǎo)體顯示裝置的簡圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的簡圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的源極信號行的計時圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的D/A轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的D/A轉(zhuǎn)換部分的計時圖；圖6A至6D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的制造步驟圖；圖7A至7D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的制造步驟圖；圖8A至8C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的制造步驟圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的截面圖；圖10A至10C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的俯視圖和側(cè)視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的有源矩陣襯底的截面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的有源矩陣襯底的截面圖；圖13A至13F表示安裝有本發(fā)明半導(dǎo)體顯示裝置的半導(dǎo)體裝置的實(shí)例；圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的局部結(jié)構(gòu)圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的框圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的選擇器電路(開關(guān)電路)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的選擇器電路(開關(guān)電路)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的選擇器電路(開關(guān)電路)的計時圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置的照片；圖20是CGS的TEM照片；圖21是高溫多晶態(tài)硅的TEM照片；圖22A和22B是CGS的電子束衍射圖形和高溫多晶態(tài)硅的照片；圖23A和23B是CGS和高溫多晶態(tài)硅的TEM照片。
(實(shí)施例1)在本實(shí)施例中，位于源極信號行側(cè)的驅(qū)動電路(驅(qū)動器)中，對每四個源極信號行提供一個D/A轉(zhuǎn)換電路，以便減少驅(qū)動電路中被D/A轉(zhuǎn)換電路所占的區(qū)域。
在本實(shí)施例中，將對顯示分辨率為1920×1080例子的液晶顯示裝置進(jìn)行解釋。將參見圖2。圖2是本實(shí)施例液晶顯示裝置的簡圖。參考數(shù)201表示源極信號行移位寄存器，202表示把數(shù)字灰度信號供給閉鎖電路203(LAT1.0至LAT1.1919)的地址解碼器。在本實(shí)施例中，雖然把4位數(shù)字灰度的驅(qū)動電路作為例子，但本發(fā)明不限于此，可應(yīng)用于6位、8位、或其他數(shù)字灰度驅(qū)動電路。
參考數(shù)204表示閉鎖電路(LAT2.0至LAT2.1919)，它根據(jù)來自閉鎖脈沖行205的閉鎖脈沖幾乎立刻儲存從LAT1組的LAT11.0至LAT1.1919傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。信號行206把來自LAT2組的LAT2.0至LAT2.1919的灰度信號供給較低階。在本實(shí)施例中，因?yàn)?位數(shù)字灰度信號被處理，所以四個信號行206由LAT2組的每一個予以擴(kuò)展。雖然參考符號被順序供給信號行206，但在圖2中被略去。
圖14表示圖2中由LAT2組到源極信號行211的電路，同時注意最左邊的D/A轉(zhuǎn)換電路208。應(yīng)當(dāng)理解參考符號L0.0至L3.3被賦給信號行206。在指定信號行206的參考符號Lab中，“a”表示LAT2組中閉鎖電路數(shù)，以及“b”表示0至3的由較高位到較低位的位數(shù)。
類似地，所有信號行被賦給參考符號L0.0至L1919.3。
被207表示的部分(虛線部分)為包括D/A轉(zhuǎn)換電路208的D/A轉(zhuǎn)換部分，開關(guān)電路209(虛線部分)，和開關(guān)電路210(虛線部分)。參考數(shù)211表示給定參考符號為S0至S1919的源極信號行。
在D/A轉(zhuǎn)換部分207中，一個D/A轉(zhuǎn)換電路208安裝在LAT2組的每四個閉鎖電路上(即，連接LAT2組LAT2.0至LAT2.1919的信號行L0.0至L1919.3的每16行)和信號行S0至S1919的每四個行上。因此，在本實(shí)施例中，安裝了480(=1920/4)個D/A轉(zhuǎn)換電路208。在圖2中，連接最左邊D/A轉(zhuǎn)換電路208的開關(guān)電路209順序地選擇來自源于LAT2組四個閉鎖電路的一個閉鎖電路的位信號。開關(guān)電路210選擇源極信號S0至S3中的一個。
參考數(shù)212表示提供掃描信號給掃描信號行213的柵極信號行移位寄存器。參考數(shù)214表示象素TFTs，其中的每個由象素和電極、液晶材料等一起組成。
下面，將描述本實(shí)施例半導(dǎo)體顯示裝置的操作。
首先，數(shù)字灰度信號由來自源極信號行移位寄存器201的計時信號從數(shù)字解碼器202被順序?qū)懭隠AT1組。
數(shù)字灰度信號被寫入LAT1組的大致結(jié)束時間為一個行周期。即，一個行周期是來自數(shù)字解碼器的灰度信號向圖1中最左側(cè)的閉鎖電路LAT1.0寫入的起始點(diǎn)和來自數(shù)字解碼器的灰度信號向最右側(cè)的LAT1.1919寫入的結(jié)束點(diǎn)之間的時間間隔。
在數(shù)字灰度信號向LAT1組中的寫入結(jié)束之后，寫入LAT1組中的灰度信號幾乎立刻與供給閉鎖脈沖行205的閉鎖脈沖同步地傳輸給LAT2組。LAT2組儲存灰度信號并傳輸灰度信號給信號行206。
灰度信號向LAT2組中的傳輸完成后再通過來自源極信號行移位寄存器101的信號對提供給數(shù)字解碼器202的灰度信號依次地執(zhí)行向LAT1組中的寫入。
下面，將描述供給信號行206的灰度信號由D/A轉(zhuǎn)換電路部分207被順序轉(zhuǎn)換成灰度電壓并傳輸?shù)皆礃O信號行S0至S1919的操作，同時采用圖3中最左側(cè)開關(guān)電路209、D/A轉(zhuǎn)換電路208、和開關(guān)電路210作為例子。
再次參見圖14。在灰度信號再次順序?qū)懭隠AT1組的一個周期內(nèi)，在D/A轉(zhuǎn)換部分207中一個行周期被分成四部分，開關(guān)電路209的四個開關(guān)被順序連接到信號行L0.0至L0.3，L1.0至L1.3，L2.0至L2.3，和L3.0至L3.3，并且開關(guān)電路210被順序連接到源極信號行S0至S3。即，在第一個第四行周期內(nèi)，開關(guān)電路209的四個開關(guān)同時選擇來自閉鎖電路LAT2.0的信號行L0.0至L0.3，并且開關(guān)電路210選擇源極信號行S0。在此期間，供給閉鎖電路LAT2.0的四位灰度信號同時被輸入D/A轉(zhuǎn)換電路208，并且在灰度信號被D/A轉(zhuǎn)換電路208轉(zhuǎn)換成模擬灰度電壓后，灰度電壓被傳輸?shù)皆礃O信號行S0。另一方面，雖然灰度信號被連續(xù)從閉鎖電路LAT2.1至LAT2.3供到信號行L1.0至L3.3，但開關(guān)電路209不選擇信號行L1.0至L3.3。在此期間，開關(guān)電路210不選擇源極信號行S1至S3。
下面，在下一個第四行周期期間，開關(guān)電路209的四個開關(guān)同時從閉鎖電路LAT2.1選擇信號行L1.0至L1.3，并且開關(guān)電路210選擇源極信號行S1。在此期間，供給閉鎖電路LAT2.1的灰度信號被D/A轉(zhuǎn)換電路208轉(zhuǎn)換成灰度電壓，然后，灰度電壓被傳輸?shù)皆礃O信號行S1。另一方面，在此期間，灰度信號被連續(xù)供給來自閉鎖電路LAT2.0，LAT2.2和LAT2.3的信號行LD.0至L0.3,L2.0至L2.3，和L3.0至L3.3，開關(guān)電路209不選擇信號行L0.0至L0.3,L2.0至L2.3，和L3.0至L3.3。在此期間，開關(guān)電路210不選擇源極信號行S1,S2和S3。
另外，在下一個第四行周期期間，開關(guān)電路209的四個開關(guān)同時從閉鎖電路LAT2.2選擇信號行L2.0至L2.3，并且開關(guān)電路210選擇源極信號行S2。在此期間，供給閉鎖電路LAT2.2的灰度信號被D/A轉(zhuǎn)換電路208轉(zhuǎn)換成灰度電壓，然后，灰度電壓被傳輸?shù)皆礃O信號行S2。另一方面，在此期間，灰度信號被連續(xù)從閉鎖電路LAT2.0,LAT2.1和LAT2.3供到信號行L0.0至L0.3,L1.0至L1.3，和L3.0至L3.3，開關(guān)電路209不選擇信號行L0.0至L0.3,L1.0至L1.3，和L3.0至L3.3。在此期間，開關(guān)電路210不選擇源極信號行S1,S2和S3。
另外，在下一個第四行周期期間(即，一個行周期的最后第四行周期)，開關(guān)電路209的四個開關(guān)同時從閉鎖電路LAT2.3選擇信號行L3.0至L3.3，并且開關(guān)電路210選擇源極信號行S3。在此期間，供給閉鎖電路LAT2.3的灰度信號被D/A轉(zhuǎn)換電路208轉(zhuǎn)換成灰度電壓，然后，灰度電壓被傳輸?shù)皆礃O信號行S3。另一方面，在此期間，灰度信號被連續(xù)從閉鎖電路LAT2.0至LAT2.2供到信號行L0.0至L0.3,L1.0至L1.3，和L2.0至L2.3，開關(guān)電路209不選擇信號行L0.0至L0.3,L1.0至L1.3，和L2.0至L2.3。在此期間，開關(guān)電路210不選擇源極信號行S0至S2。
通過上述操作，灰度電壓對于每第四行周期被順序傳輸?shù)皆礃O信號行S0至S3。電壓通過傳輸?shù)皆礃O信號行的灰度電壓被順序供給象素TFTs，并且掃描信號被供給來自棚極信號行移位寄存器212的掃描行213，并且象素被切換。
上述操作同時對每四個閉鎖電路LAT2.0至LAT2.1919執(zhí)行。
當(dāng)在一個周期內(nèi)結(jié)束灰度電壓向源極信號行的傳輸時，結(jié)束向LAT1組寫入新的灰度信號，以便寫入在LAT1組的灰度信號通過來自閉鎖脈沖行205的閉鎖脈沖被再次幾乎立即傳輸?shù)絃AT2組。LAT2組儲存新的灰度信號，并向信號行206連續(xù)供給灰度信號。
然后，如上所述，開關(guān)電路209和開關(guān)電路210開始選擇信號行206的信號行L0.0至L3.3和源極信號行S0至1919。
圖3表示傳輸?shù)皆礃O信號行S0至S1919數(shù)據(jù)的計時。雖然模擬灰度電壓實(shí)際上供給源極信號行S0至S1919，但圖3只表示當(dāng)供給灰度電壓時的計時。
上述操作對所有選擇的掃描行進(jìn)行以形成一個屏幕的圖象。一秒鐘形成一個圖象60次。
此處，D/A轉(zhuǎn)換部分207的電路結(jié)構(gòu)將參見圖4描述。為便于解釋，雖然圖2只表示最左邊開關(guān)電源209，D/A轉(zhuǎn)換電路208，和開關(guān)電路210，但提供了如圖4所示每個具有相同結(jié)構(gòu)的480個電路。另外，為便于解釋，開關(guān)電路209用邏輯電路符號表示。因?yàn)橐阎腄/A轉(zhuǎn)換電路可用于D/A轉(zhuǎn)換電路208，此處略去對其的解釋。
開關(guān)電路209包括四個信號行LS0至LS3，十六個2輸入NAND電路(N0至N15)，和四個4輸入NAND電路(4inN0至4inN3)。開關(guān)電路210包括八個信號行SS0至SS3及逆SS0至逆SS3，和每個由N通道TFT和P通道TFT構(gòu)成的四個模擬開關(guān)(ASW0至ASW3)。傳輸給信號行SS0至SS3的逆信號被傳輸給信號行逆SS0至逆SS3。
同樣如圖4所示，來自LAT2組的信號行L0.0至L3.3和信號行LS0至LS3被輸入2輸入NANDs(N0至N15)。這些十六個2輸入NANDs輸出被輸入給四個4輸入NANDs(4inN0至4inN3)。
四個4輸入NANDs的輸出被輸入給D/A轉(zhuǎn)換電路208。
從D/A轉(zhuǎn)換電路208的輸出被輸進(jìn)四個模擬開關(guān)(ASW0至ASW3)。四個模擬開關(guān)被來自信號行SS0至SS3和逆SS0至逆SS3的信號所控制。
對所有閉鎖電路LAT2(LAT2.0至LAT2.1919)的每四個安置上述結(jié)構(gòu)。
圖5表示輸入到各個信號行的信號計時圖。4位數(shù)字灰度信號被輸入到LAT2組(LAT2.0至LAT2.1919)。輸入到LAT2組的灰度信號對于每一個行周期重寫進(jìn)新的灰度信號。
因?yàn)橐粋€Hi信號對于每個第四行周期被順序輸入到信號行LS0至LS3，所以供給LAT2組的4位數(shù)字灰度信號對于每個第四行周期被順序輸入到D/A轉(zhuǎn)換電路208。
輸入到D/A轉(zhuǎn)換電路208的數(shù)字灰度信號被轉(zhuǎn)換成模擬灰度電壓，并且灰度電壓被輸入到較低的模擬開關(guān)ASW0至ASW3。模擬開關(guān)ASW0至ASW3被信號行SS0至SS3和它們的逆信號行SS0至SS3控制。通過順序開啟模擬開關(guān)ASW0至ASW3，對于每個第四行周期灰度電壓被順序輸入給源極信號行S0至S3。
上述操作對來自LAT2組的所有灰度信號進(jìn)行，并且灰度電壓被傳輸?shù)剿械南鄳?yīng)源極信號行。雖然模擬灰度電壓實(shí)際上供給源極信號行S0至S1919，但圖3只表示當(dāng)供給灰度電壓時的計時。
在此方式中，對一個行周期開啟象素TFTs。上述操作對所有被選擇的掃描行(1080行)進(jìn)行，以便形成一個屏幕(一幀)的圖象。
在此實(shí)施例中，因?yàn)橐幻腌娦纬梢粋€屏幕60次，一幀周期是1/60=16.7毫秒。一個行周期是1/60/1080=15.4微秒，并且驅(qū)動各個象素的周期是1/60/1080/4=3.86微秒。對于有能力實(shí)現(xiàn)這樣高速驅(qū)動的象素TFT所要求的特征是載流子遷移率為30cm2/Vs或更大。在下面描述的實(shí)施例2中，將描述可實(shí)現(xiàn)高速執(zhí)行TFT的制造半導(dǎo)體裝置的方法。
根據(jù)本實(shí)施例的驅(qū)動電路，因?yàn)榭墒乖隍?qū)動電路中占有大面積的D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目為傳統(tǒng)驅(qū)動電路中的四分之一，即使考慮開關(guān)電路的增加，也有可能實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體顯示裝置的小型化。
在此本實(shí)施例中，雖然可使D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目為傳統(tǒng)驅(qū)動電路中的四分之一，在本發(fā)明中，D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目可改變?yōu)槠渌麛?shù)目。例如，在一個D/A轉(zhuǎn)換電路被分配給八個源極信號行的情況下，在本實(shí)施例的半導(dǎo)體顯示裝置中，D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目變?yōu)?40，以使進(jìn)一步降低驅(qū)動電路的面積成為可能。類似地，不限制本實(shí)施例有多少源極信號行被分配給一個D/A轉(zhuǎn)換電路。
因此，在本發(fā)明半導(dǎo)體顯示裝置具有m個源極信號行(m是自然數(shù))(換言之，在象素數(shù)目(水平×垂直)為m×任意數(shù)的情況下)的情況下，對一個行提供m個x位數(shù)字灰度信號(x是自然數(shù))。在這種情況下，如果本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示裝置包含有n個D/A轉(zhuǎn)換電路(n是自然數(shù))的D/A轉(zhuǎn)換電路部分，則各個D/A轉(zhuǎn)換電路把m/n個數(shù)字灰度信號順序轉(zhuǎn)換成模擬信號，并把模擬信號供給相應(yīng)的m/n源極行。最好使用相應(yīng)于數(shù)字灰度信號位數(shù)的D/A轉(zhuǎn)換電路。
(實(shí)施例2)在本實(shí)施例中，將描述一種制造具有在本實(shí)施例1中使用的驅(qū)動電路的液晶顯示裝置的方法。
在此實(shí)施例中，多個TFTs形成在絕緣表面的襯底上并且象素陣列電路和包括驅(qū)動電路的周邊電路以單塊方式形成的實(shí)例將參見圖6至9來描述。在此實(shí)施例中，一個作為基本電路的CMOS電路將作為周邊電路的實(shí)例如驅(qū)動電路。在此實(shí)施例中，雖然將要描述分別包括一個柵極電極的P通道TFT和N通道TFT的電路的制造步驟，用這種方法還可制造每個包含多個柵極電極的TFTs的CMOS電路，如雙柵極型。
參見圖6A至6D。首先，石英襯底601備作絕緣表面的襯底。可采用形成熱氧化膜的硅襯底以替代石英襯底?？墒牵刹捎梅蔷B(tài)硅膜暫時形成在石英襯底，并且膜被完全熱氧化以形成一個絕緣膜的方法。另外，可采用每個形成有氮化硅膜作為絕緣膜的石英襯底，陶瓷襯底，或硅襯底。
參考數(shù)602表示非晶態(tài)硅膜，并且作一調(diào)整以使最終的膜厚度(在考慮到膜減少隨后熱氧化之后確定膜厚度)變成10至75mm(最好15至45mm)。在成膜過程中，重要的是完全控制膜中雜質(zhì)濃度。
在非晶態(tài)硅膜的成膜過程中，完全控制膜中雜質(zhì)濃度是重要的。在本實(shí)施例的情況下，實(shí)施控制以使在非晶態(tài)硅膜602中阻礙晶化的雜質(zhì)的每個C(碳)和N(氮)的濃度，變得小于5×1018原子/cm3(典型地為5×1017原子/cm3或更少，最好為2×1017原子/cm3)，并且O(氧)的濃度變?yōu)樾∮?.5×1019原子/cm3(典型地為1×1018原子/cm3或更少，最好為5×1017原子/cm3)。如果任一雜質(zhì)的濃度超出上述值，則在隨后的晶化中雜質(zhì)具有不好的影響，并在晶化后可造成膜質(zhì)量下降。在本特例中，膜中雜質(zhì)的上述濃度被定義為SIMS(次級離子質(zhì)譜)測量結(jié)果的最小值。
為了得到上述結(jié)構(gòu)，最好定時地執(zhí)行本發(fā)明采用的使得膜增長腔清潔的低壓CVD熔爐的干燥清潔。膜增長腔的干燥清潔最好通過流過100至300sccm的ClF3(氯化氟)氣體進(jìn)入熔爐加熱至200到400℃，并采用由高溫分解產(chǎn)生的氟來執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明者的知識，在熔爐中溫度為300℃且ClF3(氯化氟)氣體流動為300sccm的情況下，有可能在4小時內(nèi)全部去除厚度為2微米的碴殼(硅為主要成分)。
在非晶硅膜602中氫的濃度同樣為非常重要的參數(shù)，且表現(xiàn)為氫含量較低時，可得到較高的可結(jié)晶性膜。因此，最好通過低壓CVD方法形成非晶硅膜602。如果膜形成條件理想也可采用等離子CVD法。
下一步，非晶硅膜602被晶化。采用日本未審定的專利公開物No.Hei.7-130652所公開的技術(shù)作為晶化的方法。
雖然可采用實(shí)施例1和實(shí)施例2公開的技術(shù)，在本實(shí)施例中，最好采用實(shí)施例2提出的技術(shù)內(nèi)容(在日本未審定的專利公開物No.Hei.8-78329中詳細(xì)描述)。
根據(jù)日本未審定的專利公開物No.Hei.8-78329公開的技術(shù)，首先形成用于選擇催化元素?fù)郊訁^(qū)的掩模絕緣膜603。掩模絕緣膜603具有多個開口以摻加催化元素。晶體區(qū)域的位置可通過開口的位置來確定。
作為催化元素以促進(jìn)非晶態(tài)硅膜的含鎳(Ni)溶液通過旋轉(zhuǎn)涂覆法被涂抹以形成一個含Ni層604?？刹捎貌煌阪嚨拟?Co)，鐵(Fe)，鈀(Pd)，鍺(Ge)，鉑(Pt)，銅(Cu)，金(Au)，或其他作為催化元素。(圖6A)作為前述催化元素?fù)郊硬襟E，也可使用采用離子注入法或摻等離子法的保護(hù)掩模。在這種情況中，因?yàn)樗菀诇p少摻加區(qū)的占有面積和控制側(cè)面增長區(qū)的增長距離，當(dāng)形成微小的電路時該方法成為有效技術(shù)。
下一步，在結(jié)束催化元素?fù)郊硬襟E時，在450℃進(jìn)行一小時脫氫，然后，在惰性氣體、氫氣、或氧氣中以500至700℃(典型為550至650℃)進(jìn)行4至24小時加熱處理以晶化非晶態(tài)硅膜602。在此實(shí)施例中，在氮?dú)庵幸?70℃進(jìn)行14小時的加熱處理。
此時，非晶態(tài)硅膜602的晶化過程首先是由在摻入鎳的區(qū)域605和606中產(chǎn)生晶核，以及形成幾乎平行于襯底601的表面增長的晶體區(qū)607和608。晶體區(qū)607和608分布稱為側(cè)增長區(qū)。因?yàn)樵趥?cè)增長區(qū)的各個晶體以比較均勻的狀態(tài)增長，側(cè)增長區(qū)具有總體晶化較高的優(yōu)點(diǎn)(圖6B)。
順便提及，即使采用上述日本未審定的專利公開物No.Hei.7-130652的實(shí)施例1提出的技術(shù)的情況下，微觀地形成一個稱為側(cè)增長的區(qū)的區(qū)域。
可是，因?yàn)榫Ш水a(chǎn)生在表面無規(guī)則出現(xiàn)，很難控制晶體顆粒的邊界。
在結(jié)束晶化加熱處理后，掩模絕緣膜603被去除并形成圖案，以便形成島狀物的由側(cè)增長區(qū)607和608造成的半導(dǎo)體層(活性層)609、610、和611(圖6C)。
此處，參考數(shù)609表示組成CMOS電路的N型TFT的活性層，610表示組成CMOS電路的P型TFT的活性層，和611表示組成象素矩陣電路的N型TFT(象素TFT)的活性層。
在形成活性層609、610和611后，在其上形成由含硅的絕緣膜制成的柵極絕緣膜612。
下面，如圖6D所示，進(jìn)行加熱處理(對催化元素的吸氣過程)以去除或減少催化元素(鎳)。在此加熱過程中，鹵族元素加入處理空氣中并且采用由鹵族元素對金屬元素的吸氣作用。
為了有效得到由鹵族元素的吸氣作用，最好在溫度超出700℃時進(jìn)行上述加熱處理。如果溫度不高于700℃，在處理空氣中分解鹵族化合物將變得很困難，因此恐怕不能得到吸氣作用。
因此，在本實(shí)施例中，加熱處理在溫度超出700℃時進(jìn)行，最好為800至1000℃(典型為950℃)，以及處理時間為0.1至6小時，典型為0.5至1小時。
在此實(shí)施例中，給出了在950℃對含有0.5至10％體積百分比(在此實(shí)施例中，為3％體積百分比)的氯化氫(HCl)的氧氣中進(jìn)行30分鐘熱處理的實(shí)例。如果HCl的濃度高于上述濃度，在活性層609、610和611的表面產(chǎn)生相對于膜厚度的粗糙度。因此，這樣的高濃度不是最好的。
雖然已描述了HCl氣體被用作含鹵族元素的化合物的實(shí)例，但可采用不同于HCl氣體的其他從含鹵族的化合物選擇的一種或多種氣體，如典型的HF、NF3、HBr、Cl2、ClF3、BCl3、F2、和Br2。
在此步驟中，可以想象以這種方式去除鎳，即在活性層609、610和611中的鎳被氯的作用下吸去并被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性的氯化鎳，揮發(fā)性的氯化鎳被釋放到空氣中。通過此步驟，在活性層609、610和611中的鎳濃度低于5×1017原子/cm3或更少。
順便提及，5×1017原子/cm3值是SIMS(次級離子質(zhì)譜)探測的低限。作為本發(fā)明試驗(yàn)產(chǎn)生的TFTs分析結(jié)果，當(dāng)濃度不高于1×1018原子/cm3(最好為5×1017原子/cm3或更少)，鎳對TFT特性的影響不可確定?？墒牵瑧?yīng)該注意到本特例中雜質(zhì)的濃度限定為SIMS分析的測量結(jié)果的最小值。
通過上述熱處理，在柵極絕緣膜612和活性層609、610和611之間的界面處進(jìn)熱氧化反應(yīng)，以便棚極絕緣膜612的厚度隨熱氧化膜厚度的增加而增加。當(dāng)熱氧化膜以此方式形成時，有可能得到具有低界面水平的半導(dǎo)體/絕緣界面。可是，還有可能在活性層的端部阻止較差熱氧化膜的形成(薄邊界)。
催化元素的吸氣過程可在掩模絕緣膜603被去除之后和活性層形成圖案之前進(jìn)行。并且，催化元素的吸氣過程可在活性層形成圖案之后進(jìn)行。另外，任何吸氣過程可結(jié)合起來。
另外，下面過程也是有效的，即在上述鹵族空氣中的熱處理后，在氮空氣中大約950℃時熱處理一小時以改進(jìn)柵極絕緣膜612的膜質(zhì)量。
順便提及，還可由SIMS分析確定用于吸氣過程的鹵族元素在活性層609、610和611中保留有1×1015原子/cm3至1×1020原子/cm3的濃度。
然而，還可通過SIMS分析在那個時間確定，上述高濃度的鹵族分布在活性層609、610和611以及由熱處理形成的熱氧化膜之間。
作為對其他元素的SIMS分析結(jié)果，還可確定以任何C(碳)、N(氮)、O(氧)、和S(硫)作為典型雜質(zhì)的濃度小于5×1018原子/cm3(典型為1×1018原子/cm3或更少)。
下面，形成未示出的以鋁為主要成分的金屬膜，并且隨后的柵極電極的原有的613、614和615形成圖案。在此實(shí)施例中，采用含2％重量鈧的鋁金屬膜(圖7A)。
順便提及，摻雜質(zhì)的多晶硅膜可用于柵極電極，代替含鋁的金屬膜作為主要成分。
下面，通過日本未審定的專利公開物No.Hei.7-135318所公開的技術(shù)，形成多孔陽極氧化膜616、617和618、無孔陽極氧化膜619、620和621，和柵極電極622、623和624(圖7B)。
用此法得到圖7B所示的狀態(tài)之后，下一步通過采用柵極電極622、623和624蝕刻柵極絕緣膜612，和多孔陽極氧化膜616、617和618作為掩模。然后多孔陽極氧化膜616、617和618被去除以得到圖7C所示的狀態(tài)。順便提及，圖7C中的參考數(shù)625、626和627表示處理后的絕緣膜。
下面，進(jìn)行給定一種傳導(dǎo)率的雜質(zhì)添加步驟。作為雜質(zhì)元素，對N型可采用P(磷)或As(砷)，對P型可采用B(硼)或Ga(鎵)。
在此實(shí)施例中，雜質(zhì)添加被分成兩次進(jìn)行。第一雜質(zhì)添加(在此實(shí)施例中采用P(磷))以大約80KeV的高加速電壓進(jìn)行，以形成n區(qū)。進(jìn)行調(diào)整以便在n區(qū)中的P離子濃度變成1×1018原子/cm3至1×1019原子/cm3。
另外，第二雜質(zhì)添加以大約10KeV的低加速電壓進(jìn)行，以形成n+區(qū)。因?yàn)樵谀莻€時間加速電壓較低，柵極絕緣膜作為掩模。進(jìn)行調(diào)整以便在n+區(qū)中薄片電阻為500Ω或更少(最好為300Ω或更少)。
通過上述步驟，形成組成CMOS電路的N型TFT的源極區(qū)628、漏極區(qū)629、低濃度雜質(zhì)區(qū)630、和通道形成區(qū)631。而且，定義了組成象素TFT的N型TFT的源極區(qū)632、漏極區(qū)633、低濃度雜質(zhì)區(qū)634、和通道形成區(qū)635(圖7D)。
在圖7D所示的狀態(tài)中，組成CMOS電路的P型TFT的活性層與N型TFT的活性層同樣具有相同結(jié)構(gòu)。
下面，如圖8A所示，提供了覆蓋N型TFTs的抗掩模，并添加了用于產(chǎn)生P型的雜質(zhì)離子(在此實(shí)施例中采用硼)。
雖然此步驟類似前述雜質(zhì)添加步驟同樣被分成兩次，因?yàn)镹型必須被轉(zhuǎn)換成P型，添加了濃度幾倍于前述P離子添加濃度的B(硼)離子。
此方法中，形成了組成CMOS電路的P型TFT的源極區(qū)637、漏極區(qū)638、低濃度雜質(zhì)區(qū)639、和通道形成區(qū)640(圖8A)。
在以上述方式完成活性層之后，通過熔爐退火、激光退火、白熾燈退火等的結(jié)合激活雜質(zhì)離子。同時，在添加步驟中受損害的活化層被修復(fù)。
下面，作為夾層絕緣膜641，形成氧化硅膜和氮化硅膜的夾層膜。下面，在夾層絕緣膜中形成接觸孔之后，形成源極電極642、643和644，以及漏極電極645和646以得到如圖8B所示的狀態(tài)。可采用有機(jī)樹脂膜作為夾層絕緣膜641。
在得到如圖8B所示的狀態(tài)后，形成由有機(jī)樹脂膜制成并具有厚度為0.5至3μm的第二夾層絕緣膜647?？刹捎镁埘啺?、丙烯醛基、聚酰亞胺酰胺等作為有機(jī)樹脂膜。采用有機(jī)樹脂膜的優(yōu)點(diǎn)如下膜形成方法簡單、膜厚度容易制得厚，因?yàn)橄鄬殡姵?shù)較低可降低附加電容量，以及平展性好。
下面，由陰影性質(zhì)制成并具有厚度為100nm的黑色掩模648形成在第二夾層絕緣膜647上。雖然在本實(shí)施例中鈦膜被用作黑色掩模648，但可采用含有黑色色素的樹脂膜等。
在形成黑色掩模648之后，形成由氧化硅膜、氮化硅膜和有機(jī)樹脂膜或上述膜的夾層膜中的其中一種制成并具有厚度為0.1至0.3μm的第三夾層絕緣膜649。在第二夾層絕緣膜647和第三夾層絕緣膜649中形成接觸孔，并形成具有厚度為120nm的象素電極650。根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在疊加象素電極的黑色掩模648處形成輔助電容量(圖8C)。因?yàn)?，本發(fā)明涉及透射型液晶顯示裝置，ITO的透明傳導(dǎo)膜等被用作形成象素電極650的傳導(dǎo)膜。
下面，整個襯底在氫氣中以350℃溫度加熱1至2小時以氫化整個裝置，以便膜中(特別是在活性層中)的懸掛鍵(未配對鍵)被補(bǔ)償。通過上述步驟，有可能在相同的襯底上制造CMOS電路和象素矩陣電路。
下面，如圖9所示，將描述基于通過上述步驟制造的有源矩陣襯底的液晶板的制造步驟。
取向膜651以圖8C狀態(tài)形成在有源矩陣上。在此實(shí)施例中，聚酰亞胺用于取向膜651。之后，制備相對的襯底。相對的襯底由玻璃襯底652、透明傳導(dǎo)膜653、和取向膜654組成。
在此實(shí)施例中，那些液晶分子取向平行于襯底的聚酰亞胺膜被用作取向膜。順便提及，在取向膜形成之后，進(jìn)行摩擦過程以便液晶分子與固定的預(yù)傾角平行。
雖然根據(jù)需要彩色濾光片等可形成在相對襯底上，但此處略去。
下面，通過上述步驟得到的有源矩陣襯底和相對襯底通過已知的單元構(gòu)成法(未示出)用密封利料、墊片等相互粘結(jié)。因此，液晶材料655被插入兩個襯底之間，并用密封劑(未示出)完全密封。由此，完成如圖9所示的透射型液晶板。
在此實(shí)施例中，液晶板被設(shè)計成用TN(扭轉(zhuǎn)相列)模式來顯示。因此，安置一對偏振板(未示出)，以使得液晶板以正交尼科耳方式被夾持在偏振板之間(一對偏振板的偏振軸以直角相交的狀態(tài))。
因此，應(yīng)當(dāng)明白在本實(shí)施例中，當(dāng)不施加電壓時，顯示以液晶板變得以白色顯示狀態(tài)的正常白色模式來表示。
圖10A至10C為表示被制造的液晶板外觀的視圖。在圖10A至10C中，參數(shù)100表示石英襯底、1002表示象素矩陣電路、1003表示源極信號行驅(qū)動電路、1004表示棚極信號行驅(qū)動電路、和1005表示其他邏輯電路。參考數(shù)1006表示相對的襯底、1007表示FPC(柔性印刷電路)端。圖10B是從圖10A中的箭頭A方向看去時的本實(shí)施例液晶板視圖，以及圖10C是從圖10A中的箭頭B方向看去時的液晶板視圖。
雖然廣義地看邏輯電路1005包括所有的由TFTs組成的邏輯電路，但為了從傳統(tǒng)稱為象素矩陣電路或驅(qū)動電路中區(qū)分邏輯電路，本發(fā)明中邏輯電路特定表示信號處理電路(LCD控制器、存儲器、脈沖發(fā)生器等)，而不是象素矩陣電路或驅(qū)動電路的電路。
圖10B和10C表示在本實(shí)施例的液晶板中，有源矩陣襯底只在接觸FPC的端部表面處暴露。應(yīng)當(dāng)理解其他三個端部表面是貼合的。
圖19是本實(shí)施例有源矩陣型液晶顯示裝置的照片。由圖19，應(yīng)當(dāng)理解它顯示了一個很好的核對圖形。
此處，將描述根據(jù)本實(shí)施例制造法制造的半導(dǎo)體薄膜。根據(jù)本實(shí)施例的制造方法，有可能晶化非晶態(tài)硅膜并得到稱為連續(xù)晶界晶體硅(所謂的連續(xù)晶界硅CGS)的晶體硅膜。
通過本實(shí)施例制造法得到的半導(dǎo)體薄膜的側(cè)增長區(qū)具有由棒狀或平展的棒狀晶體結(jié)合制成的獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)。它們的特征將在下面描述。本實(shí)施例的側(cè)增長區(qū)具有微觀的晶體結(jié)構(gòu)，其中多個棒狀(平展的棒狀)晶體以幾乎相互平行的方式排列并勻稱朝向特定的方向。這可容易地通過用TEM(透射電子顯微鏡)觀測確定。
本發(fā)明通過采用HR-TEM(高分辨率透射電子顯微鏡)詳細(xì)觀測到由本實(shí)施例制造法得到的半導(dǎo)體薄膜的晶界(圖20)。在本發(fā)明特例中，晶界定義為形成在不同棒狀晶體相互接觸的界面處的晶界，除非另外給定。由此，認(rèn)為晶界有不同的形式，例如，顯微晶界通過各個側(cè)增長區(qū)的碰撞形成。
前述的HR-TEM(高分辨率透射電子顯微鏡)是一種方法，其中樣品被電子束垂直照射，并且原子和分子的排列通過采用透過的電子或彈性散射電子的界面來估計。通過采用此方法，有可能觀測到晶格排列狀態(tài)為晶格帶。由此，通過觀測晶粒邊界，有可能得到晶界中束縛態(tài)原子。
由本發(fā)明得到的TEM照片(圖20)中，觀測至兩個不同晶界(棒狀晶界)在晶粒邊界處相互接觸的狀態(tài)。此時。通過電子束衍射可以確定兩個晶界幾乎以{110}方向，雖然在晶體軸中包含了某些偏差。
如上所述通過TEM照片對晶格帶的觀測中，在{110}平面中觀測到對應(yīng)于{110}平面的晶格帶。順便提及，對應(yīng)于{111}平面的晶格帶表明為這樣的晶格帶，即當(dāng)晶體顆粒沿晶格帶方向切割時，{111}平面在截面上顯現(xiàn)。根據(jù)簡化的方法，有可能通過晶格帶之間的距離確定晶格帶對應(yīng)于什么樣的板。
此時，本發(fā)明者詳細(xì)觀測了通過本實(shí)施例制造方法得到的半導(dǎo)體薄膜的TEM照片，以及作為其結(jié)果，得到了非常有意思的結(jié)果。在照片中見到的兩個不同的晶粒，可見對應(yīng)于{111}板的晶格帶。以及觀測到晶格帶非常明顯地相互平行。
另外，不考慮晶界的存在，兩個不同的晶粒相互連接以橫截晶界。即，可以確定幾乎所有的觀測到的橫截晶界的晶格帶相互線性連續(xù)，盡管它們是不同晶粒的晶格帶。
這樣的晶體結(jié)構(gòu)(晶界的精確結(jié)構(gòu))表明在晶界處兩個不同的晶粒很好地相互接觸。即，在晶界處晶格帶相互連續(xù)連接，以便形成這樣的結(jié)構(gòu)使很難產(chǎn)生由晶體缺陷等造成的空陷水平。換言之，可以認(rèn)為晶格帶在晶界處具有連續(xù)性。
在圖21中，為便于參考，本發(fā)明者對傳統(tǒng)的多晶體硅膜(所謂的高溫多品硅膜)進(jìn)行了電子束衍射和HR-TEM觀測的分析。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了晶格帶在兩個不同的晶粒中是隨機(jī)的并且在晶界處很難很好地連續(xù)連接。即，發(fā)現(xiàn)了在晶界處晶格帶不連續(xù)的許多部分，并且有許多晶體缺陷。
本發(fā)明者把類似于本發(fā)明半導(dǎo)體裝置液晶板中采用的半導(dǎo)體薄膜，晶格帶相互對應(yīng)具有很好一致性的情況下的原子鍵狀態(tài)，稱為一致結(jié)合，并把在那個時間的化學(xué)結(jié)合稱為一致鍵。相反，本發(fā)明者把通常在傳統(tǒng)的多晶體硅膜中常見的晶格帶不相互對應(yīng)具有很好一致性的情況下原子鍵的狀態(tài)，稱為非一致結(jié)合，并把在那個時間的化學(xué)結(jié)合稱為被非一致鍵(或未配對鍵)。
因?yàn)楸景l(fā)明使用的半導(dǎo)體薄膜在晶粒處有極好的一致性，前述的非一致鍵非常弱。本發(fā)明者對任意多個晶界的研究結(jié)果給出，非一致鍵與總鍵的比例為10％或更少(較好為5％或更少，最好為3％或更少)。即，總鍵的90％或更多(較好為95％或更少，最好為97％或更少)由一致鍵構(gòu)成。
圖22A表示對根據(jù)前述實(shí)施例的制造步驟形成的側(cè)增長區(qū)通過電子束衍射的觀測結(jié)果。圖22B表示為比較而觀測的傳統(tǒng)多晶硅膜(稱為高溫多晶硅膜)的電子束衍射圖形。
在如圖22A和22B所示的電子束衍射圖形中，電子束照射區(qū)域的直徑為4.25μm，并聚集了足夠大的區(qū)域的信息。在對任意多個部分的研究結(jié)果中此處的照片表示典型的衍射圖形。
在圖22A的情況中，因?yàn)閷?yīng)于<110>的衍射點(diǎn)(衍射斑點(diǎn))入射清晰，可以確定幾乎所有的晶粒在電子束的照射區(qū)域以{110}取向。另一方面，在圖22B所示的傳統(tǒng)的高溫多晶硅膜的情況下，在衍射點(diǎn)中未見一定的規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)非{110}平面的平面取向晶粒為無規(guī)則混合。
類似地，本發(fā)明中采用的半導(dǎo)體薄膜的特征為雖然半導(dǎo)體薄膜包括晶界，但半導(dǎo)體薄膜表現(xiàn)出電子束衍射圖案具有對{110}取向的有規(guī)則性。當(dāng)電子束衍射圖案與傳統(tǒng)的相比較時，與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體薄膜的差異很清楚了。
如上所述，由上述實(shí)施例制造步驟制造的半導(dǎo)體薄膜為具有與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體薄膜很不同的晶體結(jié)構(gòu)(晶界的精確結(jié)構(gòu))的半導(dǎo)體薄膜。本發(fā)明者解釋了關(guān)于本發(fā)明以及日本專利申請Nos.Hei.9-55633,Hei.9-165216和Hei.9-212428中采用的半導(dǎo)體薄膜的分析結(jié)果。
而且，因?yàn)楸景l(fā)明中使用的上述半導(dǎo)體薄膜晶粒的90％或以上由一致鍵組成，所以它們很難作為阻止載體運(yùn)動的勢壘。即，可以講實(shí)質(zhì)上本發(fā)明使用的半導(dǎo)體薄膜中沒有晶界。
雖然在傳統(tǒng)的半導(dǎo)體薄膜中晶界作為阻止載體運(yùn)動的勢壘，但因?yàn)檫@種晶界實(shí)質(zhì)上在本發(fā)明使用的半導(dǎo)體薄膜中不存在，因此可實(shí)現(xiàn)高載體移動性。由此，通過采用本發(fā)明使用的半導(dǎo)體薄膜制造的TFT電子特性表現(xiàn)得極有介值。這將在下面描述。因?yàn)楸景l(fā)明使用的半導(dǎo)體薄膜實(shí)質(zhì)上可認(rèn)為是單晶(因?yàn)閷?shí)質(zhì)上晶界不存在)，作為活性層的所采用半導(dǎo)體薄膜的TFT表現(xiàn)出與采用單晶態(tài)硅的MOSFET可比的電子特性。下面顯示的數(shù)據(jù)由本發(fā)明者從TFTs試驗(yàn)得到。
(1)作為表示TFT開關(guān)特性的指數(shù)的亞閾值系數(shù)對N通道TFT和P通道TFT為小于60至100mV/decade(典型地為60至85mV/decade)。
(2)作為表示TFT操作速度的指數(shù)的場效遷移率(μFE)對N通道TFT為大約200至650cm2/Vs(典型為250至300cm2/Vs)，對P通道TFT為大約100至300cm2/Vs(典型為150至200cm2/Vs)。
(3)作為表示TFT驅(qū)動電壓的指數(shù)的閾值電壓(Vth)對N通道TFT為小于-0.5至1.5V和對P通道TFT為小于-1.5至0.5V。
如上所述，可確定本發(fā)明得到的TFT可實(shí)現(xiàn)極高的開關(guān)特性和高速的操作特性。
順便提及，在CGS形成中，前述的在高于晶化溫度的溫度(700至1100℃)處的退火步驟在降低晶粒的缺陷方面起著重要作用。
圖23A為當(dāng)前述的晶化步驟結(jié)束時晶態(tài)硅膜的TEM照片，它被放大了25萬倍。在晶粒中確定了由箭頭表示的z字形缺陷(由對比度表現(xiàn)的黑色部分和白色部分)。
雖然這種缺陷主要為迭片結(jié)構(gòu)缺陷，其中在硅晶格點(diǎn)陣面上原子的迭片順序有差異，同樣有斷層等情況。圖23A表明具有平行于{110}平面的缺陷平面的迭片結(jié)構(gòu)缺陷。這可從z字形缺陷被彎曲成大約70°的事實(shí)得到肯定。
另一方面，如圖23B所示，本發(fā)明采用的晶態(tài)硅中，被以相同的放大率放大，可肯定很難看見由迭片結(jié)構(gòu)缺陷、晶粒斷層等造成的缺陷，并且結(jié)晶度很高。在整個膜表面可見此趨勢，并且在本環(huán)境中雖然很難把缺陷減少為零，但有可能把數(shù)目降低到實(shí)質(zhì)為零。
即，在本發(fā)明半導(dǎo)體裝置的液晶板中采用的晶態(tài)硅中，晶粒中的缺陷可降低到缺陷可忽略的程度，并且由于高度的連續(xù)性晶界不成為阻礙載體運(yùn)動的勢壘，以至于膜可認(rèn)為是單晶體或?qū)嵸|(zhì)上的單晶體。
類似地，在圖23A和23B的照片所示的晶態(tài)硅膜中，雖然晶態(tài)晶界幾乎連續(xù)，但在晶粒中缺陷數(shù)目存在很大差異。在圖23B中所示的晶態(tài)硅膜的電子特性高于圖23A所示的晶態(tài)硅膜的原因主要是缺陷數(shù)目的差異。
從上述可理解催化元素的吸氣過程是形成CGS的不可缺少的步驟。本發(fā)明者考慮了在此步驟中所發(fā)生現(xiàn)象的下列模式。
首先，在圖23A所示的狀態(tài)中，在晶粒中催化元素(典型地為鎳)在缺陷處(主要為迭片結(jié)構(gòu)缺陷)被隔離。即，可以想象有許多具有Si-Ni-Si形式的鍵。
可是，當(dāng)存在于缺陷中的Ni由催化元素的吸氣過程帶出而去除時，Si-Ni鍵被斷開。由此，硅的剩余鍵立即形成Si-Si鍵并變得穩(wěn)定。在此過程中，缺陷消失。
當(dāng)然，雖然已知在晶態(tài)硅膜中的缺陷在高溫處通過加熱退火消失，但可假定因?yàn)殒I由于鎳而被斷開以及產(chǎn)生許多未配對鍵，因此可平穩(wěn)地進(jìn)行硅的再結(jié)合本發(fā)明者還考慮如下模型，即通過在高于晶化溫度和粘附性增加的溫度(700至1100℃)處熱處理的晶態(tài)硅膜被結(jié)合到下層，以使得缺陷消失。
由此得到的晶態(tài)硅膜(圖23B)具有在晶粒中缺陷數(shù)目遠(yuǎn)小于僅進(jìn)行晶化的晶態(tài)硅膜數(shù)目(圖23A)的特征。缺陷數(shù)目的差異表現(xiàn)為由電子自旋共振分析(電子自旋共振ESR)給出的自旋密度的差異。在本例中，本發(fā)明采用的晶態(tài)硅膜的自旋密度最大為1×1018轉(zhuǎn)/cm3(典型為5×1017轉(zhuǎn)/cm3或更少)。
本發(fā)明中采用的具有上述晶體結(jié)構(gòu)和特征的晶態(tài)硅膜，被稱為連續(xù)晶界晶體硅(連續(xù)粒硅CGS)。
(實(shí)施例3)在此實(shí)施例中，含有在實(shí)施例1中描述的驅(qū)動電路的半導(dǎo)體顯示裝置采用反向交錯型制造。
將參見圖11。圖11是本實(shí)施例半導(dǎo)體顯示裝置有源矩陣襯底的截面圖。在圖中，CMOS電路表示為半導(dǎo)體顯示裝置驅(qū)動電路的典型電路。由象素TFTs構(gòu)成的象素矩陣電路和其他周邊電路也同時形成。
參考數(shù)1101表示襯底、1102表示下絕緣膜、1103和1104表示柵極電極、1105表示柵極絕緣膜、1106和1107表示N型TFT的源極/漏極區(qū)、1108和1109表示低濃度雜質(zhì)區(qū)、1110表示通道形成區(qū)、1111和1112表示P型TFT的源極/漏極區(qū)、1113和1114表示低濃度雜質(zhì)區(qū)、1115表示通道形成區(qū)、1116和1117表示通道阻塞、1118表示夾層絕緣膜、以及1119、1120和1121表示源極/漏極電極。通道阻塞1116和1117在N型和P型TFTs的通道形成區(qū)起摻雜掩模的作用。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體活性層可通過實(shí)施例2的方法制成多晶體。
而且，本實(shí)施例的半導(dǎo)體活性層可通過激光退火技術(shù)制成多晶體。
其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2。
(實(shí)施例4)在此實(shí)施例中，含有在實(shí)施例1中描述的驅(qū)動電路的半導(dǎo)體顯示裝置采用不同于實(shí)施例3的反向交錯型制造。
將參見圖12。參考數(shù)1201表示襯底、1202表示下絕緣膜、1203和1204表示柵極電極、1205表示棚極絕緣膜、1206和1207表示半導(dǎo)體活性層、1208和1209表示n+層、1210和1211p+層、1212、1213、和1214表示源極/漏極電極、以及1215表示通道保護(hù)膜。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體活性層可通過實(shí)施例2的方法制成多晶體。
而且，本實(shí)施例的半導(dǎo)體活性層可通過激光退火技術(shù)制成多晶體。
其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2。
(實(shí)施例5)在本實(shí)施例中，將描述開關(guān)電路的持定電路結(jié)構(gòu)的實(shí)例。在此實(shí)施例中，將給出有源矩陣型半導(dǎo)體顯示裝置的主要部分的框圖。移位寄存電路、閉鎖電路等可參考實(shí)施例1。同樣在此實(shí)施例中，有可能構(gòu)造采用液晶作為顯示媒介的有源矩陣型液晶顯示裝置。
參見圖15。圖15是本實(shí)施例有源矩陣型半導(dǎo)體顯示裝置的主要部分的框圖。不同于實(shí)施例1的是源極信號行驅(qū)動電路被上下使用，以便象素矩陣電路被置于驅(qū)動電路之間，柵極信號行驅(qū)動電路被左右使用，以便象素矩陣電路被置于驅(qū)動電路之間，水平移位電路被用于源極信號行驅(qū)動電路安置了數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路，等等。至于D/A轉(zhuǎn)換電路，雖然此D/A轉(zhuǎn)換電路在實(shí)施例1中使用，仍有可能設(shè)計成數(shù)字視頻數(shù)據(jù)被分成較上位和較下位，并且通過第一和第二D/A轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬圖象信號。最好把水平移位電路作為必要設(shè)計，但不總是要求采用該電路。
本實(shí)施例有源矩陣型半導(dǎo)體顯示裝置包括源極信號行驅(qū)動電路A1501、源極信號行驅(qū)動電路B 1511、柵極信號行區(qū)動電路A 1512、柵極信號行驅(qū)動電路B1515、象素矩陣電路1516、和數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路1510。
源極信號行驅(qū)動電路A1501包括移位寄存電路1502、緩沖電路1503、閉鎖電路(1)1504、閉鎖電路(1)1505、選擇器(開關(guān))電路(1)1506、水平移位電路1507、D/A轉(zhuǎn)換電路1508、和選擇器(開關(guān))電路(2)1509。源極信號行驅(qū)動電路A1501提供圖象信號(灰度電壓信號)給單數(shù)源極信號行。在此實(shí)施例中，等同于實(shí)施例1中解釋的開關(guān)電路的電路將參考作為選擇器電路。
將描述源極信號行驅(qū)動電路A1501的操作。起始脈沖和時鐘脈沖輸入給移位寄存電路1502。根據(jù)前述的起始脈沖和時鐘脈沖移位寄存電路1502順序提供計時信號給緩沖電路1503。
來自移位寄存電路1502的計時信號被緩沖電路1503緩沖。因?yàn)樵S多電路或部件在移位寄存電路1502和連接象素矩陣電路1516的源極信號行之間連接，荷載電容較大。安裝此緩沖電路1503以阻止由大荷載電容引起的計時信號“滯后”。
被緩沖電路1503緩沖的計時信號提供給閉鎖電路(1)1504。閉鎖電路(1)1504包括每個處理2位數(shù)據(jù)的960閉鎖電路。當(dāng)輸入計時信號時，閉鎖電路(1)1504順序接收由數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路提供的數(shù)字信號并保存。
當(dāng)結(jié)束數(shù)字信號寫入閉鎖電路(1)1504的所有閉鎖電路的時間，被稱為一個行周期(水平掃描周期)。即，一個行周期是把來自數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)寫入閉鎖電路(1)1504最左側(cè)閉鎖電路的起始點(diǎn)和數(shù)字視頻數(shù)據(jù)寫入最右側(cè)閉鎖電路的結(jié)束點(diǎn)之間的時間間隔。
在結(jié)束數(shù)字視頻數(shù)據(jù)寫入閉鎖電路(1)1504之后，當(dāng)閉鎖脈沖流向閉鎖脈沖行時寫入閉鎖電路(1)1504的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)幾乎同時被傳輸并寫入閉鎖電路(2)1505，與閉鎖電路(2)1505連接，并與移位寄存電路1502的操作計時同步。
通過來自移位寄存器電路1502的計時信號再次順序執(zhí)行由數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路供給的數(shù)字視頻信號的寫入，進(jìn)入閉鎖電路(1)1504，其中閉鎖電路(1)1504結(jié)束向閉鎖電路(2)1505傳輸數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。閉鎖電路(1)1504和閉鎖電路(2)1505的操作與實(shí)施例1相同。
在第二個一行周期期間，與第二個一行周期的開始同步的傳輸給閉鎖電路(2)1505的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)被選擇器電路(1)1506順序選擇。本實(shí)施例選擇器電路的結(jié)構(gòu)和操作將在后面描述。
被選擇器電路(1)1506選擇、來自閉鎖電路的2位數(shù)字視頻數(shù)據(jù)供給水平移位電路1507。數(shù)據(jù)的電壓水平由水平移位電路1507提高，并且數(shù)字視頻數(shù)據(jù)供給D/A轉(zhuǎn)換電路1508。D/A轉(zhuǎn)換電路1508把2位數(shù)字視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(灰度電壓)，以及模擬信號被順序供給由選擇器電路(2)1509選擇的源極信號行。供給源極信號行的模擬信號被供給象素矩陣電路1516的象素TFT的源極區(qū)。
在棚極信號行驅(qū)動電路A 1512中，來自移位寄存器電路1513的計時信號供給緩沖電路1514，并供給對應(yīng)的柵極信號行(掃描行)。一行象素TFTs的柵極電極與柵極信號行連接，并且因?yàn)榇藭r所有的一行象素TFTs必須處于ON，所以采用了具有大電流容量的緩沖電路1514。
類似地，通過掃描來自棚極信號行移位寄存器的信號執(zhí)行相應(yīng)的TFTs的開關(guān)，來自源極信號行驅(qū)動電路的模擬信號(灰度電壓)被供給象素TFTs，并驅(qū)動液晶分子。
參考數(shù)1511表示源極信號行驅(qū)動電路B，且其結(jié)構(gòu)與源極信號行驅(qū)動電路A1501相同。源極信號行驅(qū)動電路B 1511把圖象信號供給偶數(shù)源極信號行。
參考數(shù)1515表示柵極信號行驅(qū)動電路B，其結(jié)構(gòu)與柵極信號行驅(qū)動電路A1512相同。在此實(shí)施例中，用此法將柵極信號行驅(qū)動電路安置在象素矩陣電路1516的兩側(cè)，且操作兩個柵極信號行驅(qū)動電路，以便即使它們的其中一個不工作時，也不會造成低質(zhì)量的顯示。
參考數(shù)1510表示數(shù)字視頻數(shù)據(jù)驅(qū)動電路。數(shù)字視頻數(shù)據(jù)驅(qū)動電路是用于降低1/m由外側(cè)輸入的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)頻率的電路。通過分配數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，驅(qū)動電路操作要求的信號頻率也可降低1/m。
與本申請相同代理人的日本專利申請No.Hei.9-356238公開了數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路被結(jié)合形成在相同襯底上作為象素矩陣電路或其他驅(qū)動電路。上述專利申請詳細(xì)公開了數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路，并且申請被參考用于理解本發(fā)明數(shù)字視頻數(shù)據(jù)分配電路。
象素矩陣電路116具有在矩陣中有1920×1080象素TFTs排列的結(jié)構(gòu)。
重復(fù)上述操作，重復(fù)的數(shù)目等于掃描行數(shù)，以便形成一個屏幕(一幀)。在本發(fā)明的有源矩陣型液晶顯示裝置中，在一秒內(nèi)重寫60幀的圖象。
此處，將描述選擇電路(1)1506和選擇器電路(2)1509的結(jié)構(gòu)和操作。選擇器電路的基本概念與實(shí)施例1中描述的開關(guān)電路相同。在此實(shí)施例中，一個選擇器電路(1)1506和一個選擇器電路(2)1509用于每四個源極信號行。由此，240個選擇器電路(1)1506和240個選擇器電路(2)1509被用于源極信號行驅(qū)動電路A1501，以及240個選擇器電路(1)和240個選擇器電路(2)被用于源極信號行驅(qū)動電路B1511。
參考圖16。為便于解釋，圖16只表示源極信號行驅(qū)動電路(A)的最左側(cè)選擇器電路(1)。實(shí)際的源極信號進(jìn)行驅(qū)動電路安裝了240個選擇器電路。
如圖16所示，本實(shí)施例的一個選擇器電路(1)包括八個3輸入NAND電路，兩個4輸入NAND電路，和兩個變極器。來自閉鎖電路(2)1505的信號輸入給本實(shí)施例的選擇器電路(1)1506，以及在來自閉鎖電路(2)1505的信號行L0.0,L0.1,L1.0,L1.1……L1919.0,L1919.1中，信號行L0.0,L0.1,L1.0,L1.1,L2.0,L2.1,L3.0,L3.1與圖16所示的選選器電路(1)1506相連。符號Lab表示數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的第b位信號被供給來自左側(cè)的第a源極信號行。來自信號行SS1和SS2的計時信號被輸入選擇器電路(1)1506。來自選擇器電路(1)1506的信號被輸入水平移位電路1507，然后輸入D/A轉(zhuǎn)換電路1508。
此處，參見圖17。圖17表示選擇器電路(2)1509。為便于解釋，圖17表示最左側(cè)選擇器電路(2)1509。實(shí)際的源極信號行區(qū)動電路安裝了240個選擇器電路。
如圖17所示，本實(shí)施例的選擇器電路(2)1509包括四個具有三個P通道TFTs和三個N通道TFTs的模擬開關(guān)，和三個變極器。由D/A轉(zhuǎn)換電路1508轉(zhuǎn)換成模擬信號的模擬圖象信號被輸入選擇器電路(2)1509。
圖18表示2位數(shù)據(jù)和輸入給選擇器電路(1)1506和選擇器電路(2)1509的計時信號所計時圖。參考符號LS表示閉鎖信號，且是在一個行周期(水平掃描周期)的開始處供給閉鎖電路(2)1505的信號。參考符號位0和位1表示從閉鎖電路(2)1505輸出的圖象信號第零位和第一位數(shù)據(jù)。此處，如圖16所示，假定數(shù)字信號A1和A0從與選擇器電路(1)1506相連的閉鎖電路(2)1505供給信號行L0.1和LO.0，數(shù)字信號B1和B0供給信號行L1.1和L1.0，數(shù)字信號C1和C0被供給信號行L2.1和L2.0，并且數(shù)字信號D1和D0被供給信號行L3.1和L3.0。
在選擇器電路(1)1506中，根據(jù)供給SS1和SS2的計時信號，選擇輸出給位1和位0的信號。即，在第一(1/4)行周期內(nèi)，A1被輸出給位1，和A0被輸出給位0。在下一個(1/4)行周期內(nèi)，B1被輸出給位1，和B0被輸出給位0。在下一個(1/4)行周期內(nèi)，C1被輸出給位1，和C0被輸出給位0。在最后的(1/4)行周期內(nèi)，D1被輸出給位1，和D0被輸出給位0。類似地，在每(1/4)行周期內(nèi)，來自閉鎖電路(2)的數(shù)據(jù)被供給水平移位電路。
作為有能力用于D/A轉(zhuǎn)換電路1508的D/A轉(zhuǎn)換電路的實(shí)例，可引用與本申請相同代理人的日本申請No.Hei.9-344351和No.Hei.9-365054公開的D/A轉(zhuǎn)換電路。在這些專利申請所公開的D/A轉(zhuǎn)換電路中，如上所述，數(shù)字視頻數(shù)據(jù)被分成較上位和較下位，并且通過采用兩個D/A轉(zhuǎn)換電路形成模擬圖象信號。例如，在采用4位數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)可被分成較上2位和較下2位以進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。
由D/A轉(zhuǎn)換電路供給的模擬圖象信號被選擇器電路(2)1509選擇，并被供給源極信號行。同樣在此情況下，雖然在每(1/4)行周期內(nèi)模擬圖象信號被供給相應(yīng)的源極信號行，但僅當(dāng)模擬信號的電壓完全由可解碼信號(DE)完全確定時，模擬圖象信號供給源極信號行。
順便提及，在本實(shí)施例中，雖然被處理的是2位數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，但多于2位的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)也可被處理。
在本實(shí)施例中，因?yàn)槊克膫€源極信號行安裝一個D/A轉(zhuǎn)換電路，通過采用開關(guān)電路可使得D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目降為現(xiàn)有技術(shù)的四分之一。可是，在本發(fā)明中，D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目可改變?yōu)槠渌麛?shù)目。例如，在一個D/A轉(zhuǎn)換電路被分配給八個源極信號行的情況下，在本實(shí)施例半導(dǎo)體顯示裝置中，D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目變?yōu)?40，以便實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步降低驅(qū)動電路的面積。類似地，本實(shí)施例不限于有多少源極信號行被分配給一個D/A轉(zhuǎn)換電路。
因此，在本發(fā)明半導(dǎo)體顯示裝置具有m個源極信號行(m是自然數(shù))的情況下(換言之，在象素數(shù)目(水平×垂直)為m×任意數(shù)的情況下)，對一個行提供m個x位數(shù)字灰度信號(x是自然數(shù))。在這種情況下，如果本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示裝置包含有n個D/A轉(zhuǎn)換電路(n是自然數(shù))的D/A轉(zhuǎn)換電路部分，則各個D/A轉(zhuǎn)換電路把m/n個數(shù)字灰度信號順序轉(zhuǎn)換成模擬信號，并把模擬信號供給相應(yīng)的m/n源極行。順便提及，最好根據(jù)數(shù)字灰度信號的位數(shù)來采用D/A轉(zhuǎn)換電路。
根據(jù)本實(shí)施例，可使得在驅(qū)動電路中占有大面積的D/A轉(zhuǎn)換電路的數(shù)目為現(xiàn)有技術(shù)的四分之一，即使考慮開關(guān)電路的增加，也可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體顯示裝置的小型化。
(實(shí)施例6)雖然透射型液晶顯示板已在實(shí)施例2至5中描述，但無疑實(shí)施例1的驅(qū)動電路也可應(yīng)用于反身型液晶板。而且，鐵電液晶、反鐵電液晶等也可用于液晶物質(zhì)。
另外，雖然液晶被用于前述實(shí)施例2至5中的顯示介質(zhì)，但實(shí)施例1的驅(qū)動電路可用于液晶混合層和高聚合體，即一種所謂的聚合體分散型液晶顯示裝置。而且，本實(shí)施例1的驅(qū)動電路可用于任何具有其他任何顯示介質(zhì)的顯示裝置，顯示介質(zhì)的光學(xué)特性可根據(jù)施加電壓來調(diào)制。例如，場致發(fā)光元件、電致變色元件等可用于顯示裝置。
(實(shí)施例7)前述實(shí)施例1至6的半導(dǎo)體顯示裝置具有不同的用途。在本實(shí)施例中，將描述與半導(dǎo)體顯示裝置結(jié)合的半導(dǎo)體裝置。
作為半導(dǎo)體裝置，可列舉攝像機(jī)、照相機(jī)、投影儀、頭盔顯示器、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機(jī)、便攜式信息終端(移動計算機(jī)、移動電話等)等。圖13A至13F表示那些半導(dǎo)體裝置的實(shí)例。
圖13A表示由主體1301、聲音輸出部分1302、聲音輸入部分1303、半導(dǎo)體顯示裝置1304、操作面板1305、和天線1306構(gòu)成的移動電話。
圖13B表示由主體1401、半導(dǎo)體顯示裝置1402、聲音輸入部分1403、操作面板1404、電池1405、和圖象接收部分1406構(gòu)成的攝像機(jī)。
圖13C表示由主體1501、鏡頭部分1503、圖象接收部分1503、操作面板1504、和半導(dǎo)體顯示裝置1505構(gòu)成的移動計算機(jī)。
圖13D表示由主體1601、半導(dǎo)體顯示裝置1602、和支架部分1603構(gòu)成的頭盔顯示器。
圖13E表示由主體1701、光源1702、半導(dǎo)體顯示裝置1703、偏振光分束器1704、反射器1705和1706、和屏幕1707構(gòu)成的背投式投影儀。順便提及，在背投式投影儀中，當(dāng)主體固定時，屏幕的角度最好根據(jù)觀察者的位置而變化。
圖13F表示由主體1801、光源1802、半導(dǎo)體顯示裝置1803、光學(xué)系統(tǒng)1804、和屏幕1805構(gòu)成的前投式投影儀。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示裝置，因?yàn)樵隍?qū)動電路中占有較大的面積的D/A轉(zhuǎn)換電路數(shù)目，與現(xiàn)有技術(shù)相比該數(shù)目可大大降低，因此可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體顯示裝置的極小化。
權(quán)利要求
1．一種半導(dǎo)體顯示裝置，包括一個包含多個D/A轉(zhuǎn)換電路的D/A轉(zhuǎn)換部分，其特征在于多個D/A轉(zhuǎn)換電路的每一個把由存儲器電路供給的數(shù)字灰度信號轉(zhuǎn)換成模似信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于存儲器電路包括多個閉鎖電路。
3．一種半導(dǎo)體顯示裝置，包括一個用于儲存m個x位數(shù)字灰度信號(m和x為自然數(shù))的存儲器電路；和一個D/A轉(zhuǎn)換電路部分，用于把由存儲器電路供給的m個x位數(shù)字灰度信號轉(zhuǎn)換成模擬信號并用于給m個源極信號行提供模擬信號，其特征在于D/A轉(zhuǎn)換電路部分包括n個D/A轉(zhuǎn)換電路(n是自然數(shù))，和n個D/A轉(zhuǎn)換電路的每一個把m/n個x位數(shù)字灰度信號順序轉(zhuǎn)換成模擬信號并把模擬信號供給相應(yīng)的m/n個源極信號行。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于存儲器電路包括多個閉鎖電路。
5．一種驅(qū)動半導(dǎo)體顯示裝置的方法，包括步驟對一個行儲存m個x位數(shù)字灰度信號(m和x為自然數(shù))；和通過n個D/A轉(zhuǎn)換電路(n是自然數(shù))的每一個在一個行周期內(nèi)把m/n個x位數(shù)字灰度信號順序轉(zhuǎn)換成模擬信號；和把模擬信號傳輸給相應(yīng)的m/n個源極信號行。
6．一種驅(qū)動半導(dǎo)體顯示裝置的方法，包括步驟由來自移位移位寄存器的計時信號取樣并儲存m個x位數(shù)字灰度信號；通過n個D/A轉(zhuǎn)換電路(n是自然數(shù))的每一個把m/n個x位數(shù)字灰度信號順序轉(zhuǎn)換成模擬灰度電壓；和把模擬電壓傳輸給相應(yīng)的m/n個源極信號行。
全文摘要
在數(shù)字灰度系統(tǒng)半導(dǎo)體顯示裝置的驅(qū)動電路中,對多個源極信號行安置一個D/A轉(zhuǎn)換電路208,和以分時法驅(qū)動各個源極信號行。由此,可減少驅(qū)動電路中的D/A轉(zhuǎn)換電路208數(shù)目,并達(dá)到半導(dǎo)體顯示裝置的小型化。
文檔編號G09G3/36GK1213813SQ9812462
公開日1999年4月14日 申請日期1998年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月1日
發(fā)明者小山潤, 納光明, 淺見宗広 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所