JPH03123315A

JPH03123315A - 液晶パネル検査装置

Info

Publication number: JPH03123315A
Application number: JP1262392A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahara; 博司高原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1991-05-27
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JP2776584B2

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】産業上の利用分野本発明は液晶パネル、特にアクティブマトリックス型液
晶パネルの検査装置に関するものである。

従来の技術アクティブマトリックス型液晶パネルは大容量。

高解像度表示が可能なため研究開発が盛んである。

しかし、前記液晶パネルは各画素ごとに薄膜トランジス
タ（以下、ＴＰＴと呼ぶ）を形成する必要があり、欠陥
が発生しやすく製造歩留りに課題がある。そこで、液晶
パネルを検査し、良、不良品を選別する必要があり、高
速な検査装置が待ちのぞまれていた。

以下、図面を参照しながら従来の液晶パネル検査装置に
ついて説明する。第１０図は従来の液晶パネルの検査装
置の説明図である。第１０図において、１００１は抵抗
計、１００２．１００３はプローブ、Ｇ、、Ｇ、、Ｇ８
．Ｇ□はゲート信号線、ｓ、、ｓ２．ｓ、、ｓ４はソー
ス信号線、Ｔ１１゜Ｔ、、ＴＩＩ、ＴＩ４．Ｔ、、Ｔ！
Ｉ、ＴヤＩＴ、１Ｔ３Ｔ３２１　”ｒ３．、　ＴＨ，Ｔ
４１１　’ｒ４！、　Ｔ４ｊ、　ＴａａはＴＦＴ、Ｐ、
、、ＰＩ！、Ｐ、、Ｐ、、Ｐ、、Ｐ！ｌ。

Ｐ！Ｉ＋ＰＨ＋　　Ｐ３１１　　Ｐｓｚ＋　　Ｐ３３．
　Ｐｘａ、　　Ｐｎ＋＋Ｐａｚ＋Ｐ４３、Ｐ４４は画素
電極、１００４はＴＰＴのゲートとドレイン間の短絡欠
陥（以後、Ｇ−Ｄショートと呼ぶ）、１００５はＴＰＴ
のソースとドレイン間の短絡欠陥（以後、Ｓ−Ｄショー
トと呼ぶ）、１００６はゲート信号線とソース信号線間
のショート（以後、クロスショートと呼ぶ）である、液
晶パネルの欠陥としては、前記クロスショート。

Ｓ−ＤショートＧ−Ｄショートが主なものであり、検査
装置でけ前記欠陥を確実に検出する必要がある。以下、
従来の液晶パネル検査装置の動作について説明する。ま
ず、プローブ１００２をソース信号線Ｓ、に圧接して電
気的接続を取る。また、プローブ１００３をゲート信号
線Ｇ１に圧接し、前記プローブ１００２間の抵抗値を抵
抗計１００１で測定する。つまり、前記動作はゲート信
号線Ｇ１とソース信号線Ｓｌの交点部の抵抗値を測定し
たことになる。次に順次プローブ１００３を移動させ各
ゲート信号線に圧接し、ソース信号線ＳＩとすべてのゲ
ート信号線と交点での抵抗値を測定する０以上の動作が
終了するとプローブ１００２をソース信号線Ｓ２に圧接
し、先と同様にプローブ１００２をゲート信号線Ｇ１か
ら順にすべてのゲート信号線に圧接していき、各交点で
の抵抗値を測定する０以上の動作をすべてのゲート信号
線およびソース信号線の交点に対して行なう、もし、交
点部が短絡していると正常値に比較して著しく低抵抗値
を示すため不良、つまりクロスショートしていることを
検出できる。第１θ図ではソース信号線Ｓ１とゲート信
号線Ｇ３の交点にクロスジロート１００６が発生してい
るため、プローブ１００２をゲート信号線Ｇ、に、プロ
ーブ１００３をソース信号線Ｇ３に圧接した際、抵抗計
１００１で測定される抵抗値は著しく低い抵抗値が測定
される。なお、従来の液晶パネル検査装置ではＳ−Ｄシ
ョー１−１００５およびＧ−Ｄショート１００４は検査
することができない。

発明が解決しようとする課題近年、液晶表示パネルの信号線の間隔は２００７ｚｍ以
下と微細化の傾向にあり、また信号線の本数は数百本以
上と増加の傾向にある。・シたがって、従来の液晶表示
パネルの検査装置を用いて検査を行なおうとすると以下
のような課題がある。まず第１に、液晶表示パネルの信
号線の間隔が微細になってきているため、信号線の引き
出し電極も微細化の傾向があり、前記電極にプローブを
正確に位置決めすることが困難になりつつある。前記位
置決めを行なうためには高精度の位置決め装置が必要と
なり、また位置決め時間も長時間を要する。

第２に、液晶表示パネルの信号線本数が増大してきてい
るため、プローブの圧接回数が増大し、検査時間に膨大
な時間を要することがあげられる。

以上の理由により、従来の液晶表示パネル検査装置を用
いて液晶表示パネルの検査を行ない、欠陥位置を検出し
ようとすると信号線数が２００×２００のものでも１枚
あたり１時間以上もかかり、とても製造工程で用いるこ
とができるものではなかった。また、Ｓ−Ｄショート、
・Ｇ−Ｄショートを検出することができず、検査装置と
してははなはだ不十分なものであった。

課題を解決するための手段前述の課題を解決するため、本発明の液晶パネル検査装
置は、複数本のゲート信号線と電気的接続を取る第１の
接続手段と、複数本のソース信号線と電気的接続を取る
第２の接続手段と、前記複数のゲート信号線に信号を印
加するゲート信号印加手段と、ソース信号線に信号を印
加するソース信号印加手段と、液晶パネルの表示状態を
光学的に入力しかつ電気信号として出力する表示入力手
段と、前記表示入力手段と液晶パネルとのＸ軸方向とＹ
軸方向のうち少なくとも一方の軸方向に相対的に順次移
動させる移動手段とを具備するものである。

作用本発明は液晶パネルの複数のゲート信号線間と複数のソ
ース信号線間をそれぞれ共通にして信号を印加する。Ｔ
ＰＴなどに欠陥がある場合、前記信号は欠陥がある画素
に印加され、前記画素の液晶の配向状態つまり透過率が
変化する。そこで液晶の透過率が変化した画素を密着イ
メージセンサなどで正常画素の透過率との比較により検
出する。

実施例以下、本発明の液晶パネル検査装置について図面を参照
しながら説明する。第１図は本発明の第１の実施例にお
ける液晶パネル検査装置の説明図である。第１図におい
て、１０１は検査対象の液晶パネル、１０２ａ、１０２
ｂは液晶パネル１０１の位置決めを行なうため前記液晶
パネル１０１上に形成された位置決めマーク、１０３は
液晶パネル１０１の表示領域、１０４は液晶パネル１０
１を検査するために位置決めを行なうＸＹステージであ
り、位置決め精度は液晶パネルの１画素の２の長さ以下
の精度をもつ。１１０は共通にしたソース信号線１１３
と電気的接続を取るためのプローブ、１１１は共通にし
たゲート信号線１１４と電気的接続を取るためのプロー
ブ、１０５はプローブ１１０を通じてソース信号線１１
３に信号を印加するためのソース信号発生装置、１０９
はプローブ１１１を通じてゲート信号線１１４に信号を
印加するためのゲート信号発生装置、１０６は密着イメ
ージ光センサ１０日を順次移動するためおよび位置決め
を行なうための光センサ移動装置、１０７は位置決めマ
ーク１０２ａ、１０２ｂを認識するためのマーク認識装
置であり、主としてカメラおよび画像処理装置で構成さ
れる。１１２はＣＰＵを内部にもつ制御装置である。ま
ず、液晶パネルはローダ（図示せず）などによりＸＹス
テージ１０４におおよその位置決めされる。次に制御装
置１１２はマーク認識装置１０７を制御し、カメラ（図
示せず）などで位置決めマーク１０２ａ１０２ｂの位置
を認識する。制御装置１１２は前記位置決めマーク１０
２ａ、１０２ｂの認識データにより光センサ装置１０８
と液晶パネル１０１との角度調整および検査開始位置の
位置決めをＸＹステージ１０４を制御することにより行
なう。

次にプローブ１１０および１１１をソース信号線および
ゲート信号線に圧接する。なお、液晶パネルの前記信号
線はショートリングなどで電気的に短絡されている。ま
た、前記ショートリングは検査後切断される０次に制御
装置１１２はソース信号発生装置１０５およびゲート信
号発生装置１０９を制御し、第３図に示すＶｓ＋および
Ｖｇ＋をソース信号線およびゲート信号線に印加する。

前記状態を模式的に示した模式図を第２図に示す。

ゲート信号線とソース信号線の各交点にはＴＰＴ２０２
および各画素に対応する液晶２０２が作製されている。

ゲート信号発生装置１０９からは信号ＶＬをソース信号
発生装置１１０５からは信号Ｖｓ、を液晶パネルの信号
線に印加する。ゲート信号発生装置１０９からは液晶パ
ネルの対向電極（図示せず）の電位（以下、コモン電圧
と呼ぶ）以下の電圧でＴＰＴを非動作状態にする電圧Ｖ
ｇ＋　１（以下、オフ電圧と呼ぶ）とコモン電圧以上の
電圧でＴＰＴを動作状態にする電圧Ｖｇ＋ｈ（以下、オ
ン電圧と呼ぶ）を交互にゲート信号線に印加する。また
、ソース信号発生装置１０５からは、コモン電圧よりも
高い電圧（以後、プラス電圧と呼ぶ）とコモン電圧より
も低い電圧（以後、マイナス電圧と呼ぶ）を図のように
交互に印加する。前記信号の周ＭＬ２は液晶パネルに使
用する液晶材料によっても異なるが１０　ｍ５ｅｃ〜１
００　ｍ５ｅｃ、パルス幅ｔ１は５μｓｅｃ以上に選定
され、かつ信号Ｖｓ、のプラスまたはマイナス電圧が出
力されている時に信号Ｖｇ＋のオン電圧が出力されない
ように同期される。もし第１０図に示すようにＴＰＴに
Ｇ−Ｄショート１００４が発生していると画素に信号Ｖ
ｇ＋のオン電圧およびオフ電圧が印加され、前記画素上
の液晶の配向状態、つまり透過率が変化する。また、Ｔ
ＰＴにＳ−Ｄショート１００５が発生していると画素に
信号Ｖｓｌのプラス電圧およびマイナス電圧が印加され
、前記画素上の液晶の透過率が変化する。つまり、欠陥
が発生している画素のみ液晶の透過率が変化する。その
時の状態を第４図に示す。第４図において４０１が第３
図の信号印加により液晶の透過率が変化した欠陥画素で
ある。以上のように信号を印加することにより、液晶パ
ネル上に発生した欠陥画素のみの液晶の透過率が変化し
表示される。

このような信号印加状態で、光センサ移動装置１０６は
光センサ装置１０８をＸ軸方向に順次移動させる。ｔお
、光センサ装置１０ＢはＹ軸方向ニ液晶パネルの画素ピ
ッチよりも短いピッチで微小な光センサが形成されてい
る。たとえば、上述した例として密着型イメージセンサ
があげられる。

第１図のＡ−Ａ’線での断面図を第５図ａ、ｂに示す、
ただし、第５図ａ、ｂの断面図では理解を容易にするた
めかなり模式的に表わしている。第５図ａは反射型液晶
パネルを検査するための光センサ装置１０Ｂの断面図で
あり、第５図すは透過型液晶パネルを検査するための光
センサ装置１０Ｂの断面図である。第５図ａ、ｂにおい
て、５０１は液晶、５０２は発光ダイオード、５０３は
受光器、５０４は発光ダイオード５０２から出力される
光の軌跡、５０５は液晶パネル１０３と受光器５０３と
の接触を保護するための保護膜である。

以上のように順次光センサ装置１０Ｂを移動させていき
、液晶の透過量を測定していく、たとえば欠陥画素４０
１上を光センサ装置４０１が通過した時、検出される液
晶の透過量は通常状態から変化するため検出できる。

以上のように光センサ装置１０８をＸ軸に沿うて液晶パ
ネルの表示領域１０３端子で移動させることにより欠陥
画素の個数およびアドレスを検出できる。なお、光セン
サ装置１０Ｂの長さが液晶パネルの巾に比較して短い場
合は光センサ装置をＹ軸方向にスライドさせて移動させ
、再びＸ軸方向に移動させることによりすべての表示領
域１０３を検査できる。

以下、本発明の第２の実施例における液晶パネル検査装
置について説明する。なお、第１の実施例に示した液晶
パネル検査装置と差異の部分のみを重点的に説明する。

第２図において、６０１゜６０２はプローブ、６０３は
第２のソース信号発生装置、６０４は第２のゲート信号
発生装置である。まず、液晶パネルはローダ（図示せず
）などによりＸＹステージ１０４上におおよその位置決
めがなされる０次にプローブ１１０，６０１゜１１１．
６０２をソース信号線およびゲート信号線に圧接する。

なお、プローブ６０１を圧接したソース信号線とプロー
ブ１１０を圧接したソース信号線は電気的に分離され、
また、プローブ６０２を圧接したゲート信号線とプロー
ブ１１１を圧接したゲート信号線も電気的に分離される
０以上の状態を模式的に示した模式図を第７図に示す、
また、ゲート信号発生装置１０９の発生する信号Ｖｇ＋
、ゲート信号発生装置６０３の発生する信号Ｖｇｘ、ソ
ース信号発生装置１０５の発生する信号Ｖｓ＋、ソース
信号発生装置６０３の発生する信号Ｖｓｌ、の波形を第
８図に示す、なお、信号ＶｓｔとＶｓｌ信号Ｖｇｔとｖ
ｇ８は全（同じ信号波形であるが、信号Ｖｇｇのオン電
圧出力時に信号ｖｓ１のプラスまたはマイナス電圧の出
力が重なるようにタイミングがとられ、また信号ｖｇＩ
のオン電圧出力時に信号ｖｓ、のプラスまたはマイナス
電圧の出力が重なるようにタイミングがとられる。今、
液晶パネルに信号ｖ８．およびＶｓｌが印加されると、
第９図ａに示すように表示領域に一本の線が表示される
。

これは信号ｖｇ、のオン電圧に同期して信号Ｖｓ（のプ
ラスおよびマイナス電圧が画素に印加され、画素の液晶
の配向状態が変化したためである。

通常前記表示は液晶パネルの最も端に表示させる。

次に光センサ装置１０８は多少の移動を行ない、前記表
示を取り込む、制御装置！１１２はＸＹステージ１０４
を制御し、前記表示と光センサ装置１０Ｂの光センサの
配列方向と重なるように位置決めを行なう０以上のよう
に前記表示により液晶パネル端を検出でき、また光セン
サ装！１０Ｂと液晶パネルのＹ軸の位置決めが行なわれ
る。次に信号Ｖ　ｓ　＋　、　Ｖ　ｇ　＋　、　Ｖ　ｓ
□を液晶パネルに印加する。

すると信号ＶｓｚとＶｇ＋により第９図すに示すような
Ｘ軸に沿った表示があられれる。これは信号Ｖｇ、にオ
ン電圧に同期して信号ｖむのプラスおよびマイナス電圧
が画素に印加され、画素の液晶の配向状態が変化したた
めである。なお、信号Ｖｇ＋とＶｓ、により欠陥画素が
ある場合、欠陥画素の透過率が変化し第４図のように表
示が出現することは第１の実施例と同様である０次に光
センサ装置１０Ｂは順次Ｘ軸に沿って移動を行ない液晶
パネルの検査を行なってい（、この時、Ｘ軸のアドレス
は第９図すの表示を取り込むことにより行なう。

つまり、第９図すの表示を行なっている画素のアドレス
は既知であるから、もし欠陥画素を検出した場合、欠陥
画素のアドレスは前記既知画素のアドレスと光センサの
ピッチから知ることができる。

以上のようにして、欠陥画素の個数およびアドレスを知
ることができる。

以上の第２の実施例の液晶パネル検査装置では液晶パネ
ルに位置決めマークを形成する必要がなく、またマーク
認識装置１０７を具備する必要がない。したがって、位
置決めマーク形成のための領域を液晶パネル上に確保す
る必要がないため製造コストを低減でき、また、マーク
認識装置１０７を用いる必要がないため検査装置のコス
ト低減を行なうことができる。

発明の効果以上のように、本発明は光センサを用いて検査を行なう
ため、非常に高速に液晶パネルの検査を行なうことがで
きる。また、複数のソース信号線および複数のゲート信
号線を共通にして信号を印加し、かつ前記信号は同期を
とって印加するので欠陥画素のみを高速かつ確実に表示
させ検出することができる。さらに、液晶パネルを点燈
させて検査を行なうため、最終製品に近い状態で検査を
行なうことができ、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１の実施例における液晶パ
ネル検査装置の説明図、第３図、第８回は印加信号波形
図、第４図、第９図ａ、　　ｂは表示状態の説明図、第
５図ａ、ｂは本発明の液晶パネル検査装置の一部断面図
、第６図、第７図は本発明の第２の実施例における液晶
パネル検査装置の説明図、第１０図は従来の液晶パネル
検査装置の説明図である。１０１・・・・・・液晶パネル、１０２ａ、１０２ｂ・
・・・・・位置決めマーク、１０３・・・・・・表示領
域、１０４・・・・・・ＸＹステージ、１０５，６０３
・・・・・・ソース信号発生装置、１０９，６０４・・
・・・・ゲート信号発生装置、１０６・・・・・・光セ
ンサ移動装置、１０７・・・・・・マーク認識装置、１
０８・・・・・・光センサ装置、１１Ｏ１１１１，６０
１，６０２・・・・・・プローブ、１１２・・・・・・
制御装置、１１３，２０３・・・・・・ソース信号線、
１１４．２０４・・・・・・ゲート信号線、２０１・・
・・・・ＴＦＴ、２０２，５０１・・・・・・液晶、４
０１・・・・・・欠陥画素、５０２・・・・・・発光ダ
イオード、５０３・・・・・・受光器、５０４・・・・
・・光の軌跡、５０５・・・・・・保ＷｔＢ、９０１．
９０２・・・・・・位置決め表示。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アクティブマトリックス型液晶パネル検査装置で
あって、複数本のゲート信号線と電気的接続を取る第１
の接続手段と、複数本のソース信号線と電気的接続を取
る第２の接続手段と、前記第１の接続手段と電気的に接
続されており、かつ前記複数のゲート信号線に信号を印
加するゲート信号印加手段と、前記第２の接続手段と電
気的に接続されており、かつ前記複数のソース信号線に
信号を印加するソース信号印加手段と、液晶パネルの表
示状態を光学的に入力し、かつ電気信号として出力する
表示入力手段と、液晶パネル上に形成されたマークを認
識する認識手段と、前記認識手段が出力する情報により
液晶パネルと表示入力手段とを相対的に位置決めを行な
う位置決め手段と、前記表示入力手段と液晶パネルとを
Ｘ軸方向とＹ軸方向のうち少なくとも一方の軸方向に相
対的に順次移動させる移動手段とを具備することを特徴
とする液晶パネル検査装置。
（２）ゲート信号印加手段は液晶パネルに形成されたス
イッチング素子を動作状態にするオン電圧と非動作状態
にするオフ電圧のうち少なくとも一方の信号を発生し、
ソース信号印加手段は所定電圧を基準にして高電圧と低
電圧のうち少なくとも一方の信号を発生し、かつソース
信号印加手段が高電圧または低電圧を出力している間は
前記ゲート信号印加手段はオン電圧を出力しないように
両信号印加手段の同期がとられていることを特徴とする
請求項（１）記載の液晶パネル検査装置。
（３）表示入力手段は液晶パネルに近接あるいは密着し
、順次移動することにより液晶パネルの表示状態を光学
的に入力することを特徴とする請求項（１）記載の液晶
パネル検査装置。
（４）アクティブマトリックス型液晶パネル検査装置で
あって、複数本のゲート信号線と電気的接続を取る第１
の接続手段と、複数本のソース信号線と電気的接続を取
る第２の接続手段と、前記第１の接続手段と電気的に接
続されており、かつ前記複数のゲート信号線に信号を印
加する第１のゲート信号印加手段と、前記第２の接続手
段と電気的に接続されており、かつ前記複数のソース信
号線に信号を印加する第１のソース信号印加手段と、前
記複数のゲート信号線以外の少なくとも一本以上のゲー
ト信号線と電気的接続を取る第３の接続手段と、前記複
数のソース信号線以外の少なくとも一本以上のソース信
号線と電気的接続を取る第４の接続手段と、前記第３の
接続手段と電気的に接続されており、かつ前記第３の接
続手段と電気的に接続されたゲート信号線に信号を印加
する第２のゲート信号印加手段と、前記第４の接続手段
と電気的に接続されており、かつ前記第４の接続手段と
電気的に接続されたソース信号線に信号を印加する手段
と、液晶パネルの表示状態を光学的に入力し、かつ電気
信号として出力する表示入力手段と、前記第３の信号印
加手段と前記第４の信号印加手段のうち少なくとも一方
が発生する信号により液晶パネルに表示される画像を表
示入力手段に取り込み、前記表示入力手段が出力する電
気信号により液晶パネルと表示入力手段とを相対的に位
置決めを行なう位置決め手段と、前記表示入力手段と液
晶パネルとをＸ軸方向とＹ軸方向のうち少なくとも一方
の軸方向に相対的に順次移動させる移動手段とを具備す
ることを特徴とする液晶パネル検査装置。
（５）第１のゲート信号印加手段は液晶パネルに形成さ
れたスイッチング素子を動作状態にするオン電圧と非動
作状態にするオフ電圧のうち少なくとも一方の信号を発
生し、第１のソース信号印加手段は所定電圧を基準にし
て高電圧と低電圧のうち少なくとも一方の信号を発生し
、かつ前記第１のソース信号印加手段が高電圧を出力し
ている間は前記第１のゲート信号印加手段はオン電圧を
出力しないように両信号印加手段の同期がとられている
ことを特徴とする請求項（４）記載の液晶パネル検査装
置。
（６）第１のソース信号印加手段と第２のソース信号印
加手段が高電圧と低電圧のうち少なくとも一方を出力し
ている状態に同期し、第２のゲート信号印加手段がオン
電圧を出力できることを特徴とする請求項（４）記載の
液晶パネル検査装置。
（７）第２のソース信号印加手段が高電圧と低電圧のう
ち少なくとも一方を出力している状態に同期し、第１の
ゲート信号印加手段がオン電圧を出力することを特徴と
する請求項（４）記載の液晶パネル検査装置。
（８）表示入力手段は液晶パネルに近接あるいは密着し
て順次移動を行ない、かつ光を液晶パネルに照射し、前
記光の反射状態あるいは透過状態を光学的に入力するこ
とを特徴とする請求項（４）記載の液晶パネル検査装置
。