TWI534498B - 顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法 - Google Patents

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TWI534498B TW100146086A TW100146086A TWI534498B TW I534498 B TWI534498 B TW I534498B TW 100146086 A TW100146086 A TW 100146086A TW 100146086 A TW100146086 A TW 100146086A TW I534498 B TWI534498 B TW I534498B
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朴喆鎬
李權炯
秋秉權
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Description

顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法 相關申請案之交互參照
本申請案依35 U.S.C.§ 119之規定主張於2010年12月15日所申請之申請號10-2010-0128421之韓國專利申請案之優先權效益，其全部內容納於此處作為參考。
此處之揭露係有關於一種顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法，更具體地說，係有關於一種具有多晶矽之顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法。
平板顯示裝置可呈現絕佳的特性，例如薄型結構、重量輕、以及低功率消耗。平板顯示裝置的例子可包含液晶顯示器(LCDs)、以及有機發光二極體(OLED)顯示器。
傳統之平板顯示裝置一般可為主動矩陣型，其包含例如薄膜電晶體的切換裝置，可於每一像素中進行切換以顯示畫面。使用於主動矩陣型平板顯示裝置之薄膜電晶體可包含多晶矽(multi-crystal silicon)，即多晶矽(polysilicon)。由於多晶矽相較於非晶矽具有更大的場效移動性(field-effect mobility)，因此具有多晶矽薄膜電晶體的平板顯示裝置可增快反應時間，並可改善溫度以及發光之穩定性。多晶矽係藉由沉積及結晶非晶矽而使用。
本揭露提供一種增進產率的顯示裝置以及結晶該顯示裝置之方法。
本發明概念的實施例提供一種顯示裝置，其包含：主動區，其具有複數個單位像素，單位像素包含第一電路區與影像顯示區；第一邊緣區，其與主動區相鄰且包含複數個第二電路區，第一電路區與第二電路區係沿著相同之虛擬線而配置；以及第二邊緣區，其與主動區相鄰且包含複數個第三電路區。
第一電路區與影像顯示區可交錯地配置。
虛擬線可以列(row)方向延伸，第一電路區與複數個第二電路區係以列方向對齊。
複數個第三電路區可以列方向延伸。
虛擬線可包含沿著行(column)方向以固定間距相互分離之複數條線，行方向係實質上垂直於列方向。
位於相互分離之線之間的固定間距可對應至單一影像顯示區。
第一電路區之兩相鄰列可定義為一條虛擬線，第一電路區之每一兩相鄰列係藉由兩影像顯示區與第一電路區之另一相鄰兩列分開。
第一電路區與複數個第二電路區可以行方向配置。
複數個第三電路區可以行方向沿伸。
虛擬線可以固定間距相互分離。
虛擬線可成對地相鄰，且虛擬線之相鄰兩對係以固定間距相互分離。
第一電路區可包含單位像素之電路部分，而影像顯示區可包含單位像素之影像顯示部分。
在本發明概念之其他實施例中，一種顯示裝置之結晶方法包含：於基板上形成包含複數個單位像素的主動區，複數個單位像素包含第一電路區與影像顯示區；於基板上形成相鄰於主動區之第一邊緣區，第一邊緣區包含複數個第二電路區，第一電路區與複數個第二電路區係沿著相同之虛擬線而配置；於基板上形成相鄰於主動區之第二邊緣區，第二邊緣區包含複數個第三電路區；以及照射第一電路區與複數個第二電路區以將第一電路區與複數個第二電路區中的非晶矽同時結晶為多晶矽。
結晶方法可更包含結晶複數個第三電路區。
照射第一電路區與複數個第二電路區可包含沿著實質上垂直於虛擬線之方向掃描雷射。
掃描雷射可包含沿著單一方向掃描一次雷射。
複數個第三電路區可形成以沿著虛擬線之方向延伸。
照射之步驟可包含使用脈衝雷射或連續波雷 射。
照射之步驟可包含透過控制開啟/關閉時間或週期使用雷射。
結晶方法可更包含移除非晶矽以形成非結晶區，非結晶區係分別與第一電路區、複數個第二電路區、以及複數個第三電路區交錯地配置。
本發明概念之例示性實施例將參考附圖於下文中更詳細地描述。然而，本發明概念可以不同形式實施且不應理解為限制於此處之實施例。相反地，此些實施例係提供以使揭露更加徹底與完整，且對所屬技術領域者充分地傳達本發明概念之範疇。全文中相似的參考符號代表相似的元件。
此外，實施方式中的實施例將以平面圖作為例示性實施例之理想例示性示意圖而說明。在圖式中，層及區域的尺寸可能為了清楚繪示而誇大。因此，例示性示意圖的形狀可根據製造技術及/或容許之誤差而實施。因此實施例並不限於繪示於例示性示意圖中的特定形狀，而是可包含根據製造製程可能創造出的其他形狀。此外，雖然使用特定的詞彙，如“第一”、“第二”、“第三”等用以描述不同實施例中的不同區域與層，但區域與層並不限於此些詞彙。此些詞彙僅用於區分一區域或一層於另一區域或層。此處所描述或示範的實施例亦包含 其互補實施例。
在接下來的描述中，術語僅用以解釋特定例示性實施例而非用以限制本發明。除非特別註明，單數形式的詞彙可包含其複數形式。“包含(include)”、“包含(comprise)”、“包含(including)”或“包含(comprising)”的意思係指定一性質、區域、固定數目、步驟、製程、元件及/或構件，但不排除其他性質、區域、固定數目、步驟、製程、元件及/或構件。
第1圖係根據第一實施例之顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法的示意圖。參閱第1圖，顯示裝置100包含主動區110、以及相鄰於主動區110之第一邊緣區120與第二邊緣區180。主動區110包含複數個單位像素150。單位像素150可以主動矩陣型式配置。換句話說，每一單位像素150可包含一切換裝置，例如一薄膜電晶體。
每一單位像素150可包含一第一電路區與一影像顯示區，而於下文中分別稱為第一結晶區130與第一非結晶區140。第一結晶區130可包含單位像素150之第一電路部分。舉例而言，當顯示裝置100為液晶顯示器時，單位像素150的第一電路部分可包含一薄膜電晶體。在另一實施例中，當顯示裝置100為有機發光二極體顯示裝置時，單位像素150的第一電路部分可包含一薄膜電晶體或一電容。第一結晶區域130可包含多晶矽(polycrystalline silicon)，即多晶矽(polysilicon)。第一非 結晶區140可包含影像顯示部份。單位像素150可以矩陣圖樣重複地配置，例如第一結晶區130與第一非結晶區140可以矩陣圖樣沿著Y軸方向交錯地配置於單位像素150的每一行(column)中。
第一邊緣區120包含第二電路區(下文中稱為第二結晶區160)以及第二非結晶區170。第二邊緣區180包含第三電路區(下文中稱為第三結晶區182)以及第三非結晶區184。第二結晶區160與第二非結晶區170可交錯地配置。舉例而言，單一第二結晶區160可位於二個第二非結晶區170之間。此外，第三結晶區182與第三非結晶區184可交錯地配置。
第二結晶區160與第三結晶區182包含多晶矽。第二結晶區160包含第二電路部分。第三結晶區182包含第三電路部分。第二電路部分或第三電路部分可包含薄膜電晶體或二極體，且薄膜電晶體或二極體可包含多晶矽。第二結晶區160與第三結晶區182的薄膜電晶體或二極體可為例如位移暫存器(shift registor)、解多工器(demultiplexer)、及/或閘極驅動器(gate driver)的一元件。
第一結晶區130與第二結晶區160可沿著相同的虛擬線X-X’而配置，亦即第一結晶區130與第二結晶區160可沿著虛擬線X-X’以列(row)方向配置。換句話說，虛擬線X-X’可為沿著y軸方向相互分離之複數條線X-X’，因此複數個單位像素150可配置以使其第一結晶 區130沿著各別的X-X’線，即沿著x軸方向，與個別的第二結晶區160對齊。第三結晶區182可以列方向延伸，例如每一第三結晶區182可沿著x軸方向沿伸。
根據第一實施例之顯示裝置的結晶方法如下所示。
非晶矽係形成於主動區110、第一邊緣區120、與第二邊緣區180上。雷射190係照射至第一結晶區130與第二結晶區160，而將非晶矽結晶為多晶矽。未結晶之非晶矽可被圖樣化且移除。第三結晶區182可在第一結晶區130與第二結晶區160之前結晶。或者，第三結晶區182可在第一結晶區130與第二結晶區160結晶之後結晶。
雷射190可包含脈衝雷射或連續波(CW)雷射。雷射190可使用具有長軸(axis)的光束。一掃描方向195，亦即雷射190照射的方向，可定位為行(column)方向，亦即垂直於虛擬線X-X’的方向。雷射190可藉由控制一開啟/關閉時間或一週期而進行掃描。第一至第三結晶區130、160、與182可被結晶，接著提供至非結晶區140、170、與184的非晶矽可被移除。
根據第一實施例，主動區110與第一邊緣區120可同時結晶。亦即，當第一與第二結晶區130與160對齊時，第一與第二結晶區130與160可同時結晶。此外，第三結晶區182與第一結晶區130和第二結晶區160可透過一次掃描而結晶。因此，結晶可透過一次雷射掃描 而完成而毋須改變雷射190的掃描方向或旋轉雷射平台。由此可降低顯示裝置100之製程成本與製程時間。
第2圖為根據第二實施例之顯示裝置與結晶該顯示裝置之方法的示意圖。與參考第1圖之前述第一實施例之相同技術特徵的細節描述將不再重覆。
參閱第2圖，顯示裝置200可包含主動區210、以及相鄰於主動區210之第一邊緣區220與第二邊緣區280。主動區可包含複數個單位像素250。單位像素250可以主動矩陣形式配置。每一單位像素250可包含第一電路區與影像顯示區，在下文中分別稱為第一結晶區230與第一非結晶區240。第一結晶區230可包含單位像素250的第一電路部分。第一結晶區230可包含多晶矽。第一非結晶區240可包含影像顯示部份。單位像素250可以矩陣圖樣重複地配置。亦即，單位像素250的第一結晶區230可成對地配置，因此兩相鄰單位像素250的第一結晶區230可相互面對且相鄰。
第一邊緣區220可包含第二電路區(下文中稱為第二結晶區260)以及第二非結晶區270。第二邊緣區280可包含第三電路區(下文中稱為第三結晶區282)以及第三非結晶區284。第二結晶區260與第二非結晶區270可交錯地配置。舉例而言，如第2圖所示，一對相鄰的第二結晶區260可於每一側具有二個第二非結晶區270。此外，第三結晶區282與第三非結晶區284可交錯地配置。第二結晶區260與第三結晶區282可包含多晶 矽。
第一結晶區230與第二結晶區260可沿著相同的虛擬線X-X’而配置，亦即第一結晶區230與第二結晶區260可沿著虛擬線X-X’以列方向配置。由於第2圖中每一結晶區為一對相鄰的第二結晶區260，因此虛擬線X-X’可一對相鄰，且此相鄰之一對虛擬線X-X’可以相同距離相互分開。也就是說，第二結晶區260可對應於該對第一結晶區230而成對地配置，且可沿著虛擬線X-X’配置。如此，虛擬線X-X’可對應於該對第一結晶區230而成對地配置，且可沿著Y軸以固定距離相互分開，例如對應至二個非結晶區270。第三結晶區282可以列方向延伸。
根據第二實施例之顯示裝置的結晶方法如下所示。
非晶矽係形成於主動區210、第一邊緣區220、與第二邊緣區280之上。雷射290可照射至第一結晶區230與第二結晶區260上，故將非晶矽結晶為多晶矽。未被結晶的非晶矽可被圖樣化且移除。第三結晶區282可於第一結晶區230與第二結晶區260之前結晶。或者，第一結晶區230與第二結晶區260可先結晶，之後第三結晶區282可接著結晶。
雷射290可包含脈衝雷射或連續波(CW)雷射。一掃描方向295，亦即雷射290照射的方向，可為行方向，亦即垂直於虛擬線X-X’的方向。雷射290可藉由控 制一開啟/關閉時間或一週期而進行掃描。
根據第二實施例，主動區210與第一邊緣區220可同時結晶。亦即，第一結晶區230與第二結晶區260可同時結晶。此外第三結晶區282及第一結晶區230與第二結晶區260可透過一次掃描而結晶。因此可透過一次掃描完成結晶而毋需改變雷射290的掃描方向或旋轉一雷射平台。因此，可降低顯示裝置200的製程成本與製程時間。
第3圖為根據第三實施例之顯示裝置與結晶該顯示裝置之方法的示意圖。與參考第1圖之前述第一實施例之相同技術特徵的細節描述將不再重覆。
參閱第3圖，顯示裝置300可包含主動區310、以及相鄰於主動區310之第一邊緣區320與第二邊緣區380。主動區310可包含複數個單位像素350。單位像素350可以主動矩陣形式配置。單位像素350可包含第一電路區與影像顯示區，在下文中分別稱為第一結晶區330與第一非結晶區340。第一結晶區330可包含單位像素350的第一電路部分。第一結晶區330可包含多晶矽。第一非結晶區340可包含影像顯示部份。單位像素350可以矩陣圖樣重複地配置。
第一邊緣區320可包含第二電路區(下文中稱為第二結晶區360)以及第二非結晶區370。第二邊緣區380可包含第三電路區(下文中稱為第三結晶區382)以及第三非結晶區384。第二結晶區360與第二非結晶區370 可交錯地配置。此外，第三結晶區382與第三非結晶區384可交錯地配置。第二結晶區360與第三結晶區382可包含多晶矽。
第一結晶區330與第二結晶區360可沿著相同的虛擬線X-X’而配置。換句話說，第一結晶區330與第二結晶區360可沿著虛擬線X-X’以行方向配置。虛擬線X-X’可以相同距離相互分開。第三結晶區382可以行方向延伸。
根據發明概念的第三實施例之顯示裝置的結晶方法如下所示。
非晶矽係形成於主動區310、第一邊緣區320、與第二邊緣區380之上。雷射390係照射至第一結晶區330與第二結晶區360上，故將非晶矽結晶為多晶矽。未被結晶的非晶矽可被圖樣化且移除。第三結晶區382可於第一結晶區330與第二結晶區360之前結晶。或者，第一結晶區330與第二結晶區360可先結晶，之後第三結晶區382可接著結晶。
雷射390可包含脈衝雷射或連續波(CW)雷射。雷射390照射方向之掃描方向395可為列方向，亦即垂直於虛擬線X-X’的方向。雷射390可藉由控制一開啟/關閉時間或一週期而掃描。
根據第三實施例，主動區310與第一邊緣區320可同時結晶。亦即，第一結晶區330與第二結晶區360可同時結晶。此外第三結晶區382及第一結晶區330與 第二結晶區360可透過一次掃描而結晶。因此可透過一次雷射掃描完成結晶而毋需改變雷射390的掃描方向或旋轉一雷射平台。因此，可降低顯示裝置300的製程成本與製程時間。
第4圖為根據第四實施例之顯示裝置與結晶該顯示裝置之方法的示意圖。與參考第1圖之前述第一實施例之相同技術特徵的細節描述將不再重覆。
參閱第4圖，顯示裝置400可包含主動區410、以及相鄰於主動區410之第一邊緣區420與第二邊緣區480。主動區410可包含複數個單位像素450。單位像素450可以主動矩陣形式配置。單位像素450可包含第一電路區與影像顯示區，在下文中分別稱為第一結晶區430與第一非結晶區440。第一結晶區430可包含單位像素450的第一電路部分。第一結晶區430可包含多晶矽。第一非結晶區440可包含影像顯示部份。單位像素450可以矩陣圖樣重複地配置。
第一邊緣區420可包含第二電路區(下文中稱為第二結晶區460)以及第二非結晶區470。第二邊緣區480可包含第三電路區(下文中稱為第三結晶區482)以及第三非結晶區484。第二結晶區460與第二非結晶區470可交錯地配置。此外，第三結晶區482與第三非結晶區484可交錯地配置。第二結晶區460與第三結晶區482可包含多晶矽。
第一結晶區430與第二結晶區460可沿著相同 的虛擬線X-X’而配置。換句話說，第一結晶區430與第二結晶區460可沿著虛擬線X-X’以行方向配置。虛擬線X-X’可成對地相鄰，相鄰的二對虛擬線X-X’可以相同距離相互分開。亦即，沿著虛擬線X-X’配置的第一結晶區430可成對地相鄰配置。第三結晶區482可以行方向延伸。
根據第四實施例之顯示裝置的結晶方法如下所示。
非晶矽係形成於主動區410、第一邊緣區420、與第二邊緣區480之上。雷射490係照射至第一結晶區430與第二結晶區460，故將非晶矽結晶為多晶矽。未被結晶的非晶矽可被圖樣化且移除。第三結晶區482可於第一結晶區430與第二結晶區460之前結晶。或者，第一結晶區430與第二結晶區460可先結晶，之後第三結晶區482可接著結晶。
雷射490可包含脈衝雷射或連續波(CW)雷射。一掃描方向495，亦即雷射490照射的方向，可為列方向，亦即垂直於虛擬線X-X’的方向。雷射490可藉由控制一開啟/關閉時間或一週期而進行掃描。
根據本發明概念之第四實施例，主動區410與第一邊緣區420可同時結晶。亦即，第一結晶區430與第二結晶區460可同時結晶。此外第三結晶區482及第一結晶區430與第二結晶區460可透過一次掃描而結晶。因此可透過一次雷射掃描完成結晶而毋需改變雷射 490的掃描方向或旋轉一雷射平台。因此，可降低顯示裝置400的製程成本與製程時間。
根據實施例，主動區與邊緣區可同時結晶。亦即，主動區之結晶區與邊緣區之結晶區可相互對齊且同時結晶。又，主動區之結晶區與邊緣區之結晶區可透過一次掃描而結晶。因此，可透過一次雷射掃描完成結晶而毋需改變雷射之掃描方向或旋轉雷射平台。因此可降低顯示裝置的製程成本與製程時間。
上述所揭露之標的應視為描述性而非限制性，且申請專利範圍旨在涵蓋任何落於本發明概念之真實精神與範疇下，而對其進行之所有修改、加強及其他實施例。因此，在法律准許的最大範圍，發明概念之範疇係以申請專利範圍所允許最廣的解釋所認定，且不應被上述詳細說明所限縮或侷限。
100、200、300、400‧‧‧顯示裝置
110、210、310、410‧‧‧主動區
120、220、320、420‧‧‧第一邊緣區
130、230、330、430‧‧‧第一結晶區
140、240、340、440‧‧‧第一非結晶區
150、250、350、450‧‧‧單位像素
160、260、360、460‧‧‧第二結晶區
170、270、370、470‧‧‧第二非結晶區
180、280、380、480‧‧‧第二邊緣區
182、282、382、482‧‧‧第三結晶區
184、284、384、484‧‧‧第三非結晶區
190、290、390、490‧‧‧雷射
195、295、395、495‧‧‧掃描方向
X-X’‧‧‧虛擬線
此處所包含之附圖係提供以使本發明之概念更易於了解，且併入及構成本說明書之一部分。描繪本發明概念的例示性實施例之圖式與說明一同用以解釋本發明概念的原理。其中：第1圖 係根據第一實施例之顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法的示意圖；第2圖 係根據第二實施例之顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法的示意圖； 第3圖 係根據第三實施例之顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法的示意圖；以及第4圖 係根據第四實施例之顯示裝置及結晶該顯示裝置之方法的示意圖。
100‧‧‧顯示裝置
110‧‧‧主動區
120‧‧‧第一邊緣區
130‧‧‧第一結晶區
140‧‧‧第一非結晶區
150‧‧‧單位像素
160‧‧‧第二結晶區
170‧‧‧第二非結晶區
180‧‧‧第二邊緣區
182‧‧‧第三結晶區
184‧‧‧第三非結晶區
190‧‧‧雷射
195‧‧‧掃描方向
X-X’‧‧‧虛擬線

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置，其包含：一主動區，其包含複數個單位像素，該複數個單位像素包含多個第一電路區與多個影像顯示區；一第一邊緣區，其係相鄰於該主動區且包含複數個第二電路區，該些第一電路區與該複數個第二電路區係沿著相同之一虛擬線而配置；以及一第二邊緣區，其係相鄰於該主動區且包含複數個第三電路區；其中該些第一電路區及該複數個第二電路區係為一結晶區，且該些影像顯示區係為一非結晶區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該些第一電路區與該些影像顯示區係交錯地配置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中該些虛擬線以一列(row)方向延伸，該些第一電路區與該複數個第二電路區係以該列方向對齊。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該複數個第三電路區以該列方向延伸。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該些虛擬線包含沿著一行(column)方向以一固定間距相互分離之複數條線，該行方向係實質上垂直於該列方向。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中位於 相互分離之該些線之間的該固定間距係對應至一單一影像顯示區。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中該些第一電路區之兩相鄰列係定義為一條虛擬線，該些第一電路區之每一該兩相鄰列係藉由兩影像顯示區與該些第一電路區之另一相鄰兩列分開。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中該些第一電路區與該複數個第二電路區係以一行方向配置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該複數個第三電路區係以該行方向沿伸。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該些虛擬線係以一固定間距相互分離。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該些虛擬線係成對地相鄰，且該些虛擬線之相鄰兩對係藉由該固定間距相互分離。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中：該第一電路區包含該單位像素之一電路部分；以及該影像顯示區包含該單位像素之一影像顯示部分。
  13. 一種顯示裝置之結晶方法，該結晶方法包含：於一基板上形成包含複數個單位像素的一主動 區，該複數個單位像素包含多個第一電路區與多個影像顯示區；於該基板上形成相鄰於該主動區之一第一邊緣區，該第一邊緣區包含複數個第二電路區，該些第一電路區與該複數個第二電路區係沿著相同之一虛擬線而配置；於該基板上形成相鄰於該主動區之一第二邊緣區，該第二邊緣區包含複數個第三電路區；以及照射該些第一電路區與該複數個第二電路區以將該些第一電路區與該複數個第二電路區中的一非晶矽同時結晶為一多晶矽，使得該些第一電路區及該複數個第二電路區係為一結晶區，且該些影像顯示區係為一非結晶區。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之結晶方法，更包含結晶該複數個第三電路區。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之結晶方法，其中照射該些第一電路區與該複數個第二電路區包含沿著實質上垂直於該虛擬線之一方向掃描一雷射。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之結晶方法，其中掃描該雷射包含沿著一單一方向掃描一次雷射。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之結晶方法，其中該複數個第三電路區係形成以沿著該虛擬線之一方向延伸。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之結晶方法，其中照射之步驟包含使用一脈衝雷射或一連續波雷射。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之結晶方法，其中照射之步驟包含透過控制一開啟/關閉時間或一週期使用一雷射。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之結晶方法，更包含移除該非晶矽以形成該些非結晶區，該些非結晶區係分別與該些第一電路區、該複數個第二電路區、以及該複數個第三電路區交錯地配置。
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