CN101346751A - 有源矩阵基板、显示装置、电视接收机和有源矩阵基板的缺陷修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有源矩阵基板(10),包括:晶体管(12)、连接上述晶体管(12)的一个导通电极(8)的像素电极(17)和保持电容配线(18),还具有从上述晶体管(12)的一个导通电极(8)引出的引出配线(7)和从上述保持电容配线(18)引出的修正用配线(19),该修正用配线(19)隔着绝缘层而与上述引出配线(7)的一部分重叠。由此,能够修正TFT缺陷(例如,源极和漏极之间的短路),并且能够实现高速显示和抑制功耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示装置等显示装置中的有源矩阵基板。
背景技术
图15表示现有的用于液晶显示装置的有源矩阵基板的结构。如图15所示,有源矩阵基板100包括交叉配置的多条扫描信号线116和多条数据信号线115、形成于各信号线(115、116)的交叉点附近的TFT112(ThinFilm Transistor:薄膜晶体管)和像素电极117。TFT112的源极119连接数据信号线115,TFT112的漏极108通过漏极引出电极107连接像素电极117。另外,扫描信号线116兼作为TFT112的栅极电极。
在配置于漏极引出电极107和像素电极117之间的绝缘膜上设有孔,由此形成连接漏极引出电极107和像素电极117的接触孔110。像素电极117是ITO等的透明电极,可使从有源矩阵基板下方入射的光(背光灯的光)透过。
在上述有源矩阵基板100中,通过向扫描信号线116发送扫描信号(栅极导通电压),TFT112成为导通(源极119和漏极108为导通状态)状态,在该状态下被发送至数据信号线115的数据信号(信号电压)通过源极119、漏极108和漏极引出电极107被写入像素电极117。另外,保持电容(Cs)配线118具有避免在TFT112为截止期间液晶层自发放电等功能。
在上述有源矩阵基板100的制造工艺中,由于杂质或残留膜等,TFT112的源极119和漏极108之间会产生短路(漏电)。当发生这样的TFT缺陷时,不能向像素电极117施加正常的电压(漏极电压),液晶显示装置中会出现像素缺陷(亮点或黑点)。由此,会导致液晶显示装置的生产成品率降低。
作为解决上述TFT缺陷的方法,例如,将多个TFT并列地连接1个像素从而形成冗余(redundant)结构的方法(参照专利文献1)。
专利文献:日本国专利申请公开特开平7-199221号公报(公开日:1995年8月4日)
专利文献1所述的液晶显示装置通过将多个TFT(有源元件)并列配置而具有冗余性,但近年来当写入信号的频率增高时,上述使TFT和扫描信号线之间的寄生电容增加的冗余结构会导致显示品质(特别是动图像的显示)下降的问题。进而,由于电容负荷的增加,而导致功耗也增加。并且,还存在由于并列设置多个TFT而引起开口率降低的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题进行开发的,其目的在于提供一种能够修正TFT缺陷(例如,源极和漏极之间的短路),并且能够实现高速显示和抑制功耗的有源矩阵基板。
为了解决上述课题,本发明的有源矩阵基板包括晶体管、连接上述晶体管的一个导通电极的像素电极和保持电容配线,其特征在于:具有从上述晶体管的一个导通电极引出的引出配线和从上述保持电容配线引出的修正用配线;该修正用配线隔着绝缘层而与上述引出配线的一部分重叠。
根据上述结构,当晶体管发生动作缺陷时,使上述绝缘层贯通,从而使修正用配线和引出配线连接,并且在上述一个导通电极和连接部(例如接触孔)之间切断上述引出配线,从而使其断线,由此,能够从晶体管上切断缺陷像素的像素电极并通过上述修正配线和引出配线使上述像素电极与保持电容配线连接。由此,能够使缺陷像素的像素电极的电位下降至保持电容配线的电位。因此,例如在将本发明的有源矩阵基板用于常黑的液晶显示装置的情况下,能够使发生动作缺陷的像素(缺陷像素)成为黑点,使其变得不明显。
进而,根据上述结构,较之于现有技术中的并列配置有源元件的结构,从保持电容配线引出修正用配线的结构能够大幅度地抑制电容负荷增加。由此,能够高速驱动,并避免增加不必要的功耗。
在本发明中能够形成以下结构,即,上述晶体管为场效应晶体管(包括TFT),上述引出配线连接场效应晶体管的漏极(上述一个导通电极)。
在本发明中,优选上述引出配线通过接触孔连接上述像素电极,上述接触孔形成在上述引出配线的与上述修正用配线重叠的部分和一个导通电极之间。例如,形成上述修正用配线的端部和上述引出配线的端部重叠的结构。
根据上述结构,较之于将接触孔设置在其它位置上的情况,能够缩短引出配线(减小遮光性)。因此,能够提高本发明的有源矩阵基板的开口率。在这种情况下,优选在上述像素电极形成有切口部(或镂空部),该切口部的至少一部分与上述引出配线的到接触孔为止的部分重叠。由此,当晶体管发生动作缺陷时,能够在与切口部重叠的部分(其上方没有像素电极的部分)切断引出配线,从而使切断工序变得简单。进而,优选上述切口部形成在像素电极的边缘部分。由此,能够尽可能地减小切口部对显示所产生的影响。另外,在与对置基板进行组合时,优选上述切口部的至少一部分与该对置基板所具有的黑矩阵重叠。由此,能够通过黑矩阵防止经由切口部的光泄漏。
在本发明中能够形成以下结构,即,上述引出配线在上述接触孔内具有未形成电极的镂空部。由此,能够在接触孔使本来遮光的部分形成为光透过部分。因此,能够提高本发明的有源矩阵基板的开口率。在这种情况下,优选上述接触孔的开口部具有与上述镂空部交叉的延伸形状。由此,能够实现一种既能有效消除制造工序(光刻等)中的错位的影响,又具有光透过部分,并且实现可充分确保引出配线和像素电极的接触面积的接触孔。
在本发明中,优选上述保持电容配线沿着数据信号线延伸,该延伸部分与上述像素电极的边缘重叠,其中,上述数据信号线连接上述晶体管的另一个导通电极。由此,能够通过上述延伸部分来屏蔽或减弱像素电极和数据信号线之间的电场。因此,当将本发明的有源矩阵基板使用于显示装置时,能够提高该显示装置的显示品质。
在本发明中,优选在上述像素电极设置其中未形成有电极的液晶分子取向控制用狭缝;(当从基板面的法线方向进行观察时)上述修正用配线的至少一部分与上述液晶分子取向控制用狭缝重叠。
由此,通过在像素电极设置液晶分子取向控制用狭缝,当将本发明的有源矩阵基板使用于显示装置时,能够实现广视角化。
进而,通过在像素电极的狭缝下方形成修正用配线,能够提高边缘场效应。另外,由于像素电极的狭缝并不起到光透过区域(开口部)的作用,因此通过与该狭缝重叠地形成修正用配线,能够避免因保持电容配线的延伸(引出)所引起的开口率降低。
本发明的有源矩阵基板优选的是,能够与具有液晶分子取向控制用突起的对置基板组合,上述修正用配线形成为其至少一部分与上述液晶分子取向控制用突起重叠。
如上所述,在对置基板(对置电极)设置液晶分子取向控制用突起,当将本发明的有源矩阵基板使用于显示装置时,能够实现广视角化。另外,由于液晶分子取向控制用突起并不起到光透过区域(开口部)的作用,因此通过与该液晶分子取向控制用突起重叠地形成修正用配线,能够避免因保持电容配线的延伸(引出)所引起的开口率降低。
在本发明中,优选在上述像素电极设置未形成有电极的液晶分子取向控制用狭缝;上述引出配线的至少一部分与上述液晶分子取向控制用狭缝重叠。
如上所述在像素电极设置液晶分子取向控制用狭缝,由此,当将本发明的有源矩阵基板使用于液晶显示装置时,能够实现广视角化。
另外,由于像素电极的狭缝并不起到光透过区域(开口部)的作用,因此通过与该狭缝重叠地形成修正用配线,能够避免因修正用配线所引起的开口率降低。在这种情况下,优选在上述一个导通电极和上述接触孔之间与上述液晶分子取向控制用狭缝重叠地形成上述引出配线。由此,当晶体管发生动作缺陷时,能够在上述引出配线和液晶分子取向控制用狭缝重叠的部分(即,其上方没有像素电极的部分)简单地对上述引出配线实施切断(切断工序较简单)。
本发明的有源矩阵基板优选的是,能够与具有液晶分子取向控制用突起的对置基板组合,上述引出配线形成为至少一部分与上述液晶分子取向控制用突起重叠。
如上所述,通过在对置基板(对置电极)设置液晶分子取向控制用突起,当将本发明的有源矩阵基板使用于液晶显示装置时,能够实现广视角化。另外,由于液晶分子取向控制用突起并不起到光透过区域(开口部)的作用,因此通过与该液晶分子取向控制用突起重叠地形成上述引出配线(具有遮光性),能够避免因引出配线所引起的开口率降低。
本发明的有源矩阵基板也能够形成以下结构,即,包括晶体管、连接上述晶体管的一个导通电极的像素电极和保持电容配线,其特征在于:通过延伸上述保持电容配线,设置上述保持电容配线的延伸部和上述引出配线隔着绝缘层而重叠的重叠部,从而使上述延伸部和上述引出配线借助于上述绝缘层的贯通来实现相互连接。
本发明的有源矩阵基板也能够形成以下结构,即,包括第一晶体管和第二晶体管、连接上述第一晶体管的一个导通电极的第一像素电极和连接上述第二晶体管的一个导通电极的第二像素电极、以及第一保持电容配线和第二保持电容配线,其特征在于,还具有:从上述第一晶体管的一个导通电极引出的第一引出配线;从上述第一保持电容配线引出的第一修正用配线;以及从上述第二晶体管的一个导通电极引出的第二引出配线和从上述第二保持电容配线引出的第二修正用配线;上述第一修正用配线隔着绝缘层而与上述第一引出配线的一部分重叠,上述第二修正用配线隔着绝缘层而与上述第二引出配线的一部分重叠。
在上述结构中,一个像素被分割成两个以上的子像素,各子像素被分别驱动(也就是多像素驱动)。由于在上述结构中,以子像素的总亮度进行显示,因此,例如即使修正1个子像素使其黑点化,像素整体也不会成为黑点。因此,能够进一步使缺陷像素变得不明显。
本发明的显示装置的特征在于具有上述有源矩阵基板。
本发明的电视接收机的特征在于具有上述显示装置以及接收电视广播的调谐器。
本发明的有源矩阵基板的缺陷修正方法用于修正有源矩阵基板的缺陷,该有源矩阵基板包括晶体管、连接上述晶体管的一个导通电极的像素电极和保持电容配线,本发明的有源矩阵基板的缺陷修正方法的特征在于:形成引出配线,该引出配线连接上述晶体管的一个导通电极;并且,使上述保持电容配线或与上述保持电容配线连接的修正用配线隔着绝缘层而与上述引出配线的一部分重叠;通过接触孔连接上述引出配线和像素电极;当上述晶体管发生动作缺陷时,贯通上述绝缘层并连接引出配线和保持电容配线,并且在上述一个导通电极和接触孔之间使上述引出配线断线。
根据上述方法,当上述晶体管发生动作缺陷时,能够通过引出配线使像素电极和修正用配线连接,从而使缺陷像素的像素电极的电位下降至保持电容配线的电位。因此,例如在使用常黑的液晶显示装置的情况下,能够使发生动作缺陷的像素(缺陷像素)成为黑点,使其变得不明显。在上述方法中,优选在上述引出配线的与上述像素电极的边缘部分重叠的位置实施上述断线。另外,优选预先在上述像素电极形成切口部,该切口部与实施上述断线的部分重叠。
在上述方法中,优选预先形成上述引出配线,使得在上述像素电极设置未形成有电极的液晶分子取向控制用狭缝的情况下实施上述断线的部分与上述液晶分子取向控制用狭缝重叠。这样,将使断线工序变得简单。
如上所述,根据本发明的有源矩阵基板,当晶体管发生动作缺陷时,能够通过修正用配线和引出配线使像素电极和保持电容配线相互连接。由此,例如在使用常黑的液晶显示装置的情况下,能够使发生动作缺陷的像素(缺陷像素)成为黑点,使其变得不明显。因此,能够提高成品率。进而,在上述结构中,较之于现有技术中的并列配置有源元件的结构,能够大幅度地抑制电容负荷增加。由此,能够高速驱动并避免不必要功耗的增加。
附图说明
图1是表示本实施方式的有源矩阵基板的结构的平面图。
图2是表示本发明的有源矩阵基板的构造的剖面图。
图3是表示本发明的有源矩阵基板的构造的剖面图。
图4是表示本发明的有源矩阵基板(对缺陷进行修正后)的结构的平面图。
图5是表示本发明的有源矩阵基板的结构示例的平面图。
图6是表示本发明的有源矩阵基板的结构示例的平面图。
图7是表示本发明的有源矩阵基板的结构示例的平面图。
图8是表示本发明的有源矩阵基板的结构示例的平面图。
图9是表示本发明的有源矩阵基板的结构示例的平面图。
图10是表示具有本发明的有源矩阵基板的液晶面板的剖面图。
图11是表示本实施方式的液晶显示装置的结构的框图。
图12是表示本实施方式的电视接收机的结构的框图。
图13是表示本实施方式的电视接收机的结构的立体图。
图14是表示本发明的有源矩阵基板的结构示例的平面图。
图15是表示现有技术的有源矩阵基板的结构的平面图。
图中:5a、5b-镂空部,7-漏极引出配线(引出配线),8-漏电极,10-有源矩阵基板,11-接触孔,18、18a、18b-保持电容配线,19-修正用配线,20-保持电容配线延伸部,12-TFT,15-数据信号线,16-扫描信号线,17-像素电极,55-狭缝,57-重叠部,66-切口部,86x-液晶分子取向控制用突起,99-黑矩阵。
具体实施方式
以下根据图1~图14说明本发明的一实施方式。
图1是表示本实施方式的有源矩阵基板的结构的(从基板的背面观察的)透视平面图。
如图1所示,有源矩阵基板10包括:多条扫描信号线16和多条数据信号线15、形成于各信号线(15、16)的交叉点附近的TFT12(Thin FilmTransistor:薄膜晶体管)和像素电极17,其中,多条扫描信号线16和多条数据信号线15呈相互交叉地配置,上述扫描信号线16在图中的左右方向上形成,上述数据信号线15在图中的上下方向上形成。TFT12的源电极9连接数据信号线15,TFT12的漏电极8连接漏极引出配线7(引出配线),漏极引出配线7连接像素电极17。另外,扫描信号线16兼作为TFT12的栅电极。由于上述TFT导通栅极结构,能够提高开口率。像素电极17是ITO等的透明电极,使得从有源矩阵基板10下方入射的光(背光灯的光)透过。
在有源矩阵基板10中,通过向扫描信号线16发送扫描信号(栅极导通电压),TFT12成为导通(源电极9和漏电极8为导通状态)状态,在该状态下被发送至数据信号线15的数据信号(信号电压)通过源电极9、漏电极8和漏极引出配线7被写入像素电极17。以下,详细说明有源矩阵基板10的各构件。
在像素电极17上,呈横V字形状(将V字旋转90度后的形状)地设置用于控制液晶分子取向的狭缝(液晶分子取向控制用狭缝)55。该结构是以广视角化为目的的MVA(Multi-domain Vertical Alignment:多畴垂直取向)方式的结构(例如,参照日本国专利申请公开特开2001-83523号公报),该MVA被利用于液晶TV,特别是被利用于大型液晶TV等。上述MVA方式利用了边缘场(Fringe Field),该边缘场通过以下方法形成,即,在有源矩阵基板的像素电极上设置狭缝(电极切除图案),并且在对置基板的对置电极设置液晶分子取向控制用突起(凸缘)。由于该边缘场,能够使液晶分子的取向方向朝多个方向分散,从而实现广视角。另外,作为狭缝55(从垂直于基板面的方向观察)的平面形状,可以是如图1所示的以一定周期呈锯齿形弯曲的带状。
在图1中,保持电容(Cs)配线18与数据信号线15垂直相交(与扫描信号线16平行)并且横穿像素电极17。从保持电容配线18引出修正用配线19,并从保持电容配线18延伸出保持电容配线延伸部20。
从保持电容配线18的大约中间位置(像素电极17的中央部的下方附近)斜向地引出修正用配线19,其端部成为重叠部57。在该重叠部57,漏极引出配线7的端部和修正用配线19的端部重叠。另一方面,保持电容配线延伸部20沿着数据信号线15跨越像素电极17的边缘(保持电容配线延伸部20的一部分与像素电极17重叠,其它部分则不重叠)地形成。
在此,通过保持电容配线18、像素电极17以及位于上述两者之间(层间)的绝缘膜来形成保持电容,另外,通过保持电容配线延伸部20、像素电极17以及位于上述两者之间(层间)的绝缘膜来形成保持电容。另外,通过修正用配线19、像素电极17以及位于上述两者之间(层间)的绝缘膜来形成保持电容。上述的保持电容在向像素电极17输入下一次的数据信号之前的时间内,作为辅助电容进行动作,用于保持被写入像素电极17的电位。
进而,在有源矩阵基板10中,修正用配线19被用作为修正TFT缺陷(详细将于后述)的构件,保持电容配线延伸部20被用作为屏蔽或减弱数据信号线15和像素电极17之间电场的构件。
另外,修正用配线19从保持电容配线18斜向引出的原因在于,使该修正用配线19和在有源矩阵基板10的对置基板(对置电极)上所设置的液晶分子取向控制用突起(凸缘)进行重叠。如上所述,通过使具有遮光性的修正用配线19形成于同样具有遮光性的取向控制用突起(凸缘)的下方,能够避免因修正用配线19引起的开口率降低。另外,还能够防止光泄漏。
漏极引出配线7在重叠部57(漏极引出配线的一个端部)和漏极8(漏极引出配线的另一个端部)之间具有接触区域C1和C2。在上述接触区域C1中形成有接触孔11a,在该接触孔11a中漏极引出配线7和像素电极17连接。另外,接触区域C2中形成有接触孔11b,在该接触孔11b中漏极引出配线7和像素电极17连接。在此,漏极引出配线7也与上述对置基板(对置电极)的液晶分子取向控制用突起(凸缘)重叠地形成。这样,通过在具有遮光性的凸缘下方形成同样具有遮光性的漏极引出配线7,能够避免因漏极引出配线7引起的开口率降低。另外,还能够防止光泄漏。
图2是表示图1所示的TFT12的剖面图。如图2所示,在玻璃基板60上形成兼作为栅电极的扫描信号线16,在该栅电极上形成有栅极绝缘膜23。在上述栅极绝缘膜23上形成有半导体层(i层)50,在该半导体层50上形成有漏电极8和源电极9。在上述漏电极8上形成有漏极引出配线7,在上述源电极9上形成有数据信号线15。钝化膜26形成在上述漏极引出配线7、上述漏电极8和源电极9之间的部位以及数据信号线15上。
图3是表示包含图1所示的重叠部(57)的剖面图。如图3所示,在玻璃基板60上形成有修正用配线19,在该修正用配线19上形成有栅极绝缘膜23,且在栅极绝缘膜23上形成有漏极引出配线7。该修正用配线19和漏极引出配线7重叠,且两者之间间隔有栅极绝缘膜23,该重叠的部分即为重叠部57。在本实施方式中,上述重叠部57的面积约为200μm2,当TFT12发生短路等缺陷时,能够使绝缘层(栅极绝缘膜)23贯通从而使修正用配线19和漏极引出配线7导通。
如上所述,由于重叠部57的面积约为200μm2,所以当利用钇铝石榴石(YAG)激光器等对绝缘膜进行熔融加工时能够充分地确保激光照射区域,提高使修正用配线19和漏极引出配线7导通的可靠性。另外,在以下情况下,优选将重叠部的面积扩大到某一程度,具体来说,优选400μm2以上,即,由于在光刻工序中的未对准而引起的重叠部的面积变化情况;或者在激光照射时YAG激光器的照射光束半径的扩大的情况;或者激光照射后的修正用配线19或漏极引出配线7的熔融部分成为锥形膜状的情况。
在漏极引出配线7上形成有钝化膜26。另外,在图1所示的情况下,由于重叠部57不与狭缝55重叠,因此在钝化膜26上形成有像素电极(ITO)(未图示)。
以下说明在本实施方式中对TFT缺陷(像素缺陷)的修正方法。
图4表示TFT12发生缺陷时对TFT12所产生的缺陷实施修正后的有源矩阵基板。如图4所示,当识别出TFT12有缺陷时,使漏极引出配线7在漏电极8和接触孔11b之间实施断线,同时使重叠部57中的栅极绝缘膜23贯通(参照图3),从而使得修正用配线19和漏极引出配线7导通。由此,借助于漏极引出配线7的一部分7r和接触孔11a和11b,修正用配线19和像素电极17电连接。因此,总能够使像素电极17的电位和保持电容配线18相等,并且能够使上述缺陷在常黑的液晶显示装置中成为黑点(黑点较之于亮点不明显)。上述断线部分只要在漏电极8和接触孔11b(或接触孔11a)之间即可。也可以预先决定断线(切断)的部分,并预先使该部分形成得较细,使其能够较简单地被切断。
这里,在切断漏极引出配线7时,在其上部不存在ITO(像素电极17)的情况下易于进行切断工序。另外,如图7所示,能够将漏电极8和接触孔11a(11b)之间的漏极引出配线7引导至狭缝55的下方,在该狭缝55下进行切断。另外,如图9所示,也能够预先在像素电极17的边缘部分形成切口部(或镂空部)66,在其下方切断漏极引出配线7。通过使得像素电极17的边缘与对置基板的黑矩阵(参照图10)进行重叠,能够防止经由切口部66的光泄漏。在此,由于黑矩阵兼作为TFT的遮光用黑矩阵,因此能够抑制开口率的降低。
对漏极引出配线7的切断,例如可以是从有源矩阵基板10的表面或背面向切断部分照射激光来进行(破坏分离)。作为所使用的激光的波长,可以例举出YAG激光器的第4高次谐波(波长为266nm)。另一方面,通过从有源矩阵基板10的表面或背面向导通部分(重叠部57)照射激光,从而使得漏极引出配线7和修正用配线19的导通(重叠部57的熔融)。作为所使用的激光的波长,可以例举出YAG激光器的第2高次谐波(波长为532nm)。
有源矩阵基板的缺陷能够通过外观检查或电检查来确定。作为上述电检查的方法,例如利用光电效应的方法。该光电效应是指:向电场中设置结晶时,该结晶的光透过率将根据电场强度而发生变化。也就是说,在调制器的一面形成透明电极,在与上述面相反的一面形成对光进行反射的反射面,其中,上述调制器根据电场强度,其透过率呈线形变化。设置调制器使得该反射面侧与有源矩阵基板10对置,从调制器的电极侧入射的光透过调制器内部,被上述反射面反射。利用CCD(电荷耦合器件:ChargeCoupled Devices)相机接收上述反射光。根据上述反射光的强度来确定有源矩阵基板的缺陷部分。另外,作为外观检查,可以举出以下例子,即,通过图形识别对相互邻接的像素图形进行比较,在出现差异的情况下判定为缺陷。
另外,对有源矩阵基板的缺陷修正,能够在形成像素电极后进行修正,也能够在形成漏极引出配线7后或者在沟道刻蚀后进行修正。但是,为了确实切断已产生泄漏的沟道并使其断电,并形成迂回途径,则优选在可确认面板点亮的液晶层形成后(贴合有源矩阵基板和滤色片基板,注入液晶并密封,形成液晶面板以后)进行上述缺陷修正。
以下说明本发明的有源矩阵基板的制造方法的一个示例。在本实施方式中,在玻璃或塑料等透明且具有绝缘性的基板60上设置与扫描信号线16连接的栅电极。在本实施方式中,在扫描信号线16上设置有TFT12,因此扫描信号线16作为TFT12的栅电极进行动作。扫描信号线16(栅电极)通过以下方法形成,即,通过溅射法,利用钛、铬、铝、钼、钽、钨、铜等金属膜、或其合金膜或其层叠膜进行成膜以形成的厚度,并通过光蚀刻法等对上述膜进行图案形成,从而形成必要的形状。
另外,在与扫描信号线16(栅电极)的形成工序相同的工序中形成保持电容配线18、修正用配线19和保持电容配线延伸部20。由于在同一工序中形成,所以能够缩短制造工序并能降低制造成本。形成修正用配线19和保持电容配线延伸部20,使其与后述工序中形成的漏极引出配线7重叠。
进而,在本实施方式中,设有覆盖在扫描信号线16(栅电极)、保持电容配线18、修正用配线19和保持电容配线延伸部20上的栅极绝缘膜23。栅极绝缘膜23由氮化硅或氧化硅等的绝缘膜形成。在该栅极绝缘膜23上设置有由非晶态硅或多晶硅等形成的高电阻半导体层50,其与上述扫描信号线16(栅电极)重叠,并且,进一步设置有作为电阻连接层的由掺杂了磷等杂质的n+非晶态硅等形成的低电阻半导体层。其中,该低电阻半导体层成为源极9和漏极8。由上述氮化硅或氧化硅等形成的栅极绝缘膜23、由非晶态硅等形成的高电阻半导体层50和由n+非晶态硅等形成的低电阻半导体层(8、9)分别通过等离子CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相淀积)法等成膜,并通过光蚀刻法等形成图案。
数据信号线15和漏极引出配线7是通过同一工序形成。数据信号线15和漏极引出配线7通过以下方法形成,即,通过溅射法,利用钛、铬、铝、钼、钽、钨、铜等金属膜、或其合金膜或其层叠膜进行成膜以形成的厚度,并通过光蚀刻法等对上述膜进行图案形成,从而形成必要的形状。TFT12通过以下方法形成,即,以数据信号线15和漏极引出配线7的图形作为掩模,利用干法腐蚀对非晶态硅膜等高电阻半导体层50和n+非晶态硅膜等低电阻半导体层(8、9)进行沟道刻蚀。
在本实施方式中,接触孔11(11a、11b)贯通钝化膜26地形成,其中,该钝化膜26覆盖在TFT12、扫描信号线16、数据信号线15和漏极引出配线7的上部。通过光蚀刻法等对钝化膜26进行图案形成,从而形成所需形状的接触孔11。
在本实施方式中,像素电极17形成在钝化膜26的上层,可以通过以下方法形成,即例如,通过溅射法,利用ITO、IZO、氧化锌和氧化锡等具有透明性的导电膜进行成膜以形成的厚度,并通过光蚀刻法等对上述膜进行图案形成,从而形成必要的形状。
图10表示利用有源矩阵基板10形成的液晶面板的结构。如图10所示,利用了有源矩阵基板10的液晶面板80从背光灯光源侧开始,依次具有偏振片81、有源矩阵基板10、取向膜82、液晶层83、滤色片基板84和偏振片85。滤色片基板84从液晶层83侧开始,依次具有取向膜85、共通(对置)电极86、着色层87(包含黑矩阵99)和玻璃基板88。在共通(对置)电极86设置有液晶分子取向控制用突起(凸缘)86x。液晶分子取向控制用突起86x例如可通过感光性树脂等形成。作为凸缘86x的(从垂直于基板面的方向观察)平面形状,例如可以举出以一定周期呈锯齿形弯曲的带状(横V字形状)等。
以下说明在进行液晶面板化时,向有源矩阵基板和滤色片基板之间密封入液晶的方法。例如,可以采用真空注入法等方法进行注入,即,在基板的周围形成注入液晶的注入口,在真空状态下使液晶浸入注入口中,在注入液晶后,在大气状态下以UV固化树脂等对注入口进行密封。但是,较之于水平取向面板,垂直取向面板的注入时间较长,因此,优选利用下述的液晶滴注贴合法。首先,在有源矩阵基板的周围涂敷UV固化型薄膜树脂,通过滴注法向滤色片基板滴注液晶。通过液晶滴注法向薄膜的内侧部分有规则地滴注最适当的液晶量,使得成为所期望的液晶层厚。然后,将贴合装置内的气压减压至1Pa,在该减压状态下,对上述进行了薄膜描画和液晶滴注的滤色片基板和有源矩阵基板进行贴合。接着,使气压恢复至大气压,从而使薄膜部分变形而得到所期望的液晶层厚。接着,通过UV照射使薄膜树脂暂时固化后,对薄膜树脂进行烘干而实现最终硬化。液晶在薄膜树脂内侧移动而最终成为液晶充满液晶层间的状态。在烘干完成以后以面板为单位进行分割,并贴合偏振片。如上所述,形成如图10所示的液晶面板。
在本实施方式中,也可以形成如图5所示的有源矩阵基板的结构。也就是说,在一个像素中设置两个子像素P1和P2。在子像素P1中设有TFT12a、连接TFT12a的漏电极的漏极引出配线7a、像素电极17a和保持电容配线18a;并且,借助于接触孔11a和11b,像素电极17a与漏极引出配线7a连接;另外,设有重叠部57a,该重叠部57a是从保持电容配线18a引出的修正用配线19a和漏极引出配线7a重叠的部分,且修正用配线19a和漏极引出配线7a之间设有绝缘层。另外,在子像素P2中设有TFT12b、连接TFT12b的漏电极的漏极引出配线7b、像素电极17b和保持电容配线18b;并且,借助于接触孔11x和11y,像素电极17b与漏极引出配线7b连接;另外,设有重叠部57b,该重叠部57b是从保持电容配线18b引出的修正用配线19b和漏极引出配线7b重叠的部分,且修正用配线19b和漏极引出配线7b之间设有绝缘层。另外,扫描信号线16兼作为TFT12a和12b的栅电极。
这里,保持电容配线18a形成于像素电极17a的、扫描信号线16所处一侧的相反侧,且保持电容配线18a与像素电极17a的、垂直于数据信号线15的边缘进行重叠;从保持电容配线18a中的与数据信号线15相交叉部分的附近,向像素电极17a内呈横V字形状(将V字旋转90度后的形状)地引出修正用配线19a,其端部为重叠部57a。另外,保持电容配线18b形成于像素电极17b的、扫描信号线16所处一侧的相反侧,且保持电容配线18b与像素电极17b的、垂直于数据信号线15的边缘进行重叠;从保持电容配线18b中的与数据信号线15相交叉部分的附近,向像素电极17b内呈横V字形状(将V字旋转90度后的形状)地引出修正用配线19b,其端部为重叠部57b。
图5所示的结构被称作多像素结构。通过像这样的以两个以上的子像素来构成像素,即使产生像素缺陷并且进行了修正,也能够抑制正常像素的比率的降低。通过本发明的结构,例如在37英寸960×540点的显示装置的情况下,1个像素的尺寸为284μm×854μm,如果由两个子像素构成1个像素,1个像素的尺寸成为上述尺寸的二分之一,从而能够抑制正常像素的比率的降低。
在利用上述多像素结构的情况下,优选使子像素P1和P2的亮度互不相同地进行驱动。由于在1个像素中存在较亮的子像素和较暗的子像素,因此能够通过面积灰度来显示中间灰度,改善在斜向观察液晶显示器时液晶显示器发白的现象。
在上述多像素结构中,在1个像素P设置两个以上的保持电容配线(18a、18b),其中,该保持电容配线(18a、18b)分别被施加相位相反的信号电压。各保持电容配线(18a、18b)和各子像素(P1、P2)的像素电极(17a、17b)介于绝缘层进行重叠。由此,能够形成较亮的子像素和较暗的子像素。另外,施加给各保持电容配线(18a、18b)的具有相位相反的信号电压是指,在具有多个子像素的像素中,用于调节面积灰度的Cs波形电压;在栅极信号截止后,在进行电容耦合的定时具有以下两种由源极提供的电压,即,用于增大漏极信号电压(Vs)的Cs波形电压(Cs的极性为+)和用于降低上述Vs的Cs波形电压(Cs的极性为-)。在这样的多像素结构(面积灰度调节技术)中,通过Cs波形电压、Cs电容和液晶电容的电容耦合,随子像素不同而改变向像素输出的实际电压,从而形成明的子像素和暗的子像素,由此,能够实现多像素驱动。另外,例如,日本国专利申请公开特开2004-62146号公报等详细揭示了有关多像素结构(面积灰度调节技术)。
另外,在形成多像素结构的情况下,可以举出以下结构,例如,较亮子像素的面积和较暗子像素的面积相等,即1∶1像素分割结构;较亮子像素的面积为较暗子像素的面积的1/3,即1∶3像素分割结构等。其中,作为改善在斜向观察液晶显示器时液晶显示器发白的对策(视角改善),1∶3像素分割结构特别有效。
另外,假设较亮子像素为P1,较暗子像素为P2,当较暗像素P2的TFT12b产生沟道泄漏时,较之于较亮子像素P1,较暗子像素P2不易作为缺陷而被识别。因此,可以仅在较亮子像素P1设置修正用配线19a和漏极引出配线7a的重叠部分57a(即,在图5中,在像素P2不设置重叠部57b),进行缺陷像素的修正。由此,能够减少像素缺陷修正工序,并能够抑制开口率的降低。
在本实施方式中,也可以形成如图6所示的有源矩阵基板的结构。也就是说,形成修正用配线19和像素电极17的狭缝55重叠的结构。由此,通过在像素电极的狭缝55的下方设置其电位与像素电极17不同的修正用配线19,从而更有效地实现狭缝55的边缘场效应,提高液晶的取向限制力。另外,还能够防止光泄漏。进而,通过在对开口率不起作用的狭缝55的下方设置具有遮光性的修正用配线19,能够避免因修正用配线19引起的开口率降低。在这种情况下,如图14所示,在尽可能多的像素电极17的狭缝55部分的下方(优选所有狭缝55的下方)设置保持电容配线18的延伸部21则效果更佳。
如图6所示,优选与像素电极17的狭缝55重叠地(尽可能多的部分)形成漏极引出配线7。由此,通过在对开口率不起作用的狭缝55的下方设置具有遮光性的漏极引出配线7,能够避免因漏极引出配线7引起的开口率降低。另外,当晶体管12发生动作缺陷时,能够在漏极引出配线7与液晶分子取向控制用狭缝55的重叠部分(即,在其上方没有像素电极17的部分)对该漏极引出配线7进行切断,使切断工序变得简单。
在本实施方式中,也可以形成如图8所示的有源矩阵基板的结构。即,在接触区域C1(C1的漏极引出配线7)设置长方形的镂空部5a(非电极形成区域),其中,该镂空部5a在图中以上下方向为长边方向。另外,在绝缘膜(未图示)上设置在图中以左右方向为长边方向的长方形的孔,该孔在上述镂空部5a的大致中间的部分,且与该镂空部5a近似垂直地交叉,其中,上述绝缘膜被设置于漏极引出配线7和像素电极17之间。由此,上述绝缘膜的孔成为孔开口部,形成接触孔11a。在该接触孔11a中,漏极引出配线7与像素电极17连接。另外,向接触区域C2(C2的漏极引出配线7)设置长方形的镂空部5b(非电极形成区域),其中,该镂空部5b在图中以左右方向为长边方向。另外,向绝缘膜(未图示)设置在图中以上下方向为长边方向的长方形的孔,该孔在上述镂空部5b的大致中间的部分,与该镂空部5b近似垂直地交叉,其中,上述绝缘膜被设置于漏极引出配线7和像素电极17之间。由此,上述绝缘膜的孔成为孔开口部,形成接触孔11b。在该接触孔11b中,漏极引出配线7与像素电极17连接。由此,通过在光不能透过的漏极引出配线7设置其中未形成有电极的镂空部5a和镂空部5b(光透过部),能够提高光透过率(开口率)。另外,由于接触孔11形成为其开口部与上述镂空部5交叉的延伸形状,所以,能够有效防止在制造工序(光刻工序等)中的错位的影响,从而能够避免或大幅度抑制电极区域和像素电极之间接触面积的变化(减少)。上述图8的结构尤其适用于下述情况,即,漏极引出配线7的接触区域不(或不能)在像素电极17的狭缝55或液晶分子取向控制用突起(凸缘)下形成的情况。
在本实施方式中,如图1所示,重叠部57呈四边形,但并不限定于此。例如,也可以是圆形、三角形、半圆形和梯形等。也就是说,修正用配线19被设置为下述即可,即,修正用配线19的一部分与漏极引出配线7的图形重叠,两者之间间隔有栅极绝缘膜23,并至少确保用于激光照射的区域。另外,对重叠部57的设置位置也并不作限定。另外,保持电容配线18、修正用配线19和保持电容配线延伸部20的形成位置并不限于上述各结构。
液晶显示面板是通过将有源矩阵基板和滤色片基板叠合,并注入液晶后进行密封而形成(参照图10),其中,上述有源矩阵基板通过上述实施方式得到;滤色片基板由各着色层之间的遮光性的黑矩阵和着色层形成,该着色层与有源矩阵基板的各像素对应地呈矩阵状设置的红、绿、蓝中任一着色层。通过向上述液晶面板连接驱动器(液晶驱动用LSI)等,并且安装偏光板和背光灯,从而形成本发明的液晶显示装置。
以下参照图11~图13说明本发明的液晶显示装置以及具有该液晶显示装置的电视接收机。
图11是表示电视接收机的液晶显示装置601的电路框图。如图11所示,液晶显示装置601包括Y/C分离电路500、视频色度电路501、A/D转换器502、液晶控制器503、液晶面板504、背光灯驱动电路505、背光灯506、微型计算机507和灰度电路508。在液晶显示装置601中,电视信号的输入视频信号首先被输入至Y/C分离电路500,使其亮度信号和色度信号分离。亮度信号和色度信号在视频色度电路501中被转换成光的3原色,即R、G、B,并且,该模拟RGB信号通过A/D转换器502转换成数字RGB信号后输入液晶控制器503。从液晶控制器503以预定时间向液晶面板504输入RGB信号,同时,从灰度电路508向液晶面板504提供RGB各自的灰度电压,从而图像被显示。包括上述处理在内,系统的整体控制通过微型计算机507来进行。这样,能够根据作为视频信号的各种视频信号进行显示,视频信号例如有基于电视广播的视频信号、以照相机拍摄的视频信号、通过网络线路提供的视频信号等。
进而,如图12所示,本电视广播接收机包括调谐器部600和液晶显示装置601,调谐器部600接收电视广播并且输出视频信号,液晶显示装置601基于从调谐器部600输出的视频信号进行图像(视频)显示。
另外,例如,如图13所示,本电视接收机形成以下结构,即,第1筐体301和第2筐体306包裹并夹持液晶显示装置601。第1筐体301形成有使液晶显示装置601上所显示的视频透过的开口部301a。另外,第2筐体306具有用于操作液晶显示装置601的操作用电路305并在其下方设置有支持用构件308,其中,第2筐体306覆盖液晶显示装置601的背面。
上述有源矩阵基板适用于图11所示的液晶显示装置,也能够适用于有机EL显示装置等其它的显示装置。
另外,本发明并不限于液晶显示装置,例如,也能够适用于有机EL显示装置,该有机EL显示装置构成为下述,即,配置滤色片基板,并在与滤色片基板对置的位置配置本发明的有源矩阵基板,在上述两基板之间配置有机EL层,从而形成有机EL面板,在有机EL面板的外部引出端子上连接驱动器等。另外,本发明还能够适用于除上述液晶显示装置或有机EL显示装置以外的,具有有源矩阵基板的显示装置。
工业上的可利用性
本发明的有源矩阵基板例如适用于液晶电视机。
Claims (22)
1.一种有源矩阵基板,包括晶体管、像素电极和保持电容配线,该像素电极连接所述晶体管的一个导通电极,其特征在于,
该有源矩阵基板具有:从所述晶体管的一个导通电极引出的引出配线、和从所述保持电容配线引出的修正用配线;
该修正用配线隔着绝缘层而与所述引出配线的一部分重叠。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述引出配线通过接触孔连接所述像素电极,所述接触孔形成在所述引出配线的与所述修正用配线重叠的部分和一个导通电极之间。
3.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述修正用配线的端部与所述引出配线的端部重叠。
4.根据权利要求2所述的有源矩阵基板,其特征在于,
在所述像素电极形成有切口部,该切口部的至少一部分与所述引出配线的到接触孔为止的部分重叠。
5.根据权利要求4所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述切口部形成于像素电极的边缘部分。
6.根据权利要求4所述的有源矩阵基板,其特征在于,
该有源矩阵基板能够与具有黑矩阵的对置基板组合;
所述切口部形成为其至少一部分与所述黑矩阵重叠。
7.根据权利要求2所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述引出配线在所述接触孔内具备未形成有电极的镂空部。
8.根据权利要求7所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述接触孔的开口部具有与所述镂空部交叉的延伸形状。
9.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述保持电容配线以沿着连接所述晶体管的另一导通电极的数据信号线的方式延伸,该延伸部分与所述像素电极的边缘重叠。
10.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
在所述像素电极设置未形成有电极的液晶分子取向控制用狭缝;
所述修正用配线的至少一部分与所述液晶分子取向控制用狭缝重叠。
11.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
该有源矩阵基板能够与具有液晶分子取向控制用突起的对置基板组合;
所述修正用配线形成为:至少一部分与所述液晶分子取向控制用突起重叠。
12.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
在所述像素电极设置未形成有电极的液晶分子取向控制用狭缝;
所述引出配线的至少一部分与所述液晶分子取向控制用狭缝重叠。
13.根据权利要求12所述的有源矩阵基板,其特征在于,
所述引出配线通过接触孔连接所述像素电极,其中,所述接触孔形成在所述引出配线的与修正用配线重叠的部分和一个导通电极之间;并且,所述引出配线在所述接触孔和所述一个导通电极之间具有与所述液晶分子取向控制用狭缝重叠的部分。
14.根据权利要求1所述的有源矩阵基板,其特征在于,
该有源矩阵基板能够与具有液晶分子取向控制用突起的对置基板组合;
所述引出配线形成为:至少一部分与所述液晶分子取向控制用突起重叠。
15.一种有源矩阵基板,包括第一晶体管、第二晶体管、第一像素电极、第二像素电极、第一保持电容配线和第二保持电容配线,所述第一像素电极连接所述第一晶体管的一个导通电极,所述第二像素电极连接所述第二晶体管的一个导通电极,其特征在于,
该有源矩阵基板具有:从所述第一晶体管的一个导通电极引出的第一引出配线;从所述第一保持电容配线引出的第一修正用配线;从所述第二晶体管的一个导通电极引出的第二引出配线;以及从所述第二保持电容配线引出的第二修正用配线;
所述第一修正用配线隔着绝缘层而与所述第一引出配线的一部分重叠,所述第二修正用配线隔着绝缘层而与所述第二引出配线的一部分重叠。
16.一种有源矩阵基板,包括晶体管、像素电极和保持电容配线,所述像素电极连接所述晶体管的一个导通电极,其特征在于:
通过延伸所述保持电容配线,设置所述保持电容配线的延伸部和所述引出配线隔着绝缘层而重叠的重叠部,从而借助于所述绝缘层的贯通来实现所述延伸部和所述引出配线的相互连接。
17.一种显示装置,具有权利要求1至16中的任意一项所述的有源矩阵基板。
18.一种电视接收机,具有权利要求17所述的显示装置以及接收电视广播的调谐器。
19.一种有源矩阵基板的缺陷修正方法,用于修正有源矩阵基板的缺陷,该有源矩阵基板包括晶体管、像素电极和保持电容配线,所述像素电极连接所述晶体管的一个导通电极,其特征在于,
形成引出配线,该引出配线连接所述晶体管的一个导通电极;并且,使所述保持电容配线或与所述保持电容配线连接的修正用配线以隔着和绝缘层而与所述引出配线的一部分重叠的方式形成;而且,通过接触孔连接所述引出配线和像素电极;
在所述晶体管发生动作缺陷时贯通所述绝缘层贯通并连接引出配线和保持电容配线,并且使所述引出配线在所述一个导通电极和接触孔之间断线。
20.根据权利要求19所述的有源矩阵基板的缺陷修正方法,其特征在于,在所述引出配线的与所述像素电极的边缘部分重叠的位置实施所述断线。
21.根据权利要求19所述的有源矩阵基板的缺陷修正方法,其特征在于,预先在所述像素电极形成切口部,该切口部与实施所述断线的部分重叠。
22.根据权利要求19所述的有源矩阵基板的缺陷修正方法,其特征在于,预先形成所述引出配线,使得在所述像素电极设置未形成有电极的液晶分子取向控制用狭缝的情况下实施所述断线的部分与所述液晶分子取向控制用狭缝重叠。
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