專利名稱：像素結(jié)構(gòu)及其修補方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種像素結(jié)構(gòu)及其修補方法，特別是一種具漏極修補功能的像素結(jié)構(gòu)
及其修補方法。
背景技術(shù)：
隨著制造技術(shù)日益進展，液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)已經(jīng)是一種被廣泛應用的顯示組件，其具有高畫質(zhì)、體積小、重量輕、低電壓驅(qū)動以及低消耗功率等優(yōu)點，常見于中、小型的可攜式電視、行動電話、攝錄放影機、筆記型計算機、桌上型顯示器以及投影電視等消費性電子或計算機產(chǎn)品，其工作原理主要利用電場來改變液晶的排列狀態(tài)，使得通過液晶的光線產(chǎn)生路線改變的現(xiàn)象，進而成明暗變化的顯示效果。目前，液晶顯示器的發(fā)展可略分為主動矩陣式液晶顯示器(active matrix LCD)與被動矩陣式液晶顯示器(passive matrix LCD)兩種，其中又以主動矩陣式液晶顯示器為本世代主要的產(chǎn)品。在主動矩陣式液晶顯示器中，主要直接在像素電極處形成薄膜晶體管(thin filmtransistor, TFT)或其它主動組件來控制液晶顯示器數(shù)據(jù)寫入。因此，液晶顯示器中薄膜晶體管或其它主動組件已成為各界研發(fā)的重點之一。 請參考圖1與圖2。圖1與圖2是為一公知液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)10的示意圖，其中圖1是像素結(jié)構(gòu)10的俯視圖，圖2是繪示圖1中沿A-A'-A"的剖面示意圖。請一并參考圖1及圖2，形成于一基底12的像素結(jié)構(gòu)10是由包含一柵極(gate) 14與一柵極線(gateline)16的一第一金屬層、一柵極絕緣層(gate isolation layer) 20、一半導體層22、含有一數(shù)據(jù)線24、一源極26、一漏極28的一第二金屬層30、一保護層(passivation layer) 32以及一像素電極34所構(gòu)成。其中，該第一金屬層設(shè)于基底12上，柵極絕緣層20則是形成于基底12上并覆蓋住該第一金屬層；柵極絕緣層20上方設(shè)有第二金屬層30，且第二金屬層30的源極26、漏極28分置于柵極14兩側(cè)。保護層32設(shè)于柵極絕緣層20上方并覆蓋住第二金屬層30，保護層32上方則覆蓋有像素電極34，且像素電極34通過一接觸洞(contacthole) 36與漏極28電連接，而源極26則是與數(shù)據(jù)線24電連接。 在制作公知液晶顯示器的過程中，常會由于制程參數(shù)控制不當或其它無法預期的因素導致上述像素結(jié)構(gòu)10的電路產(chǎn)生短路或斷路等缺陷，例如圖2中繪示漏極28利用接觸洞36與像素電極34電連接，用以傳送來自數(shù)據(jù)線的電壓至像素電極34，然而公知液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)10的漏極28具有一高度差，在上下平面間的一轉(zhuǎn)折處38(如第2圖所示)很容易發(fā)生斷裂，造成斷路，導致像素結(jié)構(gòu)io無法正常驅(qū)動而必須報廢，造成整體生產(chǎn)過程中良率不佳、成本提高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的一目的在于提供一種可修補的像素結(jié)構(gòu)及其修補方法，以解決公知液晶顯示器常見的漏極斷路問題。 為達上述目的，本發(fā)明提供一種像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)包含一基底以及依序堆棧
3在該基底表面的一第一金屬層、一第一介電層、一半導體層、一第二金屬層以及一第二介電層。其中，該第一金屬層具有一第一圖案且包含至少一柵極線，而該第一介電層設(shè)于該基底上且覆蓋該第一金屬層，此外，該半導體層是設(shè)于該第一介電層上并包含至少一通道，其位于該柵極線上方。該像素結(jié)構(gòu)的該第二金屬層設(shè)于該第一介電層及該半導體層上，其具有一第二圖案且包含至少一數(shù)據(jù)線、至少一源極以及至少一漏極，而該第二介電層設(shè)于該第二金屬層、該半導體層以及該第一介電層上。該像素結(jié)構(gòu)另包含一設(shè)于該第二介電層上的透明電極層，其包含有與該漏極電連接的一透明像素電極以及一透明修補電極，該透明修補電極在垂直方向上對應至該漏極且與該漏極電連接，當該像素結(jié)構(gòu)的漏極發(fā)生斷路時，即可利用該透明修補電極進行修補，以恢復該像素結(jié)構(gòu)的正常功能。 為達上述目的，本發(fā)明另提供一種液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的修補方法，首先提供一像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)包含一基底、至少一柵極線、至少一數(shù)據(jù)線、一透明像素電極、一薄膜晶體管以及一修補用的透明修補電極，其中該薄膜晶體管包含一柵極、一漏極以及一源極，且該漏極發(fā)生斷裂，分割為電連接該透明修補電極的一上漏極與電連接該透明像素電極的一下漏極二部分，接著再一提供一激光束以進行一熔接制程，熔接該透明修補電極與該下漏極。 綜上所述，本發(fā)明提供一種可修補的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)及其修補方法，當像素結(jié)構(gòu)的漏極發(fā)生斷裂導致斷路時，可利用激光束熔接本發(fā)明的透明修補電極與漏極，以修補不良的像素結(jié)構(gòu)。


圖1與圖2為一公知液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3及圖4是依據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例所繪示的像素結(jié)構(gòu)的示意圖5至圖8是依據(jù)本發(fā)明的另一較佳實施例所繪示的一種像素結(jié)構(gòu)的修補方法的流程示意圖9為本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)的修補方法的流程示意圖。主要組件符號說明10、40像素結(jié)構(gòu)12、52基底14、64柵極16、54柵極線20柵極絕緣層22、46半導體層24、62數(shù)據(jù)線26、58源極28、60漏極30 、48第二金屬層32保護層34像素電極36接觸洞38、72轉(zhuǎn)折處42第一金屬層44第一介電層50第二介電層56共通電極601上漏極602下漏極65透明電極層66透明像素電極68透明修補電極70第一接觸洞71第二接觸洞74激光束
76 第三接觸洞
具體實施例方式
下列實施例是以應用于薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)裝置為例，且為簡化說明，本發(fā)明所示的圖示及較佳實施例僅對應單一個液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，但非限定本發(fā)明。請參考圖3及圖4，圖3及圖4是依據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例所繪示的一液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)40的示意圖，其中圖3是為像素結(jié)構(gòu)40有俯視圖，圖4是繪示圖3中沿B-B'-B"的剖面示意圖。請同時參考圖3及圖4，像素結(jié)構(gòu)40包含一第一金屬層42、一第一介電層44、一半導體層46、一第二金屬層48以及一第二介電層50依序堆棧在一基底52上。第一金屬層42是具有一第一圖案，其包含形成像素結(jié)構(gòu)40的一柵極線54以及一共通電極(common electrode) 56，其中本較佳實施例的基底52是一可透光的玻璃基底，形成第一金屬層42的材料則可包含鋁、銅、鉭、鈦或鉬化物合金等導電性良好的金屬材料。
像素結(jié)構(gòu)40的第一介電層44覆蓋于基底52及第一金屬層42的柵極線54及共通電極56上，其中第一介電層44可包含氧化硅或氮化硅等介電材料，利用一沉積制程形成于基底52、柵極線54及共通電極56表面，做為一柵極絕緣層。 像素結(jié)構(gòu)40的半導體層46是形成于第一介電層44上且已被定義成一硅島，做為控制像素結(jié)構(gòu)40的薄膜晶體管中的通道之用。另外，在第一介電層44上另設(shè)有一第二金屬層48，其具有一第二圖案且包含有一源極58、一漏極60以及一數(shù)據(jù)線62，形成第二金屬層50的材料可包含鋁、銅、鉭、鈦或鉬化物合金等金屬材料，其中源極58與數(shù)據(jù)線62電連接，且源極58、漏極60、半導體層46及自柵極線54向外延伸并設(shè)于半導體層46下方的一柵極64構(gòu)成本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)40的薄膜晶體管，此外，如圖4所示，本較佳實施例的漏極60具有一呈現(xiàn)如Z字型的梯級結(jié)構(gòu)，且位于該信道的一側(cè)，且漏極60包含有一上漏極601與通道的一側(cè)鄰接，以及一下漏極602與上漏極601電連接。 透明像素電極40的第二介電層50覆蓋于第二金屬層48、半導體層46以及第一介電層44上，做為保護層之用并保護設(shè)于下方的該些組件，本較佳實施例的第二介電層50藉由一沉積制程形成于第二金屬層48、半導體層46以及第一介電層44上，并經(jīng)由一平坦化制程使其具有平坦的表面，其厚度可視需求而調(diào)整。 此外，像素電極40另包含一透明電極65，其包含有一透明像素電極66以及一透明修補電極68設(shè)于第二介電層50上，其中透明像素電極66與漏極60利用一第一接觸洞70電連接。此外，透明修補電極68透過縱貫第二介電層64的一第二接觸洞71與漏極60電連接。本發(fā)明的透明像素電極66與透明修補電極68的材料可以是銦錫氧化物(IT0)或銦鋅氧化物(IZ0)或其它透明的導電材料，在制作時利用相同的制程步驟，藉由光罩上的圖案分別或同時定義出透明像素電極66及透明修補電極68。于本較佳實施例中，透明修補電極68獨立在透明像素電極66之外，在結(jié)構(gòu)上于同一平面并未直接連接；值得注意的是，本發(fā)明的透明修補電極68的位置在垂直方向上對應到像素結(jié)構(gòu)40的漏極60，且透明修補電極68的投影面積與漏極60部分重迭，橫跨漏極60的Z字型梯級結(jié)構(gòu)上下二個平面。另外，第3圖及圖4中所繪示像素結(jié)構(gòu)40在一般情況下均可正常運作，透明修補電極68的設(shè)置并不會影響像素結(jié)構(gòu)40的色彩表現(xiàn)或與其它相關(guān)組件的電路連結(jié)。
接著請參考圖5至圖8，圖5至圖8是依據(jù)本發(fā)明的另一較佳實施例所繪示的一種液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的修補方法的流程示意圖，說明當本發(fā)明的可修補的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)進行發(fā)生斷路、短路或其它缺陷時，修補該像素結(jié)構(gòu)使其得以正常運作的方法，其中圖5及圖7是為像素結(jié)構(gòu)40的俯視圖，圖6是繪示圖5中沿B-B' -B"的剖面示意圖，而圖8是繪示圖7中沿B-B' -B"的剖面示意圖。為簡化說明，與前一較佳實施例相同的構(gòu)件將沿用其組件符號，各該構(gòu)件的功能、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)均請參照前一較佳實施例。請參考圖5、圖6并同時參閱圖3與圖4，像素電極40的透明修補電極68經(jīng)由第二接觸洞71與漏極60電連接，而透明像素電極66則是經(jīng)由第一接觸洞70與漏極60電連接，在制程中，本發(fā)明呈現(xiàn)Z字型梯級結(jié)構(gòu)的漏極60在轉(zhuǎn)折處72發(fā)生斷裂，漏極60分割為電連接透明修補電極68的上漏極601與電連接透明像素電極66的下漏極602 二個平面區(qū)塊，使得像素結(jié)構(gòu)40各組件間的電性連結(jié)失效造成斷路，而無法正常運作。 一般來說，像素結(jié)構(gòu)40電路的連通與否，例如檢測上述于漏極60的轉(zhuǎn)折處72的斷裂，需要透過進行一電路檢測的方式來判定。
接著，如圖7及圖8所示，提供一適當功率與波長的激光束74，照射在對應至下漏極602的透明修補電極68上，熔接透明修補電極68與下漏極602并形成一第三接觸洞76，此時，原本因轉(zhuǎn)折處72發(fā)而斷裂而斷路的漏極60，再度經(jīng)由第二接觸洞71、透明修補電極68及第三接觸洞76，與電連接透明像素電極66的下漏極602再度電連接，因此原本斷路的漏極60與透明像素電極66可再度經(jīng)由透明修補電極68而重新導通，如此一來，便可以在不影響像素顯示開口率或顯示質(zhì)量的情況下達成修補的目的。 為使讀者能更加了解本發(fā)明，接著請參考圖9。圖9為本發(fā)明的液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的修補方法的流程示意圖，其施行的步驟如下所示 步驟100 :提供一像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)包含一基底、至少一柵極線、至少一柵極線、一像素電極透明像素電極、一薄膜晶體管以及一透明修補電極，其中該薄膜晶體管包含一柵極、一漏極以及一源極，該漏極包含有一上漏極與一下漏極，該透明修補電極與該上漏極電連接，且該透明像素電極與該下漏極電連接； 步驟110 :進行一電路檢測，檢測該像素結(jié)構(gòu)的電路連結(jié)，特別是要確認在該漏極處是否有發(fā)生斷裂情形，造成該上漏極與該下漏極兩者間的斷路；以及
若該像素結(jié)構(gòu)的漏極發(fā)生斷裂情形則進行步驟121 ; 步驟121 :則提供一激光束以進行一熔接制程，熔接該透明修補電極與該下漏極，
完成熔接修補的像素即可正常運作或 若像素結(jié)構(gòu)的電路連結(jié)正常，則進行步驟122 ; 步驟122 :電路檢測正常的像素結(jié)構(gòu)可再接續(xù)其它制程步驟，例如封裝或與其它相關(guān)的組件結(jié)合，制作成可供消費者使用的消費性電子產(chǎn)品。 值得說明的是，本較佳實施例所采用的激光束是自透明修補電極68的一上表面正向入射像素結(jié)構(gòu)40，對透明修補電極68及其下方的下漏極602做熔接修補的動作，可有效節(jié)省修補的空間，并減少再次修補的可能性；其次，本發(fā)明所述的液晶顯示器像素結(jié)構(gòu)的修補方法并不限于以激光束正向入射像素結(jié)構(gòu)40，利用激光束進行該熔接制程時，亦可自基底52的一下表面入射，穿過第一介電層44，利用激光束的能量熔接下漏極602及透明修補電極68。另外，熔接透明修補電極68與下漏極602所使用的工具不限于本較佳實施例所揭示的激光束，其它可提供能量以完成熔接，且對于像素結(jié)構(gòu)40本身或其周邊組件不會造成損傷的制程方法或工具，均可適用于本發(fā)明。
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綜上所述，本發(fā)明提供一種可修補的液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)及其修補方法，當像 素結(jié)構(gòu)的漏極發(fā)生斷裂導致斷路時，可利用激光束熔接本發(fā)明的透明修補電極與漏極，以 修補不良的像素結(jié)構(gòu)，此外，本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)經(jīng)修補后無漏光的疑慮，且本發(fā)明的修補方 法不會影響像素開口率，經(jīng)修補完成的像素結(jié)構(gòu)可正常顯示，有降低生產(chǎn)成本及提高產(chǎn)品 良率的正面功效。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本權(quán)利要求書所做的均等變化與修飾， 皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含有一基底；一第一金屬層設(shè)于該基底上，該第一金屬層包含至少一柵極線；一第一介電層，設(shè)于該基底上且覆蓋該第一金屬層；一半導體層，設(shè)于該第一介電層上，該半導體層包含至少一信道，且該信道位于該柵極線上方；一第二金屬層，設(shè)于該第一介電層及該半導體層上，該第二金屬層包含至少一數(shù)據(jù)線、至少一源極以及至少一漏極；一第二介電層，設(shè)于該第二金屬層、該半導體層以及該第一介電層上；以及一透明電極層，設(shè)于該第二介電層上，該透明電極層包括一透明像素電極，以及一透明修補電極，其中該透明像素電極與該漏極電連接，該透明修補電極亦與該漏極電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該漏極具有一梯級結(jié)構(gòu)位于該信道的一側(cè)，其中該漏極包含有一上漏極與該通道的一側(cè)鄰接，以及一下漏極與該上漏極電連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明修補電極與該上漏極經(jīng)由至少一接觸洞電連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明像素電極與該透明修補電極為同一層導電材料但并未直接連接，且該透明像素電極與該透明修補電極透過該漏極電連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的像素結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明修補電極的投影面積與該漏極在垂直方向上有部分重迭。
6. —種像素結(jié)構(gòu)的修補方法，其特征在于，包含有提供一像素結(jié)構(gòu)，該像素結(jié)構(gòu)包含一基底、至少一柵極線、至少一柵極線、一透明像素電極、一薄膜晶體管以及一透明修補電極，其中該薄膜晶體管包含一柵極、一漏極以及一源極，該漏極包含有一上漏極與一下漏極，該透明修補電極與該上漏極電性連接，且該透明像素電極與該下漏極電連接；對該像素結(jié)構(gòu)進行一電路檢測，檢測該漏極是否發(fā)生斷裂情形造成該上漏極與該下漏極兩者未電連接；以及若該漏極發(fā)生斷裂情形，則進行一熔接制程，熔接該透明修補電極與該下漏極。
7. 如權(quán)利要求6所述的修補方法，其特征在于，該熔接制程在該透明修補電極與該下漏極間形成一接觸洞，以電連接該透明修補電極與該下漏極。
8. 如權(quán)利要求6所述的修補方法，其特征在于，該像素結(jié)構(gòu)的該透明像素電極與該透明修補電極為同一層導電材料，且該透明像素電極與該透明修補電極在同一水平面的結(jié)構(gòu)上未直接連接。
9. 如權(quán)利要求6所述的修補方法，其特征在于，透明修補電極的投影面積與該上漏極及該下漏極在垂直方向上有部分重迭。
10. 如權(quán)利要求6所述的修補方法，其特征在于，該薄膜晶體管包含有一通道，且該上漏極與該通道的一側(cè)鄰接。
11. 如權(quán)利要求6所述的修補方法，其特征在于，該熔接制程利用一激光束達成。
全文摘要
一種像素結(jié)構(gòu)及其修補方法，其包含一基底、至少一數(shù)據(jù)線、至少一柵極線、一透明像素電極、一薄膜晶體管以及一透明修補電極，其中該薄膜晶體管包含一柵極、一漏極以及一源極，該透明修補電極在垂直方向上對應至該漏極且與該漏極電連接，當該像素結(jié)構(gòu)發(fā)生斷路時，即可利用一激光束針對該透明修補電極進行一熔接制程，以修補該像素結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L27/12GK101726936SQ20081016753
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者江佳銘, 汪廣魁, 郭啟亮, 陳建銘 申請人:華映視訊(吳江)有限公司;中華映管股份有限公司