TWI288899B - Liquid crystal display device - Google Patents

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TWI288899B
TWI288899B TW090125241A TW90125241A TWI288899B TW I288899 B TWI288899 B TW I288899B TW 090125241 A TW090125241 A TW 090125241A TW 90125241 A TW90125241 A TW 90125241A TW I288899 B TWI288899 B TW I288899B
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gate signal
signal lines
display device
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TW090125241A
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Yuichi Hashimoto
Tsutomu Kasai
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Hitachi Ltd
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Description

1288899 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 (1) 發明領域 本發明係關於液晶顯示裝置，尤其關於有源矩陣（active matrix )型之液晶顯示裝置。 (2) 相關技術之説明 有源矩陣型液晶顯示裝置係具有薄膜電晶體與像素電 極。該薄膜電晶體係在介以液晶而相對配置的各透明基板 中一方的透明基板之液晶側的面，以由向X方向延伸且向 y方向並排設置的閘信號線與向y方向延伸且向X方向並排 設置的汲極信號線所包圍之各區域作爲像素區，而在這些 像素區設置爲供自於一側的閘信號線之掃描信號所驅動之 薄膜電晶體，與經由該薄膜電晶體而供應供自於汲極信號 線的影像信號之像素電極。 並且像這樣的各信號線、薄膜電晶體、及像素電極等， 係藉由將利用微影技術的選擇性蝕刻形成爲預定的圖案之 導電層、半導體層、及絕緣層，加以疊層在一起而形成。 另外，在近幾年之高清晰顯示的液晶顯示裝置中，隨著 使信號線線寬形成爲小，常常會發生的該信號線之斷線問 題也跟著浮出於臺面上。 . 可解決此種問頻之技術，曾有一種例如藉著以五處之雷 射光照射而在一個像素中形成朝源極（薄膜電晶體之）=> 閘 極（薄膜電晶體之）二汲極（薄膜電晶體之）==>像素電極=> 第 一導電體片=> 第二導電體片=> 汲極信號線之電路徑，以防 止源極信號線斷線所造成所謂的線缺陷發生之方法已爲眾 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） \ 1288899 五 、發明説明（ 2 所夕周知（日本專利特開平第5-19294號公報）。 夕$而這樣的技術，對於汲極線之修復而言，雷射光卻必 Μ射兩次以上’致有會使其作業變得繁雜之缺點。 •而且，由於須在像素區内形成上述第一導電體片、第二 點―片致有會&成孔控比（aperture ratio )下降之缺 另外，其雖能防止線缺陷之發生，但卻有無可奈何於會 a生點缺陷（像素之缺陷）之缺點存在。 發明概 $月係有鑑於上述情形而完成，其目的乃在於提供一 種可容易進行修復汲極線之液晶顯示裝置。 本發明之其他目的乃在於提供_種可不致於妨礙提高像 素的孔徑比之液晶顯示裝置。 用 、，a月之再目的乃在於提供一種對於線缺陷當然不 說可不致於發生點缺陷之液晶顯示裝置。 單 兹就本發明中所揭示發明中，較具代表性者之概要簡 説明如下。 依照本發明之液晶顯示裝置，例如其係在介以上述液晶 :相=置的各基板中一方的基板之液晶側的面，以由相 閘信號線與相鄰接的没極信號線所包圍之區域作爲 在該像素區設置以供自於一側的問信號線之掃描信號所 驅動之開關7C件，與經由該開關元件而供應供自於 號線的影像信號之像素電極，且 〜 w " •5- 本纸張尺度適用中S S家標準(CNS) 44規格(21GX297公董） 1288899 ΛΒ 五、發明説明（3 形成介以上述汲極信號線與絕緣膜而重疊在一起之修復 用導電層爲其特徵。 經如此構成之液晶顯示裝置，若在汲極信號線發生斷線 處貝j知田射光分別照射於隔著該斷線處的該没極信號線 上t 一對t處’便可介以修復用導電膜而修復該斷線。因 此只照射兩次雷射光即可。 而且修復用導電膜係使之重疊於没極信號線而形成，因 而不再有妨礙提高像素孔徑比之情事。 加上由於並未藉由像素内之某一構件而進行修復没極信 號線，因此不再有會發生像素缺陷之情事。 圖式之簡要説明 圖1係顯示依本發明的液晶顯示裝置像素之一實施例俯 視圖。 圖2係顯示依本發明的液晶顯示裝置之一實施例等效電 路圖。 圖3係圖1之沿π I - Π I線之剖面圖。 圖4係圖1之沿Ιν·Ιν線之剖面圖。 圖5係顯示依本發明的液晶顯示裝置之效果説明圖。 圖6係圖5之沿VI - VI線之剖面圖。 圖7 A係顯示依照本發·明的液晶顯示裝置像素之其他實 施例之俯視圖，而圖7B爲圖7A之沿b-b線之副面圖。 圖8係顯示依本發明的液晶顯示裝置像素之其他實施例 俯視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1288899 A7 B7 五、發明説明（4 較佳f施例之説明 茲就依照本發明之液晶顯示裝置實施例説明如下。 實施例1 《等效電路》 圖2係顯示依照本發明之液晶顯示裝置之一實施例等效 電路圖。該圖雖爲電路圖，但其係對應於幾何配置圖案所 緣製而成。 該圖中有透明基板SUB1，此透明基板SUB1係與其他之 透明基板SUB2介以液晶而相對配置。 在上述透明基板SUB 1之液晶側的面，形成有向圖中χ方 向延伸且向y方向並排設置之閘信號線GL ,與該閘信號 線G L成電絕緣而向y方向延伸且向χ方向並排設置之及極 仏號線D L，而以由這些各信號線所包圍之長方形區域作 爲像素區，且以這些各像素區之集合而構成顯示部AR。 在各像素區形成有以供自於一方的閘信號線GL之掃描 仏就（電壓）所驅動之薄膜電晶體T F T，與經由該薄膜電晶 體TFT而供應來自於一方的汲極信號線DL的影像信號（電 壓）之像素電極PIX。 ％ 另在像素電極PIX與相鄰接於上述一方的閘信號線Gl (另-万的閘信號線GL:間，則形成有電容^Cadd，俾 於上述薄膜電晶體TFT斷開時以此電容元件Cadd使供應 於像素電極PIX之影像信號長久積存。 各像素區之像素電極ΡΙχ，係在介以液晶而相對配置的 另一方的透明基板SUB2之液晶侧的面，可使電場產生於
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線 1288899 A7 _wr_._ 五、發明説明（5 ) 與共同形成於各像素區之相對電極CT (未圖示）之間，藉 此以控制各電極間的液晶光透射率。 各閘信號線GL之一端係延伸至透明基板之一邊側（圖中 左側），其延伸部形成有端子部GTM，以供作與裝配於該 透明基板SUB1而由垂直掃描電路所構成半導體積體電路 GDRC之焊墊相連接之用，另外，也使各汲極信號線D L 之一端延伸至透明基板SUB1之一邊側（圖中上側），其延 伸部形成有端子部D T Μ，以供作與裝配於該透明基板 SUB1而由影像信號驅動電路所構成半導體積體電路DDRC 之焊墊相連接之用。 半導體積體電路GDRC、DDRC各係使其本身完整的直 接裝配於透明基板SUB1上而成，一般則將此方式稱爲 C 0 G (玻璃基板晶片焊接）方式。 半導體積體電路GDRC、DDRC之輸入側各焊墊，也構 成爲可供分別使其相連接於透明基板SUB1上所形成之端 子部GTM2、DTM2，這些各端子部GTM2、DTM2，可使 之經由各配線層而連接於分別配置於透明基板SUB 1的周 邊中最靠近端面之部分的端子部GTM3、DTM3。 上述透明基板SUB2係以回避供裝配上述半導體積體·電 路的區域之方式，與透明基板SUB 1而相對配置，且做成 爲比該透明基板SUB1爲小之面積。 至於透明基板SUB2對於透明基板SUB1的固定係藉由形 成於該透明基板SUB2周邊之密封材料SL完成，該密封材 料SL也可兼作封止透明基板SUB1、SUB2間的液晶之用。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1288899 A7 B7
《像素之構成》 圖1係頜示透明基板SUB 1之一像素區之構成俯視圖，係 相當於圖2之虛線框A所示部分之圖。 另外’圖：> 係顯示圖1之沿線之剖面圖（也有顯示透 明基板SUB2之剖面圖），圖4係顯示圖1之沿iV_IV之剖面 圖。 在圖1中，首先，在透明基板SUB1之液晶側的面形成向 圖中X方向延伸且向y方向並排設置之閘信號線G l。 然後’與形成該閘信號線G L時同時形成之修復用導電 層R ST，係將之形成在可供與後述汲極信號線〇 l重疊在 一起之位置。 該修復用導電層RS T係實質上是與上述閘信號線gl隔 離而形成，藉此以獲得與閘信號線G L間之電絕緣。 並且在透明基板SUB1之面也覆蓋著該閘信號線gl、修 復用導電層RST而形成有由SiN構成之絕緣膜GI(請參閲 圖3、圖4)。 該絕緣膜GI具有：對於後述汲極信號線d L可充當與閘 信號線G L的層間絕緣膜之功能，對於後述薄膜電晶體 T F T可充當其閘絕緣膜之功能，對於後述電容元件cadd 則可充當其電介質膜之功能。 在像素區左下方，與閘信號線G L重疊之部分，則形成 有例如包括以-Si的i型（本質；未摻雜可決定導電型之雜質） 半導體層AS。 該半導體層AS在其上面形成源極及汲極，便可成爲以 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1288899 A7
上述閘信號線之一部分作爲閘極之MIS (金屬絕緣體半導 體）型薄膜電晶體TFT之半導體層。 該薄膜電晶體TFT之源極301及汲極8乃2，可與形成有 上述絕緣膜GI上的汲極信號線DL同時形成。 也就是説，形成有向圖中y方向延伸且向χ方向並排設 置又汲極信號線D L。此時，該汲極信號線D L係形成爲可 在除去閘信號線GL及其附近之部分外，與上述修復用之 導電層RST疊合在一起。 並且將該汲極信號線DL之一部分延伸至上述半導體層 AS上面，其延伸部便可充當薄膜電晶體τρτ之汲極sd"2 而形成。 此時，與上述汲極S D 2隔著而形成之電極就是源極 SD1。泫源極s D 1係將要連接於後述像素電極p I χ，且其 圖案係呈具有向像素區中央側延伸少許之延伸部以確保其 連接部。 另在汲極SD2、源極SD1與半導體層AS之界面，形成 摻有雜質之半導體層，此半導體層可充當接觸層而起作 用。 經形成上述半導體層AS後，在其表面形成摻有雜質， 膜厚爲薄的半導體層，而形成汲極s D 2及源極s D i後，以 上述各電極作爲遮罩而蝕刻由其露出的摻有雜質之半導體 層，便可製得上述構成。 然後’在如上述形成汲極信號線D l (汲極s D 2、源極 SDi)的透明基板SUB1之表面，也覆蓋著該汲極信號線 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 χ 297公
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DL等而形成例如包括_之保護膜psv (請參閲圖3、圖 4)〇 #該=護膜PSV係爲回避與薄膜電晶體TFT之液晶直接觸 等而Λ因之形成有接觸孔CH俾露出上述薄膜電晶體 T F Τ之源極S D 1的部分延伸部。 另外，在該保護膜PSV上面覆蓋著像素區之大部分而形 成有例如由ΙΤ0 (銦鈦氧化物）膜構成之透明的像素電極 PIX 〇 該像素電極PIX係以也覆蓋保護膜ps V之上述接觸孔 C Η之方式而形成，藉此便能使之與薄膜電晶體T F τ之源 極S D 1相連接。 更在如上述形成有像素電極ΡΙχ之透明基板sum表面， 也覆盍著該像素電極PIX而形成有定向膜〇Rn。該定向 膜0RI1係由例如樹脂構成，其表面則朝一定的方向施予 磨光處理。該定向膜0RI1係使之接觸到液晶Lc，而該液 晶L C之起始定向方向則由此定向膜〇RJ1來決定。 然後在透明基板SUB 1與液晶L C成相反側的面，則披著 以偏光板P0L1。 並且在透明基板SUB2 ’與液晶L C成相反側的面，則以 劃分各像素區之方式形成黑矩陣（black matrix ) B Μ。 該黑矩陣Β Μ係爲回避外來光照射到薄膜電晶體τ F τ， 與爲改善顯示對比而設。 另在黑矩陣Β Μ之開口部（係供作光透射，等於實質上的 像素區）形成具有相對應於各像素區的顏色之彩色遽光片 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐)
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FIL 〇 泫彩色濾光片F IL係使用例如在向y方向並排設置的各 像素區則使用相一顏色之濾、光片，而在χ方向之則按每一 個像素區依序反覆排列紅（R)、綠（（})、藍（Β)之濾光 片。 在如上述形成黑矩陣Β Μ及彩色濾光片F IL之透明基板 SUB2的表面，則也覆蓋著該黑矩陣BM等而例如以塗布法 等所形成由樹脂構成之平坦化膜〇c，俾由該黑矩陣bm 及衫色遽光片F IL引起的段差不致於顯現。 並且在該平坦化膜0C表面形成與各像素區通用之例如 由I T 0構成之相對電極c· τ。· d相對电極c T可在各像素區，與像素電極p J χ之間產 生對應於影像信號（電壓）之電場，以控制與這些各電極之 間的液晶LC之定向方向，並以上述偏光板…"與後述偏 光板P0L2的適當組合下控制光透射率。 更在如上述形成有相對電極CT之透明基板犯Μ的表 面也後息著忒相對電極CT而形成有定向膜〇RI2。該定 向膜0RI2係由例如樹脂構成，其表面則朝一定的方向施 予f光處理。該定向膜〇RI2係使之接觸到液晶Lc，而該 液晶LC之起始定向方向則由此定向膜〇Ri2來決定。 然後在透明基板SUB2與液晶LC成相反側❾面，則披著 以偏光板P0L2。 如此構成I液晶顯示裝置，若例如以圖5所示在汲極信 號，’泉D L心某邵分發生切斷處時，則對於隔著其斷線處 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2ι〇χ297公釐） 1288899 A7 B7 五 的該汲極信號線上一對之處，分別照射雷射光。 因此，照射雷射光之處的j；及極信號線D L將在其部分， 產生穿通位於其下層的上述絕緣膜GI之熔化部分以，並 使該熔化部分α到達至修復用之導電層RS τ (請參閱圖5 之沿VI - VI線的圖6 )。 結果，以上述切斷處爲界而位於圖中上側之汲極信號線 DL與位於下側之汲極信號線DL，則將介以上述修復用之 導電層RST成爲電互連而獲得修復。 並且由上面之説明即可知，以照射雷射光兩次便能修復 一個切斷處，因而可獲得簡化製程作業之效果。 而且修復用導電膜RST係使之重疊於汲極信號線dl* 形成’因而不再有妨礙提高像素孔徑比之情事。 加上由於並未藉由像素内之某一構件（例如像素電極等） 而進行修復，因此不再有會發生像素缺陷之情事。 實施例2 圖7 A、及圖7 B係顯示依照本發明的液晶顯示裝置像素 區之其他實施例構成圖，而圖7a係顯示俯視圖，圖76係 顯示圖7 A之沿b - b線之剖面圖。 與圖1、圖3及圖4所示符號相同之部分具有相同材料及 功能。 與圖i、圖3及圖4所示構成不同之構成，首先乃在於形 成於絕緣膜GI上之汲極信號線〇1/係在其下層形成有半導 體層AS。 咸半導組層AS由於其係可在形成薄膜電晶體之半 裝 訂
線 -13 -
1288899 A7 B7 五、發明説明（11 ) 導體層A S時同時形成，因此可使該汲極信號線D L與絕緣 膜GI —起擁有對於閘信號線GL的層間絕緣膜之功能，以 強化該層間絕緣膜。 此種情況下，則與圖1、圖3及圖4所示構成同樣地在絕 緣膜GI下層以能與上述汲極信號線DL重疊在一起之方式 形成修復用之導電膜RST。 另在汲極信號線D L之兩旁側，換言之在修復用導電層 RST之兩旁側，則形成有遮光。該遮光膜IL係與形 成在透明基板SUB2側之黑矩陣B Μ同樣具有遮光功能，而 由於該遮光膜IL之存在，可使得上述黑矩陣Β Μ之寬度縮 小，進而達成提高孔徑比之效果。 此時，該遮光膜IL可在形成修復用之導電膜RST時同 時形成，此係意味著只要使該遮光膜IL與修復用之導電 膜RST以某一定的寬度下使其隔離，便可達成確保電絕 緣之效果。 因爲假設遮光膜IL與修復用之導電膜RST呈電互連 時，則經修復後該遮光膜IL與汲極信號線D L間就被被連 接成電互連而會對於與該遮光膜IL疊合所形成之像素電 極ΡΙΧ造成不良影響之故。 實施例3 上述各實施例係針對於像素構成係屬於所謂的縱塑電場 方式者加以説明，惟並非局限於此，例如橫型電場方式者 當然也可適用。 此種液晶顯示裝置，關於没極信號線D l及其附近之構 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(c^TI^i(210X 297公爱) 1288899 A7 'B7五、發明説明（12 ) 成也與圖1所示之構成大致爲相同，因爲仍具有上述課題 之故。 圖8係顯示橫型電場方式之液晶顯示裝置像素構成之一 實施例俯視圖。 該方式係在形成有像素電極PX之一側的透明基板SUB 1 之液晶側的面形成相對電極C T，且使這些各電極各自呈 條紋狀（在該圖則向圖中y方向延伸）圖案而予以交替配 置。 . 像素電極P X與相對電極C T，係介以絕緣膜形成在不同 的層，而可以產生於此間的電場中具有大致爲與透明基板 SUB1成平行的成分之電場來控制液晶之光透射率。 另外，各電極均在其延伸方向具有複數個彎曲部之理 由，乃在於其係採用多界（multidmain )方式以使其形成產 生於像素電極P X與相對電極C T間的電場方向互異的兩種 區域，以便回避對於顯示面由互異方向觀看時會產生色調 變化之問題。 如以上説明，雖然地，依據本發明之液晶顯示裝置，可 簡單地進行汲極線之修復。
裝 訂
線 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

1288899 - C8 ____ _，D8 六、申請專利範圍 •丨· 一種液晶顯示裝置，係具有液晶與介以上述液晶而相對 配置的一對基板，其特徵爲在上述一對基板中一方的基 板之上述液晶側的面具有： 複數條閘信號線； 與上述複數條閘信號線交叉之複數條汲極信號線； 由相鄰接的上述閘信號線與相鄰接的上述汲極信號線 所包圍之像素區； 以供自於一側的上述閘信號線之掃描信號所驅動之開 關元件； _ 經由上述開關元件而供應供自於一側之上述没極信號 線的影像信號之像素電極；. 絕緣層；以及 形成在介以上述没極信號線會與上述絕緣膜重疊在一 起的位置之修復用導電層。 2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中 在上述汲極信號線具有斷線處；並且 在隔著上述斷線處的一對之處，存在著穿通上述絕緣 膜的上述汲極信號線之熔化部分。 3. 如申請專利範圍第2項之液晶顯示裝置，其中上述及極 信號線之熔化處係經崞射雷射光而熔化之處。 · 4· 一種液晶顯示裝置，係具有液晶與介以上述液晶而相對 配置的一對基板，其特徵爲在上述一對基板中一方的我 板之上述液晶側的面具有： 絕緣層； • 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公羡) A B CD 1288899 六、申請專利範圍 形成在比上述絕緣層靠近上述一方的基板之位置之複 數條閘信號線； 與上述複數條閘信號線成交叉，形成在比上述絕緣層 靠近上述液晶的位置之複數條汲極信號線； 以由相鄰接的上述閘信號線與相鄰接的上述汲極信號 線所包圍之像素區； 以供自於一側的上述閘信號線之掃描信號所驅動之薄 膜電晶體； 心由上述薄膜電晶體而供應供自於一側的上述没極信 號線的影像信號之像素電極；以及 在比上述絕緣層靠近上述一方的基板之位置，形成在 會與上述没極信號線重疊在一起的位置之修復用之導電 層。 5·如申請專利範圍第4項之液晶顯示裝置，其中上述修復 用之導電層係以與上述閘信號線同一層且同一材料形 成’並與上述閘信號線實質上是隔離而形成。 6. —種液晶顯示裝置，係具有液晶與介以上述液晶而相對 配置的一對基板，其特徵爲在上述一對基板中一方的基 板之上述液晶側的面具有： 絕緣層； 形成在比上述絕緣層靠近上述一方的基板之位置之複 數條閘信號線； 與上述複數條閘信號線成交叉，形成在比上述絕緣層 靠近上述液晶的位置之複數條没極信號線； -17· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1288899 詰 C8 -D8 六、申請專利範圍 以由相鄰接的上述閘信號線與相鄰接的上述汲極信號 線所包圍之像素區； 以供自於一側的上述閘信號線之掃描信號所驅動之薄 膜電晶體； 經由上述薄膜電晶體而供應供自於一側的上述汲極信 號線的影像信號之像素電極； 在比上述絕緣層靠近上述一方的基板之位置，形成在 會與上述汲極信號線重疊在一起的位置之修復用之導電 層：且 在上述汲極信號線具有斷線處；同時 在隔著上述斷線處的上述汲極信號線上的一對之處， 存在著穿通上述絕緣膜的上述汲極信號線之熔化部分。 7.如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置，其中上述没極 信號線之熔化部份係雷射光之照射而熔化之部份。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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