JP4466755B2 - アクティブマトリックス型表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、マトリックス状に配列された発光素子を備え、発光素子ごとに設けられた駆動手段によって駆動されるアクティブマトリックス型表示装置に係るものである。より詳しくは、アクティブマトリックス型表示装置において、歩留りの向上を図ることができるようにした技術に関するものである。
従来より、自発光のアクティブマトリックス型表示装置において、その発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」という)を使用した有機ELディスプレイが知られている。すなわち、有機ELディスプレイは、有機EL素子をマトリックス状に配列するとともに、有機EL素子ごとに駆動手段を設けたものであり、有機EL素子は、アノード電極とカソード電極との間に、有機物の正孔輸送層や有機物の発光層を積層した有機物層を配置し、有機物層に電子と正孔とを注入することによって発光させる電流発光素子である。そのため、有機ELディスプレイは、有機EL素子に流れる電流値を駆動手段によってコントロールすることにより、発色の階調を得ている。
図17は、有機ELディスプレイ110の配線構造の参考例を示す平面図である。
また、図18は、図17に示す有機ELディスプレイ110における行方向(図17では、横方向)の断面図である。
図17に示すように、有機ELディスプレイ110は、有機EL素子120がm行×n列(図17では、図面の簡略化のため、2行×3列)のマトリックス状に配列されたものである。
ここで、有機ELディスプレイ110は、基板111(図18参照)の上に、有機EL素子120を駆動する駆動手段として、TFT(薄膜トランジスタ)130(TFT130a,TFT130b)やキャパシタ(容量素子)140等を設けたものである。そして、TFT130は、図18に示すように、ゲート電極131の上に、ゲート絶縁膜132、a−Si(アモルファスシリコン)層133、保護膜134をそれぞれ積層し、a−Si層133の左側にソース電極135、a−Si層133の右側にドレイン電極136を配置したものである。なお、n型の不純物を適量含んだn+型a−Si層137は、a−Si層133とソース電極135又はドレイン電極136とのオーミックコンタクトを良好にするために設けられている。
また、ゲート絶縁膜132の上には、有機EL素子120を駆動するための駆動用配線の1つである信号線151が配線されている。そして、TFT130及び信号線151の上には、絶縁保護膜161と絶縁平坦化膜162とによって構成される絶縁膜160が積層されており、絶縁平坦化膜162の表面は、凹凸のない平坦面となっている。なお、駆動用配線には、信号線151の他にも、図17に示すような走査線152及び電源線153があるが、これらの駆動用配線は、絶縁膜160内に配線されている。
さらにまた、図18に示す絶縁平坦化膜162の上には、有機EL素子120が配列されている。この有機EL素子120は、アノード電極121とカソード電極122との間に有機物層123を配置したものである。そして、アノード電極121は、絶縁膜160に開口した接続孔(図示せず)を介してTFT130と接続されている。なお、有機物層123は、注入された電子と正孔との再結合によって発光する有機物からなっている。
さらに、カソード電極122は、透明電極である。そのため、有機物層123が発する光は、アノード電極121の周囲を覆う開口規定絶縁膜124から露出した中央部から取り出される。すなわち、図17及び図18に示す有機ELディスプレイ110は、基板111と反対側から光を取り出すトップエミッション方式のものとなっている。
ところで、トップエミッション方式の有機ELディスプレイ110の場合には、上記したように、カソード電極122として、有機物層123が発する光を取り出せる透明電極が使用されることとなるが、光透過率の高い導電性材料は、抵抗値が高い。一方、基板111側のアノード電極121には、反射率が高い金属等が用いられている。そのため、アノード電極121の周囲には、補助配線154が配線され、カソード電極122と接続することにより、カソード電極122の低抵抗化を図っている。
この補助配線154は、図18に示すように、アノード電極121と同一層に設けられており、マトリックス状に配列された有機EL素子120の各列ごとに配線された信号線151と上下に重なり合っている。また、図17に示すように、補助配線154は、有機EL素子120の各行ごとに配線された走査線152及び電源線153とも重なり合っている。そして、補助配線154と信号線151、走査線152、及び電源線153とは、絶縁膜160(図18参照)によって絶縁されている。さらに、信号線151は、走査線152及び電源線153と交差する位置で、それぞれ上下に重なり合っているが、信号線151と走査線152及び電源線153とは、絶縁膜160によって絶縁されている。
しかしながら、製造工程で異物が混入等すると、その異物によってショートが発生し、歩留りが低下してしまう。すなわち、TFT130の作製工程上のエッチングミス等によって同層間のショートが発生したり、ダスト等が原因で異層間のショートが発生したりして、配線間のショートが起こった場合には、点欠陥や、有機EL素子120の横一列又は縦一列のすべてが線欠陥となり、歩留りが悪くなる。この場合、補助配線154の配線幅を狭くしたり、設置面積を小さくしたりすることによって信号線151等と重ならないようにすることも考えられるが、そのようにすると、補助配線154の電圧降下を招き、クロストークを発生させるため、困難である。また、図17に示すようにレイアウトされた信号線151は、走査線152及び電源線153と交差する。
そこで、ショートが発生した場合には、その修復作業を行うことができるようにしたマトリックス型配線基板が知られている。すなわち、ゲートライン上に交差するドレインラインを覆う層間絶縁膜に対し、両ラインの交点を挟むように予め一対の開口部を形成し、この開口部において、ドレインラインを露出させておく。そして、層間絶縁膜の欠陥により、両ラインの交点でショートが発生し、それを検査工程において検知した場合は、そのショート部分を挟む一対の開口部のそれぞれ内側(ショート側)の層間絶縁膜を破壊し、その下のドレインラインを切断する。その後、一対の開口部を介して、ショート部分を迂回するようにバイパスラインを形成し、切断したドレインラインを再び接続するようにした技術である(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−241833号公報
しかし、上記した特許文献1の技術は、ショートが発生する可能性のある交点の両側に予め一対の開口部を形成しておくだけであり、ショートが発生した後に、バイパスラインを形成するようにしている。そのため、新たにバイパスラインの形成工程が必要となり、ショートが発生した場合の修復作業には、手間と時間がかかるものであった。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、新たにバイパスラインを形成することなく、補助配線、信号線、走査線、又は電源線等の各種の配線において、同層間のショートや異層間のショートが発生した際に、そのショート部分を簡単かつ迅速に修復できるようにすることである。
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の請求項1に記載の発明は、基板上に設けられた駆動手段と、前記基板上に積層された絶縁膜と、前記絶縁膜上にマトリックス状に配列され、上部電極と下部電極との間に発光層として有機物層が配置された有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光素子とを備え、前記発光素子ごとに設けられた前記駆動手段によって駆動されるアクティブマトリックス型表示装置であって、前記発光素子を発光させるために必要な第1配線と、前記絶縁膜を介して前記第1配線の下層に設けられ、前記発光素子を発光させるために必要な第2配線とを備え、前記第1配線の中の1つは、前記発光素子の電源線であり、前記電源線は、前記電源線及び前記電源線に近接配置された他の前記第1配線と前記第2配線とが交差する位置で、スリットによって複数に枝分かれしているアクティブマトリックス型表示装置である。
(作用)
上記の請求項1に記載の発明は、発光素子を発光させるために必要な第1配線と、絶縁膜を介して第1配線の下層に設けられ、発光素子を発光させるために必要な第2配線とを備えている。そして、第1配線の中の1つとしての電源線が、電源線及び電源線に近接配置された他の第1配線と第2配線とが交差する位置で、スリットによって複数に枝分かれしている。そのため、電源線と第2配線とがショートした場合だけでなく、第2配線上で、電源線とこの電源線に近接配置された他の第1配線とが同層間ショートしていた場合にも、ショート部分の両側で電源線を切断できる。
上記の発明によれば、第1配線と第2配線とが交差する位置では、第1配線がスリットによって複数に枝分かれしているので、予めバイパスラインが形成された状態となっている。そのため、製造工程での異物の混入等によってショートが発生した場合には、ショートを回避してバイパスラインを経由させることにより、そのショート部分を簡単かつ迅速に修復できる。その結果、アクティブマトリックス型表示装置における歩留りの向上を図ることができる。
以下、図面等を参照して、本発明の各実施形態について説明する。
図1は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイ10を示す平面図である。
また、図2は、図1に示す有機ELディスプレイ10の等価回路図である。
図1に示すように、有機ELディスプレイ10は、アノード電極21(本発明における下部電極に相当するもの)、カソード電極22(本発明における上部電極に相当するもの)、及び有機物層23(本発明における発光層に相当するもの)によって構成される有機EL素子20を備えている。なお、カソード電極22は、透明電極となっている。
この有機EL素子20は、図2に示す本発明の駆動手段であるTFT30(TFT30a,TFT30b)やキャパシタ40によって駆動される。すなわち、有機ELディスプレイ10は、例えば、カソード電極22がGND(グラウンド)に接続された有機EL素子20と、ソース電極35aが有機EL素子20のアノード電極21に接続され、ドレイン電極36aが正電位(Vcc)の電源線53に接続されたTFT30aと、ソース電極35bがTFT30aのゲート電極31aに、ゲート電極31bが走査線52に、ドレイン電極36bが信号線51にそれぞれ接続されたTFT30bと、TFT30aのソース電極35aとTFT30bソース電極35bとの間に接続されたキャパシタ40とを備えている。
このような有機ELディスプレイ10は、TFT30aが駆動トランジスタで、TFT30bがスイッチングトランジスタとなっている。そして、走査線52に書込み信号を印加し、TFT30bのゲート電極31bの電位を制御すると、信号線51の信号電圧がTFT30aのゲート電極31aに印加される。この際、ゲート電極31aの電位は、次に走査線52に書込み信号が印加されるまでの間、キャパシタ40によって安定的に保持される。すると、この間は、TFT30aのゲート電極31aとソース電極35aとの間の電圧に応じた電流が有機EL素子20に流れ、有機EL素子20は、この電流値に応じた輝度で発光し続けることとなる。
このように、有機ELディスプレイ10は、有機EL素子20に流れる電流値をコントロールして発光させている。また、電源線53をパルス駆動することによって各有機EL素子20を駆動しているので、電源線53が共通ではなく、マトリックス状に配列された有機EL素子20の各行で別々のパルスが入力されるようになっている。そして、回路動作が正確に行われれば、有機EL素子20の発光時の電圧に、TFT30a(駆動トランジスタ)の特性バラツキである閾値電圧や、移動度の補正項が含まれ、有機EL素子20の電流−電圧特性に影響を受ける項が含まれなくなるため、有機EL素子20の経時劣化やTFT30aの特性のバラツキを抑制することが可能となっている。
ここで、有機EL素子20から発生した光は、図1に示す開口規定絶縁膜24の露出部分(中央部)から取り出される。すなわち、開口規定絶縁膜24は、アノード電極21及び有機物層23の周囲に設けられたものであり、中央部が開口している。そのため、有機EL素子20の発生光は、開口規定絶縁膜24の露出した中央部で、透明なカソード電極22を通って外部に出る。なお、開口規定絶縁膜24内には、カソード電極22の電気抵抗を調整するための補助配線24(本発明における第1配線に相当するもの)が配線されている。
図3は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイ10の配線構造を示す平面図である。
また、図4は、図3に示す有機ELディスプレイ10における行方向(図3では、横方向)の断面図である。
図3に示すように、有機ELディスプレイ10は、有機EL素子20がM行×N列(図3では、図面の簡略化のため、2行×3列)のマトリックス状に配列されたものである。
ここで、有機ELディスプレイ10は、基板11(図4参照)の上に、有機EL素子20を駆動するTFT30(TFT30a,TFT30b)が有機EL素子20ごとにそれぞれ設けられたアクティブマトリックス型表示装置である。なお、基板11の上には、TFT30(TFT30a,TFT30b)の他、キャパシタ40等も設けられている。
このTFT30は、図4に示すように、ゲート電極31の上に、ゲート絶縁膜32(本発明における絶縁膜に相当するもの)、a−Si層33、保護膜34をそれぞれ積層し、a−Si層33の左側にソース電極35、a−Si層33の右側にドレイン電極36を配置したものである。なお、n型の不純物を適量含んだn+型a−Si層37は、a−Si層33とソース電極35又はドレイン電極36とのオーミックコンタクトを良好にするために設けられている。
このようなTFT30を製造するには、最初に、ガラス等の基板11の上に、Mo(モリブデン)等の導電性材料によってゲート電極31を形成する。次に、基板11及びゲート電極31の上を覆うようにして、ゲート絶縁膜32を製膜する。そして、ゲート電極31の上方のゲート絶縁膜32の上に、a−Si層33を形成し、その中央部(ゲート電極31の上方)に、保護膜34を形成するとともに、その両側に、n+型a−Si層37を形成する。その後、ゲート絶縁膜32及びn+型a−Si層37の上に、Al(アルミニウム)等の金属材料を形成してパターニングし、ソース電極35及びドレイン電極36とする。
また、ゲート絶縁膜32の上には、有機EL素子20を駆動するための駆動用配線の1つである信号線51(本発明における第1配線に相当するもの)が配線されている。この駆動用配線としては、信号線51の他にも、図3に示すような走査線52(本発明における第1配線に相当するもの)及び電源線53(本発明における第1配線に相当するもの)があり、これらの駆動用配線は、絶縁膜60内にパターニング形成され、相互に絶縁されている。すなわち、TFT30や信号線51等の周囲には、絶縁保護膜61が積層され、この絶縁保護膜61の上に絶縁平坦化膜62が積層されて絶縁膜60が構成されている。なお、絶縁平坦化膜62は、絶縁膜60の表面を凹凸のない平坦面とするためのものである。
さらにまた、絶縁平坦化膜62の上には、有機EL素子20が配列されている。この有機EL素子20は、アノード電極21とカソード電極22との間に有機物層23を配置したものである。そして、アノード電極21は、絶縁膜60に開口した接続孔63(図1参照)を介してTFT30と接続されており、有機物層23は、注入された電子と正孔との再結合によって発光する有機物からなっている。
この有機物層23が発する光は、アノード電極21の周囲を覆う開口規定絶縁膜24から露出した中央部から取り出される。すなわち、アノード電極21に反射率が高い金属等が用いられる一方、カソード電極22は、光透過率の高い導電性材料の透明電極となっている。そのため、有機物層23が発する光は、基板11と反対側から取り出されることとなる。そして、このようなトップエミッション方式の有機ELディスプレイ10は、有機EL素子20の開口率を確保する上で有効なものとなっている。
ここで、カソード電極22を構成する光透過率の高い導電性材料は、抵抗値が高いものである。そのため、カソード電極22の電気抵抗を調整し、カソード電極22の低抵抗化を図るため、カソード電極22には、補助配線54が接続されている。この補助配線54は、アノード電極21の周囲に配線されており、カソード電極22と同電位で、例えば、GND(図2参照)に接地される。
また、図3に示すように、有機ELディスプレイ10は、マトリックス状に配列された有機EL素子20の各列ごとに信号線51が配線され、有機EL素子20の各行(各行の上方)ごとに走査線52が配線され、有機EL素子20の各行(各行の下方)ごとに電源線53が配線されている。そして、信号線51、走査線52、及び電源線53は、アノード電極21(図4参照)と同一層に設けられた補助配線54の下層に配線されている。そのため、信号線51、走査線52、電源線53、及び補助配線54は、相互に、上下に重なり合う部分が存在する。さらにまた、信号線51は、走査線52及び電源線53と交差する部分が存在する。
このように配線された信号線51、走査線52、電源線53、及び補助配線54は、例えば、交差部Aにおいて、2本の信号線51と走査線52とが重なり合っている。すなわち、有機EL素子20の各列ごとに配線された隣接する2本の信号線51と、有機EL素子20の各行ごとに配線された走査線52とが直交し、2本の信号線51が走査線52の下を通っている(各信号線51が走査線52と交差する位置で分断され、分断された各信号線51同士は、後述する信号接続線51a(図示せず)で接続されており、信号接続線51aが走査線52の下層に配線されている)。そのため、交差部A(信号接続線51aと走査線52との交差部)では、両者間(信号線51と走査線52との間)の電位差によってショートが発生しやすい状況にある。
また、交差部Bにおいては、2本の信号線51と電源線53とが重なり合っている。すなわち、有機EL素子20の各列ごとに配線された隣接する2本の信号線51と、有機EL素子20の各行ごとに配線された電源線53とが直交し、2本の信号線51が電源線53の下を通っている(各信号線51が電源線53と交差する位置で分断され、分断された各信号線51同士は、後述する信号接続線51b(図示せず)で接続されており、信号接続線51bが走査線52の下層に配線されている)。そのため、交差部B(信号接続線51bと電源線53との交差部)でも、両者間(信号線51と電源線53との間)の電位差によってショートが発生しやすい状況にある。
特に、有機ELディスプレイ10が大型化すると、ショートの発生頻度が増加して歩留まりが低下するので、ショートした場所を修正するレーザリペア工程が必須となる。すなわち、有機ELディスプレイ10の生産工程において、ショートを検出するための光学式検査を行う検査工程を設け、検出されたショート部分を表面からのレーザ照射によって修正する工程を設けている。
そこで、第1実施形態の有機ELディスプレイ10は、図3に示すように、信号線51と走査線52とが重なり合う位置(交差部A)では、走査線52を2つに枝分かれさせている。また、信号線51と電源線53とが重なり合う位置(交差部B)では、電源線53を3つに枝分かれさせている。なお、信号線51は、補助配線54と上下に重なり合う部分がほとんどなくなるように、内側に迂回して配線されている。
図5は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイ10における信号線51と走査線52との交差部A(図3に示す交差部A)を示す平面図である。
図5に示すように、交差部Aでは、2本の信号線51が走査線52と交差する位置で分断され、分断された各信号線51同士は、それぞれ信号接続線51a(本発明における第2配線に相当するもの)で接続されており、各信号接続線51aと走査線52とが上下に直交し、2本の信号接続線51aが走査線52の下を通っている。また、走査線52は、2つに枝分かれしているので、各信号接続線51aと重なり合う部分の走査線52は、本配線52aと、本配線52aから枝分かれした冗長配線52bとの2本になり、予めバイパスラインが形成された状態となっている。
ここで、図5(a)に示すように、左側の信号線51の信号接続線51aと、走査線52の本配線52aとがショート(第1配線に相当する上層の走査線52と、ゲート絶縁膜32(図4参照)を介して走査線52の下層に設けられた信号接続線51aとが異層間ショート)していた場合には、図5(b)に示すように、ショート部分の両側で本配線52aを切断すれば良い。すると、本配線52aが機能しなくなるが、ショート部分を回避した冗長配線52bがバイパスラインとなるので、ショートが修復されたこととなる。なお、信号線51の信号接続線51aと、走査線52の冗長配線52bとがショートした場合には、本配線52aがバイパスラインとなる。
図6は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイ10における信号線51と電源線53との交差部B(図3に示す交差部B)を示す平面図である。
図6に示すように、交差部Bでは、2本の信号線51が電源線53と交差する位置で分断され、分断された各信号線51同士は、それぞれ信号接続線51b(本発明における第2配線に相当するもの)で接続されており、各信号接続線51bと電源線53とが上下に直交し、2本の信号接続線51bが電源線53の下を通っている。また、電源線53は、スリット53a及びスリット53bによって3つに枝分かれしているので、各信号接続線51bと重なり合う部分の電源線53は、3本になり、予めバイパスラインが形成された状態となっている。
ここで、図6(a)に示すように、左側の信号線51の信号接続線51bと、電源線53のスリット53aの上の部分とがショート(第1配線に相当する上層の電源線53と、ゲート絶縁膜32(図4参照)を介して電源線53の下層に設けられた信号接続線51bとが異層間ショート)していた場合には、図6(b)に示すように、ショート部分の両側で電源線53を切断すれば良い。すると、スリット53aの上の部分では、電源線53が機能しなくなるが、ショート部分を回避したスリット53aとスリット53bとの間の部分やスリット53bの下の部分がバイパスラインとなるので、ショートが修復されたこととなる。
このように、第1実施形態の有機ELディスプレイ10は、信号線51の信号接続線51aと走査線52とが交差する位置(交差部A)では、走査線52が2つに枝分かれしており、信号線51の信号接続線51bと電源線53とが交差する位置(交差部B)では、電源線53が3つに枝分かれしている。そのため、予めバイパスラインが形成された状態となっている。したがって、製造工程での異物の混入等によってショート(異層間ショート)が発生した場合には、ショートを回避してバイパスラインを経由させることにより、そのショート部分を簡単かつ迅速に修復できるので、歩留りが改善される。
図7は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第2実施形態の有機ELディスプレイ70の配線構造を示す平面図である。
図7に示すように、有機ELディスプレイ70は、有機EL素子(図示せず)がM行×N列(図7では、図面の簡略化のため、2行×4列)のマトリックス状に配列されたものである。
ここで、有機ELディスプレイ70は、マトリックス状に配列された有機EL素子の各列ごとに信号線71(本発明における第1配線に相当するもの)が配線され、有機EL素子の各行(各行の下方)ごとに走査線72(本発明における第1配線に相当するもの)が配線され、有機EL素子の各行(各行の上方)ごとに電源線73(本発明における第1配線に相当するもの)が配線されている。そのため、信号線71は、走査線72及び電源線73と交差する部分が存在する。また、走査線72と電源線73とが近接して存在する。
このように配線された信号線71、走査線72、及び電源線73は、例えば、交差部Cにおいて、信号線71と走査線72及び電源線73とが重なり合っている。すなわち、有機EL素子の各列ごとに配線された信号線71と、有機EL素子の各行ごとに配線された走査線72及び電源線73とが直交し、信号線71が走査線72及び電源線73の下を通っている(信号線71が走査線72及び電源線73と交差する位置で分断され、分断された信号線71同士は、信号接続線71a(本発明における第2配線に相当するもの)で接続されており、信号接続線71aが走査線72及び電源線73の下層に配線されている)。そのため、交差部Cでは、図7に示すように、信号線71と電源線73との間でショート(分断された信号線71の端部と電源線73の側部との間の同層間ショート)が発生することがある。
また、交差部Dにおいては、走査線72と電源線73とが近接している。すなわち、有機EL素子の各行(各行の下方)ごとに配線された走査線72と、有機EL素子の各行(各行の上方)ごとに配線された電源線73とが狭い間隔で同層に平行して配線されており、信号線71の信号接続線71aが走査線72及び電源線73の下層に配線されている。そのため、交差部Dでは、図7に示すように、走査線72と電源線73との間でショート(走査線72の側部と電源線73の側部との間の同層間ショート)が発生することがある。
そこで、第2実施形態の有機ELディスプレイ70は、図7に示すように、信号線71の信号接続線71aと走査線72及び電源線73とが重なり合う位置(交差部C及び交差部D)で、電源線73を長方形状のスリット73a及びスリット73bによって3つに枝分かれさせ、有機ELディスプレイ70の生産工程(検査工程)で、エッチングミス等によるショートが検出された場合には、検出されたショート部分を表面からのレーザ照射によって切断し、ショートを修復して線欠陥等を防止する(交差部C及び交差部Dの太線部分)。
図8は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第2実施形態の有機ELディスプレイ70における信号線71と電源線73との交差部C(図7に示す交差部C)のショート修復前の状態を示す平面図である。
図9は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第2実施形態の有機ELディスプレイ70における信号線71と走査線72及び電源線73との交差部C及び交差部D(図7に示す交差部C及び交差部D)のショート修復後の状態を示す平面図である。
図8及び図9に示すように、交差部C及び交差部Dでは、信号線71が走査線72及び電源線73と交差する位置で分断され、分断された信号線71同士は、信号接続線71aで接続されており、信号接続線71aと走査線72及び電源線73とが上下に直交し、信号接続線71aが走査線72及び電源線73の下を通っている。また、電源線73は、長方形状のスリット73a及びスリット73bによって3つに枝分かれしているので、信号接続線71aと重なり合う部分の電源線73は、3本になり、予めバイパスラインが形成された状態となっている。
ここで、図8(a)に示す交差部Cのように、第2配線に相当する信号接続線71a上で、第1配線に相当する信号線71と電源線73のスリット73bの下の部分とがショート(分断された信号線71の端部と電源線73の側部との間が同層間ショート)することがある。すなわち、図8(b)に示すように、ゲート絶縁膜32上の同層に形成される信号線71と電源線73とは、一定の間隔(隙間)を持って配線されるが、その隙間に異物が混入等すると、同層間ショートが発生する。なお、このような同層間ショートは、図8(b)から明らかなように、信号線71と走査線72との間、走査線72と電源線73との間でも発生し得る。一方、ゲート絶縁膜32に異物が混入等すると、上層の走査線72又は電源線73(この場合、第1配線に相当)と下層の信号接続線71a(この場合、第2配線に相当)との間で、ゲート絶縁膜32を介した異層間ショートが発生し得る。さらにまた、補助配線54が配線されている場合には、絶縁膜60に異物が混入等すると、上層の補助配線54(この場合、第1配線に相当)と下層の信号線71、走査線72、又は電源線73(この場合、第2配線に相当)との間で、絶縁膜60を介した異層間ショートが発生し得る。
このように、有機ELディスプレイ70において、同層間ショートや異層間ショートが発生することがあるが、図8に示す交差部Cのように、信号線71と電源線73とが同層間ショートしていた場合には、図9(a)に示すように、ショート部分の両側で電源線73を切断すれば良い。すると、スリット73bの下の部分では、電源線73が機能しなくなるが、ショート部分を回避したスリット73aとスリット73bとの間の部分やスリット73aの上の部分がバイパスラインとなるので、同層間ショートが修復されたこととなる。
また、図9(b)に示す交差部Dのように、信号接続線71a上で、走査線72と電源線73のスリット73aの上の部分とが同層間ショートしていた場合には、ショート部分の両側で電源線73を切断すれば良い。すると、スリット73aの上の部分では、電源線73が機能しなくなるが、ショート部分を回避したスリット73aとスリット73bとの間の部分やスリット73bの下の部分がバイパスラインとなるので、同層間ショートが修復されたこととなる。
ところで、有機EL素子のような電流発光素子においては、有機EL素子に電流を流す必要があるため、電源線73に、発光に必要な電流が流れる。そのため、電源から遠ざかるにつれて徐々に電源の電圧降下が発生する。このような場合、電圧が低くなるにつれて輝度が徐々に減少するシェーディングが発生してしまう。また、シェーディング以外に、クロストークの発生もある。
図10は、図9に示す有機ELディスプレイ70における輝度減少を示すグラフである。
図10に示すように、有機ELディスプレイ70の電源に近い左端部側の電圧VLに対して、電源から遠い右端部側の電圧VRが低くなっている。そのため、有機ELディスプレイ70の左端部側から右端部側になるにつれて輝度が徐々に減少するシェーディングが発生する。
また、黒表示窓の画像を映した場合、右端部側で同じ輝度の白を表示しているつもりでも、一部に黒を表示したラインと全部に白を表示したラインとでは、電圧降下が異なる(一部黒の電圧VB、全部白の電圧VW)ので、電圧降下が激しい全部白のラインの輝度が減少するクロストークが発生する。
したがって、有機EL素子のような電流発光素子の電源線73(図7参照)は、シェーディングやクロストークの発生(電圧降下)を防止するため、抵抗を低くしておく必要がある。一方、ショートの修復のために、図7に示すようなスリット73a及びスリット73bを形成すると、電源線73が高抵抗化してしまう。そのため、シェーディングやクロストークの発生の防止とスリット73a及びスリット73bの形成とは、相反する関係にある。
そこで次に、ショートの簡単かつ迅速な修復を可能としつつ、シェーディングやクロストークの発生を防止できる第3実施形態の有機ELディスプレイ80について説明する。
図11は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第3実施形態の有機ELディスプレイ80の配線構造を示す平面図である。
図11に示すように、有機ELディスプレイ80は、有機EL素子(図示せず)がM行×N列(図11では、図面の簡略化のため、2行×4列)のマトリックス状に配列されたものである。
ここで、有機ELディスプレイ80は、有機EL素子の各列ごとに配線された信号線81(本発明における第1配線に相当するもの)と、有機EL素子の各行ごとに配線された走査線82(本発明における第1配線に相当するもの)及び電源線83(本発明における第1配線に相当するもの)とが直交し、信号線81が走査線82及び電源線83の下を通っている(信号線81が走査線82及び電源線83と交差する位置で分断され、分断された信号線81同士は、信号接続線81a(本発明における第2配線に相当するもの)で接続されており、信号接続線81aが走査線82及び電源線83の下層に配線されている)。そのため、交差部Eでは、図11に示すように、信号線81と電源線83との間でショート(分断された信号線81の端部と電源線83の側部との間の同層間ショート)が発生することがある。
また、交差部Fにおいては、有機EL素子の各行(各行の下方)ごとに配線された走査線82と、有機EL素子の各行(各行の上方)ごとに配線された電源線83とが狭い間隔で同層に平行して配線されており、信号線81の信号接続線81aが走査線82及び電源線83の下層に配線されている。そのため、交差部Fでは、図11に示すように、走査線82と電源線83との間でショート(走査線82の側部と電源線83の側部との間の同層間ショート)が発生することがある。
そこで、第3実施形態の有機ELディスプレイ80は、図11に示すように、信号線81の信号接続線81aと走査線82及び電源線83とが重なり合う位置(交差部E及び交差部F)で、電源線83をスリット83a及びスリット83bによって3つに枝分かれさせ、有機ELディスプレイ80の生産工程(検査工程)で、エッチングミス等によるショートが検出された場合には、検出されたショート部分を表面からのレーザ照射によって切断し、ショートを修復して線欠陥等を防止する(交差部E及び交差部Fの太線部分)。なお、第3実施形態の有機ELディスプレイ80における電源線83のスリット83a及びスリット83bは、図7〜図9に示す第2実施形態の有機ELディスプレイ70における電源線73の長方形状のスリット73a及びスリット73bと異なり、信号接続線81aとの交差部よりも端部側が広く形成されている。
図12は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第3実施形態の有機ELディスプレイ80における信号線81と走査線82及び電源線83との交差部E及び交差部F(図11に示す交差部E及び交差部F)のスリット83a及びスリット83bを示す平面図である。
図12に示すように、交差部E及び交差部Fでは、電源線83がスリット83a及びスリット83bによって3つに枝分かれしており、信号線81の信号接続線81aと重なり合う部分では、電源線83が3本になり、予めバイパスラインが形成された状態となっている。
ここで、図12(a)に示す交差部Eのように、第2配線に相当する信号接続線81a上で、第1配線に相当する信号線81と電源線83のスリット83bの下の部分とがショート(分断された信号線81の端部と電源線83の側部との間が同層間ショート)していた場合には、ショート部分の両側で電源線83を切断する。すると、スリット83bの下の部分では、電源線83が機能しなくなるが、ショート部分を回避したスリット83aとスリット83bとの間の部分やスリット83aの上の部分がバイパスラインとなるので、同層間ショートが修復されたこととなる。
また、図12(b)に示す交差部Fのように、信号接続線81a上で、走査線82と電源線83のスリット83aの上の部分とが同層間ショートしていた場合には、ショート部分の両側で電源線83を切断する。すると、スリット83aの上の部分では、電源線83が機能しなくなるが、ショート部分を回避したスリット83aとスリット83bとの間の部分やスリット83bの下の部分がバイパスラインとなるので、同層間ショートが修復されたこととなる。
この場合、電源線83の切断は、レーザーカットによって行うが、スリット83a及びスリット83bは、信号接続線81aとの交差部よりも端部側が広く形成されている。すなわち、レーザーカットを行う端部側が広く開口しているので、ショートの修復(レーザーカット)が容易なものとなっている。なお、スリット83a及びスリット83bの端部側のスリット幅は、レーザーカットに必要な最小線間幅にすれば良いが、3μm(レーザー装置等に依存)〜100μm(画素の大きさ等に依存)程度が適当であり、第3実施形態の有機ELディスプレイ80では、6μmとしている。
一方、スリット83a及びスリット83bの信号接続線81aとの交差部は、端部側よりもスリット幅が狭く、最小線間幅となっている。具体的には、1μm(パターニング装置等に依存)〜98μm(露光装置等に依存)程度で、端部側よりも狭く形成されており、第3実施形態の有機ELディスプレイ80では、3.5μmとしている。
このように、スリット83a及びスリット83bの端部側を広く形成するのは、ショートの簡単かつ迅速な修復を可能としつつ、シェーディングやクロストークの発生を防止するためである。すなわち、スリット83a及びスリット83bを形成すると、電源線83が高抵抗化してしまうが、ショートの修復(レーザーカット)に必要な端部側を広く形成し、信号接続線81aとの交差部のスリット幅を狭くすることにより、電源線83の高抵抗化を最小限のものとしている。そのため、電源から遠ざかるにつれて発生する電圧降下が抑制されることとなり、シェーディングやクロストークの問題が解決される。その結果、高歩留まりを実現でき、有機ELディスプレイ80の画質が良好なものとなる。
図13は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第3実施形態の有機ELディスプレイ80における信号線81と走査線82及び電源線83との交差部E及び交差部F(図11に示す交差部E及び交差部F)の他の形状のスリット83c(スリット83d)及びスリット83e(スリット83f)を示す平面図である。
図13に示すように、交差部E及び交差部Fでは、電源線83がスリット83c(スリット83d)及びスリット83e(スリット83f)によって3つに枝分かれしており、電源線83が3本になって予めバイパスラインが形成された状態となっている。
ここで、図13(a)に示すように、スリット83c(スリット83d)は、信号接続線81aとの交差部よりも端部側が広く形成されているが、図11及び図12に示すスリット83a(スリット83b)と異なり、端部側が円形となっている。このようなスリット83c(スリット83d)であっても、同層間ショート部分の両側で電源線83を簡単に切断(レーザーカット)できるし、信号接続線81aとの交差部のスリット幅が狭いので、電圧降下が抑制され、シェーディングやクロストークの発生を防止できる。
また、図13(b)に示すように、スリット83e(スリット83f)も、信号接続線81aとの交差部よりも端部側が広く形成されているが、交差部から端部側に向けて徐々に開口が広がる形状となっている。このようなスリット83e(スリット83f)であっても、同層間ショート部分の両側で電源線83を簡単に切断(レーザーカット)できるし、信号接続線81aとの交差部のスリット幅が狭いので、電圧降下が抑制され、シェーディングやクロストークの発生を防止できる。
ところで、配線間のショートは、信号線81と電源線83との同層間ショート(交差部E)や走査線82と電源線83との同層間ショート(交差部F)だけでなく、信号線81と走査線82との間で発生することもある。そして、信号線81と走査線82との同層間ショートは、そのショート箇所をレーザーカットすると信号線81又は走査線82が断線してしまうため、修復が困難となっている。また、信号接続線81aと走査線82とが異層間ショートすることもあるが、この場合も、修復が困難である。
そこで次に、信号線81と走査線82との同層間ショートや、信号接続線81aと走査線82との異層間ショートを修復できる第4実施形態の有機ELディスプレイ90について説明する。
図14は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第4実施形態の有機ELディスプレイ90の配線構造を示す平面図である。
図14に示すように、有機ELディスプレイ90は、有機EL素子(図示せず)がM行×N列(図14では、図面の簡略化のため、2行×4列)のマトリックス状に配列されたものである。
ここで、有機ELディスプレイ90は、有機EL素子の各列ごとに配線された信号線91(本発明における第1配線に相当するもの)と、有機EL素子の各行ごとに配線された走査線92(本発明における第1配線に相当するもの)及び電源線93(本発明における第1配線に相当するもの)とが直交し、信号線91が走査線92及び電源線93の下を通っている(信号線91が走査線92及び電源線93と交差する位置で2つに枝分かれした後に分断され、分断された信号線91同士は、信号接続線91a(本発明における第2配線に相当するもの)及び信号接続線91b(本発明における第2配線に相当するもの)で接続されており、信号接続線91a及び信号接続線91bが走査線92及び電源線93の下層に配線されている)。
このように、第4実施形態の有機ELディスプレイ90は、信号線91を2つに枝分かれさせ、それぞれを信号接続線91a及び信号接続線91bで接続しているので、信号線91が2本(信号接続線91a及び信号接続線91b)となり、予めバイパスラインが形成された状態となっている。そして、有機ELディスプレイ80の生産工程(検査工程)で、信号線91の端部と走査線92との同層間ショート(交差部G)や、信号接続線91bと走査線92(TFTへの接続線)との同層間ショート(交差部H)が検出された場合には、検出されたショート部分を表面からのレーザ照射によって切断し、同層間ショートを修復して線欠陥等を防止する(交差部G及び交差部Hの太線部分)。なお、交差部Gでは、ゲート絶縁膜32(図8参照)の上層に形成された配線同士が同層間ショートしており、交差部Hでは、ゲート絶縁膜32の下層に形成された配線同士が同層間ショートしている。
図15は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第4実施形態の有機ELディスプレイ90における信号線91と走査線92との交差部G及び交差部H(図14に示す交差部G及び交差部H)の信号接続線91a及び信号接続線91bを示す平面図である。
図15に示すように、交差部G及び交差部Hでは、信号線91が2つに枝分かれし、それぞれが信号接続線91a及び信号接続線91bで接続されている。なお、信号線91及び走査線92は、ゲート絶縁膜32(図8参照)の上層に形成され、信号接続線91a及び信号接続線91bは、ゲート絶縁膜32の下層に形成されたものである。
ここで、図15に示す交差部G及び交差部Hのように、信号線91又は信号接続線91bと走査線92とが同層間ショートしていた場合には、2つに枝分かれした信号線91の信号接続線91b側を切断すれば良い。すると、ショート部分の両側で切断された信号接続線91bは機能しなくなるが、信号接続線91aがバイパスラインとなるので、同層間ショートが修復されたこととなる。なお、信号接続線91a側が同層間ショートした場合には、信号接続線91bがバイパスラインとなる。
このように、2本化された信号接続線91a及び信号接続線91bにより、エッチングミス等による信号線91と走査線92との同層間ショートが修復可能となる。すなわち、図15(a)に示す交差部Gでは、ゲート絶縁膜32(図8参照)の上層に形成された配線同士が同層間ショートしているが、信号接続線91b側の信号線91をレーザーカットすることによって修復できる。また、図15(b)に示す交差部Hでは、ゲート絶縁膜32の下層に形成された配線同士が同層間ショートしているが、この場合も、信号接続線91b側の信号線91をレーザーカットすることによって修復できる。
しかも、信号線91を2つに枝分かれさせているので、信号線91と信号接続線91a及び信号接続線91bとの接続孔が2箇所存在することとなる。そのため、エッチングミス等によってどちらかの接続孔が開かず、両者の接続ができない場合であっても、もう一方の接続孔を使用して接続することにより、信号線91の接続不良を回避できる。
図16は、本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第4実施形態の有機ELディスプレイ90における信号線91と走査線92との交差部G及び交差部H(図14に示す交差部G及び交差部H)の他の信号接続線91c(本発明における第2配線に相当するもの)及び信号接続線91d(本発明における第2配線に相当するもの)を示す平面図である。
図16に示すように、交差部G及び交差部Hでは、2つに枝分かれした信号接続線91c(信号接続線91d)によって信号線91が接続されている。
ここで、図16に示す交差部Gのように、信号接続線91dと走査線92とが異層間ショートしていた場合や、交差部Hのように、信号接続線91dと走査線92(TFTへの接続線)とが同層間ショートしていた場合には、信号接続線91d側を切断すれば良い。すると、ショート部分の両側で切断された信号接続線91dは機能しなくなるが、2つに枝分かれしたもう1つの信号接続線91cがバイパスラインとなるので、交差部Gの異層間ショートや交差部Hの同層間ショートが修復されたこととなる。なお、信号接続線91c側が異層間ショート又は同層間ショートした場合には、信号接続線91dがバイパスラインとなる。
このように、信号線91のすべてを2本化せず、2つに枝分かれした信号接続線91c(信号接続線91d)を用いることにより、走査線92及び電源線93との交差部のみにバイパスラインを形成できる。その結果、有機ELディスプレイ90内の金属面積の増加が防止され、歩留まりが向上するとともに、他の部品のレイアウトに余裕を与えることが可能となる。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
(1)各実施形態では、走査線52や信号線91を2つに枝分かれさせ、電源線53等を3つに枝分かれさせている。しかし、枝分かれさせる数は、これに限られない。
(2)各実施形態では、例えば、信号線51との交差部において、走査線52及び電源線53を枝分かれさせているが、補助配線54と交差する位置では、信号線51、走査線52、電源線53、又は補助配線54のいずれか1つ以上を枝分かれさせれば良い。すなわち、交差部の配線状況等に応じたバイパスラインが予め形成されるようにすれば良い。
(3)各実施形態では、有機EL素子20(発光素子)が発した光を基板11と反対側から取り出すようにしたトップエミッション方式について説明しているが、有機EL素子20(発光素子)が発した光を基板11と同じ側から取り出すようにしたボトムゲート方式にも適用できる。
(4)各実施形態では、例えば、TFT30(TFT30a,TFT30b)にa−Si(アモルファスシリコン)層33を用いているが、低温Poly−Si(低温ポリシリコン)や酸化物半導体等を用いても良い。また、各実施形態では、発光素子に有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)20を用いているが、無機エレクトロルミネッセンス素子や発光ダイオード等、上部電極と下部電極との間に発光層を形成することができる発光素子であれば広く適用できる。
本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイを示す平面図である。 図1に示す有機ELディスプレイの等価回路図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイの配線構造を示す平面図である。 図3に示す有機ELディスプレイにおける行方向(図3では、横方向)の断面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と走査線との交差部を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第1実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と電源線との交差部を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第2実施形態の有機ELディスプレイの配線構造を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第2実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と電源線との交差部のショート修復前の状態を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第2実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と走査線及び電源線との交差部のショート修復後の状態を示す平面図である。 図9に示す有機ELディスプレイにおける輝度減少を示すグラフである。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第3実施形態の有機ELディスプレイの配線構造を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第3実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と走査線及び電源線との交差部のスリットを示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第3実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と走査線及び電源線との交差部の他の形状のスリットを示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第4実施形態の有機ELディスプレイの配線構造を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第4実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と走査線との交差部の信号接続線を示す平面図である。 本発明のアクティブマトリックス型表示装置の一例として、第4実施形態の有機ELディスプレイにおける信号線と走査線との交差部の他の信号接続線を示す平面図である。 有機ELディスプレイの配線構造の参考例を示す平面図である。 図17に示す有機ELディスプレイにおける行方向(図17では、横方向)の断面図である。
符号の説明
10 有機ELディスプレイ(アクティブマトリックス型表示装置)
11 基板
20 有機EL素子(発光素子)
21 アノード電極(下部電極)
22 カソード電極(上部電極)
23 有機物層
30,30a,30b TFT(駆動手段)
32 ゲート絶縁膜(絶縁膜)
51 信号線(第1配線)
51a,51b 信号接続線(第2配線)
52 走査線(第1配線)
52a 本配線
52b 冗長配線(バイパスライン)
53 電源線(第1配線)
53a,53b スリット
54 補助配線(第1配線)
60 絶縁膜
70 有機ELディスプレイ(アクティブマトリックス型表示装置)
71 信号線(第1配線)
71a 信号接続線(第2配線)
72 走査線(第1配線)
73 電源線(第1配線)
73a,73b スリット
80 有機ELディスプレイ(アクティブマトリックス型表示装置)
81 信号線(第1配線)
81a 信号接続線(第2配線)
82 走査線(第1配線)
83 電源線(第1配線)
83a,83b,83c,83d,83e,83f スリット
90 有機ELディスプレイ(アクティブマトリックス型表示装置)
91 信号線(第1配線)
91a,91b,91c,91d 信号接続線(第2配線,バイパスライン)
92 走査線(第1配線)
93 電源線(第1配線)
93a,93b スリット

Claims (4)

  1. 基板上に設けられた駆動手段と、
    前記基板上に積層された絶縁膜と、
    前記絶縁膜上にマトリックス状に配列され、上部電極と下部電極との間に発光層として有機物層が配置された有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光素子と
    を備え、
    前記発光素子ごとに設けられた前記駆動手段によって駆動されるアクティブマトリックス型表示装置であって、
    前記発光素子を発光させるために必要な第1配線と、
    前記絶縁膜を介して前記第1配線の下層に設けられ、前記発光素子を発光させるために必要な第2配線と
    を備え、
    前記第1配線の中の1つは、前記発光素子の電源線であり、
    前記電源線は、前記電源線及び前記電源線に近接配置された他の前記第1配線と前記第2配線とが交差する位置で、スリットによって複数に枝分かれしてい
    アクティブマトリックス型表示装置。
  2. 請求項1に記載のアクティブマトリックス型表示装置において、
    他の前記第1配線は、マトリックス状に配列された前記発光素子の各列ごとに配線された信号線、及び前記発光素子の各行ごとに配線された走査線であり、
    前記信号線は、前記走査線及び前記電源線と前記第2配線とが交差する位置で、バイパスラインによって枝分かれした後に分断されており、
    前記第2配線は、枝分かれして分断されたそれぞれの前記信号線同士を接続する信号接続線である
    アクティブマトリックス型表示装置。
  3. 請求項1に記載のアクティブマトリックス型表示装置において、
    他の前記第1配線は、マトリックス状に配列された前記発光素子の各列ごとに配線された信号線、及び前記発光素子の各行ごとに配線された走査線であり、
    前記第2配線は、前記走査線及び前記電源線と交差する位置で分断された前記信号線同士を接続する信号接続線であり、
    前記信号接続線は、前記信号接続線と前記走査線及び前記電源線とが交差する位置で、バイパスラインによって枝分かれしている
    アクティブマトリックス型表示装置。
  4. 請求項1に記載のアクティブマトリックス型表示装置において、
    前記スリットは、前記電源線及び他の前記第1配線と前記第2配線との交差部よりも端部側が広く形成されている
    アクティブマトリックス型表示装置。
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