JPH02203389A - アクティブマトリクス基板及びアクティブマトリクス表示装置 - 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） 本発明は液晶、ＥＬ発光体、プラズマ発光体等と組み合
わせてマトリクス型の表示装置を構成するためのアクテ
ィブマトリクス基板、及びそのアクティブマトリクス基
板を用いたアクティブマトリクス表示装置に関する。

（従来の技術） 従来より、マトリクス型の表示装置に於いては、アクテ
ィブマトリクス駆動方式が用いられている。

この駆動方式では、個々の絵素電極がスイッチング素子
によって選択され、選択された複数の絵素電極によって
表示パターンが形成される。

第６図に従来より用いられているアクティブマトリクス
基板の一例を示す、ゲートパスライン９から延びるゲー
トｔｆｉ２、ソースパスライン１０から延びるソース電
極７ａ、及びドレイン電極７ｂによって、スイッチング
素子として薄膜トランジスタ（以下ではｒＴＦＴ、と称
する）１１が形成されてる。ドレイン電ｆ！７ｂには絵
素電極８が接続されている。第７図は第６図のアクティ
ブマトリクス基板を用いてマトリクス表示装置を構成し
た場合の、基板に垂直で第６図の■−■線を含む面で切
断した断面図である。ガラス基板１上にタンタル（Ｔ　
ａ　）からなるゲートｔｉ２が２５００人の厚さで形成
され、酸化タンタル（Ｔａ２０５）の陽ｆ！酸化膜３が
ゲート絶縁膜として膜厚３０００人で形成されている。

更にその上から全面に、膜厚３０００人の窒化シリコン
（ＳｉＮｘ）膜４が形成されている。その上には真性半
導体非晶質シリコン（以下ではｒａ−５ｉ　（１）Ｊと
称する）Ｍ５が１０００人の厚さで形成され、更にｎ型
半導体非晶質シリコン（以下ではａ−９ｉ　（ｎ’）と
称する）ＷＡ６．６が５００人の厚さで形成されている
。ソース電極７ａ及びドレイン電極７ｂはチタン（Ｔｉ
）によって３０００人の厚さで形成されている。絵素電
極８はＩＴＯによって１０００人の厚さで形成されてい
る。更にその上から全面に厚さ３０００人のＳ　ｉ　Ｎ
、の保護膜１６、及び配向膜１７が形成されている１以
上のようにして形成されたアクティブマトリクス基板に
対向して、ガラス基板１２が設けられている。ガラス基
板１２には、カラーフィルタ１４、ブラックストライプ
１５、及び対向電極１３が備えられている。対向電極１
３は、ＩＴＯによって形成され、その上から配向Ｍ１８
が形成されている０両ガラス基板１．１２間には、液晶
１つが注入されている。

ＭＩＭＩな画像表示を行う表示装置のアクティブマトリ
クス基板上には、通常致方から数百万の絵素：４極が形
成されている。このように数多くの絵素電極を形成する
アクティブマトリクス基板を用いた表示装置では、絵素
欠陥の発生が大きな問題となる。絵素欠陥の発生原因と
しては、ＴＰＴ形成工程でのバターニング時のレジスト
不良、或いはエツチング不良、薄膜形成工程で生ずる膜
中の欠陥等が挙げられる。このような絵素欠陥は画像品
位を著しく低下させ、製品の製造歩留りを低下させる大
きな原因となっている。

絵素欠陥が発生した場合の画像品位の低下を軽減するた
めに、第８図に示す様なアクティブマトリクス基板が提
唱されている。このアクティブマトリクス基板では、絵
素電極は２つの分割電極２０．２１に分割され、各分割
電極２０．２１には、それぞれＴＰＴ２２．２３が接続
されている。

（発明が解決しようとする課題） このような構成とすることにより、一方の分割！極に欠
陥が発生しても、他方の分割電極が作動するので、欠陥
が目立たないようにすることができる。しかし、上述の
ような構成としても、分割電極に欠陥が発生すれば、や
はり画像品位の低下は免れない６ 近年、レーザ光線を用いて絵素欠陥部分を修復する技術
が開発されている０例えば、特開昭５９−１０１６９３
では、ＴＰＴの不良が発生した場合に、ＴＰＴをレーザ
光を用いてゲートパスライン及びソースパスラインから
切り離し、隣接する絵素電極に接続することによって修
復される。この接続はトめ設けられた修復構造に、レー
ザ光を照射することによって行われる。この修復構造は
、隣接する２つの絵素電極の間に跨って設けられた導電
膜によって構成されている。この導電膜は一方の絵素電
極に接し、他方の絵素電極に非導通状態で重畳している
。非導通状態で重畳した絵素電極と導電膜とをレーザ光
によって導通させることによって修復が行われる。この
ように修復することによって絵ミニ・；欠陥となること
は免れるが、修復された絵素電極は接続された隣の絵素
電極と同じ動作を行い、本来の動作を行うことはできな
い。

ＴＰＴの欠陥等によって発生した絵素欠陥箇所の特定は
、表示装置を組み立てて実際に表示した状態で行うのが
簡単で正確な方法である。これに比べ、アクティブマト
リクス基板の状態でＴＰＴの欠陥発生箇所を特定する方
法では、多数の絵素電極に接続された全てのＴＰＴの動
作特性を個々に検査する必要があるので簡単ではない、
このような検査を行うには、極めて高精度の測定機器を
使用して、複雑な検査工程を経なければならない。

一方、前述のレーザ光をもちいた絵素欠陥の修復作業は
アクティブマトリクス基板の状態で行われ、表示装置を
組み立てた状態では行うことはできない、もし表示装置
を組み立てた状態での修復作業を行えば、レーザ光によ
って蒸発或いは溶解した金属の一部が、表示媒体である
液晶に混入し、表示媒体の光学特性が著しく劣化する。

そのため、実際にはアクティブマトリクス基板の状態で
行われている。

本発明はこのような問題点を解決するために為されたも
のであり、その目的は、スイッチング素子の欠陥による
絵素欠陥が発生しても、画像品位を低下させずに修復で
きる構造を有するアクティブマトリクス基板を提供する
ことである。また、本発明の他の目的は、表示装置とし
て組み立てられたままで、修復を行うことができるアク
ティブマトリクス装置を提供することである。

（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基板は、絶縁性基板上に
マトリクス状に配され、複数の分割ｔｉにより構成され
た絵素電極、該分割電極のそれぞれに接続されたスイッ
チング素子、及び互いに隣接する２つの該分割電極と部
分的に重畳する導電膜を備え、該２つの分割電極の重畳
部分の少なくとも一方と該導電膜とが非導通状態であり
、そのことによって上記目的が達成される。

また、本発明のアクティブマトリクス表示装置は、少な
くとも一方が透光性を有する一対の基板の間に印加電圧
に応答して光学的特性が変調される表示媒体が挿入され
、該一方の基板内面にマトリクス状に配され、複数の分
割電極により構成された絵素電極、該分割ｘｊｆｌのそ
れぞれに接続されたスイッチング素子、及び互いに隣接
する２つの該分割！極と部分的に重畳する導電膜とを備
え、該２つの分割電極の重畳部分の少なくとも一方と該
導電膜とが非導通状態であり、該２つの分割電極の重畳
部分が保護膜によって被覆されて該表示媒体から離隔さ
れており、そのことによっても上記目的が達成される。

（作用） 上記構成を有するアクティブマトリクス基板の何れかの
スイッチング素子に欠陥が生じた場合には、該スイッチ
ング素子が接続されている分割電極と、該分割電極に隣
接する他の分割電極とを電気的に接続することによって
、絵素欠陥の修正を行うことができる。を気的接続は、
修復構造にレーザ光を照射して行うことができる。修復
構造を構成している導電体は、隣接する分割電極のそれ
ぞれの一部分と重畳し、少なくとも一方の分割電極とは
非導通状態なので、通常では各分割電極は電気的に独立
している。しかし一方の分割電極が作動しない場合には
、この非導通状態の導電体と分割電極とをレーザ光によ
って溶融すれば、電気的に接続することができる。必要
に応じて欠陥の生じているスイッチング素子をレーザ光
によって各パスライン又は絵素電極から分離することも
できる。

本発明のアクティブマトリクス表示装置は、少なくとも
一方が透明である一対の対向する基板を有している。そ
の何れか一方を上記構造を有するアクティブマトリクス
基板とし、更にその修復構造を絶縁保護膜で覆い、対向
する基板との間に表示媒体を封入した構成となっている
。このように対向する２つの基板のうち少なくとも一方
の基板を透明にすることにより、上記の絵素欠陥の修復
工程を表示装置の外がら行うことが可能となる。

修復の際にレーザ光を修復構造に照射しても、保護膜に
よって表示媒体中への修復構造を構成する物質の混入が
防がれる。即ち、絵素電極と導電体との電気的接続は、
表示媒体から離隔された保護膜と基板との間で行われる
。このようにして、画像品位を低下させることなく絵素
欠陥を修正することができる。

（実施例） 本発明を実施例について以下に説明する。第１図は本発
明のアクティブマトリクス基板の一例を示す平面図であ
る。走査線として作用するゲートパスライン２５、及び
信号線として作用するソースバスライン３１が格子状に
設けられ、ゲートパスライン２５とソースパスライン３
１との交差する部分には、後述するＳ　ｉ　ＮＸ膜２８
が介在している。ゲートパスライン２５から延びるゲー
ト電極２６上には、２つのＴＰＴ４４．４５が形成され
ている。ＴＰＴ４４．４５にはソースパスライン３１か
ら延びるソース電極５３．５４がそれぞれ接続されてい
る。絵素電極３３は２つの分割電極４２．４３に分割さ
れ、それぞれドレイン電ｉ５５５６によってＴＰＴ４４
．４５に接続されている。ＴＰＴ５３．５４から最も遠
い位置で、しかもそれぞれの分割型ｆｆ１４２．４３の
互いに近接した部分には、修復構造５７が備えられてい
る。

第２図は第１図のアクティブマトリクス基板分用いてア
クティブマトリクス表示装置を構成した場合の、この基
板に垂直で第１図の■−■線を含む面で切断した断面図
である。ガラス基板２４上にはＴａからなる厚さ２５０
０人のゲート電極２６が形成され、その上には、厚さ３
０００人の陽８ｉ！酸化膜２７、及びＳ　ｉ　Ｎ、膜２
８が、ゲート絶縁膜として形成されている。ＳｉＮ、膜
２８の厚さは２０００人〜１００００人が適しているが
、本実施例では３０００人とした。その上にはａ−Ｓｉ
（ｉ）膜２９が１０００人の厚さで形成され、更にａ−
５ｉ　（ｎ”）膜３０．３０がそれぞれ５００人の厚さ
で形成されている。ソース電極５４及びドレイン電極５
６はＴｉによって３０００人の厚さで形成されている。

絵素電極３３はＩＴＯによって１０００人の厚さで形成
されている。更に全面にＳｉＮ、の保護膜３４、及び配
向膜３５が形成されている６ｇＡ護膜３４の厚さは３０
００人に設定した８以上のようにして形成されたアクテ
ィブマトリクス基板に対向して、ガラス基板３６が設け
られている。ガラス基板３６には、カラーフィルタ３７
、及びブラックストライプ３８、が備工られ、更にＩＴ
Ｏから成る対向電極３つが備えられている。対向ｔｉ３
９の上には配向ＷＡ４０が形成されている０両配向膜３
５．４０の間には、液晶４１が注入されている。

第１図に示す修復構造５７のｍ−ｍ線に沿った断面図を
第３図に示す、前述のガラス基板２４上に導電膜である
継手金属層４６が、Ｔａによって形成されている。継手
金属層４６は、ゲートパスライン２５及びゲート電極２
６の形成時に同時にパターン形成することができる。継
手金属層４６の上には、前述のＳ　ｉ　Ｎ、膜２８が堆
積されている。

修復構造５７の絶縁膜としての５ｉＮＸ膜２８の厚さは
、１０００人〜７０００人が適しているが、本実施例で
はゲート絶縁膜を兼ねているので、前述のように３００
０人とした。ＳｉＮｘ膜２８上には２つの金属片４７．
４８が形成されている。金属片４７．４８の上には、そ
れぞれ分割電極４２゜４３が延びてきている。更にその
上から前述の保護膜３４、及び配向ＰＩ！Ａ３５が形成
されている。保護膜３４の厚さは修復構造５７上では１
５００人〜１５０００人程度が適しているが、本実施例
では前述のように３０００人とした。

このような修復構造を有するアクティブマトリクス基板
を用い、液晶表示装置を組立てた０次に全ゲートパスラ
イン２５、及び全ソースパスライン３１を駆動させ、全
ＴＰＴを通じて全絵素電極に駆動電圧を印加し、全絵素
を駆動させた０本実施例のアクティブマトリクス表示装
置では、このように実際に作動させた状態で絵素欠陥の
位置を視覚的に容易に特定した後、表示装置の状態で絵
素欠陥を修正することができる。絵素欠陥のうちで、２
つのＴＰＴ４４．４５のうちの何れか一方の不良による
欠陥が発見された場合には、次のようにして修正するこ
とができる。第３図の矢印４つ及び５０で示す位置に、
ガラス基板２４の側がらレーザ光を照射する。レーザ光
を照射すると４９の位置では、絶縁膜であるＳ　ｉ　Ｎ
、膜２８が破壊され、継手金属層４６と金属片４７とが
溶融して電気的に接続される。５０の位置に於いても同
様に、継手金属層４６と金属片４８との間が電気的に接
続される。レーザ光照射による継手金属層４６及び金属
片４７．４８の溶融は、保護膜３５とガラス基板２４と
の間で行われるので、溶融した金属等によって液晶４１
が汚されることはない。

保護膜３４は、透明でありレーザ光を透過させることが
できる、そのため、レーザ光は金属材に吸収されてこれ
を瞬時に溶融させる。従ってレーザ光照射に際して保護
膜３４が破壊されることはない６以上のようにして２つ
の分割ｔｉ４２，４３が電気的に接続される。この状態
で絵素欠陥が修正されない場合には、更に不良のＴＰＴ
が、分割電極又はソースパスライン３１から切り離され
る。

上述のようにして、２つの分割電極４２．４３からなる
絵素電′Ｍｆ＆３３は一つのＴＰＴで駆動され、本来の
絵素ｔ８ｉ！とじての動作が可能となる。

第４図に修復構造５７の他の実施例を示す、第３図の実
施例と同様に、ガラス基板２４上に導電層である継手金
属層４６、絶縁膜であるＳ　ｉ　ＮＸ膜２８が形成され
ている。しかし、本実施例の修復構造では金属片を有し
ていない、　　Ｓ　ｉ　Ｎ　ｘｌｉｇ　２８の上には直
接分割電極４２．４３が形成されている。

更にその上から保護膜３４、及び配向膜３５が形成され
ている９本実施例の修復構造では、レーザ光照射によっ
て継手金属層４６と分割電極４２４３とが直接電気的に
接続される。

第５図に更に他の修復構造５７の実施例を示す。

本実施例では、修復構造５７の分割を極４２側の部分の
構造は第３図と同じである。しかし、分割電極４３側で
は、継手金属層４６と金属片４８との間に介在するＳ　
ｉ　Ｎ、膜２８に、スルーホール５２が開けられ、継手
金属層４６と金属片４８とが予め電気的に接続されてい
る。このような構造にすることによって、−回のレーザ
光照射によて２つの分割電極を電気的に接続することが
できる。

即ち、継手金属層４６と金属片４７とをレーザ光照射に
よって接続すれば、絵素欠陥を修正することができる。

上記実施例ではＴＰＴを用いたアクティブマトリクス型
液晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではない。例えばスイッチング素子としてＭ
ＩＭ素子、ダイオード、バリスタ等を用いた広範囲の表
示装置に適用可能である。また、上記実施例では液晶を
用いた表示装置について述べたが、表示媒体として薄膜
発光層、分散型ＥＬ発光層、プラズマ発光体等を用いた
各種表示装置に適用することができる。

（発明の効果） 本発明のアクティブマトリクス基板はこのように容易に
修復できる構造を有しているので、製造歩留りが向上す
る。また、本発明のアクティブマトリクス表示装置はこ
のように表示装置作製後に絵素欠陥を視覚的に検出し、
表示装置のままで容易に絵素欠陥を修正できる。そのた
め、検査工程及び修復工程が簡略化され、量産化が可能
となってコスト低減に寄与することができる。

４、　゛　　の　　ｆ呑　日 第１図は本発明のアクティブマトリクス基板の一実施例
の平面図、第２図は第１図のアクティブマトリクス基板
を用いて作製したアクティブマトリクス表示装置を、第
１図の■−■線を含む面で切断した断面図、第３図は第
１図の■−■線に沿った断面図、第４図及び第５図は修
復構造の他の実施例を表す断面図、第６図は従来のアク
ティブマトリクス基板の一例の平面図、第７図は第６図
のアクティブマトリクス基板を用いて作製したアクティ
ブマトリクス装置を、第６図の■−■線を含む面で切断
した断面図、第８図は従来のアクティブマトリクス基板
の他の例を表す平面図である。

２４．３６・・・ガラス基板、２６・・・ゲート電極、
２７・・・陽極酸化膜、２８・・・ＳｉＮ、膜、２９・
・・ａ−３ｉ　（ｉ）膜、３０−・−ａ−８ｉ　（ｎ”
）膜、３３−・・絵素電極、３４・・・保護膜、３５．
４０・・・配向膜、３７・・・カラーフィルタ、３８・
・・ブラックストライプ、４１・・液晶、４２．４３・
・・分割電極、４４゜４５・・・ＴＰＴ、４６・・・継
手金属層、４７．４８・・・金属片、５２・・・スルー
ホール、５３．５４・・・ソース電極、５５．５６・・
・ドレイン電極、５７・・・修復構造。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性基板上にマトリクス状に配され、複数の絵素
   電極により構成された絵素電極、該絵素電極のそれぞれ
   に接続されたスイッチング素子、及び互いに隣接する２
   つの該分割電極と部分的に重畳する導電膜を備え、 該２つの分割電極の重畳部分の少なくとも一方と該導電
   膜とが非導通状態であるアクティブマトリクス基板。 ２、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板の間に
   印加電圧に応答して光学的特性が変調される表示媒体が
   挿入され、該一方の基板内面にマトリクス状に配され、
   複数の分割電極により構成された絵素電極、該分割電極
   のそれぞれに接続されたスイッチング素子、及び互いに
   隣接する２つの該分割電極と部分的に重畳する導電膜と
   を備え、該２つの分割電極の重畳部分の少なくとも一方
   と該導電膜とが非導通状態であり、該２つの分割電極の
   重畳部分が保護膜によって被覆されて該表示媒体から離
   隔されたアクティブマトリクス表示装置。