有源矩阵基板和显示设备及其制造方法技术

在通过能量辐射使二维排列的多个像素部分中的缺陷像素部分的点缺陷被修复的有源矩阵基板中，所述有源矩阵基板包括用于吸收过剩能量功率并防止导电材料碎片分散的第一保护元件以及用于防止导电材料碎片分散并防止导电层膨胀的第二保护元件中的一个保护元件。将第一保护元件和第二保护元件之一设置在至少一个能量辐射部分的上方。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种显示设备，例如液晶显示设备，它能够通过把驱动信号施加到多个像素电极中的每一个上而在显示屏上显示想要的图像，其中所述多个像素电极通过对应的开关器件以二维方式排列；本专利技术还涉及制造该设备的方法；以及包含在该显示设备中的有源矩阵基板。
技术介绍
通常，这种类型的显示设备包括，例如液晶显示设备，EL(电致发光)显示设备以及等离子体显示设备。这样的显示设备能够通过例如选择性地驱动以矩阵方式排列的多个像素电极而在显示屏上高密度地显示想要的显示图案(图像)。有源矩阵系统是已知的用于选择性地驱动像素电极的系统。根据有源矩阵系统，多个像素电极以矩阵(以行和列)方式排列，并且开关器件分别连接到像素电极上。像素电极经由对应的开关器件被选择性地驱动。通常已知的用于选择性驱动像素电极的开关器件包括，例如TFT(薄膜晶体管)，MIM(金属-绝缘体-金属)器件，MOS(金属-氧化物-半导体)晶体管，以及二极管。上述类型的显示器件包括液晶层，EL发光层，等离子体发光元件或者其它不同类型的显示介质，它们置于像素电极与面对像素电极的对置电极(counter electrode)之间。该有源矩阵系统能够实现高对比度显示，因而适用于液晶TV，计算机终端显示器等等。图32A是表示传统有源矩阵液晶显示设备的有源矩阵基板100中单个显示单元的平面图。图32B是沿X-X’线得到的图32A的局部截面图。图32C是沿Y-Y’线得到的图32A的局部截面图。除了图32A到图32C所示的有源矩阵基板100之外，传统的有源矩阵液晶显示设备还包括面对有源矩阵基板100的对置基板(counter substrate)以及起显示介质作用的液晶层。有源矩阵基板100包括玻璃板10(图32B和32C)，多条栅总线(gate bus line)1(扫描线)，多条源总线(source bus line)2(信号线)。所述多个栅总线1和多个源总线2位于玻璃板10上。多个栅总线1在行方向上彼此以指定距离平行排列。多个源总线2在列方向上彼此以指定距离平行排列。因而，多个栅总线1和多个源总线2排列成网格状。源总线2可以垂直于栅总线1或者只是与其交叉。像素电极3(图32A中以虚线表示)设置在由栅总线1和源总线2围绕的每个区域内。可选择地，像素电极3可以设置在栅总线1和源总线2每个交叉区域处。因而，多个像素电极3(图32A中只示出一个)设置成矩阵。每个像素电极3由透明电极形成。如图32A所示，在每条栅总线1的分支部分处设置两个作为开关器件的TFT4。如图32B所示，在玻璃板10上设置TFT4并在其间插入底涂层(base coat layer)11。TFT4包括由硅(o)形成的半导体层12。半导体层12包括沟道区12a，源区和漏区12c(例如由n+-Si形成)，以及LDD区(例如由n--Si形成)。源区和漏区12c具有以高浓度注入到其中的杂质。LDD区12b置于沟道区12a与源区和漏区12c之间，并具有以低浓度注入到其中的杂质。栅区1a位于沟道区12a上面，栅极绝缘层13置于沟道区12a和栅区1a之间。栅区1a从栅总线1分支。栅区1a覆盖有像素电极3，中间绝缘层14和树脂层15置于它们之间。尽管没有示出，但在像素电极3上面设置有配向层(PI)(alignment layer)，并且液晶层设置为和配向层相接触。再参照图32A，沿着且平行于每条栅总线1设置存储电容总线(存储电容线)5。存储电容总线5在与栅线1相同的步骤中被图案化并且由金属层(栅金属(gate metal))形成。存储电容总线5包括宽部5A。如图32C所示，延伸半导体部分12d从TFT 4的漏区12c延伸并设置在宽部5A的下面，栅极绝缘层13置于它们之间。该延伸半导体部分12d通过金属层6(源金属层)以及接触孔6A连接到像素电极3。源极金属层6在与源总线2相同的步骤中被图案化。接触孔6A形成于中间绝缘层14和树脂层15中。因而，延伸半导体部分12用作一个存储电极并面对用作另一存储电极的宽部5A，栅极绝缘层13置于其间。因而，在延伸半导体部分12d和宽部5A之间就形成了存储电容。具有上述结构的传统的有源矩阵液晶显示设备具有下述问题。例如，在作为开关器件的TFT4损坏的情况下，与该损坏的TFT4连接的像素电极不能得到正常情况应该施加给它的信号电压。用户将这认作显示屏上的点式像素缺陷(下面称其为“点缺陷”)。这样的点缺陷很大程度上破坏了液晶显示设备的显示质量，并且从生产率方面看是一个严重的问题。引起这种点缺陷的主要原因大致分为以下两类一类缺陷是ON缺陷。在来自栅总线1的扫描信号选中了对应的TFT4的时间内，像素电极3不能由来自源总线2的图像信号充分地充电，这时就产生了ON缺陷。这是由例如TFT4的缺陷所引起的。另一类是OFF缺陷。在没有选中对应的TFT4的时间内，提供给像素电极3的电荷发生泄漏，这时就导致了OFF缺陷。这也是由例如TFT4的缺陷所引起的。ON缺陷是作为开关器件的TFT4的缺陷所引起的。OFF缺陷产生于两种情况下(i)当作为开关器件的TFT4出现漏电时；以及(ii)当像素电极3和栅总线1/源总线2之间出现漏电时。在ON缺陷和OFF缺陷中，施加于像素电极3和对置电极(未示出)之间的电压没有达到显示所必须的水平。结果，在常白模式(其中，当施加于液晶层的电压是0V时光透射率最大)中，有缺陷的像素可被认为是亮点；在常黑模式(其中，当施加于液晶层的电压是0V时光透射率最小)中，有缺陷的像素可被认为是黑点。通过以下方式，检查员用肉眼可以检查到这样的点缺陷。当把包括开关器件TFT4的有源矩阵基板100和包括对置电极的对置基板装在一起并且在两个基板之间的空间内注入液晶材料的时候，施加一预定的电信号(检查信号)到栅总线1和源总线2。然后，修复工作如下进行。例如，把源总线2和像素电极3熔化使之短接，或者把作为TFT4的漏电极的漏区(半导体层的一部分)从TFT4上切断，以使TFT4从像素电极3上电隔离。因而，来自源总线2的信号电压对像素电极3充电或者放电，而不管对应的栅总线1是否被选中或者未被选中。以这种方式，液晶显示设备履行了检查标准并能够基本上作为正常设备一样来装运。通过激光辐射(激光修复)来完成缺陷像素的修复工作。为了提高修复工作成功的可能性，例如日本专利特开No.2000-81639提供了下面的液晶显示设备。把激光辐射要切割的部分收缩(constrict)，并且部分地除去像素电极和中间绝缘层使之不覆盖该收缩部分(激光辐射部分)，下面参照图33更详细地描述。图33是表示液晶显示设备的有源矩阵基板中一个显示单元的结构的示意性平面图，该设备是日本专利特开No.2000-81639中所披露的。如图33所示，有源矩阵基板有三个收缩部分一个收缩部分a在TFT4的漏区内；另一个收缩部分b在延伸半导体部分12d内，它面对栅总线1以形成存储电容，还有一个收缩部分c在从栅总线1分出的栅区附近。在收缩部分a到c上面不设置像素电极3(阴影线)。在另一种结构中，在收缩部分a到c上面不设置中间绝缘层。位于像素电极3中心的开口部分31是一接触部分，通过它像素电极3和延伸半导体部分12d彼此连接。例如，在TFT4的栅区1a和漏区短本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵基板，该有源矩阵基板通过能量辐射使二维排列的多个像素部分中的缺陷像素部分的点缺陷被修复，其中该有源矩阵基板包括以下元件之一：一用于吸收过剩能量功率并防止导电材料碎片分散的第一保护元件；以及一用于防止导电材料碎片分 散并防止导电层膨胀的第二保护元件，其中在至少一个能量辐射部分的上方设置所述第一保护元件和所述第二保护元件中的一个。

【技术特征摘要】
JP 2003-9-11 320462/031.一种有源矩阵基板，该有源矩阵基板通过能量辐射使二维排列的多个像素部分中的缺陷像素部分的点缺陷被修复，其中该有源矩阵基板包括以下元件之一一用于吸收过剩能量功率并防止导电材料碎片分散的第一保护元件；以及一用于防止导电材料碎片分散并防止导电层膨胀的第二保护元件，其中在至少一个能量辐射部分的上方设置所述第一保护元件和所述第二保护元件中的一个。2.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中所述至少一个能量辐射部分包括多个能量辐射部分。3.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中所述多个像素部分中的每个包括一开关器件和一像素电极；以及所述开关器件包括一连接到一信号线的第一驱动区和一连接到所述像素电极的第二驱动区。4.如权利要求3所述的有源矩阵基板，还包括彼此平行排列的多条扫描线和彼此平行排列并与所述多条扫描线交叉的多条信号线；其中在所述多条扫描线和所述多条信号线的各交叉处以矩阵形式设置所述多个像素电极；以及每条所述扫描线连接到对应的开关器件的一控制区。5.如权利要求3所述的有源矩阵基板，其中所述能量辐射部分是要被熔化的部分；以及在所述能量辐射部分中，一第一层和一第二层彼此部分地重叠，其间插入有一绝缘层，所述第一层由包括所述开关器件的所述第二驱动区的一半导体层形成，或者由连接到所述半导体层的一导电层形成，并且第二层由连接到所述信号线的导电层或者半导体层形成。6.如权利要求5所述的有源矩阵基板，其中所述第一层是从所述开关器件的所述第二驱动区突出的一第一突出部分；以及所述第二层是经由一接触孔连接到所述信号线、并且从所述信号线突出从而与所述第一突出部分部分地重叠的一第二突出部分。7.如权利要求6所述的有源矩阵基板，其中所述第一突出部分和所述第二突出部分从所述重叠部分突出一预定距离。8.如权利要求3所述的有源矩阵基板，其中所述能量辐射部分是一将要被切割的部分，并且是从所述开关器件延伸到所述像素电极的所述半导体层的一部分。9.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中所述第一保护元件是一用于吸收所述过剩能量功率并防止所述导电材料的所述碎片分散的保护层。10.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中所述第二保护元件是一用于防止所述导电材料的所述碎片分散并防止所述导电层膨胀的保护层。11.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中将所述第一保护元件和所述第二保护元件中的至少一个设置在所述能量辐射部分的上方和在所述多个像素部分中的每一个内都设置的所述像素电极的下方。12.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中所述第一保护元件和所述第二保护元件中至少一个的受能量辐射的表面为凹形并朝向所述能量辐射部分敞开。13.如权利要求1所述的有源矩阵基板，其中所述第二保护元件是一用于防止所述导电材料的所述碎片分散并防止所述导电层膨胀的间隔元件。14.如权利要求2所述的有源矩阵基板，其中所述第二保护元件包括一用于防止所述导电材料的所述碎片分散并防止所述导电层膨胀的保护层和一用于防止所述导电材料的所述碎片分散并防止所述导电层膨胀的间隔元件；以及所述间隔元件从所述有源矩阵基板的顶表面突出一预定的距离。15.如权利要求3所述的有源矩阵基板，其中所述开关器件是薄膜晶体管、MIM...

【专利技术属性】
技术研发人员：春日井英夫，巽宏伸，白木一郎，胜瀬浩文，佐佐木修，井上雅之，中岛睦，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]