KR970002987B1

KR970002987B1 - 능동형 액정표시소자

Info

Publication number: KR970002987B1
Application number: KR1019930030975A
Authority: KR
Inventors: 아이. 카쥬로브 보리스; 에프. 오그르트소브 올레그; 와이. 크리스니코브 젠나디; 피. 체르노로토브 보리스
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 구자홍
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1997-03-13
Also published as: JPH075851A; CN1089366A; DE4344808A1; KR940015635A; CN1048558C; US5473451A; FR2700051A1; FR2700051B1; RU2066074C1; DE4344808C2

Abstract

내용 없음

Description

능동형 액정표시소자

제1도는 종래의 능동형 액정표시소자의 회로도.

제2도는 종래의 능동형 액정표시소자의 다른 회로도.

제3도는 본발명의 제1실시예를 나타내는 능동형 액정표시소자의 회로도.

제4도는 제3도에 도시된 능동형 액정표시소자를 상세하게 나타내는 회로도.

제5도는 제4도에 도시된 능동형 액정표시소자의 동작과 관계되는 타이밍도.

제6도는 제4도에 도시된 능동형 액정표시소자 부분을 나타내는 평면도.

제7도는 제6도의 A-A' 부분을 절개하여 나타낸 단면도.

제8도는 본발명의 제2실시예를 나타내는 능동형 액정표시소자의 회로도.

제9도는 제8도에 나타낸 능동형 칼라 액정표시소자의 다른 실시예를 표현하는 도면.

제6도는 본 발명 액정표시소자의 제2블랙 매트릭스 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 표시전극 5,5' : 제2스위칭 TFT

2-(m+1) : 제2데이타 버스 4 : 제1스위칭 TFT

5" : MIS 6,7 : 다이오드

8 : 버스 15 : 비정질실리콘막

17 : 실리콘 나이트라이드막 18 : 크롬막

19 : 알루미늄 21 : 제3스위칭 TFT

22 : 제4스위칭 TFT 2-m : 제1데이타 버스

본 발명은 능동(액티브 매트릭스) 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 리던던시 구조의(결함 수선 요소를 갖는) 액정표시소자에 관한 것이다. TV, 비디오, 컴퓨터 장비용 액정표시소자에 관한 요구는 크게 증대되어 왔다. 능동형 액정표시소자의 고화질과 높은 동작신뢰성은 표시소자의 배열된 요소들을 수리할 수 있는 요소를 제공함으로써 성취된다.

절연기판상에 n행, m열의 서로 수직하게 배열된 복수개의 화소를 갖는 능동형 액정표시소자가 알려져 있다. 예를 들면 공개된 일본 공개특허출원 N 60-192369, HO1L 29/78에 기재되어 있다. 제1도를 참조하면 행렬구조로 배치된 각각의 화소는 표시전극(3)과 스위칭 TFT(4)와 같은 스위칭 소자를 포함한다.

더욱 구체적으로 살펴보면, 능동형 액정표시소자는 각각의 어드레스 버스는 각각의 화소행에 대응하는 1-1, 1-2, 1-3, ...,1-n과 같은 복수개의 어드레스 버스를 가지며, 또한 각각의 화소열에 대응하며 어드레스 버스에 수직하는 2-1, 2-2, 2-3, ..., 2-m과 같은 복수개의 데이타 버스를 갖는다.

표시전극(3)은 TFT(4)를 통하여 각각의 어드레스 버스와 데이타 버스에 연결된다. 주사신호는 어드레스 버스에 인가되며 비데오 신호는 데이타 버스에 인가된다. 각각의 TFT(4)의 게이트는 각각의 어드레스 버스에 연결되고, 드레인(D)는 각각의 데이타 버스에 연결되며 소오스(S)는 표시전극(3)에 연결된다. 그러한 능동형 액정표시소자는 결함을 가짐으로써 동작의 신뢰성이 저하된다. 스위칭 트랜지스터의 결함은 그 트랜지스터를 포함하는 화소만의 동작을 재해하는 반면에 어드레스 버스나 데이타 버스상의 결함(예를 들어 단선문제)은 그러한 결함이 있는 어드레스 버스나 데이타 버스에 연결된 화소의 정상적인 동작을 불가능하게 한다.

이러한 결함을 치유하기 위한 시도가 이루어져 왔는데 예를 들면 드 브레비트(De brevet)의 발명 N2582431 GO9F 3/20이 해당된다. 그러한 시도에서는 능동형 액정표시소자의 행렬로 배열된 소자에 리던던시(수리구조)를 제공한다.

제2도를 참조하여 설명하면, 각각의 화소는 제1스위칭 TFT(4)와 인접한 화소전극의 반대편으로 형성한 제2스위칭 TFT를 포함한다. 이러한 형상에서 표시전극(3)은 2개의 스위칭 소자를 통하여 그 세트의 어드레스와 데이타 버스에 연결된다.

제1스위칭 TFT(4)는 표시전극(3)과 어드레스 버스 및 데이타 버스의 첫 번째 세트(즉, 1-1과 2-m)에 각각 연결되고, 제2스위칭 TFT(5)는 표시전극(3)과 어드레스 버스 및 데이타 버스의 두 번째 세트(즉, 1-2와 2-(m+1))에 연결된다.

이러한 능동형 액정표시소자에서는 화소의 스위칭 TFT(4,5)중 어느 하나가 결함을 가지더라도 다른 하나의 결함이 없는 트랜지스터를 통하여 화소가 동작하기 때문에 화소동작의 저해를 가져오지 않는다. 게다가 결함있는 TFT는 레이저빔, 기계적처리 또는 화학적 식각에 의하여 행렬구조로 부터 제거될 수 있다.

게다가, 화소에 인접한 두 개의 어드레스 버스중 하나가 결함을 가지더라도 결함이 없는 어드레스 버스에 의하여 주사신호가 표시전극에 인가되기 때문에 화소의 동작에는 이상이 없게 된다.

그런데, 위의 능동형 액정표시소자는 만약에 데이타 버스중의 어느 하나가 결함을 갖게되면 결함을 가지는 데이타 버스가 신호를 인가해야 할 화소에 보충적으로 신호를 인가하는 구조가 없기 때문에 결함이 발생한 화소에 연결된 모든 화소의 동작에는 이상이 발생한다.

제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1어드레스 버스(1-1)에 주사신호가 인가되면, 이 기간동안 TFT(4)를 통하여 표시전극(3)은 제1데이타버스(2-m)에 연결된다. 그때에 표시전극(3)에는 제1데이타 버스(2-m)에 인가된 비데오 신호 전압에 의하여 충전이 된다.

한편, 또 다른 주사신호가 연이어 제2어드레스 버스에 인가된다고 가정하면, 이 기간동안 표시전극(3)은 TFT(5)를 통하여 결함이 있는 제2데이타 버스{2-(m+1)}에 연결된다.

그때, 표시전극(3)은 결함이 있는 제2데이타 버스(2-(m+1))의 전압(즉, 유동적 전압)에 대하여(그 전압까지) 방전을 하게 된다. 결과적으로, 결함이 있는 제2데이타 버스는 불안정하게 되고, 결함있는 제2데이타 버스에 연결된 모든 화소의 등작은 제어할 수 없게된다.

데이타 버스의 결함은 데이타 버스와 이 데이타 버스에 비데오 신호를 공급하는 구동회로 사이에 불량한 전기적 접촉에 의하여 일어날 수 있다. 구동회로의 출력층의 결함 또한 데이타 버스의 결함을 초래하기도 한다. 이러한 결함은 데이타 버스상의 비데오 신호의 부재를 결과한다. 데이타 버스 결함의 본질적인 것은 예측하기 어려우므로, 결함있는 데이타 버스에 연결된 모든 화소는 제어 불가능하게 되고, 어떤 상황하에서는 표시전극이 전기적으로 접지상태에 있게 된다.

게다가, 위와 같은 능동 행렬 구조에서 제2스위칭 TFT(5)는 2개의 반대되는 방향(순방향, 역방향)으로 전류가 흐르므로, 표시전극(3)은 TFT(5)를 통하여 충전뿐아니라 방전도하게 된다. 달리 말하면 표시전극(3)은 TFT(5)를 통하여 결함이 발생한 데이타 버스에 방전을 하게 되는 것이다.

본 발명의 목적은 위에서 언급한 문제점들을 극복하여 높은 동작신뢰성을 얻는데 있다. 본 발명에 따른 능동형 액정표시소자는 다수개의 화소와 다수의 어드레스 버스와 어드레스 버스에 수직하게 배열된 다수의 데이타 버스를 가지며, 상기 각각이 화소는 최소한 하나 이상의 표시전극과, 어드레스 버스와 데이타 버스들중 어느 하나로 되는 각각의 제1어드레스 버스 및 제1데이타 버스와 표시전극 사이에 연결되는 제1스위칭수단과, 어드레스 버스와 데이타 버스중의 어느 하나로 되는 각각의 제2어드레스 버스 및 제2데이타 버스와 표시전극 사이에 결합되며, 제2데이타 버스에 결함 발생시 표시전극으로 부터의 방전을 방지하는 방전방지수단을 갖는 제2스위칭수단으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 능동형 액정표시소자의 각각의 화소는 서로 분리 형성된 제1, 제2 한쌍의 표시전극과, 어드레스 버스들중의 어느 하나로 되는 제1어드레스 버스와 제1표시전극 사이에 결합되는 제1스위칭수단과, 제1어드레스 버스와 제2표시전극 사이에 결합되는 제2스위칭수단과, 어드레스 버스와 데이타 버스들 중의 어느 하나로 되는 각각의 제2어드레스 버스 및 한 개의 데이타 버스와 제1표시전극사이에 결합되는 제3스위칭수단과, 상기 제2어드레스 버스 및 상기 한 개의 데이타 버스와 상기 제2표시전극 사이에 연결되는 제4스위칭수단을 포함하며, 상기 제3스위칭수단 또는 제4스위칭수단중의 최소한 하나 이상은 상기의 데이타 버스에 결함 발생시 화소전극으로 부터의 방전을 방지하기 위한 수단을 포함하여 구성된다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 능동형 액정표시소자의 각각의 화소는 서로 분리되어 형성되어 있는 제1, 제2 한쌍의 표시전극과 어드레스 버스들과 데이타 버스들중의 어느 하나로 되는 각각의 제1어드레스 버스 및 제1데이타 버스와 상기 제1표시전극 사이에 연결되는 제1스위칭수단과, 상기 제1어드레스 버스 및 제1데이타 버스와 상기 제2표시전극 사이에 연결되는 제2스위칭수단, 어드레스 버스들과 데이타 버스들중의 어느 하나로 되는 각각의 제2어드레스 버스 및 제2데이타 버스와 상기 제1표시전극 사이에 연결되는 제3스위칭수단과, 상기 제2어드레스 버스 및 제2데이타 버스와 상기 제2표시전극 사이에 연결되는 제4스위칭수단을 포함하며, 상기 제3스위칭수단과 제4스위칭수단중 최소한 하나 이상은 상기 제2데이타버스에 결함이 발생할 때, 표시전극으로 부터의 방전을 방지하는 방전방지수단을 포함하여 구성된다.

본 발명의 목적과 장점의 일부는 뒤따르는 명세서상에 언급될 것이며, 또 다른 부분은 명세서를 기재내용에서 명백해지거나 또는 본 발명의 실행에 의하여 겸증될 것이다.

본 발명의 목적과 장점들은 추가된 청구범위에 나타낸 요소들 또는 이들의 결함에 의하여 성취될 것이다. 이 명세서를 이루는 부분으로써 첨부된 도면은 명세서와 함께 본 발명의 실시예들을 명시해 주며 발명의 원리를 설명하는데 도움을 준다.

이제부터 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

첨부된 도면에 몇 개의 본보기가 나타나 있다. 가능한 곳에서 전체 도면을 통하여 동일한 부분이나 유사한 부분에는 동일한 참고번호(도면부호)를 사용할 것이다.

제2도를 참조하여 위에서 언급하였듯이 종래의 능동형 액정표시소자회로에 있어서 어떤 데이타 버스에 있어서의 결함은 제2스위칭 TFT(5)를 통하여 결함있는 데이타 버스에 연결된 모든 화소의 동작을 실패하게 한다.

종래의 회로에 있어서 제2스위칭 TFT(5)를 통하여 표시전극(3)에 주사신호 또는 어드레스 신호가 인가되는 동안, 만약 상기 화소에 인접한 데이타 버스(즉 2-(m+1))에 결함이 있다면 제2스위칭 TFT(5)는 충전과 방전 양방향 모두에 전류를 흐르게 하기 때문에 표시전극(3)은 결함있는 제2데이타 버스의 전압까지 방전을 하게 될 것이며 따라서 그 표시전극은 통제할 수 없게 된다.

본 발명은 이러한 문제를 해결한다. 예를 들어 제3도에 나타낸 본 발명의 제1실시예에 따르면 본 발명의 매트릭스 구조는 제2도의 매트릭스에서의 제2스위칭 TFT(5) 대신에 제2스위칭 TFT(5')을 제공한다.

그런데, 제3도의 제2스위칭 TFT(5')는 전류를 일방향으로만 도통시켜주는 전기적 스위칭소자를 포함한다. 그러므로, 제2스위칭 TFT(5')를 통하여 제2데이타 버스(2-(m+1))에 표시전극(3)이 연결되면, 만약 제2데이타 버스(2-(m+1))이 표시전극(3)보다 전위가 높다면 표시전극(3)에는 제2데이타 버스(2-(m+1))의 전압으로 충전된다.

한편 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있고, 제2데이타 버스에 전위가 표시전극(3)의 전위보다 더 낮다면, 제2스위칭 TFT(5')로 된 전기적 스위칭장치가 방전하는 방향으로 도통되는 것을 방지하기 때문에 표시전극(3)은 제2데이타 버스쪽으로 방전을 하지 않게 된다.

다시 이야기하면, 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있을때라도 스위칭 TFT(5')는 단지 일방향으로만 도통되기 때문에 표시전극(3)은 결함이 발생한 데이타 버스쪽으로 방전을 하지 않게 되는 것이다.

결과적으로, 제1데이타 버스(2-m)으로 부터 제1스위칭 TFT(4)를 통하여 인가된 전압은 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있더라도 그대로 유지되는 것이다. 이러한 방법에 의해 화소의 제2스위칭 TFT(5')이 결함이 있는 제2데이타 버스(2-(m+1))에 연결되어 있음에도 불구하고 정상적인 화소의 동작이 보장된다.

제4도는 제3도 회로와의 다른 형태를 보여준다. 제3도에 나타난 제2스위칭 TFT가 여기에서는 적당한 MIS(Metal Insulator Semiconductor-금속, 부도체 반도체)(5")와 다이오드(6)를 포함하고 있다. 다이오드(6)은 위에서 기술한 전기소자로 이야기 될 수 있다.

거기에 각각의 데이타 버스들은 다이오드(7)와 버스(8)를 통하여 Un의 전압을 갖는 공통 LCD전극에 연결되어 있다.

전압 Un은 접지전압과 대체로 동일하다. 제4도에서의 다이오드(6)와 MIS(5")는 집합체로써, 제3도의 제2스위칭 TFT(5')를 구성한다.

다이오드(6)의 극성은 제2스위칭 TFT(5')를 통하여 제2데이타 버스(2-(m+1))의 전압이 충전될 수 있게 하고, 데이타 버스의 결함으로 인하여 제2데이타 버스(2-(m+1))로 부터의 신호가 없을 때 제2스위칭 TFT(5')를 통하여 방전하지 않도록 선택한다.

다시 말하면, 제2데이타 버스(2-(m+l))에 결함이 있을 때 제2(스위칭 TFT(5')는)다이오드가 충전하는 방향으로만 도통케하여 충분한 전압을 공급하도록 하기 위하여 즉, 역방향으로 연결하여 표시전극(3)이 MIS(5'')와 다이오드(6)를 통하여 결함이 있는 제2데이타 버스(2-(m+1))의 불안정한 전압까지 방전되는 것을 방지하는 것을 말한다.

여기에 기재된 다이오드(6)는 적절하게는 쇼트키 다이오드 또는 게이트와 드레인이 상호 연결된 트랜지스터를 포함한다. 제5도를 참조하면, Ug는 화소에 인접한 제1, 제2어드레스 버스에 인가되는 주사신호(또는 어드레스 신호)를 나타낸다.

U1은 표시전극(3)이 제1, 제2어드레스 버스(1-1과 1-2)와 제1, 제2데이타 버스(2-m,2-(m+1))에 연결되어 있고, 표시전극(3)에 인접한 제1, 제2데이타 버스(2-m와 2-(m+1))이 정상적으로 동작을 할 때 본 발명의 매트릭스에서의 동일한 화소의 표시전극(3)에서의 전압을 나타낸다.

U2는 제1데이타 버스(2-m)에 결함이 있을때의 동일한 표시전극(3)의 전압을 나타낸다. 그리고 U3는 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있을때의 동일한 표시전극에서의 전압을 나타낸다.

U4는 종래 기술에서의 제2스위칭 TFT 다이오드가 없고, 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있을때의 전압을 비교의 목적으로 나타낸 것이다. 각각의 어드레스 신호 Ug는 U2m의 양극성의 전폭을 가지며 주기 T에 대하여 t=T/n의 시간 간격을 가지는 신호이다(이때 n은 매트릭스에서의 행의 수를 나타낸다). 예를 들어 첫 번째 시간주기 T의 t₁시간동안에 어드레스 신호 펄스는 제1어드레스 버스(1-1)에 인가되고, 연이어서 제2시간주기 T의 t₃시간동안에 인가되며, 동일한 펄스는 동일한 어드레스 버스에 인가된다.

유사하게, 제1시간주기 T의 t₂시간동안 펄스는 제2어드레스 버스(1-2)에 인가되고, 제2시간주기 T의 t₄시간동안에 동일한 펄스가 어드레스 버스에 인가된다.

제1시간주기 T의 t₂시간동안 제1어드레스 버스(1-1)에 펄스가 인가되면 제1어드레스 버스에 연결된 TFT(4)가 활성화되고, 표시전극(3)은 제1데이타 버스의 비데오 신호 전압 Ud₁까지 TFT(4)를 통하여 충전하게 된다.

제1시간주기 T의 t2 시간동안 펄스가 제2어드레스 버스(1-2)에 인가되고, 제2스위칭 TFT(5') 또는 MIS(5'')와 다이오드(8)는 활성화된다. 그러나 이기간 동안에는 제2데이타 버스(2-(m+1))에 의하여 공급되는 비디오 신호 전압 Ud3보다 최초의 표시전극(3)에 충전된 전압 Ud₁전압으로 그대로 유지된다.

비슷한 이치로 제2시간주기 T의 t₃시간동안 표시전극(3)은 제1데이타 버스(2-m)의 비데오 신호 전압 Ud₂까지 재충전된다. 그리고 비슷하게 제2시간주기 T의 t₄시간동안에 Ud₄>Ud₂가 되기 때문에 표시전극(3)은 제2데이타 버스(2-(m+1))의 비데오 신호 전압 Ud₄까지 재충전된다. U₂는 제1데이타 버스(2-m)가 결함이 있을때의 상황을 나타내준다. 이러한 상황에서 결함이 있는 제1데이타 버스(2-m)의 전압은 불안정한 것, 즉 Un전압이 된다.

위에서 언급하였듯이 전압 Un은 액정표시소자 셀전극에서의 전압을 나타내며, 다이오드(7)와 버스(8)를 통하여 데이터 버스에 인가된다.

다이오드(7)은 직접 공통 접지에 연결될 수 있다. 제1시간주기 T의 t₁시간동안 결함있는 제1데이타 버스(2-m)는 Un으로 설정되기 때문에 표시전극(3)에서의 전압은 Un으로 된다. 그리고 나서 제1시간주기 T의 t₂시간동안 표시전극(3)은 Ud₃까지 충전이 된다. 즉, 결함이 없는 제2데이타 버스(2-(m+1))의 비데오 신호 전압까지 충전이 된다. 제1시간주기 T의 나머지 기간에 표시전극(3)에서 이 전압은 Ud₃으로 유지된다. 그 다음에 제2시간주기 T의 t₃시간동안에 결함있는 제2데이타 버스(2-(m+1))가 Un으로 설정되기 때문에 표시전극(3)은 Un까지 방전을 한다.

제2시간주기 T의 t₄시간동안 표시전극(3)에는 결함이 없는 제2데이타 버스(2-(m+1))로 부터 공급되는 비데오 신호 전압 Ud₄까지 충전된다. 그 다음에 제2시간주기 T의 나머지 기간에 표시전극(3)에서 전압 Ud₄는 그대로 유지된다.

U3는 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있을 경우에 관한 것이다. 제1시간주기 T의 t₁과 t₂시간동안에 MIS(5")은 활성화되어 있기 때문에, 그 회로는 U1에 있어서 전적으로 동일하게 동작한다.

그런데 제2시간주기의 t₃시간동안에 표시전극(3)은 결함없는 제2데이타 버스(2-m)의 비데오 신호 전압인 Ud₂까지 재충전을 하게 된다.

t₄시간동안에 표시전극(3)은, 표시전극(3)의 전압극성은 다이오드(6)와 반대로 되어 다이오드(6)은 차단(turn-off)상태로 불통상태로 있기 때문에 결함있는 제2데이타 버스(2-(m+1))부분의 전압수준인 Un까지 방전을 하지 않게 된다.

제2스위칭 TFT(5)에 다이오드가 없는 종래의 매트릭스에서 제2데이타 버스(2-(m+1))에 결함이 있을때의 U4 전압을 비교의 목적으로 나타내었다. 이러한 상황하에서 t₂와 t₄의 시간동안에 표시전극(3)은 제2데이타 버스(2-(m+1))의 결함부분의 전압인 Un까지 방전을 하게된다.

그러므로, 종래의 능동형 LCD 구조와 대비하여 본 발명의 매트릭스에서는 이곳에서 나타낸 바와 같이 제2데이타 버스(2-3)이 결점을 가질 경우에라도 제1데이타 버스(2-2)가 동작을 하게되므로 화소의 동작에는 이상이 없다.

게다가 비데오 신호 구동회로의 출력소자가 데이터 버스의 하자와 관련된 경우, 즉 비데오 신호가 데이터 라인에 공급되지 않는 경우에라도, 그러한 데이터 버스와 연결된 화소는, 인접하는 결함없는 데이타 버스에 의하여 비데오 신호를 공급받기 때문에 이상없이 동작한다.

제4도의 다이오드(6)으로는 피아이앤(PIN) 다이오드, 쇼트키 다이오드 또는 게이트와 소오스가 서로 연결된 전계효과 트랜지스터도 사용이 가능하다. 제2스위칭 TFT(5')로는 박막 스위칭 트랜지스터와 쇼트키 다이오드의 조합 또는 게이트와 드레인이 상호 연결된 MIS 트랜지스터와 박막 스위칭 트랜지스터의 조합 등으로 이루어지며, 이는 실제 제품생산에서 쉽게 사용되어지고 구현될 수 있다.

제6도는 본 발명 능동형 액정표시소자 부분의 배치관계를 나타내는 것으로, 제2스위칭 TFT를 구성하는 MIS 트랜지스터와 쇼트키 다이오드를 포함한다.

도면 부호 3은 표시전극을 나타내고, 4는 제1스위칭 TFT, 5는 제2스위칭 TFT, 1-2와 1-3은 제1, 제2어드레스 버스를 각각 나타낸다. 2-2와 2-3은 제1, 제2데이타 버스를 각각 나타내고, 6은 쇼트키 다이오드를 나타낸다. 쇼트키 다이오드(6)은 인이 함유된 비정질 실리콘막으로 부터 MIS(5")의 드레인에 이르는 도전성 접합과 크롬막으로 부터 데이타 버스에 이르는 금속접합 사이에서 비정질 실리콘막위에 형성되어 있다.

제7도는 제6도의 A-A' 부분을 잘라보인 단면도이다. 제7도의 구조는 다음과 같이 제조된다. 크롬막이 절연기판상에 중착된다. 광사진식각방법에 의하여 상기 크로막으로 부터 어드레스 버스와 게이트들이 형성된다.

다음에 그위로 실리콘 나이트라이드막(SiNH₃막)(13)이 게이트 절연막으로써 형성된다. 다음에 투명도전막(ITO)을 형성하고 이로 부터 표시전극(3)을 형성한다. 다음에, 인이 함유된 비정질 실리콘막(15)이 비정질 실리콘층과의 낮은 저항접촉을 위하여 증착된다. 이로 부터, 스위칭 TFT의 드레인, 소오스 접촉층과 표시전극(3)의 접촉층이 광사진식각법에 의하여 형성된다.

다음에 비정질 실리콘막(15)이 형성되고, 이로 부터 스위칭 TFT의 반도체 영역을 형성한다. 계속하여 실리콘 나이트라이드막(17)을 보호막으로 형성하고, 거기에 스위칭 TFT(5)에 쇼트키 다이오드를 형성하기 위하여 비정질 실리콘층에 이르는 접촉창이 광사진식각법에 의해 형성되고 스위칭 TFT(4)의 드레인에 이른 접촉창이 형성된다. 다음으로 크롬막(18)과 알루미늄(19)막이 증착되고, 어드레스 버스가 광식각법에 의하여 형성된다.

제8도는 본 발명의 제2실시예를 나타내고 제9도는 그로부터 더욱 변화된 모습을 나타내주는데, 거기에는 각각의 화소들이 한쌍의 어드레스 버스들과 한쌍의 데이타 버스들에 연결되어 있다. 이러한 형태의 능동형 액정표시소자는 삼각배열의 칼라 화소를 갖는 칼라 표시소자에 이용된다.

제8도에서 각각의 화소는 한쌍의 전극 전극들을 포함하는 것을 나타내고 있다. 각각의 표시전극은 제1, 제2스위칭 TFT를 갖는다. 각각의 표시전극의 제1스위칭 TFT는 어드레스 버스들중의 어느 하나로 되는 제1어드레스 버스와 연결되고, 각각의 표시전극의 제2스위칭 TFT는 어드레스 버스중의 어느 하나로 되는 제2어드레스 버스와 연결되고, 또한 다이오드를 통하여 데이타 버스에 공통으로 연결된다. 다이오드는 상기의 데이타 버스에 결함이 생길 때 표시전극으로 부터의 방전을 방지한다.

제9도를 참조하여 보면, 각각의 화소는 제1표시전극(3)과 제2표시전극(20)으로 된 한쌍의 표시전극들을 포함한다. 상기 제1표시전극(3)은 제1스위칭 TFT(4)를 통하여 제1데이타 버스와 제1어드레스 버스(1)에 연결되며, 제2스위칭 TFT(5)를 통하여 제2어드레스와 제2데이타 버스에 연결되며, 상기 제2표시전극(20)은 제3스위칭 TFT(21)를 통하여 상기 제1어드레스 버스 및 상기 제1데이타 버스에 연결됨과 동시에, 제4스위칭 TFT(22)를 통하여 상기 제2어드레스 버스와 상기 제2데이타 버스에 연결된다.

즉, 제1, 제2표시전극은 각각 제1, 제3스위칭 TFT 및 제2, 제4스위칭 TFT를 통하여 한쌍의 어드레스 버스와 데이타 버스에 연결되는 것이다. 여기에서 제4스위칭 TFT는 제2표시전극 및 제2데이타 버스 사이에서 연결되는 다이오드(6)를 포함한다.

참고 도면 제4도에서 설명하였듯이 이 다이오드(6)는 이 스위칭 TFT(22)가 오직 한 방향으로만 도통되게 하여 결함이 발생한 라인의 유동적인 전압에 대하여 표시전극으로 부터의 방전을 방지한다. 각각의 데이타 버스는 다이오드(7)를 통하여 공통버스(8)에 연결된다. 공통버스(8)는 전압 Un 또는 전기적인 접지상태를 유지한다. 부호 R, G, B는 표시판넬상의 배열된 칼라필터에 대응된다.

제8도와 제9도의 능동표시소자는 제4도가 동작하는 것과 같은 방법으로 동작한다. 또한, 제8도 및 제9도의 구조를 제조하는 공정은 전술한 제4도의 구조를 제조하는 공정과 거의 유사하다.

본 발명에 의한 능동형 액정표시소자는 여기에서 기술되고 넓은 의미로 정의된 바와 같이 각각의 화소는 표시전극과 2개의 스위칭 소자를 가지며, 각 표시소자는 제1스위칭 소자를 통하여 제1어드레스와 데이타 버스 세트에 연결되고, 제2스위칭 소자를 통하여 제2어드레스 버스 및 데이타 버스 세트에 연결된다.

제2스위칭 TFT는 전류를 일방향으로만 도통시키는 전기적 소자를 포함한다. 제2스위칭 TFT는 그러한 전기적 스위치와 조합되어, 적절하게 MIS 트랜지스터를 포함할 수도 있다. 그러한 전기적 스위치는 적절히 다이오드를 포함할 수도 있으며 그 다이오드는 MIS 트랜지스터의 드레인과 제2데이타 버스 사이에 위치하며, MIS 트랜지스터의 게이트는 제2어드레스 버스에 연결된다.

MIS의 드레인과 소오스는 서로 바뀔 수도 있다. 각각의 데이타 버스는 다이오드나 저항과 버스 등을 통하여 공통 접지에 알맞게 연결한다. 제2스위칭 TFT의 다이오드는 쇼트키 다이오드 또는 게이트와 드레인이 상호 연결된 MIS 트랜지스터 등을 적절히 포함할 수도 있다. 해당 분야의 숙련가들에게는 본 발명의 범위나 개념으로 부터 벗어나지 않고, 본 발명의 사상과 방법안에서 다양한 수정과 변형을 사용할수 있다는 것은 명백해 보인다. 따라서, 추가된 청구범위와 균등함의 범위안에서의 수정과 변형을 본 발명은 포함하는 것이다.

Claims

다수개의 화소와; 다수개의 어드레스 버스와; 상기 다수개의 어드레스 버스에 수직하게 배열된 다수의 데이타 버스를 포함하며, 상기 각각의 화소는 최소한 하나 이상의 표시전극과, 어드레스 버스와 데이타 버스들 중 어느 하나로 되는 각각의 제1어드레스 버스 및 제1데이타 버스와 표시전극 사이에 연결되는 제1스위칭수단과, 어드레스 버스와 데이타 버스중의 어느 하나로 되는 각각의 제2어드레스 버스 및 제2데이타버스와 표시전극 사이에 결합되며, 제2데이타 버스에 결함 발생시 표시전극으로 부터의 방전을 방지하는 방전방지수단을 갖는 제2스위칭수단으로 구성됨을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 제2스위칭수단은 방전방지수단으로 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제2항에 있어서, 상기 다이오드는 쇼트키 다이오드임을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 제2스위칭수단은 MIS(Metal Insulator Semiconductor) 트랜지스터와 다이오드의 조합으로 된 방전방지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 MIS 트랜지스터는 게이트와 드레인단이 서로 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 MIS 트랜지스터의 소오스는 표시전극에 연결되고, 게이트는 상기 제2어드레스버스에 연결되며, 드레인은 다이오드에 연결되며, 상기 다이오드는 제2데이타 버스의 결함 발생시 제2데이타 버스의 유동적인 전압에 대하여 상기 표시전극으로 부터의 방전을 방지하는 방향으로 제2데이타 버스에 연결됨을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 MIS 트랜지스터는 드레인의 표시전극에 연결되고 게이트는 제2어드레스 버스에 연결되고, 소오스는 다이오드에 연결되며, 상기 다이오드는 제2데이타 버스의 결함 발생시 상기 제2데이타 버스의 유동적인 전압에 대하여 표시전극으로 부터의 방전을 방지하기 의한 방향으로 제2데이타 버스에 연결됨을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
다수개의 화소와; 다수개의 어드레스 버스들과, 상기 어드레스 버스들에 수직으로 배치되는 다수개의 데이타 버스를 포함하며, 상기 각각의 화소는 서로 분리 형성된 제1, 제2 한쌍의 표시전극과, 어드레스 버스들 중의 어느 하나로 되는 제1어드레스 버스와 제1표시전극 사이에 결합되는 제1스위칭수단과, 제1어드레스 버스와 제2표시전극 사이에 결합되는 제2스위칭수단과, 어드레스 버스와 데이타 버스들 중의 어느 하나로 되는 각각의 제2어드레스 버스 및 한 개의 데이타 버스와 제1표시전극 사이에 결합되는 제3스위칭수단과, 상기 제2어드레스 버스 및 상기 한 개의 데이타 버스와 상기 제2표시전극 사이에 연결되는 제4스위칭수단을 포함하며, 상기 제3스위칭수단 또는 제4스위칭수단 중의 최소한 하나 이상은 상기의 데이타 버스에 결함 발생시 표시전극으로 부터의 방전을 방지하기 위한 수단을 포함하며 구성됨을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제8항에 있어서, 상기 방전방지수단은 상기 제3, 제4스위칭수단 중의 어느 하나와 상기 데이타 버스사이에 연결되는 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
다수개의 화소와; 다수개의 어드레스 버스들과; 상기 어드레스 버스에 수직하게 배치되는 다수개의 데이타 버스들을 가지며 상기 각각의 화소는 서로 분리되어 형성되어 있는 제1, 제2 한쌍의 표시전극과, 어드레스 버스들과 데이타 버스들 중의 어느 하나로 되는 제1어드레스 버스 및 제1데이타 버스와 상기 제1표시전극 사이에 연결되는 제1스위칭수단과, 상기 제1어드레스 버스 및 제1데이타 버스와 상기 제2표시전극 사이에 연결되는 제2스위칭수단과, 어드레스 버스들과 데이타 버스들 중의 어느 하나로 되는 각각의 제2어드레스 버스 및 제2데이타 버스와 상기 제1표시전극 사이에 연결되는 제3스위칭수단과, 상기 제2어드레스 버스 및 제2데이타 버스와 상기 제2표시전극 사이에 연결되는 제4스위칭수단을 포함하며, 상기 제3스위칭수단과 제4스위칭수단중 최소한 하나 이상은 상기 제2데이타 버스에 결함이 발생할 때 표시전극으로 부터의 방전을 방지하는 방전방지수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제10항에 있어서, 상기 방전방지수단은 상기 제3, 제4스위칭수단중 하나 이상과 상기 각각의 제2데이타 버스 사이에 연결되는 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제10항에 있어서, 상기 방전방지수단은 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.
제12항에 있어서, 상기 제2스위칭수단은 상기 다이오드와 연결되는 MIS(Metal Insulator Semiconductor) 트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 능동형 액정표시소자.