JP2008003290A

JP2008003290A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008003290A
Application number: JP2006172518A
Authority: JP
Inventors: Shuji Saito; 修治齋藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】開口率を下げることなしに欠陥画素を修復できる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】１０１は第１のＴＦＴ、１０２は走査線、１０３は補助容量線、１０４は信号線、１０５は画素電極、１０６は第１のドレイン電極、１０７は第２のＴＦＴ、１０８は第２のドレイン電極、１０９はドレイン電極引出電極、１１０は接続部、１１１は切断部、１１２は第２のゲート電極、１１３は第２のソース電極である。第１のＴＦＴ１０１に欠陥が発生した場合には、第１のドレイン電極１０６の切断部１１１を例えばレーザ照射等の手段を用いて切り離し、尚且つ第２のドレイン電極１０８のドレイン電極引出電極１０９と、画素電極１０５を接続部１１０で例えばレーザ照射等の手段を用いて接続することで、第２のＴＦＴ１０７を使用するように切換えることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、欠陥画素の修正を可能とする液晶表示装置に関する。

近年、陰極線管表示装置に代わる新しい表示装置の一つとして液晶表示装置が急速に普及してきている。液晶表示装置の中では表示特性の優れた薄膜トランジスタ（以降ＴＦＴと称す）等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の表示装置が主流となっている。

図３は一般的なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図３において、３０１はＴＦＴ、３０２は走査線、３０３は補助容量線、３０４は信号線、３０５は画素電極、３０６はドレイン電極である。走査線３０２がＴＦＴ３０１のゲート電極と共通となっているが、走査線３０２からゲート電極を引き出した構成にすることもできる。信号線３０４はＴＦＴ３０１のソース電極に接続されており、走査線３０２との交差部が絶縁膜で絶縁されている。ＴＦＴ３０１のドレイン電極３０６は画素電極３０５に接続されている。補助容量線３０３は画素電極３０５とは絶縁膜で絶縁されている。

このように構成されたＴＦＴアレイに信号電圧と走査電圧とが与えられると、個々のＴＦＴ３０１が導通状態になり、画素電極３０５に信号電圧に相当した電圧が印加される。走査電圧が与えられていないときには、個々のＴＦＴ３０１が非導通状態になり、画素電極３０５に印加された電圧が保持される。

液晶表示装置の普及に伴い、大画面化及び高精細化に拍車がかかり、１画面当りの画素数が増大するとともに画素を微細化する傾向が強くなってきている。

この画素の微細化に伴って、液晶表示装置の製造工程における基板表面に付着したパーティクル（微粒子の汚染物質）、ダスト等によってＴＦＴの特性不良等が発生して、画素欠陥が発生する可能性が高くなっている。１画面当りの画素数の増大も画素欠陥の発生を押し上げる要因となっており、歩留りの向上が課題となっている。

そこで、この画素欠陥を修正する技術が従来から提案されており、液晶表示装置において実用化されている。例えば、１画素当りのＴＦＴを複数個に分割した液晶表示装置が提案されている。

図４は１画素当りのＴＦＴを２個に分割した液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図４において、４０１は第１のＴＦＴ、４０２は走査線、４０３は補助容量線、４０４は信号線、４０５は画素電極、４０６は第１のドレイン電極、４０７は第２のＴＦＴ、４０８は第２のドレイン電極である。

この構成により、第１のＴＦＴ４０１もしくは第２のＴＦＴ４０７のどちらか１個に欠陥が発生した場合でも、残りの１個が正常であれば、欠陥が発生した方のＴＦＴを例えばドレイン電極をレーザ照射等の手段を用いて切り離すことにより、画素はその動作を失わずに済む。ＴＦＴの欠陥発生率が仮に１万分の１だとすると、２個とも欠陥が発生する確率はさらに１万分の１で１億分の１となり、大幅に小さいため、歩留りは向上する。

しかしＴＦＴの１個が欠陥となった画素は、ＴＦＴが２個とも正常な画素とはＴＦＴの容量の差により動作特性が異なるという問題があった。そのため、特許文献１のように、ＴＦＴを分割するのではなく、通常容量のＴＦＴを１画素当り複数個設けた液晶表示装置が提案されている。

図５は、上記提案によるＴＦＴを１画素当り２個設けた液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図５において、５０１は第１のＴＦＴ、５０２は走査線、５０３は補助容量線、５０４は信号線、５０５は画素電極、５０６は第１のドレイン電極、５０７は第２のＴＦＴ、５０８は第２のドレイン電極、５０９はドレイン電極引出電極、５１０は接続部、５１１は切断部である。

この構成により、通常は第１のＴＦＴ５０１で画素電極５０５が駆動され、第２のＴＦＴ５０７は画素電極駆動には使用されないが、第１のＴＦＴ５０１に欠陥が発生した場合には、第１のドレイン電極５０６の切断部５１１を例えばレーザ照射等の手段を用いて切り離し、尚且つ第２のドレイン電極５０８のドレイン電極引出電極５０９と、画素電極５０５を接続部５１０で例えばレーザ照射等の手段を用いて接続することで、第２のＴＦＴ５０７で画素電極５０５を駆動するように切換えることが可能となる。先に述べたが、ＴＦＴが２個とも欠陥が発生する確率は大幅に小さいので、歩留りは向上する。
特開平７−１０４３１１号公報

しかしながら、特許文献１の提案では、通常容量のＴＦＴを複数設けるため、ＴＦＴ１個の場合やＴＦＴを分割する場合と比較して、画素電極の面積が小さくなり、開口率が下がるという問題があった。

本発明は、上記課題を鑑み、開口率を下げることなしに欠陥画素を修復できる液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、マトリックス状に配列した走査線と信号線で囲まれる各領域に薄膜トランジスタと画素電極を配置して画素を構成し、該薄膜トランジスタは走査線と信号線の電圧に応じて信号線と画素電極間の電気的接続をスイッチングする液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタは、第１薄膜トランジスタと第２薄膜トランジスタが積層されて構成され、前記第１薄膜トランジスタは、走査線、信号線、画素電極に電気的に接続され、画素電極と電気的に切り離し可能な切断部を備え、
前記第２薄膜トランジスタは、走査線、信号線には電気的に接続されているが画素電極とは電気的に切り離され、画素電極と電気的に接続可能な接続部を備え、
前記第１薄膜トランジスタに欠陥があった場合には、前記切断部により前記第１薄膜トランジスタと画素電極を切断し、前記接続部により前記第２薄膜トランジスタと画素電極を接続することを特徴とする。

また、前記切断部と前記接続部では、レーザ照射により前記第１薄膜トランジスタと画素電極の切断及び前記第２薄膜トランジスタと画素電極の接続が可能とする。

本発明により、薄膜トランジスタは、第１薄膜トランジスタと、予備の第２薄膜トランジスタとが積層されて構成されているので、薄膜トランジスタを１個設けたときに比較して、占有するスペースがほとんど変わらず、開口率を下げることない。しかも、メインの第１薄膜トランジスタに欠陥があった場合は、前記切断部により前記第１薄膜トランジスタと画素電極を切断し、前記接続部により前記第２薄膜トランジスタと画素電極を接続して、予備の第２薄膜トランジスタに切り換えることができるので、欠陥画素を修復することができ、液晶表示装置の歩留りを向上することができる。

以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。

図１は本発明による液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図１において、１０１は第１のＴＦＴ、１０２は走査線、１０３は補助容量線、１０４は信号線、１０５は画素電極、１０６は第１のドレイン電極、１０７は第２のＴＦＴ、１０８は第２のドレイン電極、１０９はドレイン電極引出電極、１１０は接続部、１１１は切断部、１１２は第２のゲート電極、１１３は第２のソース電極である。走査線１０２と信号線１０４はマトリックス状に配列され、各線に囲まれる各領域にＴＦＴ１０１，１０７と画素電極１０５を配置して画素を構成している。

走査線１０２が第１のＴＦＴ１０１のゲート電極と共通となっているが、走査線１０２からゲート電極を引き出した構成にすることもできる。第２のゲート電極１１２は走査線１０２から引き出される。信号線１０４は第１のＴＦＴ１０１のソース電極に接続されており、走査線１０２との交差部が絶縁膜で絶縁されている。第２のソース電極は信号線１０４から引き出される。第１のドレイン電極１０６は切断部１１１を備え、画素電極１０５に接続されている。第２のドレイン電極１０８はドレイン電極引出電極１０９に接続されており、画素電極１０５とは接続部１１０で絶縁膜で絶縁されて重なっている。補助容量線１０３は画素電極１０５とは絶縁膜で絶縁されている。ここで第１のＴＦＴ１０１と第２のＴＦＴ１０７は平面上の同位置に絶縁膜で絶縁されて構成されている。

第１のＴＦＴ１０１は、走査線１０２と信号線１０４の電圧に応じて信号線１０４と画素電極１０５の間の電気的接続をスイッチングする。第２のＴＦＴ１０７は、画素電極１０５と接続されていない。

この構成により、通常は第１のＴＦＴ１０１が使用され、第２のＴＦＴ１０７は使用されないが、第１のＴＦＴ１０１に欠陥が発生した場合には、第１のドレイン電極１０６の切断部１１１を例えばレーザ照射等の手段を用いて切り離し、尚且つ第２のドレイン電極１０８のドレイン電極引出電極１０９と、画素電極１０５を接続部１１０で例えばレーザ照射等の手段を用いて接続することで、第２のＴＦＴ１０７を使用するように切換えることが可能となる。繰り返し述べるがＴＦＴが２個とも欠陥が発生する確率は大幅に小さいので、歩留りは向上する。

また、第１のＴＦＴ１０１と第２のＴＦＴ１０７を積層したことで、画素電極１０５はＴＦＴが１個だけの場合と同等の大きさを確保できる。したがって、ＴＦＴの占有するスペースが変わらないため、ＴＦＴを２個形成しても、画素電極の面積を小さくする必要もなく、開口率の低下にはならない。

次に図１に加え、本発明による液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の断面模式図を用いて詳細に説明する。

図２（ａ）は、図１中のａ−ａ断面における断面模式図であり、図２（ｂ）は、図１中のｂ−ｂ断面における断面模式図である。両図において１０１〜１１３は図１と同じであり、２０１，２０２，２０３は絶縁膜、２０４は第１の半導体膜、２０５は第２の半導体膜、２０６はガラス基板である。走査線１０２、絶縁膜２０１、第１の半導体膜２０４、信号線１０４、第１のドレイン電極１０６で、第１のＴＦＴ１０１が構成され、その上に第２のゲート電極１１２、絶縁膜２０３、第２のソース電極１１３、第２のドレイン電極１０８で第２のＴＦＴ１０７が、絶縁膜２０２で絶縁されて構成される。尚、第２のソース電極１１３は、信号線１０４から引き出され、第２のゲート電極は図示はしていないが、走査線１０２から引出される。

図２（ａ）において、第１のＴＦＴ１０１のドレイン電極である、第１のドレイン電極１０６は画素電極１０５に接続されている。この第１のＴＦＴ１０１に欠陥が発生した場合には、第１のドレイン電極１０６の切断部１１１の箇所に例えばレーザ照射等の手段を用いて切断することにより、第１のＴＦＴ１０１は画素電極１０５から電気的に切断される。

次に図２（ｂ）において、第２のＴＦＴ１０７のドレイン電極である、第２のドレイン電極１０８は下層でドレイン電極引出電極１０９と接続している。ドレイン電極引出電極１０９は、接続部１１０の箇所で画素電極１０５と絶縁膜２０１を挟んで重なっている。接続部１１０の箇所に例えばレーザ照射等の手段を用いて、ドレイン電極引出電極１０９と画素電極１０５を溶融接続することにより、第２のＴＦＴ１０７は画素電極１０５と電気的に接続される。

これにより、第１のＴＦＴ１０１に欠陥が発生した画素の画素電極１０５は、欠陥が発生した第１のＴＦＴ１０１によって駆動されるのではなく、第２のＴＦＴ１０７によって駆動されることになる。こうして、欠陥画素を修復することができ、液晶表示装置の歩留りを向上することができる。

本発明の一実施例の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。本発明の一実施例の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の断面模式図である。一般的なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。１画素当りのＴＦＴを分割した液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。特許文献１の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。

符号の説明

１０１，４０１，５０１第１のＴＦＴ
１０２，３０２，４０２，５０２走査線
１０３，３０３，４０３，５０３補助容量線
１０４，３０４，４０４，５０４信号線
１０５，３０５，４０５，５０５画素電極
１０６，４０６，５０６第１のドレイン電極
１０７，４０７，５０７第２のＴＦＴ
１０８，４０８，５０８第２のドレイン電極
１０９，５０９ドレイン電極引出電極
１１０，５１０接続部
１１１，５１１切断部
１１２第２のゲート電極
１１３第２のソース電極
２０１，２０２，２０３絶縁膜
２０４第１の半導体膜
２０５第２の半導体膜
２０６ガラス基板
３０１ＴＦＴ
３０６ドレイン電極

Claims

マトリックス状に配列した走査線と信号線で囲まれる各領域に薄膜トランジスタと画素電極を配置して画素を構成し、該薄膜トランジスタは走査線と信号線の電圧に応じて信号線と画素電極間の電気的接続をスイッチングする液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタは、第１薄膜トランジスタと第２薄膜トランジスタが積層されて構成され、
前記第１薄膜トランジスタは、走査線、信号線、画素電極に電気的に接続され、画素電極と電気的に切り離し可能な切断部を備え、
前記第２薄膜トランジスタは、走査線、信号線には電気的に接続されているが画素電極とは電気的に切り離され、画素電極と電気的に接続可能な接続部を備え、
前記第１薄膜トランジスタに欠陥があった場合には、前記切断部により前記第１薄膜トランジスタと画素電極を切断し、前記接続部により前記第２薄膜トランジスタと画素電極を接続することを特徴とする液晶表示装置。
前記切断部と前記接続部では、レーザ照射により前記第１薄膜トランジスタと画素電極の切断及び前記第２薄膜トランジスタと画素電極の接続が可能なことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。