CN101359613B - Tft阵列检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种TFT阵列检测装置,以缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间。此TFT阵列检测装置通过优化能量过滤器的电压条件来提高检测信号的检测效率。该检测装置将驱动信号供给到TFT阵列基板而驱动此TFT阵列基板,并对向以此受到驱动的TFT阵列基板的像素照射电子束而获得的二次电子进行能量筛选而进行检测,根据所获得的二次电子信号强度来检测TFT阵列基板的缺陷,此TFT阵列检测装置包括:能量过滤器,进行能量筛选;及二次电子检测器,对通过能量过滤器后的二次电子进行检测。能量过滤器的电位与驱动信号的信号波形同步切换。通过使能量过滤器的电位与驱动信号的信号波形同步,可根据驱动图案而将二次电子检测的检测条件设定为最佳,而提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对液晶显示器(liquid crystal display)及有机电致发光显示器(ElectroLuminescence display)等中使用的TFT(thinfilm transistor,薄膜晶体管)阵列(array)基板进行检测的TFT阵列检测装置,特别是涉及一种通过使用电子束(electron beam)来测定样品电位,以进行基板的缺陷检测(defect inspection)的TFT阵列检测装置。
背景技术
就液晶基板或有机电致发光基板等的形成TFT阵列的半导体基板的制造过程而言,在制造过程中包括TFT阵列检测工序,在此TFT阵列检测工序中进行TFT阵列的缺陷检测。
TFT阵列用作例如选择液晶显示装置的像素电极的开关元件(switching element)。具备TFT阵列的基板中,例如平行配设着作为扫描线(scanning line)而发挥功能的多根门线(gate line),并且与门线正交配设着记作信号线的多根源线(source line),在两根线交叉的部分附近配设TFT(Thin film transistor,薄膜晶体管),使像素电极连接于此TFT。
液晶显示装置是由设置在上述TFT阵列的基板与对向基板之间夹着液晶层而构成,且在对向基板所具备的对向电极(opposite electrode)与像素电极之间形成像素电容。除上述像素电容以外,储存电容(storagecapacitor,Cs)也连接于像素电极。此储存电容(Cs)的其中一端连接于像素电极,而另一端则连接于公用线(common line)或者门线。连接于公用线的构成的TFT阵列是Cs on Com型TFT阵列,连接于门线的构成的TFT阵列则是Cs on Gate型TFT阵列。
此TFT阵列中,因扫描线(门线)或信号线(源线)的断线、扫描线(门线)与信号线(源线)的短路、驱动像素的TFT的特性不良所导致的像素缺陷等的缺陷检测,例如是通过如下方式来进行的,即,使对向电极接地,以既定间隔来对门线的全部或者一部分施加例如-15V~+15V的直流电压,并对源线的全部或者一部分施加检测信号(例如专利文献1的先前技术)。TFT阵列检测可通过对TFT阵列输入检测用的驱动信号,并检测此时的电压状态来进行缺陷检测。
在TFT阵列的制造过程中,可能产生各种缺陷。图9~图12是用来说明缺陷例的图。
图9是用来说明在构成TFT阵列的各要素部分所产生的缺陷的图。图9中的虚线所示的各缺陷,除了表示像素12oe与源线15e之间的短路缺陷(S-DSshort)、像素(pixel)12eo与门线14e之间的短路缺陷(G-DSshort)、源线15o与门线14e之间的短路缺陷(S-Gshort)等的短路缺陷之外,还表示像素12ee与TFT11ee之间的断线(D-open)。
另外,除了上述各像素的缺陷之外,有时还会在邻接的像素之间产生邻接缺陷。作为此邻接缺陷,众所周知的有横向邻接的像素之间的缺陷(横P P)、纵向邻接的像素之间的缺陷(纵P P)、邻接的源线之间的短路(SSshort)、以及邻接的门线之间的短路(G Gshort)。
图10是用来说明横向的邻接缺陷的图。图10中的虚线分别表示横向邻接的像素12eo与12ee之间的短路缺陷(横P P)、以及横向邻接的源线So与Se之间的短路缺陷(S Sshort)。
图11是用来说明纵向的邻接缺陷的图。图11中的虚线分别表示纵向邻接的像素12oo与12eo之间的短路缺陷(纵P P1)、及纵向邻接的像素12oe与12ee之间的短路缺陷(纵P P2)、以及纵向邻接的门线Go与Ge之间的短路缺陷(G Gshort)。
在使用电子束的TFT阵列检测装置中,对像素(ITO(Indium Tin Oxide,氧化锡铟)电极)照射电子束,并检测通过此电子束照射而发射(emission)的二次电子(secondary electron),这样将施加到像素(ITO电极)的电压波形转换为二次电子波形,利用信号来进行成像化(imaging),据此来对TFT阵列进行电检测。
作为对各像素产生的缺陷进行检测的驱动图案,例如存在如下的驱动图案:对TFT阵列的全体像素交替施加正电压(例如10V)与负电压(例如-10V)而均匀地进行驱动。当利用此均匀地驱动的驱动图案来进行缺陷检测时,无法检测出邻接缺陷。
因此,在先前的缺陷检测中为了检测出邻接缺陷,是使用一种已使用于检测横向邻接缺陷的检测图案与用于检测纵向邻接缺陷的检测图案分别独立的检测图案,利用各检测图案来分别独立地检测横向邻接缺陷与纵向邻接缺陷。
例如,当检测横向邻接缺陷时,以在TFT阵列上正电压像素(ITO)与负电压像素(ITO)所形成的电压分布成为纵条纹图案的方式来施加电压。此纵条纹图案使TFT阵列的纵向像素电压相同,而使邻接的横向像素行彼此电压不同。据此来检测横向邻接缺陷。
另外,当检测纵向邻接缺陷时,以在TFT阵列上正电压像素(ITO)与负电压像素(ITO)所形成的电压分布成为横条纹图案的方式来施加电压。此横条纹图案使TFT阵列的横向像素电压相同,而使邻接的纵向像素行彼此电压不同。据此来检测纵向邻接缺陷。
此外,邻接缺陷的检测,除了使用上述条纹状的条纹图案(stripepattern)的驱动图案之外,还众所周知有一种呈棋盘状施加正电位与负电位来检测邻接缺陷的棋盘图案(checker pattern)。
另一方面,作为不接触而检测样品电位的技术,众所周知有一种使用电位对比(potential contrast)的检测方法。根据此电位对比,通过向样品照射电子束而测定从样品表面发射出的二次电子的能量,据此可以测定样品的电位。
此外,提出了一种TFT检测装置,对TFT阵列基板,在TFT阵列基板的缺陷像素等的检测中,应用上述使用电位对比的检测方法通过非接触测定而进行检测,来代替使机械探针(probe)接触于TFT阵列而进行的方法。此TFT阵列检测装置中,对液晶显示器或有机电致发光显示器等中使用的TFT阵列基板照射电子束,根据测定从TFT阵列基板产生的二次电子所获得的信号,来测定是否对TFT阵列基板施加既定的电压,并根据其测定结果来判定短路等的缺陷单元。作为此种TFT阵列检测装置众所周知的有例如专利文献2、3、4中所记载者。
上述利用电子束的TFT阵列检测装置使用如下构成,即,为了检测从样品发射出的二次电子,在样品与检测器之间设置二次电子过滤栅格(filter grid)。图12是用来说明先前TFT阵列检测装置中使用的检测部分的概要的图。
图12中,TFT阵列检测装置101包括:电子束源102,向样品即TFT阵列基板110照射电子束;二次电子检测器103,检测从基板110发射出的二次电子;二次电子过滤栅格106(106A、106B),构成使既定能量以上的二次电子通过的能量过滤器(energy filter);反冲(recoil)二次电子抑制用栅格105,提高二次电子检测器103对二次电子的捕获率;以及真空室(chamber)104,以真空状态收纳基板110、栅格105、106等。另外,反冲二次电子是来自样品的反射电子(reflection electron)与壁面碰撞而产生的二次电子。
从TFT阵列基板产生的二次电子,通过二次电子过滤栅格106的能量过滤器以既定能量被过滤,并受到二次电子检测器103的检测。
利用光电倍增管(photomultiplier)等的二次电子检测器103,将检测出的二次电子强度的信号转换为模拟信号(analog signal)。通过对检测坐标进行反运算(inverse operation)而仅对应于像素来分割所得数据,利用图像处理提取缺陷,并输出缺陷数据。
[专利文献1]日本专利特开平5-307192号公报
[专利文献2]日本专利特开平11-265678号公报(第2、20图)
[专利文献3]日本专利特开2000-3142号公报(第1、5、29图)
[专利文献4]日本专利特开2004-228431号公报
检测TFT阵列基板缺陷的驱动图案,因缺陷种类的不同而在检测的适用性上存在差异。例如,在像素间的ITO短路而产生的邻接缺陷(像素短路)中,使用使邻接的像素充电电位不同的驱动图案,且短路的像素成为负电位。另外,不管是正电位充电及负电位充电中的哪个电位,均可检测TFT的漏极(drain)与源极(source)的短路(SD短路),但较佳是通过负电位的充电来检测。
另外,在ITO与源线等并非为金属而是像α-Si(amorphous silicon,非晶硅)等那样连接着电容成分的缺陷时,为了检测出充电到电容中的电荷的泄漏(leak),必需正电位充电的驱动图案。
因此,为了检测不同种类的缺陷,必须以多种驱动图案来进行检测。因此根据检测对象的缺陷种类而选择驱动图案,多次获取使用此驱动图案的检测信号,并对获得的多个信号进行积分,据此来提高检测精度。例如,使用将整体充电成正电位或负电位的均匀图案、及检测邻接缺陷的条纹图案等的驱动图案,以切换驱动图案而重复如下操作,即,以驱动图案作为帧(frame)单位而分别多次获取检测信号并对多次获取的检测信号进行积分,据此来对各种缺陷进行检测。
另外,在使用电位对比来进行TFT阵列基板的缺陷检测时,使用能量过滤器来施加既定电压,据此可扩大由正常像素与缺陷像素所获得的二次电子信号的差异,从而可提高二次电子的检测效率,但先前在检测各种缺陷时,即便使用不同的驱动图案,也对能量过滤器设定相同的电压条件。
在TFT阵列基板的缺陷检测中,为了提高检测的产量(throughput),要求缩短检测时间,但如上所述,在检测TFT阵列基板的各种缺陷时,必须根据缺陷种类而切换上述的驱动图案,此驱动图案的切换而重复获取信号的操作成为延长检测时间的主要原因。
另外,还存在如下问题:虽然期待通过优化施加给能量过滤器的电压条件来提高检测信号的检测效率,并据此缩短检测时间,但是由于先前对能量过滤器设定相同的电压条件,因此在驱动图案的切换时,未必对能量过滤器设定着最佳的电压条件。
由此可见,上述现有的TFT阵列检测装置在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的TFT阵列检测装置,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的TFT阵列检测装置存在的缺陷,本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,并配合学理的运用,积极加以研究创新,以期创设一种新型的TFT阵列检测装置,能够改进一般现有的TFT阵列检测装置,使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经过反复试作样品及改进后,终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于,克服现有的TFT阵列检测装置存在的缺陷,而提供一种新型的TFT阵列检测装置,所要解决的技术问题是使其缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间;通过优化能量过滤器的电压条件来提高检测信号的检测效率;通过减少所使用的驱动图案的数量来减少检测信号的获取动作的重复次数,并且对应此驱动图案而设定能量过滤器的电压条件,据此缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间。
相对于TFT阵列基板的各种缺陷,根据缺陷检测所使用的驱动图案,对施加给能量过滤器的电压进行切换并加以设定,据此可提高检测信号的检测效率。另外,通过使用棋盘状的棋盘图案来作为缺陷检测的驱动图案,减少用以改变TFT阵列基板的电压状态所需的动作次数,并且通过使施加给能量过滤器的电位可与电子束的照射同步改变,来缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间。
本发明提供一种TFT阵列检测装置,对TFT阵列基板供给驱动信号,并向由此受到驱动的TFT阵列基板的像素照射电子束而获得二次电子,对所得二次电子进行能量筛选并加以检测,从而根据所获得的二次电子信号强度来检测TFT阵列基板的缺陷,上述TFT阵列检测装置包括:能量过滤器,进行能量筛选;以及二次电子检测器,对通过能量过滤器后的二次电子进行检测。
本发明是与驱动信号的信号波形同步地切换该能量过滤器的电位。通过使能量过滤器的电位与驱动信号的信号波形同步,可以根据驱动图案而将二次电子检测的检测条件设定为最佳,从而可以提高检测效率。
此外,在通过以电子束来扫描TFT阵列基板上的像素而检测来自各像素的二次电子时,使能量过滤器的电位切换与电子束照射同步,并以电子束照射的TFT阵列基板上的单一像素或包括多个像素的区域为单位,来切换能量过滤器的电位。
据此,可以提高从像素或包括多个像素的区域发射的二次电子的检测效率。
本发明的TFT阵列检测装置中使用的驱动图案,根据TFT阵列基板的缺陷种类可以使用棋盘图案、条纹图案、或者整体图案(full pattern)等各种驱动图案。
棋盘图案的驱动图案是以二维交替呈棋盘状的不同电位状态下驱动TFT阵列基板上的像素或者包括多个像素的区域的信号波形。
条纹图案的驱动图案是以在行方向或列方向上呈二维条纹状的不同电位状态下驱动TFT阵列基板上的像素或包括多个像素的区域的信号波形。
当使用上述各驱动图案来驱动TFT阵列基板时,TFT阵列基板上的各像素的电位根据驱动图案而不同。本发明在利用电子束来扫描TFT阵列基板上时,使能量过滤器的电位与扫描时电子束照射的像素的电位同步切换。
另外,作为本发明的TFT阵列基板检测装置所使用的驱动图案,也可以使用整体图案的信号波形,此整体图案是在相同的电位状态下驱动TFT阵列基板上的全体像素。使用此整体图案的驱动中,例如与使整体为高电位的驱动时及使整体为低电位的驱动时同步地切换能量过滤器的电位。
能量过滤器可以构成为具备至少两片栅格的多片栅格,且对各栅格施加不同的电压。
本发明的发明者发现:使用二次电子检测器检测的二次电子的检测量具有根据基板电位与能量过滤器的电位而改变的二次电子检测强度特性,另外此能量过滤器由多片栅格构成,且对各栅格施加不同的电压,据此可以改变二次电子检测强度特性。
根据施加给各栅格的电压而改变二次电子检测强度特性,据此可以高精度地检测基板上的电位改变,从而也可以检测先前构成的阵列检测装置无法检测的基板缺陷种类。
将能量过滤器配置在基板与二次电子检测器之间,而且对配置在远离基板的侧的栅格施加的电压,高于对配置在靠近基板的侧的栅格所施加的电压。根据此施加电压的形态,就基板上的不同电位,可以使二次电子检测器检测的二次电子的检测量大幅改变。TFT阵列检测装置可根据此二次电子检测器所检测的二次电子的检测量的改变,来检测基板上的电位的差异,从而可以检测以此电压差异为主要原因的基板缺陷。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明TFT阵列检测装置至少具有下列优点及有益效果:
1.本发明可以缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间。
2.通过优化该能量过滤器的电压条件,可以提高检测信号的检测效率。
3.通过减少所使用的驱动图案的数量,可以减少检测信号的获取动作的重复次数,并且通过对应于驱动图案而设定能量过滤器的电压条件,可以缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间。
综上所述,本发明是有关于一种TFT阵列检测装置,可以缩短TFT阵列基板的各种缺陷检测所需的时间。此TFT阵列检测装置通过优化能量过滤器的电压条件来提高检测信号的检测效率。此TFT阵列检测装置,将驱动信号供给到TFT阵列基板而驱动此TFT阵列基板,并对向以此受到驱动的TFT阵列基板的像素照射电子束而获得的二次电子进行能量筛选而进行检测,根据所获得的二次电子信号强度来检测TFT阵列基板的缺陷,此TFT阵列检测装置包括:能量过滤器,进行能量筛选;以及二次电子检测器,对通过能量过滤器后的二次电子进行检测。能量过滤器的电位与驱动信号的信号波形同步切换。通过使能量过滤器的电位与驱动信号的信号波形同步,可以根据驱动图案而将二次电子检测的检测条件设定为最佳,从而提高检测效率。本发明具有上述诸多优点及实用价值,其不论在产品结构或功能上皆有较大改进,在技术上有显著的进步,并产生了好用及实用的效果,且较现有的TFT阵列检测装置具有增进的突出功效,从而更加适于实用,并具有产业的广泛利用价值,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的TFT阵列检测装置的概略图。
图2表示本发明的TFT阵列基板的TFT阵列(Cs on Com型TFT阵列)的等效电路。
图3表示本发明的TFT阵列基板的TFT阵列(Cs on Gate型TFT阵列)的等效电路。
图4表示本发明的一个门周期内的检测信号的驱动图案。
图5表示本发明的一个门周期内的检测信号的驱动图案。
图6表示本发明的像素的施加电压例。
图7是用来说明本发明的TFT阵列检测装置构成的概略图。
图8是表示二次电子检测强度特性的图。
图9是用来说明在构成TFT阵列的各要素部分所产生的缺陷的图。
图10是用来说明横向邻接缺陷的图。
图11是用来说明纵向邻接缺陷的图。
图12是用来说明缺陷例的TFT阵列的等效电路。
1:TFT阵列检测装置 2:电子束源
3:二次电子检测器 4:真空室
5:反冲二次电子抑制用栅格 6:能量过滤器
6A、6B:栅格 7:平台
8:探针 10:基板
11:TFT 12:像素
13:储存电容 14:门线
15:源线 21:控制装置
22:检测信号生成部 23:检测信号供给部
24:栅格电压控制部 25:电源
26A、26B:电源 31:信号处理部
32:缺陷检测部 101:TFT阵列检测装置
102:电子束源 103:二次电子检测器
104:真空室 105:反冲二次电子抑制用栅格
106(106a、106b):能量过滤器栅格
107:平台 110:基板
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的TFT阵列检测装置其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明,在以下的实施例中,相同的元件以相同的编号表示。
图1是表示本发明的TFT阵列检测装置的概略图。
TFT阵列检测装置1包括:检测信号生成部4,在TFT阵列基板10上生成阵列检测用检测信号;探针器(prober)8,将由检测信号生成部4生成的检测信号施加给TFT阵列基板10;检测TFT阵列基板的电压施加状态的机构(电子束源2、二次电子检测器3);以及根据检测信号来检测TFT阵列的缺陷的机构(信号处理部31、缺陷检测部32)。
探针器8具备探针器架(prober frame),此探针器架设置着探针插头(probe pin)(未图示)。通过将探针器8载置到TFT阵列基板10上等来使探针插头与形成在TFT阵列基板10上的电极接触,从而对TFT阵列施加该检测信号。
TFT阵列基板10成为与施加的检测信号相对应的电位状态,当阵列中存在缺陷时,成为不同的电位状态。可以通过检测此电位状态,来检测TFT阵列基板的阵列缺陷。
检测TFT阵列基板的电压施加状态的机构可以是各种构成。图1所示的构成是一种利用电子束进行检测的构成,包括对TFT阵列基板10照射电子束的电子束源2、检测因照射的电子束而从TFT阵列基板10发射的二次电子的二次电子检测器3、以及对二次电子检测器3的检测信号实施信号处理从而检测TFT阵列基板10上的电位状态的信号处理部5等。
受到电子束照射的TFT阵列发射与所施加的检测信号的电压相对应的二次电子,因此可以通过检测此二次电子来检测TFT阵列的电位状态。
信号处理部31根据二次电子检测器3的检测信号,检测TFT阵列的电位状态,而缺陷检测部32通过对由信号处理部31获取的电位状态与正常状态下的电位状态进行比较,来检测TFT阵列的缺陷。
检测信号生成部4生成对形成在TFT阵列基板10上的TFT阵列进行驱动的检测信号的驱动图案。下文叙述此驱动图案。
控制部21为了使电子束以扫描方式对TFT阵列基板10上的TFT阵列的检测位置进行照射,须控制该电子束源2或平台7。电子束源2使照射到TFT阵列基板10的电子束在XY方向上摆动,另外,平台7使载置在平台上的TFT阵列基板10在XY方向上移动,据此来扫描电子束的照射位置。扫描位置为检测位置。
此外,上述TFT阵列检测装置的构成为一例示,并不限定于此构成。
其次,使用图2,说明在Cs on Com型TFT阵列的情形下的本发明的TFT阵列基板的TFT阵列的等效电路(equivalent circuit),并使用图3,说明在Cs on Gate型TFT阵列情形下的上述等效电路。此处,Cs on Com型TFT阵列的构成为:与像素电极连接的储存电容(Cs)的其中一连接端连接于公用线(Cs线),而Cs on Gate型TFT阵列的构成:与像素电极连接的储存电容(Cs)的其中一连接端连接于门线(Gate线)。
首先,对Cs on Com型TFT阵列的情形加以说明。在TFT阵列基板上,在阵列门线14与源线15交叉的部分的附近的TFT区域11A中设置着TFT。另外,在邻接的门线14之间,设置着连接该储存电容(Cs)的Cs线16。
图2表示Cs on Com型TFT阵列的等效电路。此等效电路中,表示门线14以及源线15分为偶数位与奇数位此两个线群进行驱动的情形。
在奇数位的门线14o与奇数位的源线15o交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12oo。像素(Pixel)12oo的一端连接于TFT11oo,而另一端连接于储存电容(Cs)13oo。储存电容(Cs)13oo的另一端连接于Cs线16。TFT11oo的漏极D连接于像素(Pixel)12oo,门电路G连接于奇数位的门线14o,而源极S则连接于奇数位的源线15o。
同样,在奇数位的门线14o与偶数位的源线15e交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12oe。像素(Pixel)12oe的一端连接于TFT11oe,而另一端连接于储存电容(Cs)13oe。储存电容(Cs)13oe的另一端连接于Cs线16。TFT11oe的漏极D连接于像素(Pixel)12oe,门电路G连接于奇数位的门线14o,而源极S则连接于偶数位的源线15e。
另外,在偶数位的门线14e与奇数位的源线15o交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12eo。像素(Pixel)12eo的一端连接于TFT11eo,而另一端连接于储存电容(Cs)13eo。储存电容(Cs)13eo的另一端连接于Cs线16。TFT11eo的漏极D连接于像素(Pixel)12eo,门电路G连接于偶数位的门线14e,而源极S则连接于奇数位的源线15o。
另外,在偶数位的门线14e与偶数位的源线15e交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12ee。像素(Pixel)12ee的一端连接于TFT11ee,而另一端则连接于储存电容(Cs)13ee。储存电容(Cs)13ee的另一端连接于Cs线16。TFT11ee的漏极D连接于像素(Pixel)12ee,门电路G连接于偶数位的门线14e,而源极S则连接于偶数位的源线15e。
因此,根据奇数位的门线14o的再生脉冲信号(onpulse signal),对像素(Pixel)12oo施加奇数位的源线15o的电压,根据奇数位的门线14o的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12oe施加偶数位的源线15e的电压,根据偶数位的门线14e的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12eo施加奇数位的源线15o的电压,并根据偶数位的门线14e的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12ee施加偶数位的源线15e的电压。
其次,对Cs on Gate型TFT阵列的情形加以说明。在TFT阵列基板上,在阵列门线14与源线15交叉的部分的附近的TFT区域11A中设置TFT。
图3表示Cs on Gate型TFT阵列的等效电路。此等效电路中,表示门线14以及源线15分为偶数位与奇数位此两个线群而进行驱动的情形。
在奇数位的门线14o与奇数位的源线15o交叉的部分的附近,设置像素(Pixel)12oo。像素(Pixel)12oo的一端连接于TFT11oo,而另一端则连接于储存电容(Cs)13oo。储存电容(Cs)13oo的另一端连接于偶数位的门线14eo。TFT11oo的漏极D连接于像素(Pixel)12oo,门电路G连接于奇数位的门线14o,而源极S则连接于奇数位的源线15o。
同样,在奇数位的门线14o与偶数位的源线15e交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12oe。像素(Pixel)12oe的一端连接于TFT11oe,而另一端则连接于储存电容(Cs)13oe。储存电容(Cs)13oe的另一端连接于偶数位的门线14e。TFT11oe的漏极D连接于像素(Pixel)12oe,门电路G连接于奇数位的门线14o,而源极S则连接于偶数位的源线15e。
另外,在偶数位的门线14e与奇数位的源线15o交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12eo。像素(Pixel)12eo的一端连接于TFT11eo,而另一端则连接于储存电容(Cs)13eo。储存电容(Cs)13eo的另一端连接于奇数位的门线14o。TFT11eo的漏极D连接于像素(Pixel)12eo,门电路G连接于偶数位的门线14e,而源极S则连接于偶数位的源线15e。
另外,在偶数位的门线14e与偶数位的源线15e交叉的部分的附近,设置着像素(Pixel)12ee。像素(Pixel)12ee的一端连接于TFT11ee,而另一端则连接于储存电容(Cs)13ee。储存电容(Cs)13ee的另一端连接于奇数位的门线14o。TFT11ee的漏极D连接于像素(Pixel)12ee,门电路G连接于偶数位的门线14e,而源极S则连接于偶数位的源线15e。
因此,根据奇数位的门线14o的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12oo施加奇数位的源线15o的电压,根据奇数位的门线14o的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12oe施加偶数位的源线15e的电压,根据偶数位的门线14e的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12eo施加奇数位的源线15o的电压,根据偶数位的门线14e的再生脉冲信号,对像素(Pixel)12ee施加偶数位的源线15e的电压。
以下,就本发明的检测信号的驱动图案例,使用图4、图5的检测信号例、以及图6的像素的施加电压例进行说明。
图4、图5表示本发明的一个门(gate)周期内的检测信号的驱动图案,可公用于Cs on Com型TFT阵列以及Cs on Gate型TFT阵列。以下,使用图2所示的Cs on Com型TFT阵列的情形的例进行说明。
图4、图5所示的检测信号的驱动图案中,例如在一个门周期内,以均等的时间间隔输出门线14o((图4(a)、图5(a)的Go)、14e(图4(b)、图5(b)的Ge))的再生脉冲信号,并通过各TFT11(11oo、11oe、11eo、11ee),对各交叉部分的像素(Pixel)12(12oo、12oe、12eo、12ee)的ITO,施加此时对源线15o((图4(c)、图5(c)的So)、15e(图4(d)、图4(d)的Se)施加的电压。
利用此时的门线14的电压与源线15的电压的组合、以及电压的切换,对各像素(Pixel)12(12oo、12oe、12eo、12ee)中的分别邻接的像素施加不同的电压。
此外,一个门周期(图4、图5的1~10所示的期间)可以是任意的时间宽度,作为一例,例如可以是16msec。
在图4的示例中,为了便于说明,以1~10此10个时间间隔来表示一个门周期,并将此一个门周期分为第1期间(用1~5来表示)与第2期间(用6~10来表示),在第1期间使像素(Pixel)中保持正电压(+10V),而在第2期间使像素(Pixel)中保持负电压(-10V)。
在第1期间(图4中的1~5所示的期间),使门线Go与门线Ge产生再生脉冲信号(图4(a)、图4(b))。此时,在与门线Go的再生脉冲信号相对应的期间,对源线So施加正电压(+10V)后,又施加负电压(-10V)(图4(c))。另外,在与门线Ge的再生脉冲信号相对应的期间,对源线Se施加正电压(+10V)后,又施加负电压(-10V)(图4(d))。
在图4中的第2期间的“6”所示的期间,使门线Go与门线Ge产生再生脉冲信号(图4(a),(b))。此时,在源线So以及源线Se保持着施加着负电压(-10V)的状态(图4(c)、图4(d))。
利用上述再生脉冲信号与施加电压,在第1期间使像素(Pixel)12oo、12ee、12oe、12eo保持为正电压(+10V),而在第2期间使像素(Pixel)12oo、12ee、12oe、12eo保持为负电压(-10V)。
图6(a)表示在第1期间的像素(Pixel)12的电压状态,全体像素保持为正电压(+10V)。另外,图6(b)表示在第2期间的像素(Pixel)12的电压状态,全体像素保持为负电压(-10V)。
利用此驱动图案来形成将TFT阵列基板上的全体像素设定为正电位或者负电位的整体图案。
在利用像上述图13所示的那样的均匀驱动的驱动图案,来对TFT阵列基板上的TFT阵列进行缺陷检测时,无法检测邻接缺陷。为了检测邻接缺陷,例如可以使用一种已使用于横向邻接缺陷的检测图案与用于纵向邻接缺陷的检测图案分别独立的检测图案,利用各检测图案分别独立地检测横向邻接缺陷与纵向邻接缺陷。
例如,在检测横向邻接缺陷时,以TFT阵列上正电压像素(ITO)与负电压像素(ITO)形成的电压分布成为纵条纹图案的方式而施加电压。此纵条纹图案中,TFT阵列的纵向像素电压相同,而邻接的横向像素行彼此电压不同。据此,检测横向邻接缺陷。
另外,在检测纵向邻接缺陷时,施加电压以使TFT阵列上正电压像素(ITO)与负电压像素(ITO)形成的电压分布成为横条纹图案。此横条纹图案中,TFT阵列的横向像素电压相同,而邻接的纵向像素行彼此电压不同。据此,检测纵向邻接缺陷。
图5表示另一检测信号的驱动图案例,且是由一个驱动图案来形成纵向以及横向的邻接缺陷的示例。在图5的示例中,为了便于说明,以1~10此10个时间间隔来表示一个门周期,且将此一个门周期分为第1期间(由1~5来表示)与第2期间(由6~10来表示),在第1期间以及第2期间,像素(Pixel)交互保持着正电压(+10V)与负电压(-10V)。
在第1期间(图5中的1~5所示的期间),使门线Go与门线Ge产生再生脉冲信号(图5(a)、图5(b))。
首先,使门线Go产生再生脉冲信号(图5(a)),然后使门线Ge产生再生脉冲信号(图5(b))。此时,在与门线Go的再生脉冲信号对应的期间,对源线So施加正电压(+10V)后再施加负电压(-10V)(图5(c))。另外,在与门线Ge的再生脉冲信号对应的期间,对源线Se施加正电压(+10V)后再施加负电压(-10V)(图5(d))。
利用上述门线的再生脉冲信号与源线的施加电压,在第1期间,在图5(c)、图5(d)中的1~5期间与6~10期间中交互保持着正电压(+10V)与负电压(-10V)。
图6(c)表示在第1期间的像素(Pixel)12的电压状态,图6(d)表示在第2期间的像素(Pixel)12的电压状态。TFT阵列的像素中邻接的像素交互保持着正电压(+10V)与负电压(-10V),且在第1期间与第2期间切换正负电压。
利用此驱动图案可形成TFT阵列基板上的像素的正电位与负电位以二维呈格子状而设定的棋盘图案。
图7是用来说明本发明的TFT阵列检测装置构成的概略图。图7中,TFT阵列检测装置1包括:电子束源2(电子束源),对配置在真空室4内的基板10照射一次电子(primary electron);以及二次电子检测器3,检测因照射一次电子而从基板10发射的二次电子。另外,在基板10与二次电子检测器3之间设置能量过滤器6。此能量过滤器6由多片栅格构成。在图1中由两片栅格6A、6B构成,在靠近基板10的侧设置栅格6B,在远离基板10的侧设置栅格6A。
从TFT阵列基板产生的二次电子中到达能量过滤器6的二次电子的能量,依赖于TFT阵列基板10与能量过滤器6的电位差、以及二次电子的初始能量。二次电子通过能量过滤器时的能量,用((过滤器电位-样品电位)所产生的能量+二次电子的初始能量)来表示。
当二次电子通过能量过滤器时的能量为正(>0)时,二次电子可以通过能量过滤器。因此,如果对TFT阵列基板施加的负电位增加,则二次电子可以通过能量过滤器,TFT阵列基板的电位较能量过滤器的电位低越多,则通过此能量过滤器的二次电子的比例就越高。另一方面,如果TFT阵列基板的电位提高,TFT阵列基板与能量过滤器的电位差缩小,则通过过滤器的二次电子减少。
能量过滤器6的栅格6A、6B也可以设置为与配置该基板10的平台7平行。根据使能量过滤器6的栅格6A、6B与平台7平行的构成,栅格6A、6B与基板10平行,据此,可以形成适于在基板10的广阔范围内进行测定的构成。
另外,能量过滤器6的栅格6A、6B中,也可以在连接电子束源2与基板10上的照射位置的线上设置开口部,此开口部用来将电子束源2的一次电子照射到基板10上。另外,在二次电子检测器3的前面设置着检测器栅格8。
在真空室4内,除了设置上述能量过滤器6的栅格6A、6B以外,还以沿着内周壁面包围内部空间的方式而设置着反冲二次电子抑制用栅格5。此反冲二次电子抑制用栅格5使横向前进的二次电子反冲,从而提高二次电子检测器3的捕获率。
上述能量过滤器6的栅格6A与栅格6B上分别连接着电源26A、26B,可以对每个栅格施加不同的电压。此电源26A、26B对栅格6A、6B施加的电压,是由栅格电源控制部24来控制。而且,根据检测信号生成部22生成的检测信号的驱动图案,从检测信号供给部23对TFT阵列基板10施加该检测信号。
控制装置21控制栅格电源控制部24以及检测信号生成部22,并根据作为检测对象的基板10的缺陷种类,来控制栅格电压与检测信号的驱动图案。在此控制下,使栅格电压与检测信号的驱动图案同步切换,另外,使栅格电压可与由电子束源2向TFT阵列基板10的电子束的扫描同步而进行切换。
当检测信号的驱动图案与栅格电压的切换同步时,例如相对于基板种类及检测对象的缺陷种类,预先记忆着对各栅格6A、6B施加的栅格电压、与从检测信号供给部23供给的检测信号的驱动图案之间的对应关系,根据TFT阵列检测装置所检测的基板种类及缺陷种类,读出上述栅格电压以及驱动图案,通过对栅格电源控制部24指示读出的栅格电压,来对栅格6A、6B施加既定电压,另外,通过对检测信号生成部22指示读出的驱动图案,来控制对基板10施加的检测信号。
另外,当电子束的扫描与栅格电压的切换同步时,以通过扫描而由电子束来照射的像素或者包括多个像素的区域为单位,来切换能量过滤器的电位。
另外,该反冲二次电子抑制用栅格5上连接着电源25,以施加既定电压而使二次电子反冲。
栅格电源控制部24对电源26A、26B施加到栅格6A、6B的电压进行单独控制,而使能量过滤器6的电位可改变。能量过滤器6根据其电位以既定的能量值,对从基板10发射的二次电子进行能量筛选,并使用二次电子检测器3仅检测通过的二次电子。
本发明的能量过滤器6使栅格6A、6B的电位可单独改变。通过改变此栅格6A、6B的电位,可以改变由二次电子检测器3检测的二次电子检测强度的特性。根据基板的缺陷种类来改变施加给此栅格6A、6B的电压,可以在对栅格施加一种公用电压时检测难以判别的缺陷。
上述情形的原因如下:对栅格施加一种公用电压时的二次电子检测强度特性下,即使基板的不同电位所对应的二次电子检测强度的差异小而难以判别,仍可通过对栅格施加不同电压而改变二次电子检测强度特性,从而使不同基板电位相对应的二次电子检测强度的差异增大,据此可以判别缺陷的有无。
图8是表示二次电子检测强度特性的图。在图8中,横轴表示基板电位,纵轴表示二次电子检测强度。另外,图8中表示对栅格6A、6B施加不同电压时的二次电子检测强度特性的3个设定例。图8中表示:第1设定例,对栅格6A施加0V电压,对栅格6B施加-6V电压(图中以“□”表示的c1的二次电子检测强度特性);第2设定例,对栅格6A施加30V,对栅格6B施加-5V电压(图中以“◇”表示的c2的二次电子检测强度特性);以及第3设定例,对栅格6A施加60V电压,对栅格6B施加5V电压(图中以“○”表示的c3的二次电子检测强度特性)。
另外,在图8中,基板的ITO在-10V~10V的电位范围内,像素正常时的电位为10V,像素存在缺陷时的电位为5V。
在第1设定例的情形下,根据二次电子检测强度特性c1,处于缺陷像素电位(5V)时的二次电子检测强度与处于正常像素电位(10V)时的二次电子检测强度的强度差为ΔI1。在此第1设定例中,像素正常时与存在缺陷时的二次电子检测强度的强度差ΔI1比较小,所以难以根据此强度差来判别像素的缺陷。
在第2、第3设定例的情况下,根据二次电子检测强度特性c2、c3,处于缺陷像素电位(5V)时的二次电子检测强度与处于正常像素电位(10V)时的二次电子检测强度的强度差分别为ΔI2、ΔI3。在此第2、第3设定例中,二次电子检测强度的强度差ΔI2、ΔI3非常大,所以根据此强度差可以容易地判别像素的缺陷。
因此,在此设定例中,通过对靠近基板的侧的栅格施加低电压,而对远离基板的侧的栅格施加高电压,可以获得容易判别正常像素与缺陷像素的二次电子检测强度特性。
可以通过控制装置21来设定此电压。控制装置21的控制也可以如下方式来进行:例如根据基板种类或缺陷种类,生成对检测信号生成部12施加的电压的检测图案,并且使栅格电压控制部24对应于检测图案而控制对栅格6A、6B施加的电压。另外,上述电压的设定例是一例,电压设定并不限定于上述设定例。
接着,使用图4来说明与驱动图案同步地进行栅格电压的切换的示例,并使用图5来说明与电子束的扫描同步地进行栅格电压的切换的示例。
图4(e)、图4(f)表示栅格电压的切换时序。图4(a)~图4(d)所示的检测信号的驱动图案是使TFT阵列基板的整体电位相同,并以全体为单位进行切换的驱动图案。能量过滤器的栅格电压的切换与此TFT阵列基板的全体电位的切换同步进行。图4中,TFT阵列基板的全体电位的切换分为第1期间(1~5)以及第2期间(6~10)来进行切换。栅格电压的切换与此TFT阵列基板的电位切换同步进行,在第1期间(1~5)使栅格6A的电压为30V,栅格6B的电压为5V,在第2期间(6~10)使栅格6A的电压为0V,栅格6B的电压为-6V。
图5(e)、图5(f)表示栅格电压的切换时序图。图5(a)~图5(d)所示的检测信号的驱动图案是以TFT阵列基板的像素为单位,对纵向及横向交替施加不同的电压而形成棋盘状的电位分布的驱动图案,并在第1期间(1~5)与第2期间(6~10)切换电位分布。另外,图5(g)表示电子束的扫描信号。另外,此处使扫描信号与第1期间以及第2期间中规定的10的期间一致的示例,此为一个示例,扫描信号的周期可以任意设定。能量过滤器的栅格电压的切换与电子束的扫描时序同步进行,在栅格6A的电压为30V、栅格6B的电压为5V的期间、以及栅格6A的电压为0V、栅格6B的电压为-6V的期间,与扫描信号同步而进行切换。
本发明可以适用于除了检测基板有无缺陷及缺陷种类以外,还适用于对检测到的缺陷进行修复的修复装置。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1. 一种TFT阵列检测装置,对TFT阵列基板供给驱动信号而驱动上述TFT阵列基板,且对向上述TFT阵列基板照射电子束而获得的二次电子进行能量筛选并加以检测,从而根据上述检测所获得的二次电子信号强度来检测TFT阵列基板的缺陷,其特征在于其包括:
能量过滤器,用来进行上述能量筛选;以及
二次电子检测器,对通过上述能量过滤器后的二次电子进行检测,且使上述能量过滤器的电位与上述驱动信号的信号波形同步切换。
2. 根据权利要求1所述的TFT阵列检测装置,其特征在于其中所述的能量过滤器的电位切换与电子束照射同步,并以电子束照射的TFT阵列基板上的单一像素或包括多个像素的区域为单位来切换能量过滤器的电位。
3. 根据权利要求2所述的TFT阵列检测装置,其特征在于其中所述的驱动信号的信号波形为棋盘图案,此棋盘图案是以二维交替呈棋盘状的不同电位状态下驱动TFT阵列基板上的像素或包括多个像素的区域,
在上述棋盘图案所驱动的TFT阵列基板上,上述能量过滤器的电位与电子束扫描中照射的像素的电位同步切换。
4. 根据权利要求2所述的TFT阵列检测装置,其特征在于其中所述的驱动信号的信号波形是条纹图案,此条纹图案是以在行方向或列方向上呈二维条纹状的不同的电位状态下驱动TFT阵列基板上的像素或包括多个像素的区域,
在上述条纹图案所驱动的TFT阵列基板上,上述能量过滤器的电位与电子束扫描中照射的像素的电位同步切换。
5. 根据权利要求2所述的TFT阵列检测装置,其特征在于其中所述的驱动信号的信号波形是整体图案,此整体图案是以相同电位的电位状态下驱动TFT阵列基板上的全体像素,
且上述能量过滤器的电位切换是与上述整体图案所驱动的电位切换同步进行。
6. 根据权利要求1至5中任一权利要求所述的TFT阵列检测装置,其特征在于其中所述的能量过滤器包括多片栅格,并对上述各栅格施加不同的电压。
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