DE102017202467A1 - Pixelstruktur und Anzeigevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung offenbart eine Pixelstruktur und eine Anzeigevorrichtung. Die Pixelstruktur enthält: eine Abtastlinie mit einer Verzweigungsstruktur; und ein Halbleitermuster, das sich mit der Abtastlinie und der Verzweigungsstruktur schneidet, wobei das Halbleitermuster umfasst: einen ersten Kanalbereich, der unter der Abtastlinie angeordnet ist; einen zweiten Kanalbereich, der unterhalb der Verzweigungsstruktur angeordnet ist; und Dotierungsbereiche, die jeweils an zwei Seiten des ersten Kanalbereichs und an zwei Seiten des zweiten Kanalbereichs angeordnet sind. Wobei die Breite des zweiten Kanalbereichs kleiner als die Breite des ersten Kanalbereichs ist. Die Pixelstruktur kann die Anzeigeleistung des Anzeigebildschirms verbessern.

Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft den technischen Bereich von Kristallanzeigen und insbesondere eine Pixelstruktur und eine Anzeigevorrichtung.
  • HINTERGRUND
  • Mit der schnellen Entwicklung der Anzeigetechnologie sind hohe PPI (Pixels pro Zoll) und sogar übermäßig hohe PPI zu einer unvermeidlichen Entwicklung geworden. Die Bildauflösung wird im Allgemeinen in PPI (Anzahl der Pixel pro Zoll) ausgedrückt, und je höher der PPI-Wert ist, desto höher ist die Dichte des Anzeigebildschirms (Pixel) für die Anzeige eines Bildes. Je höher der PPI des Bildschirms ist, desto mehr Einzelheiten wird ein angezeigtes Bild enthalten und desto höher wird die Genauigkeit sein. Bei der Verbesserung des PPI des Bildschirms werden jedoch immer mehr Pixel enger angeordnet, die Größe jedes Pixels muss kleiner und kleiner werden, was nicht nur große Herausforderungen an die Gestaltung der Vorrichtung stellt, sondern auch zu vielen Schwierigkeiten führt.
  • Unter vielen technischen Problemen, die die Hoch-PPI-Technologie einschränken, ist eine unzureichende Ladekapazität einer der Gründe, die die Hoch-PPI-Technologie herausfordern. Die Hauptfaktoren, die die Hoch-PPI-Ladekapazität einschränken, können sein: eine schwere Last eines LCD-Bedienfeldes, eine kurze Pixel-Ladezeit, das Vorliegen einer Durchgangsspannung und ein begrenztes Breite-zu-Länge-Verhältnis des Pixels und so weiter, bei dem der Durchgang für die Hoch-PPI-Technologie mit einer kleinen Pixel-Speicherkapazität (kleiner als 32fF) wichtig ist, wie in 1 gezeigt.
  • Es gibt mehrere Verfahren zum Verringern der Durchgangsspannung des Pixels: verringern einer Breite der Pixelstruktur und einer Breite eines Kanals der Pixelstruktur, verringern einer Kapazität einer Gate-Oxidschicht in der Pixelstruktur, verringern eines Spannungsunterschieds eines Dünnfilmtransistors (TFT), wenn der Flüssigkristallbildschirm eingeschaltet und ausgeschaltet wird, und Erhöhen der Speicherkapazität der Pixelstruktur und so weiter. Für ein Hoch-PPI-Produkt ist es jedoch schwierig, die Speicherkapazität der Pixelstruktur zu erhöhen, da ein Abstand zwischen den Pixeln sehr klein ist. Die Verringerung der Breite des Kanals der Pixelstruktur oder des Spannungsunterschieds des Dünnschichttransistors (TFT), wenn der Flüssigkristallschirm eingeschaltet und ausgeschaltet wird, bedeutet eine weitere Verringerung der Ladefähigkeit. Eine Verringerung der Kapazität der Gate-Oxidschicht der Pixelstruktur bedeutet eine Erhöhung der Dicke des Films oder eine Verringerung des dielektrischen Koeffizienten. Dies führt von der Entwicklung der Miniaturisierung der Vorrichtung weg, und dies wird den Strom der Vorrichtung in einem eingeschalteten Zustand verringern. Als Ergebnis wird es die Ladekapazität verringern. Die Verringerung der Breite des Kanals der Pixelstruktur kann die Durchgangsspannung verringern und die Ladefähigkeit verbessern. Jedoch wird es andere Probleme wie eine erhöhte Gate-Verzögerung und eine ungleiche Ladefähigkeit auf der linken Seite und auf der rechten Seite des Bedienfeldes bewirken.
  • Daher werden ein Verfahren und eine Struktur zum Verringern einer Durchgangsspannung gefordert.
  • Die oben beschriebene Information, die in dem Hintergrundabschnitt offenbart ist, dient nur dem Zweck, das Verständnis des Hintergrunds der Erfindung zu verbessern, und kann somit Informationen umfassen, die keinen dem Fachmann bekannten Stand der Technik darstellen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung sieht eine Pixelstruktur vor, die die Durchgangsspannung ohne Erhöhung der Gate-Verzögerung verringern kann. Sie kann die Ladekapazität der Vorrichtung und die Anzeigeleistung des Anzeigebildschirms verbessern.
  • Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden und können teilweise durch Benutzen der vorliegenden Offenbarung gelernt werden.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird eine Pixelstruktur bereitgestellt, die eine Abtastlinie mit einer Verzweigungsstruktur umfasst; und ein Halbleitermuster, das die Abtastlinie und die Verzweigungsstruktur schneidet. Das Halbleitermuster umfasst: einen ersten Kanalbereich, der der Abtastlinie entspricht; einen zweiten Kanalbereich, der der Verzweigungsstruktur entspricht; und Dotierungsbereiche, die jeweils an zwei Seiten des ersten Kanalbereichs und an zwei Seiten des zweiten Kanalbereichs angeordnet sind, wobei eine Breite des zweiten Kanalbereichs kleiner als eine Breite des ersten Kanalbereichs ist.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Verzweigungsstruktur ein L-förmiger Zweig.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Halbleitermuster einen linearen Abschnitt, der zweite Abschnitt des L-förmigen Zweigs schneidet mit dem ersten Abschnitt des L-förmigen Zweigs, der zweite Abschnitt des L-förmigen Zweigs schneidet senkrecht mit dem linearen Abschnitt des Halbleitermusters.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Halbleitermuster einen linearen Abschnitt, der zweite Abschnitt des L-förmigen Zweigs und die Abtastlinie schneiden senkrecht mit dem linearen Abschnitt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erstreckt sich die Verzweigungsstruktur senkrecht von der Abtastlinie.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Halbleitermuster mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der erste Abschnitt schneidet senkrecht mit der Abtastlinie und der zweite Abschnitt schneidet senkrecht mit der Verzweigungsstruktur.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt die Breite des zweiten Kanalbereichs 1/5 bis 4/5 der Breite des ersten Kanalbereichs.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das Halbleitermuster ein Polysiliziummuster.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beträgt die Breite der Pixelstruktur weniger als 15µm.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, worin die Pixelstruktur eine Pixel-Speicherkapazität von weniger als 150 fF aufweist.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird eine Anzeigevorrichtung bereitgestellt, die eine Pixelstruktur gemäß irgendeiner Ausführungsform des obigen Gesichtspunktes aufweist.
  • Gemäß der Pixelstruktur der vorliegenden Offenbarung kann die Durchgangsspannung verringert werden, ohne die Gate-Verzögerung zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Ladekapazität der Vorrichtung verbessert werden, und es kann die Anzeigeleistung des Anzeigebildschirms verbessert werden.
  • Es versteht sich, dass die obige allgemeine Beschreibung und die folgende ausführliche Beschreibung lediglich veranschaulichend sind, anstatt die vorliegende Offenbarung zu beschränken.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand von beispielhaften Ausführungsformen, die im Einzelnen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, deutlicher werden.
  • 1 zeigt schematisch einen Graphen, wie eine Durchgangsspannung die Ladefähigkeit eines Pixels beeinflusst.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 10 ist ein Simulationsschaltbild einer Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 11 ist ein Simulationsschaltbild einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 12 ist ein Graph der positiven Rahmenladung einer Simulationsschaltung eines Pixels, wie in den 6 und 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, gezeigt.
  • 13 ist ein Graph der Ladung einer negativen Rahmenladung einer Simulationsschaltung eines Pixels, wie in den 6 und 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, gezeigt.
  • DETAILIERTE BESCHREIBUNG
  • Nun werden die beispielhaften Ausführungsformen vollständig unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die beispielhaften Ausführungsformen können jedoch in verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollten nicht als auf die hierin dargelegten Beispiele beschränkt verstanden werden. Stattdessen sind diese Ausführungsformen vorgesehen, um die vorliegende Offenbarung gründlicher und vollständiger zu machen und das Konzept der beispielhaften Ausführungsformen vollständig dem Fachmann zu vermitteln. Die beigefügten Zeichnungen sind lediglich schematische Darstellungen der vorliegenden Offenbarung und können nicht im Maßstab dargestellt werden. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen stellen gleiche oder ähnliche Bestandteile dar, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
  • Zusätzlich können die Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften, die hierin beschrieben sind, in einer oder mehreren Ausführungsformen in einer geeigneten Art und Weise kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden viele spezifische Einzelheiten zum Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gegeben. Es versteht sich jedoch für den Fachmann, dass die technische Lösung der vorliegenden Offenbarung ohne ein oder mehrere der besonderen Einzelheiten ausgeführt werden kann oder andere Bestandteile, Vorrichtungen, etc. verwenden werden können. In anderen Situationen sind Strukturen, Vorrichtungen, Materialien, die gut bekannt sind, nicht im Einzelnen dargestellt oder beschrieben, um die Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung nicht zu verdecken.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 2 gezeigt, umfasst eine Pixelstruktur 200 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eine Abtastlinie 210, eine Datenleitung 220, die die Abtastlinie 210 schneidet, ein Halbleitermuster 230 und eine transparente Pixelelektrode 240. Die Pixelstruktur 200 kann auf einem Substrat (nicht gezeigt) angeordnet sein. In 2 ist das Halbleitermuster 230 unterhalb der Abtastlinie 210 angeordnet und die Datenleitung 220 ist unterhalb der Abtastlinie 210 angeordnet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
  • Das Halbleitermuster 230 umfasst auch einen Drain-Elektrodenkontakt 233 und einen Source-Elektrodenkontakt 234.
  • Wie in 2 gezeigt, hat die Abtastlinie 210 eine Verzweigungsstruktur 211. Die Verzweigungsstruktur 211 erstreckt sich vertikal von der Abtastlinie 210. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Das Halbleitermuster 230 schneidet jeweils mit der Abtastlinie 210 und der Verzweigungsstruktur 211. Das Halbleitermuster 230 umfasst einen ersten Kanalbereich 231, der der Abtastlinie 210 entspricht, einen zweiten Kanalbereich 232, der der Verzweigungsstruktur 211 entspricht, Dotierungsgebiete 235A, 235B und 235C jeweils auf beiden Seiten des ersten Kanalbereichs 231 und auf beiden Seiten des zweiten Kanalbereichs 232.
  • Wie in 2 gezeigt, können der erste Kanalbereich 231, der zweite Kanalbereich 232 und die Dotierungsregionen 235A, 235B und 235C sowie die Abschnitte der Abtastlinie 210 und die Verzweigungsstruktur 211, die mit dem ersten Kanalbereich 231, dem zweiten Kanalbereich 232, übereinstimmen, ausgebildet sein, einen Mehrkanal-Dünnfilmtransistor 230 zu bilden.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist eine asymmetrische Doppelgate-(oder Mehrgate-)Struktur vorgesehen. Beispielsweise weist, wie in 2 gezeigt ist, die Verzweigungsstruktur 211, die das Halbleitermuster 230 schneidet, eine Breite L2 auf, die kleiner als eine Breite L1 der Abtastlinie 210 ist. Da der erste Kanalbereich 231 der Abtastlinie 210 entspricht, weist der erste Kanalbereich 231 eine Breite auf die gleich der Breite L1 der Abtastlinie 210 ist. In der vorliegenden Ausführungsform stellt L1 die Breite des ersten Kanalbereichs 231 oder die Breite der Abtastlinie 210 dar. Da der zweite Kanalbereich 232 der Verzweigungsstruktur 211 entspricht, hat der zweite Kanalbereich eine Breite gleich der Breite L2 der Verzweigungsstruktur 211. In der vorliegenden Ausführungsform stellt L2 die Breite des zweiten Kanalbereichs 232 oder die Breite der Verzweigungsstruktur 211 dar. Das heißt, die Breite des zweiten Kanalbereichs 232 ist kleiner als die Breite des ersten Kanalbereichs 231. Daher kann die Breite eines anderen Kanalbereichs verringert werden, ohne die Breite der Abtastlinie zu verändern. Auf diese Weise kann die Streukapazität verringert werden und die Durchgangsspannung kann gesenkt werden, ohne die Gate-Verzögerung zu erhöhen.
  • In den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dient die hier erwähnte Breite lediglich zur leichten Beschreibung, anstatt die vorliegende Offenbarung zu beschränken. In den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können die Ausdrücke „Länge“ und „Breite“ austauschbar sein.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Breite des zweiten Kanalbereichs 232 L2, wie in 2 gezeigt, was 1/5 bis 4/5 von L1 sein kann, wie in 2 gezeigt, wobei L1 die Breite des ersten Kanalbereichs 231 ist. Dies kann ein gewünschtes Gleichgewicht zwischen Leistung und Kosten erzielen. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist und die Breite des zweiten Kanalbereichs 232 kleiner sein kann. Solange die Herstellungstechnologie dies zulässt und nicht bewirkt wird, dass die TFT-Vorrichtung ausfällt, kann die Breite des zweiten Kanalbereichs 232 noch kleiner sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Halbleitermuster 230 beispielsweise aus Polysiliziummaterial hergestellt sein. Das heißt, das Halbleitermuster 230 kann ein Polysiliziummuster sein.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, kann die Pixelstruktur 200 auch den Drain-Elektrodenkontakt 233 und den Source-Elektrodenkontakt 234 umfassen. Die Datenleitung 220 kann elektrisch mit dem Source-Elektrodenkontakt 234 verbunden sein. Die transparente Pixelelektrode 240 kann elektrisch mit dem Drain-Elektrodenkontakt 233 verbunden sein.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, kann das Halbleitermuster 230 auch eine Kondensatorelektrode 237 umfassen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Breite L2 des zweiten Kanalbereichs 232 kleiner als die Breite L1 des ersten Kanalbereichs 231. Dies kann die Streukapazität in der Pixelstruktur effektiv verringern. Daher kann die Pixelstruktur in der beispielhaften Ausführungsform in Situationen anwendbar sein, in denen die Pixelstruktur eine geringe Breite aufweist und die Pixelspeicherkapazität niedrig ist. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die Breite der Pixelstruktur kleiner als 15 µm sein. Für ein anderes Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der Wert der Pixelspeicherkapazität kleiner als 150fF sein. Dies ist mit konventioneller Technik schwer zu erreichen. Daher ist die Pixelstruktur der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf eine Hoch-PPI-Technologie anwendbar, die eine niedrige Pixel-Speicherkapazität aufweist. Sie kann effektiv die Ladekapazität eines Hoch-PPI-Anzeigebildschirms verbessern, und dadurch wiederum die Gesamtleistung der Anzeige verbessern.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 3 gezeigt ist, enthält eine Pixelstruktur 300 eine Abtastlinie 310, eine Datenleitung 320, ein Halbleitermuster 330 und eine transparente Pixelelektrode 340.
  • Die Pixelstruktur der beispielhaften Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, ist im Wesentlichen gleich der Pixelstruktur, wie sie in 2 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass das Halbleitermuster 330 und die Erstreckungsrichtungen der Abtastlinie 310 und der Verzweigungsstruktur 311 verschieden von denen in 2 sind. In dieser Hinsicht umfasst das Halbleitermuster 330: einen ersten Kanalbereich 331, der der Abtastlinie 310 entspricht, und einen zweiten Kanalbereich 332, der der Verzweigungsstruktur 311 entspricht.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 4 gezeigt, umfasst eine Pixelstruktur 400 eine Abtastlinie 410, eine Datenleitung 420, ein Halbleitermuster 430 und eine transparente Pixelelektrode 440. 4 unterscheidet sich von 2 dadurch, dass die Verzeigungsstruktur 411 eine "L"-Form aufweist und das Halbleitermuster 430 einen linearen Abschnitt Q umfasst. In 4 schneidet ein zweiter Teil L2 der L-förmigen Verzweigungsstruktur 411 einen ersten Teil L1 der L-förmigen Verzweigungsstruktur 411 und der zweite Teil L2 der L-förmigen Verzweigungsstruktur 411 schneidet senkrecht mit einem linearen Teil Q des Halbleitermusters 430. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Das Halbleitermuster 430 schneidet jeweils mit der Abtastlinie 410 und der Verzweigungsstruktur 411. In dieser Hinsicht umfasst das Halbleitermuster 430: einen ersten Kanalbereich 431, der der Abtastlinie 410 entspricht, und einen zweiten Kanalbereich 432, der der Verzweigungsstruktur 411 entspricht. Eine Beschreibung von Teilen in 4, die die gleichen sind wie in 2 wird nicht wiederholt.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 5 gezeigt ist, umfasst eine Pixelstruktur 500 eine Abtastlinie 510, eine Datenleitung 520, ein Halbleitermuster 530 und eine transparente Pixelelektrode 540. Eine Beschreibung von Teilen in 5, die die gleichen sind wie in 2 wird nicht wiederholt.
  • 5 unterscheidet sich von 2 dadurch, dass das Halbleitermuster 530 eine L-förmige Struktur umfasst. Eine Seite der L-förmigen Struktur, die in dem Halbleitermuster 530 enthalten ist, schneidet mit der Abtastlinie 510 und die andere Seite der L-förmigen Struktur, die in dem Halbleitermuster 530 enthalten ist, schneidet mit der Verzweigungsstruktur 511. In dieser Hinsicht umfasst das Halbleitermuster 530: einen ersten Kanalbereich 531, der der Abtastlinie 510 entspricht, und einen zweiten Kanalbereich 532, der der Verzweigungsstruktur 511 entspricht.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 6 gezeigt ist, enthält eine Pixelstruktur 600 eine Abtastlinie 610, eine Datenleitung 620, ein Halbleitermuster 630 und eine transparente Pixelelektrode 640. Eine Beschreibung von Teilen in 6, die die gleichen sind wie in 2 wird nicht wiederholt.
  • 6 unterscheidet sich von 2 dadurch, dass ein zweiter Teil L2 einer L-förmigen Verzweigungsstruktur 611 einen ersten Teil L1 der Verzweigungsstruktur 611 schneidet und der zweite Teil L2 der L-förmigen Verzweigungsstruktur 611 das Halbleitermuster 630 schneidet. Das Halbleitermuster 630 schneidet jeweils mit der Abtastlinie 610 und der Verzweigungsstruktur 611. In dieser Hinsicht umfasst das Halbleitermuster 630: einen ersten Kanalbereich 631, der der Abtastlinie 610 entspricht, und einen zweiten Kanalbereich 632, der der Verzweigungsstruktur 611 entspricht. Der erste Kanalbereich 631 und der zweite Kanalbereich 632 sind alle unter der Datenleitung 620. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 7 gezeigt ist, enthält eine Pixelstruktur 700 eine Abtastlinie 710, eine Datenleitung 720, ein Halbleitermuster 730 und eine transparente Pixelelektrode 740. Eine Beschreibung von Teilen in 7, die die gleichen sind wie in 2 wird nicht wiederholt.
  • Wie in 7 gezeigt, weist die Abtastlinie 710 Verzweigungsstrukturen 711 und 712 auf. Jede der Verzweigungsstruktur 711 und der Verzeigungsstruktur 712 erstreckt sich senkrecht von der Abtastlinie 710. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt.
  • Das Halbleitermuster 730 schneidet mit der Abtastlinie 710, den Verzweigungsstrukturen 711 und 712. In dieser Hinsicht umfasst das Halbleitermuster 730: einen ersten Kanalbereich 731, der der Abtastlinie 710 entspricht, einen zweiten Kanalbereich 732, der der Verzweigungsstruktur 711 entspricht, und einen dritten Kanalbereich 733, der der Verzweigungsstruktur 712 entspricht. Wobei die Breite der Abtastlinie 710 die Breite L1'' des ersten Kanalbereichs ist; die Breite der Verzweigungsstruktur 711 ist die Breite L2'' des zweiten Kanalbereichs; die Breite der Verzweigungsstruktur 712 ist die Breite L3'' des dritten Kanalbereichs. Dotierungsbereiche 735A und 735B sind jeweils an den beiden Seiten des ersten Kanalbereichs 731 angeordnet; Dotierungsbereiche 735B und 735C sind jeweils an den beiden Seiten des zweiten Kanalbereichs 732 angeordnet; und Dotierungsbereiche 735C und 735D sind jeweils an den beiden Seiten des dritten Kanalbereichs 733 angeordnet.
  • Wie in 7 gezeigt, können der erste Kanalbereich 731, der zweite Kanalbereich 732, der dritte Kanalbereich 733 und die Dotierungsregionen 735A, 735B, 735C und 735D sowie die Abschnitte der Abtastlinie 710, die Verzweigungsstruktur 711 und die Verzweigungsstruktur 712 die jeweils dem ersten Kanalbereich 731, dem zweiten Kanalbereich 732 und dem dritten Kanalbereich 733 entsprechen, so ausgebildet sein, dass sie einen Mehrkanal(Mehr-Gate)-Dünnfilmtransistor 730 bilden.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine asymmetrische Mehr-Gate-Struktur vorgesehen. Beispielsweise kann, wie in 7 gezeigt, mindestens eine der Verzweigungsstruktur 711 und der Verzweigungsstruktur 712, die jeweils das Halbleitermuster 730 schneiden, eine Breite, die geringer ist als eine Breite L1'' der Abtastlinie 710 aufweisen. Das heißt, mindestens eine der Breite L2'' des zweiten Kanalbereichs 732 und der Breite L3'' des dritten Kanalbereichs 733 ist kleiner als die Breite des ersten Kanalbereichs 731. Auf diese Weise kann die Breite von mindestens einem Kanalbereich ohne Änderung der Breite der Abtastlinie verringert werden. Auf diese Weise kann die Streukapazität verringert und die Durchgangsspannung gesenkt werden, ohne die Gate-Verzögerung zu erhöhen.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm einer Pixelstruktur gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 8 gezeigt ist, enthält eine Pixelstruktur 800 eine Abtastlinie 810, eine Datenleitung 820, ein Halbleitermuster 830 und eine transparente Pixelelektrode 840. Eine Beschreibung von Teilen in 8, die die gleichen sind wie in 7 wird nicht wiederholt.
  • 8 unterscheidet sich von 7 dadurch, dass die Abtastlinie 810 eine Verzweigungsstruktur 811 und eine Verzweigungsstruktur 812 aufweist. In der Ausführungsform ist die Verzweigungsstruktur 812 eine L-förmige Verzweigungsstruktur, und jede der Verzweigungsstruktur 811 und der Verzweigungsstruktur 812 erstreckt sich senkrecht von der Abtastlinie 810. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ein zweiter Abschnitt L2 der L-förmigen Verzweigungsstruktur 812 schneidet mit einem ersten Abschnitt L1 der Verzweigungsstruktur 812. Der zweite Abschnitt L2 der L-förmigen Verzweigungsstruktur 812 schneidet sich senkrecht mit einem linearen Abschnitt des Halbleitermusters 830. Das Halbleitermuster 830 schneidet jeweils mit der Abtastlinie 810, der Verzweigungsstruktur 811 und der Verzweigungsstruktur 812. In dieser Hinsicht umfasst das Halbleitermuster 830: einen ersten Kanalbereich 831, der der Abtastlinie 810 entspricht, einen zweiten Kanalbereich 832, der der Verzweigungsstruktur 811 entspricht, und einen dritten Kanalbereich 833, der der Verzweigungsstruktur 812 entspricht.
  • 9 ist eine schematische Querschnittansicht einer Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 9A gezeigt, umfasst das Pixel in der Querschnittansicht des Pixels eine Abtastlinienschicht 902, eine Dämmschicht 904 und eine aktive Quellschicht 906. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Abtastlinienschicht eine Abtastlinie 9021 und eine Verzweigungsstruktur 9023 der Abtastlinie umfassen. Wie in 9B gezeigt, umfasst das Pixel in der Querschnittsansicht des Pixels eine Abtastlinienschicht 902', eine Dämmschicht 904' und eine aktive Quellschicht 906'. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Abtastlinienschicht in der Querschnittsansicht auch eine Abtastlinie 9021' und eine Verzweigungsstruktur 9023' der Abtastlinie umfassen.
  • 10 ist ein Simulationsschaltbild einer Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in einem Schaltbild 100 von 10 gezeigt, sind die Werte eine negative Rahmenspannung, C1 ist eine Pixelspeicherkapazität und TFT1 und TFT2 sind gleichwertige Schaltungen, die durch die Halbleiterschaltung in der Pixelstruktur der vorliegenden Offenbarung gebildet werden.
  • Mit Bezug auf das Beispiel, wie in 2 gezeigt, kann beispielsweise angenommen werden, dass eine eingeschaltete Spannung VGH des Dünnfilmtransistors (TFT) 10 V beträgt, eine abgeschaltete Spannung VGL des Dünnschichttransistors (TFT) –7 V beträgt, ein negativer Rahmenspannungswert –5 V beträgt und eine Pixelspeicherkapazität 32fF beträgt. Die Breite der Abtastlinie 210, d.h. die Breite L1 des ersten Kanalbereichs 231, wie oben diskutiert, beträgt 2µm. Die Breite der Verzweigungsstruktur 211 der Abtastlinie, d.h. die Breite L2 des zweiten Kanalbereichs 232, wie oben diskutiert, beträgt 3µm, 2µm und 1µm. Die Ergebnisse der Simulation der positiven Rahmenspannung in der Ausführungsform von 6 sind wie in der folgenden Tabelle gezeigt, und wie in 13 gezeigt:
    Breite des zweiten Kanals Spannung bei voller Ladung Spannung nach Durchgangsspannungsverlust Ladestrom
    3µm 5.00 V 4.789 V 95.78%
    2µm 5.00 V 4.804 V 96.08%
    1µm 5.00 V 4.821 V 96.42%
  • Mit Bezug auf das Beispiel, wie in 3 gezeigt, kann beispielsweise angenommen werden, dass eine eingeschaltete Spannung VGH des Dünnschichttransistors (TFT) 10 V beträgt, eine abgeschaltete Spannung VGL des Dünnfilmtransistors (TFT) –7 V beträgt, ein negativer Rahmenspannungswert m V beträgt und eine Pixelspeicherkapazität 32fF beträgt. Die Breite der Abtastlinie 310, d.h. die Breite L1' des ersten Kanalbereichs 331, wie oben diskutiert, beträgt 2µm. Die Breite der Verzweigungsstruktur 311 der Abtastlinie, d.h. die Breite L2' des zweiten Kanalbereichs 332, wie oben diskutiert, beträgt 3µm, 2µm und 1µm. Ergebnisse der positiven Rahmenspannungssimulation in der Ausführungsform von 6 sind wie in der folgenden Tabelle gezeigt, und wie in 12 gezeigt:
    Breite des zweiten Kanals Spannung bei voller Ladung Spannung nach Durchgangsspannungsverlust Ladestrom
    3µm 5.00 V 4.789 V 95.78%
    2µm 5.00 V 4.826 V 96.52%
    1µm 5.00 V 4.856 V 97.12%
  • Bei einer positiven Rahmenspannungssimulation der Pixelstruktur besteht das Ziel darin, eine Durchgangsspannung so weit wie möglich zu reduzieren, d.h. den Spannungswert nach dem Durchgangsspannungsverlust nahe einem Standardspannungswert von 5V zu halten.
  • Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, wenn die Verzweigungsstruktur der Abtastlinie in der Pixelstruktur eine unterschiedliche Breite der Abtastlinie aufweist, kann sie die positive Rahmenladungskapazität des gesamten Pixels beeinflussen. Je breiter die Verzweigungsstruktur der Abtastlinie ist, desto schwächer ist die Ladungsfähigkeit der gesamten Pixelstruktur, und es bedeutet, dass die resultierende Spannung, nachdem die Pixelstruktur geladen ist, stärker von 5 V abweicht. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Ergebnis einer positiven Rahmenspannungssimulation einer solchen Pixelstruktur, gemäß der Ausführungsform, bei der die Breite der Abtastlinie größer ist als die Breite der Verzweigungsstruktur der Abtastlinie (das heißt, die Ausführungsform, in der die Breite des ersten Kanalbereichs größer als die Breite des zweiten Kanalbereichs ist), effektiv die Durchführungsspannung senken und die Ladungsfähigkeit der Vorrichtung verbessern.
  • 11 ist ein Simulationsschaltbild einer weiteren Pixelstruktur gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In dem Schaltbild 120 wie in 11 gezeigt, sind die Werte eine negative Rahmenspannung, C2 ist eine Pixelspeicherkapazität, TFT1 und TFT2 sind gleichwertige Schaltungen, die durch die Halbleiterschaltung in der durch die vorliegende Offenbarung offenbarten Pixelstruktur gebildet werden.
  • Mit Bezug auf das Beispiel, wie in 2 gezeigt, kann beispielsweise angenommen werden, dass eine eingeschaltete Spannung VGH des Dünnfilmtransistors (TFT) 10 V beträgt, eine abgeschaltete Spannung VGL des Dünnschichttransistors (TFT) –7 V beträgt, eine negativer Rahmenspannungswert –5 V beträgt und eine Pixelspeicherkapazität 32fF beträgt. Die Breite der Abtastlinie 210, d.h. die Breite L1 des ersten Kanalbereichs 231, wie oben diskutiert, beträgt 2µm. Die Breite der Verzweigungsstruktur 211 der Abtastlinie, d.h. die Breite L2 des zweiten Kanalbereichs 232, wie oben diskutiert, beträgt 3µm, 2µm und 1µm. Die Ergebnisse der negativen Rahmenspannungssimulation in der Ausführungsform der 7 sind wie in der folgenden Tabelle gezeigt, und wie in 13 gezeigt:
    Breite des zweiten Kanals Spannung bei voller Ladung Spannung nach Durchgangsspannungsverlust Ladestrom
    3µm –5.00 –5.228 104.56%
    2µm –5.00 –5.169 103.38%
    1µm –5.00 –5.110 102.20%
  • Mit Bezug auf das Beispiel, wie in 3 gezeigt, kann beispielsweise angenommen werden, dass eine eingeschaltete Spannung VGH des Dünnschichttransistors (TFT) 10 V beträgt, eine abgeschaltete Spannung VGL des Dünnfilmtransistors (TFT) –7 V beträgt, ein negativer Rahmenspannungswert –5 V beträgt und eine Pixelspeicherkapazität 32fF beträgt. Die Breite der Abtastlinie 310, d.h. die Breite L1' des ersten Kanalbereichs 331, wie oben diskutiert, beträgt 2µm. Die Breite der Verzweigungsstruktur 311 der Abtastlinie, d.h. die Breite L2' des zweiten Kanalbereichs 332, wie oben diskutiert, beträgt 3µm, 2µm und 1µm. Die Ergebnisse der negativen Bildspannungssimulation in der Ausführungsform der 7 sind wie in der folgenden Tabelle gezeigt, und wie in 13 gezeigt:
    Breite des zweiten Kanals Spannung bei voller Ladung Spannung nach Durchgangsspannungsverlust Ladestrom
    3µm –5.00 –5.228 104.56%
    2µm –5.00 –5.142 102.84%
    1µm –5.00 –5.084 101.68%
  • In einer negativen Rahmenspannungssimulation der Pixelstruktur besteht das Ziel darin, eine Durchgangsspannung zu verringern, d.h. den Spannungswert nach dem Durchgangsspannungsverlust nahe einem Standardspannungswert –5 V zu halten.
  • Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, wenn die Pixelstruktur, die Verzweigungsstruktur der Abtastlinie eine unterschiedliche Breite der Abtastlinie aufweist. Es kann die negative Rahmenspannungskapazität des gesamten Pixels beeinflussen. Je breiter die Verzweigungsstruktur der Abtastlinie ist, desto schwächer wird die Ladungsfähigkeit der gesamten Pixelstruktur, und es bedeutet, dass die resultierende Spannung, nachdem die Pixelstruktur geladen ist, stärker von –5 V abweicht. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ergebnis einer negativen Rahmenspannungssimulation einer solchen Pixelstruktur gemäß der Ausführungsform, bei der die Breite der Abtastlinie größer ist als die Breite der Verzweigungsstruktur der Abtastlinie (das heißt, die Ausführungsform, in der die Breite des ersten Kanalbereichs größer als die Breite des zweiten Kanalbereichs ist), kann sie effektiv die Durchgangsspannung senken und die Ladungsfähigkeit der Vorrichtung verbessern.
  • Aus der obigen ausführlichen Beschreibung sollte der Fachmann verstehen, dass die Pixelstruktur gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen oder mehrere der folgenden Vorteile haben kann.
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Durchgangsspannung abgesenkt werden, ohne die Gate-Verzögerung zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Ladekapazität der Vorrichtung verbessert werden, und es kann die Anzeigeleistung des Anzeigebildschirms verbessern.
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung sind im Einzelnen dargestellt und beschrieben. Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die ausführliche Struktur, die hierin beschriebene Anordnung und Ausführung beschränkt ist. Stattdessen beabsichtigt die vorliegende Offenbarung, verschiedene Abwandlungen und Entsprechungen abzudecken, die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (11)

  1. Eine Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800), umfassend: eine Abtastlinie (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) mit einer Verzweigungsstruktur (211, 311, 411, 511, 611, 711, 811); eine Halbleiterstruktur (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830), die mit der Abtastlinie (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) und der Verzweigungsstruktur (211, 311, 411, 511, 611, 711, 811) schneidet, wobei das Halbleitermuster (211, 311, 411, 511, 611, 711, 811) umfasst: einen der Abtastlinie (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) entsprechenden ersten Kanalbereich (231, 331, 431, 531, 631, 731, 831); einen der Verzweigungsstruktur (211, 311, 411, 511, 611, 711, 811) entsprechenden zweiten Kanalbereich (232, 332, 432, 532, 632, 732, 832); und an zwei Seiten des ersten Kanalbereichs (231, 331, 431, 531, 631, 731, 831) und an zwei Seiten des zweiten Kanalbereichs (232, 332, 432) angeordnete Dotierungsbereiche (235A, 235B, 235C), 532, 632, 732, 832), wobei eine Breite des zweiten Kanalbereichs (232, 332, 432, 532, 632, 732, 832) kleiner als eine Breite des ersten Kanalbereichs (231, 331, 431, 531, 631, 731, 831) ist.
  2. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigungsstruktur (411, 611, 711, 812) ein L-förmiger Zweig ist.
  3. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der L-förmige Zweig einen ersten Abschnitt (L1) und einen zweiten Abschnitt (L2) umfasst, wobei sich der erste Abschnitt (L1) senkrecht von der Abtastlinie (410, 610, 810) erstreckt und der zweite Abschnitt (L2) senkrecht mit dem Halbleitermuster (411, 611, 811) schneidet.
  4. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermuster (411, 611, 811) einen linearen Teil (Q) umfasst, der zweite Teil (L2) des L-förmigen Zweigs mit dem ersten Abschnitt (L1) des L-förmigen Zweigs schneidet und der zweite Abschnitt (L2) des L-förmigen Zweigs senkrecht mit dem linearen Abschnitt des Halbleitermusters (411, 611, 811) schneidet.
  5. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzweigungsstruktur (811, 812) senkrecht von der Abtastlinie (810) verläuft.
  6. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermuster mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, der erste Abschnitt senkrecht mit der Abtastlinie schneidet, und der zweite Abschnitt senkrecht mit der Verzweigungsstruktur schneidet.
  7. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des zweiten Kanalbereichs (232, 332, 432, 532, 632, 732, 832) 1/5 bis 4/5 der Breite des ersten Kanalbereichs (231, 331, 431, 531, 631, 731, 831) beträgt.
  8. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleitermuster (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) ein Polysiliziummuster aufweist.
  9. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) geringer ist als 15µm ist.
  10. Die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800), eine Pixelspeicherkapazität von weniger als 150 fF aufweist.
  11. Eine Anzeigevorrichtung, umfassend eine Pixelstruktur (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach einem der Ansprüche 1–10.
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