JP2006106660A - 薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型の液晶表示装置における修理構造の経路を短縮し、信号遅延なく断線したデータ線を修理する。
【解決手段】本発明は、薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置に関する。スイッチング素子を各々含む複数の画素、横方向に延在してゲート信号を伝達するゲート線、縦方向に延在してデータ信号を伝達するデータ線、前記ゲート線と平行にのびる第１維持電極線、前記データ線と平行にのびる第２維持電極線、そして、前記第２維持電極線の間に連結されている第３維持電極線を含み、前記データ線は、前記第２維持電極線の間に位置し、前記第３維持電極線と前記データ線が交差する部分に形成されている修理部材を含む。このような方法で、特に大型の液晶表示装置における修理構造の経路を短縮し、信号遅延なく断線したデータ線を修理することができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、薄膜トランジスタ表示板及びこれを含む液晶表示装置に関する。

一般的な液晶表示装置（ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が具備された二つの表示板と、その間に入っている誘電率異方性を有する液晶層を含む。画素電極は、行列状に配列され、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に連結されて一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は、表示板の全面にわたって形成され共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は、回路的には液晶蓄電器を構成し、液晶蓄電器は、これに連結されたスイッチング素子と共に画素をなす基本単位となる。

このような液晶表示装置では、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強度を調節して、液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。

また、液晶表示装置は、スイッチング素子を含む画素及び表示信号線が具備された液晶表示板組立体、そして、表示信号線のうちのデータ線にデータ電圧を印加するデータ駆動部を含む。

この時、信号線は、表示装置を製造する過程で断線が生ずる場合がある。特に、データ線が断線すれば、画素にデータ電圧が印加できず、表示不良が生ずる問題がある。
このようなデータ線の断線に対する修理構造として、データ線を表示板組立体の周縁に沿ってリング状に形成するリング構造が考えられる。

しかしながら、この場合、修理線の経路が長くなり、配線自体の抵抗と複数の結合容量による信号遅延が発生するので、大型表示装置への適用には限界がある。したがって、本発明が目的とする技術的課題は、従来技術の問題点を解決することができる液晶表示装置を提供することにある。

このような技術的課題を構成するための本願第１発明の一実施例による薄膜トランジスタ表示板は、スイッチング素子を各々含む複数の画素、第１方向に延在してゲート信号を伝達するゲート線、第２方向に延在してデータ信号を伝達するデータ線、前記ゲート線と平行にのびる第１維持電極線、前記データ線と平行にのびる第２維持電極線、そして、前記第２維持電極線の間に連結されている第３維持電極線を含み、前記データ線は、前記第２維持電極線の間に位置し、前記第３維持電極線と前記データ線が交差する部分に形成されている修理部材を含む。

これにより、データ線が断線した場合であっても、修理部材及び第１乃至第３維持電極線を用いてデータ線の断線を防止することができる。このとき、第１乃至第３維持電極線を適切に切断することで、データ電圧の分散を防止することができる。

本願第２発明は、第１発明において、前記修理部材は、接触孔を通じて前記データ線に連結されているのが好ましい。
本願第３発明は、第２発明において、前記第２維持電極線は、前記第１維持電極線と維持電極線連結橋を通じて連結できる。

本願第４発明は、第３発明において、前記第３維持電極線が前記データ線と連結される際に、前記第１及び第２維持電極線の少なくとも一部が開放されることが好ましい。
本願第５発明は、本発明の一実施例による液晶表示装置は、複数の画素、ゲート線及びデータ線が形成されている表示領域を有する薄膜トランジスタ表示板を含み、前記薄膜トランジスタ表示板は、前記ゲート線と平行にのびる第１維持電極線、前記データ線と平行にのびる第２維持電極線、前記第２維持電極線の間に連結されている第３維持電極線、前記第３維持電極線と前記データ線が交差する部分に形成されている修理部材、そして、前記ゲート線と平行に延在して前記データ線と交差する複数の修理線を含む。

本願第６発明は、第５発明において、前記液晶表示装置は、前記データ線にデータ信号を印加する複数のデータ駆動集積回路をさらに含むことができる。
本願第７発明は、第６発明において、前記各データ駆動集積回路は、第１増幅器及び第２増幅器を含むのが好ましい。

本願第８発明は、第７発明において、前記薄膜トランジスタ表示板は、前記第１及び第２演算増幅器の入力段と出力段に各々連結され、前記修理線と交差して形成されている端子線をさらに含むのが好ましい。

本願第９発明は、第８発明において、前記端子線は、前記データ線と同じ層で形成されることができる。
本願第１０発明は、第９発明において、前記修理線は、前記ゲート線と同じ層で形成できる。

本願第１１発明は、第１０発明において、前記修理部材は、接触孔を通じて前記データ線に連結されるのが好ましい。
本願第１２発明は、第１１発明において、前記第２維持電極線は、前記第１維持電極線と維持電極線連結橋を通じて連結できる。

本願第１３発明は、第１２発明において、前記第３維持電極線が前記データ線と連結される場合、前記第１及び第２維持電極線の少なくとも一部が開放されることが好ましい。
本願第１４発明は、第１２発明において、前記第３維持電極線が前記データ線と連結される場合、前記第１及び第２維持電極線の少なくとも一部が開放され、前記端子線と前記修理線のうちの少なくとも二つは短絡し、前記データ線と前記連結された修理線が短絡することが好ましい。

本願第１５発明は、第４発明において、前記修理線及び前記データ線は、前記短絡点の付近で開放されることが好ましい。
本願第１６発明の一実施例による液晶表示装置の修理方法は、第１基板上に第１配線及び第２配線を順次に形成する段階、前記第１配線と前記第２配線が交差する地点に修理部材を形成する段階、前記第２配線が断線したときに前記交差地点を短絡する段階、そして、前記第１配線の一部を開放する段階を含む。

本願第１７発明の他の実施例による液晶表示装置の修理方法は、第１基板上に第１配線と修理線を形成する段階、前記第１配線と修理線上に第２配線と端子線を形成する段階、前記第１配線と前記第２配線が交差する地点に修理部材を形成する段階、前記第２配線にデータ信号を印加するデータ駆動回路を形成する段階、前記第２配線が断線したときに前記交差地点を短絡する段階、前記第１配線の一部を開放する段階、前記端子線と前記修理線の一部を短絡する段階、前記短絡点付近の前記修理線の一部を開放する段階を含む。

本発明の一実施例による修理構造によれば、大型の液晶表示装置においても効率的に断線したデータ線を修理できると共に、データ信号の遅延なく修理が可能である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例に対して、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。

本発明の実施例による液晶表示装置に対して図面を参考にして詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。

図１に示すように、本発明の一実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体３００と、これに連結されたゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、そして、これらを制御する信号制御部６００を含む。

液晶表示板組立体３００は、等価回路的には、複数の表示信号線（G１-Gn、D１-Dm）と、これに連結され大略行列状に配列された複数の画素を含む。
表示信号線（G１-Gn、D１-Dm）は、ゲート信号（走査信号とも言う）を伝達する複数のゲート線（G１-Gn）と、データ信号を伝達するデータ線（D１-Dm）を含む。ゲート線（G１-Gn）は、大略行方向に延在して互いにほぼ平行であり、データ線（D１-Dm）は大略列方向に延在して互いにほぼ平行である。

各画素は、表示信号線（G１-Gn、D１-Dm）に連結されたスイッチング素子（Q）と、これに連結された液晶蓄電器（CLC）及び維持蓄電器（CST）を含む。維持蓄電器（CST）は必要に応じて省略することができる。

薄膜トランジスタなどスイッチング素子（Q）は、下部表示板１００に具備され、三端子素子としてその制御端子及び入力端子は、各々ゲート線（G１-Gn）及びデータ線（D１-Dm）に連結され、出力端子は、液晶蓄電器（CLC）及び維持蓄電器（CST）に連結されている。

液晶蓄電器（CLC）は、下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０を二つの端子とし、二つの電極１９０、２７０間の液晶層３は誘電体として働く。画素電極１９０は、スイッチング素子（Q）に連結され、共通電極２７０は上部表示板２００の全面に形成されて、共通電圧（Vcom）の印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に具備される場合もあり、そのときは、二つの電極１９０、２７０のうちの少なくとも一つを線形または棒形で形成できる。

液晶蓄電器（CLC）の補助的な役割をする維持蓄電器（CST）は、下部表示板１００に具備された別個の信号線（図示せず）と画素電極１９０が絶縁体を介在して重なって形成され、この別個の信号線には、共通電圧（Vcom）などの定められた電圧が印加される。しかし、維持蓄電器（CST）は、画素電極１９０が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重なって形成されることもできる。

一方、色表示を実現するためには、各画素が三原色のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間によって交互に三原色を表示（時間分割）して、これらの三原色の空間的、時間的な和で所望の色相が認識されるようにする。図２は空間分割の一例であって、各画素が画素電極１９０に対応する領域に赤色、緑色、または青色のカラーフィルタ２３０を具備している様子を示している。図２とは異なって、カラーフィルタ２３０は、下部表示板１００の画素電極１９０の上または下にも形成できる。

液晶表示板組立体３００の二つの表示板１００、２００のうちの少なくとも一つの外側面には、光を偏光する偏光子（図示せず）が付着されている。
階調電圧生成部８００は、画素の透過率に関わる二組の複数階調電圧を生成する。二組のうちの一組は、共通電圧（Vcom）に対してプラスの値を有し、もう一組はマイナスの値を有する。

ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（G１-Gn）に連結され、外部からのゲートオン電圧（Von）とゲートオフ電圧（Voff）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（G１-Gn）に印加し、通常、複数の集積回路で構成される。

データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（D１-Dm）に連結され、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加し、通常、複数の集積回路で構成される。

複数のゲート駆動集積回路またはデータ駆動集積回路は、チップ状にＴＣＰ（tape carrier package）（図示せず）に実装して、ＴＣＰを液晶表示板組立体３００に取り付けることもでき、ＴＣＰを使用せずにガラス基板上に前記集積回路チップを直接取り付けることができる（chip on glass；ＣＯＧ実装方式）。更に、前記集積回路チップと同一機能をする回路を液晶表示板組立体３００に直接形成することもできる。

信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００などの動作を制御する。
以下、このような液晶表示装置の表示動作について詳細に説明する。

信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力映像信号（R、G、B）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号（Vsync）と水平同期信号（Hsync）、メーンクロック（MCLK）、データイネーブル信号（DE）などの提供を受ける。信号制御部６００は、入力映像信号（R、G、B）及び入力制御信号に基づいて映像信号（R、G、B）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合わせて適切に処理し、ゲート制御信号（CONT１）及びデータ制御信号（CONT２）などを生成した後、ゲート制御信号（CONT１）をゲート駆動部４００に送り、データ制御信号（CONT２）及び処理した映像信号（DAT）はデータ駆動部５００に送る。

ゲート制御信号（CONT１）は、ゲートオン電圧（Von）の出力開始を指示する垂直同期開始信号（STV）、ゲートオン電圧（Von）の出力時期を制御するゲートクロック信号（CPV）及びゲートオン電圧（Von）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（OE）などを含む。

データ制御信号（CONT２）は、映像データ（DAT）の入力開始を知らせる水平同期開始信号（STH）と、データ線（D１-Dm）に当該データ電圧の印加を指示するロード信号（LOAD）、共通電圧（Vcom）に対するデータ電圧の極性（以下、共通電圧に対するデータ電圧の極性を略してデータ電圧の極性と言う）を反転する反転信号（RVS）及びデータクロック信号（HCLK）などを含む。

データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（CONT２）に従って一つの行の画素に対する映像データ（DAT）を順次に受信してシフトさせ、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各映像データ（DAT）に対応する階調電圧を選択することによって、映像データ（DAT）を当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線（D１-Dm）に印加する。

ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（CONT１）に従ってゲートオン電圧（Von）をゲート線（G１-Gn）に印加し、前記ゲート線（G１-Gn）に連結されたスイッチング素子（Q）をターンオンさせ、これにより、データ線（D１-Dm）に印加されたデータ電圧がターンオンされたスイッチング素子（Q）を通じて当該画素に印加される。

画素に印加されたデータ電圧と共通電圧（Vcom）との差は、液晶蓄電器（CLC）の充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさに応じてその配列が異なり、これによって液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示板１００、２００に付着された偏光子（図示せず）によって光透過率の変化として現れる。

１水平周期（または１Ｈ）[水平同期信号（Hsync）、データイネーブル信号（DE）、ゲートクロック（CPV）の一周期]が経過すれば、データ駆動部５００及びゲート駆動部４００は、次の行の画素に対して同じ動作を繰り返す。 このような方法で、１フレーム（frame）期間中に全てのゲート線（G１-Gn）に対して順次にゲートオン電圧（Von）を印加し、全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終了すれば次にフレームが始まり、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と逆になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号（RVS）の状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム期間内でも反転信号（RVS）の特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（例：行反転、ドット反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることがある（例：列反転、ドット反転）。

以下、本発明の実施例による液晶表示装置に対して、図３乃至図８を参考にしてより詳細に説明する。
図３は本発明の一実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図４は本発明の一実施例による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図であり、図５は図３に示した薄膜トランジスタ表示板と、図４に示した共通電極表示板を含む液晶表示装置の配置図であり、図６は図５に示す液晶表示装置のVI-VI´線による断面図であり、図７は図５に示す配置図において、データ線の断線を修理した状態の一例を示すものである。

本発明の一実施例による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００と、これと対向している共通電極表示板２００、そして、これらの間に挿入され二つの表示板１００、２００の表面に対してほぼ垂直に配向している液晶分子３１０を含む液晶層３からなる。

まず、図３と図５及び図６を参考にして薄膜トランジスタ表示板に対して詳細に説明する。なお、以下においては、横方向とはゲート線と平行な方向であり、縦方向とはデータ線と平行な方向であるとする。また、右とはゲート線を水平方向に配置したときの右に位置する方向であり、左とはゲート線を水平方向に配置したときの左に位置する方向である。

透明なガラスなどからなる絶縁基板１１０上に、複数のゲート線１２１と複数の維持電極線１３１が形成されている。
ゲート線１２１は、主に横方向に延在して互いに分離され、ゲート信号を伝達する。各ゲート線１２１は、ゲート電極１２３をなす複数の突起を有し、ゲート線１２１の一端部１２５は、外部回路との連結のために面積が広い。

各維持電極線１３１は、主に横方向に延在して第１乃至第６維持電極１３３a、１３３b、１３３c、１３３d、１３３e、１３３fをなす複数組の分枝群を含む。第１維持電極１３３a及び第２維持電極１３３bは縦方向に延在して、第３及び第４維持電極１３３c、１３３dは水平面に対して各々プラスとマイナスの方向に４５度方向に延在している。第５維持電極１３３eは、第３及び第４維持電極１３３c、１３３dを組み合わせたパターンであり、第５維持電極１３３eの屈曲部分は直角をなす。第６維持電極１３３fは、横方向に延在して、第２維持電極１３３bと隣接した画素の第１維持電極１３３aを連結している。第１維持電極１３３aは、自由端と維持電極線１３１に連結された固定端を有し、固定端は突出部を有している。維持電極線１３１には、液晶表示装置の共通電極表示板２００の共通電極２７０に印加される共通電圧など所定の電圧が印加される。

ゲート線１２１と維持電極線１３１は、アルミニウムとアルミニウム合金などのアルミニウム系列の金属、銀と銀合金などの銀系列の金属、銅と銅合金などの銅系列の金属、モリブデンとモリブデン合金などのモリブデン系列の金属、クロム、チタニウム、タンタルなどからなるのが好ましい。ゲート線１２１と維持電極線１３１は、物理的性質が異なる二つの膜、つまり下部膜（図示せず）とその上の上部膜（図示せず）を含むことができる。上部膜は、ゲート線１２１及び維持電極線１３１の信号遅延や電圧降下を減らせるように、低い比抵抗の金属、例えばアルミニウム（Al）やアルミニウム合金などのアルミニウム系列の金属で形成される。これとは異なって、下部膜は、他の物質、特にITO（indium tin oxide）及びIZO（indium zinc oxide）との接触特性が優れた物質、例えばモリブデン（Mo）、モリブデン合金、クロム（Cr）などで形成される。下部膜と上部膜の組み合わせの例には、クロム/アルミニウム-ネオジム（Nd）合金がある。

なお、ゲート線１２１及び維持電極線１３１の側面は、基板１１０の表面に対して傾斜しており、その傾斜角は約２０°〜８０°である。
ゲート線１２１と維持電極線１３１の上には、窒化ケイ素（SiNx）などからなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０上部には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンはa-Siと略称する）または多結晶シリコンなどからなる複数の線状半導体１５１が形成されている。線状半導体１５１は、主に縦方向に延在しており、ここから複数の突出部（図示せず）がゲート電極１２３に向けて延在している。

半導体１５１の上部には、シリサイドまたはn型不純物が高濃度にドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質からなる複数の線状抵抗性接触部材１６１が形成されている。線状接触部材は、複数の突出部（図示せず）を有し、この突出部と島状接触部材（図示せず）は対となって半導体１５１の突出部上に位置する。

半導体１５１及び抵抗性接触部材１６１の側面も基板１１０表面に対して傾斜しており、傾斜角は３０°〜８０°である。
抵抗性接触部材１６１及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数のデータ線１７１と、これから分離されている複数のドレイン電極１７５及び複数の孤立した橋部金属片１７２が形成されている。

データ線１７１は、主に縦方向に延在してゲート線１２１及び維持電極線１３１と交差してデータ電圧を伝達する。各データ線１７１は、維持電極線１３１の隣接する分枝群１３３a〜１３３fの第１維持電極１３３aと第２維持電極１３３bの間に位置し、別の層または外部装置との接続のために、面積が広い端部１７９を含む。各データ線１７１からドレイン電極１７５に向けてのびた複数の枝がソース電極１７３をなす。各ドレイン電極１７５の一端部は、他の層との接続のために面積が広く、各ソース電極１７３は、ドレイン電極１７５の別の端部を囲むように曲がっている。ゲート電極１２３、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、半導体１５１の突出部と共に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の突出部に形成される。橋部金属片１７２は、第１維持電極１３３aの端部付近のゲート線１２１上に位置する。

データ線１７１とドレイン電極１７５及び橋部金属片１７２は、クロムまたはモリブデン系列の金属、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属で形成されることが好ましく、モリブデン（Mo）、モリブデン合金、クロム（Cr）などの下部膜（図示せず）と、その上に位置するアルミニウム系列金属である上部膜（図示せず）とからなる多層膜構造であることができる。

データ線１７１とドレイン電極１７５も、ゲート線１２１及び維持電極線１３１と同様に、その側面が約３０°〜８０°各々傾斜している。
抵抗性接触部材１６１は、その下部の半導体１５１とその上部のデータ線１７１及びドレイン電極１７５の間にのみ存在し、接触抵抗を低くする役割をする。線状半導体１５１は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の間を始めとして、データ線１７１及びドレイン電極１７５で覆われずに露出された部分を有している。

データ線１７１、ドレイン電極１７５及び露出された半導体１５１部分の上には保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、平坦化特性が優れて感光性を有する有機物質、プラズマ化学気相蒸着（PECVD）で形成されるa-Si:C:O、a-Si:O:Fなどの誘電定数４．０以下の低誘電率絶縁物質、若しくは無機物質である窒化ケイ素などで形成されることが好ましい。

保護膜１８０には、ドレイン電極１７５の端部及びデータ線１７１の端部１７９を各々露出する複数の接触孔１８１、１８３が形成され、ゲート絶縁膜１４０と共に、ゲート線１２１の端部１２５、第１維持電極１３３aの自由端の突出部及び維持電極線１３１で第１維持電極１３３aの固定端部と近い部分を各々露出する接触孔１８２、１８４、１８５が形成されている。また、第６維持電極１３３fと重なっている保護膜１８０には、データ線１７１を露出する接触孔１８６が形成されている。ここで、接触孔１８１〜１８６は、多角形または円形であることができ、その側壁は傾斜している。

保護膜１８０上には、ITOまたはIZOからなる複数の画素電極１９０、複数の接触補助部材９５、９７及び複数の維持電極線連結橋９１と島状連結補助部材９２が形成されている。

画素電極１９０は、接触孔１８１を通じてドレイン電極１７５と物理的・電気的に連結され、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。
データ電圧が印加された画素電極１９０は、共通電圧の印加を受ける共通電極２７０と共に電場を生成することによって、二つの電極１９０、２７０間における液晶層３の液晶分子を再配列する。

また、画素電極１９０及び共通電極２７０は、蓄電器（以下、液晶蓄電器と言う）を構成して薄膜トランジスタがターンオフされた後でも印加された電圧を維持しており、電圧維持能力を強化するために液晶蓄電器と並列に連結された別の蓄電器を設けるが、これを維持蓄電器と称する。維持蓄電器は、画素電極１９０及び維持電極１３３a〜１３３fを含む維持電極線１３１の重畳によって形成される。

各画素電極１９０は、三つの角において面取り加工され、面取り加工された斜辺は、ゲート線１２１に対して約４５°をなしている。
画素電極１９０は、下部切開部１９１、上下部連結切開部１９２、上部切開部１９３、中央切開部１９４を有し、画素電極１９０は、前記切開部１９１〜１９４によって複数の領域に分割される。前記切開部１９１〜１９４は、画素間の第６維持電極１３３fを互いに連結する仮想線に対してほぼ反転対称をなしている。

下部及び上部切開部１９１、１９３は、大略画素電極１９０の上側辺と下側辺から各々左側辺に傾斜し延在しており、第６維持電極１３３fを延長した仮想線で分けられる画素電極１９０の下半面と上半面に各々位置している。上下部連結切開部１９２は、右側辺の上側及び下側から各々出発し、第６維持電極１３３fを延長した仮想線で出会う。下部及び上部切開部１９１、１９３は、ゲート線１２１に対して約４５度をなし、かつ互いに９０°をなすように延在している。また、、上下部連結切開部１９２は、下部及び上部切開部１９１、１９３と所定距離を置いて、ゲート線１２１に対して約４５°傾斜し、互いに９０°をなすように延在している。

中央切開部１９４は、第６維持電極１３３fの反対方向に沿って延在しており、画素電極１９０の右側辺に入口を有している。中央切開部１９４の入口は、下部切開部１９１と上部切開部１９３に各々ほぼ平行に一対の斜辺を有している。したがって、画素電極１９０の下半面は、下部切開部１９１及び上下部連結切開部１９２によって三つの領域に分離され、上半面においても、上部切開部１９３及び上下部連結切開部１９２によって三つの領域に分割される。この時、領域の数や切開部の数は、画素の大きさ、画素電極の横辺と縦辺の長さ比率、液晶層３の種類や特性などの設計要素に応じて異なる。

接触補助部材９５、９７は、接触孔１８２、１８３を通じてゲート線１２１の端部１２５及びデータ線１７１の端部１７９と各々連結される。接触補助部材９５、９７は、ゲート線１２１及びデータ線１７１の各端部１２５、１７９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する役割をするものであって、必須ではなくこれらの適用は選択的である。

維持電極線連結橋９１は、ゲート線１２１を横切り、接触孔１８４、１８５を通じてゲート線１２１を介在して隣接する第１維持電極１３３aの固定端突出部と維持電極線１３１の露出された部分と連結されている。維持電極線連結橋９１は橋部金属片１７２と重なり、これらは互いに電気的に連結されることもできる。維持電極１３３a〜１３３fを始めとする維持電極線１３１は、維持電極線連結橋９１及び橋部金属片１７２と共にゲート線１２１やデータ線１７１、または薄膜トランジスタに欠陥が生じた場合に、欠陥修理に用いられる。ゲート線１２１を修理する際には、ゲート線と維持電極線連結橋９１の交差点をレーザー照射して、ゲート線１２１と維持電極線連結橋９１を電気的に連結することによって、ゲート線１２１と維持電極線１３１を電気的に連結する。ここで、橋部金属片１７２は、ゲート線１２１と維持配線連結橋９１の電気的連結を強化するために形成する。

なお、修理部材９２は、第６維持電極１３３fと交差するデータ線１７１領域に形成されており、データ線１７１の断線等のときに修理に用いられる。
これについて図７を参考にしてもう少し詳細に説明する。

ここで、図５に示される配置図での薄膜トランジスタ表示板１００のみを示した。
図７によれば、例えば三角形で示す部分が断線したとき、断線部分を中心に上下の修理部材９２が位置した地点、つまり円で示した地点をレーザー照射して短絡し、データ線１７１と第６維持電極１３３fを電気的に連結する。次に、データ駆動部５００からのデータ電圧（VDATA）が連結された維持電極１３３fに伝達されるのを防止するために、Ｘで示した地点を全て切断する。

以下、データ電圧（VADTA）は、太線で示したように、データ線１７１、第６維持電極線１３３f、第１維持電極線１３３a、維持電極線連結橋９１、第１維持電極線１３３a、第６維持電極線１３３f及びデータ線１７１の経路に沿って画素に印加される。

この時、修理部材９２は、第６維持電極１３３fとデータ線１７１の接触特性を向上させる。
次に、図４乃至図６を参考にして共通電極表示板２００について説明する。

透明なガラスなどからなる絶縁基板２１０上に光漏れを防止するためのブラックマトリックスという遮光部材２２０が形成され、前記遮光部材２２０は、画素電極１９０と対向し画素電極１９０とほぼ同じ形状の複数の開口部を有している。これとは異なって、遮光部材２２０は、データ線１７１に対応する部分と薄膜トランジスタに対応する部分からなることもできる。

基板２１０上には、複数のカラーフィルタ２３０が形成され、遮光部材２３０で囲まれた領域内にほとんどが位置している。カラーフィルタ２３０は、画素電極１９０に沿って縦方向に長くのびることができる。カラーフィルタ２３０は、赤色、緑色及び青色などの原色のうちの一つを表示することができる。

カラーフィルタ２３０の上にはカバー膜２５０が形成されている。前記カバー膜２５０の上には、ITO、IZOなどの透明な導電体などからなる共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は、複数組の切開部群２７１〜２７４を有する。

一組の切開部２７１〜２７４は、一つの画素電極１９０と対向し、下部切開部２７１、第１及び第２中央切開部２７２、２７４、及び上部切開部２７３を含む。切開部２７１〜２７４の各々は、画素電極１９０の隣接切開部１９１〜１９４の間または切開部１９１、１９３と画素電極１９０の斜辺の間に配置されている。また、各切開部２７１〜２７４は、画素電極１９０の下部切開部１９１または上部切開部１９３と平行にのびた少なくとも一つの斜線部を含み、互いに平行に隣接する二つの切開部２７１〜２７４、１９１〜１９４またはその斜線部、斜辺及び画素電極１９０の斜辺のうちの隣接する両者の距離は、実質的に全て同じである。

下部及び上部切開部２７１、２７３の各々は、大略画素電極１９０の左側辺から上側辺または下側辺に向けてのびた斜線部、そして、斜線部の各端から画素電極１９０の辺に沿って辺と重なりながら延在して、斜線部と鈍角をなす横部及び縦部を含む。

第１及び第２中央切開部２７２、２７４は、大略画素電極１９０の左側辺から第６維持電極１３３fを延長した仮想線に沿ってのびた中央横部、この中央横部の端から中央横部と斜角をなし、画素電極１９０の右側辺に向けてのびた一対の斜線部、そして、斜線部の各端から画素電極１９０の右側辺に沿って右側辺と重なりながら延在して斜線部と鈍角をなす縦断及び横断縦部を含む。

切開部２７１〜２７４の数は設計要素によって異なり、遮光部材２２０が切開部２７１〜２７４と重なって切開部２７１〜２７４付近の光漏れを遮断することができる。
表示板１００、２００の内側面には垂直配向膜１１、２１が塗布されており、外側面には偏光板１２、２２が具備されている。二つの偏光板の透過軸は直交し、このうちの一透過軸はゲート線１２１に対して平行である。反射型液晶表示装置の場合には、二つの偏光板１２、２２のうちの一つを省略できる。

液晶表示装置は、液晶層３の位相遅延を補償するための少なくとも一つの遅延フィルムを含むことができる。
液晶層３の液晶分子３１０は、その長軸が二つの表示板１００、２００の表面に対して垂直をなすように配向され、液晶層３は負の誘電率異方性を有する。

切開部１９１〜１９４、２７１〜２７４は、液晶層３の液晶分子が傾斜する方向を制御する。即ち、隣接する切開部１９１〜１９４、２７１〜２７４によって定義される各ドメイン内にある液晶分子は、切開部１９１〜１９４、２７１〜２７４の長さ方向に対して垂直をなす方向に傾く。各ドメインの最も長い辺２つはほぼ平行であり、ゲート線１２１と約４５°をなしている。少なくとも一つの切開部１９１〜１９４、２７１〜２７４は、突起や陥没部に代えることができる。

図３乃至図６に示される薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法について詳細に説明する。
クロム、モリブデンまたはモリブデン合金などからなる導電膜を絶縁基板１１０上に蒸着し写真エッチングして、複数のゲート電極１２３及び端部１２５を含むゲート線１２１と、複数の維持電極１３３a〜１３３fを含む維持電極線１３１を形成する。

ゲート絶縁膜１４０、真性非晶質シリコン層、不純物非晶質シリコン層の３層膜を連続して積層し、不純物非晶質シリコン層と真性非晶質シリコン層を写真エッチングして、ゲート絶縁膜１４０上に複数の線状不純物半導体と複数の突出部１５４を含む複数の線状真性半導体１５１を形成する。

次いで、CrまたはMo合金またはアルミニウムやアルミニウム合金などの導電膜を蒸着した後、写真エッチングして、複数のソース電極１７３と端部１７９を含む複数のデータ線１７１、複数のドレイン電極１７５及び複数の橋部金属片１７２を形成する。

次に、データ線１７１及びドレイン電極１７５で覆われずに露出された不純物半導体部分を除去することによって、複数の突出部を含む複数の線状抵抗性接触部材１６１及び複数の島状抵抗性接触部材を完成する一方、その下の真性半導体１５１部分を露出する。露出された真性半導体１５１部分の表面を安定化するために酸素プラズマ処理を引き続き実施するのが好ましい。

a-Si:C:O膜またはa-Si:O:F膜を化学気相蒸着（CVD）法によって成長させたり、窒化ケイ素などの無機絶縁膜を蒸着したり、アクリル系物質などの有機絶縁膜を塗布して保護膜１８０を形成する。この時、a-Si:C:O膜の場合は、気体状のSiH（CH３）３、SiO２（CH３）４、（SiH）４O４（CH３）４、Si（C２H５O）４などを基本ソースにして、N２OまたはO２などの酸化剤と、ArまたはHeなどを混合した気体を加えながら蒸着する。また、a-Si:O:F膜の場合は、SiH４、SiF４などにO２を添加した気体を加えながら蒸着する。この時、フッ素の補助ソースとしてCF４を添加することもできる。

次に、ゲート絶縁膜１４０と共に保護膜１８０を写真エッチングして、ドレイン電極１７５、ゲート線１２１の端部１２５、データ線１７１の端部１７９、維持電極１３３a及び維持電極線１３１、そして、維持電極１３３fとデータ線１７１の交差部分を露出する接触孔１８１〜１８６を形成する。

最後に、IZO膜またはITO膜をスパッタリング法で積層し写真エッチングして、保護膜１８０とドレイン電極１７５、端部１２５、１７９、維持電極１３３a及び維持電極線１３１の露出された部分上に複数の画素電極１９０と複数の接触補助部材９５、９７及び複数の維持電極連結橋９１と修理部材９２を形成する。

接触孔１８１〜１８６を通じて露出されている金属膜上に金属酸化膜が形成されるのを防止するために、ITOやIZOを積層する前に窒素などを使用して薄膜トランジスタ表示板を予熱することができる。

一方、図８は本発明の他の実施例による修理構造の一例を示す配置図であり、図９は図８に示した配置図において修理した状態の一例を示す図面である。
ここでは、説明の便宜のために一つのデータ線（Dj）を示した。

図８によれば、データ駆動集積回路５１０は、複数の演算増幅器OP１、OP２を含み、各演算増幅器OP１、OP２の入力段と出力段には縦方向に延在している端子線７２０a、７２０bが連結されており、この端子線７２０a、７２０bには横方向に延在している修理線７１０が交差している。

ここで、修理線７１０は、ゲート線１２１と同じ層からなることができ、端子線７２０a、７２０bは、データ線１７１と同じ層からなることができる。
また、修理線７１０及び端子線７２０a、７２０bは、薄膜トランジスタ表示板１００の周辺領域、つまり画素が形成されている表示領域Ｄの外側に形成されている。

この時、図９のように、例えばj番目データ線（Dj）が断線したとき、既に説明したように、まず、断線したデータ線（Dj）の上下部分を短絡及び切断する。次に、断線したデータ線（Dj）と修理線７１０の交差部分、例えば増幅器OP２の入力段に連結される端子線７２０bと修理線７１０、増幅器OP２の出力段と連結される端子線７２０bと修理線、そして、修理線７１０とデータ線（Dj）を円で表示するように各々短絡する一方、短絡地点近辺の修理線７１０とデータ線（Dj）を切断して、データ電圧（VDATA）が分散することを防止する。

ここで、前記のような増幅器OP１、OP２を使用してデータ電圧（VDATA）を印加すると、表示領域Ｄの周縁付近でデータ線が断線したときに有用である。即ち、例えば表示領域Ｄの周縁付近で断線が生ずると、前記したような短絡等による接触抵抗が増加して、データ電圧（VDATA）が遅延するのは勿論、最初に印加したデータ電圧（VDATA）よりも減少した電圧が画素に印加されることがある。

この時、増幅器OP１、OP２を使用してデータ電圧（VDATA）を増幅して送れば、電圧減少は勿論、信号遅延も防止することができる。更に、一つの集積回路に二つの増幅器を設けて、二つのデータ線に対する修理が可能であり、信号線の経路が従来のリング構造に比べて極端に減り、信号遅延を防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。

本発明の一実施例による液晶表示装置のブロック図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図である。 本発明の一実施例による液晶表示装置用共通電極表示板の配置図である。 図３に示す薄膜トランジスタ表示板と、図４に示す共通電極表示板を含む液晶表示装置の配置図である。 図５に示す液晶表示装置のVI-VI´線による断面図である。 図５に示す配置図において修理された状態の一例を示す図面である。 本発明の他の実施例による液晶表示装置の修理構造を示す配置図である。 図８に示す配置図において修理された状態の一例を示す図面である。

符号の説明

３００ 液晶表示板組立体
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
８００ 階調電圧生成部
６００ 信号制御部
１９０ 画素電極
２７０ 共通電極
２３０ カラーフィルタ
１２１ ゲート線
１３１ 維持電極線
１２３ ゲート電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５１ 半導体
１７１ データ線
１７５ ドレイン電極
１７３ ソース電極
１６１ 抵抗性接触部材
１８０ 保護膜
１８１〜１８６ 接触孔

Claims (17)

1. スイッチング素子を各々含む複数の画素、
   第１方向に延在してゲート信号を伝達するゲート線、
   第２方向に延在してデータ信号を伝達するデータ線、
   前記ゲート線と平行にのびる第１維持電極線、
   前記データ線と平行にのびる第２維持電極線、そして
   前記第２維持電極線の間に第１方向にのびる第３維持電極線、
   前記第３維持電極線と前記データ線とが交差する部分に形成されている修理部材
   を含み、
   前記データ線は前記第２維持電極線の間に位置する、
   薄膜トランジスタ表示板。
2. 前記修理部材は接触孔を通じて前記データ線に連結されている、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板。
3. 前記第２維持電極線は前記第１維持電極線と維持電極線連結橋を通じて連結されている、請求項２に記載の薄膜トランジスタ表示板。
4. 前記第３維持電極線が前記データ線と連結される際に、前記第１及び第２維持電極線の少なくとも一部が開放される、請求項３に記載の薄膜トランジスタ表示板。
5. 複数の画素、ゲート線及びデータ線が形成されている表示領域を有する薄膜トランジスタ表示板を含む液晶表示装置であって、
   前記薄膜トランジスタ表示板は、
   前記ゲート線と平行にのびる第１維持電極線、
   前記データ線と平行にのびる第２維持電極線、
   前記第２維持電極線の間に連結されている第３維持電極線、
   前記第３維持電極線と前記データ線が交差する部分に形成されている修理部材、そして
   前記ゲート線と平行に延在して前記データ線と交差する複数の修理線
   を含む、
   液晶表示装置。
6. 前記データ線にデータ信号を印加する複数のデータ駆動集積回路をさらに含む、請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記各データ駆動集積回路は、第１増幅器及び第２増幅器を含む、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記薄膜トランジスタ表示板は、前記第１及び第２演算増幅器の入力段と出力段に各々連結され、前記修理線と交差して形成されている端子線をさらに含む、請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記端子線は前記データ線と同一層からなっている、請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記修理線は前記ゲート線と同一層からなっている、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記修理部材は接触孔を通じて前記データ線に連結されている、請求項１０に記載の液晶表示装置。
12. 前記第２維持電極線は前記第１維持電極線と維持電極線連結橋を通じて連結されている、請求項１１に記載の液晶表示装置。
13. 前記第３維持電極線が前記データ線と連結される際に、前記第１及び第２維持電極線の少なくとも一部が開放される、請求項１２に記載の液晶表示装置。
14. 前記第３維持電極線が前記データ線と連結される際に、前記第１及び第２維持電極線の少なくとも一部が開放され、前記端子線と前記修理線のうちの少なくとも二つは短絡し、前記データ線と前記連結された修理線が短絡する、請求項１２に記載の液晶表示装置。
15. 前記修理線及び前記データ線は前記短絡点の付近で開放される、請求項１４に記載の液晶表示装置。
16. 第１基板上に第１配線及び第２配線を順次に形成する段階、
    前記第１配線と前記第２配線が交差する地点に修理部材を形成する段階、
    前記第２配線が断線したときに前記交差地点を短絡する段階、そして
    前記第１配線の一部を開放する段階
    を含む、液晶表示装置の修理方法。
17. 第１基板上に第１配線と修理線を形成する段階、
    前記第１配線と修理線上に第２配線と端子線を形成する段階、
    前記第１配線と前記第２配線が交差する地点に修理部材を形成する段階、
    前記第２配線にデータ信号を印加するデータ駆動回路を形成する段階、
    前記第２配線が断線したときに前記交差地点を短絡する段階、
    前記第１配線の一部を開放する段階、
    前記端子線と前記修理線の一部を短絡する段階、
    前記短絡点付近の前記修理線の一部を開放する段階
    を含む、液晶表示装置の修理方法。
    
    

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