TW201924111A - 薄膜電晶體陣列基板與有機發光顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例提供一種薄膜電晶體陣列基板，具有第一薄膜電晶體，第二薄膜電晶體和與第一薄膜電晶體的閘極連接的電容器，以及與該電容器連接的第三薄膜電晶體其中，薄膜電晶體陣列基板包括：第一電容器電極，設置在覆蓋第三薄膜電晶體的主動層的第一閘極絕緣膜上。第二薄膜電晶體的主動層設置在覆蓋第一電容器電極的第二閘極絕緣膜上。第二薄膜電晶體的閘極設置在覆蓋第二薄膜電晶體的主動層的一部分的中間絕緣膜上。電容器的第二電容器電極設置在中間絕緣膜上並與第一電容器電極重疊。

Description

薄膜電晶體陣列基板與有機發光顯示裝置
本發明涉及一種具有至少兩個薄膜電晶體和與至少一個電晶體連接的電容器的薄膜電晶體陣列基板，以及有機發光顯示裝置。
顯示設備可應用於各種電子設備，例如電視（TV）、手機、筆記型電腦和平板電腦等。因此，為了減小顯示設備的厚度，重量和功耗，已經做了很多努力。
顯示裝置的代表性示例包括液晶顯示裝置（LCD）、等離子顯示裝置（PDP）、場發射顯示裝置（FED）、電致發光顯示裝置（ELD）、電潤濕顯示裝置（ EWD）和有機發光顯示裝置（OLED）等。
通常，這些顯示裝置包括設置在一對基板之間的偏振材料或發光材料。一對基板中的一個可以是薄膜電晶體陣列基板，用以限定與顯示圖像的顯示區域中的多個像素對應的多個像素區域，並驅動各個像素。
例如，對於有機發光顯示裝置，薄膜電晶體陣列基板可以包括驅動薄膜電晶體，其向各個像素區域中的有機發光裝置提供驅動電流，以開關薄膜電晶體，提供對應於有機發光裝置的亮度的數據信號，以及由數據信號充電的電容器。而且，有機發光顯示裝置的薄膜電晶體陣列基板還可包括用於補償驅動薄膜電晶體的閾值電壓的採樣薄膜電晶體。
順便說一下，為了顯示更清晰的圖像，要求顯示裝置的分辨率更高，因此每個像素區域的尺寸變小。 更具體地，對於三維虛擬現實設備（3D VR），每個像素區域的尺寸甚至可以減小到正常顯示設備的尺寸的二十分之一。
隨著每個像素區域的尺寸變小，分配給對應於每個像素區域的薄膜電晶體和電容器的面積也減小，這可能導致裝置特性的劣化。
例如，對於採樣薄膜電晶體，可以減小主動層的長度，因此可以更頻繁地發生大於閾值的漏電流。 採樣薄膜電晶體的漏電流可能導致有機發光裝置的故障以及模糊和異常亮度。 因此，顯示質量可能會降低。
而且，對於電容器，由於尺寸減小，電容器的電容會跟著減小。 因此，在相對應的各幀畫面的持續期間，驅動電流不能穩定地提供給驅動薄膜電晶體。 這種不穩定的驅動電流供應會導致有機發光二極管的亮度降低，並且可能導致顯示質量下降。
本發明的目的是提供一種薄膜電晶體陣列基板和具有該薄膜電晶體陣列基板的有機發光顯示裝置，該薄膜電晶體陣列基板能夠防止與各個像素區域對應的元件的特性因尺寸減小而劣化。
本發明的目的不限於上述目的，並且基於以下描述的本發明的實施例可以理解本發明的其他目的和優點。 此外，顯而易見的是，本發明的目的和優點可以通過權利要求中闡述的裝置及其組合來實現。
本發明實施例提供一種薄膜電晶體陣列基板，具有第一薄膜電晶體，第二薄膜電晶體和與第一薄膜電晶體的閘極連接的電容器，以及與該電容器連接的第三薄膜電晶體 其中，薄膜電晶體陣列基板包括：第一電容器電極，設置在覆蓋第三薄膜電晶體的主動層的第一閘極絕緣膜上；第二薄膜電晶體的主動層設置在覆蓋第一電容器電極的第二閘極絕緣膜上；第二薄膜電晶體的閘極設置在覆蓋第二薄膜電晶體的主動層的一部分的中間絕緣膜上；電容器的第二電容器電極設置在中間絕緣膜上並與第一電容器電極重疊。
薄膜電晶體陣列基板還可以包括第三薄膜電晶體的閘極，設置在第一閘極絕緣膜上並與第三薄膜電晶體的主動層的一部分重疊，其中第一電容器電極與第三薄膜電晶體的閘極隔開。
薄膜電晶體陣列基板還可以包括電容器孔，該電容器孔對應於第一電容器電極和第二電容器電極彼此重疊並且穿透第二閘極絕緣膜的區域的一部分。
第三薄膜電晶體的主動層可以由多晶矽半導體材料製成，第二薄膜電晶體的主動層可以由氧化物半導體材料製成。
本發明的另一實施方案提供一種有機發光顯示裝置，其具有對應於各個像素區域的有機發光裝置，向有機發光裝置提供驅動電流的第一薄膜電晶體，電容器和與其連接的第二薄膜電晶體。第一薄膜電晶體的閘極和與電容器連接的第三薄膜電晶體，包括：第三薄膜電晶體的主動層，設置在基板上;第一閘極絕緣膜，覆蓋第三薄膜電晶體的主動層;第三薄膜電晶體的閘極設置在第一閘極絕緣膜上並與第三薄膜電晶體的主動層的一部分重疊；電容器的第一電容器電極，設置在第一閘極絕緣膜上並與第三薄膜電晶體的閘極電極隔開；第二閘極絕緣膜，其覆蓋第三薄膜電晶體的閘極和電容器的第一電容器電極;第二薄膜電晶體的主動層，設置在第二閘極絕緣膜上;第二薄膜電晶體的閘極，設置在中間絕緣膜上，覆蓋第二薄膜電晶體的主動層的一部分；電容器的第二電容器電極設置在中間絕緣膜上並與第一電容器電極重疊。
有機發光顯示裝置還可以包括電容器孔，該電容器孔對應於第一電容器電極和第二電容器電極彼此重疊並且穿透第二閘極絕緣膜的區域的一部分。
第一薄膜電晶體的主動層設置在與第三薄膜電晶體的主動層相同的層上，第一薄膜電晶體的閘極可以設置在第一閘極絕緣膜上並與第一電容器之電極連接。
在這種情況下，第一薄膜電晶體的源極和汲極中的一個與第一源極線連接，而另一個與有機發光裝置連接，第二薄膜電晶體的源極和汲極之一。薄膜電晶體與第一薄膜電晶體的電容器和閘極之間的第一節點連接，而另一個與第一薄膜電晶體和有機發光裝置之間的第二節點連接，源極和 第三薄膜電晶體的汲極與數據線連接，而另一個與電容器的第二電容器電極連接，有機發光裝置的陽極與第二節點連接，而陰極電極與第二節點連接，有機發光裝置與第二源極線連接。
或者，第一薄膜電晶體的主動層設置在第二閘極絕緣膜上，第一薄膜電晶體的閘極設置在覆蓋第一薄膜電晶體的主動層的一部分的中間絕緣膜上 並且可以與第二電容器電極連接。
在這種情況下，第一薄膜電晶體的源極和汲極中的一個與第一源極線連接，而另一個與有機發光裝置連接，其中電容器的第一電容器電極與第一薄膜電晶體的閘極和第三薄膜電晶體之間的第一節點，而電容器的第二電容器電極與第一薄膜電晶體和有機發光裝置之間的第二節點連接，其中一個第二薄膜電晶體的源極和汲極與第一節點連接，而另一個與第一源極線和第一薄膜電晶體之間的第三節點連接，其中一個源極和一個汲極。第三薄膜電晶體與數據線連接，而另一個與第一節點連接，以及有機光的陽極發光裝置可以與第二節點連接，而有機發光裝置的陰極與第二源極線連接。
第三薄膜電晶體的主動層可以由多晶矽半導體材料製成，第二薄膜電晶體的主動層可以由氧化物半導體材料製成。
根據本發明的實施例，具有對應於各個像素的第一，第二和第三薄膜電晶體的薄膜電晶體陣列基板和電容器包括第三薄膜電晶體的閘極和設置的第一電容器電極。在第一閘極絕緣膜上覆蓋第三薄膜電晶體的主動層，第二薄膜電晶體的主動層設置在覆蓋第一電容器電極的第二閘極絕緣膜上，第二薄膜電晶體的閘極設置在覆蓋第二薄膜電晶體的主動層的一部分的中間絕緣膜，和與第一電容器電極重疊並設置在中間絕緣膜上的第二電容器電極。以這種方式，電容器可以通過設置在與第三薄膜電晶體的閘極相同的層上的第一電容器電極和設置在與第二薄膜電晶體的閘極相同的層上的第二電容器電極來實現。也就是說，不需要單獨的導電層來實現電容器，這簡化了薄膜電晶體陣列基板的結構。
另外，根據本發明的實施例，薄膜電晶體陣列基板還包括電容器孔，該電容器孔對應於第一電容器電極和第二電容器電極彼此重疊並且穿透第二閘極絕緣膜的區域的一部分。 該電容器孔可以增加與第一和第二電容器電極之間的重疊區域對應的電容器的電容。 因此，像素區域的尺寸減小，即使當分配給電容器的面積減小時，這也最小化了電容器的電容的減小。結果，可以容易地製造高分辨率有機發光顯示裝置。
而且，根據本發明的實施例，補償向有機發光裝置提供驅動電流的第一薄膜電晶體的閾值電壓的第二薄膜電晶體具有由氧化物半導體材料製成的主動層。 因此，可以最小化由於第二薄膜電晶體的漏電流引起的有機發光裝置的故障，從而防止有機發光顯示裝置的亮度劣化。
通過參考附圖將詳細解釋目的、特徵和優點，使得本發明所屬領域的技術人員可以容易地實踐本發明的技術精神。此外，在下面對本發明的說明中，當它會不必要地模糊本發明的主題時，將省略對相關已知技術的詳細說明。在下文中，將通過參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。在附圖中，相同的附圖標記用於表示相同或相似的組件。
在下文中，將通過參考附圖詳細說明根據本發明實施例的薄膜電晶體陣列基板和具有該薄膜電晶體陣列基板的有機發光顯示裝置。
首先，參照圖1，將說明根據本發明的實施例的有機發光顯示裝置。
圖1是示出根據本發明的實施例的有機發光顯示裝置的圖。
如圖1所示。 參照圖1，根據本發明實施例的有機發光顯示裝置包括具有多個像素PXL的顯示面板10，用於驅動顯示面板10的數據線14的數據驅動電路12，閘極驅動電路13 用於驅動顯示面板10的第一和第二掃描線15a、15b，以及用於控制數據驅動電路12和閘極驅動電路13的驅動時序的時序控制器11。
儘管未在圖1中詳細示出，參照圖1，顯示面板10包括彼此面對並結合的一對基板（未示出），以及設置在該對基板之間的薄膜電晶體陣列和有機發光裝置陣列。例如，一對基板中的一個可以是薄膜電晶體陣列，其上設置有薄膜電晶體陣列。並且，一對基板中的另一個可以是封裝基板，其封裝設置在薄膜電晶體陣列上的有機發光裝置陣列。
顯示面板10的薄膜電晶體陣列基板包括基板，設置為在基板上沿第一方向（圖1中的左右方向）延伸的第一和第二掃描線15a、15b，以及設置的數據線14沿第二方向（圖1中的上下方向）延伸。同時，對應於多個像素PXL的像素區域可以被定義為第一和第二掃描線15a、15b之一與數據線14之間的交叉區域。這些像素區域以矩陣形式設置在顯示實際顯示圖像的區域。
並且，顯示面板10的薄膜電晶體陣列基板包括用於將第一驅動源EVDD提供給多個像素PXL的第一源極線（未示出），以及低於第一驅動源EVDD的用於提供第二驅動源EVSS的第二源極線（未示出）。
定時控制器11根據顯示面板10的分辨率重新排列從外部接收的數字視頻數據RGB，並將重新排列的數字視頻數據RGB'提供給數據驅動電路12。
並且，時序控制器11提供用於控制數據驅動電路12的操作時序的數據控制信號DDC和用於基於諸如垂直同步的各種時序信號控制閘極驅動電路13的操作時序的閘極控制信號GDC。 信號Vsync，水平同步信號Hsync，點時鐘信號DCLK，數據使能信號DE等。
數據驅動電路12基於數據控制信號DDC將重新排列的數字視頻數據RGB'轉換為模擬數據電壓。 並且，數據驅動電路12基於重新排列的數字視頻數據RGB'在各個水平周期期間將數據信號VDATA提供給各個水平線的像素。
閘極驅動電路13可以基於閘極控制信號GDC產生第一和第二掃描信號SCAN1、SCAN2。 閘極驅動電路13可以將第一和第二掃描信號SCAN1、SCAN2順序地提供給多條水平線。 同時，在每個水平周期期間，閘極驅動電路13將第一掃描信號SCAN1提供給第一掃描線15a，並將第二掃描信號SCAN2提供給第二掃描線15b。
根據面板閘極驅動器（GIP）方法，該閘極驅動電路13可以設置在顯示面板10的非顯示區域中。
接下來，將參照圖2-5，更詳細地解釋根據本發明第一實施例的薄膜電晶體陣列基板。
圖2是示出與根據本發明第一實施例的有機發光顯示裝置中的一個像素相對應的等效電路的圖。圖3是示出圖2的薄膜電晶體陣列基板具有第一、第二和第三薄膜電晶體和電容器。圖4是沿圖3中A-A'線的剖視圖。圖5是沿圖3中B-B'線的剖視圖。
如圖2所示，在根據本發明第一實施例的有機發光顯示裝置中，每個像素PXL包括有機發光裝置OLED，用於向有機發光裝置OLED提供驅動電流的第一薄膜電晶體T1電容器Cst和第二薄膜電晶體T2與第一薄膜電晶體T1的閘極連接，第三薄膜電晶體T3與電容器Cst連接。
第一薄膜電晶體T1在提供第一驅動源EVDD的第一源極線和提供第二驅動源EVSS的第二源極線之間與有機發光裝置OLED串聯連接。
也就是說，第一薄膜電晶體T1的源極和汲極中的一個與提供第一驅動源EVDD的第一源極線連接，而另一個與有機發光裝置OLED的陽極電極連接。並且，有機發光裝置OLED的陰極電極與提供第二驅動源EVSS的第二源極線連接。
電容器Cst連接在第一薄膜電晶體T1的閘極和第三薄膜電晶體之間。電容器Cst由通過導通的第三薄膜電晶體T3提供的數據電壓VDATA充電。
提供第二薄膜電晶體T2以補償第一薄膜電晶體T1的閾值電壓。也就是說，提供第二薄膜電晶體T2以防止提供給有機發光裝置OLED的驅動電流受到第一薄膜電晶體T1的閾值電壓的影響。
第二薄膜電晶體T2可以連接在第一薄膜電晶體T1的源極和汲極之間，第一薄膜電晶體T1與有機發光裝置OLED連接，第一薄膜電晶體T1的閘極與第一薄膜電晶體T1的閘極連接。並且，第二薄膜電晶體T2的閘極與提供第二掃描信號SCAN2的第二掃描線15b連接。
也就是說，第二薄膜電晶體T2的源極和汲極中的一個與第一薄膜電晶體T1的閘極和電容器Cst之間的第一節點N1連接，而另一個與第二薄膜電晶體T1的第一節點N1連接。第一薄膜電晶體T1和有機發光裝置OLED之間的節點N2。當基於第二掃描信號SCAN2接通第二薄膜電晶體T2時，第二薄膜電晶體T2將第一節點N1與第二節點N2連接。
提供第三薄膜電晶體T3以將用於驅動第一薄膜電晶體T1的數據信號提供給電容器Cst並提供給與電容器Cst連接的第一薄膜電晶體T1的閘極。
第三薄膜電晶體T3連接在提供數據信號VDATA的數據線14和電容器Cst之間。也就是說，第三薄膜電晶體T3的源極和汲極中的一個與提供數據信號VDATA的數據線14連接，而另一個與電容器Cst連接。並且，第三薄膜電晶體T3的閘極與提供第一掃描信號SCAN1的第一掃描線15a連接。當第三薄膜電晶體T3基於第一掃描信號SCAN1導通時，它將數據信號VDATA提供給電容器Cst。
在如上所述的具有第一、第二和第三薄膜電晶體T1、T2、T3的薄膜電晶體陣列基板中，可以減小各個像素區域的尺寸，這導致有機發光顯示裝置的高分辨率。在這種情況下，隨著為各個薄膜電晶體分配的面積減小，薄膜電晶體的一些特性會降低。例如，可以增加漏電流。
作為另一示例，在第二薄膜電晶體T2中可以容易地產生漏電流，這導致第一薄膜電晶體T1導通並引起有機發光裝置OLED的故障。
為了防止這種情況，第二薄膜電晶體T2可以包括由氧化物半導體材料製成的主動層，其具有比低溫多晶矽半導體（LTPS）材料更好的漏電流抑制特性。
另一方面，第三薄膜電晶體T3可以包括由低溫多晶矽半導體（LTPS）材料製成的主動層，以加速對ON-OFF切換的響應時間。
並且，根據第一實施例，與第三薄膜電晶體T3的情況一樣，第一薄膜電晶體T1可以包括由LTPS製成的主動層。
在這種情況下，為了簡化製程，包括由LTPS製成的主動層的第一和第三薄膜電晶體T1，T3可以實現為PMOS電晶體，而包括由氧化物半導體製成的主動層的第二薄膜電晶體T2 材料可以實現為NMOS電晶體。
如圖3所示，根據本發明第一實施例的薄膜電晶體陣列基板100包括設置在各個像素區域中的第一，第二和第三薄膜電晶體T1、T2、T3和電容器Cst。
並且，薄膜電晶體陣列基板100還可以包括沿第一方向（圖3中的左右方向）的第一和第二掃描線15a、15b，以及沿第二方向的數據線14和第一源極線16 （圖3中的上下方向）。
此外，薄膜電晶體陣列基板100還可包括用於連接第三薄膜電晶體T3和電容器Cst的第一連接圖案151，用於連接第二薄膜電晶體T2和電容器Cst的第二連接圖案152，以及第三連接圖案153，用於連接第一薄膜電晶體T1和第二薄膜電晶體T2。
第一薄膜電晶體T1的主動層112的兩端分別與第一源極線16和第二薄膜電晶體T2連接。
第二薄膜電晶體T2的主動層131的兩端分別與第一薄膜電晶體T1和電容器Cst連接。 第二薄膜電晶體T2的閘極由第二掃描線15b的與第二薄膜電晶體T2的主動層131的一部分重疊的部分形成。
第三薄膜電晶體T3的主動層111的兩端分別與數據線14和電容器Cst連接。 第三薄膜電晶體T3的閘極由第一掃描線15a的與第三薄膜電晶體T3的主動層111的一部分重疊的部分形成。
電容器Cst包括彼此重疊的第一和第二電容器電極121、141。
第一電容器電極121通過第二連接圖案152與第二薄膜電晶體T2連接。並且，第一電容器電極121的與第一薄膜電晶體T1的主動層112的一部分重疊的部分， 用作第一薄膜電晶體T1的閘極。 因此，第一薄膜電晶體T1的閘極，第一電容器電極121和第二薄膜電晶體T2連接的第二連接圖案152對應於圖2中的第一節點N1。
第二電容器電極141經由第一連接圖案151與第三薄膜電晶體T3連接。
並且，電容器孔Cst_H設置在第一電容器電極121和第二電容器電極141彼此重疊的區域的一部分中。
如圖4所示，薄膜電晶體陣列基板100包括覆蓋基板101的表面的緩衝膜102，設置在緩衝膜102上的第三薄膜電晶體T3的主動層111，覆蓋主動層的第一閘極絕緣膜103第三薄膜電晶體T3的111，第三薄膜電晶體T3的閘極15a，第一閘極絕緣膜103，第一電容器電極121，電容器Cst，設置在第一閘極絕緣膜103上並與第一閘極絕緣膜103隔開第三薄膜電晶體T3的閘極15a，覆蓋第三薄膜電晶體T3的閘極15a和電容器Cst的第一電容電極121的第二柵絕緣膜104，電容器孔Cst_H，其對應於一部分第一電容器電極121穿過第二閘極絕緣膜104，第二薄膜電晶體T2的主動層131設置在第二閘極絕緣膜104上，第二薄膜電晶體T2的閘極15b設置在覆蓋第二閘極絕緣膜104的主動層131的一部分的中間絕緣膜105上，電容器Cst的第二電容器電極141設置在中間絕緣膜105上並且與第一電容器電極121重疊，覆蓋主動層131的層間絕緣膜106和第二薄膜電晶體T2的閘極15b和電容器Cst的第二電容器電極142，數據線14和第一源極線如圖16所示，設置在層間絕緣膜106上，以及第一，第二和第三連接圖案151、152、153。在配置A中，反向的靜止流體泵送裝置207迫使流體從開口13朝向流體感測器300流動。在這種配置中，靜止流體泵送裝置207的冷側位於區域209中，面向殼體2中的開口13，移動裝置207的熱側位於區域211中，面向流體感測器300。
換句話說，第三薄膜電晶體T3包括設置在基板101或緩衝膜102上的主動層111，以及設置在第一閘極絕緣膜103上並由第一掃描線15a的一部分製成的閘極15a其與主動層111的一部分重疊。
這裡，設置在基板101或緩衝膜102上的主動層111可以由低溫多晶（LTPS）材料製成。並且，主動層111包括與閘極15a重疊的溝道區111a，以及設置在溝道區111a兩側的源極111b和汲極111c。第三薄膜電晶體T3的源極和汲極分別對應於主動層111的源極111b和汲極111c。例如，主動層111的源極111b和汲極111c可以是摻雜劑摻雜到高於溝道區111a的濃度的區域。第5圖示出了流程圖150，根據本發明第四實施例的用於在便攜式電子設備中移動流體的方法中的步驟。已經在圖1至圖4中示出的實施例一至三中使用的具有相同附圖標記的元件將不再詳細描述，而是參考上面的描述。
並且，第三薄膜電晶體T3的源極111b和汲極111c中的一個（圖4中的源極111b）可以與設置在層間絕緣膜106上的數據線14連接，而另一個（汲極）圖4中的電極111c可以通過設置在層間絕緣膜106上的第一連接圖案151與電容器Cst的第二電容器電極141連接。
電容器Cst設置在第一閘極絕緣膜102上，並包括與第一掃描線15a間隔開的第一電容器電極121和至少設置在中間絕緣膜105上並與第一電容器重疊的第二電容器電極141此外，根據本發明第一實施例的電容器Cst包括電容器孔Cst_H，其對應於第一和第二電容器電極121、141之間的重疊區域的一部分並且穿透第二閘極絕緣膜104。
第一電容器電極121的一部分用作第一薄膜電晶體T1的閘極，第二電容器電極141通過設置在層間絕緣膜106上的第一連接圖案151與第三薄膜電晶體T3連接。
第二電容器電極141下方的中間絕緣膜105設置在第二閘極絕緣膜104上。因此，第二電容器電極141的與電容器孔Cst_H對應的部分僅與中間絕緣膜105重疊，而其餘部分重疊。使用第二閘極絕緣膜104和中間絕緣膜105.即，設置在第二電容器電極141下面的與電容器孔Cst_H對應的中間絕緣膜105的一部分與第一和第二電容器電極121、141接觸。
類似地，僅中間絕緣膜105設置在第一和第二電容器電極121、141之間的重疊區域的與電容器孔Cst_H對應的部分中。同時，由第一和第二電容器電極121、141產生的電容器Cst的電容與第一和第二電容器電極121、141之間的分隔距離成反比。結果，當電容器孔的面積時在第一和第二電容器電極121、141之間僅設置中間絕緣膜105的Cst_H增加，即使在有限的區域內也可以增加電容器Cst的電容。
第二薄膜電晶體T2包括設置在第二閘極絕緣膜104上的主動層131，第二閘極絕緣膜104覆蓋第三薄膜電晶體T3的閘極15a和電容器Cst的第一電容器電極121，以及設置在第二薄膜電晶體T2上的閘極15b。中間絕緣膜105覆蓋主動層131的一部分並且由第二掃描線15b的與主動層131的部分重疊的部分製成。
設置在第二閘極絕緣膜104上的主動層131可以由氧化物半導體材料製成。並且，主動層131包括與閘極15b重疊的溝道區131a，以及設置在溝道區131a兩側的源極131b和汲極131c。第二薄膜電晶體T2的源極和汲極分別對應於主動層131的源極131b和汲極131c。例如，主動層131的源極131b和汲極131c可以是被處理以比溝道區131a傳導更多電的區域。
第二薄膜電晶體T2的源極131b和汲極131c中的一個（圖4中的源極131b）通過設置在層間絕緣膜106上的第二連接圖案152與第一電容器電極121連接，同時另一個（圖4中的汲極131c）通過設置在層間絕緣膜106上的第三連接圖案153與第一薄膜電晶體T1的主動層112連接。
並且，如圖5所示，第一薄膜電晶體T1包括設置在基板101或緩衝膜102上的主動層112，以及設置在第一閘極絕緣膜103上並由第一電容器電極121的一部分重疊的閘極121具有主動層112的一部分。
以與第三薄膜電晶體T3的主動層111類似的方式，第一薄膜電晶體T1的主動層112可以由LTPS製成。並且，主動層112包括與閘極121重疊的溝道區112a，以及設置在溝道區112a兩側的源極112b和汲極112c。第一薄膜電晶體T1的源極和汲極分別對應於主動層112的源極112b和汲極112c。例如，主動層112的源極112b和汲極112c可以是摻雜劑摻雜到高於溝道區112a的濃度的區域。
並且，第一薄膜電晶體T1的源極112b和汲極112c中的一個（圖5中的源極112b）可以與設置在層間絕緣膜106上的第一源極線16連接，而另一個（圖5中的汲極112c可以通過設置在層間絕緣膜106上的第三連接圖案153與第二薄膜電晶體T2連接。第7圖示出了根據本發明第六實施例的流體傳感裝置107的方塊圖。已經在實施例一至五中描述並在第1至6圖中示出的具有相同附圖標記的元件將不再詳細描述，而是參考上面的描述 。
如上所述，根據本發明的第一實施例，第一、第二和第三薄膜電晶體T1、T2、T3的第三薄膜電晶體T3包括設置在基板101上的主動層111和閘極電極15a設置在覆蓋主動層111的第一閘極絕緣膜103上，第二薄膜電晶體T2包括設置在覆蓋第三薄膜電晶體T3的閘極15a的第二閘極絕緣膜104上的主動層131和閘極15b設置在覆蓋主動層131的一部分的中間絕緣膜105上。並且，電容器Cst形成在設置在第一閘極絕緣膜103上的第一電容器電極121和設置在第二閘極絕緣膜104上的第二電容器電極141之間的重疊區域處。
以這種方式，電容器Cst可以通過設置在與第三薄膜電晶體T3的閘極電極相同的層上的第一電容器電極121和設置在與第二薄膜電晶體T3的閘極電極相同的層上的第二電容器電極141來實現。薄膜電晶體T2。因此，可以簡化薄膜電晶體陣列基板100的結構，因為可以在不添加單獨的導電層的情況下實現電容器Cst。
而且，根據本發明的第一實施例，電容器Cst包括電容器孔Cst_H，其對應於第一和第二電容器電極121、141之間的重疊區域的一部分。同時，由於電容器孔Cst_H只有中間絕緣膜105設置在第一和第二電容器電極121、141之間。因此，電容器Cst的電容可以增加第一和第二電容器電極121、141之間的重疊區域的尺寸。因此，即使當分配給電容器Cst的面積減小時，像素區域的尺寸也減小，這使得電容器Cst的電容的減小最小化。結果，可以容易地製造高分辨率有機發光顯示裝置。
同時，根據第一實施例，為了防止由於有機發光裝置OLED的故障導致的顯示質量的下降，第一、第二和第三薄膜電晶體T1、T2、T3的第二薄膜電晶體T2是 形成在包括由氧化物半導體材料製成的主動層131的結構中。
或者，與第二薄膜電晶體T2的情況一樣，向有機發光裝置OLED提供驅動電流的第一薄膜電晶體T1也可以形成為包括由氧化物半導體材料製成的主動層112的結構。
下面，參照圖6-9說明根據第二實施例的薄膜電晶體陣列基板。根據第二實施例的薄膜電晶體陣列基板包括以包括由氧化物半導體材料製成的主動層的結構形成的第一和第二薄膜電晶體T1、T2。
圖6是示出與根據本發明第二實施例的有機發光顯示裝置中的一個像素相對應的等效電路的圖。圖7是示出圖6的薄膜電晶體陣列基板的示例圖，薄膜電晶體具有第一、第二和第三薄膜電晶體和電容器。圖8是沿圖7的C-C'線的剖視圖。圖9是沿圖7的D-D'線的剖視圖。
如圖6所示，根據本發明第二實施例的有機發光顯示裝置具有與圖1所示第一實施例相同的結構。除了對應於各個像素PXL的電容器Cst連接在第一和第二節點N1，N2之間，並且第二薄膜電晶體T2連接在第三節點N3之間，第一源極線16和第一薄膜之間電晶體T1和第一節點N1。因此，以下將省略重複說明。
更具體地，根據第二實施例，第一薄膜電晶體T1的源極和汲極中的一個與提供第一驅動源EVDD的第一源極線連接，而另一個發光裝置OLED與有機電極的陽極連接。並且，有機發光裝置OLED的陰極電極與提供第二驅動源EVSS的第二源極線連接。
電容器Cst連接在第一薄膜電晶體T1的源極和汲極之間，第一薄膜電晶體T1與有機發光裝置OLED和第一薄膜電晶體T1的閘極連接。也就是說，電容器Cst的第一和第二電容器電極中的一個與第一薄膜電晶體T1的閘極和第三薄膜電晶體T3之間的第一節點N1連接，而另一個與第二節點連接。在第一薄膜電晶體T1和有機發光裝置OLED之間的N2。
第二薄膜電晶體T2連接在第一薄膜電晶體T1的源極和汲極中的另一個之間，第一薄膜電晶體T1與第一源極線16和第一薄膜電晶體T1的閘極連接。並且，第二薄膜電晶體T2的閘極與提供第二掃描信號SCAN2的第二掃描線15b連接。
也就是說，第二薄膜電晶體T2的源極和汲極中的一個與第一薄膜電晶體T1的閘極和第一源極線16之間的第三節點N3連接，而另一個與第一薄膜電晶體T1的閘極連接。第一節點N1。當第二薄膜電晶體T2基於第二掃描信號SCAN2導通時，它將第一節點N1與第三節點N3連接。
第三薄膜電晶體T3連接在提供數據信號VDATA的數據線14和第一節點N1之間。 也就是說，第三薄膜電晶體T3的源極和汲極中的一個與提供數據信號VDATA的數據線14連接，而另一個與第一節點N1連接。 並且，第三薄膜電晶體T3的閘極與提供第一掃描信號SCAN1的第一掃描線15a連接。 當基於第一掃描信號SCAN1接通第三薄膜電晶體T3時，它將數據信號VDATA提供給第一節點N1。
如圖7所示，根據本發明第二實施例的薄膜電晶體陣列基板100'包括設置在各個像素區域中的第一、第二和第三薄膜電晶體T1、T2、T3和電容器Cst。更具體地，它與圖1中的第一實施例不同。如圖3所示，根據第二實施例的第一薄膜電晶體T1的主動層132設置在與第二薄膜電晶體T2的主動層131相同的層上。
並且，薄膜電晶體陣列基板100'還可以包括沿第一方向（圖7中的左右方向）的第一和第二掃描線15a、15b，以及第二方向上的數據線14和第一源線16（圖7中的上下方向）。此外，薄膜電晶體陣列基板100'還可包括將第二和第三薄膜電晶體T2，T3與電容器Cst連接的第四連接圖案154和將第一薄膜電晶體T1與電容器Cst連接的第五連接圖案155。
第一薄膜電晶體T1的主動層132的兩端分別與第一源極線16和電容器Cst連接。
第二薄膜電晶體T2的主動層131的兩端分別與第一源極線16和數據線14連接。第二薄膜電晶體T2的閘極由第二掃描線15b的與第二薄膜電晶體T2的主動層131的一部分重疊的部分形成。
第三薄膜電晶體T3的主動層111的兩端分別與數據線14和第二薄膜電晶體T2連接。第三薄膜電晶體T3的閘極由第一掃描線15a的與第三薄膜電晶體T3的主動層111的一部分重疊的部分形成。
電容器Cst包括彼此重疊的第一和第二電容器電極121、141。
第一電容器電極121通過第五連接圖案155與第一薄膜電晶體T1和有機發光裝置OLED之間的第二節點（圖6中的N2）連接。
第二電容器電極141通過第四連接圖案154與第一薄膜電晶體T1的閘極，第二薄膜電晶體T2和第三薄膜電晶體T3之間的第一節點（圖6中的N1）連接。並且，第二電容器電極141的與第一薄膜電晶體T1的主動層132的一部分重疊的部分用作第一薄膜電晶體T1的閘極。
並且，電容器孔Cst_H設置在第一電容器電極121和第二電容器電極141彼此重疊的區域的一部分中。
如圖8所示，薄膜電晶體陣列基板100'包括覆蓋基板101表面的緩衝膜102，設置在緩衝膜102上的第三薄膜電晶體T3的主動層111，覆蓋主動層的第一閘極絕緣膜103第三薄膜電晶體T3的層111，設置在第一閘極絕緣膜103上的第三薄膜電晶體T3的閘極15a，設置在第一閘極絕緣膜103上的電容器Cst的第一電容器電極121並且間隔開從第三薄膜電晶體T3的閘極15a，第二閘極絕緣膜104覆蓋第三薄膜電晶體T3的閘極15a和電容器Cst的第一電容器電極121，電容器孔Cst_H對應於第一電容器電極121的一部分穿透第二閘極絕緣膜104，電容器Cst的第二電容器電極141設置在中間絕緣膜10上在圖5中示出並與第一電容器電極121重疊。
並且，如圖9所示，薄膜電晶體陣列基板100'還包括第二薄膜電晶體T2的主動層131和設置在第二閘極絕緣膜104上的第一薄膜電晶體T1的主動層132，閘極電極15b。第二薄膜電晶體T2設置在中間絕緣膜105上，覆蓋第二薄膜電晶體T2的主動層131的一部分，第二薄膜電晶體T1的閘極141設置在中間絕緣膜105上，覆蓋一部分第一薄膜電晶體T1的主動層132的一部分。
而且，如圖8和圖9所示，薄膜電晶體陣列基板100'還包括層間絕緣膜106，層間絕緣膜106覆蓋第二薄膜電晶體T2的主動層131和閘極15b以及電容器Cst的第二電容器電極141，數據線14和第一源極線16設置在層間絕緣膜106上，以及第四和第五連接圖案154、155。
如圖8和圖9所示，根據第二實施例100'的第二和第三薄膜電晶體T2、T3具有與圖1所示的第一實施例100相同的結構。因此，下面將省略重複說明。
根據第二實施例100'，電容器Cst設置在第一閘極絕緣膜102上，並包括與第一掃描線15a間隔開的第一電容器電極121和至少設置在中間絕緣體上的第二電容器電極141。根據本發明第二實施例的電容器Cst包括電容器孔Cst_H，其對應於第一和第二電容器電極121、141之間的重疊區域的一部分，並且與第一電容器電極121重疊。穿透第二閘極絕緣膜104。
如圖9所示，第一電容器電極121通過設置在層間絕緣膜106上的第五連接圖案155與第一薄膜電晶體T1和有機發光裝置OLED之間的第二節點（圖6中的N2）連接。
如圖8所示，第二電容器電極141的一部分用作第一薄膜電晶體T1的閘極。並且，參照圖7和圖8，第二電容器電極141經由設置在層間絕緣膜106上的第四連接圖案154與第二和第三薄膜電晶體T2、T3之間的第一節點N1連接。
與第一實施例100的情況一樣，根據第二實施例100'的電容器Cst包括電容器孔Cst_H，其對應於第一和第二電容器電極121、141之間的重疊區域的一部分並且穿透第二閘極絕緣體因此，即使在有限的區域內，也可以增加電容器的電容。
如圖9所示9，根據第二實施例100'，對於第二薄膜電晶體T2的情況，第一薄膜電晶體T1包括設置在第二閘極絕緣膜104上的主動層132，覆蓋第三薄膜的閘極15a薄膜電晶體T3和電容器Cst的第一電容器電極121，以及設置在覆蓋主動層132的一部分的中間絕緣膜105上的閘極141，並且由與第二電容器電極141的一部分重疊的部分製成主動層132的一部分。
以與第二薄膜電晶體T2的主動層131類似的方式，第一薄膜電晶體T1的主動層132可以由氧化物半導體材料製成。並且，主動層132包括與閘極141重疊的溝道區132a，以及設置在溝道區132a兩側的源極132b和汲極132c。第一薄膜電晶體T1的源極和汲極分別對應於主動層132的源極132b和汲極132c。例如，主動層132的源極132b和汲極132c可以是被處理以比溝道區132a傳導更多電的區域。
並且，第一薄膜電晶體T1的源極132b和汲極132c中的一個（圖9中的源極132b）可以與設置在層間絕緣膜106上的第一源極線16連接，而另一個（ 圖9中的汲極132c可以通過設置在層間絕緣膜106上的第五連接圖案155與電容器Cst的第一電容器電極121和有機發光裝置（圖6中的OLED）連接。如上所述，根據本發明的第二實施例，向有機發光裝置OLED提供驅動電流的第一薄膜電晶體T1形成為包括由氧化物製成的主動層132的結構。 半導體材料。 因此，可以減小第一薄膜電晶體T1的電流 - 電壓特性曲線的斜率，這導致容易控制各個像素PXL的灰度級。
下面，將參照圖10-20說明根據本發明第二實施例的製造薄膜電晶體陣列基板的方法。
圖10-20示出根據本發明第二實施例的製造薄膜電晶體陣列基板的方法的步驟。
如圖10和圖11所示，緩衝膜102設置在基板101的一個表面上。然後，第三薄膜電晶體的主動層111設置在緩衝膜102上，並且設置第一閘極絕緣膜103以覆蓋主動層第三薄膜電晶體111。
隨後，第一掃描線15a和第一電容器電極121設置在第一閘極絕緣膜103上。這裡，第一掃描線15a的與第三薄膜電晶體的主動層111重疊的部分用作閘極第三薄膜電晶體的電極（圖11中的15a）。
然後，在使用第三薄膜電晶體（圖11中的15a）的閘極作為掩模的同時，對第三薄膜電晶體的主動層111執行摻雜劑注入製程。結果，第三薄膜電晶體的主動層111具有包括與閘極15a重疊的溝道區111a，以及設置在溝道區111a兩側的源極111b和汲極111c的結構。
如圖12和圖13所示，設置第二閘極絕緣膜104以覆蓋第三薄膜電晶體的閘極電極15a和第一電容器電極121。然後，設置電容器孔Cst_H以穿透第二閘極絕緣膜104以暴露部分第一電容器電極121。
隨後，第二薄膜電晶體的主動層131和第一薄膜電晶體的主動層132設置在第二閘極絕緣膜104上。
接下來，在第二薄膜電晶體的主動層131和第一薄膜電晶體的主動層132上順序層疊的絕緣膜（未示出）和導電層（未示出）作為整體被圖案化。
通過這樣做，如圖14和圖15所示，設置中間絕緣膜105以及設置在中間絕緣膜上的第二掃描線15b和第二電容器電極141。
第二掃描線15b的與第二薄膜電晶體的主動層131重疊的部分用作第二薄膜電晶體（圖15中的15b）的閘極。
第二電容器電極141的與第一薄膜電晶體的主動層132重疊的部分用作第一薄膜電晶體（圖15中的141）的閘極。
也就是說，如圖15所示，覆蓋第二薄膜電晶體的主動層131的一部分的中間絕緣膜105以及設置在層間絕緣膜上的第二薄膜電晶體（圖15中的15b）的閘極和中間層提供覆蓋第一薄膜電晶體的主動層131的一部分的絕緣膜105以及設置在層間絕緣膜上的第一薄膜電晶體（圖15中的141）的閘極。
如圖16所示，在使用第一和第二薄膜電晶體的閘極141、15b作為掩模的同時，對第一和第二薄膜電晶體的主動層132、131執行導電製程。結果，第一薄膜電晶體的主動層132具有包括溝道區132a的結構，溝道區132a與閘極141重疊，並且源極132b和汲極132c設置在溝道區132a的兩側。 。另外，第二薄膜電晶體的主動層131具有包括與閘極15b重疊的溝道區131a，以及設置在溝道區131a兩側的源極131b和汲極131c的結構。
如圖17和圖18所示，提供層間絕緣膜106以覆蓋第一和第二薄膜電晶體的閘極141、15b，然後在層間絕緣膜106和第一和第二閘極絕緣的至少一個絕緣膜上進行圖案化。薄膜103、104至少包括層間絕緣薄膜106。
因此，多個接觸孔H1、H2、H3、H4、H5、H6被設置為對應於第一，第二和第三薄膜電晶體的主動層的源極和汲極。
如圖19和圖20所示，數據線14、第一源極線16，以及第四和第五連接圖案154、155設置在層間絕緣膜106上。
如上所述的本發明不限於所描述的實施例和附圖，並且對於相關領域的普通人來說顯而易見的是，在不脫離技術精神的情況下，可以進行各種替換，修改和變化。
圖1為繪示根據本發明的實施例的有機發光顯示裝置的圖。
圖2為繪示與根據本發明第一實施例的有機發光顯示裝置中的一個像素相對應的等效電路的圖。
圖3為繪示圖1的薄膜電晶體陣列基板的示例的圖。 圖2所示的薄膜電晶體具有第一、第二和第三薄膜電晶體和電容器。
圖4為繪示沿圖3中A-A'線的剖視圖。
圖5為繪示沿圖3中B-B'線的剖視圖。
圖6為繪示與根據本發明第二實施例的有機發光顯示裝置中的一個像素相對應的等效電路的圖。
圖7為繪示具有根據圖6的流體傳感裝置的組件的方塊圖。
圖8為繪示沿圖7的C-C'線的剖視圖。
圖9為繪示沿圖7的D-D'線的剖視圖。
圖10-20為繪示根據本發明第二實施例的製造薄膜電晶體陣列基板的方法的步驟的圖。

Claims (15)

  1. 一種薄膜電晶體陣列基板，具有一第一薄膜電晶體、一第二薄膜電晶體和一電容器，該第二薄膜電晶體和該電容器皆與該第一薄膜電晶體的一閘極連接，以及與該電容器連接之一第三薄膜電晶體，其中該薄膜電晶體陣列基板包括：一第一電容器電極，設置於覆蓋該第三薄膜電晶體的一主動層的一第一閘極絕緣膜上；一第二薄膜電晶體的一主動層，設置於覆蓋該第一電容器電極的一第二閘極絕緣膜上；一第二薄膜電晶體的一閘極，設置於覆蓋該第二薄膜電晶體的該主動層的一部分的一中間絕緣膜上；以及該電容器的一第二電容器電極，設置於該中間絕緣膜上並與該第一電容器電極重疊。
  2. 如請求項1所述的薄膜電晶體陣列基板，更包含：一第三薄膜電晶體的一閘極，設置於該第一閘極絕緣膜上並與該第三薄膜電晶體的該主動層的一部分重疊，其中該第一電容器電極與該第三薄膜電晶體的該閘極相隔開。
  3. 如請求項1所述的薄膜電晶體陣列基板，還包括一電容器孔，該電容器孔對應於該第一電容器電極和該第二電容器電極彼此重疊的一區域的一部份，並且穿透該第二閘極絕緣膜。
  4. 如請求項1所述的薄膜電晶體陣列基板，其中該第一電容器電極和該第二電容器電極之一連接該第一薄膜電晶體的該閘極。
  5. 如請求項1所述的薄膜電晶體陣列基板，該第一薄膜電晶體的該主動層與該第三薄膜電晶體的該主動層設置在同一層上，該第一薄膜電晶體的該閘極設置在該第一閘極絕緣膜且連接於該第一電容器電極。
  6. 如請求項4所述的薄膜電晶體陣列基板，該第一薄膜電晶體的該主動層設置在該第二閘極絕緣膜上，該第一薄膜電晶體的該閘極設置該中間絕緣薄膜上，該中間絕緣薄膜更覆蓋該第一薄膜電晶體的該主動層的一部分，且該第一薄膜電晶體的該閘極連接於該第二電容器電極。
  7. 如請求項4所述的薄膜電晶體陣列基板，其中該第三薄膜電晶體的該主動層由多晶矽半導體材料製成，並且該第二薄膜電晶體的該主動層由氧化物半導體材料製成。
  8. 一種有機發光顯示裝置，具有對應於各個像素區域的多個有機發光裝置，向該些有機發光裝置提供一驅動電流的一第一薄膜電晶體、一電容器和一第二薄膜電晶體，該第二薄膜電晶體和該電容器皆與該第一薄膜電晶體的一閘極電極連接，該第三薄膜電晶體與該電容器連接，更包含：該第三薄膜電晶體的一主動層設置在一基板上；一第一閘極絕緣膜，覆蓋該第三薄膜電晶體的該主動層;該第三薄膜電晶體的一閘極，設置在該第一閘極絕緣膜上，並與該第三薄膜電晶體的該主動層的一部分重疊；該電容器的一第一電容器電極，設置在該第一閘極絕緣膜上並與該第三薄膜電晶體的該閘極電極相隔開；一第二閘極絕緣膜，覆蓋該第三薄膜電晶體的該閘極和該電容器的該第一電容器電極；該第二薄膜電晶體的一主動層，設置在該第二閘極絕緣膜上;該第二薄膜電晶體的一閘極，設置在該中間絕緣膜上，覆蓋該第二薄膜電晶體的該主動層的一部分；以及該電容器的一第二電容器電極，設置在該中間絕緣膜上並與該第一電容器電極重疊。
  9. 如請求項8所述的有機發光顯示裝置，更包含一電容器孔，該電容器孔對應於該第一電容器電極和該第二電容器電極彼此重疊得該部分區域，並且穿透該第二閘極絕緣膜。
  10. 如請求項8所述的有機發光顯示裝置，其中該第一薄膜電晶體的該主動層設置於與該第三薄膜電晶體的該主動層相同的層上，並且該第一薄膜電晶體的該閘極設置於該第一閘極絕緣膜上並與該第一電容器電極連接。
  11. 如請求項10所述的有機發光顯示裝置，其中該第一薄膜電晶體的一源極和一汲極之中的一個與一第一源極線連接，而另一個與該有機發光裝置連接；其中該第二薄膜電晶體的一源極和一汲極之中的一個與該電容器和該第一薄膜電晶體的該閘極之間的一第一節點連接，而另一個與該第一薄膜電晶體和該有機發光裝置之間的一第二節點連接；其中該第三薄膜電晶體的一源極和一汲極之中的一個與一數據線連接，而另一個與該電容器的該第二電容器電極連接，其中該有機發光裝置的一陽極與該第二節點連接，而有機發光裝置的一陰極與一第二源極線連接。
  12. 如請求項8所述的有機發光顯示裝置，其中該第一薄膜電晶體的該主動層設置於該第二閘極絕緣膜上，該第一薄膜電晶體的該閘極設置在覆蓋了一部分該第一薄膜電晶體的該主動層的該中間絕緣膜上，並與該第二電容器電極連接。
  13. 如請求項12所述的有機發光顯示裝置，其中該第一薄膜電晶體的一源極和一汲極之中的一個與一第一源極線連接，而另一個與該有機發光裝置連接，其中該電容器的該第一電容器電極與該第一薄膜電晶體的該閘極和該第三薄膜電晶體中間的一第一節點連接，而該電容器的該第二電容器電極與該第一薄膜電晶體中間的一第二節點連接該有機發光裝置，其中該第二薄膜電晶體的一源極和一汲極之中的一個與該第一節點連接，而另一個與該第一源極線和該第一薄膜電晶體中間的一第三節點連接，其中該第三薄膜電晶體的一源極和一汲極之中的一個與一數據線連接，而另一個與該第一節點連接，其中該有機發光裝置的一陽極與該第二節點連接，而該有機發光裝置的一陰極與一第二源極線連接。
  14. 如請求項8所述的有機發光顯示裝置，更包含：一層間絕緣膜，覆蓋該第二薄膜電晶體的該閘極和該第二電容器電極，其中該第一源極線和該數據線設置在該層間絕緣膜上。
  15. 如請求項8所述的有機發光顯示裝置，其中該第三薄膜電晶體的該主動層由多晶矽半導體材料製成，該第二薄膜電晶體的該主動層由氧化物半導體材料製成。
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