CN105047163A - 栅极驱动电路结构及其修复方法、阵列基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种栅极驱动电路结构及其修复方法、阵列基板，属于栅极驱动电路技术领域，其可解决现有的栅极驱动电路产品良率低的问题。本发明的栅极驱动电路结构包括：包括多个电路薄膜晶体管的栅极驱动电路；至少一个冗余薄膜晶体管，每个冗余薄膜晶体管对应至少一个电路薄膜晶体管，冗余薄膜晶体管的第一电极、第二电极、栅极分别和其所对应的电路薄膜晶体管的第一电极、第二电极、栅极电连接或备用连接，在冗余薄膜晶体管的各电极和其所对应的任意一个电路薄膜晶体管的各电极的多个连接中，至少有一个为备用连接；所述备用连接是指两电极间至少部分通过备用引线连接，但备用引线与其中至少一个电极绝缘。

Description

栅极驱动电路结构及其修复方法、阵列基板

技术领域

本发明属于栅极驱动电路技术领域，具体涉及一种栅极驱动电路结构及其修复方法、阵列基板。

背景技术

显示装置(液晶显示装置、有机发光二极管显示装置等)的阵列基板中有多条栅极线，为驱动这些栅极线，一种方式是将用于驱动栅极线的电路直接制备在阵列基板中，该电路称为栅极驱动电路(GOA，GateOnArray)。

通常而言，栅极驱动电路由多个级联的移位寄存器组成，图1给出了一种基本的移位寄存器的电路图，由于移位寄存器的具体形式是多样且已知的，故在此不再对其工作方式等进行详细介绍，而只是以该电路为例进行说明。可见，栅极驱动电路包括多个薄膜晶体管(称为电路薄膜晶体管T)，而这些电路薄膜晶体管T若出现不良(如划伤、源漏极连接等)，轻则导致一条栅极线出现异常，重则导致整个显示装置无法正常工作。

可见，栅极驱动电路中的电路薄膜晶体管的数量多，故出现不良的概率较大，且出现不良时对产品性能的影响大，由此造成其产品良率低。

发明内容

本发明针对现有的栅极驱动电路产品良率低的问题，提供一种可提高产品良率的栅极驱动电路结构及其修复方法、阵列基板。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种栅极驱动电路结构，其包括：

包括多个电路薄膜晶体管的栅极驱动电路；

至少一个冗余薄膜晶体管，每个冗余薄膜晶体管对应至少一个电路薄膜晶体管，冗余薄膜晶体管的第一电极、第二电极、栅极分别和其所对应的电路薄膜晶体管的第一电极、第二电极、栅极电连接或备用连接，在冗余薄膜晶体管的各电极和其所对应的任意一个电路薄膜晶体管的各电极的多个连接中，至少有一个为备用连接；所述备用连接是指两电极间至少部分通过备用引线连接，但备用引线与其中至少一个电极绝缘。

优选的是，所述冗余薄膜晶体管和其所对应的电路薄膜晶体管具有相同的宽长比。

进一步优选的是，所述冗余薄膜晶体管和其所对应的电路薄膜晶体管具有相同的结构。

优选的是，所述冗余薄膜晶体管和其所对应的电路薄膜晶体管的对应结构同层设置。

进一步优选的是，所述备用引线和其所连接的两电极均不同层但具有交叠部分，且至少在交叠部分处，所述备用引线和电极间设有绝缘层。

优选的是，每个所述冗余薄膜晶体管对应一个电路薄膜晶体管。

优选的是，每个所述电路薄膜晶体管均有与其对应的冗余薄膜晶体管。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述栅极驱动电路结构的修复方法，其包括：

检测出存在不良的电路薄膜晶体管并以其作为待修复薄膜晶体管，以与所述待修复薄膜晶体管对应的冗余薄膜晶体管作为修复薄膜晶体管；

通过激光将待修复薄膜晶体管的电极和修复薄膜晶体管的电极间的备用引线与相应的电极电连接，将修复薄膜晶体管接入栅极驱动电路中。

优选的是，所述修复方法还包括：通过激光至少将待修复薄膜晶体管中存在不良的部分与栅极驱动电路的其余部分切断。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种阵列基板，其包括：

上述的栅极驱动电路结构；

由所述栅极驱动电路结构驱动的多条栅极线。

本发明的栅极驱动电路结构中设有冗余薄膜晶体管，当栅极驱动电路中的电路薄膜晶体管出现不良时，可通过激光焊接的方式将与其对应的冗余薄膜晶体管接入电路中(还可将电路薄膜晶体管从电路中切断)，用冗余薄膜晶体管取代有不良的电路薄膜晶体管，保证电路的正常工作，由此实现对栅极驱动电路的修复，提高产品良率。

附图说明

图1为现有的一种栅极驱动电路的一个移位寄存器的电路图；

图2为本发明的实施例的一种栅极驱动电路结构的一个移位寄存器的电路图；

图3为本发明的实施例的另一种栅极驱动电路结构的一个移位寄存器的电路图；

图4为图2的栅极驱动电路结构进行修复后的电路图；

图5为本发明的实施例的一种栅极驱动电路结构的局部剖面结构示意图；

图6为本发明的实施例的一种栅极驱动电路结构进行修复后的局部剖面结构示意图；

图7为本发明的实施例的一种栅极驱动电路结构的局部俯视结构示意图；

图8为本发明的实施例的一种栅极驱动电路结构进行修复后的局部俯视结构示意图；

其中，附图标记为：11、栅极；12、栅绝缘层；13、有源区；14、第一电极；15、第二电极；2、备用引线；T、电路薄膜晶体管；M、冗余薄膜晶体管。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图2至图8所示，本实施例提供一种栅极驱动电路结构，其包括：包括多个电路薄膜晶体管T的栅极驱动电路。

本实施例的栅极驱动电路结构设于阵列基板中，用于驱动阵列基板中的各条栅极线。栅极驱动电路结构包括直接用于驱动栅极线的栅极驱动电路，该栅极驱动电路由多个级联的移位寄存器构成，其可采用已知的形式，例如，可采用如图1所示的移位寄存器。由于该栅极驱动电路本身的结构是已知且多样的，故在此不再详细描述。

本实施例的栅极驱动电路结构还包括：至少一个冗余薄膜晶体管M，每个冗余薄膜晶体管M对应至少一个电路薄膜晶体管T，冗余薄膜晶体管M的第一电极14、第二电极15、栅极11分别和其所对应的电路薄膜晶体管T的第一电极14、第二电极15、栅极11电连接或备用连接，在冗余薄膜晶体管M的各电极和其所对应的任意一个电路薄膜晶体管T的各电极的多个连接中，至少有一个为备用连接；备用连接是指两电极间至少部分通过备用引线2连接，但备用引线2与其中至少一个电极绝缘。

其中，每个薄膜晶体管具有三个电极，即栅极11(控制极)、第一电极14、第二电极15，通过控制栅极11的电压可决定第一电极14与第二电极15间是否导通。第一电极14、第二电极15也可被称为源极、漏极，即电流流入的为源极、流出的为漏极，由于本实施例的很多薄膜晶体管中，不同时刻电流的方向不同，故不使用源极、漏极的说法，而只用第一电极14、第二电极15指代其两电极。

其中，“两电极间至少部分通过备用引线2连接”是指，备用连接可如图5、图7所示，两电极间完全通过备用引线2连接(当然备用引线2与电极绝缘)；或者，也可如图2、图3的电路图所示，一个电极通过备用引线2连接至另一条引线，而该引线再与另一电极连接(备用引线2与该引线间绝缘)。

也就是说，如图2、图3所示，在本实施例的栅极驱动电路结构中，除以上栅极驱动电路外，还设有冗余薄膜晶体管M，每个冗余薄膜晶体管M对应用一个或多个电路薄膜晶体管T。冗余薄膜晶体管M的各电极与其所对应的各电路薄膜晶体管T的相应电极连接，该连接分为两种方式，一种方式为电连接，即两薄膜晶体管的电极间可直接导电，故二者中的信号同步；另一方式为备用连接，即两薄膜晶体管的电极之间设有引线(备用引线2)，且备用引线2与其中至少一个电极是绝缘的(图中的虚线部分)，这样两电极间通常情况下是不能互通信号的，但在需要时，只要通过激光焊接的方式将备用引线2与相应的电极电连接(不一定是直接连接，可以是通过其他引线连接)，即可将两电极间的连接转变为电连接。而且，对于每一对相互对应的冗余薄膜晶体管M和电路薄膜晶体管T，它们的各电极(第一电极14、第二电极15、栅极11)间的连接不能全为电连接，而至少有一对电极间是采用以上备用连接的方式，从而保证在通常情况下冗余薄膜晶体管M实际并未被接入电路中。

本实施例的栅极驱动电路结构中设有冗余薄膜晶体管M，故如图4所示，当栅极驱动电路中有电路薄膜晶体管T出现不良时，可通过激光焊接的方式将与其对应的冗余薄膜晶体管M接入电路中(还可将电路薄膜晶体管T切断)，用冗余薄膜晶体管M取代有不良的电路薄膜晶体管T，保证电路的正常工作，由此实现对栅极驱动电路的修复，提高产品良率。

由此可见，以上电连接和备用连接各自具有不同的优点，对于电连接，其原本就是通电的。故在进行修复时不需要激光焊接，工艺简单，但其相当于在修复前就将部分电极接入了电路中，故会对电路性能造成影响；而对于备用连接，其在修复前不影响电路性能，但在修复时必须进行激光焊接操作。

优选的，每个冗余薄膜晶体管M对应一个电路薄膜晶体管T。

也就是说，如图2所示，每个冗余薄膜晶体管M优选只用于修复一个电路薄膜晶体管T，即其各电极均只与一个电路薄膜晶体管T的各电极连接。这样，一方面冗余薄膜晶体管M的各电极与电路薄膜晶体管T的各电极的连接关系简单，另一方面，这样易于保证冗余薄膜晶体管M性能和对应的电路薄膜晶体管T的性能一样，修复后不会对电路性能造成影响。

当然，如图3所示，如果一个冗余薄膜晶体管M对应多个电路薄膜晶体管T也是可行的，此时冗余薄膜晶体管M的各电极要与其对应的多个电路薄膜晶体管T的各电极都分别电极相连，即冗余薄膜晶体管M的每个电极连接多个电路薄膜晶体管T的电极。从而当这多个电路薄膜晶体管T中的任意一个发生不良时，都可用该冗余薄膜晶体管M进行修复。显然，在该情况下，必须保证在修复前后冗余薄膜晶体管M都不会导致不希望的连接。例如，对于如图3所示的电路，其中与冗余薄膜晶体管M对应的两个电路薄膜晶体管T的栅极11和一个电极(如第一电极14)本就电连接，故冗余薄膜晶体管M的栅极11和第一电极14也可分别与它们直接电连接；而由于这两个电路薄膜晶体管T的另一电极(如第二电极15)所接的信号不同，故冗余薄膜晶体管M的第二电极15与这两个第二电极15间必须采用备用连接的方式；而且，虽然该冗余薄膜晶体管M对这两个电路薄膜晶体管T都能进行修复，但在实际的修复时，其只能修复其中一个电路薄膜晶体管T。

优选的，每个电路薄膜晶体管T均有与其对应的冗余薄膜晶体管M。

也就是说，优选每个电路薄膜晶体管T均有对应的冗余薄膜晶体管M，从而任意电路薄膜晶体管T出现不良时都可被修复。

根据以上描述，电路薄膜晶体管T与冗余薄膜晶体管M理论上优选为“一一对应”的关系，但由于实际的冗余薄膜晶体管M必然占据一定的空间，会影响电路中的其他结构，故其设置情况应根据具体需求决定，例如，可是如图2、图3所示，仅有部分电路薄膜晶体管T有对应的冗余薄膜晶体管M。

优选的，冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T具有相同的宽长比。

其中，“宽长比”是指薄膜晶体管沟道的宽度(第一电极14和第二电极15间的距离)和长度(与宽度垂直方向的尺寸)的比，其是决定薄膜晶体管性能的最主要参数。因此，当宽长比相等时，可保证冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T具有相似的性能，从而其修复后对电路性能造成的影响较小。

当然，宽长比相等并不带代表冗余薄膜晶体管M和电路薄膜晶体管T的结构完全相同，例如，如图7所示，其中冗余薄膜晶体管M和电路薄膜晶体管T的沟道均为弯折的形状，且冗余薄膜晶体管M的沟道长度比电路薄膜晶体管T的沟道长度短，但二者的宽长比一样。

更优选的，冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T具有相同的结构。

也就是说，冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T的各电极和有源区13的材料、形状、尺寸、相对位置等优选都完全相同，从而保证二者的性能完全一样，故用冗余薄膜晶体管M取代电路薄膜晶体管T后电路性能完全不变。

优选的，冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T的对应结构同层设置。

也就是说，如图5所示，冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T的相应结构(如第一电极14、第二电极15、栅极11、有源区13、栅绝缘层12等)分别同层设置，这样，冗余薄膜晶体管M和电路薄膜晶体管T的对应结构均可在一次光刻工艺中同时形成，制备方法简便；而且，也可使冗余薄膜晶体管M和电路薄膜晶体管T的性能尽量接近。

更优选的，备用引线2和其所连接的两电极均不同层但具有间交叠部分，且至少在交叠部分处，备用引线2和电极间设有绝缘层。

当冗余薄膜晶体管M和其所对应的电路薄膜晶体管T的相应的结构同层设置时，其中电连接的电极，可如图7所示直接连在一起或通过与电极同层的引线连在一起；而对于其中备用连接的电极，则可将备用引线2设在与两电极均不同的层中，由于备用引线2与电极不同层，故其可具有和电极交叠的部分，且该交叠部分处设有绝缘层将备用引线2与电极隔开；这样，如图6、图8所示，在进行修复时，只要通过激光将绝缘层击穿并将电极和备用引线2焊接在一起，即可使二者电连接。

显然，在以上情况下，备用引线2可能与其他的结构同层设置以便简化工艺。例如，如图5所示，对于连接两个第一电极14的备用引线2，其可与栅极11同层设置，且可用栅绝缘层12作为上述绝缘层；相对的，对于用于连接两栅极11的备用引线2，则可与第一电极14和第二电极15(即源极和漏极)同层设置。

本实施例还提供一种上述栅极驱动电路结构的修复方法，其包括：

检测出存在不良的电路薄膜晶体管T并以其作为待修复薄膜晶体管，以与所述待修复薄膜晶体管对应的冗余薄膜晶体管M作为修复薄膜晶体管；

通过激光将待修复薄膜晶体管的电极和修复薄膜晶体管的电极间的备用引线2与相应的电极电连接，将修复薄膜晶体管接入栅极驱动电路中。

也就是说，如图6、图8所示，当发现栅极驱动电路中的电路薄膜晶体管T存在问题时，可选定与其对应的冗余薄膜晶体管M对其进行修复。此时电路薄膜晶体管T和冗余薄膜晶体管M的各电极之间，至少有一个是采用的备用连接，即其中至少有一个电极是与备用引线2绝缘的(当然也就与另一电极绝缘)，因此，需要通过激光焊接的方式使该电极与备用引线2间建立电连接，从而将冗余薄膜晶体管M接入电路中进行修复。其中，当备用引线2直接连接到电极处(当然绝缘)时，可用激光直接将备用引线2与电极焊接在一起；而当备用引线2连接到与电极相连的引线处时，则可用激光将备用引线2与该引线焊接在一起，总之，只要通过激光焊接的方式恢复备用引线2与相应电极间的电连接即可。

其中，以上的激光焊接可通过使用特定的激光功率、照射时间等实现，由于激光焊接是已知的工艺，故在此不再对其进行详细描述。

优选的，以上方法还包括：通过激光至少将待修复薄膜晶体管中存在不良的部分与栅极驱动电路的其余部分切断。

也就是说，为减小待修复薄膜晶体管对电路的影响，优选将其从电路中分离出去，或者将其中存在不良的部分分离出去。此处是否要进行分离可根据具体情况确定，例如，若待修复薄膜晶体管发生断路(如有源区13断裂)，因其不会对电路性能造成不良影响，则可将其保留在电路中；而若是如图7所示，待修复薄膜晶体管发生短路(如第一电极14和第二电极15直接相连)，则必须将其从电路中切断。

其中，切断将待修复薄膜晶体管的工作也通过激光进行，即使用较大的激光功率和照射时间，将待修复薄膜晶体管的各电极或引线切断。由于用激光切断结构的工艺也是已知的，故在此不再对其进行详细描述。

具体的，以上所说的“将待修复薄膜晶体管中存在不良的部分与栅极驱动电路的其余部分切断”是指，当待修复薄膜晶体管只有部分发生不良时，可只将该部分分离，使待修复薄膜晶体管的其余部分仍保持工作。例如，如图7所示的待修复薄膜晶体管，其第一电极14和第二电极15均为“梳状”，若其中部分“梳齿”的第一电极14与第二电极15发生短路(图中画圈处)，则如图8所示，只要将这些“梳齿”部分的第一电极14和第二电极15切断(图中画叉处)即可，之后可将待修复薄膜晶体管和修复薄膜晶体管的第一电极14均与备用引线2焊接在一起(图中黑色圆形区域)，从而完成修复。

实施例2：

本实施例提供一种阵列基板，其包括：

上述的栅极驱动电路结构；

由所述栅极驱动电路结构驱动的多条栅极线。

也就是说，本实施例的阵列基板中，栅极线由上述的栅极驱动电路结构驱动，从而当有电路薄膜晶体管发生不良时可进行修复，提高产品良率。

本实施例还提供一种显示装置，其包括上述的阵列基板。

具体的，该显示装置可为液晶显示面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种栅极驱动电路结构，其特征在于，包括：

包括多个电路薄膜晶体管的栅极驱动电路；

至少一个冗余薄膜晶体管，每个冗余薄膜晶体管对应至少一个电路薄膜晶体管，冗余薄膜晶体管的第一电极、第二电极、栅极分别和其所对应的电路薄膜晶体管的第一电极、第二电极、栅极电连接或备用连接，在冗余薄膜晶体管的各电极和其所对应的任意一个电路薄膜晶体管的各电极的多个连接中，至少有一个为备用连接；所述备用连接是指两电极间至少部分通过备用引线连接，但备用引线与其中至少一个电极绝缘。

2.根据权利要求1所述的栅极驱动电路结构，其特征在于，

所述冗余薄膜晶体管和其所对应的电路薄膜晶体管具有相同的宽长比。

3.根据权利要求2所述的栅极驱动电路结构，其特征在于，

所述冗余薄膜晶体管和其所对应的电路薄膜晶体管具有相同的结构。

4.根据权利要求1所述的栅极驱动电路结构，其特征在于，

所述冗余薄膜晶体管和其所对应的电路薄膜晶体管的对应结构同层设置。

5.根据权利要求4所述的栅极驱动电路结构，其特征在于，

所述备用引线和其所连接的两电极均不同层但具有交叠部分，且至少在交叠部分处，所述备用引线和电极间设有绝缘层。

6.根据权利要求1所述的栅极驱动电路结构，其特征在于，

每个所述冗余薄膜晶体管对应一个电路薄膜晶体管。

7.根据权利要求1所述的栅极驱动电路结构，其特征在于，

每个所述电路薄膜晶体管均有与其对应的冗余薄膜晶体管。

8.一种栅极驱动电路结构的修复方法，其特征在于，所述栅极驱动电路结构为权利要求1至7中任意一项所述的栅极驱动电路结构，所述栅极驱动电路结构的修复方法包括：

检测出存在不良的电路薄膜晶体管并以其作为待修复薄膜晶体管，以与所述待修复薄膜晶体管对应的冗余薄膜晶体管作为修复薄膜晶体管；

通过激光将待修复薄膜晶体管的电极和修复薄膜晶体管的电极间的备用引线与相应的电极电连接，将修复薄膜晶体管接入栅极驱动电路中。

9.根据权利要求8所述的栅极驱动电路结构的修复方法，其特征在于，还包括：

通过激光至少将待修复薄膜晶体管中存在不良的部分与栅极驱动电路的其余部分切断。

10.一种阵列基板，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任意一项所述的栅极驱动电路结构；

由所述栅极驱动电路结构驱动的多条栅极线。