JP3618302B2 - Inspection method and inspection device for liquid crystal panel - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、AV機器やOA機器などのディスプレイとして好適な液晶パネルであって、特に、アクティブマトリクス型の液晶パネルの欠陥を検査する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、液晶を用いた表示パネルは、ビデオカメラのビューファインダーやポケットTVさらには高精細投写型TV、パソコン、ワープロなどの情報表示端末など種々の分野で応用されてきており、開発、商品化が活発に行われている。特にスイッチング素子として薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリクス型方式のTN(Twisted Nematic)液晶表示パネルは大容量の表示を行っても高いコントラストが保たれるという大きな特徴をもち、近年の市場の要望が極めて高く、ノートパソコンや大型・大容量フルカラーモニタの本命として開発、商品化が盛んである。
【0003】
この様なアクティブマトリクス型の液晶表示パネルにおいて、広く用いられている液晶表示モードに、TN(Twisted Nematic)方式がある。TN方式は液晶層を狭持する一対の電極基板間で液晶分子が90゜捻られた構造をとるパネルを、2枚の偏光板によりは挟んだものである。2枚の偏光板は互いの偏光軸方向が直交し、一方の偏光板はその偏光軸が一方の基板に接している液晶分子の長軸方向と平行か垂直になるように配置されている。2枚の基板間すなわち液晶パネルに対して電圧が印加されないときは白表示であるが、液晶パネルに対して垂直方向に電圧を印加していくと、徐々に光透過率が低下して黒表示となる。このような表示特性が得られるのは、液晶パネルに電圧を印加すると液晶分子は捻り構造をほどきながら電界の向きに配列するためであり、この分子の配列状態によりパネルを透過してくる光の偏光状態が変わり、光の透過率が変調されるからである。しかし、同じ分子配列状態でも、液晶パネルに入射してくる光の入射方向によって透過光の偏光状態は変化するので、入射方向に対応して光の透過率は異なってくる。すなわち液晶パネルの特性は視角依存性を持つ。このような視角依存性は、主視角方向(液晶層の中間層における液晶分子の長軸方向)に対し視点を斜めに傾けると輝度の逆転現象を引き起こすため、液晶パネルの画質に影響を与える。
【0004】
この視角依存性を改善するために、TN型液晶表示方式のように基板の垂直方向に電界を印加するのではなく、液晶に印加する電界の方向を基板に対してほぼ平行な方向とするIPS(In−Plane Switching)方式が考案されており、例えば特公昭63−21907や特開平6−160878に開示されている。
【0005】
一般的なIPS方式の液晶表示パネルのアクティブマトリクスアレイ基板の構成を図6に示す。同図に示すように複数の走査配線11及び信号配線14が互いに直交するように形成されており、走査配線11は電極パッド19に、信号配線14は電極パッド20にそれぞれ接続されている。走査配線11と信号配線14の各交差点にスイッチング素子16が設けられる。スイッチング素子16は通常薄膜トランジスタが用いられ、そのゲートが走査配線11に接続され、そのソースが信号配線13に接続され、そのドレインが画素電極15に接続される。さらに、通常、パネル作製時の工程において生じ得る静電気からスイッチング素子16を保護するために、電極パッドの外側において、各信号配線14間、また、各走査配線11間を接続する給電配線(図示せず)が設けられている。
【0006】
隣接する2つの走査配線11と隣接する2つの信号配線14によって囲まれてなる一つの画素領域において、複数(例えば2つ)の画素電極15が形成されている。信号配線14と画素電極15の間及び隣接する画素電極15の間には、複数(例えば3つ)の共通電極12が形成されている。蓄積容量部17が画素電極15の間で且つ走査配線11の上部に形成されている。共通電極12が、隣接する2つの走査配線11の間に形成される共通配線13に接続される。各共通配線13はコンタクトホール19を介して他の共通配線と接続され、一括して共通配線電極パッド18に接続されている。なお走査配線11並びに共通配線13と信号配線14との交差部には絶縁体層(図示せず)が存在する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
一般にアクティブマトリクスアレイ基板を作製する場合、パターニング時の不良により、各電極配線間でショートを引き起こすことがある。従って通常アレイ基板完成後、このような不良の存在を確認する検査を行っている。このパネル検査は、一般的に静電気対策用の給電配線を取り除いた後、信号配線及び走査配線の一つずつに対して、各々の電極パッドにプローブ(探針)を当てて所定の電圧を印加し電気的検査を行い、ショート(短絡)している配線を直接特定する。ここで、検査に用いる所定の電圧は例えば図7に示すような通常の表示時に各配線に印加される電圧を用いる。すなわち、図7では、共通配線には直流電圧1(7V)が、信号配線には中心電圧3(8V)を有する矩形波交流電圧3(5V、11V)が印加される。この検査時にショート箇所が特定できれば、修復することが可能であり、アレイ基板の製造歩留まりの低下を防止できる。
【0008】
通常のTN方式のアクティブマトリクスアレイ基板の場合、基板上には信号配線と走査配線のみがあり、したがって配線間のショートは、信号配線と走査配線との間でのみ生じる。これに対し、上記のようなIPS方式のアクティブマトリクスアレイ基板の場合、信号配線14、走査配線11に加えて共通配線13も有する構成となるので、ショートは信号配線14と走査配線11間のみならず、信号配線14と共通配線13間、さらに、走査配線11と共通配線13間でも起きる。
【0009】
上記のような基板構成の場合、走査配線11と共通配線13は同じ製膜工程を経て、同じフォトリソグラフィ工程でパターニングされて作成されているため、配線間のショート箇所は目視検査で見つけることができる。しかしながら、信号配線14と共通配線13間のショートは、信号配線14と走査配線11間と同様、絶縁層にピンホールが存在するなどの層間絶縁不良により生ずるため、ショート箇所を目視で判別することができない。さらに、従来の共通電極12は、上記のように全画素にわたって一括接続する構成をとっており、共通配線13と信号配線14間で、層間ショートが発生した場合、上記の検査方法を用いても、層間ショートの有無を判別することはできるが、そのショート箇所までも特定することはできなかった。つまり、従来の方法では、ショート個所が存在する場合に、信号配線14に沿った方向では線欠陥は見られたが、共通配線13に沿った方向では線欠陥は見られず、信号配線14に沿った画素のうちのどの画素に欠陥があるのか特定できなかった。
【0010】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、アクティブマトリクス型の液晶パネルの検査方法であって共通配線と信号配線間のショート個所を特定できる検査方法及び検査装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶パネルの検査方法は、一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、検査領域の全ての共通配線に接続される共通電極パッドと画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの欠陥を検査する方法である。その検査方法は、液晶パネルの検査時の共通電極パッドに印加する電圧を、共通配線の電位と信号配線に印加される平均の電位との電位差が液晶パネルの通常動作時に画像を表示させる場合の電位差よりも大きくなるように設定し、これにより、縦方向と横方向の線欠陥を液晶パネルに表示して縦方向の線欠陥と横方向の線欠陥との交点を短絡箇所として特定する。
【0012】
上記方法において、共通電極パッドに印加する電圧を時間的に値が変化する交流電圧としてもよい。このとき、共通電極パッドに印加する電圧は、所定の周波数を有する矩形波、三角波及びのこぎり波のいずれかであってもよい。また、一つの画素の液晶の抵抗値をRlcと、容量をClcとすると、共通電極パッドに印加する電圧の周期Tが、T≦10×Rlc×Clcを満たすようにするのが好ましい。
【0013】
また、上記方法において、信号配線に印加される平均電圧と共通配線に印加される電圧との差が液晶パネルの液晶の閾値電圧値以上となるように、共通電極パッドの電圧を設定してもよい。
【0014】
本発明に係る第1の液晶パネルの検査装置は、一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、検査領域の全ての共通配線に接続される共通電極パッドと画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの欠陥を検査する装置である。その第1の液晶パネルの検査装置は、液晶パネルの検査時の共通電極パッドに印加する電圧を、共通配線の電位と信号配線の平均電位との電位差が液晶パネルの通常動作時に画像を表示させる場合の前記電位差よりも大きくなるように設定し、これにより、縦方向と横方向の線欠陥を液晶パネルに表示して前記縦方向の線欠陥と横方向の線欠陥との交点を短絡箇所として特定する制御手段を備える。
【0015】
本発明に係る第2の液晶パネルの検査装置は、一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、検査領域の全ての共通配線に接続される共通電極パッドと画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの欠陥を検査する装置である。その第2の検査装置は、被検査液晶パネルを保持するステージと、液晶パネル上の表示を画像情報として取り込む画像認識手段と、液晶パネルの各配線を検査のための所定の電位に制御するための制御信号を出力する信号源と、短絡個所を修復するためのレーザビームを照射するレーザ照射手段と、ステージをX、Y方向に駆動する駆動手段と、制御手段とを備える。
制御手段は、液晶パネルの検査時の共通電極パッドに印加する電圧を、共通配線の電位と信号配線の平均電位との電位差が液晶パネルの通常動作時に画像を表示させる場合の前記電位差よりも大きくなるように制御し、これにより、縦方向と横方向の線欠陥を液晶パネルに表示させ、画像認識手段により取り込まれたそのときの液晶パネルの表示情報に基いて縦方向の線欠陥と横方向の線欠陥との交点を液晶パネルの短絡個所として特定し、その特定した短絡個所にレーザビームが照射されるようにX−Y駆動手段を制御して液晶パネルを所望の位置に移動させ、レーザ照射手段からのレーザビームによりその短絡を修復するためにレーザ照射手段を制御する。
【0016】
本発明に係る液晶パネルの製造方法は、一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子とそのスイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、共通配線に接続される共通電極パッドと画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの製造方法である。その製造方法は、上記の本発明の検査方法を用いて液晶パネルの欠陥を検査する工程を含む。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照し、本発明に係る液晶パネルの検査方法及び検査装置の実施の形態を詳細に説明する。
【0018】
<実施の形態1>
(液晶パネルの検査方法)
以下に本発明に係る液晶パネルの検査方法の実施形態を説明する。
本実施形態に示す液晶パネルの検査方法は、図6に示すようなアクティブマトリクス型の液晶パネルの検査方法である。検査対象となる液晶パネルは、液晶を挟持する一対の基板を有し、その一つの基板上において走査配線11と共通配線13が平行に配置され、それらと直交する方向に信号配線14が配置され、信号配線14が薄膜トランジスタ(TFT)等のスイッチング素子16を介して画素電極15に接続される液晶パネルである。特に、本実施形態の検査方法は、そのような液晶パネルにおいて信号配線14と共通配線13との間のショート(短絡)を検出し、そのショート個所を特定する方法である。
【0019】
前述のように、従来、検査時においては例えば図7に示すような通常表示用の電圧が印加されていた。したがって、共通配線13の電圧と、信号配線14の交流信号の中心電圧との電圧差は、スイッチング素子の有する容量(寄生容量)の値にもよるが、おおよそ0Vから1V程度である(図7の例では1V(=8V−7V)となる。)。この程度の電圧差を有する電極同士がショートしても、その電圧差が1V以下と小さいので、一般にショートによる電位変化は少ない。つまり、ショートした部分と正常な部分との間で、液晶に印加される信号電圧の差が小さいので、それらの部分間での輝度差も小さく、ショート部分の欠陥は見えにくい。特に共通配線13は表示画面の周辺部において他の共通配線と共通接続されているため、ショートしていてもその部分の電圧変化はより小さく、このため、共通配線13に沿った方向(図6では横方向)の線欠陥は見えない。これに対し、信号配線14には交流信号が印加され、この交流信号は共通配線13の電位によって減衰しやすいので、信号配線14に沿った方向(図6では縦方向)では、線欠陥は認められた。
【0020】
そこで、本実施形態では、ショート個所検査時に共通配線13に印加する電圧を、共通配線13の電圧と信号配線14に印加する交流信号の中心電圧(平均電圧)との差が大きくなるように、共通配線13に印加する電圧を通常表示時の値から変化させる。これにより、ショート箇所の抵抗値が同じであっても、ショート個所近傍と共通配線13の給電部との電位差が大きくなるため、共通配線13に沿った画素の液晶印加電圧勾配(図2参照)も大きくなり輝度変化が起こるため、共通配線13に沿った線欠陥が見えやすくなる。これにより、ショート個所が存在する場合に、信号配線14に沿った方向の線欠陥とともに、共通配線13に沿った方向においても線欠陥が確認でき、その交点をショート個所として特定できる。
【0021】
例えば、図1に示すように、信号配線14に対し、最大11V、最低5V、中心値が8Vとなる30Hzの矩形波交流信号を印加し、共通配線13には13Vの直流信号を印加する。この場合、共通配線13の電圧1と、信号配線14の中心電圧3との間の差は5V(=13V−8V)となり、図7に示す通常表示制御時の電圧差1V(=8V−7V)に比して大きくなる。
【0022】
このように共通配線13と信号配線14間の電圧差が大きくなるように、共通配線13に通常表示時よりも高い電圧を印加することにより、共通配線13と信号配線14間でショートが発生したときに、ショート箇所のある共通配線13に沿った画素の輝度が変化し、周囲の画素の輝度と差が生ずることにより、共通配線13の線欠陥として見えるようになる。この共通配線13の線欠陥を示す輝線と、信号配線14の線欠陥を示す輝線との交点を容易に肉眼で確認することができ、ショート箇所のアドレスを特定することが可能になる。このとき、好ましくは、共通配線13に印加する電圧は、共通配線13に印加される電圧と信号配線14に印加される平均電圧との差が、液晶を動作させる際の閾値電圧の値よりも大きくなるように設定する。
【0023】
(検証結果)
上記の検査方法を用いて具体的に検証した結果を以下に説明する。最初に、信号配線14と共通配線13の交点の一部にショートがある液晶パネルについて、従来の方法で検証した場合の結果を示す。
【0024】
信号配線14、走査配線11、共通配線13を一つずつ選択し、各々の電極パッドにプローブ(探針)を当てて図7に示す通常表示のための電圧波形を印加した。このときの信号配線14の信号配線電圧2は、30Hzの矩形波であり、最大値は11V、最低値は5Vであるので、信号配線14の信号配線電圧中心値3は8Vである。一方、共通配線13の共通配線電圧1は7Vであり、信号配線電圧中心値3と共通配線電圧1との電位差は1Vである。さらに、図示はしていないが、スイッチング素子16のオンオフ動作を行うため、走査配線11には、オン時には+20Vを、オフ時には−5Vとなるパルスを印加して表示を行っている。このときに使用した液晶パネルの透過率−電圧特性は図2に示すようなものである。液晶に印加される電圧は3Vとなるので、透過率18%程度の中間調表示となる。なお、液晶パネルの閾値電圧(V10)は2.5Vである。このとき、ショートしている信号配線14に沿った画素は、周辺の画素より暗く見える線欠陥として認められたが、共通配線13に沿った画素は、周辺の輝度と変わらず、線欠陥として認められないので、複数平行に配置されている共通配線13のどこでショートしているのか特定することはできなかった。
【0025】
次に、本実施形態の検査方法にしたがい、共通配線13への印加電圧を図1に示すように13Vにすると、ショート箇所のある共通配線13に沿った画素の輝度が変化して周囲の画素の輝度と異なるようになったため、共通配線13に沿って線欠陥が認められた。これにより、共通配線13に沿った輝度の異なる線と、信号配線14に沿った輝度の異なる線との交点を容易に目視で確認することができ、ショート箇所のアドレスを特定することができるようになった。なお、共通配線13の印加電圧切り替え後からしばらくの時間が経過すると、共通配線13に沿った線欠陥は消滅した。
【0026】
そして、ショート個所が含まれる共通配線13に沿った輝線と、信号配線14に沿った輝線の交点のアドレスを確認し、そのアドレスにある信号配線14を共通配線13とレーザーで切り離し、再度同じ方法で検査したところ、今度は共通配線13に沿った画素の輝度変化は認められなくなった。つまり、ショート個所をレーザーで切り離したことで、ショートが解消されたことが確認された。
【0027】
以上のように本実施形態の検査方法により信号配線14を共通配線13のショート個所を特定できることが検証された。
【0028】
<実施の形態2>
本実施形態では、検査時に共通配線13に印加する電圧が時間的に変化する交流電圧である点において実施の形態1の検査方法と異なる。
【0029】
前述の検証において、共通配線13に対して図1に示すような時間的変化のない直流信号を印加した場合、共通配線13の電圧1を印加してから一定の時間が経過すると、共通配線13に沿った線欠陥の表示が消滅することが確認された。このような現象が発生したのは、電圧の変化量が、共通配線13への電圧印加直後から時間の経過にともない液晶の時定数により減衰していくからであると考えられる。
【0030】
そこで、このような減衰により輝度変化が認められなくなるのを防ぐために、共通配線13に、図3に示すように、ある周波数で時間的に変動する交流電圧1を印加する。その交流電圧1は、使用する液晶パネルの1つの画素の液晶の時定数やショート部分の抵抗にもよるが、液晶の時定数の5倍で液晶に蓄えられた電荷が放電し電圧変化がなくなることを考えると、少なくとも1つの画素の液晶の時定数(=Rlc×Clc)の10倍より小さい周期Tで印加する必要がある。すなわち、交流電圧の周期Tは、一画素の液晶の抵抗値をRlc、容量をClcとすると、以下の関係を満たすように決定する。
T≦10×Rlc×Clc
【0031】
例えば、液晶パネルの1つの画素の液晶の時定数が10秒程度である場合、図3に示すように共通配線13に最大値13V、最小値6Vで周波数0.1Hzの矩形波を印加して検査を行う。この場合、液晶の時定数と同じ周波数であるため、共通配線13に沿った方向の線欠陥が消滅することがなくなり、よりショート箇所の欠陥場所の特定がしやすくなる。
【0032】
図4は共通配線13に上記の交流電圧を印加したときの線欠陥の表示の表れ方を説明した図である。図4(a)に示すように、点Aが共通配線13と信号配線14間のショート個所である場合に、共通配線13に(b)に示すような交流波形電圧を印加する。共通配線13に対する印加電圧が図4(b)に示すように変化するとき、タイミングxでは、ショート個所Aを中心として縦、横に輝度の異なる欠陥線が表示される(図4(x)参照)。その後、タイミングyでは、共通配線13に沿った横方向の線欠陥の表示が薄れていき(図4(y)参照)、タイミングzでは、横方向の線欠陥の表示が消えてしまう(図4(z)参照)。その後、共通配線13への交流電圧の変化にしたがい、同様に図4(x)から(z)の表示状態が繰り返される。このとき、交流電圧の周期Tを十分に短く設定することにより、すなわち、T≦10×Rlc×Clcを満たすように設定することにより、縦、横の線欠陥の表示を明確にでき、その交点Aを特定できるため、ショート個所を特定することが可能となる。
【0033】
なお、本実施形態では、検査時に共通配線13へ印加する交流電圧は、矩形波であったが、その波形は矩形波に限られず、周期的に変化するものであれば三角波、ノコギリ波、正弦波であってもよい。
【0034】
<実施の形態3>
(液晶パネルの検査装置)
以下に、前述の実施の形態の検査方法を用いて液晶パネルの配線間のショート個所を検出してその位置を特定するとともにそのショート個所を修復する機能を有する液晶パネルの検査装置を示す。
【0035】
図5に本実施形態のアクティブマトリクス型液晶パネルの検査装置の構成を示す。同図に示すように検査装置は、検査対象の液晶(LCD)パネル31を照明するバックライト35と、液晶パネル31の検査のための表示信号を生成するLCD表示信号源41と、検査時の液晶パネルの表示を認識する画像認識部47と、検査装置全体の動作を制御する制御部43と、操作者に対して種々の表示を行なうモニタ53とを備える。制御部43に対しては、制御情報を入力するための制御情報入力部51と制御情報を記録するための制御情報記憶媒体49とが接続されている。制御情報記憶媒体49には、検査及び修復のために必要な制御情報、例えば、検査時の共通配線等の電圧やレーザーの出力パワー値等の情報が記憶されている。
【0036】
さらに、検査装置は、検査対象の液晶パネル31を保持するX−Yステージ33と、X−Yステージ33上に液晶パネル31を搬送するLCDパネル搬送部37と、X−Yステージ33を直交する2つの方向(X、Y方向)に移動させるX−Y駆動部39と、液晶パネル31において検出されたショート個所を修復するためのレーザを照射するレーザ照射部45とを備えている。
【0037】
以上のように構成される検査装置は制御部43により全体動作が制御される。例えば、LCD表示信号源41は制御部43により、出力する表示信号が決定される。また、X−Y駆動部39は制御部43に基いて、X−Yステージ33をX方向、Y方向に所定量移動させるための制御信号を出力する。また、バックライト35は制御部43によりオン・オフされる。また、レーザ照射部45のレーザ出力動作、その出力パワーも制御部43により制御される。
【0038】
以下、検査装置におけるショート個所の検出及びショート個所の修復動作について詳細に説明する。
【0039】
制御部43は、LCD表示信号源41を制御し、共通配線、信号配線、走査配線に印加する電圧を検査のための所定電圧に制御するための表示信号を液晶パネル31に出力させる。すなわち、制御部43は、実施の形態1または実施の形態2で示した検査方法にしたがい被検査液晶パネル31の共通配線及び信号配線の電位を制御する。このとき、共通配線と信号配線間にショート個所があれば、液晶パネル31上に図4(x)〜(z)に示すように線欠陥が現れる。すなわち、液晶パネル31上に図4(x)〜(z)に示すように輝度の異なる線(線欠陥)が縦、横に表示される。その表示を画像認識部47により画像情報として取り込み、制御部43でそれらの線の交点部分のアドレスを求める。このアドレス情報は制御情報記憶媒体49に記録される。上記のようにして、液晶パネル31の全ての共通配線と信号配線に対して基板上の共通配線と信号配線間のショート個所を検出し、ショート個所のアドレスを求める。
【0040】
共通配線と信号配線間のショート個所のアドレスが特定されると、検査装置はそのアドレスが示す基板上の位置にレーザビームを照射することによりショート個所を修復する。このために、制御部43は、アドレスに基づいてX−Y駆動部39を制御し、レーザ照射部45から出力されるレーザビームがそのアドレスが示す位置上に照射されるようにX−Yステージ33及びレーザ照射部45を駆動する。制御部43は、制御情報記憶媒体49に記録された全てのアドレスのショート個所についてレーザビームによって修復するように上記処理を繰り返す。
【0041】
以上のようにして本実施形態の液晶パネルの検査装置は、液晶パネルの基板上の共通配線と信号配線間のショート個所を特定し、修復することが可能となり、ショートによる線欠陥不良を低減でき、アレイ基板の製造歩留まりを大幅に向上することができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明の検査方法によれば、液晶パネルにおいて共通配線と信号配線間のショートがある場合に、そのショート個所を中心として縦、横の各方向に線欠陥が表示される。このとき、その縦、横の線欠陥の交点がショート箇所として認識できるので、ショート箇所のアドレスを特定でき、後の工程でレーザー照射などによるリペア処理が可能となる。これにより、液晶パネルの配線間のショートによる線欠陥不良を低減することができ、アレイ基板の製造歩留まりを大幅に向上することができる。
【0043】
本発明の検査装置によれば、液晶パネル基板上のショート箇所のアドレスを特定し、レーザビーム照射による修復処理が可能となることから、ショートによる線欠陥不良を低減することができ、アレイ基板の製造歩留まりを大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施の形態1の液晶パネルの検査方法において各電極に印加される電圧波形を示した図である。
【図2】液晶パネルの透過率―電圧特性を示した図である。
【図3】本発明に係る実施の形態2の液晶パネルの検査方法において各電極に印加される電圧波形を示した図である。
【図4】実施の形態2の検査方法による検査持における欠陥個所がある場合の液晶パネルの表示の変化を説明した図である。
【図5】本発明に係る液晶パネルの検査装置の構成を示した図である。
【図6】IPS方式におけるアクティブマトリクス型液晶パネルのアクティブマトリクスアレイが形成された基板の平面構成を概略的に示す平面図である。
【図7】従来の液晶パネルの欠陥検査方法において各電極に印加される電圧波形(通常表示用印加電圧波形)を示した図である。
【符号の説明】
1 共通配線への印加電圧
2 信号配線への印加電圧
3 信号配線への印加電圧の中心値
11 走査配線
12 共通電極
13 共通配線
14 信号配線
15 画素電極
16 スイッチング素子
17 蓄積容量部
18 共通配線の電極パッド
19 コンタクトホール
20 信号配線の電極パッド
31 液晶パネル
33 X−Yステージ
39 X−Y駆動部
41 LCD表示信号源
43 制御部
45 レーザ照射部
47 画像認識部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal panel suitable as a display for AV equipment, OA equipment, etc., and more particularly to a method and apparatus for inspecting a defect of an active matrix liquid crystal panel.
[0002]
[Prior art]
Currently, liquid crystal display panels have been applied in various fields such as video camera viewfinders, pocket TVs, high-definition projection TVs, personal computers, word processors, and other information display terminals. It is active. In particular, an active matrix type TN (Twisted Nematic) liquid crystal display panel using a thin film transistor (TFT) as a switching element has a great feature that a high contrast is maintained even when a large capacity display is performed. It is extremely expensive, and it is actively developed and commercialized as a favorite of notebook PCs and large-scale, large-capacity full-color monitors.
[0003]
In such an active matrix liquid crystal display panel, a widely used liquid crystal display mode is a TN (Twisted Nematic) system. In the TN system, a panel having a structure in which liquid crystal molecules are twisted by 90 ° between a pair of electrode substrates sandwiching a liquid crystal layer is sandwiched between two polarizing plates. The two polarizing plates are arranged such that their polarization axes are orthogonal to each other, and one polarizing plate is arranged so that its polarization axis is parallel or perpendicular to the major axis direction of the liquid crystal molecules in contact with one substrate. When no voltage is applied between the two substrates, that is, to the liquid crystal panel, white display is performed. However, when a voltage is applied in the vertical direction with respect to the liquid crystal panel, the light transmittance gradually decreases to display black. It becomes. Such display characteristics can be obtained because when a voltage is applied to the liquid crystal panel, the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field while unwinding the twisted structure. This is because the polarization state of the light changes and the light transmittance is modulated. However, even in the same molecular arrangement state, the polarization state of the transmitted light changes depending on the incident direction of the light incident on the liquid crystal panel. Therefore, the light transmittance varies depending on the incident direction. That is, the characteristics of the liquid crystal panel have a viewing angle dependency. Such viewing angle dependency influences the image quality of the liquid crystal panel because an inversion phenomenon of luminance occurs when the viewpoint is inclined obliquely with respect to the main viewing angle direction (the major axis direction of the liquid crystal molecules in the intermediate layer of the liquid crystal layer).
[0004]
In order to improve the viewing angle dependency, an IPS is used in which the direction of the electric field applied to the liquid crystal is substantially parallel to the substrate, instead of applying an electric field in the vertical direction of the substrate as in the TN liquid crystal display system. The (In-Plane Switching) method has been devised, and disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-21907 and Japanese Patent Laid-Open No. 6-160878.
[0005]
FIG. 6 shows a configuration of an active matrix array substrate of a general IPS liquid crystal display panel. As shown in the figure, a plurality of scanning wirings 11 and signal wirings 14 are formed so as to be orthogonal to each other. The scanning wirings 11 are connected to the electrode pads 19 and the signal wirings 14 are connected to the electrode pads 20, respectively. A switching element 16 is provided at each intersection of the scanning wiring 11 and the signal wiring 14. A thin film transistor is usually used as the switching element 16, its gate is connected to the scanning wiring 11, its source is connected to the signal wiring 13, and its drain is connected to the pixel electrode 15. Furthermore, in order to protect the switching element 16 from static electricity that may normally occur in the process of manufacturing the panel, a power supply wiring (not shown) that connects the signal wirings 14 and the scanning wirings 11 outside the electrode pads. Z).
[0006]
A plurality of (for example, two) pixel electrodes 15 are formed in one pixel region surrounded by two adjacent scanning lines 11 and two adjacent signal lines 14. A plurality of (for example, three) common electrodes 12 are formed between the signal wiring 14 and the pixel electrode 15 and between the adjacent pixel electrodes 15. A storage capacitor portion 17 is formed between the pixel electrodes 15 and above the scanning wiring 11. The common electrode 12 is connected to a common wiring 13 formed between two adjacent scanning wirings 11. Each common wiring 13 is connected to another common wiring through a contact hole 19 and is collectively connected to a common wiring electrode pad 18. Note that an insulator layer (not shown) exists at the intersection of the scanning wiring 11 and the common wiring 13 and the signal wiring 14.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In general, when an active matrix array substrate is manufactured, a short circuit may occur between electrode wirings due to a defect during patterning. Therefore, after completion of the array substrate, an inspection for confirming the existence of such a defect is usually performed. In this panel inspection, the power supply wiring for countermeasures against static electricity is generally removed, and then a predetermined voltage is applied to each of the signal wiring and the scanning wiring by applying a probe (probe) to each electrode pad. Then, an electrical inspection is performed to directly identify the wiring that is short-circuited. Here, the predetermined voltage used for the inspection is, for example, a voltage applied to each wiring during normal display as shown in FIG. That is, in FIG. 7, a DC voltage 1 (7V) is applied to the common wiring, and a rectangular wave AC voltage 3 (5V, 11V) having a center voltage 3 (8V) is applied to the signal wiring. If the short portion can be identified at the time of this inspection, it can be repaired, and a reduction in the manufacturing yield of the array substrate can be prevented.
[0008]
In the case of a normal TN type active matrix array substrate, there are only signal wirings and scanning wirings on the substrate, and therefore a short circuit between the wirings occurs only between the signal wirings and the scanning wirings. On the other hand, in the case of the active matrix array substrate of the IPS system as described above, since the common wiring 13 is provided in addition to the signal wiring 14 and the scanning wiring 11, the short circuit is only between the signal wiring 14 and the scanning wiring 11. However, this also occurs between the signal wiring 14 and the common wiring 13, and also between the scanning wiring 11 and the common wiring 13.
[0009]
In the case of the substrate configuration as described above, the scanning wiring 11 and the common wiring 13 are formed by performing the same film forming process and patterning in the same photolithography process, so that a short portion between the wirings can be found by visual inspection. it can. However, a short circuit between the signal wiring 14 and the common wiring 13 is caused by an interlayer insulation defect such as a pin hole in the insulating layer, as in the case of the signal wiring 14 and the scanning wiring 11, and therefore, the short circuit portion can be visually determined. I can't. Furthermore, the conventional common electrode 12 has a configuration in which all the pixels are collectively connected as described above. When an interlayer short circuit occurs between the common wiring 13 and the signal wiring 14, the above inspection method can be used. Although it was possible to determine the presence or absence of an interlayer short circuit, it was not possible to identify even the short circuit part. That is, in the conventional method, when there is a short portion, a line defect is seen in the direction along the signal wiring 14, but no line defect is seen in the direction along the common wiring 13. It was not possible to determine which of the pixels along the line was defective.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is an inspection method of an active matrix type liquid crystal panel, and an inspection method and inspection capable of specifying a short-circuit portion between a common wiring and a signal wiring. To provide an apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present inventionLCD panelThe inspection method includes a pair of substrates, the scanning wiring and the common wiring are arranged in parallel on one substrate, and the signal wiring is arranged orthogonal to the scanning wiring and the common wiring. A switching element and a pixel electrode connected to the signal wiring through the switching element, arranged in a matrix at the intersection ofAll of the inspection areaCommon electrode connected to common wiringpadAnd inspecting for defects in the liquid crystal panel that operates the liquid crystal by applying an electric field substantially parallel to the substrate surface between the pixel electrodes. ThatInspection methodIsWhen inspecting the LCD panelCommonElectrode padThe voltage difference between the common wiring potential and the average potential applied to the signal wiring isPotential difference when displaying images during normal operation of the LCD panelSet to be larger thanThus, the vertical and horizontal line defects are displayed on the liquid crystal panel, and the intersection of the vertical line defect and the horizontal line defect is specified as a short-circuit location.
[0012]
Common to the above methodsElectrode padThe voltage applied to may be an alternating voltage whose value changes with time. At this time, commonElectrode padThe voltage applied to may be any of a rectangular wave, a triangular wave, and a sawtooth wave having a predetermined frequency. Also, if the resistance value of the liquid crystal of one pixel is Rlc and the capacitance is Clc, it is commonElectrode padIt is preferable that the period T of the voltage applied to the voltage satisfies T ≦ 10 × Rlc × Clc.
[0013]
In the above method, the common voltage is applied so that the difference between the average voltage applied to the signal wiring and the voltage applied to the common wiring is equal to or higher than the threshold voltage value of the liquid crystal of the liquid crystal panel.Electrode padMay be set.
[0014]
The inspection apparatus for a first liquid crystal panel according to the present invention has a pair of substrates, the scanning wiring and the common wiring are arranged in parallel on one substrate, and the signal wiring is orthogonal to the scanning wiring and the common wiring. Are arranged in a matrix at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring, and have a switching element and a pixel electrode connected to the signal wiring through the switching element,All of the inspection areaCommon electrode connected to common wiringpadIs a device for inspecting a defect of a liquid crystal panel in which a liquid crystal is operated by applying an electric field substantially parallel to the substrate surface between the pixel electrodes. The inspection device for the first liquid crystal panel isWhen inspecting the LCD panelCommonElectrode padThe voltage difference between the common wiring potential and the signal wiring average potential isWhen displaying images during normal operation of the LCD panelSet to be larger than the potential difference ofThus, the vertical and horizontal line defects are displayed on the liquid crystal panel, and the intersection of the vertical line defect and the horizontal line defect is specified as a short-circuited portion.Control means are provided.
[0015]
The inspection apparatus for a second liquid crystal panel according to the present invention has a pair of substrates, the scanning wiring and the common wiring are arranged in parallel on the one substrate, and the signal wiring is orthogonal to the scanning wiring and the common wiring. Are arranged in a matrix at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring, and have a switching element and a pixel electrode connected to the signal wiring through the switching element,All of the inspection areaCommon electrode connected to common wiringpadIs a device for inspecting a defect of a liquid crystal panel for operating a liquid crystal by applying an electric field substantially parallel to the substrate surface between the pixel electrodes. The second inspection apparatus controls a stage for holding a liquid crystal panel to be inspected, an image recognition means for capturing a display on the liquid crystal panel as image information, and each wiring of the liquid crystal panel to a predetermined potential for inspection. A signal source for outputting the control signal, a laser irradiation means for irradiating a laser beam for repairing the short-circuited portion, a drive means for driving the stage in the X and Y directions, and a control means.
The control meansWhen inspecting the LCD panelCommonElectrode padThe voltage difference between the common wiring potential and the signal wiring average potential isWhen displaying images during normal operation of the LCD panelTo be larger than the potential difference ofControl, so that the vertical and horizontal line defects are displayed on the LCD panel,Based on the current display information of the liquid crystal panel captured by the image recognition meansThe intersection of the vertical line defect and the horizontal line defectLCD panel short-circuit locationAsTo identify and move the liquid crystal panel to a desired position by controlling the XY drive means so that the laser beam is irradiated to the specified short-circuited portion, and to repair the short-circuit by the laser beam from the laser irradiation means The laser irradiation means is controlled.
[0016]
The method for manufacturing a liquid crystal panel according to the present invention has a pair of substrates, on which scanning wiring and common wiring are arranged in parallel, and signal wiring is arranged orthogonal to the scanning wiring and common wiring. And a common electrode pad and a pixel that are arranged in a matrix at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring, have a switching element and a pixel electrode connected to the signal wiring through the switching element, and are connected to the common wiring This is a method of manufacturing a liquid crystal panel in which an electric field substantially parallel to the substrate surface is applied between electrodes to operate the liquid crystal. The manufacturing method includes a step of inspecting a liquid crystal panel for defects using the above-described inspection method of the present invention.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a liquid crystal panel inspection method and inspection apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
<Embodiment 1>
(LCD panel inspection method)
Embodiments of a liquid crystal panel inspection method according to the present invention will be described below.
The liquid crystal panel inspection method shown in this embodiment is an inspection method for an active matrix liquid crystal panel as shown in FIG. The liquid crystal panel to be inspected has a pair of substrates that sandwich the liquid crystal, the scanning wiring 11 and the common wiring 13 are arranged in parallel on one substrate, and the signal wiring 14 is arranged in a direction orthogonal to them. A liquid crystal panel in which the signal wiring 14 is connected to the pixel electrode 15 via a switching element 16 such as a thin film transistor (TFT). In particular, the inspection method of the present embodiment is a method of detecting a short circuit (short circuit) between the signal wiring 14 and the common wiring 13 in such a liquid crystal panel and specifying the short-circuited portion.
[0019]
As described above, conventionally, for example, a normal display voltage as shown in FIG. 7 has been applied during inspection. Accordingly, the voltage difference between the voltage of the common wiring 13 and the center voltage of the AC signal of the signal wiring 14 is approximately 0 V to 1 V, although it depends on the value of the capacitance (parasitic capacitance) of the switching element (FIG. 7). In this example, 1V (= 8V-7V).) Even if the electrodes having such a voltage difference are short-circuited, the voltage difference is as small as 1 V or less, so that the potential change due to the short-circuit is generally small. That is, since the difference in signal voltage applied to the liquid crystal between the shorted portion and the normal portion is small, the luminance difference between these portions is also small, and the defect in the short portion is difficult to see. In particular, since the common line 13 is commonly connected to other common lines in the periphery of the display screen, even if short-circuited, the voltage change in that part is smaller. Therefore, the direction along the common line 13 (FIG. 6). In the horizontal direction) line defects are not visible. On the other hand, an AC signal is applied to the signal wiring 14, and this AC signal is likely to be attenuated by the potential of the common wiring 13, so that a line defect is recognized in the direction along the signal wiring 14 (vertical direction in FIG. 6). It was.
[0020]
Therefore, in the present embodiment, the voltage applied to the common wiring 13 at the time of short-circuit inspection is such that the difference between the voltage of the common wiring 13 and the center voltage (average voltage) of the AC signal applied to the signal wiring 14 increases. The voltage applied to the common wiring 13 is changed from the value during normal display. As a result, even if the resistance value of the short portion is the same, the potential difference between the vicinity of the short portion and the power supply portion of the common wiring 13 increases, so that the liquid crystal applied voltage gradient of the pixels along the common wiring 13 (see FIG. 2) And the luminance change occurs, so that the line defect along the common wiring 13 can be easily seen. As a result, when a short portion exists, a line defect in the direction along the common wiring 13 can be confirmed along with the line defect in the direction along the signal wiring 14, and the intersection can be specified as the short portion.
[0021]
For example, as shown in FIG. 1, a 30-Hz rectangular wave AC signal having a maximum of 11 V, a minimum of 5 V, and a center value of 8 V is applied to the signal wiring 14, and a 13 V DC signal is applied to the common wiring 13. In this case, the difference between the voltage 1 of the common line 13 and the center voltage 3 of the signal line 14 is 5V (= 13V−8V), and the voltage difference 1V (= 8V−7V) during the normal display control shown in FIG. ) Larger than
[0022]
Thus, a short circuit occurs between the common line 13 and the signal line 14 by applying a voltage higher than that during normal display to the common line 13 so that the voltage difference between the common line 13 and the signal line 14 becomes large. Sometimes, the luminance of the pixels along the common wiring 13 having the short-circuited portion changes, and a difference from the luminance of the surrounding pixels is generated, so that it appears as a line defect of the common wiring 13. The intersection of the bright line indicating the line defect of the common wiring 13 and the bright line indicating the line defect of the signal wiring 14 can be easily confirmed with the naked eye, and the address of the short portion can be specified. At this time, preferably, the voltage applied to the common wiring 13 is such that the difference between the voltage applied to the common wiring 13 and the average voltage applied to the signal wiring 14 is larger than the threshold voltage value when the liquid crystal is operated. Set to be larger.
[0023]
(inspection result)
The results of specific verification using the above inspection method will be described below. First, a result when the liquid crystal panel having a short circuit at a part of the intersection of the signal wiring 14 and the common wiring 13 is verified by a conventional method is shown.
[0024]
The signal wiring 14, the scanning wiring 11, and the common wiring 13 were selected one by one, a probe (probe) was applied to each electrode pad, and a voltage waveform for normal display shown in FIG. 7 was applied. At this time, the signal wiring voltage 2 of the signal wiring 14 is a rectangular wave of 30 Hz, the maximum value is 11V, and the minimum value is 5V. Therefore, the signal wiring voltage central value 3 of the signal wiring 14 is 8V. On the other hand, the common wiring voltage 1 of the common wiring 13 is 7V, and the potential difference between the signal wiring voltage center value 3 and the common wiring voltage 1 is 1V. Further, although not shown, in order to perform the on / off operation of the switching element 16, the scanning wiring 11 is displayed by applying a pulse of + 20V when turned on and −5V when turned off. The transmittance-voltage characteristics of the liquid crystal panel used at this time are as shown in FIG. Since the voltage applied to the liquid crystal is 3 V, halftone display with a transmittance of about 18% is obtained. The threshold voltage (V10) of the liquid crystal panel is 2.5V. At this time, the pixel along the shorted signal wiring 14 was recognized as a line defect that looks darker than the peripheral pixels, but the pixel along the common wiring 13 was recognized as a line defect without changing the peripheral luminance. Therefore, it was not possible to identify where the plurality of common wires 13 arranged in parallel were short-circuited.
[0025]
Next, according to the inspection method of the present embodiment, when the voltage applied to the common wiring 13 is set to 13 V as shown in FIG. 1, the luminance of the pixels along the common wiring 13 having the short portion changes, and the surrounding pixels are changed. Therefore, line defects were observed along the common wiring 13. Thereby, the intersection of the line with different luminance along the common wiring 13 and the line with different luminance along the signal wiring 14 can be easily visually confirmed, and the address of the short portion can be specified. Became. It should be noted that the line defects along the common wiring 13 disappeared after a while had passed since the applied voltage of the common wiring 13 was switched.
[0026]
Then, the address of the intersection of the bright line along the common wiring 13 including the short portion and the bright line along the signal wiring 14 is confirmed, and the signal wiring 14 at the address is separated from the common wiring 13 by a laser, and the same method is performed again. As a result, the luminance change of the pixels along the common wiring 13 was not recognized this time. In other words, it was confirmed that the short circuit was eliminated by cutting the short circuit with a laser.
[0027]
As described above, it was verified that the short-circuit portion of the common wiring 13 can be specified for the signal wiring 14 by the inspection method of the present embodiment.
[0028]
<Embodiment 2>
The present embodiment is different from the inspection method of the first embodiment in that the voltage applied to the common wiring 13 at the time of inspection is an alternating voltage that changes with time.
[0029]
In the above-described verification, when a DC signal having no temporal change as shown in FIG. 1 is applied to the common wiring 13, when a certain time elapses after the voltage 1 of the common wiring 13 is applied, the common wiring 13 It was confirmed that the display of line defects along the line disappeared. It is considered that such a phenomenon occurs because the amount of change in voltage attenuates due to the time constant of the liquid crystal as time elapses immediately after the voltage is applied to the common wiring 13.
[0030]
Therefore, in order to prevent the change in luminance from being recognized due to such attenuation, as shown in FIG. 3, an alternating voltage 1 that varies with time at a certain frequency is applied to the common wiring 13. The AC voltage 1 depends on the time constant of the liquid crystal of one pixel of the liquid crystal panel to be used and the resistance of the short portion, but the electric charge stored in the liquid crystal is discharged at 5 times the time constant of the liquid crystal, and the voltage change is eliminated. Considering this, it is necessary to apply at a period T smaller than 10 times the time constant (= Rlc × Clc) of the liquid crystal of at least one pixel. That is, the period T of the alternating voltage is determined so as to satisfy the following relationship, where Rlc is the resistance value of the liquid crystal of one pixel and Clc is the capacitance.
T ≦ 10 × Rlc × Clc
[0031]
For example, when the time constant of the liquid crystal of one pixel of the liquid crystal panel is about 10 seconds, a rectangular wave having a maximum value of 13 V, a minimum value of 6 V and a frequency of 0.1 Hz is applied to the common wiring 13 as shown in FIG. Perform an inspection. In this case, since the frequency is the same as the time constant of the liquid crystal, the line defect in the direction along the common wiring 13 will not disappear, and it becomes easier to specify the defect location of the shorted portion.
[0032]
FIG. 4 is a diagram for explaining how line defects are displayed when the above-described AC voltage is applied to the common wiring 13. As shown in FIG. 4A, when the point A is a short-circuit portion between the common wiring 13 and the signal wiring 14, an AC waveform voltage as shown in FIG. 4B is applied to the common wiring 13. When the applied voltage to the common wiring 13 changes as shown in FIG. 4B, at the timing x, defect lines having different luminances are displayed vertically and horizontally around the shorted portion A (see FIG. 4X). ). After that, at the timing y, the display of the horizontal line defect along the common wiring 13 is faded (see FIG. 4 (y)), and at the timing z, the display of the horizontal line defect disappears (FIG. 4). (See (z)). Thereafter, in accordance with the change of the AC voltage to the common wiring 13, the display states of FIGS. 4 (x) to (z) are repeated in the same manner. At this time, by setting the period T of the alternating voltage sufficiently short, that is, by setting so as to satisfy T ≦ 10 × Rlc × Clc, the display of the vertical and horizontal line defects can be clarified, and the intersection point Since A can be specified, it is possible to specify a short portion.
[0033]
In the present embodiment, the AC voltage applied to the common wiring 13 at the time of the inspection is a rectangular wave. However, the waveform is not limited to the rectangular wave. If the waveform changes periodically, a triangular wave, a sawtooth wave, and a sine wave are used. It may be a wave.
[0034]
<Embodiment 3>
(LCD panel inspection equipment)
Hereinafter, a liquid crystal panel inspection apparatus having a function of detecting a short-circuited portion between wirings of the liquid crystal panel by using the inspection method of the above-described embodiment, specifying the position thereof, and repairing the short-circuited portion will be described.
[0035]
FIG. 5 shows the configuration of an inspection apparatus for an active matrix liquid crystal panel according to this embodiment. As shown in the figure, the inspection apparatus includes a backlight 35 that illuminates a liquid crystal (LCD) panel 31 to be inspected, an LCD display signal source 41 that generates a display signal for inspection of the liquid crystal panel 31, and an inspection time. An image recognition unit 47 that recognizes the display on the liquid crystal panel, a control unit 43 that controls the operation of the entire inspection apparatus, and a monitor 53 that performs various displays for the operator. A control information input unit 51 for inputting control information and a control information storage medium 49 for recording control information are connected to the control unit 43. The control information storage medium 49 stores control information necessary for inspection and repair, for example, information such as the voltage of the common wiring at the time of inspection and the output power value of the laser.
[0036]
Further, the inspection apparatus orthogonally crosses the XY stage 33, the XY stage 33 that holds the liquid crystal panel 31 to be inspected, the LCD panel transport unit 37 that transports the liquid crystal panel 31 onto the XY stage 33, and the XY stage 33. An XY drive unit 39 that moves in two directions (X and Y directions) and a laser irradiation unit 45 that irradiates a laser for repairing a short-circuited portion detected in the liquid crystal panel 31 are provided.
[0037]
The entire operation of the inspection apparatus configured as described above is controlled by the control unit 43. For example, the display signal to be output from the LCD display signal source 41 is determined by the control unit 43. The XY drive unit 39 outputs a control signal for moving the XY stage 33 by a predetermined amount in the X direction and the Y direction based on the control unit 43. The backlight 35 is turned on / off by the control unit 43. Further, the laser output operation of the laser irradiation unit 45 and its output power are also controlled by the control unit 43.
[0038]
Hereinafter, detection of a short portion and repair operation of the short portion in the inspection apparatus will be described in detail.
[0039]
The control unit 43 controls the LCD display signal source 41 and causes the liquid crystal panel 31 to output a display signal for controlling the voltage applied to the common wiring, the signal wiring, and the scanning wiring to a predetermined voltage for inspection. That is, the control unit 43 controls the potentials of the common wiring and the signal wiring of the liquid crystal panel 31 to be inspected according to the inspection method shown in the first or second embodiment. At this time, if there is a short portion between the common wiring and the signal wiring, a line defect appears on the liquid crystal panel 31 as shown in FIGS. That is, lines (line defects) having different luminances are displayed vertically and horizontally on the liquid crystal panel 31 as shown in FIGS. The display is captured by the image recognition unit 47 as image information, and the control unit 43 obtains the address of the intersection of these lines. This address information is recorded in the control information storage medium 49. As described above, the short-circuited portion between the common wiring and the signal wiring on the substrate is detected for all the common wiring and the signal wiring of the liquid crystal panel 31, and the address of the short-circuiting location is obtained.
[0040]
When the address of the short part between the common wiring and the signal wiring is specified, the inspection apparatus repairs the short part by irradiating the position on the substrate indicated by the address with the laser beam. For this purpose, the control unit 43 controls the XY drive unit 39 based on the address, so that the laser beam output from the laser irradiation unit 45 is irradiated onto the position indicated by the address. 33 and the laser irradiation unit 45 are driven. The control unit 43 repeats the above process so that all the short-circuited portions of the addresses recorded in the control information storage medium 49 are repaired by the laser beam.
[0041]
As described above, the inspection apparatus for the liquid crystal panel according to the present embodiment can identify and repair a short-circuit portion between the common wiring and the signal wiring on the substrate of the liquid crystal panel, and can reduce line defect defects due to the short-circuit. The manufacturing yield of the array substrate can be greatly improved.
[0042]
【The invention's effect】
According to the inspection method of the present invention, when there is a short between the common wiring and the signal wiring in the liquid crystal panel, the line defect is displayed in each of the vertical and horizontal directions around the shorted portion. At this time, since the intersection of the vertical and horizontal line defects can be recognized as a short portion, the address of the short portion can be specified, and repair processing by laser irradiation or the like can be performed in a later process. As a result, it is possible to reduce line defect defects due to shorts between the wirings of the liquid crystal panel, and to greatly improve the manufacturing yield of the array substrate.
[0043]
According to the inspection apparatus of the present invention, it is possible to specify the address of the short-circuited portion on the liquid crystal panel substrate and to perform repair processing by laser beam irradiation. The manufacturing yield can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing voltage waveforms applied to electrodes in a liquid crystal panel inspection method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing transmittance-voltage characteristics of a liquid crystal panel.
FIG. 3 is a diagram showing voltage waveforms applied to each electrode in the liquid crystal panel inspection method according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in display on a liquid crystal panel when there is a defective portion in the inspection by the inspection method of the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal panel inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view schematically showing a planar configuration of a substrate on which an active matrix array of an active matrix type liquid crystal panel in the IPS system is formed.
FIG. 7 is a diagram showing a voltage waveform (normal display applied voltage waveform) applied to each electrode in a conventional liquid crystal panel defect inspection method;
[Explanation of symbols]
1 Applied voltage to common wiring
2 Voltage applied to signal wiring
3 Center value of applied voltage to signal wiring
11 Scanning wiring
12 Common electrode
13 Common wiring
14 Signal wiring
15 Pixel electrode
16 Switching element
17 Storage capacity section
18 Common wiring electrode pads
19 Contact hole
20 Electrode pads for signal wiring
31 LCD panel
33 XY stage
39 XY drive unit
41 LCD display signal source
43 Control unit
45 Laser irradiation part
47 Image recognition unit

Claims (8)

一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、検査領域の全ての共通配線に接続される共通電極パッドと前記画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの欠陥を検査する方法であって、
液晶パネルの検査時の前記共通電極パッドに印加する電圧を、共通配線の電位と信号配線に印加される平均の電位との電位差が液晶パネルの通常動作時に画像を表示させる場合の前記電位差よりも大きくなるように設定し、これにより、縦方向と横方向の線欠陥を液晶パネルに表示して前記縦方向の線欠陥と横方向の線欠陥との交点を短絡箇所として特定する
ことを特徴とする液晶パネルの検査方法。
It has a pair of substrates, the scanning wiring and the common wiring are arranged in parallel on one substrate, and the signal wiring is arranged orthogonal to the scanning wiring and the common wiring, and a matrix is formed at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring. A switching element and a pixel electrode connected to a signal wiring via the switching element, and a substrate surface between the common electrode pad connected to all the common wirings in the inspection region and the pixel electrode A method for inspecting a defect of a liquid crystal panel for operating a liquid crystal by applying an electric field substantially parallel to
The voltage applied to the common electrode pad during the inspection of the liquid crystal panel is greater than the potential difference in the case where the potential difference between the common wiring potential and the average potential applied to the signal wiring is to display an image during normal operation of the liquid crystal panel. Thus, the vertical and horizontal line defects are displayed on the liquid crystal panel, and the intersection of the vertical and horizontal line defects is specified as a short-circuited portion. A method for inspecting a liquid crystal panel.
前記共通電極パッドに印加する電圧を時間的に値が変化する交流電圧とすることを特徴とする請求項1記載の液晶パネルの検査方法。2. The method for inspecting a liquid crystal panel according to claim 1, wherein the voltage applied to the common electrode pad is an alternating voltage whose value changes with time. 前記共通電極パッドに印加する電圧は、所定の周波数を有する矩形波、三角波及びのこぎり波のいずれかであることを特徴とする請求項2記載の液晶パネルの検査方法。3. The liquid crystal panel inspection method according to claim 2, wherein the voltage applied to the common electrode pad is any one of a rectangular wave, a triangular wave, and a sawtooth wave having a predetermined frequency. 一つの画素の液晶の抵抗値をRlcと、容量をClcとすると、前記共通電極パッドに印加する電圧の周期Tが、T≦10×Rlc×Clcを満たすことを特徴とする請求項2記載の液晶パネルの検査方法。3. The voltage period T applied to the common electrode pad satisfies T ≦ 10 × Rlc × Clc, where Rlc is a liquid crystal resistance value of one pixel and Clc is a capacitance. Inspection method for liquid crystal panels. 前記信号配線に印加される平均電圧と前記共通配線に印加される電圧との差が液晶パネルの液晶の閾値電圧値以上となるように、前記共通電極パッドの電圧を設定することを特徴とする請求項1記載の液晶パネルの検査方法。The common electrode pad voltage is set so that a difference between an average voltage applied to the signal wiring and a voltage applied to the common wiring is equal to or greater than a threshold voltage value of a liquid crystal of the liquid crystal panel. The liquid crystal panel inspection method according to claim 1. 一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、検査領域の全ての共通配線に接続される共通電極パッドと前記画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの欠陥を検査する装置であって、
液晶パネルの検査時の前記共通電極パッドに印加する電圧を、共通配線の電位と信号配線の平均電位との電位差が液晶パネルの通常動作時に画像を表示させる場合の前記電位差よりも大きくなるように設定し、これにより、縦方向と横方向の線欠陥を液晶パネルに表示して前記縦方向の線欠陥と横方向の線欠陥との交点を短絡箇所として特定する制御手段を備えた
ことを特徴とする液晶パネルの検査装置。
It has a pair of substrates, the scanning wiring and the common wiring are arranged in parallel on one substrate, and the signal wiring is arranged orthogonal to the scanning wiring and the common wiring, and a matrix is formed at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring. A switching element and a pixel electrode connected to a signal wiring via the switching element, and a substrate surface between the common electrode pad connected to all the common wirings in the inspection region and the pixel electrode A device for inspecting a defect of a liquid crystal panel that operates a liquid crystal by applying an electric field substantially parallel to
The voltage applied to the common electrode pad at the time of inspection of the liquid crystal panel is set such that the potential difference between the potential of the common wiring and the average potential of the signal wiring is larger than the potential difference when displaying an image during normal operation of the liquid crystal panel. And a control means for displaying the line defect in the vertical direction and the horizontal direction on the liquid crystal panel and identifying the intersection of the line defect in the vertical direction and the line defect in the horizontal direction as a short-circuited location. LCD panel inspection equipment.
一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、検査領域の全ての共通配線に接続される共通電極パッドと前記画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの欠陥を検査する装置において、A scanning wiring and a common wiring are arranged in parallel on one substrate, and a signal wiring is arranged orthogonal to the scanning wiring and the common wiring, and a matrix is formed at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring. A switching element and a pixel electrode connected to a signal wiring via the switching element, and a substrate surface between the common electrode pad connected to all the common wirings in the inspection region and the pixel electrode In an apparatus for inspecting a defect of a liquid crystal panel that operates a liquid crystal by applying an electric field substantially parallel to the
被検査液晶パネルを保持するステージと、  A stage for holding the liquid crystal panel to be inspected;
液晶パネル上の表示を画像情報として取り込む画像認識手段と、  Image recognition means for capturing the display on the liquid crystal panel as image information;
液晶パネルの前記各配線を検査のための所定の電位に制御するための制御信号を出力する信号源と、  A signal source for outputting a control signal for controlling each wiring of the liquid crystal panel to a predetermined potential for inspection;
短絡個所を修復するためのレーザビームを照射するレーザ照射手段と、  A laser irradiation means for irradiating a laser beam for repairing the short-circuit portion;
前記ステージをX、Y方向に駆動する駆動手段と、  Driving means for driving the stage in the X and Y directions;
液晶パネルの検査時の前記共通電極パッドに印加する電圧を、共通配線の電位と信号配線の平均電位との電位差が液晶パネルの通常動作時に画像を表示させる場合の前記電位差よりも大きくなるように制御し、これにより、縦方向と横方向の線欠陥を液晶パネルに表示させ、画像認識手段により取り込まれたそのときの液晶パネルの表示情報に基いて前記縦方向の線欠陥と横方向の線欠陥との交点を液晶パネルの短絡個所として特定し、その特定した短絡個所にレーザビームが照射されるようにX−Y駆動手段を制御して液晶パネルを所望の位置に移動させ、前記レーザ照射手段からのレーザビームにより該短絡を修復するために前記レーザ照射手段を制御する制御手段と  The voltage applied to the common electrode pad at the time of inspection of the liquid crystal panel is set such that the potential difference between the potential of the common wiring and the average potential of the signal wiring is larger than the potential difference when displaying an image during normal operation of the liquid crystal panel. And thereby causing the vertical and horizontal line defects to be displayed on the liquid crystal panel, and based on the display information of the liquid crystal panel at that time taken in by the image recognition means, the vertical line defects and the horizontal line defects are displayed. The intersection point with the defect is specified as a short-circuit portion of the liquid crystal panel, and the liquid crystal panel is moved to a desired position by controlling the XY driving means so that the laser beam is irradiated to the specified short-circuit portion, and the laser irradiation is performed. Control means for controlling the laser irradiation means to repair the short-circuit by means of a laser beam from the means;
からなることを特徴とする液晶パネルの検査装置。An inspection apparatus for a liquid crystal panel, comprising:
一対の基板を有し、その一の基板上に走査配線と共通配線とが平行に配置され且つ走査配線及び共通配線と直交して信号配線が配置され、走査配線と信号配線の交差部分においてマトリクス状に配置される、スイッチング素子と該スイッチング素子を介して信号配線と接続される画素電極とを有し、共通配線に接続される共通電極パッドと前記画素電極間に基板面に対し略平行な電界を印加して液晶を動作させる液晶パネルの製造方法であって、It has a pair of substrates, the scanning wiring and the common wiring are arranged in parallel on one substrate, and the signal wiring is arranged orthogonal to the scanning wiring and the common wiring, and a matrix is formed at the intersection of the scanning wiring and the signal wiring. The switching element and the pixel electrode connected to the signal wiring through the switching element are arranged in a shape, and are substantially parallel to the substrate surface between the common electrode pad connected to the common wiring and the pixel electrode. A method of manufacturing a liquid crystal panel in which an electric field is applied to operate a liquid crystal,
請求項1ないし請求項5のいずれか1つの検査方法を用いて液晶パネルの欠陥を検査する工程を含むことを特徴とする液晶パネルの製造方法。  A method for manufacturing a liquid crystal panel, comprising the step of inspecting a defect of the liquid crystal panel using the inspection method according to claim 1.
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