專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及容易高畫質(zhì)化的圖像顯示裝置，特別涉及利用TFT構(gòu)成圖像顯示用存儲器的可進行低電力化的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為第一現(xiàn)有技術(shù)，存在在使用薄膜晶體管(以下稱其為TFT)的有源矩陣型顯示裝置中，將利用同一制造工序的TFT構(gòu)成的非易失性存儲器內(nèi)置于同一基板上的顯示裝置，例如公開于專利文獻1、專利文獻2。在圖16中示出這些顯示裝置的構(gòu)成。在顯示部100中像素104配置成為矩陣狀(為簡化圖面，只描述一個像素104)。在任何公知例中，作為非易失性半導(dǎo)體存儲器采用的都是具有電荷存儲層和浮動?xùn)诺腅EPROM(電可擦可編程只讀存儲器)，在顯示部100的外圍，配置信號系統(tǒng)電路101、掃描系統(tǒng)電路102、由TFT-EEPROM組成的非易失性半導(dǎo)體存儲器103而構(gòu)成。這樣一來，就可以不使用LSI而在顯示裝置中內(nèi)置非易失性存儲功能。
另外，作為第二現(xiàn)有技術(shù)，存在將利用同一制造工序的TFT構(gòu)成的半導(dǎo)體存儲器內(nèi)置于同一基板上，應(yīng)用于幀存儲器的液晶顯示裝置，例如在專利文獻3等中有詳細的描述。在圖17中示出這一顯示裝置的構(gòu)成。在顯示區(qū)域110中像素115配置成為矩陣狀，像素115經(jīng)柵線117、信號線116及柵線117與DA變換電路113及掃描系統(tǒng)電路114相連接，在DA變換電路113上連接有幀存儲器112及信號系統(tǒng)電路111。此幀存儲器112，存儲器單元是由一個晶體管和由一電容構(gòu)成的DRAM(動態(tài)隨機存儲器)，由于存儲一幀的顯示信息，即使是停止來自外部的顯示數(shù)據(jù)的寫入，也可以繼續(xù)顯示。
作為另一第三現(xiàn)有技術(shù)，存在將利用同一制造工序的TFT構(gòu)成的半導(dǎo)體存儲器內(nèi)置于同一基板上，應(yīng)用于一位像素存儲器中的液晶顯示裝置，例如在專利文獻4等之中有詳細的描述。在圖18中示出這一顯示裝置的構(gòu)成。在顯示部120中像素123配置成為矩陣狀，像素123經(jīng)柵線126和交流驅(qū)動信號線127與掃描系統(tǒng)電路122相連接，以及經(jīng)正信號線124和負信號線125與信號系統(tǒng)電路121相連接。在像素123上設(shè)置一位的SRAM(靜態(tài)隨機存儲器)。因此，本液晶顯示板，即使是停止對顯示部的數(shù)據(jù)輸出，一位的圖像顯示也可以繼續(xù)。
另外，這些現(xiàn)有技術(shù)的存儲器電路，是利用Si半導(dǎo)體-TFT構(gòu)成的。利用以上的現(xiàn)有技術(shù)，可利用Si半導(dǎo)體TFT內(nèi)置多種多樣的存儲器功能，可以使顯示裝置高功能化，且可削減功耗。
日本專利特開2000-252373號公報。
日本專利特開2001-326289號公報。
日本專利特開平11-85065號公報。
日本專利特開平8-286170號公報。

發(fā)明內(nèi)容
今后，作為將顯示功能及顯示系統(tǒng)內(nèi)置于同一基板上的平面顯示裝置的方向，由LSI及TFT電路分擔內(nèi)置的功能及系統(tǒng)，像素存儲器及幀存儲器等像素顯示用存儲器由TFT構(gòu)成。另外，作為該顯示裝置的特征，由于像素數(shù)增大引起的高精細化和顯示區(qū)域以外的外圍區(qū)域面積的縮小和低功耗化變?yōu)楸匦?，與其相伴存儲器容量增加，就出現(xiàn)了存儲器面積和功耗降低的必要。此外，作為該制造加工的問題，與LSI比較，必須在相當?shù)偷募庸囟认?，制造顯示裝置。但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)的延長上，要同時滿足這些問題，充分兼顧存儲圖像數(shù)據(jù)的多位化是困難的。
就是說，在采用利用電荷存儲的Si半導(dǎo)體EEPROM的第一現(xiàn)有例中，由于加工溫度低，絕緣膜及多晶硅Si中的電荷俘獲水平多，基于此的存儲信息的散差大，并且由于TFT特性的散差與LSI相比也大，存儲器的高容量化和低電壓化困難的問題。
另外，在采用Si半導(dǎo)體DRAM的第二現(xiàn)有例中，由于在像素數(shù)增大時，存儲器單元的數(shù)目增大而使信號電壓的變化量變得極小，必須利用高性能的電路將比較低的S/N的信號電壓放大?？墒牵捎赥FT與LSI相比加工過程溫度低，加工尺寸也大，TFT電路的性能低，利用其將低S/N的信號電壓以高精度放大是困難的。另外，還存在由于電路復(fù)雜及功耗增加，歸根結(jié)底存儲器單元的數(shù)目受到限制，像素數(shù)的增加受限制的問題。
另外，在像素內(nèi)設(shè)置SRAM的第三現(xiàn)有例中，存在由于SRAM的晶體管數(shù)目多而像素構(gòu)造必然變得復(fù)雜的問題。如果像素構(gòu)造復(fù)雜化，會由于像素的數(shù)值孔徑降低引起亮度降低，在液晶顯示裝置的場合，不能兼容在反射模式中使用時的低功耗和在透射模式中使用時的高亮度。此外，還存在使利用面積色調(diào)等的方法的多位的像素數(shù)據(jù)顯示及高精細化變得困難的問題。
上述問題，可以利用以下的方式解決。就是說，根據(jù)第一及第二實施形態(tài)，在將具有保持像素數(shù)據(jù)的存儲器的像素在矩陣上配置的顯示部、用來將顯示信號輸入到像素的信號系統(tǒng)電路及具有對像素進行掃描的掃描系統(tǒng)電路的圖像顯示裝置中，各像素存儲器的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)保持單元，是利用用來以電阻的形式存儲超過規(guī)定的時間的至少一個開關(guān)和存儲元件所組成的一位的數(shù)據(jù)可以得到保持的存儲器電路進行的。此存儲元件，可以利用低溫的制造方法形成。這樣一來，用低溫加工工藝形成存儲器電路和存儲器功能部分的面積縮小成為可能，上述問題可以解決。
另外，根據(jù)第三及第四實施形態(tài)，在將像素在矩陣上配置的顯示部、用來將顯示信號輸入到像素的信號系統(tǒng)電路、保持圖像數(shù)據(jù)的幀存儲器、DA變換電路及具有對像素進行掃描的掃描系統(tǒng)電路的圖像顯示裝置中，幀存儲器的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)保持單元，是利用用來以電阻的形式存儲超過規(guī)定的時間的至少一個開關(guān)和存儲元件所組成的一位的數(shù)據(jù)可以得到保持的多個存儲器單元進行的。此存儲元件，可以利用低溫的制造方法形成。這樣一來，用低溫加工工藝形成存儲器電路和存儲器單元的面積縮小成為可能，上述問題可以解決。
除此之外，顯示多位的圖像數(shù)據(jù)的上述問題，可利用以下的方式更有效地解決。就是說，在保持上述數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的存儲器單元和各個像素內(nèi)，設(shè)置可用來將n位的顯示信號以電阻形式存儲超過規(guī)定的時間的以多值電阻的形式進行存儲的一個存儲元件。此存儲元件，可以利用低溫的制造方法形成。這樣一來，用低溫加工工藝形成存儲器電路和存儲器電路及存儲器單元的面積縮小成為可能，上述問題可以解決。


圖1為實施例1的顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖2為實施例1的顯示裝置的像素的平面構(gòu)造圖。
圖3為實施例1的顯示裝置的像素的制造工序剖面圖。
圖4為實施例2的顯示裝置的像素的平面構(gòu)造圖。
圖5為實施例2的顯示裝置的像素的平面構(gòu)造圖。
圖6為實施例3的顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖7為實施例3的顯示裝置的存儲裝置的構(gòu)成圖。
圖8為實施例3的顯示裝置的存儲裝置的平面構(gòu)造圖。
圖9為實施例3的顯示裝置的存儲裝置的剖面構(gòu)造圖。
圖10為實施例3的顯示裝置的存儲裝置的平面構(gòu)造圖。
圖11為實施例4的顯示裝置的存儲裝置的平面構(gòu)造圖。
圖12為實施例4的顯示裝置的存儲裝置的制造工序剖面圖。
圖13為實施例4的顯示裝置的存儲裝置的平面構(gòu)造圖。
圖14為實施例5的顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖15為實施例6的顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖16為現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖17為現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的構(gòu)成圖。
圖18為現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置的構(gòu)成圖。
具體實施例方式
(實施例1)下面利用圖1～圖5對本發(fā)明的實施例1予以說明。
首先，敘述關(guān)于本實施例的整體構(gòu)成的情況。圖1為多晶硅Si-TFT顯示板的構(gòu)成圖，具有由采用硫?qū)倩锊牧系姆且资韵嘧兇鎯ζ鹘M成的像素存儲器。本實施例，是以兼?zhèn)淅帽痴展獾耐干淠Ｊ斤@示和利用外光的反射模式顯示兩種功能的部分透射型液晶顯示裝置為例，但在透射型液晶顯示裝置及反射型液晶顯示裝置中，在實施本發(fā)明的場合，也可以根據(jù)需要改變反射區(qū)域的配置。另外，在其他TFT顯示裝置，例如，有機EL(場致發(fā)光)顯示裝置中實施本發(fā)明的場合，也可以將圖1的液晶顯示元件10改變?yōu)榘l(fā)光二極管，TFT及存儲器電路的制造方法及配置可以與本實施例完全一樣。
在圖1中，具有以存儲器TFT8和存儲元件9和等效電容10表示的液晶顯示部的像素2，由于是配置成為矩陣狀(為使圖面簡明起見，在圖1中像素2只畫出9個)，存儲元件9的另一端與信號線SL相連接，像素2經(jīng)柵線GL和像素線PL與掃描系統(tǒng)電路5相連接，并且信號線SL經(jīng)寫入電路7與信號系統(tǒng)電路4相連接。利用由存儲器TFT8和存儲元件9構(gòu)成的非易失性存儲器，可以在各個像素中保持一位的圖像數(shù)據(jù)。本實施例，是一種以顯示紅綠藍的像素由各自面積不同的三個像素構(gòu)成，合計以9個像素表示各個彩色的色調(diào)的面積色調(diào)方式的液晶顯示裝置。
圖2為表示圖1的像素2的平面構(gòu)造的平面圖，示出兩個像素的一部分。存儲器TFT8由多晶硅Si層PS和柵電極GE和接觸孔CN組成，漏電極利用局部布線LC連接到用來對存儲元件9和液晶施加電壓的像素電極PE。此局部布線LC可根據(jù)需要將面積做大而兼具反射板的功能。通孔VC是用來連接局部布線LC和像素電極PE的開口部。存儲器TFT8的還有一個源電極，經(jīng)局部布線LC與像素線PL相連接。柵電極GE，與在同一金屬層中形成的柵線GL相連接。
存儲元件9，是包含Te、Se、S中的至少一種元素的膜厚100nm左右的硫?qū)倩锬H組成的可變電阻，一個電極經(jīng)局部布線LC與存儲器TFT8相連接，而另一個電極與信號線SL相連接。此存儲元件，可根據(jù)脈沖電壓的施加使硫?qū)倩锬そY(jié)晶化及非晶化，通常利用高電壓短脈沖(例如20ns)使其變成高阻的非晶態(tài)，而利用低電壓長脈沖(例如50ns)使其變成低阻結(jié)晶態(tài)，也可以使脈沖寬度或者電壓一樣。在圖2的平面圖中，為了紙面方便起見，示出的只是存儲元件9的一部分，但實際上存儲元件9是沿著像素區(qū)域的橫邊配置。在本實施例的場合，存儲元件9的長度大致為20μm左右，存儲元件9的電阻值，在結(jié)晶態(tài)時大致為100kΩ左右，在非晶態(tài)時大致為100MΩ左右。
下面對本實施例的動作概要予以說明。通過經(jīng)掃描系統(tǒng)電路5的柵線GL使規(guī)定的像素行的存儲器TFT開閉，信號系統(tǒng)電路4將信號線SL輸出的圖像數(shù)據(jù)每個一位輸入到由存儲器TFT8及存儲元件9構(gòu)成的存儲器，利用寫入電路7以電阻的形式寫入。利用寫入到此存儲元件中的圖像數(shù)據(jù)，通過控制施加于液晶10上的電壓可以控制圖像的顯示，即光的透射或非透射。此時，利用面積不同的三個像素的顯示組合，通過使其與各色顯示的色調(diào)相對應(yīng)，就可以進行全色顯示。
下面利用圖3的制造工序剖面圖對圖2中以AA’和點劃線表示的存儲器TFT和存儲元件的一部分的制造方法和剖面構(gòu)造予以說明。
首先，如圖3(a)所示，在玻璃基板20上，利用等離子體CVD(化學(xué)汽相淀積)法進行淀積，利用激光退火法和固相生長法，通過使該非晶Si膜結(jié)晶而形成多晶Si膜PS。此處，作為形成多晶Si膜PS的另外的方法，也可以是利用低溫CVD法直接將多晶Si膜PS淀積到Si氧化膜22之上。其后，通過對多晶Si膜PS進行選擇刻蝕，在TFT形成區(qū)域保留島狀的多晶Si膜PS，利用等離子體CVD法淀積柵氧化硅膜23，例如，淀積以Mo為主要成分的柵膜，再進行選擇刻蝕而形成柵電極GE的柵線GL。
之后，如圖3(b)所示，利用離子注入法及離子摻雜法等進行雜質(zhì)離子導(dǎo)入和用于激活的熱處理，并在形成源擴散層24及漏擴散層25之后，利用CVD法淀積包含氮化硅膜及P摻雜的氧化硅膜等的第二鈍化膜26。另外，此處，為了紙面方便起見，只示出n型溝道的存儲器TFT的剖面圖，但實際上，根據(jù)需要，可在外圍電路上形成p型溝道的存儲器TFT及LDD(輕摻雜漏)構(gòu)造的TFT。其后，利用，例如，室溫或接近室溫的低溫濺射法淀積由包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧辖M成的膜厚100nm上下的硫?qū)倩锬H。在本實施例中，硫?qū)倩锊牧希?，是采用以Zn和Te作為主要成分的材料。其后，在硫?qū)倩锬H上，淀積氧化硅膜27。此時，在氧化硅膜27上，也可以利用濺射法淀積用來防止非晶化時的硫?qū)倩锬さ恼舭l(fā)及變形的膜厚超過50nm的Cr2O3膜及其他介電體和金屬的積層膜。并且，也可以根據(jù)需要，例如，利用激光退火或RTA(快速熱退火)使硫?qū)倩锬H結(jié)晶化。此外，這些熱處理，也可兼用作上述雜質(zhì)離子激活用的熱處理。
之后，如圖3(c)所示，利用光刻法，在形成存儲元件的區(qū)域有選擇地保留抗蝕膜28，將此抗蝕膜28用作掩模，利用干刻蝕法有選擇地除去硫?qū)倩锬H，接著利用同一抗蝕膜28，利用濕刻蝕法選擇地除去氧化硅膜27。此時，氧化硅膜27，由于側(cè)向刻蝕比抗蝕膜28向里縮進。
之后，如圖3(d)所示，除去抗蝕膜，淀積與柵電極材料相同，例如以Mo為主要成分的阻擋金屬膜BM和用作局部布線LC及信號線SL及反射板的Al膜，或是，例如，Al和Ti的積層膜那樣的以Al膜為主材的金屬積層膜。此阻擋金屬膜BM，也可以是其他材料，例如，W及TiN等。其后，例如，利用干刻蝕法或濕刻蝕法，選擇地除去用作布線和反射板的區(qū)域以外的金屬積層膜和阻擋金屬膜BM。此時，硫?qū)倩锬H的未被氧化硅膜27和布線LC中的任何一個所覆蓋的區(qū)域29，同時受到刻蝕。如果利用圖2的存儲元件的平面圖說明此氧化硅膜27和布線，氧化硅膜保留部是以波狀線表示的區(qū)域11，布線是以波狀線表示的區(qū)域LC及SL。因此，通過同時除去以斜線表示的區(qū)域12的硫?qū)倩锬?，就可形成八字形狀的存儲元件。由于這一制造方法，可以不受電阻的長度及寬度光刻印刷套版偏離的影響，通過自匹配確定電阻值。
之后，如圖3(e)所示，根據(jù)需要，在經(jīng)過由與金屬積層膜LC同一膜組成的反射板形成工序之后，淀積由氮化硅膜及P摻雜氧化硅膜組成的第三鈍化膜30和由例如有機材料組成的低介電常數(shù)的第四鈍化膜31。其后，進行利用氫氣退火及等離子體處理的氫化處理。
最后，開口形成圖2所示的通孔VC(圖3中未示出)，淀積透明電極膜，形成具有所要求的形狀的透明電極PE(圖3中未示出)，將布線層LC與透明電極PE連接。進入其后的液晶工序，完成兼?zhèn)渫干淠Ｊ斤@示和反射模式顯示兩種功能的液晶顯示裝置。
在以上的制造工序中，由于采用耐熱性低的玻璃基板作為基板，制造中的溫度全在基板的耐熱溫度以下(例如600℃以下)，或者即使是溫度比該溫度高，為了不對制造產(chǎn)生麻煩，進行的處理的時間非常短。另外，由于采用自自匹配過程，只要添加一次光刻印刷工序，就可以在顯示裝置上附加相變像素存儲器，并且可以不受光刻印刷套版偏離的影響，確定存儲元件9的電阻值。另外，由于采用的是以阻擋金屬膜BM及氧化硅膜27覆蓋硫?qū)倩锬H與Al不接觸的構(gòu)造，硫?qū)倩锬げ牧喜皇蹵l材料的影響。另外，硫?qū)倩锬H，由于是具有由氮化硅膜及P摻雜氧化硅膜這樣的可排除可動離子影響的膜組成的第一鈍化膜21和第二鈍化膜26以及第三鈍化膜30上下夾持的構(gòu)造，可以形成不受可動離子的影響的具有穩(wěn)定的電阻值的存儲元件。其結(jié)果，與存儲器TFT的導(dǎo)通電阻為～500kΩ上下相對，作為存儲元件的相變可變電阻，在非晶狀態(tài)下變?yōu)榇蠹s為100MΩ左右的高電阻，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的存儲器動作。
通過采用以上的構(gòu)成及動作，即使是在外圍電路的動作停止使圖像數(shù)據(jù)的輸入輸出停止時，根據(jù)保持于各像素的存儲器中的圖像數(shù)據(jù)也可以繼續(xù)顯示。另外，由于此存儲器是非易失性存儲器，不需要稱為刷新的將信息定期重新寫入的動作。此外，本方式，因為按照保持數(shù)據(jù)是一直不斷地在液晶上施加電壓，就不需要用來保持液晶顯示用的附加電容。另外，因為是利用一個存儲器TFT8和一個存儲元件9來保持數(shù)據(jù)，該存儲元件9是在稱為黑矩陣的遮光區(qū)域及柵線GL區(qū)域上形成的，可以縮小附加存儲器所必需的面積。因此，在縮小像素面積的同時，各像素的數(shù)值孔徑可取得大，可降低透射模式的顯示所必需的背照光源的功耗。由于這些發(fā)明效果，不僅可以在各色下進行具有色調(diào)的全色高精細顯示，并且在反射模式顯示和透射模式顯示的任何一種模式中都可以大幅度地降低功耗。
在如上所述的本實施例中，可以在不損害本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行某些改變。例如，作為形成相變可變電阻存儲元件9的材料，并不限于本實施例的以Zn和Te為主要成分的材料，也可以是包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧?。作為例子，也可以是具有Ge5Sb2Te8的組成的材料。另外，通過在由這些材料組成的硫?qū)倩锬H的至少一部分上以橫切電極間的方式，即以橫切導(dǎo)電通路而進行遮斷的方式，形成氧化物、氮化物、硫化物、碳化物等的介電體和硫?qū)倩锊牧系幕旌夏?，在設(shè)定最初的低電阻狀態(tài)時在該區(qū)域的介電體中形成硫?qū)倩锏募毥z狀區(qū)域而成為細的導(dǎo)電通路，因為電流只在其中流過，所以可以得到高電阻值。優(yōu)選的介電體材料是氧化鍺、氮化鍺、氧化硅、氮化硅、氧化鉭、氧化鉬、碳化硅、硫化鋅等。作為代表例，硫?qū)倩铩肨a2O5的混合比為3∶7的混合物可使電阻上升差不多一位。這種情況下的混合比的優(yōu)選范圍是從1∶9到6∶4。硫?qū)倩锍^這個范圍時，電阻上升的效果不到兩倍，而在硫?qū)倩锷贂r，細絲形成困難，電阻變化太小不到一位。此混合膜區(qū)域，可設(shè)置為與任何一個電極相連接，但在不與兩電極相連接的狀態(tài)下，也可以得到高電阻值。在設(shè)置為與任意一個電極相連接的場合，因為是由正離子形成細絲，設(shè)置成為與負極相連接在存儲器動作的穩(wěn)定性這一點上是最好的。在此場合，可在阻擋金屬膜BM與圖3(e)的硫?qū)倩锬H相連接的部分上實現(xiàn)上述混合膜區(qū)域的設(shè)置。
另外，在本實施例中是采用玻璃基板20作為TFT基板，但也可以將其改變?yōu)槭⒒寮巴该魉芰匣宓韧该鹘^緣基板，并且也可以專門只用于透射型液晶顯示及反射型液晶顯示。另外，將顯示部分改變?yōu)橛袡C發(fā)光二極管，也可以將本發(fā)明在有機EL(場致發(fā)光)顯示裝置中實施?；蛘哧P(guān)于TFT，在本實施例中是將n溝道型TFT應(yīng)用于存儲器TFT，但是也可以將其改變?yōu)閜溝道型TFT，而在存儲元件的電阻值更大時，也可以將非晶Si-TFT應(yīng)用于存儲器TFT。另外，作為TFT的構(gòu)造并不限于本實施例，例如柵電極GE是位于多晶Si區(qū)域PS之下的構(gòu)造的存儲器TFT也可得到本發(fā)明的效果是自不待言的。
(實施例2)下面利用圖4及圖5對本發(fā)明的實施例2予以說明。
本實施例，是在具有與實施例1相同的相變像素存儲器的面積色調(diào)方式的部分透射型液晶顯示裝置中，通過改變存儲元件9的平面構(gòu)造及剖面構(gòu)造，使存儲元件的電阻值加大的實施例。圖4及圖5是將存儲元件9的一部分擴大示出的平面圖。實際的像素存儲器電路，不限于實施例1，各種電路都可能，例如，也可以是由多個可變電阻存儲元件和多個TFT組成的存儲器電路。因為此處是以說明存儲元件9的構(gòu)造為目的，所以對于圖4及圖5予以簡化而示出電路的一部分。在圖4的例子中，由硫?qū)倩锬H組成的存儲元件9，跨越柵線GL和像素線PL之上并折返配置。因此，與實施例1相比較，可使電阻的長度加長成為差不多3倍左右。并且，圖5的示例，其存儲器TFT的剖面構(gòu)造與實施例1相同，由硫?qū)倩锬H組成的存儲元件9也是沿著像素的外圍配置。因此，與實施例1相比較，可使電阻的長度加長成為差不多3～4倍左右。這些相變電阻，任何一個都是在遮斷稱為黑矩陣的光的區(qū)域及柵線GL、像素線PL的區(qū)域上形成的。此外，在這些示例中，TFT及存儲元件9的制造方法，與實施例1相同，但硫?qū)倩锬H的膜厚通過膜化而達到50nm左右，并且電阻的寬度縮小一半左右。由于這些理由，存儲器附加所必需的面積無需很大，可使非晶態(tài)的電阻值加大到超過1GΩ，可以進一步降低根據(jù)像素存儲器的保持數(shù)據(jù)進行顯示時的功耗。
在這些實施例中，是通過改變平面構(gòu)造及剖面構(gòu)造增加電阻值，但也可以通過，例如，采用非晶態(tài)的電阻率更高的硫?qū)倩锊牧?，例如，將非晶態(tài)的電阻值增加到10GΩ以上。另外，通過在硫?qū)倩锬H的至少一部分上以橫切電極間的方式，即以橫切導(dǎo)電通路而進行遮斷的方式，形成氧化物、氮化物、硫化物、碳化物等的介電體和硫?qū)倩锊牧系幕旌夏?，也可以得到高電阻值。此混合膜區(qū)域，優(yōu)選設(shè)置為與任何一個電極相連接，但在不與兩電極相連接的狀態(tài)下，也可以得到高電阻值。在設(shè)置為與任意一個電極相連接的場合，設(shè)置成為與負極相連接在存儲器動作的穩(wěn)定性這一點上是最好的。在此場合，在圖4及圖5的硫?qū)倩锬H與局部布線LC相連接的區(qū)域(實際是阻擋金屬膜BM與硫?qū)倩锬H相連接)上實現(xiàn)上述混合膜區(qū)域的設(shè)置。
此外，將由硫?qū)倩锬そM成的數(shù)據(jù)保持用電阻做成本實施例上面的高電阻，將用來改變結(jié)晶狀態(tài)的焦耳熱發(fā)生用電阻元件以與硫?qū)倩锬び袆e的材料形成低電阻，通過在利用膜絕緣膜進行電絕緣的同時淀積數(shù)據(jù)保持用高電阻和焦耳熱發(fā)生用低電阻元件，可以在進一步降低數(shù)據(jù)保持狀態(tài)的功耗的同時，以更低的電壓有效地進行寫入動作。
(實施例3)下面利用圖4～圖10對本發(fā)明的實施例3予以說明。
首先對本實施例的整體構(gòu)成予以說明。圖6為本實施例的多晶Si-TFT顯示裝置的構(gòu)成圖，具有由采用硫?qū)倩锊牧系南嘧兇鎯ζ鹘M成的幀存儲器。在本實施例中，是取6位色調(diào)的有機EL顯示元件作為例子。另外，此處為使圖面簡明起見，只畫出2個像素，但實際上可以根據(jù)精細度而設(shè)置多個像素。各像素41由有機發(fā)光二極管50、有機發(fā)光二極管驅(qū)動TFT51、像素TFT52構(gòu)成，利用通過寫入到有機發(fā)光二極管驅(qū)動TFT51的柵電容的信號電壓進行控制的驅(qū)動電流，可驅(qū)動有機發(fā)光二極管50。由此，在本實施例中實現(xiàn)可自發(fā)光的顯示裝置，由于不需要背照光源，液晶顯示裝置可進一步薄型化。另外，此處采用的有機發(fā)光二極管就是一般公知構(gòu)造的二極管，關(guān)于其構(gòu)造，作為一例可參照日本專利公報特開2001-159878等。另外，在本實施例中，像素的每一列，都具有相對應(yīng)的DA變換電路45及幀存儲器44。在顯示區(qū)域42中，像素41配置成為矩陣狀，像素TFT52的柵經(jīng)由柵線GL與掃描系統(tǒng)電路46相連接，并且像素TFT52的一端經(jīng)由信號線SL與DA變換電路45相連接。DA變換電路45經(jīng)由數(shù)據(jù)線DL與幀存儲器44相連接，數(shù)據(jù)線DL在另一端與信號系統(tǒng)電路43相連接。
在圖7中示出幀存儲器44的構(gòu)成圖。在存儲器單元陣列區(qū)域存儲器單元MC配置成為矩陣狀。在圖7中，為簡化圖面，只畫出一部分，實際上在幀存儲器44中設(shè)置有與像素行數(shù)相對應(yīng)的數(shù)目和與像素列數(shù)和色調(diào)位數(shù)相對應(yīng)的數(shù)目的存儲器單元MC。存儲器單元MC，是利用由硫?qū)倩锊牧现瞥傻南嘧兛勺冸娮璐鎯υ?6和存儲器單元TFT55所組成的1個晶體管+1個存儲元件構(gòu)成的相變存儲器。同一行的存儲器單元MC，經(jīng)由字線WL連接到字線掃描電路。存儲元件56的一端與數(shù)據(jù)線DL相連接，存儲器單元TFT55的源電極與公用線CM相連接。上述存儲器單元TFT55、DA變換電路45、信號系統(tǒng)電路43、掃描系統(tǒng)電路46、顯示控制電路47，利用多晶Si-TFT設(shè)置于玻璃基板40之上。
下面對本實施例的動作予以說明。選擇的字線WL上的TFT55導(dǎo)通，從數(shù)據(jù)線DL輸入的顯示數(shù)據(jù)，利用寫入電路WC以電阻的形式寫入到存儲器單元MC的存儲元件56。此時，脈沖狀的電流從寫入電路WC流到存儲元件56，使硫?qū)倩锬そY(jié)晶化或使其非晶化。通常，利用高電壓短脈沖(例如20ns)形成高電阻非晶態(tài)，而利用低電壓長(例如50ns)脈沖形成低電阻的結(jié)晶狀態(tài)，寫入1位顯示數(shù)據(jù)。此處也可以使脈沖寬度或電壓相同。以上就是寫入幀存儲器44的動作。
之后，隨著位于幀存儲器44之中的字線掃描電路，經(jīng)由字線WL對存儲器單元MC進行的掃描，在選擇的存儲器單元MC內(nèi)形成電流電路。此時，因為存儲元件56的電阻值，由于保持信息而存在差值，所以輸出到數(shù)據(jù)線DL的電壓由于保持信息而出現(xiàn)差值。通過由讀出電路判別這一差值，讀出保持的顯示數(shù)據(jù)，順序輸出到數(shù)據(jù)線DL。此時，顯示數(shù)據(jù)輸入到DA變換電路45，而DA變換電路45將與顯示數(shù)據(jù)相對應(yīng)的顯示電壓信號輸出到信號線SL。此處掃描系統(tǒng)電路46，與字線掃描電路同步，經(jīng)由柵線GL對像素41進行掃描。開閉由此選擇的像素41的像素TFT52，可使所選擇的有機發(fā)光二極管50以相應(yīng)于顯示電壓信號的色調(diào)發(fā)光。此存儲器，因為是即使電源不供電時也可以保持信息的非易失性存儲器，所以在顯示數(shù)據(jù)不變化期間，不需要稱為所謂刷新的重寫的動作。由此，本有機EL顯示裝置，即使是在外部提供的顯示數(shù)據(jù)的寫入停止，顯示也可以繼續(xù)。
下面利用圖8及圖9對實施例3的幀存儲器44的構(gòu)造予以更詳細的說明。圖8為示出幀存儲器單元陣列的一部分的平面構(gòu)造圖。圖9為示出圖8以AA’和點劃線表示的存儲器TFT和存儲元件的一部分的剖面構(gòu)造圖。存儲器TFT，與由多晶Si膜PS和與字線WL相連接的柵電極GE及接觸孔CN組成，漏電極利用局部布線LC連接到用來形成存儲元件的硫?qū)倩锬H，并且一個源電極與公用線CM相連接而與鄰接的存儲單元的TFT相通。存儲元件，配置于字線WL，一個電極與數(shù)據(jù)線DL相連接。形成可變電阻存儲元件的硫?qū)倩锬H，是包含Te、Se、S中的至少一種元素的膜厚100nm左右的膜。在本實施例中，硫?qū)倩锬げ牧鲜怯蒅e5Sb2Te8組成的。另外，作為存儲元件56的電阻動作的部分的長度大致為2μm左右，電阻值在結(jié)晶狀態(tài)下大致為10kΩ左右，而在非晶狀態(tài)下大致為1MΩ左右。
由于TFT和存儲元件的制造方法與實施例1大致相同，剖面構(gòu)造也相同，所以可以得到與實施例1相同的效果。就是說，由于采用自匹配過程，可以不受光刻印刷套版偏離的影響，確定存儲元件的電阻值。另外，由于采用的是以阻擋金屬膜BM及氧化硅膜27覆蓋硫?qū)倩锬H的構(gòu)造，不受Al材料的影響。另外，硫?qū)倩锬H，由于是具有由氮化硅膜及P摻雜氧化硅膜這樣的可排除可動離子影響的膜組成的第一鈍化膜21和第二鈍化膜26以及第三鈍化膜30上下夾持的構(gòu)造，可以形成不受可動離子的影響的具有穩(wěn)定的電阻值的存儲元件。其結(jié)果，與存儲器TFT的導(dǎo)通電阻為大約100kΩ上下相對，在存儲元件中，在非晶狀態(tài)下變?yōu)榇蠹s為1MΩ左右的電阻，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的存儲器動作。
通過采用以上的構(gòu)成及動作，即使是在外圍電路的動作停止使圖像數(shù)據(jù)的輸入輸出停止時，根據(jù)保持于幀存儲器中的圖像數(shù)據(jù)也可以繼續(xù)顯示。另外，由于此存儲器是非易失性存儲器，不需要稱為刷新的將信息定期重新寫入的動作。此外，本方式，因為是利用一個存儲器單元TFT和一個存儲元件來保持數(shù)據(jù)，該存儲元件是在字線WL區(qū)域上形成的，可以縮小存儲器單元陣列的面積。由于這些發(fā)明效果，不僅可以在各色下進行具有色調(diào)的全色高精細顯示，并且可以降低功耗及實現(xiàn)由于縮小外圍電路面積而獲得的狹額緣的顯示裝置。
在如上所述的本實施例中，可以在不損害本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行某些改變。例如，在圖10的平面圖中示出與圖8的剖面構(gòu)造不同的平面構(gòu)造。在此示例中，相變可變電阻存儲元件配置于存儲單元TFT的多晶Si膜PS之上。利用這種配置，也可以縮小存儲器單元陣列的面積，可以得到同樣的效果。
另外，作為形成相變可變電阻存儲元件9的材料，并不限于具有本實施例的Ge5Sb2Te8的組成的材料，也可以是包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧?。也可以是GeTe或Sb2Te3的混合組成的任何一種或與其接近的組成。作為另一示例，可以是以Zn和Te為主要成分的材料。在采用以Zn和Te為主要成分的材料時，由于采用包含Ge或Sb、40原子％以上的Te、20原子％以上50原子％以下的從2b族、1b族、3a至7a族以及8族元素之中選擇的至少一種元素的材料，可以得到優(yōu)選的特性。特別是，雖然優(yōu)選采用Zn，但使用Cd也可得到與其接近的效果。此處，包含40原子％以上的Te，并且還包含20原子％以上50原子％以下的從2b族、1b族、3a至7a族以及8族元素之中選擇的至少一種元素的理由是，要保持高結(jié)晶溫度和高電阻率。此處的說明是以Zn作為2b族、1b族、3a至7a族以及8族元素的代表，以Ge作為Ge或Sb的代表。在包含大量Zn的組成的場合，是在結(jié)合力強的Zn-Te的非晶網(wǎng)絡(luò)中引入Ge-Te的形式，由于穩(wěn)定的結(jié)晶系也互相不同，可以認為作為整體可保持高結(jié)晶化溫度。此處，通過添加Ge，共價鍵性質(zhì)與離子性強的ZnTe相比增加，從而使非晶網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)格構(gòu)造)不容易變形，另一方面，可以認為，一旦結(jié)晶化開始，就會像多米諾骨牌倒下一樣發(fā)生高速結(jié)晶化。如果對于Zn-Te，保持Zn和Te的比率，添加的Ge或Sb的添加量為5原子％以上40原子％以下時，添加量越多，融點、結(jié)晶溫度越低，如果是40原子％以下的添加劑，非晶狀態(tài)比Ge5Sb2Te8穩(wěn)定。利用5原子％以上的添加，可得到提高耐氧化性的效果。如果添加量為25原子％以上35原子％以下，尤其可提高耐氧化性。除此之外，作為第4構(gòu)成元素，優(yōu)選的是包含Au、Ag、Cu中的至少一個，周期表的3族以上的元素占10原子％以下。
另外，通過在由這些材料組成的硫?qū)倩锬H的至少一部分上以橫切電極間的方式，即以橫切導(dǎo)電通路而進行遮斷的方式，形成氧化物、氮化物、硫化物、碳化物等的介電體和硫?qū)倩锊牧系幕旌夏ぃ梢缘玫礁唠娮柚?。此混合膜區(qū)域，可設(shè)置為與任何一個電極相連接，但在不與兩電極相連接的狀態(tài)下，也可以得到高電阻值。在設(shè)置為與任意一個電極相連接的場合，因為是設(shè)置成為與負極相連接，在存儲器動作的穩(wěn)定性這一點上是最好的。在此場合，可在阻擋金屬膜BM與圖9的硫?qū)倩锬H相連接的部分上實現(xiàn)上述混合膜區(qū)域的設(shè)置。
另外，在圖9中是采用玻璃基板20，但也可以將其改變?yōu)槭⒒寮巴该魉芰匣宓韧该鹘^緣基板，通過將圖6的顯示部42變?yōu)橐壕э@示方式，也可以將本發(fā)明在液晶顯示裝置中實施?；蛘哧P(guān)于TFT，在本實施例中是將n溝道型TFT應(yīng)用于存儲器TFT，但是也可以將其變?yōu)閜溝道型TFT，而在存儲元件的電阻值更大時，也可以將非晶Si-TFT應(yīng)用于存儲器TFT。另外，作為TFT的構(gòu)造并不限于本實施例，例如，柵電極GE是位于多晶Si區(qū)域PS之下的構(gòu)造的存儲器TFT也可得到本發(fā)明的效果，這是自不待言的。此外，在本實施例中是以多晶Si-TFT電路構(gòu)成各電路，但這些外圍電路的一部分由單晶LSI(大規(guī)模集成)電路構(gòu)成安裝，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
此外，此次是以6位表示顯示信號，例如，通過增加幀存儲器容量，也可以對應(yīng)更多色調(diào)的顯示裝置。在存儲器單元中，對于存儲元件的結(jié)晶方向，也可以使其取多值的電阻值，使其與顯示的多色調(diào)位數(shù)相對應(yīng)。此時，通過使結(jié)晶脈沖的電壓以更小的電壓刻度變化，也可以取對應(yīng)的電阻值。
(實施例4)下面利用圖11～圖13對本發(fā)明的實施例4予以說明。
本實施例，是在具有與實施例3相同的幀存儲器的EL顯示裝置中，改變存儲器單元的平面構(gòu)造、剖面構(gòu)造以及制造方法的實施例。圖6的顯示裝置構(gòu)成及圖7的幀存儲器構(gòu)成等、存儲器單元以外的構(gòu)造與實施例3相同。圖11是示出存儲元件陣列的一部分的平面圖，圖12為對圖11中的以AA’和點劃線表示的存儲器TFT和存儲元件的一部分的制造方法和剖面構(gòu)造予以說明的制造工序剖面圖。在實施例4中，由于由硫?qū)倩锬H組成的存儲元件是在接觸開口部CC中形成的，1位的存儲器單元的面積，與1位的TFT的面積相同，可以進一步縮小存儲器單元陣列的面積。
本實施例的制造方法的說明如下。首先，如圖12(a)所示，在玻璃基板20上利用等離子體CVD淀積由氮化硅膜及P摻雜氧化硅膜組成的第一鈍化膜21和Si氧化膜22和非晶硅膜，通過利用脈沖調(diào)制連續(xù)振蕩固體激光器的激光退火法，使此非晶硅膜結(jié)晶化，形成結(jié)晶性優(yōu)異的多晶Si膜PS。此處，作為形成多晶Si膜PS的其他方法，可以用固相成長法使非晶硅膜結(jié)晶化，或利用低溫CVD法在Si氧化膜22之上直接淀積多晶硅膜。其后，通過對多晶Si膜PS進行選擇刻蝕，在TFT形成區(qū)域保留島狀的多晶Si膜PS，利用等離子體CVD法淀積柵氧化硅膜23，例如，淀積以Mo為主材的柵膜，進行圖形化，形成柵電極GE的字線WL。
之后，如圖12(b)所示，利用離子注入法及離子摻雜法等進行雜質(zhì)離子導(dǎo)入和用于激活的熱處理，并在形成源擴散層24及漏擴散層25之后，利用CVD法淀積包含氮化硅膜及P摻雜的氧化硅膜等的第二鈍化膜26。另外，此處，為了紙面方便起見，只示出n型溝道的存儲器TFT的剖面圖，但實際上，根據(jù)需要，可在其他外圍電路上形成p型溝道的存儲器TFT及LDD構(gòu)造的TFT。其后，利用光刻法，開口形成存儲元件的區(qū)域CC，利用，例如，室溫或接近室溫的低溫濺射法，直接而不經(jīng)過阻擋金屬在開口部CC的多晶硅上淀積由包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧辖M成的膜厚200nm左右的硫?qū)倩锬H。這樣，因為不經(jīng)過阻擋金屬，在硫?qū)倩锬ど喜徊⒙?lián)附加由阻擋金屬組成的寄生低電阻，可以以更好的控制性形成存儲元件的電阻值。此處，可根據(jù)需要，例如，利用激光退火或RTA使硫?qū)倩锬H結(jié)晶化。此外，這些熱處理，也可兼用作上述雜質(zhì)離子激活用的熱處理。
之后，如圖12(c)所示，利用光刻法對硫?qū)倩锬H進行選擇刻蝕，在形成存儲元件的區(qū)域保留硫?qū)倩锬H，接著利用光刻法開出TFT用接觸孔CN的開口。
之后，如圖12(d)所示，層積形成例如以Mo為主要成分的阻擋金屬膜BM和用作數(shù)據(jù)線DL及公用線CM的Al膜，或是，例如Al和Ti的積層膜那樣的以Al膜為主要成分的金屬積層膜，進行圖形化。此阻擋金屬膜BM，也可以是其他材料，例如，W及TiN等。由于以上的制造方法，存儲元件的長度及剖面面積由硫?qū)倩锬ず窈痛鎯υ玫慕佑|開口部CC的開口面積決定，可以不受光刻印刷套版偏離的影響，通過自匹配確定電阻值。此處，為了防止非晶化時的硫?qū)倩锬さ恼舭l(fā)及變形，也可以利用濺射法淀積膜厚為50nm以上的Cr2O3膜。
之后，如圖12(e)所示，淀積由氮化硅膜及P摻雜氧化硅膜組成的第三鈍化膜30和，例如，由有機材料組成的低介電常數(shù)的第四鈍化膜31。其后，進行利用氫氣退火及等離子體處理的氫化處理。
最后，在顯示區(qū)域開口形成通孔(圖12中未示出)，淀積透明電極膜，形成具有所要求的形狀的透明電極(圖12中未示出)，將布線層與透明電極連接。其后進入有機發(fā)光二極管形成工序，完成有機EL顯示裝置。
利用以上的制造方法，可以不受光刻工序的偏離的影響，通過自匹配控制性良好地確定存儲元件的電阻值。另外，可以使用由于采用以阻擋金屬膜BM覆蓋硫?qū)倩锬H而不受Al影響的構(gòu)造。另外，硫?qū)倩锬H，由于是具有由氮化硅膜及P摻雜氧化硅膜這樣的可排除可動離子影響的膜組成的第一鈍化膜21和第二鈍化膜26以及第三鈍化膜30上下左右包圍的構(gòu)造，可以形成不受可動離子的影響的具有穩(wěn)定的電阻值的存儲元件。其結(jié)果，在存儲元件中，在非晶狀態(tài)下可形成1MΩ以上的電阻。另一方面，在本實施例中，由于是采用結(jié)晶性優(yōu)異的多晶Si膜PS形成存儲器單元TFT，可以將存儲器單元TFT的導(dǎo)通電阻下降到大致20kΩ上下。這樣，由于存儲元件的電阻和存儲器單元TFT的導(dǎo)通電阻的差可以穩(wěn)定地加大，可以實現(xiàn)更穩(wěn)定的存儲器動作。
通過采用以上的構(gòu)成及動作，即使是在外圍電路的動作停止使圖像數(shù)據(jù)的輸入輸出停止時，根據(jù)保持于幀存儲器中的圖像數(shù)據(jù)也可以繼續(xù)顯示。另外，由于此存儲器是非易失性存儲器，不需要稱為刷新的將信息定期重新寫入的動作。此外，本方式，因為是利用一個存儲器單元TFT和一個存儲元件來保持數(shù)據(jù)，其面積與1個TFT的面積相同，可以縮小存儲器單元陣列的面積。由于這些發(fā)明效果，不僅可以在各色下進行具有色調(diào)的全色高精細顯示，并且可以降低功耗及實現(xiàn)由于縮小外圍電路面積而獲得的額緣小的顯示裝置。
在如上所述的本實施例中，可以在不損害本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行某些改變。例如，在圖13的平面圖中示出與圖11的平面構(gòu)造不同的平面構(gòu)造。在此示例中，以同一金屬膜形成的字線WL和柵電極GE，利用以Al為主要成分的布線層數(shù)據(jù)線DL和公用線CM。利用這種配置，也可以縮小存儲器單元陣列的面積，可以得到同樣的效果。
另外，作為形成相變可變電阻存儲元件56的材料，并不限于本實施例的以Zn和Te為主要成分的材料，也可以是包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧稀Ｗ鳛槔?，也可以是具有Ge5Sb2Te8的組成的材料。另外，通過在由這些材料組成的硫?qū)倩锬H的至少一部分上以橫切電極間的方式，即以橫切導(dǎo)電通路而進行遮斷的方式，形成氧化物、氮化物、硫化物、碳化物等的介電體和硫?qū)倩锊牧系幕旌夏?，也可以得到高電阻值。此混合膜區(qū)域，可設(shè)置為與任何一個電極相連接，但在不與兩電極相連接的狀態(tài)下，也可以得到高電阻值。在設(shè)置為與任意一個電極相連接的場合，設(shè)置成為與負極相連接在存儲器動作的穩(wěn)定性這一點上是最好的。在此場合，在圖12(e)的硫?qū)倩锬H與阻擋金屬膜BM相連接的部分上實現(xiàn)上述混合膜區(qū)域的設(shè)置。
另外，在圖12中是采用玻璃基板20，但也可以將其變?yōu)槭⒒寮巴该魉芰匣宓韧该鹘^緣基板，通過將圖6的顯示部42變?yōu)橐壕э@示方式，也可以將本發(fā)明實施于液晶顯示裝置?；蛘哧P(guān)于TFT，在本實施例中是將n溝道型TFT應(yīng)用于存儲器TFT，但是也可以將其變?yōu)閜溝道型TFT，而在存儲元件的電阻值更大時，也可以將非晶Si-TFT應(yīng)用于存儲器TFT。另外，作為TFT的構(gòu)造并不限于本實施例，例如柵電極GE是位于多晶Si區(qū)域PS之下的構(gòu)造的存儲器TFT也可得到本發(fā)明的效果是自不待言的。此外，在本實施例中是以多晶Si-TFT電路構(gòu)成各電路，但這些外圍電路的一部分由單晶LSI電路構(gòu)成安裝，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
此外，此次是以6位表示顯示信號，例如，通過增加幀存儲器容量，也可以對應(yīng)更多色調(diào)的顯示裝置。在存儲器單元中，對于存儲元件的結(jié)晶方向，也可以使其取多值的電阻值，使其與顯示的多色調(diào)位數(shù)相對應(yīng)。此時，通過使結(jié)晶脈沖的電壓以更小的電壓刻度變化，也可以取對應(yīng)的電阻值。
(實施例5)下面利用圖14對本發(fā)明的實施例5予以說明。
實施例5是將本發(fā)明應(yīng)用于便攜式電話及數(shù)字靜止相機的示例，圖14為在本裝置中使用的顯示裝置的構(gòu)成圖。此顯示裝置，具有對角線長度大致為2～3英寸左右、精細度大致為QVGA(320×240像素)的顯示部61的各色6位的面積色調(diào)部分透射型液晶顯示裝置，兼?zhèn)溆煞且资韵嘧兇鎯ζ鹘M成的像素存儲器。在顯示控制電路64中包含圖像數(shù)據(jù)的輸入電路、電源變換電路、電平移動電路、定時控制電路等圖像顯示必需的電路功能，由此處輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送到包含移位寄存器電路及緩沖電路等的信號系統(tǒng)電路62及掃描系統(tǒng)電路63進行圖像顯示。這些電路，由多晶Si-TFT構(gòu)成，由于TFT與相變存儲元件是在同一玻璃基板60上制造，可以將顯示部周圍的額緣寬度做得狹窄，可提供設(shè)計上優(yōu)異的顯示裝置。另外，這些外圍電路的一部分，也可以由LSI構(gòu)成。
在使用由因特網(wǎng)及地上波數(shù)字廣播發(fā)送的運動圖像的觀賞及電視電話等的功能時，主要在采用背照光源的透射模式下使用顯示裝置，由于本顯示裝置的數(shù)值孔徑大，所以可以降低背照光源的功耗。另外，在待機狀態(tài)及長時間觀察同一靜止圖像時，主要在反射顯示模式下使用顯示裝置。此時，即使是在外圍電路的動作停止使圖像數(shù)據(jù)的輸出停止時，由于可以利用圖像存儲器的信息可以繼續(xù)顯示，可以在功耗大幅度下降到2mW上下或其以下的同時，觀賞各色6位色調(diào)的全色圖像。
(實施例6)下面利用圖15對本發(fā)明的實施例6予以說明。
實施例6是將本發(fā)明應(yīng)用于便攜式信息服務(wù)終端的示例，圖15為在本終端中使用的顯示裝置的構(gòu)成圖。顯示裝置，具有對角線長度為5～10英寸左右、精細度大致為SVGA(800×600像素)～UXGA(1600～×1200像素)的各色6位色調(diào)的輕薄型有機EL顯示裝置，在信號系統(tǒng)電路72中兼?zhèn)溆煞且资韵嘧兇鎯ζ鹘M成的像素存儲器。除此之外，還裝載無線通信電路RF、接口電路IF、微處理器MP、通用存儲器MM、天線AN、外光檢測電路LS、包含太陽能電池等的能量控制電路EC、個人認證用傳感器電路FP等，可提供內(nèi)藏高功能的顯示裝置。這些電路，由多晶Si-TFT和LSI構(gòu)成，由于TFT、相變存儲元件、天線、各傳感器、太陽能電池是在同一基板上在600℃以下的低溫過程中制作的，并且LSI是直接將芯片安裝到玻璃基板上，可以將顯示部周圍的額緣寬度做得狹窄，可提供設(shè)計上優(yōu)異的顯示裝置。另外，在本實施例中，通用存儲器MM是由由LSI構(gòu)成的，但也可以利用，例如，在幀存儲器中使用的非易失性相變存儲器構(gòu)成通用存儲器。這樣，通過在同一基板70上制作TFT電路、相變存儲元件、天線、傳感器、太陽能電池等，極力減少搭載的LSI的數(shù)目，可提供輕薄型并且耐沖擊性優(yōu)異的顯示裝置。
下面對圖像數(shù)據(jù)的顯示方法予以簡單說明。在無線通信電路RF中，包含低噪聲放大電路、高輸出放大電路、電感、電容等，圖像數(shù)據(jù)等從外部作為無線數(shù)據(jù)輸入。此圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過接口電路IF送到微處理器MP。在此處對圖像數(shù)據(jù)根據(jù)需要施加處理之后，發(fā)送到包含電源變換電路、電平移動電路、定時控制電路等圖像顯示必需的電路功能的顯示控制電路74、具有幀存儲器的信號系統(tǒng)電路72以及掃描系統(tǒng)電路73，進行圖像顯示。
利用此終端，可觀賞由因特網(wǎng)及發(fā)送服務(wù)點等提供的圖像及利用圖像信息。特別是在利用照片及新聞、各種指南、購物信息、地圖信息、地域信息等靜止圖像及文字信息時，即使是外圍電路及微處理器MP、無線通信電路RF等的動作停止，由于利用保持于幀存儲器中的圖像信息可繼續(xù)進行顯示，可在降低功耗的同時觀賞各色6位色調(diào)的全色圖像。另外，利用外光檢測電路LS感知周圍的亮度，通過將顯示亮度控制為最優(yōu)，可以削減用于顯示的功耗。此外，通過利用個人認證用傳感器電路FP確定使用者，可以利用各種預(yù)約及購物、銀行等的服務(wù)。另外，通過使本終端的顯示部的至少一部分具有觸摸屏的功能，可顯示鍵盤并以筆、指等觸摸進行輸入。此時，鍵盤的顯示，至少要適當考慮鍵的排列或鍵盤的大小、或單手輸入用及雙手輸入用的至少2種，可根據(jù)用戶的喜好選擇。另外，在本實施例中，是以有機EL顯示裝置為例進行說明，但在透射型液晶顯示裝置和反射型液晶顯示裝置中也可獲得本發(fā)明的效果，這是自不待言的。
根據(jù)本發(fā)明，可同時兼顧圖像顯示裝置的像素數(shù)目的增大和顯示區(qū)域以外的周圍區(qū)域面積的縮小和低功耗化。另外，也可顯示多位的圖像數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，具有由多個像素構(gòu)成的顯示部、和對該顯示部進行控制的控制部，其特征在于上述圖像顯示裝置具有由TFT構(gòu)成圖像顯示用存儲器的非易失性相變存儲裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述各像素具有保持顯示數(shù)據(jù)的功能。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示部是由液晶構(gòu)成的。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示部是由有機發(fā)光二極管構(gòu)成的。
5.一種圖像顯示裝置，具有由多個像素構(gòu)成的顯示部、和對該顯示部進行控制的控制部，其特征在于上述圖像顯示裝置具有由TFT構(gòu)成圖像顯示用存儲器的非易失性相變存儲裝置，該非易失性相變存儲裝置由一個以上的可變電阻存儲元件和一個以上的TFT構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件是由包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧蠘?gòu)成的。
7.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件是利用光刻法制作的，且沒有因掩模對準的偏差導(dǎo)致的電阻值波動。
8.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件由Al以外的材料覆蓋，不與Al材料直接相接。
9.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件由可以抑制可動離子的影響的多個保護膜從上下進行保護。
10.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述各像素具有保持顯示數(shù)據(jù)的功能。
11.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述非易失性相變存儲裝置包含在控制部中，是保持1幀顯示數(shù)據(jù)的幀存儲器。
12.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示部是由液晶構(gòu)成的。
13.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示部是由有機發(fā)光二極管構(gòu)成的。
14.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述TFT導(dǎo)通時的電阻在10kΩ至1000kΩ之間，上述可變電阻的高電阻狀態(tài)為大于等于1000kΩ。
15.如權(quán)利要求5所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述存儲元件配置在構(gòu)成電路的布線區(qū)域及遮蔽顯示光的區(qū)域中。
16.一種圖像顯示裝置，具有由多個像素構(gòu)成的顯示部、和對該顯示部進行控制的控制部，其特征在于上述圖像顯示裝置具有由TFT構(gòu)成圖像顯示用存儲器的非易失性相變存儲裝置，該非易失性相變存儲裝置由存儲單元的組合構(gòu)成，該存儲單元由一個可變電阻存儲元件和一個TFT構(gòu)成，且一個存儲單元保持1位以上的顯示數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件是由包含Te、Se、S中的至少一種元素的硫?qū)倩锊牧蠘?gòu)成的。
18.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件是利用光刻法制作的，且沒有因掩模對準的偏差導(dǎo)致的電阻值波動。
19.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件由Al以外的材料覆蓋，不與Al材料直接相接。
20.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述可變電阻存儲元件由可以抑制可動離子的影響的多個保護膜從上下進行保護。
21.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述非易失性相變存儲裝置包含在控制部中，是保持1幀顯示數(shù)據(jù)的幀存儲器。
22.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示部是由液晶構(gòu)成的。
23.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述顯示部是由有機發(fā)光二極管構(gòu)成的。
24.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述TFT導(dǎo)通時的電阻在10kΩ至1000kΩ之間，上述可變電阻的高電阻狀態(tài)為大于等于1000kΩ。
25.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其特征在于上述存儲元件配置在構(gòu)成電路的布線區(qū)域及遮蔽顯示光的區(qū)域中。
全文摘要
提供一種圖像顯示裝置，可同時兼顧圖像顯示裝置的功耗的降低、存儲器面積的縮小和多位的圖像數(shù)據(jù)的高畫質(zhì)顯示。該圖像顯示裝置具有由多個像素構(gòu)成的顯示部和對該顯示部進行控制的控制部，其中，設(shè)置有由在各像素中將顯示數(shù)據(jù)存儲一定時間以上的至少一個開關(guān)和利用硫?qū)倩锊牧系目勺冸娮璐鎯υM成的非易失性相變像素存儲器，或是由在控制部中保持1幀顯示數(shù)據(jù)的至少一個開關(guān)和利用硫?qū)倩锊牧系目勺冸娮璐鎯υM成的非易失性相變幀存儲器。
文檔編號G09G3/20GK1573844SQ200410005
公開日2005年2月2日 申請日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者芝健夫, 寺尾元康, 松岡秀行 申請人:株式會社日立制作所, 株式會社日立顯示器