JP4791023B2 - Ｔｆｔの検査装置および検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的にはTFTの検査装置および検査方法に関し、特に非接触の電圧（電流）源を用いてTFTアレイの動作特性を検査するための装置および方法に関する。

アクティブ・マトリックスの有機（organic)LEDディスプレイ（以下、AMOLEDディスプレイと呼ぶ。）の製造工程は、駆動用のTFTアレイを作成するTFTアレイ工程とその後工程であるOLEDをアレイ上に形成するセル工程に大別される。そのTFTアレイ工程が終わった段階では、TFTアレイ基板上に発光材料であるOLEDが未形成であるため、画素回路としては不完全である。すなわち、TFTアレイのみの状態では、露出する画素電極に接続するTFTのドレインあるいはソースが開放状態（オープン）にある。したがって、TFTに動作電流を流す（オンさせる）ことはできない。そのため、TFTアレイ工程が終わった段階でのTFTの電気的特性の検査は不可能あるいは非常に困難である。その結果、AMOLEDディスプレイの特性検査は、通常セル工程が終わり、AMOLEDとして完成した後におこなわれる。

しかし、TFTアレイ工程後にTFTアレイの検査をおこなうことができれば、セル工程への不良TFTアレイの流出を防ぐことができる。その結果、完成品としてのAMOLEDディスプレイの歩留まりを上げることができ、製造コストの削減が期待できる。また、TFTの電気的特性のばらつきはAMOLEDディスプレイの画質に深刻な悪影響を及ぼすため、TFTアレイ段階での特性検査をおこなうことが強く望まれる。

駆動用TFTのソースまたはドレインに接続され、オープン状態となっている画素電極に電流を流す方法が、例えば日本国の公開特許公報、特開2002-72918、特開2002-108243、および特開2002-123190に開示されている。

特開2002-72918は、TFTアレイを電解質の液体に浸して電気的導通をとる方法を開示する。しかし、この方法はTFTアレイを液体へ浸す必要があることから、実際に製造工程で使用できるものではない。

特開2002-108243は、画素電極をパターニングする前に検査する手法を開示する。特に、この公報は、検査用導電膜を画素電極上部に形成して検査を行い、検査後に検査用導電膜を除去する方法も開示している。しかし、検査用導電膜はTFTアレイ上部に積層されて形成されており、密接に画素電極と接触している。そのため、この検査用導電膜をTFTアレイ上部に形成する工程および除去する工程で、TFTアレイに損傷を与える可能性が極めて大きい。したがって、実際に製造工程で使用できる可能性は低い。

特開2002-123190は、TFTアレイ基板の上部に対向電極を用意し、その間の空気に電磁波（軟X線）を照射することで空気をイオン化して電気的導通をとる手法を開示する。しかし、X線がTFTアレイ基板にも照射されるため、十分な電流を流そうとすると、TFT素子のX線被曝量が増え、素子を破壊する恐れがある。また軟X線を用いた検査装置は所定の届出が必要であり、かつ周囲の環境や作業員への被曝を防ぐための設備が必要であり、操作が容易とは言えない。したがって、この方法も実際に製造工程で使用できる可能性は低い。
特開2002-72918 特開2002-108243 特開2002-123190

本発明の目的は、オープンで露出したソース電極またはドレイン電極を有するTFTの電気的特性を非接触の電流源を用いて、TFTへ悪影響（汚染、破壊等）を与えることなく検査することである。

本発明の目的は、オープンで露出したソース電極またはドレイン電極を有するTFTの電気的特性を非接触の電流源を用いて、TFTアレイの製造工程において検査することできる装置および方法を提供することである。

本発明は、ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方がオープンでかつ露出しているTFTが形成された基板の表面にイオン流を送るイオン流供給器と、TFTのゲート電極に動作電圧を供給するための制御回路と、TFTのオープンでない電極を介して動作電流を測定する測定回路を備えるTFTの検査装置を提供する。

本発明は、ソースまたはドレインのいずれか一方がオープンでかつ露出している電極に接続するTFTのアレイが形成された基板の表面にイオン流を送るためのイオン流供給器と、アレイ中の検査するTFTのゲート電極に動作電圧を供給するための制御回路と、検査TFTのオープンでないソースまたはドレインを介して動作電流を測定する測定回路と、を備えるTFTアレイ基板の検査装置を提供する。

本発明は、（ａ）ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方がオープンでかつ露出しているTFTが形成された基板を準備するステップと、（ｂ）TFTが形成された基板の表面にイオン流を送るステップと、（ｃ）TFTのゲート電極に動作電圧を供給するステップと、（ｄ）TFTのオープンでない電極を介して動作電流を測定するステップと、を備えるTFTの検査方法を提供する。

本発明は、（ａ）ソースまたはドレインのいずれか一方がオープンでかつ露出している電極に接続しているTFTのアレイが形成された基板を準備するステップと、（ｂ）TFTアレイが形成された基板の表面にイオン流を送るステップと、（ｃ）アレイ中の検査するTFTのゲート電極に動作電圧を供給するステップと、（ｄ）検査TFTのオープンでないソースまたはドレインを介して動作電流を測定するステップと、（ｅ）露出電極の表面電位を測定するステップと、を備えるTFTアレイ基板の方法を提供する。

本発明のTFT（TFTアレイ基板）の検査装置（方法）は、TFTのオープンでかつ露出しているソースまたはドレインにイオン流を送ることにより、TFTへ悪影響（汚染、破壊等）を与えることなくTFTの電気的特性を検査することができる。また、本発明の装置（方法）によれば、TFTアレイの製造工程において既存のTFT駆動回路を用いてTFTの電気的特性を検査することできる。

最初に、本発明の原理について説明する。図１は検査対象の１つのNチャンネルのTFTを示す図である。TFT１０のゲート１は駆動電圧線５に接続する。ソースまたはドレインの一方２は、電流検出線６に接続し、他方３はオープンな電極４に接続する。電極４はオープンであるため、ゲート１に駆動電圧を供給しても、TFT１０は動作せず、その駆動電流を線６から検出することはできない。本発明は、オープンな電極４にイオン流７を照射する。イオン流７はTFTの電圧源（電流源）として働き、ゲート１に動作電圧Vgを供給することによりTFT１０を動作（オン）させることができる。TFTオン時において線６から動作電流Idを検出する。さらに電極４の表面電位Vdを測定する。駆動電圧Vｇ、動作電流Id、または表面電位Vdおよび電流検出線の電位Vsから、TFT１０の電気的特性を調べ、さらにその良否を判断する。測定したいTFTがPチャンネルの場合も同様に行うことができる。以上が本発明の基本的なアイデアである。なお、電極４はイオンを受ける必要上、その表面の少なくとも一部以上が露出している必要がある。また、一定以上のイオン流密度に対してTFTが動作するための露出面積を有する必要がある。

図２は、本発明の検査装置１００の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明は主にAMOLEDディスプレイ用のTFTアレイ基板の検査についておこなう。しかし、本発明はAMOLEDディスプレイ用のみならず、オープンでかつ露出するソース電極またはドレイン電極を有するあらゆる用途のTFTおよびそのアレイ基板の検査に適用可能である。

TFTアレイ１２が形成された基板１４の上方にイオン流を送るイオン搬送装置１６がある。イオン搬送装置１６の左側にコロナ放電装置１８がある。イオン搬送装置１６とコロナ放電装置１８で基板にイオン流を送るイオン流供給器を構成する。基板１４の左端の電極パッド２０にプローブ２２を介して測定制御回路２４が電気的に接続する。測定制御回路２４はTFTアレイの駆動（検査TFTへのゲート電圧Vgの供給）、動作電流Idの測定などの制御をおこなう。電極パッド２０はイオン流の照射を防ぐためにイオン流遮蔽手段２６で覆われる。さらに、基板の上部にはTFTアレイのオープンな電極の表面電位を検出するためのセンサーヘッド２８およびセンサーヘッドの信号を受ける表面電位測定器３０がある。

図３は、本発明の検査装置１００のシステム(回路）構成の一例を示すブロック図である。図２と同じ符号のものは図２と同一の構成を表している。図３は、図２に示されていない構成として、信号生成・測定回路２３、電気的特性の演算用のPC３２、および記憶装置３４を含む。なお、信号生成・測定回路２３はTFTアレイの周辺回路の一部を利用することができる。また、プローブ２２はイオン遮蔽機能を備えるタイプでもよい（詳細は後述する）。

次に、図２、図３の検査装置を用いた検査手順について説明する。コロナ放電装置１８とイオン搬送装置１６とにより、検査基板上にイオンを吹き付け、電圧源を形成するため、どのような画素回路も検査することができる。AMOLEDディスプレイで用いられる画素回路例を図４に示す。図４はNチャネルのTFT（T1、T2)が２つ組み込まれた画素回路であり、電圧書込み方式の最も単純な画素回路である。この画素回路中において駆動TFT（T2）がOLEDパネルの画質を決定するトランジスタであり、このTFTの電気的特性を検査することが検査の主目的となる。

画素電極はT2のドレイン側に接続されており、本来ここにOLED材料が形成され対向電極から電源が接続されることになる。アレイの状態ではOLEDが未形成のため、画素電極は露出されたままであり、いわゆるオープン・ドレインの状態となっている。この状態でイオン化空気を供給し、通電を行うと、図５のような状態となる。画素電極に電位Vionが印加されたのと同じ状態になる。この状態において、通電用プローブ２２で周辺回路２３に接続し、画素を駆動する。セレクト線（Select)、データ線(Data)の駆動は通常動作と同様に操作でき、電流はGND線で確認する。電流の検査のためには、このGND線に電流計を直接に接続すればよい。電流測定用に図６の（ａ）から（ｄ）に示すいずれかの回路を用いることができる。図４のTFT回路を３×３のアレイ配列したものを図７に示す。図７の回路について、検査の流れを次に示す。検査時の各ラインの駆動波形のシーケンスを図８に示す。

＜検査フロー＞
（ａ）通電プローブ２６を電極パッド２０に接続する。GND線につながる配線に電流測定回路を接続する。表面電位測定装置のセンサー電極２８を検査基板１４上に配置する。
（ｂ）コロナ放電装置１８、イオン搬送装置１６を始動し、イオン化空気の供給を開始する。
（ｃ）検査画素 1.1のセレクト線Select1をONにする（図８のシーケンス１）。
（ｄ）検査画素 1.1のデータ線Data1に信号電圧を書き込む。同時に表面電位測定装置３０により画素電極の電位を測定し、GND線に流れる電流Idを測定する（図８のシーケンス１〜３）。
（ｅ）次の検査画素 2.1のデータ線Data2に信号電圧を書き込む。同時に表面電位測定装置３０により画素電極の電位を測定し、GND線に流れる電流を測定する（図８のシーケンス５〜７）。
（ｆ）次の検査画素 3.1のデータ線Data3に信号電圧を書き込む。同時に表面電位測定装置３０により画素電極の電位を測定し、GND線に流れる電流を測定する（図８のシーケンス９〜１１）。
（ｇ）セレクト線 Select1をオフにする（図８のシーケンス１２）。
（ｈ）以後、次のラインであるセレクト線Select2をオンにし、上の手順（ｃ）〜（ｇ）を繰り返す。
（ｉ）同様にセレクト線Select3をオンにし、上の手順（ｃ）〜（ｇ）を繰り返す。

上の手順を繰り返すことで、すべての画素についてVion（＝Vd）、VgおよびトランジスタT2を流れる電流Idが測定できる。これらから、Id-Vgs曲線が得られる。この場合、VsはGND線の電位なので、Vgs=Vsである。Id-Vgs曲線からトランジスタT2の電気的特性パラメータであるβとVthを求めることができる。ここで、βは、TFTの移動度μ、単位面積当りのゲート容量Cox、TFTのチャネル幅Wおよびチャネル長Lの比で決定される値で、β = μ・Cox・W/Lの関係にある。また、トランジスタの飽和領域において、IdとVgsは、Id = 0.5β(Vgs-Vth)² という関係が近似的に成り立つ。このβとVthに対して、使用者が任意に設定した範囲に入っているかを検査条件としたり、あるいはすべての画素におけるばらつきを評価することで、検査条件とすることができる。

以上のように本発明の検査装置および検査方法によれば、画素回路中の駆動TFTの電気的特性が測定できる。すなわち、駆動TFTを駆動する際のVds、Vgs、および電流Idが測定できる。オープン電極に通電させる手段としてイオン化空気を用いると、電圧源として利用できるが、定電圧を保持することが難しい。定電圧を保持せずとも、表面電位測定装置により具体的な電圧は常に知ることができるが、定電圧であるほうが測定の利便上、有効である。図９は表面電位を一定に保つためのフィードバック制御の様子を示す模式図である。図９において、表面電位測定装置３０により得られた電圧値をオペアンプで構成したフィードバック回路４０に入力し、イオン搬送装置１６あるいはコロナ放電装置１８にフィードバックさせ、表面電位を一定に保つように制御することが可能となる。

フィードバック回路４０は、コロナ放電装置１６の場合には、針先電極（図２）にかかる電圧値あるいは電流値を制御する。イオン搬送装置１６の場合は、送風ファン４２の回転数（すなわち流量）、圧縮空気を用いる場合には、その圧力を制御する。また、イオン搬送装置１６と検査基板１４との間に弁を設け、弁の開閉により制御することも可能である。このような回路を構成することで、表面電位を一定に保つように制御しながら測定することが可能となる。

次に、本発明の検査装置の各構成要素について詳細に説明する。
＜コロナ放電装置１８＞
コロナ放電とは針先電極のような曲率の大きい部分における放電現象で、局所的な放電であることから、局部破壊とも称される放電の一形態であり、通常、常温常圧下、空気中において、針先電極に3kVから10kV程度の高電圧をかけると発生する。コロナ放電が発生すると、針先電極周辺の空気がイオン化し、印加電圧が負ならば負イオンが、印加電圧が正ならば正イオンが発生する。空気の場合、主に窒素が負イオンと化し、水蒸気が正イオンと化す。発生したイオンは電場や磁場がなければ、周囲を漂い、再結合をしながら他の物質に吸着されていく。吸着すると、電荷を吐き出し、吸着した相手に受け渡す。吸着した相手が導電体で接地されていれば、そこに電流が発生し、接地されていない導電体あるいは絶縁体に吸着すると、その物質は帯電されることになる。

装置構成は比較的単純で、針先電極と高電圧電源があればよい（図１の符号１８）。高電圧をかけるシーケンスは図１０に示した駆動波形のようにACあるいはDCを印加すればよい。(a)では5kVのDCを印加した場合で、コロナ放電開始のしきい値電圧3kVを越えているため、連続的に放電を起こす。これでは正のイオンしか発生しないので、負の電圧を印加する針先電極を別に用意し、複数本の電極による構成を取る。(b)の場合は、矩形波を与える場合であり、この場合には１つの針先電極から正負のイオンを発生させることができる。(c)の場合は、ACをかける場合であり、特に高周波（10kHzから100kHZ）を印加することで、時間的にも正負のイオンのバランスが取れた状態を作り出すことが可能となる。いずれの場合にしても、画素電極に接する雰囲気中において、正負のイオンが等量ある状態が望ましく、かつ時間的に高密度のイオンが供給されることが必要である。

イオンが時間的に高密度であるとは、1秒当たりに検査基板が受け取るイオンの電荷量、すなわち、電流値を意味する。本発明の検査装置において発生させたイオンは電流供給源として働くため、十分な電流値を確保しなければならない。具体的には上限として5μA程度までの電流が流せればよい。従って、1秒間に5μC（クーロン）ほどの電荷を搬送できるイオン流を供給できればよい。時間的に高密度のイオンを生成するためには、電圧をできるだけ高くセットすることと、複数の針先電極を用意し、同時に駆動することである。また、イオン密度が高くなると再結合の割合も高くなるため、次に述べるイオン搬送装置により針先電極周囲から連続的に検査基板上へイオンを搬送することで、常に針先電極付近のイオン密度を低い状態に保ち、検査基板上のイオン密度を高く保持する。

＜イオン搬送装置１６＞
コロナ放電装置によって発生したイオン化空気はイオン搬送装置によって検査基板上に搬送される。コロナ放電装置は高電圧の針先電極がついているため、近接距離に検査基板があると、その高電圧による影響を受け、基板上の素子を破壊したり、検査装置の誤動作を起こす恐れがある。また、コロナ放電の電磁ノイズを検査基板が拾う恐れもある。したがって、できるだけ検査基板とは距離をとる必要がある。しかし、距離を離すと十分な量のイオンが検査基板に届かず、ＴＦＴ動作に必要な電流が確保できない。そこでイオン搬送装置によって搬送する。基本的には空気の流れを作り出し、それによって搬送する。空気搬送の方法としては、送風ファンまたは圧縮空気を用いる。いずれの場合もコロナ放電装置と組み合わせて使用する。コロナ放電装置の針先電極の周辺にイオン化すべき空気を供給し、そのままイオン化された空気を搬送することになる。

＜イオン遮蔽手段（プローブ）２６、２２＞
AMOLEDのアレイ基板においては、TFTを形成する際に、アモルファスシリコンを用いる方法とポリシリコンを用いる方法がある。アモルファスシリコンを用いたTFTアレイの場合には、マトリックス状に並んだ画素の縦横ライン数分の電極パッドが基板の辺縁部に引き出されている。その電極パッドにフレキシブル基板などを用いてソースドライバーおよびゲートドライバーが接続される。ポリシリコンを用いたTFTアレイの場合には、一般にドライバー回路も同一基板上に形成される。そのドライバーの駆動に必要な信号および駆動データ供給のための電極パッドが、やはり辺縁部に引き出されている。検査基板上の画素ごとにあるTFTを検査するためには、この辺縁部に引き出された信号供給用の電極パッドから信号を送り、直接あるいは周辺回路を通して画素を駆動しなくてはならない。

通常、電極パッドのピッチに合わせて並べたプローブ針をまとめたプローブが使用される。針先の材料はタングステンがよく用いられる。このプローブは物理的に電極パッドと接触して電気的導通をとるが、電極パッドおよびプローブは通常は空気中に露出した状態にある。したがって、本発明で使用するようなイオン化空気による導通を行う場合には、イオン化空気が直接プローブ針から電荷を注入する恐れがあるため、採用できない。そこでイオン化空気を遮断する機構を用意したプローブが必要となる。

図１１に物理的にイオン化空気を遮断する覆いを備えたプローブの例を示す。イオン遮断カバー４３の材質は導体でも絶縁体でも可能だが、望ましくは、接地をしない状態で用いるのがよい。接地をすると、導体の場合、常にグラウンド電位になるため、イオン化空気を吸引する作用が働き、検査基板上のイオン密度が減少してしまう。イオン化空気はチャージが０になるよう正負の電荷のイオンがバランスするようにすることも可能のため、接地しない導体あるいは絶縁体の場合においても、チャージアップすることはない。従って、接地しない導体あるいはプラスティックなどの絶縁体を用いて覆いを作るのが望ましい。

イオン遮断カバー４３にはプローブ２２用の軸４４とは別にXYZ-θψ回転ができる軸４５が付属しており、それによって基板とプローブの間に挟み込むようにイオン遮断カバー４０を設置する。このイオン遮断カバー４３を設置したのちに、通電用のプローブ２２を電極パッド２０へ接触させる。フレキシブル・ケーブル４６を有する通電用プローブ２２は電極パッド２０との位置合わせを行って接触させる。位置合わせマークが用意されていない場合には、カメラなどを用いて電極パッド２０の位置を検知しながら接触させる必要があるため、その場合はイオン遮断カバー４３は透明である必要がある。イオン遮断カバー４３は検査基板１４と接触ないしは、わずかな隙間を設けて近接位置にとどめる。接触させる場合には、基板に傷をつけないようにエッジを柔らかいゴムやプラスティックの素材にすることが好ましい。

＜表面電位測定装置２８、３０＞
表面電位測定装置の測定手法およびデータ処理装置は既存の技術がある。一般に静電気が帯電した絶縁体の電位を測定するための装置で、振動容量方式の装置が主流である。図１２に振動容量方式を説明するための模式図である。振動容量方式とは、測定物５０の近接位置にセンサー電極２８を設け、そのセンサー電極２８を振動させることでセンサー電極と測定物の間にできた容量ｃを変化させる。次にその容量変化に応じてセンサー電極に生ずる交流電位を測定して、測定物の電位を求める方式である。AMOLEDディスプレイのTFTアレイ基板上には10万以上の画素電極があり、これらの電位を独立に求める必要がある。そこでセンサー電極を画素電極と同程度のサイズ（具体的には50μm平方から100μm平方の間）まで微小化し、アレイ基板上をスキャンする。検査基板とセンサー電極の距離は近ければ近いほどよく、具体的には、500μm以内が望ましい。

あるいは図１３に示すように、あらかじめセンサー電極５２を画素電極５４の配列に対応させたマトリックス配列とした基板５６を用意し、検査基板５８の近接位置に設置することもできる。この場合、センサー電極５２間はエアホールまたは溝６０が切られており、イオン流６２が透過しやすい構造となっている。

さらに、本発明の検査装置のいくつかの構成要素についての他の形態を実施例として以下に示す。
＜イオン搬送装置１６＞
図１４に送風ファン６４を用いた場合を示す。この図ではコロナ放電装置の針先電極６６と一体化された構造となる。ファン６４の回転モーターによる電磁ノイズがあることから検査基板から30cm以上の距離をとる必要がある。図１５に示すように、送風ファンの代わりにエアーホール６８から圧縮空気７０を送り込むこともできる。こうすることでファンの電磁ノイズを回避でき、より近接距離に近づけることができるため高いイオン密度を生じさせることができる。

図１６に別の実施例を示す。送風ファンを回転させる方式として磁力を利用したマグネティック・スターラー７２を用いている。放電用針先電極６６と同じ筐体７４中にファンが設置されている。ファンを回すための回転磁力子は筐体の外部にある。筐体７４を導電性の金属で製作することで、回転磁力子の電磁ノイズを遮断することができる。電磁ノイズを遮断できるため、ファンを検査基板１４に近接させることが可能となる。

図１７に別の実施例を示す。イオン化空気を搬送させるための送風管７６があり、その内部を圧縮空気が流れる。管内にコロナ放電装置の針先電極６６が設置されており、圧縮空気が流れながらイオン化され、管を通して検査基板上１４に搬送される。管７６の内径サイズは画素程度のサイズ（100μm程度）から検査基板程度（携帯電話用で対角2インチ程度、モニター用で対角20インチ程度）にすることが可能である。検査基板よりも管の内径が小さい場合には、検査基板を載せているステージあるいは管先をスキャンすることですべての画素についてイオン化空気による通電が行える。

イオン化空気を送風管で搬送する場合に、管を図１８に示すような磁力による閉じ込め型チューブ７８にすることができる。これは四重極子型の磁石をNとSが互い違いになるように重ねたもので、プラスあるいはマイナスに帯電したイオン化空気を管内に閉じ込める働きがある。具体的には、円形の磁場が発生するため、管内を進むイオンはローレンツ力を受け、管の中央あるいは外へ向かう力を受けるが、管の中心部から半径方向に磁場が半径の２乗で増えていく場合に、閉じ込める効果が発生する。図１８のような構成にすると近似的にそのような磁場を作り出すことができる。もちろん、N極とS極の数を増やし、八重極子にしても可能である。

＜イオン遮蔽プローブ２６、２２＞
図１９にイオン遮蔽プローブの実施例を示す。通電用のプローブ２２、４６と一体化して圧縮空気８０を吹き付ける管８２が取り付けられている。圧縮空気８０はプローブ２２側から検査基板１４に向かって流れ、いわゆるエアカーテンの働きをする。検査基板１４上部から搬送されてくるイオン８４をプローブ２２および接触用電極パッド２０に近づかないようにすることができる。その送風はそのまま検査基板１４上に流れ、正負のイオンを攪拌し、イオンバランスを保つ役目を果たす。

図２０にイオン遮蔽プローブの他の実施例を示す。通電用のプローブ２２と一体化してプローブ針を覆うようなイオン遮蔽カバー８６がついている。カバー８６の根元８８はちょうつがい構造になっており、上下に回転するようになっている。下方には通電用プローブに接触しないようなリミッター９０がついており、上方には自由に回転できるようになっている。このプローブによって電極パッドに接触しようとすると、まずイオン遮蔽カバー８６が接触する。その後、通電用プローブ２２の針が接触する。イオン遮蔽カバー８６は絶縁体で構成されるのが望ましく、特に基板と接触する部分にはプラスティックあるいはゴムなどの柔らかい素材を用いるのが好ましい。

＜フィードバック制御＞
図９の例ではイオン化空気を生成する装置１８、搬送する装置１６により通電媒体となるイオンの量を制御することで表面電位（画素電極の電位）を一定に制御するが、応答が遅く、高速の測定には向かない。高速測定のためには、フィードバック回路４０からの制御信号をイオン遮蔽プローブ２２を通して画素回路へ入力する方法が有効である。この場合、表面電位は一定にならないが、駆動TFTにかかるVdsとVgsを一定に保つように制御する。図２１に具体的な回路構成例を示す。表面電位測定装置３０で得られた電位を基準に、Vdsだけ下げた電圧をGND配線に印加し、GND配線に印加した電圧よりもVgsだけ高い電圧をデータ線に印加する。こうすることでVdsとVgsを一定にすることができる。GND配線とフィードバック回路との間には微小抵抗Rsが挿入されており、その両端の電圧を測定することで、電流値Idを得られる。この電流値からId-Vgs曲線が得られる。

本発明について、図１−図２１を例にとり説明をした。しかし、本発明はこれらに限られるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲でいかなる変形が可能であることは当業者には明らかであろう。

検査対象のTFTを示す図である。 本発明の検査装置の構成を示すブロック図である。 本発明の検査装置のシステム(回路）構成を示すブロック図である。 AMOLEDディスプレイで用いられるＴＦＴ回路例を示す図である。 通電状態での図４の回路例を示す図である。 電流測定回路の構成例を示す図である。 図４のTFT回路を３×３のアレイ配列した図である。 検査時の図７の各ラインの駆動波形のシーケンスを示す図である。 フィードバック制御の様子を示す模式図である。 コロナ放電装置の電極への電圧シーケンスを示す図である。 イオン遮断プローブの例を示す図である。 振動容量方式による表面電位測定を説明するための模式図である。 振動容量方式による表面電位測定を説明するための模式図である。 イオン搬送装置の例を示す図である。 イオン搬送装置の例を示す図である。 イオン搬送装置の例を示す図である。 イオン搬送装置の例を示す図である。 イオン化空気を送る送風管の例を示す図である。 イオン遮蔽プローブの例を示す図である。 イオン遮蔽プローブの例を示す図である。 フィードバック制御回路の例を示す図である。

符号の説明

７ イオン流
１０ TFT
１２ TFTアレイ
１４、５８ 基板
１６ イオン搬送装置
１８ コロナ放電装置
２０ パッド
２２ プローブ
２３ 信号生成・測定回路（周辺回路）
２４ 測定制御回路
２６ イオン流遮蔽手段（プローブ）
２８ センサーヘッド（電極）
３０ 表面電位測定器
３２ 電気的特性の演算用のPC
３４ 記憶装置
４０ フィードバック回路
４２ 送風ファン
４３ イオン遮断カバー
４４ プローブ２２用軸
４５ XYZ-θψ回転軸
５０ 測定物
５２ センサー電極
６０ エアホールまたは溝
６２、８４ イオン流
６４ 送風ファン
６６ 針先電極
６８ エアホール
７０、８０ 圧縮空気
７２ マグネティック・スターラー
７４ 筐体
７６ 送風管
７８ 閉じ込め型チューブ
８６ イオン遮蔽カバー
１００ 検査装置

Claims (17)

1. TFTの検査装置であって、
   ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方がオープンでかつ露出しているTFTが形成された基板の表面にイオン流を送るイオン流供給器であって、当該イオン流は上記TFTの表面の上方に配置されたイオン化空気搬送装置によって送られる、前記イオン流供給器と、
   前記TFTのゲート電極に動作電圧を供給するための制御回路と、
   前記TFTのオープンでない電極を介して動作電流を測定する測定回路と
   を備える、前記検査装置。
2. 前記TFTの露出している電極の表面電位を非接触で測定する表面電位測定装置をさらに備える、請求項１の検査装置。
3. 前記イオン流供給器は、
   イオン化された空気を作るためのコロナ放電装置と、
   イオン化された空気を前記基板表面へ送るためのイオン化空気搬送装置と
   を備える、請求項１の検査装置。
4. 前記表面電位を受けて、前記イオン流供給器からのイオン流量を制御するためのフィードバック回路をさらに備える、請求項２の検査装置。
5. 前記TFTのオープンでない電極に電気的に接続し、前記動作電流を測定するための電極端子を、前記イオン流の照射から防ぐためのイオン流遮蔽手段をさらに備える、請求項１の検査装置。
6. TFTアレイ基板の検査装置であって、
   ソースまたはドレインのいずれか一方がオープンでかつ露出している電極に接続するTFTのアレイが形成された基板の表面にイオン流を送るためのイオン流供給器であって、当該イオン流は上記TFTの表面の上方に配置されたイオン化空気搬送装置によって送られる、前記イオン流供給器と、
   前記アレイ中の検査するTFTのゲート電極に動作電圧を供給するための制御回路と、
   前記検査TFTのオープンでないソースまたはドレインを介して動作電流を測定する測定回路と
   を備える、前記検査装置。
7. 前記露出電極の表面電位を非接触で測定する表面電位測定装置をさらに備える、請求項６に記載の検査装置。
8. 前記動作電圧と前記動作電流と前記表面電位から前記検査TFTの電気的特性を求める演算装置をさらに備える、請求項７に記載の検査装置。
9. 前記イオン流供給器は、
   イオン化された空気を作るためのコロナ放電装置と、
   イオン化された空気を前記基板表面へ送るためのイオン化空気搬送装置と
   を備える、請求項６に記載の検査装置。
10. 前記表面電位を受けて、前記イオン流供給器からのイオン流量を制御するためのフィードバック回路をさらに備える、請求項７に記載の検査装置。
11. 前記検査TFTのオープンでないソースまたはドレインに電気的に接続し、前記動作電流を測定するための電極を、前記イオン流の照射から防ぐためのイオン流遮蔽手段をさらに備える、請求項６に記載の検査装置。
12. TFTの検査方法であって、
    （ａ）ソース電極またはドレイン電極のいずれか一方がオープンでかつ露出しているTFTが形成された基板を準備するステップと、
    （ｂ）イオン流供給器が、前記TFTが形成された基板の表面にイオン流を送るステップであって、当該イオン流は上記TFTの表面の上方に配置されたイオン化空気搬送装置によって送られる、前記送るステップと、
    （ｃ）前記TFTのゲート電極に動作電圧を供給するステップと、
    （ｄ）前記TFTのオープンでない電極を介して動作電流を測定するステップと
    を含む、前記方法。
13. （ｅ）前記TFTの露出電極の表面電位を非接触で測定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の検査方法。
14. TFTアレイ基板の検査方法であって、
    （ａ）ソースまたはドレインのいずれか一方がオープンでかつ露出している電極に接続しているTFTのアレイが形成された基板を準備するステップと、
    （ｂ）イオン流供給器が、前記TFTアレイが形成された基板の表面にイオン流を送るステップであって、当該イオン流は上記TFTの表面の上方に配置されたイオン化空気搬送装置によって送られる、前記送るステップと、
    （ｃ）前記アレイ中の検査するTFTのゲート電極に動作電圧を供給するステップと、
    （ｄ）前記検査TFTのオープンでないソースまたはドレインを介して動作電流を測定するステップと、
    （ｅ）前記露出電極の表面電位を測定するステップと
    を含む、前記方法。
15. （ｆ）前記動作電圧と前記動作電流と前記表面電位から前記検査TFTの電気的特性を求めるステップをさらに含む、請求項１４に記載の検査方法。
16. （ｇ）前記測定した表面電位に基づき前記基板の表面へ送るイオン流量を制御するステップをさらに含む、請求項１４に記載の検査方法。
17. 前記アレイ中の全てのTFTについて測定が終わるまで、前記測定するステップ（ｄ）および（ｅ）を繰り返すことを含む、請求項１４に記載の検査方法。

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