CN105022198B - Z反转类型显示装置和制造该z反转类型显示装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Z反转类型显示装置和制造该Z反转类型显示装置的方法,该Z反转类型显示装置包括:选通线和数据线,其彼此交叉以在基板上限定像素区域;晶体管,其包括栅极、源极和漏极,其中,所述漏极与所述选通线在平面图中完全交叠;以及像素电极,其形成在所述像素区域中,并且电连接到所述晶体管的漏极;其中,所述晶体管的漏极具有包括水平腿和垂直腿的“T”形,其中,所述“T”形的漏极的水平腿挨着所述源极布置并且与所述源极平行地延伸,并且其中,所述“T”形的漏极的垂直腿远离所述源极从所述水平腿突出,其中,所述像素电极通过接触孔电连接到所述晶体管的漏极。
Description
技术领域
本发明是涉及显示装置和制造该显示装置的方法的技术。具体地讲,本发明是涉及按Z反转类型形成像素的显示装置和制造该显示装置的方法的技术。
背景技术
随着信息社会的发展,对于显示图像的显示装置的各种需求不断增加,近来,正在使用诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)和有机发光二极管显示装置(OLED)的多种显示装置。
在这些显示装置中,液晶显示器(LCD)装置包括显示面板和驱动单元。显示面板包括:阵列基板,阵列基板包括薄膜晶体管,薄膜晶体管是一种用于控制每个像素区域的开/关的开关装置;上基板,上基板包括滤色器和/或黑底;液晶层,液晶层形成在阵列基板和上基板之间。驱动单元控制薄膜晶体管。在LCD装置中,根据施加在设置在像素区域处的像素(PXL)电极和公共电压(Vcom)电极之间的电场来控制液晶层的对准,从而调节光的透射率并因此形成图像。
LCD装置按反转类型来驱动液晶面板以防止液晶的劣化并改善显示质量。帧反转类型(即,帧反转系统)、线反转类型(即,线反转系统)、列反转类型(即,线反转系统)、点反转类型(即,点反转系统)等被用作反转类型。
在反转驱动类型之中,与点反转类型相比,帧反转类型、线反转类型和列反转类型可减少功耗,但是在显示质量劣化方面具有诸如串扰现象或上下亮度不同的缺点。同时,点反转类型可减少上述的显示质量劣化,因此,可提供质量优于帧反转类型、线反转类型和列反转类型的质量的图像。然而,与线反转类型或列反转类型相比,点反转类型具有功耗过大的缺点。
为改善上述问题提出的类型是Z反转类型(即,Z反转系统)。Z反转类型是一种薄膜晶体管(TFT)和像素电极(P)交替地设置在数据线的左边和右边并且以列反转类型来将数据电压提供给数据线的方法。即,Z反转类型是列反转类型的改进结构,其中,Z反转类型的电路驱动方法使用列反转,但是通过沿与每个线相反的方向形成液晶面板的TFT以与点反转类型(即,点反转系统)相同的方式来实现画面显示。具体地讲,就显示质量而言,Z反转类型具有与点反转类型相似的效果,且就数据而言,Z反转类型使用列反转类型。因此,Z反转类型是能够提供出众的图像质量并减少功耗的方法。
图1A和图1B示出了Z反转类型显示装置的设置在像素中的薄膜晶体管。
在Z反转类型显示装置中,设置在一些像素(诸如设置在奇数行中的像素)中的TFT的沟道沿左方向形成,并且设置在其它像素(诸如设置在偶数行中的像素)中的TFT的沟道沿右方向形成。
参照图1A,设置在上侧上的TFT的沟道沿左方向形成,并且设置在下侧的TFT的沟道沿右方向形成。
TFT的漏极(即,与像素电极电连接的电极)应被设置到源极的左边,从而沿左方向形成沟道。相反地,TFT的漏极应被设置在源极的右边,从而沿右方向形成沟道。
如上所述,在Z反转类型显示装置中,针对源极设置TFT的漏极所沿的方向在各个像素中是不同的。具体地讲,在奇数像素中针对源极设置漏极所沿的方向与在偶数像素中针对源极设置漏极所沿的方向是不同的。
图1A示出了正常情况下的漏极位置。
参照图1A,沟道沿左方向形成的上TFT的漏极20a和栅极10a交叠的面积与沟道沿右方向形成的下TFT的漏极20b和栅极10b交叠的面积基本相同。
TFT的漏极和栅极交叠的区域形成具有电容的电容器,并且所述电容被称为Cgs。这时,根据交叠的区域来确定电容Cgs。在如图1A所示的正常情况下,上述两个TFT的电容Cgs是相同的。
同时,图1B示出了在栅极层和源/漏极层在水平上未对准达2.5um的情况下的漏极位置。
栅极层和源/漏极层使用不同的掩模形成在不同的层上。这时,用于形成栅极层的掩模和用于形成源/漏极的掩模的参考位置可略微地不对准,例如,参考位置可以在水平上未对准达2.5um。当参考位置如上所述地未对准时,可形成漏极,如图1B所示。
参照图1B,沟道沿左方向形成的上TFT的栅极10c和漏极20c交叠的面积小于沟道沿右方向形成的下TFT的栅极10d和漏极20d交叠的面积。
当栅极和漏极交叠的面积如上所述地不同时,在每个TFT中形成的电容Cgs是不同的。在图1B的情况下,上TFT的Cgs小于下TFT的Cgs。
由于在栅极截止期间产生的耦合现象,导致电容Cgs降低了在像素中所充的电压,所充电压的降低的水平根据电容Cgs来不同地确定。因此,当电容Cgs在每个像素中不同时,由电容Cgs导致的每个像素中所充的电压的降低的水平变得不同,因此,每个像素中所充的电压变得不同。
如上所述,在Z反转类型显示装置的情况下,栅极层和源/漏极层可能由于诸如掩模未对准的原因而未对准,此时,存在每个像素的电容Cgs变得不同的问题。
因此,在Z反转类型显示装置中,根据上述改变而出现像素之间的不均匀性。因此,出现闪烁或出现竖线缺陷。
发明内容
在这样的背景下,本发明的一方面提供了一种即使源极或漏极的形成位置改变电容Cgs也不改变的Z反转类型显示装置和制造该Z反转类型显示装置的方法。
根据本发明的一方面,一种Z反转类型显示装置包括:选通线和数据线,其彼此交叉以在基板上限定像素区域;晶体管,其包括栅极、源极和漏极,其中,所述漏极与所述选通线在平面图中完全交叠;以及像素电极,其形成在所述像素区域中,并且电连接到所述晶体管的漏极;其中,所述晶体管的漏极具有包括水平腿和垂直腿的“T”形,其中,所述“T”形的漏极的水平腿挨着所述源极布置并且与所述源极平行地延伸,并且其中,所述“T”形的漏极的垂直腿远离所述源极从所述水平腿突出,其中,所述像素电极通过接触孔电连接到所述晶体管的漏极。
根据本发明的另一方面,一种制造Z反转类型显示装置的方法包括:在基板上形成选通线和栅极;在所述栅极上顺序形成栅绝缘层和源/漏金属膜,形成源极、漏极和数据线,并将所述漏极形成为在平面图中与所述选通线完全交叠,其中,所述漏极具有包括水平腿和垂直腿的“T”形,其中,所述“T”形的漏极的水平腿被布置为挨着所述源极,并且其中,所述“T”形的漏极的垂直腿远离所述源极从所述水平腿突出;在所述漏极上形成第一保护层,并在所述第一保护层上形成接触孔;以及在所述第一保护层上形成像素电极,其中,所述接触孔被形成为穿过所述第一保护层,并在所述像素电极上形成第二保护层。
如上所述,根据本发明,存在即使源极或漏极的形成位置改变电容Cgs也不改变的效果。
在显示装置中,因为每个像素的电容Cgs被保持为相等,所以存在减少或去除了像素之间的不均匀性的效果,且减少或改善了诸如闪烁或竖线缺陷的问题。
在大规模生产线中,因为每个产品的电容Cgs被保持为相等,所以存在这样的效果:产品之间的特性被均匀地保持,并且且质量管理变得容易。特别地,在现有的大规模生产线中,为了控制Cgs的改变,使用Cgs补偿图案,或执行针对每个产品的Cgs微调工作,但是根据本发明,存在去除了这样的二次工艺的效果。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述,本发明的上述和其它目标、特征和优点将变得更加清楚,在附图中:
图1A和图1B示出了设置在Z反转类型显示装置的像素中的薄膜晶体管。
图2是根据实施方式的显示装置的系统构造示图。
图3是可应用到图2的面板的Z反转类型阵列基板的像素结构示图。
图4是示出图3的一部分的阵列基板的平面图。
图5是沿图4的B-B’线截取的截面图。
图6A至图6D是为了示出图4的阵列基板的制造工艺的沿B-B’线截取的截面图。
图7A至图7B是示出根据实施方式示出的显示装置的开口区域的示图。
图8是可被应用到图2的面板的另一阵列基板的像素结构示图。
图9A和图9B是示出正常的Cgs补偿处理的流程的示图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图来描述本发明的实施方式。在以下描述中,尽管在不同的附图中示出了相同的组件,但是相同的组件将由相同的附图标记来指示。此外,在本发明的以下描述中,当已知的功能和构造的详细描述可能使本发明的主题不清楚时,将省略包含于此的已知的功能和构造的详细描述。
此外,当描述本发明的组件时,可使用诸如第一、第二、A、B、(a)或(b)等术语。这些术语仅仅被用来将一个结构性元件与其它结构性元件区分开来,且相应的结构性元件的性质、次序和顺序等并不受术语限制。应该注意的是,如果在说明书中将一个组件描述为“连接”、“结合”或“联接”到另一个组件,尽管第一个组件可直接地“连接”、“结合”或“联接”到第二个组件,但是第三个组件可“连接”、“结合”或“联接”在第一个和第二个组件之间。同样地,当将特定的元件描述为形成“在”另一元件“上”或形成“在”另一元件“下”时,应该明白的是,该特定的元件可直接地或经再一元件间接地形成在另一元件上或形成在另一元件下。
图2是根据实施方式的显示装置的系统构造示图。
参照图2,显示装置100可包括面板100、数据驱动单元120和选通驱动单元130。此外,根据实施方式的构造,显示装置100可进一步包括定时控制单元140。下面,描述了显示装置100包括定时控制单元140的实施方式。
基于从主系统(未示出)输入的诸如水平/垂直同步信号(Vsync、Hsync)、图像数据(RGB)和时钟信号(CLK)的外部定时信号,定时控制单元140可输出用于控制数据驱动单元120的数据控制信号(DCS)和用于控制选通驱动单元130的选通控制信号(GCS)。
另外,定时控制单元140可将从主系统(未示出)输入的图像数据(RGB)转换成在数据驱动单元120中使用的数据信号,并可将经转换的图像数据(R’G’B’)提供给数据驱动单元120。例如,定时控制单元140可提供与面板110的分辨率或像素结构相应地转换的图像数据(R’G’B’)。这里,可将图像数据(RGB)和经转换的图像数据(R’G’B’)称为图像信号、图像数字数据或数据。
数据驱动单元120将经转换的图像数据(R’G’B’)转换成数据电压(即,模拟像素信号或数据信号),其中,数据电压是与灰度值对应的电压,且数据驱动单元120响应于DCS和从定时控制单元140输入的经转换的图像数据(R’G’B’)来将数据电压提供到数据线。
响应于从定时控制单元140输入的GCS,选通驱动单元130顺序地将选通信号(即,扫描信号、选通脉冲、扫描脉冲或栅极导通信号)提供到选通线。
面板110包括由多个选通线GL1至GLn和多个数据线DL1至DLM的交叉所限定的多个像素P。
在面板110的每个像素中,可形成连接到选通线GL和数据线DL并设置在选通线GL和数据线DL之间的晶体管(例如,场效应晶体管,例如,薄膜晶体管(TFT))。选通驱动单元130将选通信号提供到选通线GL并导通TFT,以使数据线DL能够与像素连接。此外,从数据驱动单元120输出的数据电压施加到与数据线DL连接的像素并显示图像。
根据图像显示方法,每个像素可具有不同的结构。例如,当面板110根据液晶显示方法显示图像时,像素可具有液晶插入在两个电极之间的结构。
作为像素的另一个例子,当面板110根据有机发光方法显示图像时,像素可包括至少一个有机发光元件,其中,有机发光元件包括作为第一电极的阳极、作为第二电极的阴极和发光层。在每个有机发光元件中的发光层可包括红光发光层、绿光发光层、蓝光发光层和白光发光层中的至少一个发光层或白光发光层。
在下文中,为了描述的方便,对面板110根据液晶显示方法显示图像的实施方式进行描述。然而,如上所述,面板110可利用另一种方法(例如,有机发光方法)显示图像,并且本发明不限于这样的图像显示方法。
面板110包括阵列基板、上基板和液晶材料层。阵列基板包括作为控制每个像素的导通和截止的开关元件的薄膜晶体管。上基板包括滤色器和/或黑底。液晶材料层插入在阵列基板和上基板之间。在液晶显示方法中,根据施加在像素区域中的像素(P)电极和公共电压(Vcom)电极之间的电场来控制液晶层的布置状态,通过控制液晶的布置状态来控制光的透射率,并且显示图像。
在阵列基板中,限定了包括显示图像的至少一个像素的活动区域(AA)和非活动区域(NA)。在通常称为下基板的阵列基板的活动区域(AA)中,由多个选通线LG和多个数据线DL的交叉来限定像素P。TFT被设置在每个交叉点处,并且每个TFT与以一一对应地形成在每个像素P中的透明像素电极连接。
在阵列基板中,可形成诸如选通金属层、半导体层、源极/漏极金属层、像素电极层和公共电极层的多个层,从而形成TFT和线等,可以形成介电层或保护层等以使每个层绝缘或保护每个层。
同时,存在一种扭曲向列(TN)方案,其中,液晶注入在彼此分开的具有像素电极形成于其中的阵列基板和具有公共电压电极形成于其中的上基板之间,并且沿垂直于基板的方向驱动向列相中的液晶分子。然而,如上所述的扭曲向列方案的液晶显示装置的缺点在于其具有大约90度的狭视角。
因此,存在一种面内切换(IPS)方案的液晶显示装置,其中,该液晶显示装置沿平行于基板的方向驱动液晶分子,以将视角改善为不小于170度。IPS方案的液晶显示装置包括一种基本上像素电极和公共电极同时形成在下基板或阵列基板上并且这两个电极都形成在相同层中的类型、以及一种两个电极由至少一个绝缘层沿水平方向分开且一个电极具有手指形状的边缘场切换(FFS)类型。
此外,在阵列基板中的活动区域(AA)的外部的非活动区域(NA)的一部分上,可形成用于连接到设置在基板的内部或外部的驱动单元的连接焊盘、用于施加参考电压或参考信号的信号施加焊盘和用于测量的多种焊盘。
同时,如上所述,为了防止液晶劣化并改善显示质量,液晶显示装置以反转类型驱动液晶面板。帧反转类型(即,帧反转系统)、线反转类型(即,线反转系统)、列反转类型(即,线反转系统)或点反转类型(即,点反转系统)等可以用作反转类型。
在这些反转驱动类型中,相比点反转类型,帧反转类型、线反转类型和列反转类型可减少功耗,但是具有诸如串扰现象或上下亮度不同的显示质量劣化的缺点。同时,点反转类型可减少上述的显示质量劣化,因此,可提供质量优于帧反转类型、线反转类型和列反转类型的图像的质量的图像。然而,与线反转类型或列反转类型的功耗相比,点反转类型具有功能消耗过大的缺点。
用于改善上述问题的类型是Z反转类型(即,Z反转系统)。Z反转类型可应用于图2中的面板110。
Z反转类型显示装置的像素结构不同于其它反转类型(例如,帧反转类型和列反转类型等)。
图3是可被应用到图2的面板的Z反转类型阵列基板的像素结构示图。为了说明的方便,图3示出了与图2的面板110中的一些数据线DL1到DL5和一些选通线GL1到GL5相应的部分的放大图。应该理解的是,在其余的部分中重复这样的像素结构。
参照图3,由多个选通线GL1到GL5和多个数据线DL1到DL5的交叉来限定像素。这里,每个像素交替地沿左方向和右方向连接到数据线。具体地,设置在每个像素中的TFT与数据线相连,TFT的源极交替地沿左方向和右方向与数据线相连。
参照图3,将正极性(+)的数据电压提供到奇数数据线DL1、DL3和DL5,并将负极性(-)的数据电压提供到偶数数据线DL2和DL4。由于像素的TFT交替地沿左方向和右方向与数据线相连,所以当将特定极性的数据电压提供到一个数据线时,数据电压被交替地提供到数据线的左像素和数据线的右像素。
如上所述,根据列反转类型(一种将不同极性的数据电压提供到每个数据线的类型)来提供数据电压,但是像素的反转类型与点反转类型(一种具有相同极性的像素在水平和垂直方向上不相邻的反转类型)等同。因此,可如列反转类型一样地降低功耗,且可以如点反转类型一样地得到优良的显示质量。
图4是用于示出图3的一部分的阵列基板的平面图。图4是图3的区域310的示图。可以理解的是,相同的结构在其余的部分中重复。
参照图4,在基板上在一定的方向上设置第一选通线410a,在与第一选通线410a垂直的方向上设置第一数据线420a。第一像素电极444a和第一TFT 430a设置在第一数据线420a的右侧,并形成第一像素。
此外,第二选通线410b设置为与第一选通线410a平行,第二数据线420b设置为与第一数据线420a平行。第二像素电极444b和第二TFT 430b设置在第二数据线420b的左侧,并形成第二像素。
参照图4,第一TFT 430a和第二TFT 430b在水平方向对称,并且沿不同的方向形成。
第一TFT 430a包括第一源极422a、第一漏极432a和第一栅极412a。第一源极422a是第一数据线420a的设置在其左侧上的一部分并具有“I”形。第一漏极432a具有“T”形,其中,第一漏极432a的一侧与第一源极422a平行并且第一漏极432a的另一侧突出。具体地,“T”形的第一漏极432a具有水平腿和垂直腿。“T”形的第一漏极432a的水平腿设置为与第一源极422a相邻,并且与第一源极422a平行延伸。“T”形的第一漏极432a的垂直腿从远离第一源极422a的水平腿突出。第一TFT 430a形成在第一像素的左下侧中。
第二TFT 430b包括第二源极422b、第二漏极432b和第二栅极412b。第二源极422b是第二数据线420b的设置在其右侧上的一部分并具有“I”形。第二漏极432b具有“T”形,其中,第二漏极432b的一侧与第二源极422b平行,并且第二漏极432b的另一侧突出。具体地,“T”形的第二漏极432b具有水平腿和垂直腿。“T”形的第二漏极的水平腿设置为与第二源极422b相邻,并且与第二源极422b平行延伸。“T”形的第二漏极的垂直腿从远离第二源极422b的水平腿突出。第二TFT 430b形成在第二像素的右下侧中。
如上所述,在Z反转类型显示装置100中,沿垂直方向相邻的像素中的TFT的方向是不同的。如上所述,当每个像素中的TFT的方向不同时,可能由于栅极层和源/漏极层的未对准而产生Cgs偏差。
在图4的阵列基板中,漏极与选通线完全交叠以解决Cgs偏差。
参照图4,第一TFT 430a的第一漏极432a与第一选通线410a完全交叠。图4的平面图显示了第一TFT 430a的第一漏极432a被完全包括在第一选通线410a中的交叠形状。
此外,第一漏极432a可在具有裕量(margin)的情况下与第一选通线410a交叠(例如,横向交叠)。在图4的平面图中,具有裕量的交叠表示在距第一选通线410a的边缘达裕量距离C之内设置第一漏极432a。
附图标记433a指示因工艺问题以预定距离未对准并且形成在另一位置中的第一漏极。当其称为第一漏极’433a时,由于未对准距离比裕量距离C短,所以第一漏极’433a与第一选通线410a完全交叠。
在图4的平面图中,当第一漏极432a与第一漏极’433a相比时,第一漏极432a与第一选通线410a交叠的面积等于第一漏极’433a与第一选通线410a交叠的面积。因此,由第一漏极432a和第一选通线410a形成的电容Cgs等于由第一漏极’433a和第一选通线410a形成的电容Cgs,因此,解决了Cgs偏差的问题。
以相同的方式,即使在与第一TFT 430a对称的第二TFT中,第二漏极432b与第二选通线410b完全交叠。图4的平面图显示了第二TFT 430b的第二漏极432b完全包括在第二选通线410b中的交叠形状。此外,以与第一漏极432a的方法相似的方法,第二漏极432b可以在具有裕量的情况下与第二选通线410b交叠。
同时,在图4中显示的阵列基板中,偶数源极可与选通线完全交叠。
参照图4,第一TFT 430a的第一源极422a是第一数据线420a的一部分并具有“I”形。当如上所述地由数据线的一部分形成源极时,可由数据线与选通线在数据线方向上交叠的那部分来限定源极的区域。在第一源极422a的情况下,与第一源极区域423a对应的、第一数据线420a与第一选通线410a交叠的那部分与第一源极422a对应。
参照图4,由于第一源极422a是第一数据线420a的一部分并具有“I”形,所以第一源极422a总是在数据线方向上与第一选通线410a交叠。相反,根据源极422a的位置,第一源极422a可或可不在选通线方向上与第一选通线410a交叠。在图4显示的阵列基板中,第一源极422a被设置为与第一选通线410a完全地交叠。如上所述,可在平面图中标识交叠关系,并且参照图4,第一源极422a的区域被包括在第一栅极线410a的区域中。
尽管省略了详细描述,但是偶数的第二源极422b也以与第一源极422a相同的方式与第二选通线410b完全地交叠。
如上所述,当漏极与选通线完全地交叠时,在每个像素中均匀地保持了形成在源极和选通线之间的电容(Cgd)。由于在源极和选通线之间的电容(Cgd)降低了像素中所充的充电电压,所以与电容Cgs相同,在各个像素中电容Cgd应该是均匀的。在图4所示的阵列基板中,由于在每个像素中均匀地保持了Cgd,所以解决了因像素之间的不均匀性而产生的闪烁问题或竖线问题。
当源极和漏极与选通线完全地交叠时,源极和漏极之间的沟道与选通线完全地交叠。
参照图4,在第一源极422a和第一漏极432a之间设置第一沟道451a以与第一选通线410a完全地交叠。因为第一源极422a和第一漏极432a与第一选通线410a完全地交叠,所以第一沟道451a可与第一选通线410a自动交叠。然而,根据因设计而进行的位置调整,第一沟道451a可被设置为与第一选通线410a自动地完全交叠。
可根据沟道与选通线交叠所处的区域而改变沟道特性,并如图4所示,当在每个像素中沟道与选通线完全地交叠时,所有像素的沟道特性是相同的。
参照图4,第一像素电极444a与第一TFT 430电连接。具体地,第一像素电极444a与第一TFT 430的第一漏极432a电连接。例如,第一像素电极444a经由接触孔442a与第一漏极432a的垂直腿电连接。接触孔442a与第一选通线410a完全交叠。
第一选通线410a的宽度可以不是均匀的。例如,第一选通线410a可以包括不同宽度的部分。第一选通线的包括第一接触孔442a的那部分的宽度是在与第一数据线420a的延伸平行的方向上的宽度。第一选通线的包括“T”形第一漏极的水平腿的那部分的宽度是在与第一数据线420a的延伸平行的方向上的宽度。第一选通线410的容纳第一接触孔422a的那部分的宽度与第一选通线410的容纳“T”形第一漏极432a的水平腿的那部分的宽度不同。例如,第一选通线410的容纳第一接触孔422a的那部分的宽度可以小于第一选通线410a的容纳第一漏极432a的水平腿的那部分的宽度。
第一选通线410a可以包括与第一数据线420a平行的第一边缘和第二边缘。第一选通线的第一边缘与背对第一数据线420a的“T”形第一漏极的水平腿的边缘相邻。第一选通线的第二边缘与第二数据线420b相邻。换句话讲,第一选通线的第一边缘更靠近第一数据线420a,并且第一选通线的第二边缘更靠近第二数据线420b。
类似地,与第一选通线410a平行的第二选通线410b还可以包括与第二数据线420b平行的第一边缘和第二边缘。第二选通线的第一边缘与第一数据线420a相邻。第二选通线的第二边缘与背对第二数据线420b的“T”形第二漏极的水平腿的边缘相邻。换句话讲,第二选通线的第一边缘更靠近第一数据线420a,并且第二选通线的第二边缘更靠近第二数据线420b。
相比于第二选通线的第二边缘(即,与第二漏极的水平腿相邻)到第一数据线420a,第一选通线的第一边缘(即,与第一漏极的水平腿相邻)更靠近第一数据线420a。换句话讲,第一漏极432a比第二漏极432b更靠近第一数据线420a,如图4所示。
尽管省略了详细描述,但是第二选通线410b可以具有与第一选通线410a相同的构造并且类似地容纳第二接触孔442b。
如图4所示,第一TFT 410a和第二TFT 410b形成晶体管对。具有“T”形第一漏极432a的第一TFT 410a沿逆时针方向旋转90°,并且具有“T”形第二漏极432b的第二TFT 410b沿顺时针方向旋转90°。
图5是沿图4的沿B-B’线截取的截面图。
参照图5,在诸如有机基板的基板510上利用金属层或金属图案形成第一选通线410a,在第一选通线410a上形成栅绝缘层(即,选通绝缘体(GI))520。在GI 520上形成用于形成TFT的沟道的半导体层530,并且在半导体层530上层叠用于形成第一源极422a和第一漏极432a的金属层或金属图案。
在第一源极422a和第一漏极432a上形成第一保护层532a。第一保护层532a可为由诸如硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiO2)的无机绝缘材料形成的无机保护层,并可为由诸如感光亚克力、丙烯酸酯和聚酰胺的材料形成的有机保护层。在一些情况下,第一保护层532可为包括无机保护层和有机保护层的双结构。
第一接触孔422a形成在第一保护层532中。此外,第一像素电极444a通过第一接触孔442a与第一漏极电相连。
第二保护层540形成在第一像素电极444上。第二保护层540可为由诸如硅氮化物SiNx或硅氧化物SiO2的无机绝缘材料形成的无机保护层。
图5显示了形成在从设计值的位置处的第一漏极432a以及从设计值稍微移动并形成的第一漏极’433a。此外,为了进行比较,图5显示了由第一漏极432a和第一选通线410a形成的Cgs 550、以及由第一漏极’433a和第一选通线410a形成的Cgs’551。
参照图5,设置到设计值的漏极432与第一选通线410a交叠的区域和从设计值移动并设置的漏极’433a与第一选通线410a交叠的区域相同。这是因为第一漏极432a与第一选通线410a完全地交叠。更具体地,在图5的截面图中,这是因为,第一漏极432a的区域和第一漏极’433a的区域都在第一选通线410a的区域中。因此,由设置在设计值的第一漏极432a形成的电容Cgs 550变得与由第一漏极’433a形成的Cgs’551相同。
参照图5,第一源极422a和半导体层530也与第一选通线410a完全地交叠。
图6A到图6D是示出图4的阵列基板的制造过程的沿B-B’线截取的截面图。
参照图6A,利用金属层或金属图案在诸如有机基板的基板510上形成第一选通线410a。在第一选通线410a上形成栅绝缘层520(即,选通绝缘体(GI))。此时,GI 520可为无机绝缘材料,例如,可为从硅氧化物、硅氮化物或它们的多层中选择的一个。形成第一选通线410的金属层可通过沉积从铜(Cu)、铜合金、铝(Al),铝合金(AlNd)、钼(Mo)和钼合金(MoTi)中选择的一种或更多种材料而具有单层或多层。
参照图6B,在GI 520上形成半导体层530。半导体层530可通过掺杂P型杂质或N型杂质来形成源区和漏区,并可同时限定插入在源区和漏区之间的沟道区。在P型晶体管的情况下,可将诸如硼(B)、铝(Al)、稼(Ga)和铟(In)的3族元素用作掺杂杂质。在N型晶体管的情况下,可将诸如磷(P)、砷(As)和锑(Sb)的5族元素用作掺杂杂质。在P型晶体管中,将空穴用作载流子,在N型晶体管中,将电子用作载流子。
参照图6C,在半导体530上形成源/漏金属膜,并且利用掩模工艺对第一源极422a和第一漏极432a进行构图。此时,第一源极422a和第一漏极432a可由诸如铜(Cu)、铜合金、铝(Al)和铝合金(AlNd)的具有低电阻特性的金属材料形成。
然而,在此过程中,如图6C所示,可能稍微移动用于对电极构图的掩模。当掩模被稍微移动时,可形成从设计值稍微移动的第一漏极’433a,而不是与设计值的位置对应的第一漏极432a。因此,可形成Cgs’551而不是Cgs 550。
在第一实施方式中,为了保持电容Cgs’551与电容Cgs 550相等,形成第一漏极432a以使第一漏极432a与第一选通线410a完全地交叠。根据实施方式,在平面图中,形成第一漏极432a以使第一漏极432a的区域形成在距第一选通线410a的区域的边缘在裕量距离之内。这里,根据掩模工艺的误差范围来确定裕量距离。
参照图6D,在第一源极422a和第一漏极432a上形成第一保护层532。此外,在第一保护层532上形成第一接触孔442a,在第一保护层532上形成与第一漏极432a相连的第一像素电极444a,并在第一像素电极444a上形成第二保护层540。第一保护层532或第二保护层540可为由诸如硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiO2)的无机绝缘材料形成的无机保护层,并可为由诸如感光亚克力、丙烯酸酯和聚酰胺的材料形成的有机保护层。在一些情况下,第一保护层532或第二保护层540可为包括无机保护层和有机保护层的双结构。
图7A和图7B是示出根据实施方式的显示装置的开口区域的示图。
图7A是对比阵列基板的平面图。图7B是根据实施方式的阵列基板的平面图。
参照图7A,在对比阵列基板中,源极722a具有“L”形状,因此,源极722a的一部分朝向选通线突出。因此,在对比阵列基板中,与栅极712a的数据线方向边缘相比,连接像素电极740a的接触孔734a形成在上面的位置。如上所述,当接触孔734a的位置向上移动时,存在开口区域根据接触孔734a的移动而变得更窄的问题。
参照图7B,在根据实施方式的阵列基板中,源极722b具有“I”形状。由于源极722b具有“I”形状,所以减少了沿选通线方向被源极722b占据的区域,这样,形成TFT的其它组件的区域变得相对更大。因此,漏极732b不向上移动并形成为与选通线平行。因此,在实施方式中的阵列基板中,与栅极712b的数据线方向边缘相比,接触孔734b形成在下面的位置。如上所述,当接触孔734b的位置向下移动时,开口区域根据接触孔734b的移动而变得更大。具体地讲,在高分辨率面板中,每个像素的面积减少了,当源极如实施方式一样地在这样的平板中形成为“I”形时,开口率可更多地增加。
图8是可应用于图2的面板的另一阵列基板的像素结构示图。
参照图8,如Z反转类型一样,TFT交替地连接到数据线的左侧和数据线的右侧。在图8中示出的阵列基板与在图3中示出的阵列基板的区别在于TFT交替地连接到选通线的上侧和选通线的下侧。
如上所述,当TFT沿上侧和下侧的不同方向设置时,如现有的Z反转像素结构一样,可因掩模的未对准而产生在垂直方向的Cgs或Cgd的偏差。
然而,本发明的实施方式的构思可解决这样的问题。实施方式的构思是将漏极或源极设置为使漏极或源极与选通线完全地交叠。如上所述,当漏极或栅极与选通线完全地交叠时,尽管掩模在垂直方向(即,数据线方向)上未对准,也不产生Cgs或Cgd的偏差。
如上所述,当源极和/或漏极设置为与选通线完全地交叠时,存在这样的效果:每个像素中的Cgs基本相同。
如上所述,当每个像素中的电容Cgs基本相同时,在显示装置中,存在这样的效果:去除了像素之间的不均匀性,并改善了诸如闪烁或竖线缺陷的问题。具体地讲,在Z反转类型的像素结构或在TFT交替地设置在选通线的上侧和下侧的像素结构中,可根据工艺的误差来改变每个像素中的Cgs。然而,根据本发明的实施方式,存在这样的效果:在这样的像素结构中Cgs被均匀地保持。
在大规模生产线中,由于相等地保持每个产品的电容Cgs,存在这样的效果:均匀地保持产品之间的特性,并且质量管理变得容易。特别地,在现有的大规模生产线中,为了控制Cgs的改变,使用Cgs补偿图案或执行针对每个产品的Cgs微调工作,但是,根据本发明,存在去除了这样的二次工艺的效果。
图9A和图9B是示出了正常的Cgs补偿处理的流程的示图。
图9A是具有现有的列反转像素结构的显示装置的Cgs补偿处理。图9B是具有现有的Z反转像素结构的显示装置的Cgs补偿处理。
参照图9A,在具有现有的列反转像素结构的显示装置中,形成列反转像素结构的阵列基板(S1010)。当电容Cgs超出正常范围时,已通过公共电压(Vcom)补偿补偿了Cgs。在列反转像素结构的情况下,当产生了掩模的误差时,将一致地改变所有像素的Cgs。这样,在此情况下,在一个显示装置中不产生像素之间的Cgs偏差。然而,当Cgs超出正常范围时,由于在所有的像素中增加或减少了像素所充的电压,所以应该通过控制公共电压Vcom来补偿Cgs,因此,在具有现有的列反转像素结构的显示装置的处理中包括补偿公共电压Vcom(S1012)。
参照图9B,在具有现有的Z反转像素结构的显示装置中,形成Z反转像素结构的阵列基板(S1020)。当电容Cgs超出正常范围时,形成第一补偿图案(S1022)。
如上所述,当现有的Z反转像素结构中掩模未对准时,产生每个像素的Cgs偏差。为了解决此情况,应该通过将补偿图案添加到电容Cgs相对小的像素来增加电容Cgs。所有像素的电容Cgs通过形成补偿图案而变得均匀(S1022)。
在通过形成补偿图案来使所有像素的电容Cgs均匀化(S1022)之后,由于电容Cgs通常在正常范围内,所以通过控制公共电压Vcom的电平来补偿电容Cgs(S1024)。
参照图9A和图9B,在现有方法中,补偿Cgs的处理是处理中所必须的。更具体地,在以Z反转方法形成像素的显示装置的情况下,形成补偿图案(S1022)和补偿Vcom(S1024)的两个步骤是必须的。相反,由于根据实施方式的显示装置不是必须补偿Cgs,所以可跳过这样的两个步骤。
此外,最近,在显示装置的分辨率增加的同时,像素中的区域变得更窄。因此,形成用于补偿电容Cgs的补偿图案的区域减小。因此,Cgs补偿处理的性能难以与现有方法的性能基本相同。在这个方面,根据实施方式的显示装置不是必须补偿Cgs,因此,根据实施方式的显示装置可解决上述的问题。
此外,上面提到的术语“包括”、“构成”或“具有”的含义是包括对应的结构性元件,除非它们不具有相反的含义。因此,术语应该被解释为可不排除且进一步包括其它结构性元件。除非进行相反地定义,否则所有的技术性、科学性或其它的术语与由本领域技术人员所理解的意思一致。在字典中常见的术语应在现有技术文献的上下文中进行解释,而不是过于理想化或不切实际地进行解释,除非本公开明确地将对它们进行了如此定义。
虽然已经处于示出的目的描述了本发明的实施方式,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以进行多种修改、添加和替换。因此,本发明中公开的实施方式仅为非限制性的,且意在描述本发明的技术精神。此外,本发明的技术精神的范围不受实施方式限制。本发明的范围应以这样的方式基于所附权利要求进行解释,即,包括在与权利要求等同的范围内的所有的技术构思均属于本发明。
Claims (12)
1.一种Z反转类型显示装置,所述Z反转类型显示装置包括:
选通线和数据线,其彼此交叉以在基板上限定像素区域;
晶体管,其包括栅极、源极和漏极,其中,所述漏极与所述选通线在平面图中完全交叠;以及
像素电极,其形成在所述像素区域中,并且电连接到所述晶体管的漏极;
其中,所述晶体管的漏极具有包括水平腿和垂直腿的“T”形,其中,所述“T”形的漏极的水平腿挨着所述源极布置并且与所述源极平行地延伸,并且其中,所述“T”形的漏极的垂直腿远离所述源极从所述水平腿突出,
其中,所述像素电极通过接触孔电连接到所述晶体管的漏极,
其中,所述选通线的与所述“T”形的漏极的水平腿对应的第一部分的宽度大于所述选通线的与所述“T”形的漏极的垂直腿对应的第二部分的宽度。
2.如权利要求1所述的Z反转类型显示装置,其中,在平面图中所述接触孔与所述选通线完全交叠。
3.如权利要求1或2所述的Z反转类型显示装置,其中,在平面图中,所述晶体管的漏极位于距所述选通线的边缘在裕量距离之内。
4.如权利要求1或2所述的Z反转类型显示装置,其中,所述晶体管的源极和漏极之间的沟道与所述选通线完全交叠。
5.如权利要求1或2所述的Z反转类型显示装置,其中,所述晶体管的作为所述数据线的一部分或由所述一部分的扩展形成的源极具有“I”形。
6.如权利要求1或2所述的Z反转类型显示装置,其中,所述像素电极通过所述接触孔电连接到所述“T”形的漏极的垂直腿。
7.如权利要求1或2所述的Z反转类型显示装置,所述Z反转类型显示装置还包括:
又一晶体管,其包括具有“T”形的漏极,所述“T”形包括水平腿和垂直腿;
又一数据线,其挨着所述数据线;
其中,所述晶体管和所述又一晶体管布置在位于所述数据线和所述又一数据线之间的区域中;
其中,所述又一晶体管的“T”形的漏极的水平腿连接到所述又一数据线。
8.如权利要求7所述的Z反转类型显示装置,
其中,所述晶体管和所述又一晶体管形成晶体管对;
所述Z反转类型显示装置还包括至少一个又一晶体管对,所述至少一个又一晶体管对具有与布置在位于所述数据线和所述又一数据线之间的所述区域中的所述晶体管对相同的结构。
9.如权利要求7所述的Z反转类型显示装置,
其中,所述选通线包括与所述数据线平行并且与所述晶体管的所述“T”形的漏极的水平腿相邻的边缘;
所述Z反转类型显示装置还包括与所述选通线平行的又一选通线,所述又一选通线包括与所述又一数据线平行并且与所述又一晶体管的所述“T”形的漏极的水平腿相邻的边缘;
其中,所述选通线的边缘与所述又一选通线的边缘不同。
10.一种制造Z反转类型显示装置的方法,所述方法包括以下步骤:
在基板上形成选通线和栅极;
在所述栅极上顺序形成栅绝缘层和源/漏金属膜,形成源极、漏极和数据线,并将所述漏极形成为在平面图中与所述选通线完全交叠,其中,所述漏极具有包括水平腿和垂直腿的“T”形,其中,所述“T”形的漏极的水平腿被布置为挨着所述源极,并且其中,所述“T”形的漏极的垂直腿远离所述源极从所述水平腿突出;
在所述漏极上形成第一保护层,并在所述第一保护层上形成接触孔;以及
在所述第一保护层上形成像素电极,其中,所述接触孔被形成为穿过所述第一保护层,并在所述像素电极上形成第二保护层,
其中,所述选通线的与所述“T”形的漏极的水平腿对应的第一部分的宽度被形成为大于所述选通线的与所述“T”形的漏极的垂直腿对应的第二部分的宽度。
11.如权利要求10所述的方法,其中,将所述漏极形成为在平面图中所述漏极位于距所述选通线的边缘在裕量距离之内,其中,根据掩模工艺的误差范围来确定所述裕量距离。
12.如权利要求10或11所述的方法,其中,所述源极包括所述数据线的一部分,并且所述源极具有“I”形。
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