JP5004606B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関し、特に、液晶表示装置に適用して有効な技術に関するものである。
従来、液晶表示装置には、スイッチング素子としてTFT素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置がある。アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、たとえば、液晶表示パネルを構成する一対の基板のうちの一方の基板に、複数本の走査信号線と、絶縁層を介して前記複数本の走査信号線と立体的に交差する複数本の映像信号線と、2本の隣接する走査信号線および2本の隣接する映像信号線で囲まれる画素領域に対して配置されるTFT素子および画素電極とが設けられている。このとき、各画素領域に対して配置されるTFT素子は、ゲートが走査信号線に接続され、ドレインが映像信号線に接続され、ソース電極が画素電極に接続されている。以下、アクティブマトリクス型の液晶表示装置のことを、単に液晶表示装置と呼ぶ。
前記液晶表示装置では、前記TFT素子に不良があると、たとえば、そのTFT素子のソース電極に接続された画素電極に対して階調電圧(映像信号)を加えることができなくなり、ドット抜けと呼ばれる点欠陥が生じる。そのため、近年の液晶表示装置では、各画素領域に対して予備のTFT素子(フローティングTFTと呼ぶこともある)を配置することがある(たとえば、特許文献1を参照。)。
前記予備のTFT素子を設けておくと、初期状態で使用されるTFT素子に問題が発生した場合に、たとえば、問題が発生したTFT素子のドレイン電極を映像信号線から切り離し、前記予備のTFT素子のドレイン電極を映像信号線に接続し、前記予備のTFT素子のソース電極を画素電極に接続することで点欠陥を回避することができる。
特開平7−104311号公報
ところで、従来の液晶表示装置において、前記予備のTFT素子を設ける場合、前記予備のTFT素子は、たとえば、初期状態で使用されるTFT素子と同じ形状で同じ大きさであることが多い。
しかしながら、近年の液晶表示装置は、高精細化や高開口率化などにより、1つの画素領域に対して、初期状態で使用されるTFT素子と同じ形状、同じ大きさである予備のTFT素子を配置することが難しくなってきている。
また、液晶表示装置がIPS方式などの横電界駆動方式の場合、前記TFT素子や前記画素電極が設けられる基板に、前記画素電極と対向する対向電極(共通電極と呼ぶこともある)が設けられている。横電界駆動方式の液晶表示装置には、たとえば、対向電極が、絶縁層を介して画素電極と平面でみて重なるように配置されており、かつ、走査信号線の両側に配置された2つの対向電極が、走査信号線と立体的に交差するブリッジ配線で接続されているものがある。このような液晶表示装置の場合、予備のTFT素子は、平面でみて前記ブリッジ配線と重ならないように配置する必要がある。そのため、予備のTFT素子を配置することが、さらに難しくなっている。
本発明の目的は、たとえば、液晶表示装置の画素領域に対して予備のTFT素子を効率よく配置することが可能な技術を提供することにある。
本発明の目的は、たとえば、液晶表示装置の表示領域の点欠陥を防ぐことが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概略を説明すれば、以下の通りである。
(1)複数本の走査信号線と、絶縁層を介して前記複数本の走査信号線と立体的に交差する複数本の映像信号線と、2本の隣接する走査信号線および2本の隣接する映像信号線で囲まれる画素領域に対して配置されるTFT素子および画素電極とを有する基板を備える表示装置であって、前記基板は、1つの画素領域に対して、チャネル層およびドレイン電極ならびにソース電極がそれぞれ独立した第1のTFT素子と第2のTFT素子が配置されており、各画素領域の第1のTFT素子と第2のTFT素子は、前記映像信号線に映像信号が加わり、前記走査信号線に走査信号が加わったときに、いずれか一方のTFT素子のみが動作し、前記第1のTFT素子と前記第2のTFT素子は、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さまたは形状あるいはチャネル幅およびチャネル長が異なり、前記走査信号線は、前記基板を平面でみたときに該走査信号線の幅が細くなる切り欠き部を有し、前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極のそれぞれの端部は、前記基板を平面でみたときに前記切り欠き部の上に位置している表示装置。
(2)前記(1)の表示装置において、前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極は、前記基板を平面でみたときに走査信号線と重なる領域および重ならない領域を有する表示装置。
(3)前記(1)または(2)の表示装置において、前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極は、前記基板を平面で見たときに画素電極と重ならない表示装置。
)前記(1)乃至()のいずれかの表示装置において、前記画素電極は、前記基板を平面でみたときに前記走査信号線と対向する辺に、切り欠き部を有し、前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極のそれぞれの端部は、前記基板を平面でみたときに前記切り欠き部の上に位置している表示装置。
)前記()の表示装置において、前記画素電極の前記切り欠き部のうちの、前記第2のTFT素子のドレイン電極と、前記第1のTFT素子のドレイン電極または前記第2のTFT素子のドレイン電極が接続している映像信号線との間にある部分は、前記第2のTFT素子のゲートが接続している走査信号線に近づくにつれて、前記第1のTFT素子のドレイン電極または前記第2のTFT素子のドレイン電極が接続している前記映像信号線側に広がっている表示装置。
)前記(1)乃至()のいずれかの表示装置において、前記基板は、前記各画素領域に対して配置される共通電極と、走査信号線と立体的に交差し、かつ、該走査信号線の両側に配置された共通電極に接続されるブリッジ配線を有し、前記基板は、前記共通電極がブリッジ配線で他の画素領域の共通電極と電気的に接続されている第1の画素領域と、接続されていない第2の画素領域とを有し、前記第1の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子と、前記第2の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さまたは形状あるいはチャネル幅およびチャネル長が異なる表示装置。
)前記()の表示装置において、前記第1の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、前記第1の画素領域に対して配置される前記第1のTFT素子と、前記ブリッジ配線の間に配置されている表示装置。
)前記()の表示装置において、前記第1の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、ドレイン電極がU字型のトランジスタ素子であり、前記第2の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、ドレイン電極およびソース電極が平行に配置されたトランジスタ素子である表示装置。
)前記(1)乃至()のいずれかの表示装置において、前記第1のTFT素子は、ドレイン電極がU字型のトランジスタ素子であり、前記第2のTFT素子は、ドレイン電極およびソース電極が平行に配置されたトランジスタ素子である表示装置。
10)前記(1)乃至()のいずれかの表示装置において、前記第2のTFT素子は、ドレイン電極がU字型のトランジスタ素子である表示装置。
11)前記(1)乃至()のいずれかの表示装置において、前記第2のTFT素子は、ドレイン電極およびソース電極がともにU字型のトランジスタ素子であり、かつ、前記ドレイン電極の2つの概略平行な部分と、前記ソース電極の2つの概略平行な部分とが、交互に配置されている表示装置。
12)前記(1)乃至(11)のいずれかの表示装置において、前記ドレイン電極の前記2つの概略平行な部分のうちの、前記ソース電極の2つの概略平行な部分の間にあるほうの部分の幅は、もう一方の部分の幅よりも広く、前記ソース電極の前記2つの概略平行な部分のうちの、前記ドレイン電極の2つの概略平行な部分の間にあるほうの部分の幅は、もう一方の部分の幅よりも広い表示装置。
13)前記(1)乃至(12)のいずれかの表示装置において、前記第1のTFT素子と前記第2のTFT素子は、チャネル幅をチャネル長で除した値が等しい表示装置。
14)前記(1)乃至(13)のいずれかの表示装置において、前記基板は、一対の基板の間に液晶を封入した液晶表示パネルにおける、前記一対の基板のうちの一方の基板である表示装置。
本発明の表示装置によれば、1つの画素領域に対して第1のTFT素子と第2のTFT素子とを配置するときに、これら2つのTFT素子を効率よく配置することができる。すなわち、各画素領域に対して予備のTFT素子を効率よく配置することができる。そのため、液晶表示装置の表示領域の点欠陥を防ぐことができる。
以下、本発明について、図面を参照して実施の形態(実施例)とともに詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図1乃至図5は、本発明が適用される表示パネルの一構成例を示す模式図である。
図1は、液晶表示パネルを観察者側からみた模式平面図である。図2は、図1のA−A'線における模式断面図である。図3は、液晶表示パネルのTFT基板における表示領域の1画素の構成例を示す模式平面図である。図4は、図3のB−B'線における模式断面図である。図5は、図3のC−C'線における模式断面図である。
本発明は、数本の走査信号線と、絶縁層を介して前記複数本の走査信号線と立体的に交差する複数本の映像信号線と、2本の隣接する走査信号線および2本の隣接する映像信号線で囲まれる画素領域に対して配置されるTFT素子および画素電極とを有する基板を備える表示装置に関するものである。このような基板は、たとえば、液晶表示パネルを構成する一対の基板のうちの一方の基板(TFT基板)に用いられる。
液晶表示パネルは、たとえば、図1および図2に示すように、一対の基板1,2の間に液晶材料3を封入した表示パネルである。このとき、一対の基板1,2は、表示領域DAの外側に環状に配置されたシール材4で接着されており、液晶材料3は、一対の基板1,2およびシール材4で囲まれた空間に封入されている。また、一対の基板1,2の外側を向いた面には、たとえば、一対の偏光板5A,5Bが設けられている。またこのとき、基板1と偏光板5Aの間、基板2と偏光板5Bの間に、1層または複数層の位相差板が設けられていることもある。
一対の基板1,2のうち、観察者側からみた外形寸法が大きい方の基板1は、一般に、TFT基板と呼ばれる。図1および図2では省略しているが、TFT基板1は、ガラス基板などの透明な基板の表面の上に、複数本の走査信号線と、絶縁層を介して前記複数本の走査信号線と立体的に交差する複数本の映像信号線が形成されている。そして、2本の隣接する走査信号線と2本の隣接する映像信号線で囲まれた領域が1つの画素領域に相当し、各画素領域に対してTFT素子や画素電極などが配置されている。また、TFT基板1と対をなす他方の基板2は、一般に、対向基板と呼ばれる。
前記液晶表示パネルが、たとえば、TN方式やVA方式のような縦電界方式と呼ばれる駆動方式の場合、TFT基板1の画素電極と対向する対向電極(共通電極とも呼ばれる)は、対向基板2側に設けられる。また、前記液晶表示パネルが、たとえば、IPS方式のような横電界方式と呼ばれる駆動方式の場合、前記対向電極は、TFT基板1側に設けられる。
次に、液晶表示パネルの表示領域DAの1画素の構成例について、図3乃至図5を参照して簡単に説明する。
本発明は、液晶表示パネルの中でも、特に、TFT基板1の1画素の構成が、図3乃至図5に示すような構成の横電界方式の液晶表示パネルに適用することが望ましい。このとき、TFT基板1は、たとえば、図3乃至図5に示すように、ガラス基板SUBの表面に、x方向に延在する複数本の走査信号線GLが設けられており、走査信号線GLの上には、第1の絶縁層PAS1を介してy方向に延在し、複数本の走査信号線GLと立体的に交差する複数本の映像信号線DLが設けられている。そして、2本の隣接する走査信号線GLと2本の隣接する映像信号線DLによって囲まれた領域が1つの画素領域に相当する。
また、ガラス基板SUBの表面には、たとえば、画素領域毎に、平板状の対向電極CTが設けられている。このとき、x方向に並んだ各画素領域の対向電極CTは、走査信号線GLと並行した共通信号線CLによって電気的に接続されている。また、走査信号線GLからみて、共通信号線CLが設けられている方向と反対側には、対向電極CTと電気的に接続されている共通接続パッドCPが設けられている。またこのとき、たとえば、対向電極CTと、走査信号線GLや共通信号線CLなどを形成するときに、ITO膜とアルミニウムなどの金属膜を一括してパターニングすることがある。その場合、走査信号線GLと基板SUBの間には、ITO膜が介在する(残る)。
また、第1の絶縁層PAS1の上には、映像信号線DLの他に、半導体層、ドレイン電極SD1、およびソース電極SD2が設けられている。このとき、半導体層は、たとえば、アモルファスシリコン(a−Si)を用いて形成されており、各画素領域に対して配置されるTFT素子のチャネル層SCとしての機能を持つものの他に、たとえば、走査信号線GLと映像信号線DLが立体的に交差する領域における走査信号線GLと映像信号線DLの短絡を防ぐもの(図示しない)がある。このとき、TFT素子のチャネル層SCとしての機能を持つ半導体層は、映像信号線DLに接続しているドレイン電極SD1とソース電極SD2の両方が接続されている。
また、映像信号線DLなどが形成された面(層)の上には、第2の絶縁層PAS2を介して画素電極PXが設けられている。画素電極PXは、画素領域毎に独立した電極であり、第2の絶縁層PASに設けられた開口部(スルーホール)TH1においてソース電極SD2と電気的に接続されている。また、対向電極CTと画素電極PXが、図3乃至図5に示したように、第1の絶縁層PAS1および第2の絶縁層PAS2を介して積層配置されている場合、画素電極PXは、スリットSLが設けられたくし歯形状の電極になっている。
また、第2の絶縁層PAS2の上には、画素電極PXの他に、たとえば、走査信号線GLを挟んで上下に配置された2つの対向電極CTを電気的に接続するためのブリッジ配線BRが設けられている。このとき、ブリッジ配線BRは、走査信号線GLを挟んで配置された共通信号線CLおよび共通接続パッドCPとスルーホールTH2,TH3によって接続される。
また、第2の絶縁層PAS2の上には、画素電極PXおよびブリッジ配線BRを覆うように配向膜ORIが設けられている。なお、図示は省略するが、対向基板2は、TFT基板1の配向膜ORIが設けられた面に対向するように配置される。
以下、1画素の構成が、図3乃至図5に示したような構成のTFT基板1に、本発明を適用した場合の構成例および作用効果について説明する。
図6は、本発明による実施例1のTFT基板におけるTFT素子の構成例を示す模式平面図である。図7は、図6のD−D’線における模式断面図である。なお、図6では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
実施例1のTFT基板1は、1画素の構成が図3乃至図5に示したような横電界駆動方式の液晶表示パネルで用いられるTFT基板である。また、実施例1のTFT基板1では、2本の隣接する走査信号線および2本の隣接する映像信号線で囲まれた1つの画素領域に対して、初期状態で使用される第1のTFT素子と、前記第1のTFT素子が故障しているときに使用される第2のTFT素子(予備のTFT素子)とが配置されている。
このとき、1つの画素領域に対して配置される前記第1のTFT素子および前記第2のTFT素子は、たとえば、図6に示すような配置になっている。なお、図6において、第1のTFT素子は、半導体層MSC、ドレイン電極MSD1、およびソース電極MSD2を有するTFT素子であり、第2のTFT素子は、半導体層FSC、ドレイン電極FSD1、およびソース電極FSD2を有するTFT素子である。また、第1のTFT素子のドレイン電極MSD1は、たとえば、2本の隣接する映像信号線DLn−1,DLのうちの映像信号線DLn−1のほうと一体的に形成されている。
また、1本の走査信号線GLを挟んで隣接する対向電極CTを接続するブリッジ配線BRは、通常、図6に示すように、2本の隣接する映像信号線DLn−1,DLのうちの、第1のTFT素子のドレイン電極MSD1が接続していないほうの映像信号線DLの近傍に配置(形成)される。そのため、第2のTFT素子の半導体層FSC、ドレイン電極FSD1、およびソース電極FSD2は、第1のTFT素子とブリッジ配線BRとの間に配置(形成)する。
前記第2のTFT素子は、初期状態で使用される第1のTFT素子に不良(故障)が有り、そのままでは点欠陥、たとえば、常時最低階調表示または常時最大階調表示になる場合に備えて設けられた予備のTFT素子である。そのため、前記第2のTFT素子は、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さや形状が、前記第1のTFT素子と同じであることが望ましい。
しかしながら、本発明は、たとえば、常時最低階調表示または常時最大階調表示になるのを回避することを主な目的としている。そのため、前記第2のTFT素子は、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さや形状が、前記第1のTFT素子と異なっていてもよいし、前記第1のTFT素子よりも小さくてもよい。
ただし、前記第1のTFT素子と前記第2のTFT素子とは、たとえば、それぞれのTFT素子におけるチャネル幅Wをチャネル長Lで除した値(W/L)が等しくなるようにすることが望ましい。
また、実施例1のTFT基板1では、たとえば、図6および図7に示すように、走査信号線GLのうちの、前記第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部と平面で見て重なる位置に切り欠き部UC1を設け、ソース電極FSD2の端部と平面でみて重なる位置に切り欠き部UC2を設ける。すなわち、実施例1のTFT基板1において、前記第2のTFT素子のドレイン電極MSD1およびソース電極MSD2は、それぞれ、走査信号線GLと重なる領域および重ならない領域を有する。また、前記第2のTFT素子のドレイン電極MSD1およびソース電極MSD2のうちの、走査信号線GLと重ならない領域は、画素電極PXとも重ならない。
またこのとき、前記第2のTFT素子のソース電極FSD2の端部と平面でみて重なる位置に設ける切り欠き部UC2は、たとえば、図6に示すように、ブリッジ配線BRの近傍に設けることが望ましい。ブリッジ配線BRの近傍は、ブリッジ配線BRと画素電極PXとの間が広くなっているので、そこにソース電極FSD2の端部を設ければ、切り欠き部UC2の切り欠き寸法を小さくすることができる。
図8および図9は、実施例1のTFT基板の修正方法を説明するための模式図である。
図8は、修正方法の一例を説明するための模式平面図である。図9は、図8のE−E’線における模式断面図である。なお、図8では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
実施例1のTFT基板1は、従来のものと同じ手順で製造され、TFT素子の半導体層(チャネル層)を形成する工程において、初期状態で使用される第1のTFT素子のチャネル層MSCに加え、第2のTFT素子のチャネル層FSCを形成する。また、映像信号線DLなどを形成する工程で、初期状態で使用される第1のTFT素子のドレイン電極MSD1およびソース電極MSD2に加え、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1およびソース電極FSD2を形成する。
そして、従来の手順に沿って画素電極PXおよびブリッジ配線BRまでを製造した後、たとえば、各画素領域に配置された第1のTFT素子が正常に動作するかの検査を行う。
この検査において、たとえば、図6に示した第1のTFT素子のチャネル層MSC、ドレイン電極MSD1、およびソース電極MSD2のいずれかに不良があり、点欠陥が発生する場合、当該画素領域のTFT素子(スイッチング素子)を、第1のTFT素子から第2のTFT素子に切り替える修正が行われる。
このときの修正は、たとえば、まず、図8に示すように、第1のTFT素子のドレイン電極MSD1を映像信号線DLn−1から切り離し、ソース電極MSD2を画素電極PXから切り離す。この切り離しは、たとえば、レーザを照射して行う。また、ドレイン電極MSD1とソース電極MSD2の切り離し位置は任意であるが、それぞれ、半導体層MSC上、走査信号線GLと映像信号線DLn−1との間に介在するスペーサー層SSC上で行うことが望ましい。なお、スペーサー層SSCは、走査信号線GLおよび共通信号線CLと映像信号線DLとが立体的に交差する領域において、たとえば、走査信号線GLと映像信号線DL、共通信号線CLと映像信号線DLが短絡するのを防ぐための層であり、たとえば、TFT素子の半導体層SCを形成する工程で形成される。
次に、たとえば、図8および図9に示すように、第2の絶縁層PAS2のうちの、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部およびソース電極FSD2の端部の上を開口してスルーホールTH4,TH5を形成するとともに、映像信号線DLn−1の上を開口してスルーホールTH6を形成する。このとき、各スルーホールTH4,TH5,TH6は、たとえば、レーザを照射して形成する。
次に、たとえば、図8および図9に示すように、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部と映像信号線DLn−1、ソース電極FSD2と画素電極PXを、それぞれ、導電膜6で電気的に接続する。導電膜6は、たとえば、レーザCVD膜で形成する。なお、導電膜6を形成する面は、画素電極PXが形成されている面であるため、第2のTFT素子のソース電極MSD2と画素電極PXを接続する導電膜6は、スルーホールTH1が形成された位置まで延ばさなくてもよいことはもちろんである。
このような修正を行うときに、走査信号線GLに切り欠き部UC1,UC2を設けておき、平面でみて走査信号線GLと重ならない位置にスルーホールTH4,TH5を形成すれば、仮に、各スルーホールがドレイン電極FSD1またはソース電極FSD2を貫通してしまった場合でも、走査信号線GLと導電膜6とが接続(短絡)することを防げる。そのため、各画素領域の不良(点欠陥)を容易に修正できる。
なお、図6に示した平面図では、第2のTFT素子のチャネル領域の平面形状がクランク状になるようにドレイン電極FSD1およびソース電極FSD2が配置(形成)されている。しかしながら、第2のTFT素子のチャネル領域の平面形状は、第1のTFT素子と同様のU字型になっていてもよいし、単純な矩形になっていてもよいことはもちろんである。
図10は、実施例1のTFT基板の第1の変形例を説明するための模式平面図である。なお、図10では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
図3乃至図5に示したようなTFT基板1において、1本の走査信号線GLの両側に配置される対向電極CTは、一般に、表示領域DAの外側に配置されたコモンバスライン(図示しない)により電気的に接続されている。そのため、1本の走査信号線GLの両側に配置される対向電極CTを接続するブリッジ配線BRは、走査信号線GLの延在方向に並んだ画素領域のすべてに対して配置する必要はなく、たとえば、図10に示すように、ブリッジ配線BRが設けられた第1の画素領域と、設けられていない第2の画素領域の2種類の画素領域があってもよい。
このとき、2本の隣接する映像信号線DLn−1,DLの間にブリッジ配線BRが設けられている第1の画素領域と、2本の隣接する映像信号線DL,DLn+1の間にブリッジ配線BRが設けられていない第2の画素領域のそれぞれに配置された、初期状態で使用される第1のTFT素子は、図10に示すように、走査信号線GL、半導体層(チャネル層)MSC、ドレイン電極MSD1、およびソース電極MSD2で構成されている。またこのとき、第1のTFT素子のドレイン電極MSD1は映像信号線DLに接続され、ソース電極SD2は画素電極PXに接続されている。
また、第1の画素領域に対して配置される第2のTFT素子は、走査信号線GL、半導体層FSC1、ドレイン電極FSD1、およびソース電極FSD2で構成されており、半導体層FSC1、ドレイン電極FSD1、およびソース電極FSD2は、それぞれ、第1のTFT素子の半導体層(チャネル層)MSC、ドレイン電極MSD1、ソース電極MSD2と独立している。
同様に、第2の画素領域に対して配置される第2のTFT素子は、走査信号線GL、半導体層FSC2、ドレイン電極FSD3、およびソース電極FSD4で構成されており、半導体層FSC2、ドレイン電極FSD3、およびソース電極FSD4は、それぞれ、第1のTFT素子の半導体層(チャネル層)MSC、ドレイン電極MSD1、ソース電極MSD2と独立している。
またさらに、第1の画素領域と第2の画素領域のように、第2のTFT素子を配置することが可能な領域が異なる場合、第1の画素領域に配置する第2のTFT素子と、第2の画素領域に配置する第2のTFT素子とは、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さまたは形状あるいはチャネル幅およびチャネル長を変えることができ、たとえば、図10に示すように、平面形状の異なるTFT素子を配置することができる。
このように、ブリッジ配線BRの有無により第2のTFT素子の平面形状を変える場合も、走査信号線GLの、ドレイン電極FSD1の端部と平面で見て重なる位置に切り欠き部UC1、ソース電極FSD2の端部と平面でみて重なる位置に切り欠き部UC2、ドレイン電極FSD3の端部と平面で見て重なる位置に切り欠き部UC3、ソース電極FSD4と平面で見て重なる位置に切り欠き部UC4を設ければ、各画素領域の不良(点欠陥)を容易に修正できる。
図11は、実施例1のTFT基板の第2の変形例を説明するための模式平面図である。図12は、実施例1のTFT基板の第3の変形例を説明するための模式平面図である。図13は、実施例1のTFT基板の第4の変形例を説明するための模式平面図である。なお、図11および図12では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
実施例1のTFT基板1は、たとえば、1つの画素領域に対して、初期状態で使用される第1のTFT素子の他に、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さまたは形状あるいはチャネル幅およびチャネル長が異なる予備のTFT素子(第2のTFT素子)を設けることで、第1のTFT素子の不良による点欠陥を容易に修正できるようにしている。
また、実施例1のTFT基板1では、点欠陥、たとえば、常時最低階調表示または常時最大階調表示になるのを回避することができればよいので、第2のTFT素子の形状には種々の形状が適用できることはもちろんである。
たとえば、図10に示した例において、ブリッジ配線BRが設けられていない第2の画素領域に配置した第2のTFT素子は、ドレイン電極FSD3が、y方向を上下方向とするU字型、すなわち2つの平行な部分(直線部分)がy方向に延びているU字型である。しかしながら、ドレイン電極FSD3をU字型にする場合、たとえば、図11に示すように、x方向を上下方向とする配置、すなわちドレイン電極FSD3の2つの直線部分がx方向に延びるようにしてもよい。
また、ブリッジ配線BRが設けられていない第2の画素領域は、ブリッジ配線BRが設けられている第1の画素領域に比べて、第2のTFT素子を配置することが可能な領域が広い。そのため、第2の画素領域に配置する第2のTFT素子を、たとえば、図12に示すように、チャネル領域(キャリアが移動する領域)が矩形になる平行トランジスタにすることも可能である。
またさらに、図11および図12に示した例は、ブリッジ配線BRが設けられていない第2の画素領域に対して配置する第2のTFT素子の平面形状を挙げている。しかしながら、これに限らず、ブリッジ配線BRが設けられている第1の画素領域に対して配置する第2のTFT素子についても、図11または図12に示したような平面形状にしてもよいことはもちろんである。
また、ブリッジ配線BRが設けられている第1の画素領域は、ブリッジ配線BRが設けられている分、第2のTFT素子を配置することが可能な領域が狭い。そのため、第1の画素領域に対して配置する第2のTFT素子は、半導体層FSCと走査信号線GLとが平面で見て重なる領域の面積が狭くても、チャネル幅は大きくなる平面形状にすることが望ましい。そのような平面形状としては、たとえば、図13に示すように、ドレイン電極FSD1およびソース電極FSD2をともにU字型にした形状が挙げられる。
また、図13に示したような平面形状にする場合、たとえば、ドレイン電極FSD1の2つの平行な部分(直線部分)FSD11,FSD12のうちの、ソース電極FSD2の2つの平行な部分(直線部分)FSD21,FSD22に挟まれているほうの部分FSD12の幅L12を、もう一方の部分のFSD11の幅L11よりも太くすることが望ましい。同様に、ソース電極FSD2の2つの平行な部分(直線部分)FSD21,FSD22のうちの、ドレイン電極FSD1の2つの平行な部分(直線部分)FSD11,FSD12に挟まれているほうの部分FSD21の幅L21を、もう一方の部分のFSD22の幅L22よりも太くすることが望ましい。このように、ドレイン電極SD1およびソース電極FSD2をともにU字型にする場合、電流が集中する部分FSD12,FSD21の幅を広くすることで、キャリアの移動をスムーズに行うことができる。
なお、図11乃至図13は、第2のTFT素子の平面形状の変形例の一例であり、第2のTFT素子は、図6、図10乃至図13に示した平面形状に限らず、その他の平面形状であってもよいことはもちろんである。
また、実施例1において、第1のTFT素子は、ドレイン電極SD1(MSD)がU字型のトランジスタ素子を例に挙げており、さらにドレイン電極SD1の直線部分がy方向に延びている場合(縦置き)を例に挙げている。しかしながら、第1のTFT素子に関しても、図6などに挙げた平面形状に限らず、その他の平面形状であってもよいことはもちろんである。
また、実施例1では、TFT基板1の1画素の構成が、図3乃至図5に示したような構成である横電界駆動方式の液晶表示パネルを例に挙げているが、これに限らず、1画素の構成が他の構成である液晶表示パネルにも適用可能であることはもちろんである。
図14は、本発明による実施例2のTFT基板におけるTFT素子の構成例を示す模式平面図である。なお、図14では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
実施例1では、たとえば、図6に示したように、走査信号線GLに切り欠き部UC1,UC2を形成し、予備のTFT素子である第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部およびソース電極FSD2の端部を、当該切り欠き部UC1,UC2に配置している。
しかしながら、近年の液晶表示装置では、たとえば、各画素領域の開口率を高くするために、たとえば、図10に示すように、走査信号線GLのうちの、第1のTFT素子が配置される領域のみの幅を広くし、その他の領域の幅を狭くすることがある。このような場合、たとえば、走査信号線GLの切り欠き部UC1,UC2を大きくすると、第2のTFT素子を配置することが可能な領域が狭くなり、第2のTFT素子のチャネル幅およびチャネル長が小さくなってしまう。
そのため、実施例2のTFT基板1では、第2のTFT素子のドレイン電極の端部およびソース電極の端部が、平面でみて走査信号線GLおよび画素電極PXと重ならないようにするために、たとえば、図14に示すように、走査信号線GLだけでなく、画素電極PXにも切り欠き部UCp1,UCp2を設ける。このようにすれば、走査信号線GLの切り欠き寸法を小さくすることができる。
図15乃至図17は、実施例2のTFT基板の変形例を説明するための模式平面図である。
図15は、実施例2のTFT基板の変形例の一例を示す模式平面図である。図16は、画素電極に切り欠き部を設けたときに生じる問題の一例を説明するための模式平面図である。図17は、図15に示したTFT基板の作用効果を説明するための模式平面図である。なお、図15乃至図17では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
実施例2のTFT基板1は、画素電極PXに切り欠き部UCを設けることで、走査信号線GLの切り欠き部UC1,UC2の切り欠き寸法を小さくし、走査信号線GL上における第2のTFT素子を配置することが可能な領域が狭くなることを防ぐ。
すなわち、実施例2のTFT基板1では、たとえば、図15に示すように、画素電極PXの切り欠き部UCp1,UCp2の切り欠き寸法を大きくすれば、走査信号線GLには切り欠き部を設けないようにすることも可能である。またこのとき、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部側にある画素電極PXの切り欠き部UCp1は、たとえば、第1のTFT素子のドレイン電極MSD1または第2のTFT素子のドレイン電極FSD1が接続する映像信号線DLn−1側の辺UCp11をy方向から角度θだけ傾けて、当該第2のTFT素子のゲートが接続している走査信号線GLに近づくにつれて、広くなるように形成することが望ましい。
実施例2のTFT基板1において、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部側にある画素電極PXの切り欠き部UCp1が、たとえば、図16に示すように、矩形である場合、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1と映像信号線DLn−1とを導電膜6で接続すると、導電膜6と画素電極PXとが接触し、短絡してしまう可能性が高い。
一方、画素電極PXの切り欠き部UCp1の辺UCp11をy方向から角度θだけ傾けて、走査信号線GLに近づくにつれて広くなるようにしておくと、たとえば、図17に示すように、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1と映像信号線DLn−1とを導電膜6で接続したときに、導電膜6と画素電極PXとの間に十分なスペースがあり、導電膜6と画素電極PXとが短絡する可能性を低くできる。
以上、本発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることはもちろんである。
たとえば、前記実施例では、液晶表示装置(液晶表示パネル)に本発明を適用した例を示しているが、これに限らず、他の表示装置であってもよいことはもちろんである。すなわち、本発明は、2本の隣接する走査信号線および2本の隣接する映像信号線で囲まれた1つの画素領域に対して、初期状態で使用される第1のTFT素子と、第1のTFT素子に不良が発生した場合に使用される第2のTFT素子が配置された基板を有する表示装置であれば、どのような表示装置にも適用することが可能である。
図18は、実施例1および実施例2のTFT基板の第1の応用例を説明するための模式平面図である。図19は、実施例1および実施例2のTFT基板の第2の応用例を説明するための模式平面図である。なお、図18および図19では、画素電極PXのスリットSLを省略している。
前記実施例1および実施例2では、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1およびソース電極FSD2の端部、言い換えると、修正するときに導電膜6が接続する部分が、平面でみて走査信号線GLおよび画素電極PXとは重ならないようにしている。
これは、第2のTFT素子のドレイン電極FSD1の端部上、およびソース電極FSD2の端部上にスルーホールTH4,TH5を形成するときに、たとえば、スルーホールTH4,TH5がドレイン電極FSD1またはソース電極FSD2を貫通してしまっても、導電層6と走査信号線GLとが短絡しないようにするためである。
このことを考慮すると、たとえば、図18に示すように、走査信号線GLのうちの、映像信号線DL(DLn−1,DL)と立体的に交差する領域の幅を狭くし、走査信号線GLと共通信号線CLとの間隙を広くしてもよい。このようにすると、たとえば、映像信号線DLn−1にスルーホールTH6を形成するときに、平面でみて走査信号線GLとは重ならない領域にスルーホールTH6を形成することができる。そのため、たとえば、スルーホールTH6が映像信号線DLn−1やスペーサー層SSCを貫通してしまっても、導電層6と走査信号線GLとが短絡しないようにすることができる。
また、このように、走査信号線GLのうちの、映像信号線DLと立体的に交差する領域の幅を狭くすると、たとえば、図19に示すように、第1のTFT素子のドレイン電極MSD1のうちの、半導体層MSCのドレイン領域に接している部分と映像信号線DLn−1とを接続する部分を、平面でみて走査信号線GLとは重ならない領域に出すことができる。そのため、たとえば、ドレイン電極MSD1と走査信号線GLとの間の配線容量を小さくできる。
液晶表示パネルを観察者側からみた模式平面図である。 図1のA−A'線における模式断面図である。 液晶表示パネルのTFT基板における表示領域の1画素の構成例を示す模式平面図である。 図3のB−B'線における模式断面図である。 図3のC−C'線における模式断面図である。 本発明による実施例1のTFT基板におけるTFT素子の構成例を示す模式平面図である。 図6のD−D’線における模式断面図である。 修正方法の一例を説明するための模式平面図である。 図8のE−E’線における模式断面図である。 実施例1のTFT基板の第1の変形例を説明するための模式平面図である。 実施例1のTFT基板の第2の変形例を説明するための模式平面図である。 実施例1のTFT基板の第3の変形例を説明するための模式平面図である。 実施例1のTFT基板の第4の変形例を説明するための模式平面図である。 本発明による実施例2のTFT基板におけるTFT素子の構成例を示す模式平面図である。 実施例2のTFT基板の変形例の一例を示す模式平面図である。 画素電極に切り欠き部を設けたときに生じる問題の一例を説明するための模式平面図である。 図15に示したTFT基板の作用効果を説明するための模式平面図である。 実施例1および実施例2のTFT基板の第1の応用例を説明するための模式平面図である。 実施例1および実施例2のTFT基板の第2の応用例を説明するための模式平面図である。
符号の説明
1…TFT基板
SUB…ガラス基板
GL…走査信号線
CL…共通信号線
CP…共通接続パッド
CT…対向電極
PAS1…第1の絶縁層
DL,DLn−1,DL,DLn+1…映像信号線
SC…TFT素子のチャネル層(半導体層)
SD1…ドレイン電極
SD2…ソース電極
PAS2…第2の絶縁層
PX…画素電極
SL…スリット
BR…ブリッジ配線
MSC…第1のTFT素子のチャネル層(半導体層)
MSD1…第1のTFT素子のドレイン電極
MSD2…第1のTFT素子のソース電極
FSC1,FSC2…第2のTFT素子のチャネル層(半導体層)
FSD1,FSD3…第2のTFT素子のドレイン電極
FSD2,FSD4…第2のTFT素子のソース電極
TH1,TH2,TH3,TH4,TH5,TH6…スルーホール
ORI…配向膜
UC1,UC2,UC3,UC4…走査信号線の切り欠き部
UCp1,UCp2…画素電極の切り欠き部
2…対向基板
3…液晶材料
4…シール材
5A,5B…偏光板
6…導電膜

Claims (14)

  1. 複数本の走査信号線と、絶縁層を介して前記複数本の走査信号線と立体的に交差する複数本の映像信号線と、2本の隣接する走査信号線および2本の隣接する映像信号線で囲まれる画素領域に対して配置されるTFT素子および画素電極とを有する基板を備える表示装置であって、
    前記基板は、1つの画素領域に対して、チャネル層およびドレイン電極ならびにソース電極がそれぞれ独立した第1のTFT素子と第2のTFT素子が配置されており、
    各画素領域の第1のTFT素子と第2のTFT素子は、前記映像信号線に映像信号が加わり、前記走査信号線に走査信号が加わったときに、いずれか一方のTFT素子のみが動作し、
    前記第1のTFT素子と前記第2のTFT素子は、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さまたは形状あるいはチャネル幅およびチャネル長が異なり、
    前記走査信号線は、前記基板を平面でみたときに該走査信号線の幅が細くなる切り欠き部を有し、
    前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極のそれぞれの端部は、前記基板を平面でみたときに前記切り欠き部の上に位置していることを特徴とする表示装置。
  2. 前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極は、前記基板を平面でみたときに走査信号線と重なる領域および重ならない領域を有することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極は、前記基板を平面で見たときに画素電極と重ならないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記画素電極は、前記基板を平面でみたときに前記走査信号線と対向する辺に、切り欠き部を有し、
    前記第2のTFT素子のドレイン電極およびソース電極のそれぞれの端部は、前記基板を平面でみたときに前記切り欠き部の上に位置していることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記画素電極の前記切り欠き部のうちの、前記第2のTFT素子のドレイン電極と、前記第1のTFT素子のドレイン電極または前記第2のTFT素子のドレイン電極が接続している映像信号線との間にある部分は、前記第2のTFT素子のゲートが接続している走査信号線に近づくにつれて、前記第1のTFT素子のドレイン電極または前記第2のTFT素子のドレイン電極が接続している前記映像信号線側に広がっていることを特徴とする請求項に記載の表示装置。
  6. 前記基板は、前記各画素領域に対して配置される共通電極と、走査信号線と立体的に交差し、かつ、該走査信号線の両側に配置された共通電極に接続されるブリッジ配線を有し、
    前記基板は、前記共通電極がブリッジ配線で他の画素領域の共通電極と電気的に接続されている第1の画素領域と、接続されていない第2の画素領域とを有し、
    前記第1の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子と、前記第2の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、前記基板を平面でみたときの各TFT素子が占有する面積の広さまたは形状あるいはチャネル幅およびチャネル長が異なることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記第1の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、前記第1の画素領域に対して配置される前記第1のTFT素子と、前記ブリッジ配線の間に配置されていることを特徴とする請求項に記載の表示装置。
  8. 前記第1の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、ドレイン電極がU字型のトランジスタ素子であり、前記第2の画素領域に対して配置される前記第2のTFT素子は、ドレイン電極およびソース電極が平行に配置されたトランジスタ素子であることを特徴とする請求項に記載の表示装置。
  9. 前記第1のTFT素子は、ドレイン電極がU字型のトランジスタ素子であり、前記第2のTFT素子は、ドレイン電極およびソース電極が平行に配置されたトランジスタ素子であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の表示装置。
  10. 前記第2のTFT素子は、ドレイン電極がU字型のトランジスタ素子であることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記第2のTFT素子は、ドレイン電極およびソース電極がともにU字型のトランジスタ素子であり、かつ、前記ドレイン電極の2つの概略平行な部分と、前記ソース電極の2つの概略平行な部分とが、交互に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 前記ドレイン電極の前記2つの概略平行な部分のうちの、前記ソース電極の2つの概略平行な部分の間にあるほうの部分の幅は、もう一方の部分の幅よりも広く、
    前記ソース電極の前記2つの概略平行な部分のうちの、前記ドレイン電極の2つの概略平行な部分の間にあるほうの部分の幅は、もう一方の部分の幅よりも広いことを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
  13. 前記第1のTFT素子と前記第2のTFT素子は、チャネル幅をチャネル長で除した値が等しいことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の表示装置。
  14. 前記基板は、一対の基板の間に液晶を封入した液晶表示パネルにおける、前記一対の基板のうちの一方の基板であることを特徴とする請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の表示装置。
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