JP3273970B2 - 液晶ディスプレイ基板の検査装置 - Google Patents

液晶ディスプレイ基板の検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル等に用
いられる液晶ディスプレイ基板の欠陥を検査するための
検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶テレビ等に用いられる高画素数の液
晶表示パネルとして、アクティブマトリックス方式とい
われるものが実用化されている。これは、画素のそれぞ
れに薄膜トランジスタによるスイッチ回路を設けた構造
のもので、画素数が２５〜５０万個に及ぶものから１０
０万個以上のものも登場している。
【０００３】従来、そのようなアクティブマトリックス
方式の液晶表示パネルを製造するには、まず、ガラス等
の基板上に、各画素に対応する画素電極を行列状に配置
するとともに、それら各画素電極に共通するゲート配線
およびソース配線と、各画素電極に対応する薄膜トラン
ジスタとを形成することでアクティブマトリックス液晶
ディスプレイ基板(以下では液晶基板と略称する)を製造
し、次いで、その液晶基板上にスペーサを介して透明基
板を対向配置し、それら液晶基板と透明基板との間に形
成された空隙に液晶を封入する、という手法が採用され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な、多数の画素電極とそれに対応した配線および薄膜ト
ランジスタが形成される液晶基板は、ダストを極度に少
なく調整したクリーンルームにおいて種々の成膜プロセ
スを経て製造されるのであるが、高画素数の液晶基板に
おいては各画素の大きさや配線の幅が極端に小さいもの
であるので、製造雰囲気中に含まれるわずかなマイクロ
ダストの存在が画素電極やゲート配線やソース配線など
の断線欠陥や短絡欠陥に直結してしまうものである。そ
して、それらの欠陥は一つの液晶基板に対して数個〜１
０個程度までは許容されるが、現状の製造技術では特に
高画素数の液晶基板を製造する場合にあっては欠陥数を
許容限度以下に少なくすることが極めて困難であって、
不良率が著しく高いことが実状である。
【０００５】しかも、上記のような液晶基板を製造する
場合、製造された液晶基板の良否を検査することが必要
であるが、従来においては液晶基板の製造工程において
その液晶基板自体の良否を検査する有効な手段がなく、
このため、液晶表示パネルとして完成させた後にはじめ
てその液晶表示パネルに通電して目視により各画素が実
際に作動するかどうかを検査するようにしている。しか
しながら、そのようなことでは、検査により欠陥が発見
されても液晶基板に対して補修等を行うことは困難であ
って製品を廃棄処分する他なく、このことがアクティブ
マトリックス方式の液晶表示パネルの歩留り向上と製造
コスト低減を阻む一因となっている。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、液晶表示パネル等に用いられる液晶基板の欠陥をそ
れ自体で検査し得る有効な装置を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面にゲート
配線とソース配線と画素電極と薄膜トランジスタとが形
成されてなる液晶ディスプレイ基板の欠陥を検査するた
めの装置であって、前記液晶ディスプレイ基板の表面側
に、電場を印加すると光学的性質が変化する電気光学素
子を微小間隔をおいて対向配置し、その電気光学素子と
前記液晶ディスプレイ基板の各画素電極との間に電源に
より電圧を印加するとともに、前記電気光学素子の背面
に対して光源から光を照射してその反射光を受光器によ
り受光して観察するように構成され、かつ、前記電源を
前記液晶ディスプレイ基板のゲート配線とソース配線を
介して前記画素電極に電気的に接続するためのコネクタ
を有し、そのコネクタは、液晶ディスプレイ基板の表面
に押し付けられる棒状の弾性体と、その弾性体の表面に
設けられて前記ソース配線やゲート配線に直接的にもし
くは間接的に接触する変形可能な電極と、その電極に接
触する状態で前記弾性体を保持する支持体から構成さ
れ、その支持体が前記電源に対して電気的に接続されて
なることを特徴としている。
【０００８】
【作用】電気光学素子は電場を印加すると光学的性質が
変化するものであって、この電気光学素子を検査対象の
液晶基板に対して微小距離おいて対向配置してその液晶
基板上の画素電極と電気光学素子との間に電源により通
電すると、液晶基板における欠陥の有無や状況に応じて
各画素電極が発生させる電場が変化し、それに伴って電
気光学素子の光学的性質が種々に変化することになる。
そして、電気光学素子に対して光源より光を照射してそ
の反射光を受光器により受光し、その反射光の状態を観
察することによって電気光学素子の光学的性質の変化の
状態を検知することができ、それによって、液晶基板の
欠陥の有無や状況を知り得る。
【０００９】そして、本発明の装置におけるコネクタ
は、弾性体およびその表面に設けられた電極をソース配
線やゲート配線に対して押し付けることのみで、支持
体、電極、ソース配線やゲート配線を介して電源と画素
電極１５とが電気的に接続され、したがって、検査に際
しての液晶基板に対する着脱が極めて容易であり、か
つ、十分な接触面積と接触面圧を確保し得る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１ないし図３は本実施例の検査装置におけ
るコネクタを示す図、図４はこの検査装置の基本構成と
動作原理を説明するための図、図５は検査対象の液晶基
板の一構成例を示す図である。
【００１１】まず、図５に示す検査対象の液晶基板につ
いて説明する。この液晶基板１は液晶表示パネル等に使
用される公知のもので、たとえばガラス等の基板２の表
面に、データ信号を流すための多数のソース配線３と走
査信号を流すための多数のゲート配線４とが整列状態で
形成されているとともに、それらソース配線３とゲート
配線４の間に画素電極５が形成され、かつ、それら画素
電極５がスイッチング素子である薄膜トランジスタ６を
介してソース配線３とゲート配線４とに接続された構成
とされている。また、符号７はソース配線３に接続され
たショーティングバー、８はゲート配線４に接続された
ショーティングバーである。これらのショーティングバ
ー７,８は、薄膜トランジスタ６に悪影響を及ぼす静電
気を防止するためのものであるとともに、後述するよう
に、検査に際して各ソース配線３およびゲート配線４を
介して画素電極５に電圧を印加するために用いられるも
のであるが、これらショーティングバー７,８は液晶基
板１が完成した時点で切断除去されるものである。ま
た、これらショーティングバー７,８は省略される場合
もあり、その場合は、検査に際してソース配線３やゲー
ト配線４に対して電圧が直接的に印加されることにな
る。
【００１２】本実施例の検査装置は、上記のような液晶
基板１における欠陥すなわちソース配線３やゲート配線
４や画素電極５の断線や短絡等を検査するためのもので
あり、まず、その基本構成と動作原理を図４により説明
する。図４において符号１０は検査対象の液晶基板１と
同等の大きさとされてその液晶基板１の表面側に数十μ
m程度の微小間隔をおいて対向配置される電気光学素
子、１１はその電気光学素子１０と液晶基板１の画素電
極５との間に電圧を印加するための電源、１２は電気光
学素子１０の背面(図４において上面)に対して光を照射
する光源、１３は電子光学素子１０からの反射光を受光
する受光器、１４は受光器１３による撮影画像を観察す
るためのモニタである。
【００１３】上記の電気光学素子１０は、電場が印加さ
れると光学的性能に変化をきたす液晶シートあるいはポ
ッケルス結晶板などを用いたもので、図４に示すもの
は、透明ケースの内部に液晶が封入されてなる液晶シー
ト１０aの底面に、誘電体多層膜などのような光反射体
１０bを形成あるいは貼設し、かつ、上面に薄膜透明電
極１０cを形成してなるものである。上記の液晶シート
１０aは、具体的には、ＮＣＡＰ(Ｎematic Ｃurviline
ar Ａligned Ｐhase)などのように、液晶シート１０a
内に造られる電界の大きさにより光の透過率が変化する
ものである。この場合、液晶シート１０a内に封入する
液晶としては、水滴状の液晶を高分子、例えばポリマー
中に分散させた液晶を内包する高分子の球形(ドロップ
レット)の大きさを調節し、電場のオン・オフで高分子
と液晶の屈折率の一致、不一致によって透明・不透明を
出現させる形式の液晶などが好適である。なお、電気光
学素子１０の他の例として、作用する電界の大きさによ
って反射光の偏光量が変化するポッケルス結晶を用いる
こともできるし、電場を印加すると光の透過率や反射光
の偏光量などのような光学的性質が一定の割合で変化す
るものであれば、前記のものに限らず、さらに他の電気
光学素子を用いることもできる。
【００１４】また、上記の電源１１は、電気光学素子１
０の薄膜透明電極１０cと液晶基板１のショーティング
バー７,８(図５参照)、もしくは、ショーティングバー
７,８が省略された場合においてはソース配線３やゲー
ト配線４に対して電気的に接続され、液晶基板１上の全
画素電極５にソース配線３およびゲート配線４を通じて
電圧を印加できるようになっている。なお、電源１１と
しては、ソース配線３とゲート配線４のそれぞれに別個
にパルス電圧を印加できるとともに、そのパルス電圧、
パルス幅、周期を自由に変化させることができるものが
好ましい。また、上記の光源１２としてはたとえばハロ
ゲンランプを用いることが良いが、各種レーザ光等を用
いても良い。さらに、上記の受光器１３としてはＣＣＤ
カメラ等を用いると良い。
【００１５】上記の検査装置においては、電源１１によ
り液晶基板１と電気光学素子１０との間に通電すると、
液晶基板１における欠陥の有無や状況に応じて各画素電
極５が発生させる電場が変化し、それに伴って電気光学
素子１０の光学的性質が種々に変化することになる。し
たがって、電気光学素子１０に対して光源１２より照射
された光の反射光を受光器１３により受光して、その反
射光の状態をモニタ１４により観察し、かつ、その画像
データを画像処理の手法により解析することによって、
電気光学素子１０の光学的性質の変化の状態を検知する
ことができ、それに基づき、液晶基板１自体の欠陥の有
無や状況を知り得るものである。
【００１６】すなわち、たとえば、液晶基板１上の画素
電極５とゲート配線３とソース配線４あるいはその他の
部分に断線が生じていると、電源１１により通電しても
画素電極５の一部が作動せず、その結果、作動しない画
素電極５上の電気光学素子１０には光学的変化が生じる
ことがないから、このことで断線が生じていることが検
知されるのである。また、短絡欠陥がある場合には、例
えばソース配線３あるいはゲート配線５のいずれかに通
電するだけで電気光学素子１０が作動するというような
異常現象が生じ、このことで短絡欠陥が生じていること
が検知されるのである。
【００１７】ところで、上記のような検査を行うには、
既に述べたように電源１１を液晶基板１に対して着脱自
在に接続する必要があるので、上記の検査装置にはその
ためのコネクタが備えられている。以下、図１ないし図
３を参照してそのコネクタ２０について説明する。
【００１８】上記のコネクタ２０は、たとえばゴムや樹
脂等の弾性を有する材料からなる円形断面の棒状の弾性
体２１の表面に、変形可能な電極として良導電性金属た
とえば金からなるワイヤー２２を上記弾性体２１のほぼ
全長にわたって密に巻回するとともに、その弾性体２１
を導電性金属からなる支持体２３の下面側に保持するこ
とにより、支持体２３と上記ワイヤー２２とを接触さ
せ、かつ、その支持体２３を電源１１に対して接続する
ようにしたものである。そして、このコネクタ２０は、
図１〜図３に示すように、弾性体２１およびその表面に
設けられたワイヤー２２をソース配線３やゲート配線４
の端部に対して押し付けることで、支持体２３、ワイヤ
ー２２、ソース配線３やゲート配線４を介して電源１１
と画素電極１５とを電気的に接続するようにされてい
る。なお、ショーティングバー７,８が設けられている
場合においては、弾性体２１およびワイヤー２２をそれ
らショーティングバー７,８に対して押し付けるように
しても良い。
【００１９】上記のコネクタ２０によれば、弾性体２１
を液晶基板１に対して押し付けるのみで、ワイヤー２２
とソース配線３やゲート配線４(もしくはショーティン
グバー７,８)とは「線」と「面」との接触となって十分な接
触面積が確保され、また、弾性体２１の弾性変形力によ
りそれらの接触面圧も十分に確保でき、したがって、接
触抵抗を十分に低くすることが可能であって良好な電気
的接続状態が得られる。また、弾性体２１を液晶基板１
に強く押し付けても、それが弾性変形することにより配
線３,４やショーティングバー７,８に傷が付くようなこ
ともない。しかも、上記のコネクタ２０では、弾性体２
１のほぼ全長にわたってワイヤー２２を密に巻回した構
造であるから、このコネクタ２０の長さ方向での電位が
均等になり、したがって、各配線３,４に対して印加さ
れる電圧が均等になって検査精度を確保することが可能
である。勿論、このコネクタ２０は液晶基板１に対して
押し付けるのみで電気的な接続がなされるものであるか
ら、検査に際しての液晶基板１に対する着脱は極めて容
易にかつ短時間で行うことができる。
【００２０】なお、上記実施例では、変形可能な電極と
してワイヤー２２を用いてこれを弾性体２１に直接的に
巻回するようにしたが、たとえばワイヤー２２を予めメ
ッシュ状に編んでおいてそれを弾性体２１に巻回しても
良いし、さらに、ワイヤー２２に代えて導電性を有する
金属膜や金属箔を電極として弾性体２１の表面に形成あ
るいは貼付することも可能である。また、弾性体２１の
断面形状は円形に限らず任意であり、たとえば角形断面
あるいは三角形断面としてその稜線部を液晶基板１に対
して押し付けるようにし、それによって電極とショーテ
ィングバーあるいは配線との接触面圧をより高めるよう
にしても良い。
【００２１】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明の検査装
置は、電場を印加すると光学的性質が変化する電気光学
素子を用い、その電気光学素子からの反射光を観察する
ように構成したので、液晶基板の製造工程においてその
液晶基板自体の欠陥を検査することが可能であり、それ
によって液晶表示パネルの歩留まりの向上、低価格化を
実現できることは勿論のこと、電源を液晶基板に対して
電気的に接続するためのコネクタを備え、そのコネクタ
は、弾性体の表面に変形可能な電極を設けるとともに、
電極に接触する支持体により弾性体を保持する構成であ
るから、弾性体を液晶基板に対して押し付けるのみで電
源と画素電極との電気的な接続を極めて容易にかつ確実
に行うことができるとともに、十分な接触面積と接触面
圧が確保されて接触抵抗を十分に低くすることが可能で
あり、しかも、コネクタの長さ方向での電位に差が生じ
たり液晶基板に傷がついてしまうようなこともない、と
いう優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である検査装置におけるコネク
タの使用状態における斜視図である。
【図２】同コネクタの使用状態における正面図である。
【図３】同コネクタの使用状態における側面図である。
【図４】同検査装置の基本構成およびその動作原理を説
明するための図である。
【図５】検査対象の液晶基板の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 液晶ディスプレイ基板 ２ 基板 ３ ソース配線 ４ ゲート配線 ５ 画素電極 ６ 薄膜トランジスタ １０ 電気光学素子 １１ 電源 １２ 光源 １３ 受光器 １４ モニタ ２０ コネクタ ２１ 弾性体 ２２ ワイヤー(電極) ２３ 支持体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５２ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５２ (56)参考文献 特開 平３−142498（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−95437（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/08 G01N 21/84 - 21/958 G01R 31/00 G02F 1/13 G02F 1/1345 G09F 9/00 352

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面にゲート配線とソース配線と画素電
    極と薄膜トランジスタとが形成されてなる液晶ディスプ
    レイ基板の欠陥を検査するための装置であって、前記液
    晶ディスプレイ基板の表面側に、電場を印加すると光学
    的性質が変化する電気光学素子を微小間隔をおいて対向
    配置し、その電気光学素子と前記液晶ディスプレイ基板
    の各画素電極との間に電源により電圧を印加するととも
    に、前記電気光学素子の背面に対して光源から光を照射
    してその反射光を受光器により受光して観察するように
    構成され、かつ、前記電源を前記液晶ディスプレイ基板
    のゲート配線とソース配線を介して前記画素電極に電気
    的に接続するためのコネクタを有し、そのコネクタは、
    液晶ディスプレイ基板の表面に押し付けられる棒状の弾
    性体と、該弾性体のほぼ全長にわたって巻回され、か
    つ、その弾性体の表面に設けられて前記ソース配線やゲ
    ート配線に直接的にもしくは間接的に接触する変形可能
    な電極と、その電極に接触する状態で前記弾性体を保持
    する支持体から構成され、その支持体が前記電源に対し
    て電気的に接続されてなることを特徴とする液晶ディス
    プレイ基板の検査装置。
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