JPH02294623A - 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。

（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
装置等に於いては、マトリクス状に配列された絵素電極
を選択駆動することにより、画面上に表示パターンを形
成している。選択された絵素電極とこれに対向する対向
電極との間に電圧を印加し、その間に介在する表示媒体
の光学的変調が行われる。この光学的変調が表示パター
ンとして視認される。絵素電極の駆動方式として、個々
の独立した絵素電極を配列し、この絵素電極のそれぞれ
にスイ・１チング素子を連結して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。絵素電極を選択駆動
するスイッチング素子としては、ＴＰＴ　（薄膜トラン
ジスタ）素子、ＭＩＭ（金痛一絶縁層一金属）素子、Ｍ
ｏＳトランジスタ素子、ダイオード、バリスタ等が一般
的に知られている。

アクティブマトリクス駆動方式は、高フントラストの表
示が可能であり、液晶テレビジョン、ワードプロセッサ
、コンビコータの端末表示装置等に実用化されている。

（発明が解決しようとする課題） このような表示装置を用い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とを配列する
ことが必要となる。しかしながら、スイッチング素子は
基板上に作製した時点で動作不良素子として形成される
ことがある。このような不良素子に連結された絵素電極
は、表示に寄与しない絵素欠陥を生ずることになる。

絵素欠陥を修正する為の構成が、例えば特開昭６１−１
５３６１９号公報に開示されている。この構成では、絵
素電極１個当り複数個のスイッチング素子が設けられる
。複数個のスイ・ノチング素子のうちの一つが絵素電極
に接続され、他は絵素電極には接続されない。絵素電極
に接続されたスイッチング素子が不良の場合は、レーザ
トリマ、超音波力ッタ等により該スイッチング素子が絵
素電極から切り離され、他のスイッチング素子が絵素電
極に接続される。スイッチング素子と絵素電極との接続
は、微小な導体をディスベンサ等で付着させることによ
り、或いは基板上にＡ　ｕ　ｓ　Ａ　１等を所定部位に
コートすることにより行われる。

更に、特開昭６１−５６３８２号公報及び特開昭５９−
１０１６９３号公報には、レーザ光を照射して金属を溶
融させることにより、金属層相互間を電気的に接続する
構成が開示されている。

上記の欠陥修正は、表示装置を組み立てる前のアクティ
ブマトリクス基板の状態で行われなければならない。そ
の理由は、表示装置を完成した後では、レーザ光照射に
よって蒸発或いは溶融した金属の一部が、絵素電極と対
向電極との間に介在する液晶等の表示媒体中に混入し、
表示媒体の光学的特性を著しく劣化させるからである。

従って、上記従来の絵素欠陥の修正は何れも表示装置組
立前、即ち表示媒体封入前のアクティブマトリクス基板
製作プロセスで適用されている。

ところが、絵素欠陥をアクティブマトリクス基板の製作
段階で検出することは極めて困難である。

特に絵素数が１０万個〜５０万個以上もある大型表示装
置では、全ての絵素電極の電気的特性を検出して不良ス
イッチング素子を発見するには、極めて高精度の測定機
器等を使用しなければならない。このため、検査工程が
繁雑となり、量産性が阻ｉＦされる。従ッて、コスト高
になるという結果を招《。このような理由で、絵素数の
多い大型表示装置では、上述のレーザ光を用いた基板の
状態での絵素欠陥の修正を行なうことができないという
のが実情である。

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
のである。即ち、本発明の目的は、絵素欠陥の発生位置
を容易に特定できる表示装置の状態で、スイッチング素
子不良による絵素欠陥を修正できるアクティブマトリク
ス表示装置を提供することにある。

（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と、該基板間に挿入さ
れ印加電圧に応答して光学的特性が変調される表示媒体
と、該一対の基板の何れか一方の基板内面にマトリクス
状に配された絵素電極と、該絵素電極にそれぞれ電気的
に接続されたスイッチング素子及び予備スイッチング素
子と、該スイッチング素子と該予備スイッチング素子と
に接続された走査線と、該スイッチング素子に接続され
た信号線と、を備え、該予備スイッチング素子の信号入
力端子の延設端と該信号線から分岐した枝配線とが、少
なくとも絶縁膜を介して非導通状態で近接対置する接続
部が形成され、該接続部が保護膜によって被覆されてお
り、そのことによって上記目的が達成される。

く作用） 上記構成からなるアクティブマトリクス表示装置を全面
駆動すれば、絵素欠陥の発生位置を容易に確認すること
ができる。全絵素電極の駆動により、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ずる。しかし
、スイッチング素子が不良の場合は、この光学的変調が
不完全となり於いても、拡大レンズ等を使用すれば容易
に識別が可能である。

絵素欠陥部位が特定されると、透光性の基板を介して外
部より接続部に、レーザ光等の光エネルギーが照射され
る。接続部ではレーザ光照射によって、予備スイッチン
グ素子の信号入力端子の延設端と、信号線から分岐した
枝配線とが互いに電気的に接続される。このようにして
予備ＴＦＴ７と信号線とが接続部を介して電気的に接続
される。

更に、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、光エネルギーの照射により切断して
絵素電極と切り離すこともできる。

接続部は保護膜で被覆されているため、溶融した金属等
が表示媒体中に混入することはなく、表示媒体の特性は
低下しない。即ち、上述の予備スイッチング素子と信号
線との接続は、表示媒体から離隔された保護膜と基板と
の間で行われるので、表示媒体に悪影響を与えることな
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ＩＡ図に本
発明の表示装置の一実施例に用いられるアクティブマト
リクス基板を示す。第ＩＡ図のＢ一ＢＩＮ及びＣ−Ｃ線
に沿った各断面の構成を、第ＩＢ図及び第ＩＣ図に示す
。ガラス基板１上にＴａ２０５、Ａｌ２０，、Ｓｌ３Ｎ
Ａ等から成るベースコート膜２が厚さ３０００人〜９０
００人で形成され、この上に走査信号を供給するゲート
バス配線３と、データ信号を供給するンースバス配線４
とが格子状に配列されている。ゲートバス配線３は一般
にＴａ，ＡＩ，ＴＩ、Ｎｌ，Ｍｏ等の単層又はこれらの
多層金属で形成されるが、本実施例ではＴａを使用して
いる。ソースバス配線４も同様の金灰で形成されるが、
本実施例ではＴ１を使用している。ゲートバス配線３と
ソースバス配線４の交差位置には、後述するベース絶縁
膜１１が介在している。ゲートバス配線３とソースバス
配線４とに囲まれた矩形の領域には、透明導電膜（■Ｔ
ｏ）から成る絵素電極５が設けられ、マトリクス状の絵
素パターンを構成している。絵素電極５の隅部付近には
ＴＦＴ６が配され、ＴＦＴ６と絵素電極５とはドレイン
電極ｌ６によって電気的に接続されている。絵素電極５
の他の隅部付近には予備ＴＦＴ７が配され、予備ＴＦＴ
７と絵素電極５とはドレイン電極１６ａによって電気的
に接続されている。ＴＦＴ６及び予備ＴＦＴ７はゲート
バス配線３上に並設され、ＴＦＴ６のソース電極１５と
ソースバス配線４とは枝配線８によって接続されている
。予備ＴＦＴ７のソース電極１５ａはソース電極延設端
８ａによって、接続部２５に導かれる。接続部２５では
ソース電極延設端８ａは、非導通状態で枝配線８に対置
されている。従って、二つのＴＦＴ６及び７のうち、Ｔ
ＦＴ８のみがソースバス配線４に電気的に接続され、予
備ＴＦＴ７はソースバス配線４には接続されていない。

接続部２５の断面構成の詳細については後述する。

ＴＦＴ６近傍の断面構成を第ＩＢ図に従って説明する。

尚、予＠ＴＦＴ７の構成もＴＦＴ６と同様である。ゲー
トバス配線３の一部として形成されるＴａのゲート電極
９上に、ゲート電極９の表面を陽極酸化して得られるＴ
ａ２０３から成るゲート絶縁膜１０が形成されている。

この上から、ゲート絶縁膜としても機能しているＳｉＮ
，（例えばＳｉ３Ｎ４）のベース絶縁膜１１が基仮全面
に亙って堆積されている。ベース絶縁膜１１上にはアモ
ルファスシリコン（ａ−ＳＩ）の真性半ｉ体ｉ１２、真
性半導体層１２の上面を保護するＳｉＮｙ，ｂｚら成る
半導体層保謹膜１３が順次積届されている。

更にその上から、後に形成されるソース電極及びドレイ
ン電極とオーミックコンタクトを得るための、ａ−８１
から成るｎ型半導体層１４が積層されている。ｎ型半導
体層１４上にはソース電極ｌ５、及びドレイン電極１６
が形成されている。ソース電極１５及びドレイン電極１
６は、Ｔｉ％Ｎ１、Ａ１等から成る。

絵素電極５は、ベース絶縁膜１１上にパターン？成され
る。ベース絶縁膜１１の厚さは１５００Ａ〜６０００人
程度が適切であるが、本実施例では２０００人〜３５０
０人に設定されている。ＴＦＴ６及び絵素電極５の上面
を覆って基板全面にＳｉＮ）（から成る保護膜工７が形
成され、保護膜１７上に液晶分子１８の配向を規制する
配向層１９が堆積されている。保護膜１７の厚さは２０
００人〜ｉ　ｏｏｏｏ人程度が適切であるが、本実施例
では５０００人前後に設定されている。ベース絶縁膜１
１及び保護膜ｌ７はＳＩＮＸ以外に、ＳＩＯ８、”ｒａ
２ｏ，、Ａ１■０，その他の酸化物或いは窒化物によっ
て形成され得る。保護膜１７は基板全面に形成せずに、
ＴＦＴ６、予備ＴＦＴ７、バス配線等の直接表示に関与
しない部分のみを覆い、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に対向する他方の
ガラス基板２０の内面には、カラーフィルタ２１、対向
電極２２、及び配同層２３が重畳形成されている。カラ
ーフィルタ２ｌの周囲には必要に応じてブラックマトリ
クス（図示せず）が設けられる。

上記一対のガラス基板１、２０の間には表示媒体として
、ツィステドネマチック液晶分子ｌ８が封入されている
。液晶分子ｌ８は絵素電極５と対向電極２２との間の印
加電圧に応答して配向変換され、光学的変調が行われる
。この光学的変調が表示パターンとして視認される。

接続部２５の断面構成を第ｌＣ図を用いて説明する。ベ
ースコート膜２上に継手金属層２４が形成されている。

継手金属層２４の形状は、第ＩＡ図に示すように平面視
矩形である。継手金１１ｉ２４は、ゲートバス配線３と
同様にＴａ，ＡＩ，ＴＩ、Ｎｌ、Ｍｏ等から成り、ゲー
トバス配線３の形成と同時にパターン形成することがで
きる。継手金属層２４上には前述のベース絶縁膜１１が
堆積されている。ベース絶縁膜ｌｌ上には、予ＮＴＦＴ
７のソース電極１５に接続されたソース電極延設端８ａ
と、ソースバス配線４に接続された技配線８とが載置さ
れている。ソース電極延設端８ａと枝配線８とは、互い
に離隔され非導通状態を維持している。従って、予＠Ｔ
ＦＴ７はソースバス配線４とは電気的には接続されてい
ない。ソース電極延設端８ａと枝配線８とは保護膜ｌ７
によって完全に被覆されている。

継手金属層２４と、ソース電極延設端８ａ及び枝配線８
との間に位置するベース絶縁膜１１は、これらの金属層
及び配線間の層間絶縁膜として釦機能している。石間絶
縁膜としての厚さは１０００人〜７０００人が適してい
るが、本実施例ではＴＦＴ６及び７のゲート絶縁膜とし
ても機能するベース絶縁膜１１を利用しているので、前
述のように２０００人〜３５００人に設定されている。

保護膜１７は技配線８とソース電極延設端８ａとの間の
電気的接続を、表示媒体である液晶分子１８と離隔した
状態で行うためのものである。そのため、保護膜ｌ７の
厚さは１５００人〜１５０００人程度が適切である。本
実施例ではＴＦＴ６及び７の保護膜を利用しているため
、その厚さは５０００人前後に設定されている。

上記構成を有する液晶表示装置のゲートバス配線３及び
ンースバス配線４の全配線から、ＴＦＴ６を介して全絵
素電極５に駆動電圧を印加し、表示装置を全面駆動する
。このように表示装置を駆動した状態では、絵素欠陥が
容易に視認される。

ＴＦＴ６の不良による絵素欠陥が発生している場合には
、接続部２５を用いて容易に修正することができる。第
２図に絵素欠陥の修正に用いられた接続部２５の断面図
を示す。第２図の矢印２６で示すように、下方のガラス
基板１を介して外部よリレーザ光、赤外線、電子ビーム
、その他のエネルギーが継手金屑層２４に照射される。

本実施例ではＹＡＧレーザ光を用いた。枝配線８とベー
ス絶縁膜１ｌと継手金属層２４との重畳部分では、レー
ザ光が照射されるとベース絶縁膜１１の絶縁破壊が起こ
り、枝配Ｒ８と継手金属層２４とは互いに溶融接続され
て導通状態となる。同様に、ソース電極延設端８ａとベ
ース絶縁膜ｌ１と継手金灰層２４との重畳部分でも、ベ
ース絶縁膜１１の絶縁破壊が起こり、ソース電極延設端
８ａと継手金属層２４とは互いに溶融接続されて導通状
態となる。このようにして枝配線８とソース電極延設端
８ａとが継手金属層２４を介して電気的に接続され、予
ｌＴＦＴ７がソースバス配線４によって駆動される。本
実施例ではレーザ光をガラス基板ｌ側から照射したが、
レーザ光を透過させる基板であれば何れの基板側から照
射してもよい。

このようにレーザ光を用いて絵素欠陥の修正を行っても
、接続部２５の上方には保護膜１７が形成されているの
で、溶融した金属の表示媒体である液晶中への混入は起
こらない。また、保護膜ｌ７は透明絶縁体なので、レー
ザ光はこれを透過する。従って、保護膜ｌ７がレーザ光
によって破壊されることはない。レーザ光の照射された
部分の近傍の液晶層は白濁するが、この白濁はやがて消
失し元の状態に復元されるので、画像品位の低下が生じ
ることもない。

ＴＦＴ６の絶縁不良等により、ＴＦＴ６を絵素電極５か
ら切り離す必要がある場合には、ＴＦＴ６のドレイン電
極ｌ６の部分にレーザ光が照射され、該部分が切断され
る。ＴＦＴ６と絵素電極５とを切り離すことにより、絵
素電極５は予備ＴＦＴ７によって正常に駆動される。

第３図に本発明の他の実施例に用いられるアクティブマ
トＩＪクス基板の平面図を示す。本実施例ではＴＦＴ６
と予備ＴＦＴ７との位置が、第ＩＡ図の実施例とは逆に
なっている。そして、接続部２５はゲートバス配線３と
枝配線８との間に設けられている。第ＩＡ図の実施例と
同様に、ゲートバス配線３に直交してソースバス配線４
が形成され、ゲートバス配線３とソースバス配線４とに
囲まれた矩形の領域には、透明電極（ＩＴ○）から成る
絵素電極５が設けられている。絵素電極５の二つの隅部
付近にはそれぞれＴＦＴ６及び予備ＴＦＴ７が配置され
、ＴＦＴ６及び７と絵素電極５とは、それぞれドレイン
電極１６及び１６ａによって電気的に接続されている。

ＴＦＴ６及び７の構成は第ＩＢ図に示すものと同様であ
る。ＴＦＴ６及び予＠ＴＦＴ７はゲートバス配１１３上
に並設され、ＴＦＴ８はソースバス配線４と技配線８に
よって接続されている。予＠ＴＦＴ７のソース電極１　
５　ａはソース電極延設端８ａによって、接続部２５に
導かれる。接続部２５ではソース電極延設端８ａは、非
導通状態で枝配線８に対置されている。従って、ＴＦＴ
６及び７のうち、ＴＦＴ６のみがソースバス配線４に電
気的に接続され、予＠ＴＦＴ７はソースバス配線４には
接続されない。

第３図のｃ’−ｃ’線に沿った接続部２５の断面図は、
第ＩＣ図と同様である。

本実施例の場合も第ＩＡ図の実施例と同様に、接続部２
５にレーザ光等を照射することによって、ＴＦＴ６の不
良による絵素欠陥を修正することができる。

接続部２５の構成は、第ＩＣ図の構成以外に第４図或い
は第５図に示す構成とすることもできる。

第４図に示す構成でほ、ベース絶縁膜１１にスルーホー
ル２７が設けられ、継手金属届２４とソース電極延設端
８ａとが予め電気的に接続されている。ＴＦＴ６に不良
が発生した場合には、枝配線８と継手金属層２４との重
畳部のみが光エネルギ一を用いて接続される。第５図に
示す構成では、継手金属層２４は設けられず、ソース電
極延設端８ａが枝配線８の直上にベース絶縁膜１１を介
して配置されている。ＴＦＴ６に不良が発生した場合に
は、光エネルギー照射によって、ソース電極延設端８ａ
と枝配線８とが直接溶融接続される。

第４図に於いて、スルーホール２７を枝配線８側に設け
、枝配線８と継手金屑層２４とを予め接続した構成とし
てもよい。この構成ではレーザ光バ射によって、ソース
電極延設端８ａと継手金属層２４との重畳部のみが接続
される。また、第５図に於て、技配線８がベース絶縁膜
１１を介して、ソース電極延設端８ａ上に形成された構
成とすることもできる。また、何れの実施例に於いても
、ベースコート膜２は必ずしも設ける必要はなく、廃止
することもできる。

上記の各実施例では透過型の液晶表示装置を示したが、
本発明は反射型の表示装置にも同様に適用できる。また
、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。本発明は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た広範
囲の表示装置にも適用可能である。更に、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も適用され得る。

（発明の効果） 本発明のアクティブマトリクス表示装置は、絵素欠陥の
発生位置を容易に特定できる表示装置の状態で、スイッ
チング素子の不良による絵素欠陥を修正できるので、検
査工程及び修正工程が容易となり、量産性が確保される
。従って、表示装置としてのコスト低減に寄与するもの
である。

４，゛　　の，ｌ　な言Ｈ 第ＩＡ図は本発明の表示装置の一実施例に用いられるア
クティブマトリクス基坂の平面図、第ｌＢ図及び第ＩＣ
図は第ＩＡ図のアクティブマトリクス基板を用いた表示
装置を、それぞれ第ＩＡ図のＢ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線に沿
った面で切断した断面図、第２図は絵素欠陥の修正に用
いられた接続部の断面図、第３図は本発明の他の実施例
に用いられるアクティブマトリクス基板の平面図、第４
図及び第５図は接続部の他の実施例を示す断面図である
。

１，　２０・・・ガラス基板、３・・・ゲートバス配線
、４・・・ソースバス配線、５・・・絵素電極、６・・
・Ｔ　Ｆ　Ｔ，７・・・予備ＴＰＴ，８・・・枝配線、
８ａソース電極延設端、９・・・ゲート電極、１１・・
・ベース絶縁膜、１５，１５ａ・・・ソース電極、　！
６，１６ａ・・・ドレイン電極、　１７・・・保護膜、
　１８・・・液晶分子、　１９，２３・・・配向層、２
１・・・カラーフィルタ、２２・・・対向電極、２４・
・・継手金属層、２５・・・接続部。

以　　上

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一対の基板と、
   該基板間に挿入され印加電圧に応答して光学的特性が変
   調される表示媒体と、該一対の基板の何れか一方の基板
   内面にマトリクス状に配された絵素電極と、該絵素電極
   にそれぞれ電気的に接続されたスイッチング素子及び予
   備スイッチング素子と、該スイッチング素子と該予備ス
   イッチング素子とに接続された走査線と、該スイッチン
   グ素子に接続された信号線と、を備え、 該予備スイッチング素子の信号入力端子の延設端と該信
   号線から分岐した枝配線とが、少なくとも絶縁膜を介し
   て非導通状態で近接対置する接続部が形成され、該接続
   部が保護膜によって被覆されているアクティブマトリク
   ス表示装置。