CN1802593A - 阵列基板检查方法及阵列基板检查设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检查阵列基板的阵列基板检查方法及阵列基板检查设备，阵列基板是液晶显示板的结构部件。根据本发明的检查阵列基板的方法和检查阵列基板的设备能够缩短检查时间和减少用于检查的设备。在根据本发明的检查阵列基板的方法和用于检查阵列基板的设备中，在阵列基板放进检查室的同时，把电气信号供给到包括扫描线驱动电路和信号线驱动电路中的至少一个的驱动电路单元(S1)，以及通过检测流经驱动电路单元的电气信号，检查驱动电路单元(S2)。此外，将电子束照射到用电荷充电了的像素电极，并基于从像素电极发射的二次电子的数据检查像素电极(S5)。

Description

阵列基板检查方法及阵列基板检查设备
技术领域
本发明涉及检查阵列基板的阵列基板检查方法及阵列基板检查设备，阵列基板是液晶显示板的结构部件。
背景技术
液晶显示板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。液晶显示板包括具有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。
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驱动电路和信号线驱动电路。
为了检查缺陷，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
液晶显示板的产品价格很大程度上取决于生产设备和生产时间的成本。上述检查方法和检查设备对生产设备是必不可少的。此外，由检查设备占据的检查时间对产品价格具有影响是自然的。
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阵列基板的方法和用于检查阵列基板的设备，该方法能够缩短检查时间和减少检查设备。
为达到上述目的，根据本发明的方面，提供了一种检查阵列基板的方法，该阵列基板包括基板、形成在基板上的扫描线、形成以与扫描线交叉的信号线、形成在扫描线和信号线的交叉点附近的开关元件、连接到开关元件的像素电极、以及建立在基板上且包括配置成把驱动信号供给到扫描线的扫描线驱动电路和配置成把驱动信号供给到信号线的信号线驱动电路中至少一个的驱动电路单元，该方法包括：在把阵列基板放在检测器室的同时通过把电气信号供给到驱动电路单元，和通过检测流经驱动电路单元的电气信号检查驱动电路单元；将电子束照射到已经用电荷充电了的像素电极，并基于从用电子束照射的像素电极发射的二次电子的数据检查像素电极。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种检查阵列基板的设备，包括：其中能够放置要被检查的阵列基板的检查室；配置成将电子束照射到阵列基板的电子束照射装置；配置成检测从阵列基板发射的二次电子的电子检测装置；配置成把电气信号供给到阵列基板的电气信号供给装置；以及配置成检测流经阵列基板的电气信号的电气信号检测装置。
附图说明
图1是为示出检查阵列基板的方法而绘制的流程图；
图2是示意性地示出包括阵列基板的液晶显示板的横截面的示意图；
图3是图2中示出的液晶显示板的部分的透视图；
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是示意性地示出图4中示出的阵列基板的主区域的平面图；
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板的横截面的示意图；
图8是示意性地示出包括电测试器和电子束检测仪的阵列基板检查装置的结构图；
图9是示出要被检查的阵列基板的末端部分的例子的平面图；
图10是示意性地示出阵列基板的主区域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的阵列基板检查方法和检查设备。首先，将说明包括多晶硅类型阵列基板的液晶显示板。在此实施例中，多晶硅类型阵列基板将被描述为阵列基板101。
如图2和3所示，液晶显示板包括阵列基板101，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101和对置基板102具有保持在基板之间的预定间隙。阵列基板101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101。图4示出了比那些基板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4块阵列基板101的例子。如此，阵列基板101通常使用母基板100来形成。
接下来，现在将通过聚焦作为典型例子的图4中示出的一个阵列基板101描述阵列基板101的结构。阵列基板101包括阵列基板主区域101a和阵列基板子区域101b。这里，将详细描述阵列基板主区域101a。阵列基板子区域101b的详细说明将在后面提供。
如图5中示出，多个像素电极P在阵列基板101上的像素区域30中以矩阵排列。除像素电极P外，阵列基板101包括多条沿这些像素电极P的行排列的扫描线Y和多条沿这些像素电极P的列排列的信号线X。阵列基板101还包括每个用作排列在扫描线Y和信号线X的交叉点附近的开关元件的薄膜晶体管(在下文中简写为TFT)SW。阵列基板101包括作为驱动电路单元的用来驱动多条扫描线Y的驱动电路40。
每一TFT SW，当它被各自的扫描线Y驱动时，施加各自的信号线X的信号电压到各自的像素电极P。扫描线驱动电路40建立在阵列基板101上并位于像素区域30的外部区域。扫描线驱动电路40由每个都包含多晶硅半导体薄膜的多个TFT制成，如同TFT SW的情况。
此外，阵列基板包括焊盘组PDp，焊盘组进一步包括沿着阵列基板主区域101a的边缘线一侧排列的以及与扫描线驱动电路40和信号线X连接的多个接线端。除了接受各种信号之外，焊盘组PDp还被用来输入和输出检查信号。例如，通过沿着各自阵列基板的边沿e(见图4)切除母基板以将该基板与其它基板分开获得每一阵列基板101。
接下来，参照图6和7，针对液晶显示板的像素区域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是液晶显示板的像素区域的放大的横截面图。如所示，阵列基板101包括为诸如玻璃板的透明绝缘基板的基板111。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被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。
通过诸如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(见图6)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。
对于阵列基板101的检查方法以及使用电子束检测仪(下文中被称作“EB检测仪”)和电子检测仪的阵列基板检查设备，现在将参照图8加以描述。应当注意的是在基板上形成像素电极P后执行检查。
首先，现在将描述用于检查阵列基板101的检查设备的结构。检查设备配备了作为整体的电测试器和EB检测仪。用作检查室的真空室310配备电子束扫描器300。电子束扫描器300起到用于发射电子束到阵列基板上的电子束发射装置的作用。真空室310具有这样的结构，在该结构中要被检查的阵列基板能够被装卸。此外，在真空室310中设有电子检测器350。电子检测器350起到用于检测从阵列基板发射的二次电子的电子检测装置的作用。探针单元340排列在真空室310中，并且能够使探针单元340的探针与阵列基板101的对应焊盘相接触。这种操作由机器人以高精度控制，未在该图中示出。
在真空室310的侧壁设有密封连接器311。密封连接器311被设计成在维持真空室310内部的密封状态的同时，把诸如探针单元340和电子检测器350的内部构件分别连接到外部对应的单元。在真空室310的外部设有控制设备320。控制设备320包括信号源单元321、驱动电路控制单元322、信号分析单元323、控制上述单元的控制单元324和输入/输出单元325。信号源单元321起到用于把电信号供给阵列基板的电信号供给装置的作用。信号分析单元323起到用于检测流过阵列基板的电信号的电信号检测装置的作用。
控制单元324控制驱动电路控制单元322并经由探针单元340进行阵列基板101上扫描线驱动电路40的检查。用于检测扫描线驱动电路40的检测数据从驱动电路控制单元322中取出被送到控制单元324，并且然后经输入/输出单元325被输出到外部设备，例如，显示设备。驱动电路控制单元322经由阵列基板101上的扫描线驱动电路40能够驱动阵列基板101上的元件。在此时，来自信号源单元321的信号能够施加到阵列基板上的信号线X，来为每一像素部分200的辅助电容获得电荷。
控制单元324控制电子束扫描器300以扫描阵列基板101的像素部分200。在扫描期间，从像素部分200发射的二次电子被电子检测器350检测到，且检测数据被送到信号分析单元323。信号分析单元323分析从电子检测单元350输出的检测数据，并且参考从控制单元324输出的位置数据(被检测的像素单元的地址)，以及判断像素部分200的状况。
检查设备以下面的方式检查阵列基板101。就是说，首先，把阵列基板101放在真空室310中。探针单元340的探针连接到连接焊盘组CPDp，这将在以后做出描述。作为从信号源单元321输出的电信号的驱动信号，经由探针单元340被供应到连接焊盘组CPDp。如此，驱动信号被供应到连接到连接焊盘组CPDp的扫描线驱动电路40和信号线X。通过检测和分析流经扫描线驱动电路40的驱动信号，驱动电路40被电气地检查。此外，驱动信号被供应到扫描线驱动电路40和信号线X以在像素电极P上累积电荷。然后，在像素电极P象这样充电时，电子束从电子束扫描器300发射到像素P上。通过检测和分析从像素电极P发射的二次电子，检查像素电极P是否适当地持有电荷。因此，在与检查作为驱动电路单元的扫描线驱动电路40的时间隔开的时间进行像素电极P的检查。像素电极P的检查这种检查不仅包括像素电极自身的缺陷检查，而且包括与像素电极有关的元件的缺陷检查，诸如连接到像素电极P的TFT SW和包含像素电极的辅助电容元件131。
或者，可以在同一时间进行作为驱动电路单元的扫描线驱动电路40的电气检查和在像素电极40上充电。就是说，为了检查扫描线驱动电路40，利用用于对像素电极P充电的电气信号。
图1示意性地示出了如上所述检查阵列基板101的过程。在真空室310中，驱动信号被输入到扫描线驱动电路40(步骤S1)。用电测试器检查扫描线驱动电路40(步骤S2)。一个检查项目是供应启动脉冲到扫描线驱动电路40并基于串行输出是否正常判断扫描线驱动电路40的工作是否正常(步骤S3)。在这点如果发现了缺陷，修理或丢弃扫描线驱动电路。
接下来，在扫描线驱动电路40的工作被判断为正常时，开始每个像素部分的检测。首先，每个像素单元200的辅助电容元件131被电气地充电(步骤S4).通过用电测试器供应来自信号源电源321的驱动信号，可进行充电。同时，驱动电子束扫描器300。因而，来自电子检测器350的检测数据被送到信号分析单元323，在哪儿进行每个像素部分200的检测(步骤S5)。这里，发射的二次电子被测量以判断每一像素部分200的电压是否正常(步骤S6)。当检测到有缺限的阵列基板时，它被维修或丢弃。
图9示出了要被检查的阵列基板101的末端部分的例子。阵列基板101包括阵列基板主区域101a和位于主区域外侧101a的阵列基板子区域101b。应当注意在检查之后，阵列基板子区域101b被切除，例如，通过绘制沿着切除线e2的位置线。
阵列基板主区域101a的焊盘组PDp经由布线导线连接图5中示出的扫描线驱动电路40和信号线X。形成在位于这个区域中的焊盘组PDp的接线端的类型可以分类成逻辑接线端、电源接线端、检查接线端和信号输入接线端。
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的多种电源接线端。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，在阵列基板子区域101b的一侧提供了连接焊盘组CPDp。连接焊盘组CPDp经由布线导线被连接到阵列基板主区域101a侧的焊盘组PDp。图9示出了焊盘组和连接焊盘组CPDp之间的简要关系。为了简便起见，示出了到扫描线驱动电路40的输入焊盘和到对其输入视频信号的扫描线X的输入焊盘。
连接焊盘组CPDp的接线端包括时钟使用从属接线端dCLK，高电平从属接线端dVDD，低电平从属接线端dVSS，图像信号使用公共接线端cVIDEO等等。从属接线端dCLK、从属接线端dVDD、从属接线端dVSS、公共接线端cVIDEO等等被排列在阵列基板子区域101b的e侧，并且它们经由布线导线连接到对应的阵列基板主区域101a的焊盘组PDp。
上述实施例具有其中多个接线端VIDEO被连接到一个公共接线端cVIDEO的结构；但是本发明并不局限于此，它可以是只要接线端VIDEO被连接到少数公共接线端的任何结构。照这样，阵列基板子区域101b中设置的连接焊盘组CPDp的数量与阵列基板主区域101a中设置的焊盘组PDp的数量相比显著降低。
现在，将描述具有上述结构的阵列基板101的扫描线驱动电路40的电气检查。当来自连接到扫描线驱动电路40的从属接线端dCLK的时钟信号和来自从属接线端dST的起始脉冲信号输入到扫描线驱动电路40时，构成扫描线驱动电路40的移位寄存器被驱动并且来自移位寄存器的输出信号因此被输出到从属接线端ds/o。通过分析来自从属接线端ds/o的输出，判断扫描线驱动电路40是否正常。
接下来，为了用电子束检查像素部分200，像素电极P被电气地充电。然后，时钟信号和起始脉冲信号以上述相似的方式被输入到扫描线驱动电路40，并且还将高电平电源和低电平电源输入到那里，以及，如同常见的显示模式的情况驱动扫描线驱动电路40。此外，视频信号从接线端VIDEO输入到信号线X，从而对像素电极电气地充电。在此状态，如前所述进行用电子束的检查。
根据阵列基板检查方法和具有上述结构的检查设备，检查其中具有扫描线驱动电路40的阵列基板101。就是说，扫描线驱动电路的电气检查和利用电子束的像素部分200的检查在同一室中进行。因此，有可能缩短检查时间和减少设备。
本发明并不局限于上述实施例，而是在本发明的范围内做出各种修改。例如，或者，把扫描线驱动电路40和驱动多条信号线的信号线驱动电路50作为驱动电路单元建在如图10所示的阵列基板101的像素区域30的外部区域是可能的。信号线驱动电路50使用如TFT SW情况的具有多晶硅半导体膜的TFT制成。
信号线驱动电路50经由焊盘组PDp与连接焊盘组CPDp连接。连接焊盘组CPDp包括连接到信号线驱动电路50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，从而来自移位寄存器的输出信号被输出。通过分析输出，判断信号线驱动电路50是否正常。
在上述方式中，控制单元324控制驱动电路控制单元322以经由探针单元340检查阵列基板101上的扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50。通过检查和分析流经扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50的驱动信号，能够电气地检查扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50。
因为驱动信号被供给扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50，像素电极P能够被电气地充电。因此，可能用上述的电子束检查它。
作为要被检查的阵列基板，如果基板包括建在基板上的且包括将驱动信号供应到扫描线Y的扫描线驱动电路40及将驱动信号供应到信号线X的信号线驱动电路50中至少一个的驱动电路就行了。构成扫描线驱动电路40和信号线驱动电路50的TFT可以不是使用多晶硅的类型。
工业适用性
根据本发明，提供了一种检查阵列基板的方法和用于检查阵列基板的设备，该方法能够缩短检查时间和减少检查设备。

Claims (5)

1.一种检查阵列基板的方法，所述阵列基板包括基板、形成在基板上的扫描线、形成为与扫描线交叉的信号线、形成在扫描线和信号线的交叉点附近的开关元件、连接到开关元件的像素电极、以及建立在基板上且包括配置成把驱动信号供给到扫描线的扫描线驱动电路和配置成把驱动信号供给到信号线的信号线驱动电路中至少一个的驱动电路单元，所述方法包括：
在把阵列基板放在检测器室的同时通过把电气信号供给到驱动电路单元，和通过检测流经驱动电路单元的电气信号检查驱动电路单元；以及
将电子束照射到已经用电荷充电了的像素电极，并基于从用电子束照射的像素电极发射的二次电子的数据检查像素电极。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述驱动电路单元的检查和所述像素电极的检查在分开的时间进行。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：通过利用用来对像素电极充电的电气信号进行驱动电路单元的检查。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述开关元件和所述驱动电路单元中的每一个包括使用多晶硅的晶体管。
5.一种用于检查阵列基板的设备，包括：
其中能够放置要被检查的阵列基板的检查室；
配置成将电子束照射到阵列基板的电子束照射装置；
配置成检测从阵列基板发射的二次电子的电子检测装置；
配置成把电气信号供给到阵列基板的电气信号供给装置；以及
配置成检测流经阵列基板的电气信号的电气信号检测装置。
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