主動元件陣列基板及其修補方法

2023-05-03 23:54:51

專利名稱：主動元件陣列基板及其修補方法
技術領域：
本發明是關於一種主動元件陣列基板，特別是關於一種主動元件陣列基板 的像素結構及其修補方法。
背景技術：
薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT-LCD)是目前最被廣泛使用的一種平面顯示器，它具有低消耗功率、薄形 質輕、以及低電壓驅動等優點。目前薄膜電晶體液晶顯示器己朝向電視的應用領域發展，面板也逐漸朝向 大尺寸設計邁進，所以製程的複雜度與難度也隨著尺寸的不斷增加而日益升 高，因此，在設計上很難兼顧製程的限制條件以及抑制製程誤差對面板顯示品 質的影響。通常，薄膜電晶體液晶顯示器的液晶是填充在一含有電極的主動元件陣列 基板(active device substrate)與一含有電極的彩色濾光片(Color Filter, CF) 基板之間，主動元件陣列基板的影像顯示區域包含許多以矩陣型式安排的像 素， 一個像素(pixel)是由兩條掃描線(scan line)與兩條數據線(data line) 所交錯包圍的區域所定義。在主動元件陣列基板的生產過程中，常易受到製程汙染或是靜電破壞，使 得薄膜電晶體異常的短路或斷路，造成像素的點缺陷(pixel defect)。點缺陷 可分為亮點(white defect)、暗點(dark defect)、及微輝點(gray defect)。 舉例來說，所謂的亮點在甚至是全黑畫面時也是亮的，所以人眼對它非常敏感 而易於辨認，因此目前在僅有少數亮點發生的時候會採用雷射修補。圖1是現有的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基板像素的部分俯視 示意圖，數據線114傳送數據信號到源極100，掃描信號經由位於玻璃基板上 面的第一金屬層的掃描線104來傳送，像素內的儲存電容線110位於第一金屬 層，是提供一共通電壓，通道層102分別被部分的源極100與部分的漏極106覆蓋，接觸孔108是用以電性連接像素電極112與漏極106。一旦發現此像素為亮點時，可在漏極106與掃描線104的重疊部分118 中任選一區域119照射一雷射以電性連接漏極106與掃描線104，使掃描信號 經由漏極106傳送到像素電極112，進而把亮點轉換成暗點，達到修補亮點的 目的。然而，此種把亮點轉換成暗點的修補方式，雖然解決了像素永遠都呈現亮 點的缺點，但不管有無數據訊號，像素均會呈現暗點，無法顯示亮度與顏色， 因而降低了薄膜電晶體液晶顯示器的影像顯示品質。圖2是另一種現有的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基板像素的部 分俯視示意圖，數據線214傳送數據信號到源極200,掃描信號經由位於玻璃 基板上面的第一金屬層的掃描線204來傳送，像素內的儲存電容線210位於第 一金屬層，是提供一共通電壓，通道層202分別被部分的源極200與部分的漏 極206覆蓋，接觸孔208是用以電性連接像素電極212與漏極206， 一位於第 一金屬層的浮接金屬216是預備在需要時作雷射修補之用，此浮接金屬216分 別與數據線214與漏極206部分重疊於重疊部分218與220。一旦發現此像素為亮點時，可在重疊部分218與220中任選二區域219 與221，分別從玻璃基板的下表面照射二雷射，電性連接數據線214與浮接金 屬216、以及漏極206與浮接金屬216，使數據線214與漏極206經由浮接金 屬216電性連接，進而使數據信號能由接觸孔208直接傳送到像素電極212， 進而把亮點轉換成微輝點，達到修補亮點的目的。然而，此種把亮點轉換成微輝點的修補方式雖然解決了像素永遠都呈現亮 點或暗點的缺點，但是在數據信號正負極性交替的時候會有閃爍的現象，因而 降低了薄膜電晶體液晶顯示器的影像顯示品質。此外，此種雷射修補結構需要一位於像素電極下面的第一金屬層的浮接金 屬，因此，此浮接金屬會降低像素的開口率。而且，此修補方法需要兩次雷射 照射，會增加修補時間與成本。發明內容本發明的一個目的是提供一種方便簡易的主動元件陣列基板及其修補方 法，像素的漏極圖案層具有一延伸部，此延伸部是延伸至相鄰像素的像素電極 與基板之間，使亮點在雷射照射後會與相鄰像素具有相同的亮度與顏色。本發明的另一目的是使第一金屬層與第二金屬層的圖案具有一可容許的 相對平移誤差範圍，在此相對平移誤差範圍內，漏極圖案層與掃描線的重疊面 積為一常數，故像素電極的充放電時間也為一常數，因此整體畫面的亮度與畫 質維持均勻良好。本發明的再一目的是提供雷射修補區域，不但易於辨認修補位置，而且能 確保雷射熔接的均勻性與強度。為了達到上述目的，本發明提供一主動元件陣列基板，包含 一基板；以 及多個像素結構，陣列配置於基板上，各像素結構與對應的一掃描線與一數據 線電性連接，各像素結構包含 一主動元件，配置於基板上，主動元件包含 一柵極圖案層，配置於基板上，且與對應的掃描線電性連接； 一柵絕緣層，覆 蓋柵極圖案層與基板； 一通道層，配置於柵極圖案層上方的柵絕緣層上； 一源 極與一漏極圖案層，分別配置於通道層上的兩側，源極與對應的數據線電性連 接，其中漏極圖案層具有一第一延伸部；以及一保護層，覆蓋主動元件；以及 一像素電極，配置於保護層上，並與漏極圖案層電性連接，其中漏極圖案層的 第一延伸部延伸至相鄰的像素電極與基板之間。為了達到上述目的，本發明還提供一主動元件陣列基板的修補方法，包含 提供上述的主動元件陣列基板；以及使上述的第一延伸部與相鄰的像素電極電 性連接。


為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發 明的具體實施方式
作詳細說明，其中圖1是本發明的第一現有技術的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基 板像素的部分俯視示意圖。圖2是本發明的第二現有技術的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基 板像素的部分俯視示意圖。圖3A是本發明的第一實施例的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基 板的部分像素的俯視示意圖。圖3B是圖3A的局部像素P的放大示意圖。 圖3C是沿著圖3B的A-A'線段的剖面示意圖。圖3D是沿著圖3B的B-B'線段的剖面示意圖。 圖3E是沿著圖3B的C-C'線段的剖面示意圖。圖4A是本發明的第二實施例的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基 板的部分像素的俯視示意圖。圖4B是圖4A的第二金屬層圖案相對於第一金屬層圖案往右位移X距離 的後的俯視示意圖。圖5是本發明的第三實施例的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基板 的部分像素的俯視示意圖。
具體實施方式
圖3A是本發明的第一實施例的具有雷射修補亮點結構的主動元件陣列基 板的部分像素的俯視示意圖，主動元件陣列基板包含陣列配置於基板上的多個 像素結構。圖3B是圖3A的局部像素P的放大示意圖，各像素結構包含一主動元件 及一像素電極312，主動元件包含至少二金屬層，第一金屬層包含一掃描線304 與一儲存電容線310，且含有柵極的一柵極圖案層(圖中未示)為第一金屬層的 一部分，掃描線304是沿一列的方向設置，儲存電容線310是傳送一共通電壓。 第二金屬層包含一數據線314、 一源極300與含有漏極的一漏極圖案層306， 數據線314傳送數據信號到源極300，源極300與漏極圖案層306分別配置於 通道層302上的兩側，掃描線304具有一位於通道層302下方的柵極(圖中未 示)，掃描信號經由掃描線304傳送到柵極。 一接觸孔308是用以電性連接此 像素的像素電極312與漏極圖案層306;漏極圖案層306具有一第一延伸部 316，此第一延伸部316延伸至相鄰像素的像素電極313與基板之間，且第一 延伸部316與像素電極313的重疊部分318可作雷射修補之用。第一延伸部316的形狀與長度L並無特殊限制，在此實施例中第一延伸部 316為長方形，而長度L只要滿足重疊部分318能夠作雷射熔接即可，在一較 佳實施例中，L為小於或等於15微米，此長度可以很容易地設計彩色濾光片面 板的黑矩陣(圖上未示)，使得主動元件陣列基板與彩色濾光片面板組合成顯示 器面板後，第一延伸部316被黑矩陣所遮蓋而不致影響顯示器的開口率與顯示 品質。一般而言，第一金屬層與第二金屬層的材質是包含鋁、銅、金、鉻、鉭、鈦、錳、鎳、銀或其組合，而導電的像素電極312,313為銦錫氧化物(lndium Tin Oxide, ITO)或銦鋅氧化物(lndium Zinc Oxide， IZO)。圖3C是沿著圖3B的A-A'線段的剖面示意圖， 一柵極322介於基板320 與一柵絕緣層324之間。在一較佳實施例中，基板320的材質為透明玻璃，柵 極322是圖3B的掃描線304的一部分，通道層302位於柵絕緣層324之上， 漏極圖案層306與源極300以一保護層326相隔而電性絕緣，在一較佳實施 例中，柵絕緣層324與保護層326為氧化矽或氮化矽。圖3D是沿著圖3B的B-B'線段的剖面示意圖， 一接觸孔308用以電性連 接像素電極312與漏極圖案層306。一旦發現此像素為亮點時，可在圖3B的重疊部分318中任選一區域319 照射一雷射，圖3E是沿著圖3B的C-C'線段的剖面示意圖，用以繪示區域 319被雷射照射之後的剖面結構，漏極圖案層306與相鄰像素的像素電極313 藉由熔融區域319來電性連接。請一併參考圖3B、 3E，雷射可從基板320的 下表面入射至主動元件陣列基板以照射區域319，雷射也可從相鄰像素的像素 電極313的上表面入射至主動元件陣列基板來照射區域319，於是，相鄰像素 的像素信號能直接經由區域319與接觸孔308傳送到像素電極312，因而使此 像素具有與相鄰像素相同的亮度，達到亮點修補的目的。本實施例的特徵之一是只需一次雷射照射即可達到亮點修補的目的，且重 疊部分318為漏極圖案層306的延伸，所以本實施例的亮點修補結構與方法的 另一特徵是不需要增加額外的掩模或製程。另外，本發明的主動元件陣列基板的像素結構也可進一步設計，使第一金 屬層與第二金屬層的圖案具有一可容許的相對平移誤差範圍，在此相對平移誤 差範圍內，像素的柵極-漏極寄生電容(parasitic capacitance of gate electrode and drain electrode, Cgd)為一常數，進而維持整體畫面均勻良好的亮度與畫質， 詳細解釋與實施例描述於下。如前所述，主動元件陣列基板包含至少二金屬層， 第一金屬層包含掃描線、柵極圖案層、以及儲存電容線，第二金屬層包含數據 線、源極、以及漏極圖案層。像素的包含柵極圖案層的掃描線與漏極之間具有 一柵極-漏極寄生電容，此柵極-漏極寄生電容正比於包含柵極圖案層的掃描線與漏極圖案層重疊的面積，而像素電極的充放電時間正比於柵極-漏極寄生電 容。由於主動元件陣列基板的製程誤差無法完全避免，第一金屬層與第二金屬 層的圖案可能會存在局部或全部的相對平移誤差，使得局部或全部的像素的柵 極-漏極寄生電容與像素電極的充放電時間發生改變，進而造成局部或全部的畫 面亮度不均勻或畫質不良的現象。然而，本發明的將亮點修補成與相鄰像素具有相同亮度的修補結構與方法 可適用於各種不同的主動元件陣列基板的像素結構設計，本發明的第二實施例繪示於圖4A，掃描線404具有延伸的一柵極圖案層405與一突出部407，柵 極(圖上未示)內含於柵極圖案層405內，源極301為數據線314所延伸且具有 一弧狀凹口 ，漏極圖案層406的第二延伸部408延伸至源極301的弧狀凹口 中，且漏極圖案層406的第三延伸部410延伸至掃描線404的突出部407上 方，此實施例的第一金屬層與第二金屬層的圖案具有一可容許的相對平移誤差 範圍，在此相對平移誤差範圍內，漏極圖案層406與掃描線404的重疊面積為 一常數。圖4B是圖4A的第二金屬層相對於第一金屬層往右位移X距離之後 的俯視示意圖，漏極圖案層406與掃描線404減少的重疊面積A1等於增加的 重疊面積A2，所以整體的重疊面積維持不變而為一常數。由圖可看出，不僅是第二金屬層相對於第一金屬層往左右位移時具有一可 容許的相對平移誤差範圍，往上下位移時也具有一可容許的相對平移誤差範 圍，所以各個方向都有可容許的相對平移誤差範圍，在一較佳實施例中，可容 許的相對平移誤差範圍為0至5微米，在此相對平移誤差範圍內，漏極圖案層 406與掃描線404的重疊面積為一常數，所以柵極-漏極寄生電容與像素電極的 充放電時間也是常數，因此整體畫面的亮度與畫質維持均勻良好。.本發明的第三實施例繪示於圖5，與第二實施例相同，此實施例的第一金 屬層與第二金屬層的圖案也具有一可容許的相對平移誤差範圍，在此相對平移 誤差範圍內，漏極圖案層506與掃描線504的重疊面積為一常數。與第二實施 例不同的是掃描線504沒有突出部，所以柵極(圖上未示)內含於掃描線504的 直線區域內，與第二實施例類似的是，源極303為數據線314所延伸且具有一 弧狀凹口 ，漏極圖案層506的第二延伸部508延伸至源極303的弧狀凹口中，又，漏極圖案層506具有一第一延伸部516，此第一延伸部516延伸至相鄰像 素的像素電極313與基板之間，且第一延伸部516與像素電極313具有重疊 部分517，此重疊部分517具有一方形區域518， 一旦發現此像素為亮點時， 可在方形區域518中任選一區域519照射一雷射，電性連接漏極圖案層506 與相鄰像素的像素電極313，使此像素具有與相鄰像素相同的亮度，達到修補 亮點的目的。方形區域518的作用是在作雷射修補時易於辨認修補位置，而且其對稱的 形狀可確保雷射熔接的均勻性與強度，當然， 一圓形區域或一對稱的多邊形區 域也可達到相同的功能，這是本實施例的特徵之一。因此，本發明是提供一種方便簡易的主動元件陣列基板及其修補方法，為 達此目的，本發明的漏極圖案層具有一延伸部，此延伸部是延伸至相鄰像素的 像素電極與基板之間， 一旦發現此像素為亮點時，雷射可用來照射漏極圖案層 的延伸部與相鄰像素的像素電極的重疊部分，將此像素修補成與相鄰像素具有 相同的亮度，達到修補亮點的目的。以上所述的實施例僅是為說明本發明的技術思想及特點，其目的在使熟習 此項技藝的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，當不能以的限定本發明的 專利範圍，即大凡依本發明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在 本發明的專利範圍內。
權利要求
1. 一種主動元件陣列基板，其特徵在於，包括一基板；以及多個像素結構，陣列配置於所述基板上，各像素結構與對應的一掃描線與一數據線電性連接，各像素結構包括一主動元件，配置於所述基板上，所述主動元件包括一柵極圖案層，配置於所述基板上，且與對應的所述掃描線電性連接；一柵絕緣層，覆蓋所述柵極圖案層與所述基板；一通道層，配置於所述柵極圖案層上方的所述柵絕緣層上；一源極與一漏極圖案層，分別配置於所述通道層上的兩側，所述源極與對應的所述數據線電性連接，其中所述漏極圖案層具有一第一延伸部；以及一保護層，覆蓋所述主動元件；以及一像素電極，配置於所述保護層上，並與所述漏極圖案層電性連接，其中所述漏極圖案層的所述第一延伸部延伸至相鄰的所述像素電極與所述基板之間。
2. 如權利要求1所述的主動元件陣列基板，其特徵在於，所述源極為對應 的所述數據線所延伸而成。
3. 如權利要求1所述的主動元件陣列基板，其特徵在於，所述柵極圖案層 為對應的所述掃描線所延伸而成。
4. 如權利要求3所述的主動元件陣列基板，其特徵在於，所述掃描線還包 括一突出部，其中所述突出部為所述掃描線所延伸而成，且位於所述柵極圖案 層旁。
5. 如權利要求4所述的主動元件陣列基板，其特徵在於，所述漏極圖案層還包括一第二延伸部與一第三延伸部，其中所述第二延伸部延伸至所述柵極圖 案層上方，所述第三延伸部延伸至所述突出部上方。
6. 如權利要求5所述的主動元件陣列基板，其特徵在於，所述源極具有一 弧狀凹口，且所述第二延伸部延伸至所述弧狀凹口中。
7. —種適用於權利要求1的主動元件陣列基板的修補方法，其特徵在於，包括提供所述主動元件陣列基板；以及使所述第一延伸部與相鄰的所述像素電極電性連接。
8. 如權利要求7所述的主動元件陣列基板的修補方法，其特徵在於，使所 述第一延伸部與相鄰的所述像素電極電性連接的方法包括雷射熔接。
全文摘要
本發明公開了一種主動元件陣列基板，包含一基板；及多個像素結構，陣列配置於基板上，各像素結構包含一主動元件，配置於基板上，主動元件包含一柵極圖案層，配置於基板上，且與一掃描線電性連接；一柵絕緣層，覆蓋柵極圖案層與基板；一通道層，配置於柵極圖案層上方的柵絕緣層上；一源極與一漏極圖案層，分別配置於通道層上的兩側，源極與一數據線電性連接，其中漏極圖案層具有一第一延伸部；及一保護層，覆蓋主動元件；及一像素電極，配置於保護層上，並與漏極圖案層電性連接，其中漏極圖案層的第一延伸部延伸至相鄰的像素電極與基板之間。本發明可使亮點在雷射照射後會與相鄰像素具有相同的亮度與顏色。
文檔編號H01L23/522GK101266980SQ20071008931
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者鄒元昕 申請人:中華映管股份有限公司