专利名称：有源矩阵显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是有源矩阵显示装置，更具体的说，是涉及一具有画面元(picture element)的有源矩阵显示装置，每个画面元都包括画面元电极和相关的开关装置，而且该画面元被设置在相交的第一和第二组地址导体之间的交叉点上，所述导体与该画面元连接，并通过所述导体给该画面元分别提供选择和数据信号，有源矩阵显示装置还包括一组连接导体，选择信号就是通过它向第一组地址导体提供的，而且其每一连接导体都在相应的邻近两条第二组地址导体之间沿该两条第二组地址导体方向延伸，并在与处于相应画面元位置的相应第一组地址导体电相连。
这种适合于用在例如移动电话、照相机取景器，电子个人管理器等便携应用的有源矩阵液晶显示装置(AMLCD)被描述在European PatentApplication No.01200466.9(PHNL 010074)中。
提供该组连接导体就能启动寻址信号来驱动该画面元，该地址信号包括施加到行地址导体的选择(扫描)信号和施加到列地址导体的显示数据信号，该地址导体被提供在支撑的一公共边或该支撑的相对的平行边，而不是像传统的AMLCD等那样提供在两相互垂直的边上。在传统的AMLCD中，一组携带选择信号的行地址导体和一组携带数据信号的列地址导体每组都伸过矩形支撑超出画面元电极阵列的面积到该支撑的相应的携带导体的外围区域，而且为了能与地址导体组电接触，该支撑还包括两个相邻的支撑边缘部分。例如，行和列的驱动电路IC可直接安装在该支撑的这些周边区域，它们的输出端子就与延伸的地址导体相连，或者安装在箔上，它们的输出端子通过该箔上的印刷线路与地址导体相连。代之的是，该组连接导体允许将IC仅沿该支撑边设置在一公共的周边区域，或沿该支撑的相对的平行边设置在相应的周边区域，或者在这些部分进行箔连接。
如上述应用中所描述的那样，当将该显示装置用于小型便携产品上时就可使用这特点，例如，来使给定大小的支撑的有效显示面积在一个有利的尺度上增大。相似类型的连接方案被描述在R.Greene等人的下述文章中“Manufacturing of Large Wide-View Angle SeamlessTiled AMLCDs for Business and Consumer Applications”，IDMC2000，pages 191-194。这种情形的好处在于，通过只使该地址导体从一边驱动就能有助于各个显示面板的平铺。
但是，已经发现，这种显示装置可受连接导体存在的不利影响。尤其是，已经发现，该显示装置可能发生画面元的不均匀性和图像残留的问题。
本发明的目的在于提供一种在开头段落中描述的那类改进了的显示装置。
本发明的目的还在于提供一种在其中至少在某种程度上减轻了上述问题的显示装置。
按照本发明提供了一种在开始段落中描述的那种有源矩阵显示装置，在这里，在每个画面元中，在画面元电极和连接导体之间存在有寄生电容，而且在这里，除了在连接导体和第一组地址导体之间的连接位置上的那些画面元以外的画面元每一个都在它们的画面元电极和它们的相关的第一组地址导体之间具有一辅助电容。
该辅助电容导致显示器品质的改善，不希望的显示假像(artefact)被显著减少。本发明是以下述认识为基础的某些寄生电容的影响是由对上述问题负责的连接导体的存在所引入的。寄生电容的性质意味着，那些位于在连接导体和它们相关的第一组地址导体之间的连接位置上并与在这些点上连接导体相连接的地址导体偶联的画面元对于在该阵列中别处的画面元可经历不同的结果。因此，那时在连接点位置上的画面元的所谓回冲效应(kickback effect)就不像对其它画面元的回冲效应，因而对于一相同的给定的施加的数据信号电压来说，它们的显示输出将与其它画面元的显示输出是不同的。此外，这些画面元可能都受随之产生的rms DC电压在LC材料和画面元中产生的老化效应的影响。通过在其它画面元中加入适当选择值的电容，则所有画面元的回冲效应都可做得相同，因而就可改善画面元的均匀性。该辅助电容值可近似等于在该画面元电极和连接导体之间的寄生电容。
典型地在有源矩阵显示装置，如AMLCD中，该画面元在它们的画面元电极和它们的携带选择信号的地址导体之间不可避免地具有寄生电容，该电容的值可按照其结构的精确特性变化。该加入的电容将是附加到这具体的寄生电容上的。这种寄生电容可能起源于该画面元电极的横向延伸，或许与部分地址导体稍稍重叠而被介电材料隔开的边缘。为了增大该寄生电容，所加入的电容可通过改变不在连接点位置上的画面元中的这些有贡献的部分来提供。例如，在将画面元电极和地址导体部分叠加起来的情形中，这可通过减簿夹在中间的介电材料来实现。但最好是通过提供或增大电极和地址导体之间的重叠面积来方便地实现，或者是设计部分电极在较大程度上伸过该地址导体，反之亦然。另一方面，该加入的电容还可以以连接在该画面元电极和地址导体之间的分离电容结构形式提供。
该连接导体可以作为线路在该画面元电极下面延伸，而且被插在中间的介电材料层所分隔。另一方面，这些线路可以被安排来在该画面元电极附近横向延伸，例如横靠第二组地址导体延伸。这将减小这些导体和画面元电极之间的电容，由于需要加入画面元的电容值那时是很小的，因而这就成为了一重要因素。在该显示装置是具有由透明导电材料，如ITO构成的画面元电极的透射式的情形中，这也可能是有益的，因为要不然在将这些线路安置在画面元电极下面时将同样需要是透明材料。但是，在将这些线路横向安置在画面元电极附近时可能导致画面元孔径的减小。
虽然可特别应用于有源矩阵液晶显示装置，但本发明也可有利地应用于不同种类的将其它的电光材料用作画面元的有源矩阵显示装置，如电泳和电致变色(electrochromic)显示装置中。
现将通过例子并参考下述附图对按照本发明的有源矩阵显示装置的实施例，特别是液晶显示装置进行描述
图1简略地图示出在传统的AMLCD配置中近邻画面元的一典型组合的装置；图2简略地图示出在另一AMLCD配置中画面元的一典型组合的装置；图3简略地画出了图2所示类型的AMLCD的驱动电路的可能装置；图4画出了用于按照本发明的AMLCD实施例中的一组画面元的等效电路；
图5画出了用于图4所示装置内的一组画面元的包含寄生电容的等效电路；图6是图4所示装置实施例中的典型画面元的简略平面视图，它图示出元件的布置情况。
应该明白，所有的附图都仅仅是示意而且并不是按比例画的。在所有的附图中，相同的参考标号都用于表示相同或相似的部件。
参看图1，图中画出了有源矩阵液晶显示装置的传统形式的一部分，它具有由单个可编址的画面元10组成的矩阵阵列II，每个画面元包括一分立的画面元电极12和一薄膜晶体管，TFT形式的相关的开关装置14，这些晶体管可以是非晶态(a-Si)或多晶硅型。这种装置的一般结构和工作被描述在，例如，US-A-5130829中，这里已将它作为参考，将其在这些方面的公开结合在本申请中。简要地说，该画面元电极14被组织在行和列中，第一和第二相互垂直的地址导体，也就是，行，选择地址导体16和列，数据地址导体18在画面元电极12之间延伸，每个电极都被位于相应的一对行和列地址导体的交叉点附近。该画面元电极，地址导体组和TFT都被载在一支撑20上，例如一玻璃板上。一第二支撑，例如又一玻璃板，(未画出)被安排与支撑20重叠平行，并载有一公共电极。两支撑彼此隔开并将液晶材料置于两支撑之间，该液晶材料被一围绕阵列周边延伸的密封包含在支撑之间。每个画面元电极与该公共电极的重叠部分和其间的液晶材料一起构成一相应的显示元。
为了驱动画面元，行和列的驱动电路26和28分别与行和列的地址导体在其一端上相连接。该行驱动电路26为每个行地址导体16按序提供选择(扫描)信号，以便依次打开每行的TFT 14，而列驱动电路28则与行选择同步地为每条列地址导体18提供数据(视频)电压信号，例如该数据电压信号是用对输入的视频信号采样的方法获得的。该驱动电路26和28通常是用IC的形式提供的，这些IC可被安装在阵列的两相邻边和相应的支撑边缘之间的支撑20的区域上，如图1所示，或者当使用COF(Chip on Foil)或TCP(Tape CarrierPackage)技术时，将IC安装在箔或带上，那时该箔或带在沿着该支撑的两相邻边的周围区域与地址导体组互连。在多晶硅AMLCD的情形，代之的是可用同样的工艺将该驱动电路实际地做在该支撑20的周围区域，并同时作为包括TFT和地址导体等的有源矩阵电路，以便完全集成在该支撑上。
如将理解的那样，对于沿两相邻边贡献支撑的周围部分来安装IC或提供与带或箔的互连的需求可能是受限的，因为该支撑20在高度和宽度两者的总尺寸必须比该阵列显著地大，以便容纳这些。另外的可提供这方面优点的配置已被提出。图2画出了使用这另一配置原则的画面元阵列的一部分。类似地该阵列具有画面元电极12和相关的与行和列地址导体组16和18相连的TFT 14。在这种配置中，行地址导体16直接终止在该画面元阵列的相邻的相对边缘，而且还提供了一组连接导体30，以辅助的列导体形式平行于列地址导体18延伸，每条连接导体都是沿着画面元电极12的相应列从该阵列的一边延伸到相对的一边。每条连接导体30都与相应的不同的一条行地址导体16相连在连接点32上，该连接点位于与相应的画面元的位置对应的位置上。这连接点沿着该导体30长度的位置与该导体和与其相关的地址导体16之间的交叠点对应，而对于每条导体都是不同的。
连接导体30能使行选择信号，从与数据信号被施加到列地址导体18的那边相应或相对的一边，施加到该行地址导体16上，如图3中的显示装置的平面示意图所示那样，该装置具有行和列驱动电路IC 26和28，在这情形中，两驱动电路被安装在该画面元阵列11的相对边的相应支撑边缘部分上，而且列地址导体18和线30的端点被分别与列和行驱动电路IC相连。从而没有必要将沿该组行地址导体16的端部邻近的一边的支撑20的周边区域专用于行驱动电路IC或与之互连。这意味着对于给定显示尺寸的支撑的面积减小是可能的，这就导致可从一单个的经处理的最初是大面积的玻璃片获得显示装置的大量有源板块(active plate)。而且，该显示装置的对称性质，以两对边具有最小的过量面积，在很多应用中是有好处的，特别适于用在如象移动电话等等的小面积显示装置中。
这种显示装置的例子和利用这种配置获得的另一些优点被描述在European Patent Application No.0 1200 466.9中，此专利申请已被作为参考，其内容已结合于本申请中。该行和列地址导体可在列地址导体可从该阵列的同一边被接触，而该连接导体可在画面元电极的相邻列之间的空间中在该列地址导体邻近延伸，如在R.G.Greene等人的上述文章所述的配置中那样。
在图2的例子中，该导体30每条都在相应的画面元导体列12的下面和近似中心部位延伸。在该显示装置是利用反射金属作电极12的反射显示的情形中，该线可以用金属如铝来形成，而且还可用与列地址导体18所使用的相同的淀积金属层来形成。在透射式显示的情形中，电极12是由一种透明的导电材料如ITO构成的，这时线30最好同样由透明导电材料形成。
现在来参考图4对按照本发明所述的显示装置的实施例进行描述，该实施例包括一与图2相似但有改进的装置，图4画出了在该显示装置中的一画面元10的典型组群(标号1-9)的等效电路。在每个画面元中的画面元电极12和该公共电极的叠加部分形成一液晶显示元素，公共电极这里画在36处，该液晶显示元素具有电容Cp，电荷被提供到该电容上，以便在向与该画面元相关的相应的行和列地址导体16和18施加选择和数据信号时，能经过TFT 14提供一所需的显示输出。在这种显示装置中，除了位于在该连接导体30和其相应的行地址导体16之间的连接点32的位置上的那些，即图4所示组群中的编号1，5，和9的画面元以外的每个画面元10都配备有一具有预定值的辅助电容40，该电容被偶联在该画面元电极12和与该画面元相关的行地址导体16之间。
在使用图2所示那种显示装置时，这些附加的电容40至少可用来显著减少由不希望的显示假象，特别是画面元显示的不均匀性所造成的问题。这些假象现在被理解成是起因于在该连接点位置的画面元和其它的画面元方面寄生电容影响的差异，这种差异导致在寻址之后将建立不同的显示元素电压。辅助电容的目的就是对这些差异进行补偿，使得这些其它画面元所经受的影响变得与在连接点位置的画面元所经受的影响相同，因而确保对于相同的施加的数据信号值所产生的显示元素电压上的任何差异都被减至最小。为此目的，可适当地选择该电容40的值。现在将参考图5来对他们在这方面的影响进行描述，图5与图4相似但却另外地画出了某些存在于这种显示装置的寄生电容。
连接导体30的存在在每个画面元10上都引入了寄生电容，最为值得注意的是在画面元电极12和该在下面的部分导体30之间的电容C1。(一另外的，不太重要的寄生电容是在导体30和行地址导体16之间在它们的交叠点上形成的，未画出)。一般在AMLCD画面元中，在其画面元电极和该画面元相关的行地址导体16之间都存在寄生电容，这特别是由于TFT栅/源电容，以及画面元电极排列得很靠近，而且在反射式AMLCD的情形使行地址导体在其边缘重叠以增大该显示元素的孔径的事实所引起的。这种寄生电容在图5中以C2表示，它是一与该画面元结构有关的固定值。该LC画面元本身的电容，以Cp表示，在这里包括任何相关的通常提供在AMLCD中的存储电容器，该存储电容器通常与LC显示元素并联，并在该画面元电极12和一靠近与该画面元相关的行地址导体或一平行于该行地址导体延伸的分立的专用导体之间。
首先考虑辅助电容不存在的情形，如图2所示装置中的情形时，在与连接点32相应的画面元位置，即在图5中与列中出现连接点的那个行地址导体16相连的画面元1，5，和9上的电容C1的影响是很重要的，因为它与通常的寄生电容C2是并联出现的。在所有其它的画面元中它是与存储电容并联出现的。当施加到行地址导体上的选择信号波形从选择电压水平Von(在此电压上TFT打开以选择画面元)降落到一较低的保持水平Von(在此电压TFT保持关断)时由落下的行转变(falling row transition)产生的反冲误差电压(The kickbackerror voltage)就通过C2耦合到画面元电容Cp上，但在画面元1，5和9的情形，这反冲误差电压则通过C2和C1耦合，因为在行地址导体16上的转变在相关的连接导体30上也存在。对于后面这些画面元来说，反冲电压(Kickback voltage)Vkb由下式给出Vkb＝[Von-Voff]×(C1+C2)/(C2+Cp) (1)对于所有其它画面元来说，该反冲电压有下式给出Vkb＝[Von-Voff]×C2/(C2+Cp+C1) (2)这样，对于连接点的这些位置上画面元1，5和9以及其它的画面元的反冲是与所有其它画面元不相同的。对于使用a-Si的TFT的显示装置的典型的驱动电压水平和电容值来说，就小的显示装置看，这种差可以是，例如，大约1.5V。除了由于在连接点位置上的画面元运作产生与给定数据信号值的其它画面元不同的亮度水平而引起画面元输出的异常外，反冲电压还可作为rms DC电压出现在所有画面元上，它也可能引起老化和图像残留问题。
除了在连接点32上的那些画面元以外的画面元12的电容40的影响都是将反冲水平的这种差异消除或减至最小。电容40充当补偿电容的作用，它使在这些画面元中的反冲影响更加接近，最好基本相等于在所述连接点上画面元所经受的反冲影响。如将加入的电容值选择为近似与寄生电容C1相同，则就可从公式(1)和(2)考虑得知，在包含这些电容的画面元内的反冲电压将更加接近在所述连接点处的画面元中的反冲电压，如果适当选择该电容的值则就可使在该阵列中的所有画面元的反冲电压基本相同。因此，先前在画面元和该连接点，例如图4中的画面元1，5和9上发现的该显示输出异常至少可被显著减小。
可将该补偿电容40以各种方法引入画面元中。图6中示出了一种优选的方法，该图以平面图的形式示意地画出了阵列中具有这种电容的典型画面元的结构。
在这种例子结构中的电极12被这样安排，使得与紧邻的行和列地址导体16和18稍稍重叠，其间还提供有一介电层(未画出)。该连接导体30由包括一导电材料条，在行地址导体16和一列中的画面元电极下面横穿，而且在此处被设置朝向该电极12的一边，其平行于该列导体并在与下一列画面元相关联的列导体邻近。导体30，以及同样地，与其它画面元列相关的相应导体30都是按那个层的适当的光刻图样用导电材料的淀积层做成的，在这种情形，该层就是与用来创造该列地址导体的层相同的层。每个导体30都被做成一连续的条，延伸在该阵列的对边之间。在形成行地址导体的层的淀积和案化之前，在每个连接点32上，在将行地址导体16与下面的导体30分隔开的介电层中形成通路，使得在形成时它们通过该通路在电学上是互连的。
该电容40是通过故意地增加该行导体16和画面元电极12之间的重叠范围来形成的。如图所示，这可通过形成具有整体扩展(integral extension)45的行导体16来很方便地实现，该整体扩展还凸起在该电极12之下。该扩展45和该电极12的紧密重叠部分与它们之间的介电层一起构成一电容，其值很容易在制造过程中由适当调节凸起45的尺寸，因而面积来改变。
在一透射式的显示装置中电极12由透明的导电材料，如ITO构成，在这种显示装置中导体30最好是用同样的材料做成。在反射式显示装置中，电极则是用不透明的反射性金属做成，那时导体30则可用不透明的金属，如铝做成。
虽然在上述例子中该导体被画成在画面元电极12的列下面延伸，但事实上并不必须这样。该导体可以安排在画面元电极12列的一个边上并横靠列地址导体18。这种另外的排列具有下述优点可显著地减小前述的寄生电容。但在透射式显示装置中却存在一缺点有效的画面元尺寸，因而孔径也被减小。
在上述例子中使用了一般的矩形画面元阵列，但可以设想，该阵列可以具有不同的形状，例如半圆形。沿着该阵列的同一边或相对边提供行和列驱动电路，或其连接区域的该能力允许在所使用阵列形状的选择和实现上有较大的自由度。
在某些显示装置中，可以是在画面元阵列中列的数目比行的数目大，因而不是所有的画面元列都具有一相关的连接导体30。在这种情形，不具有相关的连接导体的画面元列每个都可能提供有一相似的导体线路，沿着整个列的长度从该阵列的一边延伸到另一边，但它并不与行导体相连。该额外的线路可能与一固定的电势源，例如地相连。这将保证在这些列中的画面元都经历与具有连接导体的列中的画面元相似的电容环境。
对于本技术的普通人员来说，在阅读本公开后其它的改进将是明显的。这些改进可涉及其它的特点，这些特点早已在有源矩阵显示器和其零部件的设计、制造、和使用过程中知悉，除了本申请已描述的特点外，这些特点也是可以使用的。
权利要求
1.有源矩阵显示装置，具有一画面元阵列，每个画面元包括一画面元电极和一相关的开关装置，这些画面元位于相交的与画面元相连的第一和第二组地址导体之间的相应交叉点上，并经过它们分别向画面元提供选择和数据信号，该装置包括一组连接导体，通过它们向第一组地址导体提供选择信号，而且其每一个导体都沿着邻近相应的第二组地址导体对方向并在其间延伸，且在相应的画面元的位置上与第一组相应的地址导体电相连，其中在每个画面元内在该画面元电极和连接导体之间都存在一寄生电容，其中除了在连接导体和第一组地址导体之间的连接的位置上的那些画面元以外的每个画面元都在它们的画面元电极和它们的相关的第一组地址导体之间配置有一辅助电容。
2.按照权利要求1的有源矩阵显示装置，其中该辅助电容的值近似等于该画面元电极和连接导体之间的寄生电容的值。
3.按照权利要求1和2的有源矩阵显示装置，其中辅助电容是由第一组地址导体的一部分与画面元电极的一部分重叠提供的。
4.按照权利要求3的有源矩阵显示装置，其中所述该地址导体的部分包括具有预定面积的一凸起。
5.按照1-4中的任一权利要求的有源矩阵显示装置，其中该连接导体是在该画面元电极下面延伸的。
6.按照前述任一权利要求的有源矩阵显示装置，其中该画面元包括液晶画面元。
全文摘要
有源矩阵显示装置包括一画面元，例如液晶画面元阵列；分别沿行和列方向延伸并与该画面元相连的第一和第二组地址导体(16，18)；以及一组沿与第二组地址导体相同的方向延伸的连接导体(30)，每条连接导体都与在画面元位置处的一条相应的第一组导体(16)相连，并经过它向第一组提供地址信号。除了在该连接导体和第一组地址导体之间的连接位置上的那些画面元以外的画面元都在它们的画面元电极和它们的相关第一组地址导体之间配置有一电容，以便补偿存在于该画面元电极和连接导体之间的寄生电容的影响，该影响可在它们寻址之后导致该画面元显示输出的异常。
文档编号H01L21/336GK1571987SQ02820688
公开日2005年1月26日 申请日期2002年10月9日 优先权日2001年10月18日
发明者J·R·赫克托, J·R·胡格赫斯, M·J·埃德瓦德斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司