TWI354261B - Integrated displays using nanowire transistors - Google Patents

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TWI354261B
TWI354261B TW092127033A TW92127033A TWI354261B TW I354261 B TWI354261 B TW I354261B TW 092127033 A TW092127033 A TW 092127033A TW 92127033 A TW92127033 A TW 92127033A TW I354261 B TWI354261 B TW I354261B
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David Stumbo
Stephen Empedocles
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Nanosys Inc
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Description

(3) (3)1354261 圖〗爲使用TFTs的典型主動式矩陣[CD—主動式矩 陣LCD ]00圖。主動式矩陣LCD ]〇〇包括極化器薄膜 】10'上玻璃基底120'濾色片】30'透明電極】40'液晶 】5 0 '畫素電晶體和軌]6 0、邊緣電子]7 〇 '基座玻璃基底 ]80 '和極化器薄膜]90。畫素電晶體（和軌）1 6〇、邊緣 電子（和軌）〗7 〇、及基座玻璃基底〗8 0可被集體稱作背 板，或在此例中稱作主動式矩陣背板（即透明（前）電極 和液晶不是背板的一部分）。主動式矩陣背板一詞又可用 於意指上述不包括邊緣電子170之元件。這些層的每—個 都夾層在一起以設計出能夠用於例如膝上型電腦顯示器之 LCD顯示器。在此例中’可添加框架以支撐LCD和固定 顯示器於膝上型基座。電路系統被設置用於使膝上型電腦 可通信到L C D以顯示想要的圖形或視訊。 當影像藉由主動式矩陣顯示器100顯示時，使用TFT 和邊緣電子發送電子信號以配置液晶位在適當畫素，使得 沒有光或一點光被透射過畫素。邊緣電子可包括移位暫存 器' 使外部信號與顯示器上的信號相配之位準移位器、及 輸出緩衝器。圖2爲丁FT和邊緣電子的設計圖。圖2包 括一組薄膜行電晶體2 1 0 A到2 1 0 η、一組薄膜列電晶體 2 2 0 Α到2 2 0 η、一組導電行軌2 4 0 Α到2 4 0 η、一組導電列 軌2 5 0 Α到2 5 0 η、一組薄膜畫素電晶體’諸如薄膜畫素 電晶體230等、及一組畫素，諸如畫素260等。薄膜畫素 電晶體，諸如薄膜畫素電晶體23 0等將與每一列和行軌的 交叉點結合。畫素與列和行軌的每一交叉點結合。衋素 -6 - (4) 1354261 2 60提供一畫素例子。如此，例如當畫素23 0被 適當信號被傳送到薄膜行電晶體2 1 0 A、薄膜 220A、和薄膜畫素電晶體260。 現在，可以使用非晶矽薄膜電晶體（a - S i 多晶矽TFT (p-Si或poly-Si TFTs)或塊狀矽電 L C D顯示器中的列、行、及畫素電晶體，和其他 圍的顯示器類型。使用這些電晶體類型對顯示器 個設計上的限制。第一 '自a - S i或ρ ο 1 y _ S i產生 所結合的性能明顯小於使用塊狀矽產生的電晶體 塊狀矽通常不適用於畫素電晶體，因爲許多市面 LCDs或其他顯示器類型尺寸大於用於產生習知 晶體之矽晶圓尺寸，而且對當作畫素面板而言， 矽的成本也太高。另外，因爲LCD基底必須是 的，所以用於製造塊狀矽電晶體的矽晶圓只能夠 射顯示器專用的基底。第二、就列和行電晶體而 和po]y-Si電晶體未具有適合列及行電晶體的性 目前的LCDs或其他顯示類型在面板邊緣四周具 連以使用積體電路中的晶矽（即塊狀矽）電晶體 軌布線到外部電路系統。這些互連增加電路和總 及互連故障率，並且減少製造產量。第三、a_Si Si的極大尺寸增加顯示器的重量。第四 '因爲; 和poly-Si裝置需要極高的溫度，所以透明基底 到相當大限制’只能使用玻璃，如高溫玻璃或石 所需要的是與那些使用塊狀矽基裝置的電路 :定址時， 歹0電晶體 丁F 丁 s) Μ 晶體當作 相當大範 上產生幾 的電晶體 之性能。 上可行的 塊狀矽電 使用塊狀 淸澈透明 被用作反 i 言，a-Si 能，使得 有大量互 將列和行 成複雜性 和 Ρ 〇 1 y -製造a-Si 的選擇受 英。 系統比較 1354261 ⑹ 及電泳顯示器等顯示器技術。 在顯示器內結合使用奈米接線電晶體有許多好處。第 一 '奈米接線電晶體可定位在包括玻璃和塑膠等許多基體 上。結果，可在彈性基底上發展顯示器，開放使用彈性及 /或可滚動顯不器的許多應用。第二、與a-Si及p〇】y-Si TFTs比較時，奈米接線電晶體具有較好的性能，藉以使 與列及行電晶體結合的邊緣電子可整合在列及行軌之間。 此使得顯不器，尤其是LCDs，可增加螢幕尺寸對支托螢 幕的框尺寸之比例，並且減少外部控制電路系統的複雜 性。而且，因爲較大的a-Si及po〗y-Si TFTs容易阻擋許 多反射過或透射過諸如LCD等顯示器的光，所以習知a_ Si及poly-Si TFTs具有不良的昏暗，但是因爲奈米接線 電晶體很小，所以可減少此缺點。就諸如0 L E D s等放射 性顯示器而言’較小的電晶體使直接建構在背板上，而不 是將OLEDs建構在畫素電晶體頂部之較難的處理之 O L E D s可佔據背板區的較大部位。 下文中，參照附圖將詳細說明本發明的其他實施例、 特徵、及優點’與本發明的各種實施例之結構與操作。 【實施方式】 應明白本文中所說明的特定實施是本發明的例子，並 不用於限制本發明的範圍。事實上，爲了簡明目的，本文 並未詳細說明習知電子、製造、半導體裝置、及奈米管、 奈米棒、奈米接線、和奈米帶技術、及其他系統的功能性 -9- (7) (7)1354261 外觀（及操作系統組件的個別組件）。而且，儘管爲所討 論的特定實施提供奈米接線數目和那些奈米接線的間隔， 但是該實施並不用於成爲限制，也是可以使用各種數目的 奈米接線數目和間隔。而且，可改變奈米接線的尺寸和成 分。所說明的實施並不用於成爲限制，而是可以使用各種 尺寸和成分。 如本文中所使用一般，’’奈米接線"一詞通常意指任何 細長的導電或半導電材料，包括至少一橫剖面尺寸小於 5 00 nm、小於]〇〇 nm較佳，並且其寬高比（長：寬）大於 1 0、大於5 0較佳、大於]〇〇更好。此種奈米接線的例子 包括已發表的國際專利申請號碼 WO 02/17362、WO 0 2M 8 70 1、WO 0 1 /03 208中所說明的半導體奈米接線、碳 奈米管、和其他相同尺寸的細長導電或半導電結構。 儘管本文所說明的LCD模型主要根據結合有Si的特 性。但是仍可使用其他類型的奈米接線包括由選自例如 Si, Ges Sn, Se，Te，B，C (包括金剛鑽），P，B-C, B-P(BP6), B-Si, Si-C, Si-Ge, Si-Sn，及 Ge-Sn, SiC， BN/BP/B As, A1N/A1P/A1 As/AlSb, G aN / G a P / G a A s / G a S b， InN/InP/In As/lnSb, BN/BP/B As, A1N/A1P/A1 As/Al Sb, GaN/GaP/GaAs/GaSb, InN/InP/InAs/InSb, ZnO/ZnS/ZnSe/ZnTe, CdS/CdSe/CdTe, HgS/HgSe/HgTe, BeS/BeSe/BeTe/MgS/MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe. SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe: CuF; CuC], CuBr, Cul, AgF, AgCl, AgBr, Agl5 BeSiN2; CaCN2; ZnGeP2, CdSnAs2; -10 - (8) (8)1354261
ZnSnSb2，CuGeP3: CuSi2P3，（Cu，Ag)(Al，Ga，In, T】；Fe)(s Se, Te)2, Si3N4，Ge3N4: Al2〇35 (Al，Ga，In)2(S5 Se，Te)3 A 12 C 0及兩或多個此種半導體的適當組合之半導體材料所 組成的半導電奈米接線。 在某些觀點中，半導體可包含摻雜劑，包括選自周期 表第ΙΠ族的p型摻雜劑；周期表第V族的η型摻雜劑； 選自Β, Α1，及In的ρ型摻雜劑；選自p, As，及Sb的^趣 摻雜劑；周期表第II族的ρ型摻雜劑；選自Mg，Zn，ed 及Hg的p型摻雜劑；周期表第ιν族的p型摻雜劑；選 自C及Si的p型摻雜劑；或選自si, Ge，Sn，S，Sej Te 的n型摻雜劑。如同精於本技藝之人士所明白的一般，可 使用其他已知的半導體摻雜劑。 另外，奈米接線可包括碳奈米管、或導電或半導電有 機聚合物材料（例如’戊省、及過渡金屬氧化物） 因此’雖然本文整篇說明中所提及的’，奈米接線"一詞 僅爲了圖解說明目的’但是本文中的說明也包含奈米管的 使用。如同本文中所說明的奈米接線一般，能夠以奈米管 的組合/薄膜形成奈米管，可單獨使用與奈米接線組合以 提供本文所說明的特性和優點。此外，如同精於本技藝之 人士所知一般，奈米管無需只包含碳，也可含有諸如硼等 其他材料。 而且，需注意本發明的奈米接線之薄膜可以是"異種" 傳膜，其結合半導體奈米接線及/或奈米管、及/或不同的 奈米接線成分、及/或不同成分及/或結構特性的其任何組 ^ 11 - (10) (10)1354261 到34〇n ' —組列軌35〇a到35〇n '及一組畫素3 60A到 3 6〇Ζ。每—奈米接線行電晶體耦合於沿著自奈米接線行電 晶體延伸出的行軌之一組奈米接線畫素電晶體。例如，奈 米接線行電晶體3 ] 0Α耦合於沿著行軌34〇Α之奈米接線 畫素電晶體3 30 Α, 3 3 0Μ，及33 0S。每一奈米接線列電晶體 對耦1合於沿著自奈米接線列電晶體延伸出的列軌之一組奈 米接線畫素電晶體。例如，奈米接線列電晶體對3 20 Α耦 合於沿著列軌3 5 0 A的一組奈米接線畫素電晶體。奈米接 線畫素電晶體與對應畫素結合。例如，奈米接線畫素電晶 體330A與畫素360 A.結合。 此外’奈米接線邊緣電子（未圖示在圖3 A )可用於 控制奈米接線行、列、及畫素電晶體。奈米接線邊緣電子 也能夠用於驅動現在使用奈米接線製造的行、列、及畫素 電晶體。奈米接線邊緣電子可包括奈米接線移位暫存器、 奈米接線位準栘位器 '及奈米接線緩衝器。奈米接線移位 暫存器意指使用奈米接線電晶體實施的移位暫存器。奈米 接線位準移位器意指使用奈米接線電晶體實施的位準移位 器。奈米接線緩衝器意指使用奈米接線電晶體實施的緩衝 器。可使用奈米接線電晶體實施其他邊緣電子類型。 操作時，當畫素強度改變時，電壓施加到畫素所在的 行之奈米接線行電晶體。畫素所在的列之奈米接線列電晶 體將被接通以使電流流到奈米接線畫素電晶體。當奈米接 線畫素電晶體接通時，電流流經奈米接線畫素電晶體以使 電壓遍及畫素各處，大約與施加於行的電壓相同以產生想 -13 - (11) (11)1354261 要的透過畫素之光強度。 儘管圖3A展示行、列、及畫素電晶體是奈米接線電 晶體的實施例。但是在其他實施例中，奈米接線電晶體和 a-Si或po】y-Si電晶體的任何組合可當作行、列、及畫素 電晶體。例如’在一實施例中，畫素電晶體可以是a_ s i TFTs或p〇ly.Si TFTs及列及行電晶體可以是奈米接線電 晶體。此是相當吸引人的選擇，因爲畫素電晶體的性能需 求相當低’而且能夠以a_ Si TFTs就可輕易達成。在另一 例子中’列電晶體可以是a-Si或poly-Si TFTs，列和畫素 電晶體可以是奈米接線電晶體。在另一例子中，列電晶體 可以是a-Si或poly-Si TFTs，及行和畫素電晶體可以是奈 米接線電晶體。在另一例子中，畫素電晶體和行電晶體可 以是a-Si或poly-Si TFTs，及列電晶體可以是奈米接線電 晶體。 圖3B爲根據本發明的實施例之LCD 3 0 0的一部位 3 90之詳圖。圖3B強調使用奈米接線電晶體之LCD的一 些觀點，即一對奈米接線列電晶體將耦合於每一列軌及每 一畫素具有與它有關的電阻和電容，此對電晶體的設計考 量將產生影響。應注意列及行軌將也具有與它們有關的電 阻和電容’也將對設計標準產生影響。奈米接線列電晶體 3 22及324形成奈米接線列電晶體對3 2 0A ’並且耦合於 在列軌 350A正上方的奈米接線畫素電晶體3 3 0A及 3 3 0 B 〇如同下面更詳細說明的圖5 —般’奈米接線列電晶 體3 2 2及3 2 4用於將諸如奈米接線畫素電晶體33 〇A及 -14 - (12) (12)1354261 3 3 Ο B等奈米接線畫素電晶體接通及斷開。 此外’圖3B爲每~畫素將具有與畫素有關的電容和 電阻之圖。例如，畫素360A包括電容Cled、電容Cs、及 電阻Rud。電容Cled表示與畫素360A內的液晶有關之電 容。電阻Rud表示與與畫素360A內的液晶有關之電阻。 電容C s表示被添加以提高性能之儲存電容。 依據本文中的原則，精於本技藝之人士將能夠把奈米 接線電晶體結合到LCD，而無需過度的實驗。而且，儘管 設計工具使用特定的奈米接線電晶體類型，但是該例子並 不成爲限制。精於本技藝之人士能夠應用本文中的原則和 下文中將討論到的設計工具中所使用的槪念，以利用具有 諸如奈米晶體材料、摻雜、接線數目、和定位等各種特徵 廣泛範圍的奈米接線半導體發展整合性的LCDs或其他顯 不器類型。 本發明人發展奈米接線LCD設計工具以證明使用奈 米接線電晶體當作驅動L C D的畫素內液晶之電子的可行 性。工具包括使用者介面' LCD設計輸入元件、奈米接線 特徵輸入元件、電晶體需求引擎、及奈米接線設計引擎。 使用者介面讓使用者可輸入設計標準和顯示結果。LCD設 計輸入元件收集有關LCD類型的資訊（如LCD尺寸、畫 素密度等）。奈米接線特徵輸入元件收集有關奈米接線特 徵的資訊，包括尺寸、奈米接線晶體材料、摻雜、和相關 性能特徵。電晶體需求引擎產生列、行、及畫素電晶體所 需的性能需求。奈米接線設計引擎接收當作電晶體需求引 -15 - (13) (13)1354261 擎的輸入和輸出並且決定特定脾用w _ & #半& ^ < k用所需的奈米接線電晶體 類型。 奈米接線L C D設計工具袖田·^ =2Jt αα立4 $他用於證明奈米接線電晶體 可用於驅動L C D內的畫素。储函^ θ . 便用該工具也幫助驗證在 LCD內使用奈米接線電晶體的獨特優點。 在分析中，爲奈米接線特徵使用保守的假設。尤其 是，大約典型塊狀砂値的-半之表面移動率（以被使 用當作一標準，適用於說明與摻雜有關的移動率減低之 (M s )對摻雜。摻雜假設乃閘極控制電晶體的電導之通 道中是Na = 10】7/cm3，而無閘控的源極和吸極中是_ = 1 0 19/cm3。通道、源極 '及吸極的長度每—個皆被假設爲 1 0 m。這些假設是保守的，以確保可使用最低成本的平 版印刷術。 此外，假設使用周圍閘極’即意謂閘極接觸圍繞著奈 米接線。而且’假設奈米接線具有核心殼體設計，具有生 長在奈米接線核心周圍的氧化矽及應用在氧化物周圍的閘 極。使用此方法，6 0 n m直徑的矽核心奈米接線假設具有 4〇 nm厚的Si02殻體，使得奈米接線具有14〇 nm總直 徑。最後，假設保守的臨界和驅動電壓，使得臨界電壓 (Vt)假設成兩volts及驅動電壓（Vd)假設成五v〇lts。 a - S i及ρ ο I y · S i電晶體的驅動電壓典型上較高。所使用的 電壓假設與典型上積體電路內所使用的電壓一致。倂入全 文在本文中作爲參照之2 002，9, 30所發表的U. S.臨時申 請案號碼 60/4 1 4,3 2 3 及 2 003, 5; 7 所發表的 60/468,2 7 6 -16 - (14) 1354261 說明奈米接線半導體和提供支持這些俑 注意無需保角閘極及/或保角氧化閘極 板電子。 LCD面板假設是依據現存LCD谊 其是，LCD面板被假設具有60 Hz更 R G B畫素解析度之21英吋對角線的顯 畫素而言，具有三畫素（紅、綠、及藍 大約是1 1 0 μ m及列距大約是3 3 0 /i m ' 設與每一畫素有關。列軌被假設成是1 的鋁（A1 )。列絕緣被假設成由大於0 成。彳T軌也被假設成是]寬及2# 行絕緣被假設成由大於2 y m厚的Si02 參數選擇決定軌的電阻和電容。交替地 電容和電阻在一起的軌電阻和電容決 快，及列、行、及畫素電晶體內所需的 依據這些LCD標準，工具製造定 電晶體的需求之輸出。精於本技藝之人 電晶體尺寸的方法。見例如5 / 4 ,] 9 9 7 期刊第 339-404 頁之 Satoru 丁〇111〗13等_> 整合性薄膜電晶體驅動電路之電晶體& 是，就畫素電晶體而言，模型決定畫 1 · 6 Μ 〇 h m s的接通電阻，並且需要大於 電阻。接通和斷開電阻的決定是根據種 斷開電阻必須是高的以避免畫素內不想 丨設的性能資料。需 仍可製造類似的背 丨板的典型特徵。尤 新率的1024 X 768 示器。就每一 RGB )。因此，行距將 > 一 PF的電容被假 寬及丨以^厚 • 5/im厚的Si02製 m厚的鋁（A1 )。 製成。列和行軌的 ’與畫素和電晶體 定該線可開關的多 性能位準。 義行、列、及畫素 士將知道安排TFT 的資訊顯示器協會 、所發表的"AM LCD 5尺寸安排"。尤其 素電晶體需要低於 835 Gohms的斷開 種因素。尤其是， 要的閃爍作用。爲 -17 - (15) (15)1354261 了避免閃爍，遍及畫素的電容電壓必須慣性滑行在更新 (假設 60 Hz更新率）之間的]6.6ms而沒有明顯的洩 漏。洩漏率是奈米接線畫素電晶體的斷開電阻之函數。 LCD電阻或電晶體中的洩漏將使畫素上的電壓在更新期間 產生變化，引起畫素中不想要的閃爍。就分析目的而言， 假設畫素上的電壓改變不會大於更新之間的1 0%。另一方 面’接通電阻必須足夠低以便使畫素在有效時間內變化》 分解這些標準中的因子可導出上述的接通和斷開電阻。 一旦知道這些電阻，就可決定電晶體所需的奈米接線 數目。工具決定所使用的假設，具有少至只有一奈米接線 的奈米接線畫素電晶體可滿足設計限制。多於一個奈米接 線也可被接受。 圖4爲根據本發明的實施例之L C D內四奈米接線畫 素電晶體圖。如同分析結果所建議一般，圖式圖解說明使 用一接線奈米接線畫素電晶體。所圖不的L C D部位包括 四一接線奈米接線畫素電晶體 41〇A，410B，410C，及 4 1 0 D ;包括綠畫素4 2 0的幾個畫素；列軌4 3 0 ;及行軌 44〇。奈米接線電晶體4 1 0C的一端連接到與綠畫素420結 合之如銦錫氧化物透明導體。銦錫氧化物導體被用於施加 電壓到液晶晶格的一側。奈米接線畫素電晶體的另一端連 接到行軌44〇。在這些連接點之間的一點上，奈米接線畫 素電晶體4 I oc連接到列軌43 0。此連接點充作奈米接線 畫素電晶體4 ] 0C的閘極。基本槪念係施加到列軌43 0的 電壓將奈米fe線靈素電晶體4 ] 0 C接遇和斷開。在其他實 -18 - (16) (16)1354261 施例中，在奈米接線畫素電晶體內可使用大於一的奈米接 線。 分析也爲奈米接線列電晶體產出設計結果，證明使用 奈米接線電晶體當作列電晶體的可行性。使用工具決定列 電晶體的目前設計需求可滿足含至少】5 0奈米接線的奈米 接線電晶體。另一被檢視的考量是一對奈米接線列電晶體 是否安裝在兩列軌之間。模型計算證明成對奈米接線列電 晶體的尺寸明顯小於列軌之間的距離（大約小於4_ 1 0 % )’如此奈米接線電晶體可容易地放置在兩軌之間。 在其他實施例中，可使用較高移動率的奈米接線，如 此每一電晶體需要的奈米接線較少。此外，可依據想要的 畫素尺寸衡量這些數目。 圖5爲根據本發明的實施例之l C D內一對奈米接線 列電晶體圖。圖式包括奈米接線列電晶體5〗〇、奈米接線 列電晶體5 2 0、畫素53〇 '奈米接線畫素電晶體54〇、行 軌5 5 0、列軌5 6 〇、高軌5 7 〇 '閘極軌5 7 2、低軌5 74、及 闊極軌5 7 6。奈米接線列電晶體5 I 〇包括成組奈米接線 5 1 5。同樣地’奈米接線列電晶體52〇包括成組奈米接線 5 2 5。奈米接線列電晶體5；[〇及52〇被用於將奈米接線畫 素電晶體5 4 0接通和斷開。 奈米接線列電晶體5丨〇之成組奈米接線5丨5的—側耦 合於列軌5 6 0 ’而另—側耦合於高軌5 7 〇。高軌5 7 〇連接 到接通電壓。共同充作電晶體閘極的成組奈米接線5 ] 5上 的這些連接之間的每一奈米接線上之點連接到閘極軌 -19 - (17) (17)1354261 5 72 » 奈米接線列電晶體5 2 0之成組奈米接線5 2 5的一側耦 合於列軌5 6 0，而另一側耦合於低軌5 7 4。低軌5 74連接 到接地。共同充作電晶體閘極的成組奈米接線5 2 5上的這 些連接之間的每一奈米接線上之點連接到閘極軌5 76。 當接通奈米接線畫素電晶體5 6 0時，閘極電壓施加在 閘極軌572上以接通奈米接線列電晶體5 ] 0。同時，接地 施加在閘極軌5·76上以斷開奈米接線列電晶體5 2 0。結 果，閘極電壓連接到奈米接線畫素電晶體閘極5 45以接通 奈米接線畫素電晶體54 0。當斷開奈米接線畫素電晶體 5 ] 0時，相反情形發生。自閘極軌5 72去除閘極電壓以斷 開奈米接線列電晶體5 1 0。而且同時，閘極電壓施加到閘 極軌5 7 6以接通奈米接線列電晶體5 2 0。結果，奈米接線 畫素電晶體閘極54 5的閘極電壓被驅動到接地以斷開奈米 接線畫素電晶體5 4 0。 分析也爲奈米接線行電晶體產生設計結果，證明使用 奈米接線電晶體當作行電晶體的可行性。使用工具決定目 前設計需求可滿足含至少3 0 0 0奈米接線的奈米接線電晶 體。行電晶體對奈米接線的需求大於其他電晶體類型，因 爲行電晶體具有較短的充電時間周期及行線具有明顯的電 容量，所以需要具有較低的接通電阻。如同在奈米接線列 電晶體的例芋中一般，工具證明奈米接線電晶體可安裝於 行軌之間。在每一例子中，如上述，奈米晶體材料類型、 摻雜程度 '及其他因素將對符合性能標準所需的特定奈米 -20- (18) (18)1354261 接線數目產生影響。 圖6爲根據本發明的實施例之LCD內兩奈米接線行 電晶體圖。圖式包括奈米接線行電晶體6 ] 〇、奈米接線行 電晶體6 2 0、行軌63 0、視訊軌64 0 '及閘極軌6 5 0。奈米 接線行電晶體6 1 0包括成組奈米接線6 1 5。奈米接線行電 晶體6 1 0可被用於施加電壓到耦合於行軌6 3 〇之奈米接線 畫素電晶體。 奈米接線行電晶體6 ] 0之成組奈米接線6 1 5的一側耦 合於行軌63 0，而另一側耦合於視訊軌64 0。視訊軌640 連接到用於驅動耦合於行軌63 0的奈米接線畫素電晶體之 高電壓。此視訊電壓設定畫素電壓及畫素亮度。共同充作 電晶體閘極的成組奈米接線6 ] 5上的這些連接之間的每一 奈米接線上之點連接到閘極軌6 5 0。閘極軌6 5 0被連接以 控制用於將畫素的行接通和斷開之電路系統。 如同自圖3 A, 3 B , 4，5，及6可觀察到的一般，奈米接 線可被置放在同一方向。即在此例中，所有奈米接線是水 平的，使置放奈米接線在基底上比若奈米接線是在多重方 向中來的容易。2002，9，3 02 002，9, 30所發表的U. S.臨 時申請案號60/4 1 4,323說明達成此定位類型的方法。此 外，根據特定的設計標準，奈米接線可被置放在其他方 向。而且，用於形成畫素、列、或行電晶體的奈米接線數 目將是設計標準的函數，可包括大於兩奈米接線、大於奈 米接線、大於一百奈米接線、及大於一千奈米接線，但並 不侷限於此。 -21 - (19) 1354261 而且，使用奈米接線電晶體的顯示器可被 基座玻璃基底1 80等基座基底上，具有廣泛的 是，基座基底的材料可包括玻璃、塑膠、聚合 金屬、或紙張，但並不侷限於此。此外，基座 特徵可包括透明材料、半透明材料、不透明材 料、極化入射光的材料、不極化入射光的材料 限於此。最後，基座基底的材料可以是”低溫” 化溫度可包括低於5 0 0 °F、低於3 0 0 °F、低於 於1 0 0 °F的溫度，但並不侷限於此。 結論 已陳述本發明的示範性實施例。本發明並 些例子。本文中所陳述的這些例子僅用於圖解 制。精於本技藝之人士根據本文中的原則將可 擇（包括本文所說明的那些之同等物、延伸、 等）。此種其他選擇落在本發明的範圍和精神丨 【圖式簡單說明】 將參照附圖說明本發明。在圖式中，相同 示同一或功能類似的元件。以對應參照號碼中 字表示元件第一次出現的圖式。 圖1爲主動式矩陣LCD圖。
圖2爲用於定位LCD內的畫素之TFT 圖。 形成在諸如 特徵。尤其 物、晶體、 基底的材料 料、有色材 ’但並不侷 材料’其熔 2 00T、低 不局限於這 說明而非限 明白其他選 變化 '偏差 參照號碼表 的最左邊數 和邊緣電子 -22 - (20) 1354261 11 3 A胃根據本發明的實施例之使用奈米接線電晶體 的LCD圖。 11 3 B爲根據本發明的實施例之使用奈米接線電晶體 的LCD之詳細部位圖。 圖4爲根據本發明的實施例之L C D內四奈米接線畫 素電晶體圖。 圖5爲根據本發明的實施例之[CD內一對奈米接線 列電晶體圖。 圖6爲根據本發明的實施例之l C D內兩奈米接線行 電晶體圖。 主要元件對照表 100 主動 110 極化 1 20 上玻 1 3 0 濾色 1 40 透明 1 5 0 液晶 1 60 畫素 1 70 邊緣 1 80 基座 1 90 極化 2 ] 0 A 薄膜 式矩陣液晶顯示器· 器薄膜 璃基底 片 電極 電晶體和軌 電子 玻璃基底 器薄膜 行電晶體 -23- (21)1354261 2 I OB 薄 膜 行 電 晶 體 2 1 OC 薄 膜 行 電 晶 體 2 ] OD 薄 膜 行 電 晶 體 2 1 OE 薄 膜 行 電 晶 體 2 ] On 薄 膜 行 電 晶 體 22 0A 薄 膜 列 電 晶 體 2 2 OB 薄 膜 列 電 晶 體 2 20C 薄 膜 列 電 晶 體 2 20D 薄 膜 列 電 晶 體 220E 薄 膜 列 電 晶 體 2 20F 薄 膜 列 電 晶 體 220n 薄 膜 列 電 晶 體 2 3 0 薄 膜 畫 素 電 晶體 240A 導 電 行 軌 240B 導 電 行 軌 240C 導 電 行 軌 240D 導 電 行 軌 240E 導 電 行 軌 240n 導 電 行 軌 250A 導 電 列 軌 250B 導 電 列 軌 250C 導 電 列 軌 250D 導 電 列 軌 25 0E 導 電 列 軌 -24 (22)1354261 2 5 0η 導 電 列 軌 260 童 里 素 3 00 液 晶 顯 示 器 3 1 0 A 71^ 米 接 線 行 電 晶 體 3 1 OB 六 米 接 線 行 電 晶 體 3 1 OC 太 米 接 線 行 電 晶 體 3 1 On 六 米 接 線 行 電 晶 體 3 20 A 奈 米 接 線 列 電 晶 體 對 3 20B 奈 米 接 線 列 電 晶 體 對 3 2 On 奈 米 接 線 列 電 晶 體 對 3 22 奈 米 接 線 列 電 晶 體 3 24 奈 米 接 線 列 電 晶 體 3 3 0 A 奈 米 接 線 畫 素 電 晶 體 3 3 OB 奈 米 接 線 畫 素 電 晶 體 3 SOM 奈 米 接 線 畫 素 電 晶 體 3 3 0 S 奈 米 接 線 畫 素 電 晶 體 3 3 0Z 奈 米 接 線 畫 素 電 晶 體 3 40 A 導 電 行 軌 340B 導 電 行 軌 340C 導 電 行 軌 3 4 On 導 電 行 軌 3 50A 列軌 3 5 0B 列 軌 3 5 On 列軌 (23)1354261 3 6 0 A 畫素 3 6 0B 畫素 3 6 0Z 畫素 3 90 部位 400 液晶顯不器 4 1 0 A 一接線奈米接線畫素電晶體 4 1 OB 一接線奈米接線畫素電晶體 4 ] OC 一接線奈米接線畫素電晶體 4 1 OD 一接線奈米接線畫素電晶體 420 綠畫素 43 0 列軌 440 行軌 500 液晶顯不器 5 10 奈米接線列電晶體 5 1 5 奈米接線 520 奈米接線列電晶體 525 奈米接線 530 畫素 540 奈米接線畫素電晶體 545 奈米接線畫素電晶體閘極 5 50 行軌 5 60 列軌 5 70 局軌 5 72 鬧極軌 -26 - (24) 低軌 閘極軌 奈米接線行電晶體 奈米接線 奈米接線行電晶體 行軌 視訊軌
電容 電容 電阻
-27 -

Claims (1)

1354261 ’醉?月乡日修正替換頁 附件5A :第092 1 2703 3號申請專利範圍修正本 民國100年8月3日修正 拾、申請專利範圍 / 1. 一種用於顯示器內的主動式矩陣背板，包含： 複數畫素； 至少一複數行電晶體及複數列電晶體， 其中該複數行電晶體內的行電晶體施加電壓遍及複數 畫素電晶體的子集，及 其中該複數列電晶體內的至少兩列電晶體將對應像素 電晶體接通和斷開，及 複數畫素電晶體，其中該複數畫素電晶體內的畫素電 晶體控制該複數畫素內的對應畫素，其中該複數畫素電晶 體內的每一畫素電晶體、該複數行電晶體內的每一行電晶 體、及該複數列電晶體內的每一列電晶體是奈米接線電晶 體’而該奈米接線電晶體包含在該電晶體的第一源極電極 和第一吸極電極之間延伸的複數奈米接線，其中該奈米接 線包括由第一材料所製成的核心以及由第二材料所製成並 配置於該核心附近的殼體層，其中該第一材料在組成上和 該第二材料不同，以及其中每一奈米接線電晶體包含足以 至少以想要的速率充電和放電一畫素之平均奈米接線數。 2·根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中每一行奈米接線電晶體包含至少在源極和吸極電極之間 延伸的至少一百奈米接線。 3.根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 1354261 卜·Ρ月3日修正替換頁 1 中每一列奈米接線電晶體包含至少在源極和吸極電極之間 延伸的至少100奈米接線。 4. 根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，另 外包含奈米接線邊緣電子。 5. 根據申請專利範圍第4項之主動式矩陣背板，其 中奈米接線邊緣電子包括奈米接線緩衝器。 6. 根據申請專利範圍第4項之主動式矩陣背板，其 中奈米接線邊緣電子包括奈米接線移位暫存器。 7. 根據申請專利範圍第4項之主動式矩陣背板，其 中奈米接線邊緣電子包括奈米接線位準移位器。 8. 根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是液晶顯示器。 9. 根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是有機發光二極體顯示器（OLED)。 10.根據申請專利範圍第9項之主動式矩陣背板，其 _ 中該OLED包括奈米晶體。 11·根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是電泳顯示器。 I2·根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是電漿顯示器。 13.根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是電色顯示器。 1 4.根據申請專利範圍第丨項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是微機電（MEMs )顯示器。 1354261 缺⑽3修正替換頁 15. 根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是微鏡顯示器。 16. 根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯不器是場發射顯示器。 17. 根據申請專利範圍第16項之主動式矩陣背板， 其中顯示器是奈米管場致放射顯示器。 18. 根據申請專利範圍第丨項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是堅硬的。 19. 根據申請專利範圍第丨項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是彈性的。 2 0.根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中顯示器是非平面的。 21. —種具有基座基底之液晶顯示器，包含： (a) 複數畫素； (b) 複數畫素電晶體，其中該複數畫素電晶體內的 畫素電晶體控制該複數畫素內的對應畫素； (c )複數行電晶體，其中該複數行電晶體內的行電 晶體施加電壓遍及該複數畫素電晶體的子集；及 (d )複數列電晶體，其中該複數列電晶體內的至少 兩列電晶體將對應畫素電晶體接通和斷開，其中（i)該複數 畫素電晶體、（Π)該複數行電晶體、及（iii)該複數列電晶 體的至少其中之一是奈米接線電晶體’而該奈米接線電晶 體包含在該奈米接線電晶體的第一源極電極和第一吸極電 極之間延伸的複數奈米接線，其中該奈米接線包括由第— -3- 1354261 材料所製成的核心以及由第二材料所製成並配置於該核心 附近的殼體層，其中該第一材料在組成上和該第二材料不 同，以及其中每一奈米接線電晶體包含足以至少以想要的 速率充電和放電一畫素之平均奈米接線數。 22. 根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器’另外 包含奈米接線邊緣電子。 23. 根據申請專利範圍第22項之液晶顯示器’其中 0 奈米接線邊緣電子包括奈米接線緩衝器。 2 4.根據申請專利範圍第22項之液晶顯示器，其中 奈米接線邊緣電子包括奈米接線移位暫存器。 25. 根據申請專利範圍第22項之液晶顯示器，其中 奈米接線邊緣電子包括奈米接線位準移位器。 26. 根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 該複數畫素電晶體內的畫素電晶體、該複數行電晶體內的 行電晶體、及該複數列電晶體內的列電晶體是奈米接線電 φ晶體。 27. 根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 (i)該複數畫素電晶體、（Π)該複數行電晶體、及（iii)該複 數列電晶體的至少其中之一是a- S i (非晶矽）薄膜電晶 體。 2 8 .根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 (i)該複數畫素電晶體、（ii)該複數行電晶體、及（iii)該複 數列電晶體的至少其中之一是塊狀矽薄膜電晶體。 29.根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 -4- 1354261 /桃？月$日修正替換頁 ⑴該複數畫素電晶體、（Π)該複數行電晶體、及（Ui)該複 數列電晶體的至少其中之一是有機半導體。 3 0 .根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 ⑴該複數畫素電晶體、（ii)該複數行電晶體、及（Hi)該複 數列電晶體的至少其中之一是p〇ly-Si (多晶矽）薄膜電 晶體。 3 1 .根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 用於形成電晶體的奈米接線實際上平行排列。 32. 根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 接線實際上以隨機和等向其中之一的方式排列。 33. 根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 奈米接線行電晶體位在行軌之間。 3 4 .根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 奈米接線行電晶體位在與行軌同軸。 3 5 .根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 奈米接線列電晶體位在列軌之間。 3 6 ·根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 奈米接線列電晶體位在與列軌同軸。 3 7.根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中 奈米接線電晶體包含連接奈米接線電晶體的源極到吸極電 極之至少十奈米接線。 3 8 .根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 奈米接線電晶體包含連接奈米接線電晶體的源極到吸極電 極之至少一百奈米接線。 -5- 1354261 -- 年f月）日修正替換頁 ~一 - 39.根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 基座基底是彈性材料。 40. 根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 基座基底是具有低於500T熔化溫度之低溫材料。 41. 根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 基座基底是塑膠。 42. 根據申請專利範圍第21項之液晶顯示器，其中 基座基底是半透明材料。 43. —種用於顯示器內之主動式矩陣背板，包含： 複數畫素：及 複數非晶矽畫素電晶體，其中該複數畫素電晶體內的 畫素電晶體控制該複數畫素內的對應畫素；及 複數行電晶體’其中該複數行電晶體內的行電晶體施 加電壓遍及該複數畫素電晶體的子集，及其中該複數畫素 電晶體內的每一行電晶體是奈米接線電晶體，而該奈米接 馨線電晶體包含在該電晶體的第一源極電極接點和第一吸極 電極接點之間延伸的複數奈米接線，其中該奈米接線包括 由第一"材料所製成的核心以及由第二材料所製成並配置於· 該核心附近的殼體層’其中該第~材料在組成上和該第二 材料不同’以及其中每一奈米接線電晶體包含足以至少以 .想要的速率充電和放電一畫素之平均奈米接線數。 44_根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，其 中該第一材料包括砂以及該第—材料包括二氧化砂（Si〇2 -6 - 1354261 45. 外包含配 46. 第一材料 47. 中每一奈 伸的至少 月》日修正替換頁j 根據申請專利範圍第1項之主動式矩陣背板，另 置在該殻體層附近的閘極接點。 根據申請專利範圍第2 1項之液晶顯示器，其中該 包括砍以及該第二材料包括二氧化矽（Si〇2)。 根據申請專利範圍第43項之主動式矩陣背板，其 米接線電晶體包含至少在源極和吸極電極之間延 一百奈米接線。
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