JP3310615B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置および画素欠陥修正方法 - Google Patents

アクティブマトリクス型液晶表示装置および画素欠陥修正方法

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JP3310615B2 JP10740998A JP10740998A JP3310615B2 JP 3310615 B2 JP3310615 B2 JP 3310615B2 JP 10740998 A JP10740998 A JP 10740998A JP 10740998 A JP10740998 A JP 10740998A JP 3310615 B2 JP3310615 B2 JP 3310615B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示用画素電極に
スイッチング素子を介して駆動信号を印加することによ
り表示する装置、特に、マトリクス状に画素電極を配列
するマトリクス型液晶表示装置およびその画素欠陥修正
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示装置のような表示装置
は、マトリクス状に配列された複数の画素電極とこれら
の画素電極と対向して配される対向電極を備え、両電極
間に表示媒体(液晶等)を介在させている。上記の表示
装置は、画素電極に選択的に電圧を印加することによ
り、画面上に表示パターンを形成し、さらに、選択され
た画素電極と対向電極をの間に印加される電圧により、
表示媒体が表示データを光学的に変調して上記パターン
を可視化する。
【0003】画素電極の駆動方法としては、マトリクス
状に配された画素電極のそれぞれにスイッチング素子を
接続し、画素電極をスイッチング素子により駆動する、
いわゆるアクティブマトリクス駆動方式が知られてい
る。上記のスイッチング素子としては、TFT(薄膜ト
ランジスタ)、MIM(金属−絶縁膜−金属)素子等が
一般的に知られている。
【0004】アクティブマトリクス表示装置には、電圧
無印可で透過率の高いノーマリホワイトモードと電圧無
印可で透過率が低いノーマリブラックモードの2種類が
あり、両者とも、印加される画素電極と対向電極との電
位差に応じて、無段階に中間の透過率を示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年ア
クティブマトリクス表示装置の高精細化が求められるに
伴い、画素数は飛躍的に増大し、VGAで640×RG
B×480(約90万個)、SVGAでは800×RG
B×600(約140万個)、XGAでは1024×R
GB×768(約230万個)、EWSでは1152×
RGB×900(約310万個)を超え、すべての画素
を無欠陥で製造することは、極めて困難になっている。
【0006】この課題を解決するため、アクティブマト
リクス表示装置の輝点欠陥を修正する方法として、図3
および図4に示す方法が提案されている。これは、走査
線1と、走査線1を覆うゲート絶縁膜9と、ゲート絶縁
膜9上に構成されたスイッチング素子とを覆う層間絶縁
膜を介して、スイッチング素子に接続された画素電極4
と、レーザ加工可能なリペア領域とが設けられており、
レーザ加工によりリペア領域を溶融して画素電極4と走
査線1とを短絡し、スイッチング素子を介さず画素電極
4を走査信号1で直接駆動し、欠陥画素を黒点に変える
方法である。
【0007】また、別の方法では、図5および図6に示
すように走査線1と、信号線2と、スイッチング素子6
とを覆う層間絶縁膜上に画素電極4が設けられ、層間絶
縁膜に設けられたコンタクトホール5を介して画素電極
4とスイッチング素子6のドレイン電極7とが電気的に
接続され、各画素電極4から延出されたレーザ加工可能
なリペア領域11を信号線2と重畳する構造が提案され
ている。
【0008】また、図7および図8に示すように、画素
電極4に対して信号線2から延出されたレーザ加工可能
なリペア領域を画素電極4と重畳する構造が提案されて
いる。
【0009】図5乃至図8で示される方法は、レーザ加
工によりリペア領域を溶融して画素電極4と信号線2と
を短絡し、スイッチング素子6を介さず画素電極4を信
号線2で直接駆動し、欠陥画素を黒点に変える方法であ
る。しかし、この方法では、特開平9−152625号
公報に示されるようなアクティブマトリクス型液晶表示
装置の画素欠陥を修正する場合、誘電率の低い有機材料
で膜厚1.5μm以上の層間絶縁膜を形成するため、リ
ペア領域の信号線2と画素電極4との距離が離れすぎ、
レーザ加工によって接続する事は極めて困難になるとい
う課題があった。
【0010】本発明は、以上のような従来の問題点に鑑
みなされたものであって、このような従来技術ではなし
えなかったアクティブマトリクス表示装置の輝点欠陥を
修正する方法を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項1記載のアクティブマトリクス
型液晶表示装置は、複数の走査線と、該走査線を覆うゲ
ート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に該走査線と直交する
ように形成された複数の信号線と、該走査線に印加され
る走査電圧によりオン・オフして該信号線を介した信号
電圧の印加をスイッチングするスイッチング素子と、少
なくとも該走査線と、該信号線と、該スイッチング素子
とを覆う第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜を覆う第
2層間絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上で隣り合う該走査
線と隣り合う該信号線とで囲まれた領域に配置される画
素電極と、を有する基板からなるアクティブマトリクス
型液晶表示装置において、前記信号線上の前記第2層間
絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介し、前記画素
電極の一部が前記第1層間絶縁膜と接触する領域を1画
素毎に少なくとも1箇所は備えていることを特徴として
いる。
【0012】請求項2記載のアクティブマトリクス型液
晶表示装置は、請求項1記載のアクティブマトリクス型
液晶表示装置において、前記第2層間絶縁膜が有機材料
であることを特徴としている。
【0013】請求項3記載の画素欠陥修正方法は、請求
項1または請求項2において、レーザ加工で画素電極と
信号線を短絡することを特徴としている。
【0014】本発明によれば、走査線、該走査線を覆う
ゲート絶縁膜、スイッチング素子を覆う第1層間絶縁膜
と、該第1層間絶縁膜を覆う第2層間絶縁膜に分け、画
素電極と信号線で第1層間絶縁膜を挟んだリペア領域を
形成するよう、厚い有機絶縁膜の第2層絶縁膜に貫通す
るコンタクトホールが設けられているので、これによ
り、第2層間絶縁膜より薄い第1層間絶縁膜を介したリ
ペア領域を設け、レーザ加工によって画素電極と信号線
を短絡することが容易になる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1および図2を用いて、本発明
の実施の形態について説明する。
【0016】図1は本実施形態に係わるアクティブマト
リクス型液晶表示装置を示す平面図であり、図2は図1
のA−A線による断面図である。本実施の形態に係わる
アクティブマトリクス型液晶表示装置(以降、液晶表示
装置と称する)は、図1に示すように、複数の走査線
1、複数の信号線2、複数の補助容量線(以降Cs線と
称する)3等を有する配線基板を備えている。
【0017】本液晶表示装置は、その配線基板を含む液
晶パネルを有している。この液晶パネルは、上記の配線
基板と共通電極が設けられた対向基板とが所定の空隙を
隔てて貼合わせられ、その空隙に液晶が封入された構成
である。
【0018】走査線1、信号線2、およびCs線3はそ
れぞれ後述する基板8上に一定の間隔をおいて互いに平
行に設けられている。信号線2は、走査線1と直交して
配され、Cs線3は、全画素に共通に設けられ、走査線
1と平行かつ交互に配されている。
【0019】信号線2は第1層間絶縁膜12で覆われて
おり、さらに第1層間絶縁膜12は第2層間絶縁膜13
で覆われており、隣り合う走査線1と隣り合う信号線2
とで囲まれる領域には、画素電極4が設けられている。
【0020】走査線1と信号線2との交差部の近傍に
は、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(以
降、TFTと称す)6が設けられている。TFT6の両
端部はそれぞれ走査線2とドレイン電極7とに接続され
ている。
【0021】ドレイン電極7は、画素電極4の下側に引
き込まれ、画素電極4に形成されたコンタクトホール5
で画素電極4と接続されている。TFT6は、走査線1
にON電圧(走査電圧)が印加されることによりON
し、信号線2に印加される信号電圧を画素電極4に与え
て画素容量を充電するようになっている。
【0022】Cs線3は、走査線1と交互に1本ずつ同
じ本数だけ配されている。またCs線3は、ガラスのよ
うに透光性かつ絶縁性を有する材料からなる基板8上に
形成されている。なお、Cs線3と走査線1とは同層に
設けられている。
【0023】Cs線3上には、ゲート絶縁膜9を介して
1画素当たり1個の補助容量電極10(以降、Cs電極
と称する)が形成されている。また、ゲート絶縁膜9上
には、Cs電極10の両脇に信号線2が形成されてお
り、さらに第1層間絶縁膜12で覆われている。
【0024】第1層間絶縁膜12は、ドレイン電極7と
Cs電極10を覆う領域に、画素電極4と接続する為の
開口部が設けられており、さらに、第2層絶縁膜13で
覆われている。第2層絶縁膜13上には画素電極4が形
成されている。
【0025】本実施の形態の第1層間絶縁膜12、第2
層間絶縁膜13の材料としては、特開9−152625
に示されるように、第1層絶縁膜12には比誘電率の高
いSiNXまたはSiOX等を用い、第2層間絶縁膜13
には、比誘電率の低い感光性アクリル樹脂を用い、第1
層絶縁膜12の膜厚は、信号線2の膜厚から1μmま
で、第2層絶縁膜13の膜厚は、1μmから5μm、好
ましくは1.5μmから3μmに設定されている。ただ
し、第1層間絶縁膜12、第2層間絶縁膜13とも、上
記材料に限定するわけではない。
【0026】画素電極4は、第2層絶縁膜13に空けた
貫通孔に沿って窪んで形成されたコンタクトホール5を
有しており、コンタクトホール5でドレイン電極7と、
コンタクトホール5でCs電極10と、コンタクトホー
ル5は第1層間絶縁膜12と接触している。
【0027】画素電極4は、ドレイン電極7とCs電極
10とは電気的に接続されているが、信号線2の一部か
ら半島状にはりだしたリペア領域11とは、第1層間絶
縁膜12によって絶縁されかつ重畳されている。
【0028】本発明のように構成されたノーマリホワイ
トモード液晶表示装置において、TFTのオン不良等に
起因する輝点欠陥が検査工程で検出された場合は、リペ
ア領域11または画素電極4をレーザ加工し、画素電極
4と信号線2を溶融、接続させる。レーザとしては、波
長1064nmを発振するYAGレーザ等を用いるが、
所望の特性が選られるのであれば、他のレーザ発振器で
も構わない。
【0029】また、好ましくは、画素電極4またはリペ
ア領域11のうち少なくとも一方は、可視域で透明でな
い、レーザ加工によって溶融の可能な導電性を有する金
属薄膜、例えば、Al、Ti、TaまたはCrで形成さ
れている。
【0030】画素電極4と信号線2が接続されると、画
素電極4に信号電圧が直接印可され、輝点欠陥を目立ち
にくい黒点欠陥に転換させることができる。
【0031】
【発明の効果】以上の説明のように、本発明のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置および画素欠陥修正方法に
よれば、各々の画素に対してリペア領域を備えており、
輝点欠陥が発生した場合、リペア領域をレーザ加工によ
り溶融し、画素電極と信号線間を接続し、輝点欠陥画素
を黒点に修正できる。
【0032】また、従来のアクティブマトリクス型液晶
表示装置において、TFTの特性不良等に起因する輝点
を黒点にレーザ修正する場合、従来技術では厚い有機層
間絶縁膜が妨げるため、接続が極めて困難であったが、
本発明では、層間絶縁膜を薄い第1層間絶縁膜と厚い第
2層有機絶縁膜に2層化した修正パターンによって、接
続しやすい構造を提供でき、修正良品率と接続信頼性の
向上が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる平面図である。
【図2】図1のA−A線による断面図である。
【図3】従来技術に係わる第1の液晶パネルの断面図で
ある。
【図4】従来技術に係わる図3の平面図である。
【図5】従来技術に係わる第2の液晶パネルの形態での
平面図である。
【図6】従来技術に係わる図5の断面図である。
【図7】従来技術に係わる第3の液晶パネルの形態での
平面図である。
【図8】従来技術に係わる図7の断面図である。
【符号の説明】
1 走査線 2 信号線 3 補助容量線(Cs線) 4 画素電極 5 コンタクトホール 6 薄膜トランジスタ(TFT) 7 ドレイン電極 8 基板 9 ゲート絶縁膜 10 補助容量電極(Cs電極) 11 リペア領域 12 第1層間絶縁膜 13 第2層間絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1368 G09F 9/30 338 H01L 29/786

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の走査線と、該走査線を覆うゲート
    絶縁膜と、該ゲート絶縁膜上に該走査線と直交するよう
    に形成された複数の信号線と、該走査線に印加される走
    査電圧によりオン・オフして該信号線を介した信号電圧
    の印加をスイッチングするスイッチング素子と、少なく
    とも該走査線と、該信号線と、該スイッチング素子とを
    覆う第1層間絶縁膜と、該第1層間絶縁膜を覆う第2層
    間絶縁膜と、該第2層間絶縁膜上で隣り合う該走査線と
    隣り合う該信号線とで囲まれた領域に配置される画素電
    極と、を有する基板からなるアクティブマトリクス型液
    晶表示装置において、 前記信号線上の前記第2層間絶縁膜に設けられたコンタ
    クトホールを介し、前記画素電極の一部が前記第1層間
    絶縁膜と接触する領域を1画素毎に少なくとも1箇所は
    備えていることを特徴とするアクティブマトリクス型液
    晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記第2層間絶縁膜が有機材料であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス型
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、レー
    ザ加工で画素電極と信号線を短絡することを特徴とする
    画素欠陥修正方法。
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