CN101582252B - 驱动电路结构及其修补方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驱动电路结构及其修补方法，该驱动电路结构整合于显示面板中。驱动电路结构包括多个晶体管，其中每一晶体管的源极电性连接至第一电极线、且每一晶体管的漏极电性连接至第二电极线；以及备用晶体管，其中备用晶体管的源极与第一电极线及/或备用晶体管的漏极与第二电极线无电性连接关系。在完成上述结构后，本发明检测驱动电路结构以找出失效晶体管。接着隔绝失效晶体管与第一电极线及/或第二电极线的电性连接，并电性连接备用晶体管的源极与第一电极线及/或电性连接备用晶体管的漏极与第二电极线。其中失效晶体管与电性连接的备用晶体管的数目相同。

Description

驱动电路结构及其修补方法

技术领域

本发明涉及一种整合于显示面板的栅极驱动电路结构(gatedriver-on-array，GOA)，尤其涉及一种可修补设计的栅极驱动电路结构及应用其的显示面板。

背景技术

在科技发展日新月异的时代中，液晶显示器已广泛应用于电子显示产品如电视、计算机屏幕、笔记灵计算机、行动电话或个人数字助理等。液晶显示器具有数据驱动器、扫描驱动器、及液晶显示面板，其中液晶显示面板具有像素阵列，而扫描驱动器用以依序开启像素阵列中对应的像素列，以将数据驱动器输出的像素数据传送至像素，进而显示影像。

在目前众多的面板设计中，大部份采用栅极驱动器与源极驱动器产生栅极脉冲信号与数据信号。在玻璃上制作电路的工艺，多以低温多晶硅(LTPS)的设计为主，主要原因是LTPS工艺的多晶硅拥有较高的迁移率(mobility)，因此这种设计而成的电路可行性较高。但为了降低成本，即使是迁移率极低的非晶硅工艺，也渐渐将电路设计在玻璃基板上，如栅极驱动的位移缓存器(shiftregister)，即所谓的整合驱动电路。

将位移缓存器电路设计于玻璃基板上(GOA；Gate on array)的产品，在工厂的阵列基板端(array端)进行各道工艺时，往往因为工艺稳定度的影响，使微粒(Particle)落在位移缓存器中的某一晶体管上而使整组的电路无法运作。这将会严重影响GOA产品的良率及成本问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种驱动电路结构及其修补方法，以解决现有技术因工艺稳定度的影响，使微粒(Particle)落在位移缓存器中的某一晶体管上而使整组的电路无法运作进而严重影响GOA产品的良率的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种驱动电路结构，整合于显示面板中，驱动电路结构包括多个晶体管，其中每一晶体管的源极电性连接至第一电极线、且每一晶体管的漏极电性连接至第二电极线；以及备用晶体管，其中备用晶体管的源极与第一电极线及/或备用晶体管的漏极与第二电极线无电性连接关系。

而且，为实现上述目的，本发明更提供一种驱动电路结构的修补方法，包括：检测驱动电路结构，找出失效晶体管；隔绝失效晶体管与第一电极线及/或第二电极线的电性连接；以及电性连接备用晶体管的源极与第一电极线及/或电性连接备用晶体管的漏极与第二电极线；其中，失效晶体管与电性连接的备用晶体管的数目相同。

采用本发明的上述的驱动电路结构及对应的修补方法，可确保修补后的晶体管数目不会因修补动作减少，并有效提升良率。

附图说明

图1为本发明一实施例中，显示面板的示意图；

图2为本发明一实施例中，驱动电路结构的电路图；

图3为本发明一实施例中，驱动电路结构的上视图；

图4为本发明一实施例中，驱动电路结构的a-b切线剖视图；

图5为本发明一实施例中，修复动作前的驱动电路结构的c-d切线剖视图；

图6为本发明一实施例中，修复动作后的驱动电路结构的c-d切线剖视图；

图7为本发明一实施例中，驱动电路结构的上视图；以及

图8为本发明一实施例中，驱动电路结构的上视图。

其中，附图标记：

10：基板              11A：备用晶体管

11B：晶体管           13A栅极电极层

13B：接触垫           14：第一绝缘层

15：半导体层          17A：第一电极线

17B：第二电极线       19A：备用晶体管的漏极

19B：晶体管的漏极     21：源极线

23：第二绝缘层        100：显示面板

102：显示区         104：周边线路区

110：显示像素

L：备用晶体管的漏极延伸至接触垫上方的部份的长度

W1：第二电极线的宽度

W2：接触垫宽度

W3：备用晶体管的漏极延伸至接触垫上方的部份的宽度

W4：备用晶体管的漏极宽度

：晶体管漏极与第二电极线电性连接的位置

：备用晶体管/第二电极线与连接垫电性连接的位置

具体实施方式

如图1所示，显示面板100具有显示区102及位于显示区外的的周边线路区104。显示区102内有多个显示像素110，而在周边线路区104中具有栅极驱动电路结构。栅极驱动电路结构的设计具有高的通道宽长比，有助于提升显示面板100的分辨率以及反应速率。然而，栅极驱动电路结构的电极若受到污染物的污染而发生短路时不易进行修补，可能使显示面板100中部份显示像素110的显示效果受到影响。因此，本发明提供一种栅极驱动电路结构(位移缓存器)的设计，使栅极驱动电路结构由多个并联的薄膜晶体管结构所组成。即使栅极驱动电路结构中部份导电图案因工艺中产生的微粒发生短路现象，也可对栅极驱动电路结构进行修补，使显示面板100的良率提升，进而改善画面质量。

如图2所示，为整合于显示面板中的驱动电路结构的电路图，可作为显示面板的栅极驱动电路(gate on array，简称GOA)或位移缓存器(shiftregister)。驱动电路结构包括多个晶体管11B，每一晶体管11B的源极电性连接至第一电极线17A，且每一晶体管11B的漏极电性连接至第二电极线17B。上述驱动电路结构还包括备用晶体管11A，且备用晶体管11A的源极与第一电极线17A无电性连接关系。当某一晶体管11B受到微粒污染失效时，可切断受污染的晶体管11B的源极与第一电极线17A的电性连接，并电性连接备用晶体管11A的源极与第一电极线。如此一来，修复后的驱动电路结构的晶体管数目仍维持应有数目而不会减少。举例来说，若驱动电路结构的晶体管11B数目为8且备用晶体管11A数目为4，工艺后有2个晶体管11B受微粒污染，则可隔绝2个受污染的晶体管11B的源极与第一电极线17A的电性连接，并电性连接2个备用晶体管的源极与第一电极线17A。如此一来，修复后的驱动电路结构的晶体管数目仍维持8个。

备用晶体管11A的数目取决于工艺良率的控制，当工艺的微粒数目越少，备用晶体管11A占驱动电路结构的比例越低。一般来说，若备用晶体管11A太少，则可能无法完全顶替受污染的晶体管11B。但若备用晶体管11A太多，则会增加成本。在本发明一实施例中，备用晶体管11A的位置均位于驱动电路末端。在本发明另一实施例中，备用晶体管11A插置于晶体管11B之间。

上述修复中，除了隔绝受污染的晶体管11B的源极与第一电极线17A的电性连接外，可进一步隔绝其漏极21与第二电极线17B的电性连接。

在图2中，修复前的备用晶体管11A的源极与第一电极线17A未电性连接。但在本发明另一实施例中，修复前的备用晶体管11A的漏极与第二电极线17B未电性连接。在本发明另一实施例中，修复前的备用晶体管11A的源极与漏极均未电性连接第一电极线17A与17B。不论采用上述何种模式，重点在于修复前的备用晶体管11A无法作用，而修复后的备用晶体管11A的源极与漏极会电性连接第一电极线17A及第二电极线17B，以顶替电性隔绝的晶体管11B。

如图3所示，为上述的驱动电路结构的上视图，其a-b方向的切线如图4所示，而c-d方向的切线如图4所示。值得注意的是，图3的驱动电路结构仅用以说明而非限缩本发明，只要能完成图2的电路布局即可。举例来说，图3的电路驱动结构的基板上依序为栅极层、半导体层、源极/漏极层。但在本发明其它实施例中，基板上依序为源极/漏极层、半导体层、与栅极层。

图3的驱动电路结构的形成方法如下，请一并参考图4及图5。首先，提供基板10。基板10材质可为透光材质如玻璃、石英或其它透明材质、不透光材质如陶瓷、晶圆或其它不透明材质、或可挠性材质如塑料、橡胶、聚酯、聚碳酸酯或其它可挠性材质。接着形成第一导电层(未图示)于基板10上，其材质可为金属如钛、钽、银、金、铂、铜、铝、钼、钕、钨、铬、铑、铼、钌、钴、其它合适金属、或上述合金；金属氧化物如铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、铟锌氧化物(indium zinc oxide，IZO)、或上述的多层结构。接着进行微影工艺及蚀刻步骤以图案化第一导电层，以定义栅极电极层13A及接触垫13B。如图3所示，栅极电极层13A与接触垫相隔一段距离且不电性连接。

接着形成第一绝缘层14于栅极电极层13A及接触垫13B上，之后形成半导体层15于栅极电极层13A上的第一绝缘层14上。第一绝缘层14的材质可为有机材质如光刻胶、有机硅化合物、或其它有机材质、无机材质如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、碳化硅或其它无机材质、或上述材质的组合。半导体层15一般为半导体材料，如非晶硅、多晶硅、微晶硅、单晶硅、或上述材料的组合，其形成方式可为化学气相沉积法(CVD)、等离子增强化学气相沉积法(PECVD)、快速升温式化学气相沉积法(RTCVD)、超高真空化学气相沉积法(UHV/CVD)、或分子束磊晶成长法(MBE)。

最后形成第二导电层(未图示)于半导体层15上及第一绝缘层14上，其材质可为金属如钛、钽、银、金、铂、铜、铝、钼、钕、钨、铬、铑、铼、钌、钴、或其它金属、上述的合金、或上述的多层结构。接着进行微影工艺及蚀刻步骤以图案化第二导电层，以定义第一电极线17A、晶体管11B与备用晶体管11A的源极21、第二电极线17B、备用晶体管11A的漏极线19A、及晶体管11B的漏极线19B。由图2可知，第一电极线17A电性连接晶体管11B与备用晶体管11A的源极21，而第二电极线17B仅电性连接晶体管11B的漏极19B。如图3所示，备用晶体管11A位于晶体管11B的外侧，且接触垫13B位于第二电极线17B的末端侧。第二电极线17B与部份接触垫13B重迭，且备用晶体管11A的漏极19A延伸至部份接触垫13B上方。为了使后续的激光焊接(1aserwelding)能顺利电性连接接触垫13B、第二电极线17B、及备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份，备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份的宽度W3大于备用晶体管11A的漏极19A的宽度W4，且备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份的长度L、接触垫13B的宽度W2、及第二电极线17B的宽度W1相同。

最后，形成第二绝缘层23覆盖上述结构，且第二绝缘层23的材质选择及形成方法类似第一绝缘层14，两者可采用相同或不同材质。至此则完成本发明一实施例的驱动电路结构。

在完成上述结构后，可采用影像对比等方式确认晶体管11A是否遭到污染。若某一晶体管11A遭到污染，可采用激光剥除的方式切断受到微粒污染的晶体管11B的漏极19B与第二电极线17B的电性连接部份

，并以激光焊接(1aser welding)等方式电性连接第二电极线17B与备用晶体管11A的漏极19A与接触垫13B重迭的部份

。图5及图6分别为激光焊接步骤前后的结构。以激光烧穿备用晶体管11A的漏极19A以及第二电极线17B的末端侧与接触垫13B之间的第一绝缘层14，同时熔融备用晶体管11A的漏极19A以及第二电极线17B的末端侧以电性连接接触垫13B。

在本发明另一实施例中，第一电极线17A可位于栅极电极层13A及半导体层15以外的部份。如此一来，备用晶体管11A的源极21可选择性的与第一电极线17A电性隔绝，并延用第二电极线17B与接触垫13B的设计：第一电极线17A与部份另一接触垫(未图示)重迭，且备用晶体管11A的源极21延伸至部份另一接触垫(未图示)上方。此时备用晶体管11A位于晶体管11B的外侧，且另一接触垫(未图示)位于第一电极线17A的末端侧。第一电极线17A与部份另一接触垫(未图示)重迭，且备用晶体管11A的源极21延伸至部份另一接触垫(未图示)上方。为了使后续的激光焊接(1aser welding)能顺利电性连接另一接触垫(未图示)、第一电极线17A、及备用晶体管11A的源极21延伸至另一接触垫(未图示)上方的部份，备用晶体管11A的源极21延伸至另一接触垫(未图示)上方的部份的宽度大于备用晶体管11A的源极21的宽度，且备用晶体管11A的漏极19A延伸至另一接触垫(未图示)上方的部份的长度、另一接触垫的宽度、及第一电极线17A的宽度相同。在完成上述结构后，可采用影像对比等方式确认晶体管11A是否遭到污染。若某一晶体管11B遭到污染，可采用激光剥除的方式切断受到微粒污染的晶体管11B的源极21与第一电极线17A连接的位置(未图标)，并以激光焊接(laser welding)等方式电性连接第一电极线17A与备用晶体管11A的源极21与另一接触垫(未图示)重迭的部份(未图示)。与图5及图6中激光焊接步骤前后的结构类似，以激光烧穿备用晶体管11A的源极21以及第一电极线17A的末端侧与另一接触垫(未图示)之间的第一绝缘层14，同时熔融备用晶体管11A的源极21以及第一电极线17A的末端侧以电性连接另一接触垫(未图示)。可以理解的是，若备用晶体管11A的源极21与第一电极线17A电性隔绝并采用另一接触垫，则第二电极线17B可电性连接备用晶体管11A的漏极19A且不采用接触垫13B的设计。

图3的驱动电路结构仅含有一个备用晶体管11A。在发明另一实施例中，可含有两个以上的备用晶体管11A，如图7。当超过一个晶体管11B受微粒污染而失效时，图7的驱动电路结构可提供一个以上的备用晶体管11A以取代一个以上的失效晶体管11B。经影像对比后，以激光剥除法隔绝失效晶体管11A的漏极19A与第二电极线17B的连接部份

，并以激光焊接法电性连接第二电极线17B及备用晶体管11A的漏极19A与接触垫13B重迭的部份

。可以理解的是，电性连接的备用晶体管数目取决于失效的晶体管数目。以图7为例，若失效的晶体管11B只有一个，则只需电性连接较左侧的备用晶体管11A，而不需进一步电性连接右侧的备用晶体管。同样地，图7的第一电极线17A可位于栅极电极层13A及半导体层15之外，如此一来，备用晶体管11A可不电性连接第一电极线17A并采用另一接触垫(未图示)的设计如前述。为简洁起见在此不另行描述对应另一接触垫(未图示)的设计及相关修复步骤，请参考前述内容。

虽然图6的驱动电路结构可提供多个备用晶体管，但此设计有个缺点：若有一个晶体管11B及较左侧的备用晶体管11A受到污染时，仍需电性连接较左侧的备用晶体管11A才能电性连接较右侧的备用晶体管11A，而无法单单电性连接较右侧的备用晶体管11A。如此一来，必需额外切断左侧失效的备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份与漏极19A连接部份

。

为了解决上述备用晶体管也可能遭到污染的问题，本发明提供了一种绕线结构及对应的接触垫结构，如图8所示。在图8中，备用晶体管11A夹设于晶体管11B间，且第二电极线17B与接触垫13B重迭的部份具有绕线结构。绕线结构具有凸部及凹部，且绕线结构的凸部凸出第二电极线17B，且绕线部份的凹部与该接触垫13B重迭。为了使后续的激光焊接(laser welding)能顺利电性连接接触垫13B、第二电极线17B、及备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份，备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份的宽度W3大于备用晶体管11A的漏极19A的宽度W4，且备用晶体管11A的漏极19A延伸至该接触垫13B上方的部份的长度L小于第二电极线17B的宽度W1。

在完成上述结构后，可采用影像对比等方式确认晶体管11A是否遭到污染。若某一晶体管11A遭到污染，可采用激光剥除的方式切断受到微粒污染的晶体管11B的漏极19B与第二电极线17B的电性连接部份

，并以激光焊接等方式电性连接第二电极线17B与备用晶体管11A的漏极19A与接触垫13B重迭的部份

。电性连接备用晶体管11A的漏极19A与该第二电极线17B的激光焊接步骤可参考c-d切线的剖面图如图5至图6所示，是以激光烧穿备用晶体管11A的漏极19A与第二电极线17B的绕线结构凹部与接触垫13B之间的第一绝缘层14，同时熔融部份备用晶体管11A的漏极19A与第二电极线17B的绕线结构凹部以电性连接接触垫13B。

当采用上述绕线设计时，可形成各自独立的多个备用晶体管11A。即使有部份备用晶体管11A受到微粒污染，仍可电性连接未受微粒污染的备用晶体管11A、第二电极线17B、及连接垫13B。如此一来，不需额外电性连接受污染的备用晶体管11A后，再切断受污染的备用晶体管11A的漏极19A延伸至接触垫13B上方的部份与漏极19A的连接部份

，如图7所示。同样地，图8的第一电极线17A可位于栅极电极层13A及半导体层15之外，并具有类似第二电极线17B的绕线结构。如此一来，位于晶体管11B之间的备用晶体管11A可不电性连接第一电极线17A并采用另一接触垫(未图示)的设计如前述。为简洁起见在此不另行描述对应另一接触垫(未图示)的设计及相关修复步骤，请参考前述内容。

在本发明又一实施例中，可视情况需要将图8的绕线结构搭配图3或图7的设计。经由上述的驱动电路结构及对应的修补方法，可确保修补后的晶体管数目不会因修补动作减少，并有效提升良率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种驱动电路结构，整合于一显示面板中，其特征在于，该驱动电路结构包括：

多个晶体管，每一晶体管的源极电性连接至一第一电极线、且每一晶体管的漏极电性连接至一第二电极线；

一备用晶体管，该备用晶体管的源极与该第一电极线及/或该备用晶体管的漏极与该第二电极线无电性连接关系；

一栅极电极层及一接触垫，位于一基板上；

一第一绝缘层，位于该栅极电极层及该接触垫上；

一半导体层，位于该栅极电极层上的该第一绝缘层上；

其中该些晶体管的源极及漏极位于该半导体层上方且分别电性连接至该第一电极线及该第二电极线，该第一电极线及/或该第二电极线与部份该接触垫重迭；以及

该备用晶体管的源极及/或漏极延伸至该接触垫上方。

2.根据权利要求1所述的驱动电路结构，其特征在于，该备用晶体管位于该些晶体管的外侧，且该接触垫位于该第一电极线及/或该第二电极线的末端侧。

3.根据权利要求2所述的驱动电路结构，其特征在于，该备用晶体管的源极及/或漏极延伸至该接触垫上方的部份的宽度大于该备用晶体管的源极及/或漏极的不与接触垫重迭部分的宽度，且该备用晶体管的源极及或/漏极延伸至该接触垫上方的部份的长度、该接触垫的宽度、及该第一电极线及/或该第二电极的宽度相同。

4.根据权利要求1所述的驱动电路结构，其特征在于，该备用晶体管夹设于该些晶体管之间，且该第一电极线及/或该第二电极线与该接触垫重迭的部份具有一绕线结构，该绕线结构具有一凸部及一凹部，该绕线结构的凸部凸出该第一电极线及/或该第二电极线，且该绕线部份的凹部与该接触垫重迭。

5.根据权利要求4所述的驱动电路结构，其特征在于，该备用晶体管的源极及/或漏极延伸至该接触垫上方的部份的宽度大于该备用晶体管的源极及/或漏极的不与接触垫重迭部分的宽度，且该备用晶体管的源极及/或漏极延伸 至该接触垫上方的部份的长度小于该第一电极线及/或该第二电极线的宽度。

6.根据权利要求1所述的驱动电路结构，其特征在于，该些晶体管以及该备用晶体管的源极及/或漏极为并联。

7.根据权利要求1所述的驱动电路结构，其特征在于，其作为一显示面板的栅极驱动电路或一位移缓存器。

8.根据权利要求1所述的驱动电路结构，其特征在于，该些晶体管与该些备用晶体管的结构相同。

9.一种驱动电路结构的修补方法，其特征在于，包括：

检测一驱动电路结构，找出一失效晶体管；

隔绝该失效晶体管与一第一电极线及/或一第二电极线的电性连接；以及

电性连接一备用晶体管的源极与该第一电极线及/或电性连接该备用晶体管的漏极与该第二电极线；

其中，该失效晶体管与电性连接的备用晶体管的数目相同；

并且，该驱动电路结构包括一栅极电极层及一接触垫，位于一基板上；

一第一绝缘层，位于该栅极电极层及该接触垫上；以及

一半导体层，位于该栅极电极层上的该第一绝缘层上；

其中该些备用晶体管的源极及漏极位于该半导体层上方且分别电性连接至该第一电极线及该第二电极线，该第一电极线及/或该第二电极线与部份该接触垫重迭；以及

其中该些备用晶体管的源极及/或漏极延伸至该接触垫上方。

10.根据权利要求9所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，检测该驱动电路结构的方法包括影像对比。

11.根据权利要求9所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，隔绝该失效的晶体管与第一电极线及/或第二电极线的电性连接的步骤包括激光剥除法。

12.根据权利要求9所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，电性连接该备用晶体管的源极与该第一电极线及/或电性连接该备用晶体管的漏极与该第二电极线的步骤包括激光焊接。

13.根据权利要求9所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，该备用晶体管为并联。 

14.根据权利要求9所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，该备用晶体管位于该些晶体管的外侧，且该接触垫位于该第一电极线及/或该第二电极线的末端侧。

15.根据权利要求14所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，电性连接该备用晶体管的源极与该第一电极线及/或电性连接该备用晶体管的漏极与该第二电极线的步骤包括激光焊接，以激光烧穿该备用晶体管的源极及/或漏极以及该第一电极线及/或该第二电极线的末端侧与该接触垫之间的该绝缘层，同时熔融部份该备用晶体管的源极及/或漏极以及该第一电极线及/或该第二电极线的末端侧以电性连接该接触垫。

16.根据权利要求9所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，该备用晶体管夹设于该些晶体管之间，且该第一电极线及/或该第二电极线与该接触垫重迭的部份具有一绕线结构，该绕线结构具有一凸部及一凹部，该绕线结构的凸部凸出该第一电极线及/或该第二电极线，且该绕线部份的凹部与该接触垫重迭。

17.根据权利要求16所述的驱动电路结构的修补方法，其特征在于，电性连接该备用晶体管的源极与该第一电极线及/或电性连接该备用晶体管的漏极与该第二电极线的步骤包括激光焊接，以激光烧穿该备用晶体管的源极及/或漏极以及该第一电极线及/或该第二电极线的绕线结构凹部与该接触垫之间的该绝缘层，同时熔融部份该备用晶体管的源极及/或漏极以及该第一电极线及/或该第二电极线的绕线结构凹部以电性连接该接触垫。 

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