用於液晶顯示器的替換薄膜電晶體的製作方法

2023-06-06 10:19:31

專利名稱：用於液晶顯示器的替換薄膜電晶體的製作方法
背景技術：
薄膜電晶體的不匹配和寄生電容會使電子設備，例如液晶顯示器的質量和性能下降。在頒發給Katayama等人的美國第5,191,451號專利(『451專利)中，可以找到校正薄膜電晶體的未對準以及任何關聯的寄生電容增加的一種已知的嘗試。圖1A對第『451號專利的「雙薄膜電晶體」結構100進行了描述。源極傳輸線104通過源電極106與薄膜電晶體相連接。兩個柵電極1708連接到柵傳輸線102。兩個漏電極110連接到像素，並這樣形成，使得兩個柵電極在激活時能夠實現從源電極至漏電極的電傳導。注意到連接到薄膜電晶體上的有兩個交疊區域112，它們可以在柵與源極之間產生附加寄生電容。如在第『451號專利中所討論的，其中所論及的該雙薄膜電晶體布局，對薄膜電晶體在垂直方向的未對準可作一定程度的校正。
減少薄膜電晶體未對準的不利效應的另一種方式，示於頒發給Nakazawa的美國第5,097,297號專利(『297專利)中。圖4對按照『297號專利所教導的方式而製成的薄膜電晶體400作了描述。如在圖2中所可見到的，柵傳輸線402發出柵信號給柵電極408。源極傳輸線404把圖像數據發送到源電極406。當柵電極激活時，圖像數據經過漏電極410傳遞給像素。注意到這個薄膜電晶體實施例只含有一個柵交疊412，這有助於減少寄生電容。
進一步地，以前的LCD使用相同方向在顯示器的像素區域排列電晶體。然而，對於交替變換的像素排列，電晶體可能需要位於像素區域的非傳統位置，以處理非對準和寄生電容。


構成本說明書的一部分而結合在本說明書內的附圖，是用來解說本發明典型的具體實施方案和實施例，並且這些附圖連同有關敘述用來解釋本發明的原理。
圖1示出具有雙源極/漏極結構的現有技術薄膜電晶體。
圖2和3示出具有雙源極/漏極結構的替換薄膜電晶體。
圖4示出一種帶有雙柵結構的現有技術薄膜電晶體。
圖5示出分別處於正常方向和相反方向的薄膜電晶體結構。
圖6示出正常方向和相反方向的薄膜電晶體結構，該正常方向結構內帶有一個附加柵交疊，以對該相反方向結構內所發現的任何寄生電容進行平衡。
圖7示出正常方向和相反方向的薄膜電晶體結構，該相反方向結構中帶有一個較少柵交疊，以便匹配正常方向結構的任何寄生電容。
圖8示出一種新型像素元件設計，有一個角隅從該像素去除，以平衡寄生電容。
圖9示出另一種新型像素元件設計，有多個角隅從該像素去除，以平衡寄生電容。
圖10示出另一種新型像素結構，於該結構中附加有至少一根附加傳輸線，以使得像素元件屏蔽寄生效應。
具體實施例方式
現在將對在附圖中所示例說明的那些具體實施方案和實施例作詳細的參考。在可能的地方，將在所有附圖中採用相同的參考號碼來稱謂相同或類似的部件。
以下的具體實施方案和實施例，揭示了用於液晶顯示器的替換薄膜電晶體。這些替換薄膜電晶體可用於顯示器的顯示屏，例如液晶顯示器的顯示屏，特別是具有交替變換子像素排列的顯示屏。這些電晶體，可以使用不同的，非傳統的結構，定向在液晶顯示器的顯示屏上，以處理不匹配和寄生電容。
圖2和3對於圖1中所示的現有技術的雙薄膜電晶體結構的提供了不同的替代實施例。這些結構可提供減少了的、從源極至柵的寄生電容，這些電容會對某些圖像引起色度亮度幹擾。然而從柵至漏極的交疊對圖像品質的破壞較少。圖3實施例的一個優點是它只有一個交疊132，這可以減少寄生電容。
從圖5到圖10示出薄膜電晶體的另一組重新設計，該組重新設計用來處理因上述薄膜電晶體重布局而引入的寄生電容不均衡。由於薄膜電晶體在顯示屏上重布局，顯示屏上一些薄膜電晶體有可能實現在像素不同角隅或象限內。例如，一些薄膜電晶體可構造在像素區域的上部左手角，一些薄膜電晶體可構造在像素區域的上部右手角等等。如果所有這種薄膜電晶體都以相同的方式來構造，則對於在左手角和右手角的實現，很有可能源極-漏極方向將會反過來。這種構造的不均勻性，在給定薄膜電晶體不對準的情況下可能引入不均衡寄生電容。
與以正常方向構築的薄膜電晶體1904相比，圖5是以相反方向構築的薄膜電晶體502的實施例。為了示範的目的，薄膜電晶體504以通常的方式構築在其關聯像素的上部左手角——即沒有任何交疊，以避免任何引入的寄生電容。注意到源極(S)和漏極(D)是以自左向右方式安置。圖中所示的薄膜電晶體502以相反的方向構築在像素區域的右上角——即構造了從源極傳輸線506出來的交疊514，使得源電極510和漏電極512還是處於自左向右的方式。因此，如果在水平方向存在薄膜電晶體未對準，薄膜電晶體502和504將接受相同數量的增加寄生電容——從而使顯示屏的缺陷保持均勻。可意識到，雖然薄膜電晶體502和薄膜電晶體504被描述為靠在一起的，並連接到同一列上，這實質上是出於解釋的目的。兩個相鄰的子像素不大可能共享同一根列/數據傳輸線——因此，提供薄膜電晶體504和其關聯像素，僅是為了示出正常薄膜電晶體方向與相反方向薄膜電晶體502之間的區別。
圖6示出薄膜電晶體602和604的另一個實施例。如所能見到的，把新的交疊606附加在薄膜電晶體604上，從而可通過交疊604來平衡增加的寄生電容。圖7也是薄膜電晶體702和704的另一個實施例。如在此處所可見到的，圖6中的柵電極交疊606已去除，以支持對那些單獨的像素元件具有較小影響的交疊706。
圖8和9為去除掉角隅810和910的像素元件的實施例，角隅2210和2310的去除，是為了匹配容納薄膜電晶體結構的所去除角隅。如此處所設計的這些像素元件，能夠比正常的像素結構更好地來平衡寄生電容。
圖10是像素結構的另一實施例，該像素結構採用至少一根外部金屬線1010，以幫助該像素把柵傳輸線與像素元件之間的寄生電容屏蔽掉。另外，如果採用點反轉模式，則在兩根傳輸線2410上相反的極性也將有助於平衡源極傳輸線和像素元件之間任何寄生電容。
關於此處所揭示的變化薄膜電晶體結構和像素元件，可以使用標準液晶顯示器製造工藝來形成這種結構。此外，可以由透明材料(例如透明導電氧化物)形成列，柵，以及電極線，從而不降低液晶顯示器的光特性。
權利要求
1.一種具有雙薄膜電晶體的器件，該器件包括用於該雙薄膜電晶體的至少一個漏電極；用於該雙薄膜電晶體的柵傳輸線，至少具有兩個柵電極；以及用於該雙薄膜電晶體的源極傳輸線，至少具有一個源電極，其中由該漏電極和該柵傳輸線形成一個交疊。
2.一種薄膜電晶體，包括源極，包括連接到源極傳輸線的源電極；柵極，包括至少第一柵電極以及第二柵電極，所述第一柵電極和第二柵電極連接到柵傳輸線；漏極，連接到所述源電極，所述漏極包括至少第一漏電極和第二漏電極；其中所述柵極和所述源極之間最多只有一個單獨的交疊。
3.如權利要求2所述的薄膜電晶體，其中所述柵極和所述漏極之間至少有兩個交疊。
4.一種器件，包括如權利要求2所述的多個薄膜電晶體。
5.一種器件，包括多個第一薄膜電晶體和多個第二薄膜電晶體，所述第一和所述第二薄膜電晶體包括源電極和漏電極；其中所述第一薄膜電晶體實質上處於正常方向，而所述第二薄膜電晶體實質上處於相反方向；以及其中進一步，所述第一薄膜電晶體和所述第二薄膜電晶體的所述源電極和所述漏電極，都按照實質上同一方向放置。
6.如權利要求5所述器件，其中所述第二薄膜電晶體包括交疊，來實現實質上與所述第一薄膜電晶體中相同的源電極和漏電極放置方向。
7.如權利要求5所述的器件，其中薄膜電晶體的任何未匹配，對於所述第一薄膜電晶體和所述第二薄膜電晶體實質上相同。
8.如權利要求6所述的器件，其中所述第一薄膜電晶體包括交疊，來實質上平衡由所述第二薄膜電晶體中所述交疊所引起的任何寄生電容。
9.如權利要求5所述的器件，其中所述器件進一步包括連接到所述第一薄膜電晶體和所述第二薄膜電晶體的像素元件；其中進一步所述像素元件具有至少一個角隅是去除的。
10.如權利要求9所述的器件，其中所述去除的角隅的形狀與容納所述薄膜電晶體的角隅實質上形狀相同。
11.一種像素，包括薄膜電晶體，所述薄膜電晶體連接到柵傳輸線和源傳輸線；以及至少一根外部金屬線，放置在所述柵傳輸線和所述像素元件之間。
全文摘要
揭示了用於液晶顯示器的替換薄膜電晶體(502和504)。這些替換薄膜電晶體(502和504)可用於顯示器的顯示屏，例如液晶顯示器的顯示屏，特別是具有交替變換子像素排列的顯示屏。這些電晶體(502和504)，可以使用不同的，非傳統的結構，定向在液晶顯示器的顯示屏上，以處理不匹配和寄生電容。
文檔編號H01L29/04GK1798999SQ200480014892
公開日2006年7月5日 申請日期2004年6月4日 優先權日2003年6月6日
發明者坎迪絲·海倫·勃朗·埃利奧特, 湯瑪斯·勞埃得·克萊戴爾, 馬修·奧斯朋·施萊格爾 申請人:克雷沃耶提公司