JPH0246494A - 薄膜トランジスタの特性評価方法 - Google Patents

薄膜トランジスタの特性評価方法

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JPH0246494A
JPH0246494A JP19862588A JP19862588A JPH0246494A JP H0246494 A JPH0246494 A JP H0246494A JP 19862588 A JP19862588 A JP 19862588A JP 19862588 A JP19862588 A JP 19862588A JP H0246494 A JPH0246494 A JP H0246494A
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梁井 健一
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 r概 要〕 液晶駆動用薄膜1〜ランジスタの特性評価方法に係り、
特に液晶が封入されたパネル状態でのTFT特性を非破
壊で評価する方法に関し、液晶表示装置の駆動用TPT
の電気的評価を、非破壊で行えるようにすることを目的
とし、対向配置された一対の基板の一方の基板表面に複
数個の画素電極と薄膜トランジスタとを対応づけて設け
、他方の基板表面に画素電極に対向して対向電極を形成
し、且つそれら基板間に液晶を挟持した構成の液晶表示
装置における薄膜I・ランジスタの特性評価において、
前記対向電極に交流信号を印加した状態で、複数の薄膜
1−ランジスタのドレイン電極を共通接続したハスライ
ン上で検出される交流信号の、前記印加交流信号に対す
る位相のずれを測定し、該位相のずれに基づいて前記薄
膜トランジスタのチャネル抵抗を評価する構成とする。
に関する。
液晶表示装置は低消費電力、軽量、カラー表示が容易な
どの特徴を有することから、ボケ7 l・TVやOA端
末機器などの平面表示装置として、広範な市場を得つつ
ある。特に大容量で鮮明な階調表示が得られる薄膜l・
ランジスタ駆動のアクティブマトリクス型液晶表示装置
に関しては、一部実用化されるとともに現在盛んに開発
・研究が行われている。
TPTの電流−電圧特性は、一般にゲート、トレイン、
ソース端子に電気的接続を行なって測定されるが、液晶
が封入された完成パネルは、ソス端子に外部回路を接続
できないため、寿命試験などで表示異常が生じた場合に
は、パネルを破壊してTPTの測定を行なっていた。
〔産業上の利用分野〕
本発明は液晶駆動用薄膜トランジスタ(TPT)の特性
評価方法に係り、特に液晶が封入されたパネル状態での
TPT特性を非破壊で評価する方法〔従来の技術〕 TPT特性を評価するには第7図に示す如く、ゲート電
極G及びドレイン電極りをそれぞれ電源lL12に接続
し、この電源を所定の電圧に設定した時、ソース電極S
に接続された電流計Aにより電流を測定する。
実際の液晶パネルでは、TPTがマトリクス状に配置さ
れ、更に液晶が封入されていて、TPTのソース電極に
電気的な接触を行うことができないため、直接電流を測
定できない。そこで、寿命試験などにより表示に異常が
生した場合には、パネルを破壊してTPT特性の電気的
評価を行うしか方法がなかった。
(発明が解決しようとする課題] 上述したように従来は、完成パネルのTPT特性を評価
するには、パネルを破壊して測定する以外の方法がない
。しかし、−度パネルを破壊してしまうと再びパネルと
しての評価ができない上、寿命試験もその時点で終了せ
ざるを得ないという問題がある。
本発明は液晶表示装置の駆動用TPTの電気的評価を、
非破壊で行えるようにすることを目的とする。
〔課題を解決するための手段] 本発明は第1図(a)に示すように、TPT基板基板液
晶を挟んで対向する対向基板P′ ヒに形成された対向
電極E′に交流信号S1を加え、TPTのドレイン電極
りが接続されたハスライン、例えばドレインハスライン
B、で検出された交流信号Soの、上記交流信号S1に
対する位相のずれφを、所定のゲートバイアス電圧に対
して測定し、得られた位相ずれφから後述する関係によ
りチャネル抵抗を求める。
対向電極E′が第1C(a)に示すように共通電極の場
合は、測定パスラインに接続された全TPTの特性の総
和が測定される。
第1図(b)に見られる如く、対向電極E′が前記ドレ
イン電極りに接続されたパスラインB。に直行するスト
ライプ状パターンを有する電極の場合は、ストライプ状
の対向電極E′のうち特定の電極にのみ交流信号Slを
印加することにより、上記特定のストライプ状の対向電
極E′とTPT基板P側のパスラインB、との交点に位
置する特定の1個のTPT特性を測定することができる
なお第1図(a)、 (b)において、■、はバイアス
電源、Gはデー1〜電極、Sはソース電極、Eは画素電
極である。
〔作 用〕
一ヒ記測定における被測定回路である1個の画素は、第
2図に示す等価回路で表される。即ち、1個の画素は画
素電極E部の液晶容量C1−とTPTのチャネル抵抗R
が直列に接続され、これとハスライン部の液晶容量CB
とが並列に接続されたものに、更にドレインハスライン
抵抗R1]が直列に接続された構成となる。
この回路の複素インピーダンスZは、 Z−[RB(R2+ (ZL+ZB )21 +ZE”
 R〜i  (R2Zn +ZBZt  (Zt、+z
!l))]/ (R2+(ZL 十ZR)21   −
−−−−−− ■となる。ここで、 ω−2πf(f:交流信号の周波数) である。
ヒ弐より入力交流信号S、と出力交流信号S。
との間には位相のずれφがヰしろ。位相ずれφと誘電損
失tanδのδとの間には φ−(π/2)十δ の関係があるので、φとtanδのいずれかを測定する
。この誘電損失tanδは、 tan  δ− R,lR2+ZB” R+RB(Zl、 +ZR)2Z
RR2+ ZRZc (ZL −1−Zn )■ となるので、 tanδよりチャネル抵抗Rを求めるこ
とができる。
■式よりチャネル抵抗Rが、 (但し、  ZB 、  Zt >R11)の時、誘電
損失tanδは極大、即ち位相のずれφは極大となる。
第3図に誘電損失tanδのチャネル抵抗Rに対する周
波数依存性を示す。
一方、TPTのチャネル抵抗Rばゲートバイアスの変化
に応じて変化し、第5回に示すように測定周波数(印加
交流信号S1の周波数)fに対応したゲートバイアス値
でtanδは極大値を持つ。
従って、あるゲートバイアス値でtanδが極大となっ
たとすると、そのゲートバイアス値におけるチャネル抵
抗Rを、測定周波数fとCt、Cnから、ヒ記■式を用
いて直ちに求めることができる。
この場合には、ドレイン電極に接続されたパスライン抵
抗RBO値が既知である必要はない。
この関係を利用すれば、ゲートバイアスを変化させてt
anδが極値をとるゲートバイアス値の周波数依存性を
測定することにより、容易にTPT特性を評価すること
が可能である。
即ち、ゲートバイアスを変化させて、tanδが極値を
とるゲートバイアス値の周波数依存性を求めておく。こ
の関係は、あるゲートバイアスにおいてtanδが極値
をとるための印加交流信号S。
の周波数fを示している。CL、CRが既知であれば、
ヒ記■式により周波数fに対するチャネル抵抗Rが定ま
る。従って一ト記周波数fとゲートバイアスとの対応関
係から、ゲートバイアスに対するチャネル抵抗が容易に
得られ、TPT特性の評価を行うことができる。
このように本発明では、対向電極E゛に交流信号S1を
加え、TPTのドレイン電極に接続されたパスラインB
、で検出される交流信号S。の位相のずれφを測定する
ことにより、TPT特性を評価できるので、パネルを破
壊せずにTPT特性が測定できる。
[実 施 例] 以下本発明の一実施例を第4図(a)、 (b)〜第6
図を用いて説明する。
第4図(a)、 (b)に本実施例に使用した位相のず
れ測定回路を示す。
本実施例においては位相ずれφの測定を、100fiz
以七の周波数に対しては第41m(a)に示す如く、Y
HP社製のLCRメータ4274 Aを使用し、100
Hz以下の周波数に対しては(b)に示すように、NF
ブロック社製のロックインアンプL I −575を用
いて行なった。
以下その測定方法を説明する。
まず第4図(a)に示す測定回路を用いて、画素電極部
の液晶容量C4と、ハスライン部の液晶容量CBを測定
する。チャネル抵抗Rはデー1−バイアスが低い時は大
きく、高い時は小さい。そこでゲートバイアスを変化さ
せて容1cを測定すると、第2図の等価回路から明らか
なように、デー1〜バイアスが低い時の容量Cはハスラ
イン部の容量Ceに略等しく、高い時の容量Cは上記C
Bと画素電極部の容量C1との和となる。従ってこの両
者からCIlとC1−が求まる。
またドレイン電極に接続するパスラインの抵抗Rnは設
計的に定まる値であって、各パネルについてほぼ一定と
なる。従って同種の液晶パネルについて測定しておく等
により求めることができる。
上述のように第2図の等価回路に示したCLCn、R1
1およびRのうち、3つが既知となるので、第4図(a
)の測定回路により、ゲートバイアスを変化させながら
、対向電極E′に交流信月sを印加してトレインハスラ
インBn十でtanδを測定し、得られた測定値と一ヒ
記C,,、CIl、 RBとから、前述の0式によりチ
ャネル抵抗Rを求めることができる。
更にtanδが極大となるゲートバイアス値を、周波数
を変えて測定すれば、ゲートバイアスとチャネル抵抗R
との間には、第3図および第5回の関係があり、0式か
ら容易にチャネル抵抗Rを求めることができる。
上記LCRメータは100 ](z以下の周波数域を測
定できないので、このような低周波域に対しては第4図
(b)に示す測定回路を用いた。この場合はロックイン
アンプ2により、信号発生器4の出力信号と同一周波数
を有する信号の位相ずれφが求まる。前述したようにφ
ば直ちにδに変換できるので、第4図(a)の測定回路
を用いた時と同じく、ゲートバイアスを変化させながら
tanδを求め、或いは、 tanδが極値をとるゲー
トバイアス値の周波数依存性を求めることによって、T
PTのチャネル抵抗Rを得ることができる。なおロック
インアンプを用いれば、100Hz以−ヒの周波数域の
測定も可能であり、全域にわたって(b)の測定回路に
より測定できる。但し、この測定回路では、前述のC4
とCnを求めることができず、これらを求めるため(a
)のLCRメータを用いた測定回路を併用した。
第5図はこのようにして求めたデー1〜バイアスに対す
る誘電損失tanδの一例を示し、これより得られたゲ
ートバイアスに対するT” F Tのチャネル・コンダ
クタンス(チャネル抵抗Rの逆数)即ち電流との関係を
第6図に示す。
このようにして本実施例により、液晶パネルを破壊する
ことなくTPT特性を評価することができる。
上記一実施例で説明したように、本発明では印加交流信
号S1と、トレイン電極りに接続されるハスラインB、
J−で検知される交流信号S。との位相ずれφ、または
このφに対応するtanδを測定することによって、液
晶表示パネルを破壊することなく、内部の薄膜トランジ
スタの特性を評価できる。
本発明に係る薄膜トランジスタの特性評価方法は、どの
ような構造のアクティブマI・リクス型液晶表示装置に
おいても実施できる。例えば、独立したドレインハスラ
インを省略し、隣接する2木のスキャンパスライン(ゲ
ートパスライン)の−方にゲート電極Gを接続し、他方
にドレイン電極りを接続した構成のデー1〜接続方式の
液晶表示装置〔特願昭61−212696参照〕では、
上記ドレイン電極りが接続されたスキャンハスラインI
―で交流信号を検知すればよい。
〔発明の効果〕
以−ヒ説明した如く本発明によれば、液晶パネルを破壊
せずに液晶駆動用TPTの特性を評価することができる
ので、寿命試験の解析および効率向トに寄与するところ
が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (b)は本発明の構成説明口、第2図
は液晶表示装置の1画素分の等価回路を示す図、 第3図はチャネル抵抗に対する誘電損失の関係を示す図
、 第4図は本発明一実施例の測定回路を示す図、第5図は
」−記一実施例の測定結果例を示す図、第6図はL記−
実施例による特性評価例を示す図、 第7図は従来の測定法説明図である。 CBはハスライン部の液晶容量、Rはチャネル抵抗、R
Rはドレインに接続されるハスラインの抵抗を示す。 図において、 PはTPT基板、P゛は対向基板、Eは画素電極、E゛
は対向電極、Tは薄膜トランジスク、Gはゲート電極、
Sはソース電極、Dはドレイン電極、Bnはドレイン電
極に接続されたハスライン、B、はゲートハスライン、
Slは印加した交流信号、Soは検出された交流信号、
φは位相ずれ、tanδは誘電損失、C1は画素電極部
の液晶容量、(b) シ↑ミ発明−失ジh(とイ列の潰Uブ3rφ]7条第 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対向配置された一対の基板の一方の基板表面に複
    数個の画素電極(E)と薄膜トランジスタ(T)とを対
    応づけて設け、他方の基板表面に画素電極に対向して対
    向電極(E’)を形成し、且つそれら基板間に液晶を挟
    持した構成の液晶表示装置における薄膜トランジスタ(
    T)の特性評価において、 前記対向電極(E’)に交流信号(S_I)を印加した
    状態で、複数の薄膜トランジスタ(T)のドレイン電極
    (D)を共通接続したバスライン(B_D)上で検出さ
    れる交流信号(S_O)の、前記印加交流信号(S_I
    )に対する位相のずれ(φ)を測定し、該位相のずれに
    基づいて前記薄膜トランジスタのチャネル抵抗(R)を
    評価することを特徴とする薄膜トランジスタの特性評価
    方法。
  2. (2)前記薄膜トランジスタ(T)のゲート電極(G)
    に加えるゲートバイアス値対応に、前記位相のずれ(φ
    )が極値となる印加交流信号(S_I)の周波数を検知
    し、該検知された周波数を用いて薄膜トランジスタのチ
    ャネル抵抗(R)を評価することを特徴とする請求項1
    記載の薄膜トランジスタの特性評価方法。
  3. (3)前記対向電極(E’)を前記薄膜トランジスタ(
    T)のドレイン電極(D)を複数個共通接続したバスラ
    イン(B_D)に直交する複数個のストライプ状電極に
    より構成し、前記交流信号(S_I)を印加するストラ
    イプ状電極を除く他のストライプ状電極を接地しておく
    ことを特徴とする請求項1及び請求項2記載の薄膜トラ
    ンジスタの特性評価方法。
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WO2015085658A1 (zh) * 2013-12-13 2015-06-18 深圳市华星光电技术有限公司 一种tft电性量测方法及装置

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