薄膜晶体管基板及使用它的显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及在同一基板上具有两种不同类型的薄膜晶体管的薄膜晶体管基板和 使用它的显示装置。
【背景技术】
[0002] 如今，随着信息社会的发展，对用于表现信息的显示器的要求也越来越高。因此， 开发出各种平板显示器（或"FPD")来克服阴极射线管（或"CRT")诸如重量重和体积大的 许多缺点。平板显示装置包括液晶显示装置（或"LCD")、等离子体显示面板（或"PDP")、 有机发光显示装置（或"0LED")和电泳显示装置（或"ED")。
[0003] 平板显示器的显示面板可W包括薄膜晶体管基板，其具有分配在W矩阵方式排列 的每个像素区的薄膜晶体管。例如，液晶显示装置（或"LCD")通过用电场控制液晶层的光 传递性来表现视频数据。有机发光二极管示器通过在W矩阵方式布置的各像素（其中形成 有机发光二极管）中产生适当控制的光，表示视频数据，。
[0004] 作为自发光显示装置，有机发光二极管显示装置的优点有响应速度非常快，亮度 非常高，W及视角大。使用具有良好的能量效率的有机发光二极管显示器（或OL邸）可W 被分类成无源矩阵型有机发光二极管显示器（或PM0LED)和有源矩阵型有机发光二极管显 示器（或AM0LED)。 阳0化]随着个人设备更加盛行，正在积极开发便携式和/或可穿戴装置。为了将显示装 置应用于便携式和/或可穿戴装置，该装置具有低功耗的特点。然而，使用迄今为止开发的 技术，得到具有优异的低功耗性能的显示器受到限制。
【发明内容】
[0006] 本发明提出用于平板显示器的薄膜晶体管基板，其在同一基板上具有至少两种特 性彼此不同的晶体管。本发明的另一个目的是提出用于平板显示器的薄膜晶体管基板，其 具有由优化的制造工艺和最少的掩模工艺制造的两种不同类型的晶体管。
[0007] 根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板包括：具有多晶半导体且设置在基板上 的第一薄膜晶体管（TFT)，W及具有氧化物半导体且设置在第一 TFT上的第二TFT。
[0008] 第二TFT可W与至少一部分的第一 TFT重叠。
[0009] 根据本发明的另一方面，显示装置包括：显示输入图像的显示面板；和向显示面 板写入数据的显示面板驱动电路。
[0010] 显示面板可W包括第一薄膜晶体管（TFT)和第二薄膜晶体管（TFT)。
[0011] 根据本发明的实施例，根据本发明的用于平板显示器的薄膜晶体管基板和使用它 的显示器包括在同一基板上的两种不同类型的薄膜晶体管，因此任何一种类型的薄膜晶体 管的缺点可通过另一种类型的薄膜晶体管来补偿。
[0012] 根据本发明的实施例，由于两种不同类型的TFT形成在同一基板上，任何一种TFT 的缺点可W通过另一种TFT来补偿。特别是，在本发明中，可通过在OFF状态具有低漏电流 特性的TFT来实现消耗更少功率并适合于便携式和/或可穿戴/佩戴设备的显示装置。
[0013] 此外，在制造工艺期间通过实现双光屏蔽层（或遮光层）而无需增加光掩模工艺 来构图单独的遮光层，氧化物TFT的光学可靠性可W得到改进且可W防止漏极诱发的势垒 降低值IBL)。另外，在本发明的实施例中，在制造过程中没有必要增加光掩模工艺来构图单 独的遮光层。
[0014] 此外，由于第一 TFT和第二TFT重叠，可W防止像素的孔径比劣化。
【附图说明】
[0015] 通过结合附图对优选实施例的W下描述，本发明的上述W及其它目的和特征将变 得显而易见，其中：
[0016] 图1是示出根据本发明第一实施例的用于平板显示器的薄膜晶体管（TFT)基板的 横截面图。
[0017] 图2A-2J是示出制造根据本发明第一实施例的用于平板显示器的TFT基板的工艺 的流程图。
[0018] 图3是示出根据本发明第二实施例的用于平板显示器的薄膜晶体管（TFT)基板的 横截面图。
[0019] 图4是示出根据本发明第S实施例的用于平板显示器的薄膜晶体管（TFT)基板的 横截面图。
[0020] 图5是电路图，示出通过组合第一和第二TFT实现像素的开关元件的例子。
[0021] 图6是示意性地示出根据本发明第一应用实例的显示装置的结构的框图。
[0022] 图7是示出根据本发明第二应用实例，在边缘场型液晶显示器中包括的具有氧化 物半导体层的薄膜晶体管基板的平面图。
[0023] 图8是示出根据本发明的第二应用实例，图7的薄膜晶体管基板通过沿着线1-1' 切割的结构的横截面图。
[0024] 图9是示出根据本发明的第=应用实例的具有有源开关元件如薄膜晶体管的用 于有源矩阵型有机发光二极管显示器的一个像素的结构平面图。
[0025] 图10是示出根据本发明第S应用实例，沿图9的切割线11-11'的有机发光二极 管显示器的结构的横截面图。
[00%] 图11是示出根据本发明第四应用实例的有机发光二极管显示器的结构的放大的 平面图。
[0027] 图12是示出根据本发明第四应用实例，沿图11的切割线III-Iir的有机发光二 极管显示器的结构的横截面图。 具体实施例
[0028] 参照附图，将解释本发明的优选实施例。在整个详细描述中，相同的参考标记表示 相同的元件。然而，本发明并不受运些实施例的限制，而可W适用于各种改变或修改而不改 变技术精神。在W下的实施例中，为了便于解释而选择元素的名称，因此可能与实际名称不 同。
[0029] 根据本发明的用于平板显示器的薄膜晶体管基板包括在同一基板上布置在第一 区域中的第一薄膜晶体管W及布置在第二区域中的第二薄膜晶体管。基板可W包括显示区 和非显示区。在显示区中，多个像素区W矩阵的方式排列。在一个像素区中布置显示元件。 在围绕显示区的非显示区中，布置用于驱动在像素区中的显示元件的驱动元件。
[0030] 运里，第一区域可W是在非显示区，而第二区域可W是显示区的一些部分或所有 部分。在运种情况下，第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管可W布置成彼此分开。或者，第一 区域和第二区域可W被包括在显示区中。尤其是，对于在一个像素区中布置多个薄膜晶体 管的情况下，第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管可紧密地布置。
[0031] 因为多晶半导体材料具有高迁移率（IOOcm2As W上）W及低能耗的特性，并且具 有高可靠性，它适合应用于驱动显示元件的驱动器1C，例如栅极驱动器和/或多路复用器 (或"MUX")。此外，它可W应用于布置在有机发光二极管显示器的像素区中的驱动薄膜晶 体管。
[0032] 因为氧化物半导体材料具有低的截止电流，它适合应用于像素区中的开关薄膜晶 体管（TFT)(或开关元件）的沟道层，其中，ON时间周期很短但OFF时间周期长。截止电流 是晶体管处于OFF状态时流过晶体管的漏电流。另外，因为截止电流低，像素电压的保持时 间可能很长，因此，优选的是应用要求低频驱动和/或低功耗的显示器。通过布置运两种不 同类型的薄膜晶体管，本发明提出具有用于便携式和/或可穿戴/佩戴式显示器的最优化 功能和特性的薄膜晶体管基板。由于具有氧化物半导体层的TFT具有低截止电流，可W显 著地减少待机功耗，并且在低速驱动或W低刷新率驱动时，功耗可被减至最小。
[0033] 当使用多晶半导体材料形成半导体层时，需要渗杂工艺和高溫处理工艺。与此相 反，当使用氧化物半导体材料形成半导体层时，它是在相对较低溫度的工艺中进行。因此， 优选的是，首先进行在更苛刻的热条件下的多晶半导体层的形成，然后形成氧化物半导体 层。
[0034] 当栅极驱动电路（或栅极驱动器）被布置在显示基板的非显示区内时，第一和第 二TFT可W形成为在C-MOS型薄膜晶体管。例如，具有多晶半导体层的P-MOS型薄膜晶体 管和N-MOS型薄膜晶体管被布置在位于非显示区的栅极驱动器中。在运种情况下，为了形 成用于N-MOS型薄膜晶体管的低密度渗杂区（或者LDD区），可能需要许多光掩模工艺。运 里，具有多晶半导体材料的N-MOS型薄膜晶体管可替换为具有氧化物半导体材料的薄膜晶 体管。运样，可W不需要L孤区，并且可W简化和/或减少总的光掩模工艺。
[0035] 参照图1，将解释本发明的第一实施例。图1是示出根据本发明第一实施例的用于 平板显示器的薄膜晶体管基板的结构的横截面图。运里，将用横截面图进行说明，运主要是 因为它清楚地示出了本发明的主要特征，为了方便，不使用平面图。
[0036] 参照图1，根据本发明第一实施例的用于平板显示器的薄膜晶体管（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具有如图1所示的共面结构，但是本发明不限于 此。例如，第一TFTTl和第二TFTT2可W被制造为底栅结构和顶栅结构垂直组合的结构。 阳03引第一TFTTl的第一半导体图案ACTl包括多晶半导体材料，例如低溫多晶娃。第 二TFTT2的第二半导体图案ACT2包括氧化物半导体。氧化物半导体可包括InGaZnO系材 料，但是本发明不限于此，它可W是包括In、Ga、化、Al、Sn、Zr、Hf、01、Ni和化中的一种或 多种金属的氧化物半导体。
[0039] 当第二TFT T2的氧化物半导体暴露于光时，可能生成漏电流并且驱动特性严重退 化。需要光屏蔽层（或遮光层）来防止光照射到第二TFT T2。为此，在本发明中，将双光屏 蔽层应用于TFT基板W防止第二TFT T2暴露于光。
[0040] 在本发明中，第一光屏蔽层LSl形成在第一 TFT Tl和第二TFT T2之下。第一光 屏蔽层LSl阻挡光照射到第一 TFT Tl和第二TFT T2。
[0041] 在本发明中，第一TFTTl的漏极Dl和源极Sl中至少其一延伸到第二TFTT2的 下部，W便被用作第二TFTT2的第二光屏蔽层LS2。第一TFTTl的漏极Dl和源极Sl的至 少其一与第二光屏蔽层LS2集成。因此，第二TFTT2的至少一部分在基板SUBS的厚度方 向或垂直方向上与第一TFTTl重叠。在图1中，第一TFTTl的源极Sl可W被用作第二光 屏蔽层LS2,但是本发明不限于此。第二光屏蔽层LS2延伸到第二TFTT2的下部，W阻挡光 入射到第二TFTT2。因此，在本发明中，第二TFTT2的光