專利名稱：液晶顯示器及用于該顯示器的缺陷修補方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種液晶顯示器，尤其是一種具有像素修補架構(gòu)的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)的制造過程中，像素缺陷(pixel defects)的產(chǎn)生是不可避免的；一般的處理方式為進行修補，但也因此增加了制造成本。而像素缺陷區(qū)分成兩種，白缺陷(white defects)又稱亮點和黑缺陷(dark defects)又稱暗點；其中亮點極易被眼睛區(qū)分出來，因此，優(yōu)選的修補方式是將亮點修補成不易被眼睛所辨識的暗點。
圖1為常用于液晶顯示器10的亮點修補成暗點的方法；其中像素電極12a的一部份區(qū)域13與柵極線14重疊，并于二者間形成一個增加電荷儲存能力的儲存電容(未顯示)。當(dāng)像素電極12a與開關(guān)組件16接觸不良或開關(guān)組件16本身的故障將導(dǎo)致亮點的發(fā)生，因此用激光產(chǎn)生焊接點(welding point)20在柵極線14與像素電極12a的該部份區(qū)域13間形成短路，因而將該亮點修補成暗點。如美國專利6,882,375(issued to Kim on April 19，2005)公開像素電極具有一個修補部(repair member)與鄰近的柵極線重疊。此外，另一亮點修補成暗點的方法為將像素電極與儲存(電容)線重疊，在二者間形成一個儲存電容。美國專利6,855,955((issued to Jeon et al.(hereinafter Jeon)on February 15，2005)則公開了像素電極通過一個開口電連接一個儲存電容導(dǎo)體，其中該儲存電容導(dǎo)體具有修補部與柵極線重疊。因此當(dāng)亮點發(fā)生時，通過該修補部(repairingportion)將柵極線與像素電極導(dǎo)通一短路，因而將亮點修補成暗點。
但是，上述中不管是儲存電容是于像素電極與柵極線或是儲存線重疊所形成，都至少有一個電性連接到像素電極的連接部，例如圖1的13部分、Kim或Jeon所公開的修補部；其與柵極線部分重疊，并產(chǎn)生一個儲存電容，如此將增加?xùn)艠O線電荷負載，導(dǎo)致柵極線間掃描信號的延誤。因此當(dāng)柵極線上的像素數(shù)目很多時，柵極負載(capacitive load)將是相當(dāng)重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種液晶顯示器架構(gòu)，用以解決因傳統(tǒng)線路修補結(jié)構(gòu)設(shè)計所產(chǎn)生柵極電容負載(capacitive load)導(dǎo)致信號延誤問題；該液晶顯示器包含像素電極、薄膜晶體管、柵極線、第一輔助層，其中該第一輔助層具有第一連接部與第二連接部；該第一連接部與該像素電極重疊，該第二連接部與該柵極線重疊；而該輔助層與該像素電極和該柵極線電絕緣。
本發(fā)明更提供了一種用于上述液晶顯示器的缺陷修補方法；該缺陷修補方法包含以下步驟使該像素電極與該薄膜晶體管電絕緣，再通過該第一輔助層的該第一連接部與該第二連接部，使得該像素電極與該柵極線彼此導(dǎo)通。
此外，還包含了第二輔助層，其與該第一輔助層的該第一連接部重疊，用以提高該第一連接部與該像素電極連接的機率。
因此，根據(jù)本發(fā)明液晶顯示器與其缺陷修補方法，像素電極可通過第一輔助層連接?xùn)艠O電極；因此在不造成信號延誤的前提下，有效地將亮點轉(zhuǎn)換成暗點。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一個優(yōu)選實施例，并配合附圖在下面進行詳細說明。
圖1為常用于液晶顯示器的亮點修補成暗點的方法；圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的液晶顯示器的局部上視圖；圖3為根據(jù)圖2A-A線的薄膜晶體管剖面圖；圖4為根據(jù)圖2B-B線的像素修補架構(gòu)剖面圖；圖5到6分別表示沿A-A線的薄膜晶體管與沿B-B線的像素修補架構(gòu)經(jīng)由激光修補后的示意圖；圖7A到7D為圖4的像素修補架構(gòu)的制造方法剖面圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的液晶顯示器的局部上視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的等效電路圖。
具體實施例方式
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的液晶顯示器100的局部上視圖。液晶顯示器100包含多個像素區(qū)域102、多個數(shù)據(jù)線104、多個柵極線106、多個儲存電容線107以及多個薄膜晶體管108。其中，這些柵極線106與這些儲存電容線107在圖2中是通過虛線加以表示，且形成在一個基板上(未顯示)。
多個像素區(qū)域102依序排列形成矩陣，且每一個像素區(qū)域102都包含一個像素電極110和一個像素修補架構(gòu)111。此外，該數(shù)據(jù)線104通過位于同一列上的這些薄膜晶體管108電連接(耦合)其同一列上的所有像素電極110；而柵極線106也通過位于同一行上的該些薄膜晶體管108電連接(耦合)其同一列上的所有像素電極110。儲存電容線107橫跨這些像素區(qū)域102并與該像素電極重疊，因而形成一個儲存電容，用以增加該像素電極與另一基板上的共享電極間的電荷儲存(充電)能力(charge storing capacity)。且該儲存電容線107與像素電極110、數(shù)據(jù)線104電絕緣。而薄膜晶體管108位于該數(shù)據(jù)線104和該柵極線106交點附近；其具有源極電極108a、漏極電極108b以及柵極電極106a(其為柵極線106的一部份)。其中，該源極電極108a電連接該數(shù)據(jù)線104，該漏極電極108b是通過開口109電連接該像素電極110；且該源極電極108a與該漏極電極108b部分重疊于該柵極電極106。此外，源極電極與漏極電極并非一定的，而是依照經(jīng)過薄膜晶體管的電流方向而定，是可交換使用的。
圖3為根據(jù)圖2A-A線的薄膜晶體管108剖面圖，其中該薄膜晶體管108具有柵極電極，如形成于基板112上的柵極線段106a。柵極絕緣層114覆蓋該柵極線段106a，半導(dǎo)體層116形成于該絕緣層114上，并部分重疊該柵極線段106a。該源極電極108a與該漏極電極108b形成在該絕緣層上，且部分的該源極電極108a與該漏極電極108b位于該半導(dǎo)體層上。保護層118形成于該絕緣層114上，覆蓋該源極電極108a、漏極電極108b與部分的半導(dǎo)體層116，且該像素電極110形成于該保護層上，通過開口109電連接該漏極電極108b。
參考圖3，該薄膜晶體管108位于該源極電極108a與該漏極電極108b間的該半導(dǎo)體層116有一個預(yù)定信道。當(dāng)柵極線106獲得掃描信號，并將該掃描信號傳輸至該柵極線段106a，也即該薄膜晶體管108的柵極電極，其用以控制該薄膜晶體管108的預(yù)定信道開關(guān)與否。因此當(dāng)掃描信號提供至該柵極線段106a，且該源極電極108a由數(shù)據(jù)線104獲得一個數(shù)據(jù)信號，則可通過該信道將該數(shù)據(jù)信號傳送到該漏極電極108b。之后，通過該漏極電極108b將該數(shù)據(jù)信號提供至該像素電極110，因此，該像素電極110與另一基板上的共享電極(未顯示)間產(chǎn)生一個電位差，使得位于該像素區(qū)域的液晶分子(未顯示)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，而獲得所預(yù)期的畫面。根據(jù)本發(fā)明中，該像素區(qū)域指形成一個顏色的基本單元，如紅、綠、藍。
圖4為根據(jù)圖2B-B線的像素修補架構(gòu)111剖面圖，在這個實施例中，像素修補架構(gòu)111包含第一輔助層120與第二輔助層122用于修補一個有缺陷的像素區(qū)域。該第一輔助層120具有一個連接120a與柵極線106部分重疊，另一連接部120b與像素電極110部分重疊；其中該第一輔助層120位于該柵極絕緣層114與保護層118之間，因此與該柵極線106、該像素電極110電絕緣。而該第二輔助層122形成于基板112上，與該第一輔助層120的連接部120b重疊；換言之，其也與像素電極110部分重疊。此外，第二輔助層122被柵極絕緣層114所覆蓋，因此與該第一輔助層的連接部120b與該像素電極110電絕緣；更進一步的說，該第二輔助層用作為一個擋層(dummylayer)，因此其與柵極線106互不連接，電分離，也可以說該第二輔助層為一個電性孤島(electrically insulated island)。而且，在像素區(qū)域無異常情況下，該像素修補架構(gòu)111與周圍，例如柵極線106、數(shù)據(jù)線104、薄膜晶體管108、像素電極110、儲存電容線107等，都無任何電性連接關(guān)系，包含電流、電壓或電耦合等現(xiàn)象。
請參考圖2到圖4，如果任一個薄膜晶體管108在其信道上有缺陷發(fā)生或遭到損壞，如圖2所示的薄膜晶體管208；因此，與該薄膜晶體管208電連接的像素電極210即為一個有缺陷的像素電極，因此該像素電極210所呈現(xiàn)的像素區(qū)域為一亮點，也可以說為白缺陷區(qū)域(white defect)。而根據(jù)本發(fā)明的缺陷修補方法用于修補這樣的受損像素區(qū)域?qū)⒂谄浜蠹右栽斒觥?br> 在此實施例中，假設(shè)像素電極210造成一亮點，而為了修補這白缺陷，首先，將像素電極210與該薄膜晶體管208的源極電極108b的電性信道切斷，使得該像素電極210與該源極電極108b電性孤立。如圖5所示，該電性信道是通過激光加以切斷漏極電極108b的連接部113與源極電極108a的連接部115，使得該像素電極210與該薄膜晶體管208電性分離。
請再次參閱圖2到圖4，在上述切斷步驟之后，在該像素電極210與柵極線106間需重新建立一個電路信道，用以將像素電極210修補成暗點，也即黑缺陷(black defect)。而這個信道可通過激光在該像素修補架構(gòu)111形成兩個焊接點(welding points，124a與124b)而實現(xiàn)，如圖6所示。其中焊接點124a連接第一輔助層的連接點120a與柵極線106，而焊接點124b具有兩種連接方法一種是連接第一輔助層的連接點120b與像素電極210；另一種是除前述的架構(gòu)外，還連接第二輔助層122，其目的為使連接點120b與像素電極210間更易于電連接。當(dāng)激光照射而產(chǎn)生此兩個焊接點(welding points，124a與124b)后，該像素電極210便通過該第一輔助層120與柵極線106電連接。因此，該像素電極210便由柵極線106獲得一個電位，則此受損的像素區(qū)域?qū)@示為一暗點而達到修補的效果。
圖7A到7D所示出的是圖4的像素修補架構(gòu)111的制造方法剖面圖；此外，還參考圖2與圖3，同時描述該液晶顯示器100形成方法。
請參考圖2、3與7A，柵極線106、柵極線段106a、儲存電容線107以及第二輔助層122形成于基板112上；該柵極線106、該柵極線段106a、該儲存電容線107以及該第二輔助層122是通過至少一個金屬層所構(gòu)成，該金屬層可以為鋁(aluminum，Al)、銅(copper，Cu)、鉻(chromium，Cr)、銀(silver，Ag)、金(gold，Au)、鉬(molybdenum，Mo)或者任何其它金屬層、或者任何堆棧的金屬層，透過濺鍍技術(shù)(sputtering technique)或者其它的技術(shù)沉積于該基板上，再通過第一光掩模圖案化而成(第一曝光顯影步驟)。
如圖2、3與7B所示，柵極絕緣層114形成于該基板112上，該柵極絕緣層114覆蓋上述柵極線106、柵極線段106a、儲存電容線107以及第二輔助層122；該柵極絕緣層114是通過至少一種絕緣材料所構(gòu)成，例如硅氮化物(SiNx)、硅氧化物(SiOx)、或者任何其它的類似的材料、或者任何其它透明的材料、或者上述材料堆棧而形成該柵極絕緣層。其后，半導(dǎo)體層116形成于柵極絕緣層114與柵極線段106a上，該半導(dǎo)體層116是通過一種半導(dǎo)體材料沉積，例如非晶硅層(amorphous silicon)，之后再通過第二光掩模圖案化而成(第二曝光顯影步驟)。
請參考圖2、3與7C，數(shù)據(jù)線104、連接該數(shù)據(jù)線104的源極電極108a、漏極電極108b以及第一輔助層120形成于該柵極絕緣層114上；此外，位于柵極絕緣層114上的該源極電極108a與漏極電極108b部分覆蓋該半導(dǎo)體層。該數(shù)據(jù)線104、該源極電極108a、該漏極電極108b以及該第一輔助層120是通過至少一種金屬層來構(gòu)成，例如鎂(magnesium，Mg)、鈣(calcium，Ca)、鋁(aluminum，Al)、鋇(Barium，Ba)、鋰(lithium，Li)、銀(silver，Ag)、金(gold，Au)或者任何其它金屬層、或者任何堆棧的金屬層，通過化學(xué)氣相沉積(CVDtechnique)、濺鍍技術(shù)(sputtering technique)或者其它的技術(shù)沉積在該基板112上，再通過第三光掩模圖案化而成(第三曝光顯影步驟)。隨后，保護層118形成在該絕緣層114上，覆蓋該些數(shù)據(jù)線104、該源極電極108a、該漏極電極108b、部分的半導(dǎo)體層116以及該第一輔助層120。
參考圖2、3，該保護層118是通過第四光掩模加以定義出一接觸孔(開口)109(第四曝光顯影步驟)，暴露出部分的漏極電極108b。
由圖2、3與7D可看出，像素電極110形成在該保護層118上，此外，該像素電極110也形成在該開口109內(nèi)，電連接漏極電極108b。像素電極是通過至少一種透明傳導(dǎo)材料沉積而成，例如氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide，，IZO)、氧化銦(indium oxide，IO)、氧化錫(tin oxide，TO)、氧化鋅(zinc oxide，ZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide，AZO)、或者任何其它透明的傳導(dǎo)層、或者(上述)任何導(dǎo)體層堆棧而成，其后再通過第五光掩模圖案化而成(第五曝光顯影步驟)。
根據(jù)上述的液晶顯示器100、像素修補結(jié)構(gòu)111以及薄膜晶體管108的形成方法可見，這些架構(gòu)是通過同一光掩模的曝光顯影步驟(圖案化)而成。舉例來說，第二輔助層122與柵極線106同時形成在基板112上，例如第一光掩模、同一曝光顯影步驟。此外，第一輔助層120與數(shù)據(jù)線104、源極電極108a與漏極電極108b也同時形成在柵極絕緣層上，例如，第三光掩模、同一曝光顯影步驟等等。因此，在不需要增加額外的光掩模與定義的流程下，形成所要的像素修補結(jié)構(gòu)111。
此外，如圖4所示的像素修補結(jié)構(gòu)111，該第二輔助層122的形成，有利于連接部120b與像素電極110在圖6所示的焊接點124b構(gòu)造中電性連接。因此，可任意選擇形成第二個輔助層122在該液晶顯示器100中。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，顯示液晶顯示器200的局部上視圖。在圖8中，由相同的數(shù)字指示了與圖2實施例中有與相同作用(功能)的組件。除了第一個輔助層220和第二個輔助層222形成在像素電極110，210的下側(cè)而非像素電極110，210的上側(cè)以外，液晶顯示器200幾乎是與圖2的液晶顯示器100相同。換言之，該第一輔助層220與該薄膜晶體管108，208重疊同一像素電極110，220與同一柵極線106。此外，該第一個輔助層220有一個與柵極線106重疊的連接部220a，其中該柵極線106是通過薄膜晶體管108，208與像素電極210電耦合。該第一個輔助層220更有一個連接部220b與該像素電極110，210以及該第二個輔助層222重疊。相同地，當(dāng)白缺陷出現(xiàn)在像素電極210時，激光首先切斷該薄膜晶體管208的漏極電極108b與該像素電極210間的電性路徑；因此使像素電極210能與薄膜晶體管208在電性分離(孤立)。其次，通過焊接該第一個輔助層220的連接部220b與柵極線106，與焊接第一個輔助層220的連接部220a與像素電極210及/或第二個輔助層222，將這個像素電極210與柵極線106電連接。因此，這個白缺陷將修補成黑缺陷。
圖9顯示的是根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器的等效電路圖。如圖9所示，該薄膜晶體管108包含一個形成在柵極電極106a與源極電極108a間的電容(capacitor，Cgs)；在像素電極110與具有共享電壓的共享電極(未顯示)間有一個液晶電容(liquid crystalcapacitor，CLC)。當(dāng)該薄膜晶體管108打開時，由數(shù)據(jù)線104所獲得的電壓可被傳輸至像素電極110，而后轉(zhuǎn)存于該液晶電容中。之后，該電壓將被用于液晶分子(未顯示)上。此外，儲存電容(storagecapacitor Cst)形成在像素電極與共享電極間，用以增加液晶電容的儲存能力。
在圖2與圖8中所顯示的這些液晶顯示器100和200，其像素電極110，210與兩相鄰的柵極線106是不重疊的。此外，這兩個第一輔助層120和220都與像素電極110，210和兩相鄰的柵極線106電性絕緣。因此，如圖9所示，每一條柵極線106都擺脫由像素電極110，210或者由像素電極110，210與任一連接部連結(jié)所產(chǎn)生的電容負載，因此所發(fā)送的掃描信號均將無延遲的問題。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點，雖僅以一些優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，應(yīng)該可以做出各種變化和修改，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包含第一柵極線，用于傳輸?shù)谝粧呙栊盘枺坏诙艠O線，與該第一柵極線相鄰；像素電極，與該第一柵極線與該第二柵極線互不重疊；薄膜晶體管，具有第一電極、第二電極與柵極電極，其中該第一電極電連接該像素電極，該第二電極用于接收數(shù)據(jù)信號，且該柵極電極用于接收該第一掃描信號；以及第一輔助層，具有第一連接部與第二連接部，其中該第一連接部部分重疊于該像素電極，該第二連接部部分重疊于該第一柵極線或該第二柵極線；其中該第一輔助層與該像素電極、該第一柵極線以及該第二柵極線電絕緣。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中該像素電極位于該第一柵極線和該第二柵極線之間。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中該第一輔助層、該第一電極與該第二電極通過同一曝光顯影工藝形成。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包含第二輔助層，與該第一輔助層的該第一連接部部分重疊且彼此電絕緣。
5.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中該第二輔助層、該第一柵極線和該第二柵極線通過同一曝光顯影工藝形成。
6.如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中該第二輔助層與該第一柵極線、第二柵極線電性隔離，并與該像素電極電絕緣。
7.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包含柵極絕緣層，覆蓋該第一柵極線與該第二柵極線，且該第一電極、該第二電極與該第一輔助層形成在該絕緣層上；以及保護層，覆蓋該第一電極、該第二電極與該第一輔助層，且該像素電極形成在該保護層上。
8.如權(quán)利要求7所述的液晶顯示器，還包含半導(dǎo)體層，形成于該柵極絕緣層上，其中該第一電極與該第二電極的部分區(qū)域形成于該半導(dǎo)體層上。
9.一種缺陷修補方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，該修補方法包含連結(jié)該第一輔助層的該第一連接部與該像素電極；以及連接該第一輔助層的該第二連接部與該第一柵極線或該第二柵極線。
10.如權(quán)利要求9所述的缺陷修補方法，還包含步驟電性分離該像素電極與該薄膜晶體管。
11.如權(quán)利要求10所述的缺陷修補方法，其中該步驟是通過切斷該像素電極與該薄膜晶體管間的電性通路而實現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求11所述的缺陷修補方法，其中該切斷步驟是通過激光而實現(xiàn)。
13.如權(quán)利要求9所述的缺陷修補方法，其中該兩個連接步驟是通過激光而實現(xiàn)。
14.一種像素修補架構(gòu)，用于液晶顯示器，該液晶顯示器具有第一柵極線與相鄰于該第一柵極線的像素電極，該像素修補架構(gòu)包含第一輔助層，具有第一連接部與第二連接部，其中該第一連接部部分重疊于該像素電極，該第二連接部部分重疊于該第一柵極線；以及第二輔助層，重疊于該第一輔助層的該第一連接部；其中該第一輔助層與該像素電極、該第一柵極線以及該第二輔助層電絕緣。
15.如權(quán)利要求14所述的像素修補架構(gòu)，還包含第二柵極線，與該第一柵極線相鄰，因此該像素電極位于該第一柵極線與第二柵極線之間。
16.如權(quán)利要求15所述的像素修補架構(gòu)，其中該第二輔助層電性隔離該第一柵極線與該第二柵極線，且與該像素電極電絕緣。
17.如權(quán)利要求15所述的像素修補架構(gòu)，其中該第二輔助層、該第一柵極線與該第二柵極線通過同一曝光顯影工藝而形成。
18.如權(quán)利要求15所述的像素修補架構(gòu)，其中該第二輔助層與該第一柵極線電性隔離，且與該像素電極電絕緣。
19.如權(quán)利要求14所述的像素修補架構(gòu)，還包含柵極絕緣層，覆蓋該第一柵極線與該第二輔助層，且該第一輔助層形成在該絕緣層上；以及保護層，覆蓋該第一輔助層，且該像素電極形成于該保護層上。
20.一種像素修補方法，應(yīng)用于權(quán)利要求14所述的像素修補架構(gòu)，而該修補方法包含連結(jié)該第一輔助層的該第一連接部、該第二輔助層與該像素電極；以及連接該第一輔助層的該第二連接部與該第一柵極線或該第二柵極線。
21.如權(quán)利要求20所述的缺陷修補方法，還包含步驟電性分離該像素電極與該薄膜晶體管。
22.如權(quán)利要求21所述的缺陷修補方法，其中該步驟是通過切斷該像素電極與該薄膜晶體管間的電性通路而實現(xiàn)。
23.如權(quán)利要求22所述的像素修補方法，其中該切斷步驟是通過激光而實現(xiàn)。
24.如權(quán)利要求20所述的像素修補方法，其中該兩個連接步驟是通過激光而實現(xiàn)。
全文摘要
一種液晶顯示器，其包含一個像素電極、一個薄膜晶體管、一條柵極線、一個輔助層，其中上述輔助層具有一個第一連接部與一個第二連接部；該第一連接部與該像素電極重疊，該第二連接部與該柵極線重疊；而該輔助層與該像素電極和該柵極線都電性絕緣。因此當(dāng)薄膜晶體管有缺陷而導(dǎo)致亮點產(chǎn)生時，通過導(dǎo)通該輔助層、該像素電極以及該柵極線，而達到將亮點修補成暗點的效果。
文檔編號G02F1/136GK101034212SQ20061005474
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者葉長青, 鐘德鎮(zhèn), 林明田 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司