JP5004691B2 - 画素電極構造および画素電極の補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、画素電極構造および画素電極の補修方法に関する。

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）は高画質、小型、軽量、低い駆動電圧、省電力および応用範囲が広いなどの長所を備えている。よって、中、小型の携帯型テレビジョン受像機、携帯電話機、ビデオレコーダ、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、および画像プロジェクタなどの民生用電子またはコンピュータ製品に広く用いられるとともに、すでに陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ；ＣＲＴ）に取って代わって表示装置の主流となっている。

液晶表示装置の発展過程において、初期段階では透過型の液晶表示装置の発展が主であった。一般的な透過型の液晶表示装置では、その光源はディスプレイの後面に内蔵されており、バックライト（ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ）と呼ばれている。よって、その画素電極（ｐｉｘｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）の材料は透明の導電性材料、つまり酸化インジウム・スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）を使用する必要があった。透過型の液晶表示装置に使用されるバックライト光源は、消費電力が最も大きなモジュールであり、一般的な液晶表示装置の応用が最も広い分野は、携帯型コンピュータおよび通信機器製品であり、通常、使用過程では電池により電気エネルギーを供給しなければならない。したがって、液晶表示装置の消費電力を如何に低減するかということが、主流となる研究の方向となっている。

反射型の液晶表示装置は、このような事情に鑑みて提案されたものであり、その光源は外部の自然光または人工的な光源を利用している。電気泳動型表示装置（ＥＰＤ、Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ 電子ペーパーとも呼ばれている）は新たな光電表示技術であり、省電力性に加えて、携帯性と収納性に優れている。

電気泳動型表示装置が利用される範囲は、例えば電子看板、電子書籍、ＩＣカード、ひいてはテレビジョン受像機またはコンピュータなどといった画像を表示するための表示装置である。電子ペーパーは巻き軸状とすることができ、平面なあらゆる物品上に貼り付けることができるため、画像文字を記憶するコントロールチップを付加することで、時間と空間の制限を受けることなく情報を入手でき、または画像を意図的に変化させるという利便性を享受できる。

電気泳動型表示装置を適応して制作された電子ペーパーは、一般的には例えば合成樹脂のような２枚のパネルを用いて、電極の方式で、パネル上に画像を形成している。したがって、電気泳動型表示装置の製品は巻回でき、１８０度の視野角を備え、サイズを自由に裁断したり、組み合わせることができ、電源を節約でき（画像を固定して表示する際にはほとんど電力を消費しない）、耐摩耗性・耐衝撃性に優れ、さらに廉価であるなどの長所を備えている。また一部にはガラス基板を用いて製作された電気泳動型表示装置もある。

一般的には、電気泳動型表示装置の金属配線では、樹脂層で下方の回路から隔離するとともに、その上に透明電極を製作するものである。この透明電極を製作するときに、不純物などが要因となってフォトレジストを均一に塗布できないということがある。したがって、透明電極を形成した後に、一部の透明電極の間に導通してしまう不具合が発生して、電気泳動型表示装置の生産品質に影響を及ぼしてしまうことがある。

図１を参照する。図中に示すように、電気泳動型表示装置の画素は走査配線１１０およびデータ配線１２０により制御されるものであり、欠陥１３０が隣接する透明画素電極１６０の間に形成された場合、隣接する透明画素電極１６０の互いの間が導通し、互いに干渉して、表示装置の品質が低下してしまう。もし、レーザ切削の方式で欠陥１３０の位置に第１の切削溝１４０および第２の切削溝１５０を形成して、導通してしまった透明画素電極１６０を隔離すると、例えば走査配線１１０またはデータ配線１２０といった下方の金属配線が補修時のレーザ切削により切断される可能性があり、この場合、別途配線の補修が必要になる場合や、この表示装置を破棄する場合もある。

このように、従来の表示装置にあっては、画素電極の間に不純物がある場合、隣接する画素電極が導通してしまい、表示品質に影響を及ぼされ、さらに、補修時に下方の金属配線が損傷するといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、画素電極が互いに導通してしまう不具合の補修を簡素化する画素電極構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、画素電極の補修時に下方の金属配線が損傷することを効果的に防止できる画素電極の補修方法を提供することにある。

上記目的によれば、本発明は、補修者による画素電極の補修を簡素化できるように、金属配線の一方側に配置されている画素電極構造である。この画素電極構造には、画素電極と、画素電極の周囲に配設され、画素電極の内部に延在するとともに金属配線を跨っている少なくとも一つの第１の開口部と、を備えている。

このうち上記画素電極は、例えば酸化インジウム・スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＺｎＯ）、カドミウム・スズ酸化物（Ｃａｄｍｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＣＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）、二酸化ジルコニウム（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ；ＺｒＯ２）およびアルミニウム・亜鉛酸化物（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＡＺＯ）などからその一つが選ばれるか、その組み合わせで形成された透明電極である。このうち上記した画素電極は例えば金属電極といった非透明の導電性電極としてもよい。

このうち、開口部は金属配線の上方を跨り、そして金属配線は走査配線またはデータ配線であることが好ましい。そして例えばレーザビームといったエネルギービームを用いて画素電極を切削した後、この画素電極構造には切削溝が形成されて、開口部が外側に延在するとともに画素電極を二分割する。この切削溝は、例えば金属配線と互いに平行させ、金属配線と交差することがないようにする。そして画素電極構造は、更に第２の開口部を備え、しかも切削溝が第１の開口部と第２の開口部とを連通させて、画素電極を二分割してもよい。

本発明の他の態様は、上記した表示パネルを用いるとともに、例えばレーザビームなどのエネルギービームを用いて、開口部から画素電極を二分割して、画素電極の互いの間が導通してしまう不具合を修復する、画素電極の補修方法を提供するものである。

（１）金属配線の一方側に配設されている画素電極と、前記画素電極の上に配設され、前記画素電極の内部に延在するとともに、前記金属配線を跨っている少なくとも一つの第１の開口部と、を備えた、ことを特徴とする画素電極構造。

（２）前記第１の開口部が前記画素電極の縁から前記画素電極の内部に延在している、ことを特徴とする（１）に記載の画素電極構造。

（３）前記第１の開口部が密封開口であり、前記金属配線の上方に配設されている、ことを特徴とする（１）に記載の画素電極構造。

（４）前記第１の開口部が前記金属配線の上方を直交して跨っている、ことを特徴とする（１）に記載の画素電極構造。

（５）前記金属配線が走査配線である、ことを特徴とする（１）に記載の画素電極構造。

（６）前記金属配線がデータ配線である、ことを特徴とする（１）に記載の画素電極構造。

（７）前記画素電極が、前記第１の開口から外側に延在するとともに前記画素電極を二分割する切削溝を更に備えた、ことを特徴とする（１）に記載の画素電極構造。

（８）前記切削溝と前記金属配線とが、直交を除く所定の角度をなす、ことを特徴とする（７）に記載の画素電極構造。

（９）前記画素電極上に配置されている第２の開口部を更に備えるとともに、前記切削溝が前記第１の開口部と前記第２の開口部とを連通させて、前記画素電極を二分割する、ことを特徴とする（７）に記載の画素電極構造。

（１０）金属配線の一方側に配設されている画素電極の上に配設され、前記画素電極の内部に延在するとともに前記金属配線を跨っている少なくとも一つの第１の開口部を備えた表示パネルを準備する工程と、エネルギービームを用いて、前記第１の開口部から前記画素電極を二分割する工程と、を含む、ことを特徴とする画素電極の補修方法。

本発明の画素電極の補修方法によれば、補修者による画素電極の補修を簡素化し、更には金属配線の破損を効果的に防止することができ、表示パネルの生産量を増やすとともに、パネルの歩留まりを改善することができる。

本発明の画素電極構造によれば、隣接する画素電極との間の隔離が簡素化されるだけでなく、画素電極の補修時に金属配線が破損してしまうという問題を解消することができるので、表示装置の表示品質を高めるとともに、補修の費用を効果的に削減することができる。

以下において、図面および詳細な説明をもって本発明の技術的思想を説明するが、例えば当業者であれば本発明の好ましい実施例を理解した後、本発明が開示する技術に変更および付加を行うことは可能であり、これは本発明の技術的思想および範囲を逸脱するものではない。

本発明における画素電極構造およびこの画素電極を応用した画素構造を示す概略図である図２Ａを参照する。図中に示すように、本発明の画素電極構造は、主に画素電極２６０を備え、その上には例えば第１の開口部２６２、第２の開口部２６４のうち少なくとも一つの開口部を備えている。表示装置の表示方向から見たとき、画素電極２６０の一部領域はその周囲の走査配線２１０およびデータ配線２２０に一部が重なっており、つまり表示装置に垂直となる投影方向において、画素電極２６０の一部領域はその周囲の走査配線２１０およびデータ配線２２０にいずれも一部が重なっていることを示している。第１の開口部２６２は画素電極２６０の周囲から画素電極２６０の内部に延在しており、第１の開口部２６２は走査配線２１０を跨っているのが好ましい。そして第２の開口部２６４も画素電極２６０の周囲から画素電極２６０の内部に延在し、第２の開口部２６４はデータ配線２２０を跨っているのが好ましい。

画素電極２６０の下方にはキャパシタ２４０と、この画素の中間に配置されているドレイン延長金属層２５０とを更に備えている。キャパシタ２４０およびドレイン延長金属層２５０はそれぞれ金属層から構成されているのが好ましい。ドレイン延長金属層２５０は画素の薄膜トランジスタ２３０のドレインから延びて来ている金属薄膜である。表示装置の表示方向から見ると、前記第１の開口部２６２および第２の開口部２６４はドレイン延長金属層２５０の外周まで延びているが、ドレイン延長金属層２５０またはキャパシタ２４０に重なる必要はない。

このうち、前記画素電極２６０は、例えば酸化インジウム・スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＩＴＯ）、酸化亜鉛（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＺｎＯ）、カドミウム・スズ酸化物（Ｃａｄｍｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；ＣＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＩＺＯ）、二酸化ジルコニウム（Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ；ＺｒＯ２）およびアルミニウム・亜鉛酸化物（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；ＡＺＯ）などからその一つが選ばれるか、その組わ合わせで形成された透明電極であることが好ましい。このうち前記画素電極２６０は例えば金属電極といった非透明の導電性電極であってもよい。

図３を参照する。欠陥３９０は、例えば塵埃または隣接する画素電極２６０に導通を引き起こす何らかの異常な接続であり、第１の画素３４０、第２の画素３５０、第３の画素３６０、第４の画素３７０の画素電極２６０に導通の現象が生じたとき、補修者は予め設けられている第１の開口部２６２、第２の開口部２６４のうち少なくとも一つの開口部により、導通されている画素電極２６０を簡単に隔離することができる。

第１の開口部２６２および第２の開口部２６４は、それぞれ走査配線２１０およびデータ配線２２０を跨っているので、補修者はレーザビームまたはその他のエネルギービームなどを用いる切削方法により、走査配線２１０およびデータ配線２２０の内側の画素電極２６０を切削して、これを二分割するのが容易になるため、他に導通されている画素電極２６０は効果的に隔離される。

第１の切削溝３１０を参照する。まず補修者はレーザビームを用いて第１の画素３４０内側の画素電極２６０を、第１の開口部２６２から走査配線２１０に平行に下方に切削した後、９０度回転させるとともにデータ配線２２０に平行する方向に沿って第２の開口部２６４の位置まで切削する。したがって、第１の画素３４０の画素電極２６０は第２の画素３５０、第３の画素３６０、第４の画素３７０の画素電極２６０と電気的に隔離される。次に、第２の切削溝３２０を参照する。補修者は更に第２の画素３５０の画素電極２６０の第１の開口部２６２から上方に向かって走査配線２１０に平行して第２の画素３５０の内側から第２の画素３５０の画素電極２６０および欠陥３９０の一部を、他に導通されている画素電極２６０と効果的に隔離する。そして第３の切削溝３３０を参照する。補修者は画素電極２６０の間の開口部３８０に沿って欠陥３９０を切開して、第３の画素３６０の画素電極２６０と第４の画素３７０の画素電極２６０とを電気的に隔離する。よって、第１の画素３４０、第２の画素３５０、第３の画素３６０、第４の画素３７０の画素電極２６０は効果的に隔離されるため、各々の画素電極２６０は各自独立して、その他隣接する画素電極２６０の影響を受けることがなくなるので、表示装置の各画素は所望の色を個別に表示することができる。また切削溝の各々はいずれも走査配線２１０またはデータ配線２２０に平行しているため、走査配線２１０およびデータ配線２２０を跨る必要がなく、切削に際しては、レーザビームは走査配線２１０またはデータ配線２２０を損なうことなく、補修の品質および効率を効果的に向上させることができる。

このうち切削溝は、走査配線２１０またはデータ配線２２０に対して僅かな所定角度をなしてもよく、走査配線２１０またはデータ配線２２０に直交することがなければ、画素電極２６０の補修を行い易くなる。すなわち、切削溝は、走査配線２１０またはデータ配線２２０に対して直交を除く所定の角度をなすことで、画素電極２６０の補修を行い易くなる。例えば、この切削溝は、例えば金属配線と互いに平行させ、金属配線と交差することがないようにすればよい。そして開口部の位置および数量は実際のニーズに応じて増減してもよく、欠陥が所定の二つの開口部の間に位置している、または開口部と画素電極２６０の縁の間に位置しているときには、画素電極２６０の補修を行い易くなる。

これ以外に、図２Ｂを参照する。第１の開口部２６６および第２の開口部２６８もまた密封方式で画素電極２６０上に形成することができるが、走査配線２１０およびデータ配線２２０の上方を跨るのが好ましい。切削が必要なときには、レーザビームを用いて、第１の開口部２６６、第２の開口部２６８のうち少なくとも一つの開口部から画素電極２６０の縁に向けて画素電極２６０の一部を切除して、切削溝を形成するが、図３の切削溝を組み合わせることで、画素電極２６０の補修を効果的に行えるようになる。

本発明の画素電極構造およびこの画素電極構造を用いた表示パネルでは、所定位置に配設されている開口部によって、互いに導通している画素電極を電気的に隔離できるとともに、開口部が予め設けられているため、切削用のレーザビームが下方の金属配線を跨る必要がないので、金属配線の損傷を効果的に防止することができるので、補修者による表示パネルの補修を簡素化することができるとともに、表示パネルの生産量を増やすことができ、さらに、パネルの歩留まりを効果的に改善することができる。

上記したものは、単に本発明の好適な実施例の一つに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するためのものではないことは、当業者であれば理解できる。本発明の開示する技術的思想を逸脱することなく完成された等価の変更または付加は、いずれも特許請求の範囲に包括される。

本発明の上記およびその他目的、特徴、長所および実施例をより明確に理解できるように、下記のとおり図面の詳細な説明を行う。
従来の表示装置の欠陥、および補修のレーザ切削溝の概略図である。 本発明における画素電極の構造概略図である。 本発明における画素電極の他の構造概略図である。 本発明における画素電極の構造概略図、および補修のレーザ切削溝の概略図である。

符号の説明

１１０ 走査配線
１２０ データ配線
１３０ 欠陥
１４０ 第１の切削溝
１５０ 第２の切削溝
１６０ 画素電極
２１０ 走査配線
２２０ データ配線
２３０ 薄膜トランジスタ
２４０ キャパシタ
２５０ ドレイン延長金属層
２６０ 画素電極
２６２ 第１の開口部
２６４ 第２の開口部
２６６ 第１の開口部
２６８ 第２の開口部
３１０ 第１の切削溝
３２０ 第２の切削溝
３３０ 第３の切削溝
３４０ 第１の画素
３５０ 第２の画素
３６０ 第３の画素
３７０ 第４の画素
３８０ 開口部

Claims (8)

1. 金属配線と重なって配設されている画素電極と、
   前記画素電極に配設され、前記金属配線を跨って配設されている密閉開口である第１の開口部と、を備えた、ことを特徴とする画素電極構造。
2. 前記第１の開口部が、前記金属配線の上方を直交して跨っている、ことを特徴とする請求項１に記載の画素電極構造。
3. 前記金属配線が、走査線である、ことを特徴とする請求項１に記載の画素電極構造。
4. 前記金属配線が、データ配線である、ことを特徴とする請求項１に記載の画素電極構造。
5. 更に、前記第１の開口部から延在するとともに前記画素電極を切削することによって形成される切削溝を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の画素電極構造。
6. 前記切削溝と前記金属配線とが交差しない、ことを特徴とする請求項５に記載の画素電極構造。
7. 前記画素電極の上に配置されている第２の開口部を更に備え、前記切削溝が前記第１の開口部と前記第２の開口部とを連通させて、前記画素電極を二分割する、ことを特徴とする請求項５に記載の画素電極構造。
8. 金属配線と重なって配設されている画素電極に配設され、前記金属配線を跨って配設されている密閉開口である第１の開口部を備えた表示パネルを準備する工程と、
   エネルギービームを用いて、前記第１の開口部から前記画素電極を切削して、前記第１の開口部から連通する切削溝を形成する工程と、を含む、ことを特徴とする画素電極の補修方法。
   

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