JP2002139740A

JP2002139740A - 電子回路基板における配線パターン基板

Info

Publication number: JP2002139740A
Application number: JP2000335348A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Arai; 武新井; Mikio Hongo; 幹雄本郷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置の大型化・高精細化などに伴っ
て、微細化、高密度化が進むＴＦＴアレイ基板の配線パ
ターンにおいて、その配線間隔が狭ピッチ化し、配線数
が増加しても、迅速かつ高精度かつ検査装置のメンテナ
ンスが容易な検査を可能とすることと冗長化を可能にす
る電子回路基板における配線パターン基板を提供する。【解決手段】絶縁基板上に形成された複数の配線の配
線において、各配線の一部に少なくとも一つの光電変換
素子と、配線の両端に設けられた複数の配線に電圧を印
加するための電極を備え、配線パターンに電圧を印加
し、光電変換素子に光を照射することにより発生する電
流値の変化を検出し、これに基づいて欠陥を検出し、さ
らに冗長化回路を設けることで製品の歩留まりを向上す
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、液晶表示装置や半
導体集積回路などの電子回路基板上に形成された配線の
断線および短絡欠陥を検査する技術と、その検査をする
ための配線パターン基板の製造方法と配線パターンの断
線を修正する方法に係り、特に配線パターンに光電変換
素子と冗長化機構を備えて配線の断線および短絡の検査
と配線を修正するための配線パターン製造技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ（Thin Film Transist
or;以下ＴＦＴと省略）をスイッチング素子として利用
したアクティブマトリックス型液晶表示装置は、薄型、
低消費電力等の特徴からノートＰＣ、携帯機器などの表
示装置として多く利用されている。また高速応答性に優
れ、大型・高精細・高画質を特徴としており、陰極線管
（ＣＲＴ）に代わる表示装置として注目を集めている。

【０００３】このアクティブマトリックス型液晶表示装
置は、一般にＴＦＴのようなスイッチング素子とこれに
接続されている信号線および走査線によりＴＦＴアレイ
基板が形成されており、このＴＦＴアレイは表示性能の
向上に伴い、基板上に形成される回路配線の微細化、高
密度化が進んでいる。これらの配線は通常、レジスト塗
布・露光・現像・エッチング・レジスト剥離といった一
連の工程により形成されるが、液晶表示装置の大型・高
精細化が進むにつれて上記工程における良品歩留まりが
低下する。特に、異物に起因する配線の断線欠陥は致命
的であり、基板上に一箇所発生しただけで製品として不
良となる。従って、製造歩留まりの向上、即ち製造コス
ト低減のためには配線の断線および短絡欠陥をＴＦＴア
レイの段階で迅速に検出し後工程に流さない技術が不可
欠である。

【０００４】このＴＦＴアレイ基板の主要な検査の一つ
として、ＴＦＴ素子に接続されている信号線や走査線の
断線および短絡検査がある。これまでの断線検査は配線
の終端に配線の数だけ設けられた検査用電極にプローブ
を接触させ、電圧を印加して配線を流れる電流値をモニ
タして断線を検出してきた。この方法では、液晶表示装
置の高精細化により配線間隔が狭まると、検査用のパッ
ドも縮小する必要がある。しかしながら検査用電極の縮
小はプロービングの精度を低下させるために、検査電極
にプロービングされずに虚報を発生させるという課題が
ある。また、検査電極の狭ピッチ化は隣接パッドとの短
絡を引き起こす課題があり、狭ピッチ化にも限界があ
る。これに対して、例えば千鳥状にすることでプロービ
ングの精度が確保される程度の検査電極を形成する方法
が知られている。

【０００５】しかし、プローブによる検査では、根本的
に接触機構であるため、プロービングを繰り返すうち
に、針先が摩耗し、検出電流値が大きく変化し正確な値
が検出できないという問題がある。この検出電流値の変
化は虚報となり、例えば断線修正工程数が増加し、液晶
表示装置の生産性を著しく低下させる可能性がある。さ
らに、現在は複数のプローブが同時にプロービングされ
るが、狭ピッチ化のため千鳥状パッドを適用しても、同
時にプロービングできる本数が減少し、繰り返し回数が
増加するため、検査に費やす時間が長くなってしまうと
いう課題がある。また、摩耗したプローブの交換時には
高精度の補正を実施する必要があり、メンテナンスにも
時間を要し、生産性を低下するといった課題があった。

【０００６】この課題を解決する従来技術としては、特
開平１−４６６６２号公報（従来技術１）や特開平８−
２５０７３８号公報（従来技術２）や特開平９−３３０
９６９号公報（従来技術３）が知られている。これら従
来技術１〜３のいずれにも、基板上に形成された複数の
配線のそれぞれに光導電素子または光電変換素子を設
け、これらの素子を検査用電極に接続して電圧を印加し
ながら、上記素子に順次スポット光を照射して配線の欠
陥を検出する方法が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さらに
は、断線・短絡箇所を修正し良品とする技術が不可欠で
ある。また、配向膜塗布・液晶封入といったモジュール
工程により発生する断線欠陥に対しても、配線の冗長化
技術による歩留まり向上が今後の大型化・高精細化のキ
ー技術となっている。

【０００８】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
液晶表示装置の大型化・高精細化などに伴って、微細
化、高密度化が進むＴＦＴアレイ基板等の配線パターン
において、その配線間隔が狭ピッチ化し、配線数が増加
しても、迅速かつ高精度かつ検査装置のメンテナンスが
容易な検査を可能とすることと冗長化を可能にする電子
回路基板における配線パターン基板を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数本の走査線および信号線からなる配
線パターンを絶縁基板上に形成した電子回路基板におけ
る配線パターン基板において、前記走査線または前記信
号線の配線パターンの両端に設けられた対なる検査用電
極に印加された電圧に基づく暗状態と光照射状態での電
流値の変化に基づいて、その配線パターンの欠陥の検出
を行う光電変換素子を液晶表示領域の外側において前記
走査線または前記信号線に備え、前記所望の配線パター
ンに生じた断線を修復させるための冗長化回路を少なく
とも前記光電変換素子の一部および前記液晶表示領域の
外側における前記走査線と前記信号線との間に形成した
ことを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、上記目的を達成するため
に、前記冗長化回路として、レーザ光を照射することに
より電極間を導通接続して構成することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る電子回路基板におけ
る配線パターン基板およびその製造方法の実施の形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】本発明に係る電子回路基板における配線パ
ターン基板およびその製造方法の実施の形態の第1の実
施例について、図1〜図5を用いて説明する。即ち、第1
の実施例は、図1に示すように、行列型回路基板である
ＴＦＴ液晶表示装置を用いて構成される。まず、本発明
に係る検査用の光電変換素子と、検査用電極と配線の断
線検査方法について説明する。

【００１３】検査用電極１および２は、絶縁基板上に形
成された複数本の走査配線４（Ｄ１〜Ｄｎ）が直接また
は光電変換素子３（Ｐ１〜Ｐｎ）を介して共通に接続さ
れる検査用電極である。そして、液晶表示領域４０の外
側には、検査用の光電変換素子３（Ｐ１〜Ｐｎ）が、走
査配線４（Ｄ１〜Ｄｎ）の各配線に少なくとも１個ずつ
接続されている。

【００１４】この光電変換素子３の構造を図２と図３に
示す。液晶表示領域４０の外側に設けられた検査用の光
電変換素子３は、光電流生成部７と、通常は電圧が印加
される検査用電極２につながった電極８と、電圧が印加
される検査用電極１につながった電極２５とから形成さ
れている。

【００１５】ところで、ＴＦＴ１０は、アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓｉ）や多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ）半導体を活性層として多く採用されており、これら
の半導体は光を照射することで光電流が流れることが一
般に知られている。この性質を利用して、ＴＦＴ液晶表
示領域や周辺回路に使用されているＴＦＴ１０の半導体
層を、光電変換素子３の光電流生成部７として利用して
も良い。この場合には、電極８を走査線４の一部に形成
し、電極２５を信号線５と同一層に形成していることか
ら、電極８は走査線４と、電極２５は信号線５と、光電
流生成部７はＴＦＴ６と同一工程で製造可能である。そ
のため、本発明に係る光電変換素子3等から構成される
配線パターンを形成したとしても、液晶表示装置の工程
数を増加させることはない。

【００１６】光電流生成部７は、図3で示す通り、電極
８と電極２５で挟まれた構造を有しているため、検査時
にはこれらの光電変換素子３部に光が照射されることに
より、光生成キャリアが光電流生成部７に発生し、該光
電流生成部７から電極８、２５を介して光電流として検
出される。これらの電極８、２５は光電流を多く得るた
めに、電極８および電極２５の各々の向かい合う面と光
電流生成部７との接触面積が大きい方が望ましく、例え
ば電極８は、通常の走査線４のＴＦＴ電極１０よりも、
電極８と平行に長く形成されている。また、光電変換素
子３は、必要に応じて走査線４と平行方向に長く形成し
ても良い。また、電極８、および２５の各々は、電極面
積を大きくするために櫛歯状の電極に形成したり、ＩＴ
Ｏ等の透明電極で形成しても良い。更に、光電変換素子
３の表面を絶縁保護膜１１等で覆うことにより、液晶表
示に影響を及ぼさない構造を形成している。

【００１７】次に、本発明に係る電子回路基板の配線検
査方法と装置概要を図３〜図5を用いて説明する。電源
４５と電流計４６を備えた検査用の回路１７からプロー
ブ１８ａを検査用電極１とプローブ１８ｂを検査用電極
２と接触させて、配線検査用の電圧を印加することによ
って、複数の走査線４が共通に接続された検査用電極１
と検査用電極２との間には、図5に示す暗電流１２が流
れることになる。更に、走査線４に備えられた光電変換
素子３上に集光したスポット状、またはライン状の検査
光１４を照射すると、正常な場合、電流計４６により、
光電流１３が検出され、図５に示すような電流値の変化
が得られる。例えば、図４に示すように走査線Ｄ３に断
線部１６が存在する場合、検査光１４を光電変換素子３
の列上を走査線４のＤ１から順に照射すると、断線１６
が発生しているＤ３にて光電流が検出されず、図５に示
すような電流波形が得られる。

【００１８】検査光１４は、例えば、ＴＦＴ基板１９を
載せたステージ１５を移動させることによって、光電変
換素子３の列に沿って相対的に走査される。その結果、
断線等を検出する検出回路４８は、例えばステージ１５
の変位測定装置４７によって測定される検査光１４の走
査位置と、電流計４６により検出される検出信号とに基
づいて断線１６が発生している走査線４Ｄ３を検出す
る。この検査光１４の光源としては、光電変換素子３に
用いられる光電流生成部７の材料により適切な光源を選
択するが、光電流生成部７の材料が例えばａ−Ｓｉであ
れば白色光、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、ＹＡＧレーザ、Ａｒレ
ーザ等の可視領域（例えば、ＹＡＧレーザの第2高調波
（５３７ｎｍ）の光源を利用することができる。従来の
プロービングによる方式では、複数本の検査用プローブ
を検査用電極に接触させるため、プロービングの高い精
度が必要であり、また、プロービングの摩耗による虚報
が問題であった。しかし、本発明の方式では上述したよ
うに、プロービングは２箇所でよく且つ共通電極を表示
装置の端に設ければよいことから、検査電極の大きさを
従来の方式より大きくでき、プロービングが容易にな
り、さらにプローブの先端を極細化する必要もないの
で、プローブ自体の耐久性も向上する。メンテナンスも
１液晶表示装置あたり２本のプローブ交換で良いことか
ら、コストの低減が可能になる。

【００１９】次に、本発明に係る電子回路基板における
配線パターン基板およびその製造方法の実施の形態の第
2の実施例について、図６〜図9を用いて説明する。即
ち、第2の実施例は、図6に示すように行列型回路基板で
あるＴＦＴ液晶表示装置を用いて構成される。第２の実
施例において、第１の実施例と相違する点は、検査用の
光電変換素子３’を走査線４同様に信号線５にも備えた
点である。信号線５のみでは走査線４と信号線５の短絡
の発生箇所の特定が困難であったが、走査線４と信号線
５に光電変換素子３、３’を設けることで、短絡欠陥箇
所の特定も可能となる。例えば、短絡２０が発生した場
合、走査線４の配線を検査するための電極２１、２２に
プロービングし、電源４５ｄから電圧を印加して、検査
光１４を、走査線４の光電変換素子３の列上に走査する
ことで、走査線４の電流検出回路４６ｄからは図７
（ａ）に示すような電流値の変化が得られる。これに対
して検査光１４を、信号線５の光電変換素子３’の行上
に走査することで、走査線４の電流検出回路４６ｄから
は図7（ｂ）に示すような短絡電流が検出される。

【００２０】更に、信号線５の配線を検査するための電
極２３、２４にプロービングし、電源４５ｇから電圧を
印加して、検査光１４を、走査線４の光電変換素子３の
列上に走査することで、信号線５の電流検出回路４６ｇ
からは図８（ａ）に示すような短絡電流が検出される。
これに対して検査光１４を、信号線５の光電変換素子
３’の行上を走査することで、信号線５の電流検出回路
４６ｇからは図８（ｂ）に示すような電流値の変化が得
られる。なお、検査用の回路１７ｄ、１７ｇは、各々、
電源４５ｄ、４５ｇと電流計４６ｄ、４６ｇを備えて構
成される。

【００２１】以上説明したように、検出回路４８は、図
7（ａ）（ｂ）および図8（ａ）（ｂ）に示す電流値の変
化から短絡欠陥２０の位置を特定することができる。こ
の時の検査用電極２１、２３の構造を図９に示す。この
ように走査線の電極２６と信号線の電極２５を絶縁層３
５を挟んだ構造である。走査線４の検査には電極２５
に、信号線５の検査には電極２６にプロービングする。

【００２２】本発明に係る電子回路基板における配線パ
ターン基板およびその製造方法の実施の形態の第3の実
施例について、図１０〜図１３を用いて説明する。図１
０は、行列型回路基板であるＴＦＴ液晶表示装置に用い
た構成例示す。この第３の実施例において、第1及び第2
の実施例と相違する点は、光電変換素子３、３’に冗長
化用電極３１を設け、配線の冗長化が可能な点である。
この構成を図１１に示す。光電変換素子３、３’の電極
３２と電極３３は絶縁膜３５を挟んで重畳している。光
電変換素子３、３’は通常は絶縁状態なので、第1及び
第2の実施例と同様な作用をするが、図１２に示す断線
１６ｂの走査線４に対応した冗長回路３８に対して、図
１３に示すようにＹＡＧレーザの第2高調波等のレーザ
光（パルスレーザ光が良い。）３９を電極３２上に集光
して照射することにより電極３２の部分を溶融させ、更
にその下の電極３３も溶融させて短絡接続させること
で、断線した走査線４と冗長回路３１を介して信号線の
電極２５とを接続することが可能となる。

【００２３】即ち、絶縁保護膜１１を形成して液晶封入
後に発生した断線１６ｂに対して、冗長回路３８、３
６，３７を用いて修正することで、製品の歩留まりを向
上させることが可能となる。

【００２４】なお、検査用電極１、２は１対を例に説明
してきたが、走査線の本数、光電流と暗電流の電流値の
変化量に応じて複数の電極を形成してもよい。この場合
でも、検査用電極を減少することができ、さらにプロー
ブ数を減少できるため、メンテナンスおよびランニング
コストを低減できるという効果がある。

【００２５】また、本発明は液晶表示装置の走査線、信
号線の他にも、例えば補助容量線、共通線などの配線に
も適用可能である。また、上記各実施例においてはＴＦ
Ｔ液晶表示装置を例に説明してきたが、本発明の適用は
これのみには限定されず、この他のプラズマディスプレ
イやＳＴＮ液晶表示装置等にも適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置の大型化
・高精細化などに伴って、微細化、高密度化が進むＴＦ
Ｔアレイ基板の配線パターンにおいて、その配線間隔が
狭ピッチ化し、配線数が増加しても、迅速かつ高精度か
つ検査装置のメンテナンスを容易にすることと、冗長化
を可能にする電子回路基板の配線パターン基板を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光電変換素子を備えた液晶表示装
置の配線パターンの第1の実施例を説明するための図で
ある。

【図２】本発明に係る光電変換素子の構造の一実施例を
説明するための図である。

【図３】本発明に係る光電変換素子の断面形状の一実施
例を示す図3のＡ−Ａ’矢視断面図である。

【図４】本発明に係る光電変換素子を備えた液晶表示装
置の配線パターンの検査方法および装置形態の説明図で
ある。

【図５】本発明に係る断線欠陥の検出例を説明するため
の図である。

【図６】本発明に係る短絡欠陥検出時の光電変換素子を
備えた液晶表示装置の配線パターンの第2の実施例を説
明するための図である。

【図７】短絡欠陥の検出例を説明するための図で、
（ａ）は走査線照射時における短絡欠陥の走査線の検出
例を示し、（ｂ）は信号線照射時における短絡欠陥の走
査線の検出例を示す図である。

【図８】短絡欠陥の検出例を説明するための図で、
（ａ）は走査線照射時における短絡欠陥の信号線の検出
例を示し、（ｂ）は信号線照射時における短絡欠陥の信
号線の検出例を示す図である。

【図９】本発明に係る光電変換素子を備えた液晶表示装
置の配線パターンの電極構造を説明するための図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’矢視断面図
である。

【図１０】本発明に係る光電変換素子に冗長化回路を備
えた液晶表示装置の配線パターンの電極構造の第3の実
施例を説明するための図である。

【図１１】図１０におけるＣ−Ｃ’矢視断面図である。

【図１２】本発明に係る液晶表示装置における光電変換
素子を備えた配線パターンの断線修正を説明するための
図である。

【図１３】本発明に係る液晶表示装置における配線パタ
ーン（走査線）に設けられた光電変換素子の一部に設け
られた冗長回路におけるレーザによる断線修正を説明す
る図１０におけるＣ−Ｃ’矢視断面図である。

【図１４】本発明に係る液晶表示装置における冗長回路
におけるレーザによる断線修正を説明するための図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ’矢視
断面図である。

【符号の説明】

１…検査用電極、２…検査用電極、３、３’…光電変換
素子、４…走査線、５…信号線、６…ＴＦＴ、７…光電
流生成部、８…電極、１０…電極、１１…絶縁保護膜、
１２…暗電流値、１３…光電流値、１４…検査光、１５
…ステージ、１６、１６ｂ…断線部、１７、１７ｄ、１
７ｇ…検査用回路、１８ａ、１８ｂ…プローブ、１９…
ＴＦＴ基板、２０…短絡部、２１…電極、２２…電極、
２３…電極、２４…電極、２５…信号線の電極（信号線
の方向に延びた電極）、２６…走査線の電極（走査線方
向に延びた電極）、３１…冗長化回路、３２…電極、３
３…電極、３５…絶縁膜、３６…電極、３７…電極、３
８…冗長化回路による断線修正、３９…レーザ光。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ｚ５Ｇ４３５Ｈ０１Ｌ 21/82 Ｈ０１Ｌ 21/82 ＲＦターム(参考） 2G014 AA02 AA03 AB21 AB59 AC11 2H088 FA13 FA15 MA20 2H092 JA24 JB22 JB31 JB77 KA04 KA05 MA47 MA57 NA12 NA29 5C094 AA41 AA43 BA03 BA43 CA19 CA24 DB01 EA03 EA04 EA07 EA10 EB02 5F064 AA17 BB40 DD39 DD46 FF02 FF28 FF42 5G435 AA17 EE33 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の走査線および信号線からなる配線
パターンを絶縁基板上に形成した電子回路基板における
配線パターン基板において、前記走査線または前記信号線の配線パターンの両端に設
けられた対なる検査用電極に印加された電圧に基づく暗
状態と光照射状態での電流値の変化に基づいて、その配
線パターンの欠陥の検出を行う光電変換素子を液晶表示
領域の外側において前記走査線または前記信号線に備
え、前記所望の配線パターンに生じた断線を修復させるため
の冗長化回路を少なくとも前記光電変換素子の一部およ
び前記液晶表示領域の外側における前記走査線と前記信
号線との間に形成したことを特徴とする電子回路基板に
おける配線パターン基板。
【請求項２】前記冗長化回路として、レーザ光を照射す
ることにより電極間を導通接続して構成することを特徴
とする請求項１記載の電子回路基板における配線パター
ン基板。