CN111092093A - a-Si TFT器件驱动的主动背光LED光源板及背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于显示技术领域，提供了一种a‑Si TFT器件驱动的主动背光LED光源板、背光模组和显示装置，光源板的每一发光单元包括发光元件以及驱动发光元件的驱动薄膜晶体管，驱动薄膜晶体管的第一漏极和第一源极均呈条状并呈螺旋状分布，第一漏极分布于第一源极之间并与第一源极之间形成呈条状并呈螺旋状分布的间隙，第一有源层对应该间隙形成呈条状并呈螺旋状分布的沟道，以增加所述沟道的宽度。本发明通过第一漏极和第一源极设计为均呈条状并呈螺旋状分布，以形成呈条状并呈螺旋状分布的沟道，该螺旋状的沟道能够明显地提高沟道的宽长比，提高其驱动能力，从而该驱动薄膜晶体管允许更大的驱动电流通过，满足作为背光使用的驱动电流的要求。

Description

a-Si TFT器件驱动的主动背光LED光源板及背光模组
技术领域
本发明属于显示技术领域，特别涉及一种a-Si TFT器件驱动的主动背光 LED光源板及背光模组。
背景技术
目前，TFT(Thin Film Transistor,薄膜场效应晶体管)主要应用于驱动每 一颗像素，例如液晶显示阵列、有机发光二极管显示阵列等。根据使用的半导 体材料的不同，目前主流的TFT可以区分为a-Si(Amorphous Silicon,非晶硅)、 IGZO(Indium Gallium ZincOxide,铟镓锌氧化物)和LTPS(Low Temperature Poly-silicon,低温多晶硅)三大类。a-Si材料质量低，载流子迁移率小，因此 a-Si TFT能够承受的电流密度小，而IGZO和LTPS中的载流子迁移率大，能 够承受较大的电流密度。
对于单颗TFT，在特定的电流密度下，其所能够通过的最大电流正比于其 沟道宽度与长度的比值(宽长比)。而为了限制TFT的漏电流，确保器件稳 定，TFT的沟道长度必须大于一定的数值。
目前的LCD阵列、OLED阵列具有较高的分辨率，因此相邻两个像素之间 的间距(Pitch)都比较小，大约在0.1mm至1mm之间，如图1和2所示。对 于电流驱动元件如有机发光二极管001(图1)，TFT 002所占据的面积通常 在像素总面积中占比较大，通过增加面积进一步增加电流密度的空间不大。在 另一种情况下，对于液晶显示应用，液晶(开口区域)003所占据面积必须达 到一定比例(图2)，因此TFT 002’所占的面积有限。因此，在这些传统的应 用中，TFT的面积都不能够很大，当需要较大电流的时候，只能使用迁移率更 高的材料如IGZO或者LTPS的TFT来获取更大的电流密度。
Mini-LED(迷你发光二极管)背光技术是近年来涌现的新型显示技术之一， 具有动态分辨率高、省电、算法简单等优点。目前常见的Mini-LED背光技术 采用PCB(PrintedCircuit Board,印制电路板)背板上焊接集成电路的驱动方式， 造成PCB设计难度大、焊接次数多以及生产成本高的问题，而在OLED领域应 用较多的TFT驱动技术则较少被应用于Mini-LED背光显示当中。造成这一现 象的主要原因是背光LED需要的电流密度通常比较大(mA级别)，传统的a-Si TFT难以满足其电流密度的需求，而LTPS等新技术的成本较高。
在背光Mini-LED阵列中，Pitch的尺寸通常能够达到10-100mm，远大于 TFT的传统应用场景。在这一情况下，Pitch中有大量的可利用面积，即使用a-Si 作为TFT材料，也很有可能利用该大量的面积来得到具有较大的驱动电流的 TFT。
发明内容
本发明的目的在于提供一种a-Si TFT器件驱动的主动背光LED光源板，旨 在将传统的a-Si TFT应用到LED中以满足作为背光模组使用要求的技术问题。
本发明是这样实现的，一种光源板，包括设置于基板上的多个发光单元； 每一所述发光单元包括发光元件以及驱动所述发光元件的驱动薄膜晶体管；
所述驱动薄膜晶体管包括第一栅极、第一有源层、第一源极和第一漏极， 所述第一漏极和第一源极均呈条状并呈螺旋状分布，所述第一漏极分布于所述 第一源极之间，所述第一漏极与所述第一源极之间形成呈条状并呈螺旋状分布 的间隙，以增加所述第一有源层对应所述间隙形成的呈条状并呈螺旋状分布的 沟道的宽度。
在一实施例中，所述发光元件设于所述发光单元的中心位置，所述发光元 件与所述驱动薄膜晶体管的第一漏极电性连接。
在一实施例中，所述驱动薄膜晶体管的投影在所述发光单元中的面积占比 为70％～95％。
在一实施例中，所述驱动薄膜晶体管的投影在所述发光单元中的面积占比 为75％～85％。
在一实施例中，所述发光单元还包括开关薄膜晶体管和电容，所述开关薄 膜晶体管和电容设于所述发光单元的中心位置。
在一实施例中，所述开关薄膜晶体管包括第二栅极、第二有源层、第二源 极和第二漏极，所述光源板上还包括多条行控制线和列控制线，所述第二栅极 连接于所述行控制线，所述第二源极连接于所述列控制线，所述第二漏极连接 于所述第一栅极，所述电容的一端连接于所述第一栅极与第二漏极之间，所述 电容的另一端连接于所述第一漏极与驱动电源的负极之间。
在一实施例中，所述第一栅极对应所述沟道设置，所述第一栅极呈条状并 呈螺旋状分布。
在一实施例中，所述发光单元的边长为10～100毫米。
本发明的另一目的在于提供一种背光模组，包括上述各实施例所说的光源 板。
本发明的又一目的在于提供一种显示装置，包括上述各实施例所说的背光 模组。
本发明提供的光源板相对于现有技术的有益效果在于，通过在基板上设置 多个发光单元；每一所述发光单元包括发光元件以及驱动所述发光元件的驱动 薄膜晶体管，驱动薄膜晶体管包括第一栅极、第一有源层、第一源极和第一漏 极，所述第一漏极和第一源极均呈条状并呈螺旋状分布，所述第一源极分布于 所述第一漏极之间并与所述第一漏极之间形成呈条状并呈螺旋状分布的间隙， 所述第一有源层对应所述间隙形成呈条状并呈螺旋状分布的沟道，螺旋状的沟 道明显地提高了沟道的宽长比，提高其驱动能力，从而该驱动薄膜晶体管允许 更大的驱动电流通过，能够驱动发光元件发光，满足作为背光使用的驱动电流 的要求。
附图说明
图1是现有的LCD阵列结构示意图；
图2是现有的OLED阵列结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的液晶显示装置的结构示意图；
图4是本发明一实施例提供的背光模组的侧视结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的a-Si TFT器件驱动的主动背光LED光源板上 的发光单元的侧视结构示意图；
图6是本发明一实施例提供的发光单元中的驱动电路的示意图；
图7是本发明第一实施例提供的驱动TFT的结构示意图；
图8是本发明第二实施例提供的发光单元的结构示意图；
图9是本发明第三实施例提供的驱动TFT的结构示意图；
图10是本发明第四实施例提供的发光单元的结构示意图；
图11是本发明第五实施例提供的发光单元的结构示意图；
图12至图14是本发明第六实施例提供的发光单元的结构示意图；
图15至图17是本发明第七实施例提供的发光单元的俯视结构示意图。
图中标记的含义为：
液晶显示装置1，液晶显示面板2，背光模组3；
光源板4，扩散板5；
基板40，发光单元41，发光元件42，驱动TFT 44，开关TFT45，电容46， 辅助元件47，行控制线48，列控制线49；
栅极绝缘层52；
第一栅极441，第一有源层442，第一本征半导体层4421，欧姆接触层4422， 第一源极443，第一漏极444；
第二栅极451，第二有源层452，第二源极453，第二漏极454；
沟道4420，第一沟道4425，第二沟道4426；
第一梳柄4431，第一梳齿4432，第二梳柄4441，第二梳齿4442；
源极条4433，源极梳齿4434，漏极条4443，漏极梳齿4444；
钝化层71，导线72，电源线73；
第一过孔74，第一金属导电柱75，第二过孔76，第二金属导电柱77，
子TFT 80，第一电导体87，第二电导体88，第三电导体89。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以 直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件， 它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、 “右”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，而不是指示或暗示所指的装置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专利的限制。术语“第一”、“第二” 仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术 特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说 明。
图3是根据本发明一个实施例提供的液晶显示装置1的结构示意图。液晶 显示装置1包括背光模组3和液晶显示面板2，背光模组3发出的光线进入液 晶显示面板2，经其中液晶层中液晶分子的折射后形成画面显示出来。
请参阅图4和图5，背光模组3包括光源板4，用于提供光线。在本实施例 中，背光模组3为直下式背光模组，在光源板4的前方设置扩散板5。光源板4 包括基板40以及均匀排布于基板40上的多个发光元件42，发光元件42发出 的光线向前入射经扩散板5的后表面进入扩散板5，经扩散板5的扩散和均匀 化形成面光源，再从扩散板5的前表面出射并提供至液晶显示面板2。
请结合参阅图6，基板40上还设有行控制线48和列控制线49，行控制线 48和列控制线49用于控制多个发光单元41独立地工作，由此使得背光模组3 中能够对每一个发光单元41独立控制，有利于提高显示效果。具体来说，发光 单元41包括上述所说的发光元件42以及用于驱动发光元件42发光的驱动电 路。
驱动电路可包括一开关元件45、一驱动元件44和一电容46。开关元件为 一薄膜晶体管(以下称开关TFT 45)，与行控制线48和列控制线49连接，根 据行控制线48的时序信号控制列控制线49信号的导入，驱动元件44为一薄膜 晶体管(以下称驱动TFT 44)，根据来自开关TFT 45的列控制线49信号开启 以驱动发光元件42发光，电容46用于存储来自开关TFT45的列控制线49信 号，可为控制驱动TFT 44提供偏置及维持电压。
具体地，如图5和图6所示，基板40上通过一道光罩制程形成有多条行控 制线48、第一栅极441和第二栅极451，第二栅极451连接至行控制线48。行 控制线48、第一栅极441和第二栅极451上形成有栅极绝缘层52，栅极绝缘层 52上形成有第一有源层442和第二有源层452。再经一道光罩制程同时在第一 有源层442的两侧上方形成有第一源极443和第一漏极444、在第二有源层452 的两侧上方形成有第二源极453和第二漏极454，以及多条列控制线49，第二 源极453连接至列控制线49。并且，第二漏极454还通过贯穿栅极绝缘层52 的连接孔与第一栅极441连接。
上述所说的开关TFT 45包括第二栅极451、第二有源层452、第二源极453 和第二漏极454。开关TFT 45可以是a-Si TFT，也可以是氧化物半导体TFT， 本发明不作限制。并且，开关TFT 45所需的驱动电流通常较小，优选为a-Si TFT。
上述所说的电容46的一端连接于驱动电源的负极，另一端连接于第一栅极 441与第二漏极454之间。
上述所说的驱动TFT 44包括第一栅极441、第一有源层442、第一源极443 和第一漏极444。当驱动TFT 44打开时，第一源极441与第一漏极443之间有 电流通过，用于驱动发光元件42工作。发光元件42可以连接于驱动电源的正 极与第一源极443之间，也可以连接于第一漏极444与驱动电源的负极之间， 图6中所示发光元件42连接于第一漏极444与驱动电源的负极之间。
驱动TFT 44的第一源极443和第一漏极444之间能够通过的最大电流决定 了该光源板4的驱动电流，而在背光模组中使用时，光源板4的驱动电流通常 需要毫安级别以满足亮度需求，因此，应当设计或使用能够承受相应驱动电流 的驱动TFT 44。
在本发明实施例提供的液晶显示装置1中，发光元件42为迷你发光二极管 (mini-LED)，其尺寸为200微米左右。在光源板4中，基板40上mini-LED 管的总数量大约为几千颗，相邻两个mini-LED之间的距离大约为10～100微米， 也可以说一个发光单元41的边长为10～100毫米，远大于mini-LED的尺寸。 mini-LED和开关元件45以及电容46在一发光单元41中所占的面积比例较小， 因此，除mini-LED、开关TFT 45和电容46所占据的面积以外的其他面积，都 可以用于驱动TFT 44的设计。在一实施例中，驱动TFT 44在一发光单元41 中所占据的面积比为70％～95，优选为75％～85％，进一步优选可为80％～85％， 可以保证驱动TFT 44占据较大的面积，用于提供沟道4420的较大的宽长比。
本发明所提供的技术方案不仅仅适用于Mini-LED背光源，也适用于其他 尺寸的发光单元组成的发光阵列，例如传统LED等元件组成的发光阵列。对于 其他尺寸的发光元件，根据发光单元的大小不同，每一单元中TFT的占比也相 应地不同。采用本发明所提供的技术方案，可以对所有需要较大驱动电流的发 光元件提供驱动。
在本实施例中，驱动TFT 44为a-Si TFT，本发明的光源板4为a-Si TFT 器件驱动的主动背光LED光源板。驱动TFT 44的第一有源层442包括形成于 栅极绝缘层52上的第一本征半导体层4421以及形成于第一本征半导体层4421 两侧上方的欧姆接触层4422。第一本征半导体层4421的材料为非晶硅，欧姆 接触层4422为掺杂N型离子的非晶硅，如掺杂氮(N)、磷(P)、砷(As) 元素。a-Si TFT具有制作工艺简单、成本低、成品率高、关态漏电流低的优势， 但是其材料迁移率低。因此，对于mini-LED在背光模组3中的使用，需要解 决的是如何提高该a-Si TFT的驱动能力。
以下将描述该a-Si TFT的具体结构以提供大的驱动能力的驱动TFT 44。
本发明实施例提供的驱动TFT 44中，第一源极443和第一漏极444被设计 为交错分布，以在第一源极443和第一漏极444之间形成连续且曲折的间隙， 而非现有的矩形形状(参考图1和图2中的虚线矩形)，第一有源层442对应 交错分布的第一源极443和第一漏极444之间曲折的间隙形成连续且曲折的沟 道4420。第一源极443和第一漏极444之间电流流过的最小距离为沟道4420 的长度，第一源极443和第一漏极444之间曲折的间隙的总长度为沟道4420 的宽度，沟道4420为连续且曲折的方式形成，从而能够提高沟道4420的宽度及其宽长比，进而能够允许更大的驱动电流通过。
定义第一源极443和第一漏极444在衬底平面内的投影分别为平面几何体 A与平面几何体B，A与B满足如下条件：
A与B的面积均不为0；
定义平面内任意一点X到A的距离为X到A上所有点之间的距离所组成 的集合中的最小值；处于B的边缘的点集里，超过80％的点到A的距离相同， 该距离为d1，d1＞0；另外少于20％的点到A的距离均大于d1；对称地，处于 A的边缘的点集里，超过80％的点到B的距离相同，该距离为d2，d2＞0；另 外少于20％的点到B的距离均大于d2；
A与B的边长LA与LB、面积SA与SB满足如下条件：LA 2/SA>104，LB 2/SB>104；
A与B均不必须连续。
具体地，请参阅图7，为本发明第一实施例提供的驱动TFT 44的结构示意 图。所说的“交错分布”为梳齿状交错分布。第一源极443呈梳状，包括第一 梳柄4431以及连接于第一梳柄4431的多条第一梳齿4432，第一漏极444呈梳 状，包括第二梳柄4441以及连接于第二梳柄4441的多条第二梳齿4442。第一 梳齿4432和第二梳齿4442于第一梳柄4431和第二梳柄4441之间以相互间隔 的方式排布，两条第一梳齿4432之间夹设一第二梳齿4442，两条第二梳齿4442 之间夹设一第一梳齿4432。
在一实施例中，第一梳柄4431和第一梳齿4432分别对应设置于第一有源 层442层的两侧，以最大化沟道4420的宽度，沟道4420于第一梳齿4432和第 二梳齿4442之间呈方波状。
第一梳柄4431与第一梳齿4432之间优选以垂直角度连接，第二梳柄4441 与第二梳齿4442之间优选以垂直角度连接，有利于提高发光单元41的面积的 利用率。
一条第一梳齿4432与距离最近的一条第二梳齿4442之间的距离，也即方 波的截面的宽度为沟道4420的长度L，方波的总长度为沟道4420的宽度W， 由此，在有限的面积内，极大地提高了沟道4420的宽长比，提高了该驱动TFT 44的最大电流和驱动能力。
在一实施例中，一条第一梳齿4432与距离最近的一条第二梳齿4442之间 的距离，也即沟道4420的长度L，L为1微米～10微米，L最小可为1微米， 能够得到驱动TFT 44的沟道的最大宽度以及最大的宽长比。在长度L如此之 小的基础上，沟道4420的宽度大体正比于第一梳齿4432和第二梳齿4442的个 数之和，因此，极大地提高了驱动TFT 44的宽长比。
第一梳齿4432和第二梳齿4442的数量均可以为多个，例如2个、3个……N 个，N为自然数，同时，第一梳齿4432和第二梳齿4442的个数可以相同也可 以不同；例如：第一源极443可包括10个第一梳齿4432，第一漏极444包括 11个第二梳齿4442；又例如：第一源极443包括12个第一梳齿4432，第一漏 极444包括11个第二梳齿4442；又例如：第一源极443包括10个第一梳齿 4432，第一漏极444包括10个第二梳齿4442。图7所示仅用于说明本实施例，本发明并不以此为限。
第一栅极441对应呈方波状并对应沟道4420设置，第一栅极441与第一源 极443和第一漏极444均重叠一部分。
如图8所示，为本发明第二实施例提供的发光单元41的结构示意图。其中 驱动TFT44参见为上述第一实施例所述，其面积(投影的面积)占发光单元 41的面积比例为70％～95，优选为75％～85％，进一步优选可为80％～85％，可 以保证驱动TFT 44占据较大的面积，用于提供沟道4420的较大的宽长比。发 光元件42、开关TFT 45和电容46(以下将开关TFT 45和电容46合称为辅助 元件47)的面积占发光单元41的面积比例小于或等于30％，优选为15％～25％， 进一步优选为15％～20％，这样的好处在于，可以保证发光元件42与辅助元件 47都有足够的面积用于设计，避免造成辅助元件47的面积过小而设计或生产 制造困难。驱动TFT 44在发光单元41中占据的面积更大，有更大的面积用于 设计第一源极443和第一漏极444，从而极大地提高了驱动TFT 44的驱动能力。
在一实施例中，发光元件42和辅助元件47可以设置于驱动TFT 44的任意 一侧，优选地是，设置于靠近第一漏极444一侧，具体可以是第二梳柄4441 的一侧或者是第二梳齿4442的一侧，以有利于发光元件42和辅助元件47与第 一漏极444的连接。例如图8中，发光元件42和辅助元件47设置于第二梳齿 4442的一侧，第一源极443和第一漏极444则对应发光元件42和辅助元件47 的形状进行调整。第一漏极444的第二梳柄4441被分为两部分，相应地部分第 二梳齿和第一梳齿的长度变短。沟道4420仍呈方波状形成，不同的是方波的一部分的高度对应减小。
当然，可以理解的是，发光元件42和辅助元件47还可以是设置于第一漏 极444的第二梳柄4441一侧，并使第二梳柄4441的中部向第一梳柄4431靠近 的方式设置。任何不改变第一源极443和第一漏极444的梳齿状交错分布的设 计均可应用于此。
如图9所示，为本发明第三实施例提供的驱动TFT 44的结构示意图。所说 的“交错分布”为螺旋状交错分布。第一源极443和第一漏极444均呈条状并 呈螺旋状分布，第一源极443排列于螺旋状的第一漏极444的空隙之间，图9 中，第一源极443和第一漏极444之间的空隙形成沟道4420，沟道4420对应 地也呈条状并呈螺旋状分布。电流从第一源极443流向第一漏极444，第一源 极443和第一漏极444之间的间隙的宽度为沟道4420的长度，螺旋状的总长度 为沟道4420的宽度，由此，极大地提高了沟道4420的宽度和宽长比，从而有 利于提高驱动TFT 44的驱动能力。
第一源极443和第一漏极444均为矩形螺旋状，以与发光单元41的形状相 对应，从而提高发光单元41的面积利用率。
第一源极443和第一漏极444之间的间隙的宽度也即沟道4420的长度L 在1微米～10微米，最小可为1微米。
第一栅极441相应地呈条状并呈螺旋状分布，对应螺旋状的沟道4420设置 并与第一源极443和第一漏极444之间均重叠一部分。应理解的是，第一栅极 441可仅对应沟道4420，因此，在图9中，第一栅极441为对应第一源极443 和第一漏极444的间隙。
应当理解的是，上述所给出的梳状交错分布和螺旋状交错分布并不是互相 排斥的，在一个驱动TFT 44中，其第一源极443和第一漏极444的交错分布可 以不为一种。
如图10所示，本发明第四实施例提供的发光单元41的结构示意图，其中 驱动TFT44参见为上述第三实施例所述，其投影面积占发光单元41的面积比 例大于为70％～95，优选为75％～85％，进一步优选可为80％～85％，发光元件 42和辅助元件47的面积占发光单元41的面积比例小于或等于30％，优选为 15％～25％，进一步优选为15％～20％。驱动TFT44在发光单元41中占据的面 积更大，有更大的面积用于设计第一源极443和第一漏极444，从而极大地提 高了驱动TFT 44的驱动能力。
发光元件42和辅助元件47可以设置于驱动TFT 44的任意一侧。如图10 所示，第一源极443和第一漏极444的螺旋状适应性地根据发光元件42、开关 TFT 45和电容46进行调整，以最大化地利用发光单元41的面积。
如本实施例所示，发光元件42和辅助元件47设置在驱动TFT 44一侧并占 据了发光单元41的一个角，此时，第一源极443和第一漏极444可以于发光元 件42和辅助元件47的一侧呈矩形螺旋状进行分布，不可避免地会浪费掉一部 分发光单元41的面积。若要尽可能利用发光单元41的面积，则第一源极443 和第一漏极444无法按照单纯的矩形螺旋状进行交错分布，可在螺旋状的基础 上还设计其他交错分布，如梳齿状交错分布。第一源极443和第一漏极444的 至少一部分为条状并呈螺旋状交错分布，另外还可有一部分设计为条状但呈其 他交错分布。
具体地，第一源极443包括呈螺旋状分布的源极条4433，第一漏极444包 括呈螺旋状分布的漏极条4443，源极条4433和漏极条4443螺旋状交错分布以 形成螺旋状的第一间隙，第一有源层442包括对应源极条4433和漏极条4443 之间的第一间隙形成的螺旋状的第一沟道4425。第一源极443还包括从源极条 4433上延伸出的源极梳齿4434，第二漏极454还包括从漏极条4443上延伸出 的漏极梳齿4444，源极梳齿4434与漏极梳齿4444间隔分布并形成了防波状的 第二间隙，沟道4420还包括于源极梳齿4434与漏极梳齿4444之间形成的方波 状的第二沟道4426。
第一沟道4425和第二沟道4426连接形成一完整的沟道4420，通过在螺旋 状交错分布的基础上进一步有梳齿状的交错分布的设计，使得沟道4420整体的 长度一致，从而有利于保证驱动TFT 44的驱动电流的稳定性。
可以理解的是，交错分布不限于以上给出的梳状交错分布和螺旋交错分布 两种，并且梳状交错分布和螺旋交错分布也不限于以上两实施例的具体图示， 任何能够使得沟道4420曲折形成并最大化利用发光单元41的面积的交错分布 均应属于本发明的公开。
如图11所示，为本发明第五实施例提供的发光单元41的结构示意图，在 上述第三和第四实施例的基础上，发光元件42和辅助元件47被设置在发光单 元41的中心位置，发光元件42与第一漏极444在第一漏极444位于发光单元 41的最中心的末端连接。这样的好处在于，不但可以使发光元件42向外发出 的光更加对称，而且使发光元件42与驱动TFT 44之间的电学连接更加方便， 无需如图10的第四实施例那样改变第一源极443和第一漏极444的螺旋状形 状，从而降低工艺设计和制造难度。
根据以上各实施例描述可知，本发明提供的方案中，在整个发光单元41 中，以较大的面积来制作驱动TFT 44，该驱动TFT 44的第一源极443和第一 漏极444被设计成交错分布，沟道4420曲折且连续地形成。对于该驱动TFT 44， 其驱动电流I可以近似由下列关系(1)描述
Figure RE-GDA0001845511610000131
其中W为沟道4420的宽度，L为沟道4420的长度，k1为比例系数。本发 明在沟道4420的长度L一定的情况下，尽可能增大导电沟道4420的宽度W， 从而提升a-Si TFT的电流驱动能力。对于本发明提供的方案，沟道4420的长 度L做到最小后不容易还有其他改变，而要使得TFT元件尽可能填充整个区域， 应当满足
W＝k2A 式(2)；
其中A为驱动TFT 44的总面积，k2为比例系数。驱动TFT 44应当占据了 发光单元41中大部分面积以提升W，沟道4420长度L不变，宽度W近似正 比于发光单元41面积。综合式(1)与式(2)可得到
I＝kA 式(3)；
其中
Figure RE-GDA0001845511610000132
因此，本发明的方案中，驱动电流与该驱动TFT 44的面积 成正比。
传统尺寸的a-Si TFT的驱动电流为(10-6～10-5)uA量级，而在本发明中，使 用Mini-LED的背光模组3中，发光单元41的边长为OLED显示中像素点的 (101～103)倍，面积为(102-106)倍，因此驱动电流也可以扩大约(102～106)倍，达到(10-4～101)mA量级，可以满足Mini-LED在背光模组3中使用的驱动需求。
以上实施例描述了在发光单元41的平面面积内如何提高驱动TFT 44在发 光单元41内的面积利用率来提高驱动TFT 44的长宽比和驱动能力的方案，在 此基础上，还提供以下几个实施例来进一步提高驱动TFT 44的面积占用率。
如图12至图14所示，为本发明提供的第六实施例的发光单元41的结构示 意图。发光单元41的驱动TFT 44和辅助元件47作为一层设置在基板40上， 该驱动TFT 44和辅助元件47所占据的投影面积为整个发光单元41的面积，发 光元件42作为另一层设置于驱动TFT44和辅助元件47的上方(发光元件42 的填充表示发光元件42与驱动TFT 44不同层设置)，由此，节省了发光元件 42的面积用于驱动TFT 44的设计，能够进一步提高驱动TFT 44所占据的面积 比例和宽长比，从而能够提高驱动TFT 44的驱动能力。
第一源极443和第一漏极444上形成有钝化层71，且钝化层71具有对应 第一漏极444的第一过孔74和对应第一源极443的第二过孔76，第一过孔74 内填充第一金属导电柱75，第二过孔76内填充有第二金属导电柱77，以将第 一源极443和第一漏极444分别引出至钝化层71的表面，钝化层71上进一步 形成由用于连接第一漏极444和发光元件42的导线72以及用于连接驱动电源 和第一源极443的电源线73。由此，发光元件42不占用发光单元41的面积， 驱动TFT 44的面积能够进一步增大，沟道4420的宽度可以进一步增加，驱动 能力也能进一步增加。
在本实施例中，第一源极443和第一漏极444的形状实质上可以为任何形 状。优选地，第一源极443和第一漏极444的形状采用上述第一实施例所述的 梳齿状和/或第三实施例所述的螺旋状，并且由于辅助元件47与驱动TFT 44均 设置在钝化层71的下方，为同层，即共同占据发光单元41的总面积，驱动TFT 44可以采用如图10所示的设计。这样，在提高驱动TFT 44所占用的面积的基 础上，还极大地提高了驱动TFT 44的宽长比。
优选地是，第一金属导电柱75和第二金属导电柱77分别设置于靠近沟道4420的两端的位置，这样的好处在于，使第一金属导电柱75和第二金属导电 柱77之间的距离可以尽可能增大甚至最大，避免在沉积和蚀刻导电柱金属层的 制程中由于工艺问题而造成第一金属导电柱75和第二金属导电柱77之间的任 何可能的电性连接。
辅助元件47可以位于驱动TFT 44的一侧或中心，参考图10和图11所示。 由于发光元件42与第一漏极444之间的连接通过导线72和第一金属导电柱75 实现，因此，发光元件42在发光单元41中的投影实际上可以位于任何位置， 如边缘位置或中心位置。在一优选实施例中，发光元件42在发光单元41中位 于中心位置，同样地，可以使发光元件42向外发出的光更加对称，对于发光单 元41在背光模组3中的使用，有利于提高背光模组3的背光源的均匀性。
如图15至图17所示，为本发明第七实施例的发光单元41的结构示意图。 在本实施例中，驱动TFT 44由依次形成于基板40上的M层(M为大于或等于 2的正整数)子TFT 80构成。最靠近基板40的一层子TFT 80为第一层子TFT 80，最远离基板40的一层子TFT 80为第M层子TFT 80。每一层子TFT 80均 为底栅型设置，包括形成于基板40上的子栅极、形成于第一基板40上的子栅 极绝缘层52、形成于子栅极绝缘层52上的子有源层，以及形成于子有源层上 的子源极和子漏极。子有源层包括形成于子栅极绝缘层52上的子本征半导体层 以及形成于子本征半导体层两侧上方的子欧姆接触层。子本征半导体层的材料 为非晶硅，子欧姆接触层为掺杂N型离子的非晶硅，如掺杂氮(N)、磷(P)、 砷(As)元素，即每一子TFT 80均为a-Si TFT。相邻两层子TFT 80之间均设 置钝化层71。
M层子栅极通过第一电导体87实现电性连接。第一电导体87设置于M层 子源极、子漏极以及子有源层之外，仅需贯穿M-1层子栅极绝缘层52和M-1 层钝化层71即可。如图17所示，第一电导体87以虚线图示，表示该第一电导 体87位于图17中所能示出的区域之外，并不表示贯穿了子源极等金属结构， 这容易理解。M层子栅极构成第一栅极441。
M层子源极通过第二电导体88实现电性连接。第二电导体88贯穿了M-1 层栅极绝缘层52和M-1层钝化层71。M层子源极构成第一源极443。
第二电导体88进一步与设置于第M层子源极上的第二金属导电柱77电性 连接，从而M层子源极均被引出至钝化层71的上方，并通过电源线73与驱动 电源连接。
M层子漏极通过第三电导体89实现电性连接。第三电导体89贯穿了M-1 层栅极绝缘层52和M-1层钝化层71。M层子漏极构成第一漏极444。
第三电导体89进一步与设置于第M层子漏极上的第一金属导电柱75电性 连接，从而M层子漏极均被引出至钝化层71的上方，并通过导线72与发光元 件42连接。
辅助元件47设置于第M层子TFT 80所在的层中，开关TFT 45可以与第 M层子TFT80同层设置(第二栅极451与第M层子栅极同层设置，第二源极 453和第二漏极454与第M层子源极和子漏极同层设置)。开关TFT 45的第 二漏极454连接至第M层子TFT 80的子栅极，电容46的一端连接在第M层 子TFT 80的子栅极与第二漏极454之间，电容46的另一端连接在驱动电源正 极与第M层子源极之间。
在本实施例中，通过M层子TFT 80的设置，约成M倍地增加了开关TFT 45的面积，从而增加了其驱动能力。每一层子TFT 80的宽长比不变的情况下， 相当于比例系数K2进一步增大至约M倍。
在本实施例中，每一子TFT 80都可以采用上述第一实施例所述的梳齿状交 错分布和/或第三实施例所述的螺旋状交错分布。这样，在提高驱动TFT 44所 占用的面积的基础上，也极大地提高了驱动TFT 44的宽长比。
在一优选实施例中，第三电导体89与第一金属导电柱75的位置对应，第 二电导体88与第二金属导电柱77的位置对应，第一金属导电柱75和第二金属 导电柱77分别设置于沟道4420的两端，这样的好处不仅在于，使第二电导体 88和第三电导体89之间的距离可以最大，避免每一道沉积和蚀刻制程中造成 第二电导体和第三电导体之间的任何可能的电性连接，还在于，在对栅极绝缘 层52、钝化层71进行贯穿开孔时，可以使用一个光罩，有利于降低生产成本 以及降低工艺复杂性。
发光元件42在发光单元41中的投影实际上可以位于任何位置。在一优选 实施例中，发光元件42在发光单元41中位于中心位置，同样地，可以使发光 元件42向外发出的光更加对称，对于发光单元41在背光模组3中的使用，有 利于提高背光模组3的背光源的均匀性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源板，其特征在于，包括设置于基板上的多个发光单元；每一所述发光单元包括发光元件以及驱动所述发光元件的驱动薄膜晶体管；
所述驱动薄膜晶体管包括第一栅极、第一有源层、第一源极和第一漏极，所述第一漏极和第一源极均呈条状并呈螺旋状分布，所述第一漏极分布于所述第一源极之间，所述第一漏极与所述第一源极之间形成呈条状并呈螺旋状分布的间隙，以增加所述第一有源层对应所述间隙形成的呈条状并呈螺旋状分布的沟道的宽度。
2.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述发光元件设于所述发光单元的中心位置，所述发光元件与所述驱动薄膜晶体管的第一漏极电性连接。
3.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述驱动薄膜晶体管的投影在所述发光单元中的面积占比为70％～95％。
4.如权利要求3所述的光源板，其特征在于，所述驱动薄膜晶体管的投影在所述发光单元中的面积占比为75％～85％。
5.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述发光单元还包括开关薄膜晶体管和电容，所述开关薄膜晶体管和电容设于所述发光单元的中心位置。
6.如权利要求5所述的光源板，其特征在于，所述开关薄膜晶体管包括第二栅极、第二有源层、第二源极和第二漏极，所述光源板上还包括多条行控制线和列控制线，所述第二栅极连接于所述行控制线，所述第二源极连接于所述列控制线，所述第二漏极连接于所述第一栅极，所述电容的一端连接于所述第一栅极与第二漏极之间，所述电容的另一端连接于所述第一漏极与驱动电源的负极之间。
7.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述第一栅极对应所述沟道设置，所述第一栅极呈条状并呈螺旋状分布。
8.如权利要求1所述的光源板，其特征在于，所述发光单元的边长为10～100毫米。
9.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的光源板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的背光模组。
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