薄膜晶體管基板及使用它的顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及在同一基板上具有兩種不同類型的薄膜晶體管的薄膜晶體管基板和 使用它的顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 如今，隨著信息社會(huì)的發(fā)展，對(duì)用于表現(xiàn)信息的顯示器的要求也越來(lái)越高。因此， 開發(fā)出各種平板顯示器（或"FPD")來(lái)克服陰極射線管（或"CRT")諸如重量重和體積大的 許多缺點(diǎn)。平板顯示裝置包括液晶顯示裝置（或"LCD")、等離子體顯示面板（或"PDP")、 有機(jī)發(fā)光顯示裝置（或"0LED")和電泳顯示裝置（或"ED")。
[0003] 平板顯示器的顯示面板可W包括薄膜晶體管基板，其具有分配在W矩陣方式排列 的每個(gè)像素區(qū)的薄膜晶體管。例如，液晶顯示裝置（或"LCD")通過用電場(chǎng)控制液晶層的光 傳遞性來(lái)表現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)。有機(jī)發(fā)光二極管示器通過在W矩陣方式布置的各像素（其中形成 有機(jī)發(fā)光二極管）中產(chǎn)生適當(dāng)控制的光，表示視頻數(shù)據(jù)，。
[0004] 作為自發(fā)光顯示裝置，有機(jī)發(fā)光二極管顯示裝置的優(yōu)點(diǎn)有響應(yīng)速度非?？?，亮度 非常高，W及視角大。使用具有良好的能量效率的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（或OL?。┛蒞 被分類成無(wú)源矩陣型有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（或PM0LED)和有源矩陣型有機(jī)發(fā)光二極管顯 示器（或AM0LED)。 陽(yáng)0化]隨著個(gè)人設(shè)備更加盛行，正在積極開發(fā)便攜式和/或可穿戴裝置。為了將顯示裝 置應(yīng)用于便攜式和/或可穿戴裝置，該裝置具有低功耗的特點(diǎn)。然而，使用迄今為止開發(fā)的 技術(shù)，得到具有優(yōu)異的低功耗性能的顯示器受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出用于平板顯示器的薄膜晶體管基板，其在同一基板上具有至少兩種特 性彼此不同的晶體管。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出用于平板顯示器的薄膜晶體管基板，其 具有由優(yōu)化的制造工藝和最少的掩模工藝制造的兩種不同類型的晶體管。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，薄膜晶體管基板包括：具有多晶半導(dǎo)體且設(shè)置在基板上 的第一薄膜晶體管（TFT)，W及具有氧化物半導(dǎo)體且設(shè)置在第一 TFT上的第二TFT。
[0008] 第二TFT可W與至少一部分的第一 TFT重疊。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，顯示裝置包括：顯示輸入圖像的顯示面板；和向顯示面 板寫入數(shù)據(jù)的顯示面板驅(qū)動(dòng)電路。
[0010] 顯示面板可W包括第一薄膜晶體管（TFT)和第二薄膜晶體管（TFT)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的用于平板顯示器的薄膜晶體管基板和使用它 的顯示器包括在同一基板上的兩種不同類型的薄膜晶體管，因此任何一種類型的薄膜晶體 管的缺點(diǎn)可通過另一種類型的薄膜晶體管來(lái)補(bǔ)償。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于兩種不同類型的TFT形成在同一基板上，任何一種TFT 的缺點(diǎn)可W通過另一種TFT來(lái)補(bǔ)償。特別是，在本發(fā)明中，可通過在OFF狀態(tài)具有低漏電流 特性的TFT來(lái)實(shí)現(xiàn)消耗更少功率并適合于便攜式和/或可穿戴/佩戴設(shè)備的顯示裝置。
[0013] 此外，在制造工藝期間通過實(shí)現(xiàn)雙光屏蔽層（或遮光層）而無(wú)需增加光掩模工藝 來(lái)構(gòu)圖單獨(dú)的遮光層，氧化物TFT的光學(xué)可靠性可W得到改進(jìn)且可W防止漏極誘發(fā)的勢(shì)壘 降低值IBL)。另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在制造過程中沒有必要增加光掩模工藝來(lái)構(gòu)圖單 獨(dú)的遮光層。
[0014] 此外，由于第一 TFT和第二TFT重疊，可W防止像素的孔徑比劣化。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 通過結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的W下描述，本發(fā)明的上述W及其它目的和特征將變 得顯而易見，其中：
[0016] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于平板顯示器的薄膜晶體管（TFT)基板的 橫截面圖。
[0017] 圖2A-2J是示出制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于平板顯示器的TFT基板的工藝 的流程圖。
[0018] 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于平板顯示器的薄膜晶體管（TFT)基板的 橫截面圖。
[0019] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第S實(shí)施例的用于平板顯示器的薄膜晶體管（TFT)基板的 橫截面圖。
[0020] 圖5是電路圖，示出通過組合第一和第二TFT實(shí)現(xiàn)像素的開關(guān)元件的例子。
[0021] 圖6是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明第一應(yīng)用實(shí)例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0022] 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二應(yīng)用實(shí)例，在邊緣場(chǎng)型液晶顯示器中包括的具有氧化 物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管基板的平面圖。
[0023] 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第二應(yīng)用實(shí)例，圖7的薄膜晶體管基板通過沿著線1-1' 切割的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
[0024] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第=應(yīng)用實(shí)例的具有有源開關(guān)元件如薄膜晶體管的用 于有源矩陣型有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)平面圖。
[0025] 圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第S應(yīng)用實(shí)例，沿圖9的切割線11-11'的有機(jī)發(fā)光二極 管顯示器的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
[00%] 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第四應(yīng)用實(shí)例的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的結(jié)構(gòu)的放大的 平面圖。
[0027] 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第四應(yīng)用實(shí)例，沿圖11的切割線III-Iir的有機(jī)發(fā)光二 極管顯示器的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。 具體實(shí)施例
[0028] 參照附圖，將解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在整個(gè)詳細(xì)描述中，相同的參考標(biāo)記表示 相同的元件。然而，本發(fā)明并不受運(yùn)些實(shí)施例的限制，而可W適用于各種改變或修改而不改 變技術(shù)精神。在W下的實(shí)施例中，為了便于解釋而選擇元素的名稱，因此可能與實(shí)際名稱不 同。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的用于平板顯示器的薄膜晶體管基板包括在同一基板上布置在第一 區(qū)域中的第一薄膜晶體管W及布置在第二區(qū)域中的第二薄膜晶體管?；蹇蒞包括顯示區(qū) 和非顯示區(qū)。在顯示區(qū)中，多個(gè)像素區(qū)W矩陣的方式排列。在一個(gè)像素區(qū)中布置顯示元件。 在圍繞顯示區(qū)的非顯示區(qū)中，布置用于驅(qū)動(dòng)在像素區(qū)中的顯示元件的驅(qū)動(dòng)元件。
[0030] 運(yùn)里，第一區(qū)域可W是在非顯示區(qū)，而第二區(qū)域可W是顯示區(qū)的一些部分或所有 部分。在運(yùn)種情況下，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管可W布置成彼此分開?；蛘撸谝?區(qū)域和第二區(qū)域可W被包括在顯示區(qū)中。尤其是，對(duì)于在一個(gè)像素區(qū)中布置多個(gè)薄膜晶體 管的情況下，第一薄膜晶體管和第二薄膜晶體管可緊密地布置。
[0031] 因?yàn)槎嗑О雽?dǎo)體材料具有高遷移率（IOOcm2As W上）W及低能耗的特性，并且具 有高可靠性，它適合應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)顯示元件的驅(qū)動(dòng)器1C，例如柵極驅(qū)動(dòng)器和/或多路復(fù)用器 (或"MUX")。此外，它可W應(yīng)用于布置在有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的像素區(qū)中的驅(qū)動(dòng)薄膜晶 體管。
[0032] 因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體材料具有低的截止電流，它適合應(yīng)用于像素區(qū)中的開關(guān)薄膜晶 體管（TFT)(或開關(guān)元件）的溝道層，其中，ON時(shí)間周期很短但OFF時(shí)間周期長(zhǎng)。截止電流 是晶體管處于OFF狀態(tài)時(shí)流過晶體管的漏電流。另外，因?yàn)榻刂闺娏鞯?，像素電壓的保持時(shí) 間可能很長(zhǎng)，因此，優(yōu)選的是應(yīng)用要求低頻驅(qū)動(dòng)和/或低功耗的顯示器。通過布置運(yùn)兩種不 同類型的薄膜晶體管，本發(fā)明提出具有用于便攜式和/或可穿戴/佩戴式顯示器的最優(yōu)化 功能和特性的薄膜晶體管基板。由于具有氧化物半導(dǎo)體層的TFT具有低截止電流，可W顯 著地減少待機(jī)功耗，并且在低速驅(qū)動(dòng)或W低刷新率驅(qū)動(dòng)時(shí)，功耗可被減至最小。
[0033] 當(dāng)使用多晶半導(dǎo)體材料形成半導(dǎo)體層時(shí)，需要滲雜工藝和高溫處理工藝。與此相 反，當(dāng)使用氧化物半導(dǎo)體材料形成半導(dǎo)體層時(shí)，它是在相對(duì)較低溫度的工藝中進(jìn)行。因此， 優(yōu)選的是，首先進(jìn)行在更苛刻的熱條件下的多晶半導(dǎo)體層的形成，然后形成氧化物半導(dǎo)體 層。
[0034] 當(dāng)柵極驅(qū)動(dòng)電路（或柵極驅(qū)動(dòng)器）被布置在顯示基板的非顯示區(qū)內(nèi)時(shí)，第一和第 二TFT可W形成為在C-MOS型薄膜晶體管。例如，具有多晶半導(dǎo)體層的P-MOS型薄膜晶體 管和N-MOS型薄膜晶體管被布置在位于非顯示區(qū)的柵極驅(qū)動(dòng)器中。在運(yùn)種情況下，為了形 成用于N-MOS型薄膜晶體管的低密度滲雜區(qū)（或者LDD區(qū)），可能需要許多光掩模工藝。運(yùn) 里，具有多晶半導(dǎo)體材料的N-MOS型薄膜晶體管可替換為具有氧化物半導(dǎo)體材料的薄膜晶 體管。運(yùn)樣，可W不需要L孤區(qū)，并且可W簡(jiǎn)化和/或減少總的光掩模工藝。
[0035] 參照?qǐng)D1，將解釋本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于 平板顯示器的薄膜晶體管基板的結(jié)構(gòu)的橫截面圖。運(yùn)里，將用橫截面圖進(jìn)行說(shuō)明，運(yùn)主要是 因?yàn)樗宄厥境隽吮景l(fā)明的主要特征，為了方便，不使用平面圖。
[0036] 參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于平板顯示器的薄膜晶體管（TFT)包括布 置在基板SUBS上的第一 TFT Tl和第二TFT T2。
[0037] 第一TFTTl和第二TFTT2可W具有如圖1所示的共面結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不限于 此。例如，第一TFTTl和第二TFTT2可W被制造為底柵結(jié)構(gòu)和頂柵結(jié)構(gòu)垂直組合的結(jié)構(gòu)。 陽(yáng)03引第一TFTTl的第一半導(dǎo)體圖案ACTl包括多晶半導(dǎo)體材料，例如低溫多晶娃。第 二TFTT2的第二半導(dǎo)體圖案ACT2包括氧化物半導(dǎo)體。氧化物半導(dǎo)體可包括InGaZnO系材 料，但是本發(fā)明不限于此，它可W是包括In、Ga、化、Al、Sn、Zr、Hf、01、Ni和化中的一種或 多種金屬的氧化物半導(dǎo)體。
[0039] 當(dāng)?shù)诙FT T2的氧化物半導(dǎo)體暴露于光時(shí)，可能生成漏電流并且驅(qū)動(dòng)特性嚴(yán)重退 化。需要光屏蔽層（或遮光層）來(lái)防止光照射到第二TFT T2。為此，在本發(fā)明中，將雙光屏 蔽層應(yīng)用于TFT基板W防止第二TFT T2暴露于光。
[0040] 在本發(fā)明中，第一光屏蔽層LSl形成在第一 TFT Tl和第二TFT T2之下。第一光 屏蔽層LSl阻擋光照射到第一 TFT Tl和第二TFT T2。
[0041] 在本發(fā)明中，第一TFTTl的漏極Dl和源極Sl中至少其一延伸到第二TFTT2的 下部，W便被用作第二TFTT2的第二光屏蔽層LS2。第一TFTTl的漏極Dl和源極Sl的至 少其一與第二光屏蔽層LS2集成。因此，第二TFTT2的至少一部分在基板SUBS的厚度方 向或垂直方向上與第一TFTTl重疊。在圖1中，第一TFTTl的源極Sl可W被用作第二光 屏蔽層LS2,但是本發(fā)明不限于此。第二光屏蔽層LS2延伸到第二TFTT2的下部，W阻擋光 入射到第二TFTT2。因此，在本發(fā)明中，第二TFTT2的光