JPH0416929A - アクティブマトリクス型表示装置 - 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）　ＩＪ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が形
成される。選択された絵素電極とこれに対向する対向電
極との間に電圧が印加され、これらの電極の間に介在す
る液晶等の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ッ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・７チング素子としては、Ｔ
ＰＴ　（薄膜トランジスタ）素子、ＭＩＭ　（金属−絶
縁層−金属）素子、ＭＯＳ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、高コ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、コンピュー
タの端末表示装置等に実用化されている。

第７図及び第８図に従来のアクティブマトリクス型表示
装置に用いられるアクティブマトリクス基板の平面図を
示す。第７図の基板では、互いに平行に配列されたゲー
トバス配線２１に直交して、ソースバス配線２３が配設
されている。２本のゲートハス配線２１及び２本のソー
スバス配線２３に囲まれた矩形の各領域には、絵素電極
４１が配されている。ゲートバス配線２１とソースバス
配線２３との交差部近傍のゲートバス配線２１上には、
スイッチング素子として機能するＴＰＴ３１が形成され
ている。ゲートバス配線２１の一部がＴＰＴ３１のゲー
ト電極として機能している。ＴＰＴ３１のドレイン電極
は絵素電極４１に電気的に接続されている。ＴＰＴ３１
のソース電極には、ソースバス配線２３から分岐した支
線が接続されている。

第８図のアクティブマトリクス基板は、第７図の基板と
同様であるが、ＴＰＴ３１付近の構成が異なる。即ち、
ＴＰＴ３１はゲートバス配線２１から分岐したゲートバ
ス支線２２上に形成されている。ゲートバス支線２２の
一部がＴＰＴ３１のゲート電極として機能している。

（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４１とＴＰＴ３１とを配列するこ
とが必要となる。ところが、ＴＰＴ３１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
与しない点欠陥を生ずる。点欠陥は表示装置の画像品位
を著しく損ない、製品の歩留りを大きく低下させる。

点欠陥の主な原因は、大別すると２種類ある。

１つは走査信号によって絵素電極が選択されている時間
内に、絵素電極に十分な充電が行われないために起こる
不良（以下では「オン不良」と称す）である。他の１つ
は、充電された絵素電極の電荷が非選択時間内に漏洩し
てしまう不良（以下では「オフ不良」と称す）である。

オン不良はＴＰＴの不良に起因する。オフ不良はＴＰＴ
を介する電気的漏洩によって生ずる場合と、絵素電極と
バス配線との間の電気的漏洩によって生じる場合とがあ
る。何れの不良が生じても、絵素電極と対句電極との間
に必要な電圧が印加されないため、点欠陥を生じること
になる。このような不良が生じると、絵素電極と対向電
極との間に印加される電圧がＯｖのときに光の透過率が
最大となるノーマリホワイトモードでは輝点として現れ
、該電圧がＯｖのときに光の透過率が最低となるノーマ
リブラックモードでは黒点として現れる。

このような欠陥は、レーザトリミング等を行うことによ
り修正し得る。しかし、この欠陥修正は、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段階で行われ
なければならない。絵素欠陥を表示装置として組み立て
た後に検出することは容易であるが、絵素欠陥をアクテ
ィツマトリクス基板の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Ｔ
ＰＴ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
、量産性が阻害される。

従って、コスト高になるという結果を招く。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ものであり、本発
明の目的は、絵素欠陥が生じても、表示装置を組み立て
た状態で該欠陥を目立たないように修正し得るアクティ
ブマトリクス型表示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型表示装置は、少な（と
も一方が透光性を有する一対の絶縁性基板と、該一対の
基板の何れか一方の基板上に配線された走査線と、該走
査線から分岐した走査支線と、該走査支線の先端部に形
成されスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続
された絵素電極とを、備えたアクティブマトリクス型表
示装置であって、該スイッチング素子の該走査線側の側
部から該走査線までの距離が、光ネエルギーを照射して
該走査支線を切断し得る大きさであり、そのことによっ
て上記目的が達成される。

また、前記絵素電極に絶縁膜を挟んで対問する付加容量
用電極を更に備えた構成とすることもできる。

更に、前記絵素電極が、該絵素電極に接続された該走査
線に隣接する該走査線に重畳され、該絵素電極と該隣接
する走査線との間で付加容量が形成されている構成とす
ることもできる。

（作用） 本発明のアクティブマトリクス型表示装置に於て、スイ
ッチング素子の不良、信号線と絵素電極との間の弱いリ
ーク電流の発生等により、オン不良又はオフ不良が生じ
た場合には、表示装置の状態で修正を行うことができる
。まず、走査支線がレーザ光照射等によって切断される
。本発明の表示装置では、スイッチング素子の走査線側
の側部から該走査線までの距離が、レーザ光等の光エネ
ルギーを照射して走査支線を切断し得る大きさに設定さ
れているので、走査支線を確実に切断し得る。次に、ス
イッチング素子の絵素電極に接続された電極と、信号線
に接続された電極との間が、光エネルギー照射によって
電気的に接続される。

スイッチング素子がＴＰＴである場合には、この電気的
接続は、ソース電極とゲート電極との重畳部、及びドレ
イン電極とゲート電極との重畳部にそれぞれ光エネルギ
ーを照射することにより行われる。光エネルギーとして
レーザ光を照射することにより、これらの重畳部にはス
ポット状に穴が開く。この穴の周囲では、ソース電極と
ゲート電極とが電気的に接続され、ドレイン電極とゲー
ト電極とが電気的に接続される。このように、ソース電
極とドレイン電極とは、ゲート電極を介して電気的に接
続される。

以上のようにして修正されたスイッチング素子に接続さ
れた絵素電極（以下では「修正絵素電極」と称する）に
印加される電圧について、第６図を参照しながら説明す
る。第６図に於て、Ｇｎはｎ番目の走査線の信号電圧（
縦軸）と時間（横軸）との関係を表わし、ＳＬＩはｍ番
目の信号線の信号電圧（縦軸）と時間（横軸）との関係
を表わす。Ｐｎ□は、ｎ番目の走査線とｍ番目の信号線
とに接続された、正常な絵素電極に印加される電圧を表
す。

Ｐ′。、は、ｎ番目の走査線とｍ番目の信号線とに接続
された、修正絵素電極に印加される電圧を表わす。

走査線にはＧｎ％Ｇｎｌに示すように順次スイッチング
素子を選択する信号（Ｖｇｈ）が選択時間Ｔ。。の間出
力される。走査線の選択時間Ｔ。ｎに対応して、信号線
には映像信号電圧■８が出力され、正常な絵素電極では
ＰｎｌＩに示すように、この信号電圧■θが非選択時間
Ｔ。ｆ「の間保持される。そして、次に選択信号電圧Ｖ
ｇｈが印加されると、信号線には、−Ｖ９の映像信号が
印加される。

これに対し、修正絵素電極には、Ｐ′ｎｆｌに示すよう
に、信号線からの映像信号が常に印加されるため、修正
絵素電極は正常には機能し得ない。しかし、この修正絵
素電極によって表示される絵素は、１周期を通してみる
とこの１周期の間に信号線に印加された映像信号の実効
値に相当する表示を行う。従って、この絵素は完全な輝
点又は黒点となることはなく、信号線に沿って並ふ絵素
の平均的な明るさの表示を行う。従って、この絵素はき
わめて判別し難い絵素欠陥となる。

上述のようにして接続された部分に於ける電気抵抗は、
スイッチング素子の選択状態での抵抗（以下ではＦオン
抵抗」と称する）よりも小さいことが必要である。その
理由は以下のようである。

スイッチング素子のオン抵抗の値は、スイッチング素子
が選択されている時間内に絵素電極に電荷を充電し得る
だけの電流が流れるように設定されている。従って、上
記の接続を行った部分での抵抗がオン抵抗より大きいと
、修正絵素電極にはスイッチング素子の選択時間毎に変
化する信号電圧が確実に書き込まれず、修正絵素電極に
印加される電圧の実効値が小さくなってしまう。このよ
うな状態では、修正絵素電極によって表示される絵素と
他の正常な絵素との間で明るさの違いが大きくなり、絵
素欠陥として視覚的に認識されることになる。

（実施例） 本発明の実施例について以下に説明する。

第１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の平面図を示す。

第３図に第１図の基板を用いた表示装置の第１図に於け
るｍ−ｍ線に沿った断面図を示す。本実施例のアクティ
ブマトリクス型表示装置を製造工程に従って説明する。

本実施例では、絶縁性基板として透明のガラス基゛板を
用いた。ガラス基板１上に走査線として機能するゲート
バス配線２１と、該ゲートバス配線２１から分岐するゲ
ートバス支線２２とを形成した。ゲートバス配線２１及
びゲートバス支線２２は一般にＴａＳ　Ｔｉ、ＡＩ、Ｃ
ｒ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を使用した。ゲートバス配線２１及びゲー
トバス支線２２は、スパッタリング法により形成された
Ｔａ金属層をパターニングすることにより形成される。

ゲートバス配線２１及びゲートバス支線２２を形成する
前に、ガラス基板ｌ上にＴａ２０５等から成るベースコ
ート膜を形成してもよい。尚、ゲートバス支線２２の長
さについては後述する。

ゲートバス配線２１及びゲートバス支線２２上には、Ｓ
　ｉ　Ｎｘからなるベース絶縁膜１１を全面に形成した
。ゲート絶縁膜１１は、プラズマＣＶＤ法により３００
０人の厚さに形成されている。

次に、ゲートバス支線２２の先端部に、スイッチング素
子として機能するＴＦＴ３１を形成した。

ゲートバス支線２２の一部がＴＦＴ３１のゲート電極２
５として機能する。上述のようにゲート絶縁膜１１を形
成した後、後にチャネル層１２となるアモルファスシリ
コン（ａ−３ｉ）　ＪｉＨ：、後にエツチングストッパ
層１３となるＳｉＮｘ層とを堆積させた。ａ−３上層の
厚さは３００人、ＳｉＮ８層の厚さは２０００人である
。次に、Ｓ　ｆ　Ｎｘ層のパターニングを行い、エツチ
ングストッパ層１３を形成した。更に、ａ−３上層及び
エツチングストッパ層１３上の全面に、後にコンタクト
層１４．１４となる、Ｐ（リン）を添加したｎ９型ａ−
８上層を、プラズマＣＶＤ法により８００Ａの厚さに堆
積させた。次に、上記ａ−３ｉ層及びｎ４型ａ−３上層
のバターニングを同時に行い、チャネル層１２及びコン
タクト層１４．１４を形成した。

次に、後にソース電極３２、信号線として機能するソー
スハス配線２３、及びドレイン電極３３となるＴｉ金属
層を形成した。上記ソースバス配線２３等は、一般に、
Ｔｆ、ＡＩ、Ｍｏ、Ｃｒ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Ｔｉを使用した。Ｔｉ金
属層はスパッタリング法により形成される。このＴｉ金
属層をバターニングすることにより、ソース電極３２、
ソースハス配線２３、及びドレイン電極３３を形成した
。ソースバス配線２３とゲートバス配線２１とは、前述
のゲート絶縁膜１１を挟んで交差している。

次に、第１図に示すように、ゲートバス配線２１とソー
スバス配線２３とに囲まれた矩形の領域に、Ｉ　Ｔｏ　
（Ｉｎｄｉｕｍ　ｔｉｎ　ｏｘｉｄｅ）から成る絵素電
極４１を形成した。絵素電極４１はＴＦＴ３１のドレイ
ン電極３３の端部に重畳され、ドレイン電極３３に電気
的に接続されている。

更に、ＴＦＴ３１及び絵素電極４１を形成した基板上の
全面に、ＳｉＮ、からなる保護膜１７を堆積した。保護
膜１７は、絵素電極４１の中央部の上で除去した窓状の
形状としてもよい。保］ｉ１７上には配向膜１９を形成
した。ガラス基板ｌに対向するガラス基板２上には、対
向電極３及び配向膜９が形成されている。これらの基板
１及び２上の間に液晶層１８を挟み、本実施例のアクテ
ィブマトリクス型表示装置が完成する。

ＴＦＴ３１の近傍の構成について説明する。ＴＦＴ３１
付近の拡大図を第２図に示す。前述のようにＴ　Ｐ　Ｔ
　３．１はゲートバス配線２１から分岐しタケートバス
支線２２上に形成されている。ＴＦＴ３１のドレイン電
極３３は絵素電極４１に電気的に接続され、ソース電極
３２はソースバスＦＬ［２３に電気的に接続されている
。ＴＦＴ３１のゲ−トバス配線２１側の側部からゲート
バス配線２１までの距離Ｘは、前述の第８図の従来例の
それよりも大きく、レーザ光等の光エネルギーを用いて
ゲートバス支線２２を切断し得る大きさである。

距離Ｘが１０μｍ以上であれば確実に切断できることを
確認した。距離Ｘが小さいと、ＴＦＴ３１を損傷するこ
となくゲートバス支線２２を切断することが不可能であ
るばかりではなく、照射されるレーザ光がゲートバス配
線２１とソースバス配線２３との交差部に悪影響を及ぼ
し、これらのバス配線２１及び２３間の絶縁不良を起こ
す場合が生じる。

以上の構成を有するアクティブマトリクス型表示装置に
於いて、ＴＦＴ３１が不良となったり、ソースバス配線
２３と絵素電極４１との間に弱いリーク電流が発生した
場合には、絵素欠陥が生じる。このような場合には、次
のようにして修正が行われる。まず、第２図に破線で示
す領域５１に光エネルギーを照射することにより、ゲー
トバス支線２２を切断する。これにより、ゲートバス支
線２２はゲートバス配線２１から電気的に絶縁される。

本実施例では光エネルギーとして、ＹＡＧレーザ光を用
いた。前述のように、距離Ｘは十分大きく設定されてい
るので、ゲートバス支線２２の切断は確実に行われる。

レーザ光は基板１及び２の何れの基板から照射してもよ
いが、基板２には遮光膜が形成されている場合が多く、
その場合には基板１側から照射する。本実施例でも基板
１側から照射した。次に、第２図に破線で示す領域５２
及び５３、即ち、第３図の矢印２６及び２７で示す部分
にレーザ光を照射する。これにより、領域５２ではソー
ス電極３２とゲート電極２５とが電気的に接続され、領
域５３ではドレイン電極３３とゲート電極２５とが電気
的に接続される。

従って、ソース電極３２とドレイン電極３３とはゲート
電極２５を介して電気的に接続される。

以上のようにして修正されたＴＦＴ３１に接続された絵
素電極４１（修正絵素電極）には、ソースバス配線２３
の信号が常に印加されるため、修正絵素電極は正常には
機能することはできない。

しかし、修正絵素電極によって表示される絵素は、ソー
スバス配線２３に印加される信号の実効値に相当する表
示を行うので、この絵素は完全な輝点又は黒点となるこ
とはなく、ソースバス配線２３に沿って並ぶ絵素の平均
的な明るさの表示を行うことになる。従って、この絵素
は、きわめて判別し難い絵素欠陥となる。

上述のようにレーザ光照射を行っても、ゲートバス支線
２２及びＴＦＴ３１上には保護膜１７が形成されている
ので、溶融した金属等が表示媒体である液晶層１８に混
入することもなく、表示には影響しない。また、レーザ
光の照射条件を変えることにより、同じレーザ光を用い
て金属層間の溶融接続と金属層の切断とを行うことが可
能であることが確認されている。

本発明の構成は、第４図に示すように、付加容量４２を
有するアクティブマトリクス型表示装置にも適用できる
。第４図の表示装置は、前述の第１図〜第３図に示す実
施例に付加容１４２を設けたものである。付加容量４２
は、基板ｌ上にゲートバス配線２１と並行して設けられ
た付加容量用電極２４と、絵素電極４１との重畳部（斜
線部）に形成されている。第４図の表示装置に於いても
前述の第１図〜第３図の実施例と同様に絵素欠陥を修正
することができる。

更に、本発明は第５図の構成を有するアクティブマトリ
クス型表示装置にも適用することができる。この表示装
置は、第４図の表示装置に於いて、付加容ｊ１４２の占
める部分による開口部の面積の減少を抑えたものである
。即ち、この表示装置では、ゲートバス配線２１の幅を
広げ、絵素電極４１の一部と重畳されている。この構成
では、隣接する非選択状態のゲートバス配線２１を付加
容量用電極として用いることができる。しかも、第４図
のようにゲートバス配線２１と付加容量用電極２４との
間に隙間が存在しないので、開口部の面積の減少を抑え
ることができる。この表示装置に於いても、第１図〜第
３図の実施例と同様に絵素欠陥が修正される。

上記何れの実施例に於いても、ＴＦＴ３１のゲ−ト電極
が下に、ソース電極及びドレイン電極が上に形成されて
いる例を示したが、ゲート電極が上に、ソース電極及び
ドレイン電極が下に形成されたタイプのＴＰＴを用いる
こともできる。

また、上記の実施例では何れもスイッチング素子として
ＴＰＴを用いたが、レーザ光等の光エネルギー照射によ
って、信号線側の電極と絵素電極側の電極とを電気的に
接続し得るスイッチング素子であれば本発明に用いるこ
とができる。

（発明の効果） 本発明のアクティブマトリクス型表示装置では、絵素欠
陥を容易に検呂することができる表示装置の状態で、該
絵素欠陥を目立たないように修正することができる。従
って、本発明によれば、高い歩留りで表示装置を生産す
ることができ、表示装置のコスト低下に寄与することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のアクティブマトリクス型表
示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の平面図
、第２図は第１図のＴＰＴ近傍の拡大平面図、第３図は
第１図の基板を用いた表示装置の第１図に於ける■−■
線に沿った断面図、第４図及び第５図はそれぞれ本発明
の他の実施例の平面図、第６図は走査線及び信号線に印
加される信号と絵素電極の電圧との関係を示す図、第７
図及び第８図はそれぞれ従来のアクティブマトリクス型
表示装置に用いられるアクティブマド９クス基板の平面
図である。 １．２・・・ガラス基板、３・・・対同電極、９，１９
・・・配同膜、１１・・・ゲート絶縁膜、１２・・・チ
ャネルＬ１３・・・エツチングストッパ層、１４・・・
コンタクト層、１８・・・液晶層、２１・・・ゲートバ
ス配線、２２・・・ケートバス支線、２３・・・ソース
バス配線、２４・・・付加容量用電極、２５・・・ゲー
ト電極、３１・・・ＴＦＴ、３２・・・ソース７４極、
３３−・・ドレイン電極、４１・・・絵素電極、４２・
・・付加容量。 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絶縁性基板
   と、該一対の基板の何れか一方の基板上に配線された走
   査線と、該走査線から分岐した走査支線と、該走査支線
   の先端部に形成されスイッチング素子と、該スイッチン
   グ素子に接続された絵素電極とを、備えたアクティブマ
   トリクス型表示装置であって、 該スイッチング素子の該走査線側の側部から該走査線ま
   での距離が、光エネルギーを照射して該走査支線を切断
   し得る大きさであるアクティブマトリクス型表示装置。