JPH02193114A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈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の
製造方法に関し、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型表示装
置の製造方法に関するものである。

〈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）　ＩＪクス状に配列された表示
絵素を選択することにより画面状に表↓ 示パターンを形成している。表示絵像の選択方式として
、個々の絵素を独立した電極で配列しこの絵素電極のそ
れぞれにスイッチング素子を連結して表示駆動するアク
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、液晶テレヒジョン、ワードプロセッサーやコ
ンピュータの端末表示等に実用化されている。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−絶縁周一金属
）素子、ＭＯＳ）ランジスタ素子、ダイオード°、バリ
スタ等が一般に用いられており、絵素電極とＴり これに対内極間に印加される電圧をスイ・ノチングする
ことによりその間に介在する液晶、ＥＬ発光層あるいは
プラズマ発光体等の表示媒体の光学変調が表示パターン
として視認される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 絵素電極にスイ・ノチング素子を連結して高密度の表示
を行う場合、非常に多数の絵素電極とスイッチング素子
を配列することが必要となる。しかしながら、スイッチ
ング素子は基板上に形成した時点で動作不良素子となる
ことがあり、このような不良素子に連結された絵素電極
は表示に際し欠陥となる。この欠陥を絵素電極基板の製
作段階で検出することは極めて困難であり、特に絵素数
が１０万個〜１００万個以上もある大型表示パネルでは
ほとんど不可能とされている。

絵素欠陥を修復する技術としては、特開昭６１−１５８
６１９号公報に示される如く絵素電極１個当たり複数個
のトランジスターを設け、一方のトランジスターのみを
絵素電極と接続し、絵素電極と接続されたトランジスタ
ーが不良の場合はこのトランジスターと絵素電極をレー
ザートリマーや超音波カッターにより切断して他方のト
ランジスターを絵素電極と接続する技術が提唱されてい
る。また、この場合のトランジスターと絵素電極の接続
手段としては、微少な導体をデイスペンサー等で付着さ
せる方法、基板上にＡｕ、ＡＩ等を所定部位にコートす
る方法が例示さり、ている。

しかしながら、上記従来の欠陥修復技術では、一方のト
ランジスタが不良の場合他方のトランジスタへの接続は
導体の付着あるいは金嘱コート方式を利用する関係上表
示パネルを組み立てる前のトランジスター基板製作工程
の段階で行うことが必要となるが、この場合、トランジ
スター基板製作段階で不良トランジスターの検呂は極め
て困難である。多数の絵素電極に応じて配列形成された
トランジスター個々の動作特性を全数にわた−て電気的
に検査するだめには極めて高精度の測定機等を用いなけ
ればならず、長時間が必要となり、検査工程が繁雑で量
産性が阻害されかつコスト高になるという結果を招くだ
め、実用品としての大量生産には使用できないというの
が実情である。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上述の問題点に鑑み、スイッチング素子の動作
不良を容易に検出することができかつそれによって生ず
る絵素欠陥を簡単に修復することが可能な表示装置の製
造方法を提供するものである。即ち、本発明に係る表示
装置の製造方法は、表示パターンを生起するために表示
１＜ネル基板上に複数の絵素電極を配列し、各絵素電極
に対して駆動電圧の開閉制御用としてスイッチング素子
を接続し、さらにスイッチング素子各々に対して予備ス
イッチング素子を併設する。この予備スイッチング素子
は絶縁層の介在によ−て予備スイッチング素子側電極と
絵素電極間が非導通状態に置かれている。次に絵素電極
が配列された表示パネル基板とこれに対向する他方の表
示パネル基板の間に絵素電極に印加される駆動電圧に応
答して光学特性が変化する液晶、ガス、発光体等の表示
媒体を挿入する。次に各スイッチング素子を表示媒体に
駆動電圧が印加される動作状態とすることにより、スイ
ッチング素子の不良を検出する。一対の表示パネル基板
の少なくとも一方は透光性部材で形成されており、この
透光性基板を介して外部より光エネルギーを上記不良ス
イッチング素子の絵素電極に併設されている予備スイッ
チング素子と絵素電極部位の相互の接続端付近に照射し
てその間の絶縁層を破壊し、予備スイッチング素子と絵
素電極の導通を得ることによって、不良スイッチング素
子に接続された欠陥絵素を修正する。以上の欠陥修正技
術を用いることによ−て、良質の欠陥の無い表示装置を
容易に大量生産することが可能となる。

〈作　用〉 上記絵素電極に対するスイッチング素子を有する表示装
置を表示パネル作製後金絵素電極に同時にあるいは時分
割で適宜駆動電圧を印加することにより、絵素電極に接
続されたスイッチング素子の不良は光学的に容易に検出
される。例えば全絵素電極を同時駆動すれば、これに対
応する表示媒体は駆動電圧に応じた光学的変調を生起す
るが、スイッチング素子が不良の場合はこの光学的変調
が起こらず絵素欠陥として観察されることになる。

この絵素欠陥は絵素電極数が数十万個以上配列されてい
たとしても拡大レンズ等を使用すれば肉眼でも容易に識
別が可能である。

絵素欠陥部位が特定されると外部より透光性の表示パネ
ル基板を介して欠陥絵素の予備スイッチング素子側電極
部位間に光エネルギーを照射し、電極金属を溶解すると
ともに非導通状態を維持していた絶縁層を絶縁破壊させ
て予備スイッチング素子と絵素電極を電気的に接続する
。絵素電極は不良のスイッチング素子に代わって予備ス
イッチング素子よシ駆動電圧が印加されることとなる。

また必要に応じて絵素電極に接続されていた不良のスイ
ッチング素子を光エネルギーにより切断して絵素電極と
切り離してもよい。これによって、絵素欠陥が修復され
る。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例の説明に供する液晶表示装置
の構成口であり、第１図＋ＡＪはＴＰＴ基板の平面図、
第１図（Ｂｌは第１図（Ａ）のＰ−Ｐ断面図に対応する
液晶表示装置の断面図、第１図（Ｃ１は第１図（Ａｌの
Ｑ−Ｑ断面図に対応する液晶表示装置の断面図である。

本実施例はアクティブマトリックス駆動方式でＴＰＴを
開閉制御することにより絵素電極を選択する透過型液晶
表示装置の製造方法を例示するが、反射型の液晶表示装
置であっても同様である。

ガラス基板１表面にＴａ２０５．Ａ〕２０３又はＳｉ３
Ｎ４等から成るベースコート膜２を厚さに走査信号（ゲ
ート電圧）を供給するゲートバス配線３とデータ信号（
ソース電圧）を供給するソースバス配線４を格子状に配
列形成する。ゲートバス配線３は一般にＴａ、Ａｌ、Ｔ
ｉ、Ｎｉ、Ｍ。

等の単層又は多層金属で形成されるが、本実施例ではＴ
ａを使用している。ソースバス配線４も同様の金属で形
成されるが本実施例ではＴｉを使用している。ゲートバ
ス配線８とソースバス配線４はマスクパターン、エツチ
ング等で形成しその交差位置には後述するベース絶縁膜
を介在させて電気的に絶縁する。ゲートバス配線３及び
ソースバス配線４で囲まれた矩形の領域各々には透明導
電膜（Ｉ　Ｔｏ　）から成る絵素電極５を配置し、マト
リックス状に成形された絵素パターンを構成する。

絵素電極５の隅部付近には外部から供給される駆ＴＦＴ
ｅヶ絵ヵ、極５、え的に抜孔−し、シまた絵素電極５の
別の隅部付近には絵素電極５と非導通状態で予備ＴＦＴ
７を対置させる。ＴＰＴ６及び予備ＴＦＴ７はゲートバ
ス配線３上に並設さｈ６、ソースバス配線４より分岐さ
れた枝配線８でソースバス配線４と接続される。

上記工程で得られるＴＦＴｅ付近の詳細構成は第１図Ｆ
Ｂ＋に示す如く、ゲートバス配線８の一部に形成される
Ｔａのゲート電極９．ゲート電極９の表面を陽極酸化し
て得られるＴ　ａ　２０　ｓから成るゲート絶縁膜１０
、この上を覆−てほぼベースコート膜２上の全域に延設
され、ゲート絶縁膜を兼ねるＳ　ｉＮｘ　（例えば５ｉ
３Ｎ４）から成るベース絶縁膜１１、アモルファスシリ
コン（ａ−５ｉ　）からなる真性半導体層１２、真性半
導体層１２の上面を保護しかつソース・ドレイン電極分
離時のエツチングストッパーとなるＳ　ｉＮｘから成る
半導体保護膜１３、ソース・ドレイン電極とのオーミッ
クコンタクトを得るたぬのａ−８ｉから成るｎ型半導体
層１４が順次積層され、ｎ型半導体層１４上にはＴｉ、
Ｎｉ、Ａｌ等から成り枝配線８と接続されたソース電極
１５及び絵素電極５と接続されたドレイン電極１６がエ
ツチングにより分離並設された構造から成る。ドレイン
電極１６の端部と接続される絵素電極５はベース絶縁膜
１１上に矩形のパターンとして形成される。ベース絶縁
膜１１の厚さは１５００Ａ〜６０００Ａ程度が適に設定
１．７でいる。ＴＦＴ６上面及び絵素電極５の上面を覆
ってほぼ全面にＳｉＮｘから成る保護膜１７を被覆し、
この保護膜１７上に液晶分子１８の配向を規制する５ｉ
０２．ポリイミド系樹脂等の配向層１９を堆積する。保
護膜１７の厚さは２０００λ〜１００ＯＯＡ程度が適当
であるが、本実施例では５０００Ａ前後に設定している
。尚ベース絶縁膜１１及び保護膜１７としてはＳｉＮｘ
以外にＳ　ｉＯｘ、　Ｔａ２０５．　Ａノ２０３．Ｙ２
Ｏ３゜Ｔｉ０ｚその他の酸化物や窒化物を用いることが
できる。また保護膜１７は全面被覆する以外に絵素電極
５との間の電気二重層を解消するため絵素電極５の中央
部で除去した窓あき構造としてもよい。

絵素電極５の形成され、たガラス基板１に対向して他方
のガラス基板２０を貼着し液晶注入用セルを形成する。

尚、他方のガラス基板２０の内面にはカラーフィルタ層
２１．絵素電極５に対向する対向電極２２及び配向層２
３が重畳形成され、カラーフィルタ層２１の周囲には必
要に応じてブラノクマ）　ＩＪノクス（図示せず）が設
けられてイル。

上記一対のガラス基板１．２０から成る液晶注入用セル
内に表示媒体としてねじれ配向されたツィステッドネマ
チック液晶分子１８を封入して表示パネルを形成する。

、液晶分子１８は周知の如く絵素電極５と対向電極２２
間の電圧印加に応答して配向変換さ：１１１、これによ
り光学的変調に基〈表示が行なわれる。

次に作製された予備ＴＦＴＴ付近の詳細構成について第
１図ＦＣ＋とともに説明する。予備ＴＰＴ７のトランジ
スター素子部の構造は上記ＴＦＴ６と同様である。トラ
ンジスター素子部外方のゲート電極９と所定距離だけ離
れだベースコート膜２上にゲート電極９と同様なＴａ、
Ｎｉ、Ａノ又はＴｉ等から成る継手金属層２４が島状に
形成されている。この継手金属層２４は工程を簡略化す
るためゲート電極９の形成時に同時にパターン形成する
。

継手金属層２４上には上述“したベース絶縁膜１１を堆
積してＴＦＴ６と絵素電極５を非導通状態とする。この
上に予備ＴＰＴ７のドレイン電極１６の延設端１６ａが
載置される。また絵素電極５の接続用端部は継手金属層
２４上のベース絶縁膜１１上にＴｉ、　Ａ、Ａ、Ｎｉ又
はＴａ等から成る金属片２５とともに積層され、ドレイ
ン電極１６の延設端１６ａとは離間されており、双方は
非導通状態を維持している。ドレイン電極１６の延設端
１６ａと金属片２５上の絵素電極端部はこの上に堆積さ
れる上記保護膜１７によ−て完全に被覆される。継手金
属層２４とドレイン電極延設端１６ａ及び金属片２５間
に位置するベース絶縁膜１１は上下金属間の層間絶縁体
として働き、その厚さは施例ではＴＰＴのゲート絶縁膜
を兼ねるベース絶縁膜１１を利用しているため１００Ｏ
Ａ〜８５００Ａに設定される。またドレイン電極延設端
１６ａ及び絵素電極端部上の保護膜１７は表示媒体であ
る液晶分子１８と隔離した状態で双方間の電気的接続全
行なうだめのものであり、１５００Ａ〜１５０００Ａ程
度が適当であるが、本実施例ではＴＦＴ　６の保護膜１
７を利用しているため上記工程で作製された液晶表示パ
ネルを背面側に設置された光源等で照らすとともにゲー
トバス配線８及びソースバス配線４の全ラインから全絵
素電極５にＴＦＴ６を介シ１．て駆動電圧を印加し、液
晶パネルの全絵素を全面駆動する。ＴＦＴ６が不良の場
合、その絵素の液晶分子１８は配向変換動作が不完全と
なり、絵素の点灯不良が生じる。

こ・ｈ、によって絵素欠陥が容易に視認される。駆動電
圧をオン・オフすることによりＴＦＴ６の導通不良及び
リークがともに検出可能である。検出された絵素欠陥部
へ第２図に示す如く外部より下方のガラス基板１又は上
方のガラス基板２０を介してレーザ光、赤外線、電子ビ
ームその他の光線を光エネルギーと【７て予備ＴＰＴ？
側の継手金属層２４に向かって照射する。本実施例では
ＹＡＧレーザ光を用いた。レーザ光が照射されると継手
金属層２４．ベース絶縁１摸１１．ドレイン電極延設端
１６ａは相互に溶解し、層間絶縁層が絶縁破壊さｈ６、
ドレイン電極１６と継手金属層２４が導通状態となる。

同様に絵素電極５側の金属片２５と継手金属層２４もレ
ーザ光が照射されると互いの金属が溶解接触して導通状
態となる。従って、継手金属層２４を介して予備ＴＰＴ
７のドレイン電極１６と絵素電極５が電気的に接続され
ることとなる。このとき、不良のＴＦＴ６と絵素電極５
間の電気的接続は必要に応じてＴＦＴ６のドレイン電極
１６ヘレーザ光を照射し、てドレイン電極１６を切断し
非導通とすることができる。継手金属層２４、ベース絶
縁膜１１．ドレイン電極延設端１６ａ、金属片２５の１
／−ザ照射による相互溶解は保護膜１７によって被覆さ
ニルでいるため液晶から隔離されて進行することとなり
、従って溶解金属によって液晶が汚されることがない。

保護膜１７は透明絶縁体でありレーザ光を透過させるが
保護膜１７を透過したレーザ光は金属材に吸収されてこ
れを瞬時に加熱溶解させる。従−てレーザ光照射に際し
保護膜１７によって液晶分子１８と隔離された状態で金
属材とこれに挾まれた層間絶縁層は互いに溶解混合され
る。またレーザ光の照射された液晶層は照射部が白濁す
るが、この白濁はやがて消失し液晶は元の配向状態に復
元されることが実際的に確かめら、ｌ″１．た。以上に
より、不良ＴＰＴに接続された絵素電極の欠陥は予備Ｔ
ＰＴによって修復されることになる。

尚、レーザ光照射強度を強くあるいは照射時間を長くす
ると保護膜１７さらには配向膜１９も破壊され、変色ま
だは照射部に孔があくことになるが、この場合であって
もレーザ照射部は微小領域であり絵素電極５の隅部付近
に限定されるため、表示に影響を与えることはない。即
ち、保護膜１７等が破壊されるとレーザ照射によシ溶解
さ力。

た微片等が液晶に混入されて液晶を汚染するが、この微
片等は液晶中で広く拡散されずレーザ照創部付近に固定
されることが実験的に確かめられており、従って、液晶
の汚染は絵素電極の隅部付近のみで生じ、実質的に表示
パターンの品位は低下しない。

予備ＴＦＴ７と絵素電極５の配置構造は上記以外に第８
図あるいは第４図に示す構造とすることもできる。第３
図は予めベース絶縁膜１１にスルーホールを設け、継手
金属層２４と金属片２５を接続しておいてＴＦＴ６不良
時に予備ＴＰＴ７のドレイン電極延設端１６ａと継手金
属層２４のみを光エネルギーで電気的接続するものであ
る。また第４図は継手金属層２４を廃止し２、予備ＴＦ
Ｔ７のドレイン電極延設端１６ａを金属片２５の直下に
ベース絶縁膜１１を介して配置し、光エネルギー照射に
よって双方を直接溶解接続するものである。第３図、第
４図においてドレイン電極延設端１６ａと金属片２５は
互いに逆の関係で構成されていてもよいことは明らかで
ある。さらに表示パネル基板としてはレーザ照射を可能
とするため少なくとも一方の基板が透光性を有する部材
（ガラス、プラスチック等）を用いることを要するがベ
ースコート膜２は必ずしも必要ではなく廃止してもよい
。

上記実施例はアクティブマトリックス型液晶表示装置を
用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ＭＩＭ素子。

ダイオード、バリスタ等の種々のスイッチング素子を用
いて表示パターンを得る広範囲の液晶表示装置の製造方
法に適用可能であり、表示媒体として薄膜発光層１分散
型ＥＬ発光層、プラズマ発光体等を用いた各種表示装置
に対しても利用することができる。

〈発明の効果〉 以上詳説した如く本発明によれば、スイッチング素子の
動作不良が光学的に極めて容易に検出でき、かつ検出さ
れた絵素欠陥を表示パネル作製後に修復するため、表示
装置を製造する上で歩留りを飛躍的に向上させることが
できる。また検査工程及び修復工程が容易であり量産性
も確保されるため、表示装置としてのコスト低減にも寄
与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図へ）（Ｂ）（Ｃ１はそれぞれ本発明の一実施例の
説明に供する液晶表示装置の平面図、Ｐ−Ｐ断面図、Ｑ
−Ｑ断面図である。 第２図は予備ＴＦＴと絵素電極のレーザ照射による接続
状態を説明する模式構成図である。 第８図及び第４図は本発明の他の実施例の説明に供する
予備ＴＦＴ付近の構成図である。 １．２０・・・ガラス基板、６・・・ＴＰＴ。 ７・・・予備ＴＦＴ、９・・・ゲート電極、１１・・・
ベース絶縁膜、１５・・・ソース電極、１６・・・ドレ
イン電極、１７・・・保護膜、１８・・・液晶分子、１
９．２８・・・配向層、２１・・・カラーフィルタ、２
２・・・対向電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一方が透光性を有する複数の基板間に印
   加電圧に応答して光学的特性が変調される表示媒体を挿
   入して成る表示装置の製造方法において、 前記一方の基板内面に、表示パターンを形成するための
   複数の絵素電極、該絵素電極の各々と電気的に接続され
   たスイッチング素子及び前記絵素電極の各々と絶縁層を
   介して相互の接続端が対置し非導通状態で近接して配列
   される予備スイッチング素子を設ける工程と、 前記一方の基板と前記絵素電極に対向する対向電極を備
   えた他方の基板との間に前記表示媒体を挿入する工程と
   、 前記スイッチング素子を、前記表示媒体に前記絵素電極
   と前記対向電極を介して電圧が印加される動作状態とす
   ることにより、前記スイッチング素子の欠陥を検出し、
   透光性を有する前記基板を介して前記欠陥が検出された
   スイッチング素子　に接続される絵素電極と該絵素電極
   に 近接配列された予備スイッチング素子の相互の接続端近
   傍に光エネルギーを照射することにより該絵素電極と該
   予備スイッチング素子を導通状態とする工程と、 を備えて成ることを特徴とする表示装置の製造方法。