CN100426528C - 薄膜晶体管及具有其的液晶显示器件及它们的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提供有效布局的用于显示器件的驱动电路中的TFT(薄膜晶体管)及其制造方法，以及一种具有此TFT的LCD(液晶显示)器件及其制造方法。所述TFT具有栅极以及源极/漏极，在其间插入有源层。所述源极和所述漏极在垂直方向和水平方向上交替设置。因此，相同的源极沿斜线方向设置并且相同的漏极沿斜线方向设置。源线与沿斜线方向设置的源极相连而漏线与沿斜线方向设置的漏极相连。由于沟道宽度形成在所述源极和相邻的漏极之间，沟道宽度能够在有限的区域做到最大化。同样的，所述源线和所述漏线沿斜线方向设置，因此面积利用率最大。
Description
本申请要求享有2005年5月13日在韩国递交的申请号为No.39950/2005的申请的权益，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管(TFT)，特别是涉及一种具有有效布局的TFT及其制造方法，以及一种具有所述TFT的液晶显示器(LCD)及其制造方法。
背景技术
LCD器件作为便于携带的重量轻、体积薄、功耗低的新一代显示器件的代表，是技术聚集型的高附加值产品。
通过插在两层基板间的液晶(LC)，LCD器件利用由LC各向异性造成的光折射率差异来显示预定图像。
一种TFT和像素电极以矩阵形式排列的有源矩阵液晶显示器(AMLCD)具有高分辨率和高动态图像实现能力，从而在市场中越来越普及。
图1为示出了现有技术的LCD器件的示意图。
如图1所示，以载带自动焊接(TAB)型安装驱动集成电路(IC)108和102。也就是说，栅驱动IC 112设置在栅载带封装(TCP)114上，而数据驱动IC108设置在数据TCP 110上。
栅印刷电路板(PCB)104通过栅TCP 114与LC面板102相连，而数据PCB 106通过数据TCP 110与LC面板102相连。
数据PCB 106产生用于控制数据驱动IC 108的数据信号，并向数据驱动IC 108施加此数据控制信号和预定的视频数据。为此，数据PCB 106具有信号焊盘118。该信号焊盘是用于接收来自外部的视频数据和垂直/水平同步信号(Vsync，Hsync)的端子。数据控制信号由Vsync和Hsync产生。
数据PCB 106通过柔性印刷电路(PFC)116电连接到栅PCB 104。
栅PCB 104利用从数据PCB 106的信号焊盘118输入的Vsync/Hsync信号产生用于控制栅驱动IC 112的栅控制信号，以向栅驱动IC 112提供所产生的栅控制信号。
如上所述，由于在现有技术的LCD器件中栅PCB和数据PCB分别设置，并且由于栅驱动IC和数据驱动IC为必须单独设置在TCP上的芯片，因此显示器的部件数量增加、制造成本增加、并且制造过程变得更加复杂。
在现有技术的LCD器件中，由于分辨率提高、通过栅线或数据线与TCP相连的焊盘的间距尺寸减小，从而引起TCP金属线和焊盘之间的焊接难于实现的问题。
因此，已经开始开发用于在LC面板内部安装用于驱动LC面板的驱动电路的技术。
此驱动电路具有多个TFT。例如，安装在LC面板内的栅驱动器具有多个移位寄存器以及用于分别控制移位寄存器输出的多个TFT。
这样，为了使驱动电路可靠，各TFT应具有准确和快速开关的功能。为此，TFT应具有良好的电荷迁移率和良好的电流驱动能力。为满足这些需求，TFT的沟道应当尽可能宽。
然而，当TFT的沟道宽度加宽后，由于驱动电路所占据的空间变大以及屏幕外边缘的边框区域尺寸变大，因而减小了屏幕的显示区域。因此，为了确保同样尺寸的屏幕，应该增加LC面板的尺寸。
发明内容
因此，本发明提出一种通过设计具有有效布局的驱动电路能够使有限面积的利用率最大化的TFT及其制造方法，一种具有此TFT的液晶显示(LCD)器件及其制造方法，所述器件和方法可以基本上消除由于现有技术的局限和不足而引起的一个或多个问题。
本发明的一个优点在于提供了一种TFT及其制造方法，以及一种具有该TFT的LCD器件及其制造方法，能够通过以网格型形成的TFT使沟道宽度最大化，由此提高了TFT的电学特性并使驱动电路所占据的面积最小化。
本发明另外的优点和特征将在随后的说明书中部分地阐述，并且部分内容基于以下的分析使对于熟悉本领域的技术人员显而易见，或者通过实践本发明了解到。通过所述说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现并获得本发明的目的和其它的优点。
为了根据本发明的目的实现这些和其他优点，在此进行具体的和广泛的描述，本发明提供了一种用于显示器件的驱动电路中的TFT包括：栅极；形成在所述栅极上的有源层；在所述有源层上呈岛状彼此交替设置的源极和漏极；以及分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，其中，沿斜线方向设置的所述源极与所述源线相连，沿斜线方向设置的所述漏极与所述漏线相连。
在本发明的第二个方面，提供了一种用于显示器件的驱动电路中的TFT包括：其上形成有多个栅孔的栅极；形成在所述栅极上的有源层；在所述有源层上呈岛状彼此交替设置并且与所述栅孔相对应的源极和漏极；分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，其中，沿斜线方向设置的所述源极与所述源线相连，沿斜线方向设置的所述漏极与所述漏线相连。
在本发明的第三个方面，提供了一种LCD器件包括：具有用于控制输出的TFT的驱动电路；以及用于显示与所述驱动电路输出信号相对应的图像的显示板，所述各TFT包括：栅极；形成在所述栅极上的有源层；在所述有源层上呈岛状彼此交替设置的源极和漏极；以及分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，其中，沿斜线方向设置的所述源极与所述源线相连，沿斜线方向设置的所述漏极与所述漏线相连。
在本发明的第四个方面，提供了一种用于显示器件的驱动电路中的TFT制造方法包括：在基板上形成栅极；在所述栅极上形成有源层；在所述有源层上形成呈岛状彼此交替设置的源极和漏极；以及形成分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，其中，沿斜线方向设置的所述源极与所述源线相连，沿斜线方向设置的所述漏极与所述漏线相连。
在本发明的第五个方面，提供了一种用于显示器件的驱动电路中的TFT制造方法包括：形成其上具有多个栅孔的栅极；在所述栅极上形成有源层；在所述有源层上形成呈岛状彼此交替设置并对应于栅孔的源极和漏极；以及形成分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，其中，沿斜线方向设置的所述源极与所述源线相连，沿斜线方向设置的所述漏极与所述漏线相连。
应该理解，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示意性和解释性的，意欲对本发明的权利要求提供进一步的解释。
附图说明
本申请所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且引入构成本申请的一部分，该附图示出了本发明的实施方式并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1所示为现有技术的LCD器件的示意图；
图2A至2C所示为根据本发明的LCD器件的部分驱动电路的平面示意图；
图3所示为根据本发明第一实施方式的LCD器件的部分驱动电路的平面图；
图4所示为沿图3中A-A′线提取的截面图；
图5所示为图3中的沟道和沟道宽度形成时的电流运动示意图；
图6所示为根据本发明第二实施方式的LCD器件的部分驱动电路的平面图；
图7所示为沿图6中B-B′线提取的截面图；以及
图8为仅示出了图6和图7中的栅极的平面图。
具体实施方式
下面参照附图所示的实施例，具体说明本发明的实施方式。
图2A至2C所示为根据本发明的LCD器件的部分驱动电路的平面示意图。虽然讨论集中于液晶显示器件，但应当理解本发明也适用于包括例如有机发光二极管(OLED)的其它显示技术。
驱动电路包括安装在LC面板内的栅驱动器或数据驱动器。栅驱动器和数据驱动器具有多个移位寄存器。所述移位寄存器具有多个用于控制移位寄存器输出的TFT。为了改善TFT的电学特性(例如电荷迁移率、电流驱动能力)，应当加大其沟道宽度。图2A至2C中示出了用于加宽沟道宽度的设计结构。
图2A为普通驱动电路的平面示意图。
如图2A所示，构成TFT的源极210和漏极220设置成折线状。这样，TFT的沟道宽度为24,000μm，水平长度为1750μm，垂直长度为180μm，而其面积为315,000μm2。
图2B为本发明驱动电路的平面示意图。
参照图2B，驱动电路包括栅极201、形成在栅极201上的栅绝缘层(未示出)形成在栅绝缘层上的有源层205、呈岛状交替设置在栅极201上的漏极220和源极210、沿斜线方向形成的用于电连接漏极220的漏线221、以及沿斜线方向形成并与漏线交替设置的用于电连接源极的源线211。
在源极210和漏极220上形成具有源接触孔和漏接触孔形成于其中的钝化层(未示出)，并且源接触孔暴露出源极210的预定区域而漏接触孔暴露出漏极220的预定区域。
源线211通过源接触孔与源极210相连，而漏线221通过漏接触孔与漏极220相连。
源线211合并成一条线以接收源信号，所述源信号送至具有岛状并与源线211相连的源极。
同样，漏线221合并成一条线以接收漏信号，所述漏信号送至具有岛状并与漏线221相连的漏极。
源线211和漏线221可以用透明导电材料制造。所述透明导电材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
以岛状形成源极210和漏极220并沿垂直方向和水平方向交替设置。这样，相同的源极210和相同的漏极220沿斜线设置。
源线211应当仅与源极210相连，而漏极221应当仅与漏极220相连。因此，源线211沿斜线设置使得仅与相同的源极210相连，而漏线221沿斜线设置使得仅与相同的漏极220相连。
试验结果表明，布线设计区域与图2A的驱动电路相同时，图2B的驱动电路能够确保约30,700μm的沟道宽度，因此预期增加沟道宽度28％。
图2C为本发明的驱动电路的平面示意图。
驱动电路包括与图2B的驱动电路中相同的网格类型TFT。获得24,000μm所必需的面积由180μm的垂直宽度和1,360μm的水平宽度形成，该24,000μm为图2A中驱动电路的TFT的沟道宽度。因此，实现了水平宽度减少390μm并由此面积降低到244,880μm2，使得有望实现面积减小29％。
图3所示为根据本发明第一实施方式的LCD器件的部分驱动电路的平面示意图，图4为沿图3中A-A′线提取的截面图，图5所示为形成图3中的沟道和沟道宽度时的电流运动示意图。
参照图3和图4，根据本发明第一实施方式的LCD器件的驱动电路包括在基板300上形成的与栅线(未示出)相连的栅极301，在栅极301上形成的栅绝缘层303，在栅绝缘层303上栅极301的位置处形成的有源层305，在有源层305上呈岛状交替形成的源极310和漏极320，具有用于暴露源极310的预定区域的源接触孔312和用于暴露漏极320的预定区域的漏接触孔322的钝化层308，在钝化层308上的用于通过源接触孔312与源极310相连的源线311，以及在钝化层308上的用于通过漏接触孔322与漏极320相连的漏线321。
源线311在整体上彼此相连，同时漏线321彼此相连。
源极310和漏极320呈岛状形成在栅极301上。源极310和漏极320在垂直方向和水平方向交替形成。这样，同样的源极310和同样的漏极320沿斜线方向设置。
源线311应当仅与源极310相连，而漏线321应当仅与漏极320相连。因此，源线311和漏线321沿斜线方向设置使得仅与同样的源极310和同样的漏极320相连。
源线311和漏线321可以用透明导电材料制造。该透明导电材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。
因此，源线311沿斜线方向形成以通过源接触孔312与源极310相连。漏线321关于源线311交替设置并通过漏接触孔322与漏极320相连。
参照图5，呈岛状排列的源极310和漏极320彼此隔开一预定的间隔并且在垂直方向和水平方向交替设置。
在仅说明栅极301、有源层305以及源极310和漏极320的情况，当沟道形成在源极310和漏极320之间时的沟道宽度可以是W1、W2、W3、W4以及W5。也就是说，由于沟道宽度是沿着源极310和漏极320的四个边缘形成，因而沟道宽度最大。
因此，本发明具有带有最大沟道宽度的网格型TFT，因此减小了边框尺寸，即屏幕的非显示区域，以使LC面板尺寸紧凑、并提高TFT的电学特性以及能够将驱动电路所占据的面积减到最小。
本发明通过在那些面积有限的应用中提供一种网格型TFT使面积利用率最大化。
具体的说，在利用元素迁移率相当低的非晶硅(a-Si)、微晶体或有机化合物形成TFT时，本发明提供了显著的改进。
如上所述，在制造其中具有驱动电路的LC面板时，本发明使LC面板内的电路所占据的面积最小化。
图6所示为根据本发明第二实施方式的LCD器件的部分驱动电路的平面图，图7所示为沿图6中B-B′线提取的截面图，图8为仅示出了图6和图7中的栅极的平面图。
参照图6至图8，LCD器件的驱动电路包括：在基板400上形成的与栅线(未示出)相连并且具有栅孔444的栅极401，形成在栅极401上的栅绝缘层403，在栅绝缘层403上栅极401的位置处形成的有源层405，在有源层405上呈岛状交替形成的源极410和漏极420，具有用于暴露源极410预定区域的源接触孔412以及用于暴露漏极420预定区域的漏接触孔422的钝化层408，用于通过钝化层408上的源接触孔412与源极410相连的源线411，以及用于通过钝化层408上的漏接触孔422与漏极420相连的漏线421。
栅孔444形成在与源极410和漏极420的位置相对应之处，其目的是通过减小源极410和栅极401之间的电容Cgs以及漏极420和栅极401之间的电容Cgd来减小寄生电容。
源线411在整体上彼此相连，同时漏线421彼此相连。
源极410和漏极420呈岛状形成在栅极401上。源极410和漏极420在垂直方向和水平方向交替形成。这样，同样的源极410和同样的漏极420沿斜线方向排列。
因此，源线411沿斜线方向形成以通过源接触孔421与源极410相连。同样的，漏线421关于源线411交替设置以通过漏接触孔422与漏极420相连。
呈岛状设置的源极410和漏极420彼此隔开一预定的间隔，并且在垂直方向和水平方向上交替设置。例如，源极410设置在在漏极420四周的上下左右。因此，由于在漏极420和四个源极410之间存在四个沟道宽度，与一个源极对应一个漏极设置的情况相比，一个漏极具有四个沟道宽度。
因此，本发明通过在对应于源极410和漏极420的不存在栅极的位置上形成栅孔444，能够减少源极410和栅极401之间的寄生电容Cgs以及漏极420和栅极401之间的寄生电容Cgd，以提高TFT的电学特性。
同时，本发明具有带有最大沟道宽度的网格型TFT，因此减小了作为屏幕的非显示区域的边框尺寸，，使得LC面板结构紧凑、TFT的电学特性提高、以及驱动电路所占据的面积最小。
本发明通过在那些面积有限的应用中提供一种网格类型TFT能够使面积利用率最大化。
具体的说，在利用元素迁移率相当低的非晶硅(a-Si)、微晶体或有机化合物形成TFT时，本发明具有显著效果。
如上所述，在制造其中具有驱动电路的LC面板时，本发明使LC面板内的电路所占据的面积最小化。
本发明使用具有最大沟道宽度的网格型TFT，因此，使得甚至在利用具有低迁移率的非晶硅(a-Si)、微晶体或有机半导体形成TFT的情况下，驱动电路也可以设置在LC面板内。
对于熟悉本领域的技术人员来说，显然可以对本发明做出各种改进和修改。因此，发明意欲覆盖所附权利要求及其等同物的范围内的对本发明进行的改进和修改。
Claims (43)
1、 一种显示器件，包括：
驱动电路，具有多个用于控制输出的薄膜晶体管；以及
显示面板，用于显示与所述驱动电路输出的信号相对应的图像，
所述各薄膜晶体管包括：
栅极；
有源层，形成在所述栅极上；
源极和漏极，呈岛状彼此交替设置；以及
源线和漏线，分别与所述源极和所述漏极相连，
其中，沿斜线方向设置的所述源极与所述源线相连，沿斜线方向设置的所述漏极与所述漏线相连。
2、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述源线和所述漏线交替设置。
3、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述源极和所述漏极在水平方向上交替设置。
4、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述源极和所述漏极在垂直方向上交替设置。
5、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，沿斜线方向设置的所述源极为相同的电极。
6、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，沿斜线方向设置的所述漏极为相同的电极。
7、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述源线一体地形成，并且所述漏线一体地形成。
8、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述源极具有关于与其相邻的漏极所形成的沟道。
9、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述漏极具有关于与其相邻源极的所形成的沟道。
10、 根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述栅极具有多个对应于所述源极和所述漏极的栅孔。
11、 一种用于显示器件的驱动电路中的薄膜晶体管，包括：
第一电极；
有源层，形成于所述第一电极上；
第二电极和第三电极，在所述有源层上以岛状交替形成；
第二线和第三线，分别连接到所述第二电极和第三电极，
其中，沿斜线方向设置的所述第二电极与所述第二线相连，而沿斜线方向设置的所述第三电极与所述第三线相连。
12、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，还包括：
第一绝缘层，形成在所述第一电极和所述有源层之间；以及
第二绝缘层，形成在所述第二电极和所述第三电极之间以及所述第二线和所述第三线之间。
13、 根据权利要求12所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二绝缘层具有多个第二接触孔和多个第三接触孔，所述第二电极通过所述第二接触孔与所述第二线相连，而所述第三电极通过所述第三接触孔与所述第三线相连。
14、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二线和所述第三线交替设置。
15、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二线和所述第三线利用透明导电材料制造。
16、 根据权利要求15所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述透明导电材料为选自氧化铟锡和氧化铟锌所组成的组中的一个。
17、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二线和所述第三线利用不透明导电材料制造。
18、 根据权利要求17所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述不透明导电材料选自铝、铜和钼。
19、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二电极和所述第三电极在水平方向交替设置。
20、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二电极和所述第三电极在垂直方向交替设置。
21、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，沿着斜线方向设置的所述第二电极为相同的电极。
22、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，沿着斜线方向设置的所述第三电极为相同的电极。
23、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二线一体地形成，并且所述第三线一体地形成。
24、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二电极具有关于与其相邻的第三电极所形成的沟道。
25、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第三电极具有关于与其相邻的第二电极所形成的沟道。
26、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一电极是栅极，所述栅极具有多个对应于所述第二电极和所述第三电极的栅孔。
27、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二电极是源极，所述第三电极是漏极，所述源极和所述漏极形成在所述有源层上。
28、 根据权利要求11所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二线是源线，所述第三线是漏线。
29、 一种用于显示器件的驱动电路中的薄膜晶体管，包括：
栅极，具有形成在其中的多个栅孔；
有源层，形成在所述栅极上；
源极和漏极，在所述有源层上以岛状彼此交替设置，并且与所述栅孔相对应；以及
源线和漏线，分别与所述源极和所述漏极相连，
其中，沿斜线方向设置的所述源极以与所述源线相连，并且沿斜线方向设置的所述漏极以与所述漏线相连。
30、 一种用于显示器件的驱动电路中的薄膜晶体管制造方法，包括：
在基板上形成栅极；
在所述栅极上形成有源层；
在所述有源层上形成呈岛状彼此交替设置的源极和漏极；以及
形成分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，
其中，沿斜线方向设置的所述源极以与所述源线相连，并且沿斜线方向设置的所述漏极以与所述漏线相连。
31、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述栅极和所述有源层之间形成第一绝缘层；以及
在所述源极和所述漏极之间，以及在所述源线和所述漏线之间形成第二绝缘层。
32、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述源线和所述漏线交替设置。
33、 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述源线和所述漏线由透明导电材料制造。
34、 根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述透明导电材料为选自由氧化铟锡和氧化铟锌所构成的组中的一个。
35、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述源极和所述漏极在水平方向上交替设置。
36、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述源极和所述漏极在垂直方向上交替设置。
37、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，沿斜线方向设置的所述源极为相同的电极。
38、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，沿斜线方向设置的所述漏极为相同的电极。
39、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述源线整体成型，并且所述漏线一体地形成。
40、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述源极具有关于与其相邻的漏极所形成的沟道。
41、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述漏极具有关于与其相邻的源极所形成的沟道。
42、 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述栅极具有与所述源极和所述漏极相对应的多个栅孔。
43、 一种用于显示器件的驱动电路中的薄膜晶体管制造方法，包括：
形成其中具有多个栅孔的栅极；
在所述栅极上形成有源层；
对应于所述栅孔，在所述有源层上形成呈岛状彼此交替设置的源极和漏极；以及
形成分别与所述源极和所述漏极相连的源线和漏线，
其中，沿斜线方向设置的所述源极以与所述源线相连，并且沿斜线方向设置的所述漏极以与所述漏线相连。
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