JP2003075794A - アレイ基板の検査方法 - Google Patents

アレイ基板の検査方法

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JP2003075794A JP2001266178A JP2001266178A JP2003075794A JP 2003075794 A JP2003075794 A JP 2003075794A JP 2001266178 A JP2001266178 A JP 2001266178A JP 2001266178 A JP2001266178 A JP 2001266178A JP 2003075794 A JP2003075794 A JP 2003075794A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動回路を内蔵したアレイ基板のアレイテス
トでは、アナログスイッチの特性差の影響を受けるため
に画素の検査を精度良く行うことが難しい。 【解決手段】 信号線1本毎に正負極性を反転させてテ
スト用信号の書き込みと読み出しを行う検査ステップ
を、前記テスト用信号の極性を入れ替えて2回実行し、
得られた各画素の電圧を極性毎に抽出して、検査対象と
なった全画素について同一極性の電圧が配置されるよう
に並べ替え、この並び替えた同一極性の電圧と期待値と
を比較するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、おもにアクティ
ブマトリクス型の液晶表示装置に用いられるアレイ基板
の検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体層としてp−Si(ポリシ
リコン)TFTを用いたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置(以下、p−SiTFT・LCD)は、アレイ
基板上に画素部のほかに駆動回路を内蔵することができ
るため、ノート型PCや携帯型情報端末のディスプレイ
として主流になりつつある。
【0003】p−SiTFT・LCDでは、アレイ基板
上に電極や配線などが形成された段階でアレイテストと
呼ばれる検査が行われている。この検査は、アレイテス
タと呼ばれる検査装置を使用して、画素毎に形成された
補助容量に電圧を印加して充電し、所定時間後に放電さ
せ、この時に生じる電位を測定して、画素の電気的な不
良の有無を判定するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、アレイ基板
上に内蔵される駆動回路のうち、信号線駆動回路に含ま
れるアナログスイッチ(以下、ASW)は、1本の信号
線に極性の異なるビデオ信号を所定期間毎にサンプリン
グする極性反転駆動を行うために、n−chTFTとp
−chTFTとを組み合わせたC−MOS回路が用いら
れている。しかし、このアレイテスタを使用して、信号
線1本毎に正負の極性を反転させた電圧を印加する、い
わゆるVライン反転駆動による電圧印加を行った場合、
異常を示す測定結果が得られたとしても、それがn−c
hASWとp−chASWの特性差の中に埋もれてしま
うことがあり、検査を精度良く行うことは困難であっ
た。とくに、p−SiTFT・LCDのアレイ基板で
は、内蔵の駆動回路を介して検査を行うため、駆動回路
を構成するスイッチ素子や配線の特性バラツキが測定結
果に含まれ、精度良く検査を行うことは難しいという問
題点があった。
【0005】そして、上記アレイテストでは、不良アレ
イ基板のセル工程(次工程)への流入防止や、アレイ工
程へのプロセス改善のためのフィードバックが求められ
ているため、従来の検査方法では、アレイテストの目的
を十分に達成することはできないという問題点があっ
た。
【0006】この発明の目的は、アレイ基板上に形成さ
れたASWの特性差による影響を受けにくくし、画素不
良を精度良く検出できるようにすることで、アレイテス
トの目的を十分に達成することができるようにしたアレ
イ基板の検査方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明は、互いに交差する複数本の信号線
及び複数本の走査線、これら両線の各交差部に配置され
た画素電極、前記画素電極と電気的に接続された補助容
量、前記走査線から供給されたゲート信号により前記信
号線と前記画素電極間を導通させて前記信号線に供給さ
れたビデオ信号を前記画素電極及び補助容量に書き込む
画素スイッチ素子を含み、前記画素電極を表示単位とす
る画素が複数形成された画素部と、隣接する一組の前記
信号線の各々に所定期間毎に互いに極性の異なるビデオ
信号を供給する信号線駆動回路と、前記各走査線に対し
所定周期でゲート信号を供給する走査線駆動回路とを備
えたアレイ基板の検査方法において、前記信号線駆動回
路と走査線駆動回路を通常駆動させ、隣接する一組の前
記信号線の各々に互いに極性の異なるテスト用ビデオ信
号を供給して前記補助容量への書き込みを行い、所定時
間後に放電させ、この時の電圧を測定する検査ステップ
を、前記テスト用ビデオ信号の極性を入れ替えて少なく
とも2回実行し、前記少なくとも2回の検査ステップで
得た各画素の電圧を極性毎に抽出し、検査対象となった
全画素について同一極性の電圧が配置されるように並べ
替え、この並び替えた同一極性の電圧と期待値とを比較
することにより、前記検査対象となった各画素の電気的
な不良の有無を判定することを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、請求項1において、前
記信号線駆動回路の通常駆動では、隣接する一組の前記
信号線の各々に1フレーム毎に正極性又は負極性のテス
ト用ビデオ信号を供給するVライン反転駆動を行い、前
記少なくとも2回の検査ステップで得た各画素の電圧を
極性毎に抽出し、検査対象となった全画素について正極
性又は負極性の電圧が一画面分配置されるように並べ替
え、この並び替えた一画面分の電圧と期待値とを比較す
ることにより、一画面を構成する全画素の電気的な不良
の有無を判定することを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、請求項2において、前
記少なくとも2回の検査ステップで得た各画素の電圧を
極性毎に抽出し、検査対象となった全画素について正極
性の電圧が一画面分配置されるように並べ替えると共
に、検査対象となった全画素について負極性の電圧が一
画面分配置されるように並べ替え、各極性の一画面分の
電圧と各極性毎に設定された期待値とを比較することに
より、一画面を構成する全画素の電気的な不良の有無を
判定することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わるアレイ基
板の検査方法を、p−SiTFT・LCDを構成するア
レイ基板の検査に適用した場合の実施形態について説明
する。
【0011】図1は、本実施形態に係わるアレイ基板と
アレイテスタの回路構成図である。
【0012】アレイ基板10上には、画素部100、走
査線駆動回路110、信号線駆動回路120、入出力端
子130及び131などが形成されている。
【0013】画素部100には、走査線G1,G2,…
Gn(以下、総称G)及び信号線D1,D2,…Dm
(以下、総称D)が互いに交差するように配置されてお
り、これら両線の交差部にはp−SiTFTで構成され
た画素スイッチ素子11が配置されている。この画素ス
イッチ素子11のゲート電極は1水平ライン毎に共通に
走査線G1,G2,…Gnに接続され、またソース電極
は1垂直ライン毎に信号線D1,D2,…Dmに接続さ
れている。さらにドレイン電極は画素電極12に接続さ
れるとともに、この画素電極12と電気的に並列に配置
された補助容量13に接続されている。この補助容量1
3は補助容量線14に接続され、図示しない外部駆動回
路から補助容量電圧が供給される。後述するアレイテス
タ140を使った検査では、補助容量電位として電源電
圧出力部143から一定の電位が入出力端子131を通
じて供給される。
【0014】以下の説明において、画素とは、画素電極
12を表示単位とする矩形領域を指すものとする。ま
た、アレイテストによる画素の電気的な不良の有無と
は、補助容量13の容量分バラツキ、画素スイッチ素子
11のオフリークの有無、各電極の断線の有無などの画
素全体としての不良の有無を指すものとする。
【0015】なお、図1は、液晶パネルとして組み立て
る前のアレイ基板上での構成を示したものであるため、
画素電極12と対向配置される対向電極及びこれら電極
間に充填される液晶層などは図示していない。
【0016】走査線駆動回路110は、シフトレジスタ
111、バッファ112から構成されている。シフトレ
ジスタ111は、図示しない外部駆動回路から入出力端
子130を通じて供給される垂直のスタート信号やクロ
ック信号(以下、垂直/水平を含めてロジック信号とい
う)に基づいて、走査線G1,G2,…Gnに1水平走
査期間毎にゲート信号を出力する。
【0017】後述するアレイテスタ140を使った検査
では、テスト用信号発生部141からシフトレジスタ1
11へロジック信号が供給されるほか、電源電圧出力部
143からは、走査線駆動回路110を駆動するための
電源電圧が供給される。
【0018】信号線駆動回路120は、シフトレジスタ
121、極性選択回路/バッファ122、ビデオバス1
23及びASW1,2,…nで構成されている。シフト
レジスタ121は、図示しない外部駆動回路から入出力
端子130を通じて供給されるロジック信号に基づい
て、極性選択回路/バッファ122の動作タイミングを
制御する。極性選択回路/バッファ122は、シフトレ
ジスタ121により制御され、各ASWに選択信号/非
選択信号を出力する。そして、この選択信号/非選択信
号によりASW1,2,…nがオン/オフ動作すること
で、ビデオバス123に供給されたビデオ信号が信号線
D1,D2,…Dmにサンプリングされる。
【0019】ここで、信号線D1,D2,…Dmにサン
プリングされるビデオ信号は、1フレーム毎に隣接する
一組の信号線(例えば、D1,D2)でそれぞれ極性を
反転させる、いわゆるVライン反転駆動が行われてい
る。このために、ASW1,2,…nは、それぞれp−
chTFT125とn−chTFT126とを組み合わ
せたC−MOS回路で構成されている。また、ビデオバ
ス123は、正極性のビデオ信号と負極性のビデオ信号
が、それぞれ別々の経路で供給されるように配線されて
いる。これにより、例えば奇数フレームでは、信号線D
1に接続するp−chTFT125を介して正極性のビ
デオ信号が信号線D1にサンプリングされ、同時に、隣
接する信号線D2に接続するn−chTFT126を介
して負極性のビデオ信号が信号線D2にサンプリングさ
れる。次に偶数フレームでは、信号線D1に接続するn
−chTFT126を介して負極性のビデオ信号が信号
線D1にサンプリングされ、同時に、隣接する信号線D
2に接続するp−chTFT125を介して正極性のビ
デオ信号が信号線D2にサンプリングされる。この切り
替えは極性選択回路/バッファ122からの選択信号に
よりASW1,2,…nを制御することで実現してい
る。
【0020】ここで、p−chTFT125はLowレ
ベルの選択信号でオン状態となり、Highレベルの非
選択信号でオフ状態となるものとし、またn−chTF
T126はHighレベルの選択信号でオン状態とな
り、Lowレベルの非選択信号でオフ状態となるものと
する。
【0021】後述するアレイテスタ140を使った検査
では、テスト用信号発生部141からシフトレジスタ1
11へロジック信号が供給されるほか、テスト用信号発
生部141からビデオバス123にはテスト用のビデオ
信号が供給される、また、電源電圧出力部143から
は、信号線駆動回路120を駆動するための電源電圧が
供給される。
【0022】アレイテスタ140は、アレイ基板10の
外部回路として用意される回路であり、テスト用信号発
生部141、テスト用信号測定部142、測定結果判定
部143、データメモリ144及び電源電圧出力部14
5により構成されている。このアレイテスタ140から
はロジック信号や電源電圧がアレイ基板10の入出力端
子130を通じて供給される。これにより、走査線駆動
回路110と信号線駆動回路120が通常駆動して、後
述するテスト用のビデオ信号がすべての補助容量13に
書き込まれる。さらに、この状態で所定時間保持させた
後、再び走査線駆動回路110と信号線駆動回路120
を通常駆動させて補助容量13を放電させ、この放電に
より生じた電荷を電圧として測定する。以下、各部の機
能について説明する。
【0023】テスト用信号発生部141は、走査線駆動
回路110と信号線駆動回路120を通常駆動させるた
めのロジック信号と、テスト用のビデオ信号(以下、テ
スト用信号という)を供給する。これらの信号は入出力
端子130を通じてアレイ基板10に入力し、このうち
テスト用信号はビデオバス123に供給される。本実施
形態において、テスト用信号の補助容量13への書き込
みは、各信号線Dに供給するテスト用信号の極性を入れ
替えて2回実行される。
【0024】テスト用信号測定部142は、画素部10
0の補助容量13に書き込まれ、所定時間後に放電され
たテスト用信号の電圧(電圧波形)を測定し、各画素の
電圧を測定結果判定部143に出力する。また、テスト
用信号測定部142では、後述する測定結果判定部14
3での判定結果を図示しない外部回路に転送する。
【0025】測定結果判定部143は、テスト用信号測
定部142で測定された2回分の測定結果について、各
画素の電圧を極性毎に抽出し、検査対象となった全画素
について正極性の電圧が一画面分配置されるように並べ
替えると共に、同じく検査対象となった全画素について
負極性の電圧が一画面分配置されるように並べ替える。
このような極性毎の電圧の並び替えはデータメモリ14
4を使って行う。さらに、正及び負極性の一画面分の各
電圧と各極性毎に設定された期待値(しきい値)とを比
較することにより、一画面を構成する全画素の電気的な
不良の有無を判定する。この判定結果はテスト用信号測
定部142を通じて図示しない外部回路に転送される。
【0026】電源電圧出力部145は、走査線駆動回路
110や信号線駆動回路120に対し、その駆動に必要
な電源電圧を供給するほか、補助容量線14に補助容量
電圧を供給する。これらの電源電圧は入出力端子130
及び131を通じて供給される。また、テスト用信号発
生部141、テスト用信号測定部142及び測定結果判
定部143にも電源電圧を供給している。
【0027】続いて、上記のように構成されたアレイ基
板10の検査方法を図1及び図2を参照しながら説明す
る。なお図2(A)〜(D)は、一画面分に相当する各
画素の極性を示す説明図である。
【0028】まず、電源電圧出力部145から走査線駆
動回路110や信号線駆動回路120などに必要な電源
電圧を供給する。また、テスト用信号発生部141から
ビデオバス123にテスト用信号を供給するとともに、
走査線駆動回路110や信号線駆動回路120にロジッ
ク信号を供給することにより、走査線駆動回路110と
信号線駆動回路120を通常駆動する。
【0029】走査線駆動回路110から走査線G1,G
2,…Gnの順にゲート信号が出力されると、各1水平
ライン上の画素スイッチ素子11が1水平走査期間だけ
オン状態となる。この間に極性選択回路/バッファ12
2からは選択信号が出力され、ASW1,2,…nは順
にオン状態となる。この結果、ビデオバス123に供給
されたテスト用信号は、ASW1,2,…nを通じて信
号線D1,D2,…Dmに順にサンプリングされる。そ
して、信号線D1,D2,…Dmにサンプリングされた
テスト用信号は、オン状態となった画素スイッチ素子1
1を介して補助容量13に書き込まれる。極性選択回路
/バッファ122から出力された選択信号が所定時間後
に非選択信号にシフトし、ASW1,2,…nがオフ状
態になると、信号線D1,D2,…Dmとビデオバス1
23の間は非導通状態となる。
【0030】次に、1フレーム期間が経過した時点で、
走査線駆動回路110から走査線G1,G2,…Gnの
順にゲート信号が出力されると、各1水平ライン上の画
素スイッチ素子11が再びオン状態となる。この間に極
性選択回路/バッファ122からは選択信号が出力さ
れ、ASW1,2,…nは順にオン状態となる。この結
果、各1水平ライン上の補助容量13に充電されていた
テスト用信号が放電され、この放電により生じた電荷が
信号線D1,D2,…Dm、ASW1,2,…n及びビ
デオバス123を通じて読み出され、テスト用信号測定
部142に入力される。テスト用信号測定部142で
は、読み出された電荷を電圧(値)として測定し、これ
を測定結果判定部143に受け渡す。測定結果判定部1
43では、第1回目の書き込みによる一画面分の測定結
果をデータメモリ144の所定エリアに保持する。
【0031】第1回目の書き込みでは、図2(A)に示
すように、奇数番目の列にある画素には正極性のテスト
用信号が書き込まれ、偶数番目の列にある画素には負極
性のテスト用信号が書き込まれる。
【0032】続いて、上記第1回目と同様の手順で第2
回目の書き込みおよび読み出しを行う。この第2回目の
書き込みでは、図2(B)に示すように、奇数番目の列
にある画素には負極性のテスト用信号が書き込まれ、偶
数番目の列にある画素には正極性のテスト用信号が書き
込まれる。テスト用信号測定部142では、読み出され
た電荷を電圧(値)として測定し、これを測定結果判定
部143に受け渡す。測定結果判定部143では、第2
回目の書き込みによる一画面分の測定結果をデータメモ
リ144の所定エリアに保持する。
【0033】次に、測定結果判定部143では、データ
メモリ144の所定エリアにそれぞれ保持されている2
回分の測定結果について、各画素の電圧を極性毎に抽出
し、図2(C)に示す用に、検査対象となった全画素に
ついて正極性の電圧が一画面分配置されるように並べ替
えると共に、図2(D)に示すように、検査対象となっ
た全画素について負極性の電圧が一画面分配置されるよ
うに並べ替えを行う。そして、正及び負極性の一画面分
の各電圧と期待値とをそれぞれ比較して、2つの値の差
が許容範囲内に収まっているときはその画素の電気的な
不良は無し(正常)と判定し、そうでないときは不良
(異常)と判定する。なお、この判定に際しては、期待
値だけではなく、他の画素との相対的な評価を加えるよ
うにしても良い。
【0034】上記実施形態の検査方法によれば、画素の
電気的な不良の有無を判定する電圧を一画面の全画素で
同一極性としたので、測定結果がn−chASWとp−
chASWの特性差に影響されることがなくなり、検査
を精度良く行うことができる。例えば、走査線の途中か
ら断線が生じる、いわゆる横オープンと呼ばれる欠陥で
は、図2(A)や図2(B)のように一画面で正極性と
負極性の電圧が混在している場合には、測定結果がAS
Wの特性差に埋もれてしまうために、欠陥が見つけにく
いが、本実施形態の図2(C)や図2(D)ように一画
面の全画素で同一極性とした場合は、測定結果がASW
の特性差に影響されることがなく、画素相互の比較が容
易なものとなるため、欠陥の有無を精度良く見つけだす
ことができる。
【0035】本実施形態に係わる検査方法によれば、不
良アレイ基板のセル工程(次工程)への流入を防止し、
またアレイ工程へのプロセス改善のためのフィードバッ
クを行うことができるため、歩留まりを大幅に向上させ
ることができる。さらに液晶パネルとして完成させるた
めの工程や部品の無駄を避け、製造コストを抑えること
ができる。したがって、アレイテストの目的を十分に達
成することができる。
【0036】上記実施形態では、検査対象となった全画
素について同一極性の電圧が一画面分配置されるように
並べ替えた例について示したが、検査対象は1水平ライ
ン上の画素でもよいし、特定領域内(例えば上下又は左
右に分割した一方の領域)の画素であってもよい。
【0037】また、上記実施形態では、正極性及び負極
性の一画面分の各電圧と期待値とをそれぞれ比較するよ
うにしているが、正極性又は負極性のいずれか一方の一
画面分の各電圧と期待値とを比較することにより、画素
の電気的な不良の有無を判定するようにしてもよい。
【0038】なお、図1に示した信号線駆動回路120
におけるビデオバス123やASW124の配線構造、
回路構成も、その駆動方法により種々に異なる。本発明
は、ASWを有する信号線駆動回路一般に適用可能であ
り、本実施形態の構成は、その一例を示したものにすぎ
ない。例えば、信号線駆動回路120(及び走査線駆動
回路110)は図示しない外部駆動回路側に配置されて
いてもよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
アレイ基板の検査方法によれば、アレイ基板上に形成さ
れたASWの特性差による影響を減らして、画素不良を
精度良く検出することができるため、アレイテストの目
的を十分に達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係わるアレイ基板とアレイテスタの
回路構成図。
【図2】(A)〜(D)は一画面分に相当する各画素の
極性を示す説明図。
【符号の説明】
10…アレイ基板、11…画素スイッチ素子、12…画
素電極、13…補助容量、14…補助容量線、100…
画素部、110…走査線駆動回路、120…信号線駆動
回路、123…ビデオバス、125…n−chTFT、
126…p−chTFT、130(131)…入出力端
子、140…アレイテスタ、141…テスト用信号発生
部、142…テスト用信号測定部、143…測定結果判
定部、144…データメモリ、145…電源電圧出力部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに交差する複数本の信号線及び複数
    本の走査線、これら両線の各交差部に配置された画素電
    極、前記画素電極と電気的に接続された補助容量、前記
    走査線から供給されたゲート信号により前記信号線と前
    記画素電極間を導通させて前記信号線に供給されたビデ
    オ信号を前記画素電極及び補助容量に書き込む画素スイ
    ッチ素子を含み、前記画素電極を表示単位とする画素が
    複数形成された画素部と、隣接する一組の前記信号線の
    各々に所定期間毎に互いに極性の異なるビデオ信号を供
    給する信号線駆動回路と、前記各走査線に対し所定周期
    でゲート信号を供給する走査線駆動回路とを備えたアレ
    イ基板の検査方法において、 前記信号線駆動回路と走査線駆動回路を通常駆動させ、
    隣接する一組の前記信号線の各々に互いに極性の異なる
    テスト用ビデオ信号を供給して前記補助容量への書き込
    みを行い、所定時間後に放電させ、この時の電圧を測定
    する検査ステップを、前記テスト用ビデオ信号の極性を
    入れ替えて少なくとも2回実行し、 前記少なくとも2回の検査ステップで得た各画素の電圧
    を極性毎に抽出し、検査対象となった全画素について同
    一極性の電圧が配置されるように並べ替え、この並び替
    えた同一極性の電圧と期待値とを比較することにより、
    前記検査対象となった各画素の電気的な不良の有無を判
    定することを特徴とするアレイ基板の検査方法。
  2. 【請求項2】 前記信号線駆動回路の通常駆動では、隣
    接する一組の前記信号線の各々に1フレーム毎に正極性
    又は負極性のテスト用ビデオ信号を供給するVライン反
    転駆動を行い、 前記少なくとも2回の検査ステップで得た各画素の電圧
    を極性毎に抽出し、検査対象となった全画素について正
    極性又は負極性の電圧が一画面分配置されるように並べ
    替え、この並び替えた一画面分の電圧と期待値とを比較
    することにより、一画面を構成する全画素の電気的な不
    良の有無を判定することを特徴とする請求項1に記載の
    アレイ基板の検査方法。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも2回の検査ステップで得
    た各画素の電圧を極性毎に抽出し、検査対象となった全
    画素について正極性の電圧が一画面分配置されるように
    並べ替えると共に、検査対象となった全画素について負
    極性の電圧が一画面分配置されるように並べ替え、各極
    性の一画面分の電圧と各極性毎に設定された期待値とを
    比較することにより、一画面を構成する全画素の電気的
    な不良の有無を判定することを特徴とする請求項2に記
    載のアレイ基板の検査方法。
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