(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ内で使用されるアクティブマトリクスバックプレーンであって、
複数の画素と、
複数のカラムトランジスタであって、該複数のカラムトランジスタ内のカラムトランジスタは、複数の画素トランジスタのサブセットに電圧を印加する、複数のカラムトランジスタおよび／または
複数のロウトランジスタであって、該複数のロウトランジスタ内の少なくとも２つのトランジスタは、対応する画素トランジスタをオン／オフする、複数のロウトランジスタと、
複数の画素トランジスタと
を含み、
該複数の画素トランジスタ内の画素トランジスタは、該複数の画素内の対応する画素を制御し、該複数の画素トランジスタ内のそれぞれの画素トランジスタ、該複数のカラムトランジスタ内のそれぞれのカラムトランジスタ、および該複数のロウトランジスタ内のそれぞれのロウトランジスタは、複数のナノワイヤトランジスタであり、該複数のナノワイヤトランジスタは、該トランジスタの第１のソース電極と第１のドレイン電極との間を延伸した複数のナノワイヤを含み、該複数のナノワイヤは、第１の材料からなるコアと、該コアの回り配置されている第２の材料からなるシェル層とを含み、該第１の材料の組成は、該第２の材料の組成と異なっており、該複数のナノワイヤトランジスタのそれぞれは、所望のレートで画素を少なくとも充電および放電するのに十分な平均数のナノワイヤを含む、アクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項２】
前記複数のカラムトランジスタ内のそれぞれのカラムトランジスタは、少なくともソース／ドレイン電極間を延伸した少なくとも１００個のナノワイヤを含む、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項３】
前記複数のロウトランジスタ内のそれぞれのロウトランジスタは、少なくともソース／ドレイン電極間を延伸した少なくとも１００個のナノワイヤを含む、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項４】
ナノワイヤエッジ電子回路をさらに含む、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項５】
ナノワイヤエッジ電子回路は、ナノワイヤバッファを含む、請求項４に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項６】
ナノワイヤエッジ電子回路は、ナノワイヤシフトレジスタを含む、請求項４に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項７】
ナノワイヤエッジ電子回路は、ナノワイヤレベルシフタを含む、請求項４に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項８】
前記ディスプレイは、液晶ディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項９】
前記ディスプレイは、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）である、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１０】
前記ＯＬＥＤは、ナノ結晶を含む、請求項９に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１１】
前記ディスプレイは、エレクトロフォレティックディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１２】
前記ディスプレイは、プラズマディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１３】
前記ディスプレイは、エレクトロクロミックディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１４】
前記ディスプレイは、マイクロエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）ディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１５】
前記ディスプレイは、マイクロミラーディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１６】
前記ディスプレイは、電界放出ディスプレイである、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１７】
前記ディスプレイは、ナノチューブ電界放出ディスプレイである、請求項１６に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１８】
前記ディスプレイは、剛性である、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項１９】
前記ディスプレイは、可撓性である、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項２０】
前記ディスプレイは、非平面状である、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項２１】
ベース基板を有する液晶ディスプレイであって、
（ａ）複数の画素と、
（ｂ）複数の画素トランジスタであって、該複数の画素トランジスタ内の画素トランジスタは、該複数の画素内の対応する画素を制御する、複数の画素トランジスタと、
（ｃ）複数のカラムトランジスタであって、該複数のカラムトランジスタ内のカラムトランジスタは、該複数の画素トランジスタのサブセットに電圧を印加する、複数のカラムトランジスタと、
（ｄ）複数のロウトランジスタと
を含み、
該複数のロウトランジスタ内の少なくとも２つのロウトランジスタは、対応する画素トランジスタをオン／オフし、（ｉ）該複数の画素トランジスタ、（ｉｉ）該複数のカラムトランジスタ、および（ｉｉｉ）該複数のロウトランジスタのうちの少なくとも１つは、複数のナノワイヤトランジスタであり、該複数のナノワイヤトランジスタは、該ナノワイヤトランジスタの第１のソース電極と第１のドレイン電極との間を延伸した複数のナノワイヤを含み、該複数のナノワイヤは、第１の材料からなるコアと、該コアの回り配置されている第２の材料からなるシェル層とを含み、該第１の材料の組成は、該第２の材料の組成と異なっており、該複数のナノワイヤトランジスタのそれぞれは、所望のレートで画素を少なくとも充電および放電するのに十分な平均数のナノワイヤを含む、液晶ディスプレイ。
【請求項２２】
ナノワイヤエッジ電子回路をさらに含む、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２３】
ナノワイヤエッジ電子回路は、ナノワイヤバッファを含む、請求項２２に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２４】
ナノワイヤエッジ電子回路は、ナノワイヤシフトレジスタを含む、請求項２２に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２５】
ナノワイヤエッジ電子回路は、ナノワイヤレベルシフタを含む、請求項２２に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２６】
前記複数の画素トランジスタ内の画素トランジスタ、前記複数のカラムトランジスタ内のカラムトランジスタ、および前記複数のロウトランジスタ内のロウトランジスタは、ナノワイヤトランジスタである、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２７】
（ｉ）前記複数の画素トランジスタ、（ｉｉ）前記複数のカラムトランジスタ、および（ｉｉｉ）前記複数のロウトランジスタのうちの少なくとも１つは、ａ−Ｓｉ薄膜トランジスタである、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２８】
（ｉ）前記複数の画素トランジスタ、（ｉｉ）前記複数のカラムトランジスタ、および（ｉｉｉ）前記複数のロウトランジスタのうちの少なくとも１つは、バルクＳｉ薄膜トランジスタである、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項２９】
（ｉ）前記複数の画素トランジスタ、（ｉｉ）前記複数のカラムトランジスタ、および（ｉｉｉ）前記複数のロウトランジスタのうちの少なくとも１つは、有機半導体である、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３０】
（ｉ）前記複数の画素トランジスタ、（ｉｉ）前記複数のカラムトランジスタ、および（ｉｉｉ）前記複数のロウトランジスタのうちの少なくとも１つは、ポリＳｉ薄膜トランジスタである、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３１】
前記複数のトランジスタを形成するために用いられたナノワイヤは、実質的に平行に整列されている、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３２】
前記複数のワイヤは、実質的にランダム状および等方状のうちの１つに整列されている、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３３】
前記カラムトランジスタは、ナノワイヤトランジスタであり、カラムトレース間に配置されている、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３４】
前記カラムトランジスタは、ナノワイヤトランジスタであり、カラムトレースとインライン配置されている、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３５】
前記ロウトランジスタは、ナノワイヤトランジスタであり、ロウトレース間に配置されている、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３６】
前記ロウトランジスタは、ナノワイヤトランジスタであり、ロウトレースとインライン配置されている、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３７】
ナノワイヤトランジスタは、該ナノワイヤトランジスタのソースをドレイン電極に接続する少なくとも１０個のナノワイヤを含む、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３８】
ナノワイヤトランジスタは、該ナノワイヤトランジスタのソースをドレイン電極に接続する少なくとも１００個のナノワイヤを含む、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項３９】
前記ベース基板は、可撓性材料である、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４０】
前記ベース基板は、溶融温度が華氏５００度未満の低融点材料である、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４１】
前記ベース基板は、プラスチックである、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４２】
前記ベース基板は、半透明材料である、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４３】
ディスプレイ内で使用されるアクティブマトリクスバックプレーンであって、
複数の画素と、
複数のアモルファスシリコン画素トランジスタであって、該複数の画素トランジスタ内の画素トランジスタは、該複数の画素内の対応する画素を制御する、複数のアモルファスシリコン画素トランジスタと、
複数のカラムトランジスタと
を含み、
該複数のカラムトランジスタ内のカラムトランジスタは、該複数の画素トランジスタのサブセットに電圧を印加し、該複数の画素トランジスタ内のそれぞれのカラムトランジスタは、ナノワイヤトランジスタであり、該ナノワイヤトランジスタは、該トランジスタの第１のソースコンタクトと第１のドレインコンタクトとの間を延伸した複数のナノワイヤを含み、該複数のナノワイヤは、第１の材料からなるコアと、該コアの回り配置されている第２の材料からなるシェル層とを含み、該第１の材料の組成は、該第２の材料の組成と異なっており、該複数のナノワイヤトランジスタのそれぞれは、所望のレートで画素を少なくとも充電および放電するのに十分な平均数のナノワイヤを含む、アクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項４４】
前記第１の材料は、シリコンを含み、前記第２の材料は、ＳｉＯ２を含む、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項４５】
前記シェル層の周りに配置されているゲートコンタクトをさらに含む、請求項１に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【請求項４６】
前記第１の材料は、シリコンを含み、前記第２の材料は、ＳｉＯ２を含む、請求項２１に記載の液晶ディスプレイ。
【請求項４７】
前記複数のナノワイヤトランジスタのそれぞれは、少なくともソース／ドレイン電極間を延伸した少なくとも１００個のナノワイヤを含む、請求項４３に記載のアクティブマトリクスバックプレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイに関し、詳細には、ナノワイヤトランジスタを用いた集積ディスプレイに関する。
【０００２】
多様なディスプレイ技術が存在する。これらのディスプレイ技術には、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、ナノチューブ電界効果ディスプレイ、プラズマディスプレイ、マイクロミラーディスプレイ、マイコエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイおよびエレクトロフォレティックディスプレイが含まれる。これらの型のディスプレイは、それぞれ、ディスプレイの型を多かれ少なかれ特定のディスプレイ機能（例えば、コンピュータ用ディスプレイ、時計用ディスプレイ）に合わせた独自の特性を有する。それにもかかわらず、各型のディスプレイは、画素、画素の外観の変化を駆動する電子回路およびガラス等のベース基板を含むことのできるバックプレーンに関連し、共通の特徴を共有している。液晶ディスプレイ−より一般的な型のディスプレイ−の説明を行って、ディスプレイの特性を明らかにする。
【０００３】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とは、電界を印加したときに光の反射率または透過率が変化する材料から作られたディスプレイのことである。液晶ディスプレイは、腕時計用ディスプレイからラップトップコンピュータ用ディスプレイ、テレビ用ディスプレイに至るまで数多くの応用製品に使用される。その名が示すとおり、ＬＣＤの基本要素は液晶である。液晶は、ＬＣＤを可能とする独自の特性をいくつか有する。液晶の特徴のひとつとして、電界の影響を受けるということがある。ＬＣＤで使用される液晶の最も共通のモードは、ねじれネマチック液晶と呼ばれる。関連技術の当業者にとって周知のことであるが、これらの結晶は電界の印加への反応を予測して、結晶を介しての光路量を制御することができる。液晶を配置して、ディスプレイ内に画素を形成する。画素は、ＬＣＤ上の画像における最小の不連続な要素である。一般的に、単位面積（例えば、平方インチ）当たりの画素数が多いほど解像度が高い。
【０００４】
ＬＣＤ、その他のディスプレイ技術、別の重要な要素として、液晶を制御および駆動するために使用される電子回路またはディスプレイ技術（例えば、マイクロミラー、プラズマ、ナノチューブ等）において使用される特定の要素がある。応用製品およびＬＣＤの型によって、電子回路の複雑度が大きく変わる。例えば、ふたつのＬＣＤの共通の型として、パッシブマトリクスＬＣＤとアクティブマトリクスＬＣＤがある。パッシブマトリクスＬＣＤ内では、簡単な導電格子を用いて、画素を構成する液晶に電流を供給する。一般的にインジウム−スズ酸化物の透明な導電材料のカラムおよびロウから格子を形成する。画素をオン状態にするため、カラムに電圧を印加し、指定画素で交差するロウにその反対電圧を印加し、画素における液晶のねじれを解消し、光を透過または反射できるようにする電界を分配する。パッシブマトリクスＬＣＤを駆動する電子回路は、比較的簡素である。電子回路が比較的簡素である代わりに、パッシブマトリクスＬＣＤの各画素のデューティサイクルは、画素数が増加するにつれて小さくなる。この結果として、応答時間が低下し、コントラストが劣化する。その結果、画像をリフレッシュするＬＣＤの機能は遅くなり、画像がクリスプ状態になる。
【０００５】
アクティブマトリクスＬＣＤは、各画素が時間のほぼ１００％印加される電界を有するようにする、より複雑な電子回路を有する。これにより、液晶、高コントラストおよび直接画素アドレス指定に働く応答時間が非常に短縮でき、アクティブマトリクスＬＣＤがビデオおよび高速グラフィックアプリケーションによく対応するようになる。アクティブマトリクスＬＣＤは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に依存する。特に、独立ＴＦＴは、画素のひとつひとつに関連している。他の技術に関しても、同様に、複雑であるほどＴＦＴに依存する傾向がある。
【０００６】
図１は、典型的なアクティブマトリクスＬＣＤであるＴＦＴを用いたアクティブマトリクスＬＣＤ１００を示す。アクティブマトリクスＬＣＤ１００は、偏光膜１１０、上部ガラス基板１２０、カラーフィルタ１３０、透明電極１４０、液晶１５０、画素トランジスタ（およびトレース）１６０、エッジ電子回路１７０、ベースガラス基板１８０および偏光膜１９０を含む。画素トランジスタ／（およびトレース）１６０、エッジ電子回路（およびトレース）１７０、ベースガラス基板１８０は、一括してバックプレーン、あるいは図１の場合には、アクティブマトリクスバックプレーン（すなわち、透明（前面）電極および液晶はバックプレーンの一部ではない）を意味する。アクティブマトリクスバックプレーンという用語は、エッジ電子回路１７０を含まない上記要素という意味で使用することもできる。これらの各層をともに挟み込んで、例えばラップトップコンピュータ用ディスプレイに使用することのできるＬＣＤディスプレイを作製する。この場合、フレームを追加してＬＣＤを支持し、ディスプレイをラップトップ基板に貼り付ける。ラップトップコンピュータから所望のグラッフィックまたはビデオを表示するＬＣＤへの通信ができるようにするために回路系が存在する。
【０００７】
アクティブマトリクスディスプレイ１００により画像を表示しようとする場合、画素を光がまったく透過しないか、一定のわずかな光が透過するように、適切な画素に配置された液晶を構成するＴＦＴまたはエッジ電子回路を用いて、電子信号が送出される。エッジ電子回路は、シフトレジスタ、外部信号をディスプレイ上の信号に一致させるレベルシフタおよび出力バッファを含むことができる。図２は、ＴＦＴおよびエッジ電子回路のレイアウトを示す。図２には、薄膜カラムトランジスタ２１０Ａ−２１０ｎ、薄膜ロウトランジスタ２２０Ａ−２２０ｎ、導電カラムトレース２４０Ａ−２４０ｎ、導電ロウトレース２５０Ａ−２５０ｎ、薄膜画素トランジスタ２３０等の薄膜画素トランジスタおよび画素２６０等の画素の各組が含まれる。薄膜画素トランジスタ２３０等の薄膜画素トランジスタは、各ロウおよびカラムトレースの交点に関連している。画素は、各ロウ及びカラムトレースの交点に関連する。画素２６０は、画素の一例である。このように、画素２３０にアドレス指定しようとするとき、適正な信号が、薄膜カラムトランジスタ２１０Ａ、薄膜ロウトランジスタ２２０Ａ、および画素トランジスタ２６０に送信される。
【０００８】
現在、アモルファスシリコントランジスタ（ａ−ＳｉＴＦＴ）または多結晶シリコンＴＦＴ（ｐ−Ｓｉまたはポリ−ＳｉＴＦＴ）またはバルクシリコントランジスタを、ＬＣＤディスプレイおよび他の型のディスプレイの広い範囲においてロウ、カラムおよび画素トランジスタとして使用することが可能である。これらの型のトランジスタを使用すると、ディスプレイ設計上いくつかの制約がある。第１に、ａ−ＳｉまたはポリＳｉから製造したトランジスタに関する性能は、バルクシリコンを用いたものよりかなり劣る。多くの商業的に実現可能なＬＣＤまたは他の型のディスプレイは、そのサイズが従来からあるバルクシリコントランジスタの製造に用いられるシリコンウェーハのサイズより大きく、バルクシリコンの価格は画素バックプレーンを使用するには高価すぎるため、バルクシリコンを画素トランジスタに使用するのは適切でない場合が多い。さらに、ＬＣＤ基板は透明であることが必要であるため、バルクシリコントランジスタの作製に使用するシリコンウェーハは、反射型ディスプレイの基板にのみ使用することができる。第２に、ＳｉトランジスタおよびポリＳｉトランジスタは、ロウトランジスタおよびカラムトランジスタについて適切な性能を有していない。その結果、既存のＬＣＤまたは他の型のディスプレイは、パネルのエッジの周囲に多くの相互接続を有し、集積回路の結晶シリコン（すなわち、バルクシリコン）トランジスタを用いて外部回路系に、ロウおよびカラムトレースを接続する。これらの内部接続により、回路およびアセンブリの複雑度が増加し、相互接続欠陥が発生し、製造歩留まりが減少する。第３に、ａ−Ｓｉ回路系、ポリＳｉ回路および相互接続のサイズが比較的大きいと、ディスプレイの重量が増加する。第４に、ａ−Ｓｉ装置およびポリＳｉ回路装置の製造に比較的高温が必要なため、透明基板の選択が、ガラス、高温ガラスまたは水晶に大幅に制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
必要とされているのは、性能の向上した回路系であって、バルクシリコン基板の装置を用いた回路系の性能特性に匹敵するが、低コストで多数の透明基板と両立できる温度における典型的なシリコンウェーハより広い領域に渡って応用できる回路系である。
【００１０】
さらに、システムの複雑度および重量を軽減するために、ＬＣＤパネルおよび他のディスプレイ内で集積化できる回路系が必要とされている。
【００１１】
さらに、プラスチック等の可撓性を有する基板に適用できる回路系が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、ナノワイヤを用いたディスプレイを目的とする。特に、ナノワイヤ画素トランジスタ、ナノワイヤロウトランジスタ、ナノワイヤカラムトランジスタおよびナノワイヤエッジ回路を用いた液晶ディスプレイについて説明する。ナノワイヤ画素トランジスタは、液晶を含む画素全面に印加された電圧制御に使用される。１対のナノワイヤロウトランジスタは、１対のナノワイヤロウトランジスタに接続されたロウトレースに沿って配置されたナノワイヤ画素トランジスタをオン／オフするために使用される。ナノワイヤカラムトランジスタは、ナノワイヤカラムトランジスタに接続されたカラムトレースに沿って配置されたナノワイヤ画素トランジスタに電圧を供給するために利用される。ナノワイヤエッジ電子回路は、ロウおよびカラムトランジスタの制御に利用される。代替の実施形態において、ナノワイヤトランジスタと、画素、ロウトランジスタ、カラムトランジスタ用の他の形態のトランジスタ、エッジ電子回路用の他の形態のトランジスタとの組み合わせを用いた液晶ディスプレイを提供する。例えば、ロウおよびカラムトランジスタ用ナノワイヤトランジスタを有するアモルファスシリコン画素トランジスタを用いた液晶ディスプレイを提供する。また、本発明の代替の実施形態において、ナノワイヤトランジスタを用いた有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、ナノチューブ電界効果ディスプレイ、プラズマディスプレイ、マイクロミラーディスプレイ、マイコエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）ディスプレイ、エレクトロクロミックディスプレイおよびエレクトロフォレティックディスプレイも提供する。
【００１３】
ディスプレイ内でのナノワイヤトランジスタの使用に関する非常に多くの利点がある。第１に、ナノワイヤトランジスタは、ガラス、プラスチックを含む多くの基板上に配置することができる。その結果、可撓性のあるまたは回転可能なディスプレイを用いて、数多くの応用製品の可能性を開く可撓性を有する基板へとディスプレイを発展させることができる。第２に、ａ−ＳｉおよびポリＳｉＴＦＴと比較すると、ナノワイヤトランジスタは優れた性能を有しており、これにより、ロウトランジスタおよびカラムトランジスタに関するエッジ電子回路をロウとカラムトレースとの間で集積化することができる。これにより、特定のＬＣＤにおいて、画面を保持するフレームのサイズに対する割合が増加したディスプレイを製造することが可能になり、外部制御回路系の複雑度が減少する。さらに、より大きなａ−ＳｉおよびポリＳｉＴＦＴは、ＬＣＤ等のディプレイを介して反射または透過される光の重要な部分を遮蔽する傾向があるため、ナノワイヤトランジスタが小型であるため、ナノワイヤトランジスタにより、原則として非常にもろい従来のａ−ＳｉおよびポリＳｉＴＦＴに関する不明瞭な点が減少する。ＯＬＥＤのような放射型ディスプレイに関して、画素トランジスタの上部にＯＬＥＤを構築する、より難しい工程ではなく、より小型のトランジスタにより、バックプレーン上に直接構成されたＯＬＥＤがバックプレーンの面積のより大きな部分を占めることができる。
【００１４】
本発明の種々の構造および作用の他に、本発明の更なる実施形態、特徴および利点を、添付の図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
発明の詳細な説明
当然のことながら、本明細書で説明する特定の実施は、本発明の例示であって、いかなる形態においても本発明の範囲を別に制限することを意図するものではない。実際には、簡潔にするために、従来の電子回路、製造、半導体装置およびナノチューブ、ナノロッド、ナノワイヤおよびナノリボン技術およびシステムの他の機能的側面（およびシステムの個々の作動部品の部品）については、ここでは詳細に説明することはない。さらに、ナノワイヤの数およびこれらのナノワイヤの間隔を、ここで取り上げている特定の実施に関して説明するが、その実施は制限を意図するものではなく、広い範囲のナノワイヤの数および間隔を使用することができる。さらに、ナノワイヤの寸法および構成を変化させることができる。ここで説明する実施は制限を意図するものではなく、広い幅の寸法及び構成を使用することができる。
【００１６】
「ナノワイヤ」という用語は、ここで使用するように、一般的に、５００ｎｍ未満、好ましくは１００ｎｍ未満の一断面寸法を有し、アスペクト比（長さ：幅）が１０、好ましくは５０を超え、さらに好ましくは１００を超える、細長い導体または半導体材料のことをいう。このようなナノワイヤの例としては、公開国際特許出願ＷＯ０２／１７３６２号、ＷＯ０２／４８７０１号および０１／０３２０８号、カーボンナノチューブおよび同様の寸法を有する伸長した導体または半導体構造に記載された半導体ナノワイヤが含まれる。
【００１７】
本明細書で説明するＬＣＤのモデル、主にＳｉについての特性に基づいているが、以下のものから選択される半導体材料から構成される半導体ナノワイヤを含む他の型のナノワイヤを用いることができる。例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂ、Ｃ（ダイヤモンドを含む）、Ｐ、Ｂ−Ｃ、Ｂ−Ｐ（ＢＰ６）、Ｂ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｉ−Ｇｅ、Ｓｉ−ＳｎおよびＧｅ−Ｓｎ、ＳｉＣ，ＢＮ／ＢＰ／ＢＡｓ、ＡｌＮ／ＡｌＰ／ＡｌＡｓ／ＡｌＳｂ、ＧａＮ／ＧａＰ／ＧａＡｓ／ＧａＳｂ、ＩｎＮ／ＩｎＰ／ＩｎＡｓ／ＩｎＳｂ、ＢＮ／ＢＰ／ＢＡｓ、ＡｌＮ／ＡｌＰ／ＡｌＡｓ／ＡｌＳｂ、ＧａＮ／ＧａＰ／ＧａＡｓ／ＧａＳｂ、ＩｎＮ／ＩｎＰ／ＩｎＡｓ／ＩｎＳｂ、ＺｎＯ／ＺｎＳ／ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ、ＧｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＴｅ、ＨｇＳ／ＨｇＳｅ／ＨｇＴｅ、ＢｅＳ／ＢｅＳｅ／ＢｅＴｅ／ＭｇＳ／ＭｇＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ，ＣｕＩ、ＡｇＦ、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＢｅＳｉＮ２、ＣａＣＮ２、ＺｎＧｅＰ２、ＣｄＳｎＡｓ２、ＺｎＳｎＳｂ２、ＣｕＧｅＰ３、ＣｕＳｉ２Ｐ３、（Ｃｕ、Ａｇ）（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｆｅ）（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）２、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）２（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）３、Ａｌ２ＣＯおよびこのような半導体の２以上の適切な組み合わせを含むことができる。
【００１８】
一定の側面において、半導体は、以下のものを含むことができる。周期律表のＩＩＩ族からのｐ型ドーパント、周期律表のＶ族からｎ型ドーパント、Ｂ、ＡｌおよびＩｎを含む群から選択されたｐ型ドーパント、Ｐ、ＡｓおよびＳｂを含む群から選択されたｎ型ドーパント、周期律表のＩＩ族からのｐ型ドーパント、Ｍｇ、Ｚｎ、ＣｄおよびＨｇを含む群から選択されたｐ型ドーパント、周期律表のＩＶ族からのｐ型ドーパント、ＣおよびＳｉを含む群から選択されたｐ型ドーパントあるいはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅを含む群から選択されたｎ型ドーパントを含むことができる。当業者にとって明らかではあろうが、他の周知の半導体ドーパントを使用することができる。
【００１９】
さらに、ナノワイヤはカーボンナノワイヤまたは導体または半導体有機ポリマー材料（例えば、ペンタセンおよび遷移金属酸化物）を含むことができる。
【００２０】
このように、本明細書の説明を通して、「ナノワイヤ」という用語は説明目的のために言及するが、本明細書の説明はナノチューブの使用についてもまた包含する。ナノチューブは、本明細書でナノワイヤについて説明したようなナノチューブの組み合わせ／薄膜で形成され、本明細書で説明した特性および利点を供する。さらに、当業者が認識するように、ナノチューブは純カーボンを含んでいる必要はなく、ボロン等の他の材料を含むことができる。
【００２１】
さらに、本発明のナノワイヤの薄膜は、半導体ナノワイヤおよび／またはナノチューブ、および／または異なる構成のナノワイヤ、および／または異なる構成および／または構造特性のそれらの組み合わせを内蔵する「異質の」膜であることができる。例えば、「異質の膜」は、様々な寸法および長さをもつナノワイヤ／ナノチューブおよびナノチューブおよび／または様々な特性を有する「異構造のナノチューブ」を含むことができる。
【００２２】
実質的に「整列した」または「配向された」ことにより、ナノワイヤの集合または集団の多数の長手方向軸は単一方向の３０度以内に配向されていることになる。種々の実施形態において、多数とは、５０％を超える数のナノワイヤであるとみなすことができるが、６０％、７５％、８０％、９０％および他の％のナノワイヤをこのように配向される大多数とみなすことができる。特定の好ましい側面において、ナノワイヤの多数は、所望の方向の１０度以内に配向することができる。追加の実施形態において、ナノワイヤの多数は、ランダムな配向または等方的配向を含め、所望の方向の他の数の度数の範囲内に配向することができる。
【００２３】
本明細書で行う空間に関する説明（例えば、「〜より上に」、「〜より下に」、「上方へ」、「下方へ」、「上部に」、「底部に」等）は、説明目的のためだけであり、本発明の装置はどのような方向または方法においても配置することができることを理解されたい。
【００２４】
最後になるが、ＬＣＤの例として示した型のディスプレイに焦点を当てて検討するが、本発明は、画素の変化を駆動する電子回路をもつバックプレーンを有するディスプレイ技術の他の型にも適用され、ディスプレイには、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、ナノ結晶添加ＯＬＥＤディスプレイ、ナノチューブ電界効果ディスプレイ、プラズマディスプレイ、マイクロミラーディスプレイ、マイコエレクトロメカニカル（ＭＥＭ）ディスプレイ、エレクトロフォレティックディスプレイ等が含まれる。
【００２５】
図３Ａは、本発明の実施形態によるナノワイヤトランジスタを用いたＬＣＤ３００を提供する。ＬＣＤ３００は、ナノワイヤカラムトランジスタ３１０Ａ−３１０ｎ、ロウナノワイヤトランジスタ対３２０Ａ−３２０ｎ、ナノワイヤ画素トランジスタ３３０Ａ−３３０ｚ、導電カラムトレース３４０Ａ−３４０ｎ、ロウトレース３５０Ａ−３５０ｎおよび画素３６０Ａ−３６０ｚの各組を含む。各ナノワイヤカラムトランジスタは、ナノワイヤカラムトランジスタから延伸するカラムトレースに沿う一組のナノワイヤ画素に接続されている。例えば、ナノワイヤトランジスタ３１０Ａは、カラムトレース３４０Ａに沿ってナノワイヤ画素トランジスタ３３０Ａ、３３０Ｍおよび３３０Ｓに接続されている。各ロウトランジスタ対は、ナノワイヤロウトランジスタから延伸するロウトレースに沿って、１組のナノワイヤ画素トランジスタに接続されている。例えば、ナノワイヤトランジスタ対３２０Ａは、ロウトレース３５０Ａに沿って一組のナノワイヤ画素トランジスタに接続されている。ナノワイヤ画素トランジスタは対応する画素に関連している。例えば、ナノワイヤ画素トランジスタ３３０Ａは画素３６０Ａに関連している。
【００２６】
さらに、ナノワイヤカラム、ロウおよび画素トランジスタを制御するために、ナノワイヤエッジ電子回路（図３Ａには図示しない）を使用することができる。また、現在ナノワイヤを用いて作製されたカラム、ロウおよび画素トランジスタを駆動するために、ナノワイヤエッジ電子回路を使用することもできる。ナノワイヤエッジ電子回路には、ナノワイヤシフトレジスタ、ナノワイヤレベルシフタおよびナノワイヤバッファが含まれる。ナノワイヤシフトレジスタとは、ナノワイヤトランジスタを用いて実施されたシフトレジスタのことをいう。ナノワイヤレベルシフタとは、ナノワイヤトランジスタを用いて実施されたレベルシフタのことをいう。ナノワイヤバッファとは、ナノワイヤシフタを用いて実施されたバッファのことをいう。他の型のエッジ電子回路もナノワイヤトランジスタを用いて実施することができる。
【００２７】
動作中に画素の強度を変更しようとする場合、画素が配置されたカラム用のナノワイヤカラムトランジスタに電圧を印加する。画素が配置されたロウ用のナノワイヤロウトランジスタはオン状態となり、ナノワイヤ画素トランジスタに電流を流す。ナノワイヤ画素トランジスタがオン状態のとき、ナノワイヤ画素トランジスタを介して電流を流し、画素を介して透過する光の所望強度を発生させるためにカラムに印加される電圧とほぼ等しい電圧を、画素の両端に生成する。
【００２８】
図３Ａは、カラム、ロウおよび画素トランジスタがナノワイヤトランジスタである実施形態を例示しているが。代替の実施形態において、カラム、ロウおよび画素トランジスタに関して、ナノワイヤトランジスタおよびａ−Ｓｉまたはポリ−Ｓｉトランジスタとの組み合わせを使用することができる。例えば一実施形態において、画素トランジスタはａ−Ｓｉまたはポリ−ＳｉＴＦＴとすることができ、ロウ、カラムトランジスタをナノワイヤトランジスタとすることができる。画素トランジスタに要求される性能は比較的低く、またａ−ＳｉＴＦＴにより容易に要求事項を満たすことができるため、これは魅力ある代替品となる可能性がある。他の例では、カラムトランジスタをａ−ＳｉまたはポリＳｉＴＦＴとし、ロウおよび画素トランジスタをナノワイヤトランジスタとすることができる。他の例では、ロウトランジスタをａ−ＳｉまたはポリＳｉＴＦＴとし、カラムおよび画素トランジスタをナノワイヤトランジスタとすることができる。他の例では、画素およびロウトランジスタをａ−ＳｉまたはポリＳｉＴＦＴとし、カラムトランジスタをナノワイヤトランジスタとすることができる。他の例では、画素およびカラムトランジスタをａ−ＳｉまたはポリＳｉＴＦＴとし、ロウトランジスタをナノワイヤトランジスタとすることができる。
【００２９】
図３Ｂは、本発明の実施形態によるＬＣＤ３００の一部３９０の詳細図を提供する。図３Ｂは、ナノワイヤトランジスタを用いたＬＣＤの多くの態様を強調している。すなわち、１対のナノワイヤロウトランジスタが各ロウトレースに接続されていること、および各画素がトランジスタの設計上の配慮に影響するそれに関連した抵抗および容量を有していることを強調している。ロウおよびカラムトレースは、設計基準に悪影響を与える、トレースに関する抵抗および容量をも有することに留意されたい。ナノワイヤトランジスタ３２２および３２４は、ナノワイヤロウトランジスタ対３２０Ａを形成し、ロウトレース３５０Ａ上でナノワイヤ画素トランジスタ３３０Ａおよび３３０Ｂに接続している。図５に関して以下により詳細に説明するが、ナノワイヤロウトランジスタ３２２および３２４を使用して、ナノワイヤ画素トランジスタ３３０Ａおよび３３０Ｂ等のナノワイヤ画素トランジスタをオン／オフする。
【００３０】
さらに、図３Ｂは、各画素が画素に関する容量および抵抗を有することを示す。例えば、画素３６０Ａは、容量Ｃｌｃｄ、容量ＣＳおよび抵抗Ｒｌｃｄを含む。容量Ｃｌｃｄは画素３６０Ａ内の液晶に関する容量を表す。抵抗Ｒｌｃｄは、画素３６０Ａ内の液晶に関する抵抗を表す。容量ＣＳは性能を向上させるために追加される記憶容量である。
【００３１】
本明細書の教示するところにより、関連技術の当業者は、不要な実験を行うことなくナノワイヤトランジスタをＬＣＤに組み込むことができる。さらに、設計ツールは特定の型のナノワイヤトランジスタの使用について示しているが、この例は制限することを意図するものではない。むしろ、関連技術の個々の当業者は、本明細書の教示するところ、およびナノ結晶材料、ドーピング、配線および配向の数等の変動する特性を伴う広い範囲のナノワイヤ半導体をもつ集積ＬＣＤまたは他の型のディスプレイを開発するために以下に説明する設計ツール内で使用する概念を応用することができる。
【００３２】
本発明者は、ナノワイヤＬＣＤ設計ツールを開発し、ＬＣＤの画素内の液晶を駆動する電子回路用のナノワイヤトランジスタ使用の可能性を示した。設計ツールには、ユーザインターフェース、ＬＣＤ設計入力要素、ナノワイヤ特性入力要素、トランジスタ要求事項エンジン、およびナノワイヤ設計エンジンが含まれる。ユーザインターフェースは、ユーザが設計基準に入っていけるようにし、結果を表示する。ＬＣＤ設計入力要素は、ＬＣＤの型（例えば、ＬＣＤのサイズ、画素、強度等）に関する情報を収集する。ナノワイヤ特性入力要素は、サイズ、ナノワイヤ結晶材料、ドーピングおよび関連性能特性を含むナノワイヤの特性に関する情報を収集する。トランジスタ要求事項エンジンは、ロウ、カラムおよび画素トランジスタに必要な性能要求事項を生成する。ナノワイヤ設計エンジンは、トランジスタ要求事項エンジンの出力を入力として受信し、特定の応用製品に必要なナノワイヤトランジスタの型を決定する。
【００３３】
ナノワイヤＬＣＤ設計ツールを使用して、ＬＣＤ内の画素を駆動するためにナノワイヤトランジスタを使用できることが示された。ツールを使用することにより、ＬＣＤ内のナノワイヤトランジスタの使用に関連する独自の利点を識別することが容易になる。
【００３４】
分析の際、ナノワイヤの特性について慎重な仮定が行われた。特に、バルクシリコンの原則値の約１．５倍の表面移動可能度（μＳ）が、ドーピングに関する移動可能度の削減を説明するために、（μＳ）対ドーピングに関する基準フィットとともに用いられた。ドーピングは、ゲートがトランジスタのコンダクタンスを制御し、ゲート制御がない場合のソース／ドレインにおいてＮｄ＝１０１９／ｃｍ３としたとき、チャネルにおいてＮａ＝１０１７／ｃｍ３程度に仮定された。チャネル、ソースおよびドレインの長さは、それぞれ１０μｍと仮定する。これらの仮定は慎重に行って、最も低いコストのリソグラフィを用いるようにした。
【００３５】
さらに、周辺ゲートを使用するものと仮定したが、これはゲート接触子がナノワイヤを包囲するものである。さらに、ナノワイヤが、ナノワイヤコアの周辺のシリコン酸化物成長および酸化物周りに付加されるゲートとともに、コアシェル設計を有するものと仮定した。この手法を用いて、直径６０ｎｍのシリコンコアナノワイヤを、４０ｎｍのシンクＳｉＯ２シェルとともに仮定し、その結果、ナノワイヤは１４０ｎｍの総直径となった。最後に、閾値電圧および駆動電圧を慎重に仮定し、その結果、閾値電圧（Ｖｔ）を２ボルト、駆動電圧（Ｖｄ）を５ボルトと仮定した。ａ−ＳｉおよびポリＳｉトランジスタ用の駆動電圧は、基本的に高い。使用する電圧の仮定は、典型的な集積回路内で使用される電圧により一致する。本明細書にその全部を参考のために引用する、米国仮出願２００２年９月３０日提出第６０／４１４，３２３号、２００３年５月７日提出第６０／４６８，２７６号では、ナノワイヤ半導体について説明し、これらの仮定を補強する性能データを提供している。等角ゲートおよび／または等角ゲート酸化物を必要とすることなく、同様のバックプレーン電子回路を作製することができる点に留意すること。
【００３６】
ＬＣＤパネルの仮定は、既存のＬＣＤパネルの典型的特性に基づいている。特に、ＬＣＤパネルは、６０Ｈｚリフレッシュ率の場合１０２４×７６８ＲＧＢ画素の解像度を有する２１インチ対角ディスプレイを有するものと仮定した。各ＲＧＢ画素について、３個の画素（赤緑青）が存在する。従って、カラムピッチは略１１０μｍとなり、ロウピッチは略３３０μｍとなる。１ｐＦの容量は各画素に関連するものと仮定した。ロウトレースは、幅１０μｍ、厚さ１μｍのアルミニウムであるものと仮定した。ロウ絶縁は、厚さ０．５μｍを超えるＳｉＯ２で形成されるものと仮定した。また、カラムトレースは、幅１０μｍ、厚さ２μｍのＡｌであるものと仮定した。カラム絶縁は、厚さ２μｍを超えるＳｉＯ２で形成されるものと仮定した。ロウおよびカラムトレースのパラメータを選択することにより、トレースの抵抗および容量が決まる。同様に、画素およびトランジスタ容量と相俟って、トレース抵抗および容量は、線をどのように切り換えることができるか、ロウ、カラムおよび画素トランジスタ内でどのレベルの性能が必要であるかを決定する。
【００３７】
これらのＬＣＤ基準に基づいて、ツールは、カラム、ロウおよび画素トランジスタの要求事項を規定する出力を生成した。ＴＦＴトランジスタの寸法を判別する方法は、関連技術の個々の当業者にとって周知である。参照、例えば、トミタサトル他、ＡＭＬＣＤ集積ＴＦＴ駆動回路用トランジスタのサイジング（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｓｉｚｉｎｇ  ｆｏｒ  ＡＭＬＣＤ  Ｉｎｔｅｇｒａｔａｔｅｄ  ＴＦＴ  Ｄｒｉｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  １９９７年５／４、３３９−４０４ページ。特に、画素トランジスタに関して、モデルは１．６Ｍオーム未満のオン抵抗が必要と判断し、画素トランジスタに関して、８３５Ｇオームを超えるオフ抵抗が必要と判定した。オン／オフ抵抗の決定は様々な要素による。特に、オフ抵抗は、画素内のフリッカの不所望の影響を回避するために、高くすることが必要である。フリッカ回避のためには、画素全面の容量電圧は、顕著なリークなしにリフレッシュ（６０Ｈｚのリフレッシュ率を仮定）間で１６．６ｍｓまで順調でなければならない。リーク率は、ナノワイヤ画素トランジスタのオフ抵抗と相関関係がある。ＬＣＤ抵抗またはトランジスタにおけるリークは、リフレッシュの間、画素の電圧を変化させる画素内の不所望フリッカを誘起することがある。解析目的のため、画素の電圧はリフレッシュの間で１０％を超えて変化しないものと仮定した。一方、可能な時間内に画素を充電できるようにするために、オン抵抗を十分に低くする必要がある。これらの基準の要因により、上記説明したオン／オフ抵抗になる。
【００３８】
これらの抵抗が一旦認識されると、トランジスタに必要なナノワイヤの数を決定することができる。ツールは、使用する仮定に関して、わずか１個のナノワイヤを有するナノワイヤ画素トランジスタが設計上の制限を満たすものと判定した。２個以上のナノワイヤもまた使用できる。
【００３９】
図４は、本発明の実施形態によるＬＣＤ内の４ナノワイヤ画素トランジスタの図を提供する。分析結果が示すように、本図は、１線式ナノワイヤ画素トランジスタの使用を示す。図示したＬＣＤの一部に、４個の１線式ナノワイヤ画素トランジスタ４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃ、４１０Ｄ；緑画素４２０を含むいくつかの画素の一部；ロウトレース４３０およびカラムトレース４４０が含まれる。ナノワイヤ画素トランジスタ４１０Ｃは、緑画素４２０に関連する、例えばインジウム・スズ酸化物等の透明導体に接続された一端を有する。インジウム・スズ酸化物導体を用いて、液晶セルの一側部に電圧を印加する。ナノワイヤ画素トランジスタの他端はカラムトレース４４０に接続されている。これらの接続点の一点で、ナノワイヤ画素トランジスタ４１０Ｃはロウトレース４３０に接続されている。この接続点は、ナノワイヤ画素トランジスタ４１０Ｃのゲートとして作用する。トレース４３０に印加された電圧はナノワイヤ画素トランジスタ４１０Ｃをオン／オフするというのが基本概念である。代替の実施形態において、１個以上のナノワイヤを、ナノワイヤ画素トランジスタ内において使用することができる。
【００４０】
また、解析により、ナノワイヤトランジスタをロウトランジスタとして用いることの可能性を示したナノワイヤロウトランジスタの設計結果が生成された。ツールを使用することにより、ロウトランジスタの現在の設計要求事項を、少なくとも１５０個のナノワイヤを含むナノワイヤトランジスタにより、満たすことができることが決定された。他の試された考慮事項としては、１対のナノワイヤロウトランジスタが２個のロウトレース間で適合するか否かであった。モデル計算により、１対のナノワイヤロウトランジスタのサイズは、ロウトレース間の間隔より大幅に小さい（約４−１０％未満）ことが示され、これにより、ナノワイヤトランジスタを容易にロウトレース間に配置することができる。
【００４１】
代替の実施形態においては、可動性のより高いナノワイヤを用いることができ、これにより、トランジスタ毎のナノワイヤがより少なくて済む。その上、所望の画素サイズによって、それらの数を増減する。
【００４２】
図５は、本発明の実施形態によるＬＣＤ内の１対のナノワイヤロウトランジスタの図を提供する。図には、ナノワイヤロウトランジスタ５１０、ナノワイヤロウトランジスタ５２０、画素５３０、ナノワイヤ画素トランジスタ５４０、ロウトレース５５０、ロウトレース５６０、ハイトレース５７０、ゲートトレース５７２、ロウトレース５７４およびゲートトレース５７６が含まれる。ナノワイヤロウトランジスタ５１０には、１組のナノワイヤ５１５が含まれる。同様に、ナノワイヤロウトランジスタ５２０には、１組のナノワイヤ５２５が含まれる。ナノワイヤロウトランジスタ５１０および５２０は、ナノワイヤ画素トランジスタ５４０をオン／オフするために使用する。
【００４３】
ナノワイヤロウトランジスタ５１０は、ロウトレース５６０に接続されたナノワイヤ５１５の一側部とハイトレース５７０に接続された他側部とを有する。ハイトレース５７０は、オン電圧に接続されている。トランジスタゲートとして集合的に作用する１組のナノワイヤ５１５上のこれらの接続間の各ナノワイヤの一点は、ゲートトレース５７２に接続されている。
【００４４】
ナノワイヤロウトランジスタ５２０は、ロウトレース５６０に接続された１組のナノワイヤ５２５の一側部とロウトレース５７４に接続された他側部とを有する。ロウトレース５７４は接地に接続されている。トランジスタゲートとして集合的に作用する１組のナノワイヤ５２５上のこれらの接続間の各ナノワイヤの一点は、ゲートトレース５７６に接続されている。
【００４５】
ナノワイヤ画素トランジスタ５６０をオンにしようとする場合、ゲート電圧をゲートトレース５７２に印加し、ナノワイヤロウトランジスタ５１０をオンにする。同時に、接地をゲートトレース５７６上に印加し、ナノワイヤロウトランジスタ５２０をオフにする。その結果、ゲート電圧がナノワイヤ画素トランジスタゲート５４５に接続され、ナノワイヤ画素トランジスタ５４０をオンにする。ナノワイヤ画素トランジスタ５１０をオフにしようとする場合は、逆の状態が生じる。ゲートトレース５７２からゲート電圧を外し、ナノワイヤトランジスタロウ５１０をオフにする。それと同時に、ゲートトレース５７６にゲート電圧を印加し、ナノワイヤロウトランジスタ５２０をオンにする。その結果、ナノワイヤ画素トランジスタ５４５のゲート電圧が制御されて接地され、ナノワイヤ画素トランジスタ５４０をオフにする。
【００４６】
また、解析により、ナノワイヤトランジスタをカラムトランジスタとして用いることの可能性を示したカラムワイヤカラムトランジスタの設計結果が生成された。ツールを使用することにより、現在の設計要求事項を、少なくとも３０００個のナノワイヤを含むナノワイヤトランジスタにより、満たすことができることが判定された。カラムトランジスタは充電時間が短く、カラムラインは容量が著しく大きいため、カラムトランジスタはオン抵抗がより低いことが要求される。そのため、カラムトランジスタには、他の型のトランジスタより多くのナノワイヤが必要となる。ナノワイヤロウトランジスタの場合のように、ツールは、ナノワイヤトランジスタがカラムトレース間に適合することを示した。各場合において、性能基準を満たすのに必要な所定数のナノワイヤは、上述のように、ナノ結晶材料、ドーピングレベルおよび他の要因に影響を受ける。
【００４７】
図６は、本発明の実施形態による、ＬＣＤ内の２個のナノワイヤカラムトランジスタの図を提供する。図には、ナノワイヤカラムトランジスタ６１０、ナノワイヤカラムトランジスタ６２０、カラムトレース６３０、ビデオトレース６４０およびゲートトレース６５０が含まれる。ナノワイヤカラムトランジスタ６１０は、ナノワイヤ６１５の組を含む。ナノワイヤカラムトランジスタ６１０は、カラムトレース６３０に接続されたナノワイヤ画素トランジスタに電圧を印加するために使用することができる。
【００４８】
ナノワイヤカラムトランジスタ６１０は、カラムトレース６３０に接続された１組のナノワイヤ６１５の一側部とビデオトレース６４０に接続された他側部とを有する。ビデオトレース６４０は、カラムトレース６３０に接続されたナノワイヤ画素トランジスタを駆動するために使用される高電圧に接続されている。このビデオ電圧は画素電圧を設定し、それにより明度を設定する。トランジスタゲートとして集合的に作用する１組のナノワイヤ６１５上のこれらの接続間の各ナノワイヤの一点は、ゲートトレース６５０に接続されている。ゲートトレース６５０は、画素のカラムをオン／オフするために使用される制御回路系に接続されている。
【００４９】
図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５、図６に見られるように、ナノワイヤは一方向に積層させることができる。すなわち、この場合には、ナノワイヤをナノワイヤが他層方向にある場合より基板上に容易に積層させながら、すべてのナノワイヤが水平状になる。２００２年９月３０日提出の米国仮出願第６０／４１４，３２３号は、このタイプの位置決め方法を実現について記述している。さらに、特定の設計基準によっては、ナノワイヤを他の方向に積層することもできる。さらに、画素、ロウまたはカラムトランジスタの形成に使用されるナノワイヤの数は、設計基準と相関関係にあるが、３個以上のナノワイヤ、１１個以上のナノワイヤ、１０１個以上のナノワイヤおよび１００１個以上のナノワイヤを含むことができるが、この数に限定されるものではない。
【００５０】
さらに、ナノワイヤトランジスタを用いるディスプレイは、ベースガラス基板１８０等のように、幅広い範囲の特性を有するベース基板上に形成することができる。特に、ベース基板の材料としては、ガラス、プラスチック、ポリマー、水晶、金属または紙が含まれるが、これらに限定されるものではない。さらに、ベース基板の材料の特性としては、透明材料、半透明材料、不透明材料、着色材料、入射光を分極する材料および入射光を分極しない材料であることを含むことができるが、これらに限定されるものではない。最後に、ベース基板の材料は、華氏５００度未満、華氏３００度未満、華氏２００度未満および華氏１００度未満の温度を含む溶融温度を有する「低温」材料であることができるが、これらに限定されるものではない。
【００５１】
結論
本発明の例示的実施形態を提示してきた。本発明は、これらの例に限定されるものではない。これらの例は、説明目的のために本明細書で提示したものであって、限定するためのものではない。代替（本明細書で説明したこれらの同等物、発展、変形、変更等を含む）は、本明細書に含まれる教示に基づいて、関連技術の当業者には明らかである。このような代替は、本発明の範囲および趣旨に該当するものである。
【００５２】
添付の図面を参照して本発明を説明する。図中、同じ参照番号は同一または機能的に類似の要素を示す。参照番号の左端の数字は、対応する要素が最初に出現した図面を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、アクティブマトリクスＬＣＤの図である。
【図２】図２は、ＬＣＤ内の画素をアドレス指定するために使用するＴＦＴおよびエッジ電子回路の図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施形態による、ナノワイヤトランジスタを用いたＬＣＤの図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施形態による、ナノワイヤトランジスタを用いたＬＣＤの一部の詳細図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による、ＬＣＤ内の４個のナノワイヤ画素トランジスタの図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態による、ＬＣＤ内の１対のナノワイヤロウトランジスタの図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態による、ＬＣＤ内の１対の２線式ナノワイヤカラムトランジスタの図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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