薄膜晶体管基板以及包括该薄膜晶体管基板的显示设备

技术领域

本公开涉及薄膜晶体管基板以及包括该薄膜晶体管基板的显示设备。

背景技术

由于薄膜晶体管可以在玻璃基板或塑料基板上制造，因此它被广泛地用作诸如液晶显示设备或有机发光装置之类的显示设备的开关元件或驱动元件。

通常，对于在显示器中使用的开关薄膜晶体管，具有大的导通电流Ion以改善导通-截止(on-off)特性可以是有利的，而对于在显示器中使用的驱动薄膜晶体管，具有大的S因子以用于灰度级表现可以是有利的。

然而，由于导通电流和S因子通常具有折衷关系，因此如果导通电流增加，则S因子变小，而如果S因子增加，则导通电流趋于变小。

发明内容

因此，难以获得在提高导通电流的情况下具有大的S因子的薄膜晶体管。

本公开是鉴于上述问题而提出的，并且本公开的目的是，提供一种可以提高导通电流同时具有大的S因子的薄膜晶体管基板以及包括该薄膜晶体管基板的显示设备。

另外的特征和方面将在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本文提供的发明概念而获知。本发明概念的其它特征和方面可以通过在书面描述中特别指出的结构来实现和获得，或者可以从该书面描述、权利要求书和附图中导出。

根据本公开的一方面，上述和其它目的可以通过提供这样的一种薄膜晶体管基板来实现，即，该薄膜晶体管基板包括：基板：遮光层，其设置在基板上并且由导电材料制成；有源层，其设置在遮光层上并且与遮光层交叠；源极，其连接至有源层的第一侧以及遮光层；漏极，其连接至有源层的第二侧；栅极，其与有源层交叠；以及连接层，其设置在遮光层与有源层之间并且将遮光层与有源层电连接。

根据本公开的一方面，提供了一种薄膜晶体管基板，该薄膜晶体管基板包括：基板；有源层，其设置在基板上；源极，其连接至有源层的第一侧；漏极，其连接至有源层的第二侧；以及栅极，其与有源层交叠，其中，电子从源极向漏极移动的路径包括：从源极经由有源层到漏极的第一路径，以及从源极经由第三部分穿过有源层到漏极的第二路径。

根据本公开的一方面，提供了一种显示设备，该显示设备包括：基板；驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管；第一电极，其连接至驱动薄膜晶体管；发光层，其设置在第一电极上；以及第二电极，其设置在发光层上；其中，该驱动薄膜晶体管包括：遮光层，其设置在基板上并且由导电材料制成；有源层，其设置在遮光层上并且与遮光层交叠；源极，其连接至有源层的第一侧并且被连接至遮光层；漏极，其连接至有源层的第二侧；栅极，其与有源层交叠；以及连接层，其设置在遮光层与有源层之间并且将遮光层与有源层电连接。

其它的系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员在查阅以下图示和详细描述后将是或者将变得显而易见。所有这些附加的系统、方法、特征和优点意图被包括在此说明书内，在本公开的范围内，并且由所附权利要求保护。此部分中任何内容不应被看作对那些权利要求的限制。下面接合本公开的实施方式来论述其它的方面和优点。

要理解的是，对本公开的以上总体描述和以下详细描述都是示例和说明性的，旨在对所要求保护的本公开提供进一步的说明。

附图说明

根据下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其它方面、特征以及其它优点，在附图中：

图1是根据本公开的实施方式的显示设备的截面图。

图2A和图2B是例示根据本公开的实施方式的没有遮光层的第二薄膜晶体管的有效栅极电压Veff的示意图。

图3A和图3B是例示根据本公开的实施方式的包括遮光层的第一薄膜晶体管的有效栅极电压Veff的示意图。

图4A至图4C是根据本公开的各种实施方式的显示设备的截面图。

图5是示出图4A至图4C中的导通电流Ion特性根据连接层的一端与第一连接部分的一端之间的距离X的变化而变化的曲线图。

图6A至图6C是根据本公开的各种实施方式的显示设备的截面图。

图7是示出图6A至图6C中的导通电流Ion特性根据第二绝缘层的厚度Y的变化而变化的曲线图。

图8是示出图6A至图6C中的S因子特性根据第二绝缘层的厚度Y的变化而变化的曲线图。

图9是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图。

图10是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图。

图11是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图。

图12是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图。

图13A至图13H是根据本公开的实施方式的显示设备的制造工艺的截面图。

图14是根据本公开的实施方式的显示设备的示意图。

图15是根据本公开的实施方式的显示设备中所提供的一个像素的电路图。

图16是根据本公开的另一实施方式的显示设备中所提供的一个像素的电路图。

图17是根据本公开的另一实施方式的显示设备中所提供的一个像素的电路图。

图18A和图18B分别是根据本公开的实施方式的显示设备的截面图，并且图18C是在根据本公开的实施方式的显示设备的制造工艺期间的一个操作的截面图。

在整个附图和详细描述中，除非另外描述，否则相同的附图标记应被理解为指代相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便起见，这些元件的相对尺寸和描述可能被夸大。

具体实施方式

本公开的优点和特征、及其实现方法将通过下面参照附图描述的实施方式而阐明。然而，本公开可以以不同的形式来具体实施，并且不应被解释为对本文中所阐述的实施方式的限制。相反地，提供这些实施方式，以使本公开将是透彻的和完整的并且向本领域技术人员充分传达本公开的范围。此外，本公开仅由权利要求的范围来限定。

在用于描述本公开的实施方式的附图中公开的形状、尺寸、比率、角度、以及数量仅仅是示例，并因此本公开不限于所例示的细节。贯穿全文，相同的标号指的是相同的元件。在下面的描述中，如果确定相关已知功能或构造的详细描述不必要地模糊本公开的重点，则将省略该详细的描述。

在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅”，否则也可以存在另一部分。除非有相反的说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。

在解释元件时，尽管没有对其进行明确的描述，该元件也被解释为包括误差区域。

在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在…上”、“在…上方”、“在…下方”、“在…之上”、“在…下”、“在…下面”、以及“紧邻”时，除非使用“仅”或“直接”，否则可以包括其间没有接触的情况。

如果提及第一元件位于第二元件“上”，那么并非意味着第一元件在图中基本上位于第二元件上方。所涉及物体的上部和下部可以根据物体的取向而改变。因此，第一元件位于第二元件“上”的情况在图中或实际构造中包括第一元件位于第二元件“下”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。

在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在…之后”、“随后”、“接下来”以及“在…之前”时，除非使用“仅”或“直接”，否则可以包括不连续的情况。

应理解，尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称作第二元件，并且类似地，第二元件可以被称作第一元件。

应理解，术语“至少一个”包括与任一个项相关的所有组合。例如，“第一元件、第二元件以及第三元件当中的至少一个元件”可以包括从该第一元件、第二元件以及第三元件中选择的两个或更多个元件的所有组合、以及该第一元件、第二元件以及第三元件中的各个元件。

本公开的不同实施方式的特征可以部分或者总体上彼此联接或组合，并且可以在技术上彼此不同地互操作和驱动。本公开的实施方式可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。

在附图中，相同或相似的元件用相同的标号来表示，即使它们是在不同的附图中描绘的。

在本公开的实施方式中，为了便于说明，将源极和漏极彼此区分。然而，源极和漏极是可互换使用的。因此，源极可以是漏极，并且漏极可以是源极。而且，本公开的任一个实施方式中的源极可以是本公开的另一实施方式中的漏极，并且本公开的任一个实施方式中的漏极可以是本公开的另一实施方式中的源极。

在本公开的一个或更多个实施方式中，为了便于说明，将源极区区别于源极，并且将漏极区区别于漏极。然而，本公开的实施方式不限于该结构。例如，源极区可以是源极，而漏极区可以是漏极。另外，源极区可以是漏极，并且漏极区可以是源极。

图1是根据本公开的实施方式的显示设备的截面图。

如图1所示，根据本公开的实施方式的显示设备包括：基板100；第一绝缘层110、第二绝缘层120、第三绝缘层130、第四绝缘层140和第五绝缘层150；包括第一有源层A1、第一栅极G1、第一源极S1和第一漏极D1的第一薄膜晶体管T1；包括第二有源层A2、第二栅极G2a、G2b、第二源极S2和第二漏极D2的第二薄膜晶体管T2；第一电极210；堤部220；发光层230；以及第二电极240。

第一薄膜晶体管T1可以由驱动晶体管形成，并且第二薄膜晶体管T2可以由开关晶体管形成。

基板100可以由玻璃或塑料制成。具体地，基板100可以由具有柔性特性的透明塑料(例如，聚酰亚胺)制成。当聚酰亚胺被用作基板100时，考虑到在基板100上执行高温沉积工艺，可以使用能够耐受高温的耐热聚酰亚胺。

第二薄膜晶体管T2的下第二栅极G2a设置在基板100上。下第二栅极G2a与上第二栅极G2b一起构成双第二栅极G2a和G2b。然而，本公开不必限于此，并且可以省略下第二栅极G2a。而且，可以改变下第二栅极G2a的形成位置，例如，下第二栅极G2a可以形成在与第一绝缘层110上的遮光层LS相同的层上。

第一绝缘层110设置在下第二栅极G2a上。第一绝缘层110可以通过阻挡空气和湿气来保护第一有源层A1和第二有源层A2。第一绝缘层110可以由诸如硅氧化物、硅氮化物、或金属氧化物之类的无机绝缘材料制成，但不限于此，并且可以由有机绝缘材料制成。第一绝缘层110可以由单层或多层形成。

遮光层LS设置在第一绝缘层110上。

遮光层LS被设置成与第一薄膜晶体管T1的第一有源层A1交叠，以防止外部光进入第一有源层A1。遮光层LS由具有优异导电性的导电材料制成。遮光层LS的面积可以大于第一有源层A1的面积。

遮光层LS可以电连接至第一源极S1，以调节第一薄膜晶体管T1的S因子。另外，遮光层LS可以通过连接层CL电连接至第一有源层A1，以改善第一薄膜晶体管T1的导通电流Ion特性和热发射特性。稍后将描述这种S因子特性、导通电流特性、以及热发射特性。

然而，尽管未例示，但是可以在第一绝缘层110上附加地形成单独的遮光层，以与第二薄膜晶体管T2的第二有源层A2交叠，同时与遮光层LS间隔开。

第二绝缘层120设置在遮光层LS上。第二绝缘层120可以通过阻挡空气和湿气来保护第一有源层A1和第二有源层A2。第二绝缘层120可以由诸如硅氧化物、硅氮化物、或金属氧化物之类的无机绝缘材料形成，但不限于此，并且可以由有机绝缘材料形成。第二绝缘层120可以由单层或多层形成。第二绝缘层120可以充当遮光层LS与第一有源层A1之间的缓冲层，以调节第一薄膜晶体管T1的S因子，这将在稍后进行描述。

第一有源层A1和第二有源层A2设置在第二绝缘层120上。

第一有源层A1可以包括沟道部分A1n、第一连接部分A1a、以及第二连接部分A1b。第一连接部分A1a可以连接至沟道部分A1n的一侧并且第二连接部分A1b可以连接至沟道部分A1n的另一侧。沟道部分A1n可以由半导体材料制成，并且可以与第一栅极G1交叠以由第一栅极G1保护。第一连接部分A1a和第二连接部分A1b可以通过选择性地传导半导体材料而具有导电特性。第一连接部分A1a和第二连接部分A1b可以不与第一栅极G1交叠。第一连接部分A1a和第二连接部分A1b具有比沟道部分A1n更好的导电性，并且它们中的每一个都可以用作布线或者源极/漏极。

第二有源层A2可以包括沟道部分A2n、第一连接部分A2a、以及第二连接部分A2b。第一连接部分A2a可以连接至沟道部分A2n的一侧并且第二连接部分A2b可以连接至沟道部分A2n的另一侧。沟道部分A2n可以由半导体材料制成，并且可以与上第二栅极G2b交叠以由上第二栅极G2b保护。第一连接部分A2a和第二连接部分A2b可以通过选择性地传导半导体材料而具有导电特性。第一连接部分A2a和第二连接部分A2b可以不与上第二栅极G2b交叠。第一连接部分A2a和第二连接部分A2b具有比沟道部分A2n更好的导电性，并且它们中的每一个都可以用作布线或者源极/漏极。

第一有源层A1通过设置在第二绝缘层120的接触孔中的连接层CL电连接至遮光层LS。尽管未例示，但是第二有源层A2可以通过设置在第二绝缘层120的接触孔中的单独的连接层连接至单独的遮光层。

第三绝缘层130设置在第一有源层A1和第二有源层A2上。第三绝缘层130将第一有源层A1与第一栅极G1绝缘，并且还将第二有源层A2与上第二栅极G2b绝缘。因此，第三绝缘层130充当用于在栅极G1、G2a和G2b与有源层A1和A2之间绝缘的栅极绝缘层。第三绝缘层130可以包括含有无机绝缘材料和/或有机绝缘材料的多层或单层。

第一薄膜晶体管T1的第一栅极G1和第二薄膜晶体管T2的上第二栅极G2b设置在第三绝缘层130上。

第一栅极G1与第一有源层A1交叠，并且上第二栅极G2b与第二有源层A2交叠。第一栅极G1和上第二栅极G2b可以通过相同的工艺在同一层中由相同的材料形成。

第四绝缘层140设置在第一栅极G1和上第二栅极G2b上。第四绝缘层140可以包括含有无机绝缘材料和/或有机绝缘材料的多层或单层。

第一薄膜晶体管T1的第一源极S1和第一漏极D1以及第二薄膜晶体管T2的第二源极S2和第二漏极D2设置在第四绝缘层140上。

第一薄膜晶体管T1的第一源极S1电连接至第一有源层A1(具体地，电连接至第一连接部分A1a)，并且还电连接至遮光层LS。特别地，第一源极S1包括第一部分S11和第二部分S12，并且第一部分S11通过设置在第三绝缘层130和第四绝缘层140中的接触孔电连接至第一有源层A1的第一连接部分A1a，而第二部分S12通过设置在第二绝缘层120至第四绝缘层140中的接触孔电连接至遮光层LS。因此，第一源极S1可以充当将第一有源层A1与遮光层LS电连接的连接电极。在本公开的各种实施方式中，源极S1的第一部分S11和第二部分S12在其穿过第三绝缘层130和第四绝缘层140的整个过程中不需要分离。第一部分S11和第二部分S12中的一些或全部可以在第三绝缘层130和第四绝缘层140中组合，并且当完全组合时，可以提供单个部分以将第一电极210连接到第一连接部分A1a和/或遮光层LS。

第一薄膜晶体管T1的第一漏极D1电连接至第一有源层A1，具体地，电连接至第二连接部分A1b。特别地，第一漏极D1通过设置在第三绝缘层130和第四绝缘层140中的接触孔电连接至第一有源层A1的第二连接部分A1b。

第二薄膜晶体管T2的第二源极S2电连接至第二有源层A2，具体地，第一连接部分A2a。特别地，第二源极S2通过设置在第三绝缘层130和第四绝缘层140中的接触孔电连接至第二有源层A2的第一连接部分A2a。尽管未例示，但是类似于第一源极S1，第二源极S2可以将第二有源层A2连接至单独的遮光层。

第二薄膜晶体管T2的第二漏极D2电连接至第二有源层A2，具体地，第二连接部分A2b。特别地，第二漏极D2通过设置在第三绝缘层130和第四绝缘层140中的接触孔电连接至第二有源层A2的第二连接部分A2b。

尽管未具体例示，但是第一薄膜晶体管T1的第一漏极D1电连接至高压源(highsource)VDD线，第二薄膜晶体管T2的第二漏极D2电连接至第一薄膜晶体管T1的第一栅极G1，第二源极S2电连接至数据线，并且第二栅极G2a、G2b可以电连接至选通线(gate line)。

第五绝缘层150设置在第一源极S1、第一漏极D1、第二源极S2、以及第二漏极D2上。第五绝缘层150可以包括含有无机绝缘材料和/或有机绝缘材料的多层或单层。第五绝缘层150可以充当平坦化层。

第一电极210设置在第五绝缘层150上。

第一电极210通过设置在第五绝缘层150中的接触孔连接至第一源极S1。第一电极210可以充当阳极。

堤部220设置成覆盖第一电极210的边缘以限定发光区域。因此，第一电极210的没有被堤部220覆盖而暴露的上表面区域变成发光区域。

发光层230设置在第一电极210和堤部220上。发光层230可以包括为各个像素构图的红发光层、绿发光层以及蓝发光层，或者可以由连接至所有像素的白发光层形成。当发光层230由白发光层形成时，发光层230例如可以包括含有蓝发光层的第一叠层、含有黄绿发光层的第二叠层、以及设置在第一叠层与第二叠层之间的电荷生成层，但不限于此。当发光层230由白发光层形成时，为各个像素设置滤色器。

第二电极240设置在发光层230上。第二电极240可以充当阴极。

尽管未示出，但是可以在第二电极240上附加地形成用于防止湿气或氧气渗透的封装层。

根据本公开的实施方式，作为开关薄膜晶体管的第二薄膜晶体管T2的截面结构可以不同于作为驱动薄膜晶体管的第一薄膜晶体管T1的截面结构。具体地，第一薄膜晶体管T1的第一有源层A1的下表面的一部分接触连接层CL，而第一有源层A1的下表面的另一部分接触作为缓冲层的第二绝缘层120，但是第二薄膜晶体管T2不具有连接层CL，因此第二薄膜晶体管的第二有源层A2的整个下表面可以与作为缓冲层的第二绝缘层120相接触。

根据本公开的实施方式，第一薄膜晶体管T1的S因子可以比第二薄膜晶体管T2的S因子大，这将在下面进行描述。

可以将亚阈值摆幅(即，S因子)用作在薄膜晶体管T1和T2的阈值电压Vth区段中，漏极-源极电流IDS相对于栅极电压VGS的变化程度的指示器。

这样的S因子是在针对薄膜晶体管T1和T2的栅极电压的漏极-源极电流曲线图中的阈值电压Vth区段中，作为曲线图的斜率的倒数值而获得的。因此，当S因子增加时，在阈值电压Vth区段中，针对栅极电压的漏极-源极电流变化率变得平缓，而当S因子减小时，在阈值电压Vth区段中，针对栅极电压的漏极-源极电流变化率迅速增加。换句话说，当漏极-源极电流曲线图的斜率大时，S因子小，而当漏极-源极电流曲线图的斜率小时，S因子大。

当S因子增加时，相对于栅极电压的漏极-源极电流变化率在阈值电压Vth区段变得平缓，因此通过栅极电压的调节而容易调节漏极-源极电流的大小。在电流驱动的显示设备(例如，有机发光显示设备)中，可以通过调节驱动薄膜晶体管的漏极-源极电流的大小来控制像素的灰度级。在这种情况下，驱动薄膜晶体管的漏极-源极电流的大小是由栅极电压来确定的。因此，在由电流驱动的有机发光显示设备中，当驱动薄膜晶体管TFT的S因子增加时，更容易调节像素的灰度级。

根据本公开的实施方式，由于连接至第一源极S1的遮光层LS与第一有源层A1交叠，因此，当向遮光层LS施加与第一源极S1相同的电压时，遮光层LS可以以电方式影响第一有源层。具体地，由于遮光层LS的电影响，因此，可以减小由第一栅极G1向第一有源层A1施加的电场。结果，包括遮光层LS的第一薄膜晶体管T1的S因子可以大于不包括遮光层LS的第二薄膜晶体管T2的S因子。

如上所述，下面将参照图2A、图2B、图3A、以及图3B来描述遮光层LS对第一薄膜晶体管T1的S因子的影响。

图2A和图2B是例示根据本公开的实施方式的没有遮光层的第二薄膜晶体管T2的有效栅极电压Veff的示意图。

图2A示意性地例示了在将栅极电压VGS施加至第二薄膜晶体管T2时可以生成的电容Cap。图2A示意性地描述了在第二薄膜晶体管T2完全导通之前在接近阈值电压Vth的电压下的电容Cap。这里，栅极电压VGS是第二源极S2与第二栅极G2之间的电压。

如图2A所例示的，在栅极电压VGS被施加至第二薄膜晶体管T2时，可以在第二有源层A2的沟道部分A2n与第二栅极G2之间形成电容CGI，并且还可以在沟道部分A2n与第二源极S2之间形成电容CCH。

图2B示意性地例示了根据图2A的电容Cap和电压之间的关系。

参照图2B，由于第二有源层A2的沟道部分A2n与第二源极S2之间的电容CCH，致使在第二源极S2与第二栅极G2之间施加的栅极电压VGS没有被施加在第二有源层A2的沟道部分A2n与第二栅极G2之间，并且可能发生电压损失。

在驱动第二薄膜晶体管T2时，当在沟道部分A2n与第二栅极G2之间施加的电压被称为有效栅极电压Veff时，该有效栅极电压Veff可以通过式1来获得。

[式1]

Veff＝[CGI/(CGI+CCH)]x VGS

图3A和图3B是例示根据本公开的实施方式的设置有遮光层的第一薄膜晶体管T1的有效栅极电压Veff的示意图。

图3A示意性地例示了在将栅极电压VGS施加至第一薄膜晶体管T1时可以生成的电容Cap。图3A示意性地描述了在第一薄膜晶体管T1完全导通之前在接近阈值电压Vth的电压下的电容Cap。这里，栅极电压VGS是第一源极S1与第一栅极G1之间的电压。

如图3A所示，在栅极电压VGS被施加至第一薄膜晶体管T1时，在第一有源层A1的沟道部分A1n与第一栅极G1之间形成电容CGI，并且还可以在第一有源层A1的沟道部分A1n与第一源极S1之间形成电容CCH，另外，在有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS之间形成电容CBUF。

图3B示意性地例示了根据图3A的电容Cap和电压之间的关系。

参照图3B，由于第一有源层A1的沟道部分A1n与第一源极S1之间的电容CCH，以及第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS之间的电容CBUF，致使在第一源极S1与第一栅极G1之间施加的栅极电压VGS没有被施加在第一有源层A1的沟道部分A1n与第一栅极G1之间，并且可能发生电压损失。

根据本公开的实施方式，由于遮光层LS和第一源极S1电连接，因此在第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS之间另外生成电容CBUF，并且其中发生电压损失的第一薄膜晶体管T1的电容Cap增加。

因此，当在第一有源层A1的沟道部分A1n与第一栅极G1之间施加的电压被称为在驱动第一薄膜晶体管T1时的有效栅极电压Veff时，该有效栅极电压Veff可以通过式2来获得。

[式2]

Veff＝[CGI/(CGI+CCH+CBUF)]x VGS

参照式2，由于第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS之间的电容CBUF，致使式2的分母部分比式1的分母部分增加。因此，与实际上施加在第一源极S1与第一栅极G1之间的栅极电压VGS相比，有效栅极电压Veff的减少量增加。因此，当施加相同的电压时，第一薄膜晶体管T1的漏极-源极电流IDS变得小于第二薄膜晶体管T2的漏极-源极电流IDS，并且漏极-源极电流IDS的变化程度变得更小。

如上所述，由于第一薄膜晶体管T1的漏极-源极电流IDS的变化小于第二薄膜晶体管T2的漏极-源极电流IDS的变化，因此，第一薄膜晶体管T1的S因子大于第二薄膜晶体管T2的S因子。

同时，下面的式3示出了导通电流Ion特性，以及下面的式4示出了S因子特性。

从下面的式3和式4可以看出，导通电流Ion与CBUF成反比并且与CGI成正比，S因子与CBUF成正比并且与CGI成反比。

[式3]

Ion∝(1+CBUF/CGI)-1

[式4]

S因子∝(1+CBUF/CGI)

因此，为了增加S因子，优选地增加CBUF或减小CGI，而为了增加导通电流Ion，优选地减小CBUF或增加CGI。

CBUF可以由被设置在第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS之间的充当缓冲层的第二绝缘层120来控制。具体地，当第二绝缘层120的厚度大或者第二绝缘层120的介电常数小时，CBUF变得更小，而当第二绝缘层120的厚度小或者第二绝缘层120的介电常数大时，CBUF变得更大。

CGI可以由被设置在第一有源层A1的沟道部分A1n与第一栅极G1之间的充当栅极绝缘层的第三绝缘层130来控制。具体地，当第三绝缘层130的厚度大或者第三绝缘层130的介电常数小时，CGI变得更小，或者当第三绝缘层130的厚度小或者第三绝缘层130的介电常数大时，CGI变得更大。

因此，例如，为了增加S因子，可以通过减小第二绝缘层120的厚度来增加CBUF，或者可以通过增加第三绝缘层130的厚度来减小CGI。另外，为了增加导通电流Ion，可以增加第二绝缘层120的厚度以减小CBUF，或者可以减小第三绝缘层130的厚度以增加CGI。通过适当地调节第二绝缘层120的厚度和介电常数以及第三绝缘层130的厚度和介电常数，可以调节第一薄膜晶体管T1的S因子和导通电流，并且也可以调节第二薄膜晶体管T2的S因子和导通电流。根据本公开的实施方式，通过将第二绝缘层120的厚度配置为比第三绝缘层130的厚度薄，可以将第一薄膜晶体管T1的S因子配置为更大。

如上所述，由于导通电流Ion和S因子彼此具有折衷关系，因此不容易同时改善一个薄膜晶体管T1和T2中的导通电流Ion特性和S因子特性。

根据本公开的实施方式，提供了一种通过提高导通电流Ion而不降低S因子来同时改善S因子特性和导通电流Ion特性的方法。

返回参照图1，根据本公开的实施方式，遮光层LS通过连接层CL电连接至第一有源层A1。连接层CL填充在第二绝缘层120中所设置的接触孔中。因此，连接层CL的上表面接触第一有源层A1的下表面，并且连接层CL的下表面接触遮光层LS的上表面。

由于遮光层LS和第一有源层A1通过连接层CL电连接，因此有两个路径使电子从第一源极S1向第一漏极D1移动。具体地，该路径包括：从第一源极S1的第一部分S11起依次通过第一有源层A1的第一连接部分A1a、沟道部分A1n和第二连接部分A1b移动到第一漏极D1的第一路径ID1；以及从第一源极S1的第二部分S12起依次通过遮光层LS、连接层CL、第一有源层A1的沟道部分A1n和第二连接部分A1b移动到第一漏极D1的第二路径ID2。

这样，通过由连接层CL附加配置第二路径ID2，可以提高第一薄膜晶体管T1的导通电流Ion，并且可以在低电压下确保大电流，从而减少因高电压驱动而造成的过热问题。特别地，根据本公开的实施方式，由于不管第二绝缘层120和第三绝缘层130两者的厚度和介电常数如何，都可以通过连接层CL来提高第一薄膜晶体管T1的导通电流Ion，因此可以极大地提高第一薄膜晶体管T1的S因子特性和导通电流Ion特性两者。

另外，根据本公开的实施方式，由于第一有源层A1通过连接层CL连接至遮光层LS，因此在第一薄膜晶体管T1的驱动期间生成的热可以容易地从第一有源层A1传递至遮光层LS，使得可以改善散热效果。

连接层CL可以由与第一有源层A1相同的材料或者与遮光层LS相同的材料制成。

连接层CL没有连接至第一有源层A1的第二连接部分A1b。如果将连接层CL连接至第一有源层A1的第二连接部分A1b，则在第一源极S1与第一漏极D1之间可能发生短路。

图4A至图4C是根据本公开的各种实施方式的显示设备的截面图，其仅例示了图1中的第一薄膜晶体管T1。在以下实施方式中也是如此。

图4A至图4C对连接层CL的位置进行了各种改变，具体地，对连接层CL的一端与第一有源层A1的一端(特别地，第一连接部分A1a的一端)之间的距离X进行了各种改变。

在图4A中，将连接层CL形成为与第一有源层A1的中心(即，沟道部分A1n的中心)交叠，在图4B中，连接层CL向第一有源层A1的第一连接部分A1a移动，而在图4C中，连接层CL向第一有源层A1的第二连接部分A1b移动。因此，图4C中的X最大，而图4B中的X最小。

图5是示出导通电流Ion特性根据图4A至图4C中的连接层CL的一端与第一连接部分A1a的一端之间的距离X的变化而变化的曲线图。

如图5所示，可以看出，随着距离X的增加，导通电流Ion特性得到改善。即，可以看出，图4A的导通电流Ion特性相比图4B的情况得到了改善，而图4C的导通电流Ion特性相比图4A的情况得到了改善。

如图4C所示，随着连接层CL向第一有源层A1的第二连接部分A1b移动，连接层CL与第一漏极D1之间的电子移动路径缩短，从而改善了电流Ion特性。

因此，可以希望连接层CL相比第一连接部分A1a更靠近第二连接部分A1b，并且相比第一源极S1更靠近第一漏极D1，以改善导通电流Ion特性。另外，考虑到热点主要发生在第一漏极D1附近，如果将连接层CL相比第一连接部分A1a设置得更靠近第二连接部分A1b，并且相比第一源极S1更靠近第一漏极D1，那么对于散热是有利的。

然而，如上所述，当连接层CL接触第一有源层A1的第二连接部分A1b时，在第一源极S1与第一漏极D1之间可能发生短路，并且在图4C中，可以将连接层CL的另一端优选地与第二连接部分A1b的一端间隔开预定距离L，并且该预定距离L可以是0.5μm或更大，但不必受限于此。

图6A至图6C是根据本公开的各种实施方式的显示设备的截面图。

图6A至图6C是作为缓冲层的第二绝缘层120的各种变化的厚度Y。

在图6A中，第二绝缘层120的厚度Y最小，在图6C中，第二绝缘层120的厚度Y最大，而在图6B中，第二绝缘层120的厚度Y居中。

图7是示出导通电流Ion特性根据图6A至图6C中的第二绝缘层120的厚度Y的变化而变化的曲线图，而图8是示出S因子特性根据图6A至图6C中的第二绝缘层120的厚度Y的变化而变化的曲线图。

在图7和图8中，比较例对应于在图6A至图6C中未提供连接层CL的情况，而实施方式对应于如图6A至图6C所示提供了连接层CL的情况。

如图7所示，随着第二绝缘层120的厚度Y增加，比较例的导通电流特性得到改善。同时，在特定厚度范围内，实施方式的导通电流特性优于比较例的导通电流特性。而且，可以看出，为了改善本实施方式的导通电流Ion特性，优选地减小第二绝缘层120的厚度Y。

如图8所示，随着第二绝缘层120的厚度Y的增加，比较例和实施方式两者的S因子特性都降低。因此，可以看出优选降低第二绝缘层120的厚度Y，以便改善S因子特性。根据本公开的实施方式，通过将第二绝缘层120的厚度配置为比第三绝缘层130的厚度薄，可以将第一薄膜晶体管T1的S因子配置为更大。

如图8所示，可以看出，实施方式的S因子特性与比较例的S因子特性几乎相同，但是如图7所示，与比较例相比，实施方式的导通电流Ion特性是优异的。

最后，当提供连接层CL时，可以发现，与不提供连接层CL的情况相比，可以改善导通电流Ion特性而不降低S因子特性。

图9是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图，其中改变了图1的第一薄膜晶体管T1中的连接层CL的构造。

如图9所示，将多个连接层CL以预定距离彼此间隔开，并且各个连接层CL皆与第一有源层A1和遮光层LS中的每一者交叠，并且将第一有源层A1与遮光层LS连接。

更具体地，至少一个连接层CL与第一有源层A1的沟道部分A1n和遮光层LS交叠，以将第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS连接。所述至少一个连接层CL可以由与第一有源层A1的沟道部分A1n相同的材料制成，或者可以由与遮光层LS相同的材料制成。

另外，至少另一连接层CL可以将第一有源层A1的第一连接部分A1a与遮光层LS连接，同时与第一有源层A1的第一连接部分A1a和遮光层LS中的每一者交叠。所述至少另一连接层CL可以由与第一有源层A1的第一连接部分A1a相同的材料形成，或者可以由与遮光层LS相同的材料形成。然而，不必受限于此。例如，所有多个连接层CL可以将第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS连接。

图10是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图，其中改变了图1的第一薄膜晶体管T1中的连接层CL的构造。

如图10所示，一个连接层CL具有预定宽度，并且与第一有源层A1和遮光层LS中的每一者交叠，以将第一有源层A1与遮光层LS连接。

更具体地，所述一个连接层CL的一部分与第一有源层A1的沟道部分A1n和遮光层LS交叠，并且将第一有源层A1的沟道部分A1n与遮光层LS连接。所述一个连接层CL的所述部分可以由与第一有源层A1的沟道部分A1n相同的材料形成，或者可以由与遮光层LS相同的材料形成。

所述一个连接层CL的另一部分可以将第一有源层A1的第一连接部分A1a与遮光层LS连接，同时与第一有源层A1的第一连接部分A1a和遮光层LS中的每一者交叠。所述一个连接层CL的所述另一部分可以由与第一有源层A1的第一连接部分A1a相同的材料形成，或者可以由与遮光层LS相同的材料形成。

图11是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图，其中，连接层CL的宽度不同于上述图10中的连接层的宽度。

在图10的情况下，将第一有源层A1的第一连接部分A1a与遮光层LS连接的一个连接层CL的另一部分与第一连接部分A1a的一部分交叠。

另一方面，在图11的情况下，将第一有源层A1的第一连接部分A1a与遮光层LS连接的一个连接层CL的另一部分与第一连接部分A1a的整个部分交叠。

因此，如图11所示，连接层CL的一端可以与第一有源层A1的第一连接部分A1a的一端对齐。在图11中，电子的移动路径比图10中的电子的移动路径宽，以使图11的导通电流Ion特性可以优于图10的导通电流Ion特性。

图12是根据本公开的另一实施方式的显示设备的截面图，其中第一源极S1的构造不同于上述图11的第一源极S1的构造。

在上述图11的情况下，第一源极S1的第二部分S12接触遮光层LS的上表面，而不接触第一有源层A1和连接层CL。

另一方面，在图12的情况下，第一源极S1的第二部分S12接触遮光层LS的上表面，并且还接触第一有源层A1的一个侧表面和连接层CL的一个侧表面。即，第一源极S1的第二部分S12与第一连接部分A1a的一端和连接层CL的另一部分的一端接触。

因此，图12中的电子移动路径可以比图11中的电子移动路径短。

图13A至图13H是根据本公开的实施方式的显示设备的制造工艺的截面图。

首先，如图13A所示，在第一绝缘层110上构图遮光层LS。

接下来，如图13B所示，在遮光层LS上形成第二绝缘层120。

接下来，如图13C所示，在第二绝缘层120中形成接触孔ch。

接下来，如图13D所示，在包括接触孔ch的内部的第二绝缘层120上形成连接层CL。连接层CL可以由与稍后要描述的第一有源层A1相同的材料制成，或者可以由与遮光层LS相同的材料制成。

接下来，如图13E所示，去除形成在接触孔ch外部的连接层CL，留下形成在接触孔ch内部的连接层CL。

接下来，如图13F所示，在连接层CL上构图第一有源层A1。

接下来，如图13G所示，在第一有源层A1上形成第三绝缘层130，并且在第三绝缘层130上构图第一栅极G1。第一栅极G1被形成为与第一有源层A1的中心部分交叠。

接下来，如图13H所示，使用第一栅极G1作为掩模，在第一有源层A1的未被第一栅极G1覆盖的一侧和另一侧上掺杂掺杂剂。因此，形成未掺杂的沟道部分A1n、被设置在沟道部分A1n的掺杂有掺杂剂的一侧上的第一连接部分A1a、以及被设置在沟道部分A1n的掺杂有掺杂剂的另一侧上的第二连接部分A1b。

尽管未例示，但是将第四绝缘层140如前述实施方式那样形成，并且在第四绝缘层140上形成第一源极S1和第一漏极D1，以完成第一薄膜晶体管T1。

图14是根据本公开的实施方式的显示设备的示意图。

如图14所示，根据本公开的实施方式的显示设备可以包括显示面板310、选通驱动器320、数据驱动器330、以及控制器340。

显示面板310包括选通线GL和数据线DL，并且像素P被设置在选通线GL与数据线DL的相应交叉区域中。通过驱动像素P来显示图像。选通线GL、数据线DL、以及像素P可以设置在基板100上。

控制器340控制选通驱动器320和数据驱动器330，控制器340通过使用从外部系统(未示出)提供的信号，来输出用于控制选通驱动器320的选通控制信号GCS以及用于控制数据驱动器330的数据控制信号DCS。另外，控制器340对从外部系统输入的输入视频数据进行采样，并且对经采样的输入视频数据进行重新排列，并且将经重新排列的数字视频数据RGB提供给数据驱动器330。

选通控制信号GCS包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能信号GOE、起始信号Vst、以及选通时钟GCLK。此外，用于控制移位寄存器的控制信号可以被包括在选通控制信号GCS中。

数据控制信号DCS包括源起始脉冲SSP、源移位时钟信号SSC、源输出使能信号SOE、以及极性控制信号POL。

数据驱动器330向显示面板310的数据线DL提供数据电压。具体地，数据驱动器330将从控制器340输入的视频数据RGB转换成模拟数据电压，并将该数据电压提供给数据线DL。

选通驱动器320可以安装在显示面板310上。如上所述，选通驱动器320被直接安装在显示面板310上的结构被称为面板内选通(GIP)结构。具体地，在面板内选通(GIP)结构中，选通驱动器320可以设置在基板100上。

选通驱动器320可以包括移位寄存器350。

移位寄存器350通过使用从控制器340发送的起始信号和选通时钟，在一个帧期间依次向选通线GL提供选通脉冲。本文中，所述一个帧指的是通过显示面板310输出一个图像的时段。选通脉冲具有能够使被设置在像素P中的开关器件(薄膜晶体管)导通的导通电压。

另外，在一个帧的没有提供选通脉冲的剩余时段期间，移位寄存器350向选通线GL提供能够使开关器件截止的选通截止信号。在下文中，将选通脉冲和选通截止信号总称为扫描信号GS。

图15是根据本公开的实施方式的显示设备中所提供的一个像素的电路图。

如图15所示，根据本公开的实施方式的显示设备包括第一薄膜晶体管T1至第二薄膜晶体管T2以及电容器Cst。

第一薄膜晶体管T1是驱动薄膜晶体管，第二薄膜晶体管T2是开关薄膜晶体管。第一薄膜晶体管T1可以由具有如在上述各种实施方式中的连接层CL的第一薄膜晶体管T1形成。第二薄膜晶体管T2可以由图1的不具有连接层CL的第二薄膜晶体管T2形成，但不限于此。在一些情况下，第二薄膜晶体管T2还可以包括连接层CL。

第一薄膜晶体管T1根据从第二薄膜晶体管T2提供的数据电压Vdata进行开关，根据从电源线PL提供的驱动电压VDD来生成数据电流，并将该数据电流提供给有机发光二极管OLED。

第二薄膜晶体管T2根据提供给选通线GL的选通信号GS进行开关，并将从数据线DL提供的数据电压Vdata提供给第一薄膜晶体管T1。

电容器Cst用于将提供给第一薄膜晶体管T1的数据电压维持一个帧，并且被设置在第一薄膜晶体管T1的栅极与源极之间。

有机发光二极管OLED根据从第一薄膜晶体管T1提供的数据电流来发射预定的光。

图16是根据本公开的另一实施方式的显示设备中所提供的一个像素的电路图。

如图16所示，根据本公开的另一实施方式的显示设备包括第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3、以及电容器Cst。

第一薄膜晶体管T1是驱动薄膜晶体管，第二薄膜晶体管T2至第三薄膜晶体管T3是开关薄膜晶体管。第一薄膜晶体管T1可以由具有如在上述各种实施方式中的连接层CL的第一薄膜晶体管T1形成。第二薄膜晶体管T2至第三薄膜晶体管T3中的每一者可以具有与图1的不包括连接层CL的第二薄膜晶体管T2相同的结构，但不限于此。在一些情况下，第二薄膜晶体管T2至第三薄膜晶体管T3中的至少一个薄膜晶体管可以包括连接层CL。

第一薄膜晶体管T1根据从第二薄膜晶体管T2提供的数据电压Vdata进行开关，根据从电源线PL提供的驱动电压VDD来生成数据电流，并将该数据电流提供给有机发光二极管OLED。

第二薄膜晶体管T2根据提供给选通线GL的选通信号GS进行开关，并将从数据线DL提供的数据电压Vdata提供给第一薄膜晶体管T1。

响应于从扫描线SCL提供的感测控制信号SENSE，第三薄膜晶体管T3将第一薄膜晶体管T1的电流提供给参考线RL。参考电压Vref被提供给参考线RL。

电容器Cst用于将提供给第一薄膜晶体管T1的数据电压维持一个帧，并且被设置在第一薄膜晶体管T1的栅极与源极之间。

有机发光二极管OLED根据从第一薄膜晶体管T1提供的数据电流来发射预定的光。

图17是根据本公开的另一实施方式的显示设备中所提供的一个像素的电路图。

如图17所示，根据本公开的另一实施方式的显示设备包括第一薄膜晶体管T1、第二薄膜晶体管T2、第三薄膜晶体管T3和第四薄膜晶体管T4、以及电容器Cst。

第一薄膜晶体管T1是驱动薄膜晶体管，第二薄膜晶体管T2至第四薄膜晶体管T4是开关薄膜晶体管。第一薄膜晶体管T1可以由具有如在上述各种实施方式中的连接层CL的第一薄膜晶体管T1形成。第二薄膜晶体管T2至第四薄膜晶体管T4中的每一者可以具有与图1的不包括连接层CL的第二薄膜晶体管T2相同的结构，但不限于此。在一些情况下，第二薄膜晶体管T2至第四薄膜晶体管T4中的至少一个薄膜晶体管可以包括连接层CL。

第一薄膜晶体管T1根据从第二薄膜晶体管T2提供的数据电压Vdata进行开关，根据从电源线PL提供的驱动电压VDD来生成数据电流，并将该数据电流提供给有机发光二极管OLED。

第二薄膜晶体管T2根据提供给选通线GL的选通信号GS进行开关，并将从数据线DL提供的数据电压Vdata提供给第一薄膜晶体管T1。

响应于从扫描线SCL提供的感测控制信号SENSE，第三薄膜晶体管T3将第一薄膜晶体管T1的电流提供给参考线RL。参考电压Vref被提供给参考线RL。

第四薄膜晶体管T4根据提供给发光控制线EML的发光控制信号EM进行开关，并将从电源线PL提供的驱动电压VDD提供给第一薄膜晶体管T1。

电容器Cst用于将提供给第一薄膜晶体管T1的数据电压维持一个帧，并且被设置在第一薄膜晶体管T1的栅极与源极之间。

有机发光二极管OLED根据从第一薄膜晶体管T1提供的数据电流来发射预定的光。

图18A和图18B分别是根据本公开的实施方式的显示设备的截面图，并且图18C是在根据本公开的实施方式的显示设备的制造工艺期间的一个操作的截面图。

参照图18A和图18B，在本公开的各种实施方式中，第一源极S1可以具有第一部分S11(图18B)或第二部分S12(图18A)，而不是具有第一部分S11和第二部分S12二者。通过仅具有第一部分S11或第二部分S12，可以减少设置在第三绝缘层130至第四绝缘层140中的接触孔的量，并且避免了保持第一部分S11和第二部分S12穿过第三绝缘层130和第四绝缘层140分离的任何需要。在本公开的实施方式中，当仅设置第一部分S11或第二部分S12时，第一部分S11或第二部分S12的厚度或直径可以与第一漏极D1的厚度或直径不同，但不限于此。例如，第一部分S11或第二部分S12的厚度或直径可以与第一漏极D1的厚度或直径相同，但是如果不同，则第一部分S11或第二部分S12的厚度或直径可以大于第一漏极D1的厚度或直径。

当针对第一源极S1仅设置第一部分S11或第二部分S12时，第一部分S11或第二部分S12与遮光层LS的连接可以是穿过第二绝缘层120设置的连接件CN。参照图18C，连接件CN可以具有接触遮光层LS的第一端和经由第一部分S11或第二部分S12连接到第一源极S1的第二端。连接件CN的第二端可以具有暴露在第二绝缘层120的上表面处的衬垫。衬垫可以具有在未掺杂沟道部分A1n和第一连接部分A1a中的一者或两者处水平延伸以连接到第一有源层A1的底部的表面区域。由于第一部分S11的使用允许第一源极S1经由第一部分S11连接到第一连接部分A1a，并且由于第二部分S12的使用允许第一源极S1直接连接到连接件CN，因此连接件的具有衬垫的第二端能够选择性地使用第一部分S11或第二部分S12。

参照图18C，连接件CN的衬垫和连接件CN本身可以通过在形成第一连接孔ch1的同时形成第二接触孔ch2来形成。

在本公开的各种实施方式中，连接件CN无需具有衬垫，并且连接件CN可以仅为延伸到遮光层LS的垂直连接件。然而，在连接件CN中具有衬垫允许第二部分S12在制造期间将与连接件CN通信的工艺公差，并且确保连接件CN可以与第一连接部分A1a电接触。此外，在本公开的各种实施方式中，连接件CN的衬垫不需要朝向第一连接部分A1a延伸，而是可以形成为远离第一连接部分A1a延伸。在该示例中，连接件CN不接触第一连接部分A1a，同时通过在制造期间确保工艺公差来保持第二部分S12连接到连接件CN的较大表面。在该特定实例中，可以提供辅助连接件以将第二部分S12连接到第一连接部分A1a，以确保提供第一电流路径ID1，但是本公开的实施方式不限于此。

因此，本公开可以具有下列优点。

根据本公开的实施方式，由于遮光层和第一有源层通过连接层电连接，因此，有两个路径来使电子从第一源极向第一漏极移动。具体地，该路径包括：从第一源极起经由第一有源层到第一漏极的第一路径；以及从第一源极起经由遮光层、连接层、以及第一有源层到第一漏极的第二路径。如上所述，通过由连接层另外配置第二路径，可以提高薄膜晶体管的导通电流，并且可以在低电压下确保大电流，从而减少因高电压驱动而造成的过热问题。

根据本公开的实施方式，由于可以通过上面提及的连接层来提高薄膜晶体管的导通电流，因此可以调节绝缘层的厚度和介电常数以维持大的S因子，从而改善S因子特性和导通电流特性两者。

根据本公开的实施方式，由于将第一有源层通过连接层连接至遮光层，因此在薄膜晶体管被驱动时生成的热容易地从第一有源层传递至遮光层，从而改善热释放效果。

对于本领域技术人员显见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，在本公开的范围内进行各种替换、修改、以及变化是可能的。因此，本公开的范围由所附权利要求表示，并且从权利要求的含义、范围以及等同概念导出的所有变化或修改应被解释为包括在本公开的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年8月8日提交的韩国专利申请No.10-2022-0098646的权益，其通过引用并入本文中，如同在本文中完全阐述一样。