JPH02153324A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は表示用絵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を実行する表示装置に
関し、特に絵素電極をマトリックス状に配列して高密度
表示を行なうアクティブマトリックス駆動方式の表示装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来より、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、プラズフ表示
装置等においては、マトリックス状に配列された表示絵
素を選択することにより画面状に表示パターンを形成し
ている。表示絵素の選択方式として、個々の絵素を独立
した電極で配列しこの絵素電極のそれぞれにスイッチン
グ素子を連結して表示駆動するアクティブマトリックス
駆動方式は高コントラストの表示が可能であり、液晶テ
レビジョン、ワードプロセッサやコンピュータの端末表
示等に実用化されている。絵素電極を選択駆動するスイ
ッチング素子としては、ＴＰＴ（薄膜トランジスタ）素
子、ＭＩＭ（金属−絶縁層金属）素子、ＭＯＳ）ランジ
スタ素子、ダイオード、バリスタ等が一般に用いられて
おり、絵素電極とこれに対向する対向電極間に印加され
る電圧をスイッチングすることによりその間に介在する
液晶、ＥＬ発光層あるいはプラズマ発光体等の表示媒体
の光学的変調が表示パターンとして視認される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 絵素電極にスイッチング素子を連結して高密度の表示を
行なう場合、非常に多数の絵素電極とスイッチング素子
を配列することが必要となる。しかしながら、スイッチ
ング素子は基板上に製作しまた時点で動作不良素子とし
て形成されることがあり、このような不良素子に連結さ
れた絵素電極は表示に寄与しない欠陥となる。この欠陥
を絵素電極基板の製作段階で検出することは極めて困難
であり、特に絵素数がｌＯ万個〜５０万個以上もある大
型表示パネルではほとんど不可能とされている。

絵素欠陥を修復する技術としては、特開昭６１１５３６
１９号公報に示される如く、絵素電極１個当り複数個の
トランジスターを設け、一方のトランジスターのみを絵
素電極と接続し、絵素電極と接続されたトランジスター
が不良の場合はこのトランジスターと絵素電極をレーザ
ートリマーや超音波カッターにより切断して他方のトラ
ンジスターを絵素電極と接続する技術が提唱されている
。

またこの場合のトランジスターと絵素電極の接続手段と
しては、微小な導体をデイスペンサー等で付着させる方
法、基板上にＡｕ、Ａｔ等を配しレーザ光を照射してＡ
ｕ、Ａｔ等を所定部位にコートする方法等が例示されて
いる。さらに特開昭６１５６３８２号公報及び特開昭５
９−１０１６９３号にはレーザ光を照射して金属を溶解
させることにより金属層相互間を電気的に接続する技術
が開示されている。

しかしながら、上記従来の欠陥修復技術は、欠陥を検出
した後レーザ光照射により金属を蒸発再付着あるいは局
部的に溶融して電気的に接続する方式であり、表示パネ
ルを組み立てる前のトランジスター基板製作過程で利用
しなければならないものである。その理由は、表示パネ
ルを完成させた後では、レーザ光照射によって蒸発ある
いは溶融された金属の一部が絵素電極と対向電極の間に
介在する液晶等の表示媒体に混入され、表示媒体の光学
的特性を著しく劣化することによる。従って、上記従来
の絵素欠陥修復方式はいずれも表示パネル組立前即ち表
示媒体挿入前のトランジスター基板製作プロセスで適用
されている。しかしながら前述した如く、トランジスタ
ー基板製作段階でトランジスターの不良を検出すること
は非常に困難であり、多数の絵素電極に応じて配列形成
されるトランジスター個々の動作特性を全数にわたって
電気的に検査するためには極めて高精度の測定機等を使
用しなければならない。このため検査工程が繁雑となり
量産性が阻害されかつコスト高になるという結果を招き
、絵素数の多い大型表示パネルには利用することができ
ないというのが実情である。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は上述の問題点に鑑み、スイッチング素子の動作
不良を容易に検出することができかっそれによって生ず
る絵素欠陥を簡単に修復することが可能な構造を有する
表示装置を提供するものである。即ち、本発明の表示装
置は、表示パターンを生起するために表示パネル基板上
に配列された絵素電極に対して、駆動電圧の開閉制御用
として接続されたスイッチング素子に並設して予備のス
イッチング素子を設けている。この予備スイッチング素
子は比較的薄い絶縁層の介在によって予備スイッチング
素子側電極と絵素電極間が非導通状態に置かれている。

またこの予備スイッチング素子側電極とこれに対置する
絵素電極部位は絶縁保護膜によって被覆されておりこれ
によって表示媒体から隔離される。絵素電極が配列され
た表示パネル基板とこれに対向する他方の表示パネル基
板の間には絵素電極に印加される駆動電圧に応答して光
学的特性が変化する表示媒体が介挿されている。さらに
一対の表示パネル基板の少なくとも一方は透光性であり
、この透光性基板を介して外部より光エネルギーが上記
予備スイッチング素子側電極と絵素電極部位の間に照射
されてその間の絶縁層が破壊され、予備スイッチング素
子と絵素電極間の導通を得ることが可能な構成となって
いる。

〈作　用〉 上記構成から成る表示装置を全面駆動即ち全絵素電極に
同時に駆動電圧を印加することにより、絵素電極に接続
されたスイッチング素子の不良は光学的に容易に検出さ
れる。全絵素電極を同時駆動すれば、これに対応する表
示媒体は駆動電圧に応じた光学的変調を生起するが、ス
イッチング素子が不良の場合はこの光学的変調が起こら
ず絵素欠陥として観察されることになる。この絵素欠陥
は絵素電極数が数十刃側以上配列されていたとしても拡
大レンズ等を使用すれば肉眼でも容易に識別が可能であ
る。

絵素欠陥部位が特定されると外部より透光性の表示パネ
ル基板を介して予備スイッチング素子側電極と絵素電極
部位間に光エネルギーを照射し、電極金属を溶解すると
ともに非導通状態を維持していた絶縁層を絶縁破壊させ
て予備スイッチング素子と絵素電極を電気的に接続する
。また必要に応じて絵素電極に接続されていた不良のス
イッチング素子を光エネルギーにより切断して絵素電極
と切り離してもよい。このとき、予備スイッチング素子
側電極とこれに接続される絵素電極部位は絶縁保護膜で
被覆されているため、溶解した金属原子が表示媒体に混
入されることはなく、表示媒体の特性は劣下しない。即
ち、予備スイッチング素子と絵素電極の接続は表示媒体
から隔離された絶縁保護膜内部で進行し、これによって
絵素欠陥が修復される。

〈実施例〉 第１図は本発明の１実施例を示す液晶表示装置の構成図
であり、第１図（Ａ）は゛ｒＦＴ基板の平面説明図、第
１図（Ｂ）は第１図（Ａ）のＰ−Ｐ断面部に対応する液
晶表示装置の断面図、第１図（Ｃ）は第１図区）のＱ−
Ｑ断面部に対応する液晶表示装置の断面図である。

本実施例はアクティブマトリックス駆動方式で′ｒ　Ｆ
　Ｔを開閉制御することにより絵素電極を選択する透過
型の液晶表示装置を例示しているが、反射型の液晶表示
装置であっても同様である。

ガラス基板１表面に′ｒａ２０５　、Ａｔ２０Ｂ又はＳ
ｉ３Ｎ４等から成るペースコート膜２が厚さａｏｏｏＸ
〜９０００Ｘ程度被覆され、この上に走査信号を供給す
るゲートバス配線３とデータ信号を供給するソースバス
配線４が格子状に配列されている。ゲートバス配線３は
一般に’ｒａ、Ａｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｍｏ等の単層又は多
層金属で形成されるが、本実施例ではＴａを使用してい
る。ソースバス配線４も同様の金属で形成されるが本実
施例ではｒｉを使用している。ゲートバス配線３とソー
スバス配線４の交差位置には後述するペース絶縁膜が介
在されている。ゲートバス配線３及びソースバス配線４
で囲まれた矩形の領域には透明導電膜（ＩＴＯ）から成
る絵素電極５が配置され、マトリックス状の絵素パター
ンを構成している。絵素電極５の隅部付近にはＴＦＴ６
が配置され、Ｔ　Ｆ　Ｔ　６と絵素電極５は電気的に接
続されている。また絵素電極５の別の隅部付近には予備
ＴＦＴ７が配置され、予備’ｒ　Ｆ　’ｒ　７と絵素室
１ｉ５は非導通状態で対置されている。ｒＦ　Ｔ６及び
予備Ｔ　Ｆ　Ｔ　７はゲートバス配線３上に並設され、
ソースバス配線４とは枝配線８で接続されている。

’ｒ　Ｆ　Ｔ　６付近の構成は第１図ＣＢ）に示す如く
、ゲートバス配線３の一部に形成されるｒａのゲート電
極９、ゲート電極９の表面を陽極酸化して得られるｒａ
２０５から成るゲート絶縁膜１０．この上を覆ってほぼ
ペースコート膜２の全域に延設され、ゲート絶縁膜を兼
ねる５ｉＮｚ（例えば５ｉ３Ｎ４）かう成ルヘース絶縁
膜１１．アモルファスシリコン（ａ−５ｉ）から成る真
性半導体層１２、真性半導体層１２の上面を保護するＳ
ｉＮｘから成る半導体保護膜１３、ソース、ドレイン電
極とのオーミックコンタクトを得るためのａ−５ｉから
成るｎ型半導体層１４が順次積層され、ｎ型半導体層１
４上にはｒｉ、Ｎｉ、Ａｔ等から成り枝配線８と接続さ
れたソース電極１５、絵素電極５と接続されたドレイン
電極１６が並設された構造から成る。ドレイン電極１６
の端部と接続された絵素電極５はペース絶縁膜ｌｌ上に
パターン形成されている。ペース絶縁膜１１の厚さは１
５００Ｘ〜６０００Ｘ程度が適当であるが、本実施例で
は２０００Ａ〜３５００Ａに設定している。’ｒ　Ｆ　
Ｔ　６上面及び絵素電極５の上面を覆ってほぼ全面にＳ
ｉＮｘから成る保護膜１７が被覆され、この保護膜１７
上に液晶分子１８の配向を規制する５ｉ０２．ポリイミ
ド系樹脂等の配向層１９が堆積されている。保護膜１７
の厚さは２０００Ｘ〜１００ＯＯＸ程度が適当であるが
、本実施例では５０００　Ｘ　ｉｉＪ後に設定している
。尚、ベース絶縁膜１１及び保護膜１７としてはＳ　Ｉ
Ｎ　Ｘ以外にＳｉＯｘ、Ｔａ２０５．Ａｔ２０Ｂその他
の酸化物や窒化物を用いることができる。また保護膜１
７は全面被覆する以外に絵素型、ｌｉ　５の中央部で除
去した窓あき構造としてもよい。

絵素電極５の形成されたガラス基板ｌに対向する他方の
ガラス基板２０の内面にはカラーフィルタ層２１．絵素
電極５に対向する対向電極２２及び配向層２３が重畳形
成され、カラーフィルタ層２１の周囲には必要に応じて
ブラックマトリックス（図示せず）が設けられる。

上記一対のガラス基板１，２０の間には表示媒体として
ねじれ配向されたツィステッドネマチック液晶分子１８
が封入され、絵素電極５と対向電極２２間の電圧印加に
応答して配向変換されることにより光学的変調が行なわ
れる。

次に予備’ｒ　Ｆ　ＴＴ付近の構成について第１図（Ｃ
）とともに説明する。予備Ｔ　Ｆ　’ｒ　７のトランジ
スター素子部の構造は上記Ｔ　Ｆ　Ｔ６と同様である。

ゲート電極９と所定距離だけ離れたベースコート膜２上
にゲート電極９と同様なｒａ、Ｎｉ、Ａｔ又はＴｉ等か
ら成る継手金属層２４が島状に形成されている。この継
手金属層２４はゲート電極９の形成時に同時にパターン
形成することができる。継手金属層２４上には上述した
ベース絶縁膜１１が堆積され、この上に予備’ｒ　Ｆ　
Ｔ７のドレイン電極ｔ６の延設端１６ａが載置されてい
る。また絵素電極５の端部は継手金属層２４上のペース
絶縁膜１１上にＴｉ、Ａｔ、Ｎｉ又はＴａ等から成る金
属片２５とともに積層され、ドレイン電極１６の延設端
１６ａとは離間されており、双方は非導通状態を維持し
ている。ドレイン電極１６の延設端１６ａと金属片２５
上の絵素電極端部は保護膜１７によって完全に被覆され
ている。継手金属層２４とドレイン電極延設端１６ａ及
び金属片２５間に位置するベース絶縁膜１１は上下金属
間の層間絶縁体として働き、その厚さは１０００λ〜７
０００＾程度が適当であるが本実施例ではｒ　Ｆ　’ｒ
のゲート絶縁膜を兼ねるベース絶縁膜１１を利用してい
るため２０００Ａ〜３５００Ａに設定される。またドレ
イン電極延設端１６ａ及び金属片２５上の保護膜１７は
表示媒体である液晶分子１８と隔離した状態で双方間の
電気的接続を行なうためのものであり、１５００λ−１
５０００λ程度が適当であるが、本実施例ではＴＦＴ６
の保護膜１７を利用しているため５０００λ前後に設定
される。

上記構成から成る液晶表示装置のゲートバス配線３及び
ンースバス配線４の全ラインから全絵素電極５にｒＦＴ
６を介して駆動電圧を印加し、液晶を全面駆動する。Ｔ
ＦＴ６が不良の場合、液晶分子１８は配向変換動作が不
完全となり、これによって絵素欠陥が容易に視認される
。検出された絵素欠陥部は第２図に示す如く外部より下
方のガラス基板ｌ又は上方のガラス基板２０を介してレ
ーザ光、赤外線、電子ビームその他の熱線を光エネルギ
ーとして予備ＴＦＴＴ側の継手金属層２４に向かって照
射する。本実施例ではＹＡＧレーザ光を用いた。レーザ
光が照射されると継手金属層２４、ベース絶縁膜１１．
ドレイン電極延設端１６ａは相互に溶解し、層間絶縁層
が絶縁破壊され、ドレイン電Ｊ＋ｊＢ６と継手金属層２
４が導通状態となる。同様に絵素電極５側の金属片２５
と継手金属層２４もレーザ光が照射されると互いの金属
が溶解接触して導通状態となる。従って、予備Ｔ　Ｐ　
Ｔ　７のドレイン電極１６と絵素電極５が電気的に接続
されることとなる。このとき、不良のｒＦＴ６と絵素電
極５間の電気的接続は必要に応じてレーザ光照射により
切断することができる。

継手金属層２４．ベース絶縁膜１１．ドレイン電極延設
端１６ａ、金属片２５のレーザ照射による相互溶解は保
護膜１７によって被覆されているため液晶から隔離され
て進行することとなり、従って溶解金属によって液晶が
汚されることがない。

保護膜１７は透明絶縁体でありレーザ光を透過させるた
め、レーザ光は金属材に吸収されてこれを瞬時に加熱溶
解させるように働く。従ってレーザ光照射に際して金属
材とこれに挾まれた層間絶縁層は互いに溶解混合される
が保護膜１７が破壊されることはない。またレーザ光の
照射された液晶層は照射部が白濁するが、この白濁はや
がて消失し液晶は元の配向状態に復元されることが実際
的に確かめられた。以上により、不良Ｔ　Ｆ　’ｒに接
続された絵素電極の欠陥は予備ＴＰＴによって修復され
ることになる。

予備ＴＦＴ７と絵素電極５の配置構造は上記以外に第３
図あるいは第４図に示す構造とすることもできる。第３
図は予めペース絶縁膜１１にスルーホールを設け、継手
金属層２４と金属片２５を接続しておいてＴＦＴ６不良
時に予備’ｒ　Ｆ　Ｔ　７のドレイン電極延設ｙＩＡ１
６　ａと継手金属層２４のみを光エネルギーで電気的接
続するものである。また第４図は継手金属層２４を廃止
し、予備ＴＰＴ７のドレイン電極延設端１６ａを金属片
２５の直下にベース絶縁膜１１を介して配置し、光エネ
ルギー照射によって双方を直接溶解接続するものである
。第３図、第４図においてドレイン電極延設端１６ａと
金属片２５は互いに逆の関係で構成されていてもよいこ
とは明らかである。さらに表示パネル基板としてはレー
ザ照射を可能とするため少なくとも一方の基板が透光性
を有する部材（ガラス、プラスチック等）を用いること
を要するがベースコート膜２は必ずしも必要ではなく廃
止してもよい。

上記実施例はアクティブマトリックス型液晶表示装置に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ＭＩＭ素子、ダイオード。

バリスタ等の種々のスイッチング素子を用いて表示パタ
ーンを得る広範囲の液晶表示装置に適用可能であり、表
示媒体として薄膜発光層２分散型ＥＬ発光層、プラズマ
発光体等を用いた各種表示装置としても利用することが
できる。

〈発明の効果〉 以上詳説した如く本発明によれば、スイッチング素子の
動作不良が光学的に極めて容易に検出でき、かつ検出さ
れた絵素欠陥を表示パネル作製後に簡単に修復すること
ができる。また検査工程及び修復工程が容易であり量産
性も確保されるため、表示装置としてのコスト低減にも
寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ本発明の１実施例
を示す液晶表示装置の平面図、Ｐ−Ｐ断面図、Ｑ−Ｑ断
面図である。 第２図は予備ｒＦＴと絵素電極のレーザ照射による接続
状態を説明する模式構成図である。 第３図及び第４図は本発明の他の実施例の説明に供する
予備ＴＦＴ付近の構成図である。 １．２０・・・ガラス基板　６・・・ＴＦＴ　　７・・
・予備ｒＦＴ　　９・・・ゲート電ｉ　　１１・・・ペ
ース絶縁膜１５・・・ソース電極　１６・・・ドレイン
電極　１７・・・保護膜　１８・・・液晶分子　１９．
２３・・・配向層２１・・・カラーフィルタ　２２・・
・対向電極代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）
ｉ／　　図 （，４） 纂 ！ 図 ＣＢ） 襖 図 ＣＣ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも一方が透光性を有する上下一対の基板間
   に印加電圧に応答して光学的特性が変調される表示媒体
   が挿入され、前記一方の基板内面には表示パターンを生
   起する複数の絵素電極、該絵素電極と電気的に接続され
   たスイッチング素子及び前記絵素電極と絶縁層を介して
   非導通状態で近接された予備スイッチング素子が配列さ
   れ、該予備スイッチング素子と前記絵素電極は少なくと
   も前記絶縁層を介して対置する相互の接続端が絶縁保護
   膜によって被覆され、前記表示媒体から隔離されている
   ことを特徴とする表示装置。