DE102014226616A1 - Anzeigeschaltung mit verringertem Metallleitwiderstand - Google Patents

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Abstract

Eine Anzeige kann eine Farbfilterschicht und eine Dünnfilmtransistorschicht aufweisen. Eine Schicht von Flüssigkristallmaterial kann zwischen der Farbfilterschicht und der Dünnfilmtransistor-(TFT)-Schicht gelegen sein. Die TFT-Schicht kann Dünnfilmtransistoren beinhalten, die oberhalb eines Glassubstrats gebildet sind. Eine Passivierungsschicht kann auf den Dünnfilmtransistorschichten gebildet sein. Ein Oxid-Liner kann auf der Passivierungsschicht gebildet sein. Eine erste niedrig-k-dielektrische Schicht kann auf dem Oxid-Liner gebildet sein. Eine zweite niedrig-k-dielektrische Schicht kann auf der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Eine gemeinsame Spannungselektrode und assoziierte Speicherkapazitäten können auf der zweiten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Die Dünnfilmtransistor-Gate-Strukturen können in der Passivierungsschicht gebildet sein. Leitende Leitstrukturen können auf dem Oxid-Liner, auf der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht und auf der zweiten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Die Verwendung von Leitstrukturen auf dem Oxid-Liner verringert den gesamten Leitwiderstand und ermöglicht verflochtenes Metallleiten, welches helfen kann, inaktive Grenzfläche außerhalb der aktiven Anzeigebereiche zu verringern.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht Priorität der US-Patentanmeldung 14/150458 eingereicht am 8. Januar 2014, welche hierin durch Bezug in ihrer Gesamtheit einbezogen ist.
  • Hintergrund
  • Dies bezieht sich auf elektronische Vorrichtungen und insbesondere auf elektronische Vorrichtungen mit Anzeigen.
  • In jüngsten Jahren sind mobile elektronische Vorrichtungen außerordentlich beliebt geworden aufgrund ihrer Tragbarkeit, Vielseitigkeit und ihrer Anwenderfreundlichkeit. Obwohl es viele unterschiedliche Arten von mobilen elektronischen Vorrichtungen gibt, wie beispielsweise Smartphones, tragbare Musik/Videospieler und Tablet Personalcomputer (PC) die zur Zeit auf dem Markt verfügbar sind, teilen sich die meisten von ihnen einige Basiskomponenten. Insbesondere Berührungssensorbedienfelder, Berührungsbildschirme und ähnliche sind als Eingabevorrichtungen für verschiedene mobile elektronische Vorrichtungen verfügbar geworden. Insbesondere Berührungsbildschirme werden verstärkt beliebter aufgrund ihrer Bequemlichkeit und Vielseitigkeit bei der Bedienung. Berührungsbildschirme können ein Berührungssensorbedienfeld beinhalten, welches ein klares Bedienfeld mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche sein kann und kann eine Anzeigevorrichtung beinhalten, wie beispielsweise ein LCD-Bedienfeld oder ein OLED-Bedienfeld, welche teilweise oder komplett hinter dem Berührungssensorbedienfeld positioniert sein kann, so dass die berührungsempfindliche Oberfläche zumindest einen Teil der sichtbaren Fläche der Anzeigevorrichtung bedecken kann.
  • Vorausgesetzt dass die Größe einer typischen mobilen elektronischen Vorrichtung relativ klein ist verglichen mit einem Laptop oder Desktop Computer, ist es oft wünschenswert, die Anzeigefläche von mobilen elektronischen Vorrichtungen zu maximieren. Für Vorrichtungen mit einem Berührungsbildschirm kann eine erhöhte Anzeigefläche auch eine größere berührungsaktive Fläche bereitstellen. Typischerweise ist die Anzeige/berührungsaktive Fläche einer mobilen elektronischen Vorrichtung teilweise oder komplett durch eine inaktive Grenzfläche eingeschlossen. Diese Grenzfläche wird oft für Leitsignale von der Anzeige und/oder dem Berührungssensorbedienfeld zu der Schaltung der Vorrichtung reserviert. Obwohl die Grenzfläche in einigen berührungsbasierten Vorrichtungen bereits relativ klein verglichen mit der Anzeige/berührungsaktiven Fläche sein kann, würde ein weiteres Reduzieren der Grenzfläche nichtsdestotrotz helfen, den verfügbaren Raum für die Anzeige/berührungsaktive Fläche der Vorrichtung zu maximieren, ohne die gesamte Größe der Vorrichtung zu erhöhen.
  • Es wäre deshalb wünschenswert, elektronische Anzeigen bereitstellen zu können mit reduzierter Grenzfläche.
  • Zusammenfassung
  • Eine elektronische Vorrichtung, die eine Flüssigkristallanzeige aufweist, wird bereitgestellt. Die Flüssigkristallanzeige kann eine Anzeige-Pixelschaltung beinhalten, die auf einem Glassubstrat gebildet ist. Dünnfilmtransistorstrukturen können auf dem Glassubstrat gebildet sein. Eine Passivierungsschicht kann auf den Dünnfilmtransistorstrukturen gebildet sein (z. B. ein Siliziumnitridpassivierungsliner kann direkt oben auf den Gate-Leiter eines Dünnfilmtransistors geformt sein).
  • Ein dielektrischer Liner (z. B. eine Dünnsiliziumoxidschicht) kann auf der Nitridpassivierungsschicht gebildet sein. Eine erste niedrig-k-dielektrische Schicht kann auf dem dielektrischen Liner gebildet sein. Eine zweite niedrig-k-dielektrische Schicht kann auf der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Die erste und zweite niedrig-k-dielektrische Schicht können aus Materialien, die im Wesentlichen ähnliche Brechungsindices aufweisen, gebildet sein, um Hintergrundlichtdurchlässigkeit zu maximieren.
  • Die Anzeige kann eine Anordnung von Anzeigepixeln beinhalten, die in Reihen und Spalten in einem aktiven Bereich der Anzeige angeordnet sind. Jedes Anzeigepixel in der Anordnung kann mit einer assoziierten Steuerungsschaltung über leitende Leitpfade gekoppelt sein. Zum Beispiel kann jeder Dünnfilmtransistor in jedem Anzeigepixel mit einer entsprechenden Datenleitung, die zu einem Anzeigetreiber geleitet ist, mit zumindest einer entsprechenden Gate-Leitung, die zu einem Gate-Treiber geleitet ist und mit einer gemeinsamen Elektrode (Vcom), die zu einem Vcom-Treiber oder einem assoziierten Berührungssensor/Treiber geleitet ist, gekoppelt sein. Die leitenden Leitpfade, die Daten und Gate-Leitungen mit den assoziierten Treiberschaltungen koppeln können in einem inaktiven Grenzbereich der Anzeige gebildet sein.
  • Erste leitende Leitpfade können auf dem dielektrischen Liner in der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Zweite leitende Leitpfade können auf der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht in der zweiten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Die Vcom-Elektrode und eine Pixelspeicherkondensatorschaltung können auf der zweiten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sein. Die ersten und zweiten leitenden Leitpfade können im Wesentlichen ähnliche Schichtwiderstände zeigen. Der TFT-Gate-Leiter, der unter der Passivierungsschicht gebildet ist, kann aus Hochtemperatur resistentem Material gebildet sein, welches Schichtwiderstände zeigt, die im Wesentlichen größer sind als die von den ersten und zweiten leitenden Leitpfaden, die jeweils in der ersten und zweiten niedrig-k-dielektrischen Schicht gebildet sind (z. B. kann das Gate leitende Material eine Widerstandsgröße zeigen, die zumindest das Doppelte von dem Material ist, das bei der Bildung der ersten und zweiten leitenden Leitpfaden verwendet wurde). In einigen Ausgestaltungen, können zusätzliche TFT-Gate-Leiter in der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht in dem aktiven Anzeigebereich gebildet sein, um verbesserte Pixeladressierungsfähigkeiten bereit zu stellen.
  • Die Verwendung von Leitpfaden in der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht verringert den gesamten Leitwiderstand. Dies ermöglicht die Verwendung von Leitpfaden mit verringerten Breiten, welche die peripheren Leitfähigkeiten der Anzeige verbessern und die inaktive Grenzfläche verringern. Die ersten und zweiten leitenden Leitpfade können auch verflechtet sein, um bei der Verringerung des Fanout-Pitch der Drähte zu helfen, die die Treiber mit den assoziierten Reihen- und Spalten-Steuerungsleitungen in der Anzeige-Pixelanordnung verbinden. Verringerung von Draht-Fanout-Pitch kann auch helfen, den inaktiven Grenzbereich zu verringern, dabei den aktiven Anzeigebereich für eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit zu maximieren.
  • Weitere Merkmale der gegenwärtigen Erfindung, ihrer Natur und verschiedenen Vorteile werden ersichtlicher aus den begleitenden Zeichnungen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Anzeige, wie beispielsweise ein tragbarer Computer, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 2 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Anzeige, wie beispielsweise einem zellulären Telefon oder einer anderen handgetragenen Vorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 3 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Anzeige, wie beispielsweise einem Tablet-Computer in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 4 ist ein Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Anzeige, wie beispielsweise einem Computerbildschirm mit einem eingebauten Computer in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 5 ist eine Querschnittsseitenansicht einer Anzeige in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 6 ist ein Schaltdiagramm, welches bei Betrieb einer elektronischen Vorrichtungsanzeige verwendet werden kann in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 7 ist ein Schaltdiagramm eines veranschaulichenden Anzeigepixels in einer Anzeige in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 8 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der veranschaulichenden Anzeigeschaltung aus 6 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 9 ist eine Querschnittsseitenansicht einer konventionellen Anzeige-Pixel-Schaltung, die nur M2-Leitstrukturen beinhaltet.
  • 10 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Anzeige-Pixel-Schaltung, die zusätzliche Leitstrukturen über M1-Gatestrukturen und unter M2-Leitstrukturen beinhaltet in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 11 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichenden Anzeige-Pixel-Schaltung, die zusätzliche Gate-Strukturen beinhaltet, die über die M1-Gatestrukturen gebildet sind in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 12 ist ein Schaltdiagramm eines veranschaulichenden Anzeige-Pixels, das zwei Gate-Anschlüsse aufweist in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • 13 ist ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten zum Bilden der Anzeige-Pixel-Strukturen, der in 9 und 10 gezeigten Art in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Dies bezieht sich auf Verfahren und Schaltungen zum Verringern der Grenzfläche einer elektronischen Vorrichtung, um so die Anzeige/interaktiven Berührungsflächen der Vorrichtung zu maximieren. Insbesondere zusätzliche Metallleitstrukturen können zwischen konventionellen M1- und M2-Metallleitschichten gebildet sein. Die zusätzlichen Metallleitstrukturen können im Wesentlichen einen niedrigeren Widerstand zeigen als Leiter, die in der M1-Metallleitschicht gebildet sind. Die Verwendung von zusätzlichen Metallleitstrukturen kann deshalb helfen, den Leitwiderstand zu verringern, welches ein Bilden von dünneren Leitpfaden ermöglicht und es kann auch verflochtenes Signalleiten in Verbindung mit Leitstrukturen, die in der M2-Metallleitschicht gebildet sind, ermöglichen. Das Bilden von dünneren Leitdrähten und von verflochtenen Leitpfaden (welche den Draht-Pitch verringern) können helfen, die Grenzflächen auf der elektronischen Vorrichtung zu verringern.
  • Eine veranschaulichende elektronische Vorrichtung der Art, die mit einer Anzeige bereitgestellt werden kann, wird in 1 gezeigt. Eine elektronische Vorrichtung 10 kann ein Computer sein, wie beispielsweise ein Computer der in eine Anzeige integriert ist, wie beispielsweise einem Computerbildschirm, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, eine etwas kleinere tragbare Vorrichtung, wie beispielsweise einer Armbanduhrvorrichtung, Anhängervorrichtung oder eine andere tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein zelluläres Telefon, ein Medienspieler, ein Tablet-Computer, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein Computerbildschirm, ein Fernseher oder andere elektronische Ausrüstung.
  • Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Anzeige wie beispielsweise Anzeige 14 beinhalten. Die Anzeige 14 kann ein Berührungsbildschirm sein, der kapazitive Berührungselektroden oder andere Berührungssensorkomponenten beinhaltet oder kann eine Anzeige sein, die nicht berührungsempfindlich ist. Die Anzeige 14 kann Bildpixel beinhalten, die aus Flüssigkristallanzeigen-(LCD)-Komponenten oder anderen geeigneten Anzeige-Pixelstrukturen gebildet sind. Ausgestaltungen, in welchen die Anzeige 14 unter Verwendung von Flüssigkristallanzeige-Pixeln gebildet ist, werden manchmal hier als ein Beispiel beschrieben. Dies ist allerdings nur veranschaulichend. Jede geeignete Art von Anzeigetechnologie kann verwendet werden, um die Anzeige 14 wie gewünscht zu bilden.
  • Vorrichtung 10 kann ein Gehäuse haben wie beispielsweise Gehäuse 12. Das Gehäuse 12, welches manchmal als Kasten bezeichnet wird, kann aus Plastik, Glas, Keramik, Fasermischungen, Metall (z. B. rostfreiem Stahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination von irgendwelchen zwei oder mehr von diesen Materialien gebildet sein.
  • Das Gehäuse 12 kann unter Verwendung einer Unibodykonfiguration gebildet sein, in welcher einiges oder alles von dem Gehäuse 12 als eine einzelne Struktur verarbeitet oder modelliert ist oder es kann unter Verwendung von mehreren Strukturen gebildet sein (z. B. eine interne Rahmenstruktur, eine oder mehrere Strukturen, die externe Gehäuseoberflächen bilden, usw.).
  • Wie in 1 gezeigt, kann das Gehäuse 12 mehrere Stücke aufweisen. Zum Beispiel kann das Gehäuse 12 einen oberen Teil 12A und einen unteren Teil 12B aufweisen. Der obere Teil 12A kann gekoppelt sein mit dem unteren Teil 12B unter Verwendung eines Scharniers, das dem Teil 12A erlaubt um eine Rotationsachse 16 relativ zu dem Teil 12B zu rotieren. Eine Tastatur wie beispielsweise Tastatur 18 und ein Touchpad wie beispielsweise Touchpad 20 können in dem Gehäuseteil 12B montiert sein.
  • Die Anzeige 14 kann eine aktive Fläche aufweisen wie beispielsweise aktive Fläche AA und eine inaktive Fläche aufweisen, wie beispielsweise Fläche IA. Die aktive Fläche AA kann beispielsweise ein rechteckiger Bereich sein in dem Zentrum der Anzeige 14, in welchem Anzeigepixel aktiv verwendet werden zum Anzeigen von Bildern für einen Benutzer der Vorrichtung 10. Die inaktive Fläche IA kann ohne aktive Anzeigepixel sein. In dem Beispiel von 1, weist die inaktive Fläche IA die Form eines rechteckigen Rings auf, der den Umfang der aktiven Fläche AA der Anzeige 14 umgibt.
  • Eine Schaltung und andere Komponenten können manchmal in der inaktiven Fläche IA gebildet sein. Um die Schaltung und andere Komponenten von der Ansicht durch einen Benutzer der Vorrichtung zu verstecken, kann die inaktive Fläche IA manchmal mit einer undurchlässigen Abdeckung bereitgestellt sein. Die undurchlässige Abdeckung kann aus einem undurchlässigen Material gebildet sein, wie beispielsweise einem schwarzpigmentierten Polymermaterial oder kann aus einem andersfarbigen Maskierungsmaterial gebildet sein. Konfigurationen, in welchen das undurchsichtige Abdeckungsmaterial in Anzeige 14 eine schwarze Erscheinung aufweist, werden manchmal hier als ein Beispiel beschrieben. Dies ist allerdings nur veranschaulichend. Undurchlässige Abdeckungsschichten in der Vorrichtung 10 können jede geeignete Farbe aufweisen.
  • In dem Beispiel von 2 wurde die Vorrichtung 10 unter Verwendung eines Gehäuses implementiert, welches ausreichend klein ist, um in eine Hand des Benutzers zu passen (z. B. kann die Vorrichtung 10 aus 2 eine handgetragene elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein zelluläres Telefon sein). Wie in 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 eine Anzeige beinhalten wie beispielsweise die Anzeige 14, die auf der Vorderseite des Gehäuses 12 montiert ist. Die Anzeige 14 kann im Wesentlichen mit aktiven Anzeigepixeln gefüllt sein oder kann einen inaktiven Teil aufweisen wie beispielsweise der inaktive Teil IA, der einen aktiven Teil wie beispielsweise der aktive Teil AA umgibt. Die Anzeige 14 kann Öffnungen aufweisen (z. B. Öffnungen in dem inaktiven Bereich IA oder dem aktiven Bereich AA der Anzeige 14) wie beispielsweise eine Öffnung um einen Knopf 22 zu beherbergen und eine Öffnung um einen Lautsprecheranschluss 24 zu beherbergen.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht der elektronischen Vorrichtung 10 in einer Konfiguration, in welcher die elektronische Vorrichtung 10 in der Form eines Tablet-Computers implementiert wurde. Wie in 3 gezeigt kann die Anzeige 14 auf der oberen (Vorder-)Oberfläche des Gehäuses 12 montiert sein. Eine Öffnung kann in der Anzeige 14 gebildet sein, um den Knopf 22 zu beherbergen (z. B. in dem inaktiven Bereich IA, der den aktiven Bereich AA umgibt).
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht der elektronischen Vorrichtung 10 in einer Konfiguration, in welcher die elektronische Vorrichtung 10 in der Form eines Computers implementiert wurde, der in einen Computerbildschirm integriert ist. Wie in 4 gezeigt, kann die Anzeige 14 auf der Vorderoberfläche des Gehäuses 12 montiert sein. Ein Ständer 26 kann verwendet werden zum Unterstützen des Gehäuses 12. Die Anzeige 14 kann einen inaktiven Bereich wie beispielsweise den inaktiven Bereich IA, der den aktiven Bereich AA umgibt, beinhalten.
  • Falls gewünscht kann die Anzeige 14 so konfiguriert sein, um die Größe des inaktiven Bereichs IA zu minimieren oder zu eliminieren entlang einer oder mehrerer Kanten des aktiven Bereichs AA. Die Konfigurationen, in welchen der inaktive Bereich IA sich entlang aller vier Kanten eines rechteckigen aktiven Bereichs AA ausdehnt, werden hier als ein Beispiel beschrieben.
  • Eine Querschnittseitenansicht eines Teils einer Anzeige der Art, die bei der Bildung der Anzeige 14 der 1–4 verwendet werden kann, wird in 5 gezeigt. Wie in 5 gezeigt, kann die Anzeige 14 eine Farbfilter-(Color Filter, CF)-Schicht 28 und eine Dünnfilmtransistor-(Thin Film Transistor, TFT)-Schicht 30 beinhalten. Die Farbfilterschicht 28 kann eine Anordnung von Farbfilterelementen beinhalten, die auf einem Anzeigesubstrat gebildet sind. Wie in 5 gezeigt, kann eine Farbfilteranordnung 31 an der Innenoberfläche des Farbfiltersubstrats 29 in der aktiven Fläche AA der Anzeige 14 gebildet sein.
  • Der Farbfilter 28 kann auch eine Schicht aus undurchlässigem Abdeckungsmaterial beinhalten, wie beispielsweise einem schwarzen Abdeckungsmaterial 45. Das schwarze Abdeckungsmaterial 45 (manchmal als eine schwarze Abdeckungsschicht oder schwarze Matrixschicht bezeichnet) kann auf der Innenoberfläche des Farbfiltersubstrats 29 gebildet sein und kann eine undurchlässige periphere Grenze bilden, die die aktive Fläche AA der Anzeige 14 umgibt. Das undurchlässige Abdeckungsmaterial wie beispielsweise ein schwarzes Abdeckungsmaterial 45' kann auch innerhalb der aktiven Fläche AA der Anzeige 14 gebildet sein. Das schwarze Abdeckungsmaterial 45' kann zwischen angrenzenden Farbpixeln in der aktiven Fläche AA verwendet werden, um Farbmischung zu verhindern. Schwarzes Abdeckungsmaterial, welches in dem aktiven Teil einer Anzeige verwendet wird, wird manchmal als schwarze Matrix oder schwarze Matrixschicht 45' bezeichnet. In einer typischen Ausgestaltung wird die schwarze Matrixschicht 45' mit Farbfilterelementöffnungen bereitgestellt, die über die aktive Fläche AA verteilt sind. Jede Öffnung kann mit einem Farbfilterelement bereitgestellt sein (z. B. einem roten, grünen oder blauen Farbfilterelement).
  • Eine Flüssigkristall-(liquid crystal, LC)-Schicht 32 beinhaltet Flüssigkristallmaterial und kann zwischen die Farbfilterschicht 28 und die Dünnfilmtransistorschicht 30 gestellt sein. Die Dünnfilmtransistorschicht 30 kann eine Anzeigeschaltung 30A beinhalten, die auf einem dielektrischen Substrat wie beispielsweise einem TFT-Substrat 30B gebildet ist. Die Anzeigeschaltung 30A kann eine Anzeigetreiberschaltung (z. B. eine oder mehrere Anzeigetreiber integrierte Schaltungen), eine Dünnfilmtransistorschaltung (z. B. Polysiliziumtransistorschaltung oder amorphe Siliziumtransistorschaltung), Metallleitungen, Kondensatoren, Elektroden zum Steuern der elektrischen Felder, die auf die Flüssigkristallschicht 32 angewendet werden und kapazitive Berührungssensorelektroden beinhalten.
  • Geeignete Materialien, die für Anzeigesubstrate 29 und 30B verwendet werden können, beinhalten ebene Glassubstrate, Plastiksubstrate oder Platten von anderen geeigneten Substratmaterialien.
  • Die Anzeige 14 kann obere und untere Polarisierungsschichten 39 und 40 aufweisen. Eine Hintergrundlichteinheit 41 kann Hintergrundbeleuchtung für die Anzeige 14 bereitstellen. Das Hintergrundlicht 41 kann eine Lichtquelle beinhalten, wie beispielsweise einen Streifen von lichtemittierenden Dioden. Das Hintergrundlicht 41 kann auch eine Lichtleitungsplatte und einen Rückreflektor beinhalten. Der Rückreflektor kann auf der unteren Oberfläche der Lichtleitungsplatte gelegen sein, um Lichtaustritt zu verhindern. Licht kann von der Lichtquelle aus in eine Kante der Lichtleitungsplatte initiiert werden und aufwärts in Richtung 43 durch die Anzeige 14 streuen.
  • Eine optionale Bedeckungsschicht, wie beispielsweise eine Schicht aus Bedeckungsglas, kann verwendet werden, um die Schichten der Anzeige 14, welche in 5 gezeigt sind, zu bedecken und zu schützen. Andere Schichten, die in der Anzeige 14 beinhaltet sein können, beinhalten optische Filmschichten (z. B. Strukturen wie beispielsweise Lambda Viertelplättchen (quarter-wave plates), Lambda Hälfteplättchen (half-wave plates), Streufilme, optische Klebstoffe und doppelbrechende Ausgleichsschichten), Abschirmungsschichten (z. B. zum Verhindern, dass elektrische Felder den Betrieb der Anzeige stören), wärmeabführende Schichten (z. B. zum Wegleiten von Wärme von der Anzeige) und andere geeignete Anzeigeschichten.
  • Berührungssensorstrukturen können in eine oder mehrere der Schichten der Anzeige 14 einbegriffen sein. In einer typischen Berührungssensorkonfiguration, kann eine Anordnung von kapazitiven Berührungssensorelektroden implementiert sein unter Verwendung von Pads und/oder Streifen von einem transparenten leitenden Material wie beispielsweise Indiumzinnoxid. Andere Berührungstechnologien können falls gewünscht verwendet werden (z. B. resistive Berührung, akustische Berührung, optische Berührung, usw.). Indiumzinnoxid oder andere transparente leitende Materialien oder nichttransparente Leiter können auch verwendet werden in der Bildung von Signalleitungen in der Anzeige 14 (z. B. Strukturen zum Übermitteln von Daten, Leistung, Steuerungssignalen, usw.). Berührungssensorstrukturen und eine Schaltung können mit der Anzeigeschaltung 30A auf dem TFT-Substrat 30B beinhaltet sein.
  • In Schwarz- und Weiß-Anzeigen, kann die Farbfilterschicht 28 weggelassen werden. In Farbanzeigen, kann die Farbfilterschicht 28 verwendet werden, um Farben an eine Anordnung von Bildpixeln zu übermitteln. Jedes Bildpixel kann beispielsweise drei entsprechende Unterpixel aufweisen. Jedes Unterpixel kann mit einem getrennten Farbfilterelement in der Farbfilteranordnung 31 assoziiert sein. Das Farbfilterelement kann beispielsweise Rot-(R)-Farbfilterelemente, Blau-(B)-Farbfilterelemente und Grün-(G)-Farbfilterelemente beinhalten. Diese Elemente können in Reihen und Spalten angeordnet sein. Zum Beispiel können die Farbfilterelemente in Streifen entlang der Breite der Anzeige 14 so angeordnet sein (z. B. in einem sich wiederholenden Muster wie beispielsweise einem RBG-Muster oder einem BRG-Muster), dass die Farbfilterelemente in jeder Spalte die gleichen sind (z. B. so dass jede Spalte alle roten Elemente, alle blauen Elemente oder alle grünen Elemente enthält). Durch Steuerung der Menge an Lichtübermittlung durch jedes Unterpixel kann ein gewünschtes Farbbild angezeigt werden.
  • Die Lichtmenge, die durch jedes Unterpixel übermittelt wird, kann unter Verwendung von einer Anzeigesteuerungsschaltung und Elektroden gesteuert werden. Jedes Unterpixel kann beispielsweise mit einer transparenten Indiumzinnoxid-Elektrode bereitgestellt sein. Das Signal an der Unterpixelelektrode, welches das elektrische Feld durch einen assoziierten Teil der Flüssigkristallschicht steuert und damit die Lichtübermittlung für die Unterpixel steuert, kann unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors angewendet werden. Der Dünnfilmtransistor kann Datensignale von Datenleitungen empfangen und, wenn sie durch eine assoziierte Gate-Leitung eingeschaltet werden, können sie Datenleitungssignale zu der Elektrode anwenden, welche mit dem Dünnfilmtransistor assoziiert sind.
  • Andere Konfigurationen können für die elektronische Vorrichtung 10 und die Anzeige 14 falls gewünscht verwendet werden. Die Beispiele aus den 1–5 sind nur veranschaulichend.
  • Ein Diagramm, welches eine Schaltung der Art, die in der Anzeige 14 und der Vorrichtung 10 verwendet werden kann, ist in 6 gezeigt. Wie in 6 gezeigt, kann die Anzeige 14 mit Vorrichtungskomponenten 100 gekoppelt sein, wie beispielsweise einer Eingabe-Ausgabe-Schaltung 102 und einer Steuerungsschaltung 104. Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 102 kann Komponenten zum Empfangen von Vorrichtungseingaben beinhalten. Zum Beispiel kann die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 102 ein Mikrofon zum Empfangen von Audioeingaben, eine Tastatur, ein Key-Pad oder andere Knöpfe oder Schalter zum Empfangen von Eingaben (z. B. Tastendruckeingabe oder Knopfdruckeingabe von einem Benutzer), Sensoren zum Sammeln von Eingaben wie beispielsweise einem Beschleunigungsmesser, einem Kompass, einem Lichtsensor, einem Näherungssensor, einem Berührungssensor (z. B. Berührungssensoren, die mit der Anzeige assoziiert sind oder getrennte Berührungssensoren) oder anderen Eingabevorrichtungen beinhalten. Die Eingabe-Ausgabe-Schaltung 102 kann auch Komponenten zum Bereitstellen von Ausgaben beinhalten. Die Ausgabeschaltung kann Komponenten wie beispielsweise Lautsprecher, lichtemittierende Dioden oder andere lichtemittierende Vorrichtungen zum Produzieren von Lichtausgaben, Vibratoren und anderen Komponenten zum Bereitstellen von Ausgaben beinhalten. Eingabe-Ausgabe-Anschlüsse in der Schaltung 102 können verwendet werden zum Empfangen von analogen und/oder digitalen Eingabe-Signalen und können verwendet werden zum Ausgeben von analogen und/oder digitalen Ausgabesignalen. Beispiele von Eingabe-Ausgabe-Anschlüssen, die in der Schaltung 102 verwendet werden können, beinhalten Audioanschlüsse, digitale Datenanschlüsse, Anschlüsse, die mit 30-poligen Stecker, 9-poligen Stecker, drehbaren Stecker assoziiert sind und Anschlüsse, die mit Universal-Serial-Bus-Stecker und anderen digitalen Datenstecker assoziiert sind.
  • Die Steuerungsschaltung 104 kann verwendet werden in der Steuerung des Betriebs der Vorrichtung 10. Die Steuerungsschaltung 104 kann Speicherschaltungen wie beispielsweise flüchtige und nichtflüchtige Speicherschaltungen, Solid-State-Platten, Festplatten und andere Speicher und Speicherschaltungen beinhalten. Die Steuerungsschaltung 104 kann auch eine Verarbeitungsschaltung wie beispielsweise eine Verarbeitungsschaltung in einem Mikroprozessor oder einem anderen Prozessor beinhalten. Eine oder mehrere integrierte Schaltungen können verwendet werden in der Implementierung einer Steuerungsschaltung 104. Beispiele von integrierten Schaltungen, die in der Steuerungsschaltung 104 beinhaltet sein können, beinhalten Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, Leistungsverwaltungseinheiten, Basisbandprozessoren, Mikrosteuerungsgeräte, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Schaltungen zum Behandeln von Audio- und/oder visuellen Informationen und anderen Steuerungsschaltungen.
  • Die Steuerungsschaltung 104 kann verwendet werden beim Ausführen von Software für die Vorrichtung 10. Zum Beispiel kann die Steuerungsschaltung 104 konfiguriert sein zum Ausführen von Code in Verbindung mit dem Anzeigen von Bildern auf der Anzeige 14 (z. B. Text, Bilder, Video, usw.).
  • Die Anzeige 14 kann eine Pixelanordnung wie beispielsweise eine Pixelanordnung 122 beinhalten. Die Pixelanordnung 122 kann gesteuert werden unter Verwendung von Steuerungssignalen, die durch die Anzeigetreiberschaltung produziert werden wie beispielsweise eine Anzeigetreiberschaltung 118. Die Anzeigetreiberschaltung 118 kann unter Verwendung von einer oder mehreren integrierten Schaltungen (integrated circuits, IC) implementiert sein und kann manchmal als eine Treiber-IC, eine Anzeigetreiber integrierte Schaltung oder ein Anzeigetreiber bezeichnet werden. Die Pixelanordnung 122 kann aus einer Dünnfilmtransistorschaltung auf einem Substrat wie beispielsweise einer Glasschicht gebildet sein. Die Glasschicht kann manchmal bezeichnet werden als eine Dünnfilmtransistorschicht oder eine Dünnfilmtransistorsubstratschicht. Eine Anzeigetreiber integrierte Schaltung der Schaltung 118 kann an einer Kante des Dünnfilmtransistorsubstrats montiert sein (als ein Beispiel).
  • Während dem Betrieb der Vorrichtung 10 kann die Steuerungsschaltung 104 dem Anzeigetreiber 118 Daten bereitstellen. Zum Beispiel kann die Steuerungsschaltung 104 einen Pfad, wie beispielsweise Pfad 108, verwenden um den Anzeigetreiber 118 digitale Daten bereitzustellen, die Text, Grafiken, Video oder anderen Bildern entsprechen, um auf der Anzeige 14 angezeigt zu werden. Der Anzeigetreiber 118 kann Daten, die auf dem Pfad 108 empfangen werden, in Signale zum Steuern der Pixelanordnung 122 umwandeln. Die Signale zum Steuern der Pixelanordnung 122 können der Gate-Treiberschaltung bereitgestellt werden wie beispielsweise einer Gate-Treiberschaltung 116 unter Verwendung von Pfaden, wie beispielsweise Pfaden 119.
  • Die Pixelanordnung 122 kann Reihen und Spalten von Anzeigepixel 110 enthalten, die kollektiv einen aktiven Anzeigebereich 120 bilden (manchmal bezeichnet als die aktive Fläche von Anzeige 14). Die Gate-Treiberschaltung 116 und die Treiberschaltung 118 können in einem inaktiven Grenzbereich gelegen sein, der den aktiven Anzeigebereich 120 umgibt. Die Schaltung der Pixelanordnung 122 kann gesteuert werden unter Verwendung von Signalen wie beispielsweise Datenleitungssignalen auf Datenleitungen 112 und Gate-Leitungssignalen auf Gate-Leitungen 114.
  • Pixel 40 in der Pixelanordnung 122 können eine Dünnfilmtransistorschaltung enthalten, wie beispielsweise eine Polysiliziumtransistorschaltung, eine amorphe Siliziumtransistorschaltung oder eine oxidbasierte Transistorschaltung (z. B. InGaZnO-Transistoren) und assoziierte Strukturen zum Produzieren von elektrischen Feldern entlang dem flüssigen Kristallmaterial in der Anzeige 14 enthalten. Die Dünnfilmtransistorstrukturen, die in der Bildung der Pixel 40 verwendet werden, können auf einem Substrat gelegen sein (manchmal als eine Dünnfilmtransistorschicht oder ein Dünnfilmtransistorsubstrat bezeichnet). Die Dünnfilmtransistor-(TFT)-Schicht kann gebildet sein aus einem ebenen Glassubstrat, einem Plastiksubstrat oder einer Platte von anderen geeigneten Substratmaterialien.
  • Die Gate-Treiberschaltung 116 kann verwendet werden zum Generieren von Gate-Signalen auf den Gate-Leitungen 114. Schaltungen wie beispielsweise die Gate-Treiberschaltung 116 können aus Dünnfilmtransistoren auf der Dünnfilmtransistorschicht gebildet sein (z. B. aus einer Polysiliziumtransistor-Schaltung, einer amorphen Siliziumtransistor-Schaltung oder einer oxidbasierten Transistorschaltung wie beispielsweise InGaZnO-Transistoren). Zum Beispiel falls die Dünnfilmtransistoren der Anzeigepixel 110 aus InGaZnO-Transistoren gebildet sind, können die Dünnfilmtransistoren der Gate-Treiberschaltung 116 auch aus InGaZnO-Transistoren gebildet sein. Die Gate-Treiberschaltung 116 kann sowohl auf der linken als auf der rechten Seite der Pixelanordnung 122 gelegen sein (wie in 6 gezeigt) oder kann auf nur einer Seite der Pixelanordnung 122 gelegen sein. Die Datenleitungssignale der Pixelanordnung 122 tragen analoge Bilddaten (z. B. Spannungen mit Größen, die Pixelhelligkeitsstufen darstellen). Während dem Verfahren des Darstellen von Bildern auf der Anzeige 14, kann die Anzeigetreiberschaltung 118 digitale Daten von der Steuerungsschaltung 104 über den Pfad 108 empfangen und kann entsprechende Datensignale zu den Pfaden 112 bereitstellen.
  • Die Datenleitungssignale der Datenleitungen 112 können den Spalten der Anzeigepixel 110 in der Pixelanordnung 122 bereitgestellt werden. Die Gate-Leitungssignale können den Reihen der Pixel 110 in der Pixelanordnung 122 durch die Gate-Treiberschaltung 116 unter Verwendung von entsprechenden Gate-Leitungen 114 bereitgestellt werden. Die Begriffe „Reihen” und „Spalten”, die verwendet werden in dem Beschreiben der Art in welcher Anzeigepixel 110 in der Anordnung 122 angeordnet sind, sind nur veranschaulichend und sind auswechselbar. Allgemein können die Pixel 110 der Anzeige 14 in jeder geeigneten Anordnung organisiert sein.
  • 7 ist ein Schaltdiagramm von einem veranschaulichenden Anzeigepixel 110 in der Pixelanordnung 122. Pixel wie beispielsweise der Pixel 110 aus 7 können an der Kreuzung von jeder Gate-Leitung 114 und Datenleitung 112 in der Anordnung 122 gelegen sein.
  • Ein Datensignal D kann einem Anschluss 154 von einer der Datenleitungen 112 bereitgestellt werden (6). Ein Dünnfilmtransistor, wie beispielsweise ein Dünnfilmtransistor 150 kann ein Gate-Anschluss wie beispielsweise Gate 152 aufweisen, welches das Gate-Leitungssignal G von der Gate-Treiberschaltung 116 empfängt (6). Wenn das Signal G aktiviert wird, wird der Transistor 150 eingeschaltet und das Signal D wird zu einem Knoten 156 durchgeführt als eine Spannung Vp. Daten für die Anzeige 14 können in Rahmen (frames) angezeigt werden. Nach der Aktivierung des Inhalts G in einem Rahmen, kann das Signal G deaktiviert werden. Das Signal G kann dann aktiviert werden, um einen Transistor 52 einzuschalten und einen neuen Wert von Vp in einem nachfolgenden Anzeigerahmen aufzunehmen.
  • Anzeige 14 kann eine gemeinsame Elektrode, die mit einem Knoten 158 gekoppelt ist, aufweisen. Die gemeinsame Elektrode (welche manchmal als Vcom-Elektrode bezeichnet wird) kann verwendet werden zum Verteilen einer gemeinsamen Elektrodenspannung wie beispielsweise der gemeinsamen Elektrodenspannung Vcom an Knoten wie beispielsweise dem Knoten 158 in jedem Pixel 110 der Anordnung 122. Das Pixel 110 kann ein Signalspeicherelement aufweisen, wie beispielsweise ein Kondensator CST oder ein anderes Ladungsspeicherelement. Der Speicherkondensator CST kann zwischen den Knoten 156 und 158 gekoppelt sein. Eine parallele Plattenkapazität CLC kann über die Knoten 156 und 158 aufgrund der Elektrodenstrukturen im Pixel 110 gebildet sein, die verwendet werden in der Steuerung des elektrischen Feldes durch das Flüssigkristallmaterial des Pixels (Flüssigkristallmaterial 160). Wie in 7 gezeigt, können Elektrodenstrukturen 162 mit dem Knoten 156 gekoppelt sein. Die Kapazität CLC ist mit der Kapazität zwischen den Elektrodenstrukturen 162 und der gemeinsamen Elektrode Vcom am Knoten 158 assoziiert.
  • Die Datenleitungen 112 und die Gate-Leitungssignale auf den Gate-Leitungen 114 (die mit den Gates wie beispielsweise dem Gate G aus 7 gekoppelt sind) werden verwendet, um die Pixel 110 zu laden (z. B. um die Kapazität CST und CLC zu laden). Sobald ein Pixel 110 geladen wurde, können die Elektrodenstrukturen 162 ein gesteuertes elektrisches Feld (z. B. ein elektrisches Feld, das eine Größe aufweist, die proportional zu der Differenz zwischen Vp und Vcom ist) über einen Pixel großen Bereich des Flüssigkristallmaterials 160 in dem Pixel 110 anlegen. Die Kapazität, die mit dem Speicherkondensator CST assoziiert ist, kann verwendet werden im Speichern des Signal Vp zwischen Rahmen (z. B. in der Zeitperiode zwischen der Aktivierung von aufeinanderfolgenden G-Signalen). Aufgrund der Anwesenheit des Speicherkondensators CST (und der Kapazität CLC), kann der Wert Vp (und deshalb das assoziierte elektrische Feld über das Flüssigkristallmaterial 160) über die Knoten 156 und 158 für die Dauer eines Rahmen beibehalten werden.
  • Das elektrische Feld, welches über das Flüssigkristallmaterial 160 produziert wird, verursacht eine Änderung in der Ausrichtung der Flüssigkristalle in dem Flüssigkristallmaterial 160. Dies ändert die Polarisierung des Lichts, welches durch das Flüssigkristallmaterial 160 durchführt. Die Änderung der Polarisierung kann verwendet werden bei der Steuerung der Lichtmenge, die durch jedes Pixel 110 in der Anordnung 122 übermittelt wird.
  • 8 stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Anzeige 14 aus 6 dar. Insbesondere zeigt 8 wie die Datenleitungen 112 sich hinter die Kanten der aktiven Fläche 120, welche durch die gepunktete Linie angegeben wird, ausdehnen. Jede Datenlinie 112 kann mit einem Anzeigetreiber 118 verbunden sein über einen jeweiligen Metallleitpfad 113. Die Metallleiterbahnen 113 dieser Art können in die inaktive Grenzfläche IA geleitet sein. Um die Metallleiterbahnen 113 daran zu hindern, ihre gegenseitigen Pfade zu kreuzen, kann jede Leiterbahn 113 zuerst in die X-Richtung geleitet sein (d. h. entlang der Breite) der Vorrichtung in verschiedenen Längen und dann parallel in die Y-Richtung (entlang der Länge) der Vorrichtung geleitet sein, wie in 8 gezeigt. Dies erfordert, dass die Grenzfläche der Vorrichtung breit genug ist, um alle peripheren Metallleitungen 113 zu beherbergen. Aus diesem Grund kann der Grenzbereich eine wesentliche Fläche auf der Oberfläche der Vorrichtung 10 einnehmen. Diese Konfiguration, in welcher ein Treiber IC Signale auf mehrere Leiterbahnen treiben muss, die über die Breite oder Länge einer Vorrichtung verteilt sind, wird manchmal als „Fanout”-leiten bezeichnet.
  • Hochauflösende Anzeigen werden einen relativ hohen Fanout erfordern, welches eine negative Auswirkung auf den Raum haben kann, der als die aktive Fläche verwendet werden kann (z. B. die Anzeige/berührungsaktive Fläche) in einer Vorrichtung mit insgesamt fixierten Dimensionen. Das gleiche Problem kann durch die Leiterbahnen für das Berührungsbedienfeld verursacht werden. Somit, um bessere Benutzerfreundlichkeit bereit zu stellen, kann es wünschenswert sein die Grenzfläche in den Vorrichtungen wie beispielsweise denen in 1–4 gezeigten zu reduzieren, um ihre aktive Fläche zu maximieren. In anderen Worten durch Verschmälern der Grenzfläche kann die Anzeige und der Berührungsbildschirm der Vorrichtung größer gemacht werden.
  • 9 zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines konventionellen Anzeigepixels und den assoziierten Leitstrukturen 200, die in der Dünnfilmtransistorschicht der Anzeige gebildet sein können. Wie in 9 gezeigt, wird ein Dünnfilmtransistor 208 auf einem Glassubstrat 202 gebildet. Eine Metalllichtabschirmung 204 wird oft auf einem Glassubstrat 202 gebildet direkt unter dem Dünnfilmtransistor 208, um Hintergrundlicht daran zu hindern, möglicherweise den Betrieb des Dünnfilmtransistors 208 zu stören.
  • Eine oder mehrere Bufferschichten 206 können auf dem Glassubstrat 202 über die Lichtabschirmung 204 gebildet sein. Polysilizium 210 ist auf Bufferschichten 206 gemustert, um eine aktive Fläche für den Transistor 208 zu bilden. Gate-Isolierungsmaterial 212 ist auf Bufferschichten 206 gebildet über dem Polysilizium 210. Ein Metallgate-Leiter 214 ist auf der Gate-Isolierungsschicht 212 gebildet und dient als Gate-Anschluss für den Transistor 208. Eine Siliziumnitridschicht 220 ist auf dem Gate-Isolierungsmaterial 212 über dem Gate 214 gebildet.
  • Eine Siliziumoxidschicht 222 wird dann auf der Siliziumnitridschicht 220 gebildet. Metallkontaktstrukturen 216 und 218 sind durch die Schichten 222, 220 und 212 gebildet, um Kontakt mit dem Polysilizium 210 herzustellen. In dem Diagramm aus 9 dient der Teil des Polysiliziums 210, der mit dem Kontakt 216 gekoppelt ist, als ein erster Source-Drain-Anschluss für den Transistor 208, der mit einer entsprechenden Datenleitung gekoppelt ist (d. h. Kontakt 216 ist mit Metallleitpfaden verbunden, auf welchen analoge Bilddatensignale bereitgestellt werden), wohingegen der Teil des Polysiliziums 210, der mit dem Kontakt 218 gekoppelt ist, als ein zweiter Source-Drain-Anschluss für den Transistor 208 dient, der mit einem entsprechenden Pixelknoten verbunden ist (d. h. Kontakt 218 ist mit Pixelelektronenstrukturen verbunden, auf welchen Bilddatensignale temporär gespeichert werden).
  • Eine acrylorganische Planarisierungsschicht 224 wird auf der Siliziumoxidschicht 222 gebildet. Eine gemeinsame Elektroden-(Vcom)-Schicht 226 wird auf der Planarisierungsschicht 224 gebildet. Ein Metallleiter 228 wird auf der Vcom-Schicht 226 gebildet. Eine Öffnung ist in der Planarisierungsschicht 224 gebildet, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontakt 218 und einer Pixelelektrodenschicht 232 zu bilden (d. h. um einen Anzeigepixelkontakt zu bilden). Das Isolierungsmaterial 230 ist zwischen die Pixelelektrodenschicht 232 und die gemeinsame Elektrodenschicht 226 gestellt. Ein Anzeigepixelspeicherkondensator 240 wird von der Vcom-Elektrode 226 und einem Teil der Pixelelektrode 232, die mit der Vcom-Elektrode überlappt gebildet (d. h. die Vcom-Schicht 226 und der Teil der Pixelelektrodenschicht 232, die der Vcom-Schicht 226 direkt gegenübersteht, werden getrennt durch das Isolierungsmaterial 230 und dienen kollektiv als der Speicherkondensator für das Anzeigepixel). Gemeinsame Elektrodenschichten 226 und die Pixelelektrodenschicht 232 werden typischerweise aus Indiumzinnoxid gebildet, einem transparenten Material, das dem Hintergrundlicht erlaubt, das Flüssigkristallmaterial über der Dünnfilmtransistorschicht zu passieren.
  • Typischerweise werden die Dünnfilmtransistoren 208 und assoziierte Pixel und Vcom-Elektroden in dem aktiven Flächen-AA-Bereich der Anzeige 14 gebildet. Die Leitung zwischen der Anzeigepixelanordnungsschaltung in der aktiven Fläche AA und der assoziierten Steuerungsschaltung (d. h. der Anzeigetreiber, der Gate-Leitungstreiber, Berührungstreiber und Sensortreiber, usw.) werden mit der inaktiven Grenzfläche IA gebildet. Wie in 9 gezeigt, können Metallleitstrukturen 250 auf der Gate-Isolierungsschicht 212 in der Siliziumnitridschicht 220 gebildet sein; die Metallleitstrukturen 252 können auf einer Oxidschicht 222 in der Polarisierungsschicht 224 gebildet sein und Metallleitstrukturen 254 können auf einer Planarisierungsschicht 224 gebildet sein. Die Schicht, in welcher die Metallleitstrukturen 250 gebildet sind, wird allgemein als die „M1”-Metallleitschicht bezeichnet. Die Schicht, in welcher Metallleitstrukturen 252 gebildet sind, wird allgemein als die „M2”-Metallleitschicht bezeichnet. Die Schicht, in welchem die Metallleitstrukturen 254 gebildet sind, wird allgemein als die „M3”-Metallleitschicht bezeichnet. Das Material, das im Bilden der Leitstrukturen 250, 252 und 254 verwendet wird, wird deshalb manchmal als M1-Metall, M2-Metall und M3-Metall jeweils bezeichnet.
  • In konventionellen TFT-basierten Anzeigen muss das M1-Metall aus einem Material gebildet sein, das gegen hohe Temperaturen resistent ist, um in der Lage zu sein, Hochtemperaturhärtungsverfahren auszuhalten, die auf die TFT-Strukturen angewendet werden nach der Bildung des M1-Metalls. Hochtemperaturresistente Materialien leiden allerdings an einer hohen Widerstandsgröße. Zum Beispiel zeigen M1- und M3-Metalle Flächenwiderstände, die weniger als 0,2 Ohm/Quadrat sind, wohingegen das Hochtemperaturresistente M1-Metal Flächenwiderstände, die höher als 0,4 Ohm/Quadrat sind zeigt (d. h. die Widerstandsgröße von M1-Metall kann mehr als das Doppelte als die von M2- und M3-Metall sein). Hoher M1-Widerstand erfordert allgemein, dass Metallleitpfade in der M1-Schicht relativ breit sind, um die hohe Widerstandsgröße auszugleichen, welche die Leitfläche unerwünscht erhöht.
  • Allgemein kann die inaktive Grenze der Anzeige verringert werden durch Reduzieren des Leitfanout-Pitch (d. h. durch Reduzieren der Distanz zwischen begrenzenden Metallleitdrähten). Weiterhin bezugnehmend auf 9, ist der Pitch des M2-Leitpfades durch die Distanz Tp angegeben. Der minimal erlaubte Pitch Tp ist durch die gegenwärtige TFT-Herstellungstechnologie gesetzt, welche die Dichte der Fanoutdrähte begrenzt. Ein Weg zum Verringern des Metallfanout-Pitchs ist über verflochtenes Metallleiten. Schlechtes Metallleiten erfordert, dass unterschiedliche assoziierte Signale sowohl M1- als auch M2-Schichten so geleitet werden, um den tatsächlichen Pitch zwischen angrenzenden Drähten zu verringern. Die Flächenwiderstände der M1- und M2-Metalle sind allerdings zu unterschiedlich, um die Leitwiderstandsanforderungen von geflochtenem Leiten zu genügen (d. h. geflochtenes Leiten erfordert, dass die geflochtenen Metallpfade in unterschiedlichen Metallleitschichten im Wesentlichen ähnliche Flächenwiderstände aufweisen, um Leitleistungsanforderungen zu genügen).
  • Die nachfolgenden Abschnitte stellen verschiedene Ausführungsformen dieser Offenbarung vor, die die inaktive Grenzfläche einer Vorrichtung minimieren können ohne ihre gesamten Dimensionen zu erhöhen, so dass eine größere Fläche der Vorrichtungsoberfläche als die aktive Fläche zum Anzeigen und/oder zum Empfangen einer berührungsbasierten Eingabe verwendet werden kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann dies erreicht werden durch Bilden von zusätzlichen Metallleitstrukturen zwischen der M1- und M2-Metallleitschicht.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung werden Anzeigepixel und assoziierte Leitstrukturen 300 bereitgestellt, die verbesserte Metall-leitfähigkeiten verglichen zu den konventionellen TFT-Anzeigestrukturen aus 9 zeigen (siehe z. B. 10). Wie in 10 gezeigt können Dünnfilmtransistorstrukturen wie beispielsweise der Dünnfilmtransistor 308 auf einem transparenten Substrat 302 gebildet sein, welches aus Glas oder einem anderen dielektrischen Material hergestellt ist. Der Dünnfilmtransistor 308 kann als Anzeigepixel-Dünnfilmtransistor 150 dienen, welcher in Verbindung mit 7 beschrieben wird.
  • Lichtabschirmungsstrukturen, wie beispielsweise die Lichtabschirmung 304, kann auf dem Substrat 302 direkt unter dem Transistor 308 gebildet sein und kann dazu dienen, um Hintergrundlicht daran zu hindern, einen Betrieb des Transistors 308 zu stören. Eine oder mehrere Bufferschichten, wie beispielsweise die Bufferschichten 306 können auf dem Substrat 302 und über der Lichtabschirmung 304 gebildet sein. Bufferschichten 306 können aus jedem geeigneten transparenten dielektrischen Material gebildet sein.
  • Aktives Material 310 für den Transistor 308 kann auf den Bufferschichten 306 gebildet sein. Das aktive Material 310 kann eine Schicht von amorphem Silizium oder Polysilizium (beispielsweise) sein. Eine Gate-Isolierungsschicht, wie beispielsweise die Gate-Isolierungsschicht 312 kann auf den Bufferschichten 306 und über dem aktiven Material gebildet sein. Eine leitende Gate-Struktur, wie beispielsweise der Gate-Leiter 314 kann über der Gate-Isolierung 312 angeordnet sein. Der Gate-Leiter 314 kann als Gate-Anschluss für den Dünnfilmtransistor 308 dienen. Der Teil des aktiven Materials 310 kann direkt unter dem Gate 314 als Kanalbereich für den Transistor 308 dienen.
  • Eine Passivierungsschicht wie beispielsweise eine Siliziumnitrid-Schicht 320 kann auf der Gate-Isolierungsschicht 312 und über dem Gate 314 gebildet sein. Nach der Anordnung der Schicht 320 kann ein Hydrierungshärtungsverfahren angewendet werden, um die Dünnfilmtransistorstrukturen 308 zu passivieren. Das Material, mit welchem das Gate 314 gebildet ist, ist manchmal als „M1”-Metall bezeichnet. Als ein Ergebnis kann die Schicht 320, in welcher der Gate-Leiter 314 gebildet ist, manchmal als eine erste Metall(M1)-Leitschicht bezeichnet werden.
  • Eine Oxidschicht, wie beispielsweise der Siliziumoxid-Liner 321 kann auf der Passivierungsschicht 320 gebildet sein. Die Schicht 321 kann als eine Ätz-Stopp-Schicht dienen, während der Bildung der Metallstrukturen auf der Schicht 321. Eine niedrig-k-dielektrische Schicht 322 (z. B. eine Schicht, die aus dielektrischem Material gebildet ist, die eine dielektrische Konstante k aufweist, die weniger ist als die von Siliziumdioxid) kann auf der Schicht 321 gebildet sein. Die Schicht 322 kann aus Acryl, Fotolack oder anderem lichtempfindlichen Material, Siloxan-basiertem Polymer, Silizium-basiertem Dielektrikum, organischem Material, einer Kombination aus diesen Materialien und/oder aus jeden geeigneten niedrig-k-dielektrischen Materialien gebildet sein.
  • Transistor-Source-Drain-Kontaktstrukturen wie beispielsweise die Strukturen 316 und 318 können durch die Schicht 322 gebildet sein, um einen elektrischen Kontakt mit dem Transistor-aktiven Material 310 herzustellen. Die Kontaktstrukturen 316 und 318 werden manchmal als „Via”-Strukturen bezeichnet. Insbesondere kann der Teil des aktiven Materials 310, der der Kontakt mit Via 316 herstellt als einen ersten Source-Drain-Bereich für den Transistor 308 dienen, wohingegen der Teil des aktiven Materials 310, der Kontakt mit Via 318 herstellt, als ein zweiter Source-Drain-Bereich des Transistors 308 dienen kann. Dünnfilmtransistoren, in welchen der Gate-Leiter über den aktiven Source-Drain-Bereichen gebildet ist, werden allgemein als „Top”-Gate-Dünnfilmtransistoren bezeichnet. Dies ist nur veranschaulichend. Falls gewünscht, kann der Pixel 300 unter Verwendung von „Bottom-Gate”-Dünnfilmtransistor-Anordnungen gebildet sein, in welchen der Gate-Leiter unter den aktiven Source-Drain-Bereichen gebildet ist.
  • Metallleitstrukturen, manchmal als „M2”-Metallleitpfade bezeichnet, können auf der Schicht 322 gebildet sein, um die Transistor-Source-Drain-Anschlüsse mit einer anderen Anzeigepixelschaltung zu verbinden. Als Beispiel kann ein erster M2-Metallleitpfad, der auf der Schicht 322 gebildet ist, verwendet werden, um Via 316 eine entsprechende Datenleitung zu verbinden (z. B. Datenleitung D in 7), wohingegen ein zweiter M2-Metallleitpfad, der auf der Schicht 322 gebildet ist, verwendet werden kann, um Via 318 einen entsprechenden Pixelelektrodenknoten zu verbinden (siehe z. B. Knoten 156, auf welchem die Pixelspannung Vp gespeichert ist in 7).
  • Eine andere niedrig-k-dielektrische Schicht, wie beispielsweise die Schicht 324, kann auf der Schicht 322 gebildet sein. Die Schicht 324 kann als eine Planarisierungsschicht dienen und kann manchmal als eine zweite Metall-(M2)-Leitschicht bezeichnet werden. Ähnlich wie Schicht 322 kann Schicht 324 aus Acryl, Fotolack oder anderem lichtempfindlichen Material, Siloxan-basiertem Polymer, Silizium-basiertem Dielektrikum, organischem Material, einer Kombination aus diesen Materialien und/oder aus jeden geeigneten niedrig-k-dielektrischen Materialien gebildet sein. Allgemein können die Schichten 322 und 324 aus demselben Material oder Materialien, die im Wesentlichen ähnliche Brechindices aufweisen, gebildet sein, um so die Durchlässigkeit des Hintergrundlichts, welches sich durch diese dielektrischen Schichten ausbreitet, zu maximieren (z. B. die Brechindices sollen sich nicht um mehr als 0,1, nicht mehr als 0,08, nicht mehr als 0,05, nicht mehr als 0,01, usw. unterscheiden).
  • Eine gemeinsame Elektrodenschicht, wie beispielsweise die Vcom-Schicht 326 kann auf der niedrig-k-dielektrischen Planarisierungsschicht 324 gebildet sein. Die gemeinsame Elektrodenschicht 326 kann aus einem flächendeckenden Film aus transparentem leitenden Material, das die Gesamtheit der Anzeigepixelanordnung bedeckt, als getrennte Vcom-Bereiche, die durch zusätzliche Leitpfade verbunden sind, oder in anderen Mustern (z. B. in horizontalen und vertikalen Streifen von transparentem leitenden Material), die kapazitive Berührungsabtastungstechnologien unterstützen, gebildet sein. Zusätzliche Vcom-Leitstrukturen 328 (manchmal als „M3”-Metallleitpfade bezeichnet) können auf der Vcom-Schicht 326 gebildet sein, um die Vcom-Elektrode zu einer anderen Anzeigeschaltung zu verbinden (z. B. um unterschiedliche Vcom-Schichten zu verbinden, um die Vcom-Schicht mit der assoziierten Vcom-Treiberschaltung zu verbinden, um die Vcom-Schicht mit der Berührungssensorschicht zu verbinden, usw).
  • Eine Öffnung kann in der Planarisierungsschicht 324 gebildet sein, um eine elektrische Verbindung zwischen Via 318 und einer Pixelelektrodenschicht 332 zu bilden, um einen Anzeigepixelkontakt 360 zu bilden (z. B. ein Kontakt, der den Speicherkondensator mit dem Dünnfilmtransistor 308 verbindet). Die Pixelelektrodenschicht 332 kann gemustert sein, um fingergeformte Elektroden zu bilden (nicht in 10 gezeigt), die elektrische Felder an das Flüssigkristallmaterial 160 anlegen (7). Das Isolierungsmaterial 330 kann zwischen der Pixelelektronenschicht 332 und der gemeinsamen Elektrodenschicht 326 gebildet sein. Die Vcom-Elektrode 326 und ein Teil der Pixelelektrode 332, der mit der Vcom-Elektrode 326 überlappt, können den Speicherkondensator 340 bilden (z. B. kann der Speicherkondensator die Vcom-Schicht 326, der Teil der Pixelelektrodenschicht 332, der direkt gegenüber der Vcom-Schicht 326 liegt und das Isolierungsmaterial 330, das zwischen den zwei entgegengesetzten parallelen Leitern gestellt ist, beinhalten).
  • Allgemein können die gemeinsame Elektrode 326 und die Pixelelektrode 332 aus Indiumzinnoxid oder anderem geeigneten transparenten Material gebildet sein, das Hintergrundlicht erlaubt, durch das Flüssigkristallmaterial über die Dünnfilmtransistorschicht zu passieren. Die Lichtabschirmungsstrukturen 304 und die M1-Gate-Strukturen können aus Hochtemperatur-resistentem Material gebildet sein, wie beispielsweise Molybden, Wolfram, einer Kombination der beiden und/oder anderen geeigneten Hochtemperatur-resistenten Materialien. Vias 316 und 318 und die M2- und M3-Metallleitstrukturen können aus Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Wolfram, Nickel, anderen Metallen, eine Kombination aus diesen Materialien und/oder einem anderen leitenden Materialien sein, die geeignet sind zum Leiten von Daten und Steuerungssignalen in der Anzeige 14.
  • Typischerweise werden die Dünnfilmtransistoren 308 und die assoziierten Pixel und Vcom-Elektroden in dem aktiven Flächen-AA-Teil der Anzeige 14 gebildet. Das Leiten zwischen der Anzeigenpixel-Anordnungsschaltung in der aktiven Fläche AA und der assoziierten Steuerungsschaltung (z. B. der Anzeigetreiber, die Gate-Leitungstreiber, der Berührungstreiber und die Sensorschaltung, usw.) werden in der inaktiven Grenzfläche IA gebildet. Wie in 10 gezeigt, kann der Gate-Leiter 314 auf der Gate-Isolierungsschicht 312 in der Passivierungsschicht 320 gebildet sein; Metallleitstrukturen 350 können auf der Ätz-Stopp-Schicht 321 in der niedrig-k-dielektrischen Schicht 322 gebildet sein; die Metallleitstrukturen 352 können auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht 322 in der niedrig-k-dielektrischen Planarisierungsschicht 324 gebildet sein; und die Metallleitstrukturen 354 können auf der Planarisierungsschicht 324 gebildet sein.
  • Die Schicht, in welchen die Gate-Strukturen 314 gebildet sind, wird allgemein als die „M1” oder die erste/unterste Metallleitschicht bezeichnet. Die Schicht, in welchen Metallleitstrukturen 352 gebildet sind, wird generell als die „M2” oder die zweite Metallleitschicht bezeichnet. Die Schicht, in welcher die Metallleitstrukturen 354 gebildet sind, wird generell als die „M3” oder die dritte Metallleitschicht bezeichnet. Metallleitpfade 350 stellen zusätzliche Metallleitstrukturen dar, die zwischen den M1- und M2-Metallleitschichten gebildet sind. Die Schicht 322, in welcher die Metallleitpfade 350 gebildet sind, kann deshalb manchmal als eine Zwischenleitschicht oder eine Unter-M2 (oder „M2S”)-Metallleitschicht bezeichnet werden. Das Material, das in der Bildung der Leitstrukturen 350, 352 und 354 verwendet wird, wird deshalb manchmal als „M2S”-Metall, M2-Metall und M3-Metall jeweils bezeichnet. Die Metallleitschichten, die über der M3-Metallleitschicht gebildet sind, falls vorhanden, werden allgemein darauffolgend als M4-Metallleitschicht, M5-Metallleitschicht, M6-Metallleitschicht, usw. bezeichnet.
  • Wie oben beschrieben, werden die M1-Leitstrukturen, die aus hochtemperaturresistentem Material gebildet, welches eine hohe Widerstandsgröße zeigt. Es kann deshalb wünschenswert sein, Signalleiten durchzuführen unter Verwendung von leitenden Pfaden, die in anderen Metallleitschichten gebildet sind als der M1-Metallleichtschicht. Weil die M2S-Leitstrukturen 350 über der Passivierungsschicht 320 gebildet sind (z. B. das Hochtemperaturhärtungsverfahren wird vor der Bildung der M2S-Leitstrukturen durchgeführt), braucht das M2S-Metall nicht unter Verwendung von Hochtemperaturresistentem Material gebildet zu werden und kann stattdessen unter Verwendung des selben niedrigwiderstandsfähigen Materials gebildet werden, welches in der Bildung der M2- und M3-Metallleitpfaden verwendet wird. Zum Beispiel können die M2S-, M2- und M3-Metallleitstrukturen aus Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Nickel, einer Kombination aus diesen Materialien und/oder einem anderen leitenden Material, welches einen niedrigen Flächenwiderstand zeigt (d. h. Materialien, die Flächenwiderstände aufweisen von weniger als 0,4 Ohm/Quadrat, von weniger als 0,2 Ohm/Quadrat, von weniger als 0,05 Ohm/Quadrat, weniger als 0,01 Ohm/Quadrat, usw.) und die geeignet sind zum Leiten von Daten und Steuerungssignalen in der Anzeige 14, gebildet werden. Das M2S- und das M2-Metall können im Wesentlichen ähnliche widerstandsfähige Stufen zeigen. Zum Beispiel können sowohl die M2S- als auch die M2-Metallleitpfade einen Flächenwiderstand von 0,047 Ohm/Quadrat zeigen. Das Bilden von M2S-Metallleitstrukturen in dieser Art stellt eine zusätzliche Metallleitschicht bereit, in welcher leitende Pfade mit niedriger Widerstandgröße gebildet werden können, welche die gesamte Leitfähigkeit der TFT-Anzeigen/Berührungsstrukturen erhöhen.
  • Wenn M2- und M2S-Metallleitpfade parallel verwendet werden, um das gleiche Signal zu tragen, können dünnere individuelle Leitpfade gebildet werden, da die Verwendung von zwei getrennten Pfaden um das gleiche Signal zu übermitteln, den Leitwiderstand wesentlich verringert. Wie in 10 gezeigt, werden zumindest einige leitende Leitpfade 350 in der Schicht 322 und leitende Leitpfade, die auf der Schicht 322 gebildet sind, parallel kurzgeschlossen unter Verwendung der Via 351, die durch die Schicht 322 gebildet sind. Allgemein kann die Verwendung von Metallleitpfaden mit verringerter Breite helfen, den Fanout-Pitch zu verringern, das die inaktive Grenzfläche verringert.
  • In Szenarien, in welchen angrenzende M2- und M2S-Metallleitpfade verwendet werden, um unterschiedliche Signale zu tragen, kann verflochtenes Metallleiten implementiert werden. Um verflochtenes Metallleiten zu implementieren kann ein erster Leitpfad 350 gebildet werden in der M2S-Leitschicht (z. B. Schicht 322) und ein zweiter Leitpfad 352 gebildet werden in der M2-Leitschicht (z. B. Schicht 324) so nahe wie möglich an dem ersten Leitpfad 350 ohne übermäßige störende Koppeleffekte zu erfahren. Mehr als zwei Metallleitpfade können in der M2S- und der M2-Schicht gebildet werden unter Verwendung dieses Ansatzes. In dieser Art und Weise angeordnet, ist der tatsächliche Pitch Tp' zwischen angrenzenden Leitdrähten in der Fläche IA der Schaltung 300 weniger als der Pitch Tp zwischen angrenzenden Leitdrähten, die in der M2-Schicht in der Fläche IA der Schaltung 200 gebildet sind, die in Verbindung mit 9 beschrieben ist (z. B. die Fähigkeit angrenzende Metallleitpfade in unterschiedlichen Schichten zu bilden im Gegensatz zum nur Bilden von angrenzenden Metallleitpfaden in derselben Schicht verringert den tatsächlichen Draht-Pitch). Reduzierter Pitch über verflochtenes Leiten kann eine weitere Minimierung der inaktiven Grenzfläche ermöglichen.
  • In einer anderen geeigneten Anordnung, kann eine zusätzliche TFT-Gate-Struktur in der M2S-Metallleitschicht gebildet sein. 11 zeigt ein Beispiel, in welchem ein zusätzlicher Gate-Leiter 351 über dem M1-Gate-Leiter 314 gebildet ist. In diesem Beispiel ist der zusätzliche Gate-Leiter 351 direkt auf der Ätz-Stopp-Schicht 321 in der M2S-Metallleitschicht gebildet. Die Verwendung von mehr als einer Gate-Struktur für den Transistor 308 in jedem Anzeigepixel kann verbesserte Pixeladressierungsfahigkeiten bereitstellen.
  • 12 zeigt ein Schaltdiagramm eines Anzeigepixels 110 der einen Multi-Gate-Dünnfilmtransistor aufweist, wie beispielsweise einen Dual-Gate-Transistor 151. Wie in 12 gezeigt, kann der Transistor 151 einen ersten Source-Drain-Anschluss aufweisen, der mit einer entsprechenden Datenleitung 112 verbunden ist, einen zweiten Source-Drain-Anschluss aufweisen, der mit dem Knoten 156 gekoppelt ist, auf welchem die Spannung Vp gespeichert ist, einen ersten Gate-Anschluss aufweisen, der mit einer ersten Gate-Leitung 114-1 gekoppelt ist und einen zweiten Gaten-Anschluss aufweisen, der mit einer zweiten Gate-Leitung 114-2 gekoppelt ist. Die erste Gate-Leitung 114-1 kann unter Verwendung von M1-Metall in der Schicht 320 gebildet sein, um ein erstes Gate-Signal G1 im Transistor 152 bereitzustellen, wohingegen die zweite Gate-Leitung 114-2 unter Verwendung des M2S-Metalls in der Schicht 322 gebildet sein kann, um ein zweites Gate-Signal G2 dem Transistor 151 bereitzustellen. In dem Beispiel von 12 kann die Gate-Leitung 114-1 horizontal geleitet sein, wohingegen die Gate-Leitung 114-2 vertikal geleitet sein kann (d. h. die Gate-Leitung 114-1 kann rechtwinklig zu der Gate-Leitung 114-2 sein). Dies ist nur veranschaulichend. Als ein anderes Beispiel, kann die Gate-Leitung 114-1 vertikal geleitet sein, während die Gate-Leitung 114-2 horizontal geleitet ist. Als ein noch anderes Beispiel können beide Gate-Leitungen 114-1 und 114-2 horizontal geleitet sein.
  • Die Gate-Signale G1 und G2 können getrennt oder zusammen verwendet werden zum Steuern des Betriebs des Transistors 151. In einer Anordnung werden sowohl die Gate-Signale G1 als auch G2 aktiviert, um den Transistor 151 einzuschalten (z. B. Signal G1 und G2 werden hoch sein, um gleichzeitig den Transistor 151 zu aktivieren, um Datensignale von der Leitung 112 zu dem Speicherknoten 156 durchzuführen). In einer anderen Ausführung wird nur eines der zwei Gate-Signale aktiviert sein müssen, um den Transistor 151 einzuschalten (z. B. der Transistor 151 kann aktiviert werden, um Datensignale von der Leitung 112 zu dem Speicherknoten 156 durch entweder G1 oder G2 hoch zu treiben). Die Beschreibung des Rests des Anzeigepixels 110 aus 12 (z. B. der Speicherkondensator CST, das Flüssigkristallmaterial, das eine Kapazität CLC aufweist, und die Vcom-Elektrode 158) ist ähnlich zu dem was bereits in Verbindung mit 7 beschrieben wurde und braucht nicht wiederholt zu werden. Die Dual-Gate-Anzeigepixelanordnung aus 12 ist nur veranschaulichend und dient nicht dazu den Umfang der gegenwärtigen Erfindung zu begrenzen. Falls gewünscht können Anzeigepixel, die mehr als zwei Gate-Steuerungsleitungen aufweisen, implementiert werden.
  • 13 zeigt ein Flussdiagramm von veranschaulichenden Schritten, die in die Bildung von TFT-Strukturen der Art die in Verbindung mit 10 und 11 beschrieben wurden, involviert sind. Bei Schritt 500 kann eine undurchlässige Lichtabschirmungsstruktur 304 auf dem Substrat 302 gebildet sein. Bei Schritt 502 können ein oder mehrere Bufferschichten 306 auf dem Substrat 302 über die Lichtabschirmung 304 gebildet werden.
  • Bei Schritt 504 können Dünnfilmtransistorstrukturen 308 auf den Bufferschichten 306 gebildet werden (z. B. können Aktivflächen Polysilizium-Material und assoziierte Source-Drain-Dotierung und leichte dotierte Drain-(light doped drain, LDD)-Bereiche, Gate-Isolierungsschicht und M1-Gate-Strukturen gebildet werden). Bei Schritt 506 kann ein Härtungsverfahren durchgeführt werden, um die Source-Drain-Bereiche zu aktivieren (z. B. um dem Source-Drain-Dotierstoff zu helfen sich angemessen in dem Material 310 zu verbreiten).
  • Bei Schritt 508 kann eine Passivierungsschicht 320 (z. B. eine Siliziumnitridschicht) über den Dünnfilmtransistorstrukturen 308 gebildet werden. Bei Schritt 510 kann ein Hydrierungshärtungsverfahren durchgeführt werden, um den Dünnfilmtransistor 308 mit der Schicht 320 tatsächlich zu passivieren.
  • Bei Schritt 512 kann eine Dünnoxidschicht 321 über die Passivierungsschicht 320 gebildet werden. Die Schicht 321 kann als Ätz-Stopp-Schicht während der Bildung von Metall auf der Schicht 321 dienen.
  • Bei Schritt 514 können die M2S-Metallleitstrukturen auf der Ätz-Stopp-Schicht 321 gebildet werden. Die M2S-Metallleitpfade können in der inaktiven Grenzfläche gebildet werden, um peripheres Signalleiten bereitzustellen (z. B. Gate-Leitungsleiten, Datenleitungsleiten, Vcom-Leiten, usw.) und können innerhalb der aktiven Anzeigefläche gebildet sein, um zusätzliche Gate-Steuerung bereitzustellen (siehe z. B. 11 und 12).
  • Bei Schritt 516 kann eine erste niedrig-k-dielektrische Schicht 322 auf der Schicht 321 gebildet werden. Bei Schritt 518 können Kontaktlöcher in der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht 322 über Fotolithografie und Ätz-Verfahren gebildet werden. In einigen Anordnungen kann die Schicht 322 aus lichtempfindlichen Material gebildet sein und kann wie Fotolack verwendet werden, welche exponiert und entwickelt wird, um die gewünschten Kontaktlöcher zu bilden.
  • Bei Schritt 520 können M2-Metallleitstrukturen auf der Schicht 322 in sowohl der aktiven als auch der inaktiven Fläche gemustert werden.
  • Bei Schritt 522 kann eine zweite niedrig-k-dielektrische Schicht 324 auf der ersten niedrig-k-dielektrischen Schicht 322 über die M2-Metallleitstrukturen gebildet werden. In einer Anordnung, können die erste und zweite niedrig-k-dielektrische Schicht aus demselben niedrig-k-dielektrischen Material gebildet werden. In anderen Anordnungen können die erste und zweite niedrig-k-dielektrische Schicht aus einem unterschiedlichen niedrig-k-dielektrischen Material gebildet werden, welche im Wesentlichen ähnliche Brechindices aufweisen in dem Bemühen, die Hintergrundlichtdurchlässigkeit zu maximieren.
  • Bei Schritt 524 können Kontaktlöcher in der zweiten niedrig-k-dielektrischen Schicht 324 mittels Fotolithografie und Ätz-Verfahren gebildet werden (z. B. kann die Schicht 324 auch aus Fotolack und Ätz-resistenten Materialien gebildet werden). Bei Schritt 526 können die Vcom-Elektrode 326, die M3-Metallleitstrukturen 328, der Speicherkondensator, die Pixelelektrode 332 und andere Anzeigepixelstrukturen gebildet werden.
  • Die Schritte aus 13 sind nur veranschaulichend und dienen nicht dazu, den Umfang der gegenwärtigen Erfindung zu begrenzen. Allgemein kann eine TFT-Anzeige/Berührungsschaltung in LCD oder anderen Arten von Anzeigen auf diese Art und Weise gebildet werden. Obwohl diese Verfahren der Herstellung in einer spezifischen Reihenfolge beschrieben werden, soll verstanden werden, dass andere Schritte zwischen den beschriebenen Operationen durchgeführt werden können, dass beschriebene Operationen angepasst werden können, so dass sie zu leicht anderen Zeiten auftreten, usw.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird eine Anzeigeschaltung bereitgestellt, die ein Substrat, einen Dünnfilmtransistor, der über das Substrat gebildet ist, eine Passivierungsschicht, die auf dem Dünnfilmtransistor gebildet ist, einen dielektrischen Liner, der auf der Passivierungsschicht gebildet ist und leitende Leitstrukturen, die auf dem dielektrischen Liner gebildet sind, beinhaltet.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Passivierungsschicht Siliziumnitrid.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der dielektrische Liner Ätz-Stopp-Material.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Anzeigeschaltung eine dielektrische Schicht, die auf dem dielektrischen Liner, die über den leitenden Leitstrukturen gebildet ist.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die dielektrische Schicht niedrig-k-dielektrisches Material.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Anzeigeschaltung zusätzliche leitende Leitstrukturen, die auf der dielektrischen Schicht gebildet sind, wobei die leitenden Leitstrukturen, die auf dem dielektrischen Liner gebildet sind und die zusätzlichen leitenden Leitstrukturen, die auf der dielektrischen Schicht gebildet sind, im Wesentlichen eine ähnliche Widerstandsgröße zeigen.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet der Dünnfilmtransistor eine Gate-Struktur, die aus leitendem Material gebildet ist, welche einen größeren Flächenwiderstand zeigt als der der leitenden Leitstrukturen.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform wird die Gate-Struktur des Dünnfilmtransistors in der Passivierungsschicht gebildet.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Herstellen einer Anzeigeschaltung bereitgestellt, welches Bilden eines Dünnfilmtransistors über einem Substrat, Bilden einer niedrig-k-dielektrischen Schicht über dem Dünnfilmtransistor und Bilden von leitenden Leitpfaden in der niedrig-k-dielektrischen Schicht beinhaltet.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren Bilden einer Passivierungsschicht auf dem Dünnfilmtransistor, wobei die Passivierungsschicht zwischen den Dünnfilmtransistor und die niedrig-k-dielektrische Schicht gestellt ist.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren Bilden eines Oxid-Liners, der zwischen die Passivierungsschicht und die niedrig-k-dielektrische Schicht gestellt ist, wobei die leitenden Leitpfade auf dem Oxid-Liner gebildet sind.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren Bilden einer anderen dielektrischen Schicht auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht und Bilden einer gemeinsamen Elektrode für die Anzeigeschaltung auf einer anderen dielektrischen Schicht.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren Bilden von zusätzlichen leitenden Leitpfaden auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht, wobei die leitenden Leitpfade und die zusätzlich leitenden Leitpfade parallel kurzgeschlossen sind unter Verwendung von Vias, die durch die niedrig-k-dielektrische Schicht gebildet sind.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren Bilden von zusätzlichen leitenden Leitpfaden auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht, wobei die leitenden Leitpfade und die zusätzlich leitenden Leitpfade verflochten sind, um Draht-Pitch zu verringern.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren Bilden einer anderen dielektrischen Schicht auf der niedrig-k-dielektrische Schicht und Bilden eines Speicherkondensators auf der anderen dielektrischen Schicht.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform, werden elektronische Vorrichtungsanzeigestrukturen bereitgestellt, die ein Substrat, einen Dünnfilmtransistor, der über dem Substrat gebildet ist, wobei der Dünnfilmtransistor Source-Drain-Strukturen beinhaltet, die über dem Substrat gebildet sind, eine erste Gate-Struktur, die über den Source-Drain-Strukturen gebildet ist und eine zweite Gate-Struktur, die über der ersten Gate-Struktur gebildet ist, beinhaltet.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform, sind die erste Gate-Struktur aus einem ersten Material und die zweite Gate-Struktur aus einem zweiten Material, welches unterschiedlich von dem ersten Material ist, gebildet.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform, zeigt das erste Material einen Flächenwiderstand, der größer ist als der des zweiten Materials.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhalten die elektronischen Vorrichtungen Anzeigestrukturen, eine Passvierungsschicht, die auf der ersten Gate-Struktur gebildet ist und einen dielektrischen Liner, der auf der Passivierungsschicht gebildet ist, wobei die zweite Gate-Struktur auf dem dielektrischen Liner gebildet ist.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform beinhalten die elektronischen Vorrichtungsanzeigestrukturen eine erste Gate-Leitung, die mit der ersten Gate-Struktur gekoppelt ist und eine zweite Gate-Leitung, die mit der zweiten Gate-Struktur gekoppelt ist, wobei die erste Gate-Leitung rechtwinklig zu der zweiten Gate-Leitung ist.
  • Das Vorangegangene ist nur veranschaulichend für die Prinzipien dieser Erfindung und verschiedene Modifikationen können von dem Fachmann durchgeführt werden, ohne von dem Umfang und dem Geist der Erfindung abzuweichen. Die vorangegangenen Ausführungsformen können individuell oder in irgendeiner Kombination implementiert werden.

Claims (15)

  1. Anzeigeschaltung, umfassend: ein Substrat; einen Dünnfilmtransistor, der über dem Substrat gebildet ist; eine Passivierungsschicht, die auf dem Dünnfilmtransistor gebildet ist; einen dielektrischen Liner, der auf der Passivierungsschicht gebildet ist; und leitende Leitstrukturen, die auf dem dielektrischen Liner gebildet sind.
  2. Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, wobei die Passivierungsschicht Siliziumnitrid umfasst.
  3. Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, wobei der dielektrische Liner Ätz-Stopp-Material umfasst.
  4. Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine dielektrische Schicht, die auf dem dielektrischen Liner über den leitenden Leitstrukturen gebildet ist.
  5. Anzeigeschaltung nach Anspruch 4, wobei die dielektrische Schicht niedrig-k-dielektrisches Material umfasst.
  6. Anzeigeschaltung nach Anspruch 4, ferner umfassend: zusätzliche leitende Leitstrukturen, die auf der dielektrischen Schicht gebildet sind, wobei die leitenden Leitstrukturen auf dem dielektrischen Liner gebildet sind und die zusätzlichen leitenden Leitstrukturen, die auf der dielektrischen Schicht gebildet sind, im Wesentlichen eine gleiche Widerstandsgröße zeigen.
  7. Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, wobei der Dünnfilmtransistor eine Gate-Struktur beinhaltet, die aus leitendem Material gebildet ist, welches einen größeren Flächenwiderstand als das von den leitenden Leitstrukturen zeigt.
  8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Gate-Struktur auf dem Dünnfilmtransistor in der Passivierungsschicht gebildet ist.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Anzeigeschaltung, umfassend: Bilden eines Dünnfilmtransistors über ein Substrat; Bilden einer niedrig-k-dielektrischen Schicht über den Dünnfilmtransistor; und Bilden von leitenden Leitpfaden in der niedrig-k-dielektrischen Schicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bilden einer Passivierungsschicht auf dem Dünnfilmtransistor, wobei die Passivierungsschicht zwischen den Dünnfilmtransistor und die niedrig-k-dielektrische Schicht gestellt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Bilden eines Oxid-Liners, der zwischen die Passivierungsschicht und die niedrig-k-dielektrische Schicht gestellt ist, wobei die leitenden Leitpfade auf der Oxid-Liner gebildet sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bilden einer anderen dielektrischen Schicht auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht und Bilden einer gemeinsamen Elektrode für die Anzeigeschaltung auf der anderen dielektrischen Schicht.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bilden von zusätzlichen leitenden Leitpfaden auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht, wobei die leitenden Leitpfade und die zusätzlich leitenden Leitpfade parallel kurzgeschlossen sind unter Verwendung von Vias, die durch die niedrig-k-dielektrische Schicht gebildet sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bilden von zusätzlichen leitenden Leitpfaden auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht, wobei die leitenden Leitpfade und die zusätzlich leitenden Leitpfade verflochten sind, um Draht-Pitch zu verringern.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bilden einer anderen dielektrischen Schicht auf der niedrig-k-dielektrischen Schicht; und Bilden eines Speicherkondensators auf der anderen dielektrischen Schicht.
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