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CN108091690A - 薄膜晶体管、阵列玻璃基板及液晶面板 - Google Patents

薄膜晶体管、阵列玻璃基板及液晶面板 Download PDF

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CN108091690A
CN108091690A CN201611048523.9A CN201611048523A CN108091690A CN 108091690 A CN108091690 A CN 108091690A CN 201611048523 A CN201611048523 A CN 201611048523A CN 108091690 A CN108091690 A CN 108091690A
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CN
China
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area
semiconductor layer
thin film
film transistor
grid
Prior art date
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Application number
CN201611048523.9A
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李国盛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Original Assignee
Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
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Publication date
Application filed by Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd filed Critical Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Priority to CN201611048523.9A priority Critical patent/CN108091690A/zh
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Abstract

本公开是关于一种薄膜晶体管、阵列玻璃基板及液晶面板，用于降低刷新率，减少设备功耗。所述薄膜晶体管包括：半导体层；源极，位于所述半导体层的第一侧；漏极，位于所述半导体层的第一侧；源极与漏极之间有距离，形成沟道；栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。

Description

薄膜晶体管、阵列玻璃基板及液晶面板
技术领域
本公开涉及电子技术领域，尤其涉及薄膜晶体管、阵列玻璃基板及液晶面板。
背景技术
随着电子技术的发展，移动终端、平板电脑、电视等电子设备层出不穷。并且，为了使设备越来越薄，很多电子设备都采用液晶屏，并且液晶屏的面积越来越大。屏幕的刷新率越高，设备耗电量越大。所以，如果希望降低设备耗电量，降低屏幕的刷新率是一种可行的方法。那么，如何降低屏幕的刷新率是亟待解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种薄膜晶体管、阵列玻璃基板及液晶面板。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种薄膜晶体管，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本实施例通过增加栅极的面积来减少沟道中的光生载流子。从而降低关态电流和模块闪屏。以支持较低的屏幕刷新率，实现节省功耗的效果。
在一个实施例中，所述栅极的面积大于所述沟道的面积的范围是10％-30％。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：栅极面积过大，将影响屏幕的亮度；栅极面积过小，则不能支持较低的屏幕刷新率。本实施例提供一个栅极相对于沟道的面积范围，使得栅极的面积适中，在可接受的屏幕亮度范围内支持较低的屏幕刷新率。
在一个实施例中，所述栅极的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。栅极面积过大，将影响屏幕的亮度；栅极面积过小，则不能支持较低的屏幕刷新率。本实施例提供一个栅极的面积范围，使得栅极的面积适中，在可接受的屏幕亮度范围内支持较低的屏幕刷新率。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在一个实施例中，所述栅极与所述沟道在第一方向上的长度差大于在第二方向上的长度差；所述第一方向为所述源极与所述漏极的连线方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本实施例在第一方向上增加更多的面积，可以更有效的减少沟道中的光生载流子。实现在较少栅极面积的情况下更多的减少沟道中的光生载流子。实现较少的降低亮度的情况下更多的降低屏幕刷新率，以及更多的节省设备功耗。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种阵列玻璃基板，包括：
多个像素单元；
每个像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述薄膜晶体管，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
在一个实施例中，所述栅极的面积大于所述沟道的面积的范围是10％-30％。
在一个实施例中，所述栅极的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。
在一个实施例中，所述栅极与所述沟道在第一方向上的长度差大于在第二方向上的长度差；所述第一方向为所述源极与所述漏极的连线方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种液晶面板，包括：
阵列玻璃基板；
所述阵列玻璃基板包括多个像素单元；
每个像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述薄膜晶体管，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种薄膜晶体管的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种薄膜晶体管的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种薄膜晶体管的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种薄膜晶体管的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种薄膜晶体管的示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种阵列玻璃基板的示意图。
图7是根据一示例性实施例示出的一种阵列玻璃基板的示意图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种液晶面板的示意图。
图9是根据一示例性实施例示出的一种液晶面板的示意图。
图10是根据一示例性实施例示出的一种装置的框图。
图11是根据一示例性实施例示出的一种装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
相关技术中，薄膜晶体管(TFT)包括源极、漏极和栅极。源极和漏极之间空隙形成沟道。栅极位于沟道的正下方。如图1和图2所示。为了液晶屏有更好的颜色和亮度效果，希望有更高的开口率，一般将栅极的面积设计得尽可能小。栅极的面积几乎等于沟道的面积，可能甚至更小。
这种设计带来的问题是，栅极的面积越小，为了防止模块闪屏(flicker)，就需要有较高的屏幕刷新率。增加了设备的耗电。
为解决上述问题，本实施例增加了栅极的面积，减少了沟通的光生载流子，从而降低了关态电流(IOFF)，可减少模块闪屏(flicker)。在flicker较低的情况下，可以支持较低的屏幕刷新率。进而节省设备功耗。
图3是根据一示例性实施例示出的一种薄膜晶体管的装置示意图。参照图3，该装置包括：半导体层301、源极302、漏极303和栅极305。
半导体层301；
源极302，位于所述半导体层301的第一侧；
漏极303，位于所述半导体层301的第一侧；
源极302与漏极303之间有距离，形成沟道304；
栅极305，位于所述半导体层301的第二侧，覆盖所述沟道304，所述栅极305的面积大于所述沟道304的面积。
图3中虚线不属于薄膜晶体管中的结构，而是为了方便看出沟道304与栅极305对齐的位置，由此可以看出所述栅极305的面积大于所述沟道304的面积。
沟道304的光生载流子对光极为敏感。通过增加栅极305的面积，可更好的遮盖沟道304，使沟道304中的光生载流子减少。这样可降低关态电流，减少闪屏的发生。这样可配置较低的屏幕刷新率，进而节省设备功耗。本实施例适用于对液晶屏亮度要求不高的设备。对于带有大分辨率和大尺寸的液晶屏的设备，本实施例的节能效果更明显。
在一个实施例中，如图4所示，所述栅极305的面积大于所述沟道304的面积的范围是10％-30％。
图4中虚线区域为沟道304的区域，由此可以看出栅极305的面积大于所述沟道304的面积。
栅极面积过大，将影响屏幕的亮度；栅极面积过小，则不能支持较低的屏幕刷新率。本实施例提供一个栅极相对于沟道的面积范围，使得栅极的面积适中，在可接受的屏幕亮度范围内支持较低的屏幕刷新率。
例如，栅极305的面积大于沟道304的面积的30％时，屏幕刷新率可以从现在的60fps降低到30fps，降低50％的屏幕刷新率。对于带有5英寸的液晶屏的设备，功耗大约节约80mw。如果希望达到原有的屏幕亮度，以背光有10个灯为例，每个灯增加0.5mA，手机液晶屏一般采用3v电压，背光功耗增加15mw。可以满足原有的亮度需求，设备整体功耗节约了65mw。
在一个实施例中，所述栅极305的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。
相关技术中，以5英寸的液晶屏为例，栅极的面积大概为8μm2。本实施例中栅极305的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。相比于相关技术中的栅极的面积，增加了10％-30％。栅极面积过大，将影响屏幕的亮度；栅极面积过小，则不能支持较低的屏幕刷新率。本实施例提供一个栅极相对于沟道的面积范围，使得栅极的面积适中，在可接受的屏幕亮度范围内支持较低的屏幕刷新率。继续前面的例子，栅极的面积增加30％时，可以节省大约80mw的功耗。
在一个实施例中，如图5所示，所述栅极305与所述沟道304在第一方向501上的长度差大于在第二方向502上的长度差；所述第一方向501为所述源极与所述漏极的连线方向，所述第二方向502与所述第一方向501垂直。
本公开的发明人发现，沟道304中的光生载流子在游离、反弹、碰撞等作用下会溢出沟道304，尤其是在第一方向501上溢出较多。因此，本实施例在第一方向501上增加更多的栅极305面积，可以更好的遮盖沟道304。实现增加较少的栅极305面积，更好的遮盖沟道304。可有效减少沟道304中的光生载流子。
图6是根据一示例性实施例示出的一种阵列玻璃基板的装置示意图。参照图6，该装置包括：
多个像素单元601；
每个像素单元601包括薄膜晶体管602和像素电极603；
所述薄膜晶体管602，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
图6只在一个像素单元601中示出了薄膜晶体管602和像素电极603，每个像素单元601均包含薄膜晶体管602和像素电极603，图6未示出。薄膜晶体管602的结构可参见图3-图5所示。像素单元601中除薄膜晶体管602和像素电极603以外的区域为透光区域。
沟道304的光生载流子对光极为敏感。通过增加栅极305的面积，可更好的遮盖沟道304，使沟道304中的光生载流子减少。这样可降低关态电流，减少闪屏的发生。这样可配置较低的屏幕刷新率，进而节省设备功耗。本实施例适用于对液晶屏亮度要求不高的设备。对于带有大分辨率和大尺寸的液晶屏的设备，本实施例的节能效果更明显。
在一个实施例中，一个像素单元601可以包括3个亚像素单元701，如图7所示。3个亚像素单元701分别显示红、蓝、绿三色。每个亚像素单元701可以包括薄膜晶体管602和像素电极603。
在一个实施例中，所述栅极的面积大于所述沟道的面积的范围是10％-30％。
在一个实施例中，所述栅极的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。
在一个实施例中，所述栅极与所述沟道在第一方向上的长度差大于在第二方向上的长度差；所述第一方向为所述源极与所述漏极的连线方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
图8是根据一示例性实施例示出的一种液晶面板的装置示意图。参照图8，该装置包括：
阵列玻璃基板801；
所述阵列玻璃基板801包括多个像素单元；
每个像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述薄膜晶体管，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
阵列玻璃基板801的结构参见图6和图7所示。薄膜晶体管的结构参见图3-图5所示。
在一个实施例中，如图9所示，液晶面板还可以包括背光源层802、下偏光片803、液晶层804、彩色滤光片805和上偏光片806等。
上述实施例可以根据实际需要进行各种组合。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图10是根据一示例性实施例示出的一种用于控制移动终端的装置1000的框图。例如，装置1000可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图10，装置1000可以包括以下一个或多个组件：处理组件1002，存储器1004，电源组件1006，多媒体组件1008，音频组件1010，输入/输出(I/O)的接口1012，传感器组件1014，以及通信组件1016。
处理组件1002通常控制装置1000的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件1002可以包括一个或多个处理器1020来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件1002可以包括一个或多个模块，便于处理组件1002和其他组件之间的交互。例如，处理组件1002可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件1008和处理组件1002之间的交互。
存储器1004被配置为存储各种类型的数据以支持在装置1000的操作。这些数据的示例包括用于在装置1000上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器1004可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件1006为装置1000的各种组件提供电源。电源组件1006可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置1000生成、管理和分配电源相关联的组件。
多媒体组件1008包括在所述装置1000和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件1008包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置1000处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件1010被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件1010包括一个麦克风(MIC)，当装置1000处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1004或经由通信组件1016发送。在一些实施例中，音频组件1010还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口1012为处理组件1002和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件1014包括一个或多个传感器，用于为装置1000提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件1014可以检测到装置1000的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置1000的显示器和小键盘，传感器组件1014还可以检测装置1000或装置1000的一个组件的位置改变，用户与装置1000接触的存在或不存在，装置1000方位或加速/减速和装置1000的温度变化。传感器组件1014可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件1014还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件1014还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件1016被配置为便于装置1000和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置1000可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件1016经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件1016还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置1000可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器1004，上述指令可由装置1000的处理器1020执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
图11是根据一示例性实施例示出的一种用于控制移动终端的装置1100的框图。例如，装置1100可以被提供为一计算机。参照图11，装置1100包括处理组件1122，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1132所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1122的执行的指令，例如应用程序。存储器1132中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1122被配置为执行指令，以执行上述方法控制移动终端。
装置1100还可以包括一个电源组件1126被配置为执行装置1100的电源管理，一个有线或无线网络接口1150被配置为将装置1100连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1158。装置1100可以操作基于存储在存储器1132的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极的面积大于所述沟道的面积的范围是10％-30％。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极与所述沟道在第一方向上的长度差大于在第二方向上的长度差；所述第一方向为所述源极与所述漏极的连线方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
5.一种阵列玻璃基板，其特征在于，包括：
多个像素单元；
每个像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述薄膜晶体管，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
6.根据权利要求5所述的阵列玻璃基板，其特征在于，所述栅极的面积大于所述沟道的面积的范围是10％-30％。
7.根据权利要求5所述的阵列玻璃基板，其特征在于，所述栅极的面积的范围为8.8μm2-10.4μm2。
8.根据权利要求5所述的阵列玻璃基板，其特征在于，所述栅极与所述沟道在第一方向上的长度差大于在第二方向上的长度差；所述第一方向为所述源极与所述漏极的连线方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
9.一种液晶面板，其特征在于，包括：
阵列玻璃基板；
所述阵列玻璃基板包括多个像素单元；
每个像素单元包括薄膜晶体管和像素电极；
所述薄膜晶体管，包括：
半导体层；
源极，位于所述半导体层的第一侧；
漏极，位于所述半导体层的第一侧；
源极与漏极之间有距离，形成沟道；
栅极，位于所述半导体层的第二侧，覆盖所述沟道，所述栅极的面积大于所述沟道的面积。
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