CN106298852A - 一种显示器件的像素单元版图结构 - Google Patents
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Abstract
一种显示器件的像素单元版图结构，包括第一晶体管和第二晶体管；所述第一晶体管包括依次叠的第一栅极、第一栅极绝缘层、第一有源层、第一源极和第一漏极；所述第二晶体管包括依次叠设的第二栅极、第二栅极绝缘层、第二有源层、第二源极和第二漏极；第二晶体管垂直叠设于第一晶体管之上，第一晶体管的漏极通过接触孔与第二晶体管的第二栅极连接，第二晶体管的部分第二栅极、第二栅极绝缘层和第二漏极构成存储电容。该像素单元版图结构合理地布置了各个晶体管和电容的位置，并利用像素电路中晶体管间和电容间的连接关系，重复利用部分版图面积，从而压缩单元版图布局，实现更高密度显示。
Description
技术领域
本发明涉及显示器件领域，特别是涉及一种显示器件的像素单元版图结构。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light-Emtting Diode，OLED)具有主动发光、效率高、响应快速、功耗低、视角广、面板轻薄、工作温度范围广、可实现柔性显示等诸多优点，近年来获得了广泛研究。驱动OLED显示面板的最简单电路是由2个晶体管和1个存储电容构成的2T1C像素电路。传统金属氧化物TFT工艺把像素单元的所有晶体管制作在同一个平面内，即像素阵列内所有TFT器件的栅极为同一层材料制作，所有TFT器件的栅极、有源层和源漏极都分别采用同一层材料制作，导致面积较大，如图3、图4所示。
随着显示器件的像素密度越来越高，特别是针对头盔式设备的虚拟现实，对其像素点面积要求越来越小，在极有限的单元像素面积内布局多个晶体管和存储电容非常困难。
因此，针对现有技术不足，提供一种面积小、能够实现更高密度显示的像素单元版图结构以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种显示器件的像素单元版图结构，该像素单元版图结构合理地布置了各个晶体管和电容的位置，并利用像素电路中晶体管间和电容间的连接关系，重复利用部分版图面积，从而压缩单元版图布局，实现更高密度显示。
本发明的上述目的通过如下技术手段实现：
一种显示器件的像素单元版图结构，包括第一晶体管和第二晶体管；
所述第一晶体管包括依次叠的第一栅极、第一栅极绝缘层、第一有源层、第一源极和第一漏极；
所述第二晶体管包括依次叠设的第二栅极、第二栅极绝缘层、第二有源层、第二源极和第二漏极；
第二晶体管垂直叠设于第一晶体管之上，第一晶体管的漏极通过接触孔与第二晶体管的第二栅极连接，第二晶体管的部分第二栅极、第二栅极绝缘层和第二漏极构成存储电容。
优选的，还包括第一平坦层和第二平坦层；
所述第一平坦层设于第一晶体管和第二晶体管之间；
所述第二平坦层设于第二晶体管之上；
所述第一平坦层和第二平坦层由绝缘材料制成。
优选的所述第一平坦层为单层或多层绝缘薄膜；所述绝缘薄膜由SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或Y2O3制成。
优选的，所述第二平坦层为单层或多层绝缘薄膜；所述绝缘薄膜由SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或Y2O3制成。
优选的，上述第一平坦层的厚度为50nm至500nm，所述第二平坦层的厚度为50nm至500nm。
优选的，上述的显示器件的像素单元版图结构，通过如下步骤制备：
(1)在衬底上制备缓冲层；
(2)在步骤(1)制备的缓冲层上第一金属层和第一绝缘层分别作为第一栅极和第一栅极绝缘层；
(3)再沉积第一金属氧化物半导体层，并图形化第一金属氧化物半导体层作为第一有源层；
(4)沉积并图形化第二金属层，作为第一源极和第一漏极；
(5)沉积第一平坦层,并图形化第一平坦层形成接触孔；
(6)在第一平坦层上沉积第三金属层和第二绝缘层分别作为第二栅极和第二栅极绝缘层；
(7)再沉积第二金属氧化物半导体层，并图形化第二金属氧化物半导体层作为第二有源层；
(8)沉积并图形化第四金属层，作为第二源极和第二漏极；
(9)再沉积第二平坦层。
本发明的显示器件的像素单元版图结构，第二晶体管垂直叠设于第一晶体管之上，第一晶体管的漏极通过接触孔与第二晶体管的栅极连接，第二晶体管的部分第二栅极、第二栅极绝缘层和第二漏极构成存储电容。该像素单元版图结构合理地布置了各个晶体管和电容的位置，并利用像素电路中晶体管间和电容间的连接关系，重复利用部分版图面积，从而压缩单元版图布局，实现更高密度显示。
附图说明
利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的显示器件的像素单元版图结构的平面示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是本现有技术中一种显示器件的像素单元版图结构的平面示意图。
图4是图3的A-A剖视图。
在图1至图4中，包括：
第一晶体管1、第二晶体管2、接触孔3、存储电容4、
扫描线5、数据线6、电源线7、发光区域8、
衬底001、缓冲层002、第一平坦层003、第二平坦层004、
第一栅极101、第一栅极绝缘层102、第一有源103层、
第一源极104、第一漏极105、
第二栅极201、第二栅极绝缘层202、第二有源层203、
第二源极204、第二漏极205。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例
一种显示器件的像素单元版图结构，如图1、图2所示，具有第一晶体管1、第二晶体管2、接触孔3、存储电容4、扫描线5、数据线6、电源线7和发光区域8。
第一晶体管1包括依次叠设的第一栅极101、第一栅极绝缘层102、第一有源层103、第一源极104和第一漏极105。第一源极104、第一漏极105上设置有绝缘性质的第一平坦层003，第二晶体管2设置于第一平坦层003上。
第二晶体管2包括依次叠设的第二栅极201、第二栅极绝缘层202、第二有源层203、第二源极204和第二漏极205，第二源极204、第二漏极205上设置有绝缘性质的第二平坦层004。
第二晶体管2垂直叠设于第一晶体管1之上，第一晶体管1的漏极通过接触孔3与第二晶体管2的栅极连接，第二晶体管2的部分第二栅极201、第二栅极绝缘层202和第二漏极205构成存储电容4。
与图3、图4现有技术的像素单元版图结构相比，本发明的第二晶体管2垂直叠设于第一晶体管1之上，第一晶体管1的漏极通过接触孔3与第二晶体管2的栅极连接。其它连接方式近似，在此不再赘述。本发明以第一晶体管1、第二晶体管2叠设的方式布置，能够利用第一晶体管1、第二晶体管2和接触孔3的重叠，有效缩减版图的面积。
本发明的第一平坦层003为单层或多层绝缘薄膜；所述绝缘薄膜由SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或Y2O3制成。第一平坦层003为第一晶体管1的源极金属层与第二晶体管2的栅极金属层之间的绝缘层，同时平坦化的第一平坦层003为第二晶体管2的制备提供了较好的制备条件。第一平坦层003的厚度为50nm至500nm，此处第一平坦层003的厚度是指第一漏极105与第二栅极201之间的距离。
第二平坦层004为单层或多层绝缘薄膜；所述绝缘薄膜由SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或Y2O3制成。第二平坦层004的厚度为50nm至500nm。第二平坦层004一方面提供绝缘特性，另一方面提供了较平坦的层面结构。
该显示器件的像素单元版图结构，可通过如下步骤制备：
(1)在衬底001上制备缓冲层002；
(2)在步骤(1)制备的缓冲层002上第一金属层和第一绝缘层分别作为第一栅极101和第一栅极绝缘层102；
(3)再沉积第一金属氧化物半导体层，并图形化第一金属氧化物半导体层作为第一有源层103；
(4)沉积并图形化第二金属层，作为第一源极104和第一漏极105；
(5)沉积第一平坦层003,并图形化第一平坦层形成接触孔3；
(6)在第一平坦层003上沉积第三金属层和第二绝缘层分别作为第二栅极201和第二栅极绝缘层202；
(7)再沉积第二金属氧化物半导体层，并图形化第二金属氧化物半导体层作为第二有源层203；
(8)沉积并图形化第四金属层，作为第二源极204和第二漏极205；
(9)再沉积第二平坦层004。
具体的，上述衬底001包括为玻璃衬底001或者具有水氧阻隔层的柔性衬底001，柔性衬底001包括：PEN、PET、PI或者金属箔。
该显示器件的像素单元版图结构，薄膜沉积方法为物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积或者激光沉积。
第一有源层103、第二有源层203均为金属氧化物(In2O3)x(MO)y(ZnO)z，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z＝1，M为镓、锡、硅、铝、镁、钽、铪、镱、镍、锆或镧系稀土元素中的一种或两种以上的任意组合的单层薄膜；或者为以上金属氧化物半导体薄膜中任意两层以上组成的多层薄膜。
第一绝缘层为基于SiO2、Si3N4、Al2O3、五氧化二钽、或氧化镱绝缘薄膜的单层薄膜，或是由以上绝缘材料组成的多层薄膜，所述第一绝缘层、第二绝缘层的厚度为50nm至500nm。
第一金属层、第三金属层为单层金属薄膜，或由单层Al、Cu、Mo、Ti、Ag、Au、Ta、Cr或铝合金中任意两层以上组成的多层薄膜；第一金属层、第三金属层的厚度为100nm至2000nm。
第二绝缘层为SiO2、Si3N4、Al2O3、Y2O3、聚酰亚胺、光刻胶苯丙环丁烯或聚甲基丙烯酸甲酯单层薄膜，或是由以上绝缘材料组成的多层薄膜，第二绝缘层的厚度为50nm～2000nm。
沉积第二金属导电层、第四金属导电层所使用的金属包括：Al、Cu、Mo、Ti单质，或由以上金属单质作为主体的合金材料。
从图2中可以看出，第一晶体管1栅极连接扫描线5，存储电容4的下极板和扫描线5处于不同的水平面上。而在图4中，第一晶体管1栅极连接扫描线5，存储电容4下极板和扫描线5处于同一水平面上。
在现有技术中，如图3所示，当存储电容4下极板和扫描线5处于同一水平面上时，由于二者的金属层往往是同一材质，且保持同一水平面，则制作时通常沉积为同一层，并通过刻蚀等手段分割开。现有的刻蚀技术精度有限，所以存储电容4和扫描线5必须分隔开一定距离，这样必然会占用一定面积。
本发明的方案中，如图1所示，存储电容4下极板和扫描线5处于不同水平面上时，制作时不再同时沉积，亦不需要考虑距离分隔的问题，这样可以有效减少占用面积。
综上所述，本发明的显示器件的像素单元版图结构，合理地布置了各个晶体管和电容的位置，并利用像素电路中晶体管间和电容间的连接关系，重复利用部分版图面积，从而压缩单元版图布局，实现更高密度显示，而且制备简单方便。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，包括第一晶体管和第二晶体管；
所述第一晶体管包括依次叠的第一栅极、第一栅极绝缘层、第一有源层、第一源极和第一漏极；
所述第二晶体管包括依次叠设的第二栅极、第二栅极绝缘层、第二有源层、第二源极和第二漏极；
第二晶体管垂直叠设于第一晶体管之上，第一晶体管的漏极通过接触孔与第二晶体管的第二栅极连接，第二晶体管的部分第二栅极、第二栅极绝缘层和第二漏极构成存储电容。
2.根据权利要求1所述的显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，还包括第一平坦层和第二平坦层；
所述第一平坦层设于第一晶体管和第二晶体管之间；
所述第二平坦层设于第二晶体管之上；
所述第一平坦层和第二平坦层由绝缘材料制成。
3.根据权利要求2所述的显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，所述第一平坦层为单层或多层绝缘薄膜；所述绝缘薄膜由SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或Y2O3制成。
4.根据权利要求3所述的显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，所述第二平坦层为单层或多层绝缘薄膜；所述绝缘薄膜由SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或Y2O3制成。
5.根据权利要求3所述的显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，所述第一平坦层的厚度为50nm至500nm。
6.根据权利要求4所述的显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，所述第二平坦层的厚度为50nm至500nm。
7.根据权利要求2至6任意一项所述的显示器件的像素单元版图结构，其特征在于，通过如下步骤制备：
(1)在衬底上制备缓冲层；
(2)在步骤(1)制备的缓冲层上第一金属层和第一绝缘层分别作为第一栅极和第一栅极绝缘层；
(3)沉积第一金属氧化物半导体层，并图形化第一金属氧化物半导体层作为第一有源层；
(4)沉积并图形化第二金属层，作为第一源极和第一漏极；
(5)沉积第一平坦层,并图形化第一平坦层形成接触孔；
(6)在第一平坦层上沉积第三金属层和第二绝缘层分别作为第二栅极和第二栅极绝缘层；
(7)再沉积第二金属氧化物半导体层，并图形化第二金属氧化物半导体层作为第二有源层；
(8)沉积并图形化第四金属层，作为第二源极和第二漏极；
(9)沉积第二平坦层。
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