JP2664811B2 - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス表示装置

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JP2664811B2
JP2664811B2 JP4207391A JP4207391A JP2664811B2 JP 2664811 B2 JP2664811 B2 JP 2664811B2 JP 4207391 A JP4207391 A JP 4207391A JP 4207391 A JP4207391 A JP 4207391A JP 2664811 B2 JP2664811 B2 JP 2664811B2
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謙 金森
昌也 岡本
勝美 入江
伸行 川瀬
橘  誠
久美子 大津
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示用絵素電極にスイ
ッチング素子を介して駆動信号を印加することにより、
表示を実行する表示装置に関し、特に絵素電極をマトリ
クス状に配列して高密度表示を行うアクティブマトリク
ス駆動方式の表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶表示装置、EL表示装
置、プラズマ表示装置等においては、マトリクス状に配
設された絵素電極を選択駆動することにより、画面上に
表示パターンが形成される。表示絵素の選択方式とし
て、個々の独立した絵素電極を配設し、この絵素電極の
それぞれにスイッチング素子を接続して表示駆動するア
クティブマトリクス駆動方式が知られている。
【0003】絵素電極を選択駆動するスイッチング素子
としては、TFT(薄膜トランジスタ)素子、MIM
(金属−絶縁層−金属)素子、MOSトランジスタ素
子、ダイオード、バリスタ等が一般的に使用され、絵素
電極とこれに対向する対向電極間に印加される電圧をス
イッチング素子でスイッチングして、両電極間に介在さ
せた液晶、EL発光層あるいはプラズマ発光体等の表示
媒体を光学的に変調して、該光学的変調が表示パターン
として視認される。このような、アクティブマトリクス
駆動方式は、高コントラストの表示が可能であり、液晶
テレビジョン、ワードプロセッサ、コンピュータの端末
表示装置等に実用化されている。
【0004】ところで、この種の表示装置において、不
良状態のスイッチング素子をそのまま組み込んだ場合に
は、該スイッチング素子に接続される絵素電極には本来
印加されるべき信号が入力されないため、表示装置上に
おいて点欠陥として認識されることになる。
【0005】このような点欠陥は、スイッチング素子が
配設される側の基板の制作段階で発見されれば、レーザ
トリミング等で修正できる。しかるに、何十万という数
の表示絵素の中から点欠陥を発見することは極めて困難
であり、時間およびコストを考慮すると、量産レベルで
はほとんど不可能に近い。
【0006】一方、スイッチング素子が配設される基板
と対向基板とを貼り合わせ、両基板間に液晶を封入して
液晶表示装置を作成した後では、各絵素電極に所定の電
気信号を加えて表示動作を行わせることにより、点欠陥
を目視で容易に検出することができる。しかるに、液晶
表示装置を作成した段階では点欠陥の修復作業が困難で
あるため、結果的に点欠陥のある製品を廃棄せざるを得
ず、歩留りが低下し、コストアップを招く欠点がある。
【0007】ところで、以下に示す方法によれば点欠陥
を容易に検出でき、且つ簡単に修復できる。すなわち、
液晶を封入した表示装置を点灯させて点欠陥を発見し、
点欠陥が発生している不良絵素にガラス基板越しにレー
ザー光を照射し、これにより不良絵素の絵素電極とこれ
に1番近いソースバスラインを短絡させて電気的に導通
させる方法である。この方法によれば、ゲートバスライ
ンからの信号にかかわらず、ソースバスラインからの信
号が不良絵素の絵素電極にそのまま入力されることにな
る。
【0008】ここで、点欠陥のない正常な絵素では、ゲ
ートバスラインの選択時間内に供給されたソース信号の
みを充電し、充電した電荷を1周期分、すなわち、次の
選択時間が来るまでの間保持することになる。一方、レ
ーザー光の照射により絵素電極とソースバスラインが短
絡された絵素では、ゲートバスラインの選択、非選択に
かかわらず、常にソース信号が入力され、充電されるこ
とになる。従って、1周期を通して見ると、この間に入
力されたソース電圧の実効値が液晶に印加されることに
なる。このため、不良絵素が該不良絵素に帰属するソー
スバスラインに接続されたすべての絵素の平均的な明る
さに点灯することになる。このことは、不良絵素が完全
な輝点でも、黒点でもなく中間的な輝度で点灯すること
を意味する。それ故、レーザー光の照射で修正された不
良絵素は、正常に作動しているわけではないが、点欠陥
として極めて認識されにくい状態になる。すなわち、点
欠陥が実質的に修復されたといえる状態になる。
【0009】図7は上記方法による修復動作を可能とし
た表示装置の一従来例を示しており、レーザー光の照射
によって絵素電極120とソースバスライン110とを短絡し
得る冗長構造を各絵素毎に具備する構成をとる。この冗
長構造は図7において、絵素電極120の左下部に相当す
る部分に設けられ、ゲートバスライン100から絵素電極1
20に向けて突出するゲートバスライン突出部150、該ゲ
ートバスライン突出部150の先端部に絶縁膜を介して重
畳される導電体片170およびソースバスライン110か
ら突出し、ゲートバスライン突出部150に重畳される
ソースバスライン突出部160で構成される。これらはレ
ーザー光が照射される前の初期状態では相互に電気的に
絶縁されている。なお、図中130はTFTを示してい
る。
【0010】図8はこの冗長構造を拡大して示してお
り、上記のようにして点欠陥が発見されると、ガラス基
板越しに、まずレーザー光を図中破線で示す領域171に
照射し、これによりゲートバスライン突出部150の基端
部を切断する。次いで、ゲートバスライン突出部150お
よびソースバスライン突出部160の重畳部における破線
で示す領域172に2回目のレーザー光照射を行い、これ
により両突出部150、160を溶融させて両者を電気的に接
続する。その後、導電体片170内の領域173に3回目のレ
ーザー光照射を行い、これにより導電体片170とゲート
バスライン突出部150とを電気的に接続する。そうする
と、導電体片170が絵素電極120に電気的に接続されてい
るので、以上3回のレーザー光照射によりソースバスラ
イン110と絵素電極120とが短絡され、これにより上記し
た理由によって点欠陥が修正される。
【0011】ところで、この種の表示装置においては、
表示品位を向上させるために付加容量が形成される。図
9は付加容量を備えた表示装置の一従来例を示してお
り、絵素電極120の図中下部に相当する部分にゲートバ
スライン100と平行に付加容量を形成するための付加容
量バスライン181を配線し、これにより図中斜線で示さ
れる付加容量180を形成する構成をとる。より具体的に
は、下部電極となる付加容量バスライン181上に絶縁膜
を挟んで絵素電極120と同じ材質の導電体膜(上部電
極)を積層して形成され、付加容量バスライン181と導
電体膜との間に付加容量180を持つ。
【0012】なお、ガラス基板上に複数本配線される付
加容量バスライン181は該ガラス基板の端縁で短絡さ
れ、該ガラス基板と貼り合わせられる対向側基板と同電
位に設定される。それ故、電気回路的には付加容量180
が、絵素電極120と対向側基板との間に封入される液晶
容量に並列に配列されることになる。
【0013】また、図10は付加容量が形成される表示
装置の他の従来例を示しており、この従来例では、TF
T130を介して絵素電極120に接続されるゲートバスライ
ン100に隣接するゲートバスライン100に図中斜線で示す
付加容量180を形成する構成をとる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、付加容
量を形成した図9および図10に示す表示装置において
は、付加容量180を形成したことに伴う特有の絵素欠陥
を生じるおそれがある。すなわち、いずれの場合も付加
容量180にピンホール等の欠陥183が発生し、これに起因
して付加容量バスライン181およびゲートバスライン100
と絵素電極120との間に電流リークを生じ、絵素欠陥を
招来するという欠点がある。因みに、図9の場合には、
絵素電極120と付加容量バスライン181との間で発生する
電流リークにより、該絵素電極120に対応する液晶に電
圧が全く印加されないため、絵素欠陥を生じる。
【0015】このような欠陥183に伴う絵素欠陥は、上
記したレーザー光照射による短絡方法では修復すること
ができない。すなわち、図9の場合では、ソースバスラ
イン110を短絡したとしても、ソースバスライン110から
の信号が対向基板に流れるだけで、液晶には全く電圧が
印加されないため、絵素欠陥を修復することができな
い。また、図10の場合には、絵素電極120を介してソ
ースバスライン110とゲートバスライン100との間で電流
リークを生じるため、線状の絵素欠陥として認識される
ため、より大きな欠点となる。
【0016】本発明はこのような従来技術の欠点を解決
するものであり、付加容量形成部に発生するピンホール
等の欠陥に起因する絵素欠陥を制作後に容易に修復で
き、歩留りの向上およびコストダウンが図れるアクティ
ブマトリクス表示装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス表示装置は、一対の絶縁性基板の何れか一方の基
板上にゲートバスラインおよびソースバスラインを格子
状に配線し、両バスラインで囲まれた領域に絵素電極を
それぞれ配設すると共に、該絵素電極と該ゲートバスラ
インおよびソースバスラインにそれぞれスイッチング素
子を接続したアクティブマトリクス液晶表示装置におい
て、該絵素電極に臨設され、該絵素電極に向けて突出す
導電体バスライン突出部を有し、付加容量形成のため
の下部電極となる導電体バスラインと、該導電体バスラ
インに積層され、該導電体バスライン突出部の上だけで
該絵素電極に電気的に接続された上部電極と、該ソース
バスラインから突出され、先端部が絶縁膜を挟んで該
電体バスライン突出部に重畳されたソースバスライン突
出部と、該導電体バスライン突出部の上に絶縁膜を挟ん
で形成され、該絵素電極に電気的に接続され、該ソース
バスライン突出部と電気的に非接触状態にある導電体片
とを備えてなり、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0018】前記導電体バスラインは、付加容量バスラ
インとしてもよい。また、前記導電体バスラインは、前
記ゲートバスラインとしてもよい。
【0019】
【作用】上記構造において、付加容量形成部にピンホー
ル等の欠陥に起因する絵素欠陥が発生していることを検
出すると、まず、該当する導電体バスラインの導電体
スライン突出部の基部に光エネルギの一例として、例え
ばレーザー光を照射し、導電体バスライン突出部を導電
バスラインから切断する。この結果、導電体バスライ
ンと絵素電極が絶縁状態になるので、導電体バスライン
におけるピンホール等に起因する電流リークの影響が絵
素電極に及ぶことがない。従って、この状態の絵素は、
液晶に全く電圧が印加されない不良を生じていない状態
になる。
【0020】次いで、ソースバスライン突出部と導電体
バスライン突出部の重畳部および導電体片形成部にレー
ザー光を照射する。前者への照射により、両突出部に挟
まれた絶縁膜が溶融破壊され、これにより照射部の端部
において両突出部が短絡されることになる。また、後者
への照射によって導電体片と導電体バスライン突出部が
短絡され、導電体片と電気的に接続状態にある絵素電極
導電体バスライン突出部が導通されることになる。従
って、このような修復作業により、結局ソースバスライ
ンと絵素電極とが電気的に接続されることになる。
【0021】この結果、ゲートバスラインの選択、非選
択にかかわらず、不良絵素に常にソース信号が入力さ
れ、結局、ソース電圧の実効値が液晶に印加され、不良
絵素は隣接したソースバスラインに接続されたすべての
絵素の平均的な明るさに点灯することになる。従って、
欠陥に伴う絵素不良が実質的に修復される。
【0022】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【0023】図1は本発明の一実施例にかかるアクティ
ブマトリクス表示装置を示しており、この表示装置は、
上下一対の透明絶縁性基板間に液晶を封入してなる。下
側の基板1(図2および図3参照)上には、走査線とし
て機能する複数本のゲートバスライン10、10…およ
び信号線として機能する複数本のソースバスライン2
0、20…が格子状に配線され、両バスライン10、2
0で囲まれる矩形上の領域それぞれにITO(Indium
Tin Oxide)膜からなる絵素電極40がマトリクス状に
配設される。ゲートバスライン10にはこれから絵素電
極40側に向けて突出するゲート電極11が分岐され、
該ゲート電極11の先端寄りの部分にTFT30が形成
される。TFT30はスイッチング素子として機能し、
絵素電極40に接続される。ゲート電極11の先端は、
ソースバスライン20から絵素電極40に向けて突出形
成されるソース電極31の前方まで延伸する。
【0024】TFT30が接続されたゲートバスライン
10に隣接するゲートバスライン10と絵素電極40と
の間には付加容量を形成するための付加容量バスライン
(下部電極)70がゲートバスライン10と平行に配線
され、該付加容量バスライン70上には、ゲート絶縁膜
50(図2および図3参照)を挟んで付加容量電極(上
部電極)71が形成される。付加容量バスライン70の
前記TFT30と対向する部分には、付加容量バスライ
ン突出部72が突出形成される。この突出部72の基端
部はTFT30へ向かって直線状に延び、その先端部は
ソースバスライン20に向かってほぼ直角に屈曲してい
る。屈曲部の先端にはソースバスライン20から延出さ
れたソースバスライン突出部21がゲート絶縁膜50を
介して重畳される。一方、屈曲部の基端側には、ゲート
絶縁膜50を介して導電体片80が重畳される。
【0025】次に、図2および図3に従いこの表示装置
の断面構造を工程順に説明する。まず、ガラス基板1上
にTa膜をスパッタリング法で積層し、次いで、フォト
リソグラフィの手法によりTa膜をパターニングしてゲ
ートバスライン10およびゲート電極11を形成する。
この時、図3に示すように同時に付加容量バスライン7
0(およびこれの突出部72)が形成される。なお、T
a単層の膜に代えてTi、Al、Cr等の単層またはT
a、Ti、Al、Crの多層構造からなる導電体で形成
することにしてもよい。また、ゲートバスライン10と
ガラス基板1との間に、ベースコート膜としてTa25
等の絶縁膜12(図3参照)を形成することにしてもよ
い。
【0026】次いで、ゲートバスライン10上にプラズ
マCVD法により膜厚300nmのSiNx膜からなるゲー
ト絶縁膜50を積層する。なお、ゲートバスライン10
を陽極酸化してその表面にTa酸化膜を形成することに
してもよい。このようにすれば、2層の絶縁膜が形成さ
れるので、絶縁性をより向上できる利点がある。
【0027】次に、ゲート絶縁膜50に連続して、膜厚
30nmのa-Si(アモルファスシリコン)膜からなる半
導体層52および膜厚200nmのSiNx膜からなるエッ
チングストッパー層53を、プラズマCVD法により順
次積層する。そして、エッチングストッパー層53をパ
ターニングすると、その後、リンを添加したn+アモル
ファスシリコン膜(以下a-Siという)をプラズマC
VD法により膜厚80nmで積層し、これをパターニング
してコンタクト層60a、60bを形成する。このコン
タクト層60a、60bは、半導体層52と次に積層さ
れるソース電極31およびドレイン電極32とのオーミ
ックコンタクトを良好にするために形成される。
【0028】コンタクト層60a、60bをパターニン
グすると、その上にソース導電体をスパッタリング法に
より積層する。ソース導電体としては、Ti、Al、M
o、Cr等を選択し得るが、本実施例ではTiを採用し
た。次いで、ソース導電体をパターニングし、これによ
り、ソースバスライン20(およびその突出部21)、
TFT30のソース電極31、ドレイン電極32および
導電体片80を形成する。次いで、ガラス基板1上にI
TO膜をスパッタリング法により積層し、これをパター
ニングして絵素電極40および付加容量電極71を形成
する。
【0029】次に、絵素電極40上にSiNxからなる
保護膜層75を積層し、その上に配向膜76(図2参
照)を積層する。この保護膜層75は絵素電極40の中
央部を開口させた窓開き状に形成することもできる。ま
た、配向膜76はガラス基板1と、該ガラス基板1に貼
り合わせられる対向基板との間に封入される表示媒体と
しての液晶の液晶分子を配向させるために形成され、両
基板が貼り合わされて本実施例のアクティブマトリクス
表示装置が作成される。
【0030】以上の表示装置において、付加容量電極7
1にピンホール等の欠陥が発生し、この欠陥により絵素
欠陥が発生している場合の修復方法を図4に従い以下に
説明する。なお、このような絵素欠陥は表示装置に表示
動作を行わせ、それを視認して発見される。また、この
時、上記従来技術で説明した絵素欠陥も発見されるが、
この修復方法については従来例同様であるので省略す
る。
【0031】さて、ピンホール等の欠陥に起因する絵素
欠陥を検出すると、まず、該当する付加容量バスライン
70の突出部72における図4に破線で示す領域90
(突出部72の基部)にガラス基板1越しに光エネルギ
の一例としてレーザー光を照射する。本実施例では、レ
ーザー照射装置として、YAGレーザーを使用した。な
お、レーザー光の照射方向はガラス基板1側からでも、
対向基板側からでもよいが、本実施例では対向基板が遮
光性の導電体で覆われ、レーザー光を直接照射できない
ので、図3の白抜き矢符で示すようにガラス基板1の裏
面側から照射するとよい。
【0032】上記領域90へのレーザー光の照射によっ
て、領域90の導電体が四散し、この部分が切断され
る。この結果、突出部72が付加容量バスライン70か
ら電気的に絶縁される。これと同時に、突出部72は絵
素電極40および付加容量電極71からも絶縁される。
従って、この状態では付加容量バスライン70と絵素電
極40が絶縁状態にあるので、付加容量バスライン70
における電流リークの影響が絵素電極40に及ぶことが
ない。それ故、この状態の絵素は、液晶に全く電圧が印
加されない不良を生じていない状態になる。
【0033】次に、図4に破線で示す領域91、92に
順次レーザー光を照射する。ここで、領域91はソース
バスライン20からの突出部21と付加容量バスライン
突出部72の重畳部に相当し、一方、領域92は導電体
片80形成部に相当する。従って、領域91への照射に
よって両突出部21、72に挟まれたゲート絶縁膜50
が溶融破壊され、これにより照射部の端部において両突
出部が短絡されることになる。同様にして領域92への
照射によって導電体片80と付加容量バスライン突出部
72が短絡され、導電体片80と電気的に接続状態にあ
る絵素電極40と突出部72が導通されることになる。
それ故、領域91および92へのレーザー光の照射によ
って、結局ソースバスライン20と絵素電極40とが電
気的に接続されることになる。
【0034】この結果、ゲートバスラインの選択、非選
択にかかわらず、不良絵素に常にソース信号が入力さ
れ、結局、ソース電圧の実効値が液晶に印加され、不良
絵素は隣接したソースバスラインに接続されたすべての
絵素の平均的な明るさに点灯することになる。従って、
欠陥に伴う絵素不良が実質的に修復される。加えて、両
突出部21、72および導電体片80で形成される冗長
構造部分は、上記のように保護膜層75で覆われている
ので、レーザー光の照射によって溶融した導電体原子が
液晶中に混入するおそれがない。従って、液晶の表示特
性は良好に維持される。
【0035】なお、領域90への照射では導電体たる突
出部72を切断し、領域91、92への照射では突出部
21、72および導電体片80を溶融するが、これはレ
ーザー光の照射条件を適宜設定することにより可能であ
る。また、領域90〜92への照射順序は、上記順序に
限定されるものではない。
【0036】上記した冗長構造は図5に示す構造であっ
てもよい。この場合には、レーザー光照射前の初期状態
において、ゲート絶縁膜50を挟んだ上下の導電体、す
なわち、ゲートバスライン10とソースバスライン突出
部21又は導電体片80との間で電流リークを生じるの
を防止するために、ゲート絶縁膜50とソースバスライ
ン突出部21および導電体片80との間に、半導体層5
2、エッチングストッパー層53およびコンタクト層6
0を積層する構造になっている。
【0037】図6は本発明の他の実施例を示しており、
この実施例では付加容量電極71をTFT30に接続さ
れたゲートバスライン10に隣接するゲートバスライン
10上に形成すると共に、該ゲートバスライン10から
の突出部72と、前記ソースバスライン突出部21およ
び導電体片80で冗長構造形成する構成をとる。この
実施例によれば、上記実施例同様の修復動作が可能にな
ることはもちろんのこと、以下に示す利点を有する。
【0038】即ち、上記実施例のように、付加容量バス
ライン70を設けると、該付加容量バスライン70を設
けた分だけ光の遮断領域が増加するため、表示画面全体
が暗くなるが、この実施例の構造によれば、付加容量バ
スライン70を設けないので、当然のことながら光の遮
断領域を低減でき、表示画面全体を明るくすることがで
きる。
【0039】なお、この実施例による場合は、隣接する
ゲートバスライン10が非選択状態のときに、これに対
向側と同じ信号を入力して、該ゲートバスライン10を
付加容量バスラインとして活用する。
【0040】
【発明の効果】以上の本発明によれば、従来困難であっ
た付加容量形成部におけるピンホール等の欠陥に起因す
る絵素不良をアクティブマトリクス表示層との作成後に
容易に修復することができる。また、スイッチング素子
の不良に起因する絵素不良の検出および修復をも併せて
行うことができる。従って、本発明によれば、アクティ
ブマトリクス表示装置の製造歩留りを向上でき、大幅な
コストダウンが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかるアクティブマトリク
ス表示装置の平面図。
【図2】図1のA−A線による断面図。
【図3】図4のB−B線による断面図。
【図4】図1の部分拡大図。
【図5】アクティブマトリクス表示装置の冗長構造の他
の例を示す図面。
【図6】本発明の他の実施例を示す平面図。
【図7】従来例を示す平面図。
【図8】図7の部分拡大図。
【図9】付加容量を有するアクティブマトリクス表示装
置の従来例を示す平面図。
【図10】付加容量を有するアクティブマトリクス表示
装置の他の従来例を示す平面図。
【符号の説明】
1 ガラス基板 10 ゲートバスライン 20 ソースバスライン 21 ソースバスライン突出部 30 TFT 40 絵素電極 50 ゲート絶縁膜 70 付加容量バスライン 71 付加容量電極 72 付加容量バスライン突出部 80 導電体片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川瀬 伸行 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (72)発明者 橘 誠 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (72)発明者 大津 久美子 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−124538(JP,A) 特開 平4−136918(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の絶縁性基板の何れか一方の基板上に
    ゲートバスラインおよびソースバスラインを格子状に配
    線し、両バスラインで囲まれた領域に絵素電極をそれぞ
    れ配設すると共に、該絵素電極と該ゲートバスラインお
    よびソースバスラインにそれぞれスイッチング素子を接
    続したアクティブマトリクス液晶表示装置において、 該絵素電極に臨設され、該絵素電極に向けて突出する
    電体バスライン突出部を有し、付加容量形成のための下
    部電極となる導電体バスラインと、 該導電体バスラインに積層され、該導電体バスライン突
    出部の上だけで該絵素電極に電気的に接続された上部電
    極と、 該ソースバスラインから突出され、先端部が絶縁膜を挟
    んで該導電体バスライン突出部に重畳されたソースバス
    ライン突出部と、 該導電体バスライン突出部の上に絶縁膜を挟んで形成さ
    れ、該絵素電極に電気的に接続され、該ソースバスライ
    ン突出部と電気的に非接触状態にある導電体片とを備え
    たアクティブマトリクス表示装置。
  2. 【請求項2】前記導電体バスラインは、付加容量バスラ
    インであることを特徴とする請求項1記載のアクティブ
    マトリクス表示装置。
  3. 【請求項3】前記導電体バスラインは、前記ゲートバス
    ラインであることを特徴とする請求項1記載のアクティ
    ブマトリクス表示装置。
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