JP2000221527A

JP2000221527A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000221527A
Application number: JP1917899A
Authority: JP
Inventors: Hideto Kouketsu; 英斗纐纈
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】付加容量構成部分およびその近傍に発生する
ピンホールなどの欠陥に起因する画素欠陥を容易に修復
し得る高品位の液晶表示装置およびその製造方法を提供
する。【解決手段】絶縁性基板、絶縁性基板上に格子状に配
設されるゲートバスラインおよびソースバスライン、バ
スライン上に積層される絶縁膜、バスラインで囲まれた
領域を含んで配設された画素電極、および補助容量を備
え、上記補助容量は、下部電極となる導電体バスライン
と、画素電極と、導電体バスラインと画素電極との間に
挟持された絶縁膜部分とから構成され、上記画素電極
は、スリット部分を有し、このスリット部分に接する画
素電極部分が切除可能な、液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高精細液晶表示装置
およびその製造方法に関し、より詳細には、点欠陥のな
い高品位の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、電極間(配線
側ガラス基板上の電極とカラーフィルター側または共通
電極側ガラス電極)に液晶分子を挟み、この電極間に電
気信号等を印加することで、外部より入射する光を変化
させて情報を表示する装置である。液晶表示装置は、ブ
ラウン管方式と比較して、薄型、軽量、低消費電力であ
ることが特徴である。この特徴から、液晶表示装置は、
小型携帯端末や、ノートブック型パーソナルコンピュー
ターに利用されている。現在の液晶表示装置は、小型高
精細化および大型高精細化の２極化が進んでいる。さら
に、近年では高品質の液晶表示装置が望まれ、線状の欠
陥は勿論、点状の欠陥もないことが要求されている。し
かし、何十万という数の表示画素を有する液晶表示装置
の製造において、高精細ピッチの配線間に、バスライ
ン、半導体層、画素電極の一部がパターニングの際に除
去されずに残ったり、または、絶縁膜に生じるピンホー
ルが原因で欠陥が発生しやすく、欠陥の全くない液晶表
示装置を製造することは困難である。

【０００３】一般に、高コントラストが得られるノーマ
リーホワイト表示の液晶表示装置では、欠陥画素は、白
表示となることが多く、黒表示時に輝点となって、表示
品位上極めて目立つ欠陥となる。その一方ノーマリーブ
ラック表示の液晶装置では欠陥画素は、黒表示となる
が、白画面における黒欠陥も目立つ欠陥である。

【０００４】以下に、ＴＦＴ(薄膜トランジスタ)液晶表
示装置のＣｓｏｎＣｏｍｍｏｎと呼ばれる製造方法
を例にして、上記欠陥について説明する。

【０００５】図８に示されるように、この液晶表示装置
では、ゲートバスライン１と補助容量(以下Ｃｓと呼ぶ)
バスライン２、データバスライン３の配線とＴＦＴ５
が、画素電極４を充電する。ゲートバスラインを最初に
パターニングする逆スタガ方式の液晶表示装置では、ガ
ラス面上の最下層に、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉなどの低抵抗性
金属でゲートバスライン１と、Ｃｓバスライン２とを同
時に作成する。次に、全面に絶縁膜(例えば、シリコン
酸化膜、窒化膜)を成膜する。その後、ゲート電極上の
ＴＦＴ５部分の半導体層(ｎ⁺層とｉ層、いずれも窒化シ
リコン膜など)を成膜およびパターニングする。次い
で、データバスライン３および画素電極４を成膜および
パターニングする。データバスラインもまた、Ａｌ、Ｔ
ａ、Ｔｉなどの低抵抗金属で形成される。補助容量Ｃｓ
は、図９に示す４'の部分に形成され、Ｃｓバスライン
２と画素電極４とが、絶縁膜を介してコンデンサ(Ｃｃ
ｓ)となることで形成される。また、画素電極４は、液
晶層を間に挟んで対向するガラス面上の電極との間にも
電荷を保持するコンデンサ(Ｃｌｃ)を形成する。液晶表
示装置の画素は、上記２つのコンデンサで充電された電
荷を保持することで正常に駆動する。

【０００６】このような、液晶表示装置の製造におい
て、上記絶縁膜の成膜時にダストが混入したり、上記パ
ターニング時のエッチングの際にレジストにピンホール
が生じると、図１０に示すように、絶縁膜にピンホール
７が形成され、Ｃｓバスライン２と、画素電極４がピン
ホール７を介して直接接続されてしまう。通常、Ｃｓバ
スラインには、対向電極と同じ信号が付与されるので、
液晶に電圧が印加されず、ノーマリーホワイトモードで
は、輝点となる欠陥を生じる。また、図１１に示すよう
に、データバスライン３と画素電極４との間に、膜残り
９があると画素電極に充電された電荷が逃げてしまい、
輝点や黒点となる欠陥を生じる。

【０００７】配線と画素電極間の膜残りは、液晶表示装
置が基板状態やパネル状態にある間に、例えば、ＹＡＧ
レーザ(波長１０６４ｎｍ)などで膜を切除し、欠陥を修
正することが可能である。しかし、図１１に示すよう
に、バスライン２上に膜残り９が存在する場合は、レー
ザによりバスラインも同時に切断されてしまうのでこの
方法は使用できない。また、透過型液晶表示装置にあっ
ては、画素電極は、通常、透明なＩＴＯ(Indium Tin Ox
ide)膜からなり、ＩＴＯ膜は、赤外線を吸収しにくいの
で、膜残りを切除するために大きなエネルギーを必要と
し、膜残り９がバスライン近傍にある場合、バスライン
２が損傷される可能性が大きい。

【０００８】また、特開平４−２７８９２６号公報に開
示されるように、画素電極に隣接する部分に冗長構造を
形成する構成とし、データバスライン３と画素電極４を
レーザで低抵抗で接続させることでノーマリーホワイト
における輝点を黒点に修正することも可能である。しか
し、この方法では、輝点が目立ちにくい黒点に修正され
るものの完全な正常画素に修復されるわけではない。さ
らに図１０に示すように、Ｃｓバスライン２と画素電極
４がリークしている場合は、特開平４−２７８９２６号
公報に記載される技術では、画素電極４を介してデータ
バスライン３とＣｓバスライン２がリークしてしまい、
より重症な線状欠陥となって修正不可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を解決するものであり、補助容量構成部分およ
びその近傍に発生するピンホールなどの欠陥に起因する
画素欠陥を容易に修復し得る高品位の液晶表示装置およ
びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性基板、
この絶縁性基板上に格子状に配設されるゲートバスライ
ンおよびソースバスライン、これらバスライン上に積層
される絶縁膜、これらバスラインで囲まれた領域を含ん
で配設された画素電極、および補助容量を備えた液晶表
示装置に関し、上記補助容量は、下部電極となる導電体
バスラインと、上記画素電極と、上記導電体バスライン
と上記画素電極との間に挟持された絶縁膜部分とから構
成され、上記画素電極は、スリット部分を有し、上記ス
リット部分に接する画素電極部分は切除可能である。

【００１１】１つの実施態様では、上記スリット部分
は、複数のスリットからなる。

【００１２】上記スリット部分は、前記補助容量を構成
する画素電極部分の近傍に存在し得る。

【００１３】１つの実施態様では、上記スリット部分の
一部分には、金属薄膜が配設され得る。

【００１４】以下作用について説明する。

【００１５】上記構造において、ピンホールなどの欠陥
に起因する画素欠陥が発生していることが検出される
と、このピンホールに最も近いスリット部分を利用し、
ピンホールなどを含むスリット部分に接する画素電極部
分に、光エネルギーの一例として、例えばレーザ光を照
射し、欠陥部分を画素電極部分から切除する。この結
果、導電体バスラインと画素電極とが絶縁状態になるの
で、導電体バスラインにおけるピンホールなどに起因す
る電流リークの影響が画素電極に及ぶことがない。従っ
て、この状態の画素は、正常画素とほぼ同じ動作を確保
することができる。また、従来の液晶表示装置では修復
不能であったバスライン近傍の欠陥を修復することが可
能である。

【００１６】さらに、スリット部分を複数のスリットで
構成することで、ピンホールなどを含み切除されるべき
画素電極部分が低減され得る。さらに、スリットの一部
に金属薄膜が配設されることにより、スリット部分から
光の漏れを低減し、かつ画素電極部分の切断を容易にす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】(第１の実施形態)本発明の第１の
実施形態を、図１〜図３を用いて説明する。図示される
液晶表示装置は、ゲートバスライン１、補助容量バスラ
イン(Ｃｓライン)２、データバスライン３、画素電極
４、およびＴＦＴ部５からなるＴＦＴ液晶表示装置であ
る。本実施例では、補助容量として専用のバスラインを
備えるＣｓｏｎＣｏｍｍｏｎ方式を説明する。

【００１８】ゲートバスラインを最初にパターニングす
る逆スタガ方式の液晶表示装置では、ガラス基板面か
ら、最下層としてＡｌ、ＴａおよびＴｉなどの低抵抗の
金属からなるゲートバスライン１とＣｓバスライン２が
同時に配設される。次いで、ガラス基板の全面に、シリ
コン酸化膜、または窒化膜などの絶縁膜５２が成膜・積
層される。次いで、ＴＦＴ５の部分の半導体層５４(ｎ⁺
層とｉ層、いずれも窒化シリコン膜などから形成され
る）が成膜・パターニングされる。その後、データバス
ライン３および画素電極４が成膜・パターニングされ
る。これらは、従来の成膜技術を用いて形成され得る。
図２の(ｂ)に、図２の(ａ)に示すＡ−Ａ線に沿ったＴＦ
Ｔ５の部分の断面図を示す。本発明による画素電極スリ
ット６は、画素電極４のパータン作成と同時にエッチン
グにより作成される。スリットは、通常、幅４〜６μ
ｍ、長さ２０〜４０μｍの範囲のサイズとなるように形
成される。補助容量Ｃｓは、Ｃｓバスライン２と画素電
極４とが絶縁膜を挟持してコンデンサになることで形成
される(図９に示す４'に示す部分に相当する部分に形成
される)。

【００１９】このような液晶表示装置の製造工程におい
て、絶縁膜の成膜時に混入したダスト、エッチングの際
にレジストに生じるピンホールなどに起因して、絶縁膜
５２にピンホール７が空くと、Ｃｓバスライン２と画素
電極４とが直接接続される。図２の(ｃ)に、このような
状態にある装置の、図２の(ａ)に示すＢ−Ｂ線に沿った
断面図を示す。通常、Ｃｓバスライン２には、通常、液
晶層を挟んで設けられた対向電極(図示せず)と同じ信号
が付与されるので、Ｃｓバスライン２と画素電極４が接
続される結果、液晶層に電圧が印加されないことにな
る。このようなピンホールに起因する点欠陥は、ノーマ
リーホワイトモードでは輝点となって液晶表示装置とし
て致命的である。

【００２０】このような場合、液晶表示装置の修復方法
を図２および図３に従い以下に説明する。図２の(ａ)に
示されるように、画素電極に形成されたスリット６を利
用して、図２の(ａ)に示される点線で囲まれたスリット
６と隣接する部分の画素電極の一部の領域８をレーザで
切断する。本実施例では、ＹＡＧレーザの基本波(１０
６４ｎｍ)または第２高調波(５３５ｎｍ)を使用した。
これによって、ピンホール７は、画素電極４の一部とと
もに画素電極４から切り離されて欠陥が修正される。

【００２１】図３は、データバスライン３'と画素電極
４との間に、データバスライン、半導体層、または画素
電極の一部が膜残り９として残った場合の欠陥を示す。
このような場合、ＴＦＴ５により画素電極４にデータ信
号は充電されるが、膜残り９によりデータバスライン
３'に電荷が逃げてしまい、画素電極４に十分な信号が
与えられず、輝点となることが多い。レーザ照射により
膜残り９を切除する場合において、膜残り９がＣｓバス
ライン２に重なっていない場合は、レーザにより比較的
容易に膜残り９を切除し得るが、図３に示すように、膜
残り９の下にＣｓバスライン２がある場合には、レーザ
により膜残り９とＣｓバスライン２が同時に切除されて
しまう。しかし、図２に示される場合と同様に、画素電
極４に形成されたスリット６を利用して、図３に示され
る点線で囲まれたスリット６と隣接する部分の画素電極
の領域８をレーザで切断すれば、Ｃｓバスライン２を切
断することなく、ピンホール７が画素電極４の一部とと
もに画素電極４から切り離されて欠陥が修正される。

【００２２】なお、レーザを用いて切断する場合、ＩＴ
Ｏ膜は、比較的短波長の光線を良好に吸収するので、紫
外線領域の波長のレーザを用いるのが有効である。例え
ば、基板単位で修正を行う場合、例えば、ＹＡＧレーザ
の第３高調波(３５５ｎｍ)、または第４高調波(２６６
ｎｍ)などを用いて、基板膜面側からレーザ照射して切
除を行い得る。また、２枚のガラス基板を貼り合わせた
パネル状態で修正を行う場合、ガラスは紫外線を透過し
にくいので、例えば、ＹＡＧレーザの基本波(１０６４
ｎｍ)または第２高調波(５３５ｎｍ)などを用いて切除
を行い得る。

【００２３】(第２の実施形態)本発明の第２の実施形態
を、図４に、実施例１と同様にＣｓｏｎＣｏｍｍｏ
ｎ方式の液晶表示装置を用いて説明する。本実施形態で
は、図４に示されるように、画素電極４に、バスライン
２に沿って一列に整列した複数のスリット６'を備えた
スリット部分を形成する。本実施形態では、例えば、図
４に示すピンホール７の欠陥に対して、図中に示される
点線で囲まれる、ピンホール７を挟むスリットの間に存
在する画素電極の領域８をレーザで切断する。ピンホー
ル７は、これらのスリット間にある画素電極４の一部と
ともに画素電極４から切り離されて欠陥が修正される。
本実施形態では、複数のスリット６'が設けられ、ピン
ホール７の位置に応じて、ピンホール７が切除され得る
スリット間のみが切除されるので、第１の実施形態に示
される実施形態よりも表示に寄与しなくなる画素電極部
分が少なく、Ｃｓ容量は１／(スリット数＋１)しか減少
しない。

【００２４】(第３の実施形態)本発明の第３の実施形態
を、図５に、実施例１と同様にＣｓｏｎＣｏｍｍｏ
ｎ方式の液晶表示装置を用いて説明する。本実施形態で
は、図５中の１０で示されるように、切断される部分１
０を金属膜で作成する。この金属膜は、通常、画素電極
と同じ層に設けられ、例えば、データバスライン３を構
成する金属と同じ材質の金属から、データバスライン３
および画素電極４の成膜およびパターニング時に同時に
作成され得る。この金属膜は、スリットに起因する光漏
れを一部遮光するとともに、透明なためレーザの吸収率
が悪いＩＴＯ膜とは異なり、大きな切断エネルギーは必
要とせずに容易に切断される。そのため、Ｃｓバスライ
ンの近くに金属膜を配置しても切断の際にＣｓバスライ
ンに影響を与えるおそれは少ない。

【００２５】(第４の実施形態)本発明の第４の実施形態
を、図６および図７を用いて説明する。図示される液晶
表示装置は、ゲートバスライン１の隣のゲートバスライ
ン１'の一部を下部電極とし、これに画素電極４を重ね
て補助容量とするＣｓｏｎＧａｔｅ方式の液晶表示
装置である。

【００２６】図示されるように、画素電極４端部の補助
容量を構成する部分にスリット６をパターニングする。
図６に示される例では１つのスリットが、図７に示され
る例では３つのスリットが形成される。図６および図７
に示されるように、ピンホール７または膜残りが下部電
極の近傍に存在する場合、スリット６を利用して図６お
よび図７にそれぞれ点線で囲まれる部分８を切断して欠
陥個所を切除する。

【００２７】

【発明の効果】以上の本発明によれば、従来困難であっ
た補助容量部近傍のピンホールなどの欠陥に起因する画
素不良を容易に修復することができる。また、欠陥部分
が切除されるので、ノーマリーホワイトで動作する液晶
表示装置において黒点の残らない高品位の修復が可能な
液晶表示装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の例示の液晶表示装置の平面図である。

【図２】(ａ)は点欠陥を有する液晶表示装置の平面図、
(ｂ)は(ａ)のＡ−Ａ線に沿った断面図、および(ｃ)は
(ａ)のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図３】点欠陥を有する液晶表示装置の平面図である。

【図４】点欠陥を有する液晶表示装置の平面図である。

【図５】本発明の１つの実施形態である液晶表示装置の
平面図である。

【図６】点欠陥を有する液晶表示装置の平面図である。

【図７】点欠陥を有する液晶表示装置の平面図である。

【図８】従来の液晶表示装置の回路を示す図である。

【図９】従来の液晶表示装置の平面図である。

【図１０】点欠陥を有する従来の液晶表示装置の平面図
である。

【図１１】点欠陥を有する従来の液晶表示装置の平面図
である。

【符号の説明】１ゲートバスライン２補助容量(Ｃｓ)バスライン３データバスライン４画素電極５ＴＦＴ６スリット７絶縁膜ピンホール欠陥８画素電極切断箇所９膜残り欠陥１０金属薄膜５０基板５２絶縁膜５４半導体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板、該絶縁性基板上に格子状に
配設されるゲートバスラインおよびソースバスライン、
該バスライン上に積層される絶縁膜、該バスラインで囲
まれた領域を含んで配設された画素電極、および補助容
量を備えた液晶表示装置であって、該補助容量が、下部電極となる導電体バスラインと、該
画素電極と、該導電体バスラインと該画素電極との間に
挟持された絶縁膜部分とから構成され、該画素電極が、スリット部分を有し、該スリット部分に
接する画素電極部分が切除可能な、液晶表示装置。
【請求項２】前記スリット部分が複数のスリットから
なる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記スリット部分が、前記補助容量を構
成する画素電極部分の近傍にある、請求項１に記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記スリット部分の一部分に、金属薄膜
が配設される、請求項１に記載の液晶表示装置。