CN104576757A - 侧栅极tft开关及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种侧栅极TFT开关及液晶显示装置，所述侧栅极包括一基板、一源漏区、一栅极绝缘层及一栅极。所述源漏区设置于所述基板之上，包括一源极、一漏极和半导体层。所述半导体层位于所述源极与所述漏极之间。所述源极、所述漏极垂直设置于所述基板之上。栅极绝缘层紧靠所述源漏区设置。所述栅极紧靠所述栅极绝缘层设置。所述栅极绝缘层用于分隔所述源漏区以及所述栅极。

Description

侧栅极TFT开关及液晶显示装置
【技术领域】
一种侧栅极TFT开关及液晶显示装置，尤涉及一种用于提升TFT开关充电能力，缩小TFT开关体积以及提升开口率(Aperture Ratio)的。
【背景技术】
随着液晶显示技术的进步，面板的PPI(Pixel Per Inch)逐渐提升。为提升开口率，TFT开关制作尺寸越来越小，像素电极的充电能力也需要随之增加，提升像素电极的充电能力有几种方式：1.制作较大尺寸的TFT，选择较大的W/L(Width/Length)值，特别是在车载与工控产品上采用这种方式，但需要牺牲开口率；2.选择高迁移率工艺，采用LTPS(Low Temperature Poly Silicon)、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)等半导体工艺，虽然提高充电能力，但是制作工序复杂，生产良率备受质疑。
图1绘示现有技术中TFT10的细部结构示意图。由下而上依序为栅极16、栅极绝缘层15以及非晶硅(a-Si)层14，在所述有源层14上设置二欧姆接触层(n+)13，在所述二欧姆接触层13上分别设置源极11与漏极12。在传统结构下，提升充电能力与提升开口率是无法同时达成的。
故，有必要提供一种侧栅极TFT开关及其制作方法，以解 决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的一目的在于提供一种侧栅极TFT开关及液晶显示装置，可以提升TFT开关充电能力，缩小TFT开关体积以及提升开口率。
为实现上述目的，本发明提供另一种侧栅极TFT开关及液晶显示装置，所述侧栅极包括一基板、一源漏区、一栅极绝缘层及一栅极。
所述源漏区设置于所述基板之上,包括一源极和一漏极和半导体层，所述半导体层位于所述源极与所述漏极之间，所述源极、所述漏极垂直设置于所述基板之上。所述栅极绝缘层紧靠所述源漏区设置。所述栅极紧靠所述栅极绝缘层设置。所述栅极绝缘层用于分隔所述源漏区以及所述栅极。
在本发明的一优选实施例中，所述栅极绝缘层与所述栅极直接设置于所述基板之上。
在本发明的一优选实施例中，所述半导体层包括第一欧姆接触层、有源层和第二欧姆接触层。
在本发明的一优选实施例中，所述第一欧姆接触层及所述第二欧姆接触层可为相同或相异材质。
在本发明的一优选实施例中，所述源极直接接触所述基板。
在本发明的一优选实施例中，所述漏极直接接触所述基板。
在本发明的一优选实施例中，进一步包含一绝缘层设置于部分所述源极与所述半导体层之间。
在本发明的一优选实施例中，所述源极与所述半导体层之间没有设置所述绝缘层的部分形成一导电沟道。
在本发明的一优选实施例中，在所述栅极施加驱动电压的情况下，所述源极与所述漏极通过所述导电沟道传递电流。
相应地，本发明实施例的再一方面还提供一种液晶显示装置，其包括前述的侧栅极TFT开关。
因此通过本发明的技术方案，产生的有益技术效果在于，藉由采用垂直方向的源极及漏极以及侧栅极的设置方式，可以提升TFT开关充电能力，缩小TFT开关体积以及提升开口率。
【附图说明】
图1绘示现有技术中TFT的细部结构示意图。
图2绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT的第一样态的细部结构示意图。
图3(a)绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT的第一样态在显示单元中的第一位置图。
图3(b)绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT的第一样态在显示单元中的第二位置图。
图4绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT的制作流程示意图。
图5绘示本发明的第二优选实施例的侧栅极TFT的细部结构示意图。
图6绘示本发明的第三优选实施例的侧栅极TFT在显示单元中的位置图。
图7绘示本发明的第三优选实施例的侧栅极TFT的细部结构示意图。
图8(a)绘示本发明的第四优选实施例的侧栅极TFT的第一样态的制作流程示意图。
图8(b)绘示本发明的第四优选实施例的侧栅极TFT的第二样态的制作流程示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。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。
图2绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT的第一样态的细部结构示意图。所述侧栅极TFT 100包括一基板(Glass)170、一源漏区180、一栅极绝缘层150及一栅极160。
所述源漏区180、所述栅极栅极绝缘层150以及所述栅极160设置于所述基板170之上。所述源漏区180包括一源极110、一漏极120、一半导体层135。所述有源层140与所述第一欧姆接触层130与所述第二欧姆接触层130’位于所述源极110与所述漏极120之间。所述栅极绝缘层150紧靠所述源漏区180并直接设置于所述基板170之上，用于分隔所述源漏区180以及所述栅极160。所述栅极160紧靠所述栅极绝缘层150并直接设置于所述基板170之上。如图2，以所述基板170为准，在垂直的方向上 依序设置所述源极110、所述第一欧姆接触层130、所述有源层140、所述第二欧姆接触层130’以及所述漏极120，形成所述的源漏区180。以所述基板170为准，在水平方向上依序设置所述源漏区180、所述栅极绝缘层150及所述栅极160。
在所述源漏区180之中，当所述栅极160接收驱动电压时，所述半导体层135，即所述有源层140、所述第一欧姆接触层130与第二欧姆接触层130’会形成一导电沟道，用于传递所述源极110与所述漏极120之间的电流。
参考图3(a)及图3(b)。图3(a)绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT 100的第一样态在显示单元中的第一位置图。图3(b)绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT的第一样态在显示单元中的第二位置图。所述侧栅极TFT 100源漏区的设置方向可以根据不同的像素190的需求而设置为如图3(a)的水平方向或是如图3(b)的垂直方向。在其他优选实施例中，所述导电沟道135可以在水平线上是弯曲的。
图4绘示本发明的第一优选实施例的侧栅极TFT 100的制作流程示意图。应留意此流程图是用于说明所述侧栅极TFT 100的制作流程，而非用于说明所述侧栅极TFT 100的各组件的位置图。在一基板170上依序沉积用于形成一源极110的第一金属层D/S、第一欧姆接触层130、一有源层140、第二欧姆接触层130’、以及用于形成一漏极120的第二金属层S/D。所述第一欧姆接触层130与所述第二欧姆接触层130’可为相同或相异材质。至此，包括所述源极110、所述第一欧姆接触层130、所述第二欧姆接 触层130’、所述有源层140及所述漏极120的一源漏区180制作完成。接着在所述基板170上，所述源漏区180的旁边形成一栅极绝缘层150，在所述栅极绝缘层150的旁边沉积用于形成一栅极160的第三金属层。所述栅极绝缘层150的目的在于使所述栅极160与所述源漏区180形成绝缘状态。
本发明中仅以一层以及两层欧姆接触层为例,但是在其他优选实施例中可以有超过两层的欧姆接触层。
图5绘示本发明的第二优选实施例的侧栅极TFT 200的细部结构示意图。本优选实施例的侧栅极TFT 200与所述第一优选实施例的差异在于：本优选实施例中一漏极220是直接设置在一基板270之上。详细地，以所述基板270为准，在垂直的方向上依序设置所述漏极220、第一欧姆接触层230、有源层240、第二欧姆接触层230’以及所述源极210，形成所述的源漏区280。以所述基板270为准，在水平方向上以需设置所述源漏区280、所述栅极绝缘层250及所述栅极260。
参考图6及图7。图6绘示本发明的第三优选实施例的侧栅极TFT 300在显示单元中的位置图。图7绘示图6的侧栅极TFT 300的细部结构示意图。本优选实施例结合第一优选实施例与第二优选实施例的结构。二侧栅极TFT 300的栅极360相互连接。在本优选实施例中，两个所述侧栅极TFT 300分别连接一第一数据线396、一第二数据线394、一主像素393与一次像素395。藉由这样的设置，双数据线可以应用在相邻行、列的像素之中通过所述有源层绝缘隔开上下两条数据线。由于可以将相邻侧栅极 TFT 300的栅极360制作在一起，可以进一步提高开口率和充电能力。
参考图8(a)及图8(b)。图8(a)绘示本发明的第四优选实施例的侧栅极TFT 400的第一样态的制作流程示意图。图8(b)绘示本发明的第四优选实施例的侧栅极TFT的第二样态的制作流程示意图。本优选实施例与所述第一优选实施例的区别在于：在一源极410与一半导体层435之间多了一工艺顺序，多设置一绝缘层415的工艺。如图8(a)，在一基板470上依序沉积用于形成一漏极420的第二金属层、第一欧姆接触层430、一有源层440、第二欧姆接触层430’、所述绝缘层415、用于形成一源极410的第一金属层、所述栅极绝缘层。所述第一欧姆接触层430与所述第二欧姆接触层430’可为相同或相异材质。图8(b)与图8(a)的区别在于所述源极410及所述漏极420的位置是不同的以及所述绝缘层415的制作顺序是不同的，其余流程请参考图8(a)。在工艺顺序上，以图8(a)为例，在制作所述半导体层435之后，接着沉积所述绝缘层415，接着蚀刻部分所述绝缘层，再沉积所述源极410，因此所述绝缘层415设置于部分所述源极410与所述半导体层435之间，因此所述源极410与所述半导体层435之间没有设置所述绝缘层415的部分形成一导电沟道。在双数据线(Dual data lines)的结构中，特别是上下重迭的双数据线，透过设置所述绝缘层415，图8(a)的所述源极410可以与一数据线连接，图8(b)的所述源极410可以与另一数据线连接，而不会相互干扰。在所述栅极460施加驱动电压的情况下，所述源极410与所述漏 极420通过所述导电沟道传递电流。
本发明的其他实施例还提供一种液晶显示装置，其包括前述的侧栅极TFT开关。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种侧栅极TFT开关，其特征在于，包括：
一基板；
一源漏区，设置于所述基板之上,包括一源极和一漏极和半导体层，所述半导体层位于所述源极与所述漏极之间，所述源极、所述漏极垂直设置于所述基板之上；
一栅极绝缘层,紧靠所述源漏区设置；
一栅极,紧靠所述栅极绝缘层设置；
其中，所述栅极绝缘层用于分隔所述源漏区以及所述栅极。
2.根据权利要求1的侧栅极TFT开关，其特征在于，所述栅极绝缘层与所述栅极直接设置于所述基板之上。
3.根据权利要求1的侧栅极TFT开关，其特征在于，所述半导体层包括第一欧姆接触层、有源层和第二欧姆接触层。
4.根据权利要求3的侧栅极TFT开关，其特征在于，所述第一欧姆接触层及所述第二欧姆接触层可为相同或相异材质。
5.根据权利要求1的侧栅极TFT开关，其特征在于，所述源极直接接触所述基板。
6.根据权利要求1的侧栅极TFT开关，其特征在于，所述漏极直接接触所述基板。
7.根据权利要求1的侧栅极TFT开关，其特征在于，进一步包含一绝缘层设置于部分所述源极与所述半导体层之间。
8.根据权利要求7的侧栅极TFT开关，其特征在于，所述源极与所述半导体层之间没有设置所述绝缘层的部分形成一导电沟道。
9.根据权利要求8的侧栅极TFT开关，其特征在于，在所述栅极施加驱动电压的情况下，所述源极与所述漏极通过所述导电沟道传递电流。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的侧栅极TFT开关。
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