TWI711851B

TWI711851B - 顯示裝置及其檢測方法

Info

Publication number: TWI711851B
Application number: TW108128574A
Authority: TW
Inventors: 阮丞禾; 曾建洲; 侯智元
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-08-12
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2020-12-01
Also published as: TW202107161A

Abstract

本發明提供一種顯示裝置，包含複數個顯示單元。每一顯示單元包含驅動元件、共同導線以及鈍化層。驅動元件具有汲極，而汲極具有汲極接點。共同導線具有共同導線接點，而共同導線接點與該汲極接點間夾有一間隔區。鈍化層覆蓋於該汲極接點及該共同導線接點上；其中，鈍化層於汲極接點及該共同導線接點之間形成連通該間隔區的穿孔。

Description

顯示裝置及其檢測方法

本發明係關於顯示裝置及其檢測方法，特別是關於在製造過程中能夠進行檢測的顯示裝置及其檢測方法。

發光二極體(LED)等光源應用於不同的顯示裝置，如穿戴式、車用大型顯示器等，而且具有許多優點如高對比、廣色域、廣色角、低耗能、高分辨率等。然而目前顯示裝置的結構上，對於每個光源控制元件而言，由於連接光源兩極的兩個接墊在設置光源前彼此並不相連，故在製造發光顯示器的製程中無法進行例如電流測試等對於每個光源控制元件的測試。

目前顯示裝置測試的主流的方法為黏合發光二極體(LED)等光源後確認光源對光源進行點亮，藉由光源是否可被正常點亮來判斷每個光源控制元件是否正常。然而藉由此方法檢測的製品良率不高，並且黏合光源後才能發現電流方面等電路的問題，導致檢測及修復成本上的問題。

本發明之目的之一在於提供一種顯示裝置及其檢測方法，可以在安裝光源前檢測測試，減少製品檢測成本。

本發明之目的之一在於提供一種顯示裝置及其檢測方法，可以在製程中進行電路檢測，提高製品的良率。

在一例中，顯示裝置包含複數個顯示單元，每一顯示單元包含驅動元件、共同導線以及鈍化層。驅動元件具有汲極。汲極具有汲極接點。共同導線具有共同導線接點。共同導線接點與該汲極接點間夾有一間隔區。鈍化層覆蓋於該汲極接點及該共同導線接點上。其中，該鈍化層於該汲極接點及該共同導線接點之間形成連通該間隔區的穿孔。

在另一例中，顯示裝置包括複數個顯示單元，每一該顯示單元包驅動元件、共同導線、鈍化層、第一接墊及第二接墊。驅動元件具有汲極。汲極具有一汲極接點。共同導線具有共同導線接點。鈍化層覆蓋於汲極接點及共同導線接點上。第一接墊穿過鈍化層而連接汲極接點。第二接墊，穿過鈍化層而連接共同導線接點。其中，第一接墊及該第二接墊至少其中一個接墊具有朝向另一者突伸的突伸部。

檢測顯示裝置中之驅動元件之方法，包括以下步驟。(a)設置電性連接於共同導線接點及驅動元件之汲極之間。(b) 經由該臨時連接部於共同導線接點及汲極接點間傳送訊號以檢測該驅動元件。(c)移除臨時連接部。

應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式「一」、「一個」和「該」旨在包括複數形式，包括”「至少一個」。「或」表示「及/或」。如本文所使用的，術語”及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語”包括”及/或”包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下”側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

在一實施例中，顯示裝置可以為微發光二極體顯示器(Micro-LED Display)或是次毫米發光二極體顯示器(Mini-LED Display)。顯示裝置中具有複數個顯示單元，一個顯示單元可例如為一個畫素、一個子畫素或是一個畫素之一部分。圖1所示為顯示裝置中一個顯示單元之實施例示意圖。如圖1所示，顯示單元10具有驅動元件100、第一接墊400、第二接墊500、掃瞄線700及訊號傳輸線800。在此實施例中，驅動元件100具有汲極110、源極120、閘極130及半導體層140，其中源極120隔著半導體層140相對於汲極110，且閘極130在半導體層140上以形成如薄膜電晶體之電路控制元件。在此實施例中，掃瞄線700電連接於閘極130，訊號傳輸線800電連接於源極120藉由此設置，驅動元件100可以透過掃瞄線700或訊號傳輸線800接收訊號。

圖2A所示為顯示單元10的實施例剖視圖。如圖2A所示，顯示單元 10另具有共同導線200、鈍化層300、光源600、第一金屬層M1、第二金屬層M2、層間介電質層ILD及絕緣層GI。汲極110具有穿過第二金屬層M2連接於汲極110的汲極接點111，且共同導線200具有穿過第一金屬層M1連接於共同導線200的共同導線接點210。其中共同導線接點210與汲極接點111夾有間隔區50。

如圖2A所示，鈍化層300覆蓋於共同導線接點210及汲極接點111上。其中鈍化層300在汲極接點111及共同導線接點210之間形成穿孔310，且穿孔310連通間隔區50，以共同形成一腔室。在此實施例中，鈍化層300由氮化矽(SiNx)組成，但不以此為限。

如圖2A所示，顯示單元10包含有彼此相對的第一接墊400與第二接墊500。第一接墊400及第二接墊500分別穿過鈍化層300而電性連接於汲極接點111及共同導線接點210，以達成第一接墊400與汲極110之間(亦即驅動元件100電連接於第一接墊400)及第二接墊500及共同導線200之間的電連接。在此實施例中，第一接墊400可包含第一接墊本體420及第一連接墊410，其中第一連接墊410穿過鈍化層300連接於汲極接點111，而第一接墊本體420則設置於鈍化層300上且連接第一連接墊410未被鈍化層300覆蓋的部分。第二接墊500亦可包含第二接墊本體520及第二連接墊510，第二連接墊510穿過鈍化層300連接於共同導線接點210，而第二接墊本體520設置於鈍化層300上且連接第二連接墊510未被鈍化層300覆蓋的部分。在此實施例中，第一接墊本體420及第二接墊本體520較佳為由銅(Cu)、銀(Ag)及鎳(Ni)等金屬製成，而第一連接墊410及第二連接墊510較佳為由氧化銦錫(ITO)或性質類似的材質製成，但不以此為限。

如圖2A所示，顯示裝置可另包含光源600，其具有第一接腳610及第二接腳620。第一接腳610及第二接腳620分別電連接與第一接墊400及第二接墊 500，以使光源600在顯示單元的控制下發亮。在此實施例中光源600較佳為發光二極體(LED)，更佳為次毫米發光二極體(Mini LED)或微型發光二極體(Micro LED)等小型發光二極體，但不以此為限。

如圖2A所示，在本實施例中，層間介電質層ILD位於鈍化層300下，在層間介電質層ILD下方具有第一金屬層M1。絕緣層GI位於層間介電質層ILD及第一金屬層M1下方。第二金屬層M2設置於層間介電質層ILD上，且可經由穿孔通過絕緣層GI及/或層間介電質層ILD而與其他電路部分電性連接。其中共同導線200及閘極130皆形成於第一金屬層M1；而汲極110及源極120則形成於第二金屬層M2。

圖2B所示為圖2A實施例中汲極接點111及共同導線接點210的俯視圖，為輕易理解而在圖2B中未畫出鈍化層及其他部分。如圖2B所示，汲極接點111包含第一本體111A及自第一本體111A朝向共同導線接點210突伸的第一突伸部111B，且共同導線接點210包含第二本體210A及自第二本體朝向汲極接點111突伸的第二突伸部210B。間隔區50則夾設於第一突伸部111B及第二突伸部210B之間，其係可為移除第一突伸部111B及第二突伸部210B間原本存在的臨時連接元件後留下來的空間。如圖2B所示，在橫切於該第一突伸部111B之突伸方向d1之方向d2上，第一本體111A的寬度W_1A大於第一突伸部111B的寬度W_1B，在橫切於第二突伸部210B突伸方向d3之方向d4上，第二本體210A的寬度W_2A大於第二突伸部210B的寬度W_2B。此外，第一突伸部111B及第二突伸部210B的厚度可例如分別與第一本體111A及第二本體210A相同，但第一突伸部111B及第二突伸部210B的厚度亦可分別大於第一本體111A及第二本體210A，因此當在第一突伸部111B及第二突伸部210B之間存在臨時連接部以進行電路測試時，可降低測試時的電阻。藉由此設置可在兩個突伸部之間設有臨時連接部，而臨時連接部測試完畢後被移除，並留下第一突伸部111B及第二突伸部210B。在此實施例中，第一本體111A與第二本體210A之間的間隔Int1例如可為低於30um以下，第一本體111A的寬度W_1A及第二本體210A的寬度W_2A例如可為約60um，第一突伸部111B朝向第二本體210A的長度及第二突伸部210B朝向第一本體111A的長度例如可為2至5um；第一本體111A在方向d1上的長度及第二本體210A在方向d3上的長度例如可為約30um，換句話說，第一突伸部111B朝向第二本體210A突伸的長度及第二突伸部210B朝向第一本體111A突伸的長度對第一本體111A在同方向上的長度及第二本體210A在同方向上的長度的比例例如可為1：6至1：15，但不以此為限。

圖2C所示為圖2A實施例之一變化實施例剖視圖。在此實施例中，顯示單元10另包括絕緣材900。如圖2C所示，絕緣材900填充於穿孔310及間隔區50內，並將穿孔310及間隔區50填滿；然而在不同實施例中，絕緣材900亦可僅填入穿孔310及間隔區50的部分空間內。在此實施例中，絕緣材900的一部分係分布於第一接墊400與第二接墊500之間。藉由此設置，絕緣材900可減少空氣及水進入間隔區50或穿孔310而產生問題的機會。

圖3所示為本發明顯示裝置中一個顯示單元之實施例的檢測流程圖。在此實施例中，電路檢測流程包括設置臨時連接部(S11)、設置鈍化層300(S12)、在鈍化層300上形成穿孔310(S13)、將第一連接墊410及第二連接墊510設置於鈍化層300上(S14)、檢測驅動單元100(S15)、移除臨時連接部51(S16)、形成第一接墊400及第二接墊500(S17)、設置光源600(S18)、設置絕緣材900填充於穿孔310及間隔區50內(S19)。詳細內容請參閱下述說明。

圖4A-圖4G所示為本發明圖2C實施例之顯示單元在進行電路檢測流程中之各步驟剖視示意圖。

如圖4A所示，此步驟包括設置臨時連接部51於共同導線接點210與驅動元件100之汲極接點111之間隔區50，以將共同導線接點210電連接於汲極接點111(S11)。具體而言，可於設置第二金屬層M2的程序中，一體形成臨時連接部51、汲極接點111及共同導線接點210，此時臨時連接部51則位在間隔區50的位置。

如圖4B所示，此步驟包括設置鈍化層300覆蓋於共同導線接點210及汲極接點111(S12)。如圖4C所示在鈍化層300上形成穿孔310(S13)。

如圖4D所示，此步驟包括將第一連接墊410及第二連接墊510設置於鈍化層300上(S14)，以分別穿過鈍化層300連接於汲極接點111及共同導線接點210，並進行電路檢測(S15)。

電路檢測的步驟S15包括檢測驅動元件100是否正常。在本實施例中，檢測方法為施加訊號於掃瞄線700或訊號傳輸線800後確認共同導線200是否接收偵測訊號，以判斷驅動元件100是否正常，但不以此為限。

若檢測驅動元件後未檢測到異常，如圖4E所示，接下來的步驟包括將臨時連接部51移除(S16)。在本實施例中，移除臨時連接部51後的穿孔310連通間隔區50。在本實施例中移除臨時連接部51的方法例如為穿過穿孔310以蝕刻法移除臨時連接部51，但不以此為限。

再接下來的步驟，如圖4F所示，將第一接墊本體420及第二接墊本體520設置分別設置於第一連接墊410及第二連接墊510上以形成第一接墊400及第二接墊500的其他部分，例如第一接墊本體420及第二接墊本體520(S17)。第一接墊本體420及第二接墊本體520可以分別經由第一連接墊410及第二連接墊510連接於汲極接點111及共同導線接點210。

如圖4G所示，在此步驟中，將光源600設置第一接墊400及第二接墊500上(S18)，並且將光源600的第一接腳610及第二接腳620分別電連接於第一接墊400及第二接墊500。

如圖4H所示，接著設置絕緣材900填充於穿孔310及間隔區50內(S19)。在本實施例中，絕緣材900進一步填充於第一接墊400及第二接墊500之間，藉由填充絕緣材900，可減少空氣及水進入間隔區50或穿孔310而產生問題的機會。另外絕緣材900例如可填充光源600周圍，以更有效地固定光源600的位置。

圖5A所示為本發明顯示裝置中的一個顯示單元10的另一實施例。在此實施例中，顯示單元10包含驅動元件100、共同導線200、鈍化層300、第一接墊400、第二接墊500、光源600、第一金屬層M1、第二金屬層M2、第三金屬層M3、層間介電質層ILD及絕緣層GI。在本實施例中驅動元件100具有汲極110、源極120、閘極130及半導體層140，源極120隔著半導體層140相對於汲極110，且閘極130在半導體層140上以形成如薄膜電晶體之電路控制元件。其中汲極110具有穿過第二金屬層M2連接於汲極110的汲極接點111，且共同導線200具有穿過第三金屬層M3連接於共同導線200的共同導線接點210。在本實施例中，鈍化層300例如可以隔著第三金屬層M3分為雙層，汲極接點111為在第三金屬層M3形成而與汲極110電連接的外加連接線，而共同導線接點210則為共同導線200(在本實施例中亦形成於第三金屬層M3)上的一個連接點，供直接與第二接墊500連接。鈍化層300設置以覆蓋於汲極接點111及共同導線接點210上。

如圖5A所示，顯示單元10包含有彼此相對的第一接墊400與第二接墊500。第一接墊400及第二接墊500分別穿過鈍化層300而電性連接於汲極接點111及共同導線接點210，以確保第一接墊400與汲極110之間及第二接墊500及共同導線200之間的電連接。在此實施例中，第一接墊400亦可包含第一接墊本體420及第一連接墊410，其中第一連接墊410穿過鈍化層300連接於汲極接點111，而第一接墊本體420則設置於鈍化層300上且連接第一連接墊410未被鈍化層300覆蓋的部分。第二接墊500亦可包含第二接墊本體520及第二連接墊510，第二連接墊510穿過鈍化層300連接於共同導線接點210，而第二接墊本體520設置於鈍化層300上且連接第二連接墊510未被鈍化層300覆蓋的部分。

圖5B所示為圖5A實施例中的第一接墊400及第二接墊500之俯視圖。圖5B所示，在本發明實施例中，第一接墊本體420及第二接墊本體520分別具有朝向另一接墊突伸的突伸部421、521。突伸部421、521之間的間隔係為移除原本存在的臨時連接元件後留下來的空間。其中在橫切於突伸部421突伸方向d5之方向d6上，第一接墊本體420的寬度W_4A大於突伸部421的寬度W_4B，且在橫切於突伸部521突伸方向d7之方向d8上，第二接墊本體520之寬度W_5A大於突伸部521的寬度W_5B。雖在本實施例中，較佳為第一接墊本體420及第二接墊本體520皆有突出部421、521，但不以此為限。此外，突伸部421及突伸部521的厚度可例如分別與第一接墊本體420及第二接墊本體520相同，但突伸部421及突伸部521的厚度亦可分別大於第一接墊本體420及第二接墊本體520，因此當在第一接墊本體420及突伸部521之間存在臨時連接部以進行電路測試時，可降低測試時的電阻。在此實施例中，第一接墊本體420與第二接墊本體520之間的間隔Int2例如可為低於30um以下，第一接墊本體420的寬度W_4A及第二接墊本體520之寬度W_5A及突伸部521的寬度W_5B例如可為約60um。第一接墊本體420在突伸部421延伸方向上的長度及第二接墊本體520在突伸部521延伸方向上的長度例如可為約30um，突伸部421朝向第二接墊本體520的長度及突伸部521朝向第一接墊本體420的長度例如可為2至5um，換句話說，突伸部421朝向第二接墊本體520的長度及突伸部521朝向第一接墊本體420的長度對第一接墊本體420在突伸部421突伸方向上長度的比例例如可為1：6至1：15，但不以此為限。

圖6所示為圖5A的實施例的顯示裝置的顯示單元10的電路檢測流程圖。在此實施例的電路檢測流程中包括鈍化層設置以覆蓋於汲極接點111及共同導線接點210上(S21)、設置第一連接墊410及第二連接墊510以穿過鈍化層300分別連接於汲極接點111及共同導線接點210(S22)、設置種層SL以覆蓋於第一連接墊410及第二連接墊510(S23)、設置光阻PR於種層SL(S24)、移除部分種層SL，以使種層SL僅覆蓋於第一連接墊410、第二連接墊510及其之間部分，以形成臨時連接部51(S25)、檢測驅動元件100(S26)、移除臨時連接部51(S27)、形成第一接墊400及第二接墊500(S28)及設置光源600(S29)。詳細內容請參閱下述說明。

圖7A至圖7G所示為顯示裝置的顯示單元10在檢測流程中的變化剖視圖。如圖7A所示，檢測驅動元件100的步驟包括將鈍化層300設置以覆蓋於汲極接點111及共同導線接點210上(S21)。在此實施例中，例如可以先設置鈍化層300的一部分，將第三金屬層M3設置於鈍化層300後，再將鈍化層300的另一部分設置以覆蓋於第三金屬層M3、汲極接點111及共同導線接點210上，以使鈍化層300分為雙層，但不以此為限。

如圖7B所示，電路檢測步驟包括將第一連接墊410及第二連接墊510設置以穿過鈍化層300分別連接於汲極接點111及共同導線接點210(S22)。如圖7C所示，此步驟包括將種層SL設置以覆蓋於第一連接墊410及第二連接墊 510(S23)。在本實施例中，如圖7D所示，此步驟包括將光阻PR設置於種層SL上(S24)。光阻PR例如可為在中間具有凹部。

如圖7E所示，此步驟包括例如以濕蝕刻等方式移除部分種層SL，以使種層SL僅覆蓋於第一連接墊410、第二連接墊510及其之間部分(S25)。其中將光阻PR的一部分(在圖7E中中間具有凹部的部分)與種層SL重疊並且位於第一連接墊410與第二連接墊510之間的部分作為臨時連接部51，以電性連接於共同導線接點210與驅動元件100之汲極接點111之間。並確認共同導線接點210及汲極接點111是否經由臨時連接部51傳送訊號，以檢測驅動元件100(S26)。

若檢測驅動元件100未檢測到異常，如圖7F以例如為乾蝕刻等方式移除光阻PR中構成臨時連接部51的部分，並如圖7G所示，將光阻PR剩下的部分移除，並以濕蝕刻等方式將種層SL中間部分，以移除臨時連接部51(S27)。

如圖7G所示，剩餘的種層中，覆蓋於第一連接墊410的部分可作為第一接墊本體420，以形成第一接墊400，且覆蓋於第二連接墊510的部分形成第二連接本體520，以形成第二接墊500(S28)。在本實施例中第一接墊本體420較佳為朝向第二接墊本體520突伸，並且第二接墊本體520朝向第一接墊本體420突伸，但不以此為限。此外，在此實施例中，臨時連接部51的位置相當於第一接墊400與第二接墊500之間，而當移除臨時連接部51後，第一接墊400及第二接墊500至少其一會遺留有突伸部421、521朝向另一者突伸。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10:顯示單元

50:間隔區

51:臨時連接部

100:驅動元件

110:汲極

111:汲極接點

111A:第一本體

111B:第一突伸部

120:源極

130:閘極

140:半導體層

200:共同導線

210:共同導線接點

210A:第二本體

210B:第二突伸部

300:鈍化層

310:穿孔

400:第一接墊

410:第一連接墊

420:第一接墊本體

421:突伸部

500:第二接墊

510:第二連接墊

520:第二接墊本體

521:突伸部

600:光源

610:第一接腳

620:第二接腳

700:掃瞄線

800:訊號傳輸線

900:絕緣材

W1A:第一本體的寬度

W1B:第一突伸部的寬度

W2A:第二本體的寬度

W2B:第二突伸部的寬度

W4A:第一接墊本體的寬度

W4B:突伸部421的寬度

W5A:第二接墊本體的寬部

W5B:突伸部521的寬度

ILD:層間介電質層

GI:絕緣層

M1:第一金屬層

M2:第二金屬層

M3:第三金屬層

d1:第一突伸部111B之突伸方向

d2:橫切於d1的方向

d3:第二突伸部210B之突伸方向

d4:橫切於d3的方向

d5:突伸部421之突伸方向

d6:橫切於d5之方向

d7:突伸部521之突伸方向

d8:橫切於d7之方向

Int1:第一本體111A與第二本體210A之間的間隔

Int2:第一接墊本體420與第二接墊本體520之間的間隔

圖1為本發明顯示裝置中一個顯示單元之實施例俯視圖；

圖2A為本發明顯示裝置中一個顯示單元之實施例剖視圖；

圖2B為圖2A實施例中部分元件之俯視圖；

圖2C為圖2A實施例之一變化實施例剖視圖；

圖3為本發明顯示裝置中一個顯示單元之實施例的檢測流程圖；

圖4A至圖4H為本發明顯示裝置中一個顯示單元在檢測流程中之變化剖視圖；

圖5A為本發明顯示裝置中一個顯示單元之另一實施例剖視圖；圖5B為圖5A實施例中部分元件之俯視圖；圖6為本發明顯示裝置中一個顯示單元之另一實施例的檢測流程圖；圖7A至圖7G為本發明顯示裝置中其中一個顯示單元在檢測流程中之變化剖視圖。

無