平板显示器.pdf

提供了一种具有长寿命的高速平板显示器。具有多个象素的象素部分中的薄膜晶体管与用于驱动象素的驱动电路部分中的薄膜晶体管的接触不同，从而提高了亮度均匀性并减小了功耗。每个薄膜晶体管具有沟道区和用于向沟道区施加预定电压的体接触区。象素部分中的至少一个薄膜晶体管是源－体接触薄膜晶体管，其具有连接到源和漏电极之一的体接触区，从而使预定电压被提供给沟道区。驱动电路部分中的每一薄膜晶体管是栅－体接触薄膜晶体管，其具有连接到栅电极的体接触区，从而使预定电压被提供给沟道区。

1.  一种平板显示器，它包括
一其中排列了多个象素的象素部分；以及
一用于驱动所述象素的驱动电路部分，
其中所述象素部分和所述驱动电路部分每个都包括薄膜晶体管，每个薄膜晶体管具有一沟道区和一用于向所述沟道区施加一预定电压的体接触区，其中所述象素部分中至少一个所述薄膜晶体管的体接触区与所述驱动电路部分中所述薄膜晶体管的体接触区的接触不同。

2.  权利要求1的平板显示器，其中所述象素部分中的所述至少一个薄膜晶体管是源-体接触薄膜晶体管并进一步包括一栅电极、一源电极和一漏电极，其中所述象素部分中的所述至少一个薄膜晶体管的体接触区连接到所述源电极或所述漏电极，从而使来自所连接电极的所述预定电压被提供给所述沟道区。

3.  权利要求2的平板显示器，其中所述象素部分中的所述至少一个薄膜晶体管还包括一连接到所述源电极的源区和一连接到所述漏电极的漏区，其中所述体接触区包括一杂质区，该杂质区掺杂了具有与所述源区和漏区中的杂质相反的导电类型的杂质。

4.  权利要求1的平板显示器，其中所述驱动电路部分中的每一所述薄膜晶体管是栅-体接触薄膜晶体管并进一步包括一栅电极、一源电极和一漏电极，其中所述驱动电路部分中的每个所述薄膜晶体管的体接触区连接到所述栅电极，从而使来自该栅电极的预定电压被提供给所述沟道区。

5.  权利要求4的平板显示器，其中所述驱动电路部分中的所述薄膜晶体管中的每一个还包括一连接到所述源电极的源区和一连接到所述漏电极的漏区，其中所述体接触区包括一杂质区，该杂质区掺杂了具有与所述源区和漏区中的杂质相反的导电类型的杂质。

6.  权利要求1的平板显示器，其中所述象素部分中的所述薄膜晶体管包括一由一栅驱动信号来开关以传输一数据信号的第一薄膜晶体管以及一根据经由所述第一薄膜晶体管传输的数据信号来驱动一电致发光元件的第二薄膜晶体管，以及
其中所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管中至少一个的体接触区与所述驱动电路部分中的所述薄膜晶体管的体接触区的接触不同。

7.  权利要求6的平板显示器，其中所述第二薄膜晶体管是源-体接触薄膜晶体管并进一步包括一栅电极、一源电极和一漏电极，其中所述第二薄膜晶体管的体接触区连接到所述源电极或所述漏电极，从而使来自所连接电极的所述预定电压被提供给所述沟道区。

8.  权利要求6的平板显示器，其中所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管中的每一个都是源-体接触薄膜晶体管，其进一步包括一栅电极、一源电极和一漏电极，其中所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管中的每一个的体接触区都连接到所述源电极或所述漏电极，从而使来自所连接电极的所述预定电压被提供给所述沟道区。

9.  权利要求6的平板显示器，其中所述驱动电路部分中的每一所述薄膜晶体管都是栅-体接触薄膜晶体管并进一步包括一栅电极、一源电极和一漏电极，其中所述驱动电路部分中的每个所述薄膜晶体管的体接触区连接到所述栅电极，从而使来自该栅电极的预定电压被提供给所述沟道区。

10.  权利要求1的平板显示器，其中所述象素部分中的所述薄膜晶体管是NMOS薄膜晶体管，所述驱动电路部分中的薄膜晶体管是PMOS薄膜晶体管。

11.  权利要求1的平板显示器，其中所述象素部分中的所述薄膜晶体管是PMOS薄膜晶体管，所述驱动电路部分中的薄膜晶体管是NMOS薄膜晶体管。

12.  权利要求1的平板显示器，其中所述象素部分中的所述薄膜晶体管中的每一个是NMOS薄膜晶体管或PMOS薄膜晶体管，所述驱动电路部分中的所述薄膜晶体管中的每一个是PMOS薄膜晶体管或基于CMOS技术的NMOS薄膜晶体管。

13.  一种平板显示器，包括：
一其中排列了多个象素的象素部分；以及
一用于驱动所述象素的驱动电路部分，
其中所述象素部分包括了薄膜晶体管，每个薄膜晶体管在输入电压的一预定范围内具有基本均匀的输出电流，并且所述驱动电路部分包括了薄膜晶体管，每个薄膜晶体管在低输入电压下具有适当的导通/关断特性。

14.  权利要求13的平板显示器，其中所述象素部分中的所述薄膜晶体管中的每一个是源-体接触薄膜晶体管并包括具有一沟道区以及一用于向该沟道区提供预定电压的体接触区的有源层，一栅电极，一源电极和一漏电极，其中所述体接触区连接到所述源电极和所述漏电极中的一个从而使来自所连接电极的所述预定电压被提供给所述沟道区。

15.  权利要求14的平板显示器，其中在所述象素部分中的每个所述薄膜晶体管中，经由其漏电极输出的漏电流相对于施加到该漏电极上的输入电压是基本均匀的。

16.  权利要求13的平板显示器，其中所述驱动电路部分中的所述薄膜晶体管中的每一个是栅-体接触薄膜晶体管并包括具有一沟道区以及一用于向该沟道区提供预定电压的体接触区的有源层，一栅电极，一源电极和一漏电极，其中所述体接触区连接到所述栅电极从而使来自所述栅电极的所述预定电压被提供给所述沟道区。

17.  权利要求16的平板显示器，其中在所述驱动电路部分中的每个所述薄膜晶体管中，经由其漏电极输出的漏电流相对于施加到所述栅电极上的输入电压具有适当的导通/关断特性。

18.  一种平板显示器，包括：
一包括多个象素电路的象素部分，每个象素包括至少一个具有一第一体接触区的第一薄膜晶体管，一连接到所述第一体接触区的第一沟道区，一源电极和一漏电极，其中所述第一体接触区连接到所述源电极或所述漏电极，从而使施加在所连接电极上的第一预定电压通过所述第一体接触区被施加到所述第一沟道区；以及
一用于驱动所述象素电路的驱动电路部分，该驱动电路部分包括多个第二薄膜晶体管，每个第二薄膜晶体管具有一第二体接触区，一连接到第二体接触区的第二沟道区，以及一栅电极，其中所述第二体接触区连接到所述栅电极，从而使施加在所述栅电极上的第二预定电压通过所述第二体接触区被施加到所述第二沟道区。

平板显示器
本申请要求于2003年9月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2003-64895的优选权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种平板显示器，更确切地，涉及一种长寿命的高速平板显示器，其中象素部分和驱动电路部分的薄膜晶体管具有不同的体接触结构。
背景技术
一般来说，有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器包括其中排列了薄膜晶体管阵列的象素部分，数据驱动电路部分以及用来驱动象素部分中的薄膜晶体管阵列的栅驱动电路部分(gate driving circuit portion)。
在传统的AMOLED显示器中，在象素部分中的薄膜晶体管以及在数据或栅驱动电路部分中的薄膜晶体管都是由多晶硅薄膜晶体管构成的。所以，在180ppi或更高分辨率的AMOLED显示器中，如果象素部分和驱动电路部分由多晶硅薄膜晶体管构成，由于薄膜晶体管的高迁移率，驱动电路部分能实现高速工作特性。然而，因为导通电流非常高，象素部分中流经EL元件的电流数量超过了一限定值，这样，单位面积的亮度增加，从而使EL元件的寿命缩短。
进一步地，当象素部分和驱动电路部分由低迁移率的薄膜晶体管构成以保持适当的导通电流特性时，将导致相对低的导通电流并带来合适的亮度，从而克服EL元件寿命短的问题，但是却不能支持驱动电路部分的高速工作特性。
发明内容
因此，在本发明的示例性实施例中，提供了一种具有长寿命的高速平板显示器。该平板显示器含有象素部分和驱动电路部分，它们由具有不同体接触的薄膜晶体管构成，从而提高了亮度均匀性并减小了功耗。这样的平板显示器可适用于高分辨率的小尺寸显示器。
在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种平板显示器，它包括其中排列有多个象素的象素部分和用于驱动象素的驱动电路部分。象素部分和驱动电路部分每个都包括薄膜晶体管，每个薄膜晶体管具有沟道区和用于向沟道区施加预定电压的体接触区。至少一个象素部分中的薄膜晶体管的体接触区与驱动电路部分中的薄膜晶体管的体接触区的接触不同。
所述至少一个象素部分中的薄膜晶体管可以是源-体接触(source-body contact)薄膜晶体管，它可进一步包括栅电极、源电极、漏电极以及分别连接到源电极和漏电极的源区和漏区。所述至少一个薄膜晶体管的体接触区可以连接到源电极和漏电极中的一个，从而使来自所连接电极的预定电压被提供给沟道区。体接触区可包括一杂质区，该杂质区掺杂了具有与源区和漏区中的杂质相反的导电类型的杂质。
每一驱动电路部分中的薄膜晶体管可以是栅-体接触(gate-bodycontact)薄膜晶体管，它可进一步包括栅电极、源电极、漏电极以及分别连接到源电极和漏电极的源区和漏区。驱动电路部分中的每个薄膜晶体管的体接触区可以连接到栅电极，从而使来自该栅电极的预定电压被提供给沟道区。体接触区可包括一杂质区，该杂质区掺杂了具有与源区和漏区中的杂质相反的导电类型的杂质。
象素部分中的薄膜晶体管包括第一薄膜晶体管，其由一栅驱动信号来开关以传输数据信号，还包括第二薄膜晶体管，其根据经由第一薄膜晶体管传输的数据信号来驱动EL元件。第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中至少一个的体接触区可以与驱动电路部分中的薄膜晶体管的体接触区的接触不同。
象素部分中的薄膜晶体管可以是NMOS薄膜晶体管或PMOS薄膜晶体管，驱动电路部分中的薄膜晶体管可以是PMOS薄膜晶体管或是NMOS薄膜晶体管。可选择地，象素部分中的每个薄膜晶体管可以是NMOS薄膜晶体管或是PMOS薄膜晶体管，驱动电路部分中的每个薄膜晶体管可以是基于CMOS技术的PMOS薄膜晶体管或是NMOS薄膜晶体管。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供了一种平板显示器，它包括其中排列了多个象素的象素部分和用于驱动象素的驱动电路部分。象素部分包括了薄膜晶体管，每个薄膜晶体管在输入电压的预定范围内具有基本均匀的输出电流。驱动电路部分包括了薄膜晶体管，每个薄膜晶体管在低输入电压下具有适当的导通/关断特性。
象素部分中的每个薄膜晶体管可以是源-体接触薄膜晶体管并包括具有沟道区以及用于向沟道区提供预定电压的体接触区的有源层(activelayer)，栅电极，源电极和漏电极。体接触区可连接到源电极和漏电极中的一个从而使来自所连接电极上的预定电压被提供给沟道区。经由漏电极输出的漏电流(drain current)相对于施加到漏电极上地输入电压是基本均匀的。
每一驱动电路部分中的薄膜晶体管可以是栅-体接触薄膜晶体管并包括具有沟道区以及用于向沟道区提供预定电压的体接触区的有源层，栅电极，源电极和漏电极。体接触区可以连接到栅电极，从而使来自该栅电极的预定电压被提供给沟道区。经由漏电极输出的漏电流相对于施加到栅电极上的输入电压具有适当的导通/关断特性。
在本发明的另一示例性实施例中，平板显示器包括了包含多个象素电路的象素部分。每个象素包括至少一个具有第一体接触区的第一薄膜晶体管，连接到第一体接触区的第一沟道区，源电极和漏电极。第一体接触区连接到源电极或漏电极，从而使施加在所连接电极上的第一预定电压通过第一体接触区施加到第一沟道区。该平板显示器还包括用于驱动象素电路的驱动电路部分。该驱动电路部分包括了多个第二薄膜晶体管，每个第二薄膜晶体管都具有第二体接触区，连接到第二体接触区的第二沟道区，以及栅电极。第二体接触区连接到栅电极，从而使施加在栅电极上的第二预定电压通过第二体接触区施加到第二沟道区。
附图说明
现将参照附图并参考本发明的某些示例性实施例对本发明的示例性实施例中的上述以及其他特征进行说明，附图中：
图1是根据本发明一示例性实施例的有机发光二极管(OLED)显示器件的方框图；
图2是根据本发明一示例性实施例的有机发光二极管中的象素部分中薄膜晶体管的平面图；
图3A是沿图2中的线2A-2A’获得的象素部分中的薄膜晶体管的横截面图；
图3B是沿图2中的线2B-2B’获得的象素部分中的薄膜晶体管的横截面图；
图4A和4B是表示在图2所示象素部分的薄膜晶体管中漏电压和漏电流之间关系的曲线图；
图5是根据本发明一实施例的有机发光二极管中驱动电路部分的薄膜晶体管的平面图；
图6A和6B是表示在图5所示驱动电路部分的薄膜晶体管中栅电压和漏电流之间关系的曲线图。
具体实施方式
参考图1，OLED显示器件包括其中多个象素以矩阵形式排列的象素部分2，以及用于驱动在绝缘衬底1上的象素部分2的驱动电路部分。尽管象素部分2没有在图1中详细示出，在其内部，多个栅极线(gate line)、多个数据线、多个电源线以及连接到这些线的多个象素以矩阵形式排列。每个象素基本上由以下部件组成：一电致发光(EL)元件，一根据来自数据线的数据信号向EL元件提供驱动电流的驱动晶体管，一响应施加到栅极线上的扫描信号从而向驱动晶体管传递数据信号的开关晶体管(switchingtransistor)，一用于储存数据信号的电容，以及类似部件。
用来驱动象素部分2中的象素的驱动电路部分包括提供用于驱动象素部分2中栅极线的扫描信号的栅驱动电路部分4，以及向象素部分2中的数据线提供数据信号的数据驱动电路部分3。
在本发明的一示例性实施例中，象素部分2中的每个薄膜晶体管是源-体接触薄膜晶体管，驱动电路部分3和4的每一薄膜晶体管是栅-体接触薄膜晶体管。源-体接触薄膜晶体管的体接触结构包括与有源层上的源区和漏区分开形成的体接触区。体接触区连接到源区或者漏区，例如源区。栅-体接触薄膜晶体管具有体接触结构，其包括与有源层上的源区和漏区分开形成的体接触区。体接触区连接到栅电极。
由于通过减小扭结效应(kink effect)，能够在源-体接触薄膜晶体管中漏电压的较宽范围内获得相同的漏电流，因此，源-体接触薄膜晶体管适合用作组成象素部分2的薄膜晶体管。另一方面，由于栅-体接触薄膜晶体管能在低栅电压下实现导通/关断特性，它适合用作组成驱动电路部分3和4的薄膜晶体管。
可用作象素部分2中的薄膜晶体管的示例性源-体接触薄膜晶体管在韩国专利申请No.2003-0027339中进行了描述，其全部内容在此引入作为参考。另外，可用作驱动电路部分3和4的薄膜晶体管的示例性栅-体接触薄膜晶体管在韩国专利申请No.2003-052709中进行了描述，其全部内容在此引入作为参考。
图2是根据如图1所示的本发明示例性实施例的OLED显示器件中组成象素部分的源-体接触薄膜晶体管的平面图，图3A和图3B分别表示了沿图2的线2A-2A’和2B-2B’获得的剖面结构。
参考图2、图3A和图3B，用于本发明一示例性实施例中的源-体接触薄膜晶体管包括有源层30，栅电极50，以及源和漏电极71和73。该源-体接触薄膜晶体管是在绝缘衬底10上形成的，且绝缘层60把栅电极50与源和漏电极71和73隔离开。有源层30包括其间形成有沟道区35的源区31和漏区33，以及与源区31和漏区33分开形成的体接触区37。
栅电极50对应于有源层30的沟道区35而形成。源电极71对应于源区31而形成，并且经由接触61电连接到用于源极31的杂质区。漏电极73对应于漏区33而形成，并且经由接触63电连接到用于漏极33的杂质区。同时，连接线77对应于体接触区37而形成，它将体接触区37经由接触67电连接到源电极71。
进一步地，尽管在上述示例性实施例中，用于向体接触区37提供电源的连接线77与源电极71整体地形成，它也可与源电极71分开，并且与施加到源电极71上的电源相同的电源可施加在它上面。进一步地，尽管形成连接线77以连接到源电极71，它也可形成为连接到漏电极73。
在根据本发明示例性实施例的具有上述结构的源-体接触薄膜晶体管中，在漏区33和沟道区35之间的界面处，正常工作期间由漏区中的横向电场所产生的热载流子被强迫从体接触区37中穿出。这样，避免了热载流子移入源区31，从而压制了扭结效应。
图4A和4B的曲线表示了传统的浮体薄膜晶体管(TFT)的工作特性以及具有所描述的示例性实施例中的体接触区的TFT的工作特性。图4A表示的是在一n型薄膜晶体管中的本发明和现有技术的I_D-V_D特性，在该n型薄膜晶体管中，W/L＝4um/4um，轻掺杂漏(LDD)区的宽度是1um。图4B表示的是在一p型薄膜晶体管中所描述的示例性实施例和现有技术的I_D-V_D特性，在该p型薄膜晶体管中，W/L＝4um/4um。
参考图4A和4B，可以看到，与其有源层浮置的传统TFT相比，用于所描述的示例性实施例中的源-体接触薄膜晶体管具有更好的无扭结特性(kink free characteristic)。此时，由于空穴的冲击电离特性比电子的冲击电离特性影响小，导致了n型TFT与p型TFT之间I_D-V_D特性中的差异。
图5是根据本发明一示例性实施例的OLED显示器件中，用于驱动电路部分的栅-体接触薄膜晶体管的平面图。
参考图5，用于本发明的示例性实施例中的栅-体接触薄膜晶体管包括有源层130，栅电极150，以及源电极171和漏电极173。有源层130包括其间形成有沟道区135的源区131和漏区133，以及与源区131和漏区133分开形成的体接触区137。
栅电极150对应于有源层130的沟道区135而形成。源电极171对应于源区131而形成，并且经由接触161电连接到用于源极131的杂质区。漏电极173对应于漏区133而形成，并且经由接触163电连接到用于漏极133的杂质区。
此外，连接线180对应于体接触区137而形成。连接线180通过在栅电极150上形成的接触165和在体接触区137上形成的接触167将体接触区137耦合到栅电极150。连接线180由与源电极171或漏电极173一样的材料形成，并且具有岛形连接图案。
另外，在本发明的示例性实施例中，用于向体接触区137提供电源的连接线180经由接触165电连接栅电极150，这样能够低电压驱动，从而减小了阈值电压的摆动宽度并得到低栅电压下的高漏电流。
图6A和6B的曲线表示了传统的浮体薄膜晶体管以及用于本发明的栅-体接触薄膜晶体管的工作特性。图6A表示的是当每个浮体薄膜晶体管和栅-体接触薄膜晶体管为NMOS晶体管时，漏电流I_D相对于栅电压V_G的关系，图6B表示的是当每个浮体薄膜晶体管和栅-体接触薄膜晶体管为PMOS晶体管时，漏电流I_D相对于栅电压V_G的关系。
参考图6A和6B，由于栅-体接触薄膜晶体管的阈值电压比浮体薄膜晶体管的阈值电压有更陡的斜率，所以能在低栅电压下能实现导通/关断特性。
由此，在本发明的示例性实施例中，驱动电路部分3和4由图4中所示的栅-体接触薄膜晶体管构成，象素部分2由图2、图3a和3b中所示的源-体接触薄膜晶体管构成，由此实现了高速的工作特性，同时允许低电压驱动。此外，由于在象素部分中，流过EL元件的电流基本均匀，这能够获得基本均匀的亮度特性并延长其寿命。
在本发明的示例性实施例中，源和漏区与体接触区是不同的导电类型。例如，如果源区和漏区由高浓度n型杂质区构成，则体接触区由高浓度p型杂质区构成。另一方面，如果源区和漏区由高浓度p型杂质区构成，则体接触区由高浓度n型杂质区构成。在所描述的示例性实施例中，有源层中的沟道区是本征区，其中未掺杂第一或第二导电类型的杂质。
此外，尽管在本发明示例性实施例中已描述了薄膜晶体管中体接触区的形成，在该薄膜晶体管中源区和漏区由高浓度杂质区构成，但是本发明的原理同样适用于这样的薄膜晶体管，该晶体管的源区和漏区具有高浓度杂质区和低浓度杂质区的LDD结构。
另外，在本发明示例性实施例中的源-体接触薄膜晶体管和栅-体接触薄膜晶体管并不仅限于图中所示的结构，它们可具有以下结构之一或者同时具有以下结构，即源区和体接触区互连的结构以及栅极和体接触区互连的结构。
在本发明的示例性实施例中，可将源-体接触薄膜晶体管既用作开关晶体管又用作象素部分的驱动晶体管。可选择地，可将源-体接触薄膜晶体管用作开关晶体管或者用作驱动薄膜晶体管，而不同时应用。例如，驱动晶体管可以是源-体接触薄膜晶体管，同时开关晶体管是传统的浮体薄膜晶体管。
根据上述本发明的实施例，象素部分中的薄膜晶体管是具有极佳漏电流特性的源-体接触薄膜晶体管，驱动电路部分中的薄膜晶体管是在低电压下具有极佳导通/关断特性的栅-体接触薄膜晶体管，这样便使流经EL元件的电流保持基本均匀，从而获得基本上均匀的亮度特性并获得高速工作特性，并且延长了EL元件的寿命。
尽管已参照本发明的某些示例性实施例对其进行了描述，本领域技术人员应理解的是可对所描述的示例性实施例进行各种修改和变化而不背离由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的主旨或范围。