TWI383344B - 顯示單元及其製造方法 - Google Patents

Description

顯示單元及其製造方法

本發明係關於一種顯示單元，其係適於應用至例如有機電致發光顯示器或液晶顯示器，且亦關於其製造方法。本發明包含關於2007年10月19日向日本專利局申請之日本專利申請案JP2007-272754號之標的，其全部內容藉由引用方式併入本文。

近年來，下一代顯示器之發展因為增加對於節省空間、高亮度、低功率消耗及等等之需求而積極進行。在此狀況下，使用有機發光元件之有機電致發光顯示器(有機EL顯示器)因為其滿足此等需求而引起關注。在有機電致發光顯示器中，寬視角係由於其發光特徵而可用。更甚者，因為無須背光，故可實現功率節省及高回應性，且進一步減少厚度尺寸。此外，當將塑膠板用作基板以利用對於有機發光材料係固有之撓性本質時，有機電致發光顯示器由於其撓性而吸引更多關注。

關於有機電致發光顯示器之驅動系統，其中一薄膜電晶體(TFT)係用作其驅動元件之主動矩陣系統，與先前技術之被動矩陣系統相比，可認知在回應時間及解析度方面之優點，從而視為極適合具有以上提及之特徵的有機電致發光顯示器。

至於用在主動矩陣有機電致發光顯示器中之薄膜電晶體，用於控制一像素之色調的至少一切換電晶體及一用於控制有機發光元件之發光的驅動電晶體係必要。一電容器係連接至驅動電晶體之一閘極電極以根據一顯示信號保持電荷。

由於其擴大之顯示器大小及先進的精細度，此主動矩陣有機發光元件經受更長及更精細閘極佈線、來源信號線及電流供應線的缺點。然而，佈線之電阻與長度成比例而與斷面面積成反比例地增加。電阻中之此增加導致信號波形的失真及信號的傳輸延遲，從而導致影像品質之不均勻性及劣化。

為了降低該佈線電阻，使用例如鋁(Al)之低電阻材料可能有用。然而，如鋁(Al)之此低電阻材料不具有足夠熱阻。因為在一薄膜電晶體(其包括例如一閘極絕緣膜)之製程中不可避免地會提升基板之溫度至300℃或更多，鋁(Al)的單獨使用可能由於熱應力而造成丘狀，從而在層間絕緣膜中觀察到絕緣品質的退化。

例如，由日本專利公開案第2003-45966號之揭示內容顯示一掃描線3a及一資料線6a的主要部分61a係由例如鋁或鋁合金之低電阻金屬製成。在此，於佈線相交處，資料線6a之一繼電器部分62a(其係由一耐火金屬製成)係佈置在掃描線3a及一電容線3b下。此等經分開之佈線致能抑制在相交處的丘狀產生，即使當繼電器部分在薄膜電晶體之製程中曝露至高溫。

然而，在以上所述之揭示內容中，因為繼電器部分62a並非由低電阻金屬製成，佈線電阻增加不少，因此對於一更大螢幕而言係有信號傳輸延遲的可能性。

附帶地，由日本專利公開案第07-86230號之揭示內容顯示在氧氣氛圍下氧化一鋁(Al)佈線的表面後，其係用一高熔化材料覆蓋。在此情況下，在鋁(Al)佈線及高熔化材料間形成之氧化膜具有一電阻成分特性。在除了經分開佈線以外之正常佈線的情況下，因為鋁(Al)佈線及高熔化材料係透過一針孔或類似者在數點處連接，故電阻成分不成問題。然而，當該揭示內容係應用至以上所述之經分開佈線時，在各繼電器部分內會出現電阻成分，因此下層之低電阻特徵係極少有效率地使用，猶如其係藉由上耐火金屬單獨組態。結果，其係難以足夠地減少佈線電阻，導致信號波形之失真及信號的傳輸延遲，因而導致影像品質之不均勻及劣化。

在薄膜電晶體之製程中，有時雷射照射係施加至基板的整個表面用於矽結晶之目的。在該情況下，即使當用一耐火金屬覆蓋時，例如鋁(Al)之低電阻材料係亦不可使用，因為在高溫中可能有熱阻或擴散之缺點。

有鑑於以上所述缺點，故需要提供一種能減少一經分開佈線之佈線電阻以改進影像品質的顯示器，及其製造方法。

根據本發明之一具體實施例係提供一種顯示單元，其在一絕緣基板上包括複數條形成以不同方向延伸之佈線、一薄膜電晶體及一顯示元件。在該複數條佈線間，其至少一者係一經分開佈線，該佈線具有一交越(crossing)部分，其係形成在一與該複數條佈線之另一佈線的相交處；及一主要部分，其係形成在與該複數條佈線之另一佈線相同的一層中，該複數條佈線具有一絕緣膜於其間，且該主要部分係經由一在該絕緣膜中提供之導電連接電連接至該交越部分。在該主要部分及該交越部分間，其至少一者包括從絕緣基板側依序堆疊之一第一層及一第二層。該第二層係直接接觸該第一層且係由一熔點比該第一層更高的材料製成。

根據本發明之一具體實施例係提供一種製造顯示單元的方法，該顯示單元係從在一絕緣基板上形成複數條佈線之步驟構成，該複數條佈線包括一來源信號線及一閘極佈線、一薄膜電晶體及一顯示元件。形成該複數條佈線之步驟包括在與該閘極佈線之一相交處形成該來源信號線的一交越部分，在該交越部分形成於其上之該絕緣基板上形成一絕緣膜，且在該絕緣膜上形成該來源信號線之一主要部分與該閘極佈線，及在該絕緣膜中提供一導電連接用於電連接該主要部分及該交越部分之步驟。在形成該來源信號線之該交越部分的步驟中，一第一層及一由一熔點比該第一層更高之材料製成的第二層係從該絕緣基板側依序連續地形成。

在本發明之具體實施例的顯示單元中，因為該第一層及由一熔點比該第一層更高之材料製成的該第二層係彼此直接接觸，故減少該交越部分的電阻。此允許被分開之佈線減少其佈線電阻，從而抑制信號波形之失真及信號的傳輸延遲等等，以致改進影像品質。

根據本發明具體實施例的顯示單元，因為一第一層及一由一熔點比該第一層更高之材料製成的第二層係彼此直接接觸，故降低一交越部分的電阻。此允許被分開佈線減少佈線電阻，從而抑制信號波形之失真及信號的傳輸延遲等等，以致改進影像品質。根據本發明具體實施例之顯示單元的製造方法，因為第一層及第二層係連續地形成，形成本發明之具體實施例的顯示單元的變得更容易。

本發明之其他及進一步目的、特徵及優點可從下面的說明更完全明白。

以下將參考圖式詳細說明本發明之具體實施例。

第一具體實施例

圖1顯示一根據本發明之第一具體實施例的顯示單元之組態。該顯示單元係用作超薄彩色有機EL顯示器及等等，且典型係依一顯示區110(其係從以後提及之複數個配置在矩陣中的有機發光元件10R、10G及10B構成)係佈置在一由一玻璃或一塑膠製成之絕緣基板11上，而一信號線驅動電路120及一掃描線驅動電路130(其係視訊顯示器之驅動器)係圍繞顯示區110形成之方式組態。

一像素驅動電路140係形成在顯示區110中。複數條閘極佈線X1係成列配置且複數條來源信號線Y1係成行配置在像素驅動電路140上。個別閘極佈線X1及來源信號線Y1間之各相交係逐一地對應於有機發光元件10R、10G及10B(子像素)之任一者。來源信號線Y1之各者係連接至信號線驅動電路120，以致一影像信號係從信號線驅動電路120經由來源信號線Y1供應至下文提及之一寫入電晶體Tr2之源極電極。閘極佈線X1之各者係連接至掃描線驅動電路130，因此一掃描信號係從掃描線驅動電路130經由閘極佈線X1順序地供應至寫入電晶體Tr2之閘極電極。

圖2係像素驅動電路140之一範例。像素驅動電路140(其係在下文提及之第一電極13的一下層中形成)係一主動驅動電路，其包括一驅動電晶體Tr1、寫入電晶體Tr2、一電容器Cs及有機發光元件10R(或10G、10B)。

寫入電晶體Tr2之閘極電極係連接至閘極佈線X1，其源極電極係連接至來源信號線Y1，且其汲極電極係連接至驅動電晶體Tr1之閘極電極及電容器Cs的一末端。驅動電晶體Tr1之源極電極係連接至一電流供應線Y2，其以一長度方向延伸，且其汲極電極係連接至有機發光元件10R(或10G、10B)。電容器Cs之其他末端係連接至電流供應線Y2。

圖3顯示驅動電晶體Tr1及寫入電晶體Tr2的一範例。驅動電晶體Tr1及寫入電晶體Tr2係一反轉交錯式結構的典型薄膜電晶體(所謂底部閘極TFT)，其中一閘極電極151、一閘極絕緣膜152、一半導體膜153、一蝕刻停止層154、一n⁺ 型a矽層155及源極/汲極電極156係依序佈置在絕緣基板11上，且最後鈍化膜157係形成以覆蓋整個表面。亦應注意的係驅動電晶體Tr1及寫入電晶體Tr2之組態尤其不限於以上所述且可為一交錯式結構(頂部閘極TFT)。

閘極電極151係例如由含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)及鉭(Ta)組成之群組的至少一種耐火金屬之一金屬或一合金製成。

閘極絕緣膜152例如係依一SiNx層152A(100nm厚)及一SiOx層152B(200nm厚)從閘極電極151側依序堆疊之此一方式形成結構。較佳係，在考慮洩漏電流及容量之平衡時閘極絕緣膜152之厚度總計係在50nm至700nm的量級之範圍內。

半導體膜153(其典型係形成至10nm至50nm的厚度)係藉由退火形成，其中一a矽膜係用雷射束照射以獲得一多晶矽(p矽)或一微晶矽。此退火程序係用於減少驅動電晶體Tr1或寫入電晶體Tr2之臨限值偏移的誘發所需。即，在用於有機電致發光顯示器之薄膜電晶體中，為人已知的係對於閘極電極之長時間電壓施加可誘發臨限電壓的一偏移。最糟的係，只要有機發光元件10R、10G及10B發光，因為用於有機電致發光顯示器之薄膜電晶體需要被連續供給能量，故更易於誘發臨限值偏移。當驅動電晶體Tr1之臨限電壓偏移時，通過驅動電晶體Tr1之電流量係改變，從而構成各像素之有機發光元件10R、10G及10B的亮度亦改變。為了減少驅動電晶體Tr1之臨限值偏移，藉由退火使半導體膜153結晶化係有用，以致其一通道區可由多晶矽或微晶矽形成。

蝕刻停止層154係由SiNx、SiOx或SiON製成，且典型分別形成為50nm至500nm的厚度，明確言之係200nm的量級。

該n⁺ 型a矽層155典型係形成為10nm至300nm的厚度，更明確言之係100nm的量級。

源極/汲極電極156具有一例如一鋁(Al)層及一鈦(Ti)層的堆疊結構。

圖4係一在圖2中所示之像素驅動電路140的平面組態，且圖5顯示在圖4之來源信號線Y1及閘極佈線X1及電流供應線Y2間的相交。閘極佈線X1及電流供應線Y2係以寬度方向延伸。以長度方向延伸之來源信號線Y1係垂直於閘極佈線X1及電流供應線Y2交越。

來源信號線Y1係在與閘極佈線X1及電流供應線Y2之相交處分成一主要部分170及一交越部分160。交越部分160係在與閘極電極151相同的一層中形成，且主要部分170係在與源極/汲極電極156、閘極佈線X1及電流供應線Y2相同之一層中形成，其間具有一閘極絕緣膜152。交越部分160及主要部分170係經由一在閘極絕緣膜152中提供之導電連接180電連接。

圖6顯示交越部分160之斷面組態。交越部分160從絕緣基板11側依序包括一第一層161及一由具有比第一層161更高熔點的材料製成之第二層162。

第一層161係例如由含有選自由鋁(Al)、銅(Cu)及銀(Ag)組成之群組中的至少一種低電阻金屬的一金屬或一合金製成。第一層161之厚度需要根據必要電阻決定，但從熱阻之觀點而言，較佳係50nm至1000nm之量級的厚度。第一層161之組態可為一單一結構或一包括兩層或兩層以上之堆疊結構。

第二層162係由具有比第一層161更高熔點的一材料製成。更明確言之，構成第二層162之一成分材料的範例包括含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)及鎂(Mg)組成之群組的至少一者之一金屬或合金。尤其係，所謂耐火金屬或其(如鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)及鈮(Nb))一合金係最佳。或可從例如氧化銦或氧化鋅之一化合物導電材料構成。即使當其熱阻係低時亦需要調整第二層162的厚度以防止在第一層161中之任何麻煩，及較佳係例如厚度為10nm至200nm之量級。第二層162之組態可為一單層或一包括兩層或兩層以上之堆疊結構。

因為第一層161及第二層162係如後續所提連續地形成，其彼此直接接觸且未在其間形成一天然表面氧化膜。此使得顯示單元可減少來源信號線Y1之一佈線電阻，從而改進影像品質。

交越部分160之上表面及側面係用一覆蓋層164覆蓋。因為覆蓋層164覆蓋第一層161之側面以防止其曝露，即使當第一層161之熱阻係低時，亦可抑制由退火造成之丘狀等等。結果，改進了閘極絕緣膜152的耐壓性。覆蓋層164係由包含具有比第一層161更高熔點的至少一種耐火金屬的一材料或一合金製成，如典型選自由鉬(Mo)、鎢(W)、鉭(Ta)及鈮(Nb)組成之群組。

主要部分170例如具有一類似源極/汲極電極156之鋁(Al)層及鈦(Ti)層的堆疊結構。

交越部分160及主要部分170之位置係考慮雷射束LB之照射區域R來決定用於將半導體膜153退火，如圖9中所示。在此，交越部分160係在雷射束LB之照射區域R外部形成。因為用雷射束LB照射係一400℃或更高的熱處理，即使第一層161(典型係由低電阻金屬構成)係用主要由耐火金屬製成的第二層162覆蓋，亦有在此高溫下之熱阻或擴散的可能性。因此，較佳係在雷射束LB之照射區域R外部形成交越部分160，以避免由雷射束LB造成之熱損害。

圖7係顯示區110之一斷面組態。發射紅色光之有機發光元件10R，發射綠色光的有機發光元件10G及發射藍色光的有機發光元件10B係在顯示區110上依次排成陣列以整體形成一矩陣。應注意的係有機發光元件10R、10G及10B具有一平面矩形組態，且相鄰之三個有機發光元件10R、10G及10B的結合構成一像素。

有機發光元件10R、10G及10B之各者係依一在以上所述像素驅動電路140中提供之驅動電晶體Tr1，一平坦化絕緣膜12，一作為陽極之第一電極13，一電極間絕緣膜14，一包括下文所述發光層之有機層15，及一作為陰極之第二電極16係從基板11側依序堆疊之此一方式組態。

此等有機發光元件10R、10G及10B係視需要用一典型由氮化矽(SiN)或氧化矽(SiO)製成之保護膜17覆蓋。接著，一典型由玻璃製成之密封基板21係進一步層壓在保護膜17之整個表面上，其間具有一典型由熱固性樹脂或紫外線固化樹脂製成之黏著層30，用於密封之目的。一濾色器22及一成為黑矩陣的光遮蔽膜(未顯示)可視需要佈置在密封基板21上。

驅動電晶體Tr1係經由一在平坦化絕緣膜12中提供之連接孔12A電連接至第一電極13。

平坦化絕緣膜12(其係用於使其上形成像素驅動電路140之基板11的面平坦化所需)較佳係由一具有良好圖案精確度的材料製成，用於促進一精細連接孔12A的形成。平坦化絕緣膜12之成分材料的範例包括例如聚醯亞胺之有機材料，及例如氧化矽(SiO₂ )的無機材料。

第一電極13係分別對應於有機發光元件10R、10G及10B而形成。因為第一電極13具有一成為反射從發光層發射之光的反射電極之功能，故需要有盡可能高之反射比以提升發光效率。第一電極13(典型係形成至100nm到1000nm的厚度)係由如銀(Ag)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉑(Pt)及金(Au)之金屬元素的單質或合金製造。

電極間絕緣膜14確保第一電極13及第二電極16間的絕緣及精確地確保發光區之一所需形狀。其典型係由例如聚醯亞胺之有機材料，或例如氧化矽(SiO₂ )的無機絕緣材料製成。在此，開口係在對應於第一電極13中之個別發光區的電極間絕緣膜14內提供。有機層15及第二電極16可不僅在發光區上且亦在電極間絕緣膜14上連續地延伸。無論如何，光係僅透過在電極間絕緣膜14中提供之開口發射。

有機層15在此係以一電洞注入層、一電洞傳送層、一發光層及一電子傳送層(其皆未顯示)係從第一電極13側依序堆疊之此一方式形成結構。然而，除了發光層以外其並非始終不可或缺，且可視需要提供。此外，有機層15可取決於個別有機發光元件10R、10G及10B之發射色彩不同地組態。電洞注入層增加電洞注入效率以及運作為一用於防止洩漏電流之緩衝層。電洞傳送層具有一增加傳送電洞至發光層之效率的功能。當施加一電場時發光層發光，因為其誘發電子及電洞的復合。電子傳送層增加傳送電子至發光層的效率。有機層15之成分材料可為一般低分子量或聚合物有機材料，且尤其係不加以限制。

第二電極16(其典型係形成至5nm到50nm的厚度)係由例如鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)及鈉(Na)之一金屬元素的單質或合金製成。尤其係，鎂及銀的合金(MgAg合金)，或鋁(Al)及鋰(Li)的合金(AlLi合金)係符合需要。第二電極16可由ITO(銦錫複合氧化物)或IZO(銦鋅複合氧化物)製成。此顯示單元可例如依以下所述方式製造。

圖8A、8B及9係用於解釋顯示單元之製造方法的視圖。顯示單元之製造方法典型包括一在基板11上形成上述之像素驅動電路140的步驟，及一形成有機發光元件10R、10G及10B的步驟。

形成像素驅動電路140之步驟

首先，如圖8A中所示，如以上所述之材料及厚度的第一層161及第二層162係由典型藉由濺鍍方法在以上所述材料之基板11上連續形成，而無須曝露在大氣中。接著，其係藉由例如微影蝕刻及蝕刻形成成為一預定形狀，以致獲得該交越部分160。因為第一及第二層161及162係連續地形成，故其係彼此直接接觸以防止形成具有如一電阻成分之特性的天然氧化膜或類似者。此允許交越部分160減少其電阻，從而致能減少來源信號線Y1的佈線電阻。

其後，如圖8B中所示，由以上所述材料製成之覆蓋層164典型係藉由一濺鍍方法形成，及藉由微影蝕刻及蝕刻形成為一預定形狀，以致交越部分160之上表面及側面係用覆蓋層164覆蓋。同時，閘極電極151係使用與覆蓋層164相同的成分材料形成。依此方式係簡化生產程序。

其後，以上所述材料及厚度之閘極絕緣膜152及半導體膜153典型係藉由電漿CVD(化學汽相沈積)形成。

接著，半導體膜153係用雷射束LB照射，用於使用一固態雷射振盪器退火以使構成半導體膜153之a矽結晶化。此時，如圖4中所示，雷射束LB使其長度尺寸比像素大小稍窄一點，且沿著像素之次要軸方向掃描。即，因為雷射束LB之照射區域R係藉由圖9之陰影部分界定，其顯示驅動電晶體Tr1及寫入電晶體Tr2係形成於雷射束LB之照射區域R內，但交越部分160係形成於照射區域R外。因為雷射束LB之照射係能因此避免交越部分160，其允許第一層161不僅可避免由於在雷射照射下之400℃或更高的高溫加熱之損害，同時亦可依一高處理速率處理。

或者，如同雷射束LB，可使用一具有如像素大小之相同次要軸尺寸的準分子雷射束，以致照射係藉由在次要軸方向中重複像素長度段差移動及脈衝照射來施加。

在用雷射束LB照射半導體膜153後，以上所述厚度及材料之蝕刻停止層154係形成在結晶化半導體膜153上，接著其係藉由例如一蝕刻程序形成為預定形狀，以致蝕刻停止層154可僅留在最後將成為通道區之一區域上。

在形成蝕刻停止層154後，以上所述厚度之n⁺ 型a矽層155係例如藉由CVD程序在蝕刻停止層154及結晶化半導體膜153上形成，接著藉由蝕刻形成為預定形狀。

在形成n⁺ 型a矽層155後，以上所述材料之源極/汲極電極156係例如藉由濺鍍形成在其上，接著其典型係藉由蝕刻形成為預定形狀。此時，由以上所述材料製成的閘極佈線X1、電流供應線Y2及來源信號線Y1之主要部分170係亦形成及連接至源極/汲極電極156。來源信號線Y1之主要部分170係經由在閘極絕緣膜152中提供之導電連接180連接至交越部分160。此外，係形成鈍化膜157以覆蓋整個表面。依此方式，如圖1至6中所示之像素驅動電路140係因此完成。

形成有機發光元件10R、10G及10B之步驟

其後，平坦化絕緣膜12係藉由典型地藉由例如一旋塗方法接著曝光與顯影將以上所述材料施加於像素驅動電路140上。

之後，在平坦化絕緣膜12上，由以上所述材料製成之第一電極13係例如藉由DC濺鍍形成，接著例如藉由微影技術選擇性蝕刻以圖案化成為預定形狀。其後，以上所述厚度及材料的電極間絕緣膜14係典型地藉由CVD形成，接著開口係例如使用微影技術在電極間絕緣膜14中形成。之後，以上所述材料的有機層15及第二電極16係例如藉由一蒸鍍方法順序地形成，以致獲得有機發光元件10R、10G及10B。接著，由以上所述材料製成之保護膜17係形成以致覆蓋有機發光元件10R、10G及10B。

其後，黏著層30係在保護膜17上形成。接著，係製備由以上所述材料製成且具有濾色器之密封基板21。接著，基板11及密封基板21係接合在一起，其中黏著層30係在其間。依此方式，如圖7中顯示之顯示單元係因此完成。在顯示單元中，當一給定電壓係橫跨第一電極13及第二電極16施加時，電流通過有機層15之發光層以誘發電洞及電子的復合，從而發生發光。此光透射第二電極16、保護膜17及密封基板21且被擷取。在此，來源信號線Y1係分成主要部分170及交越部分160，且在交越部分160中，由一低電阻金屬製成之第一層161及由具有比第一層161更高熔點之材料製成的第二層162係彼此直接接觸以致減少交越部分160之電阻。此實現來源信號線Y1之更小佈線電阻，從而抑制信號波形之失真及信號傳輸延遲等等，以改進影像品質。

如以上所述，在本具體實施例之顯示單元中，因為來源信號線Y1係分成交越部分160及主要部分170，且在交越部分160中，第一層161係直接接觸由一具有比第一層161更高熔點的材料製成之第二層162，交越部分160之電阻係降低。此允許來源信號線Y1減少佈線電阻，從而抑制信號波形之失真及信號的傳輸延遲等等，以改進影像品質。此外，在本具體實施例之顯示單元中，因為第一層161及第二層162係順序地形成，故簡化了本具體實施例之顯示單元的製程。尤其係，其係適於應用至有機電致發光顯示器，其中發光性能對於由驅動電晶體Tr1中之臨限值偏移造成的電流流動之量中的波動敏感。

第二具體實施例

圖10係構成在一根據本發明之第二具體實施例的顯示單元中提供之來源信號線Y1的交越部分160的斷面組態。本具體實施例係與第一具體實施例相同，除了在一絕緣基板11及一第一層161間增加一第三層163以外，以致交越部分160可成為三層結構。因此，在下文中，對應於第一具體實施例中者之成分元件係藉由相同參考數字指示。

第三層163係提供以覆蓋第一層161的底面，其係由一低電阻金屬構成，以致第一層161係可靠地受到保護避免一藉由雷射照射加熱造成的熱損害，且閘極絕緣膜152之抗壓性係進一步改進。因此，第三層163係由一具有比第一層161更高熔點的材料製成。更明確言之，構成第三層163之一成分材料的範例包括含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)及鎂(Mg)組成之群組的至少一者之一金屬或合金。或者，第三層163可由一如氧化銦或氧化鋅的化合物導電材料製成。較佳係第三層163例如形成至10nm到200nm的厚度，因為為了製造便利，較佳係第二層162、第一層161及第三層163係共同地蝕刻，以致其斷面可為向前漸縮形狀。第三層163可為一單層或一包括兩層或兩層以上的堆疊結構。

應注意的係，在本具體實施例中，在構成交越部分160之第一至第三層161至163間，若至少第一層161及第二層162係彼此直接接觸即已足夠。此係因為來源信號線Y1之主要部分170係經由覆蓋層164連接至第二層162，故第三層163對於佈線電阻不施加直接影響。亦需要第三層163係藉由一天然氧化膜與第一層161分離以避免彼此直接接觸。此係因為希望經由一天然氧化膜避免一在層間之直接接觸以致其不影響電阻，且第三層163係一對於佈線電阻幾乎不施加影響的部分。然而，因為連續膜形成在製造方面更簡單，故第三層163可在第一層161上連續形成以與之直接接觸。

顯示單元可依類似於第一具體實施例之方式製造，除了以上所述厚度及材料之第三層163以外，當形成交越部分160時第一層161及第二層162係從絕緣基板11側依序堆疊。在此情況下，第三層163、第一層161及第二層162可連續地形成，或僅第一層161及第二層162可連續地形成。

第三具體實施例

圖11顯示當將本發明應用於一液晶顯示器時之斷面組態的範例。除了顯示元件係從液晶顯示元件構成以外，本具體實施例係完全與以上所述第一及第二具體實施例相同，且其操作及效應係亦相同。因此，對應於第一及第二具體實施例中者之成分元件係藉由描述中之相同參考數字指示。

儘管在此不限制液晶顯示元件的組態(尤其如圖11中顯示)，TFT係對應於各像素在絕緣基板11上形成，且例如一平坦化絕緣膜42及一由ITO(氧化銦錫)製成之像素元件電極43係在其上被形成。一由ITO製成且係在一由玻璃等製造的相對基板44上形成之共同電極45係配置以面對像素元件電極43，其中一液晶層46在其間。偏光板47係分別形成在基板11及相對基板44上，因此其光學軸(未顯示)係彼此正交。雖然並未說明，應注意的係其他TFT、電容元件、佈線及等等係在絕緣基板11上提供。

模組與應用範例

下文中將描述根據以上所述具體實施例之顯示單元的應用範例。以上所述具體實施例的顯示單元係可應用於一在任何領域中之電子設備的顯示器，例如電視裝置、數位相機、膝上型個人電腦、包括一可攜式電話及視訊相機的個人數位助理器件，只要其顯示一從外部輸入或內部產生之視訊信號成為一影像或視訊。

模組

以上所述具體實施例的顯示單元係內建於下文所述應用範例1至5中所示的各種類型之電子設備中，如圖12中顯示之一模組。該模組典型係依一曝露區210以自密封基板21及黏著層30曝露之此一方式在一基板11的一側上提供的方式組態，以致一信號線驅動電路120及一掃描線驅動電路130的佈線可朝曝露區210延伸以在其上形成一外部連接端子(未顯示)。該外部連接端子可包括一用於輸入/輸出信號之撓性印刷電路(FPC)220。

應用範例1

圖13顯示一應用以上所述具體實施例之顯示單元的電視裝置的外觀。該電視裝置包括一影像顯示螢幕300，其包括例如一前面板310及一濾光玻璃320，且影像顯示螢幕300係從以上所述具體實施例之顯示單元構成。

應用範例2

圖14A及14B顯示應用以上所述具體實施例之顯示單元的數位相機的外觀。該數位相機包括例如一發光閃光部分410、一顯示部分420、一功能表開關430及一快門按鈕440，且顯示部分420係從以上所述具體實施例之顯示單元構成。

應用範例3

圖15顯示應用如上所述具體實施例之顯示單元的膝上型個人電腦之外觀。該膝上型個人電腦包括例如一本體510、一用於輸入字元等等之鍵盤520及一顯示影像之顯示部分530，且顯示部分530係從以上所述具體實施例的顯示單元構成。

應用範例4

圖16顯示應用以上所述具體實施例之顯示單元的視訊相機之外觀。該視訊相機包括例如一本體部分610、一安裝在本體部分610的前面上用於投射物體之透鏡620、一當投射時操作之開始/停止開關630及一顯示部分640。顯示部分640係從以上所述具體實施例之顯示單元構成。

應用範例5

圖17A至17G顯示應用以上所述具體實施例之顯示單元的可攜式電話之外觀。該可攜式電話係依一上外殼710及一下外殼720係與一連接點(鉸鏈部分)730連接之此一方式組態，且包括例如一顯示器740、一子顯示器750、一圖像光760及一相機770。顯示器740或子顯示器750係從以上所述具體實施例之顯示單元構成。

範例

此外，本發明之詳細範例將在下文中解釋。

範例1

像素驅動電路140係依與以上所述第一具體實施例類似之方式形成。首先，由一鋁鎘合金製成至300nm厚度之第一層161及由鉬(Mo)製成至50nm厚度的第二層162，係藉由一濺鍍程序在由玻璃製成之絕緣基板11上連續地形成，其未曝露至大氣。接著，其係藉由微影蝕刻及蝕刻形成為一預定形狀以獲得交越部分160(參考圖8A)。

其後，由鉬(Mo)製成之覆蓋層164係藉由濺鍍程序形成，接著藉由微影蝕刻及蝕刻形成為預定形狀以覆蓋交越部分160之上表面及側面。同時，閘極電極151係用與覆蓋層164相同的材料形成(參考圖8B)。

其後，閘極絕緣膜152及半導體膜153係藉由電漿CVD形成。閘極絕緣膜152具有一包括一SiNx層152A(100nm厚)及一SiOx層152B(200nm厚)之堆疊結構。半導體膜153係由非晶性聚矽氧(a矽)製造且形成至30nm的厚度。

之後，半導體膜153係使用一固態雷射振盪器以雷射束LB照射(退火)以使構成半導體膜153之a矽結晶化。此時，當雷射束LB沿像素的次要軸方向掃描時，雷射束LB之長度尺寸係比如圖4中顯示之像素大小稍窄，以致雷射束LB係照射至藉由如圖9中顯示之陰影區域界定的照射區域，避開交越部分160。

在用雷射束LB照射半導體膜153以後，由SiNx製成至200nm厚度的蝕刻停止層154係在結晶半導體膜153上形成，且係藉由一蝕刻程序形成至預定形狀，因此蝕刻停止層154係僅留在一最後將成為通道區的區域內。

在形成蝕刻停止層154後，n⁺ 型a矽層155係在蝕刻停止層154及結晶半導體膜153上藉由一CVD程序形成至100nm厚度，及藉由一蝕刻程序形成為預定形狀。

在形成n⁺ 型a矽層155後，源極/汲極電極156(其係藉由一濺鍍方法堆疊一鋁(Al)層及一鈦(Ti)層形成)係形成在其上且接著藉由一蝕刻程序形成為預定形狀。同時，閘極佈線X1、電流供應線Y2及來源信號線Y1之主要部分170係亦類似地藉由堆疊一鋁(Al)層及一鈦(Ti)層形成，及係連接至源極/汲極電極156。來源信號線Y1之主要部分170係經由在閘極絕緣膜152中提供之導電連接180連接至交越部分160。此外，係形成鈍化膜157以覆蓋整個表面。依以上所提的此方式，係製造在圖1至6中顯示之像素驅動電路140。

範例2

像素驅動電路140係依類似以上所述範例1之方式形成，除了已使交越部分160成為如具有如上所述第二具體實施例之三層結構。此時，第三層163係由鉬(Mo)製成至50nm的厚度。第一層161及第二層162係在未曝露至大氣中連續地形成。

比較範例1

一像素驅動電路係依類似於以上所述範例1之方式形成，除了一第一層在形成後曝露至大氣中一次接著一第二層在數小時後形成。

比較範例2

一像素驅動電路(其中佈線係未如圖18中所示分開)係形成。首先，整個來源信號線Y1係在一絕緣基板811上形成。如在其斷面中檢視到，來源信號線Y1之結構具有如範例1的交越部分160由第一層及第二層製成之堆疊結構。然而，未連續地形成第一及第二層。更明確言之，在形成一藉由濺鍍方法由鋁鎘合金形成至300nm厚度的第一層861後，其係曝露至大氣。數小時後，一由鉬(Mo)製成至50nm厚度的第二層862係形成，接著其係藉由微影蝕刻及蝕刻形成為預定形狀。

其後，一驅動電晶體Tr1及類似者係依類似於範例1之方式形成，除了未執行對於半導體膜的雷射照射以外。具有一鋁(Al)層及一鈦(Ti)層之堆疊結構的一閘極佈線X1及一電流供應線Y2係當源極/汲極電極形成時形成，接著其係連接至源極/汲極電極。

佈線電阻之評估

佈線電阻之測量係針對範例1及2與比較範例1及2中橫跨個別佈線(長度300mm且寬度5μm)之兩個末端獲得的個別來源信號線實行。包括一鋁(Al)層及一鈦(Ti)層之堆疊結構的一引線區段係在測量點之個別佈線的兩個末端處形成，因此一用於測量之接觸端子係接觸用於測量之引線區段。結果係顯示於表1中。

如表1所示，對於其中交越部分160係藉由連續形成第一層161及第二層162形成之範例1及2，佈線電阻係等於Al-Nd合金的電阻，其係第一層161之成分材料。另一方面，對於其中第一層及第二層未連續形成之比較範例1，佈線電阻等於鉬(Mo)的電阻，其係第二層162的成分材料。應注意的係在比較範例2之情況下，即使第一層及第二層係未連續地形成，佈線電阻係被抑制至如Al-Nd合金之電阻的相同位準。其可能因為來源信號線Y1(其中其整條佈線具有一未分開佈線之第一及第二層的堆疊結構)可能忽略例如表面氧化膜及等等之電阻成分的影響，因為第一及第二層係在若干點處藉由針孔或類似者連接。此外，可能第一層係未經受照射熱之熱損害因為未實行雷射照射，或類似者。

亦即，頃發現當來源信號線Y1被分成交越部分160及主要部分170，且交越部分160係依如連續形成第一層161及由一具有比第一層161更高熔點之第二層162的此一方式構成以致兩層係彼此直接接觸時，交越部分160之電阻係降低，使得來源信號線Y1中之佈線電阻係減少。

耐壓評估

耐壓評估係在範例1及2及比較範例2上實行。分別在絕緣基板11的整個表面上，第一及第二層係形成用於範例1及比較範例2，且第一至第三層係形成用於範例2，以致個別層在尺寸上係形成為一30μm×3500μm的圖案。接著，各圖案係皆用一由鉬(Mo)製成的覆蓋層徹底覆蓋。一具有一鋁(Al)層及一鈦(Ti)層之堆疊結構的反電極係在個別圖案上形成，其中一具有一SiN層(300nm厚)及一SiO₂ 層(300nm厚)之堆疊結構的絕緣膜係在其間。

電壓係分別橫跨在範例1及2與比較範例2中獲得之圖案，及反電極施加。若該等圖案之一通過10至7A或更多的電流，其被視為故障。累積故障率係因此計算。結果係顯示於圖19中。

如在圖19中顯示，故障率之顯著減少係在範例2的情況下觀察到，其中交越部分160係一包括在絕緣基板11及第一層161間增加之第三層163的三層結構。即，頃發現抗壓性係能藉由在絕緣基板11及第一層161之間提供由一具有比第一層161更高熔點的材料製成之第三層163來更加改進。

如以上所提，雖然本發明已參考前面具體實施例及範例描述，但本發明不受限於該等具體實施例及範例，而是可進行各種修改。例如，在以上所提之具體實施例及範例，雖然說明係對於其中來源信號線Y1係針對各像素分開之情況進行，但亦可依相鄰像素係彼此線性對稱且具有二乘二之一共同結晶區域之此一方式設計像素組態，以致用於結晶之雷射束LB的照射，可針對二乘二相鄰線性對稱像素之各對同時實行。即使在此情況下，當交越部分160係佈置在雷射束LB之照射區域R外部時，亦可獲得與第一及第二具體實施例類似的效應。

或者，在以上所述的具體實施例及範例中，雖然說明係僅在來源信號線Y1之交越部分160例如具有一包括第一及第二層161及162的兩層結構，或包括第一至第三層161至163的三層結構之情況下進行，其亦可使交越部分160及主要部分170兩者具有兩層結構或三層結構。

此外，在如上所述的具體實施例及範例中，雖然說明係在其中來源信號線Y1例如分成交越部分160及主要部分170之情況下進行，其亦可分開閘極佈線X1及電流供應線Y2。

此外，例如各層之成分材料與厚度，或用於形成層及等等之方法及條件，係不受限於以上所述具體實施例及範例中所解釋者，而是可使用其他材料、厚度、方法及條件。儘管係提供特定範例以解釋以上所述具體實施例中之有機發光元件10R、10B及10G的組態，但無須製備所有層，或可另外增加另一層。

除了有機發光元件及液晶顯示元件以外，本發明亦可應用於使用其他顯示元件之顯示單元，例如一無機電致發光元件、電沈積/電子呈色顯示元件及等等。

明顯地，根據以上教示，本發明之許多修改及變化係可能。因此應瞭解在隨附申請專利範圍之範疇內，本發明可依特定描述者外之方法實現。

10B．．．有機發光元件

10G．．．有機發光元件

10R．．．有機發光元件

11．．．基板

12．．．平坦化絕緣膜

12A．．．連接孔

13．．．第一電極/陽極

14．．．電極間絕緣膜

15．．．有機層

16．．．第二電極/陰極

17．．．保護膜

21．．．密封基板

22．．．濾色器

30．．．黏著層

42．．．平坦化絕緣膜

43．．．像素元件電極

44．．．相對基板

45．．．共同電極

46．．．液晶層

47．．．偏光板

110．．．顯示區

120．．．信號線驅動電路

130．．．掃描線驅動電路

140．．．像素驅動電路

151．．．閘極電極

152．．．閘極絕緣膜

152A．．．SiNx層

152B．．．SiOx層

153．．．半導體膜

154．．．蝕刻停止層

155．．．n⁺ 型a矽層

156．．．源極/汲極電極

157．．．鈍化膜

160．．．交越部分

161．．．第一層

162．．．第二層

163．．．第三層

164．．．覆蓋層

170．．．主要部分

180．．．導電連接

210．．．曝露區

220．．．撓性印刷電路/FPC

300．．．影像顯示螢幕

310．．．前面板

320．．．濾光玻璃

410．．．發光閃光部分

420．．．顯示部分

430．．．功能表開關

440．．．快門按鈕

510．．．本體

520．．．鍵盤

530．．．顯示部分

610．．．本體部分

620．．．透鏡

630．．．開始/停止開關

640．．．顯示部分

710．．．上外殼

720．．．下外殼

730．．．連接點/鉸鏈部分

740．．．顯示器

750．．．子顯示器

760．．．圖像光

770．．．相機

811．．．絕緣基板

861．．．第一層

862．．．第二層

Cs．．．電容器

LB．．．雷射束

R．．．照射區域

TFT．．．薄膜電晶體

Tr1．．．驅動電晶體

Tr2．．．寫入電晶體

X1．．．閘極佈線

Y1．．．來源信號線

Y2．．．電流供應線

圖1顯示根據本發明之一第一具體實施例的顯示單元之組態。

圖2係一顯示圖1中出現之像素驅動電路的範例之代表性電路圖。

圖3係一顯示圖2中出現之一驅動電晶體及一寫入電晶體的範例之斷面圖。

圖4係一顯示圖2中出現之像素驅動電路之範例的平面圖。

圖5係一顯示一閘極佈線、電流供應線、及一在其相交處之來源信號線的組態之透視圖。

圖6係一顯示圖5中出現之交越部分的組態之斷面圖。

圖7係一顯示圖1之顯示單元之組態的斷面圖。

圖8A及8B係依處理順序顯示圖1之顯示單元的製造步驟之斷面圖。

圖9係一繼圖8A及8B之後的步驟之平面圖。

圖10係一顯示在根據本發明之第二具體實施例的顯示單元中所提供之一來源信號線的交越部分之組態的斷面圖。

圖11係一顯示根據本發明之第三具體實施例的顯示單元之組態的斷面圖。

圖12係一顯示包括根據第一至第三具體實施例之顯示單元的模組之示意性構造的平面圖。

圖13係一顯示第一至第三具體實施例之顯示單元所應用的應用範例1之外觀的透視圖。

圖14A係一顯示從前側所見之應用範例2的外觀之透視圖，且圖14B係一從背側所見之其透視圖。

圖15係一顯示應用範例3之外觀的透視圖。

圖16係一顯示應用範例4之外觀的透視圖。

圖17A係當應用範例5開啟時之其正視圖，圖17B係其側視圖，圖17C係當應用範例5閉合時之其正視圖，圖17D係其左側視圖，圖17E係一右側視圖，且圖17F係其俯視圖，且圖17G係其仰視圖。

圖18係顯示根據比較範例2之一閘極佈線、電流供應線，及一在其相交處之來源信號線的組態之透視圖。

圖19係一顯示經計算用於各範例之累積故障率的圖表。

12A．．．連接孔

160．．．交越部分

164．．．覆蓋層

170．．．主要部分

180．．．導電連接

Cs．．．電容器

LB．．．雷射束

Tr1．．．驅動電晶體

Tr2．．．寫入電晶體

X1．．．閘極佈線

Y1．．．來源信號線

Y2．．．電流供應線

Claims (14)

1. 一種顯示單元，其包含：絕緣基板；複數條佈線，其係於該絕緣基板上形成以不同方向延伸；薄膜電晶體；及顯示元件；其中該複數條佈線之至少一者係一經分開的佈線，其具有一交越部分，該交越部分係形成在一與該複數條佈線之另一佈線的相交處；及一主要部分，其係形成在與具有一絕緣膜於其間的該複數條佈線之另一佈線相同的一層中，且該主要部分係經由一在該絕緣膜中提供之導電連接電連接至該交越部分；該主要部分及該交越部分之至少一者包括從絕緣基板側依序堆疊之一第一層及一第二層，該第二層係直接接觸該第一層且係由一熔點比該第一層更高的材料製成；且該第一層及該第二層係連續地形成於該絕緣基板上。
2. 如請求項1之顯示單元，其中該第一層係由含有選自由鋁(Al)、銅(Cu)及銀(Ag)組成之群組的至少一者的一金屬或一合金製成，及該第二層係由含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)及鎂(Mg)組成之群組的至少一者之一金屬或一合金製成。
3. 如請求項1之顯示單元，其中該主要部分及該交越部分之至少一者包括一第三層，其係由一熔點比該第一層更高之材料製成，且係佈置於該絕緣基板及該第一層間。
4. 如請求項3之顯示單元，其中該第三層係由含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)及鎂(Mg)組成之群組的至少一者之一金屬或一合金製成。
5. 如請求項1之顯示單元，其中該交越部分之一上表面及一側面係用一覆蓋層覆蓋，該覆蓋層係由一熔點比該第一層更高的材料製成。
6. 如請求項1之顯示單元，其中該複數條佈線包括一來源信號線及一閘極佈線，該來源信號線係該經分開的佈線。
7. 如請求項6之顯示單元，其中該薄膜電晶體係藉由用雷射束之一照射將一半導體膜退火而形成，及該來源信號線之該交越部分係形成以致位於該雷射束之一照射區域外部。
8. 一種製造一顯示單元的方法，該顯示單元係從在一絕緣基板上形成複數條佈線、一薄膜電晶體及一顯示元件之步驟構成，該複數條佈線包括一來源信號線及一閘極佈線，其中形成該複數條佈線之步驟包含以下步驟：在與該閘極佈線之一相交處形成該來源信號線的一交 越部分；在該交越部分係形成於其上之該絕緣基板上形成一絕緣膜；及在該絕緣膜上形成該來源信號線之一主要部分與該閘極佈線，及在該絕緣膜中提供一導電連接用於電連接該主要部分及該交越部分，及在形成該來源信號線之該交越部分的步驟中，一第一層及一由一熔點比該第一層更高之材料製成的第二層係從該絕緣基板側依序連續地形成。
9. 如請求項8之製造一顯示單元的方法，其中該第一層係由含有選自由鋁(Al)、銅(Cu)及銀(Ag)組成之群組的至少一者之一金屬或一合金製成，及該第二層係由含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)及鎂(Mg)組成之群組的至少一者之一金屬或一合金製成。
10. 如請求項8之製造一顯示單元的方法，其中在形成該來源信號線之該交越部分的步驟中，一由一熔點比該第一層更高的材料製成之第三層、該第一層及該第二層係從該絕緣基板側依序連續地形成。
11. 如請求項10之製造一顯示單元的方法，其中該第三層係由含有選自由鉬(Mo)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎳(Ni)及鎂(Mg)組成之群組的至少一者之一金屬或一合金製成。
12. 如請求項8之製造一顯示單元的方法，其中該交越部分 之一上表面及一側面係用一覆蓋層覆蓋，該覆蓋層係由一熔點比該第一層更高的材料製成。
13. 如請求項12之製造一顯示單元的方法，其中該薄膜電晶體之一閘極電極係用與該覆蓋層相同的材料形成，其係與該覆蓋層同時形成。
14. 如請求項8之製造一顯示單元的方法，其中形成該薄膜電晶體之步驟包括一用雷射束之一照射將一半導體膜退火之步驟，及該來源信號線之該交越部分係形成以致位於該雷射束之一照射區域外部。