JP2002022789A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

検査装置及び検査方法

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JP2002022789A
JP2002022789A JP2000204263A JP2000204263A JP2002022789A JP 2002022789 A JP2002022789 A JP 2002022789A JP 2000204263 A JP2000204263 A JP 2000204263A JP 2000204263 A JP2000204263 A JP 2000204263A JP 2002022789 A JP2002022789 A JP 2002022789A
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electrode
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Tatsuhisa Fujii
達久 藤井
Seigo Ishioka
聖悟 石岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶パネル用の基板の形状を精細に、且つ効率
的に検査可能な検査装置及び検査方法を提供すること。 【解決手段】コンピュータ21は、X電極選択部22及
びY電極選択部23を制御することにより、基板100
上の液晶電極を選択的に駆動させる。フラッシュショッ
クセンサ1は、基板100に対向する位置に、非接触に
配置され、液晶電極101〜104の電位変化を検出
し、検出信号としてコンピュータ21へ出力する。コン
ピュータ21は、フラッシュショックセンサ1からの検
出信号を受信して、画像データを生成し、その画像デー
タに基づいて、液晶電極の断線、短絡、欠け等を検出す
る。更に、コンピュータ21は、液晶電極の形状を示す
画像をディスプレイ21aに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネル用基板
の電極の検査装置及び検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、液晶パネル用基板の電極の不
具合を検出するため、液晶パネルを組み立てた後に、全
ての液晶画素を駆動(充電)したのち、各画素の電化を
放電させ、放電電流を液晶パネルの外部に設けた抵抗に
流して、その電圧降下を検出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶パネル検査手法では、50μmレベルの回路パターン
を分解能高く検査することは不可能であり、また、比較
的大きな電極であっても、その形状までは検知すること
ができなかった。更に、液晶パネルを組み立ててから検
査するため不良品であることが判明した場合に、生産性
が大きく低下する可能性があり、検査装置の液晶パネル
へのセッティングも煩雑であった。
【0004】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、液晶パ
ネル用の基板の形状を精細に、且つ効率的に検査可能な
検査装置及び検査方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る装置は、液晶パネル用基板に液晶駆動
用の信号が供給されることによる、該液晶パネル用基板
の電極の電位変化を、非接触で検出する検査装置であっ
て、前記電極の電位変化を、複数のセンサ要素を用いて
検出する検出手段と、前記センサ要素を選択するための
選択信号を出力する選択手段と、を備え、前記センサ要
素は、半導体の単結晶上、または、平板上に構成され、
前記電極に対し静電容量結合の対向電極として動作し、
前記電極の電位変化を検出する受動素子と、前記受動素
子によって出力された検出信号を、前記選択信号の入力
に応じて出力するトランジスタと、を含むことを特徴と
する。
【0006】前記センサ要素を、前記液晶パネルを構成
する対向電極の代わりに配置することを特徴とする。
【0007】前記液晶パネルはTFTパネルであって、
前記検出手段は、該TFTパネルを構成する薄膜トラン
ジスタのソース電極及びゲート電極に液晶駆動用の信号
を印加することによる、ドレイン電極の電位変化を検出
することを特徴とする。
【0008】前記トランジスタは電流読出し用のMOS
FETであって、前記受動素子とソースとしての拡散層
が連続しており、前記選択信号をゲートに入力すること
によって、ドレインから検出信号を得ることを特徴とす
る。
【0009】前記トランジスタは電流読出し用の薄膜ト
ランジスタであって、前記受動素子と前記薄膜トランジ
スタのソースが接続されており、前記選択信号をゲート
に入力することによって、ドレインから検出信号を得る
ことを特徴とする。
【0010】前記トランジスタは、直列に配置された第
1、第2MOSFETであって、前記受動素子を前記第
1MOSFETのゲートに接続し、前記選択信号を前記
第2MOSFETのゲートに接続し、前記第1MOSF
ETのゲートに印加された前記受動素子の電位に応じて
変化する前記第1MOSFETのソース電位を前記第2
MOSFETのドレインで受けて、ソースから検出信号
として出力することを特徴とする。
【0011】前記トランジスタは、直列に配置された第
1、第2薄膜トランジスタであって、前記受動素子を前
記第1薄膜トランジスタのゲートに接続し、前記選択信
号を前記第2薄膜トランジスタのゲートに接続し、前記
第1薄膜トランジスタのゲートに印加された前記受動素
子の電位に応じて変化する前記第1薄膜トランジスタの
ソース電位を前記第2薄膜トランジスタのドレインで受
けて、ソースから検出信号として出力することを特徴と
する。
【0012】前記トランジスタはバイポーラトランジス
タであって、前記受動素子をエミッタに接続し、前記選
択信号をベースに入力することによって、コレクタから
検出信号を得ることを特徴とする。
【0013】前記トランジスタは電荷読出し用のMOS
FETであって、前記受動素子とソースとしての拡散層
が連続しており、前記選択信号をゲートに入力すること
によって、ゲートの下に形成した電位障壁を下げ、ソー
ス側にある信号電荷をドレイン側へ検出信号電荷として
転送し、ドレイン側に接続された電荷転送素子で検出信
号を転送することを特徴とする。
【0014】前記電極の電位変化に対応して前記受動素
子に電荷を供給し、かつ電極の電位変化が終わる前に、
供給した前記電荷が逆流しないように電位障壁を形成す
る電荷供給MOSFETのドレインを、前記受動素子の
拡散層と連続させて形成することを特徴とする。
【0015】前記センサ要素は、マトリクス状に配置さ
れていることを特徴とする。
【0016】前記検出手段におけるセンサ要素は、前記
受動素子の表面に接触する導体板を更に含むことを特徴
とする。
【0017】更に、前記センサ要素の半導体に対する光
の照射を防ぐための遮光手段を有することを特徴とす
る。
【0018】上記目的を達成するため、本発明に係る方
法は、液晶パネル用基板に液晶駆動用の信号を供給する
ことによる、該液晶パネル用基板の電極の電位変化を、
複数のセンサ要素を用いて非接触で検出する液晶パネル
の検査方法であって、前記センサ要素が、半導体の単結
晶上、または、平板上に構成され、前記電極に対し静電
容量結合の対向電極として動作し、前記電極の電位変化
を検出する受動素子と、前記受動素子からの検出信号を
出力するトランジスタと、を含むことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、この発
明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成要素の相対配
置、数値等は、特に特定的な記載がない限りは、この発
明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0020】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態として、MOSFETをセンサ要素とする検査ユ
ニット(以下、フラッシュショックセンサ(商標)と称
する)1を利用した液晶パネル用の基板検査システムの
一例を示す。図1は、フラッシュショックセンサ1を用
いて、液晶パネル用基板の検査を行う様子を示す概略図
である。ここでは、液晶パネルの1例として、TFTパ
ネルを検査する場合について述べる。
【0021】検査システム20は、主に、フラッシュシ
ョックセンサ1と、コンピュータ21とからなる。液晶
パネル用基板100には、アクティブ素子101、及び
液晶駆動用電極102、X電極103、Y電極104が
施されている。液晶パネル用基板には、複数のX電極1
03の一つに選択的に信号を供給するためのX電極選択
部22と、複数のY電極104の一つに選択的に信号を
供給するためのY電極選択部23とが設けられている。
コンピュータ21は、X電極選択部22及びY電極選択
部23を制御することにより、基板100上の複数のア
クティブ素子101と液晶駆動用電極102とのセット
から、1セットを選択的に駆動させることができる。
【0022】フラッシュショックセンサ1は、基板10
0に対向する位置に、非接触に配置されている。そし
て、X電極選択部22及びY電極選択部23からの信号
によって生じた、液晶パネル用基板上の電極(以下、液
晶電極と称す)101〜104の電位変化を検出し、検
出信号としてコンピュータ21へ出力する。フラッシュ
ショックセンサ1と基板100との間隔は、0.05m
m以下が望ましいが、0.5mm以下であれば電位変化
の検出が可能である。また、基板100とフラッシュシ
ョックセンサ1とを、誘電体絶縁材料を挟んで密着させ
てもよい。
【0023】コンピュータ21は、フラッシュショック
センサ1に対しては、セレクタ23に供給した制御信号
に同期してフラッシュショックを動作させるための同期
信号(垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(H
sync)及び基準信号(Dclk)を含む)を供給す
る。また、コンピュータ21は、液晶パネル用基板に施
された液晶電極に順次電圧を印加し、その液晶電極に対
向するセンサ要素を動作させ、フラッシュショックセン
サ1からの検出信号を受信して、画像データを生成し、
その画像データに基づいて、基板100上の液晶電極の
断線、短絡、欠け等を検出する。更に、コンピュータ2
1は、各センサ要素からの検出信号に基づいて、検査対
象である液晶電極の画像をディスプレイ21aに表示す
る機能を有する。
【0024】なお、図1では、液晶パネル用基板100
とフラッシュショックセンサ1とが、同じサイズかのよ
うに描かれているが、一般には、液晶パネル用基板10
0はフラッシュショックセンサ1の数倍の大きさであっ
て、フラッシュショックセンサ1を機械的に移動させ、
或いは複数用いることにより、基板上の全ての液晶電極
の検査を実現する。もちろん、複数のフラッシュショッ
クセンサ1を同時に移動させることにより、検査時間の
短縮化を図ってもよい。
【0025】液晶パネルを組み立てる際には、この基板
100と対向電極との間で液晶を挟み込み、液晶駆動用
電極102と対向電極との間の電界によって液晶を駆動
する。本実施の形態のように、フラッシュショックセン
サ1を用いれば、実際の液晶パネル組み立て時と同じ条
件で基板100の動作を検査することができるため、検
査の信頼性が高く、また、基板100を特別に加工する
必要もないため、効率的に検査を行うことができる。
【0026】図2は、液晶パネル用基板100の回路構
成を示す回路図である。各アクティブ素子103は、図
のように薄膜トランジスタにより構成されており、ソー
ス電極、ゲート電極、ドレイン電極を含む。検査時には
主にそのドレイン電極と、フラッシュショックセンサ1
との間で、静電容量結合が起こり、その電極の電位変化
を検出可能となる。なお、この図ではドレイン電極とセ
ンサとの間のみ静電容量結合を起こしているように描か
れているが、センサは、対向する全ての液晶電極との間
で静電容量結合を起こすため、ドレイン電極のみなら
ず、ソース電極、ゲート電極、更には、液晶駆動電極の
形状も検出できる。
【0027】なお、本実施の形態としてのアクティブ素
子103は、図3のような断面形状をしているため、セ
ンサ1との距離の差に応じて、各液晶電極の画像鮮鋭度
が異なる結果となる。
【0028】次に、図4を用いて、コンピュータ21の
内部構成について説明する。
【0029】図4は、コンピュータ21の概略のハード
ウェア構成を示したブロック図である。
【0030】211は、コンピュータ21全体を制御す
る演算・制御用のCPU、212はCPU211で実行
するプログラムや固定値等を格納するROM、213
は、入力したデジタルデータを処理して画像データを生
成し、ディスプレイ21aに出力する画像処理部であ
る。214は、一時記憶用のRAMであり、ロードされ
るプログラムを格納するプログラムロード領域や、フラ
ッシュショックセンサから受信したデジタル信号の記憶
領域等を含む。受信したデジタル信号は、各液晶電極1
01〜104の形状に対応するセンサ要素のグループ毎
に保管する。
【0031】215は外部記憶装置としてのハードディ
スク(HD)である。216は着脱可能な記憶媒体の読
取装置としてのCD−ROMドライブである。
【0032】また、217は入出力インタフェースであ
って、入出力インタフェース217を介して、入力装置
としてのキーボード218、マウス219、更には、フ
ラッシュショックセンサ1やX,Y電極選択部22、2
3とも信号の授受を行なう。
【0033】HD215には、フラッシュショックセン
サ制御プログラム、X,Y電極選択部制御プログラム、
画像処理プログラム等が格納され、それぞれ、RAM2
14のプログラムロード領域にロードされて実行され
る。また、フラッシュショックセンサ1によって検査さ
れた液晶電極の形状を示す画像データ、及び、設計上の
液晶電極の形状を示す画像データも、HD215に格納
される。画像処理プログラムは、設計上の液晶電極の形
状と実際に検出された液晶電極の形状とを比較し、欠陥
の有無を判別する。
【0034】フラッシュショックセンサ1から入力した
画像データは、各液晶電極の形状に対向するセンサ要素
グループを判定単位として記憶する場合と、全部のセン
サ要素の一フレーム分を判定単位として記憶する場合と
がある。
【0035】フラッシュショックセンサ制御プログラ
ム、X,Y電極選択部制御プログラム、画像処理プログ
ラム及び、設計上の液晶電極の形状を示す画像データ
は、CD−ROMドライブで、CD−ROMを読取るこ
とによってインストールしても、FDやDVD等の他の
媒体から読込んでも、ネットワークを介してダウンロー
ドしてもよい。
【0036】図5は、フラッシュショックセンサ1の電
気的構成を示すブロック図である。
【0037】フラッシュショックセンサ1は、図のよう
な電気的構成を持ち、不図示のパッケージに取付られた
構成となっている。
【0038】フラッシュショックセンサ1は、制御部1
1と、複数のセンサ要素12aからなるセンサ要素群1
2と、水平方向に並んだ複数のセンサ要素から構成され
るセンサ要素ライン12bを選択するための縦選択部1
4と、センサ要素12aからの信号の取りだしを行う横
選択部13と、各センサ要素ライン12bを選択するた
めの選択信号を発生するタイミング生成部15と、横選
択部13からの信号を処理する信号処理部16と、信号
処理部16からの信号をA/D変換するためのA/Dコ
ンバータ17と、フラッシュショックセンサ1を駆動す
るための電力を供給するための電源回路部18と、を備
える。
【0039】制御部11は、コンピュータ21からの制
御信号に従って、フラッシュショックセンサ1の動作を
制御するためのものである。制御部11は、制御レジス
タを有し、センサの動作タイミング、増幅、基準電圧、
及びセンサ要素エリアの大きさを設定する。また、複数
のフラッシュショックセンサを同時使用する場合に、フ
ラッシュショックセンサがホストCPUから区別できる
ように、センサ選択番号を設定することもできる。
【0040】センサ要素12aは、マトリックス状(縦
480×横640)に配置され、液晶電極101に供給
された検査信号に応じた液晶電極101上の電位変化を
非接触で検出する。
【0041】タイミング生成部15は、コンピュータ2
1から垂直同期信号(Vsync)、水平同期信号(H
sync)及び基準信号(Dclk)を供給され、縦選
択部14、横選択部13、信号処理部16、A/Dコン
バータ17に、センサ要素12aを選択するためのタイ
ミング信号を供給する。
【0042】縦選択部14は、タイミング生成部15か
らのタイミング信号に従って、センサ要素群12の少な
くともいずれか一つの行を順次選択する。縦選択部14
により選択されたセンサ要素ライン12bの各センサ要
素12aからは、検出信号が一度に出力され、横選択部
13に入力される。横選択部13は、640個の端子か
ら出力されたアナログの検出信号を増幅した後、一旦ホ
ールドし、マルチプレクサ等の選択回路により、タイミ
ング生成部15からのタイミング信号に従って、順番に
信号処理部16に出力する。
【0043】信号処理部16は、横選択部13からの信
号を、判定処理に必要なレベルまでさらに増幅し、雑音
を除去するフィルタを通す等のアナログ信号処理を行
い、A/Dコンバータ17へ送出する。また、信号処理
部16はまた、オートゲインコントロールを有し、セン
サの読出し信号の電圧増幅率を自動的に最適値に設定す
る。
【0044】A/Dコンバータ17は、信号処理部16
からアナログ形式で送出された各センサ要素12aの検
査信号を、例えば8ビットのデジタル信号に変換し、出
力する。
【0045】電源回路18は、信号処理部の基準クラン
プ電圧等を生成する。
【0046】なお、ここでは、フラッシュショックセン
サ1にA/Dコンバータ17が内蔵されているが、信号
処理部でアナログ処理されたアナログ信号をそのままコ
ンピュータ21に出力してもよい。
【0047】次に、センサ要素12aの動作について説
明する。図6は、一つのセンサ要素12aの構成を説明
する図である。
【0048】センサ要素12aは、MOS型の半導体素
子(MOSFET)であり、拡散層の一方の表面積が他
方の表面積よりも大きくなるように生成されている。表
面積が大きい方の拡散層が受動素子となり、液晶電極1
01に対向している。この受動素子は、MOSFETの
ソースと連続している。ゲートは縦選択部14に接続さ
れており、ドレインは横選択部13に接続されている。
また、受動素子の拡散層には不要電荷を吐き出すポテン
シャル障壁が設けてある。
【0049】タイミング生成部15により縦選択部14
を介して、センサ要素12aが選択されると、縦選択部
14からゲートへ信号が送出され、センサ要素12aは
ON(検出信号出力可能状態)となる。
【0050】この時、液晶電極に検査信号としての電圧
が印加されると、液晶電極101の電位が変化し、これ
に伴い、ソースからドレインへ電流が流れる。これが検
出信号となって横選択部13を介して、信号処理部16
へ送出される。なお、センサ要素12aに対向する位置
に液晶電極101が存在しない場合には、電流は流れな
い。
【0051】このため、検出信号としての電流出力があ
ったセンサ要素12aの位置を解析すれば、液晶パネル
用基板100のどの位置に、液晶電極101が存在する
かがわかる。
【0052】ここで、ソースからドレインへ電流が流れ
る原理について、更に詳しく説明する。図7、図8は、
この原理を分かりやすく説明するためのモデル図であ
り、図7は、液晶電極に電圧が印加されていない状態、
図8は印加された状態を示す。これらの図は共に、選択
信号がゲートに入力され、ゲートがONになっている状
態を示している。
【0053】図7のように、液晶電極に電圧が印加され
ていなければ、拡散層の余分な電荷が、OFFしている
ゲートの下の電位障壁のポテンシャルよりも低い吐き出
しポテンシャル障壁から溢れ出る。その場合、ソースの
電位は吐き出しのポテンシャルで確定する。
【0054】次に、図8のように、液晶電極に電圧Vが
印加されると、液晶電極が+に帯電する(電位Vとな
る)。ここで、液晶電極と、ソース側拡散層とは、微小
距離だけ離間しているため、対向するソース側拡散層は
液晶電極の電位変化の影響を受け、電位がVとなって電
荷が流れ込む。即ち、液晶電極とソース側拡散層とが静
電容量結合しているように動作し、ソース側拡散層のポ
テンシャルが低くなって、電子が流れ込み、ソースから
ドレインに向かって電流が流れる。
【0055】液晶電極が再びグランドに接続されると、
ソース側拡散層のポテンシャルは元に戻り、余剰の電子
は徐々に吐き出しポテンシャル障壁から逃がされる。
【0056】図9は、図6のようなMOSFETを用い
た場合の入出力タイミングを示すタイミングチャートで
ある。
【0057】図9に示すように、液晶電極に電圧が印加
されると、出力電流が得られる。ただし、電流は、電圧
の印加と同時にピークを示し、その後、指数関数的に減
少するため、横選択部13では、電圧印加のタイミング
に合わせて検出し、ホールドしている。
【0058】上述してきたように、センサ要素が、半導
体の単結晶上に構成され、液晶電極に対し静電容量結合
の対向電極として動作し、液晶電極の電位変化を検出す
る受動素子と、この受動素子と連続し、受動素子から出
力された検出信号である出力電流を選択信号のゲート入
力時に出力するMOS型トランジスタと、を備えたの
で、センサ要素を極微細に製造することができる。
【0059】つまり、現在確立されているトランジスタ
製造技術をそのまま用いて、センサ要素群を製造できる
ため、センサ要素自体も、その間隔も超微細にすること
ができる。これにより、液晶パネル用基板上にプリント
された液晶電極の形状を高解像度に表現することがで
き、その欠け等も的確に検知することができる。また、
センサ要素群を製造するのに、特別な製造装置を必要と
しないため、生産性が著しく向上するという効果を奏す
る。
【0060】なお、被検査対象としての液晶パネル用基
板は、TFTパネル用基板に限らず、STNパネルやM
IMパネルなど、他の液晶パネル用基板であってもよ
い。さらに、プラズマディスプレイパネル用基板の検査
にフラッシュショックセンサを適用することも可能であ
る。
【0061】各センサ要素12aの形状は、図5に示す
ように全て形状を統一することが望ましい。これは、液
晶電極に現れる信号の受信を、各センサ要素12aでム
ラ無く行うためである。
【0062】また、各センサ要素12aは、図5に示す
ように、行方向及び列方向にそれぞれ等間隔に配列され
たマトリックス状に構成することが望ましい。そうすれ
ば、液晶電極に面する単位面積あたりのセンサ要素12
aの数のムラを低減することができると共に、各センサ
要素12a間の相対的な位置関係を明らかにし、検出信
号による液晶電極の形状の特定を容易化することができ
るからである。但し、単に1列分だけ配置するようにし
てもよい。
【0063】フラッシュショックセンサ1では、センサ
要素12aは、480行640列の配列としているが、
これは本実施形態において便宜的に定めたものであり、
現実には、例えば、5乃至5μm角に20万から200
万個のセンサ要素を配置することもできる。より正確な
検査を実現すべく、液晶電極の線幅に応じた、センサ要
素12aの大きさ、間隔を設定することが望ましい。
【0064】ここでは、NチャネルMOSFETをセン
サ要素としたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、PチャネルMOSFETを用いてもよい。
【0065】図6で、受動素子をn型拡散層としたが、
これに限定されるものではなく、比較的導電率の高い材
料であれば、非晶質半導体であってもよい。
【0066】更に、図10のように、受動素子としての
ソース側拡散層上に、導電板71をオーミックコンタク
トさせてもよく、このようにすれば、受動素子表面の電
気伝導度を高く、すなわち、受動素子表面近傍に信号電
荷を集中させることができ、信号電荷密度を高くするこ
とができるため、静電容量結合をより強くすることがで
きる。導電板71は、金属の薄膜であっても多結晶半導
体であってもよい。
【0067】(第2の実施の形態)次に図8乃至図12
を用いて、本発明の第2の実施の形態としてのフラッシ
ュショックについて説明する。
【0068】本実施の形態のフラッシュショックは、セ
ンサ要素として、半導体の拡散層を液晶電極からの信号
受信素子とした電荷電圧変換回路を用いた点について、
上記第1の実施の形態と異なる。その他の点について
は、第1の実施の形態と同様であるため、ここでは説明
を省略し、図上では、同じ構成要素を同じ符号を付して
示す。
【0069】図11は、本実施の形態に係るセンサ要素
12aの構成を説明する図である。
【0070】本実施の形態に係るセンサ要素12aも、
上記第1の実施の形態に係るセンサ要素と同様に、受動
素子80として、比較的表面積の大きな拡散層を備えて
いる。受動素子80は、MOSFET81のゲート及
び、MOSFET82のソースに接続されている。ま
た、MOSFET81のドレインには電源回路部18か
ら電圧VDDが印加されており、MOSFET81のソ
ースは、MOSFET83のドレインに接続されてい
る。MOSFET82のゲートには、縦選択部14から
のリセット信号が入力され、MOSFET82のドレイ
ンには、電源回路部18から電圧VDDが印加されてい
る。MOSFET83のゲートには、縦選択部14から
選択信号が入力され、MOSFET83のソースからの
出力は、横選択部13に入力される。
【0071】ここで、受動素子80が検出した液晶電極
101の電位変化が、MOSFET83のソースからの
出力電圧に変換される原理について、更に詳しく説明す
る。図12、図13は、この原理を分かりやすく説明す
るためのモデル図であり、図12は、液晶電極に電圧が
印加されていない状態、図13は印加された状態を示
す。これらの図は共に、選択信号がMOSFET83の
ゲートに入力され、ゲートがONになっている状態を示
している。
【0072】図2のように、液晶電極に電圧が印加され
ていなければ、受動素子80内の電子は、拡散層のポテ
ンシャルに閉じ込められており、MOSFET81のゲ
ートには、Loの電圧が印加される。従って、ソースフ
ォロワ動作するMOSFET81のソース側は、MOS
FETのしきい値電圧だけゲートより低い電位が出力さ
れる。
【0073】次に、図13のように、液晶電極に電圧V
が印加されると、対向する受動素子80は、液晶電極の
電位変化の影響を受け、その表面に電子が集まろうとす
るが、流入する電子が無いため、もともと存在した電子
が表面近くに密集し、表面ポテンシャルを下げる。つま
り電位が上昇する。MOSFET81のゲートは、受動
素子80の表面と接続されているため、Hiの電圧が印
加されることになり、ソースフォロワ動作するMOSF
ET81のソース側は、MOSFETのしきい値電圧だ
けゲートより低い電位が出力されるが、前述の液晶電極
に電圧を印加しない場合よりも高い電圧が出力される。
【0074】液晶電極が再びグランドに接続されると、
受動素子80内の電子は、再び分散し、MOSFET8
1のゲートの電位はLoとなる。
【0075】このように、液晶電極に対する電圧のON
/OFFの切替えだけでは、理論上は、受動素子80内
の全電荷量は変化しない。しかし、実際には、受動素子
80の周囲から電子が侵入することがあり、これを放置
しておけば、液晶電極に電圧が印加されていない状況で
の受動素子のポテンシャルが上昇し、電位が下がる。つ
まり、その雑音電子によって発生する雑音電位が、オフ
セット電位として受信信号に重なり経時変化する。そこ
で、図14のように、MOSFET82のゲートにリセ
ット信号を入力し、電源と、受動素子80とを導通させ
て、受動素子80内の余分な電子を逃がしてやり、電位
を一定に保っている。
【0076】図15は、図11のようなMOSFET回
路を用いた場合の入出力タイミングを示すタイミングチ
ャートである。
【0077】図15に示すように、選択信号をONにし
た後、リセット信号を一定時間ONにして、受動素子8
0の電位の経時変化を抑える。このとき、MOSFET
81のゲートの電位が上昇し、MOSFET83のドレ
インからの出力電圧も少し大きくなる。これをリセット
信号のカップリングノイズと呼ぶ。リセット信号をOF
Fにした後、今度は液晶電極に電圧Vを印加する。液晶
電極に電圧Vが印加されると、MOSFET83のドレ
インからの出力電圧はHiとなり、そのセンサ要素12
aに対向する位置に液晶電極が存在することがわかる。
【0078】ただし、カップリングノイズを出力電圧と
誤って検出しないように、出力電圧の検出タイミングを
調整し、又は、ハイパスフィルタを通している。
【0079】このように、センサ要素に、図11のよう
な電荷電圧変換回路を用いたので、増幅した電圧の形で
検出信号を取り出すことができ、検出信号を明確に識別
できるので、より正確な液晶パネル用基板の検査を行な
うことができる。
【0080】なお、リセット信号の入力タイミングは、
図15に示したタイミングに限定されるわけではなく、
他のタイミングであってもよい。
【0081】また、図11で、受動素子80をn型拡散
層としたが、これに限定されるものではなく、比較的導
電率の高い材料であれば、金属の薄膜や、多結晶半導体
であっても、非晶質半導体であってもよい。
【0082】(第3の実施の形態)次に図16を用い
て、本発明の第3の実施の形態としてのフラッシュショ
ックセンサについて説明する。
【0083】本実施の形態のフラッシュショックセンサ
は、センサ要素として、バイポーラトランジスタを用い
た点について、上記第1の実施の形態と異なる。その他
の点については、第1の実施の形態と同様であるため、
ここでは説明を省略し、図では、同じ構成要素を同じ符
号を付して示す。
【0084】図16は、本実施の形態に係るセンサ要素
の構成を説明する図である。
【0085】液晶電極の電位変化を検出する受動素子
は、抵抗素子からなり、その抵抗素子と、バイポーラト
ランジスタのエミッタが接続されている。また、ベース
には縦選択部14からの選択信号が入力され、コレクタ
から出力される検出信号としての出力電流は横選択部1
3を介して信号処理部16に入力される。
【0086】このセンサ要素12aの動作は、図7、図
8で説明したMOSFETの動作とほぼ同様である。ベ
ースに選択信号が印加されると、バイポーラトランジス
タのエミッタであるN+拡散層とコレクタであるN+拡
散層とが導通し、液晶電極の電位が上昇して抵抗素子の
P拡散層に電子が集まることによって、コレクタから電
流が出力され、横選択部13で増幅された後、タイミン
グ生成部15で生成されたタイミング信号に合せて信号
処理部16に入力される。
【0087】このように、センサ要素にバイポーラトラ
ンジスタを用いれば、検出信号を出力を高速に、且つ正
確に行なうことができる。
【0088】尚、ここでは、npn型のバイポーラトラ
ンジスタを用いたが、pnp型であってもかまわない。
【0089】(第4の実施の形態)次に図17を用い
て、本発明の第4の実施の形態としてのフラッシュショ
ックについて説明する。
【0090】本実施の形態のフラッシュショックは、セ
ンサ要素として、TFT等の薄膜トランジスタを用いた
点について、上記第1の実施の形態と異なる。その他の
点については、第1の実施の形態と同様であるため、こ
こでは説明を省略し、図では、同じ構成要素を同じ符号
を付して示す。
【0091】図17は、本実施の形態に係るセンサ要素
の構成を説明する図である。
【0092】液晶電極の電位変化を検出する受動素子8
0は、クロム等の電極であって、この電極と薄膜トラン
ジスタのソースとが連続している。また、ゲートには縦
選択部14からの選択信号が入力され、ドレインから出
力される検出信号としての出力電流は横選択部13を介
して信号処理部16に入力される。ソースとドレインの
下層には、アモルファスSi又は多結晶−Si等の薄膜
半導体層が存在する。
【0093】このセンサ要素12aの動作は、図7、図
8で説明したMOSFETの動作とほぼ同様である。ゲ
ートに選択信号が印加されると、ゲートの下の半導体層
にチャネルが発生し、薄膜トランジスタのソースとドレ
インとが導通する。そして、液晶電極の電位が上昇して
受動素子80としての電極に電子が集まることによっ
て、ドレインから電流が出力され、横選択部13で増幅
された後、タイミング生成部15で生成されたタイミン
グ信号に合せて信号処理部16に入力される。
【0094】このようにセンサ要素に薄膜トランジスタ
を用いれば、センサ要素の生産性を向上し、また、セン
サアレイの面積をより大きくすることができる。
【0095】尚、上記第2の実施の形態に示した電荷電
圧変換回路において、MOSFETを全てこの薄膜トラ
ンジスタに置換えることもでき、その場合も同様の効果
を得ることができる。
【0096】(その他の実施の形態)上記第1、第3又
は第4の実施の形態に示したセンサ要素に、流れ込んだ
電子を保持する機能を持たせてもよい。
【0097】つまり、受動素子に、電子が溜まる構造に
すれば、溜まった電子は、リセットMOSで電源に吸い
上げられるまで保持される。このため、センサ要素を選
択して、液晶電極に検査信号としての電圧を印加しはじ
めた直後から、そのセンサ要素をリセットするまでに、
検出信号である出力電流を検出すればよい。即ち、図6
を用いて説明したように、電圧の印加と出力電流の検出
のタイミングを合せる必要がない。
【0098】更に、溜まった電子を順番に隣のセンサ要
素に送るように電荷転送素子を用いてもよい。電荷転送
素子には例えばCCDが挙げられる。
【0099】この場合、トランジスタとして電荷読出し
用のMOSFETを用い、受動素子とソースとしての拡
散層を連続させ、選択信号をゲートに入力することによ
って、ゲートの下に形成した電位障壁を下げ、ソース側
にある信号電荷をドレイン側へ検出信号電荷として転送
し、ドレイン側に接続された電荷転送素子で検出信号を
転送すればよい。
【0100】更に、液晶電極の電位変化に対応して受動
素子に電荷を供給し、かつ液晶電極の電位変化が終わる
前に、供給した電荷が逆流しないように電位障壁を形成
する電荷供給MOSFETのドレインを、受動素子の拡
散層と連続させて形成すれば、安定した電荷転送が可能
となる。
【0101】また、電荷転送素子を用いれば、横選択部
で、マルチプレクサ等のスイッチング回路を用いる必要
はなくなる。
【0102】また、上記実施の形態のセンサ要素は、い
ずれも半導体センサであるため、光の照射によって光電
変換が起こり、電子を発生することがある。これは、誤
動作の原因となるため、センサ要素の周りを遮光するこ
とが望ましい。
【0103】
【発明の効果】本発明によれば、液晶パネル用の基板の
形状を精細に、且つ効率的に検査可能な検査装置及び検
査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る検査装置を利
用した検査システムの概略図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る検査システム
の回路図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るTFTパネル
用基板の断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係るコンピュータ
の内部構成を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るフラッシュシ
ョックセンサの電気的構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係るセンサ要素の
詳細説明図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係るセンサ要素に
おいて、液晶電極の電位変化に応じて電流が発生する原
理を説明するためのモデル図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係るセンサ要素に
おいて、液晶電極の電位変化に応じて電流が発生する原
理を説明するためのモデル図である。
【図9】本発明の第1の実施の形態に係るセンサ要素の
入出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図10】本発明の第1の実施の形態に係るセンサ要素
の変形例を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係るセンサ要素
の構成を説明する図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係るセンサ要素
において、液晶電極の電位変化に応じて電圧が出力され
る原理を説明するためのモデル図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係るセンサ要素
において、液晶電極の電位変化に応じて電圧が出力され
る原理を説明するためのモデル図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態に係るセンサ要素
において、リセット信号入力時の動作を説明するための
モデル図である。
【図15】本発明の第2の実施の形態に係るセンサ要素
の入出力タイミングを示すタイミングチャートである。
【図16】本発明の第3の実施の形態に係るセンサ要素
の構成を説明する図である。
【図17】本発明の第4の実施の形態に係るセンサ要素
の構成を説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G014 AA02 AA03 AB21 AC10 2G036 AA27 BA32 BB12 2H088 FA11 HA02 HA06 HA08 MA20 2H093 NA79 NC58 NC59 NC90 ND56 NE03 5G435 AA17 BB12 CC09 KK05 KK09 KK10

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶パネル用基板に液晶駆動用の信号が供
    給されることによる、該液晶パネル用基板の電極の電位
    変化を、非接触で検出する検査装置であって、 前記電極の電位変化を、複数のセンサ要素を用いて検出
    する検出手段と、 前記センサ要素を選択するための選択信号を出力する選
    択手段と、 を備え、 前記センサ要素は、 半導体の単結晶上、または、平板上に構成され、 前記電極に対し静電容量結合の対向電極として動作し、
    前記電極の電位変化を検出する受動素子と、 前記受動素子によって出力された検出信号を、前記選択
    信号の入力に応じて出力するトランジスタと、 を含むことを特徴とする検査装置。
  2. 【請求項2】前記センサ要素を、前記液晶パネルを構成
    する対向電極の代わりに配置することを特徴とする請求
    項1に記載の検査装置。
  3. 【請求項3】前記液晶パネルはTFTパネルであって、 前記検出手段は、 該TFTパネルを構成する薄膜トランジスタのソース電
    極及びゲート電極に液晶駆動用の信号を印加することに
    よる、ドレイン電極の電位変化を検出することを特徴と
    する請求項1又は2に記載の検査装置。
  4. 【請求項4】前記トランジスタは電流読出し用のMOS
    FETであって、前記受動素子とソースとしての拡散層
    が連続しており、前記選択信号をゲートに入力すること
    によって、ドレインから検出信号を得ることを特徴とす
    る請求項1、2又は3に記載の検査装置。
  5. 【請求項5】前記トランジスタは電流読出し用の薄膜ト
    ランジスタであって、前記受動素子と前記薄膜トランジ
    スタのソースが接続されており、前記選択信号をゲート
    に入力することによって、ドレインから検出信号を得る
    ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の検査装
    置。
  6. 【請求項6】前記トランジスタは、直列に配置された第
    1、第2MOSFETであって、前記受動素子を前記第
    1MOSFETのゲートに接続し、前記選択信号を前記
    第2MOSFETのゲートに接続し、前記第1MOSF
    ETのゲートに印加された前記受動素子の電位に応じて
    変化する前記第1MOSFETのソース電位を前記第2
    MOSFETのドレインで受けて、ソースから検出信号
    として出力することを特徴とする請求項1、2又は3に
    記載の検査装置。
  7. 【請求項7】前記トランジスタは、直列に配置された第
    1、第2薄膜トランジスタであって、前記受動素子を前
    記第1薄膜トランジスタのゲートに接続し、前記選択信
    号を前記第2薄膜トランジスタのゲートに接続し、前記
    第1薄膜トランジスタのゲートに印加された前記受動素
    子の電位に応じて変化する前記第1薄膜トランジスタの
    ソース電位を前記第2薄膜トランジスタのドレインで受
    けて、ソースから検出信号として出力することを特徴と
    する請求項1、2又は3に記載の検査装置。
  8. 【請求項8】前記トランジスタはバイポーラトランジス
    タであって、前記受動素子をエミッタに接続し、前記選
    択信号をベースに入力することによって、コレクタから
    検出信号を得ることを特徴とする請求項1、2又は3に
    記載の検査装置。
  9. 【請求項9】前記トランジスタは電荷読出し用のMOS
    FETであって、前記受動素子とソースとしての拡散層
    が連続しており、前記選択信号をゲートに入力すること
    によって、ゲートの下に形成した電位障壁を下げ、ソー
    ス側にある信号電荷をドレイン側へ検出信号電荷として
    転送し、ドレイン側に接続された電荷転送素子で検出信
    号を転送することを特徴とする請求項1、2又は3に記
    載の検査装置。
  10. 【請求項10】前記電極の電位変化に対応して前記受動
    素子に電荷を供給し、かつ電極の電位変化が終わる前
    に、供給した前記電荷が逆流しないように電位障壁を形
    成する電荷供給MOSFETのドレインを、前記受動素
    子の拡散層と連続させて形成することを特徴とする請求
    項9に記載の検査装置。
  11. 【請求項11】前記センサ要素は、マトリクス状に配置
    されていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれ
    か一つに記載の検査装置。
  12. 【請求項12】前記検出手段におけるセンサ要素は、 前記受動素子の表面に接触する導体板を更に含むことを
    特徴とする請求項1乃至11のいずれか一つに記載の検
    査装置。
  13. 【請求項13】更に、前記センサ要素の半導体に対する
    光の照射を防ぐための遮光手段を有することを特徴とす
    る請求項1乃至12のいずれか一つに記載の検査装置。
  14. 【請求項14】液晶パネル用基板に液晶駆動用の信号を
    供給することによる、該液晶パネル用基板の電極の電位
    変化を、複数のセンサ要素を用いて非接触で検出する液
    晶パネルの検査方法であって、 前記センサ要素が、 半導体の単結晶上、または、平板上に構成され、 前記電極に対し静電容量結合の対向電極として動作し、
    前記電極の電位変化を検出する受動素子と、 前記受動素子からの検出信号を出力するトランジスタ
    と、 を含むことを特徴とする検査方法。
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