JP2001352072A - 薄膜トランジスタアレイ - Google Patents

薄膜トランジスタアレイ

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JP2001352072A
JP2001352072A JP2001087018A JP2001087018A JP2001352072A JP 2001352072 A JP2001352072 A JP 2001352072A JP 2001087018 A JP2001087018 A JP 2001087018A JP 2001087018 A JP2001087018 A JP 2001087018A JP 2001352072 A JP2001352072 A JP 2001352072A
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JP
Japan
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film transistor
thin film
line
signal line
transistor array
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Pending
Application number
JP2001087018A
Other languages
English (en)
Inventor
Takehisa Kato
剛久 加藤
Fumiaki Emoto
文昭 江本
Koji Senda
耕司 千田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜トランジスタアレイの基板面積を大きく
することなく信号線の断線、短絡および薄膜トランジス
タの検査を可能にする。 【解決手段】 基板上に、複数の平行な信号線4と、信
号線4に電気的に絶縁されて交差する走査線5と、信号
線4と走査線5との交差部分において、ソースが信号線
4に、ゲートが走査線5にそれぞれ接続されたトランジ
スタ6が形成されており、信号線4の末端と電源線15
との間に容量素子14が挿入接続されている。この容量
素子14を一定時間充電した後、信号線4を介してその
電位または電流を測定することによって、信号線4の断
線、短絡または表示部のトランジスタ6の故障を検査す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス型液晶表示装置などに用いる薄膜トランジスタア
レイに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、アモルファスシリコン膜または多
結晶シリコン膜を用いた薄膜トランジスタを大面積基板
に形成する技術が開発され、この薄膜トランジスタをス
イッチング素子として画素電極を選択するアクティブマ
トリックス型液晶表示装置が実用化されている。さら
に、多結晶シリコン膜を用いた薄膜トランジスタで駆動
回路を構成し、スイッチング素子としての薄膜トランジ
スタと同一基板上に形成した周辺回路内蔵の薄膜トラン
ジスタアレイを用いた液晶表示装置も実用化されつつあ
る。しかしながら、液晶表示装置に使用するための薄膜
トランジスタアレイでは素子数が数十万素子にもなるた
め、その検査方法についても種々検討されている。
【0003】以下に従来の薄膜トランジスタアレイおよ
びその検査方法について、液晶表示装置を例として説明
する。
【0004】図4(a)は従来の薄膜トランジスタアレ
イの映像信号線にビデオ信号を供給する回路構成を示す
図、図4(b)は同薄膜トランジスタアレイの表示部の
回路構成を示す図である。これらの図はアクティブマト
リックス型の液晶表示装置の要部を示したものであり、
1はシフトレジスタなどからなる水平走査回路、2はビ
デオ信号線、3はビデオ信号を切り換えるアナログスイ
ッチ、4は映像信号線、5は垂直走査線、6は映像信号
を後述の画素に供給する画素トランジスタ、7は映像信
号を保持するための補助容量、8は画素トランジスタ6
のドレインに接続された画素電極、9は対向電極、10
は液晶、11は薄膜トランジスタアレイを検査する際に
のみ使用する検査用トランジスタ、12は検査用トラン
ジスタ11のソースを共通に接続して外部へ引き出した
共通ソース線、13は検査用トランジスタ11のドレイ
ンを共通に接続して、外部へ引き出した共通ドレイン線
である。なお、これらの図において、垂直走査線5に信
号を供給するための垂直走査回路については図示を簡略
化するために省略した。また、半導体膜としてアモルフ
ァスシリコン膜を用いた薄膜トランジスタアレイでは、
チャネル部の易動度が小さいため駆動回路を同一基板上
に構成することができず、図4(a)の部分および垂直
走査回路は外付けとなり、図4(b)に示す表示部分の
みが薄膜トランジスタアレイとして基板上に形成され
る。一方、半導体膜として多結晶シリコン膜またはレー
ザアニールなどによって単結晶化された単結晶シリコン
膜を用いた薄膜トランジスタアレイでは、チャネル部の
易動度が大きいために、周辺の駆動回路も同時に基板上
に形成することができる。
【0005】以上のように構成された薄膜トランジスタ
アレイについて、以下にその動作について説明する。
【0006】図4(a)に示すように、N型トランジス
タであるアナログスイッチ3のゲート電極は水平走査回
路1の出力端1〜nに、ソース電極はビデオ信号線2
に、ドレイン電極は映像信号線4に接続されている。ま
た液晶表示装置の表示部は図4(b)に示すように、映
像信号線4と垂直走査線5との交点に画素トランジスタ
6が形成されており、そのゲート電極が垂直走査線5
に、ソース電極が映像信号線4に、ドレイン電極が画素
電極8にそれぞれ接続されている。図4(b)では詳細
を省略し、等価回路的に示しているが、電気的には液晶
10を挟んで画素電極8と対向電極9が対向した構成と
なっている。
【0007】ビデオ信号V1,V2,V3は映像信号線
4の3本毎に共通接続されており、水平走査回路1から
の信号により映像信号線4を選択して供給される。この
ビデオ信号と同期して垂直走査回路(図示せず)からの
信号により垂直走査線5が選択され、画素トランジスタ
6がオンし、画素電極8へビデオ信号が供給される。
【0008】次に上記の構成を有する薄膜トランジスタ
アレイの検査方法について説明する。
【0009】図4(a),(b)に示す回路構成を有す
る薄膜トランジスタアレイにおいて、共通ソース線12
と共通ドレイン線との間の電圧を印加し、電流を測定し
ながら水平走査回路1からの出力によって検査用トラン
ジスタ11をオンする。このとき電流が流れれば、検査
用トランジスタ11がオンしたことになり、結果として
信号線に断線がないことになるが、電流が流れなければ
信号線のどこかに断線が生じている。ただし、検査用ト
ランジスタ11が正常に動作することが条件である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、検査用トランジスタを内蔵しているため
に薄膜トランジスタアレイの基板面積が大きくなる上、
検査用トランジスタのゲートにリークがあると薄膜トラ
ンジスタアレイの正常な動作が妨げられて余分なものを
付加したために薄膜トランジスタアレイの歩留まりを下
げることになるという課題を有していた。
【0011】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、薄膜トランジスタアレイの基板面積を大きくするこ
となく、また信号線の断線、短絡以外の検査も可能にす
る薄膜トランジスタアレイおよびその検査方法を提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の薄膜トランジスタアレイは、信号線の末端と
共通線との間に容量素子を備えた構成を有しており、本
発明の薄膜トランジスタアレイの検査方法は、信号線の
入力端を介して容量素子を充電し、一定時間経過後に信
号線の入力端における電圧または電流を測定するもので
ある。
【0013】この構成によって、信号線が断線している
時には容量素子が充電されないために測定時の電流が減
少し、また容量素子の容量と信号線の有している浮遊容
量との比を適切に選択しておくことにより信号線の末端
近傍での断線も容易に検出できる。また、一定時間充電
した後、信号線の入力端で電圧を測定することによっ
て、信号線間の短絡や、信号線に接続されているトラン
ジスタの短絡などが検出できる。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例における薄膜トランジ
スタアレイおよびその検査方法について、図面を参照し
ながら説明する。
【0015】図1(a)は本発明の第1の実施例の薄膜
トランジスタアレイにおける映像信号線に映像信号を供
給するための回路構成を示す図、図1(b)は同薄膜ト
ランジスタアレイの表示部の回路構成を示す図である。
これらの図において、図4(a),(b)に示す従来例
と同一箇所には同一符号を付して、説明を省略する。ま
た、これらの図において、14は映像信号線4の末端に
接続された容量素子、15は容量素子14が接続された
電源線である。容量素子14の容量は映像信号線4の浮
遊容量と同程度が適切であるが、特にこの値にかかわる
ものではない。垂直走査線5に駆動信号を供給する垂直
走査回路については図示を省略した。なお、本実施例に
おいては、一方の端子が映像信号線4の末端に接続され
た容量素子14の他方の端子を電源線15に接続してい
るが、一定電位の共通線であれば電源線にこだわるもの
ではない。
【0016】以上の薄膜トランジスタアレイは、図1
(a)に示す映像信号線に映像信号を供給するための回
路部分と図1(b)に示す表示部とに分けて説明してい
るが、画素トランジスタ6をアモルファスシリコン膜で
形成する場合には、映像信号および走査信号を供給する
ための回路部分は外付けの回路となるが、画素トランジ
スタ6を多結晶シリコン膜または単結晶シリコン膜で形
成する場合には、画素トランジスタ6と同時に映像信号
および走査信号を供給するための回路部分を同一基板上
に形成することができる。また容量素子14は薄膜トラ
ンジスタを形成する工程において、容易に基板上に形成
することができる。
【0017】なお、上記の薄膜トランジスタアレイの通
常の動作については図4(a),(b)に示す従来例と
同じであり、省略する。
【0018】次に本発明の一実施例における薄膜トラン
ジスタアレイの検査方法について、説明する。図2は本
発明の薄膜トランジスタアレイの検査方法における容量
素子を充電するステップを説明する図、図3は本発明の
薄膜トランジスタアレイの検査方法における電圧測定の
ステップを説明するための図である。なお、これらの図
では、図1(a),(b)に示す薄膜トランジスタアレ
イの水平走査回路およびアナログスイッチの部分のみを
示し、表示部および垂直走査回路については図示を省略
した。なお、図2および図3において、21,22,2
3はビデオ信号入力端子、24は電圧源、25は測定用
の回路を示すトランジスタ、26はトランジスタ25の
電源、27は抵抗、28はトランジスタ25の出力端子
を示している。
【0019】まず図2に示すように、ビデオ入力端子2
1〜23を介して映像信号線4へ電圧源24から電圧を
印加し、図1(b)に示す容量素子14を充電する。次
に図3に示すように、電圧源24の代わりに測定回路を
接続し、トランジスタ25の出力端子28に得られる出
力を測定しながら水平走査回路1を走査し、各映像信号
線4の電位を測定する。このとき、ビデオ信号入力端子
21〜23を順次切り換えて測定するのであるが、映像
信号線4が正常であれば、容量素子14に充電された電
圧がトランジスタ25のゲートに印加されて出力端子2
8の出力がローレベルとなり、映像信号線4が断線また
は映像信号線4同士が短絡していればトランジスタ25
のゲートに所定の電圧が印加されないため、トランジス
タ25がオンせず、出力端子28の出力はハイレベルで
ある。この検査方法で検査できるのは、信号線の断線、
短絡だけでなく、映像信号線4にソースが接続された表
示部のトランジスタ6のソース・ドレイン間短絡または
ソース・ゲート間短絡が検査できる。
【0020】以上の検査方法では走査線5には電圧が印
加されず、表示部のトランジスタ6はオンしていない
が、走査線5を選択しトランジスタ6をオンさせて上記
の検査を行うことにより表示部のトランジスタ6を検査
することができる。すなわち、走査線5を選択して1列
のトランジスタ6をオンさせ、水平走査回路1により映
像信号線4を選択し、図2に示すようにしてビデオ信号
入力端子21〜23を介して電圧を印加する。次に図3
に示す方法で電圧または電流を測定することにより、故
障箇所の同定が可能となる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、薄膜トランジスタアレイの信
号線の末端と電源線との間に容量素子を挿入した構成を
有しており、信号線の断線や短絡、表示部のトランジス
タの不良を検出できる優れた薄膜トランジスタアレイお
よびその検査方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の薄膜トランジスタアレイの一
実施例における映像信号線に映像信号を供給するための
回路構成を示す図 (b)は同薄膜トランジスタアレイの表示部の回路構成
を示す図
【図2】本発明の薄膜トランジスタアレイの検査方法の
一実施例における容量素子を充電するステップを説明す
るための図
【図3】本発明の薄膜トランジスタアレイの検査方法の
一実施例における電圧測定のステップを説明するための
【図4】(a)は従来の薄膜トランジスタアレイの映像
信号線にビデオ信号を供給するための回路構成を示す図 (b)は同薄膜トランジスタアレイの表示部の回路構成
を示す図
【符号の説明】
1 水平走査回路 2 ビデオ信号線 3 アナログスイッチ 4 映像信号線 5 垂直走査線 6 画素トランジスタ 7 補助容量 8 画素電極 9 対向電極 10 液晶 11 検査用トランジスタ 12 共通ソース線 13 共通ドレイン線 14 容量素子 15 電源線 21、22、23 ビデオ信号入力端子 24 電圧源 25 トランジスタ 26 電源 27 抵抗 28 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/3205 H01L 21/88 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の平行な信号線、前記信号線に電気
    的に絶縁されて交差する走査線、ならびに、前記信号線
    と走査線との交差部分において、ソースが信号線に、ゲ
    ートが走査線にそれぞれ接続されたトランジスタが基板
    上に形成されており、前記各信号線の末端と共通線との
    間に容量素子が挿入接続された薄膜トランジスタアレ
    イ。
  2. 【請求項2】 信号線を切り換える水平走査回路、走査
    線を切り換える垂直走査回路が、信号線、走査線、信号
    線と走査線との交差部分に設けられたトランジスタ、な
    らびに容量素子とともに、同一基板上に薄膜トランジス
    タを用いて形成された請求項1記載の薄膜トランジスタ
    アレイ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7164408B2 (en) 2002-09-30 2007-01-16 Seiko Epson Corporation Electro-optical device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus
KR101396699B1 (ko) * 2007-05-18 2014-05-19 엘지디스플레이 주식회사 표시장치 및 이의 제조 방법

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