JPH0748146B2 - アクティブマトリクス基板及びアクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス基板及びアクティブマトリクス表示装置

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JPH0748146B2
JPH0748146B2 JP2348689A JP2348689A JPH0748146B2 JP H0748146 B2 JPH0748146 B2 JP H0748146B2 JP 2348689 A JP2348689 A JP 2348689A JP 2348689 A JP2348689 A JP 2348689A JP H0748146 B2 JPH0748146 B2 JP H0748146B2
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博章 加藤
孝好 永安
明彦 今矢
秀則 音琴
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は液晶、EL発光体、プラズマ発光体等と組み合わ
せてマトリクス型の表示装置を構成するためのアクティ
ブマトリクス基板、及びそのアクティブマトリクス基板
を用いたアクティブマトリクス表示装置に関する。
(従来の技術) 従来より、マトリクス型の表示装置に於いては、アクテ
ィブマトリクス駆動方式が用いられている。この駆動方
式では、個々の絵素電極がスイッチング素子によって選
択され、選択された複数の絵素電極によって表示パター
ンが形成される。
第6図に従来より用いられているアクティブマトリクス
基板の一例を示す。ゲートバスライン9から延びるゲー
ト電極2、ソースバスライン10から延びるソース電極7
a、及びドレイン電極7bによって、スイッチング素子と
して薄膜トランジスタ(以下では「TFT」と称する)11
が形成されている。ドレイン電極7bには絵素電極8が接
続されている。第7図は第6図のアクティブマトリクス
基板を用いてマトリクス表示装置を構成した場合の、基
板に垂直で第6図のVII−VII線を含む面で切断した断面
図である。ガラス基板1上にタンタル(Ta)からなるゲ
ート電極2が2500Åの厚さで形成され、酸化タンタル
(Ta2O5)の陽極酸化膜3がゲート絶縁膜として膜厚300
0Åで形成されている。更にその上から全面に、膜厚300
0Åの窒化シリコン(SiNx)膜4が形成されている。そ
の上には真性半導体非晶質シリコン(以下では「a−Si
(i)」と称する)膜5が1000Åの厚さで形成され、更
にn型半導体非晶質シリコン(以下ではa−Si(n+)と
称する)膜6,6が500Åの厚さで形成されている。ソース
電極7a及びドレイン電極7bはチタン(Ti)によって3000
Åの厚さで形成されている。絵素電極8はITOによって1
000Åの厚さで形成されている。更にその上から全面に
厚さ3000ÅのSiNxの保護膜16、及び配向膜17が形成され
ている。以上のようにして形成されたアクティブマトリ
クス基板に対向して、ガラス基板12が設けられている。
ガラス基板12には、カラーフィルタ14、ブラックストラ
イプ15、及び対向電極13が備えられている。対向電極13
は、ITOによって形成され、その上から配向膜18が形成
されている。両ガラス基板1,12間には、液晶19が注入さ
れている。
精細な画像表示を行う表示装置のアクティブマトリクス
基板上には、通常数万から数百万の絵素電極が形成され
ている。このように数多くの絵素電極を形成するアクテ
ィブマトリクス基板を用いた表示装置では、絵素欠陥の
発生が大きな問題となる。絵素欠陥の発生原因として
は、TFT形成工程でのパターニング時のレジスト不良、
或いはエッチング不良、薄膜形成工程で生ずる膜中の欠
陥等が挙げられる。このような絵素欠陥は画像品位を著
しく低下させ、製品の製造歩留りを低下させる大きな原
因となっている。
絵素欠陥が発生した場合の画像品位の低下を軽減するた
めに、第8図に示す様なアクティブマトリクス基板が提
唱されている。このアクティブマトリクス基板では、絵
素電極は2つの分割電極20,21に分割され、各分割電極2
0,21には、それぞれTFT22,23が接続されている。
(発明が解決しようとする課題) このような構成とすることにより、一方の分割電極に欠
陥が発生しても、他方の分割電極が作動するので、欠陥
が目立たないようにすることができる。しかし、上述の
ような構成としても、分割電極に欠陥が発生すれば、や
はり画像品位の低下は免れない。
近年、レーザ光線を用いて絵素欠陥部分を修復する技術
が開発されている。例えば、特開昭59−101693では、TF
Tの不良が発生した場合に、TFTをレーザ光を用いてゲー
トバスライン及びソースバスラインから切り離し、隣接
する絵素電極に接続することによって修復される。この
接続は予め設けられた修復構造に、レーザ光を照射する
ことによって行われる。この修復構造は、隣接する2つ
の絵素電極の間に跨って設けられた導電膜によって構成
されている。この導電膜は一方の絵素電極に接し、他方
の絵素電極に非導通状態で重畳している。非導通状態で
重畳した絵素電極と導電膜とをレーザ光によって導通さ
せることによって修復が行われる。このように修復する
ことによって絵素欠陥となることは免れるが、修復され
た絵素電極は接続された隣の絵素電極と同じ動作を行
い、本来の動作を行うことはできない。
TFTの欠陥等によって発生した絵素欠陥箇所の特定は、
表示装置を組み立てて実際に表示した状態で行うのが簡
単で正確な方法である。これに比べ、アクティブマトリ
クス基板の状態でTFTの欠陥発生箇所を特定する方法で
は、多数の絵素電極に接続された全てのTFTの動作特性
を個々に検査する必要があるので簡単ではない。このよ
うな検査を行うには、極めて高精度の測定機器を使用し
て、複雑な検査工程を経なければならない。一方、前述
のレーザ光をもちいた絵素欠陥の修復作業はアクティブ
マトリクス基板の状態で行われ、表示装置を組み立てた
状態では行うことはできない。もし表示装置を組み立て
た状態での修復作業を行えば、レーザ光によって蒸発或
いは溶解した金属の一部が、表示媒体である液晶に混入
し、表示媒体の光学特性が著しく劣化する。そのため、
実際にはアクティブマトリクス基板の状態で行われてい
る。
本発明はこのような問題点を解決するために為されたも
のであり、その目的は、スイッチング素子の欠陥による
絵素欠陥が発生しても、画像品位を低下させずに修復で
きる構造を有するアクティブマトリクス基板を提供する
ことである。また、本発明の他の目的は、表示装置とし
て組み立てられたままで、修復を行うことができるアク
ティブマトリクス装置を提供することである。
(課題を解決するための手段) 本発明のアクティブマトリクス基板は、絶縁性基板上に
マトリクス上に配され、複数の分割電極により構成され
た絵素電極、該分割電極のそれぞれに接続されたスイッ
チング素子、及び互いに隣接する2つの該分割電極と部
分的に重畳する導電膜を備え、該2つの分割電極の重畳
部分の少なくとも一方と該導電膜が非導通状態であり、
そのことによって上記目的が達成される。
また、本発明のアクティブマトリクス表示装置は、少な
くとも一方が透光性を有する一対の基板の間に印加電圧
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、該一方の基板内面にマトリクス状に配され、複数の
分割電極により構成された絵素電極、該分割電極のそれ
ぞれに接続されたスイッチング素子、及び互いに隣接す
る2つの該分割電極と部分的に重畳する導電膜とを備
え、該2つの分割電極の重畳部分の少なくとも一方と該
導電膜とが非導通状態であり、該2つの分割電極の重畳
部分が保護膜によって被覆されて該表示媒体から離隔さ
れており、そのことによっても上記目的が達成される。
(作用) 上記構成を有するアクティブマトリクス基板の何れかの
スイッチング素子に欠陥が生じた場合には、該スイッチ
ング素子が接続されている分割電極と、該分割電極に隣
接する他の分割電極とを電気的に接続することによっ
て、絵素欠陥の修正を行うことができる。電気的接続
は、修復構造にレーザ光を照射して行うことができる。
修復構造を構成している導電体は、隣接する分割電極の
それぞれの一部分と重畳し、少なくとも一方の分割電極
とは非導通状態なので、通常では各分割電極は電気的に
独立している。しかし一方の分割電極が作動しない場合
には、この非導通状態の導電体と分割電極とをレーザ光
によって溶融すれば、電気的に接続することができる。
必要に応じて欠陥の生じているスイッチング素子をレー
ザ光によって各バスライン又は絵素電極から分離するこ
ともできる。
本発明のアクティブマトリクス表示装置は、少なくとも
一方が透明である一対の対向する基板を有している。そ
の何れか一方を上記構造を有するアクティブマトリクス
基板とし、更にその修復構造を絶縁保護膜で覆い、対向
する基板との間に表示媒体を封入した構成となってい
る。このように対向する2つの基板のうち少なくとも一
方の基板を透明にすることにより、上記の絵素欠陥の修
復工程を表示装置の外から行うことが可能となる。修復
の際にレーザ光を修復構造に照射しても、保護膜によっ
て表示媒体中への修復構造を構成する物質の混入が防が
れる。即ち、絵素電極と導電体との電気的接続は、表示
媒体から離隔された保護膜と基板との間で行われる。こ
のようにして、画像品位を低下させることなく絵素欠陥
を修正することができる。
(実施例) 本発明を実施例について以下に説明する。第1図は本発
明のアクティブマトリクス基板の一例を示す平面図であ
る。走査線として作用するゲートバスライン25、及び信
号線として作用するソースバスライン31が格子状に設け
られ、ゲートバスライン25とソースバスライン31との交
差する部分には、後述するSiNx膜28が介在している。ゲ
ートバスライン25から延びるゲート電極26上には、2つ
のTFT44,45が形成されている。TFT44,45にはソースバス
ライン31から延びるソース電極53,54がそれぞれ接続さ
れている。絵素電極33は2つの分割電極42,43に分割さ
れ、それぞれドレイン電極55,56によってTFT44,45に接
続されている。TFT53,54から最も遠い位置で、しかもそ
れぞれの分割電極42,43の互いに近接した部分には、修
復構造57が備えられている。
第2図は第1図のアクティブマトリクス基板を用いてア
クティブマトリクス表示装置を構成した場合の、この基
板に垂直で第1図のII−II線を含む面で切断した断面図
である。ガラス基板24上にはTaからなる厚さ2500Åのゲ
ート電極26が形成され、その上には、厚さ3000Åの陽極
酸化膜27、及びSiNx膜28が、ゲート絶縁膜として形成さ
れている。SiNx膜28の厚さは2000Å〜10000Åが適して
いるが、本実施例では3000Åとした。その上にはa−Si
(i)膜29が1000Åの厚さで形成され、更にa−Si
(n+)膜30,30がそれぞれ500Åの厚さで形成されてい
る。ソース電極54及びドレイン電極56はTiによって3000
Åの厚さで形成されている。絵素電極33はITOによって1
000Åの厚さで形成されている。更に全面にSiNxの保護
膜34、及び配向膜35が形成されている。保護膜34の厚さ
は3000Åに設定した。以上のようにして形成されたアク
ティブマトリクス基板に対向して、ガラス基板36が設け
られている。ガラス基板36には、カラーフィルタ37、及
びブラックストライプ38、が備えられ、更にITOから成
る対向電極39が備えられている。対向電極39の上には配
向膜40が形成されている。両配向膜35、40の間には、液
晶41が注入されている。
第1図に示す修復構造57のIII−III線に沿った断面図を
第3図に示す。前述のガラス基板24上に導電膜である継
手金属層46が、Taによって形成されている。継手金属層
46は、ゲートバスライン25及びゲート電極26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46の
上には、前述のSiNx膜28が堆積されている。修復構造57
の絶縁膜としてのSiNx膜28の厚さは、1000Å〜7000Åが
適しているが、本実施例ではゲート絶縁膜を兼ねている
ので、前述のように3000Åとした。SiNx膜28上には2つ
の金属片47,48が形成されている。金属片47,48の上に
は、それぞれ分割電極42,43が延びてきている。更にそ
の上から前述の保護膜34、及び配向膜35が形成されてい
る。保護膜34の厚さは修復構造57上では1500Å〜15000
Å程度が適しているが、本実施例では前述のように3000
Åとした。
このような修復構造を有するアクティブマトリクス基板
を用い、液晶表示装置を組立てた。次に全ゲートバスラ
イン25、及び全ソースバスライン31を駆動させ、全TFT
を通じて全絵素電極に駆動電圧を印加し、全絵素を駆動
させた。本実施例のアクティブマトリクス表示装置で
は、このように実際に作動させた状態で絵素欠陥の位置
を視覚的に容易に特定した後、表示装置の状態で絵素欠
陥を修正することができる。絵素欠陥のうちで、2つの
TFT44,45のうち何れか一方の不良による欠陥が発見され
た場合には、次のようにして修正することができる。第
3図の矢印49及び50で示す位置に、ガラス基板24の側か
らレーザ光を照射する。レーザ光を照射すると49の位置
では、絶縁膜であるSiNx膜28が破壊され、継手金属層46
と金属片47とが溶融して電気的に接続される。50の位置
に於いても同様に、継手金属層46と金属片48との間が電
気的に接続される。レーザ光照射による継手金属層46及
び金属片47,48の溶融は、保護膜35とガラス基板24との
間で行われるので、溶融した金属等によって液晶41が汚
されることはない。保護膜34は、透明でありレーザ光を
透過させることができる。そのため、レーザ光は金属材
に吸収されてこれを瞬時に溶融させる。従ってレーザ光
照射に際して保護膜34が破壊されることはない。以上の
ようにして2つの分割電極42,43が電気的に接続され
る。この状態で絵素欠陥が修正されない場合には、更に
不良のTFTが、分割電極又はソースバスライン31から切
り離される。上述のようにして、2つの分割電極42,43
からなる絵素電極33は一つのTFTで駆動され、本来の絵
素電極としての動作が可能となる。
第4図に修復構造57の他の実施例を示す。第3図の実施
例と同様に、ガラス基板24上に導電層である継手金属層
46、絶縁膜であるSiNx膜28が形成されている。しかし、
本実施例の修復構造では金属片を有していない。SiNx
28の上には直接分割電極42,43が形成されている。更に
その上から保護膜34、及び配向膜35が形成されている。
本実施例の修復構造では、レーザ光照射によって継手金
属層46と分割電極42,43とが直接電気的に接続される。
第5図に更に他の修復構造57の実施例を示す。本実施例
では、修復構造57の分割電極42側の部分の構造は第3図
と同じである。しかし、分割電極43側では、継手金属層
46と金属片48との間に介在するSiNx膜28に、スルーホー
ル52が開けられ、継手金属層46と金属片48とが予め電気
的に接続されている。このような構造にすることによっ
て、一回のレーザ光照射によて2つの分割電極を電気的
に接続することができる。即ち、継手金属層46と金属片
47とをレーザ光照射によって接続すれば、絵素欠陥を修
正することができる。
上記実施例ではTFTを用いたアクティブマトリクス型液
晶表示装置について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えばスイッチング素子としてMIM
素子、ダイオード、バリスタ等を用いた広範囲の表示装
置に適用可能である。また、上記実施例では液晶を用い
た表示装置について述べたが、表示媒体として薄膜発光
層、分散型EL発光層、プラズマ発光体等を用いた各種表
示装置に適用することができる。
(発明の効果) 本発明のアクティブマトリクス基板はこのように容易に
修復できる構造を有しているので、製造歩留りが向上す
る。また、本発明のアクティブマトリクス表示装置はこ
のように表示装置作製後に絵素欠陥を視覚的に検出し、
表示装置のままで容易に絵素欠陥を修正できる。そのた
め、検査工程及び修復工程が簡略化され、量産化が可能
となってコスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアクティブマトリクス基板の一実施例
の平面図、第2図は第1図のアクティブマトリクス基板
を用いて作製したアクティブマトリクス表示装置を、第
1図のII−II線を含む面で切断した断面図、第3図は第
1図のIII−III線に沿った断面図、第4図及び第5図は
修復構造の他の実施例を表す断面図、第6図は従来のア
クティブマトリクス基板の一例の平面図、第7図は第6
図のアクティブマトリクス基板を用いて作製したアクテ
ィブマトリクス装置を、第6図のVII−VII線を含む面で
切断した断面図、第8図は従来のアクティブマトリクス
基板の他の例を表す平面図である。 24,36……ガラス基板、26……ゲート電極、27……陽極
酸化膜、28……SiNx膜、29……a−Si(i)膜、30……
a−Si(n+)膜、33……絵素電極、34……保護膜、35,4
0……配向膜、37……カラーフィルタ、38……ブラック
ストライプ、41……液晶、42,43……分割電極、44,45…
…TFT、46……継手金属層、47,48……金属片、52……ス
ルーホール、53,54……ソース電極、55,56……ドレイン
電極、57……修復構造。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/82 (72)発明者 今矢 明彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 音琴 秀則 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 金森 謙 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性基板上にマトリクス状に配され、複
    数の絵素電極により構成された絵素電極、該絵素電極の
    それぞれに接続されたスイッチング素子、及び互いに隣
    接する2つの該分割電極と部分的に重畳する導電膜を備
    え、 該2つの分割電極の重畳部分の少なくとも一方と該導電
    膜とが非導通状態であるアクティブマトリクス基板。
  2. 【請求項2】少なくとも一方が透光性を有する一対の基
    板の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、該一方の基板内面にマトリクス上に
    配され、複数の分割電極により構成された絵素電極、該
    分割電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子、及
    び互いに隣接する2つの該分割電極と部分的に重畳する
    導電膜とを備え、該2つの分割電極の重畳部分の少なく
    とも一方と該導電膜とが非導通状態であり、該2つの分
    割電極の重畳部分が保護膜によって被覆されて該表示媒
    体が離隔されたアクティブマトリクス表示装置。
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