KR20000011686A - 액티브매트릭스형액정표시장치 - Google Patents

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KR20000011686A
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Abstract

본 발명에 있어서, TFT(75)의 소스전극(67)과 화소전극(53) 및 보조용량전극 (61)을 서로 연결하는 연결배선(80)은, 보조용량을 형성하는 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 서로 겹치지 않는 배선부(80X)를 포함하고 있다. 즉, 이 배선부(80X)는 어레이기판의 이면측에서 보아 노출하고 있기 때문에 보조용량선 (52)과 연결배선(80) 또는 보조용량전극과의 사이에 단락불량이 생겼을 때, 이 배선부(80X)에 레이저 빔을 조사하여 전기적으로 절단함으로써, 단락불량이 생긴 화소를 반점등상태까지 개선하는 것이 가능하게 된다.

Description

액티브 매트릭스형 액정표시장치 {ACTIVE MATRIX TYPE LIQUID CRYSTAL DISPL AY}
본 발명은 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 다결정 실리콘 등의 반도체층을 이용한 박막 트랜지스터를 스위칭소자로서 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 고밀도이고 대용량이면서 고기능, 고정세(高精細)한 표시가 얻어지는 액정표시장치의 실용화가 진행되고 있다.
이 액정표시장치에는 각종 방식이 있지만, 그 중에서도 박막 트랜지스터(Th in Film Transister) 즉, TFT를 스위칭소자로 한 화소전극이 매트릭스형상으로 설치된 어레이기판을 갖춘 액티브 매트릭스(active matrix)형 액정표시장치가 주목되고 있다. 이 액티브 매트릭스형 액정표시장치는, 인접화소간의 크로스 토크(cross talk)가 작고 높은 콘트라스트(contrast)의 표시가 얻어져 투과형표시가 가능하면서 대면적화도 용이하다는 등의 이점을 가지고 있다.
이 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판은, 절연기판상에 서로 교차하는 방향으로 복수개의 주사선과 복수개의 신호선을 갖추고 있다. 또, 어레이기판은, 이들 주사선과 신호선의 교차부에 TFT를 구비하고, 게다가 주사선과 신호선에 의해 구획된 복수의 영역, 즉 화소영역에 배치된 화소전극을 가지고 있다.
이러한 액티브 매트릭스형 액정표시장치는, 화소영역간의 광누출을 방지할 목적으로 블랙 매트릭스(black matrix), 즉 BM을 구비하고 있다. 이 블랙 매트릭스는, 일반적으로 컬러 필터(color filter)용의 착색층과 함께, 액정층을 매개로 하여 어레이기판에 대향배치되는 대향기판에 배치된다. 이 때문에, 어레이기판과 대향기판의 맞춤오차를 고려할 필요가 있으며, 맞춤오차가 발생한 경우에는 광을 투과하는 개구부분의 비율, 즉 개구율이 저하한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근 어레이기판상에 설치된 주사선이나 신호선 등의 배선부상에 차광성의 유기절연막을 설치하여 블랙 매트릭스로서 이용하는 배선 BM구조가 제안되고 있다. 이 배선 BM구조에서는, 화소전극이 화소영역의 최상층에 설치되면서, 화소전극의 단부(端部)가 매트릭스형상으로 설치된 배선부에 겹쳐져 있다. 또, 유기절연막 대신에 종래 대향기판에 형성되어 있는 컬러 필터의 착색층을 배선부상에 설치하여 블랙 매트릭스로서 이용하는 배선 BM구조도 제안되고 있다. 이들 배선 BM구조에서는, 어레이기판과 대향기판의 맞춤오차에 따른 개구율 저하가 없기 때문에, 고개구율을 실현할 수 있다.
그렇지만, 이러한 배선 BM구조는 이하에 설명하는 바와 같은 결점을 가지고 있다.
즉, 유기절연막이나 착색층을 사이에 두고 배선부와 화소전극을 포개는 구조는, 신호선과 화소전극을 소정거리의 간격을 두고 동일층에 배치하여 대향기판에 배치한 블랙 매트릭스로 개구부를 규정하는 구조와 비교하여, 다른 층에 배치된 신호선과 화소전극과의 기생용량이 커진다. 이 때문에, 액정표시장치에 표시되는 표시화면의 표시품위가 영향을 받기 쉬워진다. 이를 피하기 위해서는, 전체 화소영역인 일정량의 보조용량을 형성할 필요가 있다.
액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서는, TFT에 전기적으로 접속된 화소전극이 수십만 화소로부터 백만화소 이상 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 이 때문에, 전체 어레이기판의 전 화소영역을 무결함으로 제조하는 것은 매우 곤란하여 어떤 비율로 화소결함이 생기게 된다. 이 화소결함의 원인은 여러 가지이지만, 보조용량을 형성하는 전극간의 단락에 의한 불량이 화소결함불량의 대부분을 차지한다는 것이 불량 해석에 의해 명백해졌다. 이러한 불량이 발생하면, 그 화소는 어떤 전위로 고정되기 때문에 항상 점등의 화소결함으로 된다. 더욱이, 대향전극과의 사이에 직류전압이 계속 인가되기 때문에, 화소영역에 대응한 액정층에 포함되는 액정조성물이 열화하게 되어 신뢰성도 문제이다.
이러한 화소결함을 회복하는 하나의 방법으로서, 단락불량이 생긴 보조용량전극에 레이저 빔(laser beam)을 조사하여 절단하고, 화소전극으로부터 전기적으로 분리하는 수법이 알려져 있다. 이 경우, 회복된 화소는 신호선과 화소전극 사이의 기생용량의 영향을 받지만, 반점등상태로 개선된다.
그렇지만, 상술한 배선 BM구조에 있어서는 배선부와 화소전극이 겹치기 때문에, 레이저 빔으로 배선부의 일부를 절단하고자 하면 새로운 단락불량이 발생한다는 문제가 발생한다. 이를 피하기 위해, 화소전극에 겹치지 않도록 미리 절단용의 배선부를 형성하면, 이 배선부를 광이 투과하여 콘트라스트비가 저하한다는 문제가 생긴다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 콘트라스트의 저하를 초래하지 않고 표시불량을 개선할 수 있는 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 1화소영역을 개략적으로 나타낸 평면도이고,
도 2는 도 1에 나타낸 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도,
도 3은 도 2중의 일점쇄선 A-B-C-D에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도,
도 5는 본 발명의 제3실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도,
도 6은 본 발명의 제4실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도,
도 7은 도 6중의 일점쇄선 A-B-C에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 제5실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도,
도 9는 도 8중의 일점쇄선 A-B-C-D에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 제6실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 나타낸 평면도,
도 11은 도 10중의 E-E′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 12는 도 10중의 F-F′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명의 제7실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 나타낸 평면도,
도 14는 도 13중의 K-K′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 15는 도 13중의 L-L′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 -- 액정, 50 -- 신호선,
51 -- 주사선, 52 -- 보조용량선,
52H -- 개구부, 53 -- 화소전극,
53C -- 제2콘택트 전극, 54 -- 개구부,
54A -- 개구부, 54B -- 개구부,
55 -- 기둥형상 스페이서, 60 -- 절연기판,
61 -- 보조용량전극(제2전극배선), 61C -- 제3콘택트 전극,
61H -- 개구부, 62 -- 게이트 절연막,
63 -- 게이트전극, 64 -- 게이트전극,
65 -- 게이트전극, 66 -- 드레인전극,
67 -- 소스전극, 67C -- 제1콘택트 전극,
68 -- 콘택트영역, 69 -- 회로TFT,
70 -- 소스전극, 71 -- 드레인전극,
72 -- 회로TFT, 73 -- 소스전극,
74 -- 드레인전극, 75 -- 화소TFT,
76 -- 층간절연막, 77 -- 콘택트 홀,
78 -- 콘택트 홀, 79 -- 콘택트 홀,
80 -- 연결배선, 80A -- 제1연결부,
80B -- 제2연결부, 80C -- 제2연결부,
80D -- 제2연결부, 80X -- 배선부,
82 -- 보호절연막, 83A -- 콘택트 홀,
83B -- 콘택트 홀, 84 -- 컬러 필터,
84R -- 착색층, 84G -- 착색층,
84B -- 착색층, 85 -- 배향막,
86 -- 어레이기판, 90 -- 유리기판(절연기판),
91 -- 대향전극, 92 -- 대향기판,
93 -- 배향막, 100 -- 어레이기판,
101 -- 유리기판, 111 -- 신호선,
121 -- 주사선, 123 -- 콘택트 홀,
125 -- 콘택트 홀, 130 -- 개구,
131 -- 보조용량선, 133 -- 개구,
135a -- 콘택트 홀, 135b -- 콘택트 홀,
137a -- 하부전극, 137b -- 하부전극,
141 -- TFT, 145 -- 게이트 절연막,
147 -- 층간절연막, 153 -- 접속배선,
153a -- 제1배선, 153b -- 제2배선,
155 -- 제2접속배선, 157a -- 접속부,
161 -- 평활화층, 163a -- 콘택트 홀,
163b -- 콘택트 홀, 171 -- 화소전극,
200 -- 대향기판, 201 -- 유리기판,
211 -- 차광막, 221 -- 대향전극,
300 -- 액정층, 311 -- 배향막,
313 -- 배향막, 321 -- 편광판,
323 -- 편광판, 331 -- 스페이서.
상기 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해,
청구항 1에 기재된 액티브 매트릭스형 액정표시장치는,
서로 교차하여 배치된 복수의 주사선 및 신호선과, 상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되어 상기 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 제1연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 화소전극, 상기 스위칭소자 및 상기 화소전극중 어느 한쪽에 제2연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 보조용량전극 및, 상기 보조용량전극에 절연층을 매개로 하여 대향배치된 보조용량신호선을 갖춘 어레이기판과,
액정조성물을 매개로 하여 상기 화소전극에 대향배치된 대향전극을 갖춘 대향기판을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
상기 제2연결배선은 상기 보조용량신호선으로부터 노출하는 부분을 갖춘 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 액티브 매트릭스형 액정표시장치는,
서로 교차하여 배치된 복수의 주사선 및 신호선과, 상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되어 상기 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 제1연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 화소전극, 상기 스위칭소자에 제2연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 보조용량전극, 상기 보조용량전극에 절연층을 매개로 하여 대향배치된 보조용량신호선을 갖춘 어레이기판과,
액정조성물을 매개로 하여 상기 화소전극에 대향배치된 대향전극을 갖춘 대향기판을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
상기 스위칭소자는 반도체층을 갖추고, 상기 반도체층내에 형성된 채널영역으로부터 상기 제1연결배선 및 제2연결배선의 접속부까지의 사이의 반도체층의 일부가 다른 배선으로부터 노출하는 부분을 갖춘 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 기재된 액티브 매트릭스형 액정표시장치는,
서로 교차하여 배치된 복수의 주사선 및 신호선과, 상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되어 상기 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 제1연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 화소전극, 상기 스위칭소자 및 상기 화소전극중 어느 한쪽에 제2연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 보조용량전극 및, 상기 보조용량전극에 절연층을 매개로 하여 대향배치된 보조용량신호선을 갖춘 어레이기판과,
액정조성물을 매개로 하여 상기 화소전극에 대향배치된 대향전극을 갖춘 대향기판을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
상기 보조용량신호선은, 인접하는 상기 보조용량전극의 각각과 겹쳐져 보조용량을 형성하고 부분적으로 다른 배선으로부터 노출하는 분기부를 갖춘 것을 특징으로 한다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명의 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 1화소영역을 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도이다. 도 3은 도 2중의 일점쇄선 A-B-C-D에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 어레이기판(86)의 1화소영역내에 있어서, 신호선(50)은 층간절연막(76)을 매개로 하여 주사선(51) 및 제1전극배선으로서의 보조용량선(52)에 대해 직교하도록 배치되어 있다. 보조용량선(52)은 주사선 (51)과 동일 층에 설치되어 있고, 주사선(51)에 대해 평행하게 형성되어 있다. 신호선(50) 및 보조용량선(52)에 의해 구획된 영역은, 1화소영역에 상당한다. 보조용량선(52)의 일부는, 게이트 절연막(62)을 매개로 하여 다결정 실리콘막으로 형성된 제2전극배선으로서의 보조용량전극(61)에 대향배치되고, 보조용량선(52)과 보조용량전극(61) 사이에 보조용량을 형성하고 있다.
화소전극(53)은, 신호선(50)과 보조용량선(52)상에 그 주연부(周緣部)를 겹치도록 배치되어 있다. 스위칭소자로서 기능하는 박막 트랜지스터, 즉 TFT(75)는 신호선(50)과 주사선(51)의 교점 근방에 배치되어 있다. 이 TFT(75)는, N채널(Nch)형 LDD(Lightly Doped Drain)구조의 소자를 이용하고 있다.
TFT(75)는, 다결정 실리콘막으로 형성된 드레인전극(66) 및 소스전극(67)을 갖추고, 게이트 절연막(62)을 매개로 하여 배치된 주사선(51)의 일부를 게이트전극 (63)으로 한다. 드레인전극(66)은 콘택트 홀(contact hole; 77)을 매개로 하여 신호선(50)에 전기적으로 접속되어 있다. TFT(75)의 소스전극(67)과 화소전극(53) 및 보조용량전극(61)은 일련의 연결배선(80)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
즉, 소스전극(67)은 콘택트 홀(78)을 매개로 하여 제1콘택트 전극(67C)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소전극(53)은, 콘택트 홀(83A, 83B)을 매개로 하여 제2콘택트 전극(53C)에 전기적으로 접속되어 있다. 보조용량전극(61)은, 콘택트 홀(79)을 매개로 하여 제3콘택트전극(61C)에 전기적으로 접속되어 있다.
제1콘택트 전극(67C)과 제2콘택트 전극(53C)은, 연결배선(80)의 제1연결부 (80A)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 제1연결부(80A)는 소스전극 (67)과 화소전극(53)을 전기적으로 연결한다.
제2콘택트 전극(53C)과 제3콘택트 전극(61C)은, 연결배선(80)의 제2연결부 (80B)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 제2연결부(80B)는 화소전극(53)과 보조용량전극(61)을 전기적으로 연결한다. 이 제2연결부(80B)는 제1연결부(80A)에 연속하여 형성되어 있다.
제2연결부(80B)의 적어도 일부는, 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 겹치지 않는 배선부(80X)를 포함하고 있다. 즉, 이 제1실시형태에서는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)은 배선부(80X)에 겹치는 소정의 영역에 개구부(54A, 54B)를 갖추고 있다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이 어레이기판(86)의 이면(裏面)측에서 보아 배선부(80X)는 이들 개구부(54A, 54B)를 매개로 하여 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)으로부터 노출하게 된다. 어레이기판(86)과 대향기판(92) 사이를 소정의 간격으로 유지하는 스페이서(spacer ; 55)는 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)의 개구부(54)에 대응하도록 설치되어, 광누출에 따른 콘트라스트비의 저하를 방지하고 있다.
이러한 구조로 함으로써, 제3콘택트 전극(61C)에 가까운 제2연결부(80B)와 보조용량선(52) 사이 혹은 보조용량선(52)과 보조용량전극(61) 사이에 단락이 생긴 경우에는, 다른 구동배선으로부터 노출하고 있는 배선부(80X)를 향해 레이저 빔을 조사하여 절단한다. 이와 같이, 연결배선(80)의 배선부(80X)를 절단함으로써, 주사선이나 신호선 등의 다른 구동배선에 손상을 주지 않고 단락을 회복하는 일이 가능해진다.
다음으로, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 구조의 제1실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저, 고왜점(高歪点) 유리기판이나 석영기판 등의 투명한 절연성 기판(60)상에 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해 비정질 실리콘막, 즉 a-Si막을 50nm정도 피착(被着)한다. 그리고, 450℃로 1시간동안 어닐(anneal)을 행한 후, 엑시머(excimer) 레이저 빔을 조사하여 a-Si막을 다결정화한다. 그 후, 다결정화된 실리콘막, 즉 다결정 실리콘막을 포토 에칭(photo etching)법에 의해 패터닝하고, 표시영역에서의 각 화소영역에 각각 설치되는 TFT, 즉 화소TFT(75)의 채널층 및 구동회로영역에 설치되는 TFT, 즉 회로TFT(69, 72)의 채널층을 형성하고, 보조용량을 형성하기 위한 보조용량전극(61)을 개구부(54)와 함께 형성한다.
이어서, CVD법에 의해 기판(60)의 전면에 실리콘 산화막, 즉 SiOx막을 100nm정도 피착하여 게이트 절연막(62)을 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(62)상의 전면에 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 구리(Cu) 등의 단체, 또는 이들 적층막 혹은 이들의 합금막을 400nm정도 피착하고, 포토에칭법에 의해 소정의 형상으로 패터닝한다. 이에 따라, 주사선(51)과, 게이트 절연막(62)을 매개로 하여 보조용량전극(61)에 대향하는 보조용량선(52), 주사선(51)을 연재(延在)하여 이루어진 화소TFT(75)의 게이트전극(63), 회로TFT(69, 72)의 게이트전극(64, 65) 및, 구동회로영역내의 각종 배선을 형성한다. 이 때, 보조용량선(52)에 대해서도 보조용량전극(61)과 마찬가지로 개구부(54)를 형성한다.
이어서, 이들 게이트전극(63, 64, 65)을 마스크(mask)로 하여 이온주입법이나 이온 도핑법에 의해 불순물을 주입한다. 이에 따라, 화소TFT(75)의 드레인전극 (66)과 소스전극(67), 보조용량전극(61)의 콘택트영역(68) 및, Nch형의 회로TFT (69)의 소스전극(70)과 드레인전극(71)을 형성한다. 이 실시형태에서는, 예컨대 가속전압 80keV, 5×1015atoms/㎠의 도즈(dose)량, PH3/H2의 조건으로 인(P)을 고농도주입했다.
이어서, 화소TFT(75)와 구동회로영역의 Nch형의 회로TFT(69)에 불순물이 주입되지 않도록 레지스트(resist)로 피복한 후, Pch형의 회로TFT(72)의 게이트전극 (64)을 마스크로 하여 불순물을 주입한다. 이에 따라, Pch형의 회로TFT(72)의 소스전극(73)과 드레인전극(74)을 형성한다. 이 실시형태에서는 가속전압 80keV, 5×1015atoms/㎠의 도즈량, B2H6/H2의 조건으로 붕소(B)를 고농도주입했다.
이어서, 화소TFT(75)와 회로TFT(69)에 Nch형 LDD영역을 형성하기 위해, 불순물을 주입하고, 기판 전체를 어닐함으로써 불순물을 활성화시킨다.
이어서, 기판(60) 전면에 이산화 실리콘막, 즉 SiO2를 500nm정도 피착하여 층간절연막(76)을 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(62)과 층간절연막(76)에, 포토 에칭법에 의해 화소 TFT(75)의 드레인전극(66)에 이르는 콘택트 홀(77)과, 소스전극(67)에 이르는 콘택트 홀(78), 보조용량전극(61)의 콘택트영역(68)에 이르는 콘택트 홀(79) 및, 회로 TFT(69, 72)의 소스전극(70, 73)과 드레인전극(71, 74)에 이르는 콘택트 홀을 형성한다.
다음으로, Ta, Cr, Al, Mo, W, Cu 등의 단체, 또는 이들의 적층막 혹은 이들의 합금막을 500nm정도 피착하고, 포토 에칭법에 의해 소정의 형상으로 패터닝한다.
이에 따라, 신호선(50)을 형성하고, 화소TFT(75)의 드레인전극(66)과 신호선(50)을 전기적으로 접속한다. 또, 동시에 화소TFT(75)의 소스전극(67)에 전기적으로 접속된 제1콘택트전극(67C)과, 후에 형성되는 화소전극(53)에 전기적으로 접속된 제2콘택트전극(53C) 및, 보조용량전극(61)에 전기적으로 접속된 제3콘택트전극(61C)을 형성한다. 더욱이, 동시에 제1콘택트전극(67C)과 제2콘택트전극(53C)을 전기적으로 접속하는 제1연결부(80A)와, 제2콘택트전극(53C)과 제3콘택트전극(61C)을 전기적으로 접속하는 제2연결부(80B)를 형성하여, 연결배선(80)을 형성한다. 더욱이, 동시에 구동회로영역내의 회로TFT(69, 72)의 각종 배선을 형성한다.
제1콘택트전극(67C)과, 제1연결부(80A), 제2콘택트전극(53C), 제2연결부 (80B) 및 제3콘택트전극(61C)은 모두 일체로 형성되어 연결배선(80)을 구성하고 있다.
이어서, 기판(60) 전면에 실리콘 질화막, 즉 SiNx를 성막하여 보호절연막 (82)을 형성한다. 그리고, 이 보호절연막(82)에 포토 에칭법에 의해 제2콘택트전극 (53C)에 이르는 콘택트 홀(83A)을 형성한다.
이어서, 예컨대 적, 청, 녹 각각의 안료를 분산시킨 착색층(84R, 84G, 84B)을 각 화소영역마다 2㎛정도의 두께로 형성한다. 그리고, 후술하는 화소전극(53)으로부터 제2콘택트전극(53C)에 이르는 콘택트 홀(83B)을 형성한다.
이어서, 투명도전성부재, 예컨대 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 스퍼터(sputter)법에 의해 전면에 100nm정도의 두께로 성막하고, 포토 에칭법에 의해 소정의 형상으로 패터닝한다. 이에 따라, 화소전극(53)을 형성하고, 화소전극(53)과 제2콘택트전극 (53C)을 전기적으로 접속하며, 연결배선(80)의 제1연결부(80A)를 매개로 하여 화소TFT(75)의 소스전극(67)과 화소전극(53)을 전기적으로 접속한다.
최후로, 예컨대 흑색의 안료를 분산시킨 유기절연막층을 전면에 약 5㎛두께로 도포하고, 포토 에칭법에 의해 개구부(54)를 막도록 기둥형상 스페이서(55)를 형성한다.
이상과 같은 공정을 거쳐 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 어레이기판(86)이 얻어진다.
한편, 투명한 절연성 기판으로서, 예컨대 유리기판(90)상에 스퍼터법에 의해, 예컨대 ITO를 성막하고 패터닝함으로써 대향전극(91)을 형성한다.
이러한 공정을 거쳐 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 대향기판(92)이 얻어진다.
이어서, 어레이기판(86)의 화소전극(53)측과 대향기판(92)의 대향전극(91)측 전면에 저음(低音) 큐어(cure)형의 폴리이미드(polyimide)를 인쇄 도포하고, 양 기판(86, 92)을 대향시켰을 때 서로 배향축이 90°로 되도록 러빙(rubbing)처리를 실시함으로써, 배향막(85, 93)을 형성한다.
이어서, 양 기판(86, 92)을 대향하여 조립하고 셀화하며 그 간극에 주입구로부터 네마틱(nematic)액정(10)을 주입하여 밀봉한다. 그리고, 양 기판(86, 92)의 절연기판(60, 90)상에 편향판을 맞붙임으로써, 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 얻어진다.
이렇게 하여 구성된 어레이기판(86)에 있어서는, 화소TFT(75)의 소스전극 (67)과 화소전극(53) 사이는 연결배선(80)의 제1연결부(80A)에 의해 연결되고, 화소전극(53)과 보조용량전극(61) 사이는 연결배선(80)의 제2연결부(80B)에 의해 연결된다. 이와 같이, 소스전극(67)과 화소전극(53) 및 보조용량전극(61)은 서로 독립한 연결부에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
또, 화소전극(53)과 보조용량전극(61) 사이를 연결하는 제2연결부(80B)의 적어도 일부에는, 다른 도전막을 존재시키지 않으면서 차광성의 막이 존재하지 않는 영역(54)이 배선되어 있다. 즉, 제2연결부(80B)의 적어도 일부는, 차광성을 가지고 도전막으로서 기능하는 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 겹치지 않도록 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 공통으로 형성된 개구부(54)상을 통과하도록 배선되어 있다. 이에 따라, 제2연결부(80B)의 적어도 일부는 어레이기판(86)의 이면(裏面)측에서 보아 노출하고 있다.
이 때문에, 보조용량을 형성하는 보조용량선(52)과 보조용량전극(61) 사이에서 단락불량이 생겼을 때, 어레이기판(86)의 이면측에서 레이저 빔을 조사하여 노출하고 있는 제2연결부(80B)의 일부를 전기적으로 절단함으로써, 화소결함불량을 반점등상태로 개선할 수 있기 때문에 수율이 개선된다.
또, 이 때 절단부분의 상층 및 하층에는 도전막이 없기 때문에, 다른 전극과 새로운 단락불량이 생기는 일은 없다.
더욱이, 어레이기판(86)에서의 대향기판(92)측의 개구부(54)에 대응하는 위치에는 차광성의 기둥형상 스페이서를 배치하고 있기 때문에, 콘트라스트 저하에 따른 표시품위의 열화를 방지하는 것이 가능하게 된다.
이에 따라, 배선BM구조에 있어서 표시품위의 저하를 동반하지 않고 보조용량을 형성하고 있는 전극간의 단락을 회복하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상술한 제1실시형태에서는, 보조용량선(52)과 보조용량전극(61)에 형성된 개구부(54)를 막도록 기둥형상 스페이서(55)를 겹쳐 배치했지만, 자화소(自畵素) 이외의 착색층(84R)상에 다른 2색의 착색층(84G, 84B)을 겹쳐도 개구부(54)를 차광하는 것이 가능하다. 이 경우, 2색의 착색층을 겹친 착색층 적층체(積層體)의 높이는 기둥형상 스페이서(55)보다도 낮아진다. 이 때문에, 기둥형상 스페이서 (55)와 착색층 적층체를 조합하여 배치하면, 착색층 적층체는 스페이서로서는 기능되지 않고 단순한 차광부로 된다. 이들 구조를 조합함으로써, 표시영역내의 스페이서 밀도를 자재(自在)로 조정할 수 있다.
또, 이 제1실시형태에서는 착색층(84R, 84G, 84B)을 어레이기판상에 배치한 경우에 대해 설명을 했지만, 유기절연막을 이용한 경우에 있어서도 마찬가지의 효과가 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제2실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판의 구조에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도이다. 또한, 여기에서는 제1실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
즉, 도 4에 나타낸 바와 같이 TFT(75)의 소스전극(67)에 전기적으로 접속된 제1콘택트 전극(67C)과 화소전극(53)에 전기적으로 접속된 제2콘택트 전극(53C)은, 연결배선(80)의 제1연결부(80A)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제2콘택트 전극(53C)과 보조용량전극(61)에 전기적으로 접속된 제3콘택트 전극(61C)은, 연결배선(80)의 제2연결부(80C)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
제2연결부(80C)의 적어도 일부는, 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 겹치지 않는 배선부(80X)를 포함하고 있다. 즉, 이 제2실시형태에서는, 제2연결부 (80C)의 배선부(80X)는 어레이기판 면내에 있어서, 보조용량선(52) 및 보조용량전극 (61)에 겹치지 않도록 한 위치를 우회하여 배선되어 있다. 이 배선부(80X)의 하층에는 투명한 게이트 절연막(62) 및 투명한 층간절연막(76)이 배치되어 있고, 배선부 (80X)의 상층에는 투명한 화소전극(53)이 배치되어 있다.
이에 따라, 어레이기판을 셀화했을 때, 배선부(80X)는 어레이기판(86)의 이면측에서 보아 노출하게 된다. 또, 배선부(80X)가 화소영역내를 배선함으로써, 제1실시형태에서 설명한 바와 같은 차광성의 기둥형상 스페이서를 설치할 필요가 없게 된다.
이러한 구조로 함으로써, 제3콘택트 전극(61C)에 가까운 제2연결부(80C)와 보조용량선(52) 사이 혹은 보조용량선(52)과 보조용량전극(61) 사이에 단락이 생긴 경우에는, 어레이기판(86)의 이면측에서 보아 노출하고 있는 배선부(80X)를 향해 레이저 빔을 조사하여 절단한다. 이와 같이, 연결배선(80)의 배선부(80X)를 절단함으로써 단락을 회복하는 것이 가능하게 된다.
또, 기둥형상 스페이서를 형성할 필요가 없어지기 때문에 제조비용을 저감할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판의 구조에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 제3실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도이다. 또한, 여기에서는 제1실시형태와 동일 구성에 대해서는 동일 참조번호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
즉, 도 5에 나타낸 바와 같이 TFT(75)의 소스전극(67)에 전기적으로 접속된 제1콘택트 전극(67C)과 화소전극(53)에 전기적으로 접속된 제2콘택트 전극(53C)은, 연결배선(80)의 제1연결부(80A)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제1콘택트 전극(67C)과 보조용량전극(61)에 전기적으로 접속된 제3콘택트 전극(61C)은, 연결배선(80)의 제2연결부(80D)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
제2연결부(80D)의 적어도 일부는, 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 겹치지 않는 배선부(80X)를 포함하고 있다. 즉, 이 제3실시형태에서는 제2연결부 (80D)의 배선부(80X)는 어레이기판 면내에 있어서 보조용량선(52)과 보조용량전극 (61)에 겹치지 않도록 한 위치를 우회하여 배선하기 때문에, 제1콘택트 전극(67C)과 제3콘택트 전극(61C)을 전기적으로 접속하도록 배선하고 있다. 이 배선부(80X)의 하층에는 투명한 게이트 절연막(62)과 투명한 층간절연막(76)이 배치되어 있고, 배선부(80X)의 상층에는 투명한 화소전극(53)이 배치되어 있다.
이에 따라, 어레이기판을 셀화했을 때, 배선부(80X)는 어레이기판(86)의 이면측에서 보아 노출하게 된다. 또, 배선부(80X)가 화소영역내를 배선함으로써, 제1실시형태에서 설명한 바와 같은 차광성의 기둥형상 스페이서를 설치할 필요가 없게 된다.
이러한 구조로 함으로써, 제2실시형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제3실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 의하면, TFT(75)의 소스전극(67)과 화소전극(53) 및 보조용량전극(61)을 서로 연결하는 연결배선(80)은 보조용량을 형성하는 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)에 서로 겹치지 않는 배선부(X)를 포함하고 있다. 즉, 이 배선부 (80X)는 어레이기판의 이면측에서 보아 노출하고 있기 때문에, 보조용량선(52)과 연결배선(80) 또는 보조용량전극과의 사이에 단락불량이 생겼을 때, 이 배선부(80X)에 레이저 빔을 조사하여 전기적으로 절단함으로써, 단락불량이 생긴 화소를 반점등상태까지 개선하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 표시품위의 저하를 동반하지 않고 단락불량을 회복하는 것이 가능한 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제4실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판의 구조에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 제4실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도이고, 도 7은 도 6중의 일점쇄선 A-B-C에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 또한, 여기에서는 제3실시형태와 동일 구성에 대해서는 동일 참조번호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
상술한 바와 같이, 화소전극(53)을 컬러 필터(84) 등의 절연층상에 형성하는 구조의 경우, 화소전극(53)과 TFT(75) 사이의 절연층이 비교적 두껍기 때문에, 절연층에 콘택트 홀을 형성할 때 에칭불량을 일으키기 쉬워진다. 이 에칭불량에 의해, 화소전극(53)과 제2콘택트전극(53C)의 접속불량이 발생하여 TFT(75)로부터의 신호가 화소전극(53)에 전송되지 않게 된다. 이 때문에, 그 화소는 어떤 전위로 고정되기 때문에 항상 점등의 화소 결함으로 된다.
이러한 화소결함을 정상화하기 위해, 접속불량부에 레이저 빔을 조사하고 화소전극(53)의 일부 및 제2콘택트전극(53C)의 일부를 용융(溶融)하여 양쪽을 쇼트시키는 방법이 있다.
그렇지만, 상술한 바와 같은 구조의 경우, 제2콘택트 전극(53C)의 하층에 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)이 배치되어 있기 때문에, 어레이기판(86)의 이면측에서 보아 제2콘택트 전극(53C)이 노출하고 있지 않다. 이 때문에, 어레이기판 (86)의 이면측에서 보아 레이저 빔을 조사하는 것이 곤란하다.
그래서, 이 제4실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에서는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2콘택트 전극(53C)이 다른 배선으로부터 노출하도록 구성되어 있다.
즉, 제2콘택트 전극(53C)의 하층에 위치하는 보조용량전극(61) 및 보조용량선 (52)은, 제2콘택트 전극에 중복하는 영역에 레이저 빔 투과용의 개구부(61H, 52H)를 갖추고 있다. 개구부(61H)는 보조용량전극(61)의 일부를 에칭가공에 의해 제거함으로써 형성된다. 이 개구부(61H)는, 예컨대 콘택트 홀(83A, 83B)의 중심과 거의 같은 중심을 가지는 8×8㎛의 정방형으로 형성된다. 개구부(52H)는, 보조용량선(52)의 일부를 에칭가공에 의해 제거함으로써 형성된다. 이 개구부(52H)는, 예컨대 콘택트 홀(83A, 83B)의 중심과 거의 같은 중심을 가지는 6×6㎛의 정방형으로 형성된다.
이렇게 구성함으로써, 게이트 절연막(62) 및 층간절연막(76)이 투명하기 때문에 제2콘택트 전극(53C)이 다른 구동배선으로부터 노출한다.
이러한 구조의 어레이기판에 있어서, 화소전극(53)과 제2콘택트 전극(53C)의 접속불량이 발생한 경우에는 어레이기판(86)의 이측(裏側)으로부터 보조용량전극 (61) 및 보조용량선(52) 각각에 형성한 개구부(61H, 52H)를 매개로 하여 에너지 약2mJ, 파장 532nm의 레이저 빔을 제2콘택트 전극(53C)에 조사한다. 이에 따라, 제2콘택트 전극(53C) 및 화소전극(53)의 일부가 용융된다.
용융된 제2콘택트 전극(53C)의 일부는, 콘택트 홀(83A, 83B)을 통과하여 화소전극(53)과 쇼트한다. 즉, 제2콘택트 전극(53C)과 화소전극(53)을 전기적으로 접속하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 주사선이나 신호선 등의 다른 구동배선에 손상을 주지 않고, 화소전극(53)과 제2콘택트 전극(53C)의 접속불량을 개선하는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제4실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 의하면 보조용량선(52) 및 보조용량전극(61)은, 화소전극(53)과 TFT(75)를 전기적으로 접속하는 제2콘택트 전극(53C)에 중복하는 영역의 일부에 레이저 빔을 투과가능하게 하는 개구부를 갖추고 있다. 이 때문에, 제2콘택트 전극(53C)에서 접속불량이 발생한 경우이어도, 어레이기판(86)의 이측으로부터 레이저 빔을 조사하여 절연층을 소실시키고, 화소전극 및 제2콘택트 전극의 일부를 용융시켜 양쪽을 쇼트시키는 것이 가능해진다.
따라서, 표시불량을 발생시킨 화소결함을 정상화하여 제조수율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제5실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판의 구조에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 제5실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 확대한 확대평면도이고, 도 9는 도 8중의 일점쇄선 A-B-C-D에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 또한, 여기에서는 제3실시형태와 동일 구성에 대해서는 동일 참조번호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
상술한 화소전극(53)을 컬러 필터(84) 등의 절연층상에 형성하는 구조는, 신호선을 끼워 신호선과 동일층에 화소전극을 배치하는 구조와 비교하여 인접하는 화소전극간의 거리를 작게 하는 것이 가능하므로, 개구율의 향상을 예상할 수 있다. 그렇지만, 인접하는 화소전극간의 거리가 짧기 때문에, 화소전극 형성시의 에칭불량에 의해 화소전극끼리가 쇼트를 일으키기 쉬워진다. 또, 작은 금속먼지로도 화소전극끼리의 쇼트가 일어나기 쉬워진다. 이 때문에, 쇼트된 인접화소는 어떤 전위로 고정되기 때문에 항상 점등의 화소결함으로 된다.
이러한 화소결함을 정상화하기 위해, 쇼트부에 레이저 빔을 조사하여 쇼트부를 절단하는 방법이 생각되지만, 쇼트부를 특정(特定)하는 것이 곤란하다.
그래서, 이 제5실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에서는 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 드레인전극(66) 및 소스전극(67)의 일부를 이루는 다결정 실리콘막(P)이 신호선(50)과의 접촉으로부터 화소전극(53C)과의 접촉 사이에 다른 금속배선에 겹치지 않는 영역을 갖추도록 구성되어 있다.
즉, TFT(75)는 주사선(51)의 일부를 게이트전극(63)으로 하고, 다결정 실리콘막(P)이 신호선(50)에 접촉하는 영역에 형성된 드레인전극(66)과, 다결정 실리콘막(P)이 화소전극(53)에 전기적으로 접속되는 연결배선(80)에 접촉하는 영역, 즉 제1콘택트 전극(67C)에 형성된 소스전극(67)을 갖추고 있다. 다결정 실리콘막(P)은, 도 8에 나타낸 바와 같이 게이트전극(63)을 우회하도록 배치되어 있다.
이렇게 다결정 실리콘막(P)을 둘러침으로써, 도 9에 나타낸 바와 같이 다결정실리콘막(P)의 일부(PA)는 다른 금속배선에 겹치지 않고 노출한다.
이러한 구조의 어레이기판에 있어서, 예컨대 4V의 전위차로 액정을 구동하는 경우, 흑색을 표시하기 위해 제1열(列)의 화소전극에 인가되는 전압은 제1프레임 (frame)에서 9V, 제2프레임에서 1V이고, 제2열의 화소전극에 인가되는 전압은 제1프레임에서 1V, 제2프레임에서 9V이다. 이 때, 대향전극에 인가되는 전압은 5V이다.
여기에서, 인접하는 제1열 및 제2열의 화소전극(53)끼리에서 쇼트가 발생한 경우에는 제1열의 TFT는 신호선으로부터 제1열의 화소전극에 대해 9V의 전압을 인가하고, 제2열의 TFT는 신호선으로부터 제2열의 화소전극에 대해 1V의 전압을 인가한다. 이 2개의 화소전극은 쇼트하고 있기 때문에, 인가된 전압이 평균화된다. 이 때문에, 이들 화소전극에는 전체로 하여 5V의 전압이 인가되게 된다. 이 결과, 2개의 화소전극은 대향전극과의 사이에 전위차가 생기지 않아 모두 휘점(백(白)표시)으로 된다.
이 때, 제2열의 TFT를 구성하는 다결정 실리콘막(P)의 노출부분(PA)을 향해 어레이기판(86)의 이측으로부터 에너지 약2mJ, 파장 532nm의 레이저 빔을 조사한다. 다결정 실리콘막(P)은, 막두께가 약50nm 내지 70nm정도이고, 500nm 부근의 파장에 대한 흡수율도 높다. 이 때문에, 조사된 레이저 빔의 열에너지에 의해 다결정 실리콘막(P)의 노출부분(PA)이 소실되어 절단된다. 이 때, 소실물질에 의한 이온성의 오염도 거의 없다.
통상, 레이저 회복(repair)에 이용되는 레이저의 스폿(spot) 지름은 수㎛정도이기 때문에, 이에 광학맞춤의 마진(margin) 등을 고려하여 노출부분(PA)의 길이를 수㎛~10㎛정도로 함으로써, 다른 구동배선에 손상을 주지 않고 레이저 절단이 가능하게 된다.
따라서, 제2열의 TFT에 구동신호를 공급하는 신호선과, 제2열의 화소전극이 전기적으로 절연된다. 이 결과, 제2열의 TFT에 신호선으로부터 공급된 구동전압은 제2열의 화소전극에 인가되지 않는다. 즉, 제1열 및 제2열의 화소전극은 모두 제1열의 TFT로부터 공급된 구동신호에 의해 구동되게 된다. 이에 따라, 적어도 제1열의 화소전극은 정상으로 동작하게 되어 표시불량의 불량도를 저하시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제5실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 의하면, TFT(75)를 구성하는 다결정 실리콘막(P)은 신호선(50)과의 접촉으로부터 화소전극(53)과의 접촉까지의 사이에 다른 금속배선과 중복하지 않는 영역을 갖추고 있다. 이 때문에, 인접하는 화소전극간에서 쇼트가 발생한 경우이어도 어레이기판(86)의 이측으로부터 레이저 빔을 조사하여 다결정 실리콘막(P)을 절단시키는 것이 가능하게 된다.
이에 따라, 표시불량을 발생시키고 있었던 적어도 한쪽의 화소전극은, 정상화하여 표시불량의 불량도를 저하시키는 것이 가능하게 되어, 제조수율을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제6실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판의 구조에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 제6실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10중의 E-E′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 12는 도 10중의 F-F′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이 실시형태의 액정표시장치는, 어레이기판(100)과 대향기판(200) 사이에, 예컨대 광변조층으로서 TN(Twisted Nematic: 트위스티드 네마틱)형 액정층(300)이 배향막(311, 313)을 매개로 하여 보유되어 있고, 또 각 기판(100, 200)의 외표면에 편광판(321, 323)이 배치되어 구성되어 있다.
어레이기판(100)은 액정층(300)의 갭(gap)을 일정하게 유지하기 위해, 어레이기판(100)과 일체로 형성된 수지성의 스페이서(331)를 갖추고 있다. 대향기판 (200)은, 유리기판(202)상에 거의 스트라이프(stripe)형상으로 형성된 차광막(211)과 이 위에 배치되는 ITO로 이루어진 대향전극(221)을 갖추고 있다. 차광막(211)은, 어레이기판(100)측에 설치되는 주사선(121)과 보조용량선(131)의 간극이나 TFT(141)를 차광한다.
이 실시형태의 어레이기판(100)은, 상술한 실시형태에 대해 각 화소가 적어도 2개의 독립한 보조용량(Cs1, Cs2)을 포함하고, 각각이 회복가능하게 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.
제1보조용량(Cs1)은, 보조용량선(131) 아래에 게이트 절연막(145)을 매개로 하여 배치되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제1하부전극(137a)과 보조용량선 (131) 사이에 형성된다.
즉, 유리기판(101)상에 형성된 다결정 실리콘막은 TFT(141)의 소스영역 및 드레인영역이나 제1 및 제2하부전극(137a, 137b) 등을 형성한다.
TFT(141)의 드레인영역은, 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(123)을 매개로 하여 신호선(111)에 접속되어 있다. TFT(141)의 소스영역은, 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(125)을 매개로 하여 신호선(111)과 동일 공정으로 제작된 접속배선(153)의 제1배선(153a)과 전기적으로 접속되어 있다. 이 제1배선(153a)은, 평활화층(161)을 관통하는 콘택트 홀(163a)을 매개로 하여 화소전극(171)에 전기적으로 접속되어 있다.
이 제1배선(153a)과 연속하는 제2배선(153b)은 주사선(121)과 보조용량선 (131)의 간극을 거쳐 재차 보조용량선(131)상에 연재하고, 보조용량선(131)의 개구 (133)내에서 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(135a)을 매개로 하여 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제1하부전극(137a)에 전기적으로 접속되어 있다.
이에 따라, TFT(141)의 소스영역과 전기적으로 접속되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제1하부전극(137a)과 보조용량선(131) 사이에 제1보조용량(Cs1)이 형성된다.
제2보조용량(Cs2)은, 인접하는 다른 보조용량선(131) 아래에 게이트 절연막 (145)을 매개로 하여 배치되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제2하부전극 (137b)과 보조용량선(131) 사이에 형성된다.
즉, 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제2하부전극(137b)은 인접하는 다른 보조용량선(131)의 개구(133)내에서 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(135b)을 매개로 하여 신호선(111)과 동일 공정으로 형성되는 제2접속배선(155)에 전기적으로 접속된다. 이 제2접속배선(155)은, 어레이기판(100)의 광투과영역을 경유하도록 다른 보조용량선(131)으로부터 화소전극(171)내 쪽을 경유하여 재차 보조용량선(131)상에 연재하고, 평활화층(161)을 관통하는 콘택트 홀 (163b)을 매개로 하여 화소전극(171)과 전기적으로 접속되어 있다.
이에 따라, 화소전극(171)과 전기적으로 접속되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제2하부전극(137b)과 보조용량선(131) 사이에 제2보조용량(Cs2)이 형성된다.
그리고, 예컨대 어레이기판(100)을 작성한 후, 보조용량선(131)에 소정의 전압(Vcs1, Vcs2; 인접 보조용량선 사이에 인가되는 전압을 각각 다르게 해 둔다)을 인가한다. 그 후, 신호선(111)에 전압(Vcs1, Vcs2)과 다른 소정의 전압(Vs)을 인가하고, 주사선(121)에 순차주사펄스(Vg)를 인가하여 각 화소전극(171)에 전압(Vs)을 기입한다. 그 후, 주사선(121)에 재차 순차주사펄스(Vg)를 인가하여 화소전극 (171)에 기입된 전하를 신호선(111)으로부터 순차독출한다. 이 때, 보조용량선 (131)과 하부전극(137)이 단락하고 있으면, 신호선(111)으로부터는 전압(Vcs1) 또는 전압(Vcs2)이 독출됨으로써, 보조용량선(131)과 하부전극(137)의 단락 개소를 특정할 수 있다.
그리고, 예컨대 도 10중의 XG에서 단락이 발견되면, 예컨대 도 10중의 H로 나타낸 어레이기판(100)의 광투과영역에 있어서 접속배선(153)의 제2배선(153b)의 일부를 어레이기판(100)의 이면으로부터 레이저를 조사하여 절단한다. 이에 따라, 화소전극 전위가 보조용량선(131)의 전위로 고정되어 원하지 않는 표시상태로 되는 것이 방지된다. 또한, 이 경우, 회복된 화소에는 여전히 보조용량(Cs2)이 형성되어 있기 때문에, 화소전극 전위의 기생용량의 영향에 의한 변동이 억제되어 양호한 표시품위가 유지된다.
마찬가지로, 예컨대 도 10중의 XI에서 단락이 발견되면, 예컨대 도 10중의 J로 나타낸 영역의 제2접속배선(155)을 어레이기판(100)의 이면으로부터 레이저를 조사하여 절단한다. 이에 따라, 화소전극 전위가 보조용량선(131)의 전위로 고정되어 원하지 않는 표시상태로 되는 것이 방지된다. 이 경우도, 회복된 화소에는 여전히 보조용량(Cs2)이 형성되어 있기 때문에, 화소전극 전위의 기생용량의 영향에 의한 변동이 억제되어 양호한 표시품위가 유지된다.
또, 제1 및 제2보조용량(Cs1, Cs2) 양쪽이 단락하고 있는 경우, 상기 H 및 J 각각에서 배선(153b, 155)을 절단함으로써 회복할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제7실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 적용되는 어레이기판의 구조에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 제7실시형태에 따른 액티브 매트릭스형 액정표시장치의 연결배선을 포함하는 영역을 나타낸 평면도이고, 도 14는 도 13중의 K-K′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 15는 도 13중의 L-L′선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 또한, 상술한 제6실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
이 실시형태의 어레이기판(100)은, 상술한 제6실시형태와 마찬가지로 각 화소가 2개의 독립한 보조용량(Cs1, Cs2)을 포함하고, 각각이 회복가능하게 구성되는 것을 특징으로 하고 있으며, 그 보조용량(Cs1, Cs2)의 형상이 제6실시형태와는 상위하다.
제1보조용량(Cs1)은, 제6실시형태와 마찬가지로 보조용량선(131) 아래에 게이트 절연막(145)을 매개로 하여 배치되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제1하부전극(137a)과 보조용량선(131) 사이에 형성된다.
즉, TFT(141)의 소스영역은 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(125)을 매개로 하여 신호선(111)과 동일 공정으로 제작되는 접속배선(153)과 전기적으로 접속되고, 이 접속배선은 평활화층(161)을 관통하는 콘택트 홀(163a)을 매개로 하여 화소전극(171)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 이 화소전극(171)은 보조용량선(131)의 개구(133)에 연재하고, 개구(133)내에서 평활화층(161)과 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(163b)을 매개로 하여 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제1하부전극(137a)에 신호선(111)과 동일 공정으로 형성되는 접속부(157a)를 경유하여 전기적으로 접속되어 있다.
이에 따라, TFT(141)의 소스영역과 전기적으로 접속되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제1하부전극(137a)과 보조용량선(131) 사이에 제1보조용량(Cs1)이 형성된다.
제2보조용량(Cs2)은, 인접하는 다른 보조용량선(131) 아래에 게이트 절연막 (145)을 매개로 하여 배치되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제2하부전극 (137b)과 보조용량선(131) 사이에 형성된다.
즉, 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제2하부전극(137b)은 인접하는 다른 보조용량선(131)의 개구(130)내에서 평활화층(161)과 게이트 절연막(145) 및 층간절연막(147)을 관통하는 콘택트 홀(135b)을 매개로 하여 신호선(111)과 동일 공정으로 형성되는 접속부(157b)를 매개로 하여 화소전극(171)에 전기적으로 접속된다.
이에 따라, 화소전극(171)과 전기적으로 접속되는 다결정 실리콘박막으로 이루어진 제2하부전극(137b)과 보조용량선(131) 사이에 제2보조용량(Cs2)이 형성된다.
환언하면, 이 실시형태에서는 보조용량선(131)은, 인접하는 제1 및 제2하부전극(137a, 137b)에 대응하는 분기부와 이들 분기부를 접속하는 영역으로 구성되어 있다.
그리고, 상술한 제6실시형태와 마찬가지로, 예컨대 어레이기판(100)을 작성한 후, 보조용량선(131)에 소정의 전압(Vcs1, Vcs2; 인접 보조용량선 사이에 인가되는 전압을 각각 다르게 해 둔다)을 인가한다. 그 후, 신호선(111)에 전압(Vcs1, Vcs2)과 다른 소정의 전압(Vs)을 인가하고, 주사선(121)에 순차주사펄스(Vg)를 인가하여 각 화소전극(171)에 전압(Vs)을 기입한다. 그 후, 주사선(121)에 재차 순차주사펄스(Vg)를 인가하여 화소전극(171)에 기입된 전하를 신호선(111)으로부터 순차독출한다. 이 때, 보조용량선(131)과 하부전극(137)이 단락하고 있으면, 신호선 (111)으로부터는 전압(Vcs1) 또는 전압(Vcs2)이 독출된다. 이에 따라, 보조용량선 (131)과 하부전극(137a, 137b)의 단락 개소를 특정할 수 있다.
그리고, 예컨대 도 13중의 XM에서 단락이 발견되면, 예컨대 도 13중의 N 및 O로 나타낸 영역의 보조용량선(131)을 어레이기판(100)의 이면으로부터 레이저를 조사하여 절단한다. 이에 따라, 화소전극 전위가 보조용량선(131)의 전위로 고정되어 원하지 않는 표시상태로 되는 것이 방지된다. 또한, 이 경우, 회복된 화소에는 여전히 보조용량(Cs2)이 형성되어 있기 때문에, 화소전극 전위의 기생용량의 영향에 의한 변동이 억제되어 양호한 표시품위가 유지된다.
마찬가지로, 예컨대 도 13중의 XP에서 단락이 발견되면, 예컨대 도 13중의 Q 및 R로 나타낸 보조용량선(131)의 일부를 어레이기판(100)의 이면으로부터 레이저를 조사하여 절단한다. 이에 따라, 화소전극 전위가 보조용량선(131)의 전위로 고정되어 원하지 않는 표시상태로 되는 것이 방지된다. 이 경우도, 회복된 화소에는 여전히 보조용량(Cs2)이 형성되어 있기 때문에, 화소전극 전위의 기생용량의 영향에 의한 변동이 억제되어 양호한 표시품위가 유지된다.
또, 제1 및 제2보조용량(Cs1, Cs2) 양쪽이 단락하고 있는 경우, 보조용량선 (131)의 상기 N, O, Q 및 R 각각에서 절단함으로써 회복할 수 있다.
상술한 실시형태는, 모두 독립한 보조용량선과 다결정 실리콘박막으로 이루어진 하부전극 사이에 보조용량(Cs)을 형성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 주사선(111) 자체를 보조용량선으로서 이용하는 것이어도 상관없다.
또한, 상술한 전체 실시형태에서는 TFT의 반도체층으로서 다결정 실리콘막을 이용한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 관해 설명했지만, 본 발명은 반도체층으로서 예컨대 비정질 실리콘막 등의 다른 반도체층을 이용한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 대해서도 적용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 배선 BM구조를 이용하면서도, 표시품위를 저하시키지 않고 보조용량을 형성하고 있는 전극간의 단락불량을 개선할 수 있는 액티브 매트릭스형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 서로 교차하여 배치된 복수의 주사선 및 신호선과, 상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되어 상기 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 제1연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 화소전극, 상기 스위칭소자 및 상기 화소전극중 어느 한쪽에 제2연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 보조용량전극 및, 상기 보조용량전극에 절연층을 매개로 하여 대향배치된 보조용량신호선을 갖춘 어레이기판과,
    액정조성물을 매개로 하여 상기 화소전극에 대향배치된 대향전극을 갖춘 대향기판을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    상기 제2연결배선은 상기 보조용량신호선으로부터 노출하는 부분을 갖춘 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조용량신호선은, 상기 제2연결배선을 노출하는 개구부를 갖춘 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보조용량전극은, 상기 제2연결배선을 노출하는 개구부를 갖춘 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개구부를 차폐하도록 상기 어레이기판과 상기 대향기판 사이에 배치된 차광부재를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조용량신호선은, 상기 화소전극과 상기 제1연결배선의 접속부에 겹치는 부분을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보조용량신호선은, 상기 화소전극과 상기 제1연결배선의 접속부를 노출하는 개구부를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  7. 서로 교차하여 배치된 복수의 주사선 및 신호선과, 상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되어 상기 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 제1연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 화소전극, 상기 스위칭소자에 제2연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 보조용량전극, 상기 보조용량전극에 절연층을 매개로 하여 대향배치된 보조용량신호선을 갖춘 어레이기판과,
    액정조성물을 매개로 하여 상기 화소전극에 대향배치된 대향전극을 갖춘 대향기판을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    상기 스위칭소자는 반도체층을 갖추고, 상기 반도체층내에 형성된 채널영역으로부터 상기 제1연결배선 및 제2연결배선의 접속부까지의 사이의 반도체층의 일부가 다른 배선으로부터 노출하는 부분을 갖춘 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
  8. 서로 교차하여 배치된 복수의 주사선 및 신호선과, 상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되어 상기 신호선에 전기적으로 접속된 스위칭소자, 상기 스위칭소자에 제1연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 화소전극, 상기 스위칭소자 및 상기 화소전극중 어느 한쪽에 제2연결배선을 매개로 하여 전기적으로 접속된 보조용량전극 및, 상기 보조용량전극에 절연층을 매개로 하여 대향배치된 보조용량신호선을 갖춘 어레이기판과,
    액정조성물을 매개로 하여 상기 화소전극에 대향배치된 대향전극을 갖춘 대향기판을 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 있어서,
    상기 보조용량신호선은, 인접하는 상기 보조용량전극의 각각과 겹쳐져 보조용량을 형성하고 부분적으로 다른 배선으로부터 노출하는 분기부를 갖춘 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치.
KR10-1999-0028250A 1998-07-14 1999-07-13 액티브 매트릭스형 액정표시장치 KR100430773B1 (ko)

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