CN1517750A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置，在透明电极的下层间隔绝缘膜设置有被重叠的金属散热部件。该散热部件在比其与薄膜晶体管之间的距离远的部分设有凸起部，在该凸起部与上述透明电极重叠。
Description
技术领域
本发明涉及显示装置，特别涉及在绝缘基板上的像素区域内，并列设置由细线状或者是条纹状的透明电极组成的像素形成用电极对的有源矩阵型液晶显示装置及其制造方法。
背景技术
众所周知，所谓横电场方式的液晶显示装置是一种能实现高像质的平板型液晶显示装置。该种液晶显示装置是在玻璃等做的绝缘基板(第1绝缘基板)上，使具有薄膜晶体管等有源元件(以下称为薄膜晶体管)的像素电路排列成矩阵状，并在相同绝缘基板上，在此像素电路之上，间隔绝缘层形成由该薄膜晶体管驱动的细线状或者是条纹状(以下称为细线状)的透明的第1透明电极(像素电极)和与该第1透明电极邻接的细线状的透明的第2透明电极(公共电极)，在像素区域内的第1以及第2透明电极之间形成与该绝缘基板的面大致平行的电场来控制液晶的取向，从而进行图像显示。上述的各透明电极由ITO等透明导电膜构成。另外，第1绝缘基板与未图示的优选玻璃的第2绝缘基板粘合在一起，并在两绝缘基板之间封入有液晶。
在具有通过透明电极对点亮像素的像素构造的液晶显示装置中，当相邻的第1透明电极和第2透明电极(像素电极和公共电极)之间由于在形成该各透明电极时产生的电极残渣而导致发生短路的场合，该像素成为点缺陷而丧失显示功能。为了进行消除短路的修复作业，可以考虑采用激光照射短路部，切断分离第1透明电极和第2透明电极的方法。当用激光照射透明电极的短路进行修复工作时，经常会出现由于透明电极对激光的吸收效率低而使透明电极无法迅速切断的情况。但是当加强激光照射强度而欲将其切断之时，被激光照射部位的周围也成为高温区，不仅仅是欲切断区域，甚至包括它的周边部的下层绝缘层也被蒸发掉，结果无法达到预期的修复目的。
图11是说明透明电极间短路状况的示意图，图11A是平面图，图11B表示图11A中沿D-D′线的断面图。图12是说明透明电极间短路部分的修复作业的示意图，其中图12A是平面图，图12B表示图12A中沿E-E′线的断面图。如图11所示，邻接的作为第1透明电极的像素电极PX和与该像素电极PX相邻的作为第2透明电极的公共电极CT因电极残渣等产生的短路部XDP存在而发生短路。如图12所示，从绝缘基板SUB一侧以将短路部XDP分离的强度照射激光L，其结果导致短路部XDP与绝缘膜PAS一并蒸发，并且还使像素电极PX和公共电极CT也被除掉，使具有像素电极PX和公共电极CT的像素丧失像素功能而成为点缺陷。
此外，例如在USP 5,852,485中公开的电极结构已广为人知，其中，在金属膜上间隔绝缘膜形成透明电极，直至作为有源元件的薄膜晶体管部分。具有此种像素结构的液晶显示装置和上述一样，本发明的发明人在使用激光照射进行修复作业之后发现，因为金属膜对激光来说是不透明的，所以位于其上层的ITO等的透明电极虽然能够因为激光照射而分离，但是由于照射产生的热量会透过金属膜传导至薄膜晶体管处，而使构成薄膜晶体管的半导体膜发生变质，其受热后的特性已与其他的薄膜晶体管不同，结果仍然成为点缺陷。此种情况是修复作业中必须解决的课题之一。
发明内容
本发明是鉴于上述以往技术中的课题而做出的。本发明的优点在于它对液晶显示装置中的透明电极间的短路进行的修复不对薄膜晶体管等有源元件产生影响，且不伴随有使其他结构层蒸发或进入液晶的情况，从而使产品制造的成品率提高，其中，所述的液晶显示装置是在相同绝缘基板上邻接并列设置一对用作点亮像素的电极的细线状的透明电极的装置。
上文中记述的优点是通过使液晶显示装置具备如下部件地构成而实现，如在绝缘基板上设置为矩阵状的多个薄膜晶体管，多条扫描信号线，与扫描信号线交叉的多条数据信号线，形成在像素区域内的公共信号线，并列设置在由扫描信号线和数据信号线所包围的像素区域内并且与薄膜晶体管的输出电极连接的作为像素电极的第1透明电极，与公共信号线连接且与第1透明电极邻接而形成的作为相对电极的第2透明电极，以及间隔绝缘膜重叠在第1透明电极以及第2透明电极的下层的金属膜，该金属膜上施加有与第1透明电极相同的电位。
在上文提到的金属膜上形成沿扫描信号线的延伸方向延伸的宽幅部和以比该宽幅部的宽度窄的宽度在数据信号线延伸方向上凸起的凸起部，使该凸起部具有分别与第1透明电极以及第2透明电极重叠的部分，并且使重叠处的宽度超过第1透明电极以及第2透明电极的宽度。
因为金属膜上的凸起部的凸起面积比金属膜的小，所以其热容量也小。在修复第1透明电极以及第2透明电极的短路时，从绝缘基板一侧对此凸起部进行低能量的激光照射，通过每段金属膜蒸发来切断分离短路部。因为该凸起部形成在距离晶体管较远的一侧，所以因激光照射而在凸起部产生的热量由上文中提到的宽幅部扩散，从而能使传递到薄膜晶体管的热量大幅度降低，进而避免薄膜晶体管因受到热影响而出现劣化现象。
另外，本发明设置有与第1以及第2透明电极重叠且比该透明电极的宽度宽的独立金属膜。在对第1透明电极以及第2透明电极的短路进行修复时，在该金属膜部分对透明电极进行与上述相同的激光照射而切断分离。在这种场合下也同样，因激光照射而在金属膜上产生的热量会由较宽的独立金属膜扩散，从而使传递到薄膜晶体管的热量大幅度降低，其结果是可以避免薄膜晶体管的特性因为受到热影响而劣化。
另外，本发明可以构成为：在公共信号线上设置与第1透明电极重叠并且其宽度宽于上述第1透明电极的凸起部，在对第1透明电极以及第2透明电极的短路进行修复时，在该金属膜部分对透明电极进行与上述相同的激光照射而切断分离。在这种场合下也同样，因激光照射而在金属膜上产生的热量会由较宽的独立金属膜扩散，从而使传递到薄膜晶体管的热量大幅度降低，其结果是可以避免薄膜晶体管的特性因为受到热影响而劣化。
进一步举例说明本发明，其内容如下文所示。
(1)一种液晶显示装置，在中介液晶相对配置的一对基板之中的一方的基板上具有：薄膜晶体管，扫描信号线，与该扫描信号线交叉配置的数据信号线，与上述薄膜晶体管的输出电极连接的像素电极，以及用来和上述像素电极之间形成电场的公共电极，其特征在于：
在由相邻的扫描信号线和相邻的数据信号线包围而成的像素区域内，具有与上述薄膜晶体管隔有间隔地设置的金属散热部件，
该金属散热部件在比其与上述薄膜晶体管之间的距离远的部分具有凸起部，
该凸起部与上述像素电极和上述公共电极的至少任意一个具有重叠的部分，并且在该重叠处，与该凸起部重叠的上述像素电极和上述公共电极的任何一个是透明电极。
(2)在(1)中所述的液晶显示装置，其特征在于：上述凸起部的宽度大于或等于在与上述凸起部重叠的部分的上述像素电极或公共电极的宽度。
(3)在(2)中所述的液晶显示装置，其特征在于：上述像素电极是透明电极，在上述凸起部，上述散热部件和上述像素电极相重叠。
(4)在(3)中所述的液晶显示装置，其特征在于：上述散热部件和上述薄膜晶体管的输出电极位于相同层中，通过该散热部件上的通孔该散热部件与上述像素电极连接。
(5)在(4)中所述的液晶显示装置，其特征在于：进而具有公共信号线，在公共信号线上重叠上述散热部件，且上述散热部件的凸起部从该公共信号线凸起。
(6)在(3)中所述的液晶显示装置，其特征在于：上述散热部件兼做公共信号线。
(7)在(2)中所述的液晶显示装置，其特征在于：上述公共电极是透明电极，在上述凸起部，上述散热部件和该公共电极相重叠。
(8)在(7)中所述的液晶显示装置，其特征在于：具有公共信号线，该公共信号兼做散热部件。
(9)一种液晶显示装置，在中介液晶相对配置的一对基板之中的一方的基板上具有：薄膜晶体管，扫描信号线，与该扫描信号线交叉配置的数据信号线，与上述薄膜晶体管的输出电极连接的像素电极，以及用来和上述像素电极之间形成电场的公共电极，其特征在于：
在由相邻的扫描信号线和相邻的数据信号线包围而成的像素区域内，具有与上述薄膜晶体管隔有间隔地设置的金属散热部件，
该散热部件独立地配置，并且与上述像素电极和上述公共电极两者的至少某一个具有重叠部。
(10)在(9)中所述的液晶显示装置，其特征在于：上述相重叠的上述像素电极和上述公共电极中的至少任意一个是透明电极。
(11)在(1)至(10)中任意一项中所述的液晶显示装置，其特征在于：在形成有上述散热部件的层和形成有与该散热部件重叠的电极的层之间，具有无机绝缘膜和有机绝缘膜，该有机绝缘膜在上述散热部件与上述电极的重叠部的至少一部分上具有除去部。
此外，本发明的其它一些特征会通过下文中对具体实施方式的描述而明了，然而本发明并不仅限定于这些结构，在不脱离本发明技术思想的前提之下，当然可以进行种种变更。
附图说明
图1是说明本发明的液晶显示装置的实施例的一个像素附近的构成图。
图2是本发明的实施例中的短路修复工序的说明图。
图3是本发明的实施例中的短路修复工序的说明图。
图4是本发明的实施例中的短路修复工序的说明图。
图5是说明本发明的液晶显示装置的另一实施例的一个像素附近的构成图。
图6是说明公共电极和公共信号线的连接方式的其它构成例的平面示意图。
图7是说明在透明电极和金属膜的凸起部的重叠处进行短路修复的场合的其它构成例的要部示意图。
图8是说明本发明的液晶显示装置的另一实施例的一个像素附近的构成图。
图9是说明本发明的液晶显示装置的另一实施例的一个像素附近的构成图。
图10是说明本发明的液晶显示装置的另一实施例的一个像素附近的构成图。
图11是说明透明电极间的短路情况的示意图。
图12是说明修复透明电极间的短路部分的作业的示意图。
具体实施方式
以下关于本发明的实施方式，参照实施例的附图进行详细说明。图1是说明本发明的液晶显示装置的实施例的一个像素附近的构成图，其中图1A是平面图，图1B表示图1 A中沿A-A′线的断面图。在图1中，多个薄膜晶体管TFT以矩阵状被排列在优选玻璃的绝缘基板SUB1上。在绝缘基板SUB1上的沿第1方向(以下称x方向)延伸并与上述x方向交叉的第2方向(以下称y方向)上形成有多条向上述薄膜晶体管施加选择信号的扫描信号线GL。此外，其上还形成有沿Y方向延伸、在x方向上向薄膜晶体管TFT提供数据信号的多条数据信号线DL。另外该绝缘基板SUB1上还形成有在由扫描信号线GL和数据信号线DL包围而成的像素区域内沿X方向延伸的公共信号线CL。
在由扫描信号线GL和数据信号线DL包围而成的像素区域内，并列设置有与薄膜晶体管TFT的输出电极(这里是源电极)相连接的第1透明电极PX(以下称像素电极)以及与公共信号线CL相连接、作为像素电极PX的相对电极的第2透明电极(以下称公共电极)CT。与公共电极CT连接的公共信号线CL设置于像素区域内。
在上述像素电极PX的下层具有间隔绝缘膜PAS1，PAS2与其重叠的施加了与该像素电极PX的电位相同的电位的金属膜PXM。该金属膜PXM配置在公共信号线CL的上层，具有沿扫描信号线GL方向延伸的宽幅部PXMW和沿数据信号线DL方向凸起的凸起部PXMP，该凸起部PXMP的宽度窄于该宽幅部PXMW的宽度。凸起部PXMP与像素电极PX重叠，并且其在该重叠处的宽度要宽于像素电极PX的宽度。多个(在此为两个)像素电极PX通过贯穿绝缘膜PAS1，PAS2的通孔与金属膜PXM相互连接。
此外，像素电极PX(公共电极CT)的宽度为10μm的场合，最好使凸起部PXMP的凸起长度在20μm以下，其宽度在20μm以下。其理由是由于PXMP会引起开口率下降。
在图1中，薄膜晶体管TFT由从数据信号线延伸出的漏极电极SD1、作为输出电极的源电极SD2以及半导体膜(例如a-Si)构成，源电极SD2与像素电极PX连接。此外，薄膜晶体管TFT的栅极电极是扫描信号线GL，数据信号线DL以及金属膜PXM间隔栅极绝缘层GI，在其上层形成。此外，像素电极PX通过通孔TH1，TH2与金属膜PXM连接。通常该绝缘基板SUB 1称为薄膜晶体管基板，相对于该绝缘基板SUB1配置有未图示的作为第2基板的滤色片基板(SUB2)，在两基板之间封入有液晶。
图2～图4是本发明的第1实施例中的短路的修复工序的说明图。在此，如图2中表示，与薄膜晶体管的源电极SD2相连且在像素区域内直接延伸的像素电极PX和与该像素电极PX邻接的公共电极CT因该像素电极PX和公共电极形成时的电极残渣而在短路部XDP发生短路。为修复该短路，使用激光对在图3中用[×]表示的金属膜PXM的凸起部PXMP的LRP位置进行照射。相对于金属膜PXM而言，激光照射位置LRP处于距薄膜晶体管TFT较远一侧。该激光照射的能量为不造成下层绝缘膜蒸发的强度，间隔绝缘膜PAS1，PAS2被金属膜PXM重叠的像素电极PX和该金属膜PXM一起蒸发而切断，从而将像素电极PX从公共电极CT分离。切断分离后的状态如图4所示。
经过以上的修复作业后，像素的一部分(由被分离后的像素电极PX的部分以及悬吊于短路部位XDP的公共电极CT所构成的部分)成为不参与显示的部分，但是作为像素整体可以点亮·熄灭，像素整体从既不能点亮又不能熄灭的点缺陷恢复到原来的具有点亮·熄灭功能的像素。
另外在图4中的其它部分，例如通过通孔TH2与金属膜PXM相连接的像素电极PX和位于图中央的公共电极CT因短路部XDPA存在而造成短路的场合，在激光照射位置LRPA处进行分离，通孔TH2与金属膜PXM相连接的像素电极PX和位于图右端的公共电极CT因短路部XDPB而造成短路的场合，在激光照射位置LRPB处进行分离，由此进行与上述相同的修复。
图5是说明本发明的液晶显示装置的第2实施例的一个像素附近的构成图。本例中的液晶显示装置具有位于像素中央部的公共电极CT与左右两侧端的公共电极相互独立的构成，在公共信号线CL形成的凸起部由通孔TH3相互连接。即使在具有这种构成的液晶显示装置中，在与上述图3中的同样位置处发生短路的场合，也同样可以进行修复。在图5所示位置上存在短路部XDPC或XDPD时，可以在激光照射位置LRPC处分离中央的公共电极CT，或者在激光照射位置LRPD处分离右侧的像素电极PX进行修复。此外在图示以外的位置发生短路时，通过在金属膜PXM的凸起部或者在公共信号线CL处形成的凸起部的位置上进行激光照射，使用低能量激光便可完成修复工作。也可以把图1～4中的修复工序和图5中的修复工序加以结合来修复1处甚至2处以上的短路。
图6是说明公共电极和公共信号线的连接方式的其它构成例的平面示意图。该构成通过位于显示区域AR外的绝缘基板SUB1和另一侧的绝缘基板(滤色片基板)SUB2的相互贴合区域内的连接部JTL，将绝缘基板SUB1上形成的公共电极CT和公共信号线连接。因为不需要开孔加工工序，所以可以起到简化制造工序的效果。
图7是说明在透明电极和金属膜的凸起部的重叠处进行短路修复的场合的其它构成例的要部示意图。图7A是平面图，图7B是图7A沿B-B′线的断面图。在像素电极PX和金属膜PXM之间具有无机绝缘膜PAS1和有机绝缘膜PAS2的层叠膜。有机绝缘膜PAS2在凸起部WP的与像素电极PX的重叠处的至少一部分区域上设置除去部HOL。图中参照符号SUB1是第1绝缘基板，GI是栅极绝缘膜。
有机绝缘膜PAS2受热时的体积膨胀率比无机绝缘膜PAS1的大，所以当使用激光照射使短路部蒸发进行修复时，有机绝缘膜PAS2发生膨胀，飞散，结果其一部分会进入到液晶之中，导致液晶特性发生劣化。为了防止上述不良现象的发生，通过在凸起部WP的与像素电极PX的重叠处的一部分区域上设置除去部HOL，该除去部HOL的存在可以降低在用激光照射使短路部蒸发进行修复时的有机绝缘膜PAS2的膨胀、飞散。结果可以避免有机绝缘膜PAS2进入液晶中。除去部HOL的形状，个数并不仅限于图中所示。此外，透明电极是公共电极的场合也是如此。采用较电极宽度更进一步提高除去部的宽度的办法，其效果会更好。
图8是说明本发明的液晶显示装置的第3实施例的一个像素附近的构成图。图8A是平面图，图8B是图8A中沿C-C′线的断面图。图中参照符号IM是独立的金属膜，与上述实施例相同的参照符号对应相同功能的部分。在本实施例中，在作为第1透明电极的像素电极PX的下层，间隔绝缘膜(PAS1，PAS2)与其他的电极类没有电连接地重叠设置有金属膜IM。作为公共电极的第2透明电极CT也是同样。
该独立的金属膜IM形成为其宽度超过位于上层的像素电极PX(或公共电极CT)。在进行短路部XDP的修复时，独立的金属膜IM使从第1绝缘基板SUB1侧照射的激光的热量有效地集中在像素电极PX(或公共电极CT)，因此可以在短时间内切断像素电极PX(或公共电极CT)。因此可以降低在修复时热量对绝缘膜以及其它部分所造成的影响。
图9是说明本发明的液晶显示装置的另一实施例的一个像素附近的构成图。在本实施例中，以大于像素电极PX的宽度的宽度，在公共信号CL上形成与像素电极PX重叠并向该像素电极PX的延伸方向凸起的凸起部CLP。在修复短路部XDP时，使用激光对[×]表示的激光照射位置进行照射而将其切断。此外，薄膜晶体管的源电极SD2通过通孔TH1与像素电极PX连接。虽然在本结构中，公共信号线CL靠近扫描信号线GL形成于由图中未示出的黑底所覆盖的部分，但是其也可以如上述实施例那样，在像素区域内设置公共信号线CL，在此公共信号线CL上形成凸起部CLP。根据本实施例也可以修复短路欠缺，从而获得没有点欠缺的液晶显示装置。
图10是说明本发明的液晶显示装置的第5实施例的一个像素附近的构成图。本实施例是图1中说明的实施例和图8说明的实施例的结合例，其设有形成了与图1所示的相同的凸起部PXMP的金属膜PXM和与图8所示的相同的独立的金属膜IM。它的构成以及效果与图1和图8说明的相同。
如上所述，根据本发明，当使用激光照射对构成像素电极以及公共电极的透明电极的短路进行修复作业时，可以迅速切断该短路部分，由此可以在抑制下层的绝缘膜的蒸发的前提之下仅对原本希望切断的区域进行修复，从而提高产品的合格率。
Claims (15)
1.一种液晶显示装置，在中介液晶相对配置的一对基板之中的一方的基板上具有：薄膜晶体管，扫描信号线，与该扫描信号线交叉配置的数据信号线，与上述薄膜晶体管的输出电极连接的像素电极，以及用来和上述像素电极之间形成电场的公共电极，其特征在于：
在由相邻的扫描信号线和相邻的数据信号线包围而成的像素区域内，具有与上述薄膜晶体管隔有间隔地设置的金属散热部件，
该金属散热部件在比其与上述薄膜晶体管之间的距离远的部分具有凸起部，
该凸起部与上述像素电极和上述公共电极的至少任意一个具有重叠的部分，并且在该重叠处，与该凸起部重叠的上述像素电极和上述公共电极的任何一个是透明电极。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述凸起部的宽度大于或等于在与上述凸起部重叠的部分的上述像素电极或公共电极的宽度。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述像素电极是透明电极，在上述凸起部，上述散热部件和上述像素电极相重叠。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述散热部件和上述薄膜晶体管的输出电极位于相同层中，通过该散热部件上的通孔该散热部件与上述像素电极连接。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于：
进而具有公共信号线，在公共信号线上重叠上述散热部件，且上述散热部件的凸起部从该公共信号线凸起。
6.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述散热部件兼做公共信号线。
7.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述公共电极是透明电极，在上述凸起部，上述散热部件和该公共电极相重叠。
8.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
具有公共信号线，该公共信号兼做散热部件。
9.一种液晶显示装置，在中介液晶相对配置的一对基板之中的一方的基板上具有：薄膜晶体管，扫描信号线，与该扫描信号线交叉配置的数据信号线，与上述薄膜晶体管的输出电极连接的像素电极，以及用来和上述像素电极之间形成电场的公共电极，其特征在于：
在由相邻的扫描信号线和相邻的数据信号线包围而成的像素区域内，具有与上述薄膜晶体管隔有间隔地设置的金属散热部件，
该散热部件独立地配置，并且与上述像素电极和上述公共电极两者的至少某一个具有重叠部。
10.根据权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述相重叠的上述像素电极和上述公共电极中的至少任意一个是透明电极。
11.根据权利要求1至10中任意一项中所述的液晶显示装置，其特征在于：
在形成有上述散热部件的层和形成有与该散热部件重叠的电极的层之间，具有无机绝缘膜和有机绝缘膜，该有机绝缘膜在上述散热部件与上述电极的重叠部的至少一部分上具有除去部。
12.一种显示装置，其特征在于：
具有在透明电极的下层间隔绝缘膜被重叠的金属散热部件，该散热部件在比其与薄膜晶体管之间的距离远的部分具有凸起部，在该凸起部与上述透明电极相重叠。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：
在形成有上述散热部件的层和形成有与该散热部件重叠的电极的层之间，具有无机绝缘膜和有机绝缘膜，该有机绝缘膜在上述散热部件与上述电极的重叠部的至少一部分上具有除去部。
14.一种显示装置的制造方法，所述显示装置具有在透明电极的下层间隔绝缘膜被重叠的金属散热部件，该散热部件在比其与薄膜晶体管之间的距离远的部分具有凸起部，在该凸起部与上述透明电极相重叠，该显示装置的制造方法的特征在于：通过在该凸起部切断上述金属散热部件和上述透明电极来进行短路修复。
15.根据权利要求14所述的显示装置的制造方法，其特征在于：
通过使用激光加热上述凸起部来切断上述透明电极和该凸起部，并且由上述金属散热部件抑制在切断上述透明电极和该凸起部时向薄膜晶体管的热量传递。
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