JP2008015368A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性試験における不良の発生及び製造歩留まりの低下を防止することが可能な検査部を備えた表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 表示装置において、アクティブエリアの検査を行うための検査部は、第1導電パターン61Sと、この第1導電パターン61Sから離間した第2導電パターン61Dと、第1導電パターン61S及び第2導電パターン61Dの少なくとも対峙する部分を個別に覆うカバーパターンCP1及びCP2と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図3

Description

この発明は、表示装置に係り、特に、品質に関わる検査を行うための検査部を備えた表示装置に関する。
液晶表示装置などの表示装置は、マトリクス状の画素によって構成されたアクティブエリアを備えている。このアクティブエリアは、画素の行方向に沿って延在する複数の走査線、画素の列方向に沿って延在する複数の信号線、これら走査線と信号線との交差部付近に配置されたスイッチング素子、スイッチング素子に接続された画素電極などを備えている。
アクティブエリアの各走査線や各信号線に接続された配線群は、アクティブエリアの周囲に配置されている。このような配線群でのショートや断線、さらにはアクティブエリアでのショートや断線などの表示パネル上での配線不良を検査する検査配線を同一の表示パネル上に備えた表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−033813号公報
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、信頼性試験における不良の発生及び製造歩留まりの低下を防止することが可能な検査部を備えた表示装置を提供することにある。
この発明の態様による表示装置は、
それぞれ画素電極を備えた複数の画素、及び、各画素に駆動信号を供給するための複数の信号供給配線を有するアクティブエリアと、
前記アクティブエリア外に配置され、前記アクティブエリアの検査を行うための検査部と、を備え、
前記検査部は、
第1導電パターンと、
この第1導電パターンから離間した第2導電パターンと、
前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンの少なくとも対峙する部分を個別に覆うカバーパターンと、
を備えたことを特徴とする。
この表示装置によれば、離間した第1導電パターン及び第2導電パターンの少なくとも対峙する部分を個別に覆うカバーパターンを配置したことにより、検査部におけるこれらの導電パターンの損傷、及び、この損傷に伴った第1導電パターンと第2導電パターンとのショートの発生を防止することができる。このため、信頼性試験における不良の発生及び製造歩留まりの低下を防止することが可能となる。
この発明によれば、信頼性試験における不良の発生及び製造歩留まりの低下を防止することが可能な検査部を備えた表示装置を提供することができる。
以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、表示装置の一例としての液晶表示装置は、略矩形平板状の液晶表示パネル1を備えている。この液晶表示パネル1は、一対の基板すなわちアレイ基板3及び対向基板4と、これら一対の基板の間に光変調層として保持された液晶層5と、によって構成されている。この液晶表示パネル1は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア6を備えている。このアクティブエリア6は、マトリクス状に配置された複数の画素PXや、各画素PXに駆動信号を供給する複数の信号供給配線などを有している。
アレイ基板3は、光透過性を有するガラスなどの絶縁基板を用いて構成され、アクティブエリア6に配置された信号供給配線として、例えば、画素PXの行方向に沿って延在する複数の走査線Y(1、2、3、…、m)や、画素PXの列方向に沿って延在する複数の信号線X(1、2、3、…、n)などを備えている。これら走査線Y及び信号線Xは、絶縁層を介して互いに異なる層に配置されている。また、アレイ基板3は、アクティブエリア6において、これらの走査線Yと信号線Xとの交差部付近において画素PX毎に配置されたスイッチング素子7、このスイッチング素子7に接続された画素電極8などを備えている。
スイッチング素子7は、薄膜トランジスタ(TFT)などによって構成されている。スイッチング素子7のゲート電極7Gは、対応する走査線Yに電気的に接続されている(あるいは走査線と一体に形成されている)。スイッチング素子7のソース電極7Sは、半導体層のソース領域にコンタクトしているとともに、対応する信号線Xに電気的に接続されている(あるいは信号線と一体に形成されている)。スイッチング素子7のドレイン電極7Dは、半導体層のドレイン領域にコンタクトしている。
画素電極8は、ドレイン電極7Dに電気的に接続されている。この画素電極8は、バックライト光を選択的に透過して画像を表示する透過型の液晶表示装置においては、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)などの光透過性を有する金属材料によって形成される。また、画素電極8は、対向基板4側から入射する外光を選択的に反射して画像を表示する反射型の液晶表示装置においては、アルミニウム(Al)などの光反射性を有する金属材料によって形成される。このような構成のアレイ基板3における少なくともアクティブエリア6の表面は、配向膜によって覆われている。
対向基板4は、光透過性を有するガラスなどの絶縁基板を用いて構成され、アクティブエリア6において、全画素PXに共通の対向電極9などを備えている。この対向電極9は、ITOなどの光透過性を有する金属材料によって形成されている。このような構成の対向基板4における少なくともアクティブエリア6の表面は、配向膜によって覆われている。
これらのアレイ基板3及び対向基板4は、全画素PXの画素電極8と対向電極9とを対向させた状態で配設され、これらの間にギャップを形成する。液晶層5は、アレイ基板3と対向基板4とのギャップに封止された液晶組成物によって形成されている。
カラー表示タイプの液晶表示装置では、液晶表示パネル1は、複数種類の画素、例えば赤(R)を表示する赤色画素、緑(G)を表示する緑色画素、青(B)を表示する青色画素を有している。すなわち、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタを備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタを備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタを備えている。これらのカラーフィルタは、アレイ基板3または対向基板4の主面に配置される。
液晶表示パネル1は、アクティブエリア6の外側に位置する外周部10に、接続配線群20、第1接続部31及び第2接続部32を備えている。第1接続部31は、信号供給配線に駆動信号を供給する信号供給源として機能する駆動ICチップ11と接続可能である。第2接続部32は、信号供給源として機能するフレキシブル・プリンテッド・サーキット(FPC)と接続可能である。図1に示した例では、これら第1接続部31及び第2接続部32は、対向基板4の端部4Aより外方に延在したアレイ基板3の延在部10A上に配置されている。駆動ICチップ11と第1接続部31とは、例えば異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続される。
液晶表示パネル1の第1接続部31に実装される駆動ICチップ11は、アクティブエリア6の各信号線Xに駆動信号(映像信号)を供給する信号線駆動部11Xの少なくとも一部、及び、アクティブエリア6の各走査線Yに駆動信号(走査信号)を供給する走査線駆動部11Yの少なくとも一部を有している。
接続配線群20は、各信号供給配線とそれぞれ接続された複数の接続配線を備えている。すなわち、接続配線群20は、信号供給配線の本数と同数あるいはそれ以上の数の接続配線Wを備えており、各走査線Yのそれぞれと接続された接続配線WY、及び、各信号線Xのそれぞれと接続された接続配線WXを備えている。
このような構成により、走査線駆動部11Yは、接続配線WYを介して各走査線Y(1、2、3、…)と電気的に接続されている。つまり、走査線駆動部11Yから出力された駆動信号は、第1接続部31及び各接続配線WYを介して対応する各走査線Y(1、2、3、…)に供給される。各行の各画素PXに含まれるスイッチング素子7は、対応する走査線Yから供給された走査信号に基づいてオン・オフ制御される。
また、信号線駆動部11Xは、接続配線WXを介して各信号線X(1、2、3、…)と電気的に接続されている。つまり、信号線駆動部11Xから出力された駆動信号は、第1接続部31及び各接続配線WXを介して対応する各信号線X(1、2、3、…)に供給される。各列の各画素PXに含まれるスイッチング素子7は、オンしたタイミングで対応する信号線Xから供給された映像信号を画素電極8に入力する。
アレイ基板3は、図2に示すように、接続配線群20の配線不良、及び、アクティブエリア6における配線不良や画素PXの表示品位など、アクティブエリア6での品質に関わる検査を行うための検査部40を備えている。この検査部40は、信号線駆動部11Xに対応して設けられた信号線検査部41、走査線駆動部11Yに対応して設けられた走査線検査部42、及び、各検査部41、42に検査用の信号を入力するためのパッド部44を有している。
信号線検査部41は、アクティブエリア6を検査する際に検査用の駆動信号が供給されるとともに接続配線群20の接続配線WXを介して各信号線Xに接続された信号線検査用駆動配線51を備えている。また、信号線検査部41は、接続配線WXのそれぞれと信号線検査用駆動配線51との間にスイッチング素子61を備えている。さらに、信号線検査部41は、アクティブエリア6を検査する際にスイッチング素子61のオン・オフを制御する検査用の制御信号が供給される検査用制御配線55を備えている。
スイッチング素子61は、薄膜トランジスタによって構成されている。各スイッチング素子61のゲート電極61Gは、検査用制御配線55に電気的に接続されている。また、各スイッチング素子61のソース電極61Sは、信号線検査用駆動配線51に電気的に接続されている。さらに、各スイッチング素子61のドレイン電極61Dは、対応する接続配線WXを介して信号線Xに電気的に接続されている。つまり、ゲート電極61Gに接続された検査用制御配線55、ソース電極61Sに接続された信号線検査用駆動配線51、及び、ドレイン電極61Dに接続された接続配線WXは、信号線検査部41において、アクティブエリア6を検査する際に検査信号が供給される検査用配線として機能する。このような構成のスイッチング素子61は、対応する信号線Xに対して選択的に検査信号を出力する。
走査線検査部42は、アクティブエリア6を検査する際に検査用の駆動信号が供給されるとともに接続配線群20の接続配線WYを介して各走査線Yに接続された走査線検査用駆動配線52を備えている。また、走査線検査部42は、接続配線WYのそれぞれと走査線検査用駆動配線52との間にスイッチング素子62を備えている。さらに、走査線検査部42は、アクティブエリア6を検査する際にスイッチング素子62のオン・オフを制御する検査用の制御信号が供給される検査用制御配線55を備えている。この検査用制御配線55は、信号線検査部41と共通である。
スイッチング素子62は、薄膜トランジスタによって構成されている。各スイッチング素子62のゲート電極62Gは、検査用制御配線55に電気的に接続されている。また、各スイッチング素子62のソース電極62Sは、走査線検査用駆動配線52に電気的に接続されている。さらに、各スイッチング素子62のドレイン電極62Dは、対応する接続配線WYを介して走査線Yに電気的に接続されている。つまり、ゲート電極62Gに接続された検査用制御配線55、ソース電極62Sに接続された走査線検査用駆動配線52、及び、ドレイン電極62Dに接続された接続配線WYは、走査線検査部42において、アクティブエリア6を検査する際に検査用の信号が供給される検査用配線として機能する。このような構成のスイッチング素子62は、対応する走査線Yに対して選択的に検査信号を出力する。
パッド部44は、信号線検査用駆動配線51の一端部に検査用の駆動信号の入力を可能とする入力パッド71、走査線検査用駆動配線52の一端部に検査用の駆動信号の入力を可能とする入力パッド72、及び、検査用制御配線55の一端部に検査用の制御信号の入力を可能とする入力パッド75を備えている。
入力パッド71から入力される駆動信号は、検査段階において、各画素PXの画素電極8に書き込まれる検査信号である。入力パッド72から入力される駆動信号は、検査段階において、各画素PXのスイッチング素子7のオン・オフを制御するための検査信号である。入力パッド75から入力される制御信号は、検査段階において、信号線検査部41のスイッチング素子61、及び、走査線検査部42のスイッチング素子62のオン・オフを制御するための検査信号である。
接続配線群20の接続配線WX及びWYは、それぞれの中途部に駆動ICチップ11との接続を可能とする接続パッドPDを備えている。
上述したような構成の液晶表示装置によれば、接続配線群における配線間でのショートや各配線の断線といった配線不良、さらには、アクティブエリア6における配線不良といったパネル上での配線不良を確実に検出することが可能となる。
また、信号線検査部41、及び、走査線検査部42は、駆動ICチップ11が配置される領域に対応して、アレイ基板3の延在部10A上に配置されている。当然のことながら、信号線検査用駆動配線51、走査線検査用駆動配線52、及び、検査用制御配線55は、駆動ICチップ11が配置される領域に対応して延在部10A上に配置されている。これらの検査用配線51、52、55は、駆動ICチップ11の長手方向に沿って伸びている。つまり、これらの検査用配線51、52、55は、駆動ICチップ11を実装した際に駆動ICチップ11に重なる。要するに、外形寸法を拡大することなく、アレイ基板上に検査用配線を配置することが可能となる。
さらに、駆動ICチップ11を接続可能な接続パッドPDは、アクティブエリア6と検査部40との間に配置されている。このため、アクティブエリア6での品質に関わる検査を行うための検査信号が検査部40を介して供給される配線経路と、アクティブエリア6に画像を表示するための駆動信号(映像信号及び走査信号)が駆動ICチップ11から供給される配線経路とが一致する。したがって、検査部40を介した検査により良品と判定された液晶表示パネル1に、正常と判定された駆動ICチップ11を実装することにより、信頼性の高い液晶表示装置を提供することが可能となる。
ところで、上述したような構成の液晶表示パネル1においては、駆動ICチップ11やフレキシブル・プリンテッド・サーキット(FPC)との接続を可能とするために、アレイ基板3は、対向基板4の端部4Aより外方に延在した延在部10Aを備えている。このような形状の液晶表示パネル1を形成するにあたり、対向基板4側のガラス基板を割断したときにその破材が延在部10Aに接触し、延在部10Aに配置された検査部40を損傷させるおそれがある。また、検査工程において、検査用冶具の接触や、駆動ICチップをリペアする際の端子の接触などによっても、同様に検査部40を損傷させるおそれがある。
このような検査部40の損傷は、例えば検査用配線の断線、隣接する検査用配線間のショート、スイッチング素子の破損などを生じさせ、製造歩留まりの低下を招く。
そこで、この実施の形態においては、検査部40において、互いに離間した第1導電パターン及び第2導電パターンの少なくとも対峙する部分を個別に覆うカバーパターンを備えている。
すなわち、図2を参照して説明した通り、検査部40には、検査用配線51、52、55、WX及びWYや、スイッチング素子61及び62などが配置されている。これらのスイッチング素子61及び62は、基本的に同一構造であるため、ここでは、特にスイッチング素子61及びこれに接続された各種検査用配線のレイアウトに基づき、本実施形態の特徴について具体的に説明する。
図3及び図4に示すように、スイッチング素子61のゲート電極61G及びこのゲート電極61Gに一体の検査用制御配線55は、例えばチタン(Ti)/アルミニウム(Al)/チタン(Ti)の積層体によって形成され、アレイ基板3を構成する絶縁基板81上に配置されている。これらのゲート電極61G及び検査用制御配線55は、第1絶縁層82によって覆われている。
スイッチング素子61を構成する半導体層61SCは、例えばアモルファスシリコンによって形成され、第1絶縁層82上に配置されている。また、スイッチング素子61のソース電極61S及びドレイン電極61Dは、例えばアルミニウム(Al)によって形成され、第1絶縁層82上に配置され、それぞれの一部が半導体層61SCに接触している。
なお、信号線検査用駆動配線51は、ソース電極61Sと一体であり、第1絶縁層82上に配置されている。また、接続配線WXは、ドレイン電極61Dと一体であり、同様に第1絶縁層82上に配置されている。これらのソース電極61S及びドレイン電極61D、信号線検査用駆動配線51、及び、接続配線WXは、第2絶縁層83によって覆われている。第1絶縁層82及び第2絶縁層83は、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの無機系材料によって形成されている。
ここで、図3の破線で囲んだP1の領域に着目すると、ソース電極61Sは検査部40における第1導電パターンに相当し、ドレイン電極61Dは検査部40における第2導電パターンに相当する。これらのソース電極61S及びドレイン電極61Dは、所定の間隔をおいて略平行に延在している。
このように向かい合ったソース電極61S及びドレイン電極61Dは、それぞれ個別のカバーパターンによって覆われている。すなわち、ソース電極61Sは、島状のカバーパターンCP1によって覆われている。また、ドレイン電極61Dも、島状のカバーパターンCP2によって覆われている。
このように、互いに絶縁されるべき導電パターンがそれぞれ個別のカバーパターンによって覆われているため、これらの導電パターンの損傷を防止することができる。このため、このような損傷に伴った導電パターン同士すなわちソース電極61Sとドレイン電極61Dとの間のショートの発生を防止することができ、スイッチング素子61の機能も維持できるため、製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
また、カバーパターンCP1及びCP2を金属によって形成した場合、これらが導通可能な状態であったとしても、ソース電極61S及びドレイン電極61Dと、カバーパターンCP1及びCP2との間に第2絶縁層83が配置されているため、ソース電極61Sとドレイン電極61Dとが直接ショートすることはない。
次に、図3の破線で囲んだP2の領域に着目すると、ゲート電極61Gに電気的に接続された検査用制御配線55は検査部40における第1導電パターンに相当し、ソース電極61Sに電気的に接続された信号線検査用駆動配線51及びドレイン電極61Dに電気的に接続された接続配線WXは検査部40における第2導電パターンに相当する。これらの検査用制御配線55、信号線検査用駆動配線51及び接続配線WXは、所定の間隔をおいて略平行に延在している。
このように向かい合った検査用制御配線55、信号線検査用駆動配線51及び接続配線WXは、それぞれ個別のカバーパターンによって覆われている。すなわち、検査用制御配線55は、島状のカバーパターンCP3によって覆われている。また、信号線検査用駆動配線51及び接続配線WXも、それぞれ島状のカバーパターンCP4及びCP5によって覆われている。
このように、互いに絶縁されるべき導電パターンがそれぞれ個別のカバーパターンによって覆われているため、これらの導電パターンの損傷を防止することができる。このため、このような損傷に伴った導電パターン同士のショートの発生や、各導電パターンの断線の発生を防止することができ、製造歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
上述したそれぞれの例において、カバーパターンは、薄膜であっても十分な硬度が得られるように金属材料によって形成されることが望ましい。特に、カバーパターンは、画素電極8と同一材料によって形成されることが望ましい。これにより、カバーパターンと画素電極とは同一工程で形成可能となり、カバーパターンを形成するための別途の工程が不要であるため、製造コストの増大が抑制される。また、カバーパターンは、ソース電極やドレイン電極を形成する金属材料より高い硬度の金属材料としてITOによって形成されることが望ましい。
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
例えば、この発明の表示装置は、上述した液晶表示装置に限定されるものではなく、自己発光素子を表示素子とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置など他の表示装置であっても良い。
図1は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの構成を概略的に示す図である。 図2は、図1に示した液晶表示パネルにおける検査部の構成を概略的に示す図である。 図3は、図2に示した検査部のレイアウト例を示す図である。 図4は、図3に示した検査部において、スイッチング素子をA−A線で切断したときの断面構造を示す図である。
符号の説明
PX…画素 Y…走査線 X…信号線 WY…接続配線 WX…接続配線 1…液晶表示パネル 3…アレイ基板 4…対向基板 5…液晶層 6…アクティブエリア 7…スイッチング素子 8…画素電極 9…対向電極 11…駆動ICチップ 11X…信号線駆動部 11Y…走査線駆動部 20…接続配線群 40…検査部 41…信号線検査部 42…走査線検査部 44…パッド部 51…信号線検査用駆動配線 52…走査線検査用駆動配線 55…検査用制御配線 61…スイッチング素子 62…スイッチング素子 81…絶縁基板 82…第1絶縁層 83…第2絶縁層 CP(1〜5)…カバーパターン

Claims (8)

  1. それぞれ画素電極を備えた複数の画素、及び、各画素に駆動信号を供給するための複数の信号供給配線を有するアクティブエリアと、
    前記アクティブエリア外に配置され、前記アクティブエリアの検査を行うための検査部と、を備え、
    前記検査部は、
    第1導電パターンと、
    この第1導電パターンから離間した第2導電パターンと、
    前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンの少なくとも対峙する部分を個別に覆うカバーパターンと、
    を備えたことを特徴とする表示装置。
  2. 前記カバーパターンは、前記画素電極と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記カバーパターンは、インジウム・ティン・オキサイドによって形成されたことを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記検査部は、さらに、
    前記アクティブエリアの検査を行う際に検査信号が供給される検査用配線と、
    前記検査用配線に接続されるとともに前記信号供給配線に選択的に検査信号を出力する薄膜トランジスタからなるスイッチング素子と、を備え、
    前記第1導電パターンは、前記スイッチング素子のソース電極であり、
    前記第2導電パターンは、前記スイッチング素子のドレイン電極であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  5. 前記検査部は、さらに、
    前記アクティブエリアの検査を行う際に検査信号が供給される第1検査用配線及び第2検査用配線と、
    前記検査用配線に接続されるとともに前記信号供給配線に選択的に検査信号を出力する薄膜トランジスタからなるスイッチング素子と、を備え、
    前記第1導電パターンは、前記スイッチング素子のゲート電極に電気的に接続された第1検査用配線であり、
    前記第2導電パターンは、前記スイッチング素子のソース電極またはドレイン電極に電気的に接続された第2検査用配線であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  6. 前記アクティブエリアは、アレイ基板と対向基板との間に液晶層を保持した液晶表示パネルに備えられたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  7. 前記検査用配線は、前記対向基板の端部より外方に延在した前記アレイ基板の延在部上に配置されたことを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
  8. さらに、前記検査用配線が配置された領域に対応して配置された駆動ICチップを備えたことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
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