CN101414610B - 显示单元以及该显示单元的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示单元，其包括在绝缘基板上所形成的在不同方向上延伸的多条布线、薄膜晶体管和显示元件。多条布线中的至少一条是具有交叉部分和主要部分的分段布线，所述交叉部分在与所述多条布线中的另一条的交叉处形成，所述主要部分在与所述多条布线中的另一条相同的层中形成，并在其间设有绝缘膜，而且所述主要部分与所述交叉部分通过设在绝缘膜中的导电连接部电连接。至少所述主要部分和所述交叉部分中的一个包括从绝缘基板侧依次层叠的第一层和第二层，第二层与第一层直接接触且由熔点高于第一层的材料制成。

Description

显示单元以及该显示单元的制造方法
相关申请的交叉引用
本发明包含与2007年10月19日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-272754相关的主题，将该申请的全部内容通过引用并入此处。
技术领域
本发明涉及例如适用于有机电致发光显示器或液晶显示器的显示单元，还涉及制造该显示单元的方法。
背景技术
近年来，由于对节省空间、高辉度和低功耗等的不断需求，下一代显示器得到了积极的发展。在这种情况下，由于使用有机发光元件的有机电致发光显示器(有机EL(Electro Luminescence)显示器)满足这些要求而引起关注。在有机电致发光显示器中，由于其发光特点，所以可实现宽视角。而且，由于不需要背光源，所以可以实现节能和高响应，还可以减小厚度。此外，有机电致发光显示器引起更多的关注是由于其柔性，即当使用塑料板作为基板时利用了有机发光材料所固有的柔性。
作为有机电致发光显示器的驱动***，与现有技术的无源矩阵方式相比，采用薄膜晶体管(TFT)作为驱动元件的有源矩阵***在响应时间和分辨率上具有优势，从而认为有源矩阵方式更适于具有上述特征的有机电致发光显示器。
作为有源矩阵有机电致发光显示器中所使用的薄膜晶体管，至少需要用于控制像素色调的开关晶体管和用于控制有机发光元件发光的驱动晶体管。将电容器连接至驱动晶体管的栅极以根据显示信号保持电荷。
由于这种有源矩阵有机发光元件的显示尺寸加大且清晰度较高，所以存在栅极布线、信号源线和电流供给线较长且较细的缺点。但是，布线电阻的增加与长度成正比而与横截面积成反比。这种电阻的增加引起信号波形的失真和信号的传输延时，从而导致图像质量的不均衡和降低。
为了降低布线电阻，可以使用诸如铝(Al)的低电阻材料。但是，诸如铝(Al)的低电阻材料没有足够的耐热性。由于在例如包括栅极绝缘膜在内的薄膜晶体管的制造过程中，将基板的温度提高到300℃或更高是不可避免的，所以铝(Al)的单独使用可能产生由热应力所致的凸起，从而层间绝缘膜中会出现绝缘质量的降低。
例如，日本专利公开公报特开2003-45966号的公开内容指出，扫描线3a和数据线6a的主体部分61a是由诸如铝或铝合金的低电阻金属制成。这里，在布线交叉处，由难熔金属制成的数据线6a的中继部分62a设在扫描线3a和电容线3b的下面。即便当中继部分在薄膜晶体管的制造过程中暴露于高温中，这种分段的布线可以防止在交叉处形成凸起。
但是，在上述的公开内容中，由于中继部分62a不是由低电阻金属制成，所以布线电阻不止增加一点，从而对于较大的屏幕可能存在信号传输延时。
另外，日本专利公开公报特开平07-86230号的公开内容指出，在氧气环境下使铝(Al)布线的表面氧化后，其被高熔点材料覆盖。在这种情况下，在铝(Al)布线和高熔点材料之间所形成的氧化膜具有电阻成分的特性。在普通布线而不是分段布线的情况下，由于铝(Al)布线和高熔点材料在数个点处通过小孔等连接，所以该电阻成分不会成为问题。但是，当将所公开的技术方案用于上述的分段布线时，在每个中继部分会出现电阻成分，从而几乎没有充分地利用下层的低电阻特性，似乎是仅由上层的难熔金属单独地构成。因此，很难充分地降低布线的电阻，这将导致信号波形的失真和信号的传输延时，从而导致图像质量的不均衡和降低。
在薄膜晶体管的制造过程中，有时为了硅的结晶化而对基板的整个表面进行激光照射。在这种情况下，因为在高温中可能存在耐热性或热扩散的缺点，所以即便用难熔金属覆盖也不可使用诸如铝(Al)的低电阻材料。
发明内容
考虑到上述的缺点，期望提供一种能够降低分段布线的电阻以提高图像质量的显示器，以及制造该显示器的方法。
根据本发明的实施例，提出了一种显示单元，其包括在绝缘基板上所形成的在不同方向上延伸的多条布线、薄膜晶体管和显示元件。所述多条布线中的至少一条是具有交叉部分和主要部分的分段布线，所述交叉部分形成于与所述多条布线中的另一条的交叉处，所述主要部分形成于与所述多条布线中的另一条相同的层中，并在所述交叉部分和所述主要部分之间设有绝缘膜，而且所述主要部分与所述交叉部分通过设在绝缘膜中的导电连接部电连接。所述主要部分和所述交叉部分中的至少一个包括从绝缘基板侧依次层叠的第一层和第二层。第二层与第一层直接接触且由熔点高于第一层的材料制成。
根据本发明的实施例，提出了一种制造该显示单元的方法，该方法包括在绝缘基板上形成包括源信号线和栅极布线的多条布线、薄膜晶体管和显示元件的步骤。形成多条布线的步骤包括：在所述源信号线与栅极布线的交叉处形成源信号线的交叉部分，在其上形成有交叉部分的绝缘基板上形成绝缘膜，在绝缘膜上形成源信号线的主要部分和栅极布线，并在绝缘膜中设置用于电连接主要部分和交叉部分的导电连接部。在形成源信号线的交叉部分的步骤中，从绝缘基板侧依次连续地形成第一层以及由熔点高于第一层的材料制成的第二层。
在本发明的实施例的显示单元中，由于第一层和由熔点高于第一层的材料制成的第二层彼此直接接触，所以降低了交叉部分的电阻值。这使分段的布线降低了其布线电阻，从而防止了信号波形的失真和信号的传输延时等，改善了图像质量。
根据本发明的实施例的显示单元，由于第一层和由熔点高于第一层的材料制成的第二层彼此直接接触，所以降低了交叉部分的电阻值。这使分段的布线降低了布线电阻，从而防止了信号波形的失真和信号的传输延时等，改善了图像质量。根据本发明的实施例的显示单元的制造方法，由于连续地形成第一层和第二层，所以本发明的实施例的显示单元的形成变得容易。
根据以下描述将更完整地显示出本发明其它的和进一步的目的、特点和优点。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的显示单元的结构。
图2是表示图1中出现的像素驱动电路的范例的典型电路原理图。
图3是表示图2中出现的驱动晶体管和写晶体管的范例的剖视图。
图4是表示图2中出现的像素驱动电路的范例的平面图。
图5是表示在栅极布线、电流供给线和源信号线的交叉处的结构的立体图。
图6是表示图5中出现的交叉部分结构的剖视图。
图7是表示图1的显示单元的结构的剖视图。
图8A和图8B是表示图1的显示单元的按加工次序的制造步骤的剖视图。
图9是继图8A和图8B之后的步骤的平面图。
图10是表示在根据本发明的第二实施例的显示单元中所设置的源信号线的交叉部分的结构的剖视图。
图11是表示根据本发明的第三实施例的显示单元的结构的剖视图。
图12是表示包括根据第一至第三实施例的显示单元的模块的示意性构成的平面图。
图13是表示采用了第一至第三实施例的显示单元的应用实例1的外观的立体图。
图14A是表示从前侧所视的应用实例2的外观的立体图，图14B是表示从后侧所视的应用实例2的外观的立体图。
图15是表示应用实例3的外观的立体图。
图16是表示应用实例4的外观的立体图。
图17A是应用实例5打开时的正视图，图17B是应用实例5打开时的侧视图，图17C是应用实例5闭合时的正视图，图17D、图17E、图17F及图17G分别是应用实例5闭合时的左侧视图、右侧视图、俯视图和仰视图。
图18是表示根据对比例2的在栅极布线、电流供给线和源信号线的交叉处的结构的立体图。
图19是表示针对每个示例计算出的累积故障率的曲线。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的实施例。
第一实施例
图1示出了根据本发明第一实施例的显示单元的结构。该显示单元用于超薄彩色有机EL显示器等，并且通常这样设置，即由后文所提到的多个以矩阵形式排列的有机发光元件10R、10G和10B所组成的显示区域110设在由玻璃或塑料制成的绝缘基板11上，同时在显示区域110周围形成作为视频显示的驱动器的信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130。
像素驱动电路140形成于显示区域110中。在像素驱动电路140上，多条栅极布线X1按行排列并且多条源信号线Y1按列排列。各栅极布线X1和源信号线Y1之间的每个交叉点与有机发光元件10R、10G和10B(子像素)中的任一个一一对应。每条源信号线Y1与信号线驱动电路120相连，从而从信号线驱动电路120通过源信号线Y1向后文提到的写晶体管Tr2的源极提供图像信号。每条栅极布线X1与扫描线驱动电路130相连，从而从扫描线驱动电路130通过栅极布线X1向写晶体管Tr2的栅极依次地提供扫描信号。
图2是像素驱动电路140的范例。在后文提到的第一电极13的下层中形成的像素驱动电路140是包括驱动晶体管Tr1、写晶体管Tr2、电容器Cs和有机发光元件10R(或10G、10B)的有源驱动电路。
写晶体管Tr2的栅极与栅极布线X1相连，写晶体管Tr2的源极与源信号线Y1相连，写晶体管Tr2的漏极与驱动晶体管Tr1的栅极和电容Cs的一端相连。驱动晶体管Tr1的源极与在纵向延伸的电流供给线Y2相连，驱动晶体管Tr1的漏极与有机发光元件10R(或10G、10B)相连。电容器Cs的另一端与电流供给线Y2相连。
图3表示驱动晶体管Tr1和写晶体管Tr2的范例。驱动晶体管Tr1和写晶体管Tr2通常为反向交错结构的薄膜晶体管(称为底部栅极型TFT)，其中栅极151、栅极绝缘膜152、半导体膜153、蚀刻阻止层154、n+a-Si层155和源/漏极156依次设在绝缘基板11上，并且最后形成钝化膜157以覆盖整个表面。应当指出，驱动晶体管Tr1和写晶体管Tr2的结构并不局限于上述具体形式，而可以是交错结构(顶部栅极型TFT)。
栅极151由包含至少一种难熔金属的金属或合金制成，所述难熔金属从诸如钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)和钽(Ta)的一组金属中选择。
栅极绝缘膜152这样构成，即例如从栅极151的一侧依次堆叠SiNx层152A(厚为100nm)和SiOx层152B(厚为200nm)。考虑到漏电流和电容的平衡，栅极绝缘膜152的总体厚度优选在大约50nm至700nm的范围内。
通过利用激光束照射a-Si膜的退火处理以得到多晶硅(p-Si)或微晶硅，从而形成厚度通常为10nm至50nm的半导体膜153。该退火处理对于减少驱动晶体管Tr1或者写晶体管Tr2的阈值漂移的出现是必需的。即，众所周知，在用于有机电致发光显示器的薄膜晶体管中，电压长时间地作用于栅极可引起阈值电压的漂移。更糟糕的是，因为只要有机发光元件10R、10G和10B发光，则用于有机电致发光显示器的薄膜晶体管就需要连续供电，所以这就更易于引起阈值漂移。当驱动晶体管Tr1的阈值电压漂移时，改变了流经驱动晶体管Tr1的电流量，从而也改变了构成各像素的有机发光元件10R、10G和10B的辉度。通过退火处理使半导体膜153结晶，从而使其沟道区域由多晶硅或微晶硅形成，这有助于减少驱动晶体管Tr1的阈值漂移。
蚀刻阻止层154由SiNx、SiOx或SiON制成，厚度通常形成为50nm至500nm，具体地为200nm左右。
n+a-Si层155的厚度通常形成为10nm至300nm，具体地为100nm左右。
源/漏极156例如具有铝(Al)层和钛(Ti)层的叠层结构。
图4是图2所示的像素驱动电路140的平面结构，图5示出了图4的源信号线Y1、栅极布线X1和电流供给线Y2之间的交叉处。栅极布线X1和电流供给线Y2在横向上延伸。在纵向延伸的源信号线Y1与栅极布线X1和电流供给线Y2正交。
源信号线Y1在栅极布线X1和电流供给线Y2的交叉处被分为主要部分170和交叉部分160。交叉部分160与栅极151在同一层中形成，主要部分170与源/漏极156、栅极布线X1和电流供给线Y2在同一层中形成，并在其间设置栅极绝缘膜152。交叉部分160和主要部分170通过设在栅极绝缘膜152中的导电连接部180电连接。
图6示出了交叉部分160的横截面结构。交叉部分160包括从绝缘基板11侧依次排列的第一层161以及由熔点高于第一层161的材料制成的第二层162。
第一层161由包含至少一种低电阻金属的金属或合金制成，所述低电阻金属从诸如铝(Al)、铜(Cu)和银(Ag)的一组金属中选择。第一层161的厚度需要按照所需的电阻确定，而从耐热性的角度来看，大约50nm至1000nm的厚度是优选的。第一层161的结构可以是单层结构或者包括两层或多层的叠层结构。
第二层162由熔点高于第一层161的材料制成。具体地，构成第二层162的构成材料包括含有至少一种选自钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)、镍(Ni)和镁(Mg)的金属或者合金。其中，优选的是诸如钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)和铌(Nb)的所谓的难熔金属或其合金。另外，第二层162也可由诸如氧化铟或氧化锌等的复合导电材料组成。有必要调整第二层162的厚度，从而即便第一层161的耐热性低时也可防止在第一层中出现任何问题，并且第二层162的厚度优选地例如大约为10nm至200nm。第二层162的结构可以是单层结构或者是包括两层或多层的叠层结构。
由于第一层161和第二层162如随后所述连续地形成，所以这两层彼此直接接触，而在两层之间没有形成自然的表面氧化物膜。这可以使显示单元降低源信号线Y1的布线电阻，从而改善图像质量。
交叉部分160的上表面和侧面由盖层164覆盖。由于盖层164覆盖了第一层161的侧面以防止其露出，即便在第一层161的耐热性低时，也可防止由退火所致的凸起等。因此，提高了栅极绝缘膜152的耐压性。盖层164由包含至少一种难熔金属的材料或合金制成，所述难熔金属的熔点高于第一层161并通常从包括钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)和铌(Nb)的一组金属中选出。
类似于源/漏极156，主要部分170例如具有铝(Al)层和钛(Ti)层的叠层结构。
如图9所示，交叉部分160和主要部分170的位置是根据对半导体膜153进行退火的激光束LB的照射区域R来确定的。这里，在激光束LB的照射区域R外形成交叉部分160。由于采用激光束LB的照射是400℃或更高温度的热处理，所以即便通常由低电阻金属制成的第一层161被主要由难熔金属制成的第二层162所覆盖，在这样高的温度下也可能产生耐热性或热扩散的问题。因此，优选地在激光束LB的照射区域R外形成交叉部分160，从而避免由激光束LB所致的热损坏。
图7是显示区域110的横截面结构。发红光的有机发光元件10R、发绿光的有机发光元件10G和发蓝光的有机发光元件10B依次地排列在显示区域110上，从而整体上形成矩阵。应当指出，有机发光元件10R、10G和10B呈平面矩形结构，并且相邻的三个有机发光元件10R、10G和10B的组合构成一个像素。
这样设置每个有机发光元件10R、10G和10B，即从基板11一侧依次堆叠设在上述像素驱动电路140中的驱动晶体管Tr1、平坦化绝缘膜12、作为阳极的第一电极13、电极间绝缘膜14、包括后文提到的发光层的有机层15以及作为阴极的第二电极16。
所述有机发光元件10R、10G和10B有必要被通常由氮化硅(SiN)或氧化硅(SiO)制成的保护膜17覆盖。之后，通常由玻璃制成的密封基板21进一步地层压在保护膜17的整个表面上，其中在密封基板21和保护膜17之间具有通常由热固树脂或紫外线固化树脂制成的起密封作用的粘合层30。根据需要，可以在密封基板21上设置滤色片22和作为黑矩阵的遮光膜(没有示出)。
驱动晶体管Tr1通过设在平坦化绝缘膜12中的连接孔12A与第一电极13电连接。
用于平坦化其上形成有像素驱动电路140的基板11的表面所必需的平坦化绝缘膜12优选地由具有良好的图形化精度的材料制成，以便于形成微细的连接孔12A。平坦化绝缘膜12的构成材料的范例包括诸如聚酰亚胺等的有机材料和诸如二氧化硅(SiO2)等的无机材料。
对应于各个有机发光元件10R、10G和10B形成第一电极13。由于第一电极13具有反射从发光层发出的光的反射电极的功能，所以期望其具有尽可能高的反射系数以提高发光效率。厚度通常形成为100nm至1000nm的第一电极13由诸如银(Ag)、铝(Al)、铬(Cr)、钛(Ti)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)、钽(Ta)、钨(W)、铂(Pt)和金(Au)等金属元素的单质或合金制成。
电极间绝缘膜14确保了第一电极13和第二电极16之间的绝缘并且精确地使发光区域形成期望的形状。电极间绝缘膜14通常由诸如聚酰亚胺等有机材料或诸如二氧化硅(SiO2)等无机绝缘材料制成。这里，电极间绝缘膜14具有对应于第一电极13的发光区域的开口部。有机层15和第二电极16不但在发光区域上而且在电极间绝缘膜14上可以连续地延伸。但是，只通过设在电极间绝缘膜14中的开口部发光。
这里有机层15是这样构造的，即从第一电极13侧依次层叠空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层(这些层都没有示出)。但是，除了发光层之外，其它层都不是必不可少的，只需在必要时可以设置。此外，有机层15可以根据各个有机发光元件10R、10G和10B的发光颜色而具有不同的构造。空穴注入层提高了空穴注入效率并且作为缓冲层来防止电流泄漏。空穴传输层具有提高向发光层传输空穴的效率的作用。因为电场使电子和空穴重新结合，所以当施加电场时，发光层发光。电子传输层提高了向发光层传输电子的效率。有机层15的构成材料可以是通用的低分子或聚合的有机材料，而不具体局限于这些材料。
厚度通常形成为5nm至50nm的第二电极16由诸如铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)和钠(Na)的金属元素的单质或合金制成。其中，优选的是镁和银的合金(MgAg合金)或者铝(Al)和锂(Li)的合金(AlLi合金)。第二电极16可以由ITO(铟锡复合氧化物)或IZO(铟锌复合氧化物)制成。
例如，可以按如下所述的方式制造该显示单元。
图8A、图8B和图9是解释该显示单元的制造方法的图。该显示单元的制造方法通常包括在基板11上形成上述像素驱动电路140和形成有机发光元件10R、10G和10B的步骤。
形成像素驱动电路140的步骤
首先，如图8A所示，通常利用喷镀的方法而且不暴露于空气中，在如上所述材料的基板11上连续地形成如上所述的材料和厚度的第一层161和第二层162。之后，例如通过光刻和蚀刻，第一层161和第二层162形成为预定的形状，从而得到交叉部分160。由于第一层161和第二层162是连续形成的，所以这两层彼此直接接触以防止形成具有电阻成分性质的自然氧化物膜等。这使交叉部分160减小了其电阻，从而能够减小源信号线Y1的布线电阻。
随后，如图8B所示，通常利用喷镀的方法形成由上述材料制成的盖层164，并且盖层164通常通过光刻和蚀刻形成为预定的形状，从而盖层164覆盖了交叉部分160的上表面和侧面。同时，利用与盖层164相同的组成材料形成栅极151。这样，简化了加工过程。
然后，通常通过等离子CVD(化学气相沉积)形成如上所述的材料和厚度的栅极绝缘膜152和半导体膜153。
之后，通过利用固态激光振荡器，半导体膜153被用于退火的激光束LB照射，从而使构成半导体膜153的a-Si结晶。同时，如图4所示，激光束LB的纵向尺寸小于像素的纵向尺寸，并且激光束LB沿像素的短轴向扫描。即，由于激光束LB的照射区域R由图9所示的阴影部分限定，所以可以看出在激光束LB的照射区域R内形成驱动晶体管Tr1和写晶体管Tr2，而在照射区域R外形成交叉部分160。由于激光束LB的照射可以避开交叉部分160，所以使第一层161不但免于在激光照射下由400℃或更高温度的高温加热所致的损坏，而且可以高的加工速度加工。
另外，可采用与像素具有相同短轴向尺寸的准分子激光束作为激光束LB，从而通过在短轴向上重复以像素长度的步进移动和脉冲照射而实施照射。
利用激光束LB照射半导体膜153之后，在结晶化的半导体膜153上形成上述的厚度和材料的蚀刻阻止层154，然后通过诸如蚀刻处理蚀刻阻止层154形成为预定的形状，从而只在最终将成为沟道区域的部分上留有蚀刻阻止层154。
在蚀刻阻止层154形成之后，例如通过CVD处理在蚀刻阻止层154和结晶化的半导体膜153上形成上述厚度的n+a-Si层155，然后通常通过蚀刻使n+a-Si层155形成为预定的形状。
形成n+a-Si层155之后，例如通过喷镀在其上形成上述的材料的源/漏极156，然后通常通过蚀刻使源/漏极156形成为预定的形状。同时，由上述材料制成的栅极布线X1、电流供给线Y2和源信号线Y1的主要部分170也形成并且与源/漏极156相连。源信号线Y1的主要部分170通过设在栅极绝缘膜152中的导电连接部180与交叉部分160相连。此外，形成钝化膜157以覆盖整个表面。这样，图1至图6所示的像素驱动电路140由此制成。形成有机发光元件10R、10G和10B的步骤
随后，通常通过例如旋转涂覆法将上述材料涂敷于像素驱动电路140上，并使所述材料暴露并显影，从而形成平坦化绝缘膜12。
之后，例如通过DC喷镀在平坦化绝缘膜12上形成由上述的材料制成的第一电极13，然后通过诸如平版印刷技术有选择地蚀刻第一电极13以使其图形化为预定的形状。随后，通常通过CVD形成上述的厚度和材料的电极间绝缘膜14，然后利用诸如平版印刷技术在电极间绝缘膜14中形成开口部。之后，例如通过蒸镀的方法依次地形成由上述材料构成的有机层15和第二电极16，从而得到有机发光元件10R、10G和10B。然后，形成由上述的材料制成的保护膜17，从而覆盖有机发光元件10R、10G和10B。
随后，在保护膜17上形成粘合层30。然后，制备由上述的材料制成的且设有滤色片的密封基板21。之后，基板11和密封基板21通过其间的粘合层30粘合在一起。这样，就完成了图7所示的显示单元。
在该显示单元中，当给定的电压作用于第一电极13和第二电极16之间时，电流流经有机层15的发光层而使空穴和电子重新结合，从而发出光。该光穿过第二电极16、保护膜17和密封基板21并射出。这里，源信号线Y1分成主要部分170和交叉部分160，在交叉部分160中，由低电阻金属制成的第一层161和由熔点高于第一层161的材料制成的第二层162彼此直接接触，从而降低了交叉部分160的电阻值。这实现了源信号线Y1的较小的布线电阻，从而防止了信号波形的失真和信号的传输延时等，进而改善了图像质量。
如上所述，在本实施例的显示单元中，由于源信号线Y1分成交叉部分160和主要部分170，并且在交叉部分160中，第一层161和由熔点高于第一层161的材料制成的第二层162直接接触，所以降低了交叉部分160的电阻值。这使源信号线Y1降低了布线电阻，从而防止了信号波形的失真和信号的传输延时等，并进而改善了显示质量。此外，在本实施例的显示单元中，由于第一层161和第二层162依次形成，所以简化了本实施例的显示单元的制造过程。具体地，该显示单元适用于有机电致发光显示器，在有机电致发光显示器中发光性能易受由驱动晶体管Tr1的阈值漂移所致的电流流量波动的影响。
第二实施例
图10是表示设在根据本发明第二实施例的显示单元中的源信号线Y1的交叉部分160的横截面结构。除了在绝缘基板11和第一层161之间增加了第三层163从而使交叉部分160成为三层结构之外，本实施例与第一实施例相同。因此，在下文中，与第一实施例中相对应的构成元件由相同的附图标记表示。
设置第三层163以覆盖由低电阻金属制成的第一层161的下表面，从而可靠地保护第一层161不受由激光照射加热所致的热损坏，并进一步提高了栅极绝缘膜152的耐压性。因此，第三层163由熔点高于第一层161的材料制成。更具体地，构成第三层163的构成材料的范例包括含有从以下一组金属中选出的至少一种的金属或合金，所述一组金属包括钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)、镍(Ni)和镁(Mg)。另外，第三层163也可由诸如氧化铟或氧化锌等的复合导电材料制成。因为为了便于制造，优选地共同蚀刻第二层162、第一层161和第三层163，从而它们的横截面可以是向前成渐缩的形状，所以优选地第三层163的厚度例如形成大约为10nm至200nm。第三层163可以是单层的或者包括两层或多层的叠层结构。
应当指出，在本实施例中，在构成交叉部分160的第一层161至第三层163中，如果至少第一层161和第二层162彼此直接接触就足够了。这是因为，由于源信号线Y1的主要部分170通过盖层164与第二层162相连，所以第三层163不对布线电阻产生直接的影响。同样所期望的是，自然氧化物膜将第三层163和第一层161隔开而避免了彼此的直接接触。这是因为期望通过自然氧化物膜避免各层之间的直接接触而使这些层不影响电阻，并且第三层163是几乎不对布线电阻产生影响的部分。但是，由于在制造中连续的薄膜成形更简便，所以可以在第一层161上与其直接接触地连续地形成第三层163。
除了在形成交叉部分160时，从绝缘基板11侧依次形成由上述的厚度和材料构成的第三层163、第一层161和第二层162之外，可以以与第一实施例相同地制造显示单元。在该例中，可以连续地形成第三层163、第一层161和第二层162，或者只连续地形成第一层161和第二层162。
第三实施例
图11示出了本发明应用于液晶显示器时的横截面结构的范例。除了显示元件由液晶显示元件组成之外，本实施例与第一和第二实施例完全相同，并且其工作方式和效果也是相同的。因此，在描述中与第一和第二实施例中相对应的组成元件由相同的附图标记表示。
尽管液晶显示元件的结构没有具体地限制，但在这里，例如如图11所示，TFT与各个像素相对应地在绝缘基板11上形成，并且在其上形成平坦化绝缘膜42和由ITO(铟锡氧化物)制成的像素元件电极43。由ITO制成且在由玻璃等制成的相对的基板44上形成的公用电极45布置为与像素元件电极43相面对，其中液晶层46介于公用电极45和像素元件电极43之间。在基板11和相对的基板44上分别形成偏光板47，从而它们的光轴(没有示出)彼此垂直。应当指出，尽管没有示出，但绝缘基板11上设有其它的TFT、电容元件、布线等。
模块和应用实例
以下将描述根据上述实施例的显示单元的应用实例。上述各个实施例的显示单元可用于任何领域的电子装置的显示器，比如TV装置、数码相机、膝上型个人电脑以及包括便携式电话和摄像机的个人数字助理装置，只要这些电子设备将从外部输入的或内部生成的视频信号显示为图像或视频。
模块
上述各个实施例的显示单元以如图12所示的模块内置到如后文所述的应用实例1到5所示的各种类型的电子装置中。该模块通常这样设置，即在基板11的一侧上设置露出区域210，从而从密封基板21和粘合层30露出，从而信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130的布线可以向露出区域210延伸以在上面形成外部连接端子(没有示出)。该外部连接端子可以包括用于输入/输出信号的柔性印制电路(FPC)220。
应用实例1
图13示出了采用上述实施例的显示单元的TV装置的外观。该TV装置例如包括具有前面板310和滤光玻璃320的图像显示屏300，并且图像显示屏300由上述实施例的显示单元构成。
应用实例2
图14A和图14B示出了采用上述实施例的显示单元的数码相机的外观。该数码相机例如包括闪光部410、显示部420、菜单开关430和快门按钮440，并且显示部420由上述实施例的显示单元构成。
应用实例3
图15示出了采用上述实施例的显示单元的膝上型个人电脑的外观。该膝上型个人电脑例如包括主体510、用于输入字符等的键盘520、显示图像的显示部530，并且显示部530由上述实施例的显示单元构成。
应用实例4
图16示出了采用上述实施例的显示单元的摄像机的外观。该摄像机例如包括主体部610、安装于主体部610的前面的用于拍摄对象的镜头620、拍摄时所操作的开始/停止开关630和显示部640。显示部640由上述实施例的显示单元构成。
应用实例5
图17A至图17G示出了采用上述实施例的显示单元的便携式电话的外观。该便携式电话例如设置为上壳体710和下壳体720与连接部(铰链部)730相连，并且包括显示器740、子显示器750、图片照明灯760和相机770。显示器740或子显示器750由上述实施例的显示单元构成。
示例
以下将阐述本发明的详细示例。
示例1
以类似于上述第一实施例的方式形成像素驱动电路140。首先，通过喷镀处理而没有暴露于空气中，在由玻璃制成的绝缘基板11上连续地形成由Al-Nd合金制成的300nm厚的第一层161和由钼(Mo)制成的50nm厚的第二层162。之后，通过光刻和蚀刻将第一层161和第二层162成形为预定的形状以得到交叉部分160(参见图8A)。
随后，通过喷镀处理形成由钼(Mo)制成的盖层164，之后通过光刻和蚀刻将盖层164成形为预定的形状，从而覆盖交叉部分160的上表面和侧面。同时，利用与盖层164相同的材料形成栅极151(参见图8B)。
然后，通过等离子CVD形成栅极绝缘膜152和半导体膜153。栅极绝缘膜152为包括SiNx层152A(厚为100nm)和SiOx层152B(厚为200nm)的叠层结构。半导体膜153由非晶硅(a-Si)制成且厚度为30nm。
之后，利用固态激光振荡器，半导体膜153被激光束LB照射(退火)，从而使构成半导体膜153的a-Si结晶。同时，如图4所示，激光束LB的纵向尺寸作成稍微小于像素的纵向尺寸，当激光束LB沿像素的短轴向扫描时，激光束LB射向由图9所示的阴影部分所限定的照射区域，但避开了交叉部分160。
利用激光束LB照射半导体膜153之后，在结晶化的半导体膜153上形成由SiNx制成的厚度为200nm的蚀刻阻止层154，并通过蚀刻处理将蚀刻阻止层154成形为预定形状，从而只在最终将成为沟道区域的部分上留有蚀刻阻止层154。
形成蚀刻阻止层154之后，通过CVD处理在蚀刻阻止层154和结晶化的半导体膜153上形成厚度为100nm的n+a-Si层155，并通过蚀刻处理使n+a-Si层155成形为预定形状。
形成n+a-Si层155之后，在其上利用喷镀的方法通过层叠铝(Al)层和钛(Ti)层而形成源/漏极156，并通过蚀刻处理将源/漏极156成形为预定形状。同时，通过层叠铝(Al)层和钛(Ti)层类似地形成栅极布线X1、电流供给线Y2和源信号线Y1的主要部分170，并且与源/漏极156相连。源信号线Y1的主要部分170通过设在栅极绝缘膜152中的导电连接部180与交叉部分160相连。此外，形成钝化膜157以覆盖整个表面。这样，如图1至图6所示的像素驱动电路140由此制成。
示例2
除了按照上述的第二实施例使交叉部分160具有三层结构之外，以类似于上述示例1的方式形成像素驱动电路140。这时，第三层163由钼(Mo)制成，厚度为50nm。第一层161和第二层162连续地形成，且没有暴露在空气中形成。
对比例1
像素驱动电路以类似于上述示例1的方式形成，不同之处在于第一层形成后暴露在空气中，并在几小时之后形成第二层。
对比例2
形成如图18所示的布线不分段的像素驱动电路。首先，在绝缘基板811上形成整体的源信号线Y1。从横截面的角度看，源信号线Y1构造为由第一层和第二层组成的叠层结构，这与示例1的交叉部分160相同。但是，第一层和第二层不是连续地形成。更具体地说，通过喷镀的方法形成由Al-Nd合金制成的厚度为300nm的第一层861之后，第一层被暴露在空气中。几小时后，形成由钼(Mo)制成的厚度为50nm的第二层862，然后通过光刻和蚀刻使第一层和第二层成形为预定的形状。
随后，除了不对半导体膜进行激光照射之外，形成驱动晶体管Tr1等的方式类似于示例1。具有铝(Al)层和钛(Ti)层的叠层结构的栅极布线X1和电流供给线Y2在形成源/漏极的同时形成，然后与源/漏极相连。布线电阻的评价
对于示例1和2以及对比例1和2中所得到的各条源信号线，对所述各条布线(300mm长、5μm宽)的两端进行布线电阻的测量。在各条布线的两端的测量点处形成具有铝(Al)层和钛(Ti)层的叠层结构的引出部，从而用于测量的接触端与用于测量的引出部接触。结果如表1所示。
表1
 
源信号线 第一层 第二层 第三层 第一/第二层连续形成(直接接触) 激光 布线电阻(KΩ)
示例1 分段的 Al-Nd Mo - 是 照射 10
示例2 分段的 Al-Nd Mo Mo 是 照射 10
对比例1 分段的 Al-Nd Mo - 否 照射 60
对比例2 未分段的 Al-Nd Mo - 否 未照射 10
如表1所示，对于通过连续地形成第一层161和第二层162而形成交叉部分160的示例1和示例2，布线电阻等于作为第一层161的构成材料的Al-Nd合金的电阻值。另一方面，对于不是连续地形成第一层161和第二层162的对比例1，布线电阻等于作为第二层162的构成材料的钼(Mo)的电阻值。应当指出，在对比例2中，即使没有连续地形成第一层和第二层，但布线电阻降低为与Al-Nd合金的电阻值相同的水平。这可能是因为，由于第一层和第二层是通过小孔等在数个点处连接，所以对于源信号线Y1来说，其整个布线具有第一和第二层的叠层结构而没有分段布线，可以忽略诸如表面氧化物膜等的电阻成分的影响。另外，这可能是因为，由于没有进行激光照射，所以第一层没受到照射加热所致的热损坏，或是其它原因。
即，可以看出，当源信号线Y1分成交叉部分160和主要部分170时，并且交叉部分160是这样构成的，即连续地形成第一层161以及由熔点高于第一层161的材料制成的第二层162，从而这两层彼此直接接触，这样就降低了交叉部分160的电阻，因此降低了源信号线Y1的布线电阻。
耐压验证评价
对示例1和示例2以及对比例2进行耐压验证评价。在绝缘基板11的整个表面上，相应地，对于示例1和对比例2形成第一和第二层，对于示例2形成第一至第三层，从而使各层成形为30μm×3500μm大小的图形。之后，通过由钼(Mo)制成的盖层完全覆盖每个图形。在各图形上形成具有铝(Al)层和钛(Ti)层叠层结构的反电极，具有SiN层(300nm厚)和SiO2层(300nm厚)叠层结构的绝缘膜介于图形和反电极之间。
电压分别施加于对示例1和2以及对比例2中所得到的图形和反电极之间。如果图形中的一个流过10至7A或更高的电流，则认为是故障。从而算出累积故障率。结果如图19所示。
如图19所示，可看出在示例2的情况下，交叉部分160为包括在绝缘基板11和第一层161之间所加的第三层163的三层结构，此时故障率明显降低。即，可以发现，通过在绝缘基板11和第一层161之间设置由熔点高于第一层161的材料制成的第三层163，可以大大地提高耐压性。
如上所述，尽管已参照上述的实施例和示例描述了本发明，但本发明并不限于此，而是可以进行各种变化。例如，在上述的实施例和示例中，尽管描述了针对每个像素使源信号线Y1分段的情况，也可以这样设计像素结构，即相邻的像素彼此线对称并且两两地具有共用的结晶化区域，从而可以对每一对相邻的线对称的像素两两地同时进行激光束LB的照射以实现结晶化。即使在这种情况下，当交叉部分160设在激光束LB的照射区域R外时，可以获得类似于第一和第二实施例的效果。
可选择地，在上述的实施例和示例中，尽管描述了例如这种情况，即只是源信号线Y1的交叉部分160具有包括第一层161和第二层162的两层结构或者包括第一层161至第三层163的三层结构，但是可以使交叉部分160和主要部分170都具有两层结构或三层结构。
另外，在上述的实施例和示例中，尽管举例描述了源信号线Y1分为交叉部分160和主要部分170的情况，但是也可以使栅极布线X1和电流供给线Y2分段。
此外，例如，每层的组成材料和厚度，或者形成各层的方法和条件等都不限于上述的实施例和示例中所述的，而是可以采用其它的材料、厚度、方法和条件。
尽管在上述的实施例中给出了具体的示例用于阐述有机发光元件10R、10G和10B的结构，但不必制备所有的层，或者也可以增加另外的层。
本发明也可用于采用了除有机发光元件和液晶显示元件之外的、诸如无机电致发光元件、电沉积/电致变色显示元件等的其它显示元件的显示单元。
显然，根据上述启示，可以对本发明进行多种修改和变化。因此，应当理解，除了上述具体描述的方式，可以在所附权利要求的范围内实施本发明。

Claims (15)

1.一种显示单元，其包括在绝缘基板上的沿不同方向上延伸而形成的多条布线、薄膜晶体管以及显示元件，
其中，所述多条布线中的至少一条是具有交叉部分和主要部分的分段布线，所述交叉部分形成于与所述多条布线中的另一条的交叉处，所述主要部分形成于与该多条布线中的另一条相同的层中，并在所述交叉部分和所述主要部分之间设有绝缘膜，而且所述主要部分与所述交叉部分通过设在所述绝缘膜中的导电连接部电连接，并且
至少所述主要部分和所述交叉部分之一包括从所述绝缘基板侧依次层叠的第一层和第二层，所述第二层与所述第一层直接接触且由熔点高于所述第一层的材料制成。
2.根据权利要求1所述的显示单元，其中所述第一层和所述第二层是连续地形成的。
3.根据权利要求1所述的显示单元，其中
所述第一层由含有至少一种选自铝(Al)、铜(Cu)和银(Ag)的金属或者合金制成，并且
所述第二层由含有至少一种选自钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)、镍(Ni)和镁(Mg)的金属或者合金制成。
4.根据权利要求1所述的显示单元，其中至少所述主要部分和所述交叉部分之一包括第三层，所述第三层由熔点高于所述第一层的材料制成并且设在所述绝缘基板和所述第一层之间。
5.根据权利要求4所述的显示单元，其中所述第三层由含有至少一种选自钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)、镍(Ni)和镁(Mg)的金属或者合金制成。
6.根据权利要求1所述的显示单元，其中所述交叉部分的上表面和侧面被由熔点高于所述第一层的材料制成的盖层所覆盖。
7.根据权利要求1所述的显示单元，其中所述多条布线包括源信号线和栅极布线，所述源信号线是分段布线。
8.根据权利要求7所述的显示单元，其中
所述薄膜晶体管是通过激光束的照射对半导体膜进行退火而形成的，并且
所述源信号线的交叉部分形成并位于所述激光束的照射区域之外。
9.一种显示单元的制造方法，该方法包括在绝缘基板上形成具有源信号线和栅极布线的多条布线、薄膜晶体管和显示元件的步骤，
其中形成所述多条布线的步骤包括：
在所述源信号线与所述栅极布线的交叉处形成所述源信号线的交叉部分；
在其上形成有所述交叉部分的所述绝缘基板上形成绝缘膜；以及
在所述绝缘膜上形成所述源信号线的主要部分和所述栅极布线，并在所述绝缘膜中设置用于电连接所述主要部分和所述交叉部分的导电连接部，并且
在形成所述源信号线的交叉部分的步骤中，从所述绝缘基板侧依次并连续地形成第一层以及由熔点高于所述第一层的材料制成的第二层。
10.根据权利要求9所述的显示单元的制造方法，其中
所述第一层由含有至少一种选自铝(Al)、铜(Cu)和银(Ag)的金属或者合金制成，并且
所述第二层由含有至少一种选自钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)、镍(Ni)和镁(Mg)的金属或者合金制成。
11.根据权利要求9所述的显示单元的制造方法，其中，在形成所述源信号线的交叉部分的步骤中，从所述绝缘基板侧依次连续地形成由熔点高于所述第一层的材料制成的第三层、所述第一层和所述第二层。
12.根据权利要求11所述的显示单元的制造方法，其中所述第三层由含有至少一种选自钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、铌(Nb)、镍(Ni)和镁(Mg)的金属或者合金制成。
13.根据权利要求9所述的显示单元的制造方法，其中所述交叉部分的上表面和侧面被由熔点高于所述第一层的材料制成的盖层覆盖。
14.根据权利要求13所述的显示单元的制造方法，其中所述薄膜晶体管的栅极由与所述盖层相同的材料形成并且与所述盖层同时形成。
15.根据权利要求9所述的显示单元的制造方法，其中，
形成所述薄膜晶体管的步骤包括通过激光束的照射对半导体膜进行退火，并且
所述源信号线的交叉部分形成并位于所述激光束的照射区域之外。
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