CN1802591A - 基板检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种检查基板的方法，该方法能够减少修改和改正检查设备的设计的机会，从而抑制液晶显示器的产品成本的增加。在本发明的方法中，对形成在第一阵列区域中的一部分布线和形成在第二阵列区域中的一部分布线短路的公共接线端(101b)形成在基板上。来自公共接线端(101b)的电气信号被供给第一阵列区域和第二阵列区域二者。将电子束照射到像素电极，并基于从像素电极发射的二次电子的数据检查像素电极。

Description

基板检查方法
技术领域
本发明涉及基板检查方法。
背景技术
液晶显示器被用于设备的不同部分，诸如笔记本个人电脑(笔记本PC)的显示单元，移动电话的显示单元和电视机的显示单元。液晶显示器包括其中多个以矩阵排列的像素电极的阵列基板，包括分别面向多个像素电极的对置电极的对置基板，和在阵列基板和对置基板之间保持的液晶层。
阵列基板包括多个以矩阵排列的像素电极、多条各自沿着像素电极的行排列的扫描线、多条各自沿着像素电极的列排列的信号线和多个各自排列在每条扫描线和每条信号线交叉的交叉位置附近的开关元件。
有两种类型的阵列基板，也就是说，其中开关元件是每个都使用非晶硅半导体薄膜的薄膜晶体管的阵列基板和其中开关元件是每个都使用多晶硅半导体薄膜的薄膜晶体管的另一种阵列基板。多晶硅的载流子迁移率比非晶硅高。在这里应当注意的是多晶硅类型阵列基板不但能包含像素电极的开关元件，而且能包含置于其中的扫描线和信号线的驱动电路。
为了检查它们的缺陷，上述的阵列基板在其生产过程中经受检验步骤。在第11-271177号日本专利申请公开说明书、第2000-3142号日本专利申请公开说明书和5,268,638号美国专利说明书中论述了检查方法和检查设备的例子。
第11-271177号日本专利申请公开说明书揭示了一种检查非晶类型LCD基板的技术，该技术包括特性点缺陷检查过程。这一技术基于以下机理。就是说，DC部件的直射光被加到LCD基板的整个表面，并且当非晶硅膜感测到光时，它变成导电。这里，通过检测辅助电容中累积的充电的漏泄量能够判断缺陷的状态。在第2000-3142号日本专利申请公开说明书公开的技术利用了这样的机理：当电子束照射在像素电极上时，发射的二次电子的数量与施加到薄膜晶体管的电压成正比。第5,268,638号美国专利技术也利用了当电子束照射在像素电极上时发射的二次电子。
发明内容
液晶显示器的产品价格很大程度上取决于生产设备的成本。上述检查方法对生产设备是必不可少的。并且对检查设备的设计的修改和改正导致大量的费用。
根据上述方面提出了本发明，以及它的目的是提供一种检查基板的方法，该方法能够减少修改和改正检查设备的设计的机会，从而抑制液晶显示器的产品成本的增加。
为达到上述目的，根据本发明的方面，提供了一种检查基板的方法，该基板包括每一个包含包括多条扫描线和多条信号线的布线的第一阵列区域和第二阵列区域、每一个形成在各自的扫描线和各自的信号线的交叉点附近的多个开关元件以及分别连接到多个开关元件的多个像素电极，该方法包括：在基板上形成对形成在第一阵列区域中的一部分布线和形成在第二阵列区域中的一部分布线短路的公共接线端；从公共接线端把电气信号供给第一阵列区域和第二阵列区域二者；将电子束照射到像素电极，并基于从像素电极发射的二次电子的数据检查像素电极。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的普通焊盘组和连接焊盘组CPDp之间的连接关系的平面图；
图2是示意性地示出液晶显示器的横截面的示意图；
图3是图2中示出的液晶显示器的部分的透视图；
图4是示出使用母基板构成的阵列基板的排列的例子的平面图；
图5是示意性地示出阵列基板的平面图；
图6是示意性地示出图5中示出的阵列基板的像素区域的部分的放大平面图；
图7是示意性地示出包含图6中示出的阵列基板的液晶显示器的横截面的示意图；
图8是示意性地示出阵列基板检查装置的结构图，该检查装置包括电子束检测仪；
图9是示出阵列基板部分的主要部分的平面图；
图10是为示出检查阵列基板的方法而绘制的流程图；
图11是示意性地示出阵列基板的改造例子的平面图。
具体实施方式
将参照附图描述依照本发明实施例的检查基板的方法。首先，将描述包括多晶硅类型阵列基板的液晶显示器。
如图2和3所示，液晶显示器包括阵列基板101a，以基板之间保持的预定间隙与阵列基板相对排列的对置基板102，置于这些基板之间的液晶层103。借助于用作衬垫的圆柱衬垫127，阵列基板101a和对置基板102具有保持在基板之间的预定间隙。阵列基板101a和对置基板102的边缘部分用密封材料160联接在一起。在密封材料160的一部分形成的液晶入口161用密封剂162密封。
接下来，参照图4，将说明阵列基板101a。图4示出了比那些阵列基板101a具有更大尺寸的用作基板的母基板100，并且该图示出了通过使用母基板构成6块阵列基板101a的例子。如此，阵列基板101a通常使用母基板100来形成。阵列基板101a形成在母基板100的第一阵列区域到第六阵列区域中。形成的但是仍然是母基板100的一部分的阵列基板称为阵列基板部分，并且在它从母基板100分开的时候，它被称为阵列基板。
阵列基板部分101a通常使用母基板100形成。在阵列基板101a之间，形成由多个接线端制成的连接焊盘组CPDp。在这个实施例中，作为连接焊盘组CPDp的一部分的公共接线端能够对形成在第一阵列区域中的导线的至少一部分和形成在第二阵列区域的至少一部分二者形成短路。
其中形成连接焊盘组CPDp的区域称为子区域101b。阵列基板主部分101a和子焊盘组区域101b是本发明的独特特征，这将在以后详细描述。
在母基板101上，这些阵列基板部分101a的各条边沿着切除线排列。此外，在各自的一条边中，每个阵列基板部分101a包括用作驱动电路单元的扫描线驱动电路40和包括许多连接到信号线的接线端的法向焊盘组PDp。法向焊盘组PDp用来经各自接线端输入不同的信号，并且还输入/输出用于检查的信号。在后面的步骤黏附对置基板后，由于沿着边沿e切除了阵列基板部分，阵列基板部分101a被彼此分开。
如图6中所示，在阵列基板101a的像素区域30上，多个像素电极P1，P2，...以矩阵排列。除了像素电极P1，P2，...之外，每个阵列基板101a包括沿着像素电极P1，P2，...的列排列的多条扫描线Y1，Y2，...以及多条沿着像素电极P1，P2，...的行排列的多条信号线X1，X2，...。此外，阵列基板101a包括用作开关元件和排列在扫描线Y1，Y2...与信号线X1，X2，...的每一交叉点附近的薄膜晶体管(下文中称为TFT)SW1，SW2，...，以及驱动这些扫描线中的每一条的扫描线驱动电路40。
当经扫描线Y1，Y2，...分别驱动TFT SW1，SW2，...时，它们把信号线X1，X2，...的信号电压加到像素电极P。扫描线驱动电路设置在邻接阵列基板101的末端部分和像素区域30的外部区域。通过利用使用与TFT SW1，SW2...的多晶硅半导体膜相似的半导体膜制造扫描线驱动电路40。在下面的说明中，信号线X1，X2，...用通用的术语信号线X称呼，类似地，扫描线Y1，Y2，...将称为扫描线Y，像素电极P1，P2，...将称为像素电极P，以及TFT SW1，SW2，...将称为TFT元件SW。
接下来，参照图6和7，针对图5中示出的像素区域30的一部分做进一步描述。图6是示意性地示出阵列基板的像素区域30的放大平面图，图7是液晶显示器的像素区域的放大的横截面图。如所示，阵列基板101a包括为诸如玻璃板的透明绝缘基板的基板111。(见图7)在基板111上，多条信号线X和多条扫描线Y以矩阵排列，并且在信号线和扫描线的每一交叉点的附近设有TFT SW(见图6中被圆171包围的部分)。
每一TFT SW包括具有由多晶硅制成的源/漏区域112a和112b的半导体膜112和栅电极115b，栅电极是各自的扫描线Y的部分的延伸。
在基板111上，多条辅助电容线116以条形式排列以形成辅助电容元件131，并且它们以与扫描线Y相平行方向延伸。像素电极P形成在这个部分中。(见图6由圆172包围的部分和图7。)
更具体地说，在基板111上，形成了半导体膜112和辅助电容低电极113，并且还在包括这些半导体膜和辅助电容低电极的基板上形成了栅绝缘膜114。如同在半导体膜112的情况，辅助电容低电极113由多晶硅形成。在栅绝缘膜114上，排列了扫描线Y、栅电极115b和辅助电容线116。辅助电容线116和辅助电容低电极113经由栅绝缘膜114被排列成互相面对。层间绝缘膜117形成在包括了扫描线Y、栅电极115b和辅助电容线116的栅绝缘膜114上。
接触电极121和信号线X形成在层间绝缘膜117上。每一接触电极121经由各自的接触孔连接到各自的半导体膜112的源/漏区域112a和像素电极P。接触电极121连接到辅助电容低电极113。每一信号线经由各自的接触孔连接到各自的半导体膜112的源/漏区域112b。
保护绝缘膜122形成为以覆盖接触电极121、信号线X和层间绝缘膜117中的每一个。在保护绝缘膜112上，以条形式形成的绿色层124G、红色层124R和蓝色层124B被交替排列以互相邻接。色彩层124G、124R和124B形成滤色器。
用诸如ITO(氧化铟锡)的透明导电膜在它们各自的色彩层124G、124R和124B上形成像素电极P。每一像素电极P经由在色彩层和保护绝缘膜122中形成的接触孔125被连接到各自的接触电极121。像素电极P的外围部分形成为以覆盖在辅助电容116线和信号线X上。连接到像素电极P的辅助电容元件131起辅助电容存储电荷的作用。
圆柱衬垫127形成在色彩层124R和124G上。虽然该图未示出所有的圆柱衬垫，多个圆柱衬垫127以预定的密度形成在每一色彩层上。校准膜128形成在色彩层124G、124R和124B以及像素电极P上。对置基板102包括为透明绝缘基板的基板151。由诸如ITO的透明材料制成的对置电极152和校准膜153以这个顺序形成在基板151上。
使用EB检测仪的用于包括阵列基板部分101a的基板的检查方法，现在将参照图8加以描述。应当注意的是多个阵列基板部分101a和子焊盘组区域101b形成在母基板100上。在基板上形成像素电极P后执行检查。
首先，连接到信号发生器和信号分析器302的探针303与对应的子焊盘组区域101b的焊盘连接。从信号发生器和信号分析器302输出的驱动信号经探针303和焊盘供给像素部分203。在驱动信号供给到像素部分203后，从电子束源301发射的电子束EB照射在像素部分上。由于照射，从像素部分203发射出二次电子SE，并且由电子检测仪DE检测该二次电子SE。二次电子SE与发射电子的位置的电压相关。由电子检测仪DE检测到的二次电子的数据被送到信号发生器和信号分析器302用于分析像素部分203的目的。应当注意的是这里电压的变化代表像素部分203的状况。此外，发送到信号发生器和信号分析器302的二次电子的数据反映了每一像素部分对供给每一像素部分203的TFT元件的接线端的驱动信号的性能。如此，有可能检查在每一像素部分203的像素电极P处的电压的状态。简而言之，如果在像素部分203中有缺陷，用EB检测仪能够检测到该缺陷。
该图示出了作为典型例子的一个像素部分203。采用该检查设备，能够用电子束连续扫描诸相邻阵列基板部分101a和101a的每一个像素部分。这是因为探针303形成对多个阵列基板部分101a和101a的公共接线端可连接。电子束扫描的结果而获得的每一像素部分的二次电子的数据由信号发生器和信号分析器302处理。
图9是阵列基板部分101a的部分的放大图，并示出了在这一部分设置的法向焊盘组PDp例子。母基板101包括阵列基板部分101a和位于阵列基板部分的外侧上的子焊盘组区域101b。应当注意的是在检查后，对置基板被黏结到阵列基板，并然后切除子区域，例如，沿着切除线e2。
阵列基板部分101a的法向焊盘组PDp经布线导线连接到图5中示出的扫描线驱动电路40和信号线X。组成位于阵列区域中的法向焊盘组PDp的接线端可被分类成逻辑接线端、电源接线端、检查接线端和信号输入端。
逻辑接线端包括接线端CLK和接线端ST。输入到接线端CLK和接线端ST的信号是时钟信号和起始脉冲信号。时钟信号和起始脉冲信号是要被输入到扫描线驱动电路40的那些信号。
检查接线端是串行输出接线端s/o。从串行输出接线端s/o输出的信号是从扫描线驱动电路40的移位寄存器(s/r)输出的应答起始脉冲的串行输出信号。
有诸如接线端VDD和接线端VSS的多种类型的电源接线端。在该实施例中，电源接线端能够被分类成两种类型，也就是说，接线端VDD和接线端VSS。输入到接线端VDD和接线端VSS的信号是高电平电源和低电平电源。
信号输入端是接线端VIDEO。要被输入到接线端VIDEO的信号的例子是视频信号。这里应当注意的是接线端VIDEO有几百个到几千个接线端，并且它占据了焊盘PDp的大部分。
另一方面，在子焊盘组区域101b的预定位置提供了公共连接焊盘组CPDp。公共连接焊盘组CPDp经由布线导线被连接到阵列基板部分101a的法向焊盘组PDp。本发明的一个重要的特征是公共连接焊盘组CPDp和法向焊盘组PDp如何相互连接。
参照图1，现在将说明法向焊盘组和公共连接焊盘组CPDp之间的连接关系的例子。该图示出了排列在母基板100上的两个阵列基板部分101a和101a，且这些阵列基板部分包括法向焊盘组PDp1和PDp2。公共连接焊盘组CPDp包括高电平公共接线端cVDD，低电平公共接线端cVSS，公共接线端cCLK，公共接线端cVIDEO，公共接线端cST和从属接线端ds/o。
法向焊盘组PDp1和PDp2的各自接线端VDD和VSS被分别连接到公共接线端cVDD和cVSS。这是因为公共高电平电源和低电平电源能够被供给法向焊盘组PDp1和PDp2的接线端VDD和VSS。法向焊盘组PDp1和PDp2的诸接线端CLK与公共接线端CLK连接。法向焊盘组PDp1和PDp2的诸起始脉冲接线端ST被连接到供给接线端cST。法向焊盘组PDp1和PDp2的诸VIDEO接线端被连接到公共接线端cVIDEO。法向焊盘组PDp1和PDp2的诸串行输出接线端s/o被连接到从属接线端ds/o。
如上所述，采用公共连接焊盘组PDp，连接焊盘组的接线端的数量与法向焊盘组PDp1和PDp2的接线端的数量相比大大减少。
此外，为了把诸法向焊盘组PDp1和PDp2连接到诸公共连接焊盘组CPDp，只要连接用来供给高电平电源、低电平电源、起始脉冲信号、视频信号和时钟信号中的至少一个电气信号的接线端就行了。换言之，在公共输入信号能够被供给多个阵列基板部分101a的多个接线端时，只要提供了把公共输入信号供给公共连接焊盘组CPDp的接线端就行了。
具有上述结构的多个阵列基板部分101a的像素部分，采用EB检测仪用下面的方式检查。就是说，探针连接到公共连接焊盘组CPDp的接线端，并经由探针在像素部分203的辅助电容上累积电荷。在每一辅助电容被这样充电时，电子束被发射到每一像素部分203。然后，检测从每一像素部分203发射的二次电子，并因此检查每一像素部分203是否包含缺陷。
图10示意性地示出了检查包括上述的多个阵列基板部分101a的基板的过程。在开始检查时(步骤S1)，阵列基板部分101a的像素部分的诸辅助电容在同一时间经真空室中的公共连接焊盘组CPDp充电，在该图中未示出真空室(步骤S2)。然后，用EB检测仪扫描每一像素部分并测量发射的二次电子，从而检查每一像素部分(步骤S3)。在检查中，判断在每一像素部分处的电压是否正常(步骤S4)。如果检测到具有缺陷的阵列基板部分，它被传送到维修步骤或被丢弃。如果判断阵列基板部分是好的，它被传送到下一步骤，在该步骤如上所述的子区域被切除(步骤S5)。从而，完成检测(步骤S6)。
采用具有上述结构的基板检查方法和设备，在子焊盘组区域101b设有用作检查焊盘组的连接焊盘组CPDp。当公共输入信号供给多个阵列基板部分101a的诸接线端时，公共输入信号经公共连接焊盘组CPDp供给诸接线端。采用设有如上所述结构的公共连接焊盘组CPDp，能够减少用于检查的接线端的数量。如此，能够减少在一个母基板100上的必需的检查接线端的数量。此外，依照公共连接焊盘组CPDp的接线端的数量的减少，也能减少检查设备的探针的数量。从而，在保持检查的良好效能的同时，能够降低检查设备的成本。
为了检查像素部分203，在同一时间公共信号被供给到两个或更多的阵列基板部分101a。照这样，能够缩短检查需要的总的时间。即使改变了阵列基板部分101a的电路结构设计，在子焊盘组区域101b中的公共连接焊盘组CPDp的排列结构也应当保持在相同的样式。因此，不必要改变检查设备的设计的连接。这里，通过以各种方式安排检查设备和阵列基板部分101a以及连接焊盘组CPDp之间的连接中的相互关系，能够提高检查设备的通用性。此外，照这样，能降低改变或修正检查设备的设计的可能性，并从而抑制液晶板的生产成本变高。
此外，通过使用EB检测仪预先进行对阵列基板部分101的检查，能够检测在像素部分203中出现的缺陷。因此，有可能禁止具有缺陷的液晶显示器产品被销售。
本发明并不局限于上述实施例，但是在本发明的范围之内能够做出各种修改。例如，放置公共连接焊盘组CPDp的位置放在不限于本实施例上面提供的位置，但是可以是只要它在母基板100上的任何地方也是可能的。应当注意的是本发明的上述说明对多个不同类型的阵列基板部分形成在母基板100上的情况是有效的。
此外，首先连接用于把公共信号输入到阵列基板101a的焊盘，且然后把这些焊盘连接到多个阵列基板101a的公共接线端是很自然的。
此外，扫描线驱动电路40和驱动多条信号线的信号线驱动电路50作为驱动电路单元可以建在如图11所示的阵列基板部分101上的像素区域30的外部区域。信号线驱动电路50使用如TFT SW场合的具有多晶硅半导体膜的TFT制成。
信号线驱动电路50经焊盘组PDp连接到连接焊盘组CPDp。采用这种结构，作为电气信号的供给到连接焊盘组CPCp的焊盘的视频信号从焊盘被分配，并供给到信号线驱动电路50的不同区域。连接焊盘组CPDp包括与信号线驱动电路50相连接的逻辑接线端，检查接线端，等等。当视频信号、时钟信号和起始脉冲信号输入到信号线驱动电路50时，构成信号线驱动电路50的移位寄存器被驱动，从而从移位寄存器输出输出信号。通过分析输出信号，判断信号线驱动电路50是否正常。
如上所述方式，扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50能够电气地被检查。当电气信号经连接焊盘组CPCp被供给到扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50的时候，像素电极P能够电气地被充电。因此，有可能用上述的电子束检查它。
作为要被检查的阵列基板，只要基板包括驱动单元，该驱动单元形成在基板上且包括把驱动信号供给到扫描线Y的扫描线驱动电路40和把驱动信号供给到信号线X的信号线驱动电路50中的至少一个就行了。构成扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50的多个TFT可以不是使用多晶硅的类型。
工业适用性
根据本发明，提供了一种检查基板的方法，该方法能够减少修改和改正检测设备的设计的可能性，从而抑制液晶显示器产品价格的增加。

Claims (4)

1.一种检查基板的方法，所述基板包括每一个包含包括多条扫描线和多条信号线的布线的第一阵列区域和第二阵列区域、每一个形成在各自的扫描线和各自的信号线的交叉点附近的多个开关元件以及分别连接到多个开关元件的多个像素电极，所述方法包括：
在基板上形成对形成在所述第一阵列区域中的一部分布线和形成在所述第二阵列区域中的一部分布线短路的公共接线端；
从所述公共接线端把电气信号供给所述第一阵列区域和所述第二阵列区域二者；以及
将电子束照射到所述像素电极，并基于从所述像素电极发射的二次电子的数据检查所述像素电极。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一阵列区域和所述第二阵列区域每一个还包括驱动电路单元，所述驱动电路单元建在基板上且包括配置成把驱动信号供给到每一条扫描线的扫描线驱动电路和配置成把驱动信号供给到每一条信号线的信号线驱动电路。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述驱动电路单元和所述开关元件每一个包括使用多晶硅的薄膜晶体管。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电气信号是电源信号、起始脉冲信号、视频信号和时钟信号中的至少一个。
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