JP3966326B2 - アクティブマトリクス基板の検査方法 - Google Patents
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本検査方法によれば、(i)サンプリングスイッチ全てをオフ状態とすると共に複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、プリチャージ信号線に所定電圧を印加する。すると、プリチャージスイッチを介してプリチャージ信号線からデータ線に所定電圧が印加されるが、サンプリングスイッチが全てオフされているため、データ線の所定電圧によりデータ線から画像信号線に電流が流れない筈である。そこで、この状態で、画像信号線に流れる電流を測定して、サンプリングスイッチが正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流と比較すれば、データ線単位又は複数のデータ線からなるグループ単位で、サンプリングスイッチのリークを検査できる。或いは、(ii)サンプリングスイッチ全てをオフ状態とすると共にプリチャージ回路駆動信号により同時に駆動される複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、画像信号線に所定電圧を印加する。すると、サンプリングスイッチが全てオフされているため、画像信号線の所定電圧によりデータ線及びプリチャージスイッチを介してプリチャージ信号線に電流が流れない筈である。そこで、この状態で、プリチャージ信号線に流れる電流を測定して、サンプリングスイッチが正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流と比較すれば、データ線単位又は複数のデータ線からなるグループ単位で、サンプリングスイッチのリークを検査できる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにする。
本発明のアクティブマトリクス基板の実施の形態の構成について図1から図3に基づいて説明する。先ず、アクティブマトリクス基板全体の回路構成について、図1を参照して説明する。図1は、アクティブマトリクス基板に設けられた各種配線、周辺回路等の等価回路図である。
先ず、図4を参照して、液晶装置200の通常動作時における検査兼プリチャージ回路201によるプリチャージ機能について説明する。尚、図4は、検査兼プリチャージ回路の通常動作時における各種信号のタイミングチャートである。
次に、図5から図8を参照して、検査兼プリチャージ回路201の検査機能について説明する。尚、図5(a)は、データ線の開放検査を行っている状態における、データ線駆動回路101の一構成例及び検査兼プリチャージ回路201の回路図であり、図5(b)は、そのタイミングチャートである。図6は、データ線の短絡検査を行っている状態における、データ線駆動回路101の一構成例及び検査兼プリチャージ回路201の回路図である。図7は、データ線駆動回路101の他の構成例及び検査兼プリチャージ回路201の回路図である。図8(a)は、当該他の構成例が備えたシフトレジスタの一系列部分の回路図であり、図8(b)は、そのタイミングチャートである。
先ず、データ線駆動回路101が、図5及び図6に示すように、各段から転送信号を順次出力する1系列のシフトレジスタ303と、シフトレジスタ303における相隣接する二つの段から相前後して出力される転送信号が時間的に相互に重ならないように転送信号の時間長さを制限した後に、サンプリング回路駆動信号Qn(n=1、2、3、…)として出力する波形制御回路307を備えた場合について説明する。
「 画像信号系列数
≧ シフトレジスタの系列数 × 同時にオンするデータ線数」
或いは、画像信号線304における電流測定の代わりに、後述の第2の検査方法と同様にプリチャージ信号線204における電流測定により検査をデータ線毎に行うのであれば、プリチャージ回路駆動信号(NRG)やプリチャージ信号(NRS)の系列数を次式を満たすように設定する。
「 プリチャージ信号の系列数 × プリチャージ回路駆動信号の系列数
≧ シフトレジスタの系列数 × 同時にオンするデータ線数」
尚、これらの式を満たさない場合でも、複数のデータ線からなるグループ単位での検査(不良箇所の発見)は可能であり、単純に製造ラインにおいて不良品を発見して組立工程等の次工程に回さない目的は達成される。但し、不良箇所の分析は、その後の製造技術における不良品率の改善に大変役立つので、本実施の形態のようにデータ線の単位で不良箇所を発見することは非常に重要である。
この場合、図5(a)に示すように、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104を通常動作させる。そして、プリチャージ回路202における複数のTFT202全てをオン状態としつつ(即ち、プリチャージ回路駆動信号(NRG)をハイレベルとしつつ)、プリチャージ信号線204に例えば5Vといった所定電圧を持つプリチャージ信号(NRS)を印加する。すると、プリチャージ信号線204に印加された所定電圧は、オン状態とされたTFT202を介して各データ線35に印加される。そして、各データ線35に印加された電圧により、サンプリング回路301における複数のTFT301がサンプリング回路駆動信号Sn(n=1、2、…)により順次オンされることにより各データ線35と各画像信号線304とが導通状態とされた時点で、画像信号線304に電流が流れる。そこで、この画像信号線304に流れる電流を測定して、データ線35やこれに接続された画素部のTFT30等が正常状態にある場合に得られる基準電流Iと比較する。そして、測定電流が基準電流I±εの範囲(ε:許容或いは誤差範囲)に入っていれば、各データ線35には、開放又は断線がないと判定できる。逆にこの範囲に入っていなければ各データ線35には、開放又は断線があると判定できる。
この場合、先ず走査線駆動回路104の動作を停止させる。そして、図6に示すように、サンプリング回路301のTFT302全てをオン状態とする(即ち、シフトレジスタ303のスタート信号DXをハイレベルとする)と共にプリチャージ回路201のTFT202全てをオフ状態としつつ(即ち、プリチャージ回路駆動信号(NRG)をローレベルとしつつ)、相隣接する画像信号線304間に所定電圧を印加する。具体的には、画像信号VID1、3、5に対応する画像信号線304に例えば、15Vのハイレベル電圧を印加すると共に画像信号VID2、4、6に対応する画像信号線304に例えば、0Vのローレベル電圧を印加する。すると、TFT302を介して画像信号線304からデータ線35に所定電圧が印加されるが、TFT202が全てオフされているため、相隣接するデータ線35は相互にほぼ絶縁されておりこれらの相隣接する画像信号線304間には電流は流れない筈である。そこで、この状態で、相隣接する画像信号線304間に流れる電流を測定して、データ線35等が正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流±iと比較する。そして、測定電流が基準電流±iの範囲に入っていれば、各データ線35には、短絡がないと判定できる。逆にこの範囲に入っていなければ各データ線35には、短絡があると判定できる。
この場合、先ず走査線駆動回路104の動作を停止させる。そして、図6において、サンプリング回路301のTFT302全てをオフ状態とする(即ち、シフトレジスタ303のスタート信号DXをローレベルとする)と共にプリチャージ回路201のTFT202全てをオン状態としつつ(即ち、プリチャージ回路駆動信号(NRG)をハイレベルとしつつ)、プリチャージ信号線204に、例えば12Vといった所定電圧を印加する。すると、TFT202を介してプリチャージ信号線204からデータ線35に所定電圧が印加されるが、サンプリング回路301のTFT302スイッチが全てオフされているため、データ線35の所定電圧によりデータ線35から画像信号線304に電流が流れない筈である。そこで、この状態で、画像信号線304に流れる電流を測定して、サンプリング回路301のTFT302等が正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流±iと比較する。そして、測定電流が基準電流±iの範囲に入っていれば、各TFT302には、リークがないと判定できる。逆にこの範囲に入っていなければ各TFT302には、リークがあると判定できる。
この場合、先ず走査線駆動回路104の動作を停止させる。そして、図6において、サンプリング回路301のTFT302全てをオン状態とする(即ち、シフトレジスタのスタート信号DXをハイレベルとする)と共にプリチャージ回路201のTFT202全てをオフ状態としつつ(即ち、プリチャージ回路駆動信号(NRG)をローレベルとしつつ)、プリチャージ信号線204に、例えば12Vといった所定電圧を印加する。すると、TFT202が全てオフされているため、プリチャージ信号線204の所定電圧によりデータ線35及びサンプリング回路301のTFT302を介して画像信号線304に電流が流れない筈である。そこで、この状態で、画像信号線304に流れる電流を測定して、プリチャージ回路201のTFT202等が正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流±iと比較する。そして、測定電流が基準電流±iの範囲に入っていれば、各TFT202には、リークがないと判定できる。逆にこの範囲に入っていなければ各TFT202には、リークがあると判定できる。
次に、データ線駆動回路101が、図7に示すように、例えば各段から転送信号を順次出力する4系列8相のシフトレジスタ303’を備えた場合(即ち、図5及び図6に示したような波形制御回路307を備えない場合)における検査方法について説明する。
図7において、シフトレジスタ303’の各系列は、スタート信号DXが入力されると、クロック信号CLX1及びその反転信号、クロック信号CLX2及びその反転信号、クロック信号CLX3及びその反転信号、クロック信号CLX4及びその反転信号に同期して夫々、順次転送信号(即ち、サンプリング回路駆動信号Q1、Q2、…)を出力する。
「 プリチャージ信号の系列数 ×(プリチャージ回路駆動信号の系列数×2)
≧(シフトレジスタの系列数×2)× 同時にオンするデータ線数」
従って、図7に示した構成例では、プリチャージ回路駆動信号(NRG)は2系列(NRG1及びNRG2)とされ、プリチャージ信号(NRS)は4系列(NRS1、NRS2、NRS3及びNRS4)とされる。
尚、上記式を満たさない場合でも、或いは、前述した第1の検査方法と同様に画像信号線304における電流を測定することによっても、複数のデータ線からなるグループ単位での検査(不良箇所の発見)は可能であり、単純に製造ラインにおいて不良品を発見して組立工程等の次工程に回さない目的は達成される。
この場合、図7において、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104を通常動作させる。
この場合、先ず走査線駆動回路104の動作を停止させる。そして、図7において、サンプリング回路301のTFT302全てをオフ状態とする(即ち、シフトレジスタのスタート信号DXをローレベルとする)と共にプリチャージ回路201のTFT202全てをオン状態としつつ(即ち、プリチャージ回路駆動信号(NRG1及びNRG2)をハイレベルとしつつ)、相隣接するプリチャージ信号線間に所定電圧を印加する。具体的には、プリチャージ信号NRS1及びNRS3に対応するプリチャージ信号線204を、例えば12Vのハイレベルにすると共にプリチャージ信号NRS2及びNRS4に対応するプリチャージ信号線204を例えば0Vのローレベルにする。すると、TFT202を介してプリチャージ信号線204からデータ線35に所定電圧が印加されるが、TFT302が全てオフされているため、相隣接するデータ線35は相互にほぼ絶縁されておりこれらの相隣接するプリチャージ信号線204間には電流は流れない筈である。そこで、この状態で、相隣接するプリチャージ信号線204間に流れる電流を測定して、データ線35等が正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流と比較することにより、各データ線35における短絡の有無を判定できる。
この場合、先ず走査線駆動回路104の動作を停止させ、図7において、サンプリング回路301のTFT302全てをオフ状態とする(即ち、シフトレジスタのスタート信号DXをローレベルとする)。
この場合、先ず走査線駆動回路104の動作を停止させる。そして、図7において、サンプリング回路301のTFT302全てをオン状態とする(即ち、シフトレジスタのスタート信号DXをハイレベルとする)と共にプリチャージ回路201のTFT202全てをオフ状態としつつ(即ち、プリチャージ回路駆動信号(NRG1及びNRG2)をローレベルとしつつ)、画像信号線304に例えば12Vといった所定電圧を印加する。すると、画像信号線304に印加された所定電圧は、プリチャージ回路302のTFT202スイッチが全てオフされているため、TFT302及びデータ線35を介してプリチャージ信号線204に電流が流れない筈である。そこで、この状態で、プリチャージ信号線204に流れる電流を測定して、プリチャージ回路201のTFT202等が正常状態にある場合に得られる(ほぼ零に近い)基準電流と比較することにより、プリチャージ回路201の各TFT202におけるリークの有無を判定できる。
次に、以上説明した検査兼プリチャージ回路201を含むアクティブマトリクス基板を備えた液晶装置の全体構成例を、図9及び図10を参照して説明する。ここに、図9は、液晶装置を対向基板の側から見た平面図であり、図10は、図9のH−H’断面図である。
図9及び図10において、TFTアレイ基板1の上には、複数の画素電極11により規定される画面表示領域(即ち、実際に液晶層50の配向状態変化により画像が表示される液晶装置の領域)の周囲において両基板を貼り合わせて液晶層50を包囲するシール部材の一例としての光硬化性樹脂からなるシール材52が、画面表示領域に沿って設けられている。そして、対向基板2上における画面表示領域とシール材52との間には、遮光性の周辺見切り53が設けられている。
検査兼プリチャージ回路201及びサンプリング回路301は、通常動作時には、基本的に交流駆動の回路である。このため、シール材52により包囲され両基板間に挟持された液晶層50に面するTFTアレイ基板1部分にこれらの検査兼プリチャージ回路201及びサンプリング回路301を設けても、直流電圧印加による液晶層50の劣化という問題は生じない。これに対して、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104は、液晶層50に面することのないTFTアレイ基板1の周辺部分に設けられている。従って、液晶層50に、特に直流駆動されるデータ線駆動回路101や走査線駆動回路104からの直流電圧成分が、漏れ込んで印加されることを未然に防止できる。
次に、液晶装置の各画素部等の具体的構成について図11から図14を参照して説明する。ここに、図11は、液晶装置の相隣接する画素部の平面図であり、図12は、液晶装置の検査兼プリチャージ回路を構成するTFTの平面図である。また、図13は、図11のA−A’断面及び図12のB−B’断面を示す断面図であり、図14は、図11のC−C’断面を示しており、液晶装置の周辺見切り下に配線されたプリチャージ信号線に沿った断面図である。尚、図13及び図14においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
図13の断面図における図11のA−A’断面部分に示すように、液晶装置は画素部において、TFTアレイ基板1並びにその上に積層された第1層間絶縁層41、半導体層32、ゲート絶縁層33、走査線31(ゲート電極)、第2層間絶縁層42、データ線35(ソース電極)、第3層間絶縁層43、画素電極11及び配向膜12を備えており、画素毎にTFT30が設けられている。また、液晶装置は画素部において、例えばガラス基板から成る対向基板2並びにその上に積層された共通電極21、配向膜22及び遮光膜23を備えており、更に、これらの両基板間に挟持された液晶層50を備えている。
次に、以上詳細に説明した実施の形態における液晶装置100を備えた電子機器の実施の形態について図15から図18を参照して説明する。
図16において、電子機器の一例たる液晶プロジェクタ1100は、上述した駆動回路1004がTFTアレイ基板上に搭載された液晶装置100を含む液晶モジュールを3個用意し、夫々RGB用のライトバルブ100R、100G及び100Bとして用いたプロジェクタとして構成されている。液晶プロジェクタ1100では、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット1102から投射光が発せられると、3枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によって、RGBの3原色に対応する光成分R、G、Bに分けられ、各色に対応するライトバルブ100R、100G及び100Bに夫々導かれる。この際特にB光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ1122、リレーレンズ1123及び出射レンズ1124からなるリレーレンズ系1121を介して導かれる。そして、ライトバルブ100R、100G及び100Bにより夫々変調された3原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム1112により再度合成された後、投射レンズ1114を介してスクリーン1120にカラー画像として投射される。
2…対向基板
11…画素電極
30…TFT
50…液晶層
52…シール材
53…周辺見切り
70…蓄積容量
100…液晶装置
101…データ線駆動回路
104…走査線駆動回路
201…検査兼プリチャージ回路
202…TFT
204…プリチャージ信号線
206…プリチャージ回路駆動信号線
301…サンプリング回路
302…TFT
304…画像信号線
306…サンプリング回路駆動信号線
307…波形制御回路
Claims (4)
- 基板上に、相交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、画像信号線を介して入力される画像信号をサンプリング回路駆動信号に応じて夫々サンプリングして前記画像信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のサンプリングスイッチを持つサンプリング回路と、前記サンプリング回路駆動信号を前記複数のサンプリングスイッチに夫々供給するデータ線駆動回路と、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に設けられた複数の画素部と、プリチャージ信号線を介して入力されるプリチャージ信号をプリチャージ回路駆動信号に応じて夫々スイッチング出力して前記プリチャージ信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のプリチャージスイッチを含むプリチャージ回路とを備えたアクティブマトリクス基板の検査方法であって、
(i)前記データ線駆動回路を通常動作させると共に前記複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、前記プリチャージ信号線に所定電圧を印加して前記画像信号線に流れる電流を測定することにより、或いは、(ii)前記データ線駆動回路を通常動作させると共に前記プリチャージ回路駆動信号により同時に駆動される複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、前記画像信号線に所定電圧を印加して前記プリチャージ信号線に流れる電流を測定することにより、前記複数のデータ線の開放又は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。 - 基板上に、相交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、画像信号線を介して入力される画像信号をサンプリング回路駆動信号に応じて夫々サンプリングして前記画像信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のサンプリングスイッチを持つサンプリング回路と、前記サンプリング回路駆動信号を前記複数のサンプリングスイッチに夫々供給するデータ線駆動回路と、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に設けられた複数の画素部と、プリチャージ信号線を介して入力されるプリチャージ信号をプリチャージ回路駆動信号に応じて夫々スイッチング出力して前記プリチャージ信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のプリチャージスイッチを含むプリチャージ回路とを備えたアクティブマトリクス基板の検査方法であって、
(i)前記サンプリングスイッチ全てをオン状態とすると共に前記複数のプリチャージスイッチ全てをオフ状態としつつ、相隣接するデータ線に電気的接続される画像信号線の間に所定電圧を印加して該相隣接するデータ線に電気的接続される画像信号線間に流れる電流を測定することにより、或いは、(ii)前記サンプリングスイッチ全てをオフ状態とすると共に前記複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、相隣接するデータ線に電気的接続されるプリチャージ信号線の間に所定電圧を印加して該相隣接するデータ線に電気的接続されるプリチャージ信号線間に流れる電流を測定することにより、前記複数のデータ線の短絡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。 - 基板上に、相交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、画像信号線を介して入力される画像信号をサンプリング回路駆動信号に応じて夫々サンプリングして前記画像信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のサンプリングスイッチを持つサンプリング回路と、前記サンプリング回路駆動信号を前記複数のサンプリングスイッチに夫々供給するデータ線駆動回路と、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に設けられた複数の画素部と、プリチャージ信号線を介して入力されるプリチャージ信号をプリチャージ回路駆動信号に応じて夫々スイッチング出力して前記プリチャージ信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のプリチャージスイッチを含むプリチャージ回路とを備えたアクティブマトリクス基板の検査方法であって、
(i)前記サンプリングスイッチ全てをオフ状態とすると共に前記複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、前記プリチャージ信号線に所定電圧を印加して前記画像信号線に流れる電流を測定することにより、或いは、(ii)前記サンプリングスイッチ全てをオフ状態とすると共に前記プリチャージ回路駆動信号により同時に駆動される複数のプリチャージスイッチ全てをオン状態としつつ、前記画像信号線に所定電圧を印加して前記プリチャージ信号線に流れる電流を測定することにより、前記サンプリングスイッチのリーク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。 - 基板上に、相交差する複数の走査線及び複数のデータ線と、画像信号線を介して入力される画像信号をサンプリング回路駆動信号に応じて夫々サンプリングして前記画像信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のサンプリングスイッチを持つサンプリング回路と、前記サンプリング回路駆動信号を前記複数のサンプリングスイッチに夫々供給するデータ線駆動回路と、前記複数の走査線及び前記複数のデータ線の交差に対応してマトリクス状に設けられた複数の画素部と、プリチャージ信号線を介して入力されるプリチャージ信号をプリチャージ回路駆動信号に応じて夫々スイッチング出力して前記プリチャージ信号として前記複数のデータ線に夫々供給する複数のプリチャージスイッチを含むプリチャージ回路とを備えたアクティブマトリクス基板の検査方法であって、
(i)前記サンプリングスイッチ全てをオン状態とすると共に前記複数のプリチャージスイッチ全てをオフ状態としつつ、前記プリチャージ信号線に所定電圧を印加して前記画像信号線に流れる電流を測定することにより、或いは、(ii)前記サンプリングスイッチ全てをオン状態とすると共に前記複数のプリチャージスイッチ全てをオフ状態としつつ、前記画像信号線に所定電圧を印加して前記プリチャージ信号線に流れる電流を測定することにより、前記プリチャージスイッチのリーク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。
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