DE3887484T2

DE3887484T2 - Flüssigkristall Anzeigevorrichtung.

Info

Publication number: DE3887484T2
Application number: DE3887484T
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Mitsumune; Kiyoshi Nakazawa; Hiroshi Take
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2008-10-01
Also published as: US4930874A; DE3887484D1; EP0321073A3; JPH0569410B2; EP0321073B1; JPH01161316A; EP0321073A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, speziell eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, bei der mehrere Dünnfilmtransistoren zum Betreiben von deren Pixeln mit durchsichtigen Elektroden verbunden sind, die die Pixel bilden.
Bei einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, wie in Fig. 4 dargestellt, ist ein Dünnfilmtransistor b zum Betreiben jedes Pixels jeweils mit jeder der durchsichtigen Elektroden a (Indium-Zinn-Oxid) verbunden, die in Matrixweise angeordnet sind, um jedes Pixel zu bilden. Die Drainelektrode c des Dünnfilmtransistors b ist mit der durchsichtigen Elektrode a, die Sourceelektrode d des Transistors b ist mit einer gemeinsamen Sourceelektrodenleitung e in jeder Spalte der Matrix, und die Gateelektrode f des Transistors b ist mit einer gemeinsamen Gateelektrodenleitung g in jeder Zeile der Matrix verbunden. Die oben angegebenen durchsichtigen Elektroden a, die Dünnfilmtransistoren b, die Sourceelektrodenleitungen e in jeder Spalte und die Gateelektrodenleitungen g in jeder Zeile sind auf einem isolierenden Substrat h ausgebildet.
Bei der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit dem oben angegebenen Aufbau erfolgt eine typische Untersuchung des Dünnfilmtransistors b dadurch, daß eine nadelförmige Sonde in Kontakt (Druckkontakt) mit der durchsichtigen Elektrode a des Pixels gebracht wird, das mit der Drainelektrode c des Dünnfilmtransistors b verbunden ist, und eine Spannung wird an die Sourceelektrode d angelegt, die nicht kleiner als eine Schwellenspannung ist, die an die Gateelektrode f gelegt wird, und der sich ergebende, durch die durchsichtige Elektrode a fließende Strom wird gemessen.
Jedoch ist es mit dem vorstehend beschriebenen Untersuchungsverfahren wegen des Vorliegens der engen Abstände zwischen den durchsichtigen Elektroden a und wegen der großen Anzahl von Pixeln schwierig, alle Dünnfilmtransistoren zu überprüfen. Darüber hinaus ist der Kontakt der nadelförmigen Sonde mit der durchsichtigen Elektrode des Pixels anfällig für eine Beschädigung des Dünnfilmtransistors b, und im Fall einer farbigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wurde ein Fehler bei einem Pixel beim Untersuchen der Eigenschaften des Dünnfilmtransistors b dadurch festgestellt, daß Schwarz- Weiß-Anzeige ausgeführt wurde, wodurch die Herstellkosten hoch wurden.
Auch in JP-A-61-249078 ist eine matrixförmige Anzeigevorrichtung beschrieben, bei der zwei Dünnfilmtransistoren für eine Pixelelektrode vorhanden sind, und ein Nebenschluß ist in der Sourceelektrodenleitung angeordnet. Jeder der Dünnfilmtransistoren wird bei einem Verfahren zum Korrigieren eines Fehlers verwendet, wie er durch einen Kurzschluß zwischen der Gateelektrodenleitung und der Sourceelektrodenleitung, einem Kurzschluß zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode, einem Kurzschluß zwischen der Gateelektrode und der Drainelektrode oder einer Unterbrechung zwischen der Drainelektrode und der Pixelelektrode hervorgerufen wird, wodurch die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung gewährleistet werden kann.
Jedoch führt dann, wenn bei der in JP-A-61-249078 dargestellten matrixförmigen Anzeigevorrichtung ein fehlerhafter Dünnfilmtransistor durch Ätzen oder Laserschneiden von der Pixelelektrode abgetrennt wird, dies zu einem größeren Zeitverlust und höheren Kosten, die für die Untersuchung und die Korrektur erforderlich sind, insbesondere bei Massenherstellung.
Die Erfindung wurde angesichts der oben angegebenen Umstände erstellt, und ihr Zweck ist es, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung anzugeben, die eine Untersuchung der Eigenschaften des Dünnfilmtransistors zum Betreiben eines Pixels ohne Beschädigung desselben zuläßt.
Aus EP-A-0 031 143 ist es bekannt, zwei oder mehrere Transistoren zum Betreiben eines Pixelelements vorzusehen, und diese Transistoren mit Busleitungen zu verbinden, die sich auf beiden Seiten einer zugehörigen Bildelektrode erstrekken. Diese Anordnung ist nachteilig, da Busleitungen, die verschiedene Pixelelemente betreiben, nebeneinander liegen können, was zu Übersprechproblemen führt. Darüber hinaus kann ein Kurzschluß zwischen benachbarten Busleitungen entstehen.
In einer Erscheinungsform gibt die Erfindung eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung an, mit:
- mehreren Pixelelementen, die in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jedes Pixelelement eine durchsichtige Pixelelektrode und mindestens zwei Dünnfilmtransistoren aufweist, deren Drainanschlüsse gemeinsam an die Pixelelektrode angeschlossen sind;
- mehreren Gateleitungen, wobei jede Leitung für jede Zeile oder Spalte der Matrix angeordnet ist; und
- mehreren Gruppen von Sourceleitungen, wobei jede Gruppe für jede Spalte oder Zeile der Matrix angeordnet ist und jede Gruppe eine Anzahl von Sourceleitungen aufweist, die der Anzahl der Dünnfilmtransistoren des Pixelelements entspricht; wobei:
- jedes Pixelelement mit einer jeweiligen Kombination einer der Gateleitungen und einer der Gruppen der Sourceleitungen durch die Gateanschlüsse des zugehörigen der Dünnfilmtransistoren, die gemeinsam an die eine Gateleitung angeschlossen sind, und durch die Sourceanschlüsse dieser Dünnfilmtransistoren verbunden ist, die getrennt mit den Sourceleitungen der einen Gruppe verbunden sind; und
- jede Gruppe von Sourceleitungen auf einer Seite der Spalte oder Zeile von Pixelelementen liegt, an die sie angeschlossen ist.
Die durchsichtige Elektrode ist vorzugsweise ein Indium- Zinn-Oxid-Film, der durch ein physikalisches Verfahren wie Elektronenstrahlaufdampfung, Widerstandsheizungaufdampfung oder Sputtern oder durch ein chemisches Verfahren wie Sprühen oder das CVD-Verfahren aufgebracht ist.
Für den Dünnfilmtransistor wird ein Halbleitermaterial wie polykristallines Silizium, amorphes Silizium, Te oder CdSe verwendet, und er kann durch ein auf diesem Gebiet übliches Verfahren hergestellt werden.
Ferner werden die Gateleitungen und die Sourceleitungen vorzugsweise durch Metalle wie Ta, Mo, Ti oder Al gebildet.
Die Gateleitungen sind vorzugsweise in der Nähe der durchsichtigen Pixelelektroden parallel zur Zeilenrichtung der Matrix angeordnet, und die Sourceleitungen sind vorzugsweise in der Nähe der durchsichtigen Pixelelektroden parallel zur Spaltenrichtung angeordnet. Hierbei betrifft das Wort Nähe, wie es auf diesem Gebiet üblicherweise verstanden wird, den erforderlichen Abstand zwischen den durchsichtigen Elektroden der Gate- und Sourceleitungen.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform gibt die Erfindung ein Verfahren zum Überprüfen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung an, die mehrere Pixelelemente aufweist, von denen jedes eine durchsichtige Elektrode und mindestens einen ersten und einen zweiten Dünnfilmtransistor aufweist, wobei die Sourceanschlüsse des ersten und des zweiten Dünnfilmtransistors jeweils getrennt mit einer ersten und einer zweiten Sourceleitung verbunden sind, die Drainanschlüsse gemeinsam an die durchsichtige Elektrode angeschlossen sind und die Gateanschlüsse gemeinsam an eine Gateleitung angeschlossen sind, damit der erste und der zweite Transistor einen Pfad bilden, der die erste und die zweite Sourceleitung miteinander verbindet, wenn die Transistoren sich im leitenden Zustand befinden, welches Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Aktivieren der Gateleitung, um die Transistoren in den leitenden Zustand zu überführen;
- Anlegen einer Spannung zwischen die erste und die zweite Sourceleitung;
- Messen eines Stroms, der durch die erste und die zweite Sourceleitung unter der Bedingung fließt, daß mindestens eine der Sourceleitungen über ein Amperemeter mit Masse verbunden ist; und
- Vergleichen des gemessenen Stroms mit einem vorgegebenen Wert, der demjenigen der Transistoren im leitenden Zustand entspricht.
Fig. 1 ist eine schematische Teilaufbaudarstellung, die die Leitungsstruktur eines Ausführungsbeispiels in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltbild zum Erläutern eines Verfahrens zum Untersuchen der Eigenschaften eines Dünnfilmtransistors beim Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 ist eine schematische Teilaufbaudarstellung, die die endgültige Anschlußstruktur der Sourceelektrodenleitungen beim Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 4 ist eine schematische Teilaufbaudarstellung für den Stand der Technik.
In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 durchsichtige Elektroden, die auf einem isolierenden (nicht dargestellten) Substrat, z. B. einem Glassubstrat, in Matrixform angeordnet sind, um mehrere Pixel zu bilden. Für die durchsichtigen Elektroden 1 ist ein ITO (Indium-Zinn-Oxid) -Film bevorzugt.
Mit jeder durchsichtigen Elektrode 1 sind jeweils Drainelektroden 4 und 5 und mehrere, z. B. zwei Dünnfilmtransistoren 2 und 3 zum Betreiben der Pixel verbunden, die auf dem isolierenden Substrat angeordnet sind und mit einem auf diesem Gebiet üblichen Verfahren hergestellt sind. Auch die Sourceelektroden 6 der Dünnfilmtransistoren 2 in Richtung der jeweils selben Spalte sind mit einer gemeinsamen Sourceelektrodenleitung 51 verbunden, und die Sourceelektroden 7 der Dünnfilmtransistoren 3 sind mit einer Sourceelektrodenleitung S2 verbunden. Auf ähnliche Weise sind die jeweiligen Dünnfilmtransistoren 2 und 3 in Spaltenrichtung in der n-ten Spalte mit Sourceelektroden Sn bzw. Sn+1 verbunden. Dies bedeutet, daß die Anzahl von Sourceelektrodenleitungen pro Spalte eines Pixels der Anzahl von Dünnfilmtransistoren entspricht, die mit einer durchsichtigen Elektrode verbunden sind. Die Sourceelektrodenleitungen sind auf dem isolierenden Substrat in einer Weise ausgebildet, mit der es möglich ist, die jeweiligen Sourceelektroden 6 und 7 mit einer externen Schaltung zu verbinden, was später beschrieben wird. Jede der Sourceelektrodenleitungen S1, S2, . . . , Sn, Sn+1 ist in der Nähe einer Spalte angeordnet, die durch die jeweiligen durchsichtigen Elektroden 1 gebildet wird, die parallel zur Richtung dieser Spalte laufen, wobei der Abstand in Breitenrichtung vorzugsweise etwa 10 bis etwa 15 um beträgt.
Ferner sind die Gateelektroden 8 und 9 der jeweiligen Transistoren 2 und 3, die in Richtung derselben Zeile angeordnet sind, mit einer der Gateelektrodenleitungen G1, G2, . . . , Gm verbunden, die in jeder Zeile in der Nähe der jeweiligen durchsichtigen Elektroden 1 angeordnet sind, die parallel zu den Gateelektrodenleitungen laufen. Demgemäß stehen die jeweiligen Sourceelektrodenleitungen S1, S2, . . . , Sn, Sn+1 rechtwinklig zu den jeweiligen Gateelektrodenleitungen G1, G2, . . . , Gm.
Die jeweiligen Dünnfilmtransistoren 2 und 3 sind zwischen den durchsichtigen Elektroden 1 der jeweiligen Zeilen und den Gateelektrodenleitungen G1, G2, . . . , Gm der jeweiligen Zeilen angeordnet.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Untersuchen von Eigenschaften der Dünnfilmtransistoren 2 und 3 bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird eine Spannung zum Betreiben der Dünnfilmtransistoren von einer äußeren Schaltung an die Gateelektrodenleitung G1 angelegt, die mit den Gateelektroden 8 und 9 der zu überprüfenden Dünnfilmtransistoren 2 und 3 verbunden sind. Am Ort der ersten Spalte wird eine Spannungsquelle 11 mit einer Spannung +V mit der Sourceelektrodenleitung S1 über einen externen Schalter 10 verbunden.
Dann wird ein Amperemeter 12 mit der Sourceelektrodenleitung S2 verbunden.
Wenn im oben angegebenen Zustand die Dünnfilmtransistoren 2 und 3 normal arbeiten, fließt ein Strom von der Sourceelektrode 6 zur Drainelektrode 4 des Dünnfilmtransistors 2 und ferner von der Drainelektrode 5 zur Sourceelektrode 7 des Dünnfilmtransistors 3. Demgemäß sollte das mit der Sourceelektrodenleitung S2 verbundene Amperemeter 12 einen vorgegebenen Stromwert anzeigen. Wenn im Gegensatz zur vorstehend genannten Situation einer der Dünnfilmtransistoren 2 und 3 schadhaft ist oder beide schadhaft sind, zeigt das Amperemeter 12 nicht die vorgegebene Stromstärke an, und daher wird erkannt, daß einer der Dünnfilmtransistoren 2 oder 3 anomal (schadhaft) ist oder dies beide sind.
Auf ähnliche Weise kann das Überprüfen der Dünnfilmtransistoren 2 und 3 der ersten Spalte dadurch ausgeführt werden, daß die Spannung zum Betreiben der Dünnfilmtransistoren, die an die Gateelektrodenleitung G1 angelegt wurde, aufeinanderfolgend an die Gateelektrodenleitungen G2, . . . , Gm ausgehend vom oben angegebenen Anschlußzustand in Umschaltweise angelegt wird. Darüber hinaus werden die Spannungsquelle 11 und das Amperemeter 12 mit den jeweiligen Sourceelektrodenleitungen S3, S4, . . . , Sn, Sn+1 in aufeinanderfolgender Umschaltweise gelegt, und wie oben angegeben wird die Spannung zum Betreiben der Dünnfilmtransistoren an die Gateelektrodenleitungen G1, G2, . . , Gm in aufeinanderfolgender Umschaltweise gelegt. Dadurch kann die Untersuchung zur Eigenschaft aller Dünnfilmtransistoren 2 und 3 ausgeführt werden.
Wie in Fig. 3 dargestellt, werden nach Abschließen der Eigenschaftsuntersuchung zwei der Sourceelektrodenleitungen S1, S2, S3, S4, . . . , Sn, Sn+1, die ein Paar in jeder Spalte bilden, kurzgeschlossen, und dadurch werden zwei Dünnfilmtransistoren 2 und 3 zum Betreiben der Pixel mit einer durchsichtigen Elektrode verbunden.
Darüber hinaus gilt, daß zwar im oben angegebenen Ausführungsbeispiel ein Fall mit zwei Dünnfilmtransistoren beschrieben ist, daß jedoch die Anzahl der Dünnfilmtransistoren drei oder mehr sein kann und daß in diesem Fall die Drainelektroden der jeweiligen Transistoren gemeinsam mit der durchsichtigen Elektrode verbunden sind, und die Sourceelektroden getrennt mit den Sourceelektrodenleitungen verbunden sind. Dann wird beim Ausführen der Eigenschaftsuntersuchung für den Dünnfilmtransistor die Spannung an eine Sourceelektrodenleitung gelegt, und Amperemeter werden mit den restlichen Sourceelektrodenleitungen verbunden, und dadurch können mit demselben Verfahren Eigenschaften für mehrere Dünnfilmtransistoren untersucht werden, die mit einer durchsichtigen Elektrode verbunden sind.
Daher kann erfindungsgemäß das Überprüfen eines Dünnfilmtransistors zum Betreiben eines Pixels leicht ausgeführt werden, ohne den Dünnfilmtransistor zu beschädigen. Wenn die Eigenschaften eines mit einer durchsichtigen Elektrode verbundenen Dünnfilmtransistors oder mehrerer derselben einen bestimmten Wert erreichen oder diesen übersteigen, kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung geschaffen werden, die keinen Punktdefekt erzeugt und die keine verschlechterte Anzeigequalität aufweist.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es offensichtlich, daß dieselbe auf viele Arten verändert werden kann. Derartige Änderungen werden nicht als Abweichung vom Schutzbereich der Erfindung angesehen.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit:

- mehreren Pixelelementen, die in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jedes Pixelelement eine durchsichtige Pixelelektrode (1) und mindestens zwei Dünnfilmtransistoren (2, 3) aufweist, deren Drainanschlüsse (4, 5) gemeinsam an die Pixelelektrode angeschlossen sind;

- mehreren Gateleitungen (G1-Gm), wobei jede Leitung für jede heile oder Spalte der Matrix angeordnet ist; und

- mehreren Gruppen von Sourceleitungen (S1, S2; S3, S4; Sn, Sn+1), wobei jede Gruppe für jede Spalte oder Zeile der Matrix angeordnet ist und jede Gruppe eine Anzahl von Sourceleitungen aufweist, die der Anzahl der Dünnfilmtransistoren des Pixelelements entspricht; wobei:

- jedes Pixelelement mit einer jeweiligen Kombination einer der Gateleitungen (G1) und einer der Gruppen der Sourceleitungen (S1, S2) durch die Gateanschlüsse (8, 9) des zugehörigen der Dünnfilmtransistoren, die gemeinsam an die eine Gateleitung (G1) angeschlossen sind, und durch die Sourceanschlüsse (6, 7) dieser Dünnfilmtransistoren verbunden ist, die getrennt mit den Sourceleitungen (S1; S2) der einen Gruppe verbunden sind; und

- wobei jede Gruppe von Sourceleitungen (S1, S2; S3, S4; Sn, Sn+1) auf einer Seite der Spalte oder Zeile von Pixelelementen liegt, an die sie angeschlossen ist.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die durchsichtige Pixelelektrode (1) einen Indium-Zinn- Oxid-Film aufweist.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der sich die Gateleitungen (G1-Gm) parallel zur Zeilenrichtung der Matrix und die Sourceleitungen (S1-Sn+1) parallel zur Spaltenrichtung der Matrix erstrekken.

4. Verfahren zum Prüfen einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die mehrere Pixelelemente aufweist, von denen jedes eine durchsichtige Elektrode (1) und mindestens einen ersten und einen zweiten Dünnfilmtransistor (2, 3) aufweist, wobei die Sourceanschlüsse (6, 7) des ersten und des zweiten Dünnfilmtransistors jeweils getrennt mit einer ersten und einer zweiten Sourceleitung (S1, S2) verbunden sind, die Drainanschlüsse (4, 5) gemeinsam an die durchsichtige Elektrode angeschlossen sind und die Gateanschlüsse (8, 9) gemeinsam an eine Gateleitung (G1) angeschlossen sind, damit der erste und der zweite Transistor einen Pfad bilden, der die erste und die zweite Sourceleitung miteinander verbindet, wenn die Transistoren sich im leitenden Zustand befinden, welches Verfahren folgende Schritte aufweist:

- Aktivieren der Gateleitung (G1), um die Transistoren (2, 3) in den leitenden Zustand zu überführen;

- Anlegen einer Spannung zwischen die erste und die zweite Sourceleitung (S1, S2);

- Messen eines Stroms, der durch die erste und die zweite Sourceleitung unter der Bedingung fließt, daß mindestens eine der Sourceleitungen über ein Amperemeter mit Masse verbunden ist; und

- Vergleichen des gemessenen Stroms mit einem vorgegebenen Wert, der demjenigen der Transistoren im leitenden Zustand entspricht.