KR20220003423A - Thin film transistor array substrate and display device - Google Patents

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Abstract

Embodiments of the present disclosure relate to a thin film transistor array substrate and a display device. More particularly, the thin film transistor array substrate includes a first thin film transistor and a second thin film transistor. The physical properties of a channel of the semiconductor layer of the first thin film transistor is different from the physical properties of a channel of the semiconductor layer of the second thin film transistor. The gate insulating structure between the semiconductor layer and the gate electrode of the first thin film transistor is different from the gate insulating structure between the semiconductor layer and the gate electrode of the second thin film transistor. Thus, first and second thin film transistors having different transistor characteristics can be provided.

Description

박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치{THIN FILM TRANSISTOR ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE}Thin film transistor array substrate and display device {THIN FILM TRANSISTOR ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE}

본 개시의 실시예들은 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치에 관한 것이다.Embodiments of the present disclosure relate to a thin film transistor array substrate and a display device.

트랜지스터는 전자 기기 분야에서 스위칭 소자(switching device)나 구동 소자(driving device)로 널리 사용되고 있다. 특히, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)는 유리 기판이나 플라스틱 기판 상에 제조될 수 있기 때문에, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device) 또는 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 표시장치의 스위칭 소자로 널리 이용되고 있다. A transistor is widely used as a switching device or a driving device in the field of electronic devices. In particular, since the thin film transistor can be manufactured on a glass substrate or a plastic substrate, switching of a display device such as a liquid crystal display device or an organic light emitting display device It is widely used as an element.

박막 트랜지스터는, 액티브 층을 구성하는 물질을 기준으로 하여, 비정질 실리콘이 액티브 층으로 사용되는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터, 다결정 실리콘이 액티브 층으로 사용되는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터, 및 산화물 반도체가 액티브 층으로 사용되는 산화물 반도체 박막 트랜지스터로 구분될 수 있다. A thin film transistor is an amorphous silicon thin film transistor in which amorphous silicon is used as an active layer, a polycrystalline silicon thin film transistor in which polycrystalline silicon is used as an active layer, and an oxide semiconductor as an active layer, based on a material constituting an active layer. It may be classified as an oxide semiconductor thin film transistor.

짧은 시간에 비정질 실리콘이 증착되어 액티브층이 형성될 수 있으므로, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si TFT)는 제조 공정 시간이 짧고 생산 비용이 적게 드는 장점을 가지고 있다. 반면, 이동도(mobility)가 낮아 전류 구동 능력이 좋지 않고, 문턱전압의 변화가 발생하기 때문에, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 유기발광표시장치 등에는 사용이 제한되는 단점을 가지고 있다.Since the active layer can be formed by depositing amorphous silicon in a short time, the amorphous silicon thin film transistor (a-Si TFT) has advantages in that the manufacturing process time is short and the production cost is low. On the other hand, since the mobility is low, the current driving ability is poor, and the threshold voltage is changed, the amorphous silicon thin film transistor has disadvantages in that its use is limited in organic light emitting display devices.

다결정 실리콘 박막 트랜지스터(poly-Si TFT)는, 비정질 실리콘이 증착된 후 비정질 실리콘이 결정화되어 만들어진다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제조 과정에서 비정질 실리콘이 결정화되는 공정이 필요하기 때문에, 공정 수가 증가하여 제조비용이 상승하며, 높은 공정 온도에서 결정화 공정이 수행되기 때문에, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 대면적 장치에 적용되는 데에 어려움이 있다. 또한, 다결정 특성으로 인해, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 균일도(Uniformity)를 확보하는 데 어려움이 있다.A polycrystalline silicon thin film transistor (poly-Si TFT) is made by depositing amorphous silicon and then crystallizing the amorphous silicon. Since a process in which amorphous silicon is crystallized is required in the manufacturing process of polysilicon thin film transistor, the number of processes increases and manufacturing cost increases, and since crystallization process is performed at high process temperature, polysilicon thin film transistor is applied to large area devices It is difficult to become In addition, due to polycrystalline characteristics, it is difficult to secure uniformity of the polycrystalline silicon thin film transistor.

비교적 낮은 온도에서 액티브 층을 구성하는 산화물이 성막될 수 있고, 높은 이동도(mobility)를 가지며, 산소의 함량에 따라 큰 저항 변화를 가지기 때문에, 산화물 반도체 박막 트랜지스터(Oxide semiconductor TFT)는 원하는 물성이 용이하게 얻어질 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 산화물의 특성상, 산화물 반도체는 투명하기 때문에, 투명 디스플레이를 구현하는 데도 유리하다. 그러나, 산화물 반도체층을 박막 트랜지스터에 적용하기 위해, 소스 전극 및 드레인 전극과의 연결부 형성을 위한 별도의 도체화 공정이 필요하다. Since the oxide constituting the active layer can be formed at a relatively low temperature, has high mobility, and has a large resistance change according to the oxygen content, an oxide semiconductor TFT has desired physical properties. It has the advantage of being easily obtained. In addition, since the oxide semiconductor is transparent due to the characteristics of the oxide, it is advantageous for realizing a transparent display. However, in order to apply the oxide semiconductor layer to the thin film transistor, a separate conductorization process is required to form a connection portion between the source electrode and the drain electrode.

한편, 박막 트랜지스터들은 그 용도나 기능에 따라 다양한 요구에 맞게 설계될 필요가 있다. 하지만, 다양한 요구에 맞게 박막 트랜지스터들을 설계하기 위해서는 공정의 어렵거나 복잡해지는 문제점이 있다. 이에 따라, 다양한 요구를 충족시키는 박막 트랜지스터들의 설계가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. On the other hand, thin film transistors need to be designed to meet various needs according to their use or function. However, in order to design thin film transistors to meet various needs, there is a problem in that the process becomes difficult or complicated. Accordingly, the design of thin film transistors satisfying various demands has not been made.

본 발명의 실시예들은 각기 다른 기능이나 용도를 갖는 박막 트랜지스터들이 저마다의 고유한 트랜지스터 특성을 갖도록 설계된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention may provide a thin film transistor array substrate and a display device in which thin film transistors having different functions or uses are designed to have their own unique transistor characteristics.

본 개시의 실시예들은 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 가질 수 있도록, 이종의 채널 특성을 갖는 박막 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present disclosure may provide a thin film transistor array substrate and a display device including thin film transistors having different channel characteristics so that the thin film transistors may have different transistor characteristics.

본 개시의 실시예들은 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 가질 수 있도록, 이종의 게이트 절연 구조를 갖는 박막 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present disclosure may provide a thin film transistor array substrate and a display device including thin film transistors having different gate insulating structures so that the thin film transistors may have different transistor characteristics.

본 개시의 실시예들은 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 갖도록 하는 박막 트랜지스터들 간의 이종 채널 특성 및 이종 게이트 절연 구조를 간단한 제작 공정 방법을 통해 구현할 수 있다.Embodiments of the present disclosure may implement a heterogeneous channel characteristic and a heterogeneous gate insulation structure between thin film transistors that allow the thin film transistors to have different transistor characteristics through a simple manufacturing process method.

본 개시의 실시예들은 기판; 기판의 제1 영역에 배치되고, 제1 반도체층, 제1 게이트 전극, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하는 제1 박막 트랜지스터; 기판의 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되고, 제2 반도체층, 제2 게이트 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하는 제2 박막 트랜지스터; 제1 반도체층과 제1 게이트 전극 사이에 배치되는 제1 게이트 절연막; 및 제2 반도체층과 제2 게이트 전극 사이에 배치되는 제2 게이트 절연막을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공할 수 있다. Embodiments of the present disclosure include a substrate; a first thin film transistor disposed in a first region of the substrate and including a first semiconductor layer, a first gate electrode, a first source electrode, and a first drain electrode; a second thin film transistor disposed in a second region different from the first region of the substrate and including a second semiconductor layer, a second gate electrode, a second source electrode, and a second drain electrode; a first gate insulating layer disposed between the first semiconductor layer and the first gate electrode; and a second gate insulating layer disposed between the second semiconductor layer and the second gate electrode.

제1 반도체층은 제1 게이트 전극과 중첩되는 제1 채널부, 제1 채널부의 일 측에 위치하는 제1 소스 연결부 및 제1 채널부의 타 측에 위치하는 제1 드레인 연결부를 포함할 수 있다. The first semiconductor layer may include a first channel part overlapping the first gate electrode, a first source connection part positioned on one side of the first channel part, and a first drain connection part positioned on the other side of the first channel part.

제2 반도체층은 제2 게이트 전극과 중첩되는 제2 채널부, 제2 채널부의 일 측에 위치하는 제2 소스 연결부 및 제2 채널부의 타 측에 위치하는 제2 드레인 연결부를 포함할 수 있다.The second semiconductor layer may include a second channel part overlapping the second gate electrode, a second source connection part positioned on one side of the second channel part, and a second drain connection part positioned on the other side of the second channel part.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제1 게이트 절연막은 제1 영역에서 제2 영역으로 연장되어 제2 반도체층과 제2 게이트 절연막 사이로 개재되고, 제2 게이트 절연막은 제2 영역에서 제1 영역으로 연장되어 제1 게이트 전극 상에 배치될 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure, the first gate insulating layer extends from the first region to the second region and is interposed between the second semiconductor layer and the second gate insulating layer, and the second gate insulating layer includes the second region may extend to the first region and be disposed on the first gate electrode.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제2 반도체층의 제2 채널부는 제1 반도체층의 제1 채널부에 미 도핑된 특정 도펀트가 도핑이 된 상태일 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure, the second channel portion of the second semiconductor layer may be doped with a specific dopant undoped into the first channel portion of the first semiconductor layer.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 특정 도펀트가 도핑된 제2 채널부와 제2 게이트 전극 간의 거리는, 특정 도펀트가 미 도핑된 제1 채널부와 제1 게이트 전극 간의 거리 보다 클 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure, a distance between the second channel portion doped with a specific dopant and the second gate electrode is greater than the distance between the first channel portion undoped with a specific dopant and the first gate electrode. can

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 제2 게이트 전극을 덮으면서 제2 게이트 절연막 상에 배치되는 층간 절연막을 더 포함할 수 있다. The thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure may further include an interlayer insulating layer disposed on the second gate insulating layer while covering the second gate electrode.

제1 소스 전극, 제1 드레인 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극은 층간 절연막 상에 위치할 수 있다. 제1 소스 전극은, 층간 절연막, 제2 게이트 절연막 및 제1 게이트 절연막을 관통하는 제1 소스 컨택홀을 통해, 제1 소스 연결부와 전기적으로 컨택할 수 있다. 제1 드레인 전극은, 층간 절연막, 제2 게이트 절연막 및 제1 게이트 절연막을 관통하는 제1 드레인 컨택홀을 통해, 제1 드레인 연결부와 전기적으로 컨택할 수 있다. The first source electrode, the first drain electrode, the second source electrode, and the second drain electrode may be disposed on the interlayer insulating layer. The first source electrode may make electrical contact with the first source connection part through a first source contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer. The first drain electrode may be in electrical contact with the first drain connection part through a first drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer.

제2 소스 전극은, 층간 절연막, 제2 게이트 절연막 및 제1 게이트 절연막을 관통하는 제2 소스 컨택홀을 통해, 제2 소스 연결부와 전기적으로 컨택할 수 있다. 제2 드레인 전극은, 층간 절연막, 제2 게이트 절연막 및 제1 게이트 절연막을 관통하는 제2 드레인 컨택홀을 통해, 제2 드레인 연결부와 전기적으로 컨택할 수 있다.The second source electrode may make electrical contact with the second source connection part through a second source contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer. The second drain electrode may make electrical contact with the second drain connection part through a second drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제2 반도체층의 제2 채널부에 도핑된 특정 도펀트는, 제2 반도체층에 포함된 제2 소스 연결부 및 제2 드레인 연결부에 도핑되어 있고, 제1 반도체층에 포함된 제1 소스 연결부 및 제1 드레인 연결부에 도핑되어 있을 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure, the specific dopant doped in the second channel portion of the second semiconductor layer is doped to the second source connection portion and the second drain connection portion included in the second semiconductor layer, , the first source connection portion and the first drain connection portion included in the first semiconductor layer may be doped.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제2 게이트 절연막의 두께는 제1 게이트 절연막의 두께보다 얇을 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure, a thickness of the second gate insulating layer may be thinner than a thickness of the first gate insulating layer.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제2 박막 트랜지스터는 제1 박막 트랜지스터에 비해 더 큰 서브 임계 스윙(Subthreshold Swing) 값을 가질 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure, the second thin film transistor may have a larger subthreshold swing value than that of the first thin film transistor.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제2 박막 트랜지스터는 제1 박막 트랜지스터에 비해 낮은 이동도를 갖거나 낮은 동ㅈ악 전류 레벨을 가질 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure, the second thin film transistor may have a lower mobility or a lower dynamic current level than the first thin film transistor.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제2 박막 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기는 제1 박막 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기보다 클 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure, a magnitude shifted by the threshold voltage of the second thin film transistor in the positive direction may be greater than a magnitude shifted in the positive direction by the threshold voltage of the first thin film transistor.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제1 박막 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터이고, 제2 박막 트랜지스터는 구동 트랜지스터일 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure, the first thin film transistor may be a switching transistor, and the second thin film transistor may be a driving transistor.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 특정 도펀트는 플루오린, 질소, 이트륨 및 몰리브덴 중 하나 이상을 포함할 수 있다. In the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure, the specific dopant may include one or more of fluorine, nitrogen, yttrium, and molybdenum.

본 개시의 실시예들은 기판; 기판 상에 배치되는 발광소자; 발광소자로 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터; 및 구동 트랜지스터의 게이트 노드의 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present disclosure include a substrate; a light emitting device disposed on a substrate; a driving transistor for supplying a driving current to the light emitting device; and a switching transistor for controlling a voltage of a gate node of the driving transistor.

스위칭 트랜지스터는, 제1 반도체층, 제1 게이트 전극, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하고, 제1 반도체층은 제1 게이트 전극과 중첩되는 제1 채널부, 제1 채널부의 일 측에 위치하는 제1 소스 연결부 및 제1 채널부의 타 측에 위치하는 제1 드레인 연결부를 포함할 수 있다. The switching transistor includes a first semiconductor layer, a first gate electrode, a first source electrode, and a first drain electrode, the first semiconductor layer having a first channel portion overlapping the first gate electrode, one side of the first channel portion It may include a first source connection part positioned at , and a first drain connector positioned on the other side of the first channel part.

구동 트랜지스터는 제2 반도체층, 제2 게이트 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하고, 제2 반도체층은 제2 게이트 전극과 중첩되는 제2 채널부, 제2 채널부의 일 측에 위치하는 제2 소스 연결부 및 제2 채널부의 타 측에 위치하는 제2 드레인 연결부를 포함할 수 있다.The driving transistor includes a second semiconductor layer, a second gate electrode, a second source electrode, and a second drain electrode, and the second semiconductor layer includes a second channel portion overlapping the second gate electrode, and one side of the second channel portion. It may include a second source connector positioned on the second drain connector positioned on the other side of the second channel part.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서, 제2 반도체층이 제2 게이트 전극으로부터 떨어져 있는 거리는 제1 반도체층이 제1 게이트 전극으로부터 떨어져 있는 거리보다 멀고, 제2 반도체층의 제2 채널부는 제1 반도체층의 제1 채널부에 미 도핑된 특정 도펀트가 도핑되어 있을 수 있다. In the display device according to the embodiments of the present disclosure, the distance the second semiconductor layer is separated from the second gate electrode is greater than the distance that the first semiconductor layer is separated from the first gate electrode, and the second channel portion of the second semiconductor layer is An undoped specific dopant may be doped in the first channel portion of the first semiconductor layer.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치는, 제1 반도체층과 제1 게이트 전극 사이에 배치되는 제1 게이트 절연막 및 제2 반도체층과 제2 게이트 전극 사이에 배치되는 제2 게이트 절연막을 더 포함할 수 있다. The display device according to the embodiments of the present disclosure further includes a first gate insulating layer disposed between the first semiconductor layer and the first gate electrode and a second gate insulating layer disposed between the second semiconductor layer and the second gate electrode. can do.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서, 제1 게이트 절연막은 스위칭 트랜지스터가 배치된 제1 영역에서 구동 트랜지스터가 배치된 제2 영역으로 연장되어 제2 반도체층과 제2 게이트 절연막 사이로 개재되고, 제2 게이트 절연막은 제2 영역에서 제1 영역으로 연장되어 제1 게이트 전극 상에 배치될 수 있다. In the display device according to the embodiments of the present disclosure, the first gate insulating layer extends from the first region in which the switching transistor is disposed to the second region in which the driving transistor is disposed and is interposed between the second semiconductor layer and the second gate insulating layer, The second gate insulating layer may extend from the second region to the first region and be disposed on the first gate electrode.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서, 구동 트랜지스터의 제2 반도체층에 포함된 제2 채널부에 도핑된 특정 도펀트는, 구동 트랜지스터의 제2 반도체층에 포함된 제2 소스 연결부 및 제2 드레인 연결부에 도핑되어 있고, 스위칭 트랜지스터의 제1 반도체층에 포함된 제1 소스 연결부 및 제1 드레인 연결부에 도핑되어 있을 수 있다. In the display device according to the embodiments of the present disclosure, the specific dopant doped in the second channel part included in the second semiconductor layer of the driving transistor may include the second source connection part and the second part included in the second semiconductor layer of the driving transistor. The drain connection part may be doped, and the first source connection part and the first drain connection part included in the first semiconductor layer of the switching transistor may be doped.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서, 구동 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터에 비해 더 큰 서브 임계 스윙(Subthreshold Swing) 값을 가질 수 있다. In the display device according to embodiments of the present disclosure, the driving transistor may have a larger subthreshold swing value than that of the switching transistor.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서, 구동 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터에 비해 낮은 이동도를 갖거나 낮은 동작 전류 레벨을 가질 수 있다. In the display device according to the embodiments of the present disclosure, the driving transistor may have lower mobility or a lower operating current level than the switching transistor.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서, 구동 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기는 스위칭 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기보다 클 수 있다. In the display device according to the exemplary embodiments of the present disclosure, a shifted magnitude of the threshold voltage of the driving transistor in the positive direction may be greater than a shifted magnitude of the threshold voltage of the switching transistor in the positive direction.

본 개시의 실시예들에 의하면, 각기 다른 기능이나 용도를 갖는 박막 트랜지스터들이 저마다의 고유한 트랜지스터 특성을 갖도록 설계된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. According to embodiments of the present disclosure, it is possible to provide a thin film transistor array substrate and a display device in which thin film transistors having different functions or uses are designed to have their own unique transistor characteristics.

본 개시의 실시예들에 의하면, 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 가질 수 있도록, 이종의 채널 특성을 갖는 박막 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. According to embodiments of the present disclosure, it is possible to provide a thin film transistor array substrate and a display device including thin film transistors having different channel characteristics so that the thin film transistors can have different transistor characteristics.

본 개시의 실시예들에 의하면, 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 가질 수 있도록, 이종의 게이트 절연 구조를 갖는 박막 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. According to embodiments of the present disclosure, it is possible to provide a thin film transistor array substrate and a display device including thin film transistors having different gate insulating structures so that the thin film transistors have different transistor characteristics.

본 개시의 실시예들에 의하면, 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 갖도록 하는 박막 트랜지스터들 간의 이종 채널 특성 및 이종 게이트 절연 구조를 간단한 제작 공정 방법을 통해 구현할 수 있다. According to the embodiments of the present disclosure, heterogeneous channel characteristics and heterogeneous gate insulation structures between thin film transistors that allow thin film transistors to have different transistor characteristics may be implemented through a simple manufacturing process method.

도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서 요구 사항에 따른 제1 박막 트랜지스터와 제2 박막 트랜지스터의 이종 채널 특성 및 이종 게이트 절연 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터가 형성된 제1 영역 및 제2 영역에 대한 단면도이다.
도 3 내지 도 7은 도 2의 단면 구조를 기준으로, 이종 채널 특성 및 이종 게이트 절연 구조를 형성하기 위한 공정 절차를 나타낸 도면들이다.
도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터가 형성된 제1 영역 및 제2 영역에 대한 다른 단면도이다.
도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 게이트 절연막 구조에 따른 트랜지스터 특성 변화 및 특정 도펀트 종류에 따른 트랜지스터 특성 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서 각 서브픽셀 내 구동 트랜지스터 및 스위칭 트랜지스터를 나타낸 단면도이다.
1 is a view for explaining heterogeneous channel characteristics and heterogeneous gate insulation structures of a first thin film transistor and a second thin film transistor according to requirements in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure;
2 is a cross-sectional view of a first region and a second region in which a first thin film transistor and a second thin film transistor are formed in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure;
3 to 7 are views illustrating process procedures for forming heterogeneous channel characteristics and heterogeneous gate insulating structures based on the cross-sectional structure of FIG. 2 .
8 is another cross-sectional view of a first region and a second region in which a first thin film transistor and a second thin film transistor are formed in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure;
9 is a view for explaining a change in transistor characteristics according to a gate insulating film structure and a change in transistor characteristics according to a specific dopant type in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure;
10 is a diagram illustrating a display device according to embodiments of the present disclosure.
11 is a cross-sectional view illustrating a driving transistor and a switching transistor in each subpixel in a display device according to embodiments of the present disclosure.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same reference numerals as much as possible even though they are indicated in different drawings. In addition, in describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, the detailed description may be omitted. When "includes", "having", "consisting of", etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless "only" is used. When a component is expressed in the singular, it may include a case in which the plural is included unless otherwise explicitly stated.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. In addition, in describing the components of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, order, or number of the elements are not limited by the terms.

구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다. In the description of the positional relationship of the components, when it is described that two or more components are "connected", "coupled" or "connected", two or more components are directly "connected", "coupled" or "connected" ", but it will be understood that two or more components and other components may be further "interposed" and "connected," "coupled," or "connected." Here, other components may be included in one or more of two or more components that are “connected”, “coupled” or “connected” to each other.

구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the description of the temporal flow relationship related to the components, the operation method or the production method, for example, the temporal precedence relationship such as "after", "after", "after", "before", etc. Alternatively, when a flow precedence relationship is described, it may include a case where it is not continuous unless "immediately" or "directly" is used.

한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.On the other hand, when numerical values or corresponding information (eg, level, etc.) for a component are mentioned, even if there is no separate explicit description, the numerical value or the corresponding information is based on various factors (eg, process factors, internal or external shock, Noise, etc.) may be interpreted as including an error range that may occur.

도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서 요구 사항에 따른 제1 박막 트랜지스터(TFT1)와 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이종 채널 특성(Heterogeneous channel characteristics) 및 이종 게이트 절연 구조(Heterogeneous gate insulation structure)를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating heterogeneous channel characteristics and a heterogeneous gate insulating structure of a first thin film transistor TFT1 and a second thin film transistor TFT2 according to requirements in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure; It is a diagram for explaining the heterogeneous gate insulation structure.

박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 다수의 박막 트랜지스터들(Thin Film Transistors)은 서로 다른 용도로 사용되고 서로 다른 기능을 할 수 있다. A plurality of thin film transistors disposed on the thin film transistor array substrate may be used for different purposes and may perform different functions.

박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 박막 트랜지스터들은 각기 다른 용도 및 기능을 갖기 위하여 서로 다른 전기적 특성 (트랜지스터 특성)을 갖도록 설계되어야 하며, 이를 위하여, 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 박막 트랜지스터들은 서로 다른 구조적인 특징을 가질 수 있다. The thin film transistors disposed on the thin film transistor array substrate should be designed to have different electrical characteristics (transistor characteristics) in order to have different uses and functions. To this end, the thin film transistors arranged on the thin film transistor array substrate have different structural characteristics. can have

또한, 른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 박막 트랜지스터들은 각기 다른 용도 및 기능을 갖기 위하여 서로 다른 트랜지스터 특성들(전기적 특성들)을 갖도록 설계되어야 하며, 이를 위하여, 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 박막 트랜지스터들은 서로 다른 물성을 가질 수 있다. In addition, thin film transistors disposed on different thin film transistor array substrates should be designed to have different transistor characteristics (electrical characteristics) in order to have different uses and functions. To this end, thin film transistors arranged on thin film transistor array substrates are They may have different physical properties.

예를 들어, 박막 트랜지스터들의 트랜지스터 특성들은 서브 임계 스윙 값(SS: Subthreshold Swing), 문턱전압 특성, 이동도, 동작 전류 레벨 및 응답속도 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 트랜지스터 특성들은 박막 트랜지스터의 신뢰성을 판단하는 지표들이 될 수 있다. For example, transistor characteristics of thin film transistors may include one or more of a subthreshold swing value (SS), threshold voltage characteristics, mobility, operating current level, and response speed. These transistor characteristics may be indices for judging the reliability of the thin film transistor.

위에서 언급한 트랜지스터 특성들 중 서브 임계 스윙 값(SS)은 다음과 같은 정의를 가질 수 있다. 게이트 전극과 소스 전극 사이의 전압(Vgs)이 증가함에 따라 드레인-소스 전류(Ids)는 문턱전압(Vth) 이하의 전압에 대해 대략 Ids ∝ (Vgs-Vth)^2의 관계로 증가하는데, 이 때 Ids를 10배 증가시키는데 필요한 Vgs 값을 서브 임계 스윙 값이라고 한다. 서브 임계 스윙 값은 에스-팩트(S-Factor)라고도 한다. Among the transistor characteristics mentioned above, the sub-threshold swing value SS may have the following definition. As the voltage (Vgs) between the gate electrode and the source electrode increases, the drain-source current (Ids) increases with a relationship of approximately Ids ∝ (Vgs-Vth)^2 for a voltage below the threshold voltage (Vth). The Vgs value required to increase Ids by a factor of 10 is called the sub-threshold swing value. The sub-threshold swing value is also referred to as an S-factor.

보다 간단하게 설명하면, 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압이 변함에 따라, 박막 트랜지스터에 흐르는 드레인 전류를 변할 때, 서브 임계 스윙 값은 게이트 전압의 변화량에 대한 드레인 전류의 변화량의 역수가 될 수 있다. More simply, when the drain current flowing through the thin film transistor changes as the gate voltage applied to the gate electrode of the thin film transistor changes, the sub-threshold swing value becomes the inverse of the change amount of the drain current with respect to the change amount of the gate voltage. can

도 1의 첫 번째 그래프를 볼 때, 게이트 전압의 변화량에 대한 드레인 전류의 변화량은 게이트 전압 변화에 따른 드레인 전류 변화 곡선의 기울기에 해당하고, 서브 임계 스윙 값은 기울기의 역수가 된다(즉, SS = 1/기울기, 기울기=1/SS). 1, the change amount of the drain current with respect to the change amount of the gate voltage corresponds to the slope of the drain current change curve according to the change of the gate voltage, and the sub-threshold swing value becomes the inverse of the slope (that is, SS = 1/slope, slope=1/SS).

서브 임계 스윙 값이 작다는 것(즉, 게이트 전압 변화에 따른 드레인 전류 변화 곡선의 기울기가 크다는 것)은, 게이트 전압이 증가함에 따라 드레인 전류가 더욱 빨리 증가한다는 것을 의미한다. 이로 인해, 작은 서브 임계 스윙 값을 갖는 박막 트랜지스터는 좋은 스위칭 특성(온-오프 특성)을 갖는다고 볼 수 있다. A small sub-threshold swing value (that is, a large slope of the drain current change curve according to the gate voltage change) means that the drain current increases faster as the gate voltage increases. For this reason, it can be seen that the thin film transistor having a small sub-threshold swing value has good switching characteristics (on-off characteristics).

따라서, 좋은 스위칭 특성(온-오프 특성)을 요구하는 박막 트랜지스터(예: 스위칭 트랜지스터)는 작은 서브 임계 스윙 값을 갖도록 설계될 필요가 있다. 이러한 박막 트랜지스터에는 유기발광표시장치에서 각 서브픽셀 내 스위칭 트랜지스터가 있을 수 있다. 스위칭 트랜지스터는 스위칭 동작에 따라 턴-온 되어 데이터 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 공급하는 트랜지스터이다. Therefore, a thin film transistor (eg, a switching transistor) requiring good switching characteristics (on-off characteristics) needs to be designed to have a small sub-threshold swing value. The thin film transistor may include a switching transistor in each subpixel in the organic light emitting diode display. The switching transistor is turned on according to a switching operation to supply a data voltage to the gate electrode of the driving transistor.

반대로, 서브 임계 스윙 값이 크다는 것(즉, 게이트 전압 변화에 따른 드레인 전류 변화 곡선의 기울기가 작다는 것)은, 게이트 전압이 증가함에 따라 드레인 전류가 천천히 증가한다는 것을 의미한다. 이로 인해, 작은 서브 임계 스윙 값을 갖는 박막 트랜지스터는 스위칭 특성(온-오프 특성) 보다는 우수한 전류 구동 능력을 갖는다고 볼 수 있다. Conversely, a large sub-threshold swing value (that is, a small slope of the drain current change curve according to the gate voltage change) means that the drain current slowly increases as the gate voltage increases. For this reason, it can be seen that the thin film transistor having a small sub-threshold swing value has better current driving ability than the switching characteristic (on-off characteristic).

따라서, 우수한 전류 구동 능력을 요구하는 박막 트랜지스터는 큰 서브 임계 스윙 값을 갖도록 설계될 필요가 있다. 이러한 박막 트랜지스터에는 유기발광표시장치에서 각 서브픽셀 내 발광소자를 구동하는 구동 트랜지스터가 있을 수 있다. Therefore, a thin film transistor requiring excellent current driving capability needs to be designed to have a large sub-threshold swing value. The thin film transistor may include a driving transistor for driving the light emitting device in each subpixel in the organic light emitting diode display.

위에서 언급한 트랜지스터 특성들 중 동작 전류 레벨은 박막 트랜지스터의 구동(동작)에 필요한 전류이다. 박막 트랜지스터는 원하는 동작 전류 레벨을 갖도록 설계된다. 그리고, 박막 트랜지스터의 고유한 특성으로서 갖게 되는 동작 전류 레벨은 박막 트랜지스터의 이동도와 대응될 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터의 동작 전류 레벨은 박막 트랜지스터의 응답속도와 관련된다. 또한, 박막 트랜지스터의 동작 전류 레벨은 동일한 게이트 전압에 대하여 박막 트랜지스터에 의해 도통되는 전류의 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 5V의 게이트 전압이 인가되었을 때, 상대적으로 높은 소스-드레인 전류를 도통시키는 박막 트랜지스터는 높은 동작 전류 레벨을 갖는다고 하고, 상대적으로 낮은 소스-드레인 전류를 도통시키는 박막 트랜지스터는 낮은 동작 전류 레벨을 갖는다고 할 수 있다. Among the transistor characteristics mentioned above, the operating current level is the current required for driving (operation) of the thin film transistor. Thin film transistors are designed to have a desired operating current level. In addition, the operating current level, which is a unique characteristic of the thin film transistor, may correspond to the mobility of the thin film transistor. In addition, the operating current level of the thin film transistor is related to the response speed of the thin film transistor. In addition, the operating current level of the thin film transistor may mean the amount of current conducted by the thin film transistor with respect to the same gate voltage. For example, when a gate voltage of 5V is applied, a thin film transistor conducting a relatively high source-drain current is said to have a high operating current level, and a thin film transistor conducting a relatively low source-drain current is said to have a low operation It can be said to have a current level.

예를 들어, 높은 동작 전류 레벨(구동 전류 레벨이라고도 함)이 필요한 박막 트랜지스터는 높은 이동도를 갖고 빠른 응답속도를 요구하는 박막 트랜지스터이다. 반대로, 빠른 응답속도가 필요하지 않은 박막 트랜지스터는 낮은 이동도를 갖거나 낮은 동작 전류 레벨이어도 무방할 수 있다. For example, a thin film transistor that requires a high operating current level (also referred to as a driving current level) is a thin film transistor that has high mobility and requires a fast response speed. Conversely, a thin film transistor that does not require a fast response speed may have low mobility or may have a low operating current level.

도 1의 두 번째 그래프를 볼 때, 게이트 전압 변화에 따른 드레인 전류 변화 곡선에서, 박막 트랜지스터가 높은 동작 전류 레벨을 갖는 경우, 게이트 전압 변화에 따라 상대적으로 많은 드레인 전류가 흐른다는 것일 수 있으며, 이러한 박막 트랜지스터는 높은 이동도(전자 이동도)를 갖는다고 볼 수 있다. 박막 트랜지스터가 낮은 동작 전류 레벨을 갖는 경우, 게이트 전압 변화에 따라 상대적으로 적은 드레인 전류가 흐른다는 것일 수 있으며, 이러한 박막 트랜지스터는 낮은 이동도(전자 이동도)를 갖는다고 볼 수 있다. Looking at the second graph of FIG. 1, in the drain current change curve according to the gate voltage change, when the thin film transistor has a high operating current level, it may be that a relatively large drain current flows according to the gate voltage change. The thin film transistor can be considered to have high mobility (electron mobility). When the thin film transistor has a low operating current level, it may be that a relatively small drain current flows according to a change in gate voltage, and this thin film transistor can be considered to have low mobility (electron mobility).

박막 트랜지스터가 빠른 응답속도 및/또는 높은 이동도를 요구하는 경우, 박막 트랜지스터는 높은 동작 전류 레벨로 동작할 수 있도록 설계 되어야 할 필요가 있다. 이러한 박막 트랜지스터에는 유기발광표시장치에서 각 서브픽셀 내 스위칭 트랜지스터가 있을 수 있다. 스위칭 트랜지스터는 높은 이동도를 가짐으로써 좀 더 빠르게 스위칭 동작을 할 수 있어야 하고, 이를 통해, 구동 트랜지스터의 게이트 전극의 전압 상태를 신속하게 제어해주어야 한다. When the thin film transistor requires a fast response speed and/or high mobility, the thin film transistor needs to be designed to operate at a high operating current level. The thin film transistor may include a switching transistor in each subpixel in the organic light emitting diode display. The switching transistor should be able to perform a faster switching operation by having high mobility, and through this, the voltage state of the gate electrode of the driving transistor should be quickly controlled.

박막 트랜지스터가 빠르지 않은 응답속도 및/또는 높지 않은 이동도를 요구하는 경우, 박막 트랜지스터는 낮은 동작 전류 레벨로 동작할 수 있도록 설계 되어야 할 필요가 있다. 이러한 박막 트랜지스터에는 유기발광표시장치에서 각 서브픽셀 내 발광소자를 구동하는 구동 트랜지스터가 있을 수 있다. 이러한 구동 트랜지스터는 높은 동작 전류 레벨로 동작할 필요가 없거나 경우에 따라 낮은 동작 전류 레벨로 동작하는 것이 필요할 수도 있다. 구동 트랜지스터는 높은 이동도를 가질 필요가 없거나 경우에 따라 낮은 이동도를 가질 필요가 있을 수도 있다. 대신, 구동 트랜지스터들 간의 이동도 편차는 최소화될 필요가 있다. 한편, 구동 트랜지스터의 동작 전류 레벨은 구동 트랜지스터가 갖는 고유 특성으로서, 구동 트랜지스터가 발광소자로 공급하며 영상 신호에 따라 가변될 수 있는 전류(발광소자를 구동시키는 구동 전류)와 다른 전류 성분이다. When the thin film transistor requires not fast response speed and/or not high mobility, the thin film transistor needs to be designed to operate at a low operating current level. The thin film transistor may include a driving transistor for driving the light emitting device in each subpixel in the organic light emitting diode display. Such driving transistors do not need to operate at high operating current levels, or in some cases may need to operate at low operating current levels. The driving transistor need not have high mobility or may need to have low mobility in some cases. Instead, the mobility variation between the driving transistors needs to be minimized. On the other hand, the operating current level of the driving transistor is a unique characteristic of the driving transistor, and is a current component different from the current that the driving transistor supplies to the light emitting device and can be varied according to an image signal (the driving current for driving the light emitting device).

위에서 언급한 트랜지스터 특성들 중 문턱전압 포지티브 쉬프트(Vth Positive Shift)는 박막 트랜지스터의 고유한 특성이 문턱전압이 포지티브 방향(전압 값이 커지는 방향)으로 쉬프트(이동)하는 특성을 의미한다. 이에 따르면, 3번째 그래프와 같이, 게이트 전압 변화에 따른 드레인 전압 변화 곡선이 오른쪽으로 이동하는 경향을 가지게 된다. Among the transistor characteristics mentioned above, the threshold voltage positive shift (Vth Positive Shift) refers to a characteristic in which the threshold voltage shifts (shifts) in the positive direction (the direction in which the voltage value increases) intrinsic to the thin film transistor. Accordingly, as shown in the third graph, the drain voltage change curve according to the gate voltage change has a tendency to shift to the right.

일반적으로, 박막 트랜지스터의 문턱전압이 네거티브 방향(전압 값이 작아지는 방향)으로 쉬프트 하는 경우, 박막 트랜지스터는 원하는 성능을 가지지 못하기 때문에 바람직하지 못하다. 가령, 문턱전압이 네거티브 방향으로 쉬프트 하게 되면, 박막 트랜지스터는 너무 쉽게 턴-온 되어 스위치 역할을 제대로 하기가 어려울 수 있다. 이에 비해, 박막 트랜지스터의 문턱전압이 적절한 수준에서 포지티브 방향으로 쉬프트 하는 경우, 박막 트랜지스터는 좋은 성능을 보일 수 있다. 다만, 박막 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 너무 많이 쉬프트 하는 경우, 박막 트랜지스터의 성능은 오히려 나빠질 수 있다. 따라서, 각 박막 트랜지스터는 박막 트랜지스터의 원하는 기능에 맞는 문턱전압을 가질 필요가 있다.In general, when the threshold voltage of the thin film transistor shifts in a negative direction (a direction in which the voltage value decreases), it is not preferable because the thin film transistor does not have desired performance. For example, if the threshold voltage is shifted in the negative direction, the thin film transistor may be turned on too easily and it may be difficult to properly function as a switch. In contrast, when the threshold voltage of the thin film transistor is shifted in a positive direction at an appropriate level, the thin film transistor may exhibit good performance. However, when the threshold voltage of the thin film transistor is shifted too much in the positive direction, the performance of the thin film transistor may be rather deteriorated. Accordingly, each thin film transistor needs to have a threshold voltage suitable for a desired function of the thin film transistor.

관련하여, 박막 트랜지스터들 각각의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 하는 크기의 편차는 PBTS(Positive Bias Temperature Stress)와 대응될 수 있다. 통상적으로, 스위칭 트랜지스터의 경우, 높은 PBTS 특성을 가질 수 있다. 하지만, 스위칭 트랜지스터는 낮은 PBTS 특성을 가질 필요가 있다. 관련하여, 구동 트랜지스터의 경우, 발광소자에게 구동전류를 공급하는 기능을 하므로, 높은 전류 스트레스 특성을 가질 수 있다. In relation to this, the deviation in the magnitude of shifting the threshold voltage of each of the thin film transistors in the positive direction may correspond to a positive bias temperature stress (PBTS). In general, in the case of a switching transistor, it may have a high PBTS characteristic. However, the switching transistor needs to have low PBTS characteristics. In relation to this, in the case of the driving transistor, since it functions to supply a driving current to the light emitting device, it may have high current stress characteristics.

전술한 바와 같이, 박막 트랜지스터들은 각기 다른 용도와 기능을 갖기 때문에, 트랜지스터 특성들(예: 서브 임계 스윙 값(SS), 문턱전압 특성, 이동도, 동작 전류 레벨 및 응답속도 등)에 대한 각기 다른 요구들(TFT Requirements)을 갖는다. As described above, since thin film transistors have different uses and functions, the transistor characteristics (eg, sub-threshold swing value (SS), threshold voltage characteristics, mobility, operating current level and response speed, etc.) are different from each other. It has TFT Requirements.

이와 같이, 표시장치의 표시패널을 구성하는 박막 트랜지스터 어레이 기판에 박막 트랜지스터들을 형성함에 있어서, 박막 트랜지스터들의 각기 다른 요구들을 충족시켜주기 위해서는, 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 박막 트랜지스터들은 서로 다른 구조적인 특징 및/또는 물성을 갖도록 형성되어야 한다. As described above, in forming the thin film transistors on the thin film transistor array substrate constituting the display panel of the display device, in order to satisfy different demands of the thin film transistors, the thin film transistors disposed on the thin film transistor array substrate have different structural characteristics. And/or it should be formed to have physical properties.

하지만, 박막 트랜지스터 어레이 기판에 박막 트랜지스터들을 형성함에 있어서, 박막 트랜지스터들의 각기 다른 요구들을 충족시켜주기 위하여, 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 박막 트랜지스터들마다 서로 다른 구조적인 특징이나 물성을 갖도록 설계하는 것은 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제작 공정을 어렵게 하거나 제작 공정을 복잡하게 하는 문제점을 야기시킬 수 있다. However, in forming thin film transistors on a thin film transistor array substrate, in order to satisfy different demands of thin film transistors, designing thin film transistors disposed on the thin film transistor array substrate to have different structural characteristics or physical properties is difficult. This may cause problems in making the manufacturing process of the transistor array substrate difficult or complicating the manufacturing process.

이에, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은 제작 공정의 복잡도나 어려움을 증가시키지 않으면서도, 박막 트랜지스터들이 저마다의 요구에 맞는 트랜지스터 특성들을 갖도록, 박막 트랜지스터들의 구조적인 특징과 물성적인 특징을 제공한다. Accordingly, the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure does not increase the complexity or difficulty of the manufacturing process, and the thin film transistors have transistor characteristics that meet their respective needs, and structural features and physical properties of the thin film transistors provides

아래에서는, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 다수의 박막 트랜지스터들(Thin Film Transistors) 중 서로 다른 용도 및 기능을 갖는 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)를 예로 든다.Below, a first thin film transistor (TFT1) and a second thin film transistor (TFT2) having different uses and functions among a plurality of thin film transistors (Thin Film Transistors) disposed on the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure ) as an example.

예를 들어, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 각기 다른 용도 및 기능을 갖기 위하여 서로 다른 전기적 특성 (트랜지스터 특성)을 갖도록 설계되어야 하며, 이를 위하여, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 서로 다른 구조적인 특징을 가질 수 있다. For example, the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 disposed on the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure have different electrical characteristics (transistor characteristics) to have different uses and functions. ), and for this purpose, the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 disposed on the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure may have different structural characteristics. .

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 서로 다른 구조적인 특징으로서, 이종 게이트 절연 구조(Heterogeneous gate insulation structure)를 가질 수 있다. The first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 disposed on the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure have different structural features, and have a heterogeneous gate insulation structure. can

위에서 언급한 이종 게이트 절연 구조는, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 게이트 절연 구조와 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 게이트 절연 구조가 서로 상이한 것을 의미할 수 있다. The above-mentioned heterogeneous gate insulating structure may mean that the gate insulating structure of the first thin film transistor TFT1 and the gate insulating structure of the second thin film transistor TFT2 are different from each other.

제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 게이트 절연 구조는, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 게이트 전극(이하, 제1 게이트 전극이라고도 함)과 반도체층(아래에서는, 제1 반도체층이라고 함) 간의 절연 구조(게이트 절연막 구조)를 의미할 수 있다. The gate insulating structure of the first thin film transistor TFT1 is an insulating structure between the gate electrode (hereinafter also referred to as a first gate electrode) and a semiconductor layer (hereinafter referred to as a first semiconductor layer) of the first thin film transistor TFT1 . (gate insulating film structure).

제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 게이트 절연 구조는, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 게이트 전극(이하, 제2 게이트 전극이라고도 함)과 반도체층(아래에서는, 제2 반도체층이라고 함) 간의 절연 구조(게이트 절연막 구조)를 의미할 수 있다. The gate insulating structure of the second thin film transistor TFT2 is an insulating structure between the gate electrode (hereinafter also referred to as a second gate electrode) of the second thin film transistor TFT2 and a semiconductor layer (hereinafter referred to as a second semiconductor layer). (gate insulating film structure).

또한, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 각기 다른 용도 및 기능을 갖기 위하여 서로 다른 트랜지스터 특성들(전기적 특성들)을 갖도록 설계되어야 하며, 이를 위하여, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 서로 다른 물성을 가질 수 있다. In addition, the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 disposed on the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure have different transistor characteristics (electrical characteristics) to have different uses and functions. ), and for this purpose, the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 disposed on the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present disclosure may have different physical properties.

본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 서로 다른 물성으로서, 이종 채널 특성(Heterogeneous channel characteristics)을 가질 수 있다. The first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 disposed on the thin film transistor array substrate according to the exemplary embodiments of the present disclosure may have different physical properties, and may have heterogeneous channel characteristics.

위에서 언급한 이종 채널 특성은 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 채널의 전기적 특성과 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 채널의 전기적 특성이 서로 상이한 것을 의미할 수 있다. The above-mentioned heterogeneous channel characteristics may mean that the electrical characteristics of the channel of the first thin film transistor TFT1 and the electrical characteristics of the channel of the second thin film transistor TFT2 are different from each other.

제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 채널의 전기적 특성은 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 반도체층에서의 채널부(이하, 제1 채널부라고 함)의 재료적인 특성을 의미하고, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 채널의 전기적 특성은 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층에서의 채널부(이하, 제2 채널부라고 함)의 재료적인 특성을 의미할 수 있다. The electrical characteristics of the channel of the first thin film transistor TFT1 refer to material characteristics of the channel portion (hereinafter, referred to as the first channel portion) in the first semiconductor layer of the first thin film transistor TFT1, and the second thin film transistor TFT1. The electrical characteristics of the channel of the transistor TFT2 may refer to material characteristics of a channel portion (hereinafter, referred to as a second channel portion) in the second semiconductor layer of the second thin film transistor TFT2 .

도 2는 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 형성된 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 대한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a first area A1 and a second area A2 in which a first thin film transistor TFT1 and a second thin film transistor TFT2 are formed in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure; to be.

도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 기판(SUB), 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure may include a substrate SUB, a first thin film transistor TFT1 , a second thin film transistor TFT2 , and the like.

제1 박막 트랜지스터(TFT1)는 기판(SUB)의 제1 영역(A1)에 배치되고, 제1 반도체층(ACT1), 제1 게이트 전극(G1), 제1 소스 전극(S1) 및 제1 드레인 전극(D1)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 완전히 다른 영역들일 수 있고, 일부 중첩될 수 있는 영역들일 수도 있고, 경우에 따라, 상하로 완전히 중첩되는 영역들일 수도 있다. The first thin film transistor TFT1 is disposed in the first area A1 of the substrate SUB, and includes a first semiconductor layer ACT1 , a first gate electrode G1 , a first source electrode S1 , and a first drain electrode. An electrode D1 may be included. The first area A1 and the second area A2 may be completely different areas, may be partially overlapped areas, or may be areas that completely overlap vertically in some cases.

제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 기판(SUB)의 제1 영역(A1)과 다른 제2 영역(A2)에 배치되고, 제2 반도체층(ACT2), 제2 게이트 전극(G2), 제2 소스 전극(S2) 및 제2 드레인 전극(D2)을 포함할 수 있다. The second thin film transistor TFT2 is disposed in a second area A2 different from the first area A1 of the substrate SUB, the second semiconductor layer ACT2, the second gate electrode G2, and the second source An electrode S2 and a second drain electrode D2 may be included.

예를 들어, 제1 반도체층(ACT1) 및 제2 반도체층(ACT2)는 산화물 반도체층일 수 있으며, 경우에 따라 비정질 실리콘 반도체층 또는 다결정 실리콘 반도체층 등일 수도 있다. For example, the first semiconductor layer ACT1 and the second semiconductor layer ACT2 may be an oxide semiconductor layer, and in some cases, an amorphous silicon semiconductor layer or a polycrystalline silicon semiconductor layer.

도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 제1 반도체층(ACT1)과 제1 게이트 전극(G1) 사이에 배치되는 제1 게이트 절연막(GI1) 및 제2 반도체층(ACT2)과 제2 게이트 전극(G2) 사이에 배치되는 제2 게이트 절연막(GI2)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , in the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure, a first gate insulating layer GI1 and a second semiconductor layer disposed between the first semiconductor layer ACT1 and the first gate electrode G1 are provided. A second gate insulating layer GI2 disposed between the layer ACT2 and the second gate electrode G2 may be further included.

도 2를 참조하면, 제1 반도체층(ACT1)은 제1 게이트 전극(G1)과 중첩되는 제1 채널부(CH1), 제1 채널부(CH1)의 일 측에 위치하는 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 채널부(CH1)의 타 측에 위치하는 제1 드레인 연결부(DC1)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the first semiconductor layer ACT1 includes a first channel part CH1 overlapping the first gate electrode G1 , and a first source connection part positioned at one side of the first channel part CH1 . SC1) and a first drain connection part DC1 positioned on the other side of the first channel part CH1.

제2 반도체층(ACT2)은 제2 게이트 전극(G2)과 중첩되는 제2 채널부(CH2), 제2 채널부(CH2)의 일 측에 위치하는 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 채널부(CH2)의 타 측에 위치하는 제2 드레인 연결부(DC2)를 포함할 수 있다. The second semiconductor layer ACT2 includes a second channel part CH2 overlapping the second gate electrode G2 , a second source connection part SC2 positioned at one side of the second channel part CH2 , and a second channel A second drain connection part DC2 positioned on the other side of the part CH2 may be included.

도 2를 참조하면, 제1 게이트 절연막(GI1)은 제1 영역(A1)에서 제2 영역(A2)으로 연장되어 제2 반도체층(ACT2)과 제2 게이트 절연막(GI2) 사이로 개재될 수 있다. 그리고, 제2 게이트 절연막(GI2)은 제2 영역(A2)에서 제1 영역(A1)으로 연장되어 제1 게이트 전극(G1) 상에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the first gate insulating layer GI1 may extend from the first region A1 to the second region A2 and may be interposed between the second semiconductor layer ACT2 and the second gate insulating layer GI2 . . In addition, the second gate insulating layer GI2 may extend from the second area A2 to the first area A1 and be disposed on the first gate electrode G1 .

이에 따르면, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 제1 게이트 전극(G1)과 제1 채널부(CH1) 사이에는 제1 게이트 절연막(GI1)만 배치되고, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 게이트 전극(G2)과 제2 채널부(CH2) 사이에는 제1 게이트 절연막(GI1)과 제2 게이트 절연막(GI2)이 모두 배치될 수 있다. Accordingly, in the first thin film transistor TFT1, only the first gate insulating layer GI1 is disposed between the first gate electrode G1 and the first channel part CH1, and in the second thin film transistor TFT2, the second gate Both the first gate insulating layer GI1 and the second gate insulating layer GI2 may be disposed between the electrode G2 and the second channel part CH2 .

따라서, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 특정 도펀트가 도핑된 제2 채널부(CH2)와 제2 게이트 전극(G2) 간의 거리(L2)는, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 특정 도펀트가 미 도핑된 제1 채널부(CH1)와 제1 게이트 전극(G1) 간의 거리(L1) 보다 클 수 있다. Accordingly, the distance L2 between the second channel part CH2 doped with a specific dopant and the second gate electrode G2 in the second thin film transistor TFT2 is not doped with a specific dopant in the first thin film transistor TFT1. It may be greater than the distance L1 between the first channel part CH1 and the first gate electrode G1.

이로 인해, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 게이트 절연 구조와 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 게이트 절연 구조가 서로 상이할 수 있다. 즉, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2) 간의 이종 게이트 절연 구조가 구현될 수 있다. Accordingly, the gate insulating structure of the first thin film transistor TFT1 and the gate insulating structure of the second thin film transistor TFT2 may be different from each other. That is, a heterogeneous gate insulating structure between the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 may be implemented.

후술하겠지만, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 특정 도펀트가 도핑된 제2 채널부(CH2)와 제2 게이트 전극(G2) 간의 거리(L2)는, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 특정 도펀트가 미 도핑된 제1 채널부(CH1)와 제1 게이트 전극(G1) 간의 거리(L1) 보다 크기 때문에, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 되는 크기가 증가할 수 있다. 이와 같이, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압 포지티브 쉬프트 크기 증가로 인해, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압과 관련한 동작 신뢰도가 향상될 수 있다. As will be described later, in the second thin film transistor TFT2 , the distance L2 between the second channel portion CH2 doped with a specific dopant and the second gate electrode G2 is not equal to the specific dopant in the first thin film transistor TFT1 . Since the distance L1 between the doped first channel part CH1 and the first gate electrode G1 is greater than the distance L1 , the magnitude of the positive shift of the threshold voltage of the second thin film transistor TFT2 may increase. As described above, due to an increase in the threshold voltage positive shift magnitude of the second thin film transistor TFT2 , operation reliability related to the threshold voltage of the second thin film transistor TFT2 may be improved.

또한, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 특정 도펀트가 도핑된 제2 채널부(CH2)와 제2 게이트 전극(G2) 간의 거리(L2)는, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 특정 도펀트가 미 도핑된 제1 채널부(CH1)와 제1 게이트 전극(G1) 간의 거리(L1) 보다 크기 때문에, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 동작 전류 레벨이 낮아지고, 서브 임계 스윙 값이 증가할 수 있다. 이는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 구동 트랜지스터의 요구를 더욱더 충족하게 된다는 것을 의미할 수 있다. In addition, the distance L2 between the second channel part CH2 doped with a specific dopant and the second gate electrode G2 in the second thin film transistor TFT2 is not doped with a specific dopant in the first thin film transistor TFT1. Since the distance L1 between the first channel part CH1 and the first gate electrode G1 is greater than the distance L1 , the operating current level of the second thin film transistor TFT2 may decrease and a sub-threshold swing value may increase. This may mean that the second thin film transistor TFT2 further satisfies the requirements of the driving transistor.

도 2를 참조하면, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 특정 도펀트가 미 도핑된 제1 채널부(CH1)와 제1 게이트 전극(G1) 간의 거리(L1)는 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)로 정해지고, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 특정 도펀트가 도핑된 제2 채널부(CH2)와 제2 게이트 전극(G2) 간의 거리(L2)는, 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)와 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)의 합(Ta+Tb)으로 정해질 수 있다. Referring to FIG. 2 , in the first thin film transistor TFT1 , the distance L1 between the first channel portion CH1 undoped with a specific dopant and the first gate electrode G1 is the thickness of the first gate insulating layer GI1 . The distance L2 between the second channel portion CH2 and the second gate electrode G2, which is determined as (Ta) and is doped with a specific dopant in the second thin film transistor TFT2, is that of the first gate insulating layer GI1. It may be determined as the sum of the thickness Ta and the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2 (Ta+Tb).

도 2를 참조하면, 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)는 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)와 동일하게 비슷할 수 있다. 이로 인해, 동일하거나 유사한 공정 방식으로 제1 게이트 절연막(GI1)과 제2 게이트 절연막(GI2)을 형성할 수 있게 되어 제작 공정이 쉬워질 수 있다. Referring to FIG. 2 , the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2 may be similar to the thickness Ta of the first gate insulating layer GI1 . As a result, the first gate insulating layer GI1 and the second gate insulating layer GI2 can be formed using the same or similar process method, thereby making the manufacturing process easier.

한편, 도 2와 다르게, 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)는 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)보다 얇을 수 있다. 이에 대해서는, 도 8을 참조하여 다시 설명한다. Meanwhile, unlike FIG. 2 , the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2 may be thinner than the thickness Ta of the first gate insulating layer GI1 . This will be described again with reference to FIG. 8 .

도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 제2 게이트 전극(G2)을 덮으면서 제2 게이트 절연막(GI2) 상에 배치되는 층간 절연막(ILD)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure may further include an interlayer insulating layer ILD disposed on the second gate insulating layer GI2 while covering the second gate electrode G2 . can

도 2를 참조하면, 제1 소스 전극(S1), 제1 드레인 전극(D1), 제2 소스 전극(S2) 및 제2 드레인 전극(D2)은 층간 절연막(ILD) 상에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the first source electrode S1 , the first drain electrode D1 , the second source electrode S2 , and the second drain electrode D2 may be positioned on the interlayer insulating layer ILD.

도 2를 참조하면, 제1 소스 전극(S1)은, 층간 절연막(ILD), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하는 제1 소스 컨택홀을 통해, 제1 소스 연결부(SC1)와 전기적으로 컨택하고, 제1 드레인 전극(D1)은, 층간 절연막(ILD), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하는 제1 드레인 컨택홀을 통해, 제1 드레인 연결부(DC1)와 전기적으로 컨택할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the first source electrode S1 is connected to the first source through a first source contact hole penetrating the interlayer insulating layer ILD, the second gate insulating layer GI2 and the first gate insulating layer GI1 . In electrical contact with the connection part SC1, the first drain electrode D1 is formed through a first drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer ILD, the second gate insulating layer GI2, and the first gate insulating layer GI1. , may be in electrical contact with the first drain connection part DC1 .

도 2를 참조하면, 제2 소스 전극(S2)은, 층간 절연막(ILD), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하는 제2 소스 컨택홀을 통해, 제2 소스 연결부(SC2)와 전기적으로 컨택하고, 제2 드레인 전극(D2)은, 층간 절연막(ILD), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하는 제2 드레인 컨택홀을 통해, 제2 드레인 연결부(DC2)와 전기적으로 컨택할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the second source electrode S2 is connected to the second source through a second source contact hole penetrating the interlayer insulating layer ILD, the second gate insulating layer GI2 , and the first gate insulating layer GI1 . The second drain electrode D2 is in electrical contact with the connection part SC2 through a second drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer ILD, the second gate insulating layer GI2, and the first gate insulating layer GI1. , may be in electrical contact with the second drain connection part DC2 .

도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2) 상에 배치되는 패시베이션층(PAS)을 더 포함할 수 있다. 패시베이션층(PAS)은 제1 소스 전극(S1), 제1 드레인 전극(D1), 제2 소스 전극(S2) 및 제2 드레인 전극(D2)을 덮으면서 층간 절연막(ILD) 상에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure may further include a passivation layer PAS disposed on the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 . . The passivation layer PAS may be disposed on the interlayer insulating layer ILD while covering the first source electrode S1 , the first drain electrode D1 , the second source electrode S2 , and the second drain electrode D2 . have.

도 2를 참조하면, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 제1 반도체층(ACT1)의 제1 채널부(CH1)에 미 도핑된 특정 도펀트가 도핑되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 2 , in the second thin film transistor TFT2 , the second channel part CH2 of the second semiconductor layer ACT2 is the first channel part of the first semiconductor layer ACT1 in the first thin film transistor TFT1 . (CH1) may be doped with an undoped specific dopant.

즉, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 제1 반도체층(ACT1)의 제1 채널부(CH1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2) 중에서, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에만 특정 도펀트가 도핑되어 있다. That is, among the first channel part CH1 of the first semiconductor layer ACT1 in the first thin film transistor TFT1 and the second channel part CH2 of the second semiconductor layer ACT2 in the second thin film transistor TFT2 , in the second thin film transistor TFT2, only the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 is doped with a specific dopant.

제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 제1 반도체층(ACT1)의 제1 채널부(CH1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)는 동일한 기본 반도체 물질을 기초로 형성되어 있다. 다만, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)는 동일한 기본 반도체 물질에 더하여 특정 도펀트가 도핑된 것이다. 여기서, 예를 들어, 기본 반도체 물질은 산화물 반도체 물질일 수 있으며, 경우에 따라 비정질 실리콘 반도체 물질 또는 다결정 실리콘 반도체 물질 등일 수도 있다. The first channel part CH1 of the first semiconductor layer ACT1 in the first thin film transistor TFT1 and the second channel part CH2 of the second semiconductor layer ACT2 in the second thin film transistor TFT2 have the same base It is formed based on a semiconductor material. However, in the second thin film transistor TFT2, the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 is doped with a specific dopant in addition to the same basic semiconductor material. Here, for example, the basic semiconductor material may be an oxide semiconductor material, and in some cases may be an amorphous silicon semiconductor material or a polycrystalline silicon semiconductor material.

이로 인해, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 서로 다른 채널 특성을 가지게 되어, 이종 채널 특성이 구현될 수 있다. As a result, the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 have different channel characteristics, so that heterogeneous channel characteristics can be implemented.

위에서 언급한 특정 도펀트는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 채널 특성을 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 채널 특성과 다르게 해주기 위해 선택된 것이다. 예를 들어, 특정 도펀트는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값을 조절하기 위해 선택된 도펀트이거나 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 동작 전류 레벨을 조절하기 위해 선택된 도펀트이거나 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도를 조절하기 위해 선택된 도펀트이거나 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압 특성을 조절하기 위해 선택된 도펀트 등일 수 있다. The specific dopant mentioned above is selected to make the channel characteristics of the second thin film transistor TFT2 different from the channel characteristics of the first thin film transistor TFT1 . For example, the specific dopant is a dopant selected to adjust the sub-threshold swing value of the second thin film transistor TFT2 , or a dopant selected to adjust the operating current level of the second thin film transistor TFT2 , or the second thin film transistor TFT2 ) may be a dopant selected to control the mobility or a dopant selected to control the threshold voltage characteristic of the second thin film transistor TFT2.

예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트는, 플루오린(F), 질소(N), 이트륨(Y) 및 몰리브덴(Mo) 등을 포함하는 도펀트 군에서 선택된 하나의 도펀트이거나 둘 이상의 도펀트 조합일 수 있다. For example, specific dopants doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 include fluorine (F), nitrogen (N), yttrium (Y) and It may be one dopant selected from the group of dopants including molybdenum (Mo), or a combination of two or more dopants.

도 2를 참조하면, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트는, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)에 포함된 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 드레인 연결부(DC2)에 도핑되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 2 , a specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 is the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 . ) may be doped into the second source connection part SC2 and the second drain connection part DC2 included in the .

또한, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트는, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 반도체층(ACT1)에 포함된 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 드레인 연결부(DC1)에 도핑되어 있을 수 있다. In addition, the specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 is included in the first semiconductor layer ACT1 of the first thin film transistor TFT1. The first source connection part SC1 and the first drain connection part DC1 may be doped.

이와 같이, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 반도체층(ACT1)과 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)에서 채널 영역이 아닌 여러 영역들(SC1, DC1, SC2, DC2)에서 확인되는 것은, 이종 채널 특성을 만들어주기 위한 제작 공정상의 특이점이 있기 때문이다. As such, a specific dopant doped into the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 is applied to the first semiconductor layer ACT1 and the second semiconductor layer ACT1 of the first thin film transistor TFT1. In the second semiconductor layer ACT2 of the thin film transistor TFT2, it is confirmed in the various regions SC1, DC1, SC2, and DC2 other than the channel region, because there is a peculiarity in the manufacturing process for creating heterogeneous channel characteristics. .

특정 도펀트가 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)뿐만 아니라, 다양한 위치에서도 존재하는 이유와 관련한 독특한 제작 공정 절차에 대해서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 후술한다. 3 to 7 for a unique manufacturing process related to why a specific dopant exists not only in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 but also in various positions to be described later.

제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에 비해 더 큰 서브 임계 스윙 값을 가질 수 있다. 이러한 트랜지스터 특성의 차이는 이종 게이트 절연 구조 및 이종 채널 특성 중 하나 이상에 의해 발현될 수 있다. The second thin film transistor TFT2 may have a larger sub-threshold swing value than the first thin film transistor TFT1 . Such a difference in transistor characteristics may be expressed by at least one of a heterogeneous gate insulating structure and a heterogeneous channel characteristic.

이에 따라, 상대적으로 큰 서브 임계 스윙 값을 요구하고 필요로 하는 트랜지스터에는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 적용될 수 있다. 상대적으로 작은 서브 임계 스윙 값을 요구하고 필요로 하는 트랜지스터에는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)가 적용될 수 있다. Accordingly, the second thin film transistor TFT2 may be applied to a transistor requiring and requiring a relatively large sub-threshold swing value. The first thin film transistor TFT1 may be applied to a transistor requiring and requiring a relatively small sub-threshold swing value.

제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에 비해 낮은 이동도를 갖거나 낮은 동작 전류 레벨을 가질 수 있다. 이러한 트랜지스터 특성의 차이는 이종 게이트 절연 구조 및 이종 채널 특성 중 하나 이상에 의해 발현될 수 있다.The second thin film transistor TFT2 may have lower mobility or a lower operating current level than the first thin film transistor TFT1 . Such a difference in transistor characteristics may be expressed by at least one of a heterogeneous gate insulating structure and a heterogeneous channel characteristic.

이에 따라, 상대적으로 낮은 이동도, 낮은 동작 전류 레벨, 또는 느린 응답속도를 요구하고 필요로 하는 트랜지스터에는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 적용될 수 있다. 상대적으로 높은 이동도, 높은 동작 전류 레벨, 또는 빠른 응답속도를 요구하고 필요로 하는 트랜지스터에는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)가 적용될 수 있다.Accordingly, the second thin film transistor TFT2 may be applied to a transistor requiring and requiring relatively low mobility, low operating current level, or slow response speed. The first thin film transistor TFT1 may be applied to a transistor requiring and requiring relatively high mobility, high operating current level, or fast response speed.

제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기보다 클 수 있다. 이러한 트랜지스터 특성의 차이는 이종 게이트 절연 구조 및 이종 채널 특성 중 하나 이상에 의해 발현될 수 있다.A shift in the positive direction of the threshold voltage of the second thin film transistor TFT2 may be greater than a shift in the threshold voltage of the first thin film transistor TFT1 in the positive direction. Such a difference in transistor characteristics may be expressed by at least one of a heterogeneous gate insulating structure and a heterogeneous channel characteristic.

이에 따라, 문턱전압의 포지티브 방향으로 쉬프트 되는 크기가 커야 하는 트랜지스터에는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 적용되고, 문턱전압의 포지티브 방향으로 쉬프트 되는 크기가 작아도 되는 트랜지스터에는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)가 적용될 수 있다. Accordingly, the second thin film transistor TFT2 is applied to the transistor in which the magnitude shifted in the positive direction of the threshold voltage should be large, and the first thin film transistor TFT1 is applied to the transistor in which the magnitude shifted in the positive direction of the threshold voltage is small. can be applied.

도 3 내지 도 7은 도 2의 단면 구조를 기준으로, 이종 채널 특성 및 이종 게이트 절연 구조를 형성하기 위한 공정 절차를 나타낸 도면들이다. 3 to 7 are views illustrating process procedures for forming heterogeneous channel characteristics and heterogeneous gate insulating structures based on the cross-sectional structure of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, S10 단계에서, 기판(SUB) 상에 버퍼층(BUF)을 증착한다. 이후, 기본 반도체 물질이 패터닝 될 수 있다. Referring to FIG. 3 , in step S10 , a buffer layer BUF is deposited on the substrate SUB. Thereafter, the base semiconductor material may be patterned.

도 3을 참조하면, 기본 반도체 물질의 패터닝 시, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)를 형성할 제1 영역(A1) 내에 제1 반도체층(ACT1)의 기본 물질이 되는 기본 반도체 물질을 버퍼층(BUF) 상에 패터닝하고, 동시에, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)를 형성할 제2 영역(A2) 내에 제2 반도체층(ACT2)의 기본 물질이 되는 기본 반도체 물질을 버퍼층(BUF) 상에 패터닝할 수 있다. Referring to FIG. 3 , when the basic semiconductor material is patterned, the basic semiconductor material serving as the basic material of the first semiconductor layer ACT1 is formed in the first region A1 where the first thin film transistor TFT1 is to be formed as the buffer layer BUF. A basic semiconductor material serving as a basic material of the second semiconductor layer ACT2 may be patterned on the buffer layer BUF in the second region A2 where the second thin film transistor TFT2 is to be formed. .

제1 반도체층(ACT1)과 제2 반도체층(ACT2) 각각의 기본 물질이 되는 기본 반도체 물질은 서로 동일할 수 있다. A basic semiconductor material serving as a basic material of each of the first semiconductor layer ACT1 and the second semiconductor layer ACT2 may be the same as each other.

도 4를 참조하면, S10 단계 이후 S20 단계에서, 제1 게이트 절연막(GI1)이 제1 반도체층(ACT1)과 제2 반도체층(ACT2) 각각의 기본 물질이 되는 기본 반도체 물질을 덮도록 증착될 수 있다.Referring to FIG. 4 , in step S20 after step S10 , a first gate insulating layer GI1 may be deposited to cover a basic semiconductor material serving as a basic material of each of the first semiconductor layer ACT1 and the second semiconductor layer ACT2 . can

이후, 제1 게이트 절연막(GI1) 상에 제1 게이트 전극(G1)을 패너닝 할 수 있다. 여기서, 제1 게이트 전극(G1)은 제1 영역(A1)에 형성될 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 게이트 전극에 해당할 수 있다. 제1 게이트 전극(G1)은 제1 반도체층(ACT1)의 제1 채널부(CH1)에 해당하는 영역과 중첩되도록 패터닝 될 수 있다. Thereafter, the first gate electrode G1 may be panned on the first gate insulating layer GI1 . Here, the first gate electrode G1 may correspond to the gate electrode of the first thin film transistor TFT1 to be formed in the first region A1 . The first gate electrode G1 may be patterned to overlap a region corresponding to the first channel portion CH1 of the first semiconductor layer ACT1 .

도 5를 참조하면, S20 단계 이후, S30 단계에서, 제2 게이트 절연막(GI2)이 제1 게이트 전극(G1)을 덮도록 증착될 수 있다. Referring to FIG. 5 , after step S20 , in step S30 , a second gate insulating layer GI2 may be deposited to cover the first gate electrode G1 .

이후, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2) 내 제2 채널부(CH2)에 도핑시킬 특정 도펀트를 이용하여 채널 도핑 처리가 진행될 수 있다. Thereafter, a channel doping process may be performed using a specific dopant to be doped into the second channel portion CH2 in the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 .

패터닝 된 제1 반도체층(ACT1)은, 제1 부분 영역(R1a), 제2 부분 영역(R1b) 및 제3 부분 영역(R1c)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 반도체층(ACT1)의 제1 부분 영역(R1a)은 제1 소스 연결부(SC1)가 형성될 영역이고, 제1 반도체층(ACT1)의 제2 부분 영역(R1b)은 제1 드레인 연결부(DC1)가 형성될 영역이고, 제1 반도체층(ACT1)의 제3 부분 영역(R1c)은 제1 채널부(CH1)가 형성될 영역이다. The patterned first semiconductor layer ACT1 may include a first partial region R1a, a second partial region R1b, and a third partial region R1c. Here, the first partial region R1a of the first semiconductor layer ACT1 is a region in which the first source connection part SC1 is to be formed, and the second partial region R1b of the first semiconductor layer ACT1 is the first drain A region in which the connection part DC1 is to be formed, and the third partial region R1c of the first semiconductor layer ACT1 is a region in which the first channel part CH1 is to be formed.

패터닝 된 제2 반도체층(ACT2)은, 제1 부분 영역(R2a), 제2 부분 영역(R2b) 및 제3 부분 영역(R2c)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 반도체층(ACT2)의 제1 부분 영역(R2a)은 제2 소스 연결부(SC2)가 형성될 영역이고, 제2 반도체층(ACT2)의 제2 부분 영역(R2b)은 제2 드레인 연결부(DC2)가 형성될 영역이고, 제2 반도체층(ACT2)의 제3 부분 영역(R2c)은 제2 채널부(CH2)가 형성될 영역이다. The patterned second semiconductor layer ACT2 may include a first partial region R2a, a second partial region R2b, and a third partial region R2c. Here, the first partial region R2a of the second semiconductor layer ACT2 is a region in which the second source connection part SC2 is to be formed, and the second partial region R2b of the second semiconductor layer ACT2 is the second drain A region in which the connection part DC2 is to be formed, and the third partial region R2c of the second semiconductor layer ACT2 is a region in which the second channel part CH2 is to be formed.

특정 도펀트를 이용한 채널 도핑 처리가 진행될 때, 제1 반도체층(ACT1)에 포함된 제1 부분 영역(R1a), 제2 부분 영역(R1b) 및 제3 부분 영역(R1c) 중에서, 제1 채널부(CH1)가 형성될 제3 부분 영역(R1c)은 그 위에 위치하는 제1 게이트 전극(G1)에 의해 가려진다. When the channel doping process using a specific dopant is performed, a first channel portion among the first partial region R1a, the second partial region R1b, and the third partial region R1c included in the first semiconductor layer ACT1 The third partial region R1c where CH1 is to be formed is covered by the first gate electrode G1 disposed thereon.

따라서, 특정 도펀트를 이용한 채널 도핑 처리가 진행된 이후, 제1 반도체층(ACT1)에 포함된 제1 부분 영역(R1a), 제2 부분 영역(R1b) 및 제3 부분 영역(R1c) 중에서, 제1 소스 연결부(SC1)가 형성될 제1 부분 영역(R1a) 및 제1 드레인 연결부(DC1)가 형성될 제2 부분 영역(R1b)은 특정 도펀트로 도핑이 되고, 제1 채널부(CH1)가 형성될 제3 부분 영역(R1c)은 특정 도펀트로 도핑이 되지 않는다. Accordingly, after the channel doping process using a specific dopant is performed, the first partial region R1a, the second partial region R1b, and the third partial region R1c included in the first semiconductor layer ACT1 . The first partial region R1a in which the source connection part SC1 is to be formed and the second partial region R1b in which the first drain connection part DC1 is to be formed are doped with a specific dopant, and the first channel part CH1 is formed. The third partial region R1c to be formed is not doped with a specific dopant.

특정 도펀트를 이용한 채널 도핑 처리가 진행된 이후, 제1 반도체층(ACT1)의 제3 부분 영역(R1c)은 기본 반도체 물질에 특정 도펀트가 도핑이 되지 않은 상태로 제1 채널부(CH1)가 형성될 수 있다. After the channel doping process using a specific dopant is performed, in the third partial region R1c of the first semiconductor layer ACT1 , the first channel part CH1 is formed in a state in which the specific dopant is not doped into the basic semiconductor material. can

한편, 특정 도펀트를 이용한 채널 도핑 처리가 진행된 이후, 제2 반도체층(ACT2)에 포함되는 제1 부분 영역(R2a), 제2 부분 영역(R2b) 및 제3 부분 영역(R2c)은 모두 특정 도펀트로 도핑이 된다. Meanwhile, after the channel doping process using a specific dopant is performed, the first partial region R2a, the second partial region R2b, and the third partial region R2c included in the second semiconductor layer ACT2 are all formed with a specific dopant. is doped with

특정 도펀트를 이용한 채널 도핑 처리가 진행된 이후, 제2 반도체층(ACT2)의 제3 부분 영역(R2c)은 기본 반도체 물질에 특정 도펀트가 도핑이 된 상태로 제2 채널부(CH2)가 형성될 수 있다. After the channel doping process using a specific dopant is performed, in the third partial region R2c of the second semiconductor layer ACT2, the second channel part CH2 may be formed in a state in which a specific dopant is doped into a basic semiconductor material. have.

도 6을 참조하면, S30 단계 이후, S40 단계에서, 제2 게이트 전극(G2)이 패터닝 될 수 있다. 여기서, 제2 게이트 전극(G2)은 제2 영역(A2)에 형성될 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 게이트 전극에 해당할 수 있다. 제2 게이트 전극(G2)은 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 해당하는 영역(R2c)과 중첩되도록 패터닝 될 수 있다.Referring to FIG. 6 , after step S30 , in step S40 , the second gate electrode G2 may be patterned. Here, the second gate electrode G2 may correspond to the gate electrode of the second thin film transistor TFT2 to be formed in the second area A2 . The second gate electrode G2 may be patterned to overlap the region R2c corresponding to the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 .

제2 게이트 전극(G2)이 패터닝된 이후, 도체화 도핑 처리가 진행될 수 있다. After the second gate electrode G2 is patterned, a conductive doping process may be performed.

도체화 도핑 처리가 진행되면, 제1 반도체층(ACT1)의 3가지 부분 영역(R1a, R1b, R1c) 중에서 제1 소스 연결부(SC1)가 형성될 제1 부분 영역(R1a) 및 제1 드레인 연결부(DC1)가 형성될 제2 부분 영역(R1b)은 도체화 된다. 이에 따라, 제1 반도체층(ACT1)의 제1 부분 영역(R1a)은 제1 소스 연결부(SC1)로 형성되고, 제1 반도체층(ACT1)의 제2 부분 영역(R1b)은 제1 드레인 연결부(DC1)로 형성될 수 있다. When the conductive doping process is performed, among the three partial regions R1a, R1b, and R1c of the first semiconductor layer ACT1 , the first partial region R1a in which the first source connection part SC1 is to be formed and the first drain connection part The second partial region R1b in which DC1 is to be formed becomes conductive. Accordingly, the first partial region R1a of the first semiconductor layer ACT1 is formed as the first source connection part SC1 , and the second partial region R1b of the first semiconductor layer ACT1 is the first drain connection part (DC1) can be formed.

또한, 도체화 도핑 처리가 진행되면, 제2 반도체층(ACT2)의 3가지 부분 영역(R2a, R2b, R2c) 중에서 제2 소스 연결부(SC2)가 형성될 제1 부분 영역(R2a) 및 제2 드레인 연결부(DC2)가 형성될 제2 부분 영역(R2b)은 도체화 된다. 이에 따라, 제2 반도체층(ACT2)의 제1 부분 영역(R2a)은 제2 소스 연결부(SC2)로 형성되고, 제2 반도체층(ACT2)의 제2 부분 영역(R2b)은 제2 드레인 연결부(DC2)로 형성될 수 있다. Also, when the conductive doping process is performed, among the three partial regions R2a, R2b, and R2c of the second semiconductor layer ACT2 , the first partial region R2a and the second region where the second source connection part SC2 is to be formed. The second partial region R2b in which the drain connection part DC2 is to be formed becomes a conductor. Accordingly, the first partial region R2a of the second semiconductor layer ACT2 is formed as the second source connection part SC2, and the second partial region R2b of the second semiconductor layer ACT2 is the second drain connection part. (DC2) can be formed.

도 7을 참조하면, S40 단계 이후, S50 단계에서, 층간 절연막(ILD)이 제2 게이트 전극(G2)을 덮으면서 배치될 수 있다. Referring to FIG. 7 , after step S40 and at step S50 , an interlayer insulating layer ILD may be disposed while covering the second gate electrode G2 .

이후, 층간 절연막(ILD), 제2 게이트 절연막(GI2) 및 제1 게이트 절연막(GI1)을 관통하는 4개의 컨택홀을 형성한다. Thereafter, four contact holes passing through the interlayer insulating layer ILD, the second gate insulating layer GI2, and the first gate insulating layer GI1 are formed.

4개의 컨택홀은 제1 소스 전극(S1)을 제1 반도체층(ACT1)의 제1 소스 연결부(SC1)에 연결시키기 위한 컨택홀, 제1 드레인 전극(D1)을 제1 반도체층(ACT1)의 제1 드레인 연결부(DC1)에 연결시키기 위한 컨택홀, 제2 소스 전극(S2)을 제2 반도체층(ACT2)의 제2 소스 연결부(SC2)에 연결시키기 위한 컨택홀, 및 제2 드레인 전극(D2)을 제2 반도체층(ACT2)의 제2 드레인 연결부(DC2)에 연결시키기 위한 컨택홀을 포함할 수 있다. The four contact holes are contact holes for connecting the first source electrode S1 to the first source connection part SC1 of the first semiconductor layer ACT1, and the first drain electrode D1 is connected to the first semiconductor layer ACT1. a contact hole for connecting to the first drain connection part DC1 of A contact hole for connecting D2 to the second drain connection part DC2 of the second semiconductor layer ACT2 may be included.

4개의 컨택홀을 통해, 제1 반도체층(ACT1)의 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 드레인 연결부(DC1) 각각의 일부가 노출되고, 제2 반도체층(ACT2)의 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 드레인 연결부(DC2) 각각의 일부가 노출될 수 있다. A portion of each of the first source connection part SC1 and the first drain connection part DC1 of the first semiconductor layer ACT1 is exposed through the four contact holes, and the second source connection part ( ACT2 ) of the second semiconductor layer ACT2 is exposed. SC2) and a portion of each of the second drain connection part DC2 may be exposed.

4개의 컨택홀이 형성된 이후, 제1 소스 전극(S1) 및 제1 드레인 전극(D1)이 제1 반도체층(ACT1)의 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 드레인 연결부(DC1) 각각에 해당 컨택홀들을 통해 연결될 수 있다. 제2 소스 전극(S2) 및 제2 드레인 전극(D2)이 제2 반도체층(ACT2)의 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 드레인 연결부(DC2) 각각에 해당 컨택홀들을 통해 연결될 수 있다. After the four contact holes are formed, the first source electrode S1 and the first drain electrode D1 correspond to the first source connection part SC1 and the first drain connection part DC1 of the first semiconductor layer ACT1, respectively. They may be connected through contact holes. The second source electrode S2 and the second drain electrode D2 may be connected to each of the second source connection part SC2 and the second drain connection part DC2 of the second semiconductor layer ACT2 through corresponding contact holes.

전술한 전극 연결 이후, 패시베이션층(PAS)이 제1 소스 전극(S1), 제1 드레인 전극(D1), 제2 소스 전극(S2) 및 제2 드레인 전극(D2)을 덮으면서 배치될 수 있다. 이로써, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 형성이 완료될 수 있다. After the above-described electrode connection, the passivation layer PAS may be disposed while covering the first source electrode S1 , the first drain electrode D1 , the second source electrode S2 , and the second drain electrode D2 . . Accordingly, the formation of the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 may be completed.

전술한 공정 절차에 따라, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 형성되기 때문에, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트는, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)에 포함된 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 드레인 연결부(DC2)에도 도핑되고, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 제1 반도체층(ACT1)에 포함된 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 드레인 연결부(DC1)에 도핑되어 있을 수 있다. Since the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 are formed according to the above-described process procedure, the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 is The specific dopant doped in the second thin film transistor TFT2 is also doped into the second source connection part SC2 and the second drain connection part DC2 included in the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2, and the first thin film transistor TFT1 ), the first source connection part SC1 and the first drain connection part DC1 included in the first semiconductor layer ACT1 may be doped.

도 8은 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)가 형성된 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 대한 다른 단면도이다. 8 is another view of the first area A1 and the second area A2 in which the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 are formed in the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure; It is a cross section.

제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 게이트 전극(G2)과 제2 채널부(CH2) 사이에는 제1 게이트 절연막(GI1) 및 제2 게이트 절연막(GI2)이 존재하기 때문에, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 특성이 원치 않게 변할 수도 있다. Since the first gate insulating layer GI1 and the second gate insulating layer GI2 exist between the second gate electrode G2 and the second channel part CH2 in the second thin film transistor TFT2, the second thin film transistor ( The characteristics of TFT2) may change undesirably.

예를 들어, 제2 게이트 전극(G2)에 인가되는 게이트 전압에 의해 제2 드레인 전극(D2) 및 제2 소스 전극(S2) 간의 전류 도통 여부가 달라지거나, 제2 드레인 전극(D2) 및 제2 소스 전극(S2) 간의 전류 도통을 가능하게 하는 게이트 전압이 달라질 수 있다. For example, whether or not current is conducted between the second drain electrode D2 and the second source electrode S2 is changed depending on the gate voltage applied to the second gate electrode G2, or the second drain electrode D2 and the second drain electrode D2 A gate voltage enabling current conduction between the two source electrodes S2 may be different.

이를 방지하기 위하여, 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)는 상당히 얇게 형성되는 것이 좋을 수 있다. 이를 위하여, 예를 들어, 제2 게이트 절연막(GI2)은 원료와 반응 가스를 교차하여 주입함으로써 박막을 성장시키는 원자층 증착법(ALD: Atomic Layer Deposition)을 통해 형성될 수 있다. To prevent this, the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2 may be formed to be quite thin. To this end, for example, the second gate insulating layer GI2 may be formed through an atomic layer deposition (ALD) method in which a thin film is grown by injecting a raw material and a reactive gas crosswise.

원자층 증착법에 의하면, 원료와 반응 가스를 반응시켜 원자 단위로 박막을 성장시키고 이를 되풀이하여 박막 두께를 원하는 정도로 조절할 수 있다. According to the atomic layer deposition method, a thin film is grown in atomic units by reacting a raw material and a reactive gas, and the thin film thickness can be adjusted to a desired degree by repeating this.

제2 게이트 절연막(GI2)이 얇게 형성됨으로써, 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)는 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)보다 얇을 수 있다. 예를 들어, 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)는 대략 30 Å(옹스트롬) 정도일 수 있고, 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)는 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)의 수배 내지 수십 배 정도가 될 수 있다. As the second gate insulating layer GI2 is thinly formed, the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2 may be smaller than the thickness Ta of the first gate insulating layer GI1 . For example, the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2 may be about 30 Å (angstroms), and the thickness Ta of the first gate insulating layer GI1 is the thickness ( Tb) may be several times to several tens of times.

도 9는 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에서, 게이트 절연 구조(이종 게이트 절연 구조)에 따른 트랜지스터 특성 변화 및 이종 채널 특성(특정 도펀트 종류)에 따른 트랜지스터 특성 변화를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a change in transistor characteristics according to a gate insulating structure (a heterogeneous gate insulating structure) and a change in transistor characteristics according to a heterogeneous channel characteristic (a specific dopant type) in a thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure; to be.

도 9를 참조하면, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에서 제1 반도체층(ACT1) 내 제1 채널부(CH1)와 제1 게이트 전극(G1) 사이의 게이트 절연 구조(GI 구조)의 두께는 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)에 해당한다. 제2 박막 트랜지스터(TFT2)에서 제2 반도체층(ACT2) 내 제2 채널부(CH2)와 제2 게이트 전극(G2) 사이의 게이트 절연 구조(GI 구조)의 두께는 제1 게이트 절연막(GI1)의 두께(Ta)와 제2 게이트 절연막(GI2)의 두께(Tb)의 합에 해당한다. Referring to FIG. 9 , in the first thin film transistor TFT1 , the thickness of the gate insulating structure (GI structure) between the first channel part CH1 and the first gate electrode G1 in the first semiconductor layer ACT1 is the second 1 corresponds to the thickness Ta of the gate insulating layer GI1. In the second thin film transistor TFT2, the thickness of the gate insulating structure (GI structure) between the second channel part CH2 and the second gate electrode G2 in the second semiconductor layer ACT2 is the first gate insulating layer GI1 It corresponds to the sum of the thickness Ta and the thickness Tb of the second gate insulating layer GI2.

이와 같이, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)에 비해 게이트 절연 구조의 두께가 두꺼워지게 때문에, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 트랜지스터 특성 변화가 발생할 수 있다. As described above, since the thickness of the gate insulating structure of the second thin film transistor TFT2 becomes thicker than that of the first thin film transistor TFT1 , the transistor characteristics of the second thin film transistor TFT2 may change.

예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압(Vth)이 포지티브 방향으로 쉬프트 되는 크기가 증가할 수 있다. 또한, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 동작 전류 레벨(Current)이 낮아지고, 서브 임계 스윙 값(SS)이 증가할 수 있다. For example, the amount of shift in the positive direction of the threshold voltage Vth of the second thin film transistor TFT2 may increase. In addition, the operating current level Current of the second thin film transistor TFT2 may decrease and the sub-threshold swing value SS may increase.

이에 따라, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 유기발광표시장치에서 각 서브픽셀 내 발광소자를 구동하는 구동 트랜지스터에 적합할 수 있다. 이에 비해, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)는 유기발광표시장치에서 각 서브픽셀 내 스위칭 트랜지스터에 적합할 수 있다. Accordingly, the second thin film transistor TFT2 may be suitable as a driving transistor for driving a light emitting element in each subpixel in the organic light emitting diode display. In contrast, the first thin film transistor TFT1 may be suitable for a switching transistor in each subpixel in the organic light emitting diode display.

한편, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 특정 도펀트가 도핑되어 있다. 즉, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)은 기본 반도체 물질 및 특정 도펀트를 포함한다. Meanwhile, the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 is doped with a specific dopant. That is, the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes a basic semiconductor material and a specific dopant.

예를 들어, 특정 도펀트는 플루오린(F), 질소(N), 이트륨(Y) 및 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. For example, the specific dopant may include one or more of fluorine (F), nitrogen (N), yttrium (Y), and molybdenum (Mo).

제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트의 종류 별로 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 트랜지스터 특성이 달라질 수 있다. Transistor characteristics of the second thin film transistor TFT2 may vary according to the type of a specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 .

예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 이트륨(Y) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값(SS)이 증가할 수 있다. For example, when a specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes yttrium (Y) or molybdenum (Mo), the second thin film The sub-threshold swing value SS of the transistor TFT2 may increase.

다르게 표현하면, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값(SS)이, 특정 도펀트(Y, Mo)가 미 도핑된 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 서브 임계 스윙 값(SS)보다 큰 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트는 이트륨(Y) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. In other words, the sub-threshold swing value (SS) of the second thin film transistor (TFT2) is the sub-threshold swing value of the thin film transistor ( SS), the specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 may include yttrium (Y) or molybdenum (Mo).

이 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값(SS)은 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 서브 임계 스윙 값(SS)보다 클 수 있다. In this case, the sub-threshold swing value SS of the second thin film transistor TFT2 may be greater than the sub-threshold swing value SS of the first thin film transistor TFT1 .

다른 예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 플루오린(F) 또는 질소(N)를 포함하는 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값(SS)이 감소할 수 있다. As another example, when the specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes fluorine (F) or nitrogen (N), the first 2 The sub-threshold swing value SS of the thin film transistor TFT2 may decrease.

다르게 표현하면, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값(SS)이, 특정 도펀트(F, N)가 미 도핑된 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 서브 임계 스윙 값보다 작은 경우, 특정 도펀트는 플루오린(F) 또는 질소(N)를 포함할 수 있다. In other words, the sub-threshold swing value SS of the second thin film transistor TFT2 is higher than the sub-threshold swing value of the thin film transistor having a semiconductor layer including a base semiconductor material undoped with specific dopants F and N. In the small case, certain dopants may include fluorine (F) or nitrogen (N).

이 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 서브 임계 스윙 값(SS)은 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 서브 임계 스윙 값(SS)보다 크거나 작을 수 있고, 경우에 따라 비슷하거나 같을 수도 있다. In this case, the sub-threshold swing value SS of the second thin film transistor TFT2 may be greater or less than the sub-threshold swing value SS of the first thin film transistor TFT1, and may be similar to or equal to the sub-threshold swing value SS of the first thin film transistor TFT1 in some cases.

또 다른 예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 플루오린(F) 또는 질소(N)를 포함하는 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도 또는 동작 전류 레벨이 증가할 수 있다. As another example, when the specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes fluorine (F) or nitrogen (N), The mobility or the operating current level of the second thin film transistor TFT2 may increase.

다르게 표현하면, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도 또는 동작 전류 레벨이 특정 도펀트(F, N)가 미 도핑된 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 이동도 또는 동작 전류 레벨보다 큰 경우, 특정 도펀트는 플루오린(F) 또는 질소(N)를 포함할 수 있다. In other words, the mobility or operating current level of the second thin film transistor TFT2 is higher than the mobility or operating current level of the thin film transistor having a semiconductor layer including a base semiconductor material undoped with specific dopants (F, N). In larger cases, certain dopants may include fluorine (F) or nitrogen (N).

이 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도 또는 동작 전류 레벨은 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 이동도 또는 동작 전류 레벨보다 작거나 클 수 있으며, 경우에 따라 비슷하거나 동일할 수 있다. In this case, the mobility or operating current level of the second thin film transistor TFT2 may be smaller than or greater than the mobility or operating current level of the first thin film transistor TFT1 , and may be similar or the same in some cases.

또 다른 예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 이트륨(Y) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도 또는 동작 전류 레벨이 감소할 수 있다. As another example, when the specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes yttrium (Y) or molybdenum (Mo), the first 2 The mobility or the operating current level of the thin film transistor TFT2 may decrease.

다르게 표현하면, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도 또는 동작 전류 레벨이 특정 도펀트(Y, Mo)가 미 도핑된 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 이동도 또는 동작 전류 레벨보다 작은 경우, 특정 도펀트는 이트륨(Y) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. In other words, the mobility or operating current level of the second thin film transistor TFT2 is higher than the mobility or operating current level of the thin film transistor having a semiconductor layer including a base semiconductor material undoped with specific dopants (Y, Mo). In the small case, the specific dopant may include yttrium (Y) or molybdenum (Mo).

이 경우, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 이동도 또는 동작 전류 레벨은 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 이동도 또는 동작 전류 레벨보다 작을 수 있다. In this case, the mobility or the operating current level of the second thin film transistor TFT2 may be smaller than the mobility or the operating current level of the first thin film transistor TFT1 .

또 다른 예를 들어, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 이트륨(Y) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 경우는, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트가 플루오린(F) 또는 질소(N)를 포함하는 경우에 비해서, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기가 더 많이 증가할 수 있다. As another example, when the specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes yttrium (Y) or molybdenum (Mo), Compared to a case in which a specific dopant doped in the second channel portion CH2 of the second semiconductor layer ACT2 of the second thin film transistor TFT2 includes fluorine (F) or nitrogen (N), the second thin film transistor The magnitude of the shift of the threshold voltage of (TFT2) in the positive direction may increase more.

한편, 본 개시의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판이 다수의 서브픽셀을 포함하는 표시장치에 포함될 수 있다. 다수의 서브픽셀 각각은 발광소자, 발광소자로 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 및 구동 트랜지스터의 게이트 노드의 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 포함할 수 있다. Meanwhile, the thin film transistor array substrate according to embodiments of the present disclosure may be included in a display device including a plurality of subpixels. Each of the plurality of sub-pixels may include a light emitting device, a driving transistor supplying a driving current to the light emitting device, and a switching transistor controlling a voltage at a gate node of the driving transistor.

제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 서브픽셀 내 발광소자로 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터일 수 있다. 제1 박막 트랜지스터(TFT1)는 서브픽셀 내 구동 트랜지스터의 게이트 노드에 전압을 전달하는 스위칭 트랜지스터일 수 있다. The second thin film transistor TFT2 may be a driving transistor that supplies a driving current to the light emitting device in the subpixel. The first thin film transistor TFT1 may be a switching transistor that transfers a voltage to the gate node of the driving transistor in the subpixel.

도 10은 본 개시의 실시예들에 따른 표시장치를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 표시장치에서 각 서브픽셀 내 구동 트랜지스터(DRT) 및 스위칭 트랜지스터(SWT)를 나타낸 단면도이다.10 is a diagram illustrating a display device according to embodiments of the present disclosure, and FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a driving transistor (DRT) and a switching transistor (SWT) in each subpixel in the display device according to embodiments of the present disclosure to be.

도 10를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 표시장치는 표시패널(1010), 데이터 구동 회로(1020), 게이트 구동 회로(1030) 및 컨트롤러(1040) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10 , a display device according to embodiments of the present disclosure may include a display panel 1010 , a data driving circuit 1020 , a gate driving circuit 1030 , and a controller 1040 .

표시패널(1010)은 표시영역(DA) 및 표시영역(DA)의 바깥영역인 비-표시영역(NDA)을 포함하고, 다수의 데이터 라인(DL), 다수의 게이트 라인(GL) 및 다수의 서브픽셀(SP) 등이 배치되어 있을 수 있다. The display panel 1010 includes a display area DA and a non-display area NDA that is an area outside the display area DA, and includes a plurality of data lines DL, a plurality of gate lines GL, and a plurality of Sub-pixels SP and the like may be disposed.

데이터 구동 회로(1020)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하기 위하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압들(VDATA)을 출력할 수 있다. The data driving circuit 1020 may output data voltages VDATA to the plurality of data lines DL to drive the plurality of data lines DL.

데이터 구동 회로(1020)는 TCP(Tape Carrie Package) 타입, COG(Chip On Glass) 타입, COP(Chip On Panel) 타입, 또는 COF(Chip On Film) 타입 등으로 구현될 수 있다. 데이터 구동 회로(1020)가 COG 타입 또는 COP 타입으로 구현된 경우, 데이터 구동 회로(1010)는 표시패널(1010)의 비-표시영역(NDA)에 형성된 패드 부에 본딩될 수 있다. 데이터 구동 회로(1020)가 COF 타입으로 구현되는 경우, 데이터 구동 회로(1010)는 회로 필름 상에 실장 되고, 표시패널(1010)의 비-표시영역(NDA)에 형성된 패드 부에 회로 필름의 일 측면이 본딩 될 수 있다. The data driving circuit 1020 may be implemented as a tape carrier package (TCP) type, a chip on glass (COG) type, a chip on panel (COP) type, or a chip on film (COF) type. When the data driving circuit 1020 is implemented as a COG type or a COP type, the data driving circuit 1010 may be bonded to a pad portion formed in the non-display area NDA of the display panel 1010 . When the data driving circuit 1020 is implemented as a COF type, the data driving circuit 1010 is mounted on a circuit film, and a portion of the circuit film is formed on the pad portion formed in the non-display area NDA of the display panel 1010 . The sides can be bonded.

게이트 구동 회로(1030)는 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하기 위하여 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔 신호들(SCAN)을 출력할 수 있다. The gate driving circuit 1030 may output scan signals SCAN to the plurality of gate lines GL to drive the plurality of gate lines GL.

게이트 구동 회로(1030)는 TCP 타입, COG 타입, COP 타입, COF 타입, GIP(Gate In Panel) 타입 등을 구현될 수 있다. 게이트 구동 회로(1030)가 COG 타입 또는 COP 타입으로 구현된 경우, 게이트 구동 회로(1030)는 표시패널(1010)의 비-표시영역(NDA)에 형성된 패드 부에 본딩될 수 있다. 게이트 구동 회로(1030)가 COF 타입으로 구현되는 경우, 게이트 구동 회로(1030)는 회로 필름 상에 실장 되고, 표시패널(1010)의 비-표시영역(NDA)에 형성된 패드 부에 회로 필름의 일 측면이 본딩 될 수 있다. 게이트 구동 회로(1030)가 GIP 타입으로 구현되는 경우, 게이트 구동 회로(1030)는 표시패널(1010)의 비-표시영역(NDA) 내 일부 영역에 형성되어 있을 수 있다. 게이트 구동 회로(1030)가 GIP 타입으로 구현되는 경우, 게이트 구동 회로(1030)는 표시패널(1010)의 제작 공정 시, 표시영역(DA) 내 다른 전극들이나 배선들과 함께 형성될 수 있다. The gate driving circuit 1030 may implement a TCP type, a COG type, a COP type, a COF type, a GIP (Gate In Panel) type, or the like. When the gate driving circuit 1030 is implemented as a COG type or a COP type, the gate driving circuit 1030 may be bonded to a pad portion formed in the non-display area NDA of the display panel 1010 . When the gate driving circuit 1030 is implemented as a COF type, the gate driving circuit 1030 is mounted on a circuit film, and a portion of the circuit film is applied to the pad portion formed in the non-display area NDA of the display panel 1010 . The sides can be bonded. When the gate driving circuit 1030 is implemented as a GIP type, the gate driving circuit 1030 may be formed in a portion of the non-display area NDA of the display panel 1010 . When the gate driving circuit 1030 is implemented as a GIP type, the gate driving circuit 1030 may be formed together with other electrodes or wires in the display area DA during the manufacturing process of the display panel 1010 .

컨트롤러(1040)는 데이터 구동 회로(1020) 및 게이트 구동 회로(1030)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(1040)는 데이터 구동 타이밍을 제어하기 위한 각종 데이터 구동 제어 신호(DCS) 및 영상 디지털 데이터(Data)를 데이터 구동 회로(1020)로 공급할 수 있다. 데이터 구동 회로(1020)는 영상 디지털 데이터(Data)를 아날로그 전압에 해당하는 데이터 전압(VDATA)으로 변환하고, 데이터 구동 제어 신호(DCS)에 근거하여 데이터 전압(VDATA)을 데이터 라인(DL)으로 출력할 수 있다. The controller 1040 may control the data driving circuit 1020 and the gate driving circuit 1030 . The controller 1040 may supply various data driving control signals DCS and image digital data Data for controlling the data driving timing to the data driving circuit 1020 . The data driving circuit 1020 converts the image digital data Data into a data voltage VDATA corresponding to an analog voltage, and converts the data voltage VDATA to the data line DL based on the data driving control signal DCS. can be printed out.

컨트롤러(1040)는 게이트 구동 타이밍을 제어하기 위한 각종 게이트 구동 제어 신호(GCS), 스캔신호(SCAN)의 생성에 필요한 각종 신호들을 게이트 구동 회로(1030)로 공급할 수 있다. 게이트 구동 회로(1030)는 게이트 구동 제어 신호(DCS)에 근거하여 턴-온 레벨 게이트 전압을 정해진 타이밍에 갖는 스캔신호(SCAN)를 게이트 라인(GL)으로 출력할 수 있다. The controller 1040 may supply various signals required to generate various gate driving control signals GCS and scan signals SCAN for controlling gate driving timing to the gate driving circuit 1030 . The gate driving circuit 1030 may output the scan signal SCAN having the turn-on level gate voltage at a predetermined timing to the gate line GL based on the gate driving control signal DCS.

본 개시의 실시예들에 따른 표시장치는 유기발광다이오드(OLED) 표시장치, 퀀텀닷 표시장치, 또는 액정표시장치(LCD) 등의 다양한 타입일 수 있다. 도 10를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 표시장치가 유기발광다이오드(OLED) 표시장치인 경우, 표시패널(1010)의 각 서브픽셀(SP)은 발광소자(ED), 구동 트랜지스터(DRT), 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 캐패시터(Cst) 등을 포함할 수 있다. The display device according to embodiments of the present disclosure may be of various types, such as an organic light emitting diode (OLED) display, a quantum dot display, or a liquid crystal display (LCD). Referring to FIG. 10 , when the display device according to embodiments of the present disclosure is an organic light emitting diode (OLED) display device, each subpixel SP of the display panel 1010 includes a light emitting device ED and a driving transistor ( DRT), a switching transistor SWT, and a capacitor Cst.

발광 소자(ED)는 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 발광층은 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극은 애노드 전극이고 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있다. 반대로, 제1 전극은 캐소드 전극이고 제2 전극은 애노드 전극일 수도 있다. 제2 전극이 캐소드 전극인 경우, 제2 전극에는 기저 전압(VSS)이 인가될 수 있다. 예를 들어, 기저 전압(VSS)은 그라운드 전압이거나 그라운드 전압과 유사한 전압일 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED)는 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 다이오드(LED), 퀀텀닷 발광소자 등일 수 있다.The light emitting device ED may include a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode. The emission layer may be disposed between the first electrode and the second electrode. The first electrode may be an anode electrode and the second electrode may be a cathode electrode. Conversely, the first electrode may be a cathode electrode and the second electrode may be an anode electrode. When the second electrode is a cathode electrode, a ground voltage VSS may be applied to the second electrode. For example, the base voltage VSS may be a ground voltage or a voltage similar to the ground voltage. For example, the light emitting device ED may be an organic light emitting diode (OLED), a light emitting diode (LED), or a quantum dot light emitting device.

구동 트랜지스터(DRT)는 발광소자(ED)를 구동하기 위한 트랜지스터로서, 발광 소자(ED)로 흐르는 전류를 제어할 수 있다. The driving transistor DRT is a transistor for driving the light emitting device ED, and may control a current flowing into the light emitting device ED.

구동 트랜지스터(DRT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 등을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드일 수 있고, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 발광 소자(ED)의 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 구동 전압(VDD)이 인가되는 노드로서, 구동 전압(VDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있다. The driving transistor DRT may include a first node N1 , a second node N2 , and a third node N3 . The first node N1 of the driving transistor DRT may be a gate node and may be electrically connected to a source node or a drain node of the switching transistor SWT. The second node N2 of the driving transistor DRT may be electrically connected to the first electrode of the light emitting device ED, and may be a source node or a drain node. The third node N3 of the driving transistor DRT is a node to which the driving voltage VDD is applied, and may be electrically connected to the driving voltage line DVL supplying the driving voltage VDD, and may be a drain node or a source node. can be

스위칭 트랜지스터(SWT)는 게이트 라인(GL)에서 공급되는 게이트 신호인 스캔 신호(SCAN)에 응답하여, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 해당 데이터 라인(DL) 간의 연결을 제어할 수 있다. The switching transistor SWT controls the connection between the first node N1 of the driving transistor DRT and the corresponding data line DL in response to the scan signal SCAN that is the gate signal supplied from the gate line GL. can

스위칭 트랜지스터(SWT)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 해당 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(SWT)의 게이트 노드는 게이트 라인(GL)과 전기적으로 연결되어 스캔신호(SCAN)를 인가 받을 수 있다. A drain node or a source node of the switching transistor SWT may be electrically connected to a corresponding data line DL. A source node or a drain node of the switching transistor SWT may be electrically connected to the first node N1 of the driving transistor DRT. A gate node of the switching transistor SWT may be electrically connected to the gate line GL to receive the scan signal SCAN.

스위칭 트랜지스터(SWT)는 턴-온 레벨 전압의 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어, 해당 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 신호(Vdata)를 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다. The switching transistor SWT is turned on by the scan signal SCAN of the turn-on level voltage, and transmits the data signal Vdata supplied from the corresponding data line DL to the first node N1 of the driving transistor DRT. ) can be passed to

스위칭 트랜지스터(SWT)는 턴-온 레벨 전압의 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온 되고, 턴-오프 레벨 전압의 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-오프 된다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(SWT)가 n 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 하이 레벨 전압이고, 턴-오프 레벨 전압은 로우 레벨 전압일 수도 있다. 스위칭 트랜지스터(SWT)가 p 타입인 경우, 턴-온 레벨 전압은 로우 레벨 전압이고 턴-오프 레벨 전압은 하이 레벨 전압일 수도 있다. The switching transistor SWT is turned on by the scan signal SCAN of the turn-on level voltage, and is turned off by the scan signal SCAN of the turn-off level voltage. Here, when the switching transistor SWT is an n-type voltage, the turn-on level voltage may be a high level voltage, and the turn-off level voltage may be a low level voltage. When the switching transistor SWT is a p-type voltage, the turn-on level voltage may be a low-level voltage and the turn-off level voltage may be a high-level voltage.

스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 영상 신호 전압에 해당하는 영상 데이터 전압(Vdata) 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 동안 유지해줄 수 있다. The storage capacitor Cst may be electrically connected between the first node N1 and the second node N2 of the driving transistor DRT. The storage capacitor Cst may maintain the image data voltage Vdata corresponding to the image signal voltage or a voltage corresponding thereto for one frame time.

스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계된 외부 캐패시터(External Capacitor)일 수 있다.The storage capacitor Cst is not a parasitic capacitor (eg, Cgs or Cgd) which is an internal capacitor that exists between the first node N1 and the second node N2 of the driving transistor DRT. The storage capacitor Cst may be an external capacitor intentionally designed outside the driving transistor DRT.

구동 트랜지스터(DRT) 및 스위칭 트랜지스터(SWT) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT) 및 스위칭 트랜지스터(SWT)가 모두 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT) 및 스위칭 트랜지스터(SWT) 중 적어도 하나는 n 타입 트랜지스터(또는 p 타입 트랜지스터)이고 나머지는 p 타입 트랜지스터(또는 n 타입 트랜지스터)일 수 있다. Each of the driving transistor DRT and the switching transistor SWT may be an n-type transistor or a p-type transistor. Both the driving transistor DRT and the switching transistor SWT may be n-type transistors or p-type transistors. At least one of the driving transistor DRT and the switching transistor SWT may be an n-type transistor (or a p-type transistor), and the other may be a p-type transistor (or an n-type transistor).

도 10에서 예시된 서브픽셀(SP)의 등가회로는 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀들(SP) 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀들(SP) 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다. The equivalent circuit of the sub-pixel SP illustrated in FIG. 10 is merely an example for description, and may further include one or more transistors or, in some cases, one or more capacitors. Alternatively, each of the plurality of sub-pixels SP may have the same structure, and some of the plurality of sub-pixels SP may have a different structure.

표시패널(1010)은 박막 트랜지스터 어레이 기판을 포함하는데, 박막 트랜지스터 어레이 기판은 기판(SUB), 기판(SUB) 상에 배치된 발광소자(ED), 발광소자(ED)로 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터(DRT) 및 구동 트랜지스터(DRT)의 게이트 노드의 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터(SWT) 등을 포함할 수 있다. The display panel 1010 includes a thin film transistor array substrate, wherein the thin film transistor array substrate is a substrate SUB, a light emitting device ED disposed on the substrate SUB, and a driving device for supplying driving current to the light emitting device ED. The transistor DRT and the switching transistor SWT for controlling the voltage of the gate node of the driving transistor DRT may be included.

도 11을 참조하면, 스위칭 트랜지스터(SWT)는 위에서 언급한 제1 박막 트랜지스터(TFT1)일 수 있고, 구동 트랜지스터(DRT)는 위에서 언급한 제2 박막 트랜지스터(TFT2)일 수 있다. 따라서, 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 구동 트랜지스터(DRT)는 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2)와 모든 구조나 특징들이 대응될 수 있다. 즉, 제1 박막 트랜지스터(TFT1)의 모든 설명들은 스위칭 트랜지스터(SWT)에 모두 적용될 수 있고, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)의 모든 설명들은 구동 트랜지스터(DRT)에 모두 적용될 수 있다. 아래에서는, 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 구동 트랜지스터(DRT)에 대하여 간략하게 설명한다. Referring to FIG. 11 , the switching transistor SWT may be the above-mentioned first thin film transistor TFT1 , and the driving transistor DRT may be the above-mentioned second thin film transistor TFT2 . Accordingly, the switching transistor SWT and the driving transistor DRT may have all structures and features corresponding to the first thin film transistor TFT1 and the second thin film transistor TFT2 . That is, all descriptions of the first thin film transistor TFT1 may be applied to the switching transistor SWT, and all descriptions of the second thin film transistor TFT2 may be applied to the driving transistor DRT. Hereinafter, the switching transistor SWT and the driving transistor DRT will be briefly described.

도 11을 참조하면, 스위칭 트랜지스터(SWT)는 제1 반도체층(ACT1), 제1 게이트 전극(G1), 제1 소스 전극(S1) 및 제1 드레인 전극(D1)을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(ACT1)은 제1 게이트 전극(G1)과 중첩되는 제1 채널부(CH1), 제1 채널부(CH1)의 일 측에 위치하는 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 채널부(CH1)의 타 측에 위치하는 제1 드레인 연결부(DC1)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the switching transistor SWT may include a first semiconductor layer ACT1 , a first gate electrode G1 , a first source electrode S1 , and a first drain electrode D1 . The first semiconductor layer ACT1 includes a first channel part CH1 overlapping the first gate electrode G1 , a first source connection part SC1 positioned at one side of the first channel part CH1 , and a first channel A first drain connection part DC1 positioned on the other side of the part CH1 may be included.

도 11을 참조하면, 구동 트랜지스터(DRT)는 제2 반도체층(ACT2), 제2 게이트 전극(G2), 제2 소스 전극(S2) 및 제2 드레인 전극(D2)을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(ACT2)은 제2 게이트 전극(G2)과 중첩되는 제2 채널부(CH2), 제2 채널부(CH2)의 일 측에 위치하는 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 채널부(CH2)의 타 측에 위치하는 제2 드레인 연결부(DC2)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the driving transistor DRT may include a second semiconductor layer ACT2 , a second gate electrode G2 , a second source electrode S2 , and a second drain electrode D2 . The second semiconductor layer ACT2 includes a second channel part CH2 overlapping the second gate electrode G2 , a second source connection part SC2 positioned at one side of the second channel part CH2 , and a second channel A second drain connection part DC2 positioned on the other side of the part CH2 may be included.

도 11을 참조하면, 제2 반도체층(ACT2)이 제2 게이트 전극(G2)으로부터 떨어져 있는 거리(L2)는 제1 반도체층(ACT1)이 제1 게이트 전극(G1)으로부터 떨어져 있는 거리(L1)보다 멀 수 있다. Referring to FIG. 11 , the distance L2 between the second semiconductor layer ACT2 and the second gate electrode G2 is the distance L1 between the first semiconductor layer ACT1 and the first gate electrode G1 . ) can be farther away.

도 11을 참조하면, 표시패널(1010)은 제1 반도체층(ACT1)과 제1 게이트 전극(G1) 사이에 배치되는 제1 게이트 절연막(GI1) 및 제2 반도체층(ACT2)과 제2 게이트 전극(G2) 사이에 배치되는 제2 게이트 절연막(GI2)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , the display panel 1010 includes a first gate insulating layer GI1 and a second semiconductor layer ACT2 and a second gate disposed between the first semiconductor layer ACT1 and the first gate electrode G1. A second gate insulating layer GI2 disposed between the electrodes G2 may be further included.

도 11을 참조하면, 제1 게이트 절연막(GI1)은 스위칭 트랜지스터(SWT)가 배치된 제1 영역(A1)에서 구동 트랜지스터(DRT)가 배치된 제2 영역(A2)으로 연장되어 제2 반도체층(ACT2)과 제2 게이트 절연막(GI2) 사이로 개재될 수 있다. 제2 게이트 절연막(GI2)은 제2 영역(A2)에서 제1 영역(A1)으로 연장되어 제1 게이트 전극(G1) 상에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 11 , the first gate insulating layer GI1 extends from the first region A1 in which the switching transistor SWT is disposed to the second region A2 in which the driving transistor DRT is disposed to form a second semiconductor layer. It may be interposed between the ACT2 and the second gate insulating layer GI2. The second gate insulating layer GI2 may extend from the second area A2 to the first area A1 and be disposed on the first gate electrode G1 .

도 11을 참조하면, 제2 반도체층(ACT2)의 제2 채널부(CH2)는 제1 반도체층(ACT1)의 제1 채널부(CH1)에 미 도핑된 특정 도펀트가 도핑되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 11 , the second channel part CH2 of the second semiconductor layer ACT2 may be doped with an undoped specific dopant in the first channel part CH1 of the first semiconductor layer ACT1 .

구동 트랜지스터(DRT)의 제2 반도체층(ACT2)에 포함된 제2 채널부(CH2)에 도핑된 특정 도펀트는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 반도체층(ACT2)에 포함된 제2 소스 연결부(SC2) 및 제2 드레인 연결부(DC2)에 도핑되어 있고, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 제1 반도체층(ACT1)에 포함된 제1 소스 연결부(SC1) 및 제1 드레인 연결부(DC1)에 도핑되어 있을 수 있다. A specific dopant doped into the second channel part CH2 included in the second semiconductor layer ACT2 of the driving transistor DRT is a second source connection part included in the second semiconductor layer ACT2 of the driving transistor DRT. (SC2) and the second drain connection part DC2 are doped, and the first source connection part SC1 and the first drain connection part DC1 included in the first semiconductor layer ACT1 of the switching transistor SWT are doped. there may be

구동 트랜지스터(DRT)는 스위칭 트랜지스터(SWT)에 비해 더 큰 서브 임계 스윙 값을 가질 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)는 스위칭 트랜지스터(SWT)에 비해 낮은 이동도를 갖거나 낮은 전류 레벨을 가질 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기보다 클 수 있다. The driving transistor DRT may have a larger sub-threshold swing value than the switching transistor SWT. The driving transistor DRT may have a lower mobility or a lower current level than the switching transistor SWT. A magnitude in which the threshold voltage of the driving transistor DRT is shifted in the positive direction may be greater than a magnitude in which the threshold voltage of the switching transistor SWT is shifted in the positive direction.

이상에서 전술한 본 개시의 실시예들에 의하면, 각기 다른 기능이나 용도를 갖는 박막 트랜지스터들이 저마다의 고유한 트랜지스터 특성을 갖도록 설계된 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. According to the above-described embodiments of the present disclosure, it is possible to provide a thin film transistor array substrate and a display device in which thin film transistors having different functions or uses have their own unique transistor characteristics.

본 개시의 실시예들에 의하면, 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 가질 수 있도록, 이종의 채널 특성을 갖는 박막 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. According to embodiments of the present disclosure, it is possible to provide a thin film transistor array substrate and a display device including thin film transistors having different channel characteristics so that the thin film transistors can have different transistor characteristics.

본 개시의 실시예들에 의하면, 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 가질 수 있도록, 이종의 게이트 절연 구조를 갖는 박막 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다. According to embodiments of the present disclosure, it is possible to provide a thin film transistor array substrate and a display device including thin film transistors having different gate insulating structures so that the thin film transistors have different transistor characteristics.

본 개시의 실시예들에 의하면, 박막 트랜지스터들이 각기 다른 트랜지스터 특성을 갖도록 하는 박막 트랜지스터들 간의 이종 채널 특성 및 이종 게이트 절연 구조를 간단한 제작 공정 방법을 통해 구현할 수 있다. According to the embodiments of the present disclosure, heterogeneous channel characteristics and heterogeneous gate insulation structures between thin film transistors that allow thin film transistors to have different transistor characteristics may be implemented through a simple manufacturing process method.

이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present disclosure, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present disclosure by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains. In addition, since the embodiments disclosed in the present disclosure are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present disclosure, the scope of the technical spirit of the present disclosure is not limited by these embodiments. The protection scope of the present disclosure should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present disclosure.

A1, A2: 제1 영역, 제2 영역
TFT1, TFT2: 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터
S1, G1, D1: 제1 소스 전극, 제1 게이트 전극, 제1 드레인 전극
S2, G2, D2: 제2 소스 전극, 제2 게이트 전극, 제2 드레인 전극
ACT1, ACT2: 제1 반도체층, 제2 반도체층
SC1, CH1, DC1: 제1 소스 연결부, 제1 채널부, 제1 드레인 연결부
SC2, CH2, DC2: 제2 소스 연결부, 제2 채널부, 제2 드레인 연결부
SUB: 기판
GI1, GI2: 제1 게이트 절연막, 제2 게이트 절연막
ILD: 층간 절연막
PAS: 패시베이션층
BUF: 버퍼층
A1, A2: first area, second area
TFT1, TFT2: first thin film transistor, second thin film transistor
S1, G1, D1: first source electrode, first gate electrode, first drain electrode
S2, G2, D2: second source electrode, second gate electrode, second drain electrode
ACT1, ACT2: first semiconductor layer, second semiconductor layer
SC1, CH1, DC1: first source connection part, first channel part, first drain connection part
SC2, CH2, DC2: second source connection part, second channel part, second drain connection part
SUB: Substrate
GI1, GI2: first gate insulating film, second gate insulating film
ILD: interlayer insulating film
PAS: passivation layer
BUF: buffer layer

Claims (20)

기판;
상기 기판의 제1 영역에 배치되고, 제1 반도체층, 제1 게이트 전극, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하는 제1 박막 트랜지스터;
상기 기판의 상기 제1 영역과 다른 제2 영역에 배치되고, 제2 반도체층, 제2 게이트 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하는 제2 박막 트랜지스터;
상기 제1 반도체층과 상기 제1 게이트 전극 사이에 배치되는 제1 게이트 절연막; 및
상기 제2 반도체층과 상기 제2 게이트 전극 사이에 배치되는 제2 게이트 절연막을 포함하고,
상기 제1 반도체층은 상기 제1 게이트 전극과 중첩되는 제1 채널부, 상기 제1 채널부의 일 측에 위치하는 제1 소스 연결부 및 상기 제1 채널부의 타 측에 위치하는 제1 드레인 연결부를 포함하고,
상기 제2 반도체층은 상기 제2 게이트 전극과 중첩되는 제2 채널부, 상기 제2 채널부의 일 측에 위치하는 제2 소스 연결부 및 상기 제2 채널부의 타 측에 위치하는 제2 드레인 연결부를 포함하고,
상기 제1 게이트 절연막은 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 연장되어 상기 제2 반도체층과 상기 제2 게이트 절연막 사이로 개재되고,
상기 제2 게이트 절연막은 상기 제2 영역에서 상기 제1 영역으로 연장되어 상기 제1 게이트 전극 상에 배치되고,
상기 제2 반도체층의 상기 제2 채널부는 상기 제1 반도체층의 상기 제1 채널부에 미 도핑된 특정 도펀트가 도핑된 박막 트랜지스터 어레이 기판.
Board;
a first thin film transistor disposed in a first region of the substrate and including a first semiconductor layer, a first gate electrode, a first source electrode, and a first drain electrode;
a second thin film transistor disposed in a second region of the substrate different from the first region and including a second semiconductor layer, a second gate electrode, a second source electrode, and a second drain electrode;
a first gate insulating layer disposed between the first semiconductor layer and the first gate electrode; and
a second gate insulating layer disposed between the second semiconductor layer and the second gate electrode;
The first semiconductor layer includes a first channel part overlapping the first gate electrode, a first source connection part positioned on one side of the first channel part, and a first drain connection part positioned on the other side of the first channel part. do,
The second semiconductor layer includes a second channel part overlapping the second gate electrode, a second source connection part positioned on one side of the second channel part, and a second drain connection part positioned on the other side of the second channel part. do,
the first gate insulating layer extends from the first region to the second region and is interposed between the second semiconductor layer and the second gate insulating layer;
the second gate insulating layer extends from the second region to the first region and is disposed on the first gate electrode;
A thin film transistor array substrate in which the second channel portion of the second semiconductor layer is doped with an undoped specific dopant in the first channel portion of the first semiconductor layer.
제1항에 있어서,
상기 특정 도펀트가 도핑된 상기 제2 채널부와 상기 제2 게이트 전극 간의 거리는,
상기 특정 도펀트가 미 도핑된 상기 제1 채널부와 상기 제1 게이트 전극 간의 거리 보다 큰 박막 트렌지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
a distance between the second channel part doped with the specific dopant and the second gate electrode;
A thin film transistor array substrate having a greater distance between the first channel portion and the first gate electrode undoped with the specific dopant.
제1항에 있어서,
상기 제2 게이트 전극을 덮으면서 상기 제2 게이트 절연막 상에 배치되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 제1 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제2 소스 전극 및 상기 제2 드레인 전극은 상기 층간 절연막 상에 위치하고,
상기 제1 소스 전극은, 상기 층간 절연막, 상기 제2 게이트 절연막 및 상기 제1 게이트 절연막을 관통하는 제1 소스 컨택홀을 통해, 상기 제1 소스 연결부와 전기적으로 컨택하고, 상기 제1 드레인 전극은, 상기 층간 절연막, 상기 제2 게이트 절연막 및 상기 제1 게이트 절연막을 관통하는 제1 드레인 컨택홀을 통해, 상기 제1 드레인 연결부와 전기적으로 컨택하고,
상기 제2 소스 전극은, 상기 층간 절연막, 상기 제2 게이트 절연막 및 상기 제1 게이트 절연막을 관통하는 제2 소스 컨택홀을 통해, 상기 제2 소스 연결부와 전기적으로 컨택하고, 상기 제2 드레인 전극은, 상기 층간 절연막, 상기 제2 게이트 절연막 및 상기 제1 게이트 절연막을 관통하는 제2 드레인 컨택홀을 통해, 상기 제2 드레인 연결부와 전기적으로 컨택하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
and an interlayer insulating layer disposed on the second gate insulating layer while covering the second gate electrode, wherein the first source electrode, the first drain electrode, the second source electrode, and the second drain electrode include the interlayer located on the insulating film,
The first source electrode is in electrical contact with the first source connection part through a first source contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer, and the first drain electrode is , in electrical contact with the first drain connection part through a first drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer,
The second source electrode is in electrical contact with the second source connection part through a second source contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer, and the second drain electrode is , A thin film transistor array substrate in electrical contact with the second drain connection part through a second drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer, the second gate insulating layer, and the first gate insulating layer.
제1항에 있어서,
상기 제2 반도체층의 상기 제2 채널부에 도핑된 상기 특정 도펀트는,
상기 제2 반도체층에 포함된 상기 제2 소스 연결부 및 상기 제2 드레인 연결부에 도핑되어 있고,
상기 제1 반도체층에 포함된 상기 제1 소스 연결부 및 상기 제1 드레인 연결부에 도핑되어 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
The specific dopant doped in the second channel portion of the second semiconductor layer,
The second source connection part and the second drain connection part included in the second semiconductor layer are doped,
The thin film transistor array substrate in which the first source connection part and the first drain connection part included in the first semiconductor layer are doped.
제1항에 있어서,
상기 제2 게이트 절연막의 두께는 상기 제1 게이트 절연막의 두께보다 얇은 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
A thickness of the second gate insulating layer is thinner than a thickness of the first gate insulating layer.
제1항에 있어서,
상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제1 박막 트랜지스터에 비해 더 큰 서브 임계 스윙(Subthreshold Swing) 값을 갖는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
wherein the second thin film transistor has a larger subthreshold swing value than that of the first thin film transistor.
제1항에 있어서,
상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제1 박막 트랜지스터에 비해 낮은 이동도를 갖는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
The second thin film transistor is a thin film transistor array substrate having a lower mobility than the first thin film transistor.
제1항에 있어서,
상기 제2 박막 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기는 상기 제1 박막 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기보다 큰 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
A thin film transistor array substrate in which the threshold voltage of the second thin film transistor shifted in the positive direction is greater than the threshold voltage of the first thin film transistor shifted in the positive direction.
제1항에 있어서,
상기 특정 도펀트는 플루오린, 질소, 이트륨 및 몰리브덴 중 하나 이상을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
According to claim 1,
The specific dopant comprises at least one of fluorine, nitrogen, yttrium and molybdenum.
제9항에 있어서,
상기 제2 반도체층은 기본 반도체 물질 및 상기 특정 도펀트를 포함하고,
상기 제2 박막 트랜지스터의 서브 임계 스윙 값이, 상기 특정 도펀트가 미 도핑되고 상기 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 서브 임계 스윙 값보다 큰 경우,
상기 특정 도펀트는 이트륨 또는 몰리브덴을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
10. The method of claim 9,
the second semiconductor layer comprises a base semiconductor material and the specific dopant;
When the sub-threshold swing value of the second thin film transistor is greater than the sub-threshold swing value of the thin film transistor which is undoped with the specific dopant and has a semiconductor layer including the basic semiconductor material,
The specific dopant is a thin film transistor array substrate including yttrium or molybdenum.
제9항에 있어서,
상기 제2 반도체층은 기본 반도체 물질 및 상기 특정 도펀트를 포함하고,
상기 제2 박막 트랜지스터의 서브 임계 스윙 값이, 상기 특정 도펀트가 미 도핑되고 상기 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 서브 임계 스윙 값보다 작은 경우,
상기 특정 도펀트는 플루오린 또는 질소를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
10. The method of claim 9,
the second semiconductor layer comprises a base semiconductor material and the specific dopant;
When the sub-threshold swing value of the second thin film transistor is less than the sub-threshold swing value of the thin film transistor which is undoped with the specific dopant and has a semiconductor layer including the basic semiconductor material,
The specific dopant is a thin film transistor array substrate containing fluorine or nitrogen.
제9항에 있어서,
상기 제2 반도체층은 기본 반도체 물질 및 상기 특정 도펀트를 포함하고,
상기 제2 박막 트랜지스터의 이동도가 상기 특정 도펀트가 미 도핑되고 상기 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 이동도보다 큰 경우,
상기 특정 도펀트는 플루오린 또는 질소를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
10. The method of claim 9,
the second semiconductor layer comprises a base semiconductor material and the specific dopant;
When the mobility of the second thin film transistor is greater than the mobility of the thin film transistor which is undoped with the specific dopant and has a semiconductor layer including the basic semiconductor material,
The specific dopant is a thin film transistor array substrate containing fluorine or nitrogen.
제9항에 있어서,
상기 제2 반도체층은 기본 반도체 물질 및 상기 특정 도펀트를 포함하고,
상기 제2 박막 트랜지스터의 이동도가 상기 특정 도펀트가 미 도핑되고 상기 기본 반도체 물질을 포함하는 반도체층을 갖는 박막 트랜지스터의 이동도보다 작은 경우,
상기 특정 도펀트는 이트륨 또는 몰리브덴을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
10. The method of claim 9,
the second semiconductor layer comprises a base semiconductor material and the specific dopant;
When the mobility of the second thin film transistor is less than the mobility of the thin film transistor which is undoped with the specific dopant and has a semiconductor layer including the basic semiconductor material,
The specific dopant is a thin film transistor array substrate including yttrium or molybdenum.
제9항에 있어서,
상기 제2 채널부에 도핑된 특정 도펀트가 이트륨 또는 몰리브덴을 포함하는 경우, 상기 제2 채널부에 도핑된 특정 도펀트가 플루오린 또는 질소를 경우에 비해서, 상기 제2 박막 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기가 더 많이 증가하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.
10. The method of claim 9,
When the specific dopant doped in the second channel includes yttrium or molybdenum, the threshold voltage of the second thin film transistor is positive compared to when the specific dopant doped in the second channel includes fluorine or nitrogen. A thin film transistor array substrate that increases in size shifted to
기판;
상기 기판 상에 배치되는 발광소자;
상기 발광소자로 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터; 및
상기 구동 트랜지스터의 게이트 노드의 전압을 제어하는 스위칭 트랜지스터를 포함하고,
상기 스위칭 트랜지스터는, 제1 반도체층, 제1 게이트 전극, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하고, 상기 제1 반도체층은 상기 제1 게이트 전극과 중첩되는 제1 채널부, 상기 제1 채널부의 일 측에 위치하는 제1 소스 연결부 및 상기 제1 채널부의 타 측에 위치하는 제1 드레인 연결부를 포함하고,
상기 구동 트랜지스터는 제2 반도체층, 제2 게이트 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하고, 상기 제2 반도체층은 상기 제2 게이트 전극과 중첩되는 제2 채널부, 상기 제2 채널부의 일 측에 위치하는 제2 소스 연결부 및 상기 제2 채널부의 타 측에 위치하는 제2 드레인 연결부를 포함하고,
상기 제2 반도체층이 상기 제2 게이트 전극으로부터 떨어져 있는 거리는 상기 제1 반도체층이 상기 제1 게이트 전극으로부터 떨어져 있는 거리보다 멀고,
상기 제2 반도체층의 상기 제2 채널부는 상기 제1 반도체층의 상기 제1 채널부에 미 도핑된 특정 도펀트가 도핑된 표시장치.
Board;
a light emitting device disposed on the substrate;
a driving transistor supplying a driving current to the light emitting device; and
A switching transistor for controlling the voltage of the gate node of the driving transistor,
The switching transistor may include a first semiconductor layer, a first gate electrode, a first source electrode, and a first drain electrode, wherein the first semiconductor layer includes a first channel portion overlapping the first gate electrode, and the first A first source connection part positioned on one side of the channel part and a first drain connection part positioned on the other side of the first channel part,
The driving transistor includes a second semiconductor layer, a second gate electrode, a second source electrode, and a second drain electrode, wherein the second semiconductor layer includes a second channel portion overlapping the second gate electrode and the second channel a second source connection part located on one side of the part and a second drain connection part located on the other side of the second channel part;
a distance from which the second semiconductor layer is separated from the second gate electrode is greater than a distance from which the first semiconductor layer is separated from the first gate electrode;
The second channel portion of the second semiconductor layer is doped with an undoped specific dopant into the first channel portion of the first semiconductor layer.
제15항에 있어서,
상기 제1 반도체층과 상기 제1 게이트 전극 사이에 배치되는 제1 게이트 절연막; 및
상기 제2 반도체층과 상기 제2 게이트 전극 사이에 배치되는 제2 게이트 절연막을 더 포함하고,
상기 제1 게이트 절연막은 상기 스위칭 트랜지스터가 배치된 제1 영역에서 상기 구동 트랜지스터가 배치된 제2 영역으로 연장되어 상기 제2 반도체층과 상기 제2 게이트 절연막 사이로 개재되고,
상기 제2 게이트 절연막은 상기 제2 영역에서 상기 제1 영역으로 연장되어 상기 제1 게이트 전극 상에 배치되는 표시장치.
16. The method of claim 15,
a first gate insulating layer disposed between the first semiconductor layer and the first gate electrode; and
Further comprising a second gate insulating film disposed between the second semiconductor layer and the second gate electrode,
The first gate insulating layer extends from the first region in which the switching transistor is disposed to the second region in which the driving transistor is disposed and is interposed between the second semiconductor layer and the second gate insulating layer;
The second gate insulating layer extends from the second region to the first region and is disposed on the first gate electrode.
제15항에 있어서,
상기 구동 트랜지스터의 상기 제2 반도체층에 포함된 상기 제2 채널부에 도핑된 상기 특정 도펀트는,
상기 구동 트랜지스터의 상기 제2 반도체층에 포함된 상기 제2 소스 연결부 및 상기 제2 드레인 연결부에 도핑되어 있고,
상기 스위칭 트랜지스터의 상기 제1 반도체층에 포함된 상기 제1 소스 연결부 및 상기 제1 드레인 연결부에 도핑되어 있는 표시장치.
16. The method of claim 15,
The specific dopant doped into the second channel portion included in the second semiconductor layer of the driving transistor may include:
The second source connection part and the second drain connection part included in the second semiconductor layer of the driving transistor are doped,
The display device is doped with the first source connection part and the first drain connection part included in the first semiconductor layer of the switching transistor.
제15항에 있어서,
상기 구동 트랜지스터는 상기 스위칭 트랜지스터에 비해 더 큰 서브 임계 스윙(Subthreshold Swing) 값을 갖는 표시장치.
16. The method of claim 15,
The driving transistor has a larger subthreshold swing value than that of the switching transistor.
제15항에 있어서,
상기 구동 트랜지스터는 상기 스위칭 트랜지스터에 비해 낮은 이동도를 갖는 표시장치.
16. The method of claim 15,
The driving transistor has a lower mobility than the switching transistor.
제15항에 있어서,
상기 구동 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기는 상기 스위칭 트랜지스터의 문턱전압이 포지티브 방향으로 쉬프트 한 크기보다 큰 표시장치.
16. The method of claim 15,
A magnitude in which the threshold voltage of the driving transistor is shifted in the positive direction is greater than a magnitude in which the threshold voltage of the switching transistor is shifted in the positive direction.
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