CN100343743C - 液晶显示器的激光修补方法与结构 - Google Patents

Abstract

一种利用液晶显示器的原有虚设金属图案的激光修补方法与结构，以解决现有激光修补工艺中出现的明显异常颜色显示的问题。该方法包含：提供虚设金属的第一修补电连接层至第一激光修补点；提供虚设金属的第二修补电连接层至第二激光修补点；提供第一源极/漏极电极的第三修补电连接层至第一激光修补点上方，其与第一修补电连接层相隔一绝缘层；提供第二源极/漏极电极的第四修补电连接层至第二激光修补点上方，其与第二修补电连接层相隔绝缘层；提供激光修补于第一激光修补点与第二激光修补点。其中激光修补后，第一与第三修补电连接层于第一激光修补点电连接，第二与第四修补电连接层于第二激光修补点电连接。

Description

液晶显示器的激光修补方法与结构

技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示器的激光修补方法与结构，特别是针对一种利用液晶显示器的原有虚设金属(dummy metal)图案的激光修补方法与结构。

背景技术

显示器于日常生活中，是常见的装置。特别是使用的电视或计算机必须备有一显示器，使影像能显示于显示器的屏幕上，呈现给使用者。一般显示器如果以阴极射线管设计，其需要很大的空间，造成不便。尤其是，笔记型计算机无法与阴极射线管的显示器一起使用。因此由点阵设计形成的平面显示器产品，例如薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystaldisplay，TFT LCD)，已被成功推出。

液晶显示器是一种非自发光的显示器，其液晶是介于晶体与液体之间的物质，受到电场等外部的刺激，液晶分子的排列会因电场而改变。液晶分子排列的不同而产生通过光线的偏极方向不同，利用该特性搭配上偏光片，可产生光闸，并可制作出显示元件。而薄膜晶体管，可由外部控制，对应一像素，提供所需控制电场给液晶，来控制液晶的亮与暗。

然而，在元件制造中，特别是薄膜晶体管的制造中，可能由于无尘室，或是仪器设备，及工艺条件的控制不佳，产生一些非预期微粒子，残留或沉落于薄膜晶体管上。这些微粒子可能造成不正常短路或开路(依设计而定)，使该些有缺陷的薄膜晶体管所对应的像素产生一固定亮点或暗点，此现象成为产品缺陷。

当缺陷发生时，如果缺陷像素的数量不多时，一般会进行激光修补工艺。图1显示一现有薄膜晶体管部分结构的剖面图及传统激光修补方法。

在图1中，薄膜晶体管液晶显示器有一透明衬底100，一般是玻璃衬底。在透明衬底100上，形成有一些薄膜晶体管102，以一阵列方式构成影像的像素，每一薄膜晶体管102有一固定的地址。透明衬底100的边缘形成有一框胶(sealant)106。框胶106于液晶填入之前留有一开口。一彩色滤光片104黏附固定于框胶106上。而一液晶层108由框胶106的开口填入由彩色滤光片104、透明衬底100、及框胶106围成的空间，然后再将开口用框胶106封闭。如此，制造完成薄膜晶体管液晶显示器的半成品。

在继续未完成的结构前，会先检视每一像素的亮暗控制状况。当发现薄膜晶体管有不良导通现象发生时，会进行一激光修补工艺。现有工艺中，一激光器110产生高能量的激光112，其被聚焦于有缺陷的薄膜晶体管上，该机制例如是将薄膜晶体管的连线烧断，甚或将薄膜晶体管烧除。

由于上述的激光修补工艺的机制是将元件烧除，故元件的缺陷像素即变成一永久暗点，即该一像素会无法显示其在正常情况下应显示的颜色(红色、蓝色或绿色)，导致包含该缺陷像素的显示点在屏幕上与周围正常的显示点有明显的异常颜色显示，而容易被使用者所察觉，从而对产品品质产生疑虑。

发明内容

鉴于上述的发明背景中，现有液晶显示器的激光修补工艺出现明显的异常颜色显示的问题。本发明提供一种液晶显示器的激光修补方法与结构，避免上述情形产生。

本发明的一个目的，在于提供一种液晶显示器的激光修补方法与结构。只需进行两次激光熔接，即可修补一个缺陷的简单工艺。

本发明的又一目的，在于提供一种液晶显示器的激光修补方法与结构。藉由激光修补点的绝缘层高度较小，可降低所使用的激光修补能量并提高缺陷修补的合格率。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种液晶显示器的激光修补方法，包含：提供虚设金属(dummy metal)的第一修补电连接层至第一激光修补点；提供虚设金属的第二修补电连接层至第二激光修补点；提供第一源极/漏极电极的第三修补电连接层至第一激光修补点上方，其与第一修补电连接层相隔一绝缘层；提供第二源极/漏极电极的第四修补电连接层至第二激光修补点上方，其与第二修补电连接层相隔绝缘层；提供激光修补于第一激光修补点，其中激光修补前，第一修补电连接层与第三修补电连接层被绝缘层阻隔而未电连接，激光修补后，第一修补电连接层与第三修补电连接层于第一激光修补点电连接；及提供激光修补于第二激光修补点，其中激光修补前，第二修补电连接层与第四修补电连接层被绝缘层阻隔而未电连接，激光修补后，第二修补电连接层与第四修补电连接层于第二激光修补点电连接。

根据上述构想，其中虚设金属是透射式LCD衬底上用来遮蔽两个像素区域之间的光线泄漏的虚设金属。

根据上述构想，其中虚设金属是反射式LCD衬底上用来平坦化绝缘层的虚设金属。

根据上述构想，其中虚设金属、第一与第二修补电连接层、及第三与第四修补电连接层的材料从下列选出：铝和铜。

根据上述构想，其中提供激光修补于第一与第二激光修补点，即可修补一缺陷，且缺陷的修补合格率可高达90％。

根据上述构想，其中绝缘层的高度约为0.6μm。

根据上述构想，其中第二源极/漏极电极的第四修补电连接层跨越一扫描线。

根据上述构想，其中第二源极/漏极电极的第四修补电连接层跨越扫描线部位的线宽小于其它修补电连接层的线宽。

根据上述构想，其中第一源极/漏极电极的第三修补电连接层与第二源极/漏极电极的第四修补电连接层的材料是多晶硅，而该多晶硅可经过掺杂(doping)以增加导电性。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种液晶显示器的激光修补结构，包含：一虚设金属(dummy metal)的一第一修补电连接层与一第二修补电连接层，其分别延伸至一第一激光修补点与一第二激光修补点；一第一源极/漏极电极的一第三修补电连接层，形成于该第一激光修补点上方，其与该第一修补电连接层相隔一绝缘层；一第二源极/漏极电极的一第四修补电连接层，形成于该第二激光修补点上方，其与该第二修补电连接层相隔该绝缘层；及其中当提供激光修补于该第一激光修补点后，该第一修补电连接层与该第三修补电连接层于该第一激光修补点电连接；及当提供激光修补于该第二激光修补点后，该第二修补电连接层与该第四修补电连接层于该第二激光修补点电连接。

根据上述构想，其中虚设金属是透射式LCD衬底上用来遮蔽两个像素区域之间的光线泄漏的虚设金属。

根据上述构想，其中虚设金属是反射式LCD衬底上用来平坦化绝缘层的虚设金属。

根据上述构想，其中虚设金属、第一与第二修补电连接层、及第三与第四修补电连接层的材料从下列选出：铝和铜。

根据上述构想，其中提供激光修补于第一与第二激光修补点，即可修补一缺陷，且该缺陷的修补合格率可高达90％。

根据上述构想，其中绝缘层的高度约为0.6μm。

根据上述构想，其中第二源极/漏极电极的第四修补电连接层跨越一扫描线。

根据上述构想，其中第二源极/漏极电极的第四修补电连接层跨越扫描线部位的线宽小于其它修补电连接层的线宽。

根据上述构想，其中第一源极/漏极电极的第三修补电连接层与第二源极/漏极电极的第四修补电连接层的材料是多晶硅，而该多晶硅可经过掺杂(doping)以增加导电性。

附图说明

图1显示的是一种现有的液晶显示器(LCD)的激光暗化工艺的示意图；

图2A～2B显示的是本发明一种透射式液晶显示器的激光修补缺陷方法的第一优选实施例的局部上视示意图；及

图3A～3B显示的是本发明一种反射式液晶显示器的激光修补缺陷方法的第二优选实施例的局部上视示意图。

附图标记说明

10、60  衬底                 12、62  扫描线

14、64  数据线               16、66  像素区域

18、68  像素电极             20、70  虚设金属(dummy metal)

22、72  缺陷

241、242、741、742           源极/漏极电极

20a、20b、70a、70b           虚设金属的修补电连接层

241a、241b、242a、242b、     源极/漏极电极的修补电连接层

741a、741b、742a、742b

100    透明衬底              102  薄膜晶体管

104    彩色滤光片            106  框胶

108  液晶层                   110  激光器

112  激光                     114  碎片

具体实施方式

本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，且本发明的范围不受限定。

请参考图2A～2B，是本发明的第一优选实施例一种液晶显示器(LCD)的激光修补缺陷22方法的上视图与局部放大图。一透射式LCD的衬底10上包含有多条横向延伸的扫描线12、多条纵向延伸的数据线14、以及多个矩阵排列的像素区域16，每一个像素区域16是由两条扫描线12与两条数据线14所垂直交叉定义形成，多个像素电极18分别覆盖于每一个像素区域16的表面上，且多个薄膜晶体管分别设置于每一个像素区域16内。除此之外，在每两个像素区域中间，即数据线14(第二金属层)的下方均存在一浮置(floating)的虚设金属(dummy metal)20(第一金属层)图案(pattern)，其与扫描线12(第一金属层)同时形成，用来遮蔽两个像素区域16(pixel area)之间的光线泄漏。

本发明的第一优选实施例在浮置的虚设金属20(第一金属层)图案增加两个突出的修补电连接层20a、20b，且薄膜晶体管的源极/漏极电极(source/drain)241、242(第二金属层)也分别有两个突出的修补电连接层241a、241b、242a、242b。举例来说，当一缺陷22被形成时，分别于端点A、B上利用激光熔融技术，以使原先没有电连接(绝缘层阻隔，图中未显示)的第一金属层和第二金属层之间导通而形成电连接，则影像信号可经由薄膜晶体管的源极/漏极电极242(第二金属层)的修补电连接层242b进入至虚设金属20(第一金属层)的修补电连接层20b(端点B)，再经由虚设金属20(第一金属层)的修补电连接层20a进入薄膜晶体管的源极/漏极电极241(第二金属层)的修补电连接层241a(端点A)，藉由下方薄膜晶体管的源极/漏极电极242来同步控制上方的像素电极18以修补缺陷22。

请参考图3A～3B，是本发明的第二优选实施例一种液晶显示器(LCD)的激光修补缺陷72方法的上视图与局部放大图。一反射式LCD的衬底60上包含有多条横向延伸的扫描线62、多条纵向延伸的数据线64、以及多个矩阵排列的像素区域66，每一个像素区域66是由两条扫描线62与两条数据线64所垂直交叉定义形成，多个像素电极68分别覆盖于每一个像素区域66表面上，且多个薄膜晶体管分别设置于每一个像素区域66内。除此之外，在每一个像素区域中间，均存在多条浮置(floating)的虚设金属(dummymetal)70(第一金属层)图案(pattern)，其与扫描线62(第一金属层)同时形成，用来在平坦化绝缘层(图中未显示)时，能得到较佳的平坦绝缘层。

本发明的第二优选实施例在浮置的虚设金属70(第一金属层)图案增加两个突出的修补电连接层70a、70b，且薄膜晶体管的源极/漏极电极741、742(第二金属层)也分别有两个突出的修补电连接层741a、741b、742a、742b。举例来说，当一缺陷72被形成时，分别于端点A、B上利用激光熔融技术，使原先没有电连接(绝缘层阻隔，图中未显示)的第一金属层和第二金属层之间导通而形成电连接，则影像信号可经由薄膜晶体管的源极/漏极电极742(第二金属层)的修补电连接层742b进入至虚设金属70(第一金属层)的修补电连接层70b(端点B)，再经由虚设金属70(第一金属层)的修补电连接层70a进入薄膜晶体管的源极/漏极电极741(第二金属层)的修补电连接层741a(端点A)，藉由下方薄膜晶体管的源极/漏极电极742来同步控制上方的像素电极68以修补缺陷72。

本发明除了修补一个缺陷，只需要进行两次激光熔接，工艺相当简单。而且，使用激光熔接技术电连接被绝缘层(高度约为0.6μm)阻隔的第一金属层和第二金属层，其修补合格率可高达90％。这是因为修补合格率随绝缘层高度的减少而上升所致，而且所使用的激光熔接能量也可因绝缘层高度的减少而降低。另外，由于薄膜晶体管的源极/漏极电极(第二金属层)的修补电连接层将跨越扫描线，为避免因此产生的杂散电容值，使信号迟滞增长而影响LCD的显示品质，可以将要穿越扫描线的薄膜晶体管的源极/漏极电极(第二金属层)的修补电连接层线宽减小来降低杂散电容值，以避免信号迟滞增长而影响LCD的显示品质的情形产生。再者，一般而言，第一金属层与第二金属层由一般金属类导电物质所构成，如铝、铜等金属，但是也使用其它非一般金属类但具有导电能力的物质，例如制作晶体管栅极用的多晶硅，可对其进行掺杂(doping)以增加导电性或是导电层所使用的锡铟氧化物(ITO)导电材料。

即使本发明藉由举出数个优选实施例来描述，但是本发明并不限定于所举出的实施例。先前虽举出和叙述了具体实施例，但是显而易见地，在未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的等效改变或修饰均应包含在本发明的范围内。此外，凡在未脱离本发明所揭示的精神下，所完成的其它类似与近似改变或修饰，也均包含在本发明的范围内。同时应以最广的定义来解释本发明的范围，藉以包含所有的修饰与类似结构。本发明的范围由权利要求界定。

Claims (18)

1.一种液晶显示器的激光修补方法，包含：

提供一虚设金属的一第一修补电连接层至一第一激光修补点；

提供该虚设金属的一第二修补电连接层至一第二激光修补点；

提供一第一源极/漏极电极的一第三修补电连接层至该第一激光修补点上方，其与该第一修补电连接层相隔一绝缘层；

提供一第二源极/漏极电极的一第四修补电连接层至该第二激光修补点上方，其与该第二修补电连接层相隔该绝缘层；

提供激光修补于该第一激光修补点，其中激光修补前，该第一修补电连接层与该第三修补电连接层被该绝缘层阻隔而未电连接，激光修补后，该第一修补电连接层与该第三修补电连接层于该第一激光修补点电连接；及

提供激光修补于该第二激光修补点，其中激光修补前，该第二修补电连接层与该第四修补电连接层被该绝缘层阻隔而未电连接，激光修补后，该第二修补电连接层与该第四修补电连接层于该第二激光修补点电连接。

2.如权利要求1所述的激光修补方法，其中该虚设金属是透射式LCD衬底上用来遮蔽两个像素区域之间的光线泄漏的虚设金属。

3.如权利要求1所述的激光修补方法，其中该虚设金属是反射式LCD衬底上用来平坦化该绝缘层的虚设金属。

4.如权利要求1所述的激光修补方法，其中该虚设金属、该第一与第二修补电连接层以及该第三与第四修补电连接层的材料从下列选出：铝和铜。

5.如权利要求1所述的激光修补方法，其中提供激光修补于该第一与第二激光修补点，即可修补一缺陷，且该缺陷的修补合格率可高达90％。

6.如权利要求5所述的激光修补方法，其中该绝缘层的高度约为0.6μm。

7.如权利要求1所述的激光修补方法，其中该第二源极/漏极电极的该第四修补电连接层跨越一扫描线。

8.如权利要求8所述的激光修补方法，其中该第二源极/漏极电极的该第四修补电连接层跨越该扫描线部位的线宽小于其它修补电连接层的线宽。

9.如权利要求1所述的激光修补方法，其中该第一源极/漏极电极的该第三修补电连接层与该第二源极/漏极电极的该第四修补电连接层的材料是多晶硅，而该多晶硅可经过掺杂以增加导电性。

10.一种液晶显示器的激光修补结构，包含：

一虚设金属的一第一修补电连接层与一第二修补电连接层，其分别延伸至一第一激光修补点与一第二激光修补点；

一第一源极/漏极电极的一第三修补电连接层，形成于该第一激光修补点上方，其与该第一修补电连接层相隔一绝缘层；

一第二源极/漏极电极的一第四修补电连接层，形成于该第二激光修补点上方，其与该第二修补电连接层相隔该绝缘层；及

其中当提供激光修补于该第一激光修补点后，该第一修补电连接层与该第三修补电连接层于该第一激光修补点电连接；及当提供激光修补于该第二激光修补点后，该第二修补电连接层与该第四修补电连接层于该第二激光修补点电连接。

11.如权利要求10所述的激光修补结构，其中该虚设金属是透射式LCD衬底上用来遮蔽两个像素区域之间的光线泄漏的虚设金属。

12.如权利要求10所述的激光修补结构，其中该虚设金属是反射式LCD衬底上用来平坦化该绝缘层的虚设金属。

13.如权利要求10所述的激光修补结构，其中该虚设金属、该第一与第二修补电连接层以及该第三与第四修补电连接层的材料从下列选出：铝和铜。

14.如权利要求10所述的激光修补结构，其中提供激光修补于该第一与第二激光修补点，即可修补一缺陷，且该缺陷的修补合格率可高达90％。

15.如权利要求14所述的激光修补结构，其中该绝缘层的高度约为0.6μm。

16.如权利要求10所述的激光修补结构，其中该第二源极/漏极电极的该第四修补电连接层跨越一扫描线。

17.如权利要求10所述的激光修补结构，其中该第二源极/漏极电极的该第四修补电连接层跨越该扫描线部位的线宽小于其它修补电连接层的线宽。

18.如权利要求10所述的激光修补结构，其中该第一源极/漏极电极的该第三修补电连接层与该第二源极/漏极电极的该第四修补电连接层的材料是多晶硅，而该多晶硅可经过掺杂以增加导电性。

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