JPH10123563A - 液晶表示装置およびその欠陥修正方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその欠陥修正方法

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JPH10123563A
JPH10123563A JP27432296A JP27432296A JPH10123563A JP H10123563 A JPH10123563 A JP H10123563A JP 27432296 A JP27432296 A JP 27432296A JP 27432296 A JP27432296 A JP 27432296A JP H10123563 A JPH10123563 A JP H10123563A
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JP
Japan
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signal wiring
liquid crystal
wiring
display device
crystal display
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JP27432296A
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Yoshihiro Okada
義弘 岡田
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 補助容量線を各絵素内で交差する格子状に形
成することにより、信号配線上の複数の絵素欠陥をそれ
ぞれ修正することを可能とする。 【解決手段】 ガラス基板1上に、補助容量線2が格子
状に形成され、この上には、ガラス基板1全面を覆うよ
うにして第1の絶縁膜層3が形成され、さらにゲート信
号配線4と、ゲート信号配線4から枝状に分岐するよう
な形状でゲート電極4aが設けられている。ゲート信号
配線4上に第2の絶縁膜層5が設けられ、ゲート信号配
線4とは絶縁膜層5を介して直交する形でソース信号配
線6が配設され、このソース信号配線6からはソース電
極6aが枝状に分岐しており、ゲート信号配線4とソー
ス信号配線6との交差部近傍には、TFT9が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過型または反射
型のアクティブマトリクス型液晶表示装置およびその欠
陥修正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、二枚の対向する透明電
極間に液晶分子を挟み、この電極間の液晶分子に電気信
号を加え、外部からの入射光の偏光成分を制御すること
により光透過量を制御し、情報を表示させるものであ
る。通常の状態、つまり、電圧を印加していないときに
光を通し、電圧を印加したときに光を遮断する液晶表示
装置をノーマリーホワイト方式の液晶表示装置という。
液晶表示装置はCRTに比べ、消費電力が非常に少な
く、薄くて軽量という長所を有する。このような長所が
多くの分野において受け入れられたことにより、近年、
その生産量は年々増加している。
【0003】一方で、近年のコンピュータのマルチメデ
ィア化に伴い、表示装置が表現するべき情報量は飛躍的
に増大し、液晶表示装置において、より高解像度のもの
が要求されている。この結果、ある一定サイズの液晶表
示装置において、構成する絵素数については増加する一
方、サイズにおいては縮小化の一途を辿っている。
【0004】しかしながら、このような絵素数の増加
と、絵素サイズの縮小化を同時に図ることにより、液晶
表示装置の製造過程における欠陥発生率は飛躍的に増大
することになる。
【0005】例えば、絵素を駆動するためのスイッチン
グ素子であるTFT(Thin Film Transistor)において
は薄膜形成欠陥による動作異常、また、各絵素に信号を
供給するためのゲート配線やソース配線においては断
線、短絡等、欠陥発生の頻度が高まり、これらは歩留を
低下させる直接の原因となっている。
【0006】そこで通常、液晶表示装置の製造時に発生
する欠陥を、何らかの方法により修正する方法が用意さ
れている。一般的には、液晶表示装置には予め欠陥修正
専用の配線が設けられる。
【0007】図9(a)、(b)および図10は、従来
の液晶表示装置およびその欠陥修正方法を説明するため
の図である。図9は従来の液晶表示装置の表示領域の構
成を示す図であり、図9(b)は図9(a)のB−B断
面図である。また、図10は修正用予備配線を有する従
来の液晶表示装置の全体構造について、各層の関係を簡
単に示したものである。
【0008】図9および図10において、ガラス基板1
01上にソース信号配線106およびゲート信号配線1
04が、絶縁膜層103を介して互いに直交するよう形
成され、その交差部近傍にはTFT109が形成されて
いる。TFT109は、少なくとも、ゲート信号配線1
04から枝状に分岐したゲート電極104a、ソース信
号配線106から分岐したソース電極106a、半導体
層107およびドレイン電極108からなり、ドレイン
電極108には絵素電極110が接続されている。
【0009】また、ゲート信号配線104と同じ層には
液晶の保持に寄与する補助容量を形成するための補助容
量線102が設けられている。さらに、これらゲート信
号配線104および補助容量線102と同じ層であって
表示領域の外側には、欠陥を修正するための修正用予備
配線200が設けられている。
【0010】この液晶パネルにおいて、パネル内のソー
ス信号配線106に断線部220が発見された場合に
は、図11に示すように、接続部230にレーザ照射を
することによりソース信号配線106と修正用予備配線
200とを接続し、さらに、タブを用いて上下の修正用
予備配線200をパネル基板の外部で接続するという方
法がとられていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法によれ
ば、液晶パネルに修正専用の配線である修正用予備配線
を設けているが、しかしながら、この修正用予備配線は
形成できる本数に制限があるため多くの欠陥を修正する
ことはできず、また、同一の信号配線に同時に二箇所以
上の断線が存在する場合には全ての欠陥を修正すること
は不可能であった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、絶縁性基板上に、ゲート信号配線とソース信号配線
とが直交して形成され、前記ゲート信号配線とソース信
号配線との交差部近傍に薄膜トランジスタが形成され、
該薄膜トランジスタに接続された絵素電極がマトリクス
状に配置されていると共に、補助容量線が設けられてい
る液晶表示装置において、前記補助容量線が格子状であ
ると共に、該補助容量線の交差部が各絵素内に位置する
ことを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0013】前記補助容量線が、欠陥修正用配線を兼ね
ることが好ましい。
【0014】本発明の液晶表示装置の欠陥修正方法は、
絶縁性基板上において、ゲート信号配線と、該ゲート信
号配線と直交するソース信号配線と、前記ゲート信号配
線およびソース信号配線との交差部近傍に形成された薄
膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続されマト
リクス状に配置された絵素電極と、補助容量線とを備え
ている液晶表示装置の欠陥修正方法において、前記補助
容量線が、各絵素内で交差する格子状に形成されてお
り、前記ゲート信号配線またはソース信号配線の何れか
において欠陥箇所が存在する場合に、前記補助容量線の
うち、前記欠陥箇所を囲むコの字状の配線を、バイパス
配線として用いることにより、前記欠陥箇所が存在する
信号配線に正常な信号を伝播させることを特徴とし、そ
のことにより上記目的が達成される。
【0015】前記コの字状の配線が、前記欠陥箇所を有
する信号配線に接続される絵素電極と重畳していること
が好ましい。
【0016】以下、上記構成による作用について説明を
行う。
【0017】請求項1の発明によれば、補助容量線が、
ゲート信号配線およびソース信号配線に対して平行な配
線を交差させた格子状に形成されているので、これを欠
陥修正用配線として利用する場合、パネル外部に形成す
るには制限があった予備配線の本数を大幅に増やすこと
ができることになる。このとき、欠陥修正用配線の交差
部を絵素毎に設けることができるので、絵素単位で欠陥
修正を行うことが可能となり、例えば、同一の信号配線
において、同時に二箇所以上の断線が存在する場合に
も、全ての欠陥を修正することが可能となる。また、交
差部が絵素の中央部に位置することにより、各信号配線
との間で寄生容量が発生しにくいので、絵素の電気的特
性を乱すことがない。
【0018】請求項2の発明によれば、補助容量線が欠
陥修正用配線を兼ねており、たとえ欠陥修正を行わなく
ても配線形成が無駄になることがない。
【0019】請求項3の発明によれば、ゲート信号配線
およびソース信号配線に対して平行な配線が各絵素毎に
交差して格子状となった補助容量線から信号配線上の欠
陥をコの字状に囲む配線を切り離し、これをバイパス配
線として利用するので、制限のあった欠陥修正数を大幅
に増やすことができ、絵素単位で欠陥修正を行うことが
可能となるので、例えば、同一の信号配線において同時
に二箇所以上の断線が存在する場合にも全ての欠陥を修
正することが可能となる。
【0020】請求項4の発明によれば、信号配線上の欠
陥箇所をコの字状に囲む配線を、欠陥箇所を有する信号
配線に接続された絵素電極と重畳させる。これにより、
元来、正常に作動する絵素電極とは重畳しにくい接続経
路を選択することになるので、正常な絵素電極の電気的
特性を乱すことがない。
【0021】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)実施形態1の液晶表示装置およびその修
正方法について、図面に基づき以下に説明を行う。
【0022】図1(a)および(b)に、本実施形態1
の液晶表示装置の構成を示す。図1(a)は本実施形態
1の液晶表示装置の上面図であり、図1(b)は図1
(a)のA−A断面図である。
【0023】図1(a)および(b)において、アクテ
ィブマトリクス基板には、ガラス基板1上に、補助容量
線2が格子状に形成されている。この補助容量線2の上
には、ガラス基板1全面を覆うようにして第1の絶縁膜
層3が形成され、この上にはゲート信号配線4と、ゲー
ト信号配線4から枝状に分岐するような形状でゲート電
極4aが設けられている。また、ゲート信号配線4上に
第2の絶縁膜層5が設けられており、ゲート信号配線4
とは絶縁膜層5を介して直交する形でソース信号配線6
が配設され、このソース信号配線6からはソース電極6
aが枝状に分岐しており、ゲート信号配線4とソース信
号配線6との交差部近傍には、少なくとも前記ゲート電
極4aおよびソース電極6aと、半導体層7、ドレイン
電極8からなる公知のTFT9が設けられており、この
TFT9によって、ドレイン電極8に接続された絵素電
極10が駆動される。さらに、この基板全体を覆うよう
に配向膜11が形成されている。このアクティブマトリ
クス基板50と、ガラス基板1上に配向膜11および対
向電極12を形成した対向基板51とを貼り合わせ、二
枚の基板間に液晶を封入することにより液晶表示装置が
構成される。
【0024】ここで、上記補助容量線2について以下に
説明を行う。補助容量線2は、ガラス基板1上に格子状
に設けられており、より詳細には、ゲート信号配線4お
よびソース信号配線5それぞれに平行な配線が、各絵素
の中央部で交差するような形状となるよう設けられてい
る。また、本実施形態1において、補助容量線2はIT
O等の透明導電膜によって形成されているので、不透明
の金属材料を用いるよりも開口率の点で有利となってい
る。
【0025】以上のような構成の液晶表示装置では、補
助容量線2と、第1の絶縁膜層3および第2の絶縁膜層
5を介して高さ方向に隣り合う絵素電極10とによって
補助容量が形成され、この補助容量が液晶の保持に寄与
することになる。また、保持に必要な補助容量を得るに
は、補助容量線2の線幅、第1の絶縁膜層3および第2
の絶縁膜層5を形成する材料の厚みまたはその誘電率
等、各種パラメータを適宜調整する必要がある。
【0026】さらに、これと別の実施形態を図2に示
す。尚、図2の上面図は図1(a)と同様であり、図2
は図1(a)のA−A断面図である。また、図2中の参
照符号は図1と共通とする。別の実施形態では図2に示
すように、補助容量線2の層を二本の信号配線の層(ゲ
ート信号配線4とソース信号配線6)の間に形成する構
成を採用している。ただし、この場合には、上記の液晶
表示装置と同様の製造プロセスを用いようとすると、T
FT9において、ゲート電極4aと、ソース電極6aお
よびドレイン電極8との間には第1および第2の絶縁膜
層3、5からなる2層の絶縁膜層が形成されることにな
るので、用いる絶縁膜層3、5の誘電率や厚みによって
はTFT9の動作異常が起こらないようにするために、
ゲート電圧を増大させるか、あるいは、TFT9と重な
る部分だけ少なくとも一方の絶縁膜層(3または5の何
れか)の厚みを薄くする等の処理が必要となる場合があ
る。
【0027】次に、図1の液晶表示装置の欠陥修正方法
について、図面に基づき以下に説明を行う。
【0028】図3(a)および(b)は、本実施形態1
の液晶表示装置の欠陥修正方法について説明するための
図である。図3(a)は、断線欠陥が生じている本実施
形態1の液晶表示装置であり、図3(b)は、図3
(a)の液晶表示装置の欠陥修正方法を示す図である。
図3(a)において、図面の中央を走るゲート信号配線
4において、紙面向かって左端の絵素列部分に断線部2
0が存在する。このような断線が生じる理由としては、
例えば、製造工程において電極層を蒸着あるいはスパッ
タリングする際、ゴミ、埃等が混入したために正しく層
が形成されなかった、あるいは、フォトリソグラフィに
おいてマスクを用いて露光を行う際に、ゴミ、埃等がマ
スクとなり正しくパターニングされなかった、等が考え
られる。
【0029】このような断線欠陥に対して何れの修正も
施されなかった場合には、次のような現象が生じて、観
察上の不具合を生じる。例えば、ゲート信号配線4に信
号を供給する電源が紙面向かって左側に搭載されている
場合、同一ゲート信号配線4上の、断線部20より電源
側(紙面左側)のTFT9aには電圧が供給されるた
め、この絵素は正常に駆動する。その一方、断線部20
に対して電源と反対側(紙面右側)に位置するTFT9
bには電圧が供給されないので、絵素は全く駆動しない
ことになる。この場合、ノーマリーホワイトの液晶で
は、TFT9bに接続されている絵素は常に点灯状態
(光透過状態)となり、画面上では輝線となって現れ
る。
【0030】このような不具合を解消するために、本発
明においては格子状に形成された補助容量線2をバイパ
ス配線として利用することにより断線部20を接続し、
ゲート信号配線4に対して正常に電圧が供給されるよう
に修正する。詳しくは、以下に説明するような方法をと
る。
【0031】上記の断線部20を接続するには、図3
(b)に示すように、まず、接続するために必要な最小
限の補助容量線2(欠陥箇所を囲むコの字状の配線)
を、周囲の補助容量線2からレーザ照射により切り離
す。本実施形態1においては6箇所の切断部16(×印
で表示)で切り離す。続いて、切り離された補助容量線
2と、ゲート信号配線4との交差部17にレーザ照射を
してこれらを接続すると修正が完成する。
【0032】尚、補助容量線2により断線部20を接続
するには、図3(b)および図4に示すように二通りの
接続経路が考えられるが、正常に動作している絵素電極
10aの下に配線を走らせることは、正常な絵素の電気
的特性を微妙に変化させてしまうので、図3(b)のよ
うな接続経路を選択することが好ましい。すなわち、欠
陥が生じている信号配線に接続されている絵素電極10
b側に接続経路をとる方がよい。
【0033】ここで、レーザ光を用いて修正を行うシス
テムの構造を、図5を用いて説明する。通常、レーザ光
としては、シングルモードのYAG(Yttrium-Aluminium
-Garnet)レーザやエキシマレーザ等が用いられる。図5
において、レーザ発振器60により出力されたレーザ光
61を、スリット62とNDフィルタ63とを通過させ
ることにより形状およびパワーの調整を行い、液晶パネ
ル64に照射する。基板上の配線を切断するには、例え
ばYAGレーザを10-9〜10-6J/μm2のレーザパ
ワーで照射すればよい。
【0034】さらに、本発明の液晶表示装置では、従来
では修正することが不可能であった欠陥、例えば、図6
のように、同一の信号配線上(図6においてはソース信
号配線6上)で二箇所以上の断線が生じている場合や、
もしくは、線欠陥が修正用予備配線の数よりも多い場合
等でも修正が可能となる。その修正方法としては、上記
した修正方法を個々の断線箇所に対して施すのみであ
る。また、図6のように、ソース信号配線6において断
線が生じたとしても、上記のようなゲート信号配線4で
断線が生じた場合と同様の方法を採用することによっ
て、欠陥修正が可能となる。すなわち、断線部20を接
続するために必要な接続経路のみ補助容量線2を切り離
し(断線部20一箇所につき6箇所の切断部16で切
断)、その切り離した補助容量線2と、ソース信号配線
6との交差部17にレーザ照射を行い、補助容量線2と
ソース信号配線6とを接続する。
【0035】以上、本実施形態1では透過型液晶表示装
置について説明を行ったが、これに限らず、反射型液晶
表示装置についても同様の構成および欠陥修正方法を採
用することが可能である。
【0036】(実施形態2)本実施形態2では、上記実
施形態1で説明した液晶表示装置において、配線間のリ
ーク(短絡)による不良が発生した場合の修正方法につ
いて説明を行う。
【0037】図7(a)および(b)は、本実施形態2
による液晶表示装置の欠陥修正方法を説明するための図
である。図7(a)は、本発明の液晶表示装置で短絡不
良が生じている状態を示す図であり、図7(b)は、図
7(a)の液晶表示装置の欠陥修正方法を示す図であ
る。
【0038】図7(a)では、短絡部30において、ソ
ース信号配線6とゲート信号配線4とがリークしてい
る。このようなリーク部の修正を行うには、図7(b)
のように、まず、ソース信号線6を短絡部30を挟む二
箇所の切断部36で切断する。本実施形態2においては
ゲート信号配線4上の切断部36で切断したが、これに
限定されるものではなく、ソース信号配線6を切断する
ものでもよい。また、二箇所の切断部36は何れも、短
絡部30から最も近い補助容量線2よりも、短絡部30
寄りの位置とした。
【0039】この後、上記実施形態1の断線欠陥修正方
法と同様、リーク部分を囲むコの字状の配線(接続経
路)を補助容量線2からレーザ照射によって切り離す
(×印で示す6箇所の切断部16で切断)。本実施形態
2では、正常に動作する絵素電極10aの電気的特性を
乱すことのないよう、切断した信号配線(ここではゲー
ト信号配線4)に接続される絵素電極10bと重なるよ
うな接続経路となるよう補助容量線2を切り離し、切り
離された補助容量線2とゲート信号配線4との交差部に
レーザ照射を行って両者を接続することにより、欠陥修
正が完了する。
【0040】さらに、従来の方法では完全に修正するこ
とは不可能であった欠陥、例えば図8のように同一の信
号配線上で二箇所以上の短絡が生じている場合、また
は、線欠陥が修正用予備配線の数よりも多い場合等でも
修正が可能となる。その修正方法としては、上記した修
正方法を、個々の短絡箇所に対して施すのみである。す
なわち、ソース信号配線6を、短絡部30を挟む二箇所
の切断部36で切断し、この切断部36を接続するため
に必要な補助容量線2を切り離し(断線部20一箇所に
つき6箇所の切断部16で切断)、この切り離した補助
容量線2と、ソース信号配線6との交差部17にレーザ
照射を行い、補助容量線2とソース信号配線6とを接続
すれば欠陥修正が完了する。
【0041】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、補助容量線
が、ゲート信号配線およびソース信号配線に対して平行
な配線を交差させた格子状に形成されているので、これ
を欠陥修正用配線として利用する場合、従来ではパネル
外部に形成するには制限があった予備配線の本数を大幅
に増やすことができることになる。このとき、欠陥修正
用配線の交差部を絵素毎に設けることができるので、絵
素単位で欠陥修正を行うことが可能となり、例えば、同
一の信号配線において、同時に二箇所以上の断線が存在
する場合にも、全ての欠陥を修正することが可能とな
る。また、交差部が絵素の中央部に位置することによ
り、各信号配線との間で寄生容量が発生しにくいので、
絵素の電気的特性を乱すことがない。
【0042】請求項2の発明によれば、補助容量線が欠
陥修正用配線を兼ねており、たとえ欠陥修正を行わなく
ても配線形成が無駄になることがない。
【0043】請求項3の発明によれば、ゲート信号配線
およびソース信号配線に対して平行な配線が各絵素毎に
交差して格子状となった補助容量線から信号配線上の欠
陥をコの字状に囲む配線を切り離し、これをバイパス配
線として利用するので、従来では制限のあった欠陥修正
数を大幅に増やすことができ、絵素単位で欠陥修正を行
うことが可能となるので、例えば、同一の信号配線にお
いて同時に二箇所以上の断線が存在する場合にも全ての
欠陥を修正することが可能となる。
【0044】請求項4の発明によれば、信号配線上の欠
陥箇所をコの字状に囲む配線を、欠陥箇所を有する信号
配線に接続された絵素電極と重畳させる。これにより、
元来、正常に作動する絵素電極とは重畳しにくい接続経
路を選択することになるので、正常な絵素電極の電気的
特性を乱すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)および(b)は、実施形態1の液晶表示
装置の構成を示す図である。(a)は本実施形態1の液
晶表示装置の上面図であり、(b)は図1(a)のA−
A断面図である。
【図2】実施形態1における液晶表示装置の別の実施形
態を示す断面図である。
【図3】(a)および(b)は、実施形態1の液晶表示
装置の欠陥修正方法について説明するための図である。
(a)は、断線不良が生じている実施形態1の液晶表示
装置を示す図であり、(b)は、図3(a)の液晶表示
装置の欠陥修正方法を示す図である。
【図4】図3(b)とは別の液晶表示装置の欠陥修正方
法を示す図である。
【図5】レーザ光を用いた欠陥修正システムの構造図で
ある。
【図6】本発明の液晶表示装置において、同一信号配線
上に断線欠陥が複数存在する状態の欠陥修正方法を示す
図である。
【図7】(a)および(b)は、実施形態2における欠
陥修正方法について説明するための図である。(a)
は、本発明の液晶表示装置の信号配線上に短絡不良が生
じている状態を示す図であり、(b)は、図7(a)の
液晶表示装置の欠陥修正方法を示す図である。
【図8】本発明の液晶表示装置において、同一信号配線
上に短絡欠陥が複数存在する場合の欠陥修正方法を示す
図である。
【図9】(a)および(b)は、従来の液晶表示装置の
表示領域の構成を示す図である。(a)は、従来の液晶
表示装置の構成を示す上面図であり、(b)は、図9
(a)のB−B断面図である。
【図10】修正用予備配線を有する従来の液晶表示装置
の構成を示す図である。
【図11】修正用予備配線を用いる液晶表示装置の欠陥
修正方法の例を説明するための図である。
【符号の説明】
1、101 ガラス基板 2、102 補助容量線 3、103、5 絶縁膜層 4、104 ゲート信号配線 4a、104a ゲート電極 6、106 ソース信号配線 6a、106a ソース電極 7、107 半導体層 8、108 ドレイン電極 9、109、9a、9b TFT 10、110 絵素電極 11 配向膜 12 対向電極 16 切断部 17 交差部 20 断線部 50 アクティブマトリクス基板 51 対向基板 60 レーザ発振器 61 レーザ光 62 スリット 63 NDフィルタ 64 液晶パネル 200 修正用予備配線 220 断線部 230 接続部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板上に、ゲート信号配線とソー
    ス信号配線とが直交して形成され、前記ゲート信号配線
    とソース信号配線との交差部近傍に薄膜トランジスタが
    形成され、該薄膜トランジスタに接続された絵素電極が
    マトリクス状に配置されていると共に、補助容量線が設
    けられている液晶表示装置において、 前記補助容量線が格子状であると共に、該補助容量線の
    交差部が各絵素内に位置することを特徴とする液晶表示
    装置。
  2. 【請求項2】 前記補助容量線が、欠陥修正用配線を兼
    ね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】 絶縁性基板上において、ゲート信号配線
    と、該ゲート信号配線と直交するソース信号配線と、前
    記ゲート信号配線およびソース信号配線との交差部近傍
    に形成された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタ
    に接続されマトリクス状に配置された絵素電極と、補助
    容量線とを備えている液晶表示装置の欠陥修正方法にお
    いて、 前記補助容量線が、各絵素内で交差する格子状に形成さ
    れており、 前記ゲート信号配線またはソース信号配線の何れかにお
    いて欠陥箇所が存在する場合に、前記補助容量線のう
    ち、前記欠陥箇所を囲むコの字状の配線を、バイパス配
    線として用いることにより、前記欠陥箇所が存在する信
    号配線に正常な信号を伝播させることを特徴とする液晶
    表示装置の欠陥修正方法。
  4. 【請求項4】 前記コの字状の配線が、前記欠陥箇所を
    有する信号配線に接続される絵素電極と重畳しているこ
    とを特徴とする請求項3記載の液晶表示装置の欠陥修正
    方法。
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