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像素單元的結(jié)構(gòu)及布局的制作方法

文檔序號:2808678閱讀:334來源:國知局
專利名稱:像素單元的結(jié)構(gòu)及布局的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明有關(guān)于顯示面板,特別是關(guān)于硅基液晶(LCoS)顯示面板的像 素單元結(jié)構(gòu)及布局。
背景技術(shù)
硅基液晶(liquid crystal on silicon, LCoS或LCOS )為一種反射式技術(shù), 由于其可以較低成本以產(chǎn)生解析度高于液晶顯示器(LCD)的圖像,因此普 遍作為微型投影機(micro-projector)或微型顯示系統(tǒng)(micro-display system ) 的光機(optical engine )。圖1顯示一個像素單元10的電路,其包含金屬氧 化物半導(dǎo)體(MOS)存取(addressing)晶體管12以及像素電容14。晶體管 12的柵極G連接并受到掃描線SCAN的存取,晶體管12的源極S連接至數(shù) 據(jù)線DATA以接收圖像數(shù)據(jù)。晶體管12的漏極D連接至像素電容14,其漏 極、源極和本體(bulk) VDDA連接在一起(于此技術(shù)領(lǐng)域通常稱的為MOS 電容)。圖2A顯示含有八個像素單元的像素區(qū)塊(block)的布局。圖2B 顯示像素電容14布局的放大圖,而圖2C顯示圖2B中沿著剖面線2C-2C, 的剖面圖。于這些圖示中,像素底蓋板(pixel cap bottom plate) 140 (在此 技術(shù)領(lǐng)域通常又稱為OD層)及像素上蓋板(pixel cap top plate )(或多晶 硅層)142兩者之間部分重疊。重疊區(qū)域的大小決定其有效電容值,此為LCoS 效能增進的指標之一。根據(jù)圖2C所示的剖面,像素底蓋板140與本體區(qū)域 144之間分隔有一段距離147,其大致相當(dāng)于場氧化區(qū)(FOX) 146的長度。 此種因為場氧化區(qū)146所造成的分隔距離會占用像素底蓋板140的區(qū)域面 積。
因此亟需提出一種像素單元的新結(jié)構(gòu)及布局,以增加像素電容的有效電 容值及增進LCoS效能。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述,本發(fā)明的目的之一在于提出一種像素單元的新結(jié)構(gòu)及布局,以增加顯示面板的像素電容的有效電容值。本發(fā)明的另一目的在于使用特定 排列的彩色濾片,以增進顯示面板的效能。本發(fā)明的又一目的在于制造具更
多相連像素單元的掃描線,以增進制造產(chǎn)能(yield )。
根據(jù)本發(fā)明實施例,本發(fā)明提供一種顯示面板(例如LCoS面板)的像 素單元結(jié)構(gòu)及布局。像素單元包含存取(addressing)晶體管,其柵極受到掃 描線的存取,其源極連接至數(shù)據(jù)線;及像素電容,其電性耦接至存取晶體管 的漏極。像素電容包含底板及覆蓋于其上的上板,其中上板部分覆蓋于底板。 底板相鄰于本體(bulk)區(qū)域,且兩者之間大致上不具有分隔距離,由此, 得以增加底板與上板的重疊面積(及其有效電容值),并增進LCoS的效能。


圖1顯示一個像素單元的電路。
圖2A顯示含有八個像素單元的像素區(qū)塊的布局。
圖2B顯示像素電容布局的放大圖。
圖2C顯示圖2B的剖面圖。
圖3A顯示本發(fā)明實施例的含有八個像素單元的像素區(qū)塊的布局。 圖3B顯示圖3A的像素電容布局的放大圖。 圖3C顯示圖3B的剖面圖。
圖4A顯示本發(fā)明另 一實施例的八像素單元區(qū)塊及彩色濾片的布局。 圖4B顯示圖4A的彩色濾片。
圖5 A顯示本發(fā)明又 一 實施例的八像素單元區(qū)塊及彩色濾片的布局。 圖5B顯示圖5A的彩色濾片。
圖6顯示本發(fā)明再一實施例的含有十六個像素單元的像素區(qū)塊的布局。
主要元件符號說明
10 像素單元
12 存取晶體管
14 像素電容
140 像素底蓋板
142 像素上蓋板
144 本體區(qū)域146 場氧化區(qū)
147 分隔距離
340 像素底蓋板
341 接觸插塞
342 像素上蓋板
343 介電層
344 本體區(qū)域
345 接觸插塞 G 柵極
S 源極
D 漏極 SCAN 掃描線 DATA 數(shù)據(jù)線 VDDA 本體
FOX 場氧化區(qū)
NWELL n型阱區(qū)
具體實施例方式
圖3A例示本發(fā)明實施例的含有八個像素單元的像素區(qū)塊(block)的布 局,然而像素區(qū)塊的像素單元數(shù)量并不限定為八個。在本實施例中,像素單 元的電路同于圖l所示,因此該圖示中的元件符號也適用于本實施例中。
參閱圖3A,位于上半部MOS存取晶體管12的柵極G通過掃描線SCAN 連接在一起,而下半部MOS存取晶體管12的柵極G通過另 一掃描線SCAN 連接在一起。位于柵極G下方及上方分別為MOS存取晶體管12的源極S 及漏極D。位于同一行的上半部MOS存取晶體管12及下半部MOS存取晶 體管12共用一源極S。漏極D經(jīng)由一或多個接觸插塞(contact plug) 341 而連接至像素電容14,其包含像素底蓋板(pixel cap bottom plate ) 340 (在 此技術(shù)領(lǐng)域通常又稱為OD層)及像素上蓋板(pixel cap top plate )(或多 晶硅層)342,如圖3B所示像素電容14布局的放大圖。圖3C顯示圖3B中 沿著剖面線3C-3C,的剖面圖。于這些圖中,像素底蓋板340及像素上蓋板 342兩者之間部分重疊。如前所述,重疊區(qū)域的大小決定其有效電容值,此為本實施例LCoS效能增進的指標之一。雖然此處以LCoS作為說明,然而 本實施例也可以適用于其他顯示面板,例如液晶顯示器面板。
圖3C所示的剖面圖以p型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)結(jié)構(gòu)及工藝為 例,然而所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員當(dāng)可以將所說明的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于n型金 屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)結(jié)構(gòu)及工藝。例如,對于NMOS技術(shù),則以p 型擴散區(qū)域(P+)來取代PMOS技術(shù)的n型擴散區(qū)域(N"),反之亦然。再 者,對于NMOS技術(shù),以p型基底來取代n型阱區(qū)(NWELL)。
繼續(xù)參閱圖3C, P+像素底蓋板340及N+本體(bulk)區(qū)域344以傳統(tǒng) 半導(dǎo)體工藝技術(shù)形成于n型阱區(qū)NWELL。像素底蓋板340及本體區(qū)域344 可以使用擴散或離子注入技術(shù)以分別摻雜p型及n型摻雜劑。在本實施例中, 像素底蓋板340及本體區(qū)域344兩者相鄰并大致位于同一高度,且兩者之間 大致上沒有分隔距離。像素上蓋板342 (其可以為多晶硅)位于像素底蓋板 340上方,且和像素底蓋板340之間以介電層(例如二氧化硅層)343互相 隔離。形成一或多個接觸插塞345以電性連接本體區(qū)域344。由于像素底蓋 板340相鄰于本體區(qū)域344,因此兩者之間沒有分隔距離,如圖3B所示。 由此,像素上蓋板342與接觸插塞345邊界之間的距離即可以大大的降低。 因此,像素底蓋板340及像素上蓋板342兩者之間的重疊面積即可以增加。 換句話說,像素電容14的有效電容值可以增加,且LCoS效能也會增進。 例如,于本實施例中,重疊面積為25.76平方微米(pm2),然而對于使用相 同半導(dǎo)體工藝技術(shù)的圖2B而言,其重疊面積僅為21.32平方微米(nm2)。 亦即,本實施例的重疊面積或者有效電容值增力口 了 20.8% (=(25.76-21.32)/21.32 )。
圖4A顯示本發(fā)明另 一實施例的八像素單元區(qū)塊及彩色濾片(color filter) 的布局,而圖4B僅顯示其彩色濾片。彩色濾片形成于像素區(qū)塊的上,其可 以使用現(xiàn)有或?qū)砀牧技夹g(shù)來制造,其細節(jié)在此省略。如圖所示,紅(R)、 綠(G)、藍(B)彩色區(qū)域以線條(stripe)形式排列,亦即,相同的顏色區(qū) 域排列于同 一直線上,此種彩色濾片因此稱為線條型彩色濾片。
圖5A顯示本發(fā)明又一實施例的八像素單元區(qū)塊及彩色濾片的布局,而 圖5B僅顯示其彩色濾片。如圖所示,紅(R)、綠(G)、藍(B)彩色區(qū)域 以三角(delta)形式排列,亦即,紅(R)、綠(G)、藍(B)區(qū)域排列于三 角區(qū)域上,此種彩色濾片因此稱為三角型彩色濾片。再者,三角型彩色濾片的每一彩色區(qū)域并非如線條型彩色濾片般覆蓋于單一像素單元上,在本實施 例的三角型彩色濾片中,每一彩色區(qū)域的長度大約覆蓋半個像素單元,而其 寬度則大約覆蓋一個半像素單元。根據(jù)本實施例,三角型彩色濾片的排列可
以更為增進LCoS的效能。
圖6顯示本發(fā)明再一實施例的含有十六個像素單元的像素區(qū)塊的布局。 此十六像素單元區(qū)塊與上述八像素單元區(qū)塊具有相同的組成元件,因此其細 節(jié)在此省略。雖然此處以十六像素單元作為說明,然而本實施例也可以適用 于其他數(shù)量的像素單元區(qū)塊。本實施例與前述八像素單元區(qū)塊的差異在于每 一掃描線SCAN可以不通過任何接觸(contact)而直接連接于八個像素單元, 而非如前述連接于四個像素單元。使用本實施例的LCoS顯示器或投影機較 前述實施例具有較大的產(chǎn)能(yield),此乃因為整個顯示面板可以使用較少 的掃描線,因而制造失敗機率也跟著降低。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要 求;凡其它未脫離發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾,均應(yīng)包含 在權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯示面板的像素單元,包含存取晶體管,其柵極受到掃描線的存取,其源極連接至數(shù)據(jù)線;及像素電容,電性耦接至該存取晶體管的漏極,該像素電容包含底板及覆蓋于其上的上板,其中該上板部分覆蓋于該底板;其中上述的底板相鄰于本體區(qū)域,且兩者之間大致上不具有分隔距離。
2. 如權(quán)利要求1所述顯示面板的像素單元,其中上述的顯示面板為硅基 液晶面板。
3. 如權(quán)利要求1所述顯示面板的像素單元,其中上述的像素電容包含晶 體管,其源極及漏極連接至該晶體管的本體。
4. 如權(quán)利要求1所述顯示面板的像素單元,其中上述的底板與該本體區(qū) 域形成于阱區(qū)的相同高度。
5. 如權(quán)利要求4所述顯示面板的像素單元,其中上述的底板為p型摻雜 區(qū)域,該本體區(qū)域為n型摻雜區(qū)域,且該阱區(qū)為n型阱區(qū)。
6. 如權(quán)利要求1所述顯示面板的像素單元,多個上述的像素單元形成像 素區(qū)塊。
7. 如權(quán)利要求6所述顯示面板的像素單元,其中位于同一列的上述像素 單元的柵極通過掃描線而連接在一起。
8. 如權(quán)利要求6所述顯示面板的像素單元,還包含彩色濾片形成于該像 素區(qū)塊之上,該彩色濾片包含紅色區(qū)域、綠色區(qū)域及藍色區(qū)域,這些區(qū)域以 線條形式排列,其中,具有相同顏色的區(qū)域排列于同一直線上。
9. 如權(quán)利要求6所述顯示面板的像素單元,還包含彩色濾片形成于該像 素區(qū)塊之上,該彩色濾片包含紅色區(qū)域、綠色區(qū)域及藍色區(qū)域,這些區(qū)域以 三角形式排列,其中,具有相同顏色的區(qū)域排列于三角區(qū)域上。
10. 如權(quán)利要求9所述顯示面板的像素單元,其中上述每一顏色區(qū)域的長 度大約覆蓋半個像素單元,而其寬度則大約覆蓋一個半像素單元。
11. 如權(quán)利要求6所述顯示面板的像素單元,其中上述的像素區(qū)塊包含十 六個像素單元,其中所有該像素單元的一半位于同一列,并且不通過任何接 觸而由掃描線將其直接連接在一起。
12. —種顯示面板的像素單元的布局排列分法,包含形成像素電容,其具有底板及覆蓋于其上的上板,其中該上板部分覆蓋于該底^反;及配置本體區(qū)域,使其相鄰于該底板,且兩者之間大致上不具有分隔距離。
13. 如權(quán)利要求12所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,其中上述 的顯示面板為硅基液晶面板。
14. 如權(quán)利要求12所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,其中上述 的底板與該本體區(qū)域形成于阱區(qū)的相同高度。
15. 如權(quán)利要求12所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,還包含形 成多個該像素單元,以形成像素區(qū)塊。
16. 如權(quán)利要求15所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,還包含配 置掃描線,用以將該像素區(qū)塊內(nèi)同一列的像素單元連接在一起。
17. 如權(quán)利要求15所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,還包含形 成彩色濾片于該像素區(qū)塊之上,該彩色濾片包含紅色區(qū)域、綠色區(qū)域及藍色 區(qū)域,這些區(qū)域以線條形式排列,其中,具有相同顏色的區(qū)域排列于同一直 線上。
18. 如權(quán)利要求15所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,還包含形 成彩色濾片于該像素區(qū)塊之上,該彩色濾片包含紅色區(qū)域、綠色區(qū)域及藍色 區(qū)域,這些區(qū)域以三角形式排列,其中,具有相同顏色的區(qū)域排列于三角區(qū) 域上。
19. 如權(quán)利要求18所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,其中上述 每一顏色區(qū)域的長度大約覆蓋半個像素單元,而其寬度則大約覆蓋一個半像 素單元。
20. 如權(quán)利要求15所述顯示面板的像素單元的布局排列分法,其中上述 的像素區(qū)塊包含十六個像素單元,其中所有該像素單元的一半位于同一列, 并且不通過任何接觸而由掃描線將其直接連接在一起。
全文摘要
一種顯示面板的像素單元結(jié)構(gòu)及布局。像素單元的像素電容包含底板及覆蓋于其上的上板。底板相鄰于本體(bulk)區(qū)域,且兩者之間大致上不具有分隔距離,由此,得以增加底板與上板的重疊面積及其有效電容值。
文檔編號G02F1/1362GK101634784SQ20081012819
公開日2010年1月27日 申請日期2008年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日
發(fā)明者謝坤諺, 陳首成 申請人:立景光電股份有限公司
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