CN1702772A - 用于发光显示器的静态随机存取存储器芯单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于发光显示器的SRAM芯单元，用于有机电致发光发光显示设备的数据驱动器，包括用作发光显示器的数据驱动器的数据存储器的薄膜晶体管。SRAM芯单元还包括开关晶体管和数据存储晶体管。开关晶体管连接到位线和字线，以选择数据写或者读。数据存储晶体管连接到电源电压或地电压，以允许数据写和读。位线和字线在第一和第二方向上形成。开关晶体管和数据存储器的沟道在与第一和第二方向的斜向上形成。

Description

用于发光显示器的静态随机存取存储器芯单元
技术领域
本发明涉及一种静态RAM(SRAM)芯单元(core cell)，本发明特别涉及一种用于发光显示器的SRAM芯单元，用于有机电致发光(EL)发光显示设备的数据驱动器。
背景技术
有机EL发光显示器是一种通过控制流向有机材料的电流来显示图像的设备，其中当电流流入时该有机材料发光。在有机EL发光显示器中，有机材料由像素划分并且以矩阵形式排列。有机EL发光显示器有望成为下一代显示设备，这是因为它具有诸如低电压驱动要求、重量轻、轻巧设计、大视角和快速响应等优点。
图1图解了典型的有机EL的发光原理。
通常，作为电激励荧光有机化合物发光的显示设备，有机EL发光显示器通过电压或电流驱动N×M有机发光单元来表示图像。有机发光单元具有图1的结构，包括ITO(氧化铟锡)像素电极、有机薄膜和金属层。有机薄膜是包括发光层(EML)、电子传输层(ETL)和空穴传输层(HTL)的多层结构，以保持电子和空穴良好的平衡并提高发光效率。有机薄膜可能还包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。
典型地，有两种用于有机发光单元的驱动方法：无源矩阵法和使用TFT的有源矩阵法。无源矩阵法包括选择性地驱动相互正交排列的阳极和阴极线，而有源矩阵法包括将TFT和电容器连接到各个像素电极并根据电容器容量维持电压。
图2是典型的有机EL显示设备的示意方框图。
参照图2，有机EL显示设备包括视频控制器210、面板控制器220、电源模块230、扫描驱动器240、数据驱动器250和有机EL面板260。扫描驱动器240和数据驱动器250通过模拟和数字接口分别以列和行方向提供各种信号给有机EL面板260。
更特别地，各种模拟信号(诸如R、G和B信号以及同步信号)馈送至视频控制器210，并且被转化成数字信号。面板控制器220控制转化的数字信号并将它们依次提供给扫描驱动器240和数据驱动器250。有机EL面板260使用扫描驱动器240和数据驱动器250所提供的信号以及电源模块230所提供的电源，通过电压或电流驱动N×M有机发光单元来表示图像。
图3显示了通用使用TFT的的有源矩阵有机EL显示面板。
参照图3，有机EL显示设备包括有机EL显示面板310、数据驱动器320和扫描驱动器330。
有机EL显示面板310包括：以列排列的m条数据线D1、D2、...、Dm；以行排列的n条扫描线S1、S2、...、Sn；和n×m像素电路。m条数据线D1、D2、...、Dm将表示图像信号的数据信号传输到像素电路，n条扫描线S1、S2、...、Sn将选择信号传输到像素电路。由m条数据线D1、D2、...、Dm中相邻的两条和n条扫描线S1、S2、...、Sn中相邻的两条定义的一个像素区域310-1形成每个像素电路。像素电路包括：例如，晶体管311和312、电容器313和有机EL二极管314。这里，附图标记315表示电源电压Vdd。
更特别地，每个像素电路310-1包括有机EL二极管(OLED)314、两个晶体管311和312和电容器313。例如，两个晶体管311和312可以是PMOS晶体管。
驱动晶体管312使其源极连接到电源电压Vdd，并使电容器313连接到其栅极和源极之间。电容器313在预定的时间段内维持驱动晶体管312的栅极-源极电压，并且开关晶体管311响应来自电流扫描线Sn的选择信号，将数据电压从数据线Dm传输到驱动晶体管312。
有机EL二极管314使其阴极连接到参考电压Vss，并且对应通过驱动晶体管312施加的电流而发光。这里，连接到有机EL二极管314的阴极的电源Vss低于电源Vdd，并且可以是地电压。
扫描驱动器330顺序地将选择信号施加到n条扫描线S1、S2、...、Sn，而数据驱动器320顺序地将对应于图像信号的数据电压施加到m条数据线D1、D2、...、Dm。
扫描驱动器330和/或数据驱动器320可以连接到有机EL显示面板310，或者作为芯片安装在焊接并连接到有机EL显示面板310的薄膜载体封装(tape carrier package)(TCP)中。也就是说，扫描驱动器330和/或数据驱动器320可以作为芯片安装在焊接并连接到显示面板310的柔性印刷电路板(FPC)或薄膜中。
此外，扫描驱动器330和/或数据驱动器320可以直接安装在有机EL显示面板310的玻璃衬底(substrate)上，或由在玻璃衬底上包括同样层的扫描线、数据线和TFT的驱动电路来代替。
图4是根据现有技术的CMOS SRAM芯单元的电路图。
与数据驱动器320一起使用根据现有技术的CMOS SRAM芯单元以将有机EL显示设备实现为SOP(封装上系统)，并将其设计为具有六个TFT的SRAM。SRAM存储将要在有机EL面板260显示的数据。
参照图4，符号“MP1”和“MP2”’表示上拉晶体管，符号“MN1”和“MN2”表示下拉晶体管，符号“MP3”和“MP4”表示用于数据访问的导通晶体管(pass transistor)。这里，MP1到MP4是PMOS晶体管，MN1和MN2是NMOS晶体管。MP1和MN1以及MP2和MN2实现为COMS晶体管，并且以锁存配置排列。
在根据现有技术的CMOS RAM芯单元中，必须以预定的宽度和预定的长度形成多个NMOS和PMOS晶体管，这限制了布局设计、影响设计的灵活性并导致制造过程中的瑕疵。
发明内容
在一个实施例中，本发明是用于发光显示器的SRAM芯单元，其中该发光显示器通过形成薄膜晶体管(TFT)的栅沟道以斜向形成SRAM芯单元，从而具有定义的布局空间的提高的集成度。
在一个实施例中，本发明是用于发光显示器的SRAM芯单元，其中该发光显示器通过增加定义的布局空间的效率，从而保证过程容限(processmargin)以避免在制造过程中的瑕疵。
在本发明的一个方面中，提供一种用于发光显示器的静态RAM(SRAM)芯单元，包括每个具有栅极、源极和漏极的多个薄膜晶体管，作为用于发光显示器的数据驱动器的数据存储器。SRAM芯单元包括开关晶体管和数据存储晶体管。开关晶体管连接到位线和字线，用于选择数据的写或者读。数据存储晶体管连接到电源电压(Vdd)或地电压(Vss)，用于允许数据的写或者读。分别在第一和第二方向上形成位线和字线。分别在相对于第一和第二方向的斜向上形成开关晶体管和数据存储晶体管的沟道。
这里，斜向是相对于第一或第二方向的顺时针方向或者逆时针方向。
以斜向排列的开关晶体管或数据存储晶体管包括在衬底上以斜向淀积的多晶硅层。
在本发明的另一方面中，SRAM芯单元包括每个具有栅极、源极和漏极的六个薄膜晶体管。SRAM芯单元包括第一开关晶体管、第二开关晶体管和第一到第四数据存储晶体管。第一开关晶体管具有连接到字线的栅极和连接到第一位线的源极/漏极，用于根据字线的输入信号选择到第一位线的输入。第二开关晶体管具有连接到字线的栅极和连接到第二位线的源极/漏极，用于根据字线的输入信号选择到第二位线的输入。第一到第四数据存储晶体管连接到电源电压或地电压，用于在第一和第二开关晶体管的控制下允许数据的写或读。分别在第一和第二方向上形成位线和字线。分别以相对于第一和第二方向的斜向形成第一和第二开关晶体管和第一到第四数据存储晶体管的沟道。
这里，在预定的区域的布局空间依次排列第一和第二开关晶体管和第一到第四数据存储晶体管。
在本发明的再一个目的中，一种半导体设备包括衬底和多个晶体管，每个晶体管具有在淀积于衬底的有源区上形成的栅极和源极/漏极。在预定的区域的布局空间上以相对于布局宽度或长度方向的斜向形成在有源区上形成的晶体管的沟道。
这里，斜向是相对于布局宽度或长度方向的顺时针方向或逆时针方向。
最好依次排列形成于有源区上并以斜向排列的晶体管的沟道。在有源区上斜向排列的晶体管包括淀积在衬底上的相对于垂直方向的斜向上的多晶硅层。
在一个实施例中，本发明依次排列晶体管以形成多晶硅层或者沟道，从而在设计用于发光显示器的数据驱动器的SRAM中，在定义的区域以斜向形成晶体管，从而提高了芯单元的布局效率，并且实现高集成度的发光显示设备。
附图说明
作为构成说明书的一部分，附图图解了本发明的实施例，并且结合描述来解释本发明的原理。
图1图解了有机EL显示设备的发光原理；
图2是有机EL显示设备的示意方框图；
图3显示了一般的使用TFT的有源矩阵有机EL显示面板；
图4是用于EL显示设备的CMOS RAM芯单元的电路图；
图5显示了根据本发明实施例的、用于发光显示器的CMOS RAM芯单元的布局；
图6是显示在图5所示的CMOS RAM芯单元中采用斜向的布局部分的电路图；
图7是以斜向特别显示根据本发明实施例的CMOS RAM芯单元中采用斜向的布局部分的图。
具体实施例
下面将结合附图详细描述根据本发明实施例的、用于发光显示器的SRAM芯单元。
参照图4，SRAM芯单元包括两个用于存储器的触发器电路(例如MP1和MN1以及MP2和MN2)和两个开关(例如MP3和MP4)。通过施加脉冲到字线来导通单元晶体管，在位线对(“Bit”和“Bitb”)和触发器之间激活数据传输。当写数据时，施加高电压到位线对的一侧，施加低电压到另一侧。将数据传输到存储节点(MP1和NM1公共的源极/漏极节点以及MP2和MN2公共的源极/漏极节点)以存储二进制信息。当读数据时，对应于节点的电压检测维持在位线对上的电压并将其传输到外部。与DRAM不同，只要电源开着，SRAM就静态地通过触发器反馈(flip-flop feedback)存储数据而不用刷新操作。然而，SRAM相对昂贵，这是因为大量的元件用于构造一个单元，同样的区域其存储容量是DRAM的大约1/4。
图5显示了根据本发明实施例的、用于发光显示器的CMOS RAM芯单元的布局。
参照图5，根据本发明实施例的、用于发光显示器的CMOS RAM芯单元是用于发光设备的数据驱动器的数据存储器设备，包括六个薄膜晶体管(MP1到MP4、MN1和MN2)，每个晶体管都具有栅极、源极和漏极。在图中，附图标记511到520分别表示接触孔。此外，附图标记532表示连接到电源电压VDD的金属线，附图标记531表示连接到地电压VSS的金属线，附图标记534和535表示一对位线，附图标记533表示字线。此外，附图标记541到544分别表示金属线，附图标记551到554分别表示折线(poly line)。
在六个薄膜晶体管(MP1到MP4、MN1和MN2)中，第一开关晶体管MP3其栅极连接到字线533并且源极/漏极连接到第一位线534，以根据字线533的输入信号选择到第一位线534的输入。
例如，字线533具有第一开关晶体管MP3的栅极折线(gate poly)的作用，穿过接触孔517和接触孔515的金属线具有第一开关晶体管MP3的源极/漏极的作用。以同样的方式形成五个晶体管(MP1、MP2、MP4、MN1和MN2)的布局。
第二开关晶体管MP4其栅极连接到字线533并且源极/漏极连接到第二位线535，以根据字线533的输入信号选择到第二位线535的输入。
形成如上所述的触发器的第一到第四数据存储晶体管(MP1和MN2以及MP2和MN2)连接到电源电压(VDD)或地电压(VSS)，以便在第一和第二开关晶体管MP3和MP4的控制下允许数据的读或写。
如图所示，以斜向形成第一和第二开关晶体管MP3和MP4或第一到第四数据存储晶体管(MP1和MN1以及MP2和MN2)的沟道。当位线的方向是第一方向并且字线的方向是第二方向时，以相对于第一和第二方向的斜向分别形成开关晶体管和数据存储晶体管的沟道。斜向可以是相对于第一或第二方向的顺时针方向或者逆时针方向。此外，可以在定义的布局空间上在相同的角度依次排列第一和第二开关晶体管MP3和MP4或第一到第四数据存储晶体管(MP1和MN1以及MP2和MN2)。
图6是显示在图5所示的CMOS RAM芯单元中采用斜向的布局部分的电路图。
根据本发明实施例的、用于发光显示器的CMOS RAM芯单元包括多个薄膜晶体管，每个晶体管都具有栅极、源极和漏极。薄膜晶体管包括四个PMOS晶体管611到614和两个NMOS晶体管621和622，以便在位线和字线的控制下允许数据的写或读。如前面所述，在这六个晶体管中，MP1和MP2(611和612)是上拉晶体管，MN1和MN2(621和622)是下拉晶体管，MP3和MP4(613和614)是用于访问的开关晶体管。这里，MP1到MP4(611到614)是PMOS晶体管，MN1和MN2(621和622)是NMOS晶体管。在一个实施例中，在定义的布局空间上以45°角依次排列这些晶体管。
图7是以斜向特别显示根据本发明实施例的CMOS RAM中采用斜向的布局部分的图。
如图7所示，根据本发明实施例的CMOS SRAM芯单元具有22μm×20μm(宽22μm长20μm)的定义的布局并且包括上述的六个薄膜晶体管。
在图中，附图标记532表示连接到电源电压VDD的金属线，附图标记531表示连接到地电压VSS的金属线，附图标记534和535表示一对位线，附图标记533表示字线。
参照图7，CMOS RAM芯单元包括六个晶体管，即四个PMOS晶体管611到614和两个NMOS晶体管621和622，并且由位线对和字线控制其数据的写/读。如上所述，例如，在定义的布局空间上以45°角依次排列所述六个晶体管。
以斜向排列的开关晶体管或数据存储晶体管可以包括在衬底上以斜向淀积的多晶硅层。即，在以斜向淀积的多晶硅层上形成有源区，并且在有源区以上述的斜向排列沟道形成栅极、源极和漏极。
此外，还可以根据本发明的实施例实现具有在预定的区域的布局空间上以斜向形成的晶体管的多个半导体设备。半导体包括多个晶体管，每个都具有在衬底上或在淀积于衬底上的有源区形成的栅极和源极/漏极。在预定的区域的布局空间上以斜向排列有源区上的晶体管的沟道。这里，依次排列在有源区上以斜向形成晶体管的沟道，并且该沟道包括淀积在衬底上的相对于垂直方向的斜向上的多晶硅层。
因此，根据本发明实施例的、用于发光显示器的CMOS SRAM芯单元可以通过以斜向形成沟道或多晶硅层，从而提高集成效率。
虽然结合当前被认为是最实用且最具示范性的实施例描述了本发明，但应当理解本发明不限于所述公开的实施例，相反，本发明意在涵盖在所附权利要求的宗旨和范围内的各种修改和等效的配置。
如上所述，本发明依次排列晶体管以便形成多晶硅层或沟道，从而在设计用于发光显示器的数据驱动器的SRAM中，在定义的区域以斜向形成晶体管，从而提高了芯单元的布局效率，并且实现高集成度的发光显示设备。

Claims (14)

1.一种用于发光显示器的静态随机存取存储器芯单元，包括每个具有栅极、源极和漏极的多个薄膜晶体管，作为用于发光显示器的数据驱动器的数据存储器，SRAM芯单元包括：
连接到位线和字线的开关晶体管，用于选择数据的写或者读；和
连接到电源电压Vdd或地电压Vss的数据存储晶体管，用于允许数据的写或者读，
其中，分别在第一和第二方向上形成位线和字线，并且分别以相对于第一和第二方向的斜向形成开关晶体管和数据存储晶体管的沟道。
2.如权利要求1所述的静态随机存取存储器芯单元，其中，斜向是相对于第一或第二方向的、包括顺时针方向和逆时针方向的组中的一个或多个。
3.如权利要求1所述的静态随机存取存储器芯单元，其中，在定义的布局空间上依次排列开关晶体管或数据存储晶体管。
4.如权利要求1所述的静态随机存取存储器芯单元，其中，以斜向排列的开关晶体管或数据存储晶体管包括在衬底上以斜向淀积的多晶硅层。
5.一种静态随机存取存储器芯单元，包括：
第一薄膜开关晶体管，具有连接到字线的栅极和连接到第一位线的源极/漏极，用于根据字线的输入信号选择到第一位线的输入；
第二薄膜开关晶体管，具有连接到字线的栅极和连接到第二位线的源极/漏极，用于根据字线的输入信号选择到第二位线的输入；和
四个连接到电源电压或地电压的薄膜数据存储晶体管，用于在第一和第二开关晶体管的控制下允许数据的写或读，
其中，分别在第一和第二方向上形成位线和字线，并且分别以相对于第一和第二方向的斜向形成第一和第二开关晶体管和四个数据存储晶体管的沟道。
6.如权利要求5所述的静态随机存取存储器芯单元，其中，在预定的区域的布局空间上依次排列第一和第二开关晶体管和四个数据存储晶体管。
7.如权利要求5所述的静态随机存取存储器芯单元，其中，以斜向排列的每个晶体管包括在衬底上以斜向淀积的多晶硅层。
8.一种半导体设备，包括：
衬底；和
多个晶体管，每个具有在淀积于衬底的有源区上形成的栅极和源极/漏极，
其中，在预定的区域的布局空间上以相对于布局宽度或长度方向的斜向形成在有源区上形成的晶体管的沟道。
9.如权利要求8所述的半导体设备，其中斜向是相对于布局宽度或长度方向的、包括顺时针方向或逆时针方向的组中的一个或多个方向。
10.如权利要求8所述的半导体设备，其中每个在有源区上斜向排列的晶体管包括淀积在衬底上的相对于垂直方向的斜向上的多晶硅层。
11.如权利要求8所述的半导体设备，还包括用于控制有机EL面板的线驱动器和扫描驱动器。
12.如权利要求8所述的半导体设备，还包括用于控制线驱动器和扫描驱动器的视频控制器和面板驱动器。
13.一种发光显示驱动器，包括：
如权利要求5所述的静态随机存取存储器；
有机EL面板；和
用于控制有机EL面板的线驱动器和扫描驱动器。
14.如权利要求13所述的发光显示驱动器，还包括用于控制线驱动器和扫描驱动器的视频控制器和面板控制器。
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