CN101752364B - 用于显示设备的阵列基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

用于显示设备的阵列基板及其制造方法。一种用于显示设备的阵列基板包括:基板;位于所述基板上的栅极;位于所述栅极上的栅绝缘层,所述栅绝缘层具有有机-无机混合材料;位于所述栅极上方且位于所述栅绝缘层上的半导体层;位于所述半导体层上的彼此隔开的源极和漏极;位于所述源极和漏极上的钝化层,所述钝化层具有露出所述漏极的漏接触孔;以及位于所述钝化层上的像素电极,所述像素电极通过漏接触孔连接到所述漏极。

Description

用于显示设备的阵列基板及其制造方法
技术领域
本申请涉及一种用于显示设备的阵列基板,更具体地,涉及一种阵列基板以及该阵列基板的制造方法,其中薄膜晶体管具有高介电常数的栅绝缘层。
背景技术
本申请要求2008年12月5日提交的韩国专利申请No.10-2008-0123186的优先权,此处以引证的方式并入其全部内容。
阴极射线管(CRT)设备已经广泛应用于电视机、测量仪器以及信息终端。然而,因其重量重和体积大,CRT设备不能应对电子商品的小型化和轻量化的需求。因此,重量轻、外形薄、功耗低的平板显示(FPD)设备替代了CRT设备。液晶显示(LCD)设备、等离子体显示面板(PDP)设备、场发射显示(FED)设备、以及电致发光显示(ELD)设备是FPD设备的示例。
在FPD设备中,因LCD设备的高分辨率、高对比度以及显示运动图像的优良特性,LCD设备已被广泛应用。通常,LCD设备包括具有相对的两个基板和夹在两个基板之间的液晶层的液晶面板、背光单元、以及驱动电路单元。通过对薄膜沉积、光刻、以及蚀刻这些步骤进行重复来制造两个基板,以使其具有阵列层和滤色层。两个基板可被称为阵列基板和滤色基板。在两个基板之一上形成密封图案,以将两个基板彼此粘接,两个基板之间夹有液晶层,由此完成液晶面板。此外,驱动电路连接到液晶面板,液晶面板与背光单元进行模块化以构成LCD设备。阵列基板包括通过沉积和蚀刻导电材料、半导体材料和绝缘材料而形成的薄膜晶体管和导电线。
图1是示出根据相关技术的用于显示设备的阵列基板的截面图。
在图1中,薄膜晶体管(TFT)T形成在基板10上。TFT T包括栅极3、位于栅极3上的栅绝缘层5、位于栅绝缘层5上的半导体层7、以及位于半导体层7上的源极9和漏极11。钝化层13形成在源极9和漏极11上。钝化层13包括露出漏极11的漏接触孔13a。另外,通过漏接触孔13a而连接到漏极11的像素电极15形成在钝化层13上。
栅绝缘层5包括具有约6到约8的介电常数的诸如硅氮化物(SiNx)的无机绝缘材料。然而,由于无机绝缘材料的栅绝缘层5是利用价格高昂的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备而形成的,所以栅绝缘层5的制造成本增加。另外,由于通过一个沉积步骤不能获得均匀和充分的厚度,所以无机绝缘材料的栅绝缘层5通过至少两个沉积步骤而形成,以获得均匀和充分的厚度。结果,制造工序变得复杂,生产量和制造效率降低。
最近,为了解决无机绝缘材料的上述问题,有机绝缘材料因其低成本和简单的制造工序已被用于栅绝缘层。然而,由于有机绝缘材料具有低于无机绝缘材料的介电常数,所以连接到TFT T的存储电容器(未示出)的电容降低,并且造成诸如闪烁的LCD设备的恶化的反冲电压(kick-back voltage)增加。此外,由于有机绝缘材料的低介电常数,TFTT的诸如导通电流、阈值电压以及迁移率的特性被恶化。
发明内容
因此,本发明的实施方式涉及一种用于液晶显示设备的制造方法,其能够基本上克服因相关技术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。
本发明的优点是提供一种用于显示设备的阵列基板,其中通过对薄膜晶体管使用具有相对高介电常数的栅绝缘层,来提高显示质量。
本发明的另一优点是提供一种用于显示设备的阵列基板,其中通过增加存储电容器的电容来降低反冲电压。
本发明的另一优点是提供一种用于显示设备的阵列基板的制造方法,其中降低了栅绝缘层的制造成本,并且提高了制造效率。
本发明的附加特征和优点将在下面的描述中描述且将从描述中部分地显现,或者可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点,按照本发明的目的,作为具体和广义的描述,根据本发明的一个方面,一种用于显示设备的阵列基板包括:基板;位于所述基板上的栅极;位于所述栅极上的栅绝缘层,所述栅绝缘层具有有机-无机混合材料;位于所述栅极上方且位于所述栅绝缘层上的半导体层;位于所述半导体层上的彼此隔开的源极和漏极;位于所述源极和漏极上的钝化层,所述钝化层具有露出所述漏极的漏接触孔;以及位于所述钝化层上的像素电极,所述像素电极通过漏接触孔连接到所述漏极。
另一方面,一种制造用于显示设备的阵列基板的方法包括以下步骤:在基板上形成栅极;在所述栅极上形成栅绝缘层,所述栅绝缘层具有有机-无机混合材料;在所述栅极上方且在所述栅绝缘层上形成半导体层;在所述半导体层上形成彼此隔开的源极和漏极;在所述源极和漏极上形成钝化层,所述钝化层具有露出所述漏极的漏接触孔;以及在所述钝化层上形成像素电极,所述像素电极通过所述漏接触孔连接到漏极。
应当理解,上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的,且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步理解,并结合到本申请中且构成本申请的一部分,附图示出了本发明的实施方式,且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1是示出根据相关技术的用于显示设备的阵列基板的截面图;
图2是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的截面图;
图3是根据本发明的实施方式的用于显示设备的阵列基板的截面图;
图4是示出根据本发明的实施方式的用于阵列基板的薄膜晶体管的漏电流ID和栅电压VG的图;
图5是示出根据本发明的实施方式的包括用于薄膜晶体管的栅绝缘层的金属氧化物纳米颗粒的有机聚合物溶液的图;以及
图6A到6F是示出根据本发明的实施方式的用于显示设备的阵列基板的制造方法的截面图。
具体实施方式
下面将详细描述在附图中例示出的本发明的例示实施方式。
图2是示出根据本发明的实施方式的液晶显示设备的截面图。
在图2中,液晶面板100包括彼此相对并隔开的第一基板110和第二基板120,以及第一基板110和第二基板120之间的液晶层150。第一基板110和第二基板120可分别被称为阵列基板和滤色基板。选通线(未示出)和数据线(未示出)形成在第一基板110的内表面上。选通线和数据线彼此交叉以限定像素区域P,像素电极115形成在像素区域P中。
另外,包括栅极103、栅绝缘层105、半导体层107、源极109以及漏极111的薄膜晶体管(TFT)T连接到选通线和数据线。栅绝缘层105由包括金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料形成。例如,栅绝缘层105可通过涂敷方法形成以具有预定厚度。结果,TFT T的诸如导通电流、阈值电压以及迁移率的特性得到改善。钝化层113形成在TFT T上,像素电极115形成在钝化层113上。像素电极115电连接到漏极111。
对应于选通线、数据线、TFT T以及像素电极115的边界部分的黑底121形成在第二基板120的内表面上。黑底121遮盖非显示区域以防止光泄漏。包括红、绿和蓝滤色器的滤色层123形成在黑底121和第二基板120的通过黑底121的开口而露出的内表面上。公共电极125形成在黑底121和滤色层123上。
液晶层150形成在像素电极115和公共电极125之间。另外,第一和第二配向膜(未示出)形成在液晶层150和像素电极115之间以及液晶层150和公共电极125之间。第一和第二配向膜可被摩擦以沿着预定方向排列液晶层150的液晶分子,因而获得液晶分子的初始排列状态。间隔体151形成在液晶层151中以在第一基板110和第二基板120之间保持均匀的单元间隙。此外,密封图案153形成在第一基板110和第二基板120之间的边界部分以粘接第一基板110和第二基板120,并且防止液晶层150中的液晶分子的泄漏。
第一和第二偏振板(未示出)分别形成在第一基板110和第二基板120的外表面上,以选择性地透射偏振光。提供光的背光单元(未示出)形成在液晶面板110下方以构成液晶显示(LCD)设备。背光单元可包括多个灯和向多个灯提供电力的逆变器。
通过根据选通信号导通/截止TFT T,TFT T选择性地向像素电极115传送数据信号,根据像素电极115和公共电极125之间的电场来调整液晶层150中的液晶分子。
图3是根据本发明的实施方式的用于显示设备的阵列基板的截面图。
在图3中,选通线102和连接到选通线102的栅极103形成在具有像素区域P的基板110上,栅绝缘层105形成在选通线102和栅极103上。半导体层107形成在栅极103上方且形成在栅绝缘层上,彼此隔可的源极109和漏极111形成在半导体层107上。栅极103、半导体层107、源极109以及漏极111构成薄膜晶体管(TFT)T。另外,金属图案117形成在选通线102上方且形成在栅绝缘层105上。
钝化层113形成在源极109和漏极111以及金属图案117上,像素电极115形成在像素区域P中的钝化层113上。钝化层113具有露出漏极111的漏接触孔113a和露出金属图案117的电容器接触孔113b。像素电极115通过漏接触孔113a连接到漏极111,并且通过电容器接触孔113b连接到金属图案117。像素电极115与选通线102交叠以构成存储电容器Cst。选通线102和连接到像素电极115的金属图案117的交叠部分分别用作存储电容器Cst的第一和第二电容器电极,栅绝缘层105用作存储电容器Cst的介电层。
由于栅绝缘层105由包括金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料形成,所以栅绝缘层105具有约9到约10的介电常数。结果,存储电容器Cst的电容增加,TFT T的反冲电压减小。
TFT T的反冲电压通过等式(1)来确定。
ΔVp=Cgs/(Cst+Cgs+Clc)    等式(1)
其中,ΔVp是反冲电压,Cgs是栅极和源极之间的寄生电容,Cst是存储电容器的存储电容,以及Clc是像素区域P中的液晶单元的液晶电容。
当TFT T从导通状态改变为截止状态时,根据等式(1)在像素电极115产生反冲电ΔVp,像素电极115的像素电压通过反冲电压ΔVp而减小。反冲电压造成诸如闪烁、图像粘滞、以及亮度不均匀的显示设备的恶化。由于反冲电压ΔVp与存储电容Cst成反比,所以通过增加存储电容Cst来降低反冲电压ΔVp。
另外,电容器的电容根据等式(2)来确定。
C=εA/d          等式(2)
其中C是电容,ε是介电层的介电常数,A是电极的面积,以及d是两个电极之间的距离。
由于存储电容Cst与介电常数成比例,所以通过增加介电常数ε来增加存储电容Cst。通过使用包括金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料,来增加栅绝缘层105的介电常数ε。结果,通过使用包括金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料的栅绝缘层105,来降低反冲电压ΔVp。此外,防止了诸如闪烁、图像粘滞、以及亮度不均匀的显示设备的恶化,提高了显示设备的显示质量。
另外,由于通过涂敷方法或印刷方法而不是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在基板110上形成栅绝缘层105,所以制造成本降低,制造工序简化。此外,由于栅极103的栅电压引起的半导体层107中的沟道的电感(induction)与栅绝缘层105的介电常数成比例,所以半导体层107中的前沟道的产生得到改善,因而TFT T的特性得到改善。
图4是示出根据本发明的实施方式的用于阵列基板的薄膜晶体管的漏电流ID和栅电压VG的图。
在图4中,当栅电压VG从约-15V增加到约20V时对漏电流ID进行测量。第一曲线A代表包括硅氮化物(SiNx)的栅绝缘层的薄膜晶体管(TFT),第二曲线B代表本发明的包括具有金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料的栅绝缘层105的TFT。截止电流可由-5V的栅电压时的漏电流ID来定义,导通电流可由约10V的栅电压时的漏电流ID来定义。导通-截止比可通过导通电流与截止电流的比例来定义,通过增加导通-截止比来改善诸如开关属性的特性。
由于第二曲线B的导通-截止比大于第一曲线A的导通-截止比,所以与包括硅氮化物(SiNx)的栅绝缘层的TFT相比,包括具有金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料的栅绝缘层105的TFT T甚至被相对较低的栅电压导通。另外,由于第二曲线B的导通电流大于第一曲线A的导通电流,所以与包括硅氮化物(SiNx)的栅绝缘层的TFT相比,包括具有金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料的栅绝缘层105的TFT T的迁移率提高。因此,与包括硅氮化物(SiNx)的栅绝缘层的TFT的特性相比,包括具有金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料的栅绝缘层105的TFT T的特性得到改善。
图5是示出根据本发明的实施方式的包括用于薄膜晶体管的栅绝缘层的金属氧化物纳米颗粒的有机聚合物溶液的图。
栅绝缘层105可通过利用有机聚合物溶液的溶胶-凝胶法(sol-gelmethod)由包括金属氧化物纳米颗粒的有机-无机混合材料形成。在图5中,具有约8的介电常数的金属氧化物纳米颗粒105a分散在包括有机聚合物的溶液105b中。结果,有机聚合物溶液105b具有约6到约10的介电常数。有机聚合物可包括硅氧烷聚合物、聚丙烯酸酯聚酰亚胺以及聚酯中的至少一种。例如,有机聚合物可具有包括硅氧烷聚合物、聚丙烯酸酯聚酰亚胺以及聚酯中的至少两种的共聚物。另外,金属氧化物纳米颗粒105a可包括氧化锌(ZnO)、钛酸锶钡(BST)、锆钛酸钡(BZT)、锆钛酸铅(PZT)、钛酸锶、钛酸钡、氟化钡镁(BMF)、钛酸铋、钛酸锶铋(SBT)、铌酸锶铋(SBN)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、硫酸锌(ZnSO4)、硫酸铪(Hf(SO4)2)、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化钽(Ta2O5)、以及氧化钡(BaO)中的一种。
可通过物理力和化学力来分散金属氧化物纳米颗粒105a。例如,可通过利用诸如剪应力(shear force)的物理力的搅动在有机聚合物溶液105b中分散金属氧化物纳米颗粒105a。或者,可通过利用化学力的化学键在有机聚合物溶液105b中分散金属氧化物纳米颗粒105a。因此,可通过在基板110上涂敷有机聚合物溶液105b或在基板110上印刷有机聚合物溶液105b而形成栅绝缘层105。
图6A到6F是示出根据本发明的实施方式的用于显示设备的阵列基板的制造方法的截面图。
在图6A中,通过沉积和构图第一金属材料,在具有像素区域P的基板110上形成选通线102和连接到选通线102的栅极103。基板110可包括玻璃和塑料之一,第一金属材料可包括铝(Al)、诸如铝钕(AlNd)的铝合金、钼(Mo)、以及铬(Cr)之一。另外,选通线102和栅极104可包括铝(Al)和钼(Mo)的双层或铝钕(AlNd)和钼(Mo)的双层。
在图6B中,在选通线102和栅极103上形成包括金属氧化物纳米颗粒105a的有机-无机混合材料的栅绝缘层105。由于栅绝缘层105具有约9到约10的介电常数,所以存储电容器的电容增加,反冲电压降低。结果,具有阵列基板的显示设备的显示质量改善。
此外,可通过旋转涂敷法、狭缝涂敷法、滚涂法、印刷法、以及喷涂法之一形成栅绝缘层105。由于通过比沉积法更廉价的方法形成栅绝缘层105,所以显示设备的制造成本降低。
在图6C中,通过沉积和构图本征非晶硅(a-Si:H)和掺杂非晶硅(n+a-Si:H),在栅极103上方且在栅绝缘层105上顺序地形成有源层107a和欧姆接触层107b。
在6D中,通过沉积和构图第二金属材料,在欧姆接触层107b上形成源极109和漏极111。另外,在栅绝缘层105上形成与选通线102交叉并且连接到源极109的数据线(未示出)。源极109、漏极111、以及数据线中的每一个可包括铬(Cr)、铝合金、钼(Mo)、钛(Ti)、铜(Cu)、以及铜合金之一的单层,或可包括铜/钼(Cu/Mo)、铜/钛(Cu/Ti)、铜/氧化铟锡(Cu/ITO)、以及钼/铝钕(Mo/AlNd)之一的双层。此外,源极109、漏极111、以及数据线中的每一个可包括铬/铝钕/铬(Cr/AlNd/Cr)以及钼/铝钕/钼(Mo/AlNd/Mo)之一的三层。
此外,在选通线102上方且在栅绝缘层105上形成岛状的金属图案117,以构成存储电容器Cst,该存储电容器Cst分别利用选通线102的交叠部分和金属图案117作为第一和第二电容器电极,并且利用栅绝缘层105作为介电层。
利用源极109和漏极111作为蚀刻掩模来去除欧姆接触层107b的中央部分,由此露出有源层107的中央部分。有源层107和欧姆接触层107b构成半导体层107。此外,栅极103、半导体层107、源极109、以及漏极111构成薄膜晶体管(TFT)T。
在图6E中,通过沉积和构图诸如苯并环丁烯(BCB)和丙烯酸树脂的有机绝缘材料,在源极109和漏极111上形成钝化层113。对钝化层113构图以使其具有露出漏极111的漏接触孔113a和露出金属图案117的电容器接触孔113b。
在图6F中,通过沉积和构图诸如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)的透明导电材料,在钝化层113上形成像素电极115。在像素区域P中形成像素电极115以使其通过漏接触孔113a连接到漏极111,并且通过电容器接触孔113b连接到金属图案117。
因此,由于TFT T的栅绝缘层105由包括金属氧化物纳米颗粒的有机-无机混合材料形成,所以栅绝缘层105具有相对高的介电常数。结果,由于存储电容器Cst的电容增加,TFT T的反冲电压降低,并且显示设备的显示质量提高。另外,由于通过涂敷法或印刷法而不是化学气相沉积(CVD)法在基板110上形成栅绝缘层105,所以制造成本降低,制造工序简化,生产量提高。另外,由于通过栅绝缘层105由栅极103的相对低的栅电压而产生沟道,所以TFT T的特性得到改善。
尽管图6A到6F中示出了具有半导体层107在栅极103上方形成的底栅结构的TFT T,然而具有栅极在半导体层上形成的顶栅结构的TFT也可包括包含金属氧化物纳米颗粒的有机-无机混合材料的栅绝缘层。另外,尽管图6A到6F中例示了阵列基板110用于液晶显示(LCD)设备,然而其中TFT具有包括金属氧化物纳米颗粒的有机-无机混合材料的栅绝缘层的阵列基板可用于其它显示设备,诸如有机电致发光显示设备、电子纸张、以及塑料薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)设备的柔性显示设备。
对于本领域技术人员而言很明显,在不偏离本发明的精神或范围的条件下,可以在本发明的实施方式的用于显示设备的阵列基板和阵列基板的制造方法中做出各种修改和变型。因而,本发明的实施方式旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (16)

1.一种用于显示设备的阵列基板,该阵列基板包括:
基板;
位于所述基板上的栅极;
位于所述栅极上的栅绝缘层,所述栅绝缘层具有有机-无机混合材料,其中所述有机-无机混合材料包括有机聚合物和分散在所述有机聚合物中的金属氧化物纳米颗粒;
位于所述栅极上方且位于所述栅绝缘层上的半导体层;
位于所述半导体层上的彼此隔开的源极和漏极;
位于所述源极和漏极上的钝化层,所述钝化层具有露出所述漏极的漏接触孔;以及
位于所述钝化层上的像素电极,所述像素电极通过漏接触孔连接到所述漏极。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述半导体层包括位于所述栅绝缘层上的本征非晶硅的有源层以及位于所述有源层上的掺杂非晶硅的欧姆接触层。
3.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述栅绝缘层具有6到10的介电常数。
4.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述有机聚合物包括硅氧烷聚合物、聚丙烯酸酯聚酰亚胺以及聚酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述金属氧化物纳米颗粒包括氧化锌(ZnO)、钛酸锶钡(BST)、锆钛酸钡(BZT)、锆钛酸铅(PZT)、钛酸锶、钛酸钡、氟化钡镁(BMF)、钛酸铋、钛酸锶铋(SBT)、铌酸锶铋(SBN)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、硫酸锌(ZnSO4)、硫酸铪(Hf(SO4)2)、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化钽(Ta2O5)、以及氧化钡(BaO)中的一种。
6.根据权利要求1所述的阵列基板,其中所述显示设备包括液晶显示设备、有机电致发光显示设备、电子纸张、以及柔性显示设备中的一种。
7.根据权利要求1所述的阵列基板,该阵列基板还包括连接到所述栅极的选通线、连接到所述源极的数据线、以及位于所述栅绝缘层和钝化层之间的金属图案。
8.根据权利要求7所述的阵列基板,其中所述钝化层具有露出所述金属图案的电容器接触孔,所述像素电极通过所述电容器接触孔连接到所述金属图案,并且其中所述金属图案与所述选通线交叠以构成存储电容器,该存储电容器利用所述选通线的交叠部分作为第一电容器电极,利用所述金属图案作为第二电容器电极,并且利用所述栅绝缘层作为介电层。
9.一种制造用于显示设备的阵列基板的方法,该方法包括以下步骤:
在基板上形成栅极;
在所述栅极上形成栅绝缘层,所述栅绝缘层具有有机-无机混合材料,其中所述有机-无机混合材料包括有机聚合物和分散在所述有机聚合物中的金属氧化物纳米颗粒;
在所述栅极上方且在所述栅绝缘层上形成半导体层;
在所述半导体层上形成彼此隔开的源极和漏极;
在所述源极和漏极上形成钝化层,所述钝化层具有露出所述漏极的漏接触孔;以及
在所述钝化层上形成像素电极,所述像素电极通过所述漏接触孔连接到漏极。
10.根据权利要求9所述的方法,其中形成半导体层的步骤包括以下步骤:
在所述栅绝缘层上形成本征非晶硅的有源层;以及
在所述有源层上形成掺杂非晶硅的欧姆接触层。
11.根据权利要求9所述的方法,其中通过旋转涂敷法、狭缝涂敷法、滚印刷法、以及喷涂法中的一种来形成所述栅绝缘层。
12.根据权利要求9所述的方法,其中所述栅绝缘层具有6到10的介电常数。
13.根据权利要求9所述的方法,其中所述有机聚合物包括硅氧烷聚合物、聚丙烯酸酯聚酰亚胺以及聚酯中的至少一种。
14.根据权利要求9所述的方法,其中所述金属氧化物纳米颗粒包括氧化锌(ZnO)、钛酸锶钡(BST)、锆钛酸钡(BZT)、锆钛酸铅(PZT)、钛酸锶、钛酸钡、氟化钡镁(BMF)、钛酸铋、钛酸锶铋(SBT)、铌酸锶铋(SBN)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、硫酸锌(ZnSO4)、硫酸铪(Hf(SO4)2)、氧化钇(Y2O3)、氧化镧(La2O3)、氧化钽(Ta2O5)、以及氧化钡(BaO)中的一种。
15.根据权利要求9所述的方法,该方法还包括以下步骤:
形成连接到所述栅极的选通线;以及
形成连接到所述源极的数据线、以及位于所述栅绝缘层和钝化层之间的金属图案。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述钝化层具有露出所述金属图案的电容器接触孔,所述像素电极通过所述电容器接触孔连接到所述金属图案,并且其中所述金属图案与所述选通线交叠以构成存储电容器,该存储电容器利用所述选通线的交叠部分作为第一电容器电极,利用所述金属图案作为第二电容器电极,并且利用所述栅绝缘层作为介电层。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8080822B2 (en) * 2006-05-22 2011-12-20 Nanyang Technological University Solution-processed inorganic films for organic thin film transistors
KR101677994B1 (ko) * 2010-06-23 2016-11-21 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
CN102468231B (zh) * 2010-11-10 2014-03-26 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制造方法和有源显示器
JP5614693B2 (ja) * 2011-01-04 2014-10-29 独立行政法人物質・材料研究機構 電子的プリント可能媒体、電子的プリント装置、及び電子的プリント可能媒体へのプリント方法
KR101844952B1 (ko) * 2011-04-15 2018-04-04 삼성전자주식회사 이미지 센서
WO2013024734A1 (ja) * 2011-08-15 2013-02-21 株式会社ニコン トランジスタの製造方法及びトランジスタ
CN102646676B (zh) * 2011-11-03 2015-06-10 京东方科技集团股份有限公司 一种tft阵列基板
TW201327511A (zh) * 2011-12-20 2013-07-01 Au Optronics Corp 可撓式顯示器
KR102254311B1 (ko) * 2013-12-05 2021-05-24 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판, 표시 기판의 제조 방법 및 표시 기판을 포함하는 표시 장치
CN103713473B (zh) * 2013-12-29 2015-12-30 陕西师范大学 一种利用受限光催化氧化改性ito的方法
CN105304497B (zh) * 2015-09-30 2021-05-14 京东方科技集团股份有限公司 一种薄膜晶体管、阵列基板及相关制作方法
CN108269917A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 深圳先进技术研究院 一种有机场效应器件及其制备方法
US10269834B2 (en) 2017-01-10 2019-04-23 A.U. Vista, Inc. TFT array for use in a high-resolution display panel and method for making same
CN106910780B (zh) * 2017-05-08 2020-12-11 京东方科技集团股份有限公司 薄膜晶体管及制造方法、阵列基板、显示面板、显示装置
KR102374755B1 (ko) * 2017-09-27 2022-03-15 엘지디스플레이 주식회사 터치 구조물을 포함하는 디스플레이 장치
KR102483509B1 (ko) * 2018-08-24 2023-01-02 매튜 할텐스벨드 나노와이어 발광 스위치 장치 및 그 방법
CN114815419A (zh) * 2022-03-30 2022-07-29 长沙惠科光电有限公司 像素结构和显示面板

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2852392Y (zh) * 2005-11-12 2006-12-27 群康科技(深圳)有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其液晶显示器
KR20080002542A (ko) * 2006-06-30 2008-01-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막트랜지스터의 제조방법 및 이를 이용한 tft 어레이기판의 제조방법
CN101106142A (zh) * 2006-06-09 2008-01-16 三星电子株式会社 具有可着色有机层的显示基板及其制造方法和显示装置
CN101159275A (zh) * 2007-11-05 2008-04-09 昆山龙腾光电有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法
KR20080057877A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 엘지디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 그 제조방법
CN101211984A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 Lg.菲利浦Lcd株式会社 液晶显示装置用薄膜晶体管
CN101263604A (zh) * 2005-09-16 2008-09-10 夏普株式会社 薄膜晶体管

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5659434A (en) * 1979-10-18 1981-05-22 Toshiba Corp Secondary electron multiplying target
JPH07247445A (ja) * 1994-03-14 1995-09-26 Colcoat Eng Kk 静電防止用水性コーティング組成物
US6306509B2 (en) * 1996-03-21 2001-10-23 Showa Denko K.K. Ion conductive laminate and production method and use thereof
KR100796795B1 (ko) * 2001-10-22 2008-01-22 삼성전자주식회사 반도체 소자의 접촉부 및 그 제조 방법과 이를 포함하는표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조 방법
US6621099B2 (en) * 2002-01-11 2003-09-16 Xerox Corporation Polythiophenes and devices thereof
CN100466297C (zh) * 2002-09-05 2009-03-04 奈米系统股份有限公司 纳米结构、纳米复合物基的组合物及光生伏打装置
US7652291B2 (en) * 2005-05-28 2010-01-26 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Flat panel display
KR101381365B1 (ko) * 2006-01-26 2014-04-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 전계효과 트랜지스터 및 반도체장치
KR101287211B1 (ko) * 2006-06-30 2013-07-16 엘지디스플레이 주식회사 박막트랜지스터의 제조방법 및 이를 이용한 tft 어레이기판의 제조방법
KR20080040119A (ko) * 2006-11-02 2008-05-08 삼성전자주식회사 디클로로포스포릴기를 함유하는 자기조립단분자막 형성화합물을 이용한 유기박막 트랜지스터의 제조방법
US8822263B2 (en) * 2008-06-30 2014-09-02 National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology Epitaxial growth method of a zinc oxide based semiconductor layer, epitaxial crystal structure, epitaxial crystal growth apparatus, and semiconductor device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101263604A (zh) * 2005-09-16 2008-09-10 夏普株式会社 薄膜晶体管
CN2852392Y (zh) * 2005-11-12 2006-12-27 群康科技(深圳)有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其液晶显示器
CN101106142A (zh) * 2006-06-09 2008-01-16 三星电子株式会社 具有可着色有机层的显示基板及其制造方法和显示装置
KR20080002542A (ko) * 2006-06-30 2008-01-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막트랜지스터의 제조방법 및 이를 이용한 tft 어레이기판의 제조방법
KR20080057877A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 엘지디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 그 제조방법
CN101211984A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 Lg.菲利浦Lcd株式会社 液晶显示装置用薄膜晶体管
CN101159275A (zh) * 2007-11-05 2008-04-09 昆山龙腾光电有限公司 薄膜晶体管阵列基板及其制造方法

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