CN106997905B - 薄膜晶体管、显示面板以及显示装置 - Google Patents

薄膜晶体管、显示面板以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种薄膜晶体管、显示面板以及显示装置。本发明实施例提供的薄膜晶体管，包括：栅极；有源层，所述有源层包括源极区域、漏极区域和第一沟道区域；所述栅极在所述有源层上的投影区域为所述第一沟道区域，所述第一沟道区域位于所述源极区域与所述漏极区域之间；所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第二凸起，本发明实施例提供的技术方案实现了TFT器件在开启状态时，可以增大驱动电流，而在关闭状态时，可以减小漏电流，提高了显示装置的性能的效果。

Description

薄膜晶体管、显示面板以及显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管、显示面板以及显示装置。
背景技术
在LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)工艺中，在制作好多晶硅硅岛后，先进行硼离子掺杂制作TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)器件的沟道，然后利用光刻、显影技术制作光阻图形遮住沟道，接下来利用磷离子制作TFT的源/漏极重掺杂区，形成有源层。
在有源层制作完成后，制作的是层间绝缘层、栅极金属层、源漏极金属层等，如图1所示，图1为现有技术中TFT器件的结构示意图，栅极a在有源层b的投影为沟道区域，沟道区域的长度La和沟道区域的宽度Wa决定了TFT器件的驱动电流、漏电流的大小。
沟道区域的宽度与沟道区域的长度的比值，与漏电流的大小成正比例关系，沟道区域的宽度与沟道区域的长度的比值，与驱动电流的大小成正比例关系，并且驱动电流越大，漏电流越大，而漏电流的存在会消耗一定的电能，产生不必要的热量，降低显示装置的性能。
发明内容
本发明实施例提供一种薄膜晶体管、显示面板以及显示装置，可以增大驱动电流的同时，减小漏电流，提高显示装置的性能。
一方面，本发明实施例提供了一种薄膜晶体管，包括：
栅极；
有源层，所述有源层包括源极区域、漏极区域和第一沟道区域；
所述栅极在所述有源层上的投影区域为所述第一沟道区域，所述第一沟道区域位于所述源极区域与所述漏极区域之间；
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第二凸起；或者，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；或者，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第四凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述有源层还包括第二沟道区域，以及位于所述第一沟道区域与所述第二沟道区域之间的中间区域；
所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括朝向所述漏极区域凸出的第五凸起，所述第二沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括朝向所述漏极区域凸出的第六凸起；或者，
所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括朝向所述漏极区域凸出的第五凸起，所述第二沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括背离所述漏极区域凸出的第七凸起；或者，
所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括背离所述漏极区域凸出的第八凸起，所述第二沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括背离所述漏极区域凸出的第七凸起。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一凸起与所述第二凸起的形状与尺寸相同；所述第三凸起与所述第四凸起的形状与尺寸相同；所述第五凸起与所述第六凸起的形状与尺寸相同；所述第七凸起与所述第八凸起的形状与尺寸相同。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第二凸起；或者，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第四凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；
与所述第一沟道区域重叠的所述栅极的线宽处处相等。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；
所述第一沟道区域的沟道宽度由两侧向中间逐渐增大。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一凸起、所述第二凸起、所述第三凸起以及所述第四凸起均为”V”字形。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第五凸起、所述第六凸起、所述第七凸起以及所述第八凸起均为”V”字形。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一凸起、所述第二凸起、所述第三凸起以及所述第四凸起均为弧形。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第五凸起、所述第六凸起、所述第七凸起以及所述第八凸起均为弧形。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括多个所述第一凸起或者多个所述第四凸起；所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括多个所述第二凸起或多个所述第三凸起。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括多个所述第五凸起或者多个所述第八凸起；所述沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括多个所述第六凸起或者多个所述第七凸起。
另一方面，本发明实施例还提供了一种显示面板,包括前述任一一种薄膜晶体管。
另一方面，本发明实施例还提供了一种显示装置,其特征在,包括前述任一一种显示面板。
本发明实施例提供的薄膜晶体管、显示面板以及显示装置，通过改变薄膜晶体管中栅极的形状，由于栅极在有源层上的投影区域为第一沟道区域，因此，通过栅极形状的改变而改变第一沟道区域的形状，具体的形状例如，第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第二凸起，采用这种第一沟道区域的形状，使得TFT器件在开启状态时，可以增大驱动电流，而在关闭状态时，可以减小漏电流，提高了显示装置的性能，解决了现有技术中驱动电流越大，漏电流越大，而漏电流的存在会消耗一定的电能，产生不必要的热量，降低显示装置的性能的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中TFT器件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第一俯视图；
图3为图2中有源层中区域A的第一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第二俯视图；
图5为图4中有源层中区域A的第二结构示意图；
图6为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第三俯视图；
图7为图6中有源层中区域A的第三结构示意图；
图8为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第四俯视图；
图9为图8中有源层中区域A的第四结构示意图；
图10为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第五俯视图；
图11为图10中有源层中区域A的第五结构示意图；
图12为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第六俯视图；
图13为图12中有源层2的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第七俯视图；
图15为图14中有源层2的结构示意图；
图16为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第八俯视图；
图17为图16中有源层2的结构示意图；
图18为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第九俯视图；
图19为图18中有源层中区域A的第六结构示意图；
图20为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图。
图21为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述子区域，但这些子区域不应限于这些术语。这些术语仅用来将子区域彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一子区域也可以被称为第二子区域，类似地，第二子区域也可以被称为第一子区域。
图2为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第一俯视图，图3为图2中有源层中区域A的第一结构示意图，图4为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第二俯视图，图5为图4中有源层中区域A的第二结构示意图，图6为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第三俯视图，图7为图6中有源层中区域A的第三结构示意图，如图2、图4或者图6所示，本发明实施例中的薄膜晶体管包括栅极1、有源层2、源极3以及漏极4，栅极1和有源层2之间还设置有绝缘层(图中未示出)。如图3、图5或者图7所示，有源层2包括第一沟道区域21、源极区域22和漏极区域23，其中，栅极1在有源层2上的投影区域为第一沟道区域21，第一沟道区域21位于源极区域22与漏极区域23之间，可以理解的是，在本发明实施例中，第一沟道区域21的长度和第一沟道区域21的宽度，决定了驱动电流和漏电流的大小。
因此，为了可以增大开启电流，通过改变栅极1的形状来实现，因为栅极1在有源层2上的投影区域为第一沟道区域21，等效于第一沟道区域21的形状，如图3所示，第一沟道区域21靠近源极区域22的一侧边缘包括朝向源极区域22凸出的第一凸起211，第一沟道区域21远离源极区域22的一侧边缘包括朝向源极区域22凸出的第二凸起212。如图5所示，第一沟道区域21靠近源极区域22的一侧边缘包括朝向源极区域22凸出的第一凸起211，第一沟道区域21远离源极区域22的一侧边缘包括背离源极区域22凸出的第三凸起213。如图7所示，第一沟道区域21靠近源极区域22的一侧边缘包括背离源极区域22凸出的第四凸起214，第一沟道区域21远离源极区域22的一侧边缘包括背离源极区域22凸出的第三凸起213。
在本发明实施例中，当TFT器件在开启状态下，电子从源极区域22进入漏极区域23，如图3所示，第一凸起211的长度L1大于源极区域的宽度WS，第二凸起212的长度L2大于源极区域的宽度WS，由于第一沟道区域21的电阻极小，使得电子可以从在源极区域在第一凸起211的任何位置进入第一沟道区域21，然后从第二凸起212的任何位置进入漏极区域，因此，等效于第一沟道区域211的宽度W大于源极区域的宽度WS，等效于增大了开启电流。
在本发明实施例中，当TFT器件在关闭状态下，源极区域22与第一凸起211的交界处形成第一耗尽区，漏极区域23与第二凸起212的交界处形成第二耗尽区，由于第一凸起211和第二凸起212的长度均大于源极区域的宽度WS，因此，第一耗尽区的长度和第二耗尽区的长度均大于源极区域的宽度WS。因此，当存在漏电流的情况下，在电场的作用下，电子采用垂直漂移或者遂穿的方式从漏极区域23进入第一沟道区域21，以及电子向源极区域22扩散时，等效于第一沟道区域211的沟道长度L大于图1中栅线1的线宽，等效于减小了漏电流。
同理，图5以及图7中的结构，均具有前述的效果。
在一个具体的实现过程中，如图2或者图6所示，为了降低制作工艺的难度，例如掩膜版制图等，与第一沟道区域21重叠的栅极1的线宽处处相等，由于，栅极1在有源层2的投影为第一沟道区域21，因此，第一沟道区21域各处的沟道长度均相等。如图4所示，第一沟道区域21的沟道宽度由两侧向中间逐渐增大，相比于图2或者图6所示的栅极1的线宽处处相等的结构，能够进一步的减小漏电流。
如图2或者图6所示，在一个具体的实现过程中，第一凸起211、第二凸起212、第三凸起213以及第四凸起214均为”V”字形。由于”V”字形的角度以及长度是固定的，因此，在确定开启电流的大小时，更容易进行计算。
图8为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第四俯视图，图9为图8中有源层中区域A的第四结构示意图，如图2或者图6所示，由于”V”字形结构存在一个角度，工艺难度较大，因此，为了降低工艺难度以及刻蚀的精度，如图8或者图9所示，第一凸起211、第二凸起212、第三凸起213以及第四凸起214均为弧形。
图10为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第五俯视图，图11为图10中有源层中区域A的第五结构示意图，第一沟道区域21靠近源极区域22的一侧边缘包括多个第一凸起211或者多个第四凸起214；第一沟道区域21远离源极区域22的一侧边缘包括多个第二凸起212或多个第三凸起213。如图11所示，第一沟道区域21靠近源极区域22的一侧边缘包括2个第四凸起214，第一沟道区域21远离源极区域22的一侧边缘包括2个第三凸起213。
在一个具体的实现过程中，多个第一凸起211与多个第二凸起212可以形成折线形结构，多个第四凸起214与多个第三凸起213可以形成折线形结构。多个第一凸起211和多个第三凸起213可以形成折线形结构。
图12为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第六俯视图，图13为图12中有源层2的结构示意图，图14为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第七俯视图，图15为图14中有源层2的结构示意图，图16为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第八俯视图，图17为图16中有源层2的结构示意图，如图12、图14或者图16所示，栅极1在有源层2上的投影还包括第二沟道区域，有源层中还包括位于第一沟道区域21与第二沟道区域25之间的中间区域26。
其中，如图13所示，第二沟道区域25靠近漏极区域23的一侧边缘包括朝向漏极区域23凸出的第五凸起215，第二沟道区域25远离漏极区域23的一侧边缘包括朝向漏极区域23凸出的第六凸起216。如图15所示，第二沟道区域25靠近漏极区域23的一侧边缘包括朝向漏极区域23凸出的第五凸起215，第二沟道区域25远离漏极区域25的一侧边缘包括背离漏极区域25凸出的第七凸起217，如图17所示，第二沟道区域25靠近漏极区域23的一侧边缘包括背离漏极区域23凸出的第八凸起218，第二沟道区域25远离漏极区域23的一侧边缘包括背离漏极区域23凸出的第七凸起217。
如图13、图15或者17所示，第一凸起211与第二凸起212的形状与尺寸相同；第三凸起213与第四凸起214的形状与尺寸相同；第五凸起215与第六凸起216的形状与尺寸相同；第七凸起217与第八凸起218的形状与尺寸相同。可以理解的是，前述内容中将不同的凸起的形状与尺寸相同，可以保证与第一沟道区域21重叠的栅极1的线宽处处相等，降低工艺难度，此外在本发明实施例中，尺寸可以包括长度、宽度、角度等。
参照前述内容，在一个具体的实现过程中，第五凸起、第六凸起、第七凸起以及第八凸起均为”V”字形。
参照前述内容，在一个具体的实现过程中，第五凸起、第六凸起、第七凸起以及第八凸起均为弧形。
参照前述内容，在一个具体的实现过程中第二沟道区域靠近漏极区域的一侧边缘包括多个第五凸起或者多个第八凸起；沟道区域远离漏极区域的一侧边缘包括多个第六凸起或者多个第七凸起。
如图12、图14或者图16所示，在本发明实施例中提供的薄膜晶体管中，设置有两个沟道区域，因此，只有两个沟道区域同时导通才可以导通该薄膜晶体管。在开启状态时，两个沟道区域同时导通，驱动电流是相同的，而在关闭状态时，两个沟道区域中间存在中间区域，中间区域是不导电的，会截断漏电流，因此，在保证驱动电流的同时，进一步的降低漏电流。
图18为本发明实施例提供的薄膜晶体管的第九俯视图，图19为图18中有源层中区域A的第六结构示意图，如图18和19所示，在本发明实施例中提供的薄膜晶体管中，第一沟道区域21靠近源极区域22的一侧边缘包括朝向源极区域22凸出的第一凸起211，其实现的效果参照前述内容，此处不在进行赘述。
图20为本发明实施例提供的显示面板的结构示意图，如图20所示，本发明实施例中的显示面板100包括前述内容中的薄膜晶体管。
图21为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图，如图21所示，本发明实施例还提供一种显示装置，包括前述的显示面板100。该显示装置可以包括但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、无线手持设备、平板电脑(Tablet Computer)、手机、MP4播放器或电视机等任何具有显示功能的电子设备。
本发明实施例提供的薄膜晶体管、显示面板以及显示装置，通过改变薄膜晶体管中栅极1的形状，因为栅极1在有源层2上的投影区域为第一沟道区域21，因此，通过栅极1形状的改变而改变第一沟道区域21的形状，具体的形状例如，第一沟道区域21靠近所述源极区域22的一侧边缘包括朝向所述源极区域22凸出的第一凸起211，所述第一沟道区域21远离所述源极区域22的一侧边缘包括朝向所述源极区域22凸出的第二凸起212，采用这种第一沟道区域21的形状，使得TFT器件在开启状态时，可以增大驱动电流，而在关闭状态时，可以减小漏电流，提高了显示装置的性能，解决了现有技术中驱动电流越大，漏电流越大，而漏电流的存在会消耗一定的电能，产生不必要的热量，降低显示装置的性能的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
栅极；
有源层，所述有源层包括源极区域、漏极区域和第一沟道区域；
所述栅极在所述有源层上的投影区域为所述第一沟道区域，所述第一沟道区域位于所述源极区域与所述漏极区域之间；
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第二凸起；或者，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；或者，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第四凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；
所述有源层还包括第二沟道区域，以及位于所述第一沟道区域与所述第二沟道区域之间的中间区域；
所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括朝向所述漏极区域凸出的第五凸起，所述第二沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括朝向所述漏极区域凸出的第六凸起；或者，
所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括朝向所述漏极区域凸出的第五凸起，所述第二沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括背离所述漏极区域凸出的第七凸起；或者，
所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括背离所述漏极区域凸出的第八凸起，所述第二沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括背离所述漏极区域凸出的第七凸起。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一凸起与所述第二凸起的形状与尺寸相同；所述第三凸起与所述第四凸起的形状与尺寸相同；所述第五凸起与所述第六凸起的形状与尺寸相同；所述第七凸起与所述第八凸起的形状与尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第二凸起；或者，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第四凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；
与所述第一沟道区域重叠的所述栅极的线宽处处相等。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，
所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括朝向所述源极区域凸出的第一凸起，所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括背离所述源极区域凸出的第三凸起；
所述第一沟道区域的沟道宽度由两侧向中间逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一凸起、所述第二凸起、所述第三凸起以及所述第四凸起均为”V”字形。
6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第五凸起、所述第六凸起、所述第七凸起以及所述第八凸起均为”V”字形。
7.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一凸起、所述第二凸起、所述第三凸起以及所述第四凸起均为弧形。
8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第五凸起、所述第六凸起、所述第七凸起以及所述第八凸起均为弧形。
9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第一沟道区域靠近所述源极区域的一侧边缘包括多个所述第一凸起或者多个所述第四凸起；所述第一沟道区域远离所述源极区域的一侧边缘包括多个所述第二凸起或多个所述第三凸起。
10.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述第二沟道区域靠近所述漏极区域的一侧边缘包括多个所述第五凸起或者多个所述第八凸起；所述沟道区域远离所述漏极区域的一侧边缘包括多个所述第六凸起或者多个所述第七凸起。
11.一种显示面板,其特征在,包括如权利要求1～10中任一项所述的薄膜晶体管。
12.一种显示装置,其特征在,包括如权利要求11所述的显示面板。
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