JPH04319909A

JPH04319909A - アクティブマトリクス基板検査装置および方法

Info

Publication number: JPH04319909A
Application number: JP3088089A
Authority: JP
Inventors: Masaya Okamoto; 昌也岡本; Fumiaki Funada; 船田　文明; ▲吉▼井　正治; Masaharu Yoshii
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1991-04-19
Publication date: 1992-11-10
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2774704B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリクス
方式の液晶ディスプレイに用いるアクティブマトリクス
基板上の欠陥部を検出するアクティブマトリクス基板検
査装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス方式の液晶ディス
プレイは、基板上にマトリクス状に配設した薄膜トラン
ジスタ等の能動素子のオン状態時に絵素電極に電荷を充
電し、オフ状態時にその絵素電極の電荷を保持すること
により、絵素電極と対向基板上の電極との間に挟まれた
液晶の配向等を制御することにより表示を行う装置であ
り、能動素子を有する基板がアクティブマトリクス基板
である。能動素子としては、２端子素子を用いる場合な
らびに３端子素子を用いる場合等が有る。

【０００３】ダイオードリング、バックトウバックダイ
オード、金属−絶縁層−金属（ＭＩＭ）構造等の２端子
素子を用いた場合のアクティブマトリクス方式の液晶デ
ィスプレイは、基本的には図６の概念図に示すような構
造をしている。具体的には、図７に示すように、アクテ
ィブマトリクス基板３００上には、複数本の信号ライン
３０１と各信号ライン３０１に複数個の２端子素子３０
２ならびに絵素電極３０３が設けられている。また、こ
の基板３００と、間に配向膜、液晶等３０４（図６参照
）を介して対向する対向基板上には、図８に示すように
、アクティブマトリクス基板３００上の信号ライン３０
１と垂直な方向の走査ライン３０５および対向電極３０
６が設けられている。この対向電極３０６は、図６に示
す如く前記絵素電極３０３と、間に液晶３０４等を挟ん
で対向配設される。

【０００４】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の３端子素
子を用いた場合のアクティブマトリクス方式の液晶ディ
スプレイは、基本的には図９の概念図に示すような構造
をしている。具体的には、図１０に示すように、アクテ
ィブマトリクス基板４００上には、複数の走査ライン４
０１とこれらに直行する複数の信号ライン４０２が設け
られており、これらの各交点部には３端子素子である薄
膜トランジスタ４０３ならびに絵素電極４０４が設けら
れている。また、この基板４００と配向膜、液晶等４０
５（図９参照）を介して対向する対向基板４０７上には
、前記絵素電極４０４の表示領域と対向する部分全面に
対向電極４０６が設けられている。

【０００５】ここで、３端子素子の場合を例にアクティ
ブマトリクス方式の液晶ディスプレイの動作原理を説明
する。図１０において、走査ライン４０１の１本が選択
されると、これに接続された薄膜トランジスタ４０３の
ゲート電極にオン電圧が印加される。このとき、複数の
信号ライン４０２に同時にあるいは順にソース信号が印
加され、オン状態にある薄膜トランジスタ４０３を介し
て絵素電極４０４にソース信号が印加される。絵素電極
４０４と対向電極４０６と配向膜、液晶等４０５からな
る絵素容量が充分に充電された後、上記走査ライン４０
１に接続された薄膜トランジスタ４０３はオフ状態とな
り、他の走査ライン４０１が選択される。薄膜トランジ
スタ４０３がオフ状態にある間、理想的には絵素電極４
０４はオン状態時に充電された電荷を保持し、絵素電極
４０４と対向電極４０６の間に発生する電界はこの間一
定に保たれる。この電界によって液晶の分子配向を制御
し、光の透過率を変調し、表示を行う。

【０００６】なお、表示のカラー化を行う場合には、前
記の構造に加えて一般に対向基板上に青、赤、緑各色の
カラーフィルターを形成する。また、上記液晶ディスプ
レイの例においては、絵素電極、対向電極の両電極と、
液晶等の誘電体からなるキャパシタに信号電荷を充電し
ているが、このキャパシタと並列に接続される容量補助
用のキャパシタをアクティブマトリクス基板上に形成す
る場合もある。

【０００７】このような液晶ディスプレイにおいては、
アクティブマトリクス基板上に少なくとも数万個以上の
能動素子が形成されており、製造工程上欠陥が発生する
場合がある。アクティブマトリクス基板上に発生する欠
陥の種類としては、走査ラインおよび信号ラインの断線
、走査ライン同士あるいは信号ライン同士のリーク、お
よび走査ラインと信号ライン間のリークによるライン欠
陥と、薄膜トランジスタのオン特性不良、オフ特性不良
、および絵素電極と走査ラインあるいは信号ラインとの
リーク等による点欠陥がある。

【０００８】したがって、このような欠陥を検出して液
晶ディスプレイが良品であるか不良品であるかを判定す
る必要がある。

【０００９】欠陥の検出を行う方法としては、従来、ラ
イン欠陥の場合にはアクティブマトリクス基板のみの状
態で、ラインおよびライン間のオープン、ショートをチ
ェックすることによる方法を用いることが可能であるが
、一般的にはアクティブマトリクス基板と対向基板とを
貼り合わせ、その間に液晶を封入して組立てた状態（以
下、パネル状態と称す。）で、実際の液晶ディスプレイ
の駆動信号を模擬した信号を入力して表示検査により欠
陥の検出を行う方法が用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アクティブ
マトリクス基板の状態で検査を行う方法として、絵素電
極にプローブ用の針を接触させ、走査ラインおよび信号
ラインに適当な電圧を印加し、各絵素の素子特性を測定
する方式が用いられているが、アクティブマトリクス基
板の総ての絵素の素子特性を測定するには、プローブ用
の針の位置を測定の都度変更せねばならず、測定に長時
間を要し、また変更の際に針にて基板上に損傷を与える
ことがあるため、アクティブマトリクス基板全面の検査
には適さないという問題点があった。

【００１１】パネル状態の表示検査は、検査が容易であ
るが、パネル状態で、即ちアクティブマトリクス基板の
上に対向基板等が配設された状態で検査を行う必要があ
り、このため検査の結果不良品と測定されると、その不
良品に設けた配向膜、液晶、カラーフィルタ等が無用の
ものとなり、これにより材料コストや製造コストが上昇
する。

【００１２】本発明は、このような従来技術の欠点を解
決するものであり、アクティブマトリクス基板のままで
検査でき、このため不良品と判定されるとその後の製造
工程の省略を図れ、コストを低廉化でき、場合によって
は不良基板を修正して良品とすることも可能であり、し
かも検査が容易であり、また検査の際に検査対象である
アクティブマトリクス基板を傷付けることのないアクテ
ィブマトリクス基板検査装置及び方法を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス基板検査装置は、透明絶縁性基板上に形成した透
明導電膜と、該導電膜の上に形成した高分子分散型の液
晶層と、該液晶層の上に形成した高分子膜と、を備えて
おり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１４】また、本発明のアクティブマトリクス基板
検査方法は、透明絶縁性基板上に形成した透明導電膜と
、該導電膜の上に形成した高分子分散型の液晶層と、該
液晶層の上に形成した高分子膜とを備えたアクティブマ
トリクス基板検査装置を用いてアクティブマトリクス基
板を検査する方法であって、該アクティブマトリクス基
板検査装置を、その液晶側が該アクティブマトリクス基
板に形成されたアクティブマトリクス素子側に対向する
よう配設させる工程と、該アクティブマトリクス基板に
形成された絵素電極と、該アクティブマトリクス基板検
査装置の該導電膜との間に電圧を印加する工程と、該ア
クティブマトリクス基板検査装置の該液晶層における光
学特性の変化度を検出する工程と、を含んでおり、その
ことにより上記目的が達成される。

【００１５】

【作用】本発明にあっては、検査状態によるとアクティ
ブマトリクス基板との間で液晶ディスプレイと同様の構
造となるようアクティブマトリクス基板検査装置が構成
されており、よってこのアクティブマトリクス基板検査
装置をアクティブマトリクス基板に対して液晶ディスプ
レイが構成されるよう配設すると、実際には対向基板を
形成していないアクティブマトリクス基板を表示検査に
て検査することができることとなる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を示すアクティブマトリクス
基板検査装置の構造図を図２に、また作製工程図を図３
に示す。

【００１７】本装置は、図２に示すように透明導電性基
板１００、透明導電膜１０１、液晶層１０２及び高分子
膜１０３から構成され、本装置の作成については次のと
おりである。即ち、図３（ａ）に示すように透明絶縁性
基板１００上に酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジ
ウム・スズ等の透明導電膜１０１を堆積により形成する
。この際、透明導電膜１０１は、能動素子として２端子
素子を用いる場合には、この透明導電膜１０１が走査ラ
インを形成するようにパターニングする。３端子素子の
場合には基板１００上の全面に形成して良い。

【００１８】その後、図３（ｂ）に示すように前記導電
膜１０１上に高分子分散型液晶からなる液晶層１０２を
形成する。この液晶層１０２の形成法としては、フォト
レジスト等と同様のスピン塗布を行い、その後ベーキン
グすることにより行う方法等が用いられる。その後、図
３（ｃ）に示すように液晶層１０２の上に、例えば厚さ
１ミクロン〜１００ミクロンで高分子膜１０３を形成す
る。この高分子膜１０３としては、ポリカーボネイト、
ポリエステル、アクリル等の高分子からなる膜を貼付け
るか、あるいは、スピン塗布、ベーキングを行って形成
する。

【００１９】次に、このようにして作成されたアクティ
ブマトリクス基板検査装置を用いて行う本発明方法を説
明する。この例では、能動素子として図１０と同様に形
成した３端子素子（図４参照）を用いたアクティブマト
リクス基板を検査する場合を挙げている。

【００２０】まず、図１に示すようにアクティブマトリ
クス基板検査装置２０１を、高分子分散型液晶層１０２
のある面を下にして、対向基板が設けられていないアク
ティブマトリクス基板２０２の上表面に形成された絵素
電極２０３と対向させ、両者間の間隔を０ミクロンから
１００ミクロンとして設置する。そして、アクティブマ
トリクス基板２０２の後方（下側）に光源２０５を設け
る。この結果、液晶ディスプレイと同様な構造が形成さ
れる。これ以後においては、アクティブマトリクス基板
検査装置２０１の透明導電膜１０１を液晶ディスプレイ
における対向電極と考えれば、パネル状態で表示検査を
行う場合とほぼ同様に行うことが可能であり、液晶ディ
スプレイに対して行うように駆動信号を模擬した信号を
各電極に入力して表示検査を行う。

【００２１】上記表示検査は、図４に示すアクティブマ
トリクス基板２０２上の走査ライン２０６、信号ライン
２０７等、およびアクティブマトリクス基板検査装置２
０１の透明導電膜１０１に、例えば図５に示すような信
号電圧を入力して行う。図５（ａ）は走査ライン２０６
に入力する信号例を示し、図５（ｂ）は信号ライン２０
７に入力する信号例を、図５（ｃ）は透明導電膜１０１
に入力する信号例を示す。これにより、絵素電極２０３
に電荷が充電され、薄膜トランジスタ２０８（図４参照
）がオフ状態の間、絵素電極２０３に保持される。この
とき、アクティブマトリクス基板検査装置２０１の透明
導電膜電極１０１と絵素電極２０３との間の電位差Ｖは
、液晶層１０２、高分子膜１０３及び、高分子膜１０３
とアクティブマトリクス基板２０２側の絵素電極２０３
との間に存在する大気層に分配される。このため、液晶
層１０２、高分子膜１０３、大気層それぞれの両端間の
容量値をＣＬＣ、ＣＰＳ、ＣＡＩＲとすると、液晶層１
０２の両端の電位差ＶＬＣは、下記１式にて示されるよ
うになる。

【００２２】

【数１】

【００２３】そして、この電位差ＶＬＣに応じて液晶分
子の配列方向が変化する。絵素電極２０３の電位は、各
薄膜トランジスタ２０８あるいは各絵素２０９の良否に
より変化するため、この良否により前記電位差Ｖが変化
して電位差ＶＬＣも変化し、アクティブマトリクス基板
検査装置２０１の光学特性が変調を受ける。この変化度
を、目視あるいはＣＣＤカメラ等で検出する。これによ
り、各薄膜トランジスタ２０８あるいは各絵素２０９の
良否が判定される。

【００２４】なお、上述したアクティブマトリクス基板
検査装置２０１の高分子膜２０３としては、ポリビニル
カルバゾール等の物質で高分子の側鎖あるいは主鎖にカ
ルバゾールなどの複素芳香環、あるいはアントラセンな
どの縮合多環芳香族炭化水素、あるいはアリールアミン
等の光導電性基を有している可視光の照射により導電性
物質となる光導電性高分子材料を用いることができる。このような材料を用いた場合には、アクティブマトリク
ス基板２０２の裏面（下側）から光が透過して照射され
る部分、即ち概ね絵素電極２０３と対向する光導電性の
高分子膜１０３部分が導電性物質となり、前記電位差Ｖ
ＬＣは下記２式にて示されるようになる。

【００２５】

【数２】

【００２６】このため、電位差Ｖの変化に対する電位差
ＶＬＣの変化率が前述した場合に比較して向上し、アク
ティブマトリクス基板検査装置２０１の感度を向上させ
ることができるという利点がある。

【００２７】また、アクティブマトリクス基板２０２の
表示部分の領域がアクティブマトリクス基板検査装置２
０１の検査可能領域の面積よりも大きい場合には、アク
ティブマトリクス基板２０２あるいはアクティブマトリ
クス基板検査装置２０１のいずれかを移動させて複数回
、同一の検査を行うことにより全表示領域の検査が可能
である。

【００２８】更に、本発明装置は、能動素子として２端
子素子を用いたアクティブマトリクス基板に対して適用
可能である。この場合には、アクティブマトリクス基板
検査装置側に走査ラインを形成しておき、実際の液晶デ
ィスプレイの駆動信号を模擬した信号を、アクティブマ
トリクス基板上の信号ラインおよびアクティブマトリク
ス基板検査装置側の走査ライン等に印加することにより
行う。

【００２９】

【発明の効果】本発明にあっては、上述したように検査
対象のアクティブマトリクス基板に対しそのままで表示
検査により検査をすることができ、このため不良品と判
定されるとその後の製造工程の省略や修正を行うことが
でき、コストの低廉化を図れ、しかも検査が容易であり
、また検査の際のアクティブマトリクス基板を傷つける
ことのないアクティブマトリクス基板検査装置及び方法
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクティブマトリクス基板検査方法の
説明図である。

【図２】本発明のアクティブマトリクス基板検査装置を
示す正面図である。

【図３】本発明のアクティブマトリクス基板検査装置の
作成工程図である。

【図４】検査対象の３端子素子（薄膜トランジスタ）を
用いたアクティブマトリクス基板を示す概念図である。

【図５】検査時の入力信号例を示し、（ａ）は走査ライ
ン２０６に対するもの、（ｂ）は信号ライン２０７に対
するもの、（ｃ）は透明導電膜１０１に対するものであ
る。

【図６】従来の検査対象であり、能動素子として２端子
素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプ
レイを示す概念図である。

【図７】図６の液晶ディスプレイのアクティブマトリク
ス基板側を示す平面図である。

【図８】図６の液晶ディスプレイの対向基板側を示す平
面図である。

【図９】従来の検査対象であり、能動素子として３端子
素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶ディスプ
レイを示す概念図である。

【図１０】図９の液晶ディスプレイのアクティブマトリ
クス基板側を示す平面図である。

【符号の説明】

１００　　透明絶縁性基板１０１　　透明導電膜１０２　　高分子分散型液晶層１０３　　高分子膜または光導電性高分子膜２０１　　
アクティブマトリクス基板検査装置２０２　　アクティ
ブマトリクス基板２０３　　絵素電極２０６　　走査ライン２０７　　信号ライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明絶縁性基板上に形成した透明導電膜と
、該導電膜の上に形成した高分子分散型の液晶層と、該
液晶層の上に形成した高分子膜と、を備えたアクティブ
マトリクス基板検査装置。
【請求項２】前記高分子膜が、可視光照明により導電性
物質となる光導電性高分子膜からなる請求項１記載のア
クティブマトリクス基板検査装置。
【請求項３】透明絶縁性基板上に形成した透明導電膜と
、該導電膜の上に形成した高分子分散型の液晶層と、該
液晶層の上に形成した高分子膜とを備えたアクティブマ
トリクス基板検査装置を用いてアクティブマトリクス基
板を検査する方法であって、該アクティブマトリクス基
板検査装置を、その液晶側が該アクティブマトリクス基
板に形成されたアクティブマトリクス素子側に対向する
よう配設させる工程と、該アクティブマトリクス基板に
形成された絵素電極と、該アクティブマトリクス基板検
査装置の該導電膜との間に電圧を印加する工程と、該ア
クティブマトリクス基板検査装置の該液晶層における光
学特性の変化度を検出する工程と、を含むアクティブマ
トリクス基板検査方法。
【請求項４】前記アクティブマトリクス基板検査装置の
高分子膜が、可視光照射により導電性物質となる光導電
性高分子膜からなる請求項３記載のアクティブマトリク
ス基板検査方法。