CN108198863B - 一种薄膜晶体管及其维修方法、阵列基板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种薄膜晶体管及其维修方法、阵列基板和显示装置。在本发明提供的薄膜晶体管中，包括栅极、有源层、多个源极和多个漏极，源极和漏极交替排列。该多个源极的第一端相互连接，该多个漏极的第二端相互连接。该栅极具有至少一个第一中空区域，各源极和各漏极在第一中空区域的正投影不重叠。当该薄膜晶体管中源极与漏极短路时，可以通过切断在栅极上的正投影区域位于第一中空区域的源极或者漏极，实现对该薄膜晶体管的维修。从而使得该薄膜晶体管具有可维修的特点，提升了对应产品的良率，进而可以减少损失，实现成本降低。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种薄膜晶体管及其维修方法、阵列基板和显示装置。
背景技术
在平板显示技术领域，薄膜晶体管液晶显示器件(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、制造成本相对较低等优点，逐渐在当今平板显示市场占据了主导地位。TFT-LCD的主要结构为对盒的阵列基板和彩膜基板。阵列基板中采用薄膜晶体管作为开关控制对应的像素单元。当薄膜晶体管处于开启状态时，可以将数据信号传输至像素单元。
TFT-LCD通常采用常白模式或者常黑模式，当薄膜晶体管存在短路或断路等不良时，将无法正常控制对应的像素单元。例如，若TFT-LCD采用常白模式，当薄膜晶体管中源极和漏极短路时，将导致该薄膜晶体管控制的像素单元显示为亮点。当该不良发生在靠近显示面板集线区附近的SWITCH(开关)区域时，将影响整条线的信号输入，使得显示面板出现亮线。然而现有技术中，当薄膜晶体管出现不良时，只能通过切断整个薄膜晶体管，从而将亮点变为暗点，降低对视觉的刺激。却不能对该薄膜晶体管自身进行维修。当一张显示面板中暗点数量超过阈值时，还将导致该显示面板降级甚至无法使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种薄膜晶体管及其维修方法、阵列基板和显示装置，以解决薄膜晶体管中源极与漏极短路时无法维修的问题。
第一方面，提供了一种薄膜晶体管，包括：栅极、有源层、多个源极和多个漏极，所述源极和所述漏极交替排列；所述多个源极的第一端相互连接，所述多个漏极的第二端相互连接；
所述栅极具有至少一个第一中空区域，各源极和各漏极在所述第一中空区域的正投影不重叠。
进一步地，所述多个源极的第一端在所述栅极所在平面上的正投影位于所述栅极的外部；所述多个漏极的第二端在所述栅极所在平面上的正投影位于所述栅极的外部。
进一步地，所述有源层具有至少一个第二中空区域；所述第二中空区域在所述栅极所在平面上的正投影，至少部分覆盖所述第一中空区域。
进一步地，所述第二中空区域在所述栅极所在平面上的正投影，与所述第一中空区域一致；或者所述第二中空区域在所述栅极所在平面上的正投影，位于所述第一中空区域内。
进一步地，所述多个源极的第一端与与阵列基板的引线区电极连接，用于接收所述引线区电极传输的数据信号，并将所述数据信号导通至所述薄膜晶体管；所述多个漏极的第二端与所述薄膜晶体管控制的像素单元连接，用于将所述数据信号从所述漏极导通至所述像素单元。
第二方面，还提供了一种阵列基板，包括如上所述的薄膜晶体管。
第三方面，还提供了一种显示装置，包括如上所述的阵列基板。
第四方面，还提供了一种薄膜晶体管的维修方法，应用于上述薄膜晶体管，包括：当源极与漏极短路时，切断与短路位置连接的源极和/或漏极；
其中，切断的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内。
进一步地，所述方法还包括：当源极与栅极短路时，分别在第一位置和第二位置切断位于短路位置两侧的源极；其中，所述第一位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内；所述第二位置在栅极所在平面上的正投影，位于所述栅极的外部；当漏极与栅极短路时，分别在第三位置和第四位置切断位于短路位置两侧的漏极；其中，所述第三位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内；所述第四位置在栅极所在平面上的正投影，位于所述栅极的外部。
进一步地，所述方法还包括：当源极存在断路时，焊接断路位置两侧的源极，其中，焊接的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内；当漏极存在断路时，焊接断路位置两侧的漏极，其中，焊接的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明提供了一种薄膜晶体管及其维修方法、阵列基板和显示装置，在本发明提供的薄膜晶体管中，包括栅极、有源层、多个源极和多个漏极，源极和漏极交替排列。该多个源极的第一端相互连接，该多个漏极的第二端相互连接。该栅极具有至少一个第一中空区域，各源极和各漏极在第一中空区域的正投影不重叠。当该薄膜晶体管中源极与漏极短路时，可以通过切断在栅极上的正投影区域位于第一中空区域的源极或者漏极，实现对该薄膜晶体管的维修。从而使得该薄膜晶体管具有可维修的特点，提升了对应产品的良率，进而可以减少损失，实现成本降低。
附图说明
图1是现有技术中一种薄膜晶体管的平面结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的平面结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种维修薄膜晶体管的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照图1，示出了现有技术中一种薄膜晶体管的平面结构示意图。如图1所示，薄膜晶体管的源极3和漏极4在栅极1所在平面的正投影位于栅极1的内部。无法通过切割、焊接的方式对薄膜晶体管中出现的短路、断路等不良进行维修。
具体的，当阵列基板中的相邻位置的金属薄膜发生短路时，通常利用激光切割的方式进行维修。然而，对于现有技术中的薄膜晶体管，当静电、异物等因素导致该薄膜晶体管中存在短路时，若对该源漏极金属层3进行切割，则用于切割的激光将导致源极3或者漏极4熔穿有源层2与栅极1短接，进而导致源漏极金属层3与栅极1短路，不仅无法切除薄膜晶体管中的短路位置，还将引入新的不良。因此，在现有技术中，通过激光切割金属薄膜来维修短路的维修方法，无法修复薄膜晶体管中的短路。
当阵列基板中金属薄膜发生断路时，通常利用导电物质进行激光焊接，例如，可以使用六羰基钨作为导电物质，对阵列基板中的断路进行维修。然而，对于现有技术中的薄膜晶体管，当源极3或者漏极4发生断路时，若利用导电物质对发生断路的位置进行维修，也将难以避免地将导电物质沉积在栅极1上，从而将导致源极3或者漏极4与栅极1短路。因此，在现有技术中，通过激光焊接金属薄膜来维修断路的维修方法，无法修复薄膜晶体管中的断路。
参照图2，示出了本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的平面结构示意图。该薄膜晶体管可以应用于显示技术领域，例如，可以应用于液晶显示面板或OLED显示面板等半导体显示装置。
本发明实施例提供的薄膜晶体管包括：栅极1、有源层2、多个源极3和多个漏极4，该源极3和漏极4交替排列，多个源极3的第一端31相互连接，多个漏极4的第二端42相互连接。栅极1具有至少一个第一中空区域11，各源极3和各漏极4在该第一中空区域11的正投影不重叠。
具体的，在该薄膜晶体管中，各源极3和各漏极4分别包括两个部分，源极3和漏极4中的一部分在栅极1所在平面上的正投影与栅极1重叠，另一部分在栅极1所在平面上的正投影位于第一中空区域11处。
当该薄膜晶体管中源极3和漏极4短路时，由于在第一中空区域11处，该源极3和漏极4未直接覆盖在栅极1上，用激光切割该第一中空区域11投影位置处的源极3和/或漏极4，不会使得源极3或者漏极4被激光融化后沉积在栅极1，从而可以避免在切割的过程中源极3或者漏极4与栅极1形成短路。因此，可以通过切断在栅极1上的正投影区域位于第一中空区域11上的源极3或者漏极4，实现对该薄膜晶体管的维修。而且，由于该薄膜晶体管包括多个源极3和多个漏极4，因此，在切割短路位置处的源极3和/或漏极4后，该薄膜晶体管中其余源极3和漏极4仍然可以与栅极1和有源层2构成完整的薄膜晶体管结构，因此，该薄膜晶体管仍然可以继续工作，从而实现对该薄膜晶体管中短路位置的维修。另外，通过切断在栅极1上的正投影区域位于第一中空区域11上的源极3或者漏极4，实现对该薄膜晶体管的维修，还可以使维修点更加靠近不良位置，从而可以有效提升维修的效果。
当该薄膜晶体管中源极3或者漏极4存在断路时，可以利用导电物质对断路位置的两端进行激光焊接。由于在第一中空区域11处，该源极3和漏极4未直接覆盖在栅极1上，用导电物质焊接该第一中空区域11投影位置处的断路，可以有效避免导电物质沉积在栅极1上与栅极1形成短路。进而可以实现对该薄膜晶体管中断路的维修。
在实际应用中，多个源极3的第一端31与阵列基板的引线区电极连接，用于接收引线区电极传输的数据信号，并将该数据信号导通至薄膜晶体管，多个漏极4的第二端42与薄膜晶体管控制的像素单元连接，用于将该数据信号从漏极导通至像素单元。具体的，多个源极3的第一端31可以通过连接孔9与阵列基板的引线区电极连接，并通过该连接孔9接收引线区电极传输的数据信号。具体的，多个源极3的第一端31相互连接可构成梳状结构，其中，各源极3向漏极4方向延伸的一侧对应于梳状结构的梳齿，连接多个源极3的第一端31的结构对应于梳状结构的梳柄。多个漏极4的第二端42相互连接可构成梳状结构，其中，各漏极4向源极3方向延伸的一侧对应于梳状结构的梳齿，连接多个漏极4的第二端42的结构对应于梳状结构的梳柄。由源极3构成的梳状结构与由漏极4构成的梳状结构相互交叉。在相邻的源极3和漏极4之间的有源层2处形成有沟道，该沟道用于当薄膜晶体管处于开启状态时，将数据信号从源极3导通至漏极4。
综上所述，本发明实施例提供的薄膜晶体管包括栅极、有源层、多个源极和多个漏极，源极和漏极交替排列。该多个源极的第一端相互连接，该多个漏极的第二端相互连接。该栅极具有至少一个第一中空区域，各源极和各漏极在第一中空区域的正投影不重叠。当该薄膜晶体管中源极与漏极短路时，可以通过切断在栅极上的正投影区域位于第一中空区域的源极或者漏极，实现对该薄膜晶体管的维修。从而使得该薄膜晶体管具有可维修的特点，提升了对应产品的良率，进而可以减少损失，实现成本降低。
在上述实施例的基础上，优选的，该多个源极的第一端31在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。该多个漏极4的第二端42在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。即该多个源极3和多个漏极4的部分区域在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。当激光对该部分源极3和漏极4进行切割时，由于该部分源极3和漏极4未直接覆盖在栅极1上，因此，在利用激光熔断该多个源极的第一端31和该多个漏极4的第二端42过程中，不会使得源极3或者漏极4与栅极1形成短路。从而可以通过切割该位置实现对薄膜晶体管的维修。
具体的，该多个源极的第一端31在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。该多个漏极4的第二端42在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。可以有效增加对该薄膜晶体管实施维修的点位，而且通过对这些位置对源极3和/或漏极4进行维修可以修复更多类别的不良。例如，当薄膜晶体管存在源极3与栅极1之间的短路时，即存在DGS(DataGate short)时，可以通过切断在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部的源极3，避免当栅极1上的时钟信号为低电平时，源极3上传输的数据信号导通至栅极1，导致薄膜晶体管故障。因此，该多个源极的第一端31在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。该多个漏极4的第二端42在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。可以使得对该薄膜晶体管维修的方式较灵活，因此，当该薄膜晶体管尺寸变化时，仍能够实现该薄膜晶体管的可维修性。并且可以根据不同位置的异常，采用不同的维修方式。
在实际应用中，该有源层2具有至少一个第二中空区域22。该第二中空区域22在栅极1所在平面上的正投影，至少部分覆盖第一中空区域11。其中，该第二中空区域22在栅极1所在平面上的正投影，可以与第一中空区域11一致。或者，该第二中空区域22在栅极1所在平面上的正投影，也可以位于第一中空区域11内。具体的，当该第二中空区域22在栅极1所在平面上的正投影，位于第一中空区域11内时，有源层2可以将栅极1与源极3或者漏极4分隔开，避免源极3或者漏极4与栅极1在第一中空区域11边缘位置的断面短接。从而可以保障该薄膜晶体管的电学性能。
综上所述，本发明实施例提供的薄膜晶体管，多个源极的第一端31在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。多个漏极4的第二端42在栅极1所在平面上的正投影位于栅极1的外部。可以有效增加对该薄膜晶体管实施维修的点位，而且通过对这些位置对源极3和/或漏极4进行维修可以修复DGS等更多类别的不良。大幅提升薄膜晶体管的可维修性。从而可以避免改变现有工程制程，进而可以起到节约成本的效果。
在上述实施例基础上，本发明实施例还提供了一种阵列基板，该阵列基板包括以上所述的薄膜晶体管。在该阵列基板中形成该薄膜晶体管时，可以利用与上述薄膜晶体管中各层形状匹配的掩膜板，通过构图工艺形成栅极1、有源层2、源极3和漏极4。
此外，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括以上所述的阵列基板。具体地，该显示装置可以为：液晶显示面板、OLED显示面板、电子纸、有机发光显示面板、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。
本发明实施例还提供了一种薄膜晶体管的维修方法。该维修方法可以用于维修上述的薄膜晶体管。
该维修方法可以当源极3与漏极4短路时，切断与短路位置连接的源极3和/或漏极4，从而实现对该薄膜晶体管的维修。其中，切断的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内。具体的，当源极3与漏极4短路时，可以在短路位置和源极3的第一端之间进行切割，以避免源极3将数据信号不通过沟道直接传输至漏极4，也可以在短路位置和漏极4的第二端之间进行切割，以避免漏极4接收到源极3未经沟道控制而传输的数据信号。也可以既切割源极3也切割漏极4，从而确保避免该短路位置破坏该薄膜晶体管的开关特性。例如，参照图3示出了本发明实施例提供的一种维修薄膜晶体管的示意图。当异物5导致源极3与漏极4形成短路时，可以按照如图3所示的方法，分别对正投影位置为第一中空区域11的源极3中位置6，以及正投影位置在栅极1外部的漏极4中位置7进行切割，以保障该薄膜晶体管开关功能正常，从而实现对该薄膜晶体管的维修。
在实际应用中，当薄膜晶体管出现其他不同类型的不良时，可以通过以下各类方式分别进行维修。
当源极3与栅极1短路时，可以分别在第一位置和第二位置切断位于短路位置两侧的源极3。其中，该第一位置在栅极1所在平面上的正投影，位于第一中空区域11内。该第二位置在栅极1所在平面上的正投影，位于栅极1的外部。
当漏极4与栅极1短路时，可以分别在第三位置和第四位置切断位于短路位置两侧的漏极4。其中，该第三位置在栅极1所在平面上的正投影，位于第一中空区域11内。该第四位置在栅极1所在平面上的正投影，位于栅极1的外部。
当源极3存在断路时，可以通过焊接断路位置两侧的源极3，对薄膜晶体管进行维修。其中，焊接的位置在栅极1所在平面上的正投影位于第一中空区域内11。
当漏极4存在断路时，可以通过焊接断路位置两侧的漏极4，对薄膜晶体管进行维修。其中，焊接的位置在栅极1所在平面上的正投影位于第一中空区域内11。
综上所述，本发明实施例提供的薄膜晶体管的维修方法，可以通过切割在栅极1所在平面上的正投影位于第一中空区域11或者在栅极1外部的源极3和/或漏极4，对薄膜晶体管中的短路进行维修。也可以通过焊接在栅极1所在平面上的正投影位于第一中空区域11或者在栅极1外部的源极3或者漏极4，对薄膜晶体管中的断路进行维修。从而可以有效维修薄膜晶体管中存在的各类不良，进而有效提升该薄膜晶体管的良率，实现成本降低。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种薄膜晶体管及其维修方法、阵列基板和显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：栅极、有源层、多个源极和多个漏极，所述源极和所述漏极交替排列；所述多个源极的第一端相互连接，所述多个漏极的第二端相互连接；
所述栅极具有至少一个第一中空区域，各源极和各漏极在所述第一中空区域的正投影不重叠；
所述有源层具有至少一个第二中空区域；
所述第二中空区域在所述栅极所在平面上的正投影，位于所述第一中空区域内；
所述各源极和所述各漏极在所述栅极所在平面上的正投影至少部分位于所述第一中空区域处。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，
所述多个源极的第一端在所述栅极所在平面上的正投影位于所述栅极的外部；
所述多个漏极的第二端在所述栅极所在平面上的正投影位于所述栅极的外部。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，
所述多个源极的第一端与阵列基板的引线区电极连接，用于接收所述引线区电极传输的数据信号，并将所述数据信号导通至所述薄膜晶体管；
所述多个漏极的第二端与所述薄膜晶体管控制的像素单元连接，用于将所述数据信号从所述漏极导通至所述像素单元。
4.一种阵列基板，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的薄膜晶体管。
5.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求4所述的阵列基板。
6.一种薄膜晶体管的维修方法，应用于如权利要求1至3中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，包括：
当源极与漏极短路时，切断与短路位置连接的源极和/或漏极；
其中，切断的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内。
7.根据权利要求6所述的维修方法，其特征在于，所述方法还包括：
当源极与栅极短路时，分别在第一位置和第二位置切断位于短路位置两侧的源极；其中，所述第一位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内；所述第二位置在栅极所在平面上的正投影，位于所述栅极的外部；
当漏极与栅极短路时，分别在第三位置和第四位置切断位于短路位置两侧的漏极；其中，所述第三位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内；所述第四位置在栅极所在平面上的正投影，位于所述栅极的外部。
8.根据权利要求6所述的维修方法，其特征在于，所述方法还包括：
当源极存在断路时，焊接断路位置两侧的源极，其中，焊接的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内；
当漏极存在断路时，焊接断路位置两侧的漏极，其中，焊接的位置在栅极所在平面上的正投影，位于第一中空区域内。
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