TWI294065B - Display device and defect repairing method of the same - Google Patents

Description

I294065 五、發明說明（1) 發明背景 1 ·發明領域 本發明大致上係關係到一顯示裝置與其之缺陷修復方法 ’更為特別的是本發明關係到一主動矩陣顯示裝置 苴 之缺陷修復方法。 2 ·背景技藝說明 目别主動式液晶顯示裝置（LCDs)已廣泛地加以使用，特 別是使用薄膜電晶体（此後參照為TFTs)作為切換元件者已 廣泛地加以使用。

、該TFT LCD具有藉配置於一矩陣中的畫像元件電極所形 成的晝像元件，面對該晝像元件電極之計數器電極以及插 =於^間的一個液晶層，各晝_像元件的顯示狀態係經由連 至一對應的掃描線與信號線之一對應的TFT藉著供應於 此之一電子信號加以控制。 美形成有TFTs之該TFT LCD的基質（此後參照為、、TFT 二質二）係藉由重覆進行沉積一半導體膜，絕緣膜與導体 一絕緣基質上以及模式化這些膜的步驟所作成，此舉 導致不具正常的TFT性質，短路與掃描線和信號線的

TFT宜以/類似情況之不良TFTS的產生，以如此的一種不良 TF=基質所製造的LCD會具備不良的晝像元件（晝像元件_缺 由於其無法接受一正常的電壓所以不能提供指定的 其 ，別是若一正常白模式的LCD之一掃描線與一信號線於 又又點處短路，則一壳線22係在一液晶面板2〇上產生， 1294065

五、發明說明（2) 該亮線如圖8中概略地所顯示者般沿著掃描線與信號線自 短路交叉點22a橫越延伸，因而顯著地使顯示器劣化，習 知上如此的一種顯示缺陷係以例如雷射光加以修復，更為 特定地說’該信號線係以雷射光在插入於其間的短路交叉 點2 2 a之位置加以切斷。 然而該發明者發覺以雷射光切斷一配線的方法在切斷精 度上有很大的變異而且在施加至例如如圖9中所顯示者般 具有第一與第二導電層仏與扑之一多層配線構造的一個信 號線3時不能完全切斷該信號線。 在修復習知的顯示裝置缺陷上的問題可資借鑑地已針對 \FT LCDs加以敘述，然而這些問題並不限於以了 LCDs，而 ^具有一多層配線構造配線（,如有機EL(場致發光）顯示 裝置）之顯示裝置的共同問題。 本發 之一目 顯示裝 根據 件的顯 掃描線 元件加 一係為 線包括 面提到 明係被作成以便解決前面所提到的問題，而本發明 的在於提供可以值得信賴而有效地修復缺陷的一 置與其之缺陷修復方法。 本發，i 一顯不裝置包括數個畫像元件，各顯示元 :^悲係為一電子信號（其經由被連接至一對應的 二^ f該掃描線之一對應的信號線之一對應的切換 勹；i ^此）所控制其中至少該掃描線與信號線之、 二成第與電層之一多層配線，而該多層配 的二第一導電層之一低堆疊區，所以可以達成前

1294065 五、發明（3) " ' — ____ 至少該掃描線與信號線之一（1在& 々 位於其他線之-交叉點的兩側上之低 料電層最好由較第二導電層為小之特定阻值的材 用於切斷該第一導電層之一最 較第-邕雷厣之一爭社+ 6 取佳田射此置帶的寬度最好 孕又：—導電層t帛佳雷射能量帶的寬度為大。取好 該顯示裝置可為一液晶顧示桊罟 甘士紅v 括一液晶層。 .頁不裝置’其中數個顯示元件包 ^據本發明，用於修復包括前述構造之—顯 Ϊ = 藉由選擇性地將雷射光輻射至低：i °°斤形成的第一導電層而切斷第一導電層的步驟。 此後本發明的功能將加以敘该。 具有該第一與第二導電層之多層配線具備未形成第二 低堆疊區、’因此藉由將雷射光輻射至多層配線的低 登區使該第一導電層（多層配線）得以在不為第二導電声 戶^影響的情況下值得信賴而有效地加以切斷，例如該低^ 豐區可以用一預定模式（其係於形成第二導電層的步驟中 加以備置）的光罩加以形成，因此不需額外的步驟以形 低堆疊區。 ·

應瞭解該多層配線除了第一與第二導電層外更會具備一 第二導電層，於此案例中最好該多層配線另具備未形成第 f導電層之一區，而此區係為未形成第二導電層之一低堆 疊區’然而本發明並不限於此，只要該多層配線具有未形 成至少一導電層之一低堆疊區，該多層配線可藉由將雷射

1294065 五 發明說明（4) 光輕射至該區而較鲈 以切斷，該第二導雷U其他區更為值得信賴而有效地加 然而本發明並。限最，第-導電層之上加以形成， 切斷的一個導電声，、瞼=好名略較不容易以雷射光加以 可具有-半乂解該多層配線除了數個導電層外 县心 層及/或一絕緣層。 乂 δ亥掃描線與信號線（ 一 該信號線係Α 一夕庶π A J训工及低堆噎Q，例如於 , 夕層配線的案例中，最好該I声綠JL 士 / 成於與掃描線$ 5 Eh从A ^ 1 / 取好箴乜唬線具有形 又的位置（即在插入其間與掃描線交 又的位置處）之一低堆疊區。 乂 ;第導電層係由較第二導·電層為小之特定卩且信的私二丨 加以形成之垒办丨士 a ^ j I符疋阻值的材料 因此可m i中、、有低電祖的多層配線係易於瞭解， u = 了獲传極佳電子性質之一顯示裝置。 於：：：：斷該第一導電層之最佳雷射能量帶的寬度較用 利電層之最佳雷射能量帶的寬度為大時，有 〜〜低堆疊區的切斷。 簡單圖示說明 —圖1Α係為一平面示圖概略地顯示了根據本發明之一且 貫例之一TFT液晶面板1〇 ; ^ 圖1B係為—平面示圖概略地顯示了圍繞該tft液晶面板 10中（圖1A中之區域5的放大圖）之一交又點6的一個區 之構造； &圖2係為一平面示圖顯示了用於修復為一短路交叉點6所 造成的顯示缺陷之一信號線3之切斷位置；

第7頁 1294065 五、發明說明（5) i+ S 3曰係维為一圖形概略地顯示了切斷-信號線所需之-雷 射能篁帶； 一圖形概略地顯示了-YAG雷射的能量特性； /、、Λτ概要圖形顯* 了於本發明之一具體實例的缺 ^修後法中所使用的一個雷射修復裝置3〇; 係為一圖形概略地顯示了切斷一個由一以層與一y 1曰所形成之一兩層配線所需之一雷射能量帶；

圖7A，為一上不圖概要地顯示了於根據本發明之一TFT =曰曰顯不面板中的另一個信號線33 ;圖7B係為一橫剖面示 ”顯示了於根據本發明之一m液晶顯示面板中的 另一個信號線33 ; 圖8係為一圖形、概要地顯示-了為一掃描線與一信號線之 短路/父叉所造成之一顯示器切陷；以及 圖9係為一圖形概要祕gg 一 7 上丄 彳兄受地顯不了於一習知的TFT液晶顯示面 板中具有一兩層構造之一信號線。 詳細圖示說明 此後根據本發明之一具體實例的一個TFT LCD與其之一 ^復方法將參照附圖加以敘述，本發明不限於隨後的具體 貫例。 · 圖1A概略地颡不了根據本發明之—tft液晶面板1〇，本 具體實例之LCD具有該液晶面板1〇，以及用於供應一驅動 =該液晶面板之—驅動電路，若是必要則此lcd亦具 ::背光板，因，了該液晶面板1〇的元件已於該技藝中 為眾所周知，故其敘述將加以省略。

1294065 五、發明說明（6) 如圖1A中所顯示者般，該液晶面板1〇具備评。1，各別 連接至對應的TFTs 1之閘極1G的掃描線2，各別連接至對 應的TFTs 1之源極電1 S的信號線3，以及各別連接至對應-的TFTs 1之汲極電極1D的晝像元件電容器4，該畫像元^ 電容器4具備自提供於一晝像元件電極與一計數器電極（其 所有皆未加以顯示）間之一液晶層加以形成之一液晶電容 器Clc以及與液晶電容器Clc併聯之一儲存電容器Cs，各顯 示元件4的顯示狀態係為一電子信號（其經由被連接至對應 的掃描線2與對應的信號線3之對應的了!^ 1加以提供於此） =控制，換言之該液晶層的對正狀態根據所施加至液晶電你 各器Clc的電壓而改變，所以該晝像元件的亮度亦隨之改 、變 一- ，提供該儲存電容器Cs以便保持被施加至液晶電容器[i c 處的電壓，而且有時候亦會加以省略。 —圖1B係為圍繞圖1 A中之掃描線2與信號線3的交叉點6之 :區域5之一放大示圖，如圖1B中所顯示者般，該信號線3 係為具有一第一導電層3a與形成於其上之一第二導電層扑. 之一多層配線，於本發明之該信號線3中，該第二導電曰層 3b係加以部份省略以便提供低堆疊區域3，，換言之該作曰號 線3之低堆疊區域3,僅自第一導電層仏處加以形成，該鲁 導電層3a係由例如具有相對高的導電性（例如Ta)之一金 屬所形成，該第二導電層扑係由例如因氧化而降低導電性 之導電材料（例如ΙΤ0(銦錫氧化物））加以形成。 現假設於此液晶面板i 〇中，：該掃描線2與信號線3係在其

1294065 五、發明說明（7) ___ 交叉點6處短路而造成如圖8中所顯示的顯示器缺γ， 明之該液晶面板10的信號線3具有低堆疊區域3，，曰 發· 信號線3如圖2中所顯示者般（形成切斷部份 = 射=至低堆叠區域3,處令人信賴而有效率：加由以將雷 二=產生之一亮線於短路交叉點6處的兩側上加以延斷 2該k號線3的低堆疊區域3,係在與掃描線2之交 处、兩侧上加以提供，於該亮線僅於短路交又點 ΓΐΐΓ延伸的案例中，該信號線3的低堆疊區域3, 在/、知描線2之交叉點6處的一侧上加以提供。一僅高 相對地，如圖9中所顯示者般液、 層配線之案例中，該第一盥 二液:面板2〇的兩 以雷射光加以切斷以便切^ ρ， 曰a 〇 3b兩者皆必須 導電声3aiMh在 線3，然而該第-與第- :电層3a與3b係以不同的材料加以形乐— 物理性質像是熔點，埶容量因此具有不同的 因此如圖3中所鹿_ 土'、、 及雷射先吸收率（反射率）， ^3h λα « 斤‘…貝不者般，用於切斷第一與第-導電 與扑的各別最佳雷射能量帶 、第-導電層3a 一與第二導電声％盘^ 因而用於同時切斷第 受PF %々電曰3與3b之最佳雷射能量帶的宽产Γ界ΡΡ、# 圭雷射能量帶的重疊區域=有Ϊ

的變吏用，此舉造成像是切斷準U 注意此切斷所造成的短路再現等的問題。1 切斷的最小雷ί能！ ΐ帶的能量限制係加以定義為可 成之顯示器品質而”上限係加以定義為因散射所造 圖4中所顯示^h，的最小雷射能量，更有甚者，如 該苗射光的輸出能量不一致而是在一 1294065 五、發明說明（8) f的範圍之内變化，圖4係為一圖形顯示了一YAG雷射的能 I特性’因此即使該雷射光係通過一用在想要的雷射能量 條件下輻射之濾波器，該雷射能量亦類似地在一定的範圍 之内變化’因而該最佳雷射能量帶必須具有如此的一個寬 度（即一足夠大的寬度）以便容許在雷射能量上的如此變 異，因此對於切斷一習知的多層（兩層或更多）配線（其最 佳雷射能量帶的寬度係受限於該層之各別最佳雷射能量帶 的重疊區域）而言係很困難。 如上述’本發明的信號線3具有低堆疊區域3，，因此藉 由將雷射光輻射至這些區域，該信號線3可以在不造成前 j 述的問題之下值得信賴而有敢率地加以切斷，例如YAG雷 射光（振動波長：1，〇 6 4 nm (毫省米）；輸出能量： 4 mJ/pulse(每脈衝4毫焦耳或更多））因其之小安裝面積， 低成本與易於維修，故最好可以用為切斷的雷射光。 於缺陷修復法中所使用之一雷射修護設備3 〇係於圖5中 概要地加以顯示，此設備30具有一YAG雷射單元12，一光 子顯U鏡1 3，一面板設置平台1 4以及一光源丨5，為了切斷 配線’自Y A G雷射單元1 2所振動而來的雷射光係經由光· 學顯微鏡13加以·輻射至面板設置平台14上的液晶面板1〇， 而經由光學顯微鏡1 3使用來自光源1 5 (位於面板設置平台❿ 14之下）的光線以檢查液晶面板1〇的一個缺陷部分。 回頭參照圖2，為了穩定切斷正確度，該第一導電層3a 的低堆疊區域3’最好具有約5//m至13//m之一寬度#3，，由 雷射光所切斷之一寬度W7僅需等於或小於低堆疊區域3,之

第11頁 !294〇65 五 、發明說明（9) 見度W3’ ，於本具體實例中，該寬度〇，係為例如8 ，而 由雷射光所切斷之寬度¥7係與寬度？3，相同亦為8 am 。 如上述，根據本發明，該多 此該多層配線可以值得信賴而 至該區域加以切斷，換言之， 帶的寬度可以顯著地加以改善 率與信賴度上顯著地加以改善 善。 層配線具有低堆疊區域，因 有效率地藉由將雷射光輻射 該切斷的正確度與雷射能量 ，因而於消除短路上的成功 ，而且該切斷效率亦得以改 本發明的效果對於具有一窄重疊區域的多層配線（用在 =斷相關層的最佳雷射能量帶上）係極為顯著，例如在一讀灸 習知的兩層配線（自彼此堆疊，之一n+Si層與Ta層所形成）的 案例中’如圖6中所顯示者般-，-該τ a層的最佳雷射能量帶 的範圍係從約21 //J(微焦耳）至約56 # j，而該n+Si層的最 佳雷射能量帶的範圍係從約49 (微焦耳）至約7〇 ，因 此用於同時切斷Ta層與n+Si層的最佳雷射能量帶的範圍係 從約49 // J (微焦耳）至約56 β j，於此案例中，欲加以輻射 的雷射光能量實際上以不充分切斷之一邊際的眼光觀之係， 加以設定為56 ，然而如圖4中所顯示者般，當YAG雷射 輸出係加以設定為例如1 · 〇 6 m J (毫焦耳）時，該輸出能量 實際上係在1·Η7 mJ至0.997 mJ( + 5.38%至-5.94%)的此範里圍❿ 之内變化，因此即使該雷射光以5 6 // J的雷射能量穿過用 於輻射之一濾波器，該雷射能量實際上係在52· 67 “】至 5 9· 01 // J的範圍之内變化而導致不可信賴的修復。 相對地如圖7A與7B中所顯示者般，具有_n+Si第二導電

第12頁 1294065 五、發明說明（ίο) ^之33b與形成於其上之一Ta第一導電層…的本發 一 信號線33具有省略第二導電層（n+Si層）之低堆疊區， ，因此用於切斷低堆疊區域的最佳雷射能量帶係 用層（第一導電層）所有者，此舉使得 應於 能1帶得以具有如此之一寬度而容許在雷射光的輸田= 上與不充分切斷之一邊際（即一夠大的寬度）上的變異，b注 意圖7B顯示了圖7A沿著線7B-7B，所取得之一橫剖面j冓造^ 前面提到的信號線33係藉由例如將Ta層堆疊於與TFI^之。 一半導體層的相同步驟所形成之n+Si層上加以形成、，如此 制了由於程度(掃描線的厚度)的不同在掃描線 /、乜唬線處所產生的中斷，摩瞭解中斷的產生亦且一

Ta^上層）/n+Si層（中間層）/—[―Si(下層）之三層構造、的一 個信號線所抑制，即一信號線藉由將Ta層堆疊於與打丁之 一半導體層的相同步驟所形成之n+Si層7i—Si層上加以形 成’於此案例中，最好形成省略小^層與卜Si層之低 區域。 -疼且 於以上的具體實例中，本發明係加以應用至兩層構造之 一 h號線’然而本發明係加以應用至兩層構造之一掃描線 (例如’Ta層（上層）/TaN(下層）），此外於以上的具體^例 中’該上部第二導電層3b係於低堆疊區域3，中加以省略， 然而本發明並不限於此，而該省略的導電層係位於多層配 線内的任何位置處，應瞭解最不可能以雷射光加以切斷之 一導電層最好加以省略，即使在三層或多層之一多層配線 中’本發明的效應可藉由形成:省略至少一層的低堆^區域

第13頁 1294065 五、發明說明（11) 加以獲得。 於使用該構造（多餘構造）的案例中，其中掃描線2與信 號線3的各別信號係自掃描線2與信號線3的兩側加以輸入 ，一顯示器缺陷即使藉由在除了其爻叉點外的位置處切斷 掃描線2與信號線3亦可加以以修復。 本發明提供了具備一多層配線構造而得以值得信賴並有 效地修復缺陷的一種顯示裝置及其之一缺陷修復方法，因 此改善顯示裝置的良率得以達成。 本發明並不限於以上具體實例中所例示 通常亦可施加至具備-多層配線構造的顯示裝置 j發明已於一較佳具體實例中加 熟習於該技藝者將極為 *對於那二 同方弋知L7攸并 Ρ η亥所揭露的發明可以用不 门方式加以修改而且可假設除了以上 具體f例，ra μ·甘立 坏特疋並敘述之奸多 A例因此其思圖藉由隨附的申請真剎r FI七、τ葚抓 有落在該發明的直竇样妯& #囹由月專利乾圍來涵盍所 /、灵精神與犯圍内之該發明的所有修改。 第14頁

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第15頁

Claims (1)

1294065 案號 901Q6765 Μ月 修正’ 六、申請專利範圍 像元 應的 切換 號線 多層 其 可包2. 層係 1 . 一種顯示11， 狀態係 橫越該 件的 掃描 元件 3. 第一 一最 4. 元件 5. 的方 被連 線之 該掃 層配 區， 所形 至 之一 配線 中該 括位 如申 由較 如申 導電 佳雷 如申 顯示 線與 加以 係為 包括 掃描 於其 請專 第二 請專 層之 射能 提供於 一包括 一未形 線與信 他線之 利範圍 導電層 利範圍 一最佳 量帶的 請專利範圍 包括一液晶層 包含複數個龜ϋ-件二一該等複數個圖 為一電子信號（其經由被連接至一對 掃描線之一對應的信號線之一對應的 此）所控制，其中至少該掃描線與信 第一與第二導電層之多層配線，而該 成第二導電層之低堆疊區；且 號線之至少一個（其係為一多層配線） 一交叉點的兩側上之低堆疊區。 第1項之顯示裝置，其中該第一導電 為小之特定阻值的材料加以形成。 第1項之顯示裝置，其中用於切斷該 雷射能量帶的寬度係較第二導電層之 寬度為大。 第1項之顯示裝置，其中複數個圖像 用於修復一包括數個圖像元素之顯示裝置内之缺陷 的顯示狀態係為一電子信號（其經由 描線與橫越該掃描線之一對應的信號 件加以提供於此）所控制，其中至少 法，各圖 接至一對 一對 描線 線， 該方 成的 少該 應的 與信 而該 法包 第一 掃描 像元件 應的掃 切換元 號線之 多層配 含藉由 導電層 線與信 一係為一包括第一與第二導電層之多 線包括一未形成第二導電層之低堆疊 選擇性地將雷射光輻射至低堆疊區内 而切斷第一導電層的步驟；且 號線（其係為一多層配線）之一包括一

O:\70\70055-951114.ptc 第16頁 1294065 _案號90106765_年 月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 位於與其他線交叉點的兩側上之低堆疊區。 6 .如申請專利範圍第5項之方法，其中該第一導電層係 由較第二導電層為小之特定阻值的材料加以形成。 7 .如申請專利範圍第5項之方法，其中用於切斷該第一 導電層之最佳雷射能量帶的寬度較用於切斷該第二導電層 之最佳雷射能量帶的寬度為大。 8 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中該等複數個圖像 元件包括一液晶層。

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