JPH0566415A - アクテイブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、レーザーによる画素欠陥補修が可
能で表示電極面積を殆ど犠牲にすることがないアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置を提供することを目的とす
る。 【構成】この発明のアクティブマトリクス型液晶表示装
置は、絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタと、こ
の薄膜トランジスタのソース電極に接続された表示電極
と、この表示電極に接続された補助容量電極とが、行選
択線および列選択線の交点付近にマトリクス状に配置さ
れたアレイ基板を備え、更に上記表示電極のうち第１の
表示電極３８と、この第１の表示電極に隣接する行選択
線と列選択線の交点付近に配置された第２の表示電極４
５との間に、それぞれの電極と重複部分を有し、且つ電
気的に接続されていない導電体４７が形成されてなり、
上記の目的を達成することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スイッチ素子として
薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称）を用いたアク
ティブマトリクス型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にアクティブマトリクス型液晶表示
装置は、画素毎に設けられたスイッチ素子によって、表
示素子アレイに画像信号を選択的に印加し、液晶を準ス
タティック的に駆動することにより、高精細・高コント
ラスト・高応答速度でクロストークの無い鮮明な画像を
得ようとするものである。

【０００３】ところで、図５はスイッチ素子としてＴＦ
Ｔを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の駆動
原理を説明するための等価回路図であり、走査線１と信
号線２との各交点には、ＴＦＴ３を介して液晶４と画素
容量５が接続されている。そして、走査回路６は走査線
１に順次ゲートパルスを印加し、それに同期して信号ホ
ールド回路７は走査線１の１ライン分の画像信号を信号
線２に出力する。ＴＦＴ３は所定の走査線１にゲートパ
ルスが印加されている間で導通状態となり、その時の所
定の信号線２に出力されている画像信号に応じて、画素
容量５に電荷が蓄積され、液晶４が駆動される。更に、
ゲートパルスが次の走査線１に移ると、ＴＦＴ３は非導
通状態になり、蓄積された電荷は次に走査を受けるまで
保持される結果、液晶４の表示状態が維持される。

【０００４】近年、フラットディスプレイの発展により
ディスプレイ搭載機器の小形化が急速に進展してきた
が、カラー化や更なる高精細化の要求から、アクティブ
マトリクス型液晶表示装置への期待が高まっている。
又、家庭用テレビ受像機やビデオモニターとしては、大
画面化の要求から同液晶表示装置を使用した投射型とし
て期待されている。

【０００５】しかしながら、アクティブマトリクス型液
晶表示装置は、その製造過程で薄膜の成長とフォトリソ
グラフィーによる微細加工を要するため、大面積にわた
って無欠陥で製造することは困難とされている。そこ
で、アクティブマトリクス型液晶表示装置の直視型に対
応した大型化，高精細化，又は投射型に対応した小型
化，超高精細化するアクティブマトリクス型液晶表示素
子の量産のためには、生じた欠陥を後工程で補修する技
術の開発が必須であり、様々な提案がなされている。そ
の代表的な例として、レーザーを用いた画素補修法があ
る。

【０００６】図６および図７はレーザー補修を考慮した
アクティブマトリクス型液晶表示装置の１画素分の一例
を示す概略図であり、図６は液晶表示装置のアレイ基板
の平面図、図７は図６のＣ−Ｃ′線に沿って切断し矢印
方向に見た液晶表示装置の断面図である。

【０００７】同図に示すように、画素の各構成要素はガ
ラス基板１０上に形成されている。その一部が補助容量
電極を兼ねる表示電極１１は、信号線２の長手方向に沿
って分割されており、その個々にＴＦＴ３が設けられて
いる。ＴＦＴ３は走査線１と一体のゲート電極１２，ゲ
ート絶縁膜１３，信号線２と一体のドレイン電極１４，
表示電極１１に接着されたソース電極１５，および半導
体層１６から構成されている。そして、２つの表示電極
１１の間には、ゲート絶縁膜１３を介して両方の表示電
極１１と重複するように導電体１７が形成されている。
又、走査線１と概略平行な方向には、補助容量線１８が
表示電極１１と部分的にゲート絶縁膜１３を介して対向
するように形成されており、表示電極１１と補助容量線
１８の重なり部分で負荷的な補助容量が得られる。

【０００８】この補助容量は、図５における画素容量５
を増加させ、保持期間でのＴＦＴ３の漏れ電流、および
表示電極１１と他の電極との間の結合容量による表示電
極電位の変動を緩和する重要な働きを有している。

【０００９】一方、図７から明らかなように、ガラス基
板１９上には共通電極２０が形成されており、液晶４を
介してガラス基板１０と対向している。そして、表示電
極１１と共通電極２０の間の電界により、所定の表示が
なされる。

【００１０】図６に示した画素は、主に表示電極１１・
補助容量線１８間ショートの補修を考慮して形成された
ものである。一般に、補助容量部は非常に大きな面積を
有するための上記のショートが生じ易く、画素欠陥の原
因の殆どを占めている。

【００１１】図６における画素補修法を述べると、補助
容量線１８上の×印部でショートが発生した場合、先ず
破線−(1) に沿ってレーザーカットを行ない、ショート
した補助容量電極部を表示電極１１から切り離す。

【００１２】次に、導電体１７と表示電極１１との重複
部をレーザーボンディングし、両方の表示電極１１を電
気的に接続することで、残りの補助容量を両方の表示電
極１１間で共有させ、補助容量減少の影響を小さく抑え
ようというものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アクティブ
マトリクス型も含めて液晶表示素子は自発光型ではな
く、その機能は単なる光シャッターに過ぎない。そのた
め、表示素子として重要な性能である明るさを得るため
には、液晶表示素子の光透過率が高い必要がある。この
ため、アレイ基板においては表示電極面積が出来る限り
広い必要がある。

【００１４】このような要求の下で、図６に示した画素
欠陥補修法の例は、表示電極電位変動を抑えるために表
示電極１１が分割されており、更にそれぞれの表示素子
にＴＦＴ３が形成されている。その分、画素欠陥補修の
効果はあるもののアレイ基板の表示電極面積が狭くなっ
てしまい、液晶表示素子に要求される透過率を犠牲にし
ていた。

【００１５】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、レーザーによる画素欠陥補修が可能で表示電極面積
を殆ど犠牲にすることがないアクティブマトリクス型液
晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１の絶縁
基板上にゲート電極，ゲート絶縁膜，半導体膜，ソース
電極およびドレイン電極から構成された薄膜トランジス
タと、上記ソース電極に接続された表示電極と、この表
示電極に接続された補助容量とが、上記ゲート電極と一
体の行選択線および上記ドレイン電極と一体の列選択線
の交点付近にマトリクス状に配置されたアレイ基板と、
このアレイ基板と所定間隙で配設され第２の絶縁基板上
に共通電極が形成された対向基板と、上記アレイ基板と
上記対向基板との間に挾持された液晶と、を具備してな
るアクティブマトリクス型液晶表示装置において、

【００１７】上記表示電極のうち第１の表示電極と、こ
の第１の表示電極に隣接する行選択線と列選択線の交点
付近に配置された第２の表示電極との間に、それぞれの
電極と重複部分を有し、且つ電気的に接続されていない
導電体が形成されてなることを特徴とするアクティブマ
トリクス型液晶表示装置である。

【００１８】

【作用】この発明によれば、画素の構成要素の形状・配
置を工夫することにより、画素欠陥を補修し、画素欠陥
の殆ど無い高い表示品位と共に、明るい表示性能を有す
るアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。

【００２０】この発明のアクティブマトリクス型液晶表
示装置は図１および図２に示すように構成され、図１は
アレイ基板上の２画素分を示す平面図、図２は図１のＡ
−Ａ′線に沿って切断し矢印方向から見たＴＦＴ部の断
面図である。

【００２１】即ち、図１から明らかなようにＴＦＴ３０
は、絶縁基板４９（図２参照）上に形成された行選択線
３１と一体のゲート電極３２，ゲート絶縁膜３３，半導
体層３４，列選択線３５と一体のドレイン電極３６，補
助容量電極３７と一括形成された表示電極３８に接着さ
れたソース電極３９とから構成されている。

【００２２】同様にＴＦＴ４０は、絶縁基板４９（図２
参照）上に形成された行選択線３１と一体のゲート電極
４１，ゲート絶縁膜３３，半導体層３４，列選択線４２
と一体のドレイン電極４３，補助容量電極４４と一括形
成された表示電極４５に接着されたソース電極４６とか
ら構成されている。

【００２３】そして、表示電極３８と表示電極４５の間
には、各電極３８，４５および列選択線４２のいずれか
らも電気的に浮遊した導電体４７が、各電極３８，４５
に重複するように形成されている。更に、補助容量電極
３７，４４を横切って、行選択線３１と概略平行な方向
に補助容量線４８が形成されている。このようなアレイ
基板を、図２を参照して製造工程に従って説明すること
にする。

【００２４】先ず、例えばガラスからなる絶縁基板４９
の一主面上には、例えば遮光性材料であるＣｒ（クロ
ム）膜をスパッタ法で被膜した後、所定の形状にフォト
エッチングすることによりゲート電極３２，補助容量線
４８および導電体４７が形成され、更に、これを覆うよ
うに例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）からなるゲート絶
縁膜３３がプラズマＣＶＤ法により形成されている。こ
のゲート絶縁膜３３は、ゲート電極３２とソース電極３
９の間に介在する絶縁膜である。

【００２５】ゲート絶縁膜３３のゲート電極３２に対向
する部分には、例えばｉ型の水素化アモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなる半導体層３４がプラズマＣ
ＶＤ法を利用して形成されている。更に、半導体層３４
上には互いに電気的に分離されたｎ型の水素化アモルフ
ァスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなるドレイン領域５
０とソース領域５１が、同じくプラズマＣＶＤ法を利用
して設けられている。そして、半導体層３４のソース領
域５１側に隣接するゲート絶縁膜３３上には、例えばＩ
ＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）膜をスパッタ法
で被膜した後、所定の形状にフォトエッチングすること
により表示電極３８，補助容量電極３７が一括形成され
ている。又、ソース領域５１にはソース電極３９の一端
が接続され、ソース電極３９の他端は表示電極３８に延
在して接続されている。

【００２６】更に、ドレイン領域５０には、ドレイン電
極３６の一端が接続されている。ここで、ドレイン電極
３６とソース電極３９は、例えばＭｏ（モリブデン）膜
とＡｌ（アルミニウム）膜とをスパッタ法で順次被膜し
た後、所定の形状にフォトエッチングするという同じ工
程で形成しており、又、図１における行選択線３１もド
レイン電極３６とソース電極３９と同じ工程で形成して
いる。こうして所望のアレイ基板５２が得られる。

【００２７】一方、例えばガラスからなる絶縁基板５３
の一主面上には、例えばＩＴＯからなる共通電極５４が
形成されることにより、対向基板５５が構成されてい
る。そして、アレイ基板５２の一主面上には、更に全面
に例えばポリイミド（ＰＩ）からなる配向膜５６が形成
されており、又、対向基板５５の一主面上にも、全面に
同じく例えばポリイミド（ＰＩ）からなる配向膜５７が
形成されている。そして、アレイ基板５２と対向基板５
５の一主面上に、各々の配向膜５６，５７を所定の方向
に布等で擦ることにより、ラビングによる配向処理がそ
れぞれ施されるようになる。更に、アレイ基板５２と対
向基板５５とは、互いの一主面側が対向し且つ互いの配
向膜５６，５７が概略９０°をなすように組み合わせら
れ、これより得られる間隙には液晶６０が挾持されてい
る。

【００２８】そして、アレイ基板５２と対向基板５５の
他主面側には、それぞれ偏光板５８，５９が被着されて
おり、アレイ基板５２と対向基板５５のどちらか一方の
他主面側から照明を行なう形になっている。

【００２９】この実施例では、補助容量部の×印に補助
容量電極３７，４４間ショートが生じた場合、先ず破線
(2) に沿ってレーザカッティングを行ない、欠陥が生じ
た補助容量電極３７を表示電極３８から切り離す。この
時点では、表示電極３８は画素欠陥にはならないもの
の、周辺正常画素との画素電極電位差が無視出来ないほ
ど大きくなり、表示品位を落としてしまう。

【００３０】そこで、次に表示電極３８と表示電極４５
との間に形成され電気的に浮遊させてあった導電体４７
とそれぞれの電極とのレーザボンディングを行ない、表
示電極３８と表示電極４５とを電気的に接続し、補助容
量電極４４と補助容量線４８で構成される補助容量を表
示電極３８，４５で共有する。こうすることで画素欠陥
補修のために画素を分割する必要がなく、即ち、画素分
割に伴なう表示電極面積の減少がなく、表示素子として
明るい、且つ画素欠陥補修が可能で表示品位の良い、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。 （他の実施例）

【００３１】図３および図４はこの発明の他の実施例を
示したもので、図３はアレイ基板上の２画素分を示す平
面図、図４は図３のＢ−Ｂ′線に沿って切断し矢印方向
に見たＴＦＴ部の断面図であり、上記実施例と同様効果
が得られる。

【００３２】この他の実施例では、上記実施例の場合に
比べ、電気的に浮遊させてある導電体４７が図３の縦方
向に隣接した画素の表示電極３８，４５に重複するよう
に２箇所に形成されている点で異なっている。この他の
実施例における補修方法は、上記実施例の場合と同様で
ある。

【００３３】

【発明の効果】この発明によれば、画素の構成要素の形
状・配置を工夫することにより、画素欠陥を補修し、画
素欠陥の殆ど無い高い表示品位と共に、明るい表示性能
を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置を実現す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るアクティブマトリク
ス型液晶表示装置におけるアレイ基板上の２画素分を示
す平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に見
たＴＦＴ部の断面図。

【図３】この発明の他の実施例に係るアクティブマトリ
クス型液晶表示装置におけるアレイ基板上の２画素分を
示す平面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ′線に沿って切断し矢印方向に見
たＴＦＴ部の断面図。

【図５】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
等価回路図。

【図６】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置に
おけるアレイ基板上の２画素分を示す平面図。

【図７】図６のＣ−Ｃ′線に沿って切断し矢印方向に見
たＴＦＴ部の断面図。

【符号の説明】３０ ，４０…ＴＦＴ、３１…行選択線、３２，４１…ゲ
ート電極、３３…ゲート絶縁膜、３４…半導体膜、３
５，４２…列選択線、３６，４３…ドレイン電極、３
７，４４…補助容量電極、３８，４５…表示電極、３
９，４６…ソース電極、４７…導電体、４８…補助容量
線、４９、５３…絶縁基板、５２…アレイ基板、５４…
共通電極、５５…対向基板、６０…液晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の絶縁基板上にゲート電極，ゲート
   絶縁膜，半導体膜，ソース電極およびドレイン電極から
   構成された薄膜トランジスタと、上記ソース電極に接続
   された表示電極と、この表示電極に接続された補助容量
   電極とが、上記ゲート電極と一体の行選択線および上記
   ドレイン電極と一体の列選択線の交点付近にマトリクス
   状に配置されたアレイ基板と、 このアレイ基板と所定間隙で配設され第２の絶縁基板上
   に共通電極が形成された対向基板と、 上記アレイ基板と上記対向基板との間に挾持された液晶
   と、を具備してなるアクティブマトリクス型液晶表示装
   置において、 上記表示電極のうち第１の表示電極と、この第１の表示
   電極に隣接する行選択線と列選択線の交点付近に配置さ
   れた第２の表示電極との間に、それぞれの電極と重複部
   分を有し、且つ電気的に接続されていない導電体が形成
   されてなることを特徴とするアクティブマトリクス型液
   晶表示装置。