TWI475617B - 具有具降低負載之氧化物薄膜電晶體（ｔｆｔ）之顯示像素 - Google Patents

具有具降低負載之氧化物薄膜電晶體（ｔｆｔ）之顯示像素 Download PDF

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Description

具有具降低負載之氧化物薄膜電晶體(TFT)之顯示像素
本發明大體而言係關於液晶顯示器(LCD)，且更具體而言，係關於可用以形成此等LCD之像素的氧化物薄膜電晶體(TFT)。
此章節意欲向讀者介紹此項技術之各種態樣，該等態樣可有關下文所描述及/或主張的本發明之技術之各種態樣。咸信此論述有助於向讀者提供背景資訊來促進較好地理解本發明之各種態樣。因此，應理解，應照此而不是作為對先前技術之認可來閱讀此等闡述。
諸如液晶顯示器(LCD)之平板顯示器通常用於廣泛多種電子裝置中，該等電子裝置包括諸如電視、電腦及手持式裝置(例如，蜂巢式電話、音訊及視訊播放器、遊戲系統，等等)之消費者電子產品。此等顯示器面板通常以相對薄之封裝提供適合用於多種電子商品中的平面顯示器。另外，此等裝置相比於相當的顯示技術通常使用較少電力，從而使其適合用於電池供電之裝置中或需要最小化電力使用的其他情形中。
LCD裝置通常包括配置成矩陣之圖像元素(影像像素)以顯示可由使用者感知之影像。矩陣(有時稱作陣列)包括鄰近液晶材料層配置之薄膜電晶體(TFT)的列及行，其中每一TFT表示一影像像素。當一電場施加至每一像素中之液晶材料時，LCD裝置之個別像素可可變地准許光通過，該 電場可基於像素電極與共同電極之間的電壓差而產生。當啟動電壓施加至該像素之TFT之閘極且資料信號電壓施加至其源極時，該像素之TFT將電壓差傳遞至像素電極上。藉由控制可自每一像素發射之光的量，LCD結合彩色濾光器陣列可使看得見的彩色影像被顯示。
然而，供應閘極啟動電壓之閘極線與像素之其他組件之間的寄生電容可導致出現某些視覺假影，諸如，影像黏著(例如，閘極線與像素電極及/或TFT之汲極之間的寄生電容)及/或綠色著色(例如，閘極啟動信號與用於液晶對準之液晶材料及/或聚醯亞胺材料之間的DC電壓耦合效應。此等視覺假影可降低顯示器之準確度。另外，在一些LCD裝置中，TFT之某些性質導致閘極線及/或共同電極中之較大RC負載。此可降低TFT切換效能，其亦可引起視覺假影。隨著LCD解析度提高以及像素變得更密集封裝，此等問題可變得更顯著。
另外，在現有LCD中，TFT可包括通常使用基於矽之材料(諸如，非晶矽(a-Si)、多晶矽(多晶Si)或微晶矽)製造的作用層。此等基於矽之材料通常具有按比例縮放限制，意謂該等材料一旦縮小至某一大小，其一般不能在不影響操作的情況下再進一步減小大小。另外，彩色濾光器陣列之不透明黑遮罩部分的尺寸通常經選擇以使得TFT、閘極線及源極線在自LCD之正面看時由黑遮罩覆蓋。因此，由於自LCD裝置之背光發射的光不能透射通過黑遮罩，因此LCD之總透射率至少部分由黑遮罩之尺寸限制，而黑遮罩 之尺寸又受TFT、閘極線及資料線之大小限制。
下文闡述本文中所揭示之特定實施例的概述。應理解，僅為了向讀者提供此等特定實施例之簡要概述而呈現此等態樣，且此等態樣並不意欲限制本發明之範疇。實際上，本發明可包括下文中可能未闡述之多種態樣。
下文描述之實施例大體上係關於用於顯示裝置中之薄膜電晶體(TFT)。舉例而言，該顯示裝置可包括具有配置成列及行之多個像素的液晶顯示器(LCD)面板，其中每一列對應於閘極線且每一行對應於源極線。該等像素中之每一者包括像素電極及TFT。該TFT可包括位於源極與汲極之間的金屬氧化物半導體作用層。對於每一TFT，可在源極及/或汲極下方之區中在對應閘極線中形成孔。該等孔可經形成以使得該源極及該汲極僅部分與該等孔重疊。該等孔之存在減小此等區內之閘極線的面積，此可降低寄生電容且改良RC負載。此可提供改良之面板效能，改良之面板效能可減少某些視覺假影(諸如，影像黏著、綠色著色，等等)之出現，同時改良色彩準確度。
上文所指出之特徵之各種改進可關於本發明之各種態樣而存在。其他特徵亦可併入於此等各種態樣中。此等改進及額外特徵可個別地或以任何組合存在。舉例而言，下文關於該等所說明實施例中之一或多者而論述的各種特徵可單獨地或以任何組合併入至本發明之上述態樣中的任一者中。再次，上文所呈現之簡要概述僅意欲使讀者熟悉本發 明之實施例之某些態樣及上下文，而非限制所主張標的物。
在研讀以下詳細描述之後且在參看圖式之後可更佳地理解本發明之各種態樣。
下文將描述本發明之一或多個特定實施例。此等所描述實施例僅為當前揭示之技術的實例。另外，為了提供此等實施例之簡明描述，在本說明書中可能並未描述實際實施方案之所有特徵。應瞭解，在任一此實際實施方案之開發中(如在任一工程或設計專案中)，必須作出許多實施方案特定決策來達成開發者之特定目標，諸如遵守系統相關及商務相關約束，該等目標可隨實施方案而變化。此外，應瞭解，此開發努力可為複雜且耗時的，然而，但對於受益於本發明的一般熟習此項技術者而言將為設計、生產，及製造中之常規任務。
當介紹本發明之各種實施例之元件時，字「一」及「該」意欲意謂存在該等元件中之一或多者。術語「包含」、「包括」及「具有」意欲為包括性的且意謂除所列元件外還可存在額外元件。下文所論述之實施例意欲為本質上為說明性之實例，且不應解釋為意謂本文中所描述之特定實施例在本質上必然為較佳的。另外，應理解，對「一個實施例」、「一實施例」、「一些實施例」及其類似者之參考不意欲解釋為排除亦併有所揭示特徵之額外實施例的存在。
圖1提供說明具有顯示器12之電子裝置10之實例的方塊圖。顯示器12可包括一種液晶顯示器(LCD)，該液晶顯示器(LCD)具有包括根據本發明之態樣之具有自金屬氧化物半導體材料形成的作用層之薄膜電晶體(TFT)(本文中稱作「金屬氧化物TFT」)的像素。如下文將進一步詳細論述，利用此等金屬氧化物TFT之LCD可展現改良之影像品質與視覺假影的減少，此至少部分歸因於降低之RC負載及降低之寄生電容，且該LCD亦可經組態以與某些習知LCD(諸如，利用具有基於矽之作用層之TFT的LCD)相比具有提高之透射率。
電子裝置10可為包括顯示器12之任何類型的電子裝置，諸如，膝上型或桌上型電腦、行動電話、數位媒體播放器或其類似者。圖1中描繪之功能區塊可包括硬體元件(例如，電路)、軟體元件(例如，儲存於諸如硬碟機或系統記憶體之電腦可讀媒體上的電腦程式碼)，或硬體與軟體元件兩者之組合。應注意，圖1僅為特定實施方案之一個實例且意欲說明此裝置中可存在之組件的類型。舉例而言，在所說明實施例中，此等組件可包括上文參考之顯示器12，以及輸入/輸出(I/O)埠14、輸入結構16、一或多個處理器18、記憶體裝置20、非揮發性儲存器22、擴充卡24、RF電路26，及電源28。
如上文所論述，顯示器12可包括LCD且可顯示由電子裝置10產生的各種影像。舉例而言，顯示器12可為使用邊緣場切換(FFS)、共平面切換(IPS)或用於操作此等LCD裝置 之其他技術的LCD。顯示器12可為利用多個色彩通道(諸如，紅色、綠色及藍色通道)之彩色顯示器以用於產生彩色影像。如下文進一步論述，呈LCD之形式的顯示器12可包括具有金屬氧化物TFT陣列之面板，該等金屬氧化物TFT可經組態以藉由提供降低之RC負載及寄生電容來減少視覺假影，因而改良總影像品質。在一個實施例中，該顯示器可為具有每英吋300或更多像素之高解析度LCD顯示器，諸如，可自California之Cupertino之Apple Inc.購得之Retina Display®。此外，在一些實施例中，顯示器12可結合諸如觸控螢幕之觸敏元件而提供，該觸敏元件可充當電子裝置10之輸入結構16中的一者。舉例而言，觸控螢幕可基於與使用者之手指或與觸控筆的接觸而感測輸入。
處理器18可控制裝置10之一般操作。舉例而言，處理器18可提供處理能力以執行裝置10之作業系統、程式、使用者及應用程式介面，及任何其他功能。處理器18可包括一或多個微處理器，諸如，一或多個通用微處理器、特殊應用微處理器(ASIC)，或此等處理組件之組合。舉例而言，處理器18可包括基於x86或RISC指令集架構之一或多個處理器，以及專用圖形處理器(GPU)、影像信號處理器、視訊處理器、音訊處理器及/或相關晶片集。僅舉例而言，處理器18可包括可自Apple Inc.購得之系統單晶片(SoC)處理器的型式，諸如A4或A5處理器之型式。
待由處理器18處理之指令或資料可儲存於電腦可讀媒體(諸如，記憶體裝置20)中。記憶體裝置20可作為揮發性記 憶體(諸如，隨機存取記憶體(RAM))，或作為非揮發性記憶體(諸如，唯讀記憶體(ROM))，或作為RAM與ROM裝置之組合而提供。記憶體20可儲存多種資訊，且可用於各種目的。舉例而言，記憶體18可儲存裝置10之韌體，諸如，基本輸入/輸出系統(BIOS)、作業系統、各種程式、應用程式，或可在裝置10上執行之任何其他常式，包括使用者介面功能、處理器功能，等等。
裝置10亦可包括用於永久儲存資料及/或指令之非揮發性儲存器22。舉例而言，非揮發性儲存器20可包括快閃記憶體、硬碟機或任一其他光學、磁性及/或固態儲存媒體，或其某一組合。因此，儘管為了清楚起見在圖1中描繪為單一裝置，但非揮發性儲存器22可包括結合處理器18操作之儲存裝置中之一或多者的組合。非揮發性儲存器22可用以儲存韌體、資料檔案、影像資料、軟體程式及應用程式，及任何其他合適資料。舉例而言，非揮發性儲存器22可儲存可使用顯示器12顯示為看得見之影像的影像資料。另外，RF電路26可使裝置10能夠連接至網路(諸如，區域網路、無線網路(例如，802.11x網路或藍芽網路)或行動網路(例如，EDGE、3G、4G、LTE、WiMax等))，且經由該網路與其他裝置通信。
圖2說明呈電腦30之形式之電子裝置10的實施例。電腦30可為攜帶型電腦(諸如，膝上型電腦、筆記型電腦、平板電腦及手持式電腦)，以及一般用於一個位置之非攜帶型電腦(諸如，桌上型電腦、工作站及/或伺服器)。電腦30 包括外殼或機殼32、顯示器12)、I/O埠14，及輸入結構16。僅舉例而言，電腦30之實施例可包括MacBook®、MacBook Pro®、MacBook Air®、iMac®、Mac Mini®，或Mac Pro®之型式，所有均可自Apple Inc.購得。
顯示器12可為整合式(例如，膝上型電腦之顯示器)或可為經由I/O埠14中之一者(諸如，經由DisplayPort、DVI、高清晰度多媒體介面(HDMI)，或類比介面)與電腦30介接的獨立顯示器。舉例而言，在某些實施例中，獨立顯示器12可為可自Apple Inc.購得之Apple Cinema Display®的型式。如下文將進一步詳細論述，顯示器12可為包括具有金屬氧化物TFT陣列之LCD面板34的LCD顯示器，該等金屬氧化物TFT可經組態以藉由提供降低之RC負載及寄生電容來減少視覺假影(諸如，影像黏著或綠色著色)，藉此改良總影像品質。
圖3及圖4描繪呈攜帶型手持式電子裝置50之形式的電子裝置10，攜帶型手持式電子裝置50可為可自Apple Inc.購得之iPod®或iPhone®的型式。手持式裝置50包括機殼52，機殼52可保護內部組件以防實體損壞且亦可允許某些電磁輻射頻率(諸如，無線網路連接及/或電信信號)傳遞至安置於機殼52內之無線通信電路(例如，RF電路26)。如圖所示，機殼52亦包括使用者可藉以與手持式裝置50介接的各種使用者輸入結構16。舉例而言，每一輸入結構14可經組態以在經按壓或致動時控制一或多個裝置功能。
裝置50亦包括用於傳輸及接收資料及/或用於對電源28 充電之各種I/O埠14，諸如連接埠14a(例如，可自Apple Inc.購得之30接腳銜接連接器)，電源28可包括一或多個可卸除式、可再充電及/或可替換電池。I/O埠14亦可包括用於將裝置50連接至音訊輸出裝置(例如，頭戴式耳機或揚聲器)之音訊連接埠14b。在手持式裝置50提供行動電話功能性之實施例中，I/O埠14c可接收用戶身分模組(SIM)卡(例如，擴充卡24)。
手持式裝置50之顯示器12亦可包括LCD面板34且可顯示由裝置50產生之各種影像。舉例而言，顯示器12可顯示向使用者提供關於手持式裝置50之一或多個狀態(諸如，電力狀態、信號強度，等等)之回饋的系統指示符54。顯示器12亦可顯示允許使用者與裝置50互動之圖形使用者介面(GUI)56。在所說明實施例中，GUI 56之所顯示影像可表示在裝置50上執行之作業系統的主畫面(home-screen)，該作業系統可為皆可自Apple Inc.購得之Mac OS®或iOS®作業系統的版本。GUI 56可包括對應於可在由使用者選定(例如，接收對應於特定圖示58之選擇的使用者輸入)時執行之應用程式的各種圖形元素(諸如，圖示58)。
手持式裝置50亦包括在裝置50之正面上的前置攝影機60及在裝置之背面上的後置攝影機62(圖4中所展示)。在某些實施例中，攝影機60或62中之一或多者可結合攝影機應用程式66使用以獲取影像以供在裝置50上儲存及觀看。裝置50之背面可包括用於照亮在低光條件下使用攝影機62而俘獲之影像場景的閃光模組(亦稱作閃控)，諸如LED。亦可 利用攝影機60及62以提供視訊會議能力，諸如，經由使用FaceTine®，FaceTine®為可自Apple Inc.購得之視訊會議應用程式。另外，手持式裝置50可包括各種音訊輸入及輸出元件70及72。在裝置50包括行動電話功能性之實施例中，音訊輸入/輸出元件70及72可共同充當電話之音訊接收及傳輸元件。
現參看圖5，說明根據一實施例之顯示器12之電路圖。如圖所示，顯示器12可包括顯示器面板80，諸如，液晶顯示器面板。顯示器面板80可包括多個單位像素82，單位像素82配置為界定單位像素82之多個列及行之陣列或矩陣，該等列及行共同形成可顯示影像的顯示器12之看得見之區。在此陣列中，每一單位像素82可由列與行之交叉界定，列及行在此處分別由所說明之閘極線84(亦稱作「掃描線」)及源極線86(亦稱作「資料線」)表示。
儘管僅展示分別個別地由參考數字82a至82f指代之六個單位像素，但應理解，在實際實施方案中，每一源極線86及閘極線84可包括幾百乃至幾千個此等單位像素82。舉例而言，在具有1024×768之顯示器解析度的彩色顯示器面板80中，每一源極線86(其可界定像素陣列之行)可包括768個單位像素，而每一閘極線84(其可界定像素陣列之列)可包括1024個單位像素群組，其中每一群組包括紅像素、藍像素及綠像素，因此每條閘極線84總共3072個單位像素。進一步舉例而言，面板80可具有480×320或者960×640之解析度。如將瞭解，在LCD之情形下，特定單位像素之色彩一 般取決於安置於單位像素之液晶層上方的彩色濾光器。在當前說明之實例中，單位像素82a至82c可表示具有紅像素(82a)、藍像素(82b)及綠像素(82c)之像素的群組。可按照類似方式配置具有單位像素82d至82f之群組。另外，在產業中，術語「像素」可指代鄰近不同彩色像素(例如，紅像素、藍像素及綠像素)之群組亦為常見的，其中該群組中之個別彩色像素中的每一者稱作「子像素」。
圖5中所展示之每一單位像素82a至82f包括用於切換各別像素電極92之薄膜電晶體(TFT)90。如上文所論述，TFT 90可為金屬氧化物TFT，其中其作用層係自金屬氧化物材料形成。僅舉例而言，此等金屬氧化物可包括基於銦之三元合金材料(In-X-O)(諸如，氧化銦鎵鋅(InGaZnO))，或可包括氧化鋯銦鋅(ZrInZnO)、氧化鉿銦鋅(HfInZnO)、氧化鋅錫(ZnSnO)，或氧化鎵錫鋅(GaSnZnO)。像素電極92可自氧化銦錫(ITO)或提供光學透明性之任何合適導電材料形成。
在所說明實施例中，每一TFT 90之源極94可電連接至源極線86。類似地，每一TFT 90之閘極96可電連接至閘極線84。此外，每一TFT 90之汲極98可電連接至各別像素電極92。每一TFT 90充當切換元件且可基於TFT 90之閘極96處的閘極啟動信號(亦稱作掃描信號)之各別存在或缺乏而啟動及去啟動(例如，接通及切斷)歷時預定時段。舉例而言，當啟動時，TFT 90可將經由各別源極線86接收之影像信號作為電荷儲存於其對應像素電極92中。由像素電極92 儲存之影像信號可用以在各別像素電極92與共同電極(圖5中未展示)之間產生電場，像素電極92及共同電極可共同形成給定單位像素82之電容器。電場可將液晶層內之液晶分子對準以調變通過對應於單位像素82之液晶層之區的光透射。舉例而言，光通常以對應於所施加電壓(例如，來自對應源極線86)之強度透射通過單位像素82。
顯示器12亦包括源極驅動器積體電路(IC)100，源極驅動器IC 100可包括經組態以控制顯示器12及面板80之各種態樣的晶片(諸如，處理器或ASIC)。舉例而言，源極驅動器IC 100可自處理器18接收影像資料102且將對應影像信號發送至面板80之單位像素82。源極驅動器IC 100亦可耦接至閘極驅動器IC 104，閘極驅動器IC 104可經組態以經由閘極線84提供/移除閘極啟動信號以啟動/去啟動單位像素82之列。源極驅動器IC 100可包括判定時序資訊108且將時序資訊108發送至閘極驅動器IC 104以促進像素82之個別列的啟動及去啟動之時序控制器。在其他實施例中，可按照某一其他方式(例如，使用與源極驅動器IC 100分離之時序控制器)將時序資訊提供至閘極驅動器IC 104。另外，儘管圖5僅描繪單一源極驅動器IC 100，但應瞭解，其他實施例可利用多個源極驅動器IC 100以向像素82提供影像信號102。舉例而言，額外實施例可包括沿著面板80之一或多個邊緣安置的多個源極驅動器IC 100，其中每一源極驅動器IC 100經組態以控制源極線86及/或閘極線84的子集。
在操作中，源極驅動器IC 100自處理器18或離散顯示器控制器接收影像資料102，且基於所接收資料輸出信號以控制像素82。舉例而言，為了顯示影像資料102，源極驅動器IC 100可每次一列地調整像素電極92(在圖5中縮寫為P.E.)之電壓。為了存取像素82之個別列，閘極驅動器IC 104可將閘極啟動信號確證至與正定址之像素82之特定列相關聯的TFT 90，此使彼等TFT 90接通。此啟動信號可使經定址列上之TFT 90呈現為導電的，且對應於該經定址列之影像資料102可經由各別資料線86自源極驅動器IC 100傳輸至經定址列內的單位像素82中之每一者。此後，閘極驅動器IC 104可藉由撤銷確證閘極啟動信號來去啟動經定址列中之TFT 90，因而切斷該列之TFT 90且阻止該列內之像素82改變狀態直至其下一次得以定址為止。可對面板80中之像素82的每一列重複上述程序以將影像資料102作為看得見的影像再現於顯示器12上。
參看圖6，進一步詳細說明可為圖5之面板80中所展示的單位像素82中之一者的單一單位像素82。閘極線84可提供對應於電壓(稱作VGL )之閘極啟動信號110。當電壓VGL 等於或大於TFT 90之臨限電壓時，TFT 90接通，且導電路徑形成於源極線86與像素電極92之間。因此，提供至源極線86且對應於影像資料之資料電壓VD 可作為表示資料電壓VD 之電荷QD 儲存於像素電極92中。當撤銷確證閘極啟動信號110以使得VGL 下降至TFT 90之臨限電壓以下時，TFT切換至切斷狀態。電荷QD 一般保持儲存於像素電極92中直 至閘極線84下一次得以定址為止(例如，對於影像資料之下一圖框)。
在繼續之前，描述具有習知TFT設計之顯示裝置面臨的缺點中之一些可為有益的。下文一起描述之圖7及圖8分別說明習知TFT 112之部分俯視圖及截面圖。如圖所示，TFT 112包括玻璃基板114，閘極116形成於玻璃基板114上。舉例而言，閘極116可為連接多個TFT 112之閘極的閘極線之部分。可在閘極線116上方(例如，z方向上之上方)形成閘極絕緣層118。接下來在閘極絕緣層118上方形成可充當TFT 112之作用層/通道的半導體層120。舉例而言，作用層120可自基於矽之材料(諸如，a-Si、多晶Si等等)形成。接著可在作用層120上方形成蝕刻終止劑層122，如圖8中所展示。接下來，可(諸如)經由圖案化及蝕刻在蝕刻終止劑層122中形成接觸孔124a及124b，且可在孔124a及124b內沈積金屬以形成TFT 112之源極126a及汲極126b端子。舉例而言，源極126a可為連接至LCD面板中之一行像素內的多個TFT 112之源極線的部分。
接著在源極126a、汲極126b及蝕刻終止劑層122上方沈積可充當鈍化層之有機層128。接著在有機層128中形成(例如，經由蝕刻製程)孔130，如圖7及圖8中所展示。接下來，在有機層128上方形成提供共同電壓電極(Vcom)之電極層132，後續接著形成Vcom孔134。接下來，在Vcom電極132上方形成鈍化層136(例如，SiNX )。可穿過鈍化層136形成像素接觸孔138，且可形成像素電極140，其中接 觸汲極126b之一部分穿過像素接觸孔138。如圖8中所展示，像素電極140可具有在圖8中以幻象展示之手指狀結構142(有時稱作「指狀電極」)，此係因為其未必在藉以截取TFT 112之截面圖的同一平面中。如可瞭解，可沿著閘極線116及沿著源極線126a形成多個TFT 112。
如上文所論述，用於顯示裝置中之習知TFT(諸如，TFT 112)可能未設計成提供降低之RC負載及寄生電容。仍參看圖8，當沿著閘極線116發送閘極啟動信號時，寄生電容可影響像素之操作。舉例而言，如圖8中說明，寄生電容146a、146b及146c可分別存在於閘極線116與汲極126b之間、閘極線116與像素電極140之間及閘極線116與源極線126a之間。此等寄生電容可干擾像素之操作(例如，影響像素電極140儲存之電荷及/或經由源極線126a傳輸之資料)，其可導致出現某些視覺假影，諸如，影像黏著、色彩偏移及其他色彩不準確性。另外，在圖7至圖8中所展示之習知TFT 112中，經由閘極線116發送之閘極啟動信號(VGL )與安置於像素上方之液晶層144中的液晶材料及/或聚醯亞胺材料之間的耦合(由參考數字146d展示)可使漏光及/或綠色著色假影出現。
上文論述之寄生電容146a至146d亦可促成閘極線中之升高之RC負載，此可能藉由影響(例如，降級)閘極啟動信號而引起視覺假影。如可瞭解，負載可取決於閘極線116之時間常數τ，其中τ=RC。當啟動經定址列中之TFT 112時，將電壓寫入至每一TFT，此使電荷儲存於像素電極140中。 因此，隨著閘極啟動信號沿著閘極線116之長度傳播，總累積電容隨著經定址列內之每一TFT 112接通而增大。此至少部分歸因於閘極線116與接通之每一TFT 112之間存在的寄生電容。換言之，時間常數τ可隨著閘極啟動信號進一步沿著閘極線116傳播增大，此可使閘極啟動信號隨著其沿著閘極線116傳播而降級。在此狀況下，時間常數τ可表達為τ=R△C，其中△C表示沿著閘極線116之改變電容。
舉例而言，圖9展示自閘極驅動器電路提供以用於剛在由閘極線116接收之後(例如，時間t=0)即啟動經定址列之閘極啟動信號110，其中脈衝148表示足以接通TFT 112之啟動電壓。如圖9中所展示，脈衝148具有幾乎直接上升至VON 之上升邊緣152，及在脈衝148結束時幾乎直接下降至VOFF 之下降邊緣154，VON 表示足以用於接通TFT 112之電壓，VOFF 表示當TFT 112再次切斷時信號110之值。因為圖9中所展示之上升邊緣152及下降邊緣154極其短暫(例如，實質上瞬時的)，所以脈衝148保持於VON 歷時實質上脈衝148之整個持續時間150。
將此信號與在沿著閘極線116傳播某一時間t=x之後的相同閘極啟動信號110對比(例如，假定該信號在閘極線116之末端附近)。如圖10中所展示，脈衝148與圖9中所展示之脈衝148相比顯著地降級。舉例而言，在圖10中之脈衝148的持續時間150內，上升邊緣152花費間隔156達到VON 。另外，下降邊緣154花費間隔160自VON 轉變至VOFF 。因此，脈衝148僅維持於VON 歷時間隔158，間隔158為脈衝 之持續時間150的分數。如將瞭解，此可導致TFT 112接通僅歷時預期時間(例如，持續時間150)之分數。結果，儲存於像素電極140中之電荷可能未達到其預期值，此可導致色彩不準確性。當觀看展現大RC負載之顯示裝置時，可存在橫跨顯示器之色彩偏移，甚至當假設影像為均一色彩時亦如此。舉例而言，假設待顯示為全白或全黑影像之影像可在與閘極驅動器電路(例如，閘極啟動信號源於此)相反的顯示器之一個邊緣處展現某些灰色染色。
因此，再次參考圖5及圖6中所展示之顯示器12，顯示像素82包括根據本發明之態樣經組態以在閘極線84與像素82之各種組件之間提供降低之寄生電容的TFT 90。如下文所論述，與圖7及圖8之習知TFT 112相比，像素82之TFT 90可展現閘極線84與像素82之其他組件之間的降低之寄生電容，且顯示器面板80可展現閘極線84中之降低之RC負載，此因此可有助於減少某些視覺假影(諸如，影像黏著及綠色著色)之出現，同時亦改良顯示器12之色彩準確度。
圖11及圖12中展示TFT 90之實施例，圖11及圖12分別提供TFT 90之部分俯視圖及截面圖。另外，圖13至圖19描繪用於製造圖11及圖12中所展示之TFT 90的某些製造程序步驟，且將在下文圖11及圖12之描述中加以參考。同時參看圖11及圖12，TFT 90包括玻璃基板164，導電材料84沈積於玻璃基板164上以形成閘極線。因此，閘極線84之一部分實際上充當TFT 90之閘極96。圖13中描繪閘極線84之形 成。如可瞭解，可使用任何合適半導體製程(諸如，物理氣相沈積(PVD)或化學氣相沈積(CVD))形成閘極線84。
接下來，在閘極線84內形成孔162，在本文中稱作「閘極孔」。舉例而言，可藉由圖案化閘極線84且使用蝕刻製程形成可曝露基板164之閘極孔162。如圖11及圖12中所展示，閘極孔162之位置使得孔162至少部分與TFT 90之汲極98重疊。圖14中展示閘極孔162之形成。如可瞭解，儘管圖11及圖12中僅展示一個閘極孔162，但可沿著閘極線84形成多個閘極孔162，其中一個閘極孔162對應於與閘極線84對應之列中的每一TFT 90。如下文將進一步詳細論述，閘極孔162之形成減小TFT 90之汲極98下方(例如，在z方向上)的閘極線84之區的面積。此可降低閘極線84與汲極98、像素電極92，及甚至液晶材料(圖12中未展示)之間的寄生電容，且亦可促成降低之RC負載。
在形成閘極孔162之後，可在閘極線84上方形成閘極絕緣層166。舉例而言，閘極絕緣層166之形成可填充閘極孔162，如圖12中所展示。此後，可在閘極絕緣層166上方形成金屬氧化物半導體材料且可對其圖案化及蝕刻以形成TFT 90之作用層或通道168。僅舉例而言，在一個實施例中，金屬氧化物半導體材料可為氧化銦鎵鋅(InGaZnO)。在其他實施例中，作用層168可包括氧化鋯銦鋅(ZrInZnO)、氧化鉿銦鋅(HfInZnO)、氧化鋅錫(ZnSnO)，或氧化鎵錫鋅(GaSnZnO)。圖15中展示形成作用層168之步驟。如圖所示，最終將形成TFT 90之汲極98的作用層168 之一個末端在x方向上至少部分與閘極孔162重疊(圖12)。在TFT 90中使用金屬氧化物半導體材料相比於作用層自其他類型之材料(諸如，基於矽之材料(例如，多晶Si、a-Si))形成的TFT提供若干優點。舉例而言，金屬氧化物半導體與基於矽之材料相比大體上展現改良之半導體遷移率。另外，相比於具有自基於矽之材料形成之作用層的習知TFT，將金屬氧化物半導體用於作用層168可允許TFT 90之大小減小。如下文更詳細地論述，此可允許黑遮罩面積減小，此可轉化為每一像素之孔隙大小的增大，藉此改良顯示器12之總透射率。
接下來，在作用層168上方形成蝕刻終止劑層170。通常在使用蝕刻終止劑製程產生TFT 90時提供蝕刻終止劑層170，其中蝕刻終止劑層170充當絕緣層。舉例而言，在一些實施例中，蝕刻終止劑層170可自氮化矽或氮氧化矽形成。另外，儘管當前說明之實施例展示蝕刻終止劑製程，但亦可使用回蝕製程製造TFT 90之其他實施例。在形成蝕刻終止劑層170之後，形成兩個接觸孔172a及172b(蝕刻終止劑(ES)接觸孔)以曝露作用層168。可經由圖案化及蝕刻製程形成接觸孔172a及172b。圖16中展示此步驟。
接著在ES接觸孔172a及172b上方沈積導電材料以分別形成TFT 90之源極94及汲極98。如圖17中更詳細地展示，形成源極94可包括形成源極線86，LCD面板80內之同一行中的其他TFT 90連接至源極線86。另外，應注意，汲極98亦至少部分與閘極孔162重疊(例如，在x方向上)。在形成源 極94及汲極98之後，形成有機絕緣層174，如圖12中所展示。有機層174可充當鈍化層。隨後，使用任何合適半導體製程(例如，圖案化及蝕刻)在有機層174中形成孔176(有機孔)，且孔176曝露汲極98之一部分。圖18中展示此步驟，其將本實施例之孔176描繪為具有大於ES接觸孔172b之尺寸的尺寸且大體上居中於ES接觸孔172b上方。儘管圖16中未展示有機層174本身，但應理解，有機層174將位於圖16中所展示之元件上方。
此後，在有機層174上方形成共同電壓(Vcom)電極178。可自具有光學透明性質之導電材料(諸如，氧化銦錫(ITO))形成Vcom電極178。接著使用任何合適半導體製程在Vcom電極178中形成孔180(「Vcom孔」)。作為此步驟之部分，最初可沈積電極材料，使得有機孔176得以填充，因而覆蓋先前曝露之汲極98。形成Vcom孔180之製程接著將涉及移除(例如，經由蝕刻)層178之一部分，此可再次曝露汲極98以及有機層之一部分。圖19中進一步說明此等步驟。如圖所示，Vcom孔180具有大於有機孔176之尺寸的尺寸且大體上居中於有機孔176上方。因此，在當前實施例中，ES接觸孔172b、有機孔176與Vcom孔180可按照大體上同心之方式配置，如圖19中所展示，其中每一相繼孔結構具有較大尺寸。另外，Vcom電極178可至少部分屏蔽像素電極92以防閘極線84，因而減少串擾。
接下來，在Vcom電極178上方形成鈍化層182。如圖12中所展示，鈍化層182可至少部分填充Vcom孔180及有機 孔176。接著可蝕刻鈍化層以形成像素接觸孔184，像素接觸孔184可再一次曝露汲極98之一部分。因此，自圖19中所展示之步驟，像素接觸孔184之形成導致圖11中所展示之TFT 90的完整結構。在本實施例中，像素接觸孔184亦大體上與ES接觸孔172b、有機孔176及Vcom孔180同心，但相對於有機孔176及Vcom孔180具有較小尺寸。如下文進一步詳細論述，在接觸孔184內形成像素電極92之一部分，因而將像素電極92連接至TFT 90之汲極98。舉例而言，參看圖20及圖21，單位像素82之各別部分俯視圖及截面圖說明具有像素電極92之TFT 90。像素電極92可包括一或多個手指狀結構186(例如，「指狀電極」)。
應理解，可使用任何合適製程(諸如，物理氣相沈積(PVD)或化學氣相沈積(CVD))實現如上文所描述的TFT 90中之所有層的形成，且亦可使用任何合適製程(諸如，圖案化及蝕刻製程)形成孔(例如，172a、172b、176、180、184)之形成。此外，儘管圖11至圖19展示形成單一TFT，但應理解，可執行所描述製程以同時製造TFT之整個面板。
如上文所論述，TFT 90提供降低之寄生電容及RC負載且可減少顯示器12上之某些視覺假影(諸如，影像黏著及綠色著色)的出現，同時亦改良色彩準確度。此等改良至少部分藉由在閘極線84中形成閘極孔162而提供，其中對應於閘極線84之列中的每一TFT 90可包括閘極孔162。如可瞭解，藉由移除閘極線84之部分以形成孔162，安置於 TFT 90之汲極98下方的閘極線84之區的面積減小。慮及此情況，電容可表達為： 其中εr 及ε0 分別表示介電常數及電常數，A表示形成電容性元件之兩個元件(例如，板)之間的重疊之面積，且d表示該兩個元件之間的距離。如可瞭解，變數εr 及ε0 一般為取決於選定之材料之常數，且一般可不需要增大d，因為此可增大LCD面板之厚度。因此，藉由減小安置於汲極98下方之閘極線84的面積，閘極線84與汲極98之間及/或閘極線84與像素電極92之間可存在的寄生電容可降低。另外，閘極線84與安置於像素82上方之液晶層188中之材料之間的寄生電容亦可降低。舉例而言，如上文所論述，閘極啟動電壓與液晶層188中之液晶及/或聚醯亞胺材料之間的耦合可使某些假影(諸如，綠色著色)出現。
另外，由於閘極線中之每一TFT 90的寄生電容降低，因此RC負載亦降低，此降低閘極啟動信號110之信號降級的量，如上文關於圖9至圖10論述。舉例而言，由於RC負載特性取決於一時間常數而該時間常數可至少部分歸因於隨著每一TFT 90接通沿著閘極線之累積寄生電容(τ=R△C)效應而隨著閘極啟動信號沿著閘極線傳播增大，因此歸因於每一TFT 90處之閘極孔162之存在而引起的寄生電容之降低使△C降低，藉此降低RC負載且改良閘極啟動信號110之信號品質，因此增強TFT 90之切換效能。舉例而言，在一 些實施例中，與參看圖7至圖8描述之習知TFT 112相比，本發明中描述之閘極孔的使用可降低RC負載達約20%至60%之間。
在某些實施例中，閘極孔162之形成可減小閘極線84之總面積達約5%至30%之間。另外，儘管閘極孔162已說明為形狀為大體上正方形或矩形，但應理解，可按照任何合適形狀(包括圓形、橢圓形、菱形，等等)形成閘極孔162。另外，在利用正方形或矩形形狀之閘極孔162的一些實施例中，此等閘極孔可具有在閘極線之寬度的約50%至95%之間的寬度及等於該寬度或其百分比(例如，50%至99%)之長度。如將瞭解，閘極孔162之尺寸可經選定以使得△C之降低的效應不被歸因於面積之減小而引起之閘極線84之電阻的增大的效應超過。舉例而言，若閘極孔162過大，則閘極線84之電阻可增大，此可因增大τ而抵銷或取消降低之寄生電容之益處。
由TFT 90提供之其他益處有關電力消耗之減少。舉例而言，可使用以下方程式表達功率：P =f ×C ×V 2 (方程式2)其中P表示功率(以瓦特為單位)，V 表示電壓(例如，閘極啟動信號之電壓)，C表示沿著閘極線之累積電容，且f 表示頻率，諸如顯示器驅動電路(例如，閘極驅動器IC 104及源極驅動器IC 100)操作之時脈頻率。舉例而言，在一些實施例中，f 可為約幾千赫茲(Khz)。因此，如由方程式2所指 示，如由本實施例提供之C的降低亦在電子裝置10之顯示器12之操作時提供降低的電力消耗。當裝置10為主要靠電池電力操作之攜帶型裝置時，此可尤其有益。
慮及此些情況，圖22至圖23說明TFT 90之另一實施例。具體而言，圖22說明TFT 90之部分俯視圖且圖23說明對應截面圖。圖22至圖23中所展示之TFT 90的實施例大體上與上文圖11至圖12中描述之TFT 90相同，不同之處在於外加了安置於TFT 90之源極94下方的第二閘極孔190，使得源極94至少部分與第二閘極孔190重疊。藉由上文關於第一閘極孔162論述之相同原理，第二閘極孔190之存在減小安置於TFT 90之源極94下方的閘極線84之區的面積。因此，第二閘極孔之存在可進一步降低閘極線84與源極94及/或閘極線84與Vcom電極178之間的寄生電容。因此，當單獨或結合上文描述之閘極孔162使用時，閘極孔190之形成亦可降低寄生電容及閘極線84之RC負載，因而藉由減少視覺假影(例如，影像黏著及/或色彩偏移)之出現及提高色彩準確度來改良面板效能。
此實施例中之TFT 90的製造大體上類似於上文參考圖11至圖19中所展示之實施例描述的製程，不同之處在於在與形成第一閘極孔162之相同步驟處形成第二閘極孔190。舉例而言，參看圖24，在形成閘極線84之後，形成閘極孔162及190。閘極絕緣層166可沈積於閘極線84上方，且可填充閘極孔162及190。如圖25中所展示，可接著沈積金屬氧化物半導體168以形成TFT 90之作用層168。隨後，圖26 描繪在作用層168上方之蝕刻終止劑層170之形成，以及ES接觸孔172a及172b之形成。如可瞭解，此實施例中之用於製造TFT 90之剩餘步驟大體上與上文關於圖11至圖19之實施例論述的步驟相同。另外，應理解，儘管圖22至圖23中展示之實施例描繪使用閘極孔162及190兩者，但TFT 90之一些實施例可僅利用閘極孔190而無閘極孔162。關於上文論述之實施例，像素電極92之組態利用中間共同結構。在其他實施例中，利用頂部共同結構，其中像素電極可直接接觸金屬氧化物作用層以形成歐姆接觸。
圖27描繪可在圖5中所展示之顯示器面板80之像素82中實施的TFT 90之另一實施例。儘管用於製造圖27中所展示之TFT 90之步驟的序列可類似於用於製造上述實施例中之TFT 90的步驟，但本實施例之某些元件具有一些結構差異。舉例而言，如圖27中所展示，對於每一像素82，閘極線84包括垂直地遠離閘極線84延伸之突起196。另外，TFT 90之源極94仍形成於閘極線84與源極線86a之交叉處，而TFT 90之汲極98朝著突起196之末端形成。在此實施例中，將源極94連接至汲極98之作用層168具有「L形」結構，「L形」結構包括平行於閘極線84且安置於閘極線84上方之第一部分198及垂直於第一部分198及閘極線94且安置於突起196上方的第二部分200。此與TFT 90之上述實施例形成比較，在上述實施例中作用層168之整個結構平行於閘極線84，亦即「I形」結構。如可瞭解，藉由遠離閘極線84形成像素接觸孔194，資料線86a與其鄰近資料線86b 之間的距離或間距204可減小。此組態可尤其適合用於高解析度顯示器(例如，每英吋300或更多像素)，諸如，可自Apple Inc.購得之Retina Display®。如可瞭解，間距204可取決於顯示器大小及解析度(例如，每英吋像素)。在一些實施例中，間距204可在約10微米至20微米之間。
在本實施例中，注意突起196僅與像素接觸孔184、ES接觸孔172a、有機孔176及Vcom孔180部分重疊。換言之，突起196不在此等孔結構之區域下方完全延伸。此產生與使用閘極孔162類似之效應，因為在汲極98及像素接觸孔184下方之區中的閘極線84之較小面積的減小降低寄生電容且改良RC負載。
如上文所指出，儘管存在結構差異，但用於產生圖27中所展示之TFT 90的製造步驟大體上類似於上文關於圖11至圖26中所展示之實施例論述的步驟。舉例而言，為了製造TFT，閘極線84可形成於玻璃基板上。在此實施例中，形成閘極線84以包括突起196。另外，如圖所示，可在閘極線84中形成閘極孔190a(及用於鄰近TFT之190b)。接下來，可在閘極線上方形成閘極絕緣層，使得其填充孔190a(及190b)。此後，形成L形金屬氧化物半導體，因而界定TFT 90之源極與汲極之間的作用層168。
接下來，在作用層168之頂部上沈積蝕刻終止劑層，且形成蝕刻終止劑接觸孔172a及172b，從而曝露作用層168之一部分。接著在ES接觸孔172a及172b上方沈積導電材料以形成TFT 90之源極94及汲極98。隨後，在源極94及汲極 98上方沈積有機層(例如，174)且對其蝕刻以形成有機孔176。接著在有機層174上方沈積共同電壓(Vcom)電極層178，後續接著形成Vcom孔180。最後，在Vcom電極層178上方形成鈍化層182(例如，氮化矽)，且在該鈍化層中形成像素接觸孔184。如圖27中所展示，TFT 90之接觸區域(例如，由形成像素接觸孔184之各種孔組成)的位置定位於分別與鄰近資料線86a及86b相距距離206a及206b處。在一個實施例中，距離206a與206b相等。另外，此實施例中之L形作用層168(例如，具有突起196)及閘極孔190a的使用可按照與上述實施例類似之方式降低寄生電容及閘極線84之RC負載，因而藉由減少某些視覺假影(例如，影像黏著及/或色彩偏移)之出現及提高色彩準確度來改良面板效能，同時亦提供增大之像素密度。
如上文所論述，相比於具有自基於矽之材料形成之作用層的習知TFT，將金屬氧化物半導體用於作用層168可允許TFT 90之大小減小。TFT 90之大小減小亦可允許閘極線84之寬度減小。因此，由於覆疊LCD面板80之彩色濾光器陣列的不透明黑遮罩一般經組態以使得其遮蔽或覆蓋TFT、閘極線及源極線，因此此等組件之大小的減小可允許黑遮罩之尺寸及面積減小，因而允許每一單位像素上之孔隙大小增大。因此，顯示器12之總透射率可歸因於增大之孔隙大小而提高。僅舉例而言，在一些實施例中，相比於利用上文描述之習知TFT 112的顯示器，利用當前揭示之金屬氧化物TFT，可達成總透射率之約5%至20%之間的提高。 此在圖28中加以說明，圖28展示覆蓋TFT 90、閘極線84及源極線86且界定像素82上方之孔隙212的彩色濾光器陣列之黑遮罩210的一部分。因為金屬氧化物TFT 90之大小相對於基於矽之TFT(例如，a-Si或多晶Si)可較小，所以覆蓋或遮蔽TFT 90所需要之黑遮罩210的面積可小於遮蔽類似地組態之基於矽之TFT所需要的面積。因此，黑遮罩210之面積減小可導致孔隙212之大小增大，藉此提高總透射率。
圖29說明金屬氧化物TFT 90之又一實施例。圖29中所展示之TFT 90大體上與圖11至圖12中所展示之實施例的TFT 90相同，不同之處在於形成於源極94及汲極98上方之鈍化層包括無機層220及有機層174兩者。如可瞭解，大體上可按照上文參看圖12論述之相同方式實現閘極線84、閘極絕緣層166、金屬氧化物半導體作用層168、蝕刻終止劑層170(具有ES接觸孔172a及172b)，以及源極94及汲極98之形成。然而，在本實施例中，在形成有機層174之前形成無機層220。舉例而言，可使用PVD或CVD製程形成無機層220。可在無機層220中形成孔222(無機孔)以曝露汲極98之一部分。接下來，形成有機層174，後續接著形成有機孔176，如上文圖12中所論述。可接著在有機層174上方形成Vcom電極層178及Vcom孔180。最後，在Vcom電極層178上方形成鈍化層182，後續接著形成像素接觸孔184。在一些實施例中，可能並未緊接沈積無機層220之後(例如，在形成有機層174之前)形成無機孔222。舉例而言， 在一個實施例中，形成可自氮化矽製成之鈍化層182，使得其至少部分填充Vcom孔180及有機孔176，且可在單一蝕刻步驟中(諸如)藉由使用對無機層220及鈍化層182兩者之材料為選擇性的蝕刻劑形成像素接觸孔184及無機孔222。在一個實施例中，無機層220及鈍化層182兩者可自相同材料(諸如，氮化矽(SiNX ))形成。如可瞭解，亦可在圖23及圖27中所展示之TFT 90的實施例中提供無機層220。
已藉由實例展示上文所描述之特定實施例，且應理解此等實施例可具有各種修改及替代形式。應進一步理解，申請專利範圍並不意欲限於所揭示之特定形式，而是涵蓋落入本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代方案。
10‧‧‧電子裝置/顯示裝置
12‧‧‧顯示器
14‧‧‧輸入/輸出(I/O)埠
14a‧‧‧連接埠
14b‧‧‧音訊連接埠
14c‧‧‧輸入/輸出(I/O)埠
16‧‧‧輸入結構
18‧‧‧處理器
20‧‧‧記憶體裝置/記憶體
22‧‧‧非揮發性儲存器
24‧‧‧擴充卡
26‧‧‧RF電路
28‧‧‧電源
30‧‧‧電腦
33‧‧‧機殼
34‧‧‧液晶顯示器(LCD)面板
50‧‧‧攜帶型手持式電子裝置
52‧‧‧機殼
54‧‧‧系統指示符
56‧‧‧圖形使用者介面(GUI)
58‧‧‧圖示
60‧‧‧前置攝影機
62‧‧‧後置攝影機
66‧‧‧攝影機應用程式
70‧‧‧音訊輸入/輸出元件
72‧‧‧音訊輸入/輸出元件
80‧‧‧顯示器面板
82‧‧‧單位像素
82a‧‧‧單位像素/紅像素
82b‧‧‧單位像素/藍像素
82c‧‧‧單位像素/綠像素
82d‧‧‧單位像素
82e‧‧‧單位像素
82f‧‧‧單位像素
84‧‧‧閘極線/導電材料
86‧‧‧源極線/資料線
86a‧‧‧源極線/資料線
86b‧‧‧資料線
90‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
92‧‧‧像素電極
94‧‧‧源極
96‧‧‧閘極
98‧‧‧汲極
100‧‧‧源極驅動器積體電路(IC)
102‧‧‧影像資料/影像信號
104‧‧‧閘極驅動器積體電路(IC)
108‧‧‧時序資訊
110‧‧‧閘極啟動信號
112‧‧‧薄膜電晶體(TFT)
114‧‧‧玻璃基板
116‧‧‧閘極/閘極線
118‧‧‧閘極絕緣層
120‧‧‧半導體層/作用層
122‧‧‧蝕刻終止劑層
124a‧‧‧接觸孔
124b‧‧‧接觸孔
126a‧‧‧源極/源極線
126b‧‧‧汲極
128‧‧‧有機層
130‧‧‧孔
132‧‧‧電極層/共同電壓(Vcom)電極
134‧‧‧共同電壓(Vcom)孔
136‧‧‧鈍化層
138‧‧‧像素接觸孔
140‧‧‧像素電極
142‧‧‧手指狀結構
144‧‧‧液晶層
146a‧‧‧寄生電容
146b‧‧‧寄生電容
146c‧‧‧寄生電容
146d‧‧‧寄生電容
148‧‧‧脈衝
150‧‧‧持續時間
152‧‧‧上升邊緣
154‧‧‧下降邊緣
156‧‧‧間隔
158‧‧‧間隔
160‧‧‧間隔
162‧‧‧第一閘極孔
164‧‧‧玻璃基板
166‧‧‧閘極絕緣層
168‧‧‧作用層或通道/金屬氧化物半導體/金屬氧化物半導體作用層
170‧‧‧蝕刻終止劑層
172a‧‧‧蝕刻終止劑(ES)接觸孔
172b‧‧‧蝕刻終止劑(ES)接觸孔
174‧‧‧有機絕緣層
176‧‧‧有機孔
178‧‧‧共同電壓(Vcom)電極/Vcom電極層
180‧‧‧共同電壓(Vcom)孔
182‧‧‧鈍化層
184‧‧‧像素接觸孔
186‧‧‧手指狀結構
188‧‧‧液晶層
190‧‧‧第二閘極孔
190a‧‧‧閘極孔
190b‧‧‧閘極孔
196‧‧‧突起
198‧‧‧第一部分
200‧‧‧第二部分
204‧‧‧間距
206a‧‧‧距離
206b‧‧‧距離
210‧‧‧黑遮罩
212‧‧‧孔隙
220‧‧‧無機層
222‧‧‧無機孔
QD ‧‧‧電荷
VD ‧‧‧資料電壓
VGL ‧‧‧電壓
VOFF ‧‧‧電壓
VON ‧‧‧電壓
圖1為描繪根據本發明中所闡述之態樣的電子裝置之一實例之組件的簡化方塊圖，該電子裝置具有包括基於金屬氧化物的薄膜電晶體(TFT)的LCD；圖2展示呈電腦之形式的圖1之電子裝置；圖3為呈手持式攜帶型電子裝置之形式的圖1之電子裝置的前視圖；圖4為圖3中所展示之手持式電子裝置的後視圖；圖5為說明根據本發明之態樣的圖1之顯示裝置之單位像素陣列的一部分的電路圖；圖6展示根據本發明之態樣的包括金屬氧化物TFT的圖5 之單位像素中的一者；圖7展示可用以實施用於習知顯示器之單位像素之習知TFT的部分俯視圖；圖8展示圖7之習知TFT的截面圖，且亦說明閘極線與單位像素之其他組件之間的寄生電容；圖9至圖10展示隨著信號沿著閘極線傳播閘極啟動信號可歸因於負載而降級的方式；圖11展示根據本發明之一個實施例之金屬氧化物TFT的部分俯視圖；圖12展示圖11之金屬氧化物TFT的截面圖；圖13至圖19描繪用於製造圖11之金屬氧化物TFT的步驟；圖20展示根據本發明之態樣的圖11之金屬氧化物TFT，其中像素電極經由像素接觸孔耦接至金屬氧化物TFT；圖21展示如圖20中所展示之具有像素電極之金屬氧化物TFT的截面圖；圖22為根據本發明之第二實施例之金屬氧化物TFT的部分俯視圖；圖23為圖22之金屬氧化物TFT的截面圖；圖24至圖26描繪用於製造圖22之金屬氧化物TFT的步驟；圖27為根據本發明之第三實施例之金屬氧化物TFT的部分俯視圖；圖28描繪可根據本發明之態樣改良顯示器之透射率的方 式；及圖29展示包括源極及汲極上方之有機及無機鈍化層之金屬氧化物TFT的另一實施例。
84‧‧‧閘極線/導電材料
86‧‧‧源極線/資料線
94‧‧‧源極
96‧‧‧閘極
98‧‧‧汲極
162‧‧‧第一閘極孔
164‧‧‧玻璃基板
166‧‧‧閘極絕緣層
168‧‧‧作用層或通道/金屬氧化物半導體/金屬氧化物半導體作用層
170‧‧‧蝕刻終止劑層
172a‧‧‧蝕刻終止劑(ES)接觸孔
172b‧‧‧蝕刻終止劑(ES)接觸孔
174‧‧‧有機絕緣層
176‧‧‧有機孔
178‧‧‧共同電壓(Vcom)電極/Vcom電極層
180‧‧‧共同電壓(Vcom)孔
182‧‧‧鈍化層
184‧‧‧像素接觸孔

Claims (13)

  1. 一種顯示裝置，其包含：一液晶顯示器(LCD)面板，其包含配置成列及行之複數個顯示像素，其中該等顯示像素中之每一者包含：一像素電極；及一薄膜電晶體(TFT)，其耦合至一源極線及一閘極線，其中該TFT包含一源極、一通道，及一汲極，且其中該閘極線包含一第一孔，該第一孔至少部分與該汲極重疊且完全地被包圍在該閘極線內，其中該第一孔經組態以藉由減小該閘極線之面積來降低寄生電容。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中該通道包含一金屬氧化物半導體材料。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中寄生電容之該降低使該閘極線中之負載降低。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中該閘極線包含至少部分在該TFT之該源極下方形成的一第二孔，其中該源極至少部分與該第二孔重疊。
  5. 一種用於製造一顯示裝置之一薄膜電晶體(TFT)之方法，其包含：提供一基板；在該基板上方形成一閘極線，其中該閘極線界定該TFT之一閘極；在該閘極線中形成至少一個孔，其中形成該至少一個 孔包含大體上在將形成該TFT之一汲極之處下方的該閘極線之一區中形成一第一孔；在該閘極線上方形成一金屬氧化物作用層；在該金屬氧化物作用層上方形成一蝕刻終止劑層；在該蝕刻終止劑層中形成一第一孔及一第二孔；在該第一孔及該第二孔上方沈積導電材料以在第一孔上方形成一源極且在該第二孔上方形成一汲極；在該源極及該汲極上方形成一有機鈍化層；在該有機鈍化層中蝕刻一第三孔，該第三孔曝露該汲極之至少一部分；在該有機鈍化層及該汲極之該曝露部分上方形成一共同電壓電極；在該共同電壓電極層中蝕刻一第四孔，該第四孔曝露該有機鈍化層及該汲極之至少一部分；在該共同電壓電極層以及該有機鈍化層及該汲極之該等曝露部分上方形成一鈍化層；及蝕刻一第五孔，該第五孔曝露該汲極之一部分；其中該第一孔至少部分與該汲極重疊。
  6. 如請求項5之方法，其包含在該鈍化層上方形成一像素電極，其中該像素電極經由該第五孔接觸該汲極之該曝露部分。
  7. 如請求項5之方法，其中形成該至少一個孔包含：大體上在該TFT之該源極下方的該閘極線之一區中形成一第二孔，使得該第二孔至少部分與該源極重疊。
  8. 如請求項7之方法，其中在該閘極線中形成之該第一孔及該第二孔中之每一者經組態以降低該閘極線與該TFT之組件之間的寄生電容。
  9. 如請求項5之方法，其包含在該閘極線上方且在形成該金屬氧化物作用層之前沈積一閘極絕緣層。
  10. 一種顯示裝置，其包含：一液晶顯示器(LCD)面板，其包含配置成列及行之複數個顯示像素，其中該等顯示像素中之每一者包含：一像素電極；及一薄膜電晶體(TFT)，其耦合至一源極線及一閘極線，其中該閘極線包含在一垂直方向上向外延伸的一突起，且其中該TFT包含：一L形金屬氧化物作用層，其包含平行於該閘極線之一第一部分及垂直於該閘極線但平行於該突起之一第二部分；一源極，其僅形成於該L形金屬氧化物作用層之該第一部分上；及一汲極，其僅形成於該L形金屬氧化物作用層之該第二部分上，其中該突起僅部分與該汲極重疊。
  11. 如請求項10之顯示裝置，其中該閘極線包含大體上在該源極下方之一區中形成的一孔，其中該源極至少部分與該孔重疊。
  12. 如請求項10之顯示裝置，其包含在該汲極上方形成之一像素接觸孔，其中該像素接觸孔位於連接至該TFT之該 源極的一源極線與一鄰近源極線之間。
  13. 如請求項12之顯示裝置，其中該像素接觸孔與該源極線及該鄰近源極線中之每一者相距的距離相等。
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