CN101000412A - 液晶显示器的激光修补结构及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种TFT面板的激光修补结构与方法，一位于源极－漏极电极层且具有一接触孔与像素电极电性相连的第一金属导体，其区域位于储存电容线的区域之内，延伸第一金属导体直到与上一像素的栅极线重迭，并藉由激光照射使它们电性相连来修补像素亮点，另一选择是在栅极电极层设置两个与数据线及第一金属导体分别部分重迭的第二金属导体，藉由激光照射来电性连接一个第二金属导体以修补像素亮点或电性连接两个第二金属导体以修补断路的数据线。
Description
技术领域
本发明有关于一种薄膜晶体管液晶显示面板的结构，特别是提供一种激光修补结构与方法来提升显示品质。
背景技术
通常，薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，TFT-LCD)的液晶填充在一含有电极的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板与一含有电极的彩色滤光片(Color Filter，CF)基板之间，且液晶对光的穿透性是由供给到电极的电压所控制。
TFT(Thin Film Transistor)面板的显示区域包含许多以矩阵型式安排的像素，一个像素(pixel)区域是由两条栅极线(gate line)与两条数据线(data line)的交越包围的矩形区域所定义，除了像素电极以外，像素还包含了一个薄膜晶体管元件和一个储存电容器，薄膜晶体管是一个开关元件，它的开关状态是由来自栅极线的扫描信号与来自数据线的数据信号来控制，而一条储存电容线(storagecapacitance line)亦通过像素来组成一个储存电容器，它的功能是保持像素电极现存的信号直到下一信号的到来。
众所皆知，目前薄膜晶体管液晶显示器已朝向电视的应用领域发展，面板也逐渐朝向大尺寸设计迈进，所以制程的复杂度与难度也随着尺寸的不断增加而日益升高，因此，非常不容易在设计上兼顾制程的限制条件以及抑制制程误差对面板显示品质的影响，而它们是影响产能与良率的重要关键。
在TFT面板的生产过程中，像素常易受到制程污染或是静电破坏，造成线缺陷(line defect)与点缺陷(pixel defect)，所谓的线缺陷意指某信号线断路，而点缺陷则意指因薄膜晶体管异常的短路或断路所造成的像素缺陷。
点缺陷可分为亮点(white defect)、暗点(dark defect)、及微辉点(dulldefect)等等，所谓的亮点甚至是在全黑画面时也是亮的，所以人眼对它非常敏感而易于辨认，所以最好能把亮点修补成永远是黑暗的暗点，或者至少把亮点修补成黯淡的微辉点。
一般而言，激光修补的方法会被采用在仅有少数亮点发生的时候。
图1是传统的具有激光修补亮点结构的TFT面板像素的上视示意图，数据线114传送数据信号到源极电极100，栅极信号经由位于透明玻璃基板上面的栅极电极层的栅极线104来传送，像素内的储存电容线110位于栅极电极层，提供一共通电压，半导体电极102分别被源极电极100与漏极电极106所覆盖，接触孔108用以电性连接像素电极112与漏极电极106，一位于像素电极112下面的源极一漏极电极层的附加金属116是经由接触孔120来电性连接像素电极112，此附加金属116预备在需要时作激光修补之用，而另一位于栅极电极层的浮接金属118亦预备在需要时作激光修补之用，此浮接金属118分别与数据线114与附加金属116部分重迭于区域124与122。
一旦发现此像素为亮点时，激光光束可从透明玻璃基板的下表面来照射区域124与122以电性连接数据线114与附加金属116，使数据信号能透过接触孔120直接传送到像素电极112，进而把亮点转换成微辉点。
然而，此种针对亮点的激光修补结构需要一位于像素电极下面的源极-漏极电极层的具有接触孔的附加金属，因此，此附加金属会降低像素的开口率。
除了点缺陷以外，TFT面板的生产过程有时亦会发生线缺陷，它也需要修补。
图2是传统的具有激光修补线缺陷结构的TFT面板像素的上视示意图，数据线214于区域216断路，栅极信号经由位于透明玻璃基板上面的栅极电极层的栅极线204来传送，但因为数据线214于区域216断路，数据信号无法传送到此像素的源极电极200，也无法传送到其它与此数据线214相连的像素的源极电极，像素内的储存电容线210位于栅极电极层，提供一共通电压，半导体电极202分别被源极电极200与漏极电极206所部分覆盖，接触孔208用以电性连接像素电极212与漏极电极206，预备在需要时作激光修补之用的两修补构件218与220由储存电容线210延伸到数据线214，并分别与数据线214重迭于区域222与224。
一旦数据线214的断路区域216被发现时，激光光束可先从透明玻璃基板的下表面来照射区域222与224，用以电性连接数据线214与储存电容线210，而后用一低能量激光照射区域226以熔掉挥发部分像素电极212，然后再用一高能量激光照射区域226以切断部分储存电容线210直到它于区域226断路。因此，数据线214藉由部分储存电容线210重新导通，数据信号也因而能传送到所有与此数据线214相连的像素的源极电极。
然而，因为像素电极通常是由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)所组成，所以用激光来熔融像素电极非常不容易控制，而此种激光修补线缺陷的结构与方法需要用到低能量的激光来熔掉挥发部分像素电极，所以非常难以控制。
因此，此种激光修补线缺陷的结构与方法手续复杂、风险性高，再者，它利用储存电容线作为激光修补的引线，在进行激光修补时也容易造成数据线与储存电容线短路不良，所以修补良率较差。
发明内容
如背景技术中所述，传统的激光修补TFT-LCD的TFT面板像素亮点的结构与方法会降低像素的开口率，而传统的激光修补数据线断路的结构与方法需要用到低能量的激光来熔掉挥发部分像素电极，修补手续复杂、不易控制而风险性高，并且容易造成数据线与储存电容线短路不良，所以修补良率较差。
本发明的目的之一是解决上述的修补像素亮点造成的开口率降低的问题。首先，在源极-漏极电极层设置一与像素电极以接触孔电性相连的第一金属导体，此第一金属导体的区域位于储存电容线的区域之内，所以像素的开口率不会降低。
其次，本发明具有两种实施例可以用来修补像素亮点，第一种实施例是延伸前述第一金属导体直到与上一像素的栅极线重迭，使它们在随后的修补步骤中能经由激光照射来电性连接，此种修补结构与方法会把亮点修补成暗点。
第二种实施例是在栅极电极层设置一与数据线及前述的第一金属导体分别部分重迭的第二金属导体，使它们在随后的修补步骤中能经由激光照射来电性连接，此种修补结构与方法会把亮点修补成微辉点。
本发明的另一目的是不仅能够修补像素亮点缺陷，也能修补数据线断路缺陷，为达此目的，本发明在前述的第二种实施例中设置两个前述的第二金属导体，使它们在随后的修补步骤中能经由激光照射来电性连接数据线及前述的第一金属导体，达到修补数据线断路缺陷的功能。
本发明的目的之一是不需要用激光来熔掉挥发像素电极，所以修补手续简单、容易控制而风险性低。
本发明的另一目的是与无修补结构的TFT面板相比，本实施例并不需要增加额外的光罩或制程。
因此，本发明的激光修补结构与方法能够有效的提高修补效率与降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的第一先前技术的具有激光修补亮点结构的TFT面板像素的上视示意图。
图2是本发明的第二先前技术的具有激光修补线缺陷结构的TFT面板像素的上视示意图。
图3A是根据本发明的第一实施例的具有激光修补亮点结构的TFT面板像素的上视示意图。
图3B是沿着图3A的A-A’线段的剖面示意图及用以图示具有激光修补亮点结构的TFT面板像素的剖面结构。
图3C是沿着图3A的B-B’线段的剖面示意图及用以图示具有激光修补亮点结构的TFT面板像素经过激光照射后的剖面结构。
图4A是根据本发明的第二实施例的具有激光修补亮点及线缺陷结构的TFT面板像素的上视示意图。
图4B是沿着图4A的C-C’线段的剖面示意图及用以图示具有激光修补亮点及线缺陷结构的TFT面板像素经过激光照射后的剖面结构。
具体实施方式
图3A是根据本发明的一实施例的具有激光修补亮点结构的TFT面板像素的上视示意图。
数据线314传送数据信号到源极电极300，栅极信号经由此像素的栅极线304来传送，像素内的储存电容线310位于栅极电极层，提供一共通电压，源极电极300与漏极电极306分别与半导体电极302部分重迭，接触孔308用以电性连接像素电极312与漏极电极306；一位于储存电容线310上面的源极-漏极电极层的金属导体316具有两个延伸部分321与323，可在需要时作激光修补；除了延伸部分321与323以外，金属导体316位于储存电容线310的区域以内，而延伸部分321与323是从储存电容线310的边缘延伸到上一像素的栅极线305，并分别与的重迭于区域320与322；一般而言，金属导体316的材质从下列任意选择：铝、铜、金、铬、钽、钛、锰、镍、钼、铌、钕、银。
图3B是沿着图3A的A-A’线段的剖面示意图，一栅极绝缘体326介于金属导体316与位于基板324之上的储存电容线310之间，通常基板324的材质为透明玻璃，除了一接触孔318用以电性连接金属导体316与像素电极312以外，一保护绝缘体328位于金属导体316与像素电极312之间，一般而言，栅极绝缘体326与保护绝缘体328由氧化硅或氮化硅所组成，而导电的像素电极312是由ITO或IZO所组成。
一旦发现此像素为亮点时，激光光束可从基板324的下表面来照射区域320与322的其中之一，图3C沿着图3A的B-B’线段的剖面示意图，用以绘示区域320被激光照射之后的剖面结构，金属导体316的区域320与上一像素的栅极线305藉由熔融金属330来电性相连，于是，上一像素的栅极信号能直接经由熔融金属330与接触孔318传送到像素电极312，因而把此像素的亮点转变为暗点而达到修补的目的。
金属导体316的图案设计使得像素的开口率不会降低，这是本实施例的优点之一，而且，由于金属导体316位于源极-漏极电极层，它可以与源极及漏极一起同时形成。因此，本实施例不需要增加额外的光罩或制程，而且，本实施例提供一种不需要用激光熔掉挥发像素电极的简易激光亮点修补的结构与方法。
本发明的另一实施例绘示于图4A，数据线414传送数据信号到源极电极300，一接触孔418用以电性连接金属导体416与像素电极312，与绘示于图3A的实施例不同的地方是本实施例另具有两个位于与本像素的栅极线304同一层的浮接金属420与422，它们也是准备着在需要时作激光修补之用，浮接金属420与422分别与数据线414及金属导体416部分重迭于区域424、428及区域426、430，通常，金属导体416、浮接金属420与422的材质为从下列任意选择：的铝、铜、金、铬、钽、钛、锰、镍、钼、铌、钕、银。
图4B是沿着图4A的C-C’线段的剖面示意图，浮接金属420位于基板324之上，在激光修补之前，数据线414的区域424及金属导体416的区域426两者皆以一栅极绝缘体326与浮接金属420电性隔绝，一保护绝缘体328位于金属导体416的区域426与像素电极312之间。
一旦发现此像素为亮点时，激光光束可从基板324的下表面来照射浮接金属420的区域424、426或浮接金属422的区域428、430，例如参考图4B，区域424、426已经激光照射，数据线414与金属导体416藉由熔融金属438、440来电性相连，于是，数据信号能直接经由接触孔418传送到像素电极312，因而把此像素的亮点转变为微辉点而达到修补的目的。
本实施例的另一目的是修补数据线的线缺陷，一旦发现图4A中的断路部分442时，激光光束可从基板324的下表面来照射浮接金属420的区域424、426与浮接金属422的区域428、430，于是，数据线414分别在区域428、424与浮接金属422、420电性相连，而金属导体416分别在区域430、426与浮接金属422、420电性相连，因此，数据信号能从区域424经由金属导体416传送到区域428，从而避开断路部分442，易言之，数据信号能经由金属导体416传送而达到修补的目的。
在本实施例中，具有接触孔418的金属导体416的区域位于储存电容线310的区域之内，跟前一实施例一样，此种型式的图案设计也不会降低像素的开口率。
因为金属导体416是位于源极-漏极电极层，它可以与源极与漏极同时形成，而浮接金属420与浮接金属422是位于栅极电极层，它可以与栅极同时形成，所以与无修补结构的TFT面板相比，本实施例并不需要增加额外的光罩或制程。
与前一实施例类似，本实施例提供一种不需要用激光熔掉挥发像素电极的简易激光亮点与数据线断路修补的结构与方法，而且本实施例不仅能够修补亮点缺陷，也能修补数据线缺陷，更是本实施例独特的优点。
综上所述，本发明提供一种方便而简易的修补像素亮点的方法，为达此目的，首先在源极-漏极电极层设置一与像素电极以接触孔电性相连的第一金属导体，本发明的重要特征之一是此第一金属导体的区域位于储存电容线的区域之内，所以像素的开口率不会降低。
其次，本发明具有两种实施例可以用来修补像素亮点，其一实施例是延伸前述第一金属导体直到与上一像素的栅极线重迭，使它们在随后的修补步骤中能经由激光照射来电性连接，此种修补结构与方法会把亮点修补成暗点。
另一实施例是在栅极电极层设置一与数据线及前述第一金属导体分别部分重迭的第二金属导体，使它们在随后的修补步骤中能经由激光照射来电性连接，此种修补结构与方法会把亮点修补成微辉点，而此种修补结构只要设置两个第二金属导体就能修补断路的数据线。因此，本实施例不仅能够修补亮点缺陷，也能修补数据线缺陷，更是本实施独特的优点。
本发明的另一重要特征是不需要用激光来熔掉挥发像素电极。
本发明的另一特征是与无修补结构的TFT面板相比，本实施例并不需要增加额外的光罩或制程。
因此，本发明的激光修补结构与方法能够有效的提高修补效率与降低生产成本。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟悉本技术领域者能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (20)
1.一种薄膜晶体管面板的激光修补结构，包含多个像素，其中的每一该像素进一步包含：
一基板；
一栅极线，该栅极线沿一列的方向设置于该基板上；
一储存电容线，该储存电容线设置于该基板上且与该栅极线不相互接触；
一栅极绝缘体，该栅极绝缘体设置于该基板上且覆盖该栅极线与该储存电容线；
一数据线，该数据线沿一行的方向设置于该栅极绝缘体上；
一保护绝缘体，该保护绝缘体覆盖该数据线；
一像素电极，该像素电极设置于该保护绝缘体上；以及
一金属导体，该金属导体设置于该栅极绝缘体上且具有至少一个延伸区域，除了该延伸区域以外的该金属导体设置于该储存电容线之区域以内，该延伸区域是从该储存电容线的边缘开始延伸，直到与上一列的像素的栅极线部分重迭，其中，该金属导体是以一第一接触孔与该像素电极电性相连，且该储存电容线及该上一列的像素的栅极线皆以该栅极绝缘体与该金属导体相隔且电性绝缘。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，还包含一半导体电极，该半导体电极设置于该栅极绝缘体上。
3.如权利要求2所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，还包含一漏极电极，该漏极电极设置于该半导体电极上，其中该漏极电极以一第二接触孔与该像素电极电性相连。
4.如权利要求1所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该金属导体的材质为从下列任意选择：铝、铜、金、铬、钽、钛、锰、镍、钼、铌、钕、银。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该基板的材质为透明玻璃。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该像素电极的材质为铟锡氧化物及铟锌氧化物之一或其组合。
7.如权利要求1所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该栅极绝缘体与该保护绝缘体的材质为氧化硅及氮化硅之一或其组合。
8.一种薄膜晶体管面板的激光修补结构，包含多个像素，其中每一该像素进一步包含：
一基板；
一栅极线，该栅极线沿一列的方向设置于该基板上；
一储存电容线，该储存电容线设置于该基板上且与该栅极线不相互接触；
一栅极绝缘体，该栅极绝缘体设置于该基板上且覆盖该栅极线与该储存电容线；
一数据线，该数据线沿一行的方向设置于该栅极绝缘体上；
一保护绝缘体，该保护绝缘体系覆盖该数据线；
一像素电极，该像素电极设置于该保护绝缘体上；
一第一金属导体，该第一金属导体设置于该栅极绝缘体上且其区域设置于该储存电容线的区域以内，其中该第一金属导体是以一第一接触孔与该像素电极电性相连，且该储存电容线是以该栅极绝缘体与该第一金属导体相隔且电性绝缘；以及
至少一第二金属导体，该第二金属导体设置于该基板之上且其分别与该数据线及该第一金属导体部分重迭，其中该数据线及该第一金属导体皆以该栅极绝缘体与该第二金属导体相隔且电性绝缘。
9.如权利要求8所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，还包含一半导体电极，该半导体电极设置于该栅极绝缘体上。
10.如权利要求9所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，还包含一漏极电极，该漏极电极设置于该半导体电极上，其中该漏极电极以一第二接触孔与该像素电极电性相连。
11.如权利要求8所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该第一金属导体与该第二金属导体的材质从下列任意选择：铝、铜、金、铬、钽、钛、锰、镍、钼、铌、钕、银。
12.如权利要求8所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该基板的材质为透明玻璃。
13.如权利要求8所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该像素电极的材质为铟锡氧化物及铟锌氧化物之一或其组合。
14.如权利要求8所述的薄膜晶体管面板的激光修补结构，其特征在于，该栅极绝缘体与该保护绝缘体的材质为任择的氧化硅及氮化硅。
15.一种薄膜晶体管面板的激光修补方法，包含形成多个像素，其中形成至少一该像素的步骤包含：
提供一基板；
形成一栅极线，沿一列的方向设置该栅极线于该基板上；
形成一储存电容线，设置该储存电容线于该基板上且与该栅极线不相互接触；
形成一栅极绝缘体，设置该栅极绝缘体于该基板上且覆盖该栅极线与该储存电容线；
形成一数据线，沿一行的方向设置该数据线于该栅极绝缘体上；
形成一保护绝缘体，设置该保护绝缘体于该数据线上；
形成一像素电极，设置该像素电极于该保护绝缘体上；
形成一第一金属导体，设置该第一金属导体于该栅极绝缘体上且其区域设置于该储存电容线的区域以内，其中该第一金属导体是以一第一接触孔与该像素电极电性相连，且该储存电容线是以该栅极绝缘体与该第一金属导体相隔且电性绝缘；
形成两个第二金属导体，设置该些第二金属导体于该基板上且其分别与该数据线及该第一金属导体部分重迭，其中该数据线及该第一金属导体皆以该栅极绝缘体与该些第二金属导体相隔且电性绝缘；
从该基板的下表面照射至少一束激光光到至少一个该些第二金属导体与该数据线的重迭区域以电性连接至少一个该些第二金属导体与该数据线；以及
从该基板的下表面照射至少一束激光光到至少一个该些第二金属导体与该第一金属导体的重迭区域以电性连接至少一个该些第二金属导体与该第一金属导体。
16.如权利要求15所述的薄膜晶体管面板的激光修补方法，其特征在于，还包含形成一半导体电极，该半导体电极位于该栅极绝缘体上。
17.如权利要求16所述的薄膜晶体管面板的激光修补方法，其特征在于，还包含形成一漏极电极，该漏极电极位于该半导体电极上，其中该漏极电极是以一个第二接触孔与该像素电极电性相连。
18.如权利要求15所述的薄膜晶体管面板的激光修补方法，其特征在于，该第一金属导体与该些第二金属导体的材质为从下列任意选择：铝、铜、金、铬、钽、钛、锰、镍、钼、铌、钕、银。
19.如权利要求15项所述之薄膜晶体管面板之激光修补方法，其中该基板的材质系为透明玻璃。
20.如权利要求15所述的薄膜晶体管面板的激光修补方法，其特征在于，该像素电极的材质为铟锡氧化物及铟锌氧化物之一或其组合。
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