JP2003015549A

JP2003015549A - 表示装置及びその製造方法

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Publication number: JP2003015549A
Application number: JP2001200951A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tabata; 弘志田畠; Hidetsugu Yamamoto; 英嗣山元; Hideya Kawashima; 秀弥河島; Masatane Nishihara; 正胤西原; Tetsuya Kawamura; 哲也川村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】各画素に蓄積容量とスイッチング素子を有す
る表示装置において、蓄積容量やスイッチング素子に欠
陥があった場合の画素欠陥【解決手段】表示信号を保持させる為の蓄積容量を同
じ容量になるように当分割し、かつ補修用の容量を画素
内に備え。蓄積容量に欠陥が発生した場合その蓄積容量
を切り離し替わりに補修用容量を接続する。または補修
用スイッチング素子を画素内に準備しておきスイッチン
グ素子に欠陥が生じた場合欠陥スイッチング素子を切り
離し補修用スイッチング素子を接続して画素の表示異常
の不具合品を手直しできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各画素に画像信号
保持用の蓄積容量またはスイッチング素子を有するフラ
ットパネル型の表示装置に関し、特に各画素で液晶層や
ＯＬＥＤ層を駆動するアクティブマトリクス型の表示装
置の画素欠陥（点欠陥）の修復する表示装置の構成、及
び表示装置の製造方法に関する。

【０００２】なお、ＯＬＥＤは、オーガニック・ライテ
ィング・エミッション・ダイオードの略語である。ま
た、ＯＣＢは、Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ・Ｃｏｍｐｅｎｓａ
ｔｅｄ・Ｂｉｅｒｆｒｉｎｇｅｎｃｅの略語である。

【０００３】

【従来の技術】以下本発明の表示装置の代表例としてス
イッチング素子に薄膜トランジスタを用いた液晶表示装
置を例に説明を行なう。

【０００４】近年の液晶表示装置を代表とするフラット
パネルディスプレイの普及に伴い、その表示品位に対す
る要求も高いものになってきている。なかでも画素欠陥
減少の要求は強く、画素欠陥の救済（レスキュー）が製
造において不可欠となっている。図５に従来の液晶表示
装置の画素構成の１例を示す。１は走査線、２は容量
線、３は信号線、４はスイッチング素子（通常薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）が用いられるので以下画素ＴＦＴと
略す）、５は画像信号保持用の蓄積容量であり、液晶７
は対向電極６（図では独立の３本の配線で記載している
が実際には表示画面全体に渡る広い１枚の電極である）
と画素電極２０との間に挟みこまれ駆動される（液晶表
示装置の場合は対向電極と画素電極とは対向する２枚の
基板にそれぞれ作りこまれる）。また液晶７はそれ自身
が容量成分を持つ（液晶容量）。各走査線は順次に走査
され1水平期間毎に1行分の画素を選択する。各信号線
は、1水平期間内で走査線により選択された1行分の画素
に画素ＴＦＴをかいして表示信号を書き込む。書き込ま
れた表示信号は蓄積容量と液晶容量にて保持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示した従来の液
晶表示装置の画素構成では、たとえば製造工程において
蓄積容量部に欠陥が発生した場合、容量線とのリークに
より表示信号を保持できず画素欠陥となってしまう問題
がある。また、画素ＴＦＴに欠陥があった場合には表示
信号を画素に書き込むことができず画素欠陥となってし
まう問題がある。この他にも蓄積容量部や画素ＴＦＴに
からんだ欠陥により画素電極が不正規の電位となり画素
欠陥が発生する。従来は画素欠陥のうち白表示となる輝
点欠陥は、これがよく目立つためこれに対しては画素電
極に繋がる部分と黒表示となる電位線とをレーザーコン
タクトを行なうことにより輝点欠陥を黒点化し目立たな
いものにしていた。

【０００６】しかしながら、近年では輝点欠陥のみなら
ず黒点欠陥の発生すら許されない場合も増えている。本
発明はこの問題点を解決するものであり、蓄積容量の欠
陥及び画素ＴＦＴの欠陥にによる画素欠陥をほぼ完全に
良点化（正常動作化）する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
本発明は、各画素に概ね容量が等しくなるようにｎ（ｎ
は自然数）分割された画像信号保持用の蓄積容量を有
し、前記ｎ分割された１つの蓄積容量と概ね容量が等し
くなる修復用容量を併設したことを特徴とする表示装置
とし、この表示装置において、前記ｎ分割された画像信
号保持用の蓄積容量のうちの一つが製造工程不良で正規
の容量を持たなくなった場合にこれをレーザーにより切
り離し（液晶表示装置の場合は画素電極から切り離
す）、前記修復用容量を替わりにレーザーコンタクト法
により接続する表示装置の修復方法を用いることであ
る。あるいは各画素にスイッチング素子を有するアクテ
ィブマトリックス型表示装置であり、各画素に修復用ス
イッチング素子を併設した表示装置とし、この表示装置
において、前記スイッチング素子が製造工程不良で正規
の動作をしなくなった場合にこれをレーザーにより切り
離し、前記修復用スイッチング素子を替わりにレーザー
コンタクト法により接続する表示装置の修復方法を用い
ることである。上記の手段により蓄積容量や画素ＴＦＴ
の欠陥による画素欠陥を救済し、良点化することができ
る。もちろん両方の手段を両方用いた方がより効果的で
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、各画素
に複数の画像信号保持用の蓄積容量を有し、前記蓄積容
量の容量値と略容量が等しい修復用容量を併設すること
を特徴とする。また、各画素に概ね容量が等しくなるよ
うにｎ（ｎは自然数）分割された画像信号保持用の蓄積
容量を有し、前記ｎ分割された１つの蓄積容量と概ね容
量が等しくなる修復用容量を併設したことを特徴とする
表示装置であり、この構造により画素欠陥の良点化が可
能となる。

【０００９】さらに本発明の請求項２記載の発明は、画
像信号保持用の蓄積容量に上限値と下限値を定めて、前
記蓄積容量が前記下限値以下のとき、又は前記上限値以
上のときは、前記蓄積容量の電気的接続を断ち、前記蓄
積容量に替えて前記修復用容量を電気的に接続すること
ができる構造の請求項1記載の表示装置である。また、
前記ｎ分割された画像信号保持用の蓄積容量のうちの一
つが製造工程不良で正規の容量を持たなくなった場合に
これを切り離し、前記修復用容量を替わりに接続するこ
とができる構造を有することを特徴とする請求項1記載
の表示装置であり、容量値を正確に設定することで切り
離した容量が本来分担する容量とほぼ等しい容量を接続
することができるので容量の付け替えを行なっても正常
時と同じ表示が得られるようになる。

【００１０】そして請求項３記載の発明は、前記表示装
置は各画素にスイッチング素子を有するアクティブマト
リックス型表示装置であり、前記スイッチング素子に用
いる２種のメタル材料と層間絶縁膜を用いてレーザーコ
ンタクトできる構造を画素内に有することを特徴とする
請求項２記載の表示装置であり、レーザーコンタクトを
行なう部分がスイッチング素子で用いる部材であり、画
素欠陥救済のために特別な構造（別の膜やその加工）を
必要としないことでコスト増が抑えられる、レーザーコ
ンタクトのためには一方のメタルがＡｌ系の材料である
ことが望ましい。上記のスイッチング素子は薄膜トラン
ジスタ、などである。

【００１１】さらに請求項４記載の発明は、前記スイッ
チング素子がポリシリコン薄膜トランジスタであり、前
記修復用容量がゲート絶縁膜をシリコンとゲート電極で
挟んだＭＯＳ構造で形成されていることを特徴とする請
求項３記載の表示装置であり、通常、液晶表示装置等に
用いられるポリシリコン薄膜トランジスタの場合、ゲー
ト絶縁膜はＳｉＯ₂で膜厚１００ｎｍ程度の物が用いら
れることが多く、層間絶縁膜の膜厚数１００ｎｍより薄
く、単位容量が大きいため、修復用容量の面積を小さく
作りこむことができ、レイアウト設計や開口率確保に有
利である。

【００１２】あるいは請求項５記載の発明では、前記ス
イッチング素子のうち特性が不良のスイッチング素子の
電気的接続を切り離し、特性が不良の前記スイッチング
素子のに替えて前記修復用スイッチング素子を電気的に
接続できる構造の請求項５記載の表示装置である。各画
素にスイッチング素子を有するアクティブマトリックス
型表示装置の、各画素に修復用スイッチング素子を併設
した表示装置であり、この構造により画素欠陥の良点化
が可能となる。

【００１３】そして請求項６記載の発明では、前記スイ
ッチング素子が製造工程不良で正規の動作をしなくなっ
た場合にこれを切り離し、前記修復用スイッチング素子
を替わりに接続することができる構造を有することを特
徴とする請求項５記載の表示装置であり、修復用のスイ
ッチング素子によりスイッチング素子の付け替えを行な
っても正常時と同じ表示が得られるようになる。

【００１４】また請求項７記載の発明では前記スイッチ
ング素子に用いる２種のメタル材料と層間絶縁膜を用い
てレーザーコンタクトできる構造を画素内に有すること
を特徴とする請求項６記載の表示装置であり画素欠陥救
済のために特別な構造（別の膜やその加工）を必要とし
ないことでコスト増が抑えられる、レーザーコンタクト
のためには一方のメタルがＡｌ系の材料であることが望
ましい。

【００１５】また請求項８及び９記載の発明では請求項
１から請求項４のいずれかに記載の表示装置において、
画像信号保持用の蓄積容量に上限値と下限値を定めて、
前記蓄積容量が前記下限値以下のとき、又は前記上限値
以上のときは、前記蓄積容量の電気的接続を断ち、前記
蓄積容量に替えて前記修復用容量を接続する表示装置の
製造方法である。つまり、前記ｎ分割された画像信号保
持用の蓄積容量のうち、製造工程不良で正規の容量を持
たない画像信号保持用の蓄積容量場合をレーザーにより
切り離し、正規の容量を持たない前記画像信号保持用の
蓄積容量に替えて前記修復用容量を替わりにレーザーコ
ンタクト法により接続して前記表示装置を修復する表示
装置の製造方法である。又は前記スイッチング素子が製
造工程不良で正規の動作をしなくなった場合にこれをレ
ーザーにより切り離し、前記修復用スイッチング素子を
替わりにレーザーコンタクト法により接続する表示装置
の修復方法である。画素画素トランジスタ（ＴＦＴ）の
欠陥による輝点を救済することを可能にする構造であ
る。なお、各画素に複数の画像信号保持用の蓄積容量を
有し、画像信号保持用の前記蓄積容量各々が、略等しい
容量値とする構成もできる。

【００１６】以上の形態により、画素不良（点欠陥）を
良点化させることができるという作用を有する。

【００１７】また、請求項１から請求項８のいずれかに
記載の表示装置であって、さらに液層層又はＯＬＥＤ層
のいずれかを有する表示装置である。

【００１８】また、さらに液層層又はＯＬＥＤ層のいず
れかが、画素毎のスイッチング素子又は修復用スイッチ
ング素子により駆動される表示装置である。

【００１９】また、請求項１から請求項８のいずれかに
記載の表示装置にＯＬＥＤ層を備えることを特徴とする
ＯＬＥＤ表示装置である。

【００２０】また、請求項１から請求項８のいずれかに
記載の表示装置に液晶層と、光学位相補償フィルムとを
備え、前記液晶層の配向がベント配向又はπツイスト配
向であるＯＣＢ方式の液晶表示装置である。

【００２１】以上の形態により、画素不良（点欠陥）が
より低減された表示装置、ＯＬＥＤ表示装置、液晶表示
装置、ＯＣＢ方式の液晶表示装置を提供できる。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照しながら説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１は本発明の液晶表示
装置の画面の一部分の回路図を示す。低温多結晶シリコ
ンＴＦＴで駆動回路を内蔵したアクティブマトリクス液
晶表示装置である（従来例と同一構成要素のものには同
一符号を記している）。１は走査線、２は容量線、３は
信号線、４は画素ＴＦＴ、５ａと５ｂは信号保持用の蓄
積容量、２０は画素電極、６は対向電極、７は液晶であ
る。従来の例と異なる点は、各画素において信号保持用
の蓄積容量が５ａと５ｂの２つの容量の並列構造として
いる点（この時５ａと５ｂはほぼ同じ容量値である）
と、これらの蓄積容量と併設して修復用容量８が設置さ
れている点である。修復用容量８は５ａ（あるいは５
ｂ）とほぼ同じ容量値となるように設定されており通常
は画素電極２０とは分離されている。図1の構成を取っ
た場合、例えば図の中央の画素のように信号保持用の蓄
積容量９（５ｂに相当）が製造工程のダストによりショ
−トした場合、そのままでは画素電極は容量線電位と直
結するため画素欠陥となってしまう、そこで１０の部分
ではレーザーカットを行ない、１１の部分でレーザーコ
ンタクトを行なった。図２にレーザーコンタクト部の断
面模式図を示す。１３は基板である、３１と３２がレー
ザーコンタクトする２種の配線であり低温ポリシリコン
薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極に使われて
いるメタル材料を使用した、この際上層のメタル配線３
２はソース電極材料であるＡｌ材料を使用している。こ
の構造でレーザー照射すると層間絶縁膜３３を破壊して
上下の配線を接続することができる。レーザーコンタク
トとは、具体的に説明すると、図２（ａ）及び図２
（ｂ）に示すように、メタル配線３２とメタル配線３１
の重畳部のメタル配線３２側からレーザーを照射して、
層間絶縁膜３３にレーザー照射によるエネルギーで孔を
穿ちメタル配線３２とメタル配線３１との溶着部分で、
メタル配線３２とメタル配線３１とを接続することであ
る。画像信号保持用の蓄積容量に上限値と下限値を定め
たが、前記蓄積容量が前記下限値以下の画素や、前記蓄
積容量が前記上限値以上の画素は、表示装置の表示とし
て不具合を示し、視覚的又は光学的位置計測手段（ＣＣ
Ｄカメラと、ＸＹテーブルと、コンピュータなどの情報
処理装置からなる計測装置等）にて不具合な画素を検出
できる。

【００２４】図３に修復用容量８の断面図を示す。１３
は基板である。１４はソースメタル、１５は層間絶縁
膜、１６はゲートメタルによる容量線、１７はゲート絶
縁膜、１８はシリコン、１９はパッシベイション膜であ
る（画素電極や液晶や対向基板などは図からは省略して
いる）。レスキュー用の修復用容量８は容量線１６とシ
リコン１８に挟まれたゲート絶縁膜１７で構成されるＭ
ＯＳ構造で形成している。これは低温ポリシリコンで最
も単位面積当りの容量を取れる部分で、修復用容量を余
分に設置することによる開口率の低下を極力防ぐために
採用している。

【００２５】以上のように、本実施の形態の構造と画素
欠陥の修復方法を用いれば、信号保持用の蓄積容量が製
造工程において不良となり画素欠陥となっても、不良容
量と修復用容量８とを繋ぎかえることにより良点化（正
常化）することができるようになる。このとき修復用容
量が不良になった容量の本来の容量と同一であるので正
確な液晶駆動が再現される。また図１では信号保持用の
蓄積容量を２等分したがそれ以上の数に当分割してもよ
い、あるいは開口率を気にしない場合には分割無しでも
かまわない。

【００２６】（実施の形態２）図４は本発明の第２の実
施の形態の液晶表示装置であって、低温多結晶シリコン
ＴＦＴで駆動回路を内蔵したアクティブマトリクス液晶
表示装置である（従来例と同一構成要素のものには同一
符号を記している）。１は走査線、２は容量線、３は信
号線、４は画素ＴＦＴ、５は信号保持用の蓄積容量、６
は対向電極、７は液晶である。従来例と異なる点は、修
復用スイッチング素子１２を各画素に併設している点で
あり通常は画素電極２０とは分離されている。図４の構
成を取った場合、例えば図の中央の画素のように画素Ｔ
ＦＴ１３（４に相当）が製造工程のダストにより動作不
良となった場合、そのままでは画素電極はには正常な画
像信号が伝達されなくなるため画素欠陥となってしま
う、そこで４０の部分ではレーザーカットを行ない、４
１の部分でレーザーコンタクトを行なった。レーザーコ
ンタクト部の構造は第1の実施の形態と同様のものを用
いた。本発明の構成の液晶表示装置とすることにより、
画素領域内で画素ＴＦＴ４に欠陥が発生した場合でも、
本発明の救済手段を施すことにより、欠陥画素ＴＦＴを
切り離し替わりに補修用スイッチング素子を接続するこ
とにより、画素の表示異常の不具合品を手直しできる。
また、画素欠陥の手直しを可能ができる。スイッチング
素子のうち特性が不良のスイッチング素子を有する画素
は、表示装置の表示として不具合を示し、視覚的又は光
学的位置計測手段（ＣＣＤカメラと、ＸＹテーブルと、
コンピュータなどの情報処理装置からなる計測装置等）
にて不具合な画素を検出できる。

【００２７】なお、本発明は実施の形態１と実施の形態
２をあわせて実施しても同様の効果が得られる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、蓄積容量
の欠陥及び画素ＴＦＴの欠陥にによる画素欠陥をほぼ完
全に良点化でき、画素の表示異常の不具合品を手直しで
きる。また、画素欠陥の手直しを可能ができる。このよ
うにして画素欠陥による製造歩留まりの低下を抑制でき
安定した生産とコストダウンを図ることができ、産業的
価値が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１における液晶表示装置の構成図

【図２】本発明のレーザーレスキュー部の構成図

【図３】本発明のＭＯＳ構造による補修用蓄積容量の構
成説明図

【図４】実施の形態２における液晶表示装置の構成図

【図５】従来の液晶表示装置の構成図

【符号の説明】

１走査線２容量線３信号線４スイッチング素子（画素ＴＦＴ）５蓄積容量６対向電極７液晶８修復用容量９ショートした蓄積容量１０、４０レーザーカット箇所１１、４１レーザーコンタクト箇所１２修復用スイッチング素子１３基板１４ソースメタル１５３３層間絶縁膜１６ゲートメタル１７ゲート絶縁膜１８シリコン１９パッシベイション膜２０画素電極３１、３２薄膜トランジスタに使われているメタル材
料による配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０５Ｂ 33/14 ＡＨ０５Ｂ 33/14 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ａ (72)発明者河島秀弥大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者西原正胤大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者川村哲也大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H092 JA24 JA46 JB56 JB61 KB25 MA46 MA47 MA52 MA55 NA15 NA16 NA29 NA30 3K007 AB18 EB00 FA01 5C094 AA42 AA44 BA03 BA43 CA19 DA14 DA15 DB04 EA04 EA07 EA10 EB02 ED14 5F110 AA27 BB02 CC01 FF02 GG02 GG13 HL03 NN72 NN73 5G435 AA17 BB05 BB12 CC09 EE33 FF05 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素に複数の画像信号保持用の蓄積容
量を有し、前記蓄積容量の容量値と略容量が等しい修復
用容量を併設することを特徴とする表示装置。
【請求項２】画像信号保持用の蓄積容量に上限値と下
限値を定めて、前記蓄積容量が前記下限値以下のとき、
又は前記上限値以上のときは、前記蓄積容量の電気的接
続を断ち、前記蓄積容量に替えて前記修復用容量を電気
的に接続することができる構造の請求項1記載の表示装
置。
【請求項３】前記表示装置は各画素にスイッチング素
子を有するアクティブマトリックス型表示装置であり、
前記スイッチング素子に用いる２種のメタル材料と層間
絶縁膜を用いてレーザーコンタクトできる構造を画素内
に有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】前記スイッチング素子がポリシリコン薄
膜トランジスタであり、前記修復用容量がゲート絶縁膜
をシリコンとゲート電極で挟んだＭＯＳ構造で形成され
ていることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】各画素にスイッチング素子を有するアク
ティブマトリックス型表示装置であり、各画素に修復用
画素スイッチング素子を併設した表示装置。
【請求項６】前記スイッチング素子のうち特性が不良
のスイッチング素子の電気的接続を切り離し、特性が不
良の前記スイッチング素子のに替えて前記修復用スイッ
チング素子を電気的に接続できる構造の請求項５記載の
表示装置。
【請求項７】前記スイッチング素子に用いる２種のメ
タル材料と層間絶縁膜を用いてレーザーコンタクトでき
る構造を画素内に有することを特徴とする請求項６記載
の表示装置。
【請求項８】請求項１から請求項４のいずれかに記載
の表示装置において、画像信号保持用の蓄積容量に上限
値と下限値を定めて、前記蓄積容量が前記下限値以下の
とき、又は前記上限値以上のときは、前記蓄積容量の電
気的接続を断ち、前記蓄積容量に替えて前記修復用容量
を接続する表示装置の製造方法。
【請求項９】請求項５から請求項８のいずれかに記載
の表示装置において、前記スイッチング素子のうち特性
が不良のスイッチング素子をレーザーの照射により切り
離し、前記修復用スイッチング素子を替わりにレーザー
の照射により接続して前記表示装置を修復する表示装置
の製造方法。
【請求項１０】請求項１から請求項７のいずれかに記
載の表示装置であって、各画素に複数の画像信号保持用
の蓄積容量を有し、画像信号保持用の前記蓄積容量各々
が、略等しい容量値である表示装置。
【請求項１１】請求項１から請求項７のいずれかに記
載の表示装置であって、さらに液層層又はＯＬＥＤ層の
いずれかを有する表示装置。
【請求項１２】請求項１１記載の表示装置であって、
さらに液層層又はＯＬＥＤ層のいずれかが、画素毎のス
イッチング素子又は修復用スイッチング素子により駆動
される表示装置。
【請求項１３】請求項１から請求項７のいずれかに記
載の表示装置にＯＬＥＤ層を備えることを特徴とするＯ
ＬＥＤ表示装置。
【請求項１４】請求項１から請求項７のいずれかに記
載の表示装置に液晶層と、光学位相補償フィルムとを備
え、前記液晶層の配向がベント配向又はπツイスト配向
であるＯＣＢ方式の液晶表示装置。