(57)【要約】【課題】画素構造、及び、その補修方法を提供する。【解決手段】本発明の実施例の画素構造は、複数の画素領域を定義する複数のスキャンラインと複数の信号ラインと、複数のストレージキャパシタ電極ラインと、複数の画素電極と、複数の薄膜トランジスタと、からなる。任意の薄膜トランジスタは第二ドレイン電極を設置し、第二ドレイン電極は第一ドレイン電極と対称に設置される。第一ドレイン電極はゲート電極の一側に設置され、且つ、画素電極と電気的に接続され、第二ドレイン電極は第一ドレイン電極と対称にゲート電極のもう一側に設置され、画素領域の画素電極の一部と重畳し、且つ、互いに絶縁する。本発明の補修方法は、レーザー照射工程により、第二ドレイン電極を相隣する画素領域の画素電極と一部の重畳箇所で溶接短絡させる。【選択図】図３
2008096940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素構造であって、
基板上に交錯設置されると共に、複数の画素領域を定義する複数のスキャンラインと複数の信号ラインと、
前記複数のスキャンライン方向に沿って設置され、前記画素領域を跨置し、且つ、前記信号ラインと交錯設置される複数のストレージキャパシタ電極ラインと、
任意の前記複数の画素領域内に相対して設置される複数の画素電極と、
前記画素領域の前記スキャンライン上にそれぞれ設置される複数の薄膜トランジスタとからなり、
任意の前記薄膜トランジスタは、
ゲート電極と、
前記信号ラインと電気的に接続するソース電極と、
前記ゲート電極の一側に設置され、且つ、前記画素電極と電気的に接続する第一ドレイン電極と、
前記第一ドレイン電極と対称に前記ゲート電極のもう一側に設置され、相隣する画素領域の前記画素電極の一部と重畳し、且つ、互いに電気的に隔絶される第二ドレイン電極と
からなることを特徴とする画素構造。
【請求項２】
更に、第一絶縁層を前記基板上に設置し、且つ、前記ゲート電極を被覆することを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
【請求項３】
前記薄膜トランジスタは、更に、半導体層を前記ゲート電極上方の前記第一絶縁層と前記ソース電極、前記第一ドレイン電極、及び、前記第二ドレイン電極間に設置することを特徴とする請求項２に記載の画素構造。
【請求項４】
前記第一絶縁層の材質は酸化ケイ素か窒化ケイ素であることを特徴とする請求項２に記載の画素構造。
【請求項５】
更に、第二絶縁層を前記ソース電極と前記第一ドレイン電極上に被覆することを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
【請求項６】
前記第一ドレイン電極は、前記第二絶縁層上のコンタクトホールにより前記画素電極と電気的に接続することを特徴とする請求項５に記載の画素構造。
【請求項７】
前記第二ドレイン電極と前記薄膜トランジスタの相隣する前記画素領域の前記画素電極は、前記第二絶縁層により互いに電気的に隔絶することを特徴とする請求項５に記載の画素構造。
【請求項８】
前記第二絶縁層の材質は、酸化ケイ素か窒化ケイ素であることを特徴とする請求項５に記載の画素構造。
【請求項９】
前記基板の材質はガラスであることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
【請求項１０】
前記スキャンライン、前記信号ライン、前記ストレージキャパシタ電極ライン、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記第一ドレイン電極、前記第二ドレイン電極の材質は、アルミ、銅、金、クロム、タンタル、チタン、マンガン、ニッケル、銀、或いは、その組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
【請求項１１】
前記画素電極の材質は、インジウムスズ酸化物、或いは、インジウム亜鉛酸化物であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
【請求項１２】
画素構造補修方法であって、
複数のスキャンラインと複数の信号ラインを基板上に交錯設置すると共に、複数の画素領域を定義する工程と、
複数のストレージキャパシタ電極ラインを前記複数のスキャンライン方向に沿って設置し、前記画素領域を跨置し、且つ、前記信号ラインと交錯設置する工程と、
前記複数の画素電極を任意の前記複数の画素領域内に形成する工程と、
前記複数の薄膜トランジスタを前記画素領域のスキャンライン上に設置する工程と
からなり、
任意の前記薄膜トランジスタは、
ゲート電極と、
前記信号ラインと電気的に接続するソース電極と、
前記ゲート電極の一側に設置され、前記画素電極と電気的に接続する第一ドレイン電極と、
前記第一ドレイン電極と対称に前記ゲート電極のもう一側に設置され、相隣する画素領域の前記画素電極の一部と重畳し、且つ、互いに電気的に隔絶される第二ドレイン電極と
からなり、
レーザーを照射し、前記第二ドレイン電極は相隣する画素領域の前記画素電極と一部の重畳箇所で溶接し短絡することを特徴とする画素構造の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに関するものであって、特に、液晶ディスプレイに適用する画素構造、及び、その補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display， TFT-LCD）は、現在、幅広く使用されているフラットパネルディスプレイで、低消耗電力、薄型、軽量、及び、低電圧駆動である等の長所がある。通常、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイの液晶は、電極を含有する薄膜トランジスタパネル（panel）と電極を含有するカラーフィルター（color filter， CF）パネル間に充填され、且つ、液晶対光の透過性は各電極に供給される電圧により制御される。薄膜トランジスタパネルのイメージディスプレイ領域は、多くが、マトリクス方式で配列された画素から構成される。
【０００３】
パネルの生産過程で画素はホコリや油分により汚染されやすく、静電気による破壊も生じ、薄膜トランジスタの異常の短絡や開回路が画素欠点（pixel defect）、ホワイト欠点（white defect）、ダーク欠点（dark defect）、グレイ欠点（gray defect）を生じる。
【０００４】
図１は公知技術の液晶ディスプレイ装置の部分画素構造の平面図である。図１で示されるように、導電可能な画素電極１１０と連接する第二金属層１２０を利用し、第一金属層１３０、第二金属層１２０を配置し、且つ、信号ライン１４０と重畳するが互いに絶縁する。薄膜トランジスタが正常に作動しない時、レーザーによりこの二点（レーザー補修領域Ａ）が短絡し、補修効果を達成する。しかし、この種の補修方式は金属層を必要とし、口径比が低下してしまう。また、固定電圧レベルがないので、データライン上の電圧信号が画素の電位に影響してパネルのディスプレイ品質を低下させる。この他、静電気の累積により、第一金属層と第二金属層の重畳箇所が静電気破壊や、或いは、相隣する同層の金属と短絡を生じ、不良率が高くなる。画素を補修する時、二点にレーザー照射して短絡させないと画素の補修目的が達成されない。画素の補修完成後、データ信号上の平均電圧を表示することができ、視覚上の表示はグレイレベルで、全黒画面下で可視される。
【０００５】
この補修方法はレーザー照射を二回する必要があり、工程が複雑で、補修時間もコストもかかる。よって、液晶ディスプレイパネルの製品歩留まりと製造コストの問題をいかにして解決するかが重要な問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、液晶ディスプレイの画素構造、及び、その補修方法を提供し、前の一画素の薄膜トランジスタを信号の提供源とし、正常に作動しない画素が正常な表示信号を獲得して欠点の補修を実行することを目的とする。
【０００７】
本発明は、液晶ディスプレイの画素構造、及び、その補修方法を提供し、画素補修設計により、薄膜トランジスタ失効時に、正常な動作が不能でホワイト欠点やダーク欠点を生じる問題を解決し、正常な画素グレイレベル表示能力を有させることをもう一つの目的とする。
【０００８】
本発明は、液晶ディスプレイの画素構造、及び、その補修方法を提供し、この画素補修設計は、画素上方のブラックマトリクス領域内に設置され、遮光パターンとなって、口径比に影響させないことを更なる目的とする。
【０００９】
本発明は、液晶ディスプレイの画素構造、及び、その補修方法を提供し、一度のレーザー照射により補修が完成し、且つ、画素表示の輝度は上方の画素と完全に相同でグレイ欠点がなく、いかなる表示画面下でも発見されにくく、補修時間を短縮し、製品歩留まりを高めることを更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明の実施例の画素構造は、基板上に交錯設置されると共に、複数の画素領域を定義する複数のスキャンラインと複数の信号ラインと、複数のスキャンライン方向に沿って設置され、画素領域を跨置し、且つ、信号ラインと交錯設置される複数のストレージキャパシタ電極ラインと、任意の複数の画素領域内に相対して設置される複数の画素電極と、複数の画素領域の複数のスキャンライン上にそれぞれ設置される複数の薄膜トランジスタと、からなる。任意の薄膜トランジスタは、ゲート電極と、信号ラインと電気的に接続するソース電極と、ゲート電極の一側に設置され、画素電極と電気的に接続する第一ドレイン電極と、第一ドレイン電極と対称にゲート電極のもう一側に設置され、相隣する画素領域の画素電極の一部と重畳し、且つ、互いに絶縁される第二ドレイン電極と、からなる。
【００１１】
本発明のもう一つの実施例による画素構造の補修方法は、以下の工程からなる。複数のスキャンラインと複数の信号ラインを基板上に交錯設置すると共に、複数の画素領域を定義する工程と、複数のストレージキャパシタ電極ラインを複数のスキャンライン方向に沿って設置し、画素領域を跨置し、且つ、信号ラインと交錯設置する工程と、複数の画素電極を任意の複数の画素領域内に形成する工程と、複数の薄膜トランジスタを画素領域のスキャンライン上に設置する工程と、からなる。任意の薄膜トランジスタは、ゲート電極と、信号ラインと電気的に接続するソース電極と、ゲート電極の一側に設置され、画素電極と電気的に接続する第一ドレイン電極と、第一ドレイン電極と対称にゲート電極のもう一側に設置され、相隣する画素領域の画素電極の一部と重畳し、且つ、互いに絶縁される第二ドレイン電極と、からなる。続いて、レーザーを照射し、第二ドレイン電極は相隣する画素領域の画素電極と一部の重畳箇所で溶接し短絡する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、一度のレーザー照射により補修が完成し、且つ、画素表示の輝度は上方の画素と完全に相同でグレイ欠点がなく、いかなる表示画面下でも発見されにくく、補修時間を短縮し、製品歩留まりを高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図２は本発明による画素構造の平面図である。図２で示されるように、本実施例中、複数のスキャンライン（scan  line）２２と複数の信号ライン４２は一基板（図示しない）上に設置される。スキャンライン２２と信号ライン４２は交錯設置されて、複数の画素領域（pixel  region）を定義する。複数のストレージキャパシタ電極ライン２４は、スキャンライン２２方向に沿って設置され、画素領域を跨置し、信号ライン４２を交差する。複数の画素電極５０（pixel  electrode）はそれぞれ任意の画素領域内に設置される。複数の薄膜トランジスタ４０は、それぞれ、各画素領域のスキャンライン２２上に設置される。任意の薄膜トランジスタ４０は、ゲート電極（gate  electrode）（図示しない）、ソース電極４４（source  electrode）（図示しない）、第一ドレイン電極４６（drain  electrode）、及び、第二ドレイン電極４６’、からなる。ゲート電極はスキャンライン２２と電気的に接続する。ソース電極４４は信号ライン４２と電気的に接続する。第一ドレイン電極４６は画素電極５０と電気的に接続する。スキャンライン２２内はゲート電極を有し、第二ドレイン電極４６’は第一ドレイン電極４６と対称にゲート電極のもう一側に設置し、且つ、第二度レイン電極４６’はこの薄膜トランジスタ４０と相隣する画素領域内の画素電極５０の一部と重畳するが、電気的には隔絶されている。
【００１４】
第一絶縁層（図示しない）は基板上に設置されると共に、ゲート電極を被覆する。薄膜トランジスタ４０は更に半導体層３４を第一絶縁層とソース電極４４、第一ドレイン電極４６、及び、第二ドレイン電極４６’の間に設置している。この他、第二絶縁層（図示しない）がソース電極４４と第一ドレイン電極４６上に被覆設置され、且つ、第一ドレイン電極４６は第二絶縁層上のコンタクトホール（contact  hole）４８により画素電極５０と電気的に接続する。第二ドレイン電極４６’は画素電極５０と第二絶縁層により互いに電気的に隔絶される。
【００１５】
上述の実施例中、スキャンライン２２、信号ライン４２、ストレージキャパシタ電極ライン２４、ゲート電極、ソース電極４４、第一ドレイン電極４６、及び、第二ドレイン電極４６’の材質は、アルミ、銅、金、クロム、タンタル、チタン、マンガン、ニッケル、銀、或いは、その組み合わせである。画素電極５０の材質はインジウムスズ酸化物、或いは、インジウム亜鉛酸化物である。第一絶縁層と第二絶縁層の材質は酸化ケイ素か窒化ケイ素である。本実施例中、スキャンライン２２とストレージキャパシタ電極ライン２４は、第一金属層２０から形成され、第一金属層の材質は、アルミ、銅、金、クロム、タンタル、チタン、マンガン、ニッケル、銀、或いは、その組み合わせである。信号ライン４２、ソース電極４４、第一ドレイン電極４６、及び、第二度レイン電極４６’は、第二金属層４０から形成され、第二金属層の材質は、アルミ、銅、金、クロム、タンタル、チタン、マンガン、ニッケル、銀、或いは、その組み合わせである。
【００１６】
図２で示されるように、本実施例中、下方の画素領域の薄膜トランジスタが失効し正常に作動しない時、レーザーにより画素電極５０とその上方の画素領域の薄膜トランジスタ中の第二度レイン電極４６’と溶接短絡させる。この時、第二ドレイン電極４６’とソース電極４４は、バックアップ薄膜トランジスタ（backup  TFT）を形成する。表示信号はこの薄膜トランジスタにより本来は操作できなかった画素中に伝送され、つまり、表示信号は同時に二つの画素を制御する。
【００１７】
図３は、図２のＢ−Ｂ’に沿った薄膜トランジスタの断面拡大図である。図３で示されるように、本実施例中、ゲート電極２２’は基板１０上に設置され、このゲート電極２２’はスキャンラインに含まれる。この基板１０の材質はガラスである。第一絶縁層３０はゲート電極２２’と基板１０上を被覆する。半導体層３４はゲート電極２２’上の第一絶縁層３０表面に設置される。ソース電極４４、第一ドレイン電極４６、及び、第二ドレイン電極４６’は半導体層３４上に設置される。第一ドレイン電極４６と第二ドレイン電極４６’は対称に設置される。第二絶縁層３２は、ソース電極４４、第一ドレイン電極４６、及び、第二ドレイン電極４６’を被覆して設置される。画素領域の画素電極５０は第一ドレイン電極４６の一部と重畳設置され、第二絶縁層３２上のコンタクトホールにより、第一ドレイン電極４６と画素電極５０を電気的に接続させる。第二ドレイン電極４６’は、相隣する画素領域の画素電極５０の一部と重畳設置されるが、第二絶縁層３２により、第二ドレイン電極４６’と画素電極５０を互いに電気的に隔絶する。
【００１８】
図４と図５を参照すると、上述の画素構造は補修が必要な時、レーザー照射して、画素電極５０と第二ドレイン電極４６’の重畳領域６０を溶接短絡させる。この時、第二ドレイン電極４６’とソース電極４４はバックアップ薄膜トランジスタを形成する。
【００１９】
上述によると、本発明の特徴の一つは、第二ドレイン電極は浮動（floating）設置で、且つ、ゲート電極と重畳するが、ゲート電極は画素起動時にだけ電圧の変化があるので、第二ドレイン電極は長時間固定電位が維持され、信号が画素電圧レベルに影響する問題が生じない。また、第二ドレイン電極が短絡の問題や静電気破壊が生じる場合、レーザーによる補修を経ていないので、第二ドレイン電極は画素電極と電気的に接続せず、表示不良を生じない。
【００２０】
上述を総合すると、本発明は、前の一画素の薄膜トランジスタを信号の提供源とすることにより、正常に作動しない画素が正常な表示信号を獲得して欠点の補修を実行させる。画素補修設計により、薄膜トランジスタ失効時の正常な動作が不能でホワイト欠点やダーク欠点を生じる問題を解決し、正常な画素グレイレベル表示能力を有させる。この画素補修設計は、画素上方のブラックマトリクス領域内に設置され、遮光パターンとなり、口径比に影響させない。本発明は、一度のレーザー照射により補修が完成し、且つ、画素表示の輝度は上方の画素と完全に相同で非グレイ欠点であり、いかなる表示画面下でも発見されにくく、補修時間を短縮し、製品歩留まりを高める。
【００２１】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】公知技術による液晶ディスプレイ装置の一部の画素を示した説明図である。
【図２】本発明の画素構造の平面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ’線に沿った薄膜トランジスタの断面拡大図である。
【図４】本発明の画素構造補修方法を示す平面図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ’線に沿った薄膜トランジスタの断面拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  基板
２０  第一金属層
２２  スキャンライン
２２’  ゲート電極
２４  ストレージキャパシタ電極ライン
３０  第一絶縁層
３２  第二絶縁層
３４  半導体層
４０  薄膜トランジスタ
４２  信号ライン
４４  ソースライン
４６  第一ドレイン電極
４６’  第二ドレイン電極
４８  コンタクトホール
５０  画素電極
６０  重畳領域
１１０  画素電極
１２０  第二金属層
１３０  第一金属層
１４０  信号ライン
【図１】
2008096940.tif 000003
【図２】
2008096940.tif 000004
【図３】
2008096940.tif 000005
【図４】
2008096940.tif 000006
【図５】
2008096940.tif 000007