[发明专利]薄膜晶体管元件与薄膜晶体管显示装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种显示装置，特别关于一种薄膜晶体管元件与薄膜晶体管显示装置。

背景技术

薄膜晶体管元件已广泛应用在各种高阶显示器中。由于市场的快速竞争，显示器的大小与显示色彩饱和度的需求快速增加，以致薄膜晶体管电性表现与稳定度的要求也随之提升。金属氧化物半导体（Metal oxide semiconductors，MOSs）薄膜晶体管可在低温中制备，并且拥有良好的电流输出特性、较低的漏电流与高于非晶硅薄膜晶体管（amorphous silicon thin-film transistor，a-Si TFT）十倍以上的电子迁移率，这可降低显示器的功率消耗并提升显示器操作频率，并有机会取代传统的非晶硅薄膜晶体管，成为下个世代的显示器中主流的驱动元件。

近年来普遍认为，金属氧化物（Metal oxide-based）薄膜晶体管（TFT）虽具有良好的电流特性，但是却容易有在照光与负偏压操作下（Negative Gate Bias Illumination Stress，NBIS）产生元件电性不稳定的现象。因此，如何提供一种薄膜晶体管元件，其能改善这种不稳定的缺点，进而提升显示器的性能，实为当前重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够改善在照光与负偏压操作下不稳定的缺点，进而提升显示器性能的薄膜晶体管元件。

为达上述目的，依据本发明的一种薄膜晶体管元件包含一栅极、一源极、一漏极、一绝缘层以及一主动区（active area）。绝缘层使栅极与源极及漏极电性隔离。主动区与源极及漏极接触而分别具有一接触区，并产生一通道，通道具有一通道宽度与一通道长度。主动区包含一半导体材料，并具有多个主动区边缘。在平行通道宽度的方向上，该些接触区的至少一接触区边缘与和接触区边缘最邻近的主动区边缘的间距是大于2.5微米且小于等于16微米。

为达上述目的，依据本发明的一种薄膜晶体管显示装置包含多个薄膜晶体管元件。该等薄膜晶体管元件呈阵列设置，且各薄膜晶体管元件包含一栅极、一源极、一漏极、一绝缘层以及一主动区。绝缘层使栅极与源极及漏极电性隔离。主动区与源极及漏极接触而分别具有一接触区，并产生一通道，通道具有一通道宽度与一通道长度。主动区包含一半导体材料，并具有多个主动区边缘。在平行通道宽度的方向上，该些接触区的至少一接触区边缘与和接触区边缘最邻近的主动区边缘的间距是大于2.5微米且小于等于16微米。

在一实施例中，间距是大于等于3微米，且小于等于12微米。

在一实施例中，主动区在一俯视方向上为多边形、弧形、扇形或其组合。

在一实施例中，主动区在一俯视方向上为对称图形或不对称图形。

在一实施例中，半导体材料为至少一金属的氧化物状态，该金属为铟、镓、锌、铝、锡或铪。氧化物状态例如氧化铟镓锌、或氧化铟铪锌等。

在一实施例中，绝缘层位于栅极上，主动区、源极及漏极位于绝缘层上。

在一实施例中，源极与漏极分别经由一开口区与主动区接触。

承上所述，本发明的金属氧化物薄膜晶体管元件是调整其主动区的几何形状，使得至少一接触区的一接触区边缘与和接触区边缘最邻近的主动区的一主动区边缘的间距是大于2.5微米且小于等于16微米。藉此，当薄膜晶体管元件在照光负偏压操作时，因照光而产生大量的电洞（hole）是导引至不影响元件阈值电压的主动区的区域，而能减少元件在照光与负偏压操作下的阈值电压的飘移量，因而改善在照光与负偏压操作下不稳定的缺点，进而提升薄膜晶体管显示装置的显示效能。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一种薄膜晶体管元件的剖面示意图；

图2为图1所示的薄膜晶体管元件的一俯视示意图；

图3显示间距为2.5微米的条件下，薄膜晶体管元件在照光负偏压操作下的阈值电压的飘移量；

图4显示间距为16微米的条件下，薄膜晶体管元件在照光负偏压操作下的阈值电压的飘移量；

图5显示间距分别为3微米、12微米及16微米的条件下，薄膜晶体管元件在照光负偏压操作下的阈值电压的飘移量；

图6为本发明的阈值电压飘移量减少的效应原因的说明图；

图7至图9为本发明较佳实施例的薄膜晶体管元件的不同态样的俯视示意图；

图10为本发明较佳实施例的薄膜晶体管元件的不同态样的一剖面示意图；

图11为本发明较佳实施例的一种薄膜晶体管显示装置的示意图。

附图标记