有源矩阵基板及显示装置的制作方法

专利名称：有源矩阵基板及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置、EL (电致发光)显示装置等显示装置中所 使用的有源矩阵基板。更具体来说，涉及适用于大型液晶电视等具有大型 的液晶显示器画面的液晶显示装置中的有源矩阵基板。
背景技术：
有源矩阵基板被广泛用于液晶显示装置、EL (电致发光)显示装置等 有源矩阵驱动型显示装置中。在此种有源矩阵驱动型显示装置中，在各自 独立的象素电极上矩阵状地配置有源元件，以利用该有源元件选择驱动象 素电极的有源矩阵驱动方式来进行画面显示。作为选择驱动象素电极的有 源元件， 一般使用TFT (薄膜晶体管)元件、MIM (金属一绝缘层一金属) 元件、MOS晶体管元件、二极管、电阻器等，通过将施加在象素电极和 与之相面对的对置电极之间的电压用有源元件开关，而对两电极间的液晶 层、EL发光层或等离子体发光体等显示介质进行光学的变频，从而进行 画面显示。此种有源矩阵驱动方式可以实现高对比度的显示，已经在液晶 电视、个人电脑的终端显示装置等中被实用化。作为使用了此种有源矩阵驱动方式的以往的液晶显示装置的有源矩 阵基板，公布有将TFT元件的漏极借助漏极引出配线及接触孔与象素电极 连接的方案(例如参照特开平10—20298号公报。)。该以往的液晶显示装 置中，有源矩阵基板上的漏极引出配线仅被制成l条配线，当该l条配线 断线时，则该象素的显示无法正常地进行，产生被称作象素缺陷的点灯不 良，液晶显示装置的成品率降低。如果使用附图对其进行说明，则在如图 13 — 1所示的以往的液晶显示装置的有源矩阵基板中，如图13—2所示， 由于1条漏极引出配线2的断线22，从源极母线5经过漏极1及漏极引出 配线2而传向透过用象素电极的数据信号21就被阻碍。这样，就产生象 素缺陷，使液晶显示装置的显示质量降低，降低成品率。而且，作为漏极引出配线的断线的原因，可以举出配线图案的形成时的光刻胶的图案缺 陷、在利用溅射等将成为漏极引出配线的层成膜时的成膜缺陷等。针对于此，作为抑制象素缺陷的产生的技术，公开有在l个象素上设置了多个薄膜晶体管的液晶显示装置(例如参照特开平7—199221号公报、 特开2002 — 350901号公报。)。但是，在每个象素上设置了多个薄膜晶体 管的情况下，就会导致开口率的降低、制造成本的增加，在这一点上有改 善的余地。另外，公开有如下的液晶显示装置等(例如参照特开平2—135320号 公报、特开平8 — 328035号公报。)，g卩，在相邻的象素电极间设置连接线 (桥线)，在产生了象素缺陷的情况下，通过使用该连接线，将缺陷象素 的电极与相邻的正常象素的电极连接，就可以修复缺陷象素。但是，根据 该技术，由于连接线被跨越栅极配线而设置，因此由于耦合电容的增加而 使灰度特性变差等，在这一点上还有改善的余地。近年来，液晶电视等液晶显示器画面的大型化不断发展，象素数增加， 随之象素缺陷也有增加的倾向。另外，伴随着画面的大型化，由于象素的 尺寸也逐渐变大，因此在制造程序中发现亮点时，即使像以往那样，将亮 点修正为黑点，黑点也会与亮点一样，作为象素缺陷而容易被使用者识认。 所以，期望有通过有效地抑制象素缺陷的产生来提高显示质量、提高成品 率的新技术。发明内容本发明是鉴于所述问题而完成的，其目的在于，提供在抑制开口率的 降低及制造成本的上升的同时，防止了有源元件的漏极引出配线的断线的 有源矩阵基板及使用它的显示装置。本发明人等在对能够防止有源元件的漏极引出配线的断线的有源矩 阵基板进行了各种研究后发现，通过在漏极引出配线上设置2个以上的路 径，就不会导致开口率的降低及制造成本的上升，而可以充分地降低因漏 极引出配线的局部的断线导致有源元件和保持电容上电极被绝缘的可能 性，从而形成了本发明。艮口，本发明是将有源元件的漏极引出配线和保持电容上电极连接的有源矩阵基板，是所述漏极引出配线具有2个以上的路径的有源矩阵基板。 而且，本申请的说明书的「以上」、「以下」包括该数值。


图l一l是表示本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例子的俯视 示意图。图l一2是表示图l一l的有源矩阵基板的漏极断线22的样子的俯视 示意图。图2是表示将图l一l的有源矩阵基板以线段A-A'切断后的截面的截面示意图。图3是表示MVA方式的本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例 子的俯视示意图。图4是表示将图3的有源矩阵基板以线段B-B'切断后的截面的截面示意图。图5 — 1是表示本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例子的俯视 示意图。图5—2是表示图5 — 1的有源矩阵基板的漏极断线22的结果的俯视 示意图。图6 — 1是表示设置了 3个漏极1的本发明的有源矩阵基板的分支结 构的一个例子的俯视示意图。图6—2是表示图6 — 1的有源矩阵基板的漏极断线22的结果的俯视 示意图。图7—1是表示采用了伪TFT元件20的本发明的有源矩阵基板的分支 结构的一个例子的俯视示意图。图7—2是表示图7—1的有源矩阵基板的漏极断线22的结果的俯视 示意图。图8是表示在设于象素电极上的狭缝的下方配置了漏极引出配线2的 本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例子的俯视示意图。图9是表示在与设于滤色片基板的对置电极上的狭缝相面对的位置上 配置了漏极引出配线2的本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例子的俯视示意图。
图10 (a) (f)是表示本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例 子的俯视示意图。
图ll一l是表示本发明的象素分割结构的有源矩阵基板的分支结构的 一个例子的俯视示意图。
图11一2 (a)是表示施加在亮的子象素上的信号波形的示意图，图
11— 2 (b)是表示施加在暗的子象素上的信号波形的示意图，图11一2 (c) 是表示漏极/漏极连接后的双方的子象素上所施加的信号波形的示意图。而 且，图中的CSI、 CS2及CS: DC表示施加在亮的子象素、暗的子象素及 合成子象素上的Cs信号的波形，Drainl、 Drain2及Drain3表示施加在亮 的子象素、暗的子象素及合成象素上的漏极信号的波形，Gate表示栅极信 号的波形。
图11一3是表示漏极/漏极连接前及漏极/漏极连接后的各子象素的V —T特性的图。
图11一4 (a)是图ll一l的有源矩阵基板的通常的灰度影像图，图11 一4 (b)是将第2行第2列及第3行第2列的子象素漏极/漏极连接时的灰 度影像图。
图12—1是表示本发明的象素分割结构的有源矩阵基板的分支结构的 一个例子的俯视示意图。
图12—2 (a)是图12 — 1的有源矩阵基板的通常的灰度影像图，图
12— 2 (b)是表示将第2列的子象素漏极/漏极连接时的灰度影像图。 图13 — 1是表示构成以往的液晶显示装置的有源矩阵基板的漏极引出
配线2的结构的一个例子的俯视示意图。
图13—2是表示图13 — 1的有源矩阵基板的漏极断线22的结果的俯 视示意图。
图中h漏极，2:漏极引出配线，3: TFT元件，4:栅极母线，5: 源极母线，6:保持电容上电极，7: CS母线，8:接触孔，9:黑矩阵(遮 光膜)，10:活性半导体层(i层)，11:非晶态硅层(n+层)，12:层间绝 缘膜，13:栅极绝缘膜，14:透过用象素电极，15:液晶层，16:玻璃基 板，17:色膜，18:对置电极，19:取向控制用突起(滤色片基板侧)，20:伪TFT元件，21:数据信号，22:漏极断线，23:浮岛电极，24:源 梯子，25:重叠部，26: SD漏电部，27:切断部，30:设于象素电极上 的狭缝(有源矩阵基板侧)，40:设于象素电极上的狭缝(滤色片基板侧)， 50:设于象素电极上的狭缝(有源矩阵基板侧)具体实施方式
作为所述有源元件，可以举出TFT (薄膜晶体管)元件、MIM (金属 —绝缘层一金属)元件、MOS晶体管元件、二极管、电阻器等。例如， 在使用TFT元件的情况下，通常通过在基板上的扫描信号线和数据信号线 的交点成矩阵状配置，在栅极上连接扫描信号线，在源极上连接数据信号 线，在漏极上连接漏极引出配线，就可以将同时供给多条数据信号线的数 据信号用依次供给与数据信号线交叉的多条扫描信号线的扫描信号取样， 作为用于选择驱动象素电极的开关使用。作为漏极引出配线，只要是由导 电性材料制成的，就没有特别限定，但是优选使用钛、铬、铝、钼、由它 们的合金等制成的金属膜、它们的叠层膜。作为漏极引出配线的形成方法， 优选使用在所述金属膜或叠层膜上利用光刻、蚀刻而形成的方法。作为所述保持电容上电极，优选按照与保持电容配线或扫描信号线等 构成的保持电容下电极至少夹隔绝缘膜而相面对地设置并与它们构成保 持电容(Cs)元件的电极。在保持电容元件上，由于保持电容上电极通过 漏极引出配线而与有源元件连接，因此就可以用于保持向数据信号线供给 的数据信号。作为本发明的有源矩阵基板的构成，不仅是以此种构成要素为必须而 构成的，而且既可以含有也可以不含有其他的构成要素，没有特别的限定， 但是优选在保持电容上电极上经过接触孔而连接有象素电极的方式。在该 方式中，通过向象素电极和相面对的对置电极之间用有源元件施加被开关 了的电压，就可以将液晶层、EL发光层或等离子体发光体等显示介质光 学的变频，从而进行画面显示。另外，只要将接触孔形成于保持电容下电 极的图案上的保持电容上电极上，则新的开口率不降低也没关系。本发明中，漏极引出配线是具有2个以上的路径的配线。作为此种漏 极引出配线的形态，可以举出(1)与有源元件连接的1条漏极引出配线分支为2条以上而与保持电容上电极连接的形态、(2)与有源元件连接的 2条以上的漏极引出配线合流为1条而与保持电容上电极连接的形态、
(3)与有源元件连接的2条以上的漏极引出配线被架桥或不架桥地与保 持电容上电极连接的形态，其中，优选(3)的形态。本发明中，通过将 漏极引出配线设为此种形态，来自有源元件的信号经过2个以上的导通路 径而被送至保持电容上电极，因此就可以充分地减少因漏极引出配线的局 部的断线使有源元件和保持电容上电极被绝缘的可能性。而且，所述漏极 引出配线优选将有源元件的漏极和保持电容上电极利用2个以上的路径连 接的配线，在有源元件的漏极被配置了2个以上的情况下，优选将有源元 件的2个以上的漏极的各自与保持电容上电极利用2个以上的路径连接的 配线。此种有源矩阵基板如果被作为液晶显示装置、EL (电致发光)显示 装置等的显示装置的象素电极基板使用，则可以有效地抑制由漏极引出配 线的断线引起的显示图像的象素缺陷的产生，从而可以防止显示装置的显 示质量的降低，提高成品率。
对本发明的有源矩阵基板的优选方式说明如下。 本发明中漏极引出配线最好被设于与设于有源矩阵基板和与有源矩 阵基板相面对的基板中的至少一方上的突起部和/或电极非形成部相当的 位置上。即，在本发明中，最好使突起部和/或电极非形成部的图案与漏极 引出配线的图案的至少一部分重复。而且，在与有源矩阵基板相面对的基 板上设置突起部和/或电极非形成部的情况下，最好在与有源矩阵基板贴合 的状态下，使突起部和/或电极非形成部的图案与漏极引出配线的图案的至 少一部分重复。作为突起部，可以举出在基板之间的对置面上以凸棱形状 等形成的方式等。另外，作为电极非形成部，可以举出在有源矩阵基板的 象素电极或与有源矩阵基板相面对的基板的公共电极上以狭缝形状等形 成的方式等。此种形态适用于在未施加电压时液晶分子在有源矩阵基板及 滤色片基板这两个基板间成水平取向或垂直取向的液晶显示装置、及在未 施加电压时液晶分子在两基板间垂直取向并且在1个象素内分割为多个畴
(domain)的MVA (Multi-domain Vertical Alignment)方式的液晶显示装
置中应用本发明的有源矩阵基板的情况，此时，突起部及电极非形成部最 好被利用于液晶分子的取向控制。在本发明中，在这些液晶显示装置中，通过在与通常不作为开口部被有效地利用的突起部和/或电极非形成部相 当的位置上设置漏极引出配线，就可以防止由漏极引出配线的多线化引起 的开口率的降低。作为更优选的形态，可以举出将漏极引出配线设于相当 于突起部的位置上的形态。在将漏极引出配线设于与有源矩阵基板的电极 非形成部相当的位置上的情况下，就有可能使由电极非形成部造成的液晶 分子的取向控制的作用效果下降，液晶分子的响应速度降低。
而且，MVA方式是为了改善垂直取向型液晶显示装置的视角特性而 在l个象素内分割为多个畴的方式。在MVA方式的液晶显示装置中，通 常在2片基板的各自的对置面上，形成堤坝状的突起部(取向控制用突起)， 利用该取向控制用突起，将液晶分子的倾斜方向指定为特定的方向，并且 控制畴的边界的位置。
作为本发明的有源元件的优选方式，可以举出具有2个以上的漏极的 方式。此种有源元件的配线结构可以与在有源元件上连接2条以上的漏极 引出配线的方式适当地组合。在此种结构中，可以在防止因设置了多个有 源元件而造成的开口率的降低的同时，更充分地发挥本发明的作用效果。 即，有源元件具有2个以上的漏极与有源元件具有与漏极相同数目的2个 以上的沟道是等同的。所以，根据该方式，即使在某个沟道中产生短路等 缺陷，也可以通过利用相同的有源元件内的其他的正常沟道，实现缺陷象 素的修正。具体来说，例如当在某个沟道产生了源极和漏极的漏电(短路) 时，在将与该沟道连接的漏极引出配线从漏极上切离后，通过将切离的漏 极引出配线与连接在正常的沟道上的漏极引出配线连接(漏极/漏极连接)， 就可以在全部的漏极引出配线上施加近似等同的漏极电位。
另外，作为栅极，既可以是1个，也可以是2个以上。
而且，从防止开口率的降低的观点出发，有源元件最好相对于l个驱 动区域(象素或副象素)设置1个。在相对于1个驱动区域设置了 2个以 上有源元件的方式中，所述漏极引出配线最好是将2个以上的有源元件的 漏极的各自与保持电容上电极利用2个以上的路径连接的配线。
本发明的有源矩阵基板是由2个以上的子象素构成象素的基板，所述 2个以上的子象素的象素电极最好具有借助保持电容上电极及漏极引出配 线分别与不同的漏极连接的结构。此种利用2个以上的子象素构成象素(象素)的方式即所谓的使用了象素分割法的方式是有利于亮点等缺陷象素的 修正的方式。另外，当使用所述象素分割法时，所述象素最好包括不同亮度的子象 素。根据该方式，由于在1个象素内存在亮的子象素及暗的子象素的双方， 因此就可以利用面积灰度表现中间色调，适于改善液晶显示器画面的倾斜 视角的泛白。而且，面积灰度如果简单地说，则是利用液晶电容(CIc)、 Cs电容(Ccs)及Cs的极性和其振幅(Vsd)的电容耦合来进行，如果将 其用式子来表现，则可以用「亮的子象素的电容二Vs+K (Vs) XVsd， K 二Ccs/Clc (Vs)十Ccs」来表示。这里，Vs是由源极供给的信号的电压值。另外，当使用所述象素分割法时，本发明的有源矩阵基板是设置了被 施加相位相反的信号电压的2个以上的保持电容下电极的基板，所述2个 以上的保持电容下电极最好具有分别和对应于不同的子象素的保持电容 上电极夹隔绝缘层而重叠的结构。此种方式适于形成亮的子象素及暗的子 象素。而且，所谓施加在2个以上的保持电容下电极上的相位相反的信号 电压是指，在象素分割结构的象素中，为了操作面积灰度而使用的Cs波 形电压，在栅极信号断开后，在进行电容耦合的时序中，有参与由源极供 给的漏极信号电压(Vs)的上升的Cs波形电压(Cs极性为+ )和参与 Vs的下降的Cs波形电压(Cs极性为一)2种。此种象素分割法(面积灰 度技术)中，利用Cs波形电压、Cs电容及液晶电容的电容耦合，就可以 对每个子象素改变加在象素上的有效电压而形成明*暗的子象素，从而可 以实现它们的多重驱动。对于此种象素分割法(面积灰度技术)，详细地 公布于特开2004 — 62146号公报等中。而且，作为象素分割结构，例如可以举出亮的子象素的面积与暗的子 象素的面积相等的1: 1象素分割结构、亮的子象素的面积为暗的子象素 的面积的1/3的1: 3象素分割结构等。其中，1: 3象素分割结构作为液 晶显示器画面的倾斜视角的泛白对策特别有效。本发明的有源矩阵基板最好设置了具有夹隔绝缘层而与分别连接于 不同的漏极上的2条以上的漏极引出配线重叠的结构的修正用连接电极。 根据此种方式，例如即使在薄膜晶体管的某个沟道中产生了缺陷，也可以 通过在将与该沟道连接的漏极引出配线从漏极上切离后，将切离的漏极引出配线与连接在正常的沟道上的漏极引出配线连接(漏极/漏极连接)，在 修正了缺陷的子象素及用于缺陷的修正的子象素的象素电极上，施加近似 等同的漏极电位。而且，作为形成修正用连接电极的层，优选与扫描信号 线(栅极母线)相同的层，优选在扫描信号线的图案处理时匹配地形成岛 状等。另外，在设置有所述修正用连接电极的方式中，本发明的有源矩阵基 板最好具有将夹隔绝缘层而与施加了相位相反的电压的保持电容下电极 重叠的保持电容上电极间借助漏极引出配线及修正用连接电极而连接的 结构。这样，由于与被供给了由相位相反的信号电压构成的CS信号(向 保持电容下电极供给的电信号)的保持电容下电极重叠的保持电容上电极 之间被连接，因此在由实施了缺陷的修正的子象素和用于缺陷的修正的子 象素新形成的合成象素中，就可以在被合成的保持电容元件上施加直流电 位的CS信号，从而可以获得两者的中间的灰度特性，得到与周围的通常 象素同等的灰度。此种方式中，在确保包含有合成子象素的象素的显示质量方面，借助 漏极引出配线及修正用连接电极连接的保持电容上电极最好分别与相邻 的子象素的象素电极连接。另外，保持电容下电极最好被作为独立的配线 (保持电容配线)设置，这样就可以确保驱动的选择的自由度。而且，所述的连接结构是在产生了缺陷的一部分的象素中形成的，不 需要在全部的象素中形成。本发明的有源矩阵基板是具有在有源元件的栅极连接了扫描信号线 的结构，所述漏极引出配线及修正用连接电极最好具有不与扫描信号线重 叠的结构。这样，由于即使在进行漏极/漏极连接时，修正用连接电极也不 会跨越扫描信号线，因此就可以有效地防止在扫描信号线之间耦合电容增 加的情况，从而可以利用漏极/漏极连接提高修正了缺陷的子象素的显示质本发明中，保持电容上电极最好在与保持电容下电极相面对的区域中 由3个以上的分割电极构成。这样，即使保持电容上电极因导电性异物或 小孔而与夹隔绝缘膜相面对的保持电容下电极短路，或与利用相同工序形 成的数据信号线短路时，也可以通过仅将包含产生了短路的部位的分割电极利用绝缘处理而电分离，使剩余的分割电极有效地发挥作用，从而维持 保持电容元件的功能。另外，保持电容上电极的两个端部虽然通常因配置 数据信号线等而易于产生短路；但是即使在两个端部的2个分割电极都发 生了短路的情况下，也可以进行绝缘处理而使剩余的分割电极有效地发挥 作用，从而维持保持电容元件的功能。所以，如果将此种有源矩阵基板作 为液晶显示装置等的显示装置的象素电极基板使用，则可以有效地抑制由 保持电容上电极的短路引起的显示图像的象素缺陷的发生。另外，本发明还是具有所述有源矩阵基板的显示装置。此种显示装置 通过将所述有源矩阵基板作为象素电极基板使用，就可以有效地抑制由漏 极引出配线的断线引起的显示图像的象素缺陷的产生，防止显示质量的降 低，而被以高成品率制造。其中，所述显示装置优选液晶显示装置。此种 液晶显示装置通常是在所述有源矩阵基板和形成了滤色片的基板之间夹 持了液晶层的装置，可以借助有源元件而向液晶层施加特定的电压。本发明的有源矩阵基板由于是如上所述的构成，因此由于漏极引出配 线具有2个以上的路径，来自有源元件的信号经过2个以上的导通路径向 保持电容上电极传送，因此就可以减少因漏极引出配线的局部的断线造成 有源元件和保持电容上电极被绝缘的可能性。此种有源矩阵基板如果被作为液晶显示装置、EL (电致发光)显示装置等的显示装置的象素电极基板使用，则可以有效地抑制由漏极引出配线的断线引起的显示图像的象素缺 陷的产生，从而可以防止显示装置的显示质量的下降，提高成品率。下面将举出实施例，参照附图对本发明进行具体地说明，但是本发明 并不仅限定于这些实施例。首先，关于实施例的液晶显示装置，将使用图l一l、 2、 3、 4、 5 — 1、 6 — 1及7 — 1对有源矩阵基板及滤色片基板进行说明。图l一l是表示本发明的有源矩阵基板的分支结构的一个例子的俯视 示意图，图2是表示将图l一l的有源矩阵基板以线段A-A，切断的截面的 截面示意图。另外，图3是表示MVA方式的本发明的有源矩阵基板的分 支结构的一个例子的俯视示意图，图4是表示将图3的有源矩阵基板以线 段B-B'切断的截面的截面示意图。图5 — 1、 6 — 1及7 — 1是表示本发明的 有源矩阵基板的漏极引出配线2的结构的其他例子的俯视示意图。(有源矩阵基板的结构) 如图l一l及图2所示，在有源矩阵基板上，每1个象素设有1个作为有源元件的TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)元件。在各象素的 TFT元件3上，分别正交地配置有用于将数据信号21向TFT元件3供给 的作为栅极配线的栅极母线4、用于向TFT元件3供给数据信号21的作 为源配线的源极母线5。另外，在TFT元件3的漏极1及从漏极1引出的 配线(漏极引出配线)2的延长线上，以矩阵状形成有保持电容上电极6， 并且，在该保持电容上电极6的下方，用于在与该保持电容上电极6之间 形成保持电容Cs (Storage Capacitor)的作为保持电容配线的Cs母线7， 与栅极母线4独立并且与该栅极母线4平行地形成。而且，在保持电容上 电极6和Cs母线7之间，形成有栅极绝缘膜13。保持电容上电极6与漏 极1电连接，夹隔栅极绝缘膜13而与Cs母线7重合，形成保持电容。接 触孔8具有将透过用象素电极14和保持电容上电极6连接的作用。 (滤色片基板的结构)在滤色片基板中，如图2所示，在滤色片侧玻璃基板16的液晶层15 侧的面上形成有色膜17，在色膜17的液晶层15侧的面上形成有由透明电 极制成的对置电极18。另外，在液晶显示装置为MVA方式的情况下，如 图4所示，在对置电极18的液晶层15侧的面上形成用于控制液晶层15 的液晶分子的取向的取向控制用突起19。由TFT元件3控制的电压被漏 极引出配线2通过接触孔8而施加在透过用象素电极14上，利用与滤色 片基板上的对置电极18之间的电位差来驱动液晶层15。另外，与保持电容上电极6连接的漏极引出配线2如图l一l所示， 具有2个以上的路径，即，漏极引出配线2分支为多条，形成分支结构。 另外，在液晶显示装置为MVA方式的情况下，如图3所示，形成分支结 构的漏极引出配线2被按照位于取向控制用突起19的下方的方式配置。 而且，图5 — 1、 6—1及7—1的漏极引出配线2在液晶显示装置为MVA 方式的情况下，与图3相同，被按照位于取向控制用突起19的下方的方 式配置。图1一1等中，虽然作为有源矩阵基板的有源元件使用TFT元件，但 是并不限定于此。另外，在图l一l等中，虽然与保持电容上电极6连接的漏极引出配线2为2条或3条，但是其条数并不限定于此，只要是l条 以上即可。(TFT基板的制造方法)下面，将使用图2对作为有源元件使用了 TFT元件的有源矩阵基板 (TFT基板)的制造方法进行说明。首先，在作为绝缘体的玻璃基板16上，使用钛、铬、铝、钼等的金 属膜或它们的合金、叠层膜，利用同一工序形成栅极母线4及Cs母线7。 然后，在它们的表面利用氮化硅或氧化硅等的绝缘膜形成栅极绝缘膜13， 在连续地将由非晶态硅或聚硅等制成的高电阻半导体层(i层)10、由掺 杂了杂质的n+非晶态硅等制成的低电阻半导体层(n+层)11成膜后，对 i/n+层同时进行图案处理。然后，使用钛、铬、铝、钼等的金属膜或它们 的合金、叠层膜同时地形成源极母线5、漏极l、漏极引出配线2及保持 电容上电极6。此时，将漏极引出配线2的结构图案处理为分支形状。其 后，对TFT元件3上的n+层ll进行源漏间分离蚀刻。利用至此的工序， 即完成TFT元件3的形成。然后，以覆盖经过了此种工序的玻璃基板16的全面的形式，利用丙 烯酸树脂或氮化硅、氧化硅等形成层间绝缘膜12。此外，为了进行用于驱 动液晶层15及用于连接保持电容的透过用象素电极14和保持电容上电极 16的连接，形成接触孔8。其后，将由ITO (氧化铟锡)、IZO (氧化铟锌)、 氧化锌、氧化锡等具有透明性的导电膜形成的透明的电极(透过用象素电 极)14成膜，为了获得对每个象素独立的透过用象素电极14而进行图案 处理，就可以获得图2所示的有源矩阵基板(TFT基板)。 (滤色片基板的制造方法)然后，使用图2及图4，对滤色片基板的制造方法进行说明。首先，在作为绝缘体的玻璃基板16上，利用在丙烯酸树脂中分散了 颜料的感光性树脂，在与TFT基板的透过用象素电极14对应的区域上形 成红、绿、蓝各种色膜17，在TFT基板的透过用象素电极14间的与源极 母线5及TFT元件3对应的区域上形成作为遮光膜的黑矩阵9。然后，利 用ITO、 IZO、氧化锌、氧化锡等具有透明性的导电膜，以覆盖黑矩阵9 及各色膜17的形式，形成作为用于驱动液晶层15的透明的电极的对置电极18。其后，关于MVA方式的液晶显示装置中使用的滤色片基板，为了将液晶分子的倾斜方向指定为特定的方向，并且约束畴的边界的位置，利用无机硅化合物等形成取向控制用突起19。(液晶显示装置的制造方法) 首先，在如上所述获得的TFT基板及滤色片基板上，利用聚酰亚胺树 脂形成取向膜。然后，在TFT基板上的特定的位置上散布隔块，并且在滤 色片基板上的特定的位置上涂布了密封材料后，将这些基板贴合，使密封 材料硬化。然后，在将所得的面板分割为特定的大小后，进行液晶材料的 注入、注入口的密封、面板的清洗、退火处理、偏光片的粘贴，制作液晶 显示面板。另外，进行液晶驱动IC、电源电路、背光灯、输入输出配线等 的安装，完成液晶显示装置。(实施例1)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板，在象素部上形成 漏极引出配线2分支为多条的分支结构时，如图l一l所示，形成2条与 保持电容上电极6连接的漏极引出配线2。此时，如图l一2所示，即使在 1个位置发生漏极断线22，也可以确保TFT元件3的漏极1和保持电容上 电极6的电连接。 (实施例2)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板，在象素部上形成 漏极引出配线2分支为多条的分支结构时，如图5 — 1所示，形成3条与 保持电容上电极6连接的漏极引出配线2。此时，如图5—2所示，即使在 1个位置发生漏极断线22，也可以确保TFT元件3的漏极1和保持电容上 电极6的电连接。 (实施例3)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图6—1所示，为了防止寄生电容Cgd引起的显示质量的下降，通过设置 3个漏极1，形成对抗偏移、加工误差的冗余结构，并且形成使象素部的 全部的漏极引出配线2分支为多条，而且与保持电容上电极6连接的漏极 引出配线2成为2条的分支结构。此时，如图6—2所示，即使在1个位置上发生漏极断线22，也确保了 TFT元件3的漏极1和保持电容上电极6的电连接。 (实施例4)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图7—1所示，为了防止寄生电容Cgd引起的显示质量的下降，通过采用 伪TFT元件20，形成对抗偏移、加工误差的冗余结构，并且形成使象素 部的全部的漏极引出配线2分支为多条，而且与保持电容上电极6连接的 漏极引出配线2成为2条的分支结构。此时，如图7—2所示，即使在1个位置上发生漏极断线22，也可以 确保TFT元件3的漏极1和保持电容上电极6的电连接。 (实施例5)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图8所示，在设于象素电极上的狭缝30的下方配置漏极引出配线2，并且 形成使象素部的漏极引出配线2分支为多条，而且与保持电容上电极6连 接的漏极引出配线2成为2条的分支结构。此时，即使在1个位置上发生漏极断线，也可以确保TFT元件3的漏 极1和保持电容上电极6的电连接。另外，可以不使液晶显示装置的开口 率降低地将漏极引出配线2设为分支结构。 (实施例6)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图9所示，在与设于滤色片基板的对置电极上的狭缝40相面对的位置上 配置漏极引出配线2，并且形成使象素部的漏极引出配线2分支为多条， 而且与保持电容上电极6连接的漏极引出配线2成为2条的分支结构。此时，即使在1个位置上发生漏极断线，也可以确保TFT元件3的漏 极1和保持电容上电极6的电连接。另外，可以不使液晶显示装置的开口 率降低地将漏极引出配线2设为分支结构。 (实施例7 9)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图10 (a)、 (b)及(c)所示，形成将漏极1连接在保持电容上电极6上 的漏极引出配线2成为1条或2条的分支结构。此时，即使在漏极引出配线2处发生了漏极断线时，也可以降低TFT元件3的漏极1和保持电容上电极6断线的可能性。(实施例10 12)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图10 (d)、 (e)及(f)所示，设置2个漏极1，形成将漏极1连接在保持 电容上电极6上的漏极引出配线2成为1条或2条的分支结构。此时，即使在漏极引出配线2处发生了漏极断线时，也可以降低TFT 元件3的漏极1和保持电容上电极6断线的可能性。 (实施例13)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图ll一l所示，在每个TFT元件3上设置3个漏极1，按照使各漏极l与 Cs母线7上的保持电容上电极6连接的方式，形成漏极引出配线2。而且， 本实施例的有源矩阵基板在1个象素上具有3个子象素，未发生缺陷的象 素中，将各子象素利用独立的漏极分离驱动。另外，保持电容上电极6由 于在与保持电容下电极7相面对的区域上由2个分割电极构成，因此漏极 引出配线2按照在与保持电容上电极6连接的部分的前面成为分支结构的 方式形成。Cs母线7如图11一2 (a)及(b)所示，Cs信号的相位在相邻的部分 之间相反，由于Cs信号(CS1和CS2)的波形的极性不同，因此所施加 的漏极信号(Drainl和Dmin2)的波形不同。所以，对于象素的灰度水平， 如图11一3所示，在相邻的子象素中电压一透过率(V—T)特性不同，与 正写入(提高电压振幅值的一侧)对应的Drainl侧成为亮的子象素，与负 写入(降低电压振幅值的一侧)对应的Drain2侧成为暗的子象素。而且， 本实施例中，在象素的中心部，与总是成为「亮」侧的Drainl对应的亮的 子象素被以面积比率1配置，在象素的两个端部，以面积比率3配置有与 总是成为「暗」侧的Dmin2对应的暗的子象素。此时，如图ll一l所示，在漏极引出配线2处发生了漏极断线22时， 如果多个沟道中的l个为正常，则通过对浮岛电极(修正用连接电极)23 的与漏极引出配线的重叠部25进行激光熔化(熔融)，就形成各子象素的 漏极引出配线2之间的连接(漏极/漏极连接)，形成相同电位。此时，被 漏极/漏极连接了的配线中，由于Cs信号的波形(极性)被按照抵消的方式合成，因此就会施加图11—2 (C)所示直流电位的CS信号(CS: DC)。由此，对于V—T特性，如图11一3所示，各子象素的V—T曲线被合成， 得到亮的子象素和暗的子象素的中间的V—T曲线(CsOV;基本V—T曲 线)。所以，根据本实施例，在漏极/漏极连接后，如图11—4 (b)的灰度 影像图所示，可以获得在人眼中看到与未进行漏极/漏极连接的通常象素相 同的效果的中间灰度的V —T特性(人的眼睛无法识认两者的灰度的差 异)，从而可以将全部子象素(l个象素)作为正常象素驱动。另外，根据本实施例，由于像利用源极母线5的梯子结构而进行漏极 /漏极连接的情况那样，不增加多余的耦合电容(Csd等)，因此就可以在 抑制液晶层的此种有效电压的变化的同时，实现无缺陷修正(缺陷的全部 修正)。而且，即使当在沟道附近发生了源极母线5(或源极)和漏极引出配 线2 (或漏极l)的短路(SD漏电)时，在将产生了漏电故障的沟道和漏 极引出配线2电分离后，通过将分离了的漏极引出配线2与来自正常沟道 的漏极引出配线2连接，就可以进行缺陷修正。 (实施例14)关于如上所述获得的液晶显示装置的有源矩阵基板(TFT基板)，如 图12—1所示，在每个TFT元件3上设置2个漏极1，按照使各漏极1与 Cs母线7上的保持电容上电极6连接的方式，形成漏极引出配线2。而且， 保持电容上电极6由于在与保持电容下电极7相面对的区域上由2个分割 电极构成，因此漏极引出配线2按照在与保持电容上电极6连接的部分的 前面成为分支结构的方式形成。另外，Cs母线7的Cs信号的相位在相邻 的部分之间相反。而且，本实施例中，亮的子象素及暗的子象素被以面积比率1配置。 此时，如图12—1所示，在发生了SD漏电时，在各切断部27进行了 切断后，使用浮岛图案电极23及从源极母线5上切离而制作的源极梯子 24，将各子象素的漏极引出配线2之间连接(漏极/漏极连接)。这样，本实施例中，也可以获得与实施例13相同的作用效果。艮口， 如图12—2 (a)及(b)的灰度影像图所示，在中间灰度下，可以获得在 人眼中看到与未进行漏极/漏极连接的通常象素的灰度相同的效果的V—T特性。但是，本实施例中，由于存在连接漏极引出配线之间的源极梯子24 的一部分与栅极母线4重复的区域，因此耦合电容就会增加，从而与相邻象素产生电容差。由此，电压的有效值(施加在液晶层上的电压)与图11一l所示的实施例13的修正方法相比，就会多少发生变化。
权利要求
1.一种有源矩阵基板，其具有包括多个子象素的象素，其中，在一个象素上有多个漏极电极、与各不相同的漏极电极连接的多条漏极引出配线、以及隔着绝缘层与该多条漏极引出配线重叠的导电部。
2. 根据权利要求1所述的有源矩阵基板，其中，所述有源矩阵基板还具有栅极母线，所述导电部与栅极母线设置在同 一层上。
3. 根据权利要求1所述的有源矩阵基板，其中， 在一个象素上还具有多个保持电容上电极，在该象素内，两条保持电容配线分别隔着保持电容上电极和绝缘层重叠。
4. 根据权利要求1所述的有源矩阵基板，其中， 所述子象素依次与漏极电极、漏极引出配线、接触孔、以及象素电极电连接。
5. 根据权利要求1所述的有源矩阵基板，其中， 所述漏极电极经由漏极引出配线与保持电容上电极连接。
6. 根据权利要求1所述的有源矩阵基板，其中， 所述多条漏极引出配线将按每个子像素设置的象素电极连接到各不相同的漏极电极上。
7. 根据权利要求1所述的有源矩阵基板，其中， 所述有源矩阵基板具有电容形成部，其从栅极母线分支，并与由漏极电极及漏极引出配线的至少一方构成的漏极侧导电部的一端重叠， 所述漏极侧导电部的另一端与有源元件内的栅极电极重叠。
8. —种显示装置，其具有权利要求1所述的有源矩阵基板。
9. 根据权利要求8所述的显示装置，其中， 所述一个象素包括亮度不同的子象素。
10. 根据权利要求8所述的显示装置，其中， 所述显示装置是液晶显示装置。
11. 根据权利要求10所述的显示装置，其中， 所述多条漏极引出配线的一部分与取向控制用突起重叠。
12. —种有源矩阵基板，其具有多个漏极电极，其中，具有与所述多个漏极电极的每一个连接的多条漏极引出配线、和隔着 绝缘层与该多条漏极引出配线重叠的导电部。
13. 根据权利要求12所述的有源矩阵基板，其中， 所述有源矩阵基板还具有栅极母线，所述导电部与栅极母线设置在同一层上。
14. 根据权利要求12所述的有源矩阵基板，其中， 所述有源矩阵基板在一个象素上还具有多个保持电容上电极，在该象素内，两条保持电容配线分别隔着保持电容上电极和绝缘膜重叠。
15. 根据权利要求12所述的有源矩阵基板，其中， 所述子象素依次与漏极电极、漏极引出配线、接触孔、以及象素电极电连接。
16. 根据权利要求12所述的有源矩阵基板，其中， 所述漏极电极经由漏极引出配线与保持电容上电极连接。
17. 根据权利要求12所述的有源矩阵基板，其中， 所述多条漏极引出配线将按每个子像素设置的象素电极连接到各不相同的漏极电极上。
18. 根据权利要求12所述的有源矩阵基板，其中， 所述有源矩阵基板具有电容形成部，其从栅极母线分支，并与由漏极电极及漏极引出配线的至少一方构成的漏极侧导电部的一端重叠， 所述漏极侧导电部的另一端与有源元件内的栅极电极重叠。
19. 一种显示装置，其具有权利要求12所述的有源矩阵基板。
20. 根据权利要求19所述的显示装置，其中， 所述有源矩阵基板通过亮度不同的子象素构成象素。
21. 根据权利要求19所述的显示装置，其中， 所述显示装置是液晶显示装置。
22. 根据权利要求21所述的显示装置，其中，所述多条漏极引出配线的一部分与取向控制用突起重叠。
23. —种有源矩阵基板，包含栅极母线、漏极电极、以及与该漏极电 极连接的漏极引出配线，其中，该有源矩阵基板具有电容形成部，其从栅极母线分支，并隔着绝缘层 与由漏极电极及漏极引出配线的至少一方构成的漏极侧导电部的一端重所述漏极侧导电部的另一端与有源元件内的栅极电极重叠。
24. 根据权利要求23所述的有源矩阵基板，其中， 具有包括多个子象素的象素，各个子象素具有互不相同的漏极电极、漏极引出配线。
25. 根据权利要求24所述的有源矩阵基板，其中， 所述子象素依次与漏极电极、漏极引出配线、接触孔、以及象素电极电连接。
26. 根据权利要求23所述的有源矩阵基板，其中， 所述漏极电极经由漏极引出配线与保持电容上电极连接。
27. —种显示装置，其具有权利要求23所述的有源矩阵基板。
28. 根据权利要求27所述的显示装置，其中，所述一个象素包括亮度不同的子象素。
29. 根据权利要求27所述的显示装置，其中，所述显示装置是液晶显示装置。
全文摘要
本发明提供一种有源矩阵基板及显示装置，所述有源矩阵基板是连接了有源元件的漏极引出配线和保持电容上电极的有源矩阵基板，所述漏极引出配线具有2个以上的路径。本发明的有源矩阵基板不设置多个TFT(薄膜晶体管)元件、MIM(金属-绝缘层-金属)元件、MOS晶体管元件、二极管、电阻器等有源元件，而可以防止漏极引出配线的断线，适用于大型液晶电视等具有大型的液晶显示画面的液晶显示装置。
文档编号H01L23/522GK101246892SQ20081008735
公开日2008年8月20日 申请日期2005年1月18日 优先权日2004年1月28日
发明者久田祐子, 大坪友和, 栗原龙司, 武内正典, 津幡俊英 申请人:夏普株式会社