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【発明の名称】 液晶表示装置
【発明者】 【氏名】齋藤 修治

【要約】 【課題】開口率を下げることなしに欠陥画素を修復できる液晶表示装置を提供する。

【構成】101は第1のTFT、102は走査線、103は補助容量線、104は信号線、105は画素電極、106は第1のドレイン電極、107は第2のTFT、108は第2のドレイン電極、109はドレイン電極引出電極、110は接続部、111は切断部、112は第2のゲート電極、113は第2のソース電極である。第1のTFT101に欠陥が発生した場合には、第1のドレイン電極106の切断部111を例えばレーザ照射等の手段を用いて切り離し、尚且つ第2のドレイン電極108のドレイン電極引出電極109と、画素電極105を接続部110で例えばレーザ照射等の手段を用いて接続することで、第2のTFT107を使用するように切換えることが可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マトリックス状に配列した走査線と信号線で囲まれる各領域に薄膜トランジスタと画素電極を配置して画素を構成し、該薄膜トランジスタは走査線と信号線の電圧に応じて信号線と画素電極間の電気的接続をスイッチングする液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタは、第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタが積層されて構成され、
前記第1薄膜トランジスタは、走査線、信号線、画素電極に電気的に接続され、画素電極と電気的に切り離し可能な切断部を備え、
前記第2薄膜トランジスタは、走査線、信号線には電気的に接続されているが画素電極とは電気的に切り離され、画素電極と電気的に接続可能な接続部を備え、
前記第1薄膜トランジスタに欠陥があった場合には、前記切断部により前記第1薄膜トランジスタと画素電極を切断し、前記接続部により前記第2薄膜トランジスタと画素電極を接続することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記切断部と前記接続部では、レーザ照射により前記第1薄膜トランジスタと画素電極の切断及び前記第2薄膜トランジスタと画素電極の接続が可能なことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、欠陥画素の修正を可能とする液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、陰極線管表示装置に代わる新しい表示装置の一つとして液晶表示装置が急速に普及してきている。液晶表示装置の中では表示特性の優れた薄膜トランジスタ(以降TFTと称す)等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の表示装置が主流となっている。
【0003】
図3は一般的なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図3において、301はTFT、302は走査線、303は補助容量線、304は信号線、305は画素電極、306はドレイン電極である。走査線302がTFT301のゲート電極と共通となっているが、走査線302からゲート電極を引き出した構成にすることもできる。信号線304はTFT301のソース電極に接続されており、走査線302との交差部が絶縁膜で絶縁されている。TFT301のドレイン電極306は画素電極305に接続されている。補助容量線303は画素電極305とは絶縁膜で絶縁されている。
【0004】
このように構成されたTFTアレイに信号電圧と走査電圧とが与えられると、個々のTFT301が導通状態になり、画素電極305に信号電圧に相当した電圧が印加される。走査電圧が与えられていないときには、個々のTFT301が非導通状態になり、画素電極305に印加された電圧が保持される。
【0005】
液晶表示装置の普及に伴い、大画面化及び高精細化に拍車がかかり、1画面当りの画素数が増大するとともに画素を微細化する傾向が強くなってきている。
【0006】
この画素の微細化に伴って、液晶表示装置の製造工程における基板表面に付着したパーティクル(微粒子の汚染物質)、ダスト等によってTFTの特性不良等が発生して、画素欠陥が発生する可能性が高くなっている。1画面当りの画素数の増大も画素欠陥の発生を押し上げる要因となっており、歩留りの向上が課題となっている。
【0007】
そこで、この画素欠陥を修正する技術が従来から提案されており、液晶表示装置において実用化されている。例えば、1画素当りのTFTを複数個に分割した液晶表示装置が提案されている。
【0008】
図4は1画素当りのTFTを2個に分割した液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図4において、401は第1のTFT、402は走査線、403は補助容量線、404は信号線、405は画素電極、406は第1のドレイン電極、407は第2のTFT、408は第2のドレイン電極である。
【0009】
この構成により、第1のTFT401もしくは第2のTFT407のどちらか1個に欠陥が発生した場合でも、残りの1個が正常であれば、欠陥が発生した方のTFTを例えばドレイン電極をレーザ照射等の手段を用いて切り離すことにより、画素はその動作を失わずに済む。TFTの欠陥発生率が仮に1万分の1だとすると、2個とも欠陥が発生する確率はさらに1万分の1で1億分の1となり、大幅に小さいため、歩留りは向上する。
【0010】
しかしTFTの1個が欠陥となった画素は、TFTが2個とも正常な画素とはTFTの容量の差により動作特性が異なるという問題があった。そのため、特許文献1のように、TFTを分割するのではなく、通常容量のTFTを1画素当り複数個設けた液晶表示装置が提案されている。
【0011】
図5は、上記提案によるTFTを1画素当り2個設けた液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図5において、501は第1のTFT、502は走査線、503は補助容量線、504は信号線、505は画素電極、506は第1のドレイン電極、507は第2のTFT、508は第2のドレイン電極、509はドレイン電極引出電極、510は接続部、511は切断部である。
【0012】
この構成により、通常は第1のTFT501で画素電極505が駆動され、第2のTFT507は画素電極駆動には使用されないが、第1のTFT501に欠陥が発生した場合には、第1のドレイン電極506の切断部511を例えばレーザ照射等の手段を用いて切り離し、尚且つ第2のドレイン電極508のドレイン電極引出電極509と、画素電極505を接続部510で例えばレーザ照射等の手段を用いて接続することで、第2のTFT507で画素電極505を駆動するように切換えることが可能となる。先に述べたが、TFTが2個とも欠陥が発生する確率は大幅に小さいので、歩留りは向上する。
【特許文献1】特開平7−104311号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
しかしながら、特許文献1の提案では、通常容量のTFTを複数設けるため、TFT1個の場合やTFTを分割する場合と比較して、画素電極の面積が小さくなり、開口率が下がるという問題があった。
【0014】
本発明は、上記課題を鑑み、開口率を下げることなしに欠陥画素を修復できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、マトリックス状に配列した走査線と信号線で囲まれる各領域に薄膜トランジスタと画素電極を配置して画素を構成し、該薄膜トランジスタは走査線と信号線の電圧に応じて信号線と画素電極間の電気的接続をスイッチングする液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタは、第1薄膜トランジスタと第2薄膜トランジスタが積層されて構成され、前記第1薄膜トランジスタは、走査線、信号線、画素電極に電気的に接続され、画素電極と電気的に切り離し可能な切断部を備え、
前記第2薄膜トランジスタは、走査線、信号線には電気的に接続されているが画素電極とは電気的に切り離され、画素電極と電気的に接続可能な接続部を備え、
前記第1薄膜トランジスタに欠陥があった場合には、前記切断部により前記第1薄膜トランジスタと画素電極を切断し、前記接続部により前記第2薄膜トランジスタと画素電極を接続することを特徴とする。
【0016】
また、前記切断部と前記接続部では、レーザ照射により前記第1薄膜トランジスタと画素電極の切断及び前記第2薄膜トランジスタと画素電極の接続が可能とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明により、薄膜トランジスタは、第1薄膜トランジスタと、予備の第2薄膜トランジスタとが積層されて構成されているので、薄膜トランジスタを1個設けたときに比較して、占有するスペースがほとんど変わらず、開口率を下げることない。しかも、メインの第1薄膜トランジスタに欠陥があった場合は、前記切断部により前記第1薄膜トランジスタと画素電極を切断し、前記接続部により前記第2薄膜トランジスタと画素電極を接続して、予備の第2薄膜トランジスタに切り換えることができるので、欠陥画素を修復することができ、液晶表示装置の歩留りを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。
【0019】
図1は本発明による液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。図1において、101は第1のTFT、102は走査線、103は補助容量線、104は信号線、105は画素電極、106は第1のドレイン電極、107は第2のTFT、108は第2のドレイン電極、109はドレイン電極引出電極、110は接続部、111は切断部、112は第2のゲート電極、113は第2のソース電極である。走査線102と信号線104はマトリックス状に配列され、各線に囲まれる各領域にTFT101,107と画素電極105を配置して画素を構成している。
【0020】
走査線102が第1のTFT101のゲート電極と共通となっているが、走査線102からゲート電極を引き出した構成にすることもできる。第2のゲート電極112は走査線102から引き出される。信号線104は第1のTFT101のソース電極に接続されており、走査線102との交差部が絶縁膜で絶縁されている。第2のソース電極は信号線104から引き出される。第1のドレイン電極106は切断部111を備え、画素電極105に接続されている。第2のドレイン電極108はドレイン電極引出電極109に接続されており、画素電極105とは接続部110で絶縁膜で絶縁されて重なっている。補助容量線103は画素電極105とは絶縁膜で絶縁されている。ここで第1のTFT101と第2のTFT107は平面上の同位置に絶縁膜で絶縁されて構成されている。
【0021】
第1のTFT101は、走査線102と信号線104の電圧に応じて信号線104と画素電極105の間の電気的接続をスイッチングする。第2のTFT107は、画素電極105と接続されていない。
【0022】
この構成により、通常は第1のTFT101が使用され、第2のTFT107は使用されないが、第1のTFT101に欠陥が発生した場合には、第1のドレイン電極106の切断部111を例えばレーザ照射等の手段を用いて切り離し、尚且つ第2のドレイン電極108のドレイン電極引出電極109と、画素電極105を接続部110で例えばレーザ照射等の手段を用いて接続することで、第2のTFT107を使用するように切換えることが可能となる。繰り返し述べるがTFTが2個とも欠陥が発生する確率は大幅に小さいので、歩留りは向上する。
【0023】
また、第1のTFT101と第2のTFT107を積層したことで、画素電極105はTFTが1個だけの場合と同等の大きさを確保できる。したがって、TFTの占有するスペースが変わらないため、TFTを2個形成しても、画素電極の面積を小さくする必要もなく、開口率の低下にはならない。
【0024】
次に図1に加え、本発明による液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の断面模式図を用いて詳細に説明する。
【0025】
図2(a)は、図1中のa−a断面における断面模式図であり、図2(b)は、図1中のb−b断面における断面模式図である。両図において101〜113は図1と同じであり、201,202,203は絶縁膜、204は第1の半導体膜、205は第2の半導体膜、206はガラス基板である。走査線102、絶縁膜201、第1の半導体膜204、信号線104、第1のドレイン電極106で、第1のTFT101が構成され、その上に第2のゲート電極112、絶縁膜203、第2のソース電極113、第2のドレイン電極108で第2のTFT107が、絶縁膜202で絶縁されて構成される。尚、第2のソース電極113は、信号線104から引き出され、第2のゲート電極は図示はしていないが、走査線102から引出される。
【0026】
図2(a)において、第1のTFT101のドレイン電極である、第1のドレイン電極106は画素電極105に接続されている。この第1のTFT101に欠陥が発生した場合には、第1のドレイン電極106の切断部111の箇所に例えばレーザ照射等の手段を用いて切断することにより、第1のTFT101は画素電極105から電気的に切断される。
【0027】
次に図2(b)において、第2のTFT107のドレイン電極である、第2のドレイン電極108は下層でドレイン電極引出電極109と接続している。ドレイン電極引出電極109は、接続部110の箇所で画素電極105と絶縁膜201を挟んで重なっている。接続部110の箇所に例えばレーザ照射等の手段を用いて、ドレイン電極引出電極109と画素電極105を溶融接続することにより、第2のTFT107は画素電極105と電気的に接続される。
【0028】
これにより、第1のTFT101に欠陥が発生した画素の画素電極105は、欠陥が発生した第1のTFT101によって駆動されるのではなく、第2のTFT107によって駆動されることになる。こうして、欠陥画素を修復することができ、液晶表示装置の歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の一実施例の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。
【図2】本発明の一実施例の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の断面模式図である。
【図3】一般的なアクティブマトリクス方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。
【図4】1画素当りのTFTを分割した液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。
【図5】特許文献1の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の平面模式図である。
【符号の説明】
【0030】
101,401,501 第1のTFT
102,302,402,502 走査線
103,303,403,503 補助容量線
104,304,404,504 信号線
105,305,405,505 画素電極
106,406,506 第1のドレイン電極
107,407,507 第2のTFT
108,408,508 第2のドレイン電極
109,509 ドレイン電極引出電極
110,510 接続部
111,511 切断部
112 第2のゲート電極
113 第2のソース電極
201,202,203 絶縁膜
204 第1の半導体膜
205 第2の半導体膜
206 ガラス基板
301 TFT
306 ドレイン電極
【出願人】 【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【出願日】 平成18年6月22日(2006.6.22)
【代理人】 【識別番号】100112335
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 英介

【識別番号】100101144
【弁理士】
【氏名又は名称】神田 正義

【識別番号】100101694
【弁理士】
【氏名又は名称】宮尾 明茂


【公開番号】 特開2008−3290(P2008−3290A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−172518(P2006−172518)