矩陣排列的晶體管組的尋址的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】矩陣排列的晶體管組的尋址
[0001]晶體管陣列的尋址操作涉及獨(dú)立地控制該陣列的每個(gè)晶體管的漏電極處的電位。
[0002]—種尋址技術(shù)涉及，通過(guò)控制晶體管行的柵電極處的電壓循序地使晶體管行在截止?fàn)顟B(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換，并然后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)電壓施加到晶體管行中每個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管的源電極。一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體層限定了柵極導(dǎo)體陣列和源極導(dǎo)體陣列，每個(gè)柵極導(dǎo)體為該晶體管陣列的相應(yīng)的晶體管行設(shè)置柵電極，并且被連接到柵極驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)的輸出端;而每個(gè)源極導(dǎo)體為該晶體管陣列的相應(yīng)的晶體管列設(shè)置源電極，并且被連接到源極驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)的輸出端。
[0003]本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到以下挑戰(zhàn):開(kāi)發(fā)一種用于在晶體管陣列中尋址晶體管的新技術(shù)。
[0004]本文提供一種包括晶體管陣列的裝置;其中該裝置包括為晶體管設(shè)置柵電極或源電極中的一個(gè)的第一導(dǎo)體的陣列，和為晶體管設(shè)置柵電極或源電極中的另一個(gè)的第二導(dǎo)體的陣列;其中該第一導(dǎo)體包含每個(gè)與晶體管陣列的相應(yīng)的一組N行相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)體;并且其中該晶體管列包含與第二導(dǎo)體陣列的相應(yīng)的一組N個(gè)第二導(dǎo)體相關(guān)聯(lián)的晶體管列，并且每組N個(gè)第二導(dǎo)體中的每個(gè)第二導(dǎo)體與相應(yīng)的晶體管列中相應(yīng)的一組1/N的晶體管相關(guān)聯(lián);其中N大于I。
[0005]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，N為大于I的整數(shù)。
[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一導(dǎo)體為晶體管設(shè)置柵電極，而第二導(dǎo)體為晶體管設(shè)置源電極。
[0007]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第一導(dǎo)體為晶體管設(shè)置源電極，而第二導(dǎo)體為晶體管設(shè)置柵電極。
[0008]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，N為2。
[0009]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該裝置還包含一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器;其中第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體中的每個(gè)被連接到一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器芯片的相應(yīng)的輸出端。
[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，至少第一導(dǎo)體被布線(xiàn)在該晶體管陣列的至少一個(gè)拐角的周?chē)?br>[0011]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該裝置還包含像素導(dǎo)體陣列，其中每個(gè)像素導(dǎo)體行都與相應(yīng)的晶體管行相關(guān)聯(lián)，而每個(gè)像素導(dǎo)體列都與相應(yīng)的晶體管列相關(guān)聯(lián)。
[0012]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該裝置還包含光學(xué)媒介，該光學(xué)媒介的光學(xué)狀態(tài)響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)像素導(dǎo)體處的電位的改變而改變。
[0013]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該裝置包括像素電極陣列，每個(gè)像素電極與所述晶體管陣列中的相應(yīng)一個(gè)相關(guān)聯(lián)，以及每個(gè)晶體管行包括用于相應(yīng)的像素電極行的晶體管，而每個(gè)晶體管列包括用于相應(yīng)的像素電極列的晶體管。
[0014]參照附圖，僅通過(guò)非限制性示例的方式，在下文中詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中:
[0015]圖1是晶體管陣列的源極、漏極和柵極導(dǎo)體配置的示例的示意平面圖；
[0016]圖2和3是圖1中所例示的示例配置的一部分的示意剖面圖；
[0017]圖4是圖2和3中所示的像素導(dǎo)體的排列的示例的示意平面圖；
[0018]圖5例示了圖1中的源極、漏極和柵極導(dǎo)體的配置的另一個(gè)示例；
[0019]圖6例示了施加到圖1或圖5中的柵極和源極導(dǎo)體的信號(hào)的時(shí)序的示例；
[0020]圖7是晶體管陣列的源極、漏極和柵極導(dǎo)體的配置的另一個(gè)示例的示意平面圖；
[0021]圖8和9是圖7中所例示的示例配置的一部分的示意剖面圖；
[0022]圖10是圖7和8中所示的像素導(dǎo)體的排列的示例的示意平面圖；
[0023]圖11例示了圖7中的源極、漏極和柵極導(dǎo)體的配置的另一個(gè)示例；
[0024]圖12例示了施加到圖7或圖11中的柵極和源極導(dǎo)體的信號(hào)的時(shí)序的示例；以及
[0025]圖13是晶體管陣列的源極、漏極和柵極導(dǎo)體的配置的另一個(gè)示例的示意平面圖。
[0026]為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，相據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)的示例被描述成用于16個(gè)薄膜晶體管(TFT)的小型陣列的示例;但相同類(lèi)型的配置可適用于更大型的晶體管陣列，諸如包括超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)晶體管的晶體管陣列。在本說(shuō)明書(shū)的末尾處討論在不脫離本發(fā)明范疇的情況下可以修改在附圖中所例示的裝置的其他方式。
[0027]在以下的描述中，術(shù)語(yǔ)“行”和“列”指的是基本上沿正交方向延伸的晶體管/像素串O
[0028]技術(shù)的第一示例在圖1至圖4中被例示為用于4X4的晶體管陣列。圖1是示出了源極和柵極導(dǎo)體的配置的示例的示意平面圖；圖2和圖3是沿著圖1的柵極和源極導(dǎo)體的一部分的示意性剖面圖；以及圖4是示出了像素導(dǎo)體的排列的示例的示意平面圖。
[0029]第一圖案化導(dǎo)體層被設(shè)置于支撐基板30之上。該支撐基板30可以例如包括塑料膜和在該塑料膜和該第一導(dǎo)體層之間形成的平坦化層，以及一個(gè)或多個(gè)額外的功能層(例如，導(dǎo)體和/或絕緣體層)，所述額外的功能層在該塑料膜和該平坦化層之間、和/或在該平坦化層和該第一圖案化導(dǎo)體層之間、和/或在該塑料膜的與該平坦化層相對(duì)的一側(cè)。
[0030]該第一圖案化導(dǎo)體層被圖案化來(lái)限定(i)源極導(dǎo)體2a_2h的陣列，以及(ii)漏極導(dǎo)體6的陣列，每個(gè)漏極導(dǎo)體6為相應(yīng)的晶體管設(shè)置漏電極。在本示例中，四列晶體管的每一列由相應(yīng)的一對(duì)源極導(dǎo)體2&/213、20/2(1、26/2;1^、28/211供應(yīng)(861^6)，而每一對(duì)源極導(dǎo)體的每個(gè)源極導(dǎo)體為該列中相應(yīng)的半數(shù)的晶體管設(shè)置源電極。在此示例中，源極導(dǎo)體對(duì)為在相應(yīng)的晶體管列中的交替的晶體管供源電極。該第一圖案化導(dǎo)體層的此圖案化可以例如通過(guò)光刻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)源極導(dǎo)體2被連接到源極驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)的輸出端14。
[0031]在限定源極2和漏極導(dǎo)體6的圖案化的第一導(dǎo)體層上形成半導(dǎo)體層32，半導(dǎo)體層32為每個(gè)晶體管設(shè)置相應(yīng)的半導(dǎo)體溝道。該半導(dǎo)體層32可以是例如通過(guò)液態(tài)處理技術(shù)(諸如旋涂或柔性版印刷技術(shù))沉積的有機(jī)聚合物半導(dǎo)體。
[0032]在該半導(dǎo)體層32上形成電介質(zhì)層34，電介質(zhì)層34為每個(gè)晶體管設(shè)置相應(yīng)的柵極電介質(zhì)。該電介質(zhì)層可以例如包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)聚合物電介質(zhì)層。
[0033]在電介質(zhì)層34和半導(dǎo)體層32上沉積導(dǎo)體材料，該導(dǎo)體材料形成在該電介質(zhì)層34上延伸的第二導(dǎo)體層。
[0034]該第二導(dǎo)體層然后被圖案化來(lái)限定(i)柵極導(dǎo)體4a和4b的陣列。在本示例中，每個(gè)柵極導(dǎo)體為相應(yīng)的一對(duì)晶體管行設(shè)置柵電極。在本示例中，柵極導(dǎo)體4a、4b繞著晶體管陣列的一個(gè)拐角布線(xiàn)到柵極/源極驅(qū)動(dòng)器芯片10的相應(yīng)的柵極輸出端。
[0035]該第二導(dǎo)體層的圖案化也在漏極導(dǎo)體6的中心之上的位置處限定了在柵極導(dǎo)體4中的通孔。如下文所討論的，這些通孔允許在漏極導(dǎo)體6與相應(yīng)的頂部像素導(dǎo)體42之間形成層間導(dǎo)電連接8。
[0036]在該第二圖案化導(dǎo)體層上形成絕緣體層36，而在該絕緣體層36上形成第三導(dǎo)體層38。該第三導(dǎo)體層38被圖案化以限定基本上連續(xù)的導(dǎo)體層，該導(dǎo)體層被通孔穿透，該通孔允許在漏極導(dǎo)體6之間穿過(guò)第二和第三導(dǎo)體層并往上到達(dá)相應(yīng)的頂部像素導(dǎo)體42的層間導(dǎo)電連接10的形成。此第三導(dǎo)電層用于屏蔽頂部像素導(dǎo)體42免受所有下層導(dǎo)體(包括柵極導(dǎo)體4)處的電位的影響。
[0037]在該第三導(dǎo)體層上形成另一個(gè)絕緣體層40。絕緣體層36、40可以是例如有機(jī)聚合物絕緣體層。絕緣體層36、40、電介質(zhì)層34和半導(dǎo)體層32然后被圖案化以限定經(jīng)由在該第三導(dǎo)體層中限定的通孔并經(jīng)由在柵極導(dǎo)體4中限定的通孔向下延伸到各個(gè)漏極導(dǎo)體6的通孔。這些通孔的直徑比在柵極導(dǎo)體4中限定的通孔和在該第三導(dǎo)體層中限定的通孔的直徑小，以避免在層間導(dǎo)電連接8與該第三導(dǎo)體層38和/或柵極導(dǎo)體4之間的任何電短路。
[0038]在該頂部絕緣體層40上沉積導(dǎo)體材料。該導(dǎo)體材料填充了在絕緣體層36、40、電介質(zhì)層34和半導(dǎo)體層32中限定的通孔，并在該頂部絕緣體層40上形成第四導(dǎo)體層42。此第四導(dǎo)體層然后被圖案化以形成像素導(dǎo)體42的陣列，每個(gè)像素導(dǎo)體與相應(yīng)的漏極導(dǎo)體6相關(guān)聯(lián)。像素導(dǎo)體42可以例如用于控制被設(shè)置在該第四導(dǎo)體層之上的光學(xué)媒介(未示出)。如在圖4中所示，每個(gè)像素導(dǎo)體42被連接到相應(yīng)的漏電極，并因此與相應(yīng)的唯一的源極和柵極導(dǎo)體組合相關(guān)聯(lián)。每個(gè)柵極導(dǎo)體與相應(yīng)的一對(duì)像素列相關(guān)聯(lián);而每個(gè)像素列由相應(yīng)的與在該列中交替的像素相關(guān)聯(lián)的一對(duì)源極導(dǎo)體供應(yīng)。
[0039]在圖1所示的示例中，每個(gè)柵極導(dǎo)體采用的形式為:在該晶體管陣列的區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)并行的部件導(dǎo)體。根據(jù)一個(gè)變型示例，每個(gè)柵極導(dǎo)體也可以采用在該晶體管陣列的區(qū)域內(nèi)的單體柵極導(dǎo)體線(xiàn)的形式。
[0040]圖1例示源極、漏極和柵極導(dǎo)體的配置示例，其中一個(gè)像素列的漏極導(dǎo)體以交錯(cuò)方式被交替地排列在一條平行于該像素列的中心線(xiàn)的兩側(cè);而每個(gè)柵極導(dǎo)體所采用的形式為在該晶體管陣列的邊緣處被連接的兩個(gè)并行的部件導(dǎo)體。圖5中例示一個(gè)變型示例，其中像素列的漏極導(dǎo)體的中心全都位于單個(gè)的假想直線(xiàn)上;而每個(gè)柵極導(dǎo)體具有在晶體管陣列的區(qū)域中的分支形式，每個(gè)分支在相應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體溝道上延伸。
[0041]用于第一、第二、第三和第四導(dǎo)體層的材料的示例包括金屬和金屬合金。
[0042]在此示例中，組合柵極/源極驅(qū)動(dòng)器芯片10在該晶體管陣列的邊緣處被接合到基板30。該單個(gè)芯片驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)1包括柵極驅(qū)動(dòng)器塊16、源極驅(qū)動(dòng)器塊18、邏輯塊20和存儲(chǔ)器塊22。邏輯塊20的功能包括:接入于驅(qū)動(dòng)器IC 10和主處理單元(MPU)之間；向存儲(chǔ)器22傳送數(shù)據(jù)并從存儲(chǔ)器22傳送數(shù)據(jù);協(xié)調(diào)由柵極和源極驅(qū)動(dòng)器塊施加到柵極和源極輸出端12、14的信號(hào)；以及對(duì)輸出數(shù)據(jù)到該源極驅(qū)動(dòng)器塊20的傳輸進(jìn)行控制。該驅(qū)動(dòng)器IC 10可以包括其他塊。
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