JPS60232590A - マトリクス基板 - 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】 技術分野 本発明け、マトリクス型表示装置などのマトリクス基板
に関する。

背景技術 画像表示装置として従来から陰極線管が用いられている
が、その重量、容積が大きく、その上機械的な強度を保
つため画面が完全な平面にすることが困難であるなどの
問題がある。このような陰極線管の問題点を根本的に解
決できる可能性を持つものとして、液晶、エレクトロル
ミネセンス。

ガス放電などによるパネル形画像表示装置が実現されて
いる。この中で、液晶によるパネル形画像表示装置が、
他の表示装置に比べて、低電圧、低消費電力で動作する
などの特徴を有していることから特に注目されている。

この液晶による画像表示装置の駆動方式として。

通常ｘ−Ｙマトリクス方式が用いられる。この方式の一
つとして、いわゆる単純マトリクス方式がある。単純マ
トリクス方式は、互いにその方向が直角をなすように設
けられた２組の帯状の電極群間に液晶を挾んで、マトリ
クス基板を構成する。

行電極（横方向に延びる電極）に行選択信号が印加され
、列電極（縦方向に延びる電極）に前記行選択信号と同
期して画像信号が印加されることによって、液晶が順次
時分割駆動される。液晶は行電極と列電極との電位差の
実効値に応答して光の透過率が変化する。この液晶が表
示画面の絵素を構成し、各液晶の透過光量が前記画像信
号に基づいて制御されることによって１画像が表示され
る。

この単純マトリクス方式には、１本の電極に多数の絵素
があるために選択絵素以外にも電圧が印加されて画像の
コントラストの低下する。いわゆるクロストーク問題が
ある。このため走査ライン数をあまシ多く設定すること
はできない。このような制限を克服するために、他の方
式として、いわゆるアクティブマトリクス方式が用いら
れる。

アクティブマトリクス方式は前記単純マトリクス方式と
類似しているが、各絵素にスイッチ素子としてＴＰＴ（
薄膜トランジスタ）のようなアクティブ回路を設けてマ
トリクス基板′ｆｔ構成する。

スイッチ素子が備えられたことによって１選択された電
極のみ電圧が印加され、単純マトリクス方式で問題とな
ったクロストークがなくなる。このためこの方式では走
査ライン数を多くすることかできる。

このようなマトリクス型表示装置において１表示装置の
分解能を高めるために絵素数ケ多くまた絵素の寸法を小
さくすると１行電極および／または列電極の断線が生じ
る確率が増大する。特に上述のスイッチ素子が備えられ
たマトリクス基板の製造工程は複雑で電極の断線が生じ
やすぐ問題となる。行電極または列電極のどちらか一方
は、電極に交差して平担ではない面上にパターン形成さ
れるので、フォトエツチング過程においてエツチングが
不充分の箇所が発生しやすく、この場合電極が断線した
形で形成されることになる。

行電極および／または列電極で断線部分があると、その
断線部分から先には信号が伝達されなくなる。画像表示
すると、その断線部分から先はいわゆるライン欠陥とな
り１画像の表示品位が著しく損なわれる。したがって電
極の断線は皆無であるのが望まし込が、断線のないマト
リクス基板だけを表示装置゛に組み込むとすると１歩留
りが悪くなり生産コストが高くなる。そこで、この電極
の断線によるライン欠陥をなくすためにマトリクス基板
の電極の修理が必要となる。

従来技術では、このマトリクス基板の電極を修理する方
法として次のような方法が実施されている。

マトリクス基板において電極が形成されると。

各電極ごとに断線テストヲ行なう。各電極の一端は外部
信号源からの信号を入力するための主端子に接続され、
その他端部は断線テスト用の補助端子に接続される。そ
の主端子と補助端子に電気特性検査用のプローブビン″
４を接触して、断線している電極を発見する。断線して
いない電極には主端子側からのみ信号が印加されるが、
断線している電極については主端子と補助端子とを接続
ワイヤで接続して、電極の両端から同じ信号を入力でき
るよう≦こする。このＪうにするとライン欠陥が修正さ
れる。この方法は自動化が難しく、非常に細かい作業と
なるので熟練を用し、修理に時間がかかるので作業効率
が悪い。

他の先行技術では、各電極の両側に入力端子を設けて、
各電極の両端をその入力端子に接続するようにする。そ
して、−電極の両端に位置する入力端子に同じ信号を印
加する。断線の有無にかかわらず両側から同じ信号が入
力されるので、ライン欠陥の発生１防ぐことができる。

しかし、この方法では端子数が電極数の２倍となり、ま
た両方の端子に信号が入力できるような配線が必要とな
るので１部品の数や作業コストが倍増する欠点がある。

目　的 本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し。

自動化ができ作業効率の良く、また生産コストの低減が
図れるマトリクス基板を提供することであるＯ 実施例 この実施例では、カラー液晶表示装Ｗｉにおりでスイッ
チ素子を設けたマトリクス基板について述べる。

まず本発明が実施されうるカラー液晶表示装置について
説明する。第１図は、カラー液晶表示装置の簡略化した
分解斜視図である。カラー液晶表示装ａｌｔｔｉ、液晶
パネルであるマトリクス基板１５゜着色体Ｆおよび照明
手段を含む。、液晶１け、印加電圧に応答して光の透過
率あるいけ反射率が変化し、多数の絵素を構成する。前
記着色体Ｆけ、液晶パネルの内部または外部に設けられ
、液晶１によって構成される各絵素と位置関係が対応し
ている。

前記照明手段は液晶パネルの前方また後方に設けられる
。

照明手段から出力された光は１着色体Ｆにより必要とさ
れる波長成分のみが透過され、液晶パネルに入射する。

液晶パネルの各絵素には着色体Ｆの色と対応した色映像
信号が印加されており、この信号薯ζ応じて液晶パネル
を透過する光量が制御される。したがって、このような
液晶表示装置をある程度目から離して人間の目の分解能
を越える位置に＃ｈて見れば着色体Ｆの３原色配列は分
離して見えず、加法混色されて視認さね、カラーテレビ
ジョンの原理により画像を表示することができる。

着色体Ｆは、たとえば３原色のカラーフィルタであって
、液晶パネルの外面に設けら名、内面に設けられてもよ
い。カラーフィルタである着色体Ｆの配列形態にはスト
ライブ状やモザイク状があり、前者には第２図１１１に
示す縦ストライプ型、１ｇ２図（２）に示す横ストライ
プ型、後者には第２図（３）Ｃζ示す９絵素階段型、＠
２図（４）Ｉζ示す縦６絵素型。

第２図（５）に示す横６絵素型、第２図（６）に示す４
絵素型等がある。第２図において、赤色フィルタは参照
符Ｒで示され、緑色フィルタは参照符Ｇで示され、青色
フィルタは参照符Ｂで示されている。

たとえば＠２図（４）に示す縦６絵素は１行電極上に２
色のフィルタを交互に配置＋ｊして、−列電極上には３
色のフィルタを周期的に配列することになる。

次に第３図を参照して１本発明が適用されるマトリクス
基板１５について説明する。＠３図は。

本発明が実施されうる液晶を駆動するための回路図であ
る。マトリクス基板１５け、液晶１．スイッチ素子２．
共通電極３１行＠極５１列電極８および絵素電極ｌＯな
どｌζＸりて構成される。各絵素電極１０がマトリクス
状に配置さｔ−Ｌ、これらの絵素電極１０と各絵素電極
１０に対向する共通電極３との間に液晶１が介在するこ
とによって絵素が構成される。液晶ＩＩ／ｉ絵素電極１
０と対向する共通電極３の電位差の変化によって駆動さ
れる。

行電極５Ｉ／′ｉ各スイツチ素子のゲート電極が連設さ
れたものであり６列電極８け各スイッチ素子２のソース
電極が連設されたものである。

＠４図は第３図に示されたスイッチ素子２の具体的な構
成を示す平面図であり、第５図はその断面図である。ス
イッチ素子２であるＴＰＴ＃−ｊガラスで形成された電
気絶縁性を有する透明基板４の上にゲート電極５．ゲー
ト絶縁膜６．半導体膜７゜ソース電極８およびドレイン
電極９が順次パターン化され積層されて構成されている
。ドレイン電極９にけ絵素電極１０および必要に応じて
設けられた蓄積コンデンサが接続される。薄膜形成法と
して真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法（化学的
気相成長法）などが用いられ、シャドウマスクやフォト
リングラフィの技術によってパターン化される。

半導体膜７としてｎ型半導体を用いた場合、ゲート電極
５に正の電圧を印加すると半導体膜７のゲート絶縁膜６
側の界面に電子の蓄積層が形成され、ソース電極８とド
レイン電極９との間の抵抗が変化する。ゲート電極５に
印加される電圧の大きさによって絵素のコントラストを
得ル。

再び第３図を参照して、ゲート電極５にけ同期信号Ｈが
入力される行選択回路１１にＸっで走査パルスが印加さ
れ、スイッチ素子２けＯＮ状態にされる。一方、ＲＧＢ
の各画像信号がそれぞれラインメモリ１２に入力される
。これによりサンプリングされた各色の画像信号が各ソ
ース電極８ごとｊ（設けられた色切替回路１３１ご入力
さｎる。

色切替回路１３け色配列に対応した信号を選択し、前記
走査パルスに同期して各ソース電極８に画像信号を印加
する。スイッチ素子２がＯＦＪ［ｉのとき、ドレイン電
極９に接続された絵素電極１０に画像信号が印加され、
液晶１が駆動される。

第６図は本発明が実施されうる液晶１を駆動するための
回路図の他の実施例である。第６図は第２図の構成に類
似し、対応する部分には同じ参照符を付した。前記画像
信号をラインメモリ１２１こ入力する前に１色切替回路
１３に赤Ｒ１緑Ｇ、青Ｂの各画像信号を色配列に応じて
時分割し、シリアル信号に変換してラインメモリ１２に
送シ込む。

第７図はＩＪ！６図に示された構成を含む本発明が関連
して実施されることができるカラー液晶表示装置のブロ
ック図である。第７図において、第６図の構成に類似対
応する部分には同じ参照符を付す。前記スイッチ素子２
のゲート電極５である各行電極とには赤Ｒ１緑Ｇ、實Ｂ
の３色のうちの２色が交互に配列され、またスイッチ素
子２のソース電極８である各列電極はライン毎に順次交
互ＩＣ上下方向に引き出されている。それぞれの狽１こ
引き出さねている各列電極の絵素の色配列けそわそれ同
じとなる。この色配列は、＠２図（４）で示した色配列
と同様である。第７＠示の第１行目は赤と緑が交互に配
列され、赤の絵素は一万側（第７図示の上方側）、緑の
絵素けその反対側（第７図示の下方側）に引き出される
。第２行目は緑と青とが交互に配列され、緑の絵素は上
方、青の絵素は下方に引き出される。第３行目では青と
赤が交互に配列さｔｌ、青の絵素は上方、赤の絵素は下
方に引き出される。これら３行分を繰り返し単位として
、マトリ−クス電極構造を構成する行電極群が周期的に
配列されている。このように片側に引き出される色は、
各行ごとに変るが同一行内では同一色が引き出されるこ
ととなる。したがって、ラインメモリ１２に信号を入れ
る前に色切換回路１３全配設して色を切り換えることが
できるので、ラインメモリ１２け１下それぞれ１つずつ
しか必要としない。

＄６図示の従来技術では１色切換を１絵素毎に行なわな
ければならないので高速で作動するスイッチ素子が必要
とし、このため消費電力も太きかった。第７図示の実施
例でけ色切換を走査線毎に行なうだけでよいので、低速
でスイッチすねはよく。

消費電力も小さく抑えることができる。

カラー映像信号Ｃ５ｔｊクロマ回路１４を介して赤信号
Ｒｓ、緑信号Ｇｓ、青信号Ｂｓとして出力され、これが
色切換回路１３に入力される。色切換回路１３と行選択
回路５１ｃｉｆ同期信号Ｔｓが入力されており、この同
期信号Ｔｓに応答して１色切換回路１３からマトリクス
基板１５の両側に配置されたラインメモリ１２に色信号
が入力される。

ラインメモリ１２で所足の列電極（′＠６図参照）が選
択され１行選択回路５の出力に同期して各列電極に駆Ｉ
ｙＩ電圧が印加される。以上の動作によって、マトリク
ス基板１５において行列方向のマトリクス駆動が行なわ
れ１画像が表示される。

以下本発明の実施例のマトリクス基板１５の修理方法に
ついて詳細に説明する。第８図は本発明のマトリクス基
板１５の基体１６の一部の構成を示す図である。マトリ
クス基板１５けこの基体１６と透明のカバ一体（後述の
第９図の参照符４０を参照）とケスペーサ（第９図の参
興符４５）を介在して貼り合わせて空間を形成し、その
空間内に液晶１を封入して構成される。その空間を形成
する面内に各電極が配置される。マトリクス基板１５の
基体１６上に形成された行電極５と列電極８の断線テス
トは通常前記カバ一体を貼り合わす前に行なわわる。図
中において、夕１ｊ電極８は個別的には添字ａ　＝　ｆ
″ｌｒ付して説明の便宜を図り、総括的には添字を省く
こととする。他の参照符についても同様とする。列電極
８の一端は主端子１７に接続され、その他端は補助端子
１８に接続される。

主端子１７Ｔｌ′ｉ第７図示のラインメモリ１２と接続
され１画像信号が入力される端子である。

第１０図はマトリクス基板１５の外周付近の断面図であ
る。主端子１７＃−ｔマトリクス基板１５の基体１６の
外周部付近に位置する主端子領域１９に設けられる。ま
た補助端子１８はその主端子領域１９の内方に位置する
前記基体１６の補助端子領域２０に設けられる。この領
域１９および領域２０け、前記カバ一体４０が貼り合わ
される基体１６の表示部２１を外囲するように配設され
る。

各主端子１７は相互≦ご隣接する主端子１７と絶縁が確
実な間隔？隔てて配置される。主端子１７の大きさけ、
導電性ゴムコネクタなどが接続さｈのに充分な大きさが
必要である。たとえは短辺が１００μｍで長辺が３ｍｍ
の矩形である。

各補助端子１８は主端子１７と電極８の接続位置に近く
、隣接する電極８の間に配置される。この補助端子１８
の大きさけ断線テストを行なうのに必要な大きさ、ｆｃ
とえは一辺が１０μｍの正方形で充分である。

この実施例のマトリクス基板１５における絵素の色配列
は第２図（４）で示したいわゆる縦６絵素型である。列
電極８　ａ　＋　８　（＋　８　ｅには同じ色配列の絵
素が配置される。

次ＳＣ列電極８ｃに断線部Ｘが生じた場合を仮足する。

端子１７ｃに入力された信号は断線部Ｘまで伝達される
が、その断線部Ｘから補助端子１８Ｃの間の電極には前
記信号は伝達されない。つまシ断線部Ｘから補助端子１
８ｃの間の絵素け１画像表示したときに、いわゆるライ
ン欠陥となる。

そこでこの断線部Ｘから補助端子１８ｃ間の絵素が欠落
しない↓うに電極配線？修理する。ライン欠陥部の列電
極８ｃには、近傍で列電極８ｃと同じ色配列を有する列
電極８ａ、８ｅの信号全印加できるようにする。

第１０図は、基体１６の補助端子領域２０の一部の断面
図を示す。列電極８ａ、８ｅからの信号を印加するため
に、補助端子１８ａ、１８ｃ、１８ｅを接続部材３０で
接続する。この接続部材３０け銀ペーストなど導電体か
ら成る。この接続部材３０で補助端子１８ａ、１８ｃ、
１８ｅ１に接続する際１列電極８ｂ、８ｄと交差するこ
とになる。

補助端子領域２０け、補助端子１８を除いて、予め電気
絶縁被膜２１（第８図および′＠ｌＯ図の太線の斜線で
示される）で列電極８ｂ、８ｄ’ｅ被覆されているので
１列電極８ｂ、８ｄと接続部材３０は絶縁される。この
絶縁被膜２１けＴＰＴの構成材料である５ｉ０２などで
成り、フォトリングラフィやリフトオフ法などの周知の
パターン化技術などで形成される。また絶縁被膜２１＃
−ｊ、エポキシ樹脂などの電気絶縁性樹脂を印刷しても
よい。

ライン欠陥部の列電極８ｃに列電極８ａおよび列電極８
ｅの信号印加するとき、接続部材３０の抵抗値を適宜選
ぶことによって１列電極８ａ、８ｅからの信号が平均化
されて列電極８ｃに印加される。このことによって１画
面を表示したとき。

修理による不自然さけほとんどない。上述の実施例では
列電極８ａ、８ｃ、８ｅ’を接続したが１片側の列電極
、たとえば列電極８ａのみ列電極８Ｃに接続してもよい
。

このようにしてマトリクス基板１５の基体１６全修理し
た後、第９図示のように共通電極３が敗けられたカバ一
体４０と基体１６とをスペーサ４５を介在して貼り合わ
せる。第９図のように基体１６の領域２０をカバ一体４
０との貼着部とすることによって、マトリクス基板１５
の大きさを小さく押えることができる。またこの領域２
０′ｔ″前記貼着部の外方に設けた場合は、基体１６と
カバ一体４０とを貼り合わせた後でも、上述の修理が可
能である。

上述の修理作業は、補助端子領域２０付近に銀ペースト
ラ滴下するなどの簡単な作業で済み、作業の自動化を図
ることができる。

＠１１図は他の実施例として行方側の色配列の周期を３
絵素とした場合のマトリクス基板１５の基体１６の構成
を示す図である。第９図は第８図の構成に類似し、対応
する部分は同様の参照符を付した。補助端子１８は補助
端子領域２０に＠７図示のように３列に配置され、断線
がある列電極８は同じ色配列を有する列電極８と、補助
端子１８を介して接続される。他の色配列においても同
様Ｓど修理することができる。

上述の実施例では列電極８に断線がある場合について説
明したが、行電極５につｂても修理が適用されることは
言うまでもない。また本発明はカラー液晶表示装置のマ
トリクス基板のためだけでなく他の技術分野において実
現されるマトリクス基板でもよい。

本発明の他の実施例として１行電極５と列電極８の交点
で短絡が生じて各電極５．８に正常な信号が印加されな
くなった場合、短絡箇所の交点の両側で電極管切断すれ
は本発明が適用され、マトリクス基板上修理することが
できる。ｉ＆！極の切断にはレーザや超音波カッタによ
る切断が好適である０ 効果 以上のように本発明薯こよれば°、断線している電極の
補助端子と、その断線している電極の近傍であって断線
している電極に平行な電極の補助端子とを接続すること
によって、マトリクス基板の電極の断線による欠陥部分
を簡単に修理することができる。このような作業は自動
化することができるので作業効率が向上し、また製品を
修理することによって歩留りが良くなるので生産コスト
の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー液晶表示装置の簡略化した分解斜視図、
第２図は絵素の色配列を示す図、第３図は本発明が適用
されるカラー液晶表示装置の一実施例を示す回路図、第
４図はスイッチ素子２の構成を示す図、第５図はその断
面図、第６図は第３図の他の実施例を示す図、第７図は
第６図に示された構成を含むカラー表示装置のブロック
図、第８図は本発明のマトリクス基板１５の基体１６の
構造を示す図、第９図はマトリクス基板１５の外周部付
近を示す断面図、第１０図は第８図の補助端子領域２０
の一部を示す断面図、第１１図は第８図の他の実施例を
示す図である。 ５・・・行電極。８・・・列電極、１５・・・マトリク
ス基板、１８・・・補助端子、２０・・・補助端子領域
、３０・・・接続部材、Ｘ・・・断線部 代理人　弁理士　西教圭一部 （＋）　（２） （４）　（５） 第２図 （３） （６）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の行電極および／または複数の列電極が相互に絶縁
   された状態でマトリクス状に配置して構成されるマトリ
   クス基板において。 行電極および／または列電極の一端は、信号を導出する
   信用力回路または信号を受信する信号受信回路Ｓζ接続
   されるべき主端子に接続され、その他端は補助端子に接
   続され。 行電極および／または列電極が断線したとき。 その断線している電極の補助端子と、その断線している
   電極の近傍であって断線している電極に平行な電極の補
   助端子とを導電体によって接続すること全特徴とするマ
   トリクス基板。