JP2005091644A - Manufacturing method and inspection method for electrooptic device - Google Patents
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Description
本発明は、積層構造を有する液晶基板等に好適な電気光学装置の製造方法及び検査方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and an inspection method of an electro-optical device suitable for a liquid crystal substrate having a laminated structure.
一般に電気光学装置、例えば、電気光学物質に液晶を用いて所定の表示を行う液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持された構成となっている。このうち、TFT駆動、TFD駆動等によるアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置等の電気光学装置においては、縦横に夫々配列された多数の走査線(ゲート線)及びデータ線(ソース線)の各交点に対応して、画素電極及びスイッチング素子を基板(アクティブマトリクス基板)上に設けて構成される。 In general, an electro-optical device, for example, a liquid crystal device that performs predetermined display using liquid crystal as an electro-optical material has a configuration in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates. Among these, in an electro-optical device such as an active matrix driving type liquid crystal device by TFT driving, TFD driving, etc., at each intersection of a large number of scanning lines (gate lines) and data lines (source lines) arranged vertically and horizontally. Correspondingly, a pixel electrode and a switching element are provided on a substrate (active matrix substrate).
TFT素子等のスイッチング素子は、ゲート線に供給されるオン信号によってオンとなり、ソース線を介して供給される画像信号を画素電極(透明電極(ITO))に書込む。これにより、画素電極と対向電極相互間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。こうして、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させて画像表示を行う。なお、このような画像信号の供給は、画素電極毎に極めて短時間しか行われないので、画像信号の電圧をオン状態とされた時間よりも遥かに長時間に亘って保持するために、各画素電極には蓄積容量が付加されるのが一般的である。 A switching element such as a TFT element is turned on by an on signal supplied to the gate line, and an image signal supplied via the source line is written to the pixel electrode (transparent electrode (ITO)). Thereby, a voltage based on the image signal is applied to the liquid crystal layer between the pixel electrode and the counter electrode to change the arrangement of the liquid crystal molecules. In this way, the transmittance of the pixel is changed, and light passing through the pixel electrode and the liquid crystal layer is changed according to the image signal to perform image display. In addition, since the supply of such an image signal is performed only for a very short time for each pixel electrode, in order to hold the voltage of the image signal for a much longer time than the time when the image signal is turned on, A storage capacitor is generally added to the pixel electrode.
TFT素子等のスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板は、ガラス又は石英基板上に、所定のパターンを有する半導体薄膜、絶縁性薄膜(層間絶縁膜)又は導電性薄膜を積層することによって構成される。即ち、各種膜の成膜工程とフォトリソグラフィ工程の繰返しによって、TFT基板等は形成されている。 An active matrix substrate having a switching element such as a TFT element is formed by laminating a semiconductor thin film, an insulating thin film (interlayer insulating film) or a conductive thin film having a predetermined pattern on a glass or quartz substrate. That is, a TFT substrate and the like are formed by repeating a film forming process of various films and a photolithography process.
例えば、TFT素子を構成する半導体層とその上下の成膜層との間にも層間絶縁膜が形成される。半導体層中のソース領域及びドレイン領域と上下の層とは、層間絶縁膜に開孔されたコンタクトホールを介して電気的に接続される。 For example, an interlayer insulating film is also formed between the semiconductor layer constituting the TFT element and the upper and lower deposited layers. The source and drain regions in the semiconductor layer and the upper and lower layers are electrically connected through contact holes opened in the interlayer insulating film.
例えば、蓄積容量として、十分な容量を得るためにTFT素子と画素電極との間に容量層を構成した場合においては、素子レイアウト上、半導体層中のドレイン領域が容量層を経由して画素電極に接続されることもある。この場合には、ドレイン領域と画素電極とは、ドレイン領域と容量層との間のコンタクトホール及び容量層と画素電極との間のコンタクトホールの2つのコンタクトホールを介して接続されることになる。
ところで、成膜工程及びフォトリソグラフィ工程の繰返しによって製造されたTFT基板の画素欠陥等を検出するために、マザーガラス基板状態のアクティブマトリクス基板に対して電気特性検査が実施される。この場合において、ソース領域及び蓄積容量については、これらに接続されるパッド(PAD)を基板上に形成することで、PADを介してこれらの領域に電気特性検査のためのプローブを接続可能である。 By the way, in order to detect a pixel defect or the like of the TFT substrate manufactured by repeating the film forming process and the photolithography process, an electrical property inspection is performed on the active matrix substrate in a mother glass substrate state. In this case, with respect to the source region and the storage capacitor, by forming pads (PAD) connected to these on the substrate, it is possible to connect a probe for electrical property inspection to these regions via the PAD. .
ところが、画素電極は極めて小さいことから、各画素電極にプローブを接続した電気特性検査の実施は不可能である。そこで、画素電極(ITO)相互間の短絡検査は、隣接する画素同士のソース領域に対してプローブを電気的に接続することで行う。 However, since the pixel electrode is extremely small, it is impossible to perform an electrical characteristic inspection in which a probe is connected to each pixel electrode. Therefore, the short-circuit inspection between the pixel electrodes (ITO) is performed by electrically connecting the probe to the source region of adjacent pixels.
即ち、所定の画素とこれに隣接する画素の画素電極の短絡を検査する場合には、これらの画素のゲートにオン電圧を印加し、所定の画素のソース領域から流した電流が隣接する画素のソース領域に流れ込むか否かによって、画素間の短絡を検出するのである。隣接する画素のソース領域に電流が流れなければ、画素電極同士は短絡しておらず、良品と判定する。 That is, when inspecting a short circuit between a predetermined pixel and a pixel electrode of an adjacent pixel, an ON voltage is applied to the gates of these pixels, and a current flowing from the source region of the predetermined pixel is applied to the adjacent pixels. A short circuit between pixels is detected depending on whether or not it flows into the source region. If no current flows in the source region of the adjacent pixel, the pixel electrodes are not short-circuited and are determined to be non-defective.
例えば、このような画素欠陥の検出方法としては、特許文献1に記載のものがある。 For example, as a method for detecting such a pixel defect, there is one disclosed in Patent Document 1.
しかしながら、ドレインと画素電極との間のコンタクトに不良が生じている場合にも、隣接する画素のソース領域には電流が流れない。従って、この場合には、画素電極の短絡を検出することはできず、例え画素電極が短絡していたとしても、この検査によって良品と判定されることがある。 However, even when a defect occurs in the contact between the drain and the pixel electrode, no current flows in the source region of the adjacent pixel. Therefore, in this case, a short circuit of the pixel electrode cannot be detected, and even if the pixel electrode is short-circuited, it may be determined as a non-defective product by this inspection.
このため、実際には、画素電極の短絡等の不具合は、TFT基板と対向基板を貼り合わせ、液晶を封入した状態で通電を行って、目視観察によって検査を行う。直接画素電極にプローブを接続することができないことから、各画素電極を電気的な検査によって調べることはできず、液晶を介することで検査を行うのである。 For this reason, in reality, a defect such as a short circuit of the pixel electrode is inspected by visual observation after applying electricity in a state where the TFT substrate and the counter substrate are bonded together and liquid crystal is sealed. Since the probe cannot be directly connected to the pixel electrode, each pixel electrode cannot be inspected by electrical inspection, but is inspected through liquid crystal.
このような目視検査は、極めて多大な時間及び労力を必要としてしまう。特に、近年、1枚のマザーガラス基板上に多数のTFT基板を形成するようになっており、目視検査では検査効率が著しく低いという問題点があった。 Such visual inspection requires a great deal of time and effort. In particular, in recent years, a large number of TFT substrates have been formed on a single mother glass substrate, and the visual inspection has a problem that inspection efficiency is extremely low.
ところで、ITOをパターニングして画素電極を形成する場合に、フォトリソグラフィ及びエッチング工程においてITOが剥がれて再付着し、画素電極の短絡が生じることがある。このような剥がれたITOの再付着による短絡を防止するために、画素電極形成のための同一のパターニングを2回繰り返すW(ダブル)ITO法が採用されることがある。 By the way, when the pixel electrode is formed by patterning ITO, the ITO may be peeled off and reattached in a photolithography and etching process, thereby causing a short circuit of the pixel electrode. In order to prevent such a short circuit due to the redeposition of ITO, the W (double) ITO method in which the same patterning for pixel electrode formation is repeated twice may be employed.
ところが、WITOでは、1回目と2回目のパターニング時のマスクの合わせずれによってITOの端部が欠落することがあり、微細化を考慮した場合、量産化が困難であるという欠点があった。 However, in the case of WITO, the edge of the ITO may be lost due to misalignment of the mask during the first and second patterning, and there is a drawback that mass production is difficult when miniaturization is considered.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、基板状態での電気的な検査によって、各画素の不良を検出することにより、検査効率を著しく向上させることができると共に、マスクの合わせずれを生じることなく2回のパターニングによって確実に画素電極の短絡を防止することができる電気光学装置の製造方法及び検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and by detecting a defect of each pixel by an electrical inspection in a substrate state, the inspection efficiency can be remarkably improved and mask alignment is performed. An object of the present invention is to provide an electro-optical device manufacturing method and an inspection method capable of reliably preventing a short circuit of a pixel electrode by performing patterning twice without causing a shift.
本発明に係る電気光学装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板上の全面に画素電極材料の膜を形成する成膜工程と、前記画素電極材料の膜をパターニングして画素領域内の複数の画素に跨った電極材料膜を形成する第1のパターニング工程と、前記電極材料膜を各画素毎にパターニングして画素電極を形成する第2のパターニング工程とを具備したことを特徴とする。 The electro-optical device manufacturing method according to the present invention includes a film forming step of forming a film of a pixel electrode material on an entire surface of an active matrix substrate, and patterning the film of the pixel electrode material to form a plurality of pixels in a pixel region. A first patterning step of forming an electrode material film straddling and a second patterning step of patterning the electrode material film for each pixel to form a pixel electrode are provided.
このような構成によれば、成膜工程において、画素電極材料の膜がアクティブマトリクス基板上の全面に形成される。次に、第1のパターニング工程において画素電極材料の膜をパターニングして画素領域内の複数の画素に跨った電極材料膜を形成し、更に、第2のパターニング工程によって、電極材料膜を各画素毎にパターニングして画素電極を形成する。画素電極を2回のパターニング工程によってパターニングして得ており、画素電極材料の膜剥がれ後の再付着による短絡を防止することができる。また、2回のパターニングにおけるパターン形状が異なることから、マスクの合わせずれが生じることはなく、微細化した場合でも量産性に優れている。1回目のパターニング後の画素材料の基板端面などからの剥れが再付着しても1回目のパターニングを本来の画素の大きさよりも大きくすることで合わせズレの問題や再付着の防止と成り得る。しかも、第1のパターニング工程では複数の画素に跨った電極材料膜が形成されるので、例えば、この電極材料膜に検査用のプローブを電気的に接続することが可能となり、第1のパターニング工程後に電極材料膜を利用した電気特性検査を実施することができる。 According to such a configuration, the film of the pixel electrode material is formed on the entire surface of the active matrix substrate in the film forming process. Next, in the first patterning step, the pixel electrode material film is patterned to form an electrode material film straddling a plurality of pixels in the pixel region. Further, in the second patterning step, the electrode material film is applied to each pixel. A pixel electrode is formed by patterning every time. The pixel electrode is obtained by patterning through two patterning steps, and a short circuit due to redeposition after the pixel electrode material is peeled off can be prevented. Further, since the pattern shapes in the two patterning processes are different, there is no mask misalignment, and the mass productivity is excellent even when the pattern is miniaturized. Even if the peeling of the pixel material from the substrate end face after the first patterning is reattached, the first patterning can be made larger than the original pixel size to prevent misalignment and prevent reattachment. . In addition, since the electrode material film straddling a plurality of pixels is formed in the first patterning step, for example, an inspection probe can be electrically connected to the electrode material film. An electrical property inspection using the electrode material film can be performed later.
また、前記成膜工程並びに第1及び第2のパターニング工程は、アクティブマトリクス基板が複数形成されたアレイ基板に対して実施されることを特徴とする。 Further, the film forming step and the first and second patterning steps are performed on an array substrate on which a plurality of active matrix substrates are formed.
このような構成によれば、同時に複数個のアクティブマトリクス基板を製造することができる。 According to such a configuration, a plurality of active matrix substrates can be manufactured simultaneously.
また、前記第1のパターニング工程は、前記アレイ基板上の前記アクティブマトリクス基板形成領域内で前記画素領域を含む領域毎に前記画素電極材料の膜をパターニングすることを特徴とする。 The first patterning step is characterized in that a film of the pixel electrode material is patterned for each region including the pixel region in the active matrix substrate forming region on the array substrate.
このような構成によれば、第1のパターニング工程後には、1つのアクティブマトリクス基板に対して画素領域を含む領域に1つの電極材料膜が形成されることになり、例えば、各画素上の電極材料膜に検査用のプローブを電気的に接続することで、各画素の電気特性検査を実施することができる。 According to such a configuration, after the first patterning step, one electrode material film is formed in a region including the pixel region with respect to one active matrix substrate. For example, an electrode on each pixel is formed. By electrically connecting a probe for inspection to the material film, it is possible to inspect electric characteristics of each pixel.
また、前記成膜工程は、前記画素電極材料の膜の下層に形成された絶縁膜に形成されるコンタクトホールに前記画素電極材料を充填することを特徴とする。 In the film forming step, the pixel electrode material is filled in a contact hole formed in an insulating film formed in a lower layer of the pixel electrode material film.
このような構成によれば、第1のパターニング工程後には、1つの電極材料膜と複数のコンタクトホールに充填された画素電極材料とが電気的に接続されることになり、例えば、電気材料膜に検査用のプローブを電気的に接続することで、各画素のコンタクトホールの電気特性検査を実施することが可能となる。 According to such a configuration, after the first patterning step, one electrode material film and the pixel electrode material filled in the plurality of contact holes are electrically connected. For example, the electric material film By electrically connecting an inspection probe to the contact hole, it is possible to perform an electrical characteristic inspection of the contact hole of each pixel.
また、前記第1のパターニング工程の後に、前記電極材料膜に接続される端子を形成する工程を更に具備したことを特徴とする。 The method further includes the step of forming a terminal connected to the electrode material film after the first patterning step.
このような構成によれば、例えば、端子に検査用のプローブを電気的に接続することで、電極材料膜と検査用のプローブとの電気的な接続が可能となる。 According to such a configuration, for example, by electrically connecting the inspection probe to the terminal, the electrode material film and the inspection probe can be electrically connected.
また、前記第1のパターニング工程において、前記電極材料膜と前記電極材料膜に接続される端子とを同時に形成することを特徴とする。 In the first patterning step, the electrode material film and a terminal connected to the electrode material film are formed at the same time.
このような構成によれば、工程数の増加を抑制することができる。 According to such a configuration, an increase in the number of steps can be suppressed.
本発明に係る電気光学装置の検査方法は、アクティブマトリクス基板上において、電極材料膜が各画素毎にパターニングされて画素電極が形成される前に、画素領域内の複数の画素に跨って形成された前記電極材料膜を利用して各画素毎の電気特性を検査する第1の電気特性検査工程を具備したことを特徴とする。 The electro-optical device inspection method according to the present invention is formed over a plurality of pixels in a pixel region before an electrode material film is patterned for each pixel and a pixel electrode is formed on an active matrix substrate. In addition, a first electrical characteristic inspection step of inspecting electrical characteristics of each pixel using the electrode material film is provided.
このような構成によれば、第1の電気特性検査工程では、画素領域内の複数の画素に跨ってアクティブマトリクス基板上に形成された電極材料膜を利用して各画素毎の電気特性を検査する。第1の電気特性検査工程によって、例えば、電極材料膜に検査用のプローブを電気的に接続することで、アクティブマトリクス基板完成時に画素電極に接続される部材についての電気特性を検査することができる。 According to such a configuration, in the first electrical characteristic inspection step, the electrical characteristics of each pixel are inspected using the electrode material film formed on the active matrix substrate across a plurality of pixels in the pixel region. To do. In the first electrical property inspection step, for example, by electrically connecting an inspection probe to the electrode material film, the electrical property of the member connected to the pixel electrode when the active matrix substrate is completed can be inspected. .
また、本発明に係る電気光学装置の検査方法は、画素領域内の複数の画素に跨ってアクティブマトリクス基板上に形成された電極材料膜を利用して各画素毎の電気特性を検査する第1の電気特性検査工程と、前記電極材料膜が各画素毎にパターニングされて画素電極が形成された状態で各画素の電気特性を検査する第2の電気特性検査工程とを具備したことを特徴とする。 Also, the inspection method for the electro-optical device according to the present invention is a first method for inspecting the electrical characteristics of each pixel using an electrode material film formed on the active matrix substrate across a plurality of pixels in the pixel region. And a second electrical property inspection step for inspecting the electrical property of each pixel in a state in which the electrode material film is patterned for each pixel to form a pixel electrode. To do.
このような構成によれば、第1の電気特性検査工程では、画素領域内の複数の画素に跨ってアクティブマトリクス基板上に形成された電極材料膜を利用して各画素毎の電気特性を検査する。第1の電気特性検査工程によって、例えば、電極材料膜に検査用のプローブを電気的に接続することで、アクティブマトリクス基板完成時に画素電極に接続される部材についての電気特性を検査することができる。第2の電気特性検査工程では、電極材料膜が各画素毎にパターニングされて画素電極が形成された状態で各画素の電気特性が検査される。第1の電気特性検査工程において、画素電極に接続される部材についての電気特性が検査可能であるので、第1の電気特性検査工程の検査結果と併せることで、画素電極の短絡を検査することができる。 According to such a configuration, in the first electrical characteristic inspection step, the electrical characteristics of each pixel are inspected using the electrode material film formed on the active matrix substrate across a plurality of pixels in the pixel region. To do. In the first electrical property inspection step, for example, by electrically connecting an inspection probe to the electrode material film, the electrical property of the member connected to the pixel electrode when the active matrix substrate is completed can be inspected. . In the second electrical property inspection step, the electrical property of each pixel is inspected in a state where the electrode material film is patterned for each pixel and the pixel electrode is formed. In the first electrical characteristic inspection step, the electrical characteristics of the member connected to the pixel electrode can be inspected, so that the short circuit of the pixel electrode is inspected by combining with the inspection result of the first electrical characteristic inspection step. Can do.
また、前記アクティブマトリクス基板は、前記画素電極を駆動するスイッチング素子及び前記画素電極と前記スイッチング素子とを電気的に接続するためのコンタクトホールを有し、前記第1の電気特性検査工程は、前記コンタクトホール及びスイッチング素子の導通を検査するものであることを特徴とする。 The active matrix substrate includes a switching element for driving the pixel electrode, and a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the switching element, and the first electrical characteristic inspection step includes the step of It is characterized in that the contact hole and the switching element are inspected for continuity.
このような構成によれば、第1の電気特性検査工程において、例えば、検査用のプローブを電極材料膜に電気的に接続して、電極材料膜からコンタクトホールに電流を流し、スイッチング素子の端子電流を検出することで、コンタクトホール及びスイッチング素子の導通を検査することができる。 According to such a configuration, in the first electrical characteristic inspection step, for example, the inspection probe is electrically connected to the electrode material film, and a current is passed from the electrode material film to the contact hole, so that the terminal of the switching element By detecting the current, the continuity of the contact hole and the switching element can be inspected.
また、前記アクティブマトリクス基板は、前記画素電極を駆動するスイッチング素子及び前記画素電極と前記スイッチング素子とを電気的に接続するためのコンタクトホールを有し、前記第1の電気特性検査工程は、前記スイッチング素子のリークを検査するものであることを特徴とする。 The active matrix substrate includes a switching element for driving the pixel electrode, and a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the switching element, and the first electrical characteristic inspection step includes the step of It is characterized by inspecting leakage of the switching element.
このような構成によれば、例えば、検査用のプローブを電極材料膜に電気的に接続して、電極材料膜に電圧を印加すると共に、スイッチング素子をオフにすることで、スイッチング素子のリークを検査することができる。 According to such a configuration, for example, by electrically connecting an inspection probe to the electrode material film, applying a voltage to the electrode material film, and turning off the switching element, the leakage of the switching element is reduced. Can be inspected.
また、前記アクティブマトリクス基板は、前記画素電極を駆動するスイッチング素子及び前記画素電極と前記スイッチング素子とを電気的に接続するためのコンタクトホール並びに前記スイッチング素子に接続された蓄積容量を有し、前記第1の電気特性検査工程は、前記スイッチング素子と前記蓄積容量との間の短絡を検査するものであることを特徴とする。 The active matrix substrate includes a switching element for driving the pixel electrode, a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the switching element, and a storage capacitor connected to the switching element, The first electrical characteristic inspection step is to inspect a short circuit between the switching element and the storage capacitor.
このような構成によれば、例えば、検査用のプローブを電極材料膜に電気的に接続して、電極材料膜に電圧を印加すると共に、スイッチング素子のオフ電圧を変化させる事で、スイッチング素子・蓄積容量間の微小リークを検査することができる。 According to such a configuration, for example, by electrically connecting the inspection probe to the electrode material film, applying a voltage to the electrode material film, and changing the off-voltage of the switching element, A minute leak between the storage capacitors can be inspected.
また、前記第2の電気特性検査工程は、前記スイッチング素子の導通を検査するものであることを特徴とする。 Further, the second electrical characteristic inspection step is to inspect the conduction of the switching element.
このような構成によれば、第2の電気特性検査工程によって、スイッチング素子の導通を検査することができる。第1の電気特性検査工程によってスイッチング素子及びコンタクトホールが非導通であることが確認されている場合において、非導通の部位が一方であるときには、それがスイッチング素子であるかコンタクトホールであるかを検出することができる。 According to such a configuration, the continuity of the switching element can be inspected by the second electrical characteristic inspection step. In the case where the switching element and the contact hole are confirmed to be non-conducting by the first electrical characteristic inspection step, if one of the non-conducting portions is one, it is determined whether it is a switching element or a contact hole. Can be detected.
また、前記第2の電気特性検査工程は、前記画素電極同士の短絡を検査するものであることを特徴とする。 The second electrical characteristic inspection step is to inspect a short circuit between the pixel electrodes.
このような構成によれば、第2の電気特性検査工程によって、例えば、隣接する画素のスイッチング素子をオンにして、一方の画素のスイッチング素子から流した電流が他方の画素のスイッチング素子から検出されるか否かを検査することができる。この場合において、第1の電気特性検査工程によってスイッチング素子及びコンタクトホールが導通していることが確認されているときには、第2の電気特性検査工程の検査結果は、隣接する画素電極同士が短絡しているか否かを示すものとなる。これにより、アクティブマトリクス基板に対する電気的な検査によって、画素電極の欠陥を検出することができる。 According to such a configuration, in the second electrical characteristic inspection step, for example, the switching element of the adjacent pixel is turned on, and the current flowing from the switching element of one pixel is detected from the switching element of the other pixel. It can be checked whether or not. In this case, when it is confirmed that the switching element and the contact hole are conducted by the first electrical characteristic inspection process, the inspection result of the second electrical characteristic inspection process is that the adjacent pixel electrodes are short-circuited. It will be shown whether or not. Thereby, a defect of the pixel electrode can be detected by electrical inspection on the active matrix substrate.
また、本発明の電気光学装置の検査方法は、前記第1の電気特性検査工程は、前記アクティブマトリクス基板を加熱して行うことを特徴とする。 In the electro-optical device inspection method of the present invention, the first electrical characteristic inspection step is performed by heating the active matrix substrate.
上記の構成により、特に、ソース、ドレイン間のTrに関わる微小リーク電流を検出する場合、プローブするステージに温度を25℃〜150℃くらいまで掛けて電気特性をみる事を特徴とし、微小電流を増幅して不良画素のリーク電流を検出し易くする。 With the above configuration, in particular, when detecting a minute leakage current related to Tr between the source and drain, it is characterized in that the electrical characteristics are observed by applying a temperature of about 25 ° C. to 150 ° C. to the stage to be probed. Amplification makes it easy to detect a leak current of a defective pixel.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態は電気光学装置としてTFT基板を用いた液晶装置の製造方法に適用したものである。図2は本実施の形態によって製造された液晶装置をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図である。図3はアクティブマトリクス基板であるTFT基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図2のH−H'線の位置で切断して示す断面図である。図4は本実施の形態によって製造された液晶装置の画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図5は図1乃至図4の液晶装置の画素構造を詳細に示す断面図である。図6は本実施の形態における画素電極の製造時に使用するレジストマスクを説明するための説明図である。図7は全面に形成したITOを用いた電気光学装置の検査方法を説明するための説明図である。図8乃至図10は図7の検査方法を具体的に示すフローチャートである。図11は電気光学装置であるアクティブマトリクス基板完成後の検査方法を説明するための説明図である。図12及び図13は図11の検査方法を具体的に示すフローチャートである。なお、上記各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing a method for manufacturing an electro-optical device according to an embodiment of the present invention. The present embodiment is applied to a manufacturing method of a liquid crystal device using a TFT substrate as an electro-optical device. FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal device manufactured according to the present embodiment as viewed from the counter substrate side together with the components formed thereon. FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal device after the assembly process in which the TFT substrate, which is an active matrix substrate, and the counter substrate are bonded together to enclose the liquid crystal is completed, cut along the line HH ′ in FIG. . FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of various elements and wirings in a plurality of pixels constituting the pixel region of the liquid crystal device manufactured according to the present embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing in detail the pixel structure of the liquid crystal device of FIGS. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a resist mask used in manufacturing the pixel electrode in the present embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an inspection method for an electro-optical device using ITO formed on the entire surface. 8 to 10 are flowcharts specifically showing the inspection method of FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an inspection method after completion of an active matrix substrate which is an electro-optical device. 12 and 13 are flowcharts specifically showing the inspection method of FIG. In each of the above drawings, the scale is different for each layer and each member so that each layer and each member can be recognized in the drawing.
本実施の形態は、電気光学装置としてTFT基板を用いた液晶装置に適用したものであり、生産性に優れたアレイ製造方式によって液晶装置を製造する場合に適用した例を示している。アレイ製造方式においては、1枚のマザーガラス基板から複数のTFT基板(アクティブマトリクス基板)を切り出す。即ち、製造時に投入したマザーガラス基板を分断することなく成膜及びフォトリソグラフィ工程を繰返して、複数のアクティブマトリクス基板用の各素子をマザーガラス基板上に同時に形成する。そして、マザーガラス基板を分断することで、各アクティブマトリクス基板を得る。 This embodiment is applied to a liquid crystal device using a TFT substrate as an electro-optical device, and shows an example applied to a case where a liquid crystal device is manufactured by an array manufacturing method having excellent productivity. In the array manufacturing method, a plurality of TFT substrates (active matrix substrates) are cut out from one mother glass substrate. That is, a plurality of elements for active matrix substrates are simultaneously formed on the mother glass substrate by repeating the film forming and photolithography processes without dividing the mother glass substrate that is input at the time of manufacture. Then, each active matrix substrate is obtained by dividing the mother glass substrate.
本実施の形態においては、このようなアレイ製造において、マザーガラス基板上に構成された複数のアクティブマトリクスに対する電気特性検査において、ITOをアクティブマトリクス基板全面に形成した状態での検査を追加実施することを可能にする製造方法を提供するものであり、これにより、完成した液晶装置に対する目視検査でなく基板状態での電気的な検査によって、各画素の不良等を検出するものである。 In the present embodiment, in such an array manufacturing, in the electrical characteristic inspection for a plurality of active matrices formed on the mother glass substrate, an additional inspection is performed with ITO formed on the entire surface of the active matrix substrate. In this way, a defect of each pixel is detected not by visual inspection of the completed liquid crystal device but by electrical inspection in the substrate state.
即ち、本実施の形態は、画素電極をトランジスタ駆動する事で表示させる装置全般に適用することができる。前工程(マザーガラス基板工程)の不良が後工程(対向基板の貼り合せ以降)に流出するような場合において、前工程で不良を確実に判定して後工程への不良品の流出を防止することにより、不良品に対する後工程の余分な費用を削減することができる。従って、基板側の不良を後工程に流出しない装置については、この検査方法は不要である。 In other words, this embodiment can be applied to all devices that display by driving a pixel electrode with a transistor. In the case where a defect in the previous process (mother glass substrate process) flows out to the subsequent process (after bonding of the counter substrate), the defect is reliably judged in the previous process and the outflow of defective products to the subsequent process is prevented. As a result, it is possible to reduce the extra cost of the post-process for defective products. Therefore, this inspection method is unnecessary for an apparatus that does not cause defects on the substrate side to flow out to the subsequent process.
先ず、図2乃至図4を参照して本実施の形態を適用する液晶装置の全体構成について説明する。 First, an overall configuration of a liquid crystal device to which the present embodiment is applied will be described with reference to FIGS.
液晶装置は、図2及び図3に示すように、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板を用いたTFT基板10と、これに対向配置される、例えばガラス基板や石英基板を用いた対向基板20との間に液晶50を封入して構成される。対向配置されたTFT基板10と対向基板20とは、シール材41によって貼り合わされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the liquid crystal device includes, for example, a quartz substrate, a glass substrate, a
TFT基板10上には画素を構成する画素電極(ITO)9a等がマトリクス状に配置される。また、対向基板20上には全面に対向電極(ITO)21が設けられる。TFT基板10の画素電極9a上には、配向処理が施された配向膜16が設けられている。一方、対向基板20上の全面に渡って形成された対向電極21上にも、配向処理が施された配向膜22が設けられている。各配向膜16,22は、例えば、ポリイミド膜等の透明な有機膜又は無機膜からなる。
On the
図4は画素を構成するTFT基板10上の素子の等価回路を示している。図4に示すように、画素領域においては、複数本の走査線3aと複数本のデータ線6aとが交差するように配線され、走査線3aとデータ線6aとで区画された領域に画素電極9aがマトリクス状に配置される。そして、走査線3aとデータ線6aの各交差部分に対応してTFT30が設けられ、このTFT30に画素電極9aが接続される。
FIG. 4 shows an equivalent circuit of elements on the
TFT30は走査線3aのON信号によってオンとなり、これにより、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに供給される。この画素電極9aと対向基板20に設けられた対向電極21との間の電圧が液晶50に印加される。また、画素電極9aと並列に蓄積容量70が設けられており、蓄積容量70によって、画素電極9aの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば3桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量70によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
The
画素電極9aは、TFT基板10上にマトリクス状に複数設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。データ線6aは、後述するように、アルミニウム膜等を含む積層構造からなり、走査線3aは、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる。また、走査線3aは、後述するチャネル領域1a’に対向して形成されている。すなわち、走査線3aとデータ線6aとの交差する箇所にはそれぞれ、走査線3aに接続されたゲート電極とチャネル領域1a’とが対向配置されて画素スイッチング用のTFT30が構成されている。
A plurality of
図5は、一つの画素に着目した液晶装置の模式的断面図である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal device focusing on one pixel.
ガラスや石英等の透明基板10’には、格子状に溝11が形成されている。この溝11上に下側遮光膜12及び第1層間絶縁膜13を介してLDD(Lightly Doped Drain)構造をなすTFT30が形成されている。溝11によって、TFT基板の液晶50との境界面が平坦化が容易となる。
TFT30は、チャネル領域1a′、ソース領域1d、ドレイン領域1eが形成された半導体層1aにゲート絶縁膜2を介してゲート電極をなす走査線3aが設けられてなる。走査線3aは、ゲート電極となる部分において幅広に形成されており、チャネル領域1a′は、半導体層1aと走査線3aとが対向する領域に構成される。
The
TFT基板10上には、マトリクス状に複数の透明な画素電極9aが設けられており、画素電極9aの縦横の境界に各々沿ってデータ線6a及び走査線3aが設けられている。そして、下側遮光膜12は、これらのデータ線6a及び走査線3aに沿って、各画素に対応して格子状に設けられている。この遮光膜12によって、反射光がTFT30のチャネル領域1a’、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。
A plurality of
下側遮光膜12は、例えば、Ti、Cr、W、Ta、Mo、Pb等の高融点金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。
The lower light-shielding
TFT30上には第2層間絶縁膜14が積層され、第2層間絶縁膜14上には走査線3aおよびデータ線6a方向に延びる島状の第1中間導電層15が形成されている。第1中間導電層15上には誘電体膜17を介して容量線18が対向配置されている。
A second
第1中間導電層15は、TFT30の高濃度ドレイン領域1e及び画素電極9aに接続された画素電位側容量電極(下部容量電極)として作用し、容量線18の一部は固定電位側容量電極として作用する。
The first intermediate
容量線18は、誘電体膜17を介して第1中間導電層15と対向配置されることで蓄積容量(図4の蓄積容量70)を構成する。半導体層1aに比較的近接した位置に中間導電層15を形成しており、光の乱反射を効率よく防止することができる。
The
また、容量線18は、例えば導電性のポリシリコン膜等からなる上部容量電極と高融点金属を含む金属シリサイド膜等からなる遮光層とが積層された多層構造である。例えば、容量線18は、タングステン、モリブデン、チタン、タンタルのいずれかのシリサイドからなる遮光層とN型ポリシリコンによる上部容量電極とのポリサイドによって構成される。これにより、容量線18は、固定電位側容量電極として機能すると共に、光の内部反射を防止する内蔵遮光膜を構成する。
The
第1中間導電層15は、例えば導電性のポリシリコン膜からなり画素電位側容量電極として機能する。第1中間導電層15は、画素電位側容量電極としての機能の他、上述したように、内蔵遮光膜としての容量線18とTFT30との間に配置される光吸収層としての機能を持ち、更に、画素電極9aとTFT30の高濃度ドレイン領域1eとを中継接続する機能を持つ。なお、第1中間導電層15も、容量線18と同様に、金属又は合金を含む単一層膜若しくは多層膜から構成してもよい。
The first intermediate
下部容量電極としての第1中間導電層15と上部容量電極を構成する容量線18との間に配置される誘電体膜17は、例えば膜厚5〜200nm程度の比較的薄いHTO(High Temperature Oxide)膜、LTO(Low Temperature Oxide)膜等の酸化シリコン膜、あるいは窒化シリコン膜等から構成される。蓄積容量を増大させる観点からは、膜の信頼性が十分に得られる限りにおいて、誘電体膜17は薄い程よい。
The
また容量線18は、画素電極9aが配置された画像表示領域からその周囲に延設され、定電位源と電気的に接続されて、固定電位とされる。かかる定電位源としては、TFT30を駆動するための走査信号を走査線3aに供給するための後述の走査線駆動回路63や画像信号をデータ線6aに供給するサンプリング回路を制御する後述のデータ線駆動回路61に供給される正電源や負電源の定電位源でもよいし、対向基板20の対向電極21に供給される定電位でも構わない。更に、下側遮光膜12についても、その電位変動がTFT30に対して悪影響を及ぼすことを避けるために、容量線18と同様に、画像表示領域からその周囲に延設して定電位源に接続するとよい。
The
また、データ線6aとソース領域1dを電気的に接続するために、第1中間導電層15と同一層で形成される第2中間導電層15bが形成されている。第2中間導電層15bは第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール24aを介してソース領域1dに電気的に接続されている。
Further, in order to electrically connect the
容量線18上には第3層間絶縁膜19が配置され、第3層間絶縁膜19上にはデータ線6aが積層される。データ線6aは、第3層間絶縁膜19及び誘電体膜17を貫通するコンタクトホール24b並びに第2中間導電層15bを介してソース領域1dに電気的に接続される。
A third
第3層間絶縁膜19上及びデータ線6a上には、第4層間絶縁膜25が形成されている。第4層間絶縁膜25上には画素電極9aが形成されている。画素電極9aは、第4層間絶縁膜25,第3層間絶縁膜19,誘電体膜17を貫通するコンタクトホール26bにより第1中間導電層15に電気的に接続される。そして、第1中間導電層15は第2層間絶縁膜14及び絶縁膜2を貫通するコンタクトホール26aを介してドレイン領域1eに電気的に接続される。画素電極9a上にはポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜16が積層され、所定方向に配向処理されている。
A fourth
走査線3a(ゲート電極)にON信号が供給されることで、チャネル領域1a′が導通状態となり、ソース領域1dとドレイン領域1eとが接続されて、データ線6aに供給された画像信号が画素電極9aに与えられる。
When the ON signal is supplied to the
一方、対向基板20には、透明基板20’上に、TFT基板10のデータ線6a、走査線3a及びTFT30の形成領域に対向する領域、即ち各画素の非表示領域(非開口領域)において第1遮光膜23が設けられている。この第1遮光膜23によって、対向基板20側からの入射光がTFT30のチャネル領域1a′、ソース領域1d及びドレイン領域1eに入射することが防止される。第1遮光膜23上に、対向電極(共通電極)21が基板20全面に亘って形成されている。対向電極21上にポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜22が積層され、所定方向に配向処理されている。そして、TFT基板10と対向基板20との間に液晶50が封入されている。TFT30は所定のタイミングでデータ線6aから供給される画像信号を画素電極9aに書き込む。書き込まれた画素電極9aと対向電極21との電位差に応じて液晶50の分子集合の配向や秩序が変化して、光が変調されて、階調表示が可能となる。
On the other hand, the
図2及び図3に示すように、対向基板20には表示領域を区画する額縁としての遮光膜42が設けられている。遮光膜42は例えば遮光膜23と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
遮光膜42の外側の領域に液晶を封入するシール材41が、TFT基板10と対向基板20間に形成されている。シール材41は対向基板20の輪郭形状に略一致するように配置され、TFT基板10と対向基板20を相互に固着する。シール材41は、TFT基板10の1辺の一部において欠落しており、液晶50を注入するための液晶注入口78が形成される。貼り合わされたTFT基板10及び対向基板20相互の間隙には、液晶注入口78より液晶が注入される。液晶注入後に、液晶注入口78を封止材79で封止するようになっている。
A sealing
TFT基板10のシール材41の外側の領域には、データ線駆動回路61及び実装端子62がTFT基板10の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する2辺に沿って、走査線駆動回路63が設けられている。TFT基板10の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路63間を接続するための複数の配線64が設けられている。また、対向基板20のコーナー部の少なくとも1箇所においては、TFT基板10と対向基板20との間を電気的に導通させるための導通材65が設けられている。
A data
TFT基板10と対向基板20とは別々に製造され、組立工程において貼り合わされる。アレイ製造の場合には、透明基板10の元となる透明なマザーガラス基板上に上述した各層を形成して複数のTFT基板10が形成されたTFTアレイ基板が得られる。そして、生産性及び歩留まりの観点から、マザーガラス基板の状態で配列されている各TFT基板上に、単体に分断した対向基板を各TFT基板毎に貼り合わせ、液晶封入後に各TF基板毎に分断することで、単体の液晶装置を得るチップマウント方式を採用する。
The
即ち、組立工程では、配向処理終了後の各TFT基板10に対して、シール材41及び導通材65(図2参照)を形成する。TFT基板10と対向基板20とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材41を硬化させる。次に、シール材41の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。最後に、TFT基板10と対向基板20とが貼り合わされて構成される各チップ毎に、マザーガラス基板を分断して、単体のチップ(液晶装置)を得る。
That is, in the assembly process, the sealing
次に、電気特性検査の手法について説明する。 Next, a method for inspecting electrical characteristics will be described.
先ず、従来の製造方法によって図5の液晶装置を製造した場合の電気特性検査について説明する。この場合には、完成したTFTアレイ基板に対して、電気特性検査を実施する。 First, an electrical characteristic inspection when the liquid crystal device of FIG. 5 is manufactured by a conventional manufacturing method will be described. In this case, an electrical property inspection is performed on the completed TFT array substrate.
上述したように、同一列の各画素のソースは共通のデータ線(ソース線)6aに接続される。ソース線6aに接続された実装端子62(PAD)を利用し、これらのPADを介して各ソース線6aからTFT30のソースに電気特性検査の検査プローブを電気的に接続することができる。同一行の各画素のゲートは、共通の走査線3aに接続される。走査線3aを介して各画素のゲートにオン,オフ電圧を印加することができる。同一行の各画素のドレインは、夫々蓄積容量70を構成する容量線18を介して共通接続される。PADにプローブを接続することで、蓄積容量70を介して図示しない電気特性検査装置の端子をドレインに接続することができる。
As described above, the source of each pixel in the same column is connected to the common data line (source line) 6a. By using the mounting terminal 62 (PAD) connected to the
いま、各TFT基板10の画素電極9a同士の短絡を検査するものとする。この場合には、上述したように、画素電極9aには電気特性検査のプローブを接続することができないことから、TFTアレイ基板の各TFT基板10に夫々形成されたパッド(PAD)を利用して、電気特性検査のプローブをソース及びドレイン(容量線18)に電気的に接続する。
Now, a short circuit between the
この状態で、TFT30のゲートにオン電圧を印加し、ソースから電流を流してドレインに電流が流れるかを判定する。即ち、容量線18に電圧が印加されていることを検出する。これにより、コンタクトホール26aにおけるコンタクト不良を検出することができる。
In this state, an on-voltage is applied to the gate of the
次に、プローブを隣接した2つの画素のソースSo1 ,So2 に接続する。この状態で、各画素のゲートG1 ,G2 にオン電圧を印加し、一方の画素のソースSo1に電流を流す。この場合に、一方の画素のソースSo1−チャンネル−ドレインD1 −画素電極9aを介して他方の画素の画素電極9a−ドレインD2 −チャネル−ソースSo2に電流が流れれば、画素電極9a同士が短絡しているものと判断することができる。
Next, the probe is connected to the sources So1 and So2 of two adjacent pixels. In this state, an on-voltage is applied to the gates G1 and G2 of each pixel, and a current is passed through the source So1 of one pixel. In this case, if a current flows to the
しかし、図5のコンタクトホール26bにおけるコンタクト不良が生じている場合には、画素電極9a同士が短絡している場合でも、他方の画素のソースSo2に電流は流れない。即ち、この場合には、画素電極9a同士が短絡しているか否かの検査ができない。このため、従来、画素電極9aの短絡等を検査するためには、実際に液晶50を封入して、画素電極9aと対向基板20との間に電圧を印加して各画素を駆動することで、目視によって検査していた。
However, when a contact failure occurs in the
これに対し、本実施の形態においては、図1に示す製造及び検査方法を採用することによって、TFTアレイ基板上での電気的な検査によって、画素電極9aの短絡等の画素欠陥の検出を可能にしている。なお、図1のPAD形成工程は検査プローブを直接ITO膜に接続する場合には、不要である。
On the other hand, in the present embodiment, by adopting the manufacturing and inspection method shown in FIG. 1, it is possible to detect pixel defects such as a short circuit of the
図1のステップS1 は、図5の第4層間絶縁膜25の形成工程に続いて実施される。ステップS1 では、第4層間絶縁膜25が形成されたTFTアレイ基板の全面に透明な画素電極材料であるITOが形成される。次のステップS2 では、各チップ形成領域毎にフォトレジストを形成する。図6は斜線によってこの場合のフォトレジストの形成領域を示している。図6はマザーガラス基板上の各TFT基板の形成領域(以下、チップ形成領域という)のうちの4つのチップ形成領域111を示している。即ち、ステップS2 ではチップ形成領域111毎にマスクを形成する。
Step S1 in FIG. 1 is performed following the step of forming the fourth
次のステップS3 においてエッチングが行われ、斜線に示すように、TFTアレイ基板上のITOはチップ形成領域111毎に分離されて電極材料膜としてのITO膜110が得られる。ステップS4 においては、レジストが剥離除去される。即ち、この時点において、各チップ形成領域111内の全ての画素のコンタクトホール26bはチップ毎に画素領域113(上述した表示領域に相当)の全面に形成されたITO膜110によって電気的に共通接続される。
In the next step S3, etching is performed, and as shown by the oblique lines, the ITO on the TFT array substrate is separated for each chip formation region 111 to obtain an
図7はこの場合における隣接した3つの画素の断面を模式的に示している。図7において図5と対応する部分には図5の符号を付してある。図7に示すように、画素電極9aのパターニングは行われておらず、ITO膜110は隣接する画素同士で接続されている。
FIG. 7 schematically shows a cross section of three adjacent pixels in this case. In FIG. 7, the parts corresponding to those in FIG. As shown in FIG. 7, the
次に、ステップS5 において、各チップ形成領域111には夫々PAD112が形成される。各PAD112は、夫々チップ形成領域111内のITO膜110に電気的に接続されるようになっている。こうして、図7に示すように、全てのコンタクトホール26bは電気的に共通接続されてPAD112に接続されることになる。PAD112とITO膜110とは、同一工程において同時に形成することも可能である。
Next, in step S5, the
本実施の形態においては、ITO膜110を各チップ形成領域111毎に画素領域113の全域に形成した状態で、第1回目の電気特性検査を実施する(ステップS6 )。第1回目の電気特性検査は3つの検査、即ち、第1コンタクト検査、リーク検査及び第1短絡検査を含んでいる。図8はこのうち第1コンタクト検査を説明するためのものである。
In the present embodiment, the first electrical characteristic inspection is performed in a state where the
図8のステップS11において、先ず、PAD112を介してITO膜110に電流を流す。次に、ステップS12において、図7に示すゲートG1 にオン電圧を印加する。この状態で、ソースSo1に流れる電流を、データ線6aに接続された図示しないPADを介して検出する。即ち、この場合の電流経路は、ITO膜110−コンタクトホール26b,26a、ドレイン領域1e、チャネル1a’、ソース領域1d、コンタクトホール24a及びデータ線6aとなる。ソースSo1に電流が流れた場合には、図7の最左の画素のコンタクトホール26b,26aが導通していることが分かる。各データ線6aに接続されたPADに流れる電流を順次検出することで、1ラインの全画素のコンタクトホール26b,26aの検査が可能である。
In
同様にして、次の画素についてステップS12,S13を繰り返す。即ち、例えば、次にゲートG2 にオン電圧を印加し、各データ線6aに接続されたPADに流れる電流を順次検出する。以後同様にして、全ラインの全画素のコンタクトホール26b,26aの検査を行う。
Similarly, steps S12 and S13 are repeated for the next pixel. That is, for example, an on-voltage is next applied to the gate G2, and the current flowing through the PAD connected to each
このように、各チップ形成領域111の画素領域113の全域にITO膜110が分離されることなく形成されていることから、ITO膜110に検査プローブを接続するための1つのPAD112によって、ITO膜110に直接電流を流すことができる。本実施の形態の第1コンタクト検査においては、ITO膜110からの電流を、コンタクトホール26b,26a及びTFT30を介してデータ線6aから取り出しており、コンタクトホール26b,26aが導通していることを確認することができる。
As described above, since the
次に、図9に示すリーク検査について説明する。 Next, the leak test shown in FIG. 9 will be described.
図9のステップS21において、先ず、PAD112を介してITO膜110に電圧を印加する。次に、ステップS22において、ゲートG1 にオフ電圧を印加する。これにより、TFT30はオフとなる。この状態で、ソースSo1に流れる電流を、データ線6aに接続された図示しないPADを介して検出する。TFT30がオフであるので、リークが生じていなければ、ソースSo1には電流は流れない。従って、ソースSo1に流れる電流によって、ソース・ドレイン間のリークを検出することができる。
In
第1コンタクト検査と同様に、他の画素についても検査を実施する。 Similar to the first contact inspection, the other pixels are also inspected.
なお、上述したように、従来の電気特性検査においては、蓄積容量70を介してドレインに接続するようになっていることから、蓄積容量70が直流分を通過させることができないので、ソース・ドレイン間のリークを検出することはできなかった。
As described above, in the conventional electrical characteristic inspection, since the
これに対し、本実施の形態においては、ITO膜110とドレインとを、コンタクトホール26b,26aを介して電気的に直接接続していることから、ソース・ドレイン間のリークの検出が可能である。
On the other hand, in the present embodiment, since the
次に、図10に示す第1短絡検査について説明する。 Next, the first short circuit inspection shown in FIG. 10 will be described.
図10のステップS31において、先ず、PAD112を介してITO膜110に電圧を印加する。次に、ステップS32において、ゲートG1 にオフ電圧を印加する。これにより、TFT30はオフとなる。この状態で、蓄積容量C1 に流れる電流を図示しないPADを介して検出する。TFT30がオフであり、リークが生じていなければ、蓄積容量C1 (容量線18)から電流を検出することはできない。従って、蓄積容量C1 に流れる電流によって、ドレイン・蓄積容量C1 (容量線18)間のリークを検出することができる。
In step S31 of FIG. 10, first, a voltage is applied to the
なお、第1コンタクト検査と同様に、他の画素についても同様に検査を実施する。 Similar to the first contact inspection, the other pixels are similarly inspected.
次に、図1のステップS7 において、画素電極9aをパターニングするためのフォトレジストを形成する。図6の網線はステップS7 で形成するフォトレジストのパターンを示している。即ち、ステップS7 では、各チップ形成領域内の画素領域113内の各画素電極9a毎にフォトレジストを形成する。
Next, in step S7 of FIG. 1, a photoresist for patterning the
次のステップS8 においてエッチングが行われ、網線に示すように、TFTアレイ基板上の各チップ形成領域111上のITO膜110は、画素毎に分離される。次のステップS9 において、レジストが剥離除去される。これにより、各チップ形成領域111内の各画素毎に分離された画素電極9aが形成される。
In the next step S8, etching is performed, and the
なお、ステップS7 の処理前において、PADがTFT基板10から露出していることがある。この場合には、ステップS7 においてPADのエッチングを防止するためにPAD上にフォトレジストを形成するパターニングを施す必要がある。
Note that the PAD may be exposed from the
画素電極9aはコンタクトホール26bに電気的に接続される。図11はこの場合における隣接した3つの画素の断面を模式的に示している。図11において図5と対応する部分には図5の符号を付してある。図11に示すように、図7のITO膜110がパターニングされて画素電極9aが形成されている。即ち、隣接する画素電極9a同士は電気的に分離されている。ステップS9 までの工程によって、配向膜形成前の完成したTFTアレイ基板が得られる。
The
次に、ステップS10において、完成したTFTアレイ基板に対して、2,3回目の電気特性検査を実施する。第2回目の電気特性検査は第2コンタクト検査であり、第3回目の電気特性検査は第2短絡検査である。 Next, in step S10, a second and third electrical property inspection is performed on the completed TFT array substrate. The second electrical property test is a second contact test, and the third electrical property test is a second short circuit test.
図12はこのうち第2コンタクト検査を説明するためのものである。 FIG. 12 is for explaining the second contact inspection.
図12のステップS41において、先ず、図示しないPADからデータ線6aを介して図11に示すソースSo1に電流を流す。次に、ステップS42においてゲートG1 にオン電圧を印加する。そうすると、ソースSo1からの電流は、ゲートG1 下のチャネルを介してドレインD1 に流れ(ステップS43)、ドレインD1 に接続された蓄積容量C1 (容量線18)に電圧が生じる。ステップS44において、容量線18に生じた電圧を検出する。容量線18に電圧が生じていることによって、ソースからドレインまでの間のコンタクトが正常であることが分かる。
In step S41 of FIG. 12, first, a current is supplied from a PAD (not shown) to the source So1 shown in FIG. 11 via the
なお、第2コンタクト検査においても、第1コンタクト検査と同様に、他の全ての画素について検査を実施する。 In the second contact inspection, the inspection is performed for all other pixels as in the first contact inspection.
この第2コンタクト検査は、ソースからドレインまでの間のコンタクト不良を検出することができる。従って、第1コンタクト検査の結果を併せると、コンタクト不良が、ソース領域1dからドレイン領域1eまでの間にあるか、蓄積容量70を含みドレイン領域1eと画素電極9aとの間にあるかを特定することができる。
This second contact inspection can detect a contact failure from the source to the drain. Therefore, when the results of the first contact inspection are combined, it is determined whether the contact failure is between the source region 1d and the
図13は第2短絡検査を説明するためのものである。図13は画素電極9a相互間の短絡を検出するための検査である。第2短絡検査では、隣接する2画素に流れる電流を調べる。
FIG. 13 is for explaining the second short circuit inspection. FIG. 13 shows an inspection for detecting a short circuit between the
即ち、図13のステップS51において、先ず、図示しないPADからデータ線6aを介して隣接する2画素のうちの一方の画素のソースSo1に電流を流す。次に、ステップS52において一方の画素のゲートG1 にオン電圧を印加する。第1コンタクト検査によって異常がなかったものとすると、ソースSo1と画素電極9aとの間は導通状態である。
That is, in step S51 of FIG. 13, first, a current is passed from a PAD (not shown) to the source So1 of one of the two adjacent pixels via the
次のステップS53において、他方の画素のゲートG2 にオン電圧を印加する。第1コンタクト検査によって異常がなかったものとすると、他方の画素の画素電極9aとソースSo2との間は導通状態である。ステップS54において、他方の画素のソースSo2に流れる電流を検出する。
In the next step S53, an on-voltage is applied to the gate G2 of the other pixel. If there is no abnormality in the first contact inspection, the
第1コンタクト検査において、検査を行っている2つの画素に異常が発生してないものとすると、画素電極9a相互間に短絡が生じていなければソースSo2には電流は流れず、画素電極9a相互間に短絡が生じていればソースSo2に電流が流れる。即ち、第1コンタクト検査によって一方及び他方の画素に異常がなかったものとすると、ソースSo1からの電流は、ゲートG1 下のチャネル−ドレインD1 −一方の画素のコンタクトホール26a,26b−一方の画素の画素電極9a−他方の画素画素電極9a−他方の画素のコンタクトホール26b,26a、ドレインD2 −ゲートG2 下のチャネルを介してソースSo2に流れる。
In the first contact inspection, if no abnormality has occurred in the two pixels being inspected, current does not flow through the source So2 unless a short circuit occurs between the
このように、第2コンタクト検査は、第1コンタクト検査によって異常が生じていない画素について、画素電極9a同士の短絡を確実に検出することを可能にする。
As described above, the second contact inspection makes it possible to reliably detect a short circuit between the
ところで、図1ではTFTアレイ基板の完成前の製造の過程で1回目の電気特性検査を実施している。しかし、図1の製造方法によってTFTアレイ基板を製造することによって、検査工程の有無に拘わらず、ITOの欠落を防止することができるという効果を有する。
Incidentally, in FIG. 1, the first electrical characteristic inspection is performed in the process of manufacturing the TFT array substrate before completion. However, by manufacturing the TFT array substrate by the manufacturing method of FIG. 1, it is possible to prevent the ITO from being lost regardless of the presence or absence of the inspection process.
即ち、図1では、ステップS2 〜S4 及びステップS7 〜S9 の2回のパターニングによって画素電極9aを形成している。2回のパターニング(ダブルITO)によって、従来と同様に、マザーガラス基板端部等において膜剥がれが生じたITOの再付着による欠陥を防止することができる。
That is, in FIG. 1, the
更に、本実施の形態においては、ステップS2 〜S4 のパターニングとステップS7 〜S9 のパターニングとでは、異なるマスクを用いた異なるパターン化を実施している。即ち、ステップS2 〜S4 のパターニングでは、チップ形成領域111毎のパターニングを実施しており、画素領域113内はエッチングされない。そして、ステップS7 〜S9 のパターニングでは、各チップ形成領域111の画素領域113内において、各画素毎に画素電極9aを形成するパターニングを実施する。
Further, in the present embodiment, the patterning in steps S2 to S4 and the patterning in steps S7 to S9 are performed with different patterns using different masks. That is, in the patterning in steps S2 to S4, the patterning for each chip formation region 111 is performed, and the
即ち、画素電極9aの形状を決定するパターニングは1回のみとなる。従って、画素電極9aをパターニングする際のマスクずれによるITOの欠落は生じることはなく、画素電極9aを高精度にパターン化することができる。これにより、微細化した場合でも量産化が可能である。
That is, patterning for determining the shape of the
なお、本実施の形態においては、各チップ形成領域111の縁辺部近傍においては、ステップS3 及びステップS8 の2回のエッチングが実施され、各チップ形成領域111の中央部側においては、ステップS8 の1回のエッチングが実施される。従って、本実施の形態において製造された液晶装置は、図3に示すように、2回エッチングが施された部分と1回エッチングが施された部分とで段差115が生じている。
In the present embodiment, two etching steps S3 and S8 are performed in the vicinity of the edge of each chip formation region 111, and step S8 is performed on the center side of each chip formation region 111. One etching is performed. Therefore, in the liquid crystal device manufactured in this embodiment, as shown in FIG. 3, a
このように本実施の形態においては、画素電極9aの形成に際して、少なくとも画素領域113を含む領域全面に画素毎に分離されていないITO膜110を形成する工程を有して、ITO膜110に検査装置の検査プローブを接続することができることから、各画素のコンタクトホールの導通検査を電気的に実施することを可能にしている。これにより、画素電極9aのパターン化後における隣接した2画素間の導通検査によって、画素電極9a同士の短絡を確実に検出することができる。また、ITO膜110に検査プローブを接続することで、電気的には検査プローブをドレイン領域に直接接続することができ、ソース・ドレイン間のリーク検査も可能である。また画素電極9aの形成に際して、2回のパターニングを実施していることから、膜剥がれしたITOの再付着を防止することができると共に、1回目と2回目とで異なるマスクパターンを採用していることから、マスクの合わすずれを防止することができ、微細化された電気光学装置の量産化が可能である。
As described above, in the present embodiment, when forming the
なお、上記実施の形態においては、画素領域113の全面に分割されていないITO膜110を形成する例を説明したが、各画素上のITO膜に検査プローブを電気的に接続可能であればよく、例えば、画素領域113を2分割又は4分割等して、各分割領域毎に画素毎に分離されていないITO膜を形成してもよい。
In the above embodiment, the example in which the
また、図1では3回の電気特性検査を実施する例を説明したが、例えば、ソース・ドレイン間のリーク検査等は1回目の電気特性検査のみによって検出可能であり、必ずしも2,3回の電気特性検査を実施する必要はない。 In addition, although an example in which the electrical characteristic inspection is performed three times has been described with reference to FIG. 1, for example, a leak inspection between the source and the drain can be detected only by the first electrical characteristic inspection, and is not necessarily performed a few times. There is no need to conduct an electrical property test.
また、上記上記実施の形態においては、TFTアレイ基板の状態で製造するアレイ製造の例を説明したが、マザーガラス基板上に1個のTFT基板のみを形成する場合にも同様に適用可能であることは明らかである。 In the above embodiment, an example of manufacturing an array in the state of a TFT array substrate has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case where only one TFT substrate is formed on a mother glass substrate. It is clear.
なお、1回目の電気特性検査に際して、アクティブマトリクス基板を加熱して行うと、温度依存性により、微小リーク電流を感度よく検出することができる。例えば、ソース・ドレイン間のトランジスタに関して微小リーク電流を検出する場合には、プローブするステージに温度を25℃〜150℃くらいまで掛けて、電気特性検査を行う。これにより、微小電流の増幅効果があり、不良画素のリーク電流を検出し易くすることができる。 When the active matrix substrate is heated in the first electrical characteristic inspection, a minute leak current can be detected with high sensitivity due to temperature dependence. For example, when a minute leak current is detected with respect to the transistor between the source and the drain, the electrical characteristics are inspected by applying a temperature of about 25 ° C. to 150 ° C. to the stage to be probed. Accordingly, there is an effect of amplifying a minute current, and it is possible to easily detect a leak current of a defective pixel.
なお、上記実施の形態では、電気光学装置(表示装置)として、液晶装置に適用した場合、つまり、画素電極をトランジスタを使用して駆動する表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されず、エレクトロルミネッセンス装置、特に、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置等や、プラズマディスプレイ装置、FED(フィールドエミッションディスプレイ)装置、LED(発光ダイオード)表示装置、電気泳動表示装置、薄型のブラウン管、液晶シャッター等を用いた小型テレビ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いた装置などの各種の電気光学装置や、また、液晶を用いた駆動表示装置(携帯電話、PHS、時計、パソコン画面、PDA等)に適用できる。特に、表示装置の画素1つ1つが微細化されて、画素1つにプローブの針を当てて評価が困難で、マザー基板のみでの電気特性が検出不可能な場合に、有用な技術である。 In the above embodiment, the electro-optical device (display device) is applied to a liquid crystal device, that is, a display device in which a pixel electrode is driven using a transistor. However, the present invention is not limited to this. Electroluminescence devices, especially organic electroluminescence devices, inorganic electroluminescence devices, plasma display devices, FED (field emission display) devices, LED (light emitting diode) display devices, electrophoretic display devices, thin cathode ray tubes, liquid crystals Various electro-optical devices such as small televisions using shutters, devices using digital micromirror devices (DMD), and drive display devices using liquid crystals (cell phones, PHS, watches, personal computer screens, PDAs, etc.) ). In particular, this is a useful technique when each pixel of the display device is miniaturized and it is difficult to evaluate by applying a probe needle to each pixel, and the electrical characteristics of the mother substrate alone cannot be detected. .
1a…半導体層、1d…ソース領域、1e…ドレイン領域、3a…ゲート電極、11…走査線、26a,26b…コンタクトホール、30…TFT、110…ITO膜、111…チップ形成領域、112…PAD、113…画素領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Semiconductor layer, 1d ... Source region, 1e ... Drain region, 3a ... Gate electrode, 11 ... Scan line, 26a, 26b ... Contact hole, 30 ... TFT, 110 ... ITO film, 111 ... Chip formation region, 112 ...
Claims (15)
前記画素電極材料の膜をパターニングして画素領域内の複数の画素に跨った電極材料膜を形成する第1のパターニング工程と、
前記電極材料膜を各画素毎にパターニングして画素電極を形成する第2のパターニング工程とを具備したことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 A film forming step of forming a film of a pixel electrode material on the entire surface of the active matrix substrate;
A first patterning step of patterning the pixel electrode material film to form an electrode material film across a plurality of pixels in a pixel region;
And a second patterning step of forming a pixel electrode by patterning the electrode material film for each pixel.
前記電極材料膜が各画素毎にパターニングされて画素電極が形成された状態で各画素の電気特性を検査する第2の電気特性検査工程とを具備したことを特徴とする電気光学装置の検査方法。 A first electrical property inspection step for inspecting electrical properties for each pixel using an electrode material film formed on the active matrix substrate across a plurality of pixels in the pixel region;
An inspection method for an electro-optical device, comprising: a second electric characteristic inspection step for inspecting electric characteristics of each pixel in a state where the electrode material film is patterned for each pixel to form a pixel electrode. .
前記第1の電気特性検査工程は、前記コンタクトホール及びスイッチング素子の導通を検査するものであることを特徴とする請求項7又は8のいずれか一方に記載の電気光学装置の検査方法。 The active matrix substrate has a switching element for driving the pixel electrode and a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the switching element,
9. The method for inspecting an electro-optical device according to claim 7, wherein the first electrical characteristic inspection step is to inspect continuity between the contact hole and the switching element.
前記第1の電気特性検査工程は、前記スイッチング素子のリークを検査するものであることを特徴とする請求項7又は8のいずれか一方に記載の電気光学装置の検査方法。 The active matrix substrate has a switching element for driving the pixel electrode and a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the switching element,
9. The electro-optical device inspection method according to claim 7, wherein the first electrical characteristic inspection step is to inspect the leakage of the switching element.
前記第1の電気特性検査工程は、前記スイッチング素子と前記蓄積容量との間の短絡を検査するものであることを特徴とする請求項7又は8のいずれか一方に記載の電気光学装置の検査方法。 The active matrix substrate has a switching element for driving the pixel electrode, a contact hole for electrically connecting the pixel electrode and the switching element, and a storage capacitor connected to the switching element,
9. The inspection of the electro-optical device according to claim 7, wherein the first electrical characteristic inspection step is to inspect a short circuit between the switching element and the storage capacitor. Method.
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