JP2005189838A - Active matrix substrate, liquid crystal device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクティブマトリクス基板の検査方法,アクティブマトリクス基板,液晶装置および電子機器に関し、特に、基板上に、デジタル方式のデータ線ドライバ(デジタル信号を入力とし、D/A変換してアナログ信号を出力し、これによりデータ線を駆動するドライバ:以下、デジタルドライバという)が形成されているタイプのアクティブマトリクス基板の検査技術に関するものである。 The present invention relates to an inspection method for an active matrix substrate, an active matrix substrate, a liquid crystal device, and an electronic apparatus. In particular, a digital data line driver (digital signal is input and D / A conversion is performed on an analog signal on the substrate. The present invention relates to an inspection technique for an active matrix substrate of a type in which a driver that outputs and drives a data line thereby (hereinafter referred to as a digital driver) is formed.
走査線やデータ線の駆動回路(ドライバ)を基板上に形成した、ドライバ内蔵型のアクティブマトリクス基板およびこれを用いた液晶表示装置について、近年活発な研究がなされている。このようなアクティブマトリクス基板は、例えば、低温ポリシリコン技術を用いて製造される。 In recent years, active research has been conducted on an active matrix substrate with a built-in driver in which driving circuits (drivers) for scanning lines and data lines are formed on a substrate, and a liquid crystal display device using the same. Such an active matrix substrate is manufactured using, for example, a low-temperature polysilicon technique.
上述のアクティブマトリクス基板を用いた製品を実際に市場に投入するためには、信頼性保証の見地から、基板形成後であってパネル組立前に良品/不良品の検査を正確に行う必要がある。 In order to actually put a product using the above-described active matrix substrate into the market, it is necessary to accurately inspect non-defective / defective products after the substrate formation and before the panel assembly from the viewpoint of reliability assurance. .
本発明者の検討によると、上述の検査としては、大別して、ドライバ自体の出力能力チェックやデータ線の断線検出といった基礎的検査と、画素を構成するスイッチング素子(TFTやMIM等)の特性や蓄積容量のリーク特性といったアクティブマトリクス部の点欠陥の検査とが必要である。 According to the study by the present inventor, the above-described inspection is roughly classified into basic inspection such as output capability check of the driver itself and detection of disconnection of the data line, characteristics of the switching elements (TFT, MIM, etc.) constituting the pixel, It is necessary to inspect point defects in the active matrix portion such as storage capacitor leakage characteristics.
データ線を駆動するためのデジタルドライバ(すなわち、デジタルデータ線ドライバ)の場合、デジタルデータの蓄積(ストア)の容易性に着目して所定のタイミングで一括して駆動する方式(線順次駆動方式)が採用されている。 In the case of a digital driver for driving a data line (that is, a digital data line driver), a method of collectively driving at a predetermined timing with a focus on the ease of storing (storing) digital data (line sequential driving method) Is adopted.
このようなデジタル線順次駆動のドライバを内蔵した表示装置は現在実用化されておらず、いかにして上述のような高信頼度の検査を行うかは不明である。 A display device incorporating such a digital line sequential drive driver has not been put into practical use at present, and it is unclear how to perform such a highly reliable inspection.
したがって、本発明の目的の一つは、デジタルドライバを搭載したアクティブマトリクス基板の検査技術を確立し、高信頼度の基板や表示装置等を市場に投入できるようにすることにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to establish an inspection technique for an active matrix substrate on which a digital driver is mounted so that a highly reliable substrate, display device, or the like can be put on the market.
上述した課題を解決する本発明は、以下のような構成をしている。 The present invention for solving the above-described problems has the following configuration.
(1)請求項1に記載の本発明は、複数の走査線および複数のデータ線と、
出力端をハイインピーダンス状態とすることができる機能をもつ、前記複数のデータ線を駆動するためのデジタルドライバと、
一本の走査線および一本のデータ線に接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の各々に接続された容量と、
前記データ線の、前記デジタルドライバとは反対側の端に設けられた検査回路と、を有し、
前記検査回路は、前記複数のデータ線の各々毎に設けられた双方向性スイッチと、そのスイッチの開閉を制御する制御手段とを具備する。
(1) The present invention described in
A digital driver for driving the plurality of data lines, having a function capable of setting an output terminal in a high impedance state;
A switch element connected to one scan line and one data line;
A capacitor connected to each of the switch elements;
An inspection circuit provided at an end of the data line opposite to the digital driver,
The inspection circuit includes a bidirectional switch provided for each of the plurality of data lines, and control means for controlling opening and closing of the switch.
データ線のデジタルドライバは、出力部にD/A変換器をもつため、一度出力した信号を、共通の経路を介して再び読み込んでアクティブマトリクス部の検査(点欠陥の測定)を行うことはできない。 Since the digital driver of the data line has a D / A converter in the output unit, the signal once output cannot be read again through a common path to inspect the active matrix unit (measurement of point defects). .
しかし、本請求項の発明では、データ線の、デジタルドライバの反対側の端に検査回路が設けられているために、デジタルドライバでデータ線を駆動してアクティブマトリクス部の容量(蓄積容量)に信号を書き込み、その書き込んだ信号を検査回路を介して読み出すことができる。したがって、アクティブマトリクス部の点欠陥の有無を判別できるようになる。 However, in the invention of this claim, since the inspection circuit is provided at the opposite end of the data line to the digital driver, the data line is driven by the digital driver to obtain the capacity (storage capacity) of the active matrix portion. A signal can be written, and the written signal can be read out via an inspection circuit. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of point defects in the active matrix portion.
検査回路を用いた信号の読み出しのときに、デジタルドライバの出力(A/D変換出力)がオンとなっている場合には、蓄積容量から読み出した信号による欠陥判定が担保されないため、点欠陥判定のための基礎信号の取得のステップでは検査回路の出力をオフする(ハイインピーダンスとする)ことが必要になる。よって、本請求項のデジタルドライバには、出力をハイインピーダンス状態とすることができる機能が付与されている。 If the output of the digital driver (A / D conversion output) is on when reading the signal using the inspection circuit, the defect determination based on the signal read from the storage capacitor is not guaranteed, so the point defect determination In the basic signal acquisition step, it is necessary to turn off the output of the inspection circuit (high impedance). Therefore, the digital driver according to the present invention has a function capable of setting the output to a high impedance state.
また、検査回路は、検査に用いられる回路であるため、デジタルドライバのような高速動作が不要であり、例えば、検査可能な最小限の機能さえ有すればよい。したがって、本請求項の発明では、デジタルドライバは、双方向性スイッチ(例えばアナログスイッチ)と、そのスイッチの開閉を制御する制御手段とをもつ構成となっている。回路構成が簡単であり、高度な動作特性が要求されないためにトランジスタのサイズも小さくて済み、省スペース化に適している。したがって、その検査回路を、アクティブマトリクス基板上に搭載することは充分に可能である。 In addition, since the inspection circuit is a circuit used for inspection, high-speed operation like that of a digital driver is unnecessary, and for example, it is only necessary to have a minimum function that can be inspected. Therefore, in the invention of this claim, the digital driver has a configuration including a bidirectional switch (for example, an analog switch) and control means for controlling opening and closing of the switch. Since the circuit configuration is simple and high operating characteristics are not required, the size of the transistor can be small, which is suitable for space saving. Therefore, it is possible to mount the inspection circuit on the active matrix substrate.
なお、「検査回路」の意味は、検査を主目的として用いられる回路であって、データ線ドライバのようにデータ線をドライブする機能を有さないという意味であり、検査以外の目的のために使用することや、検査以外の目的で使用できる構成を含むことを排除する意味ではない。 The meaning of “inspection circuit” is a circuit used mainly for inspection, and means that it does not have a function of driving a data line like a data line driver. It does not mean that it is used or includes a configuration that can be used for purposes other than inspection.
(2)請求項2に記載の本発明は、請求項1において、
前記検査回路を構成する素子は、前記デジタルドライバを構成する素子と共に、同じ製造プロセスにより製造されたことを特徴とする。
(2) The present invention as set forth in
The elements constituting the inspection circuit are manufactured by the same manufacturing process together with the elements constituting the digital driver.
一つのアクティブマトリクス基板上において、デジタルドライバおよび検査回路を同一のプロセスにより製造するものである。例えば、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ(TFT)技術を用いて製造することができる。 A digital driver and a test circuit are manufactured by the same process on one active matrix substrate. For example, it can be manufactured using low temperature polysilicon thin film transistor (TFT) technology.
(3)請求項3に記載の本発明は、請求項1または請求項2において、
前記デジタルドライバは、その出力部にスイッチを具備し、そのスイッチを開状態とすることによって出力端をハイインピーダンス状態とすることを特徴とする。
(3) The present invention described in
The digital driver includes a switch at an output portion thereof, and the output terminal is set to a high impedance state by opening the switch.
デジタルドライバの出力をハイインピーダンス状態とするために、出力部にスイッチを設けたものである。 In order to put the output of the digital driver into a high impedance state, a switch is provided in the output section.
(4)請求項4に記載の本発明は、請求項1〜請求項3のいずれかにおいて、
前記デジタルドライバは、容量分割方式のD/A変換器,抵抗分割方式のD/A変換器,PWM方式のD/A変換器のいずれかを具備することを特徴とするものである。
(4) The present invention according to
The digital driver includes any one of a capacitance division type D / A converter, a resistance division type D / A converter, and a PWM type D / A converter.
本発明のアクティブマトリクス基板に搭載可能なD/A変換器の例を示したものである。 2 shows an example of a D / A converter that can be mounted on an active matrix substrate of the present invention.
容量分割方式のD/A変換器は、例えば、重みづけされた各容量毎にスイッチが設けられ、スイッチの開閉制御によって、結合容量に各容量の電荷を合成して変換電圧を発生させる。 For example, the capacitance division type D / A converter is provided with a switch for each weighted capacitor, and generates a converted voltage by combining the charge of each capacitor with the coupling capacitor by switching control of the switch.
抵抗分割方式のD/A変換器は、例えば、出力経路に介在するスイッチの開閉を制御することによって、抵抗分圧された電圧を選択的に取り出し、変換電圧を発生させる。 The resistance division type D / A converter, for example, selectively extracts a voltage divided by resistance by controlling opening and closing of a switch interposed in the output path, and generates a converted voltage.
PWM方式のD/A変換器は、例えば、時間的に電圧値が変化する(ランプ波)電圧源に接続されたスイッチのオン時間をデジタルデータ値に応じて制御して変換電圧を発生させる。 The PWM D / A converter generates a conversion voltage by controlling, for example, the ON time of a switch connected to a voltage source whose voltage value changes with time (ramp wave) according to a digital data value.
(5)請求項5に記載の本発明は、請求項1〜請求項4のいずれかにおいて、
前記検査回路の前記制御手段は、前記双方向性スイッチを点順次で走査することを特徴とする。
(5) The present invention described in claim 5 provides the method according to any one of
The control means of the inspection circuit scans the bidirectional switch dot-sequentially.
検査回路が、例えば、シフトレジスタ等を用いた点順次のデータ線スキャン機構をもち、点順次にデータを読出して検査を行うものである。 The inspection circuit has, for example, a dot sequential data line scanning mechanism using a shift register or the like, and performs inspection by reading out data in a dot sequential manner.
(6)請求項に記載の本発明は、請求項1〜請求項5のいずれかにおいて、
前記検査回路の前記制御手段は、前記双方向性スイッチの数をM個(Mは2以上の自然数)とした場合に、P個(Pは自然数)の双方向性スイッチの一括した駆動をQ回(Qは自然数)繰り返して、合計でM個(M=P×Q)の双方向性スイッチを駆動することを特徴とする。
(6) The present invention as set forth in any one of
When the number of the bidirectional switches is M (M is a natural number of 2 or more), the control means of the inspection circuit performs a collective drive of P bidirectional switches (P is a natural number). It is characterized by driving a total of M (M = P × Q) bidirectional switches by repeating (Q is a natural number) times.
点順次スキャンとは異なる方式の検査回路である。 This is an inspection circuit of a different method from the dot sequential scanning.
(7)請求項7に記載の本発明は、請求項1〜請求項6のいずれかにおいて、
前記検査回路の少なくとも一部は、アクティブマトリクス基板の、画像表示等の本質的機能の実現に寄与しないスペースに配置されていることを特徴とする。
(7) The present invention described in claim 7 is the method according to any one of
At least a part of the inspection circuit is arranged in a space of the active matrix substrate that does not contribute to realization of essential functions such as image display.
検査回路は、上述のようにトランジスタのサイズが小さく、占有面積が少なくてすむため、少なくともその一部は、アクティブマトリクス基板の、画像表示等の本質的機能の実現に寄与しないスペース、すなわち、いわゆるデッドスペースに配置することも可能となる。よって、アクティブマトリクス基板や液晶表示装置の大型化を抑制できる。 Since the inspection circuit has a small transistor size and a small occupation area as described above, at least a part of the inspection circuit is a space that does not contribute to the realization of an essential function such as image display of the active matrix substrate, that is, a so-called inspection circuit. It is also possible to arrange in a dead space. Therefore, the increase in size of the active matrix substrate and the liquid crystal display device can be suppressed.
(8)請求項8に記載の本発明は、請求項7において、
前記検査回路は、パネル工程における封止材による封止位置に配置されていることを特徴とする。
(8) The present invention according to
The inspection circuit is arranged at a sealing position by a sealing material in a panel process.
パネル工程において、封止材により封止されるであろう位置は、アクティブマトリクス基板において必然的に生じるデッドスペースである。このスペースに検査回路を配置して、スペースの有効利用を図るものである。 In the panel process, the position that will be sealed by the sealing material is a dead space that inevitably occurs in the active matrix substrate. An inspection circuit is arranged in this space to make effective use of the space.
(9)請求項9に記載の本発明は、請求項1〜請求項8のいずれかにおいて、
前記検査回路および前記デジタルドライバはそれぞれ、アクティブマトリクス基板上において、複数に分割されて配置されていることを特徴とする。
(9) The present invention according to claim 9 is the invention according to any one of
Each of the inspection circuit and the digital driver is divided into a plurality of parts on the active matrix substrate.
回路を分割して配置することにより、デッドスペースのさらなる有効利用が可能となる場合がある。また、分割した分だけ、一つのブロックにおける素子数が減少し、ゆとりのあるレイアウト設計が可能となる。また、素子数が減った分だけ、シフトレジスタ等の直列的に動作する回路の動作周波数も低減できる。 In some cases, the dead space can be used more effectively by dividing the circuit. Further, the number of elements in one block is reduced by the amount of division, and a spacious layout design becomes possible. In addition, the operating frequency of a circuit that operates in series such as a shift register can be reduced by the amount of reduction in the number of elements.
(10)請求項10に記載の本発明は、請求項9において、
前記検査回路は、少なくとも第1の検査回路と第2の検査回路とに分割され、 前記デジタルドライバは、少なくとも第1のデジタルドライバと第2のデジタルドライバとに分割され、
データ線を挟んで前記第1のデジタルドライバと前記第1の検査回路とが対峙して配置され、また、データ線を挟んで前記第2のデジタルドライバと前記第2の検査回路とが対峙して配置され、
かつ、前記第1のデジタルドライバと前記第2の検査回路とはデータ線の同じ側の端部に配置され、前記第2のデジタルドライバと前記第1の検査回路とはデータ線の同じ側の端部に配置されていることを特徴とする。
(10) The present invention according to
The inspection circuit is divided into at least a first inspection circuit and a second inspection circuit, and the digital driver is divided into at least a first digital driver and a second digital driver,
The first digital driver and the first inspection circuit are arranged opposite to each other across the data line, and the second digital driver and the second inspection circuit are opposed to each other across the data line. Arranged,
In addition, the first digital driver and the second inspection circuit are disposed on the same side of the data line, and the second digital driver and the first inspection circuit are on the same side of the data line. It is arrange | positioned at the edge part, It is characterized by the above-mentioned.
分割された同種の回路(第1の回路および第2の回路)のそれぞれを、データ線を介して互いに反対側に配置するレイアウトをとるものである。 Each of the divided same-type circuits (the first circuit and the second circuit) is arranged on the opposite side via the data line.
アクティブマトリクス基板面の上下に回路が分散されるために、表示領域の周囲に存在するデッドスペースを有効に利用し易くなる。特に、封止位置のデッドスペースは、基板の周囲(上下)に均等に存在するので、このスペースの有効利用をめざす場合に有利である。 Since circuits are distributed above and below the surface of the active matrix substrate, it becomes easy to effectively use the dead space existing around the display area. In particular, since the dead space at the sealing position exists evenly (upper and lower) around the substrate, it is advantageous when the space is used effectively.
また、回路が分割されているため、分割数に応じて、一つの回路ブロック内の素子数が少なくなり、余裕のあるレイアウトが可能となる。また、素子数が減った分だけ、シフトレジスタ等の直列的に動作する回路の動作周波数を低減することもできる。 Further, since the circuit is divided, the number of elements in one circuit block is reduced according to the number of divisions, and a layout with a margin can be realized. In addition, the operating frequency of a circuit that operates in series such as a shift register can be reduced by the amount of reduction in the number of elements.
(11)請求項11に記載の本発明は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板の検査方法であって、
前記デジタルドライバにより前記データ線を駆動して、前記スイッチ素子に接続されている前記容量に信号の書き込みを行うステップと、
前記デジタルドライバの出力をハイインピーダンス状態とするステップと、
前記検査回路により前記容量に書き込まれた前記信号を読出して検査の基礎となる基礎信号を取得し、その取得された基礎信号に基づいてアクティブマトリクス部の検査を行うことを特徴とする。
(11) The present invention according to claim 11 is an inspection method of an active matrix substrate according to any one of
Driving the data line by the digital driver to write a signal to the capacitor connected to the switch element;
Bringing the output of the digital driver into a high impedance state;
The signal written in the capacitor by the inspection circuit is read to obtain a basic signal as a basis for the inspection, and the active matrix portion is inspected based on the acquired basic signal.
請求項1〜請求項10に記載のアクティブマトリクス基板を用いて、アクティブマトリクス部の検査を行う、基本的な方法である。
This is a basic method for inspecting an active matrix portion using the active matrix substrate according to
(12)請求項12に記載の本発明は、請求項11において、
請求項11に記載の各ステップの実行に先立って、前記デジタルドライバ自体の検査ならびに前記データ線の断線検査を行うことを特徴とする。
(12) The invention according to claim 12 is the invention according to claim 11,
Prior to execution of the steps according to claim 11, the digital driver itself is inspected and the data line is inspected for disconnection.
アクティブマトリクス部の検査以前に、デジタルドライバ自体の出力特性ならびにデータ線の断線を検査するもの(予備的検査)である。 Before the inspection of the active matrix portion, the output characteristics of the digital driver itself and the disconnection of the data line are inspected (preliminary inspection).
上述した本発明のアクティブマトリクス基板では、データ線を挟んで、デジタルドライバに対向して検査回路が設けられているので、デジタルドライバにより各データ線を例えば1回だけ線順次駆動し、そのスキャンに同期させて検査回路を線順次あるいは点順次でスキャンし、データ線を介して送られてくる信号を受信すれば、受信の有無ならびに受信信号の振幅等により、容易に予備的な検査ができる。 In the above-described active matrix substrate of the present invention, the inspection circuit is provided opposite to the digital driver with the data line interposed therebetween, so that each data line is driven line-sequentially by the digital driver only once, for the scanning. If the inspection circuit is scanned line-sequentially or dot-sequentially in synchronization and a signal transmitted via the data line is received, a preliminary inspection can be easily performed depending on the presence / absence of reception and the amplitude of the received signal.
(13)請求項13に記載の本発明は、請求項11において、
前記取得された基礎信号に基づくアクティブマトリクス部の検査の工程は、前記基礎信号の特性の、アクティブマトリクス部における2次元的な分布を考察するステップを含むことを特徴とする。
(13) The invention according to claim 13 is the invention according to claim 11,
The step of inspecting the active matrix portion based on the acquired basic signal includes a step of considering a two-dimensional distribution in the active matrix portion of the characteristic of the basic signal.
アクティブマトリクス部の検査のために取得される基礎信号には、多くの場合、相当のノイズが含有している。したがって、信号の特性の絶対値のみならず、信号の特性の分布の異常(例えば、周囲に比べて特異的に異常を示す特定の部分がある等)も考慮して相対的な検査を行うことが有効である。 In many cases, the basic signal acquired for the inspection of the active matrix portion contains a considerable amount of noise. Therefore, the relative inspection should be performed in consideration of not only the absolute value of the signal characteristics but also the abnormal distribution of the signal characteristics (for example, there are specific parts that show abnormalities in comparison with the surroundings). Is effective.
(14)請求項14に記載の本発明は、請求項11において、
前記取得された基礎信号に基づくアクティブマトリクス部の検査の工程は、前記取得された基礎信号を、予め用意されているサンプル信号と比較するステップを含むことを特徴とする。
(14) The present invention according to claim 14 is the invention according to claim 11,
The step of inspecting the active matrix portion based on the acquired basic signal includes a step of comparing the acquired basic signal with a sample signal prepared in advance.
サンプル信号との比較により検査を行う方法である。 In this method, inspection is performed by comparison with a sample signal.
(15)請求項15に記載の本発明は、請求項1〜請求項10のいずれかに記載のアクティブマトリクス基板を用いて構成された液晶装置である。
(15) The present invention according to claim 15 is a liquid crystal device configured by using the active matrix substrate according to any one of
所定の検査をパスした、信頼性の高い液晶装置である。 This is a highly reliable liquid crystal device that has passed a predetermined inspection.
(16)請求項16に記載の本発明は、請求項15に記載の液晶装置を用いて構成された電子機器である。 (16) The present invention according to claim 16 is an electronic apparatus configured using the liquid crystal device according to claim 15.
液晶装置の信頼性が高いため、電子機器の信頼性も向上する。 Since the reliability of the liquid crystal device is high, the reliability of the electronic device is also improved.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
(1)検査システムとその動作の概要
図1は、本発明のアクティブマトリクス基板の検査方法を実行するための装置の全体構成を示す図である。
(First embodiment)
(1) Outline of Inspection System and Its Operation FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an apparatus for executing an inspection method for an active matrix substrate of the present invention.
本実施の形態では、画素部のスイッチ素子が薄膜トランジスタ(TFT)からなるアクティブマトリクス基板(以下、TFT基板という)の検査を行う場合について説明する。 In this embodiment mode, a case where an active matrix substrate (hereinafter referred to as a TFT substrate) in which a switching element in a pixel portion is formed of a thin film transistor (TFT) is inspected will be described.
図1において、TFT基板テスタ100は、検査動作を統括的に制御するテストシステムコントローラ10と、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ20と、検査用のデータを出力するデータジェネレータ30と、高速のアンプおよびA/Dコンバータ50と、そのA/Dコンバータから出力されるデータを入力として所定の解析を行うデータアナライザ50とを有している。
In FIG. 1, a
また、フルオートプローバー200は、プローバコントローラ210と、各種信号のインタフェースとなるDUTボード220とを有している。
The
また、TFT基板300は、アクティブマトリクス部と、走査線ドライバ320と、出力オフ機能つきデジタルデータ線ドライバ(以下、単にデジタルデータ線ドライバという)330と、検査回路340とを具備している。なお、出力オフ機能とは、出力を強制的にハイインピーダンス状態にできる機能である。検査の際には、フルオートプローバのプローブ(検査端子,図1では図示されない)は、TFT基板300の露出している所定の端子(図1では図示されない)に接続される。
The
そして、テストシステムコントローラ10の統括制御の下で、TFT基板テスタ100内のタイミングジェネレータ20およびデータジェネレータ30から、タイミング信号と検査データが出力される。これらは、フルオートプローバ200のDUTボード220を介してTFT基板300に送られる。
Then, under the overall control of the
タイミング信号は、TFT基板300内の走査線ドライバ320,デジタルデータ線ドライバ330,検査回路340にそれぞれ入力され、また、検査データはデジタルデータ線ドライバ330に入力される。
The timing signal is input to the
そして、所定の検査工程を経た後(検査動作の詳細については後述する)、検査回路340から、取得された検査の基礎となるアナログ信号(以下、基礎信号という)が出力され、この基礎信号は、フルオートプローバ200内のDUTボード220を介してTFTテスタ100に送られる。そして、TFTテスタ10内の高速アンプ,A/Dコンバータ50により増幅ならびにA/D変換され、その変換されたデータは、データアナライザ50に入力され、所定の解析がなされる。
After a predetermined inspection process (details of the inspection operation will be described later), an analog signal (hereinafter referred to as a basic signal) that is the basis of the acquired inspection is output from the
(2)TFT基板300上に構成される回路の概要
図2に、図1に示されるTFT基板300の具体的な構成例が示される。図1に示される検査システムを用いた検査を可能とするためには、TFT基板300もいくつかの要件を具備する必要がある。
(2) Outline of Circuit Configured on
つまり、デジタルデータ線ドライバが出力オフ機能(出力をハイインピーダンス状態とする機能)をもつこと、基板の状態において、各画素部に容量をもつことは必須の要件となる。 In other words, it is an essential requirement that the digital data line driver has an output off function (a function for setting the output in a high impedance state) and that each pixel portion has a capacitance in the substrate state.
図2に示されるように、TFT基板300に内蔵されているデジタルデータ線ドライバ330は、mビットシフトレジスタ400と、uビットのデータ入力端子(D1〜Duと、u×m個のスイッチSW1〜SWumと、u×mビットのラッチA(参照番号410)およびラッチB(参照番号420)と、mビットD/Aコンバータ430とを具備する。本実施の形態では、D/Aコンバータ430が出力オフ機能を有している。
As shown in FIG. 2, the digital
また、走査線ドライバ320は、nビットシフトレジスタ322を具備する。
In addition, the
また、アクティブマトリクス部は、複数本のデータ線X1〜Xmと、複数本の走査線Y1〜Ynと、各走査線と各データ線との交点に配置されたTFT(M1)と、蓄積容量(保持容量)CS1とを具備する。この蓄積容量CS1が存在することにより、基板状態での点欠陥の測定が可能となる。 The active matrix section includes a plurality of data lines X1 to Xm, a plurality of scanning lines Y1 to Yn, a TFT (M1) disposed at the intersection of each scanning line and each data line, and a storage capacitor ( Holding capacity) C S1 . The presence of the storage capacitor C S1 makes it possible to measure point defects in the substrate state.
なお、TFT基板の状態では液晶容量CLCは存在しないが、図2では理解の容易を考慮して便宜上、液晶容量CLCを記載してある。また、蓄積容量CS1の、TFT(M1)との接続端の反対の端は共通の電位VCOMに保持されている。 In a state of the TFT substrate is not present liquid crystal capacitance C LC, for convenience and for ease of understanding, FIG. 2, are described the liquid crystal capacitance C LC. Further, the end of the storage capacitor C S1 opposite to the connection end to the TFT (M1) is held at a common potential V COM .
(3)具体的な構成例
(3−1)蓄積容量部の構成
図9(a),(b)に、図2のアクティブマトリクス部の1画素の構成を示す。
図9(a)はレイアウト構成を示し、(b)はその等価回路を示す。また、図9(a)におけるA−A線に沿うデバイスの断面構造が図30(a)に示されている。
(3) Specific Configuration Example (3-1) Configuration of Storage Capacitor Section FIGS. 9A and 9B show the configuration of one pixel of the active matrix section in FIG.
FIG. 9A shows a layout configuration, and FIG. 9B shows an equivalent circuit thereof. FIG. 30A shows a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG.
図9(a)において、参照番号5000,5100は走査線を示し、参照番号5200,5300はデータ線を示す。また、参照番号5400は容量線であり、参照番号5500は画素電極である。
In FIG. 9A,
図30(a)から明らかなように、TFTのドレインの延長部5505と、走査線(ゲート電極)5000の形成工程を利用して同時に形成された容量線5400との間にゲート絶縁膜5510と同じ絶縁膜5520が形成されており、また、容量線5400と画素電極5500との間に層間絶縁膜5530が形成されており、これらによって、蓄積容量(CS1)5410が構成される。なお、参照番号5600は開口部(光が透過する領域)であり、K1,K2はコンタクト領域である。
As apparent from FIG. 30A, the
なお、蓄積容量(CS1)は、図10(a),(b)に示すような構成によっても形成することができる。図30(b)には、図10(a)のA−A線に沿うデバイスの断面構造が示されている。 The storage capacitor (C S1 ) can also be formed by a configuration as shown in FIGS. FIG. 30B shows a cross-sectional structure of the device along the line AA in FIG.
図9では容量線を別個に設けていたが、図10では、TFTのドレインの延長部を隣接する走査線(ゲート電極)にオーバーラップさせることで蓄積容量を形成している。 In FIG. 9, the capacitor line is provided separately, but in FIG. 10, the storage capacitor is formed by overlapping the extension of the drain of the TFT with the adjacent scanning line (gate electrode).
つまり、図10(a)および図30(b)に示すように、ポリシリコンからなるドレインの延長部5700と隣接する走査線(ゲート電極)5100との間にゲート絶縁膜5120と同じ絶縁膜5130が形成されており、また、隣接する走査線5100と画素電極5500との間に層間絶縁膜5140が形成されており、これらによって、蓄積容量5420が形成される。なお、図10(a)において、図9(a)と同等の箇所には同一の参照番号を付してある。
That is, as shown in FIGS. 10A and 30B, the same insulating
(3−2)D/Aコンバータの構成
図2のmビットD/Aコンバータ430としては、図11〜図14に示される構成のものを使用できる。
(3-2) Configuration of D / A Converter As the m-bit D /
点欠陥の検査を行う際には、画素部の容量に信号を書き込んだ後にD/Aコンバータの出力をオフさせることが必要となるため、図11〜図14のD/Aコンバータはいずれも、出力オフ機能(出力をハイインピーダンス状態とする機能)を有している。以下、具体的に説明する。 When inspecting point defects, it is necessary to turn off the output of the D / A converter after writing a signal to the capacitor of the pixel portion. Therefore, all of the D / A converters of FIGS. It has an output off function (function that puts the output in a high impedance state). This will be specifically described below.
容量分割方式のD/Aコンバータ
図11のD/Aコンバータ430は、出力オフ機能つきの容量分割方式のD/Aコンバータである。このコンバータは、重みづけされた容量(2進荷重容量)C1〜C8に電荷を蓄積しておき、8ビットの入力データD1〜D8が「1」のときに、対応するスイッチ(SW20〜SW28)を閉じて、各重みづけされた容量(C1〜C8)と結合容量C30との間で電荷の移動を生じせしめ、8ビットの入力データD1〜D8に対応した変換電圧を出力端子VOUTに発生させるものである。図11中、スイッチ(SW1〜SW8)は容量C1〜C8のリセット用スイッチであり、V0はリセット電圧である。また、スイッチC40は結合容量C30のリセットスイッチである。
Capacitance Division D / A Converter A D /
スイッチ制御回路6000は、スイッチSW20〜SW28を強制的に開状態として出力端子VOUTをフローティング状態(ハイインピーダンス状態)とするために設けられている。
The
図12に、スイッチSW20の具体的構成を示す。スイッチSW20はnMOSトランジスタM10,pMOSトランジスタM20およびインバータINV1からなるトランスファーゲートと、このトランスファーゲートに直列に接続されるnMOSトランジスタM30とを具備する。スイッチ制御回路6000は、nMOSトランジスタM30をオフさせることにより、入力データD1に対応した出力をハイインピーダンス状態とする。他の入力データに対応した他のスイッチについても同様に、ハイインピーダンス状態とすることができる。
FIG. 12 shows a specific configuration of the switch SW20. The switch SW20 includes a transfer gate including an nMOS transistor M10, a pMOS transistor M20 and an inverter INV1, and an nMOS transistor M30 connected in series to the transfer gate. The
なお、図11,図12ではスイッチ制御回路6000を独立に設け、また、図12ではハイインピーダンスとするための専用のトランジスタ(M30)を設けているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図11,図12において、リセット信号等を用いて入力データD1〜D8を強制的に「0」に固定することによって、図11のスイッチ(SW20)や図12のトランスファーゲート(M10,M20)をオフさせて、出力をハイインピーダンス状態とすることもできる。
11 and 12, the
抵抗分割方式のD/Aコンバータ
図13に示されるD/Aコンバータ430は、直列接続された抵抗R1〜R8の各共通接続点から得られる分圧電圧を、スイッチSW100〜SW108の開閉制御により選択して取り出して変換出力VOUTを得るものである。
Resistance-dividing D / A Converter A D /
スイッチSW100〜SW108の開閉は、デコーダ7000の出力により決定される。また、各スイッチSW100〜SW108(スイッチ群7100)は、スイッチ制御回路7200の制御によって一括して開状態となり、出力をハイインピーダンス状態とすることができるようになっている。
The opening / closing of the switches SW100 to SW108 is determined by the output of the
PWM方式のD/Aコンバータ
図14に示されるD/Aコンバータ430は、PWM回路7502により入力データ値に対応したパルス幅のパルス信号を生成し、そのパルス幅でスイッチ7506のオン時間(閉じた状態となる時間)を制御し、変換出力VOUTを得るものである。なお、参照番号7504はランプ波電源であり、参照番号7400は画像データを一時的に記憶するラッチ回路である。また、スイッチ制御回路7508の制御により、スイッチ7506を強制的に開状態として出力をハイインピーダンス状態とすることが可能である。
PWM D / A Converter A D /
(3−3)検査回路の構成
図2の検査回路340としては、図15(a),(b)および図16に記載のものを使用可能である。なお、「検査回路」の意味は、検査のために使用され、データ線ドライバのようにデータ線の駆動を目的としないという意味であり、他の目的で使用される構成を含むことや回路全体を他の目的に使用することを排除するものではない。
(3-3) Configuration of Inspection Circuit As the
図15(a)の検査回路342は、データ線X1〜Xmの各々に対応してMOSトランジスタを用いたアナログスイッチSWX1〜SWXmを設け、このアナログスイッチSWX1〜SWXmを、シフトレジスタ7600の出力により点順次方式で走査し、出力端子TOUTから検査の基礎となる基礎信号を順次に得るものである。基礎信号は、フルオートプローバ200内のDUTボード220に送られるようになっている。
The
図15(b)では、シフトレジスタ7602の1出力で2個のアナログスイッチ(SWX1〜SWXm)を駆動するようにしたものであり、基本的には、点順次走査方式を採用している点で図15(a)と共通する。2個のアナログスイッチを同時駆動するので、シフトレジスタのビット数(段数)はm/2ビットで済む。また、基礎信号は、2つの端子TOUT1,TOUT2から得られる。
In FIG. 15B, two analog switches (SW X1 to SW Xm ) are driven by one output of the
図16の検査回路342では点順次走査とは異なる方式を採用している。 つまり、m個のアナログスイッチSWX1〜SWXmを駆動する場合に、p個のアナログスイッチを一括して駆動し、その駆動をq回繰り返しすことにより、合計でm個(m=p×q)のアナログスイッチの駆動を実現する方式である。
The
スイッチ制御回路7300は、制御線G1〜Gqを順次にオンさせ、各制御線が1回オンする毎に、出力線L1〜Lpの各々から同時に基礎信号が得られる。
The
以上説明した検査回路は、いずれもデータ線のドライブ能力を必要とせず、また、画像表示のための高速駆動といった要求もないために、トランジスタサイズは小さくてよく、基本的には、動作可能な最低限の能力さえもっていればよい。したがって、占有面積を極めて小さくでき、TFT基板上に形成することが可能となる。 None of the inspection circuits described above require the drive capability of the data line, and there is no requirement for high-speed driving for image display. Therefore, the transistor size may be small and basically operable. You only need to have the minimum ability. Therefore, the occupied area can be made extremely small and can be formed on the TFT substrate.
図3には、D/Aコンバータ430を点順次駆動も可能なドライバとした場合の、そのD/Aコンバータの出力段のMOSトランジスタのサイズと、検査回路342を構成するMOSトランジスタのサイズとを比較して示す図である。
FIG. 3 shows the size of the MOS transistor at the output stage of the D / A converter and the size of the MOS transistor constituting the
すなわち、点順次駆動も可能なD/Aコンバータ430を構成するMOSトランジスタM200のチャネル幅(W)は少なくとも1000μm以上必要であり、これに対し、検査回路342を構成するMOSトランジスタM300のチャネル幅(W)は、100μm以下でよい。つまり、検査回路のトランジスタのサイズは、1/10以下でよい。
That is, the channel width (W) of the MOS transistor M 200 that constitutes the D /
このようにトランジスタのサイズが小さく、占有面積が少なくてすむため、検査回路342の少なくとも一部は、TFT基板の、画像表示等の本質的機能の実現に寄与しないスペース、すなわち、いわゆるデッドスペースに配置することも可能となる。よって、TFT基板や液晶表示装置の大型化を抑制できる。
Since the size of the transistor is small and the occupied area is small in this way, at least a part of the
例えば、検査回路342は、図4に示すように、TFT基板のパネル工程における封止材(シール材)による封止位置に配置することができる。図4では、理解の容易のために完成した液晶表示装置の断面構成を描いてある。
For example, as shown in FIG. 4, the
図4において、参照番号500はガラス基板であり、参照番号510はSiO2膜であり、参照番号520はゲート絶縁膜であり、参照番号530,540は層間絶縁膜であり、参照番号522,524はソース・ドレイン層であり、参照番号526はゲート電極である。
In FIG. 4,
検査回路を構成するMOSトランジスタM300は、封止材(シール材)550による封止領域A1に配置されている。封止材による封止位置は、アクティブマトリクス基板において必然的に生じるデッドスペースであり、このスペースに検査回路を配置することにより、スペースの有効活用を図ることができる。 The MOS transistor M 300 constituting the inspection circuit is arranged in a sealing region A1 by a sealing material (sealing material) 550. The sealing position by the sealing material is a dead space that inevitably occurs in the active matrix substrate, and the space can be effectively utilized by arranging the inspection circuit in this space.
なお、図4中、参照番号560は対向基板であり、参照番号570,572は配向膜であり、参照番号574は液晶である。
In FIG. 4, reference numeral 560 is a counter substrate,
(4)TFT基板の検査手順
(4−1)概要
TFT基板の検査は、図5に示されるように、大別して、信号線の断線検出ならびにD/Aコンバータの出力検査工程(予備的検査工程,ステップ600)と、点欠陥の検査工程(ステップ610)とに分かれる。
(4) TFT substrate inspection procedure (4-1) Outline As shown in FIG. 5, the TFT substrate inspection is roughly divided into signal line disconnection detection and D / A converter output inspection process (preliminary inspection process). , Step 600) and a point defect inspection process (step 610).
信号線の断線検出ならびにD/Aコンバータの出力検査(ステップ600)は、デジタルデータ線ドライバに対向して検査回路を設けるという、本実施の形態のアクティブマトリクス基板(図1,図2)の基本的構成により可能となる検査であり、図1,図2に示されるデジタルデータ線ドライバ330の全出力をオンさせ、検査回路340によりその出力を受信することにより、原則的に1回のスキャンで容易に検査することができる。
The basics of the active matrix substrate (FIGS. 1 and 2) of the present embodiment in which the disconnection of the signal lines and the output inspection of the D / A converter (step 600) are provided with an inspection circuit facing the digital data line driver. This is a test that can be performed by a general configuration, and by turning on all the outputs of the digital
例えば、データ線を介してデータ線ドライバの出力信号が何も伝達されてこない場合には、データ線が断線しているかデータ線ドライバ自体に欠陥があることになる。点欠陥の検査工程(ステップ610)については後述する。 For example, when no output signal of the data line driver is transmitted via the data line, the data line is disconnected or the data line driver itself is defective. The point defect inspection process (step 610) will be described later.
(4−2)具体的な検査手順
図6に具体的な検査手順の例を示す。
(4-2) Specific Inspection Procedure FIG. 6 shows an example of a specific inspection procedure.
図6のフローチャートでは、検査時間の短いものから順に検査するという方式を採用し、かつ必要な全ての工程について検査をするようにしている。但し、これに限定されるものではなく、不良が発見された時点で以後の検査を中止することも可能である。 In the flowchart of FIG. 6, a method of inspecting in order from the one with the shortest inspection time is adopted, and all necessary processes are inspected. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to stop the subsequent inspection when a defect is found.
以下、図6の検査手順について順をおって説明する。 Hereinafter, the inspection procedure of FIG. 6 will be described in order.
まず、未検査TFT基板の有無を調べ(ステップ700)、未検査TFT基板が有る場合にはその基板を図1のシステムにアラインメント(装着)し(ステップ710)、図1のフルオートプローバ220によるプロービングを行う(ステップ720)。
First, the presence / absence of an uninspected TFT substrate is checked (step 700). If there is an uninspected TFT substrate, the substrate is aligned (attached) to the system of FIG. 1 (step 710), and the
そして、まず、ドライバ消費電流の測定を行う(ステップ730)。このステップでは、データ線,走査線ドライバ(および検査回路)の供給電源に流れる消費電流が正常の範囲にあるかどうかを判定する。電源間に短絡があると、過大な電流が流れるので、これにより判定が可能である。 First, driver current consumption is measured (step 730). In this step, it is determined whether or not the consumption current flowing through the power supply of the data line and scanning line driver (and the inspection circuit) is in a normal range. If there is a short circuit between the power supplies, an excessive current flows, which can be determined.
次に、走査線ドライバのエンドパルスの測定を行う(ステップ740)。つまり、シフトレジスタの初段にパルスを入力し、そのパルスが所定のタイミングで最終段から出力されるかを判定する。デジタル信号であるので瞬時に判定可能である。 Next, the end pulse of the scanning line driver is measured (step 740). That is, a pulse is input to the first stage of the shift register, and it is determined whether the pulse is output from the last stage at a predetermined timing. Since it is a digital signal, it can be determined instantaneously.
次に、データ線ドライバのエンドパルスを、走査線ドライバの場合と同様に測定する(ステップ750)。 Next, the end pulse of the data line driver is measured as in the case of the scanning line driver (step 750).
次に、データ線(信号線)および走査線の短絡検査を実行する(ステップ760)。 Next, a short circuit inspection of the data line (signal line) and the scanning line is performed (step 760).
つまり、走査ドライバの全出力をハイレベルとし、検査回路の各スイッチもオン状態として、走査線ドライバから検査回路に流れる電流を測定する。もし、配線間に短絡があると、過大な電流が流れることになる。 That is, all the outputs of the scanning driver are set to the high level, each switch of the inspection circuit is also turned on, and the current flowing from the scanning line driver to the inspection circuit is measured. If there is a short circuit between the wires, an excessive current will flow.
次に、データ線(信号線)および走査線の断線検査を実行する(ステップ770)。 Next, a disconnection inspection of the data line (signal line) and the scanning line is executed (step 770).
つまり、デジタルドライバの全出力をハイレベルとし、検査回路のスイッチを順番に閉じて電流の変化を検出する。もし断線があると、流れる電流が減少するので判別が可能である。 That is, all the outputs of the digital driver are set to high level, and the switches of the inspection circuit are closed in order to detect a change in current. If there is a disconnection, the current that flows is reduced, so it can be determined.
次に、D/Aコンバータの出力測定を行う(ステップ780)。 Next, the output of the D / A converter is measured (step 780).
点欠陥の検査を行う前に、D/Aコンバータの全出力についての検査を行うものである。この検査では、その精度を高めるために、白,黒,中間調といった複数階調の信号について出力レベルが適正か否かを調べるのが望ましい。 Before the point defect is inspected, all the outputs of the D / A converter are inspected. In this inspection, in order to increase the accuracy, it is desirable to check whether or not the output level is appropriate for signals of a plurality of gradations such as white, black, and halftone.
具体的には、設定されたレベルの電圧を全データ線(信号線)に出力し、一定時間後にD/Aコンバータの出力をハイインピーダンス状態とし、検査回路を用いて各データ線(信号線)の電圧を検出する。 Specifically, the voltage of the set level is output to all the data lines (signal lines), the output of the D / A converter is set in a high impedance state after a certain time, and each data line (signal line) is set using a test circuit. The voltage of is detected.
次に、点欠陥の測定を行う(ステップ790)。 Next, a point defect is measured (step 790).
この点欠陥の測定は、より具体的には、図7に示されるような手順により行われる。すなわち、まず、デジタルデータ線ドライバの全出力をオンさせて、設定されたレベルの電圧を全データ線(信号線)に出力させて、画素部の蓄積容量に信号を書き込む(ステップ900)。次に、デジタルデータ線ドライバのD/Aコンバータの出力をハイインピーダンス状態とする(ステップ910)。次に、検査回路のスイッチを閉じた状態で走査線を一本ずつ選択し、1画素分ずつの電位の変動量を検出する(ステップ920)。そして、必要に応じて、複数回の検出(ステップ930)や、書き込み条件を異ならせての検出(ステップ940)を実行する。 More specifically, the measurement of the point defect is performed by a procedure as shown in FIG. That is, first, all outputs of the digital data line driver are turned on, a voltage of a set level is output to all the data lines (signal lines), and a signal is written in the storage capacitor of the pixel portion (step 900). Next, the output of the D / A converter of the digital data line driver is set to a high impedance state (step 910). Next, scanning lines are selected one by one with the inspection circuit switch closed, and the amount of potential fluctuation for each pixel is detected (step 920). If necessary, detection is performed a plurality of times (step 930) and detection is performed with different writing conditions (step 940).
以上の各ステップにおいて、異常(不良)が発見された場合には、必要に応じて、不良アドレスの検出を行い、良否判定の際の基礎データとする(図6のステップ800)。 If an abnormality (failure) is found in each of the above steps, a defective address is detected as necessary and used as basic data for pass / fail judgment (step 800 in FIG. 6).
以上のステップにより、検査の基礎となる基礎データが得られたので、最後に、基礎データに基づき、総合的に良否判定を行う(図6のステップ810)。
Since the basic data that is the basis of the inspection is obtained through the above steps, finally, the quality is determined based on the basic data (
良否判定は例えば、図8に示されるように、基礎データのTFT基板面における二次元的分布を考察し、周囲に対して極端に異なる数値を示す箇所(特異点)がないかどうかを調べたり(ステップ960)、サンプルデータとの比較により異常を調べること(ステップ970)等により、総合的に判断される。 For example, as shown in FIG. 8, the pass / fail judgment is made by examining the two-dimensional distribution of the basic data on the TFT substrate surface, and examining whether there are any locations (singular points) that show extremely different values with respect to the surroundings. A comprehensive judgment is made by (step 960), examining abnormalities by comparison with sample data (step 970), and the like.
そして、以上の検査工程を、他の未検査チップについて順次に行っていく(図6のステップ820,830)。
Then, the above inspection process is sequentially performed on other uninspected chips (
このように、本実施の形態によれば、デジタルデータ線ドライバを搭載したアクティブマトリクス基板の良品検査を、短時間で高精度に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, the non-defective product inspection of the active matrix substrate on which the digital data line driver is mounted can be performed with high accuracy in a short time.
(第2の実施の形態)
図17を用いて、本発明の第2の実施の形態について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施の形態の特徴は、デジタルデータ線ドライバおよび検査回路を上下に2分割して配置し、しかも、上下に分割された各回路が互いに入り組んで配置されてコンパクトな構成となっていることである。 The feature of this embodiment is that the digital data line driver and the inspection circuit are divided into two parts in the vertical direction, and the circuits divided in the vertical direction are arranged in a complicated manner to form a compact configuration. is there.
つまり、図17に明示されるとおり、デジタルデータ線ドライバは、第1のドライバ8000Aと第2のドライバ8000Bに2分割されている。データ線ドライバ自体の構成は図2と同じであるが、2分割されたことにより、各ドライバのビット数は図2の場合の1/2となっている。
That is, as clearly shown in FIG. 17, the digital data line driver is divided into two parts, a
また、検査回路も、第1の回路8100Aと第2の回路8100Bとに2分割されている。そして、第1の回路8100Aは、偶数番のデータ線(X2,X4・・・Xm)に接続されており、第2の回路8100Bは、奇数番のデータ線(X1,X3・・・Xm−1)に接続されている。図17中、参照番号S1,S2,S3,S4,Sm,Sm−1はアナログスイッチを示し、参照番号8102,8104はシフトレジスタの1段分の構成を示す。
The inspection circuit is also divided into two parts, a
本実施の形態のように、ドライバや検査回路を分割することにより、以下の種々の効果を得ることができる。 By dividing the driver and the inspection circuit as in this embodiment, the following various effects can be obtained.
すなわち、ドライバや検査回路を分割したことにより、各回路を構成する素子数が1/2となり、それだけ占有面積が減り、また余裕をもった素子の配置が可能となる。 That is, by dividing the driver and the inspection circuit, the number of elements constituting each circuit is halved, the occupied area is reduced accordingly, and elements can be arranged with a margin.
さらに、シフトレジスタの段数が半分となることにより動作周波数も1/2にでき、回路設計上有利である。 Further, since the number of shift register stages is halved, the operating frequency can be halved, which is advantageous in terms of circuit design.
さらに、回路の分割は、回路を画素部の周囲に均等に配置できることにつながり、これにより、デッドスペースの有効利用が可能となる。例えば、図4で説明した封止材(シール材)直下のデッドスペースを活用する際に有利となる。 Furthermore, the division of the circuit leads to the circuit being evenly arranged around the pixel portion, thereby enabling effective use of the dead space. For example, this is advantageous when utilizing the dead space directly under the sealing material (sealing material) described in FIG.
つまり、封止材(シール材)は基板に余分な応力を与えないように、基板面のの周囲に均等の幅で接するように設けられるものであり、したがって、回路が分割され、しかも各回路の素子数が低減されていることは、封止材の直下のデッドスペースの利用効率を高めるのに役立つからである。 In other words, the sealing material (sealing material) is provided so as to be in contact with the periphery of the substrate surface with an equal width so as not to give excessive stress to the substrate, and thus the circuit is divided and each circuit is provided. This is because the reduction in the number of elements helps increase the utilization efficiency of the dead space directly under the sealing material.
特に、検査回路の素子サイズはドライバの素子サイズより小さいので、検査回路の分割によって、さらに省スペースとなり、レイアウト設計上有利である。 Particularly, since the element size of the inspection circuit is smaller than the element size of the driver, the division of the inspection circuit further saves space, which is advantageous in layout design.
図19にアクティブマトリクス基板(TFT基板上)における、検査回路等の配置例を示す。なお、図19にはアクティブマトリクス基板上におけるドライバ等のレイアウトのみならず、そのTFT基板を用いて製造された液晶パネルの縦断面および横断面も併せて示してある。 FIG. 19 shows an arrangement example of inspection circuits and the like on the active matrix substrate (on the TFT substrate). FIG. 19 shows not only the layout of drivers and the like on the active matrix substrate, but also the vertical and horizontal cross sections of a liquid crystal panel manufactured using the TFT substrate.
図19において、参照番号9100はアクティブマトリクス基板(TFT基板)であり、参照番号8000A,8000Bは、デジタルデータ線ドライバおよび検査回路であり、参照番号320は走査線ドライバである。また、参照番号8300は遮光パターンを示し、そのパターンの内部がアクティブマトリクス部(画素部)である。また、参照番号8400は実装端子部であり、参照番号9200は封止材(シール材)であり、参照番号574は液晶であり、参照番号9000は対向基板(カラーフィルタ基板)である。
In FIG. 19,
図19から明らかなように、走査線ドライバ,データ線ドライバならびに検査回路はいずれもアクティブマトリクス基板の周囲のデッドスペースを有効に利用して配置されている。したがって、封止材による封止位置のデッドスペースを有効に活用するのに適している。 As apparent from FIG. 19, the scanning line driver, the data line driver, and the inspection circuit are all arranged by effectively using the dead space around the active matrix substrate. Therefore, it is suitable for effectively utilizing the dead space at the sealing position by the sealing material.
図19に示されるは液晶パネル(アクティブマトリクス基板9100)は、例えば、図18に示されるような切断工程を経て製造される。 The liquid crystal panel (active matrix substrate 9100) shown in FIG. 19 is manufactured through a cutting process as shown in FIG.
つまり、図18では、アクティブマトリクス基板(TFT基板)9100と対向基板(カラーフィルタ基板)9000とを大判張り合わせ方式により張り合わせた後、切断して6個のパネルを製造する。図18中、1点鎖線で示す切断線(L10,L11,L30,L31,L32,L33)は、アクティブマトリクス基板と対向基板とを同時に切断する線である。また、点線で示される切断線(L20,L21,は対向基板のみを切断する線である。 In other words, in FIG. 18, an active matrix substrate (TFT substrate) 9100 and a counter substrate (color filter substrate) 9000 are bonded together by a large bonding method, and then cut to manufacture six panels. In FIG. 18, cutting lines (L10, L11, L30, L31, L32, L33) indicated by one-dot chain lines are lines that simultaneously cut the active matrix substrate and the counter substrate. In addition, cutting lines (L20, L21, indicated by dotted lines are lines that cut only the counter substrate.
(第3の実施の形態)
本実施の形態では、図20〜図26を用いて、アクティブマトリクス基板上に薄膜トランジスタ(TFT)を製造する方法(低温ポリシリコン技術を用いた製造方法)について説明する。
(Third embodiment)
In this embodiment, a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) on an active matrix substrate (a manufacturing method using a low-temperature polysilicon technique) will be described with reference to FIGS.
なお、図20〜図26の製造プロセスでは、容量(コンデンサ)も併せて製造することにしている。したがって、このプロセスは、検査回路やドライバのシフトレジスタ等の製造のみならず、図11の容量分割方式のD/A変換器を製造する場合にも使用できるものである。 20 to 26, a capacitor (capacitor) is also manufactured. Therefore, this process can be used not only in the manufacture of the inspection circuit and the shift register of the driver, but also in the case of manufacturing the capacity division type D / A converter of FIG.
工程1
まず、図20に示すように基板4000上にバッファ層4100を設け、そのバッファ層4100上にアモルファスシリコン層4200を形成する。
First, as shown in FIG. 20, a
工程2
次に、図21に示すように、アモルファスシリコン層4200の全面にレーザー光を照射してアニールを施すことによりアモルファスシリコンを多結晶化し、多結晶シリコン層4220を形成する。
Next, as shown in FIG. 21, the entire surface of the
工程3
次に、図22に示すように多結晶シリコン層4220をパターニングして、アイランド領域4230,4240,4250を形成する。アイランド領域4230,4240は、MOSトランジスタの能動領域(ソース,ドレイン)が形成される層である。また、アイランド領域4250は、薄膜容量の一極となる層である。
Next, as shown in FIG. 22, the
工程4
次に、図23に示すように、マスク層4300を形成し、アイランド領域4250のみにリン(P)イオンを打ち込み、低抵抗化する。
Next, as shown in FIG. 23, a
工程5
次に、図24に示すように、ゲート絶縁膜4400を形成し、そのゲート絶縁膜上にTaN層4500,4510,4520を形成する。TaN層4500,4510はMOSトランジスタのゲートとなる層であり、TaN層4520は薄膜容量の他極となる層である。その後、マスク層4600を形成し、ゲートTaN層4500をマスクとして、セルフアラインでリン(P)をイオン打ち込みし、n型のソース層4231,ドレイン層4232を形成する。
Process 5
Next, as shown in FIG. 24, a
工程6
次に、図25に示すように、マスク層4700a,4700bを形成し、ゲートTaN層4510をマスクとして、セルフアラインでボロン(B)をイオン打ち込みし、p型のソース層4241,ドレイン層4242を形成する。
Step 6
Next, as shown in FIG. 25,
工程7
その後、図26に示すように、層間絶縁膜4800を形成し、その層間絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、ITOやAlからなる電極層4900,4910,4920,4930を形成する。なお、図26では図示されないが、TaN層4500,4510,4520や多結晶シリコン層4250にもコンタクトホールを介して電極が接続される。これにより、nチャネルTFT,pチャネルTFTおよびMOS容量が完成する。
Step 7
Thereafter, as shown in FIG. 26, an
以上のべたような、工程を共通化した製造プロセスを用いることにより製造が容易化され、コスト面でも有利となる。また、ポリシリコンはアモルファスシリコンに比べてキャリアの移動度が格段に大きいので高速動作が可能であり、回路の高速化の面で有利である。 Manufacturing is facilitated by using a manufacturing process with a common process as described above, which is advantageous in terms of cost. In addition, since polysilicon has a much higher carrier mobility than amorphous silicon, it can operate at high speed, which is advantageous in terms of speeding up the circuit.
そして、上述の検査方法を用いて良品判定を確実に行うため、完成した製品の信頼度も極めて高くでき、したがって、高品質の製品の市場への投入が可能となる。 In addition, since the non-defective product determination is reliably performed using the above-described inspection method, the reliability of the finished product can be extremely high, and therefore, a high-quality product can be introduced into the market.
なお、上述の製造プロセスでは低温ポリシリコンTFT技術を用いているが、製造方法は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、回路の所定の動作速度が保証されれば、アモルファスシリコンを用いたプロセスも使用可能である。また、画素部のスイッチング素子としては、TFTの他に、MIMのような2端子素子も使用できる。 Although the low-temperature polysilicon TFT technology is used in the above manufacturing process, the manufacturing method is not necessarily limited to this. For example, if a predetermined operation speed of the circuit is guaranteed, a process using amorphous silicon can be used. In addition to the TFT, a two-terminal element such as MIM can also be used as the switching element of the pixel portion.
(第4の実施の形態)
本実施の形態では、本発明のアクティブマトリクス基板を用いて製造された液晶パネルや、そのパネル等を用いた電子機器の例について説明する。いずれも高品質の装置である。
(Fourth embodiment)
In this embodiment, examples of a liquid crystal panel manufactured using the active matrix substrate of the present invention and an electronic device using the panel or the like will be described. Both are high-quality devices.
(1)液晶表示装置(図27)
液晶表示装置は、例えば、図27に示すように、バックライト2000,偏光板2200,TFT基板2300と、液晶2400と、対向基板(カラーフィルタ基板)2500と、偏光板2600とからなる。本実施の形態では、上述のとおり、TFT基板1300上に駆動回路2310(ならびに検査回路)を形成している。
(1) Liquid crystal display device (FIG. 27)
The liquid crystal display device includes, for example, a backlight 2000, a polarizing plate 2200, a TFT substrate 2300, a liquid crystal 2400, a counter substrate (color filter substrate) 2500, and a polarizing plate 2600, as shown in FIG. In this embodiment mode, the driver circuit 2310 (and the inspection circuit) is formed over the TFT substrate 1300 as described above.
(2)パーソナルコンピュータ(図28)
図28に示すパーソナルコンピュータ1200は、キーボード1202を備えた本体部1204と、液晶表示画面1206とを有する。
(2) Personal computer (FIG. 28)
A
(3)液晶プロジェクタ(図29)
図29に示される液晶プロジェクタ1100は、透過型液晶パネルをライトバルブとして用いた投写型プロジェクタであり、例えば3板プリズム方式の光学系を用いている。
(3) Liquid crystal projector (Fig. 29)
A
図29において、プロジェクタ1100では、白色光源のランプユニット1102から射出された投写光がライトガイド1104の内部で、複数のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によってR、G、Bの3原色に分けられ、それぞれの色の画像を表示する3枚の液晶パネル1110R、1110Gおよび1110Bに導かれる。そして、それぞれの液晶パネル1110R、1110Gおよび1110Bによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。ダイクロイックプリズム1112では、レッドRおよびブルーBの光が90°曲げられ、グリーンGの光が直進するので各色の画像が合成され、投写レンズ1114を通してスクリーンなどにカラー画像が投写される。
In FIG. 29, in the
その他、本発明を適用可能な電子機器としては、エンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャあるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。 Other electronic devices to which the present invention can be applied include engineering workstations (EWS), pagers or mobile phones, word processors, televisions, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, electronic notebooks, electronic desk calculators, cars Examples thereof include a navigation device, a POS terminal, and a device provided with a touch panel.
10 テストシステムコントローラ、 20 タイミングジェネレータ、
30 データジェネレータ、 40 高速アンプ,A/Dコンバータ、
100 アクティブマトリクス基板テスタ、 200 フルオートプローバ
210 プローバコントローラ、 220 DUTボード、
300 アクティブマトリクス基板、 310 アクティブマトリクス部、
320 走査線ドライバ、 330 出力オフ機能付きデジタルデータ線ドライバ
340 検査回路
10 test system controller, 20 timing generator,
30 data generator, 40 high-speed amplifier, A / D converter,
100 active matrix substrate tester, 200
300 active matrix substrate, 310 active matrix section,
320 Scan Line Driver, 330 Digital Data Line Driver with
Claims (16)
出力端をハイインピーダンス状態とすることができる機能をもつ、前記複数のデータ線を駆動するためのデジタルドライバと、
一本の走査線および一本のデータ線に接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の各々に接続された容量と、
前記データ線の、前記デジタルドライバとは反対側の端に設けられた検査回路と、を有し、
前記検査回路は、前記複数のデータ線の各々毎に設けられた双方向性スイッチと、そのスイッチの開閉を制御する制御手段とを具備することを特徴とするアクティブマトリクス基板。 A plurality of scan lines and a plurality of data lines;
A digital driver for driving the plurality of data lines, having a function capable of setting an output terminal in a high impedance state;
A switch element connected to one scan line and one data line;
A capacitor connected to each of the switch elements;
An inspection circuit provided at an end of the data line opposite to the digital driver,
The inspection circuit includes a bidirectional switch provided for each of the plurality of data lines, and a control means for controlling opening and closing of the switch.
前記検査回路を構成する素子は、前記デジタルドライバを構成する素子と共に、同じ製造プロセスにより製造されたことを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In claim 1,
The active matrix substrate, wherein the elements constituting the inspection circuit are manufactured by the same manufacturing process together with the elements constituting the digital driver.
前記デジタルドライバは、その出力部にスイッチを具備し、そのスイッチを開状態とすることによって出力端をハイインピーダンス状態とすることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In claim 1 or claim 2,
The digital driver includes a switch at an output portion thereof, and an open state of the output terminal is set to a high impedance state by opening the switch.
前記デジタルドライバは、容量分割方式のD/A変換器,抵抗分割方式のD/A変換器,PWM方式のD/A変換器のいずれかを具備することを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In any one of Claims 1-3,
The digital driver includes any one of a capacitance division type D / A converter, a resistance division type D / A converter, and a PWM type D / A converter.
前記検査回路の前記制御手段は、前記双方向性スイッチを点順次で走査することを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In any one of Claims 1-4,
The active matrix substrate according to claim 1, wherein the control means of the inspection circuit scans the bidirectional switch dot-sequentially.
前記検査回路の前記制御手段は、前記双方向性スイッチの数をM個(Mは2以上の自然数)とした場合に、P個(Pは自然数)の双方向性スイッチの一括した駆動をQ回(Qは自然数)繰り返して、合計でM個(M=P×Q)の双方向性スイッチを駆動することを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In any one of Claims 1-4,
When the number of the bidirectional switches is M (M is a natural number of 2 or more), the control means of the inspection circuit performs a collective drive of P bidirectional switches (P is a natural number). An active matrix substrate characterized in that a total of M (M = P × Q) bidirectional switches are driven repeatedly (Q is a natural number).
前記検査回路の少なくとも一部は、アクティブマトリクス基板の、画像表示等の本質的機能の実現に寄与しないスペースに配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In any one of Claims 1-6,
At least a part of the inspection circuit is arranged in a space that does not contribute to realization of an essential function such as image display of the active matrix substrate.
前記検査回路は、パネル工程における封止材による封止位置に配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In claim 7,
An active matrix substrate, wherein the inspection circuit is disposed at a sealing position by a sealing material in a panel process.
前記検査回路および前記デジタルドライバはそれぞれ、アクティブマトリクス基板上において、複数に分割されて配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In any one of Claims 1-8,
An active matrix substrate, wherein the inspection circuit and the digital driver are each divided and arranged on the active matrix substrate.
前記検査回路は、少なくとも第1の検査回路と第2の検査回路とに分割され、 前記デジタルドライバは、少なくとも第1のデジタルドライバと第2のデジタルドライバとに分割され、
データ線を挟んで前記第1のデジタルドライバと前記第1の検査回路とが対峙して配置され、また、データ線を挟んで前記第2のデジタルドライバと前記第2の検査回路とが対峙して配置され、
かつ、前記第1のデジタルドライバと前記第2の検査回路とはデータ線の同じ側の端部に配置され、前記第2のデジタルドライバと前記第1の検査回路とはデータ線の同じ側の端部に配置されていることを特徴とするアクティブマトリクス基板。 In claim 9,
The inspection circuit is divided into at least a first inspection circuit and a second inspection circuit, and the digital driver is divided into at least a first digital driver and a second digital driver,
The first digital driver and the first inspection circuit are arranged opposite to each other across the data line, and the second digital driver and the second inspection circuit are opposed to each other across the data line. Arranged,
In addition, the first digital driver and the second inspection circuit are disposed on the same side of the data line, and the second digital driver and the first inspection circuit are on the same side of the data line. An active matrix substrate, which is disposed at an end.
前記デジタルドライバにより前記データ線を駆動して、前記スイッチ素子に接続されている前記容量に信号の書き込みを行うステップと、
前記デジタルドライバの出力をハイインピーダンス状態とするステップと、
前記検査回路により前記容量に書き込まれた前記信号を読出して検査の基礎となる基礎信号を取得し、その取得された基礎信号に基づいてアクティブマトリクス部の検査を行うことを特徴とするアクティブマトリクス基板の検査方法。 An inspection method for an active matrix substrate according to any one of claims 1 to 10,
Driving the data line by the digital driver to write a signal to the capacitor connected to the switch element;
Bringing the output of the digital driver into a high impedance state;
An active matrix substrate that reads out the signal written in the capacitor by the inspection circuit to obtain a basic signal as a basis of the inspection and inspects an active matrix portion based on the acquired basic signal Inspection method.
請求項11に記載の各ステップの実行に先立ち、前記デジタルドライバ自体の検査ならびに前記データ線の断線検査を行うことを特徴とするアクティブマトリクス基板の検査方法。 In claim 11,
12. An inspection method for an active matrix substrate, comprising: performing an inspection of the digital driver itself and a disconnection inspection of the data lines prior to execution of each step according to claim 11.
前記取得された基礎信号に基づくアクティブマトリクス部の検査の工程は、前記基礎信号の特性の、アクティブマトリクス部における2次元的な分布を考察するステップを含むことを特徴とするアクティブマトリクス基板の検査方法。 In claim 11,
The method of inspecting an active matrix substrate based on the acquired basic signal includes a step of considering a two-dimensional distribution of the characteristics of the basic signal in the active matrix portion. .
前記取得された基礎信号に基づくアクティブマトリクス部の検査の工程は、前記取得された基礎信号を、予め用意されているサンプル信号と比較するステップを含むことを特徴とするアクティブマトリクス基板の検査方法。 In claim 11,
The method of inspecting an active matrix substrate, wherein the step of inspecting the active matrix portion based on the acquired basic signal includes a step of comparing the acquired basic signal with a sample signal prepared in advance.
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