CN102800692A - 具有大通道宽度的薄膜晶体管构造及薄膜晶体管基板电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有大通道宽度的薄膜晶体管构造，所述薄膜晶体管构造包含一栅极、一源极及一漏极。所述源极与所述漏极分别呈一螺旋形且相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置。本发明的所述薄膜晶体管通过将所述源极与所述漏极设成双螺旋形状，使两者间的通道宽度增加，从而提高通道宽长比，以提高所述薄膜晶体管的充电能力。

Description

具有大通道宽度的薄膜晶体管构造及薄膜晶体管基板电路
【技术领域】
本发明涉及一种具有大通道宽度的薄膜晶体管构造及薄膜晶体管基板电路，特别是涉及一种具有螺旋形源极与漏极的液晶显示器的薄膜晶体管构造及薄膜晶体管基板电路。
【背景技术】
薄膜晶体管( thin film transistor, TFT) 技术是一种从20世纪90年代开始发展起来的大规模半导体全集成电路制造技术，是液晶平板显示装置(flat panel display，FPD)发展的基础。而液晶显示器(liquid crystal display，LCD)以其轻巧便携、 低功耗和易集成等特点成为目前信息显示技术领域的研究热点和主导技术，目前主要应用于数字照相机、笔记本计算机、全球导航系统(GPS)、各种监视器等。随着信息社会的到来，平板显示技术的应用领域不断拓宽，该领域的研究工作也不断深入，向高层次发展。目前TFT已经成为电子平板显示行业的核心部件，根据TFT存在的优缺点，如何提高TFT充电能力成为许多设计者努力的方向。
传统的TFT主要有两种形式，即对称式以及非对称式，随着面板尺寸的不断增大，为了在有限的空间内获得更大的TFT W/L比(宽/长比)，而使同样的空间下的TFT的充电能力提升，目前的LCD Panel普遍使用非对称式TFT。
请参照图1所示，图1是一种现有液晶显示器TFT基板电路的局部示意图。如图1所示，一现有液晶显示器TFT基板100包含多条栅极线110(水平方向)及多条源极线120(垂直方向)，其共同形成一矩阵式线路。其中，每一矩阵方格中包含一像素电极130，每一所述像素电极130通过一薄膜晶体管90分别与所述栅极线110及所述源极线120电性连接。
详细说来，如图1所示，每一所述薄膜晶体管90是一薄膜三极管构造，其主要包含一栅极91、一源极92及一漏极93。其中，所述栅极91电性连接所述栅极线110；所述源极92电性连接所述源极线120；以及所述漏极93电性连接所述像素电极130。因此，液晶显示器TFT基板电路通过所述多条栅极线110及多条源极线120来控制所述像素电极130(单一像素的显示)，从而通过像素阵列以组成影像。
请参照图2所示，图2是一种现有液晶显示器薄膜晶体管构造的俯视示意图，其显示单一个所述薄膜晶体管90(在图1中)的各个电极的形状。所述薄膜晶体管90是一种非对称式的TFT形态，其中所述栅极91是设于一TFT基板100(在图1中)上，而所述栅极91形成整个薄膜晶体管构造90主要面积。另外，所述栅极91上还设有一栅极绝缘层(为简化图形故未绘示与标示)，而所述源极92与所述漏极93则是设于所述栅极绝缘层(同一平面)上。
再者，所述源极92是一U字形电极，所述漏极93则是一I字形电极，所述I字形的漏极93被所述U字形的源极92所包围。并且，所述栅极91电性连接于栅极线；所述源极92电性连接于源极线；以及所述漏极93电性连接于像素电极(为简化图形亦省略而未绘示)。
如图2所示，所述源极92与所述漏极93之间形成一U字形的通道94 (channel)，所述通道94的长度L即所述源极92与所述漏极93的间距，而所述通道94的宽度W(未标示)则为所述源极92与所述漏极93之间所形成U字形(图中点线区域)的长度。
由于TFT的充电能力主要与所述通道94的宽度W和长度L相关，降低长度L和提高宽度W(提高W/L比)都可以对TFT的充电能力有提升的作用，而所述通道94的长度L受限于实际制程机台的制程能力和精度。因此，当曝光机的曝光精度成为瓶颈而难以突破的时候，所述通道94的长度L则相对固定难以向更精细化调整，因此增加所述通道94的宽度W的TFT设计则显得更为重要。
再者。随着栅极驱动电路(gate on array, GOA)技术的成熟，GOA电路中所需用具有大通道宽度的TFT被越来越广范的应用，更迫切需求一种具有更大通道宽度的薄膜晶体管构造。
因此，有必要提供一种具有大通道宽度的薄膜晶体管构造及薄膜晶体管基板电路，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的是提供一种具有大通道宽度的薄膜晶体管构造及薄膜晶体管基板电路，以解决现有技术中，因为薄膜晶体管的通道长度与宽度改变有限，无法提高薄膜晶体管的充电能力的问题。
为达上述目的，本发明提供一种薄膜晶体管基板电路，其包含：
多条栅极线，呈水平方向排列；
多条源极线，呈垂直方向排列；
多个像素电极，分别位于所述多条栅极线及所述多条源极线形成的矩阵方格中；及
多个薄膜晶体管，每一所述薄膜晶体管分别对应一个像素电极，每一所述薄膜晶体管构造包含：
一栅极，电性连接一所述栅极线；
一源极，电性连接一所述源极线；及
一漏极，电性连接一所述像素电极；
其中，所述源极与所述漏极在同一平面上，分别呈一螺旋形且相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置，并且所述源极与所述漏极之间形成一通道。
为达上述目的，本发明另提供一种具有大通道宽度的薄膜晶体管构造，其包含：
一栅极，电性连接一栅极线；
一源极，电性连接一源极线；及
一漏极，电性连接一像素电极；
其中，所述源极与所述漏极在同一平面上，分别呈一螺旋形且相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置，并且所述源极与所述漏极之间形成一通道。
在本发明的一实施例中，所述栅极上还设有一栅极绝缘层，所述源极与所述漏极是设于所述栅极绝缘层上。
在本发明的一实施例中，所述源极与所述漏极的旋转圈数是介于1圈至2圈。
在本发明的一实施例中，所述薄膜晶体管的面积大为5850μm2，所述通道的宽度为324μm。
在本发明的一实施例中，所述薄膜晶体管构造应用于一栅极驱动电路中。
本发明的所述源极与所述漏极分别呈一螺旋形且相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置，使两者间的通道宽度增加，从而提高通道宽长比(W/L)，以提高所述薄膜晶体管的充电能力
【附图说明】
图1是一种现有液晶显示器薄膜晶体管(TFT)基板电路的局部示意图。
图2是图1的液晶显示器薄膜晶体管构造的俯视示意图。
图3是本发明一实施例的液晶显示器的TFT基板电路的局部示意图。
图4是本发明一实施例的液晶显示器薄膜晶体管构造的俯视示意图。
图5是本发明另一实施例的液晶显示器薄膜晶体管构造的俯视示意图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，幷配合附图，作详细说明。为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图3所示，图3是本发明一实施例的液晶显示器的薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)基板电路的局部示意图。如图3所示，一液晶显示器TFT基板100包含多条栅极线110(水平方向)及多条源极线120(垂直方向)，其共同形成一矩阵式线路。其中，每一矩阵方格中包含一像素电极130，每一所述像素电极130通过一薄膜晶体管20分别与所述栅极线110及所述源极线120电性连接。
详细说来，如图3所示，每一所述薄膜晶体管20是一薄膜三极管构造，其主要包含一栅极21、一源极22及一漏极23。其中，所述栅极21电性连接所述栅极线110；所述源极22电性连接所述源极线120；以及所述漏极23电性连接所述像素电极130。因此，液晶显示器TFT基板电路通过所述多条栅极线110及多条源极线120来控制所述像素电极130(单一像素的显示)，从而通过像素阵列以组成影像。
请参照图4所示，图4是本发明一实施例的液晶显示器薄膜晶体管构造的俯视示意图，其显示单一个所述薄膜晶体管20(在图3中)的各个电极的形状。所述薄膜晶体管20是一种非对称式的TFT形态，其中所述栅极21是设于一TFT基板100(在图3中)上，而所述栅极21形成整个薄膜晶体管构造20主要面积。另外，所述栅极21上还设有一栅极绝缘层(为简化图形故未绘示与标示)，而所述源极22与所述漏极23则是设于所述栅极绝缘层(同一平面)上。
再者，所述源极22与所述漏极23分别呈一螺旋形(分别旋转1圈, 360°)，所述螺旋形的源极22与漏极23相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置。并且，所述栅极21电性连接于栅极线；所述源极22电性连接于源极线；以及所述漏极23电性连接于像素电极(为简化图形亦省略而未绘示)。
如图4所示，所述源极22与所述漏极23之间形成一通道24 (channel)，所述通道24是一“螺旋入-螺旋出”的形状。所述通道24的长度L即所述源极22与所述漏极23的间距，而所述通道24的宽度W(未标示)则为所述源极22与所述漏极23之间所形成“螺旋入-螺旋出”(图中点线区域)形状的长度。
在本实施例中，所述薄膜晶体管20的面积大小例如为3400μm2，所述通道24的宽度W例如为161μm。由于TFT的充电能力主要与所述通道24的宽度W和长度L相关，降低长度L和提高宽度W(提高W/L比)都可以对TFT的充电能力有提升的作用。在本实施例中，在所述通道24的长度L固定的情况下，通过将所述源极22与所述漏极23形成相互对称及对应的双螺旋形状，使所述通道24的宽度W增加，从而提高W/L比，以提高所述薄膜晶体管20的充电能力。
再者。随着栅极驱动电路(gate on array, GOA)技术的成熟，GOA电路中所需用具有大通道宽度的TFT被越来越广范的应用，本实施例亦能应用于此GOA电路中。
如图5所示，图5是本发明另一实施例的液晶显示器薄膜晶体管构造的俯视示意图。本实施例的薄膜晶体管20’与本发明图4实施例的薄膜晶体管20大致相似，因此沿用相同的组件名称，但二者的不同之处在于：在本实施例中，所述源极22’与所述漏极23’的螺旋形旋转圈数较图4实施例中的所述源极22与所述漏极23的螺旋形旋转圈数更为增加，所述源极22’与所述漏极23’分别是旋转1.5圈(540°)，因此所述通道24’(图中点线区域)的宽度W可进一步增加，从而提高W/L比。
在本实施例中，所述薄膜晶体管20’的面积大小例如为 5850μm2，所述通道24’的宽度W例如为324μm。
再者，本发明并不限制所述薄膜晶体管20,20’的面积大小以及所述源极22与所述漏极23的旋转圈数。优选地，所述源极22与所述漏极23的旋转圈数是介于1圈(360°)至2圈(720°)，使用者可依实际需要来设计所述源极22,22’与所述漏极23,23’的旋转圈数以获得更大的通道宽度，从而获得更好的充电能力。
综上所述，相较于现有技术中，薄膜晶体管的通道长度与宽度改变有限，无法有效提高W/L比，以提高薄膜晶体管的充电能力。本发明的所述薄膜晶体管20,20’在所述通道24,24’的长度L固定的情况下，通过将所述源极22,22’与所述漏极23,23’形成相互对称及对应的双螺旋形状，使所述通道24,24’的宽度W增加，从而提高W/L比，以提高所述薄膜晶体管20,20’的充电能力。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种薄膜晶体管基板电路，其包含：
多条栅极线，呈水平方向排列；
多条源极线，呈垂直方向排列；
多个像素电极，分别位于所述多条栅极线及所述多条源极线形成的矩阵方格中；及
多个薄膜晶体管，每一所述薄膜晶体管分别对应一个像素电极，所述薄膜晶体管基板电路的特征在于：每一所述薄膜晶体管构造包含：
一栅极，电性连接一所述栅极线；
一源极，电性连接一所述源极线；及
一漏极，电性连接一所述像素电极；
其中，所述源极与所述漏极在同一平面上，分别呈一螺旋形且相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置，并且所述源极与所述漏极之间形成一通道。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板电路，其特征在于：所述栅极上还设有一栅极绝缘层，所述源极与所述漏极是设于所述栅极绝缘层上。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板电路，其特征在于：所述源极与所述漏极的旋转圈数是介于1圈至2圈。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管基板电路，其特征在于：所述薄膜晶体管的面积大为5850μm2，所述通道的宽度为324μm。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管构造，其特征在于：所述薄膜晶体管基板电路是一栅极驱动电路。
6.一种具有大通道宽度的薄膜晶体管构造，其特征在于：所述薄膜晶体管构造包含：
一栅极，电性连接一栅极线；
一源极，电性连接一源极线；及
一漏极，电性连接一像素电极；
其中，所述源极与所述漏极在同一平面上，分别呈一螺旋形且相互对称及对应，形成一种双螺旋形的配置，并且所述源极与所述漏极之间形成一通道。
7.如权利要求6所述的薄膜晶体管构造，其特征在于：所述栅极上还设有一栅极绝缘层，所述源极与所述漏极是设于所述栅极绝缘层上。
8.如权利要求6所述的薄膜晶体管构造，其特征在于：所述源极与所述漏极的旋转圈数是介于1圈至2圈。
9.如权利要求6所述的薄膜晶体管构造，其特征在于：所述薄膜晶体管的面积大为5850μm2，所述通道的宽度为324μm。
10.如权利要求6所述的薄膜晶体管构造，其特征在于：所述薄膜晶体管构造应用于一栅极驱动电路中。
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