JP2002098992A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精細のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、検査を容易かつ安価に行なうことができ
るとともに、製品使用時に信号線や走査線間の短絡やリ
ーク電流が生じることのないものを提供する。 【解決手段】棚状周縁部８１の逆側にあって画像表示領
域９１より外側に、２本置きの信号線６１にそれぞれ検
査用信号を入力するための、信号線検査用共通配線１６
-1,１６-2,１６-3を設ける。これら信号線検査用共通配
線１６と各信号線６１とを、ＴＦＴ７１を介して接続
し、液晶表示装置の駆動時には、ＴＦＴ７１のゲート電
極に、ＴＦＴ７１を完全にオフ状態（非導通状態）にす
る電圧が供給されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画素ごとにスイッ
チング素子が配されたアクティブマトリクス型の液晶表
示装置に関する。特には、画素ピッチの狭い高精細の液
晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置等の平面表示装置
は、薄型、軽量、低消費電力の特徴を生かして、パーソ
ナル・コンピュータ、ワードプロセッサあるいはＴＶ等
の表示装置として、更に投射型の表示装置として各種分
野で利用されている。

【０００３】中でも、各画素電極にスイッチ素子が電気
的に接続されて成るアクティブマトリクス型表示装置
は、隣接画素間でクロストークのない良好な表示画像を
実現できることから、盛んに研究・開発が行われてい
る。

【０００４】以下に、光透過型のアクティブマトリクス
型液晶表示装置を例にとり、その構成について簡単に説
明する。

【０００５】一般に、アクティブマトリクス型液晶表示
装置は、マトリクスアレイ基板（以下アレイ基板と呼
ぶ）と対向基板とが所定の間隔をなすよう近接配置さ
れ、この間隔中に、両基板の表層に設けられた配向膜を
介して液晶層が保持されて成っている。

【０００６】アレイ基板においては、ガラス等の透明絶
縁基板上に、上層の金属配線パターンとして例えば複数
本の信号線と、下層の金属配線パターンとして例えば複
数本の走査線とが絶縁膜を介して格子状に配置され、格
子の各マス目に相当する領域にＩＴＯ(Indium-Tin-Oxid
e)等の透明導電材料からなる画素電極が配される。そし
て、格子の各交点部分には、各画素電極を制御するスイ
ッチング素子が配されている。スイッチング素子が薄膜
トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する。）である場合
には、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は
信号線にそれぞれ電気的に接続され、さらにソース電極
は画素電極に電気的に接続されている。

【０００７】対向基板は、ガラス等の透明絶縁基板上に
ＩＴＯ等から成る対向電極が配置され、またカラー表示
を実現するのであればカラーフィルタ層が配置されて構
成されている。

【０００８】矩形状のアレイ基板は、通常、同様に矩形
状の対向基板よりも少し寸法が大きく、アレイ基板が対
向基板から一長辺側に突き出してなる長辺側の棚状周縁
部には、各信号線に画像データ信号を入力するための信
号線パッドが配列される。そして、これら信号線パッド
には、１枚の駆動回路基板から、フレキシブル配線基板
（ＦＰＣ:Flexible Print Circuit）またはテープキャ
リアパッケージ（ＴＣＰ:Tape Carrier Package）を介
して、画像データ信号が供給される。ＦＰＣは、ポリイ
ミドなどの可撓性絶縁フィルム上に銅線パターン等の金
属配線が形成されたものである。ＴＣＰは、さらに、駆
動ＩＣチップをそれぞれ一つ搭載してなるものである。
長辺側の棚状周縁部に配列される信号線パッドは、通
常、複数の信号線パッド群にまとめられており、ＴＣＰ
を用いる場合、各信号線パッド群にそれぞれ一つの信号
線側ＴＣＰが接続する。

【０００９】一方、アレイ基板が対向基板から一短辺側
に突き出してなる短辺側の棚状周縁部には、各走査線に
スイッチング素子駆動用の走査信号を入力するための走
査線パッドが配列されている。そして、これら走査線パ
ッドには、信号線パッドの場合と同様に、駆動回路基板
からＦＰＣまたはＴＣＰを介して走査信号が供給され
る。短辺側の棚状周縁部に配列される走査線パッドも、
通常、一つまたは複数の走査線パッド群にまとめられて
おり、各走査線パッド群に走査線側ＴＣＰが接続する。

【００１０】近年、液晶表示装置に対する市場・用途が
急拡大するとともに、一般に画像表示性能に対する要求
が高まっており、画像表示の高精細化が進みつつある。
例えばノートＰＣ用としてはＶＧＡ（６４０×４８０画
素）やＳＶＧＡ（８００×６００画素）のものが用いら
れていたところ、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）のも
のが用いられつつあり、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４
画素）やＵＸＧＡ（１６００×１２００画素）を採用す
る例も出てきている。一部にはＱＵＸＧＡ（３２００×
２４００画素）の液晶表示装置も開発されるに至ってい
る。

【００１１】ところがこのような高精細（高解像度）の
液晶表示装置であると、信号線パッドや走査線パッドの
配列間隔が約５０μｍまたはそれ以下まで狭くなりつつ
ある。

【００１２】一般に、アレイ基板または液晶表示装置の
検査のためには、棚状周縁部にある各パッドにプローブ
ピンを接触させ検査信号を入力して、電気的検査（断線
の有無や電気容量またはＴＦＴ特性についての検査）、
または点灯検査（画素表示による検査）を行なってい
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、パッド配列ピ
ッチが約５０μｍ以下である場合に、各パッドに正確に
プローブピンを接触させることは困難であった。また、
可能であるとしても、非常に高精度のプローブピンを多
数用いる必要があり、検査装置が高価なものとなるほ
か、作業負担も非常に大きいものとなる。

【００１４】そこで、アレイ基板上に作り込んだ配線に
より、各信号線または各走査線に検査信号を入力するこ
とも考えられるが、これら配線は液晶表示装置の製品に
残留するものである場合、液晶表示装置の使用時には、
これら検査用配線が各信号線または各走査線を短絡させ
てしまうこととなる。

【００１５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、アクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、検査を容易かつ安価に行なうことができるととも
に、製品使用時に信号線や走査線間の短絡やリーク電流
が生じることのない液晶表示装置を提供するものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置は、一方の絶縁基板上に、略平
行に配列される複数の走査線と、この走査線に略直交し
て配列される複数の信号線と、これら走査線及び信号線
により画されるマトリクス状の各領域に配置される画素
電極と、この画素電極ごとに設けられ、一の前記走査線
と一の前記信号線との交点近傍にあって、一方の電極端
子が該画素電極に接続し、他方の電極端子が該一の信号
線に接続する各画素スイッチング素子と、前記画素電極
が配置されてなる画像表示領域と、この画像表示領域の
外側に配される非表示領域とを有するアレイ基板と、他
方の絶縁基板からなり、前記アレイ基板に対向して配置
される対向基板と、前記アレイ基板及び前記対向基板の
間に挟持される液晶層とを備えた液晶表示装置におい
て、前記非表示領域に配され複数の前記信号線に接続す
る信号線共通配線と、前記複数の信号線のそれぞれと該
信号線共通配線との間に配される各信号線―共通配線間
スイッチング素子と、複数の前記信号線―共通配線間ス
イッチング素子についてのスイッチング用電極に接続さ
れる第１スイッチング配線とを備え、画像表示の際に
は、前記第１スイッチング配線に、前記信号線―共通配
線間スイッチング素子をオフ状態にするオフ電位が印加
されていることを特徴とする。

【００１７】上記構成により、検査を容易かつ安価に行
なうことができるとともに、製品使用時には信号線間の
短絡やリーク電流の発生が防止されている。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施例のアクティブマトリクス型
液晶表示装置について、図１〜３を用いて説明する。

【００１９】図１は、実施例の液晶表示装置１における
アレイ基板１０の配線様式を模式的に示す平面図であ
る。図２は、各画素部分の構成を示す模式的な平面図で
あり、図３は、ＴＦＴ部分（図２のＡ−Ａ断面）を示す
縦断面図である。

【００２０】実施例のアクティブマトリクス型液晶表示
装置は、画像表示領域の対角寸法が１３．３インチであ
ってＸＧＡ−ＴＦＴ型のノーマリホワイトモードの光透
過型液晶表示装置である。アレイ基板１０と対向基板２
０とが、これらの上に設けられた配向膜同士が向き合う
ようにして近接配置され、これらの間に液晶層が挟持さ
れている。そして、アレイ基板及び対向基板の各外面に
は、偏光板が貼り付けられている。

【００２１】この平面表示装置のアレイ基板１０におい
ては、１０２４×３本の信号線６１と、７６８本の走査
線１１とが互いにほぼ直交するように配列される。走査
線１１は、ガラス基板９上に直接配置され、この走査線
１１を覆うようにガラス基板９上のほぼ全面に、酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜との積層膜からなるゲート絶
縁膜１３が配置される。そして、ゲート絶縁膜１３上に
信号線６１が配置される。

【００２２】信号線６１及び走査線１１が形作る格子の
各マス目中にはＩＴＯ(Indium TinOxide)等の透明導電
材料からなる画素電極５１が配され、信号線６１及び走
査線１１の交点付近には、画素電極のスイッチング素子
である画素電極用ＴＦＴ７が配される。

【００２３】ＴＦＴ７は、図３に示すように、走査線１
１の延在部１２をゲート電極とする逆スタガ型であっ
て、このゲート電極１２を覆う個所に、ゲート絶縁膜１
５を介して、半導体活性層としてのアモルファスシリコ
ン(a-Si:H)層２１が配置される。このアモルファスシリ
コン層２１の上には、略中央のチャネル部にチャネル保
護膜３が配置され、チャネル部以外にオーミックコンタ
クト層としてのリンドープアモルファスシリコン(n+a-S
i:H)層２２が積層配置される。さらにこの上には、画素
電極５１に電気的に接続するソース電極６３と、信号線
６１の延在部からなるドレイン電極３２とが配置され
る。これらソース電極６３及びドレイン電極６２を含む
上層の金属配線パターンは、全体が、窒化シリコン膜か
ら成る層間絶縁膜７５により覆われる。

【００２４】一方、図示しないが、対向基板２０は、ガ
ラス基板上に、格子状またはストライプ状の遮光膜（ブ
ラックマトリクス）と、これらの隙間を埋めるように配
置される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の着色膜（カ
ラーフィルター層）とが設けられ、この着色膜を覆うよ
うに、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる対向電極層が形成
されたものである。

【００２５】遮光膜は、クロム層等からなり、対向基板
とアレイ基板とが組み合わされた状態で、アレイ基板１
０上のＴＦＴ７を覆うとともに、画素電極５１と信号線
６１との隙間、及び画素電極５１と走査線１１との隙間
を遮光するように配置される。

【００２６】図１に示すように、液晶表示装置１の長辺
１ａ側で、アレイ基板１０が対向基板２０から棚状に突
き出す長辺側棚状周縁部８１には、信号線パッド６４が
配列される。特に、複数の信号線パッド６４がまとめら
れた信号線パッド群６５が、長辺側棚状周縁部８１に複
数配されている。

【００２７】同様に、液晶表示装置１の短辺１ｂ側で、
アレイ基板１０が対向基板２０から棚状に突き出す短辺
側棚状周縁部８２には、走査線パッド１４が配列され複
数の走査線パッド群１５にまとめられて配列される。

【００２８】図示しないが、これら信号線パッド群６５
及び走査線パッド群１５には、それぞれ、ＴＣＰが接続
され、該ＴＣＰを介して駆動回路基板から駆動信号が供
給される。

【００２９】液晶表示装置１のもう一方の長辺１ｃの側
（長辺側棚状周縁部８１の逆側）には、画像表示領域９
１より外側に、走査線１１と平行に延びる３本の信号線
検査用共通配線１６-1,１６-2,１６-3が並べられてい
る。これら信号線検査用共通配線１６-1,１６-2,１６-3
は、それぞれ、２本置きの信号線６１に、信号線―共通
配線間ＴＦＴ７１を介して接続される。すなわち、１番
目の信号線検査用共通配線１６-1には、３ｎ＋１（ｎは
０〜１０２３の整数）番目の信号線６１の一端が接続さ
れ、２番目の信号線検査用共通配線１６-2には、３ｎ＋
２番目の信号線６１が接続され、同様に、３番目の信号
線検査用共通配線１６-3には、３ｎ＋３番目の信号線６
１が接続される。

【００３０】これら信号線検査用共通配線１６-1,１６-
2,１６-3は、走査線１１と同時に形成される金属配線で
あり、信号線―共通配線間ＴＦＴ７１は、図３に示す画
素電極用ＴＦＴ７と同時に形成され、同一の積層構造を
有するものである。

【００３１】信号線―共通配線間ＴＦＴ７１は、画像表
示領域９１の縁と１番目の信号線検査用共通配線１６-1
との間に、この配線と略平行に一列に配されている。信
号線―共通配線間ＴＦＴ７１は、ソース電極が、ＴＦＴ
−共通配線間接続配線６１ａ、及び、ゲート絶縁膜１３
を貫くコンタクトホール４１を介して信号線検査用共通
配線１６に接続される。また、これら信号線―共通配線
間ＴＦＴ７１のゲート電極をなす信号線検査用スイッチ
ング配線１８が、画像表示領域９１の縁と１番目の信号
線検査用共通配線１６-1との間に、該配線等に対して略
平行に延びている。

【００３２】信号線検査用共通配線１６-1,１６-2,１６
-3、及び、信号線検査用スイッチング配線１８は、短辺
側棚状周縁部８２に引き出されて信号線検査用パッド１
７-1,１７-2,１７-3、及び、スイッチング入力用パッド
１９を形成している。

【００３３】一方、液晶表示装置１のもう一方の短辺１
ｄの側（短辺側棚状周縁部８２の逆側）には、画像表示
領域９１より外側に、信号線６１と平行に延びる２本の
走査線検査用共通配線６６-1,６６-2が並べられる。こ
れらは、それぞれ、２ｍ＋１（ｍは０〜３８３の整数）
番目の走査線１１、及び、２ｍ＋２番目の走査線１１
に、走査線検査用ＴＦＴ７２を介して接続される。

【００３４】走査線検査用共通配線６６-1,６６-2は、
信号線６１と同時に形成される金属配線であり、走査線
―共通配線間ＴＦＴ７２も、図３に示す画素電極用ＴＦ
Ｔ７と同時に形成され、同一の積層構造を有するもので
ある。

【００３５】走査線―共通配線間ＴＦＴ７２は、画像表
示領域９１の縁と１番目の走査線検査用共通配線６６-1
との間に、この配線と略平行に一列に配されている。ま
た、これら走査線―共通配線間ＴＦＴ７２のゲート電極
をなす走査線検査用スイッチング配線６８が、画像表示
領域９１の縁と１番目の走査線検査用共通配線６６-1と
の間に該配線等に対して略平行に延びている。

【００３６】走査線検査用共通配線６６-1,６６-2、及
び、走査線検査用スイッチング配線６８は、信号線検査
用共通配線１６-1,１６-2,１６-3の外側を引き回され
て、短辺側棚状周縁部８２に引き出され、走査線検査用
パッド６７-1,６７-2、及び、スイッチング入力用パッ
ド６９を形成している。図示の例で、これら走査線検査
に係るパッド６７-1,６７-2，６９は、上述の信号線検
査用のパッド１７-1,１７-2,１７-3，１９とともに一列
に配列されている。

【００３７】実施例の液晶表示装置においては、液晶表
示装置の駆動時に、上記のスイッチング入力用パッド１
９及び６９に、それぞれ、信号線―共通配線間ＴＦＴ７
１、及び、走査線―共通配線間ＴＦＴ７２をオフにする
ためのオフ電位が供給される。例えば、これらＴＦＴの
しきい値電圧が約２Ｖであり、液晶表示装置の駆動の際
に信号線に印加される電圧が４．５±４Ｖの交流電圧で
ある場合、約−６Ｖのオフ電位を、スイッチング入力用
パッド１９，６９及びスイッチング配線１８，６８を介
して、各ＴＦＴ７１，７２のゲート電極に印加する。こ
れにより、信号線検査用及び走査線検査用ＴＦＴ７１，
７２が完全にオフ状態となる。すなわちソース電極とド
レイン電極との間で完全に非導通となる。したがって、
信号線６１同士が信号線検査用共通配線１６を介して短
絡や電流もれを起こすことがない。走査線１１について
も同様である。

【００３８】液晶表示装置の駆動時に、このようなオフ
電位を印加しなかった比較例においては、信号線間の短
絡等に起因する、表示画像のコントラストの低下といっ
た表示不良が見られた。

【００３９】

【発明の効果】アクティブマトリクス型液晶表示装置に
おいて、検査を容易かつ安価に行なうことができるとと
もに、製品使用時に信号線や走査線間の短絡やリーク電
流が生じることのない液晶表示装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の液晶表示装置におけるアレイ基板の配
線様式を模式的に示す平面図である。

【図２】各画素部分の構成を示す模式的な平面図であ
る。

【図３】ＴＦＴ部分（図２のＡ−Ａ断面）を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 １０ アレイ基板 １１ 走査線 １４ 走査線パッド １６ 信号線検査用共通配線 １８ 信号線検査用スイッチング配線 １９ スイッチング入力用パッド ４１ コンタクトホール ５１ 画素電極 ６１ 信号線 ６６ 走査線検査用共通配線 ６８ 走査線検査用スイッチング配線 ６９ スイッチング入力用パッド ７ 画素電極用ＴＦＴ ７１ 信号線―共通配線間ＴＦＴ ７２ 走査線―共通配線間ＴＦＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 GA50 GA51 HA04 JA24 KA05 KB25 MA27 MA57 NA16 NA30 PA08 PA09 5C094 AA43 BA03 BA43 CA19 CA24 DA14 DA15 EA03 EA04 EA07 EB02 FB12 FB14 FB15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の絶縁基板上に、略平行に配列される
   複数の走査線と、この走査線に略直交して配列される複
   数の信号線と、これら走査線及び信号線により画される
   マトリクス状の各領域に配置される画素電極と、この画
   素電極ごとに設けられ、一の前記走査線と一の前記信号
   線との交点近傍にあって、一方の電極端子が該画素電極
   に接続し、他方の電極端子が該一の信号線に接続する各
   画素スイッチング素子と、前記画素電極が配置されてな
   る画像表示領域と、この画像表示領域の外側に配される
   非表示領域とを有するアレイ基板と、 他方の絶縁基板からなり、前記アレイ基板に対向して配
   置される対向基板と、前記アレイ基板及び前記対向基板
   の間に挟持される液晶層とを備えた液晶表示装置におい
   て、 前記非表示領域に配され複数の前記信号線に対応して設
   けられる信号線共通配線と、前記複数の信号線のそれぞ
   れと該信号線共通配線との間に配されて、オン状態のと
   きに該信号線と該信号線共通配線とを導通させる各信号
   線―共通配線間スイッチング素子と、複数の前記信号線
   ―共通配線間スイッチング素子に対応して設けられ、こ
   れら信号線―共通配線間スイッチング素子のそれぞれの
   スイッチング用電極に接続される第１スイッチング配線
   とを備え、 画像表示の際には、前記第１スイッチング配線に、前記
   信号線―共通配線間スイッチング素子をオフ状態にする
   オフ電位が印加されていることを特徴とする液晶表示装
   置。
2. 【請求項２】前記信号線共通配線が複数配置され、互い
   に隣り合う信号線は、前記信号線―共通配線間スイッチ
   ング素子を介して、複数の前記信号線共通配線のうちの
   それぞれ異なるものに接続されることを特徴とする請求
   項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記非表示領域に配され複数の前記走査線
   に接続する走査線共通配線と、前記複数の走査線のそれ
   ぞれと該走査線共通配線との間に配される各走査線―共
   通配線間スイッチング素子と、複数の前記走査線―共通
   配線間スイッチング素子についてのスイッチング用電極
   に接続される第２スイッチング配線とを備え、 画像表示の際には、前記第２スイッチング配線に、前記
   走査線―共通配線間スイッチング素子をオフ状態にする
   オフ電位が印加されていることを特徴とする請求項１記
   載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】前記走査線共通配線が複数配置され、互い
   に隣り合う走査線は、前記走査線―共通配線間スイッチ
   ング素子を介して、複数の前記走査線共通配線のうちの
   それぞれ異なるものに接続されることを特徴とする請求
   項３記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】アレイ基板または液晶表示装置の検査の際
   には、前記第１スイッチング配線または前記第２スイッ
   チング配線に、前記走査線―共通配線間スイッチング素
   子をオン状態にする電位が印加されることを特徴とする
   請求項１または３記載の液晶表示装置。