CN110534533B - 显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种显示面板，包含：一基板，包含一显示区和一非显示区；一晶体管，设置于该非显示区，其中该晶体管包含一有源层、一栅极电极以及一第一导电电极，该有源层与该第一导电电极电性连接，且该第一导电电极朝一方向延伸；以及一透明导电层，设置于该非显示区，其中该透明导电层包含一开口，且该开口设置于该有源层的上方；其中该开口的一边缘沿该方向到该栅极电极的最小距离不同于该开口的另一边缘沿另一方向到该栅极电极的最小距离，且该方向垂直该另一方向。

Description

显示面板
本申请是分案申请，母案的申请号：201510653771.5，申请日：2015年10月12日，名称：显示面板。
技术领域
本发明关于一种显示面板，尤指一种改善非显示区中晶体管电性的显示面板。
背景技术
随着显示器技术不断进步，所有的显示设备均朝体积小、厚度薄、重量轻等趋势发展，故目前市面上主流的显示器装置已由以往的阴极射线管发展成薄型显示器，如液晶显示设备或有机发光二极管显示设备等。其中，液晶显示设备或有机发光二极管显示设备可应用的领域相当多，举凡日常生活中使用的手机、笔记本电脑、摄影机、照相机、音乐播放器、行动导航装置、电视等显示设备，大多数均使用该些显示面板。
虽然液晶显示设备或有机发光二极管显示设备已为市面上常见的显示设备，特别是液晶显示设备的技术更是相当成熟，但随着显示设备不断发展且消费者对显示设备的显示质量要求日趋提高，各家厂商无不极力发展出具有更高显示质量的显示设备。其中，除了显示区上的薄膜晶体管结构外，非显示区中的栅极驱动电路区域所使用的薄膜晶体管元件结构，也为影响显示设备整体效率的因素之一。
有鉴于此，即便目前液晶显示设备或有机发光二极管显示设备已为市面上常见的显示设备，但仍需针对非显示区中的栅极驱动电路区域提出改良以期能发展出具有更佳显示质量的显示设备，以便符合消费者需求。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种显示面板，在其栅极驱动电路区域上，晶体管上方未设置有透明导电层，以避免顶栅极(Top gate)效应，进而提升晶体管的开关及操作特性。
本发明所提供的显示面板，包括：一基板，包含一显示区和一非显示区；一第一晶体管，设置于该非显示区，该第一晶体管包含一有源层设置在该基板上；以及一透明导电层，设置于该非显示区，其中该透明导电层包含一开口设置于该有源层的上方，且该开口的面积大于该有源层的面积。
在本发明的显示面板中，优选为该开口完全显露该有源层。
在本发明的显示面板中，该第一晶体管还包含一栅极电极，设置在该基板上，其中该开口包含一第一边缘和一第二边缘，该栅极电极包含一第三边缘和一第四边缘，其中该第一边缘和该第三边缘位于该有源层的沟道区的宽度的延伸方向上且该第一边缘邻近于该第三边缘，及该第二边缘和该第四边缘位于该有源层的沟道区的长度的延伸方向上且该第二边缘邻近于该第四边缘，其中该第一边缘和该第三边缘之间的最小距离大于该第二边缘和该第四边缘之间的最小距离。
在本发明的显示面板中，该开口包含一第一边缘和一第二边缘，该有源层包含一第五边缘和一第六边缘，其中该第一边缘和该第五边缘位于该有源层的沟道区的宽度的延伸方向上且该第一边缘邻近于该第五边缘，及该第二边缘和该第六边缘位于该有源层的沟道区的长度的延伸方向上且该第二边缘邻近于该第六边缘，其中该第一边缘和该第五边缘之间的最小距离大于该第二边缘和该第六边缘之间的最小距离。
在本发明的显示面板中，该第一晶体管经由一第一传输线电性连接一第一接垫，其中该第一传输线的线宽小于该第一接垫的宽度。
在本发明的显示面板中，显示面板可还包含一第二晶体管设置于该非显示区，该第二晶体管经由一第二传输线电性连接一第二接垫，其中该第二传输线的线宽小于该第二接垫的宽度，其中该第二接垫电性连接该第一接垫。
在本发明的显示面板中，该第一晶体管还包含：一绝缘层，设置在该有源层上，该绝缘层包含一孔洞；及一第一导电电极，设置在该绝缘层上，并通过该孔洞电性连接该有源层，其中该孔洞于对应该有源层的沟道区的宽度的延伸方向上的最大长度大于对应该有源层的沟道区的长度的延伸方向上的最大长度。
在本发明的显示面板中，该第一晶体管还包含：一栅极电极，设置在该基板上且该有源层设置于该栅极电极上，该栅极电极包含一第三边缘，且该第三边缘的长度方向与该有源层的沟道区的长度的延伸方向实质相同；一绝缘层，设置在该有源层上，该绝缘层包含一孔洞；及一第一导电电极，设置在该绝缘层上，并通过该孔洞电性连接该有源层；其中位于该孔洞上方的该第一导电电极具有一第一宽度，位于该第三边缘上方的该第一导电电极具有一第二宽度，且该第一宽度大于该第二宽度。
此外，在本发明的显示面板中，该有源层的沟道区的长度的延伸方向为该沟道区的载流子移动方向，而该有源层的沟道区的宽度的延伸方向为与该沟道区的载流子移动方向垂直的方向。
再者，在本发明的显示面板中，该有源层包含金属氧化物。
在本发明的显示面板中，在非显示区的栅极驱动电路区域上，在晶体管的有源层上方的透明导电层设有一开口，其中该开口的面积大于该有源层的面积，特别是，该开口完全显露该有源层；如此，可避免有源层上方因设置有透明导电层，而产生顶栅极效应，进而提升栅极驱动电路区域上的晶体管的开关及操作特性。此外，晶体管沟道区的载流子传递也会受到晶体管上方的透明导电层影响；故透明导电层的开口的一边缘，其长度方向与载流子移动方向实质相同，设计成较为远离沟道区，如此，可避免透明导电层与有源层间所产生的顶栅极效应影响到沟道区的操作，进而还加提升晶体管的开关及操作特性。
附图说明
图1是本发明一优选实施例的显示面板的剖面示意图。
图2A及2B是本发明一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的上视图。
图2C及2D是本发明一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的部分放大图。
图3是本发明一优选实施例的显示面板的非显示区的第一晶体管的剖面示意图。
图4是本发明一优选实施例的显示面板的非显示区的第一接垫与第二接垫的剖面示意图。
图5是本发明另一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的上视图。
图6是本发明另一优选实施例的显示面板的非显示区的第一晶体管的剖面示意图。
图7是本发明再一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的上视图。
图8是本发明的显示设备的示意图。
附图标记说明
1 第一基板 10 第一晶体管
101 第一传输线 102 第一接垫
11 基板 12 栅极电极
121 第三边缘 122 第四边缘
123 第七边缘 13 栅极绝缘层
131，151 孔洞 14，24 有源层
141 第五边缘 142 第六边缘
15 绝缘层 161，261 第一导电电极
162，262 第二导电电极 163 沟道区
17 保护层 18 透明导电层
181，281 开口 1811 第一边缘
1812 第二边缘 1813 对侧边缘
2 第二基板 20 第二晶体管
201 第二传输线 202 第二接垫
263 第三导电电极 3 显示层
4 平板计算机
AA 显示区 B 非显示区
L1，L2，L3，L4 距离 L5，L6 长度
W1，W3 线宽 W2，W4 宽度
W5 第一宽度 W6 第二宽度
W7 第三宽度 W8 第四宽度
X，Y 延伸方向
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1是本发明一优选实施例的显示面板的剖面示意图。其中，本实施例的显示面板包括：一第一基板1；一第二基板2；以及一显示层3，夹置于第一基板1与第二基板2间。其中，第一基板1可为上方设置有薄膜晶体管单元(图未示)的薄膜晶体管基板，而第二基板2可为上方设置有彩色滤光层(图未示)的彩色滤光片基板；然而，在本发明的其他实施例中，彩色滤光层(图未示)也可设置在第一基板1上，此时，第一基板1则为一整合彩色滤光片阵列的薄膜晶体管基板(color filter on array，COA)。此外，本实施例的显示面板中的显示层3可为一液晶层或一有机发光二极管元件层。
如图1所示，本实施例的显示面板包括：一显示区AA和一非显示区B；而非显示区B围绕显示区AA没置。接下来，将详细描述非显示区B上的栅极驱动电路区域设计。
图2A及2B是本发明一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的上视图，其中图2A及图2B为相同视图，为了后面说明方便，图2B是将图2A中的剖面线移除；图2C及图2D为图2A及图2B的部分放大图；图3为沿图2A中A-A’剖面线的晶体管的剖面示意图；而图4则为沿图2A中B-B’剖面线的第一接垫与第二接垫的剖面示意图。
如图2A、图3及图4所示，首先，提供一基板11，并于基板11上形成一包括栅极电极12及第二接垫202的第一金属层；而后，于第一金属层上形成一栅极绝缘层13，其中，对应于第二接垫202的栅极绝缘层13具有一孔洞131，以显露部分第二接垫202。形成栅极绝缘层13后，在欲形成第一晶体管10及第二晶体管20的区域上，于栅极绝缘层13上形成一对应栅极电极12的有源层14，24。而后，形成一绝缘层15于有源层14，24及栅极绝缘层13上，且绝缘层15包含一孔洞151，以显露部分有源层14，24。接着，于绝缘层15上形成一包括第一导电电极161，261、第二导电电极162，262、第三导电电极263及第一接垫102的第二金属层；其中相邻的第一导电电极161，261、第二导电电极162，262、第三导电电极263间相距一预定距离而形成一沟道区163，且第一导电电极161，261、第二导电电极162，262、第三导电电极263与有源层14，24电性连接；而第一接垫102则与第二接垫202电性连接。此外，第一导电电极161在此作为一源极，而第二导电电极162则作为一漏极。而后，于绝缘层15及包括第一导电电极161，261、第二导电电极162，262、第三导电电极263及第一接垫102的第二金属层上形成一保护层17，并于保护层17上形成一透明导电层18，且透明导电层18对应有源层14，24处具有一开口181，281。经由上述步骤后，则完成本实施例的显示面板的非显示区中的栅极驱动电路区域的制作。
在本实施例中，基板11其可使用例如玻璃、塑料、可挠性材质等基材材料所制成；第一金属层及第二金属层则可使用导电材料，如金属、合金、金属氧化物、金属氮氧化物、或其他电极材料所制成；栅极绝缘层13、绝缘层15及保护层17则可使用如氧化物(例如：硅氧化物SiOx)、氮化物(例如：硅氮化物SiNx)、氧化铝或氮氧化物等绝缘层材料制作；有源层14，24则可包含如IGZO的金属氧化物的材料，其金属可包含铟、镓、锌、锡、铝或上述的组合等；而透明导电层18则可使用如ITO、IZO或ITZO等透明导电电极材料所制成。然而，在本发明的其他实施例中，前述元件的材料并不仅限于此。
如图1、图2A及图3所示，本实施例所得的显示面板包括：一基板11，包含一显示区AA和一非显示区B；第一晶体管10，设置于非显示区B，第一晶体管10包含一有源层14设置在基板1上；以及一透明导电层18，设置于非显示区B，其中透明导电层18包含一开口181设置于有源层14的上方，且开口181的面积大于有源层14的面积。此外，本实施例的显示面板还包括：一第二晶体管20，设置于非显示区B上，且包含一有源层24；其中，透明导电层18包含一开口281设置于有源层24上方，且开口281的面积也大于有源层24的面积。特别是，透明导电层18的开口181，281分别完全显露有源层14，24。在此，非显示区B的透明导电层18与显示区AA的共电极层(图未示)为同一层，以使共电极层(图未示)电位为接地电位。
在本实施例的显示面板中，在非显示区B的栅极驱动电路区域上，于第一晶体管10及第二晶体管20的有源层14，24上方的透明导电层18分别设有一开口181，281，其中开口181，281的面积大于有源层14，24的面积，特别是，开口181，281能完全显露有源层14，24；如此，可避免有源层14，24上方因设置有透明导电层18，而产生顶栅极效应，进而提升栅极驱动电路区域上的第一晶体管10及第二晶体管20的开关及操作特性。
在本实施例中，第一晶体管10及第二晶体管20具有类似设计，除了第一晶体管10包括两个导电电极(第一导电电极161及第二导电电极162)，而第二晶体管20包括五个导电电极(第一导电电极261、第二导电电极262、及三个第三导电电极263)；然而，在本发明的其他实施例中，第一晶体管10及第二晶体管20上的导电电极数目并不仅限于如图2A所示，只要第一晶体管10及第二晶体管20分别包括至少两个作为源极与漏极的导电电极即可。此外，在本实施例及本发明的其他实施例中，在未特别叙明的情形下，第二晶体管20与第一晶体管10具有相似的结构特征，且于第一晶体管10及第二晶体管20中，有源层14，24与透明导电层18的开口181，281关系也相似。因此，于本实施例中，由于第一晶体管10及第二晶体管20具有相似结构特征部分，故仅以第一晶体管10作为示例加以说明。
如图2A至图2C所示，其中，图2C为图2A及图2B中第一晶体管10部分放大图，在本实施例的显示面板的非显示区中，第一晶体管10包含一栅极电极12，设置在基板11(如图3所示)上，其中开口181包含一第一边缘1811和一第二边缘1812，栅极电极12包含一第三边缘121和一第四边缘122，其中第一边缘1811和第三边缘121位于有源层14的沟道区163的宽度的延伸方向Y上且第一边缘1811邻近于第三边缘121，及第二边缘1812和第四边缘122位于有源层14的沟道区163的长度的延伸方向X上且第二边缘1812邻近于第四边缘122；其中，第一边缘1811和第三边缘121之间的最小距离L1大于第二边缘1812和第四边缘122之间的最小距离L2。在本实施例中，所述“有源层14的沟道区163的长度的延伸方向X”为沟道区163的载流子移动方向，而所述“有源层14的沟道区163的宽度的延伸方向Y”则为与沟道区163的载流子移动方向垂直的方向。
此外，如图2A至图2C所示，在本实施例的显示面板的非显示区中，有源层14包含一第五边缘141和一第六边缘142，第五边缘141位于有源层14的沟道区163的宽度的延伸方向Y上且邻近于第一边缘1811，及第六边缘142位于有源层14的沟道区163的长度的延伸方向X上且邻近于第二边缘1812，其中第一边缘1811和第五边缘141之间的最小距离L3大于第二边缘1812和第六边缘142之间的最小距离L4。
在本实施例中，第一晶体管10的沟道区163的载流子传递会受到第一晶体管10上方的透明导电层18(如图3所示)影响；故透明导电层18(如图3所示)的开口181的第一边缘1811设计成较为远离沟道区163，其中第一边缘1811的长度方向与载流子移动方向实质相同。更具体而言，在本实施例中，将开口181的第一边缘1811和栅极电极12之第三边缘121之间的最小距离L1设计成大于开口181的第二边缘1812和栅极电极12的第四边缘122之间的最小距离L2；且将开口181的第一边缘1811和有源层14的第五边缘141之间的最小距离L3设计成大于开口181的第二边缘1812和有源层14的第六边缘142之间的最小距离L4。如此，可使透明导电层18(如图3所示)与沟道区163间的间距加大，避免因透明导电层18(如图3所示)与沟道区163过近而影响到沟道区163内的电子传输，并防止透明导电层18(如图3所示)与有源层14间所产生的顶栅极效应影响到沟道区163的操作，进而更加提升第一晶体管10的开关及操作特性。在此，仅以透明导电层18(如图3所示)开口181的第一边缘1811加以说明，而与第一边缘1811相对的对侧边缘1813与栅极电极12及有源层14间的关系也与前述第一边缘1811相同，故在此不再赘述。
如图2A至图2C所示，第一晶体管10中的栅极电极12，其第三边缘121的长度方向与有源层14的沟道区163的长度的延伸方向X实质相同，即第三边缘121的长度方向与沟道区163的长度的延伸方向X平行或两者之间的角度小于5度；绝缘层15(如图3所示)设置在有源层14上且包含一孔洞151；且第一导电电极161设置在绝缘层15(如图3所示)上，并通过孔洞151电性连接有源层14。其中，相较于孔洞151处的第一导电电极161，位于栅极电极12的第三边缘121处的第一导电电极161具有一内凹结构。更详细而言，位于孔洞151上方的第一导电电极161具有一第一宽度W5，位于第三边缘121上方的第一导电电极161具有一第二宽度W6，且第一宽度W5大于第二宽度W6。至于第二导电电极262则未有一内凹的设计。
当栅极电极12的第三边缘121处的第一导电电极161具有一内凹结构时，因第一导电电极161同时连接信号进出的信号传输线，故其与栅极电极12重叠处设计成包括至少一缺角，以降低第一导电电极161传递信号的电阻电容负载(RC loading)。至于第二导电电极262因没有同时连接信号进出的信号传输线，故其与栅极电极12重叠处没有做缺角设计；然而，本发明并不仅限于此，当第二导电电极262也同时连接信号进出的信号传输线，则其与栅极电极12重叠处优选也包括一缺角。
如图2A、图2B及图2D所示，其中，图2D为图2A及图2B中第一接垫102及第二接垫202区域的部分放大图，第一晶体管10经由一第一传输线101电性连接一第一接垫102，其中第一传输线101的线宽W1小于第一接垫102的宽度W2。此外，第二晶体管20经由一第二传输线201电性连接一第二接垫202，其中第二传输线201的线宽W3小于第二接垫202的宽度W4。在此，第二接垫202电性连接第一接垫102。如图2B及图4所示，由于第一接垫102与第二接垫202通过孔洞131电性连接，为了形成孔洞131，在此将第一接垫102与第二接垫202的宽度W2，W4分别设计成大于第一传输线101与第二传输线201的线宽W1，W3。
此外，如图2A至图2C所示，设置在有源层14上的绝缘层15(如图3所示)包含一孔洞151，而设置在绝缘层15上的第一导电电极261及第二导电电极262则分别通过孔洞151电性连接有源层14。其中，孔洞151于对应有源层14的沟道区163的宽度的延伸方向Y上的最大长度L5大于对应有源层14的沟道区163的长度的延伸方向X上的最大长度L6。更详细而言，孔洞151于垂直载流子传输方向上的最大长度L5大于平行载流子传输方向上的最大长度L6。因此，可缩短载流子移动距离，且增加可传输载流子的区域，进而提升有源层14之电子传输效率。
图5是本发明另一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的上视图；而图6为沿图5中A-A’剖面线的晶体管的剖面示意图。本实施例的显示面板与前述的显示面板相同，除了本实施例的显示面板不包括绝缘层15及孔洞151。
图7是本发明再一优选实施例的显示面板的非显示区的栅极驱动电路区域的上视图，且在此并未绘制出透明导电层及其孔洞。本实施例的显示面板与前述的显示面板相同，除了第一导电电极161及第二导电电极162均同时连接信号进出的信号传输线，故其与栅极电极12重叠处均设计成包括至少一缺角。更详细而言，位于孔洞151上方的第一导电电极161具有一第一宽度W5，位于第三边缘121上方的第一导电电极161具有一第二宽度W6，且第一宽度W5大于第二宽度W6；而位于孔洞151上方的第二导电电极162具有一第三宽度W7，位于第七边缘123(其与第三边缘121相对设置)上方的第一导电电极161具有一第四宽度W8，且第三宽度W7大于第四宽度W8。
在本发明中，前述实施例所制得的显示面板，可应用于液晶显示面板或有机发光二极管显示面板上。此外，前述实施例所制得的显示面板，也可与触控面板合并使用，而做为一触控显示设备。同时，本发明前述实施例所制得的显示面板或触控显示设备，可应用于本技术领域已知的任何需要显示屏幕的电子装置上，如图8所示的平板计算机4上，或其他如显示器、手机、笔记本电脑、摄影机、照相机、音乐播放器、移动导航装置、电视等需要显示影像的电子装置上。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种显示面板，其特征在于，包含：
一基板，包含一显示区和一非显示区；
一晶体管，设置于该非显示区，其中该晶体管包含一有源层、一栅极电极以及一第一导电电极，该有源层与该第一导电电极电性连接，且该第一导电电极朝一方向延伸；以及
一透明导电层，设置于该非显示区，其中该透明导电层包含一开口，且该开口设置于该有源层的上方；
其中该开口的一第一边缘邻近该栅极电极的一第三边缘，该开口的一第二边缘邻近该栅极电极的一第四边缘，
其中该开口的该第一边缘沿该方向到该栅极电极的该第三边缘的最小距离大于该开口的该第二边缘沿另一方向到该栅极电极的该第四边缘的最小距离，且该方向垂直该另一方向。
2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该开口完全暴露该有源层。
3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该晶体管更包含至少一第二导电电极与一第三导电电极。
4.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该第一导电电极具有一内凹结构。
5.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该显示面板更包括一绝缘层，该绝缘层设置于该有源层上且包含一孔洞，该第一导电电极设置于该绝缘层上，且该第一导电电极通过该孔洞与该有源层电性连接。
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