TW200901428A - Display panel and electric apparatus with ESD protection effect - Google Patents
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200901428 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種靜電放電防護結構，尤指用於一 顯示面板之靜電放電防護結構以及其應用。 【先前技術】 近年來，對於半導體以及顯示裝置的高度發展，多 媒體系統已經大為普及。以往用於多媒體的顯示裝置大 多使用陰極射線管（cathode ray tube)作為顯示元件，然 而，陰極射線管所構成的顯示裝置是相當龐大的，而且 非常的耗能。對於現今市場多講究攜帶性而言，非常魔 大與耗能的電子裝置是非常不恰當的。而且，陰極射、線 管會有傷眼之放射線的考量。所以，有許多種類的顯示 面板被開發或是設計來取代陰極射線管。其中，薄膜電 晶體液晶顯示器（thin film transistor liquid crystal display ’ TFT-LCD)就非常的輕薄，可以提供非常高品質 ( 的影像，消耗非常少量的能源，且幾乎是沒有放射線的 考量。這些優點使得TFT-LCD目前是顯示裝置中的主流。 一般而言’薄膜電晶體可以區分成兩種：非晶 (amorphous)薄膜電晶體以及多晶矽（p〇lysiHc〇n)薄祺^ 晶體。多晶矽薄膜電晶體一般是用低溫多晶矽（1〇w tempenmirepolysilicon，[丁卩幻技術製作，而非晶矽薄膜 電晶體一般是用非晶矽（am〇rph〇us silic〇n， 製作。LTPS中的電子移動率（electr〇n m〇bnity)遠高於 0773-A32797TWF;P2006070;edward 6 200901428 a-silicon中的電子移動率，可以高達200cm2/V-sec，因 此，可以LTPS的薄膜電晶體可以有比較小的元件尺寸， 但仍保有一樣的驅動能力。而LTPS-TFT所製作的面板 也可以具有高開口比率（large aperture ratio)以及低消耗 功率。此外，LTPS製程也容許在同一個面板基底上，同 時一起形成驅動電路的一部分以及陣列顯示區中的 TFT。如此，之後所形成的液晶面板可以有比較高的可靠 度（reliability)以及一個比較低的產品成本。而且，之後所 「 形成的液晶面板，因為相對的少了 一部分外接之驅動電 路，體積也會比較薄且小。所以，LTPS-TFT面板非常適 用於可攜式電子產品。 然而，因為整合了驅動電路的一部分於同一個面板 基底上，LTPS製程也變的比較複雜，會增加一些罩幕 (mask)與相對應的製程來圖案化面板基底上沉積的材 料。跟a-silicon技術之面板比較起來，LTPS技術之面板 良率往往比較低。因此，如何提升LTP S技術之面板良率 、 (yield)已經是LTPS業界很重要考量的因素其中之一。 靜電放電（electrostatic discharge，ESD)除了 是面板 可靠度（reliability)的考慮因素之外，也是面板良率的重要 因素之一。一般所考慮ESD有兩種模式：人體模式（human body mode，HBM)以及機械模式（machine mode，MM)。 HBM是模擬電子產品接觸到帶有靜電，阻抗偏高的人體 所發生的ESD事件；而MM則是模擬電子產品接觸到阻 抗偏低的導電機械所發生的ESD事件。一些在面板業界 0773-A32797TWF;P2 ⑻6070;edward 7 200901428 所熟知的BSD防護結構是包含有防護環（guard dng)以及 防護二極體（protection diode)。兩者的基本觀念都是透過 電連接導線，把希望保護位置所可能產生或是接收的靜 電，作適當的分散或是釋放。然而，防護環與防護二極 體一般都是在電連接導線形成網路之後，整個防護架構 0 / i.. 才開始作用。如果一 ESD事件發生在電連接線網路形成 之前’僅僅設計有防護環與防護二極體之面板就可能沒 有任何防備能力，而蒙受ESD損害導致面板良率降低。 第1圖顯示一傳統的LTPS-TFT面板1 〇〇之一導電 層佈局。如同先前所述的，LTPS-TF丁面板上可以在面板 基底（未顯示）上，透過製程，同時形成有形成驅動電路的 口P为以及陣列顯不區中的TFT。所以，LTPS-TFT面板 100具有兩個區域：陣列顯示區1〇2以及驅動電路區 104。驅動電路區1〇4中可能形成有多個結構完全一樣的 移位暫存器（shift register)(驅動掃描線）以及數位類比轉 換器（digital-to-analog converter)(驅動資料線）等等。所 以，驅動電路區104中會形成有許多大致重複之圖案， 譬如圖案108a-l〇8e、106。圖案1〇νι〇%彼此之間完全 一樣；而圖案106中，線彼此之間大致重複，只是長度 些許不同而以。 線網路形成之前。 晶矽層或/與閘金屬 激製程餘（plasma 的問題，所以第1 ESD事件的發生可能是在電連接 譬如說，於LTPS-TFT技術中形成多 層之後’處理|虫刻或是沉積的電 chamber)中之電荷可能有分佈不均句 0773-A32797TWF;P2006070；edward 200901428 圖中之LTPS-TFT面板100上可能會產生局部區域的靜 電電壓應力。當靜電電壓應力大到一定程度，ESD事件 便會發生，擊穿打破隔絕之介電層（造成短路）或是燒斷導 電線（造成斷路）。此時，多晶矽層或/與閘金屬層的圖案， 譬如圖案108a-108e、106，沒有電連接線網路的保護，便 承受在如此的風險狀況下。 【發明内容】 本發明實施例提供一種具有靜電放電（ESD， electrostatic discharge)防護效應之面板。該面板包含有一 面板基底、以及複數圖案化之導電層。該等導電層堆疊 於該面板基底上。該面板具有一陣列顯示區以及一驅動 電路區。該等圖案化之導電層其中之一第一導電層，具 有複數大致重複之圖案於該驅動電路區中。該第一導電 層另具有一冗餘條（dummy bar)，設於該等重複性圖案之 一邊緣圖案的一外邊。該冗餘條於該面板上，於供電操 (作時，設計為電浮動狀態，以絕緣物與任何電源相隔絕。 如此，該冗餘條可防護該邊緣圖案免於ESD損害。 本發明實施例提供一種電子裝置，包含有一影像提 供積體電路以及一面板。該影像提供積體電路用以提供 影像信號。該面板包含有一面板基底以及複數圖案化之 導電層。該等導電層堆疊於該面板基底上。該面板包含 有一陣列顯示區以及一驅動電路區。該陣列顯示區形成 有排成一陣列之數個顯示單元。該驅動電路區形成有驅 0773-A32797TWF;P2006070;edward 9 200901428 動電路’用以接受該影像信號’並驅動該等顯示單元。 該等圖案化之導電層其中之一第一導電層，具有複數大 致重複之圖案於该驅動電路區中。該第·一導電層另具有 —冗餘條（dummy bar)，設於該等重複性圖案之一邊緣圖 案的一外邊。且該冗餘條於該面板上，於該電子裝置供 電操作時’為電浮動狀態，以絕緣物與任何電源相隔絕。 【實施方式】 第2圖顯示依據本發明實施之—LTPS-TFT面板200 之一導電層佈局，第3圖為一剖面圖，舉例顯示第2圖 中的LTPS-TFT面板200之剖面結構。須注意的是，本 發明雖然以LTPS-TFT面板200作為—實施例，但是並 不限制於LTPS-TFT面板。 如同第3圖所示，LTPS-TFT面板2〇〇具有一面板 基底10，一般是以透明玻璃所構成的坡璃基底，其上堆 疊有許多圖案化之導電層以及介電層。圖案化之多晶石夕
層12作為金屬氧化半導體(metal-oxide—pmk ,, MOS)電晶體的通道以及源〉及區。閘介電層13豐苔於多 晶石夕層12上，電性隔絕Μ 0 S電晶體的導θ電間鱼=區^ 圖案化之閘金屬層14主要作為M0S電晶體的導㈣， 同時也作為顯示單元（display cell)中的儲存電容之一電 極。於閘金屬層14圖案化後，面板基启；】 & 10的電子元件 大致上已經形成，但是彼此之間尚未產& y足生窀性連接，就 連閘金屬層14與多晶石夕層12也相隔絕。人 — 電層16覆蓋 0773-A32797TWF;P2006070;edward 10 200901428 於閘金屬層14上。介雷@ "窀層16被圖案化後，被蝕刻 的地方會曝露一部分之客， 阳域…去除 刀之夕日曰矽層u與閘金屬層 導電…積且被圖案化，用來定義出面板基底= 之電子=件彼此之間所希望的局部（1。—)連接關係。平垣 ^圖木化的介電層2G曝露出部分的金屬 ： ”電層24沉積且被圖案化，除了形成面板基；10: 之包子兀件彼此之間所希望的大範圍（咖㈣連接關係 外’也同時形成顯示單元中控制液晶師id㈣剛扭轉 的' 個電極。 在第2圖中，LTPS-TFT面板200具有兩個區域： 陣列顯不區202以及驅動電路區2〇4。陣列顯示區2〇2中 有排成一陣列之數個液晶顯示單元。一般每一個液晶顯 不單元具有一單元選擇NM〇s電晶體（cen NM〇S)2H)、一儲存電容、以及—液晶控制電極，如同第 3圖中之區域202所示。驅動電路區撕巾會形成有 CM〇S(_plementary M0S)電路，以相連接的 nm〇s 電 晶體216與PMOS電晶體218所構成。 驅動電職204中可以形戍有多個結構完全一樣的 移位暫存器（shift register)以d • Λ及數位類比轉換器 (digital-to-analog converter)等等。 、 所以，如第2圖所示， 驅動電路區204中會形成有許玄丄 夕大致重複之圖案，譬如 圖案 208a-208e、206。圖案 208a、2Ac> a 彼此之間完全一樣。 而且每個圖案208中的線彼此彳„ , <間也大致重複，只是長 度針對某一方向（由左到右）逐滓斤沾上口 所的加長罷了。圖案2〇6 0773-A32797TWF;P2006070;edward 11 200901428 中，線彼此之間大致重複，只是長度（由左到右）逐漸增長 而已。 與第1圖不一樣的，第2圖中新增加了許多的冗餘 條（dummy 331^)222^2225。而且，冗餘條 222!-2223 都坐落 於具有大致重複之線條的圖案206之外邊，譬如說，冗 餘條222!坐落於圖案206之最右邊緣線的右外邊，2222 坐落於圖案206之最上邊緣線的上外邊，2223坐落於圖 案206之最左邊緣線的左外邊。冗餘條2224-2225也都坐 r 落於具有大致重複之圖案208a-208e之外邊，譬如冗餘條 2224位於最左圖案208a之最左邊線的左外邊，而冗餘條 2225位於最右圖案2086之最右邊線的右外邊。
在生產第1圖之LTPS-TFT面板100的過程中，往 往發現有ESD事件的發生，而損害了 LTPS-TFT面板100 中大致重複之圖案的最外緣的導電線。這種ESD損害在 金屬導電層18形成前的製程也頗為頻繁。一種可能的解 釋如下。如同所敘述的，在金屬導電層18形成前，所有 ( 的LTPS-TFT面板1〇〇上的電子元件彼此之間尚未產生 電性連接，因此無攸提供防護環（guard ring)以及防護二 極體（protection diode)來進行ESD防護。一旦沒有ESD 防護的LTPS-TFT面板1〇〇遭遇到電漿中電荷不均句所 產生的靜電應力’便很容易因為放電而蒙受損害。一般 ESD所最容易發生的位置是在LTPS-TFT面板100上電 場最大的地方（因為會最早崩潰）。對於大致重複的導電圖 案而言’一般是導電圖案最外緣的導電線所承受的電 0773-A32797TWF;P2006070;edward 12 200901428 場，會大於導電圖案内部大致重複的區域所承受的電 場。所以，ESD損害便往往發生在大致重複之圖案的最 外緣的導電線。 第2圖中的冗餘條（dummy 381^)222^2225可以保護 邊緣圖案免受ESD損害。冗餘條可以至少具有兩種作 用：一種是使邊緣的圖案之最外圍的邊緣導線變得比較 沒有那麼邊緣；以及，另一種是吸引ESD事件發生至冗 餘條上而非邊緣圖案上。換言之，冗餘條是用來模擬或 取代邊緣圖案之最外圍的導線。因此，冗餘條在圖形上， 便必須有所限制，以達到模擬或取代的目的。第4圖標 示了冗餘條2224以及圖案208a的一些尺寸符號。圖案 208a具有一左邊緣導線404，其導線線寬為Wr、導線線 長為Lr、與一鄰近内部的導線406之一間距為Sr。類似 的，冗餘條2224位於左邊緣導線404的左侧，其導線線 寬為Wd、導線線長為Ld、與左邊緣導線404之間距為 Sd。基本上，冗餘條導線線寬Wd大於邊緣導線線寬Wr， (冗餘條導線線長Ld大於邊緣導線線長Lr，比較建議的範 圍是 Sd/Sr 介於 50%-75<?%、Wd/Wr 介於大約 100%-200%、 1^/1^介於大約100%-200%之間。 因為冗餘條222r2225是用來吸引ESD事件發生至 冗餘條上，作為一犧牲的腳色，所以冗餘條222κ2225很 可能在最後產品的LTPS-TFT面板200中，存在有ESD 損傷。因此，在一實施例中，冗餘條222r2225，於 LTPS-TFT面板200供電操作時，設計為電浮動狀態，並 0773-A32797TWF;P2006070;edward 13 200901428 以絕緣物與任何電源相隔絕。因為ESD損傷可能產生電 性上短路或是斷路，如果冗餘條222i-2225不是電浮動狀 態，其所導致的短路或是斷路很可能使LTPS-TFT面板 200有誤動作的發生。冗餘條222^2225設計為電浮動狀 態，就算是因為ESD損傷而冗餘條短路到某一信號線或 是一電源線，也不會有誤動作的發生。 一種使一冗餘條為電浮動狀態的方法是讓冗餘條完 全不連接到其他的導電層。譬如說，如果冗餘條222!-2225 是以第3圖中的多晶矽層12所構成，則冗餘條222^2225 上方完全的被閘介電層13以及介電層16所覆蓋，沒有 電性連接到金屬導電層18。如果冗餘條222π2225是以第 3圖中的閘金屬層14所構成，則冗餘條222^2225上方完 全的被介電層16所覆蓋，沒有電性連接到金屬導電層 18。類似的冗餘條也可以應用於多晶矽層12與閘金屬層 14之外的其他導電層，提供除了防護環（guard ring)以及 防護二極體（protection diode)之外，更進一步的ESD防 1. 護。 另一種使一冗餘條為電浮動狀態的方法是該冗餘條 有連接到自己以外金屬層，只是於最終產品的面板上依 然沒有電性連接到任何電源線或是信號線。 第5圖顯示了具有第2圖之LTPS-TFT面板200的 一電子裝置500,其可以是數位相機、手機、筆記型電腦、 液晶電視、可攜式數位多功能光碟（Digital Versatile Disc ; DVD)、汽車顯示器、個人數位助理（Personal Digital 0773-A32797TWF;P2006070;edward 14 200901428
Assistant ; PDA)、顯示器螢幕、平板型電腦（Tablet Computer)等。LTPS-TFT面板200用來顯示由影像提供 積體電路502所傳來之影像信號所代表的圖像。如同先 前所述的，LTPS-TFT面板200在驅動電路區204，會形 成有驅動電路，接受該影像信號，並據以驅動陣列顯示 區202中的液晶顯示單元。LTPS-TFT面板200上還具有 冗餘條222!-2225 ’用以保護大致重複之圖案的最外緣的 導電線。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示一傳統的LTPS-TFT面板之一導電層佈 局； ， 第2圖顯示依據本發明實施之一 LTPS-TFT面板之一 導電層佈局； 第3圖為一剖面圖，舉例顯示第2圖中的LTPS-TFT 面板之剖面結構； 第4圖標示了關於一冗餘條以及一邊緣導線的一些 尺寸符號；以及 第5圖顯示了具有第2圖之LTPS-TFT面板的一電 子裝置。 0773-A32797TWF;P2006070;edward 15 200901428 【主要元件符號說明】 ί LTPS-TFT 面板〜100 ; 驅動電路區〜104 ; LTPS-TFT 面板〜200 ; 驅動電路區〜204 ; 單元選擇NMOS電晶 NMOS電晶體〜216 ; 冗餘條〜222!-2225 ; 多晶矽層〜12 ; 閘金屬層〜14 ; 金屬導電層〜18 ; 左邊緣導線〜404 ; 電子裝置〜500 ; 陣列顯示區〜102 ; 圖案〜108a-108e、106 ; 陣列顯示區〜202 ; 圖案〜208a-208e、206 ; 體〜210 ; PMOS電晶體〜218 ; 面板基底〜10 ; 閘介電層〜13 ; 介電層〜16 ; 介電層〜20 ; 内部的導線〜4 0 6， 影像提供積體電路〜502 0773-A32797TWF;P2006070;edward 16
Claims (1)
- 200901428 十、申請專利範園： 1.一種具有靜電放電防護效應之 一面板基底；以及 极匕3有· i复：圖案广導電層，且堆疊於該面板基底上； :、中’，亥面板具有—陣列顯示 該等圖案化之導電層其中 ，：路 數大致重複之圖案於該驅動電路區中，：二= 义、息〇 哥垔複性圖案之一邊緣圖案的— 干?备该冗餘條於該面板上，於供電操作時，設計為 電浮動狀態，以絕緣物與任何電源相隔絕，如此，= 餘條可防護該邊緣圖案免於靜電放電損宝。"几 2.如巾請專圍第丨項所述之具有靜電放電防護 效應之面板，其中’該冗餘條與該第_ 他導電層絕緣。 〇具 3. 如申凊專利乾圍第：項所述之具有靜電放電防護 效應之面板，其中，該邊緣圖案具有複數導線，以及至 少-間距’該冗餘條與該等導線之—邊緣導線之距離， 大約介於該間距之50〇/〇-150%之間。 4. 如申請專·圍第丨項所述之具有靜電放電防護 效應之面板，其中，該邊緣圖案具有複數導線，其中之 一邊緣導線具有一導線線寬’該冗餘條之線寬大該邊緣 導線線寬。 5·如申請專利範圍第4項所述之具有靜電放電防護 效應之面板，其中，該冗餘條之線寬係大約介於該邊緣 0773-A32797TWF；P2006070；edward 17 200901428 導線線寬之1〇〇%_2〇〇%之間。 6·如申請專利範圍第丨 效應之面板，其中，該邊緣 笔放電防護 一邊緣導線具有一導線線長，哕 /〜中之 緣導線線長。 "几餘&之線長大於該邊 7·如申請專利範圍第6項所诚夕1亡如 效應之面板’其中，該冗餘停之：：電放電防護 導線線長之刚％.%之間。…長係大射於該邊緣 移Si請2範圍第1項所述之具有靜電放電防護 效應:面：^中，該第—導電層係為一 9:申睛專利範圍第】項所述之具有靜電放； 效應之面板，其中，該第—導 電防匕 1。·-種電子裝置，包含有係為一間金屬層。 一影像提供積體電路，用以提供影像信穿. 一面板，包含有： 4， 一面板基底，·以及 且堆疊於該面板基底 上 陣列顯示區，形成有排成一陣列之數 -驅動電路區，形成有驅動電路，二m 信號，並驅動該等顯示單元； 妾文垓影像 其中’該等圖案化之導電層其中之 具有複數大致重複之„於該驅動電路u層， 電層另具有-冗餘條，設於該等重 1-導 口木之一邊緣圖 〇773-A32797TWF;P2006070；edward 18 200901428 案的一外i毐，F? ^ ^ 该冗餘條於該面板上，於 H，：電浮動狀態，以絕緣物與4=裝置供 ，冗I欠L請專利範圍第w項所述之電子Λ邑。 導電層之外的其他導電::；，其中， 12·如申請專利範圍第10項所述之+:、、，巴緣。 該邊緣圖案具有複數導線，以及至少；:裝置’其令， 與該等導線之—邊緣導線之距 t該冗餘條 50%-150%之間。 大、，勺；丨於該間距之 13.如申請專利範圍第1〇項所述 该邊緣圖案具有複數導線，其中之 :置，其中， 線線寬，該冗餘停之峥# I、、'彖冷線具有一導 ”之線見大㈣緣導線線寬。 从如申請專利範圍第13項所述之電子 3亥几餘條之線寬俜女 衣置，其中， 顧-贿之間。 I丨於該邊緣導線線寬之 15. 如申請專利範圍第1()項所述之 該邊緣圖案具有複數導線，其中之 二置、、中， 線線長，該冗餘停之女π 故緣¥線具有—導 几崎之線長大於_料線線長。 16. 如申請專利範圍第15 該冗餘條之線長係大約人：斤;^屯子裝置，其中， ,100%-200%之間。' 、”；β亥边緣導線線長之 Π·如申請專利範圍第1〇項所 該陣列顯示區係為—液晶單元陣列區。 中， …18·如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中， δ亥第一導電層係為—多晶石夕層。 7、 0773-A32797TWF;P2006070;edward 200901428 19. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中， 該第一導電層係為一閘金屬層。 20. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中 該電子裝置係一數位相機、一手機、一筆記型電腦、一 液晶電視、一可攜式數位多功能光碟、一汽車顯示器、 一個人數位助理、一顯示器螢幕或一平板型電腦。 0773-A32797TWF;P2006070;edward 20
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