JPH055901A

JPH055901A - アクテイブマトリツクス液晶表示装置

Info

Publication number: JPH055901A
Application number: JP15663491A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Matsunami; 一成松並
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】アクティブマトリックス液晶表示装置の能動素
子の特性を正しく判定する。【構成】多数の画素電極１４のうち少なくとも１つの画
素電極１４に対応する能動素子１５からテスト用リード
線１８を基板側縁部に導出し、この能動素子１５を特性
測定のためのテスト用素子としても利用して、能動素子
１４そのものの特性を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリックス
液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックス液晶表示装置
は、液晶層をはさんで対向する一対の透明基板の一方
に、多数本の信号ラインと、この各信号ラインに沿わせ
て配列された多数の画素電極と、この各画素電極にそれ
ぞれ対応させて設けられ前記信号ラインに印加されたデ
ータ信号を前記画素電極に供給する能動素子とを形成
し、他方の基板に対向電極を形成した構成となってい
る。このアクティブマトリックス液晶表示装置には、薄
膜トランジスタを能動素子とするものと、薄膜ダイオー
ドを能動素子とするものとがある。図５は従来のアクテ
ィブマトリックス液晶表示装置の回路図であり、ここで
は能動素子として薄膜トランジスタを用いたものを示し
ている。

【０００３】図５において、１は液晶層をはさんで対向
する一対の透明基板（ガラス基板）のうちの一方の基板
であり、この基板１面には、多数本の走査ライン２が互
いに平行に配線されるとともに、この走査ライン２と直
交する多数本の信号ライン３が互いに平行に配線されて
いる。なお、この各走査ライン２と各信号ライン３との
間は絶縁膜によって絶縁されている。

【０００４】また、この基板１面には各走査ライン２お
よび各信号ライン３に沿わせて多数の画素電極（透明電
極）４が配列形成されるとともに、この各画素電極４に
それぞれ対応させて、前記信号ライン３に印加されたデ
ータ信号を画素電極４に供給する能動素子５が形成され
ている。

【０００５】この能動素子５は薄膜トランジスタであ
り、そのゲート電極は走査ライン２につながり、ドレイ
ン電極は信号ライン３につながっており、ソース電極は
画素電極４に接続されている。

【０００６】なお、図５では図示しないが、他方の基板
には上記各画素電極４に対向する透明な対向電極が形成
されており、この対向電極は表示領域全域にわたる１枚
電極とされている。

【０００７】このアクティブマトリックス液晶表示装置
は、その各走査ライン２に順次走査信号（ゲート信号）
を印加し、これに同期させて各信号ライン３に画像デー
タ信号を印加することにより表示駆動されるもので、上
記能動素子（薄膜トランジスタ）５は、走査ライン２か
らゲート電極に印加される走査信号によってＯＮ状態と
なり、信号ライン３からドレイン電極に印加された画像
データ信号をソース電極から画素電極４に供給する。

【０００８】ところで、このアクティブマトリックス液
晶表示装置においては、能動素子５である薄膜トランジ
スタの特性によって表示特性が左右されるため、良好な
表示品質の液晶表示装置を歩留よく製造するには、その
製造過程において、上記基板１面に形成した能動素子５
の特性の良否を判定する必要がある。

【０００９】このため、従来のアクティブマトリックス
液晶表示装置では、図５に示したように、画素電極４お
よびその能動素子５等を形成した基板１の表示領域外の
部分に、１個または数個（図では２個）のテスト用素子
（能動素子５である薄膜トランジスタと同じ構成の薄膜
トランジスタ）５ａを形成しておき、このテスト用素子
５ａの特性を測定して、能動素子５の特性を判定してい
る。

【００１０】上記テスト用素子５ａは、能動素子５の形
成時に一緒に形成されており、このテスト用素子５ａの
特性の測定は、そのゲートおよびソース，ドレインの各
電極からそれぞれ基板側縁部に導出した各テスト端子６
Ｇ，６Ｓ，６Ｄのうち、ゲート端子６Ｇにゲート信号を
印加し、ドレイン端子６Ｄにテスト信号を印加して、ソ
ース端子６Ｓへの出力を測定する方法で行なわれてい
る。

【００１１】なお、図５には能動素子５として薄膜トラ
ンジスタを用いたものを示したが、能動素子として薄膜
ダイオードを用いるアクティブマトリックス液晶表示装
置でも、従来は、画素電極およびその能動素子である薄
膜ダイオード等を形成した基板の表示領域外の部分に、
テスト用として１個または数個の薄膜ダイオードを形成
しておき、このテスト用素子の特性を測定して、能動素
子である各薄膜ダイオードの特性を判定している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアクティブマトリックス液晶表示装置は、能動素子
であるの特性を正しく判定することができないという問
題をもっていた。

【００１３】これは、表示領域外の部分に形成したテス
ト用素子（薄膜トランジスタ５ａまたは薄膜ダイオー
ド）と、能動素子（薄膜トランジスタ５または薄膜ダイ
オード）との特性に差があるためである。

【００１４】すなわち、上記テスト用素子は、能動素子
の形成時にこの能動素子と一緒に形成されているが、こ
のように能動素子とテスト用素子とを同じ工程で形成し
ても、能動素子およびテスト用素子を構成する半導体層
等の成膜時における堆積膜厚は、基板の中央部（表示領
域）と基板の外周部（表示領域外の部分）とで異なる
し、また、堆積膜をパターニングするエッチングにおい
ても、一定ピッチで配列形成される能動素子と、独立し
て形成されるテスト素子とではエッチング状況が異なる
ため、形成されたテスト用素子の特性が能動素子の特性
と異なってしまう。

【００１５】そして、従来のアクティブマトリックス液
晶表示装置では、能動素子の特性を正しく判定すること
ができないため、能動素子の特性が良好であるのにもか
かわらずこの基板を不良品と判定してしまったり、能動
素子の特性が良好でない基板を良品と判定してしまった
りすることがあった。本発明の目的は、能動素子の特性
を正しく判定することができるアクティブマトリックス
液晶表示装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リックス液晶表示装置は、多数の画素電極のうち少なく
とも１つの画素電極に対応する能動素子の画素電極接続
端からテスト用リード線を分岐し、このテスト用リード
線の端部を基板側縁部に導出したことを特徴とするもの
である。

【００１７】

【作用】すなわち、本発明は、多数の画素電極のうち少
なくとも１つの画素電極に対応する能動素子を、特性測
定のためのテスト用素子としても利用して、能動素子そ
のものの特性を測定するようにしたもので、この能動素
子の特性の測定は、この能動素子がつながる信号ライン
にテスト信号を印加し、基板側縁部に導出したテスト用
リード線への出力を測定することで行なうことができ
る。

【００１８】

【実施例】

（第１の実施例）以下、本発明の第１の実施例を図１お
よび図２を参照して説明する。

【００１９】この実施例のアクティブマトリックス液晶
表示装置は、能動素子として薄膜トランジスタを用いた
ものであり、図１は液晶表示装置の回路図、図２はテス
ト用素子としても利用される能動素子部の平面図であ
る。

【００２０】図１において、１１は液晶層をはさんで対
向する一対の透明基板（ガラス基板）のうちの一方の基
板であり、この基板１１面には、多数本の走査ライン１
２が互いに平行に配線されるとともに、この走査ライン
１２と直交する多数本の信号ライン１３が互いに平行に
配線されている。

【００２１】また、この基板１１面には各走査ライン１
２および各信号ライン１３に沿わせて多数の画素電極
（透明電極）１４が配列形成されるとともに、この各画
素電極１４にそれぞれ対応させて、前記信号ライン１３
に印加されたデータ信号を画素電極１４に供給する能動
素子１５が形成されている。

【００２２】この能動素子１５は薄膜トランジスタであ
る。この薄膜トランジスタは、例えば逆スタガー構造の
もので、図２に示すように、基板１１面に配線した上記
走査ライン１２に形成されたゲート電極Ｇと、このゲー
ト電極Ｇおよび走査ライン１２を覆って基板１１の表示
領域全域に形成された透明なゲート絶縁膜１６と、この
ゲート絶縁膜１６の上に前記ゲート電極Ｇに対向させて
形成された半導体層１７と、この半導体層１７の上に形
成されたソース電極Ｓおよびドレイン電極Ｄとで構成さ
れている。

【００２３】また、上記信号ライン１３および画素電極
１４は上記ゲート絶縁膜１６の上に形成されており、上
記能動素子（薄膜トランジスタ）１５のドレイン電極Ｄ
は信号ライン１３につながり、ソース電極Ｓは画素電極
１４に接続されている。

【００２４】なお、図において、１２ａは走査ライン１
２の端子、１３ａは信号ライン１３の端子であり、各走
査ライン１２の端子１２ａは基板１１の一端縁部に配列
され、各信号ライン１３の端子１３ａは基板１１の一側
縁部に配列されている。

【００２５】また、図示しないが、上記基板１１と液晶
層をはさんで対向する他方の基板には、上記各画素電極
１４に対向する透明な対向電極が形成されており、この
対向電極は表示領域全域にわたる１枚電極とされてい
る。

【００２６】そして、上記多数の画素電極１４のうち一
部の画素電極１４に対応する能動素子１５は、特性測定
のためのテスト用素子を兼ねるものとされており、この
実施例では、図１において最上行の各画素電極１４のう
ち両端の２つの画素電極１４に対応する２つの能動素子
１５にそれぞれテスト用素子を兼ねさせている。

【００２７】このテスト用素子を兼ねる能動素子１５の
画素電極接続端からは、テスト用リード線１８が分岐さ
れており、このテスト用リード線１８の端部１８ａは、
基板１１の一側縁部、つまり信号ライン端子１３ａの配
列縁部に導出されている。なお、このテスト用リード線
１８は、図２に示すように、能動素子１５のソース電極
Ｓと一体に形成されている。

【００２８】すなわち、この実施例のアクティブマトリ
ックス液晶表示装置は、多数の画素電極１４のうち一部
の画素電極１４に対応する能動素子１５を、特性測定の
ためのテスト用素子としても利用して、能動素子１５そ
のものの特性を測定するようにしたものである。

【００２９】上記能動素子１５の特性の測定は、テスト
用素子を兼ねる能動素子１５のゲート電極Ｇがつながっ
ている走査ライン１２にゲート信号を印加し、この能動
素子１５のドレイン電極Ｄがつながっている信号ライン
１３にテスト信号を印加して、この能動素子１５のソー
ス電極Ｓから基板側縁部に導出されているテスト用リー
ド線１８への出力を測定することで行なうことができ
る。なお、この特性の測定は、テスト用素子を兼ねる２
つの能動素子１５の両方について行なっても、いずれか
一方についてだけ行なってもよい。

【００３０】そして、この液晶表示装置においては、一
部の画素電極１４に対応する能動素子１５をテスト用素
子としても利用して、能動素子１５そのものの特性を測
定するようにしているため、能動素子１５である薄膜ト
ランジスタの特性を正しく判定することができる。

【００３１】この場合、直接特性を測定できる能動素子
１５は、テスト用素子を兼ねる２つの能動素子１５の一
方または両方だけであるが、このテスト用素子を兼ねる
能動素子１５と他の能動素子１５はいずれも基板中央部
の表示領域に一定ピッチで配列形成されているため、こ
の各能動素子１５を構成するゲート絶縁膜１６や半導体
層１７等の成膜時における堆積膜厚および半導体層１７
等をパターニングする際のエッチング状況は、全ての薄
膜トランジスタ１５においてほぼ均一であり、したがっ
て、直接特性を測定できない能動素子１５の特性はテス
ト用素子を兼ねる能動素子１５の特性と同じであるか
ら、上記テスト用素子を兼ねる能動素子１５の特性を測
定すれば、全ての能動素子１５の特性を判定することが
できる。

【００３２】なお、上記実施例では、２つの画素電極１
４に対応する２つの能動素子１５をテスト用素子として
利用しているが、テスト用素子として利用する能動素子
１５の数は、少なくとも１つ以上であれば任意でよい。

【００３３】また、上記実施例の液晶表示装置は、能動
素子として薄膜トランジスタを用いたものであるが、本
発明は、能動素子として薄膜ダイオードを用いたアクテ
ィブマトリックス液晶表示装置にも適用することができ
る。（第２の実施例）図３および図４は本発明の第２の実施
例を示している。

【００３４】この実施例のアクティブマトリックス液晶
表示装置は、能動素子として薄膜ダイオードを用いたも
のであり、図３は液晶表示装置の一部分の回路図、図４
はテスト用素子としても利用される能動素子部の平面図
である。

【００３５】図３において、２０，２１は液晶層をはさ
んで対向する一対の透明基板（ガラス基板）であり、図
に鎖線で示した第１の基板２０面には、ストライプ状の
対向電極（透明電極）２２が微小間隔で多数本互いに平
行に形成されており、図に実線で示した第２の基板２１
面には、上記対向電極２２の長さ方向に対して直交する
多数本の信号ライン２３が互いに平行に配線されてい
る。

【００３６】また、上記第２の基板２１面には、各信号
ライン３に沿わせて、上記第１の基板２０面の各対向電
極２２にそれぞれ対向する多数の画素電極（透明電極）
２４が配列形成されるとともに、この各画素電極２４に
それぞれ対応する能動素子２５が形成されている。

【００３７】この能動素子２５は薄膜ダイオードからな
っており、この実施例では、上記能動素子２５を、２個
の薄膜ダイオード２５ａ，２５ｂを互いに逆向きに直列
接続したバック・トゥ・バック（ＴＢＴ）構造としてい
る。

【００３８】このバック・トゥ・バック構造の能動素子
２５を構成する２個の薄膜ダイオード２５ａ，２５ｂ
は、それぞれ、基板２１面に形成したベース電極２６
と、このベース電極２６の上に形成されたＰ−Ｉ−Ｎ接
合またはＰ−Ｎ接合構造の半導体層２７と、この半導体
層２７の上にそれぞれ形成された上部電極２８とからな
っている。

【００３９】そして、この２個の薄膜ダイオード２５
ａ，２５ｂのベース電極２６と上部電極２８とのうち、
一方の電極（この実施例ではベース電極）２６は、両薄
膜ダイオード２５ａ，２５ｂに共通する電極とされ、他
方の電極（この実施例では上部電極）２８は各薄膜ダイ
オード２５ａ，２５ｂごとに分離されており、上記２個
の薄膜ダイオード２５ａ，２５ｂは、共通電極であるベ
ース電極２６を介して、極性が互いに逆向きの状態に直
列接続されている。

【００４０】また、この能動素子２５の一端、つまり信
号ライン２３側の薄膜ダイオード２５ａの上部電極２８
は信号ライン２３につながっており、能動素子２５の他
端、つまり画素電極２４側の薄膜ダイオード２５ｂの上
部電極２８は画素電極２４に接続されている。

【００４１】このバック・トゥ・バック構造の能動素子
２５は、第１の基板２０面の各対向電極２２に順次印加
される走査信号に同期させて各信号ライン２３に印加さ
れる画像データ信号を画素電極２４に供給するもので、
この能動素子２５は、そのしきい値電圧（２個の薄膜ダ
イオード２５ａ，２５ｂのうち、電流の方向に対して逆
向きのダイオードが逆方向電流に対して導通状態となる
電圧）を越える電圧値のデータ信号が印加されたときに
ＯＮ状態となって、このデータ信号を画素電極２４に供
給する。

【００４２】なお、図において、２２ａは対向電極の端
子、２３ａは信号ライン２３の端子であり、各対向電極
２２の端子２２ａは第１の基板２０の一端縁部に配列さ
れ、各信号ライン２３の端子２３ａは第２の基板２１の
一側縁部に配列されている。

【００４３】そして、上記多数の画素電極２４のうち一
部の画素電極２４に対応する能動回路２５は、特性測定
のためのテスト用素子を兼ねるものとされており、この
テスト用素子を兼ねる能動回路２５の画素電極接続端か
らは、テスト用リード線２９が分岐されている。

【００４４】このテスト用リード線２９は、図４に示す
ように、画素電極２４側の薄膜ダイオード２５ｂの上部
電極２８と一体に形成されており、このテスト用リード
線２９の端部２９ａは、基板２１の一側縁部、つまり信
号ライン端子２３ａの配列縁部に導出されている。

【００４５】すなわち、この実施例のアクティブマトリ
ックス液晶表示装置も、多数の画素電極２４のうち一部
の画素電極２４に対応する能動素子２５を、特性測定の
ためのテスト用素子としても利用して、能動素子２５そ
のものの特性を測定するようにしたものである。

【００４６】なお、この能動素子２５の特性の測定は、
テスト用素子を兼ねる能動素子２５がつながっている信
号ライン２３にテスト信号を印加し、この能動素子２５
の画素電極接続端から基板側縁部に導出されているテス
ト用リード線２９への出力を測定することで行なうこと
ができる。

【００４７】そして、この液晶表示装置においても、一
部の画素電極２４に対応する能動素子２５をテスト用素
子としても利用して、能動素子２５そのものの特性を測
定するようにしているため、能動素子２５の特性を正し
く判定することができる。

【００４８】なお、上記実施例では、薄膜ダイオードで
構成する能動素子２５をバック・トゥ・バック構造とし
たが、薄膜ダイオードを能動素子とするアクティブマト
リックス液晶表示装置には、１個あるいは同じ向きに直
列接続した複数個の薄膜ダイオードで能動回路を構成し
たものや、画素電極の２箇所を一対の能動素子を介して
信号ラインに接続するとともに一方の能動回路の薄膜ダ
イオードの向きと他方の能動回路の薄膜ダイオードの向
きとを互いに逆にしたダイオードリング構造のものもあ
り、本発明は、これらの液晶表示装置にも適用すること
ができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明のアクティブマトリックス液晶表
示装置は、多数の画素電極のうち少なくとも１つの画素
電極に対応する能動素子からテスト用リード線を基板側
縁部に導出して、この能動素子を特性測定のためのテス
ト用素子としても利用して、能動素子そのものの特性を
測定するようにしたものであるから、能動素子の特性を
正しく判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の回
路図。

【図２】同じくテスト用素子としても利用される能動素
子部の平面図。

【図３】本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の回
路図。

【図４】同じくテスト用素子としても利用される能動素
子部の平面図。

【図５】従来の液晶表示装置の回路図。

【符号の説明】

１１…基板、１２…走査ライン、１３…信号ライン、１
４…画素電極、１５…能動素子（薄膜トランジスタ）、
１８…テスト用リード線、２０，２１…基板、２２…対
向電極、２３…信号ライン、２４…画素電極、２５…能
動素子、２５ａ，２５ｂ…薄膜ダイオード、２９…テス
ト用リード線。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】液晶層をはさんで対向する一対の透明基
板の一方に、多数本の信号ラインと、この各信号ライン
に沿わせて配列された多数の画素電極と、この各画素電
極にそれぞれ対応させて設けられ前記信号ラインに印加
されたデータ信号を前記画素電極に供給する能動素子と
を形成し、他方の基板に対向電極を形成したアクティブ
マトリックス液晶表示装置において、前記多数の画素電
極のうち少なくとも１つの画素電極に対応する能動素子
の画素電極接続端からテスト用リード線を分岐し、この
テスト用リード線の端部を基板側縁部に導出したことを
特徴とするアクティブマトリックス液晶表示装置。