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JP4947801B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description

本発明は、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置に関するものである。
現在、液晶表示装置の生産効率の向上、および生産コストを低減させるために、セル工程において、液晶表示パネルの一括点灯画像検査が行われている。一括点灯画像検査とは、例えば、全画面を一括表示させる場合、ソース配線およびゲート配線を、それぞれ共通の検査用スイッチング素子に接続し、ソース配線およびゲート配線に同一の信号を印加することによって、液晶表示装置の画素を一括して点灯させ、輝点や線欠陥の有無を調べる簡易画像検査のことである。
一括点灯画像検査に用いられる複数の検査用スイッチング素子は、例えば、液晶表示装置のアレイ工程において、あらかじめ検査用薄膜トランジスタ(以下、検査用TFTという)として形成される。検査用TFTは、液晶表示装置の駆動ICを設置する場所に形成されており、ソース配線またはゲート配線と、検査用信号入力パッドとの間に形成される。また、検査用TFTは、検査用信号入力パッドに入力された検査用信号を、ソース配線またはゲート配線に印加して、表示領域の画素中のスイッチング素子を一括して制御する(例えば、特許文献1参照)。
検査用TFTの動作について、図4を用いて詳しく説明する。
図4は、従来のカラー液晶表示装置の一部を模式的に示した構成図である。図4に示す液晶表示装置は、アレイ基板21上に、検査用TFT22および23と、検査用信号入力パッド24〜26と、画素27とを備える。画素27は、表示領域30に配置され、それ以外のものは、表示領域外に配置される。なお、図4に示す液晶表示装置では、対向電極、および対向電極に接続する対向電極用検査配線の表示を省略している。
以下では、赤色の画素を一括点灯させる場合を例にして説明する。
まず、検査用TFT22および23のオン/オフを切り替える制御信号を検査用信号入力パッド26に入力する。制御信号は、共通配線35を介して検査用TFT22および23の各ゲートに印加される。これにより、検査用TFT22および23はオン状態となる。次に、検査用信号入力パッド25に検査用ゲート信号を入力する。これにより、ゲート配線11aおよび11bに検査用ゲート信号が印加される。
続いて、検査用信号入力パッド24rに検査用ソース信号を入力する。既に制御信号が検査用TFT22rのゲートに印加されているため、検査用TFT22rはオン状態となっている。このため、検査用信号入力パッド24rに入力された検査用ソース信号は、ソース配線12aおよび12bに印加される。これにより、表示領域30中の全ての赤色の画素27rが一括して点灯する。ソース配線やゲート配線の断線、赤色の画素27rのスイッチング素子の破壊などがあれば、線欠陥や輝点として認識される。
同様に、検査用信号入力パッド24gに検査用ソース信号を入力すれば、表示領域30中の緑色の画素27gを一括して点灯させることができる。また、検査用信号入力パッド24bに検査用ソース信号を入力すれば、表示領域中の青色の画素27bを一括して点灯させることができる。
このように、高価なIC素子等を搭載する前のセル工程において、一括点灯画像検査を行うことによって不良品を検出できるため、液晶表示装置の全体としての生産効率の向上および生産コストの低減が可能となる。なお、図4を用いて説明した一括点灯画像検査の方法は一例であり、この他の一括点灯画像検査の方法として、表示領域をいくつかの領域に分割して、それぞれの領域を一括点灯させてもよい。また、表示領域中の全ての画素を一括点灯させてもよい。
特開2000−155302号公報
しかしながら、液晶表示装置の製造工程では、剥離帯電やサージ電圧などを原因として、静電気が発生する場合がある。検査用TFTは、表示領域中の画素のスイッチング素子よりも容量が大きなコンデンサーとしても機能できるため、静電気が蓄積されやすい。検査用TFTに蓄積された静電気は、検査用TFTの破壊、または検査用TFT周辺の配線の断線等の原因となる。
従来の液晶表示装置では、表示領域中の画素に形成されたスイッチング素子が静電気によって破壊されることを防ぐための対策が講じられている。しかしながら、表示領域外に形成される検査用TFTは、表示領域から離れた位置に形成されているため、表示領域の静電気対策の恩恵を受けることができない。さらに、静電気による検査用TFTの破壊、または検査用TFT周辺の配線の断線などが生じると、一括点灯画像検査が不可能となるという問題がある。
本発明は、上記の従来の液晶表示装置の課題を考慮し、静電気による検査用スイッチング素子の破壊、または検査用スイッチング素子に接続する配線の断線を従来より低減することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、第1の本発明は、表示領域内にマトリクス状に形成されたスイッチング素子に対して走査信号を供給するゲート配線と、
前記スイッチング素子に対して映像信号を供給するソース配線と、
を備えた液晶表示装置であって、
さらに表示領域外の領域に配置され、かつ前記ゲート配線または前記ソース配線に接続した複数の検査用スイッチング素子と、
前記検査用スイッチング素子のソース電極同士を、前記検査用スイッチング素子よりもソース配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と
前記複数の検査用スイッチング素子のゲート電極同士を接続する共通配線とを備
前記共通配線には、それぞれの前記ゲート電極の間において、他の領域に比べて抵抗率の高い領域が介在している、液晶表示装置である。
また、第2の本発明は、前記高抵抗素子は半導体材料により構成された、上記第1記載の液晶表示装置である。
また、第3の本発明は、前記半導体材料はアモルファスシリコンである、上記第2の本発明の液晶表示装置である。
また、第4の本発明は、前記検査用スイッチング素子は薄膜トランジスタである、上記第1の本発明の液晶表示装置である。
また、第5の本発明は、前記抵抗率の高い領域が、ITOで形成された、上記第4の本発明の液晶表示装置である。
また、第6の本発明は、表示領域内にマトリクス状に形成されたスイッチング素子に対して走査信号を供給するゲート配線と、
前記スイッチング素子に対して映像信号を供給するソース配線と、
を備えた液晶表示装置であって、
さらに表示領域外の領域に配置され、かつ前記ゲート配線または前記ソース配線に接続した複数の検査用スイッチング素子と、
前記検査用スイッチング素子のドレイン電極同士を、前記検査用スイッチング素子よりもドレイン配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と
前記複数の検査用スイッチング素子のゲート電極同士を接続する共通配線とを備
前記共通配線には、それぞれの前記ゲート電極の間において、他の領域に比べて抵抗率の高い領域が介在している、液晶表示装置である。
また、第7の本発明は、前記高抵抗素子は半導体材料により構成された、上記第6の本発明の液晶表示装置である。
また、第8の本発明は、前記半導体材料はアモルファスシリコンである、上記第7の本発明の液晶表示装置である。
また、第9の本発明は、前記検査用スイッチング素子は薄膜トランジスタである、上記第6の本発明の液晶表示装置である。
また、第10の本発明は、前記抵抗率の高い領域が、ITOで形成された、上記第9の本発明の液晶表示装置である。
また、第11の本発明は、表示領域内にマトリクス状に形成されたスイッチング素子に対して走査信号を供給するゲート配線と、
前記スイッチング素子に対して映像信号を供給するソース配線と、
を備えた液晶表示装置であって、
さらに表示領域外の領域に配置され、かつ前記ゲート配線または前記ソース配線に接続した複数の検査用スイッチング素子と、
前記検査用スイッチング素子のソース電極同士を前記検査用スイッチング素子よりもソース配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と
前記検査用スイッチング素子のドレイン電極同士を、前記検査用スイッチング素子よりもドレイン配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と、
前記複数の検査用スイッチング素子のゲート電極同士を接続する共通配線とを備え、
前記共通配線には、それぞれの前記ゲート電極の間において、他の領域に比べて抵抗率の高い領域が介在している、液晶表示装置である。
また、第12の本発明は、前記高抵抗素子は半導体材料により構成された、上記第11の本発明の液晶表示装置である。
また、第13の本発明は、前記半導体材料はアモルファスシリコンである、上記第12の本発明の液晶表示装置である。
また、第14の本発明は、前記検査用スイッチング素子は薄膜トランジスタである、上記第11の本発明の液晶表示装置である。
また、第15の本発明は、前記抵抗率の高い領域が、ITOで形成された、上記第14の本発明の液晶表示装置である。
本発明によれば、静電気による検査用スイッチング素子の破壊、または検査用スイッチング素子に接続する配線の断線を従来より低減できる液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の一部を拡大して模式的に表した上面図である。図1は、図4に示す領域Aに相当する部分を拡大した図である。図1において、図4と同じ構成を示すものについては、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態の液晶表示装置は、図4に示す構成要素と、図1に示す半導体配線群1と、半導体配線群2とを有する。
半導体配線群1は、検査用TFT22r、22g、22bおよび23の各ソースに接続するソース配線31〜34同士を接続する。半導体配線群2は、検査用TFT22r、22g、22bおよび23の各ドレインに接続するドレイン配線41〜44同士を接続する。なお、図1に示す半導体配線群1および2は、簡略化して模式的に示されている。半導体配線群1および2の詳細な構造については、後述する。
半導体配線群1および2は、アルミニウムなどの金属材料で形成されるソース配線31〜34およびドレイン配線41〜44よりも抵抗率が高い材料で形成されており、例えば、アモルファスシリコンで形成される。
次に、半導体配線群1および2の構造を、図2を用いて説明する。
図2は、実施の形態1の液晶表示装置の半導体配線群1の断面図である。以下では、半導体配線群1を例にして説明する。図2に示すように、半導体配線1aは、アルミニウムなどで形成されたソース配線31と32とを接続する。同様に、半導体配線1bは、ソース配線32と33とを接続し、半導体配線1cは、ソース配線33と34とを接続する。上述したように、図1に示す半導体配線群1は、ソース配線31〜34を横断するように図示されているが、実際の半導体配線群1は、図2に示すように、ソース配線とアレイ基板21との間に形成されており、隣接するソース配線同士を接続する半導体配線1a〜1cによって構成される。
続いて、本実施の形態に係る液晶表示装置の半導体配線群1および2の作用とその効果について説明する。
まず、静電気が発生していない状態について説明する。上述したように、半導体配線群1は、ソース配線同士を接続している。このため、ソース配線31〜34をそれぞれ流れる信号が、半導体配線群1を介して隣接する配線に漏洩することが考えられる。しかしながら、半導体配線群1は、抵抗率の高い半導体材料で形成されるため、静電気が発生しない状態において、半導体配線群1を介して信号が漏洩することはほとんどない。また、半導体配線群1に信号が漏洩したとしても、漏洩した信号のレベルは、無視することができるレベルであるため、液晶表示装置の表示品質に影響を与えることはない。
次に、例えば、アレイ工程やアレイ基板の搬送過程において、静電気が発生した場合について説明する。検査用TFT22および23が、上述したようにコンデンサー容量としても機能するため、静電気が発生した場合、静電気は、検査用TFT22および/または検査用TFT23に流入する。しかしながら、発生した静電気は高電圧であるため、例えば、静電気が、検査用TFT23に流入した場合、半導体配線群1を介して、ソース配線31に隣接するソース配線32等にも流入する。この結果、発生した静電気は、隣接するソース配線へも分散される。したがって、静電気が流入した検査用TFT22および23の静電気による破壊、あるいは検査用TFT22および23に接続する配線の断線を防止することができる。なお、ここでは、半導体配線群1を例にして説明したが、半導体配線群2においても上記の説明を適用することができる。
次に、半導体配線群1および2の形成方法について説明する。半導体配線群1および2をアモルファスシリコンで形成する場合、半導体配線群は、従来の薄膜トランジスタの製造工程においてアモルファスシリコン層を形成する工程を用いて形成することができる。
なお、ソース配線31〜34が、本発明のソース配線の一例であり、ドレイン配線41〜44が、本発明のドレイン配線の一例であり、検査用TFT22および23が、本発明の検査用スイッチング素子の一例であり、半導体配線群1、2が本発明の配線の一例である。
このように、検査用TFTのソース配線同士およびドレイン配線同士を接続することにより、剥離帯電等で発生した静電気を周辺のソース配線またはドレイン配線に分散させることができる。それによって、高電圧の静電気が1箇所に集中することがなくなるため、検査用TFTの破壊を防ぐことができる。したがって、セル工程における一括点灯画像検査を確実に実施することが可能となり、液晶表示装置の生産効率の低下を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、半導体配線群1を例にして説明したが、半導体配線群2においても上記の説明を適用することができる。
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の一部を拡大して模式的に表した上面図である。図3は、図4に示す領域Aを拡大して示したものであり、図1と同じ構成要素には、同じ参照符号を付している。以下、図1を用いて説明した半導体配線群1、2などと同じ構成要素についてはその説明を省略し、本実施の形態に係る液晶表示装置の共通配線について、詳しく説明する。
まず、検査用TFTのゲートに蓄積される静電気による影響について説明する。
従来の液晶表示装置において、検査用TFT22および23の各ゲートは、図4に示すように、アルミニウムなどの金属材料で形成された共通配線35を介して、検査用信号入力パッド26に接続する。したがって、検査用TFTのゲートと共通配線35とは、実質上、一つの大きなコンデンサー容量を形成している。すなわち、検査用TFTのゲートと共通配線35とは、非常に大きな電荷(静電気)を蓄積することが可能になる。この結果、一つの大きなコンデンサー容量に蓄積された静電気により、検査用TFTが破壊される可能性が高くなる。
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置の共通配線について詳しく説明する。
図3に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置の共通配線36の構成は、従来の液晶表示装置の共通配線35(図4参照)の構成と異なる。本実施の形態に係る液晶表示装置の共通配線36は、アルミニウムなどの金属材料などを用いて形成された金属配線部36a〜36dと、高抵抗部37a〜37cとで構成される。本発明の抵抗率の高い領域の一例である高抵抗部37a〜37cは、検査用TFT22および23のゲート間に介在する。また、金属配線部36a〜36dは、共通配線36の高抵抗部が形成された領域以外の領域を形成している。
金属配線部36a〜36dは、従来の液晶表示装置の共通配線35と同様に、アルミニウムなどの金属材料が用いられる。一方、高抵抗部37a〜37cは、金属配線部36a〜36dよりも抵抗率が高い材料で形成されており、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などが用いられる。
共通配線36の高抵抗部37a〜37cを介在させることによって、検査用TFT22および23のゲートによって構成される一つの大きな容量の静電容量値を小さくすることができる。一つの大きなコンデンサー容量に蓄積される静電気の量を抑制することができるため、例えば、アレイ工程より後に配置されているセル工程において静電気が発生したとしても、検査用TFT22および23の破壊の危険性を抑制できる。また、共通配線36に高抵抗部37a〜37cを介在させることによって、静電気が発生した際のピーク電流のピーク値を抑制することができる。この結果、静電気が発生したとしても、検査用TFTに流入する電流(ピーク電流)の最大値を、高抵抗部が介在しない共通配線を用いる場合より小さくできるため、検査用TFTの静電気による破壊を抑制することができる。
次に、共通配線36の形成方法について説明する。まず、金属配線部36a〜36dの形成方法を説明する。アレイ工程のソース電極およびドレイン電極を形成する工程において、ソース電極およびドレイン電極とともに、共通配線36の金属配線部36a〜36dを形成することができる。
また、高抵抗部37a〜37cと画素電極(図示省略)とが同じ材料で形成される場合、アレイ工程の画素電極を形成する工程において、画素電極とともに、高抵抗部37a〜37cを形成することができる。一方、高抵抗部37a〜37cを、画素電極を形成する材料と異なる材料で形成する場合、高抵抗部37a〜37cを形成する工程を、アレイ工程に追加する必要がある。このように、高抵抗部37a〜37cを画素電極と同じ材料で形成した方が、アレイ工程を従来の工程から大きく変更することなく共通配線36を形成することができるため、望ましい。
アレイ工程において、検査用TFT22および23の各ゲートは、高抵抗部37a〜37cが形成されるまで、それぞれ個別の容量を形成している。すなわち、高抵抗部37a〜37cが形成される前であれば、各金属配線部36a〜36d同士が互いに電気的につながらないので、検査用TFT22および23の各ゲートと共通配線36とは、一つの大きな容量を形成することができない。この結果、高抵抗部37a〜37cが形成される前であれば、たとえ静電気が発生したとしても、検査用TFT22および23の各ゲートに流入する静電気の量は、一つの大きな容量が形成された後の場合と比較して、抑制される。したがって、アレイ工程において発生する静電気による検査用TFTの破壊の危険性を低減することができる。
このように、本実施の形態の液晶表示装置は、アレイ工程における静電気による検査用TFTの破壊、およびセル工程における静電気による検査用TFTの破壊のそれぞれ危険性を抑制する。したがって、液晶表示装置の製造工程で発生する静電気によって発生する検査用TFTの破壊の危険性を抑制することができる。
なお、実施の形態2において、液晶表示装置は、高抵抗部37a〜37cと、半導体配線群1および2とを形成して、検査用TFT22および23が静電気により破壊される危険性を抑制できるものとして説明したが、高抵抗部37a〜37cのみを形成してもよい。この場合、アレイ工程より後のセル工程などで発生する静電気を分散させる効果は、高抵抗部37a〜37cと、半導体配線群1および2とを組み合わせた場合よりも小さくなる。
なお、上記実施の形態では、ソース配線31〜34およびドレイン配線41〜44に半導体配線群1および2を設けるものとして説明したが、これに限らず、例えば半導体配線群1または2のどちらかのみを設けてもよい。この場合、半導体配線群1および2を設けた場合と比べて、静電気を分散する効果は小さくなる。
また、上記実施の形態では、半導体配線群1および2は、検査用TFTのソースまたはドレインに接続する配線同士を接続するものとして説明したが、これに限らず、例えば検査用TFTのソース同士およびドレイン同士を接続させてもよい。
また、上記実施の形態では、薄膜トランジスタを本発明の検査用スイッチング素子の一例として説明したが、これに限られるものではない。例えば、検査用スイッチング素子として、薄膜トランジスタやMOSトランジスタなどの電界効果型トランジスタ、またはダイオードなどの非線形素子を用いることができる。
本発明に係る液晶表示装置は、静電気による検査用スイッチング素子の破壊、または検査用スイッチング素子に接続する配線の断線を従来よりも低減することができ、アクティブマトリクス方式の液晶表示装置等として有用である。
本発明の実施の形態1の液晶表示装置の一部を模式的に表した上面図 本発明の実施の形態1の液晶表示装置の半導体配線群1の断面図 本発明の実施の形態2の液晶表示装置の一部を模式的に表した上面図 従来の液晶表示装置の一部を模式的に示した構成図
符号の説明
1、2 半導体配線群
1a、1b、1c、 半導体配線
11a、11b ゲート配線
12a、12b ソース配線
21 アレイ基板
22、22r、22g、22b、23 検査用TFT
24、24r、24g、24b、25、26 検査用信号入力パッド
27、27b、27g、27r 画素
30 表示領域
31、32、33、34 ソース配線
35、36 共通配線
36a、36b、36c、36d 金属配線部
37a、37b、37c 高抵抗部
41、42、43、44 ドレイン配線

Claims (15)

  1. 表示領域内にマトリクス状に形成されたスイッチング素子に対して走査信号を供給するゲート配線と、
    前記スイッチング素子に対して映像信号を供給するソース配線と、
    を備えた液晶表示装置であって、
    さらに表示領域外の領域に配置され、かつ前記ゲート配線または前記ソース配線に接続した複数の検査用スイッチング素子と、
    前記検査用スイッチング素子のソース電極同士を、前記検査用スイッチング素子よりもソース配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と
    前記複数の検査用スイッチング素子のゲート電極同士を接続する共通配線とを備
    前記共通配線には、それぞれの前記ゲート電極の間において、他の領域に比べて抵抗率の高い領域が介在している、液晶表示装置。
  2. 前記高抵抗素子は半導体材料により構成された、請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 前記半導体材料はアモルファスシリコンである、請求項2記載の液晶表示装置。
  4. 前記検査用スイッチング素子は薄膜トランジスタである、請求項1記載の液晶表示装置。
  5. 前記抵抗率の高い領域が、ITOで形成された、請求項4記載の液晶表示装置。
  6. 表示領域内にマトリクス状に形成されたスイッチング素子に対して走査信号を供給するゲート配線と、
    前記スイッチング素子に対して映像信号を供給するソース配線と、
    を備えた液晶表示装置であって、
    さらに表示領域外の領域に配置され、かつ前記ゲート配線または前記ソース配線に接続した複数の検査用スイッチング素子と、
    前記検査用スイッチング素子のドレイン電極同士を、前記検査用スイッチング素子よりもドレイン配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と
    前記複数の検査用スイッチング素子のゲート電極同士を接続する共通配線とを備
    前記共通配線には、それぞれの前記ゲート電極の間において、他の領域に比べて抵抗率の高い領域が介在している、液晶表示装置。
  7. 前記高抵抗素子は半導体材料により構成された、請求項6記載の液晶表示装置。
  8. 前記半導体材料はアモルファスシリコンである、請求項7記載の液晶表示装置。
  9. 前記検査用スイッチング素子は薄膜トランジスタである、請求項6記載の液晶表示装置。
  10. 前記抵抗率の高い領域が、ITOで形成された、請求項9記載の液晶表示装置。
  11. 表示領域内にマトリクス状に形成されたスイッチング素子に対して走査信号を供給するゲート配線と、
    前記スイッチング素子に対して映像信号を供給するソース配線と、
    を備えた液晶表示装置であって、
    さらに表示領域外の領域に配置され、かつ前記ゲート配線または前記ソース配線に接続した複数の検査用スイッチング素子と、
    前記検査用スイッチング素子のソース電極同士を前記検査用スイッチング素子よりもソース配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と
    前記検査用スイッチング素子のドレイン電極同士を、前記検査用スイッチング素子よりもドレイン配線側に設けられた高抵抗素子で電気的に接続する配線と、
    前記複数の検査用スイッチング素子のゲート電極同士を接続する共通配線とを備え、
    前記共通配線には、それぞれの前記ゲート電極の間において、他の領域に比べて抵抗率の高い領域が介在している、液晶表示装置。
  12. 前記高抵抗素子は半導体材料により構成された、請求項11記載の液晶表示装置。
  13. 前記半導体材料はアモルファスシリコンである、請求項12記載の液晶表示装置。
  14. 前記検査用スイッチング素子は薄膜トランジスタである、請求項11記載の液晶表示装置。
  15. 前記抵抗率の高い領域が、ITOで形成された、請求項14記載の液晶表示装置。
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