JPH087349B2 - 液晶表示パネルの検査装置およびその検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はアクティブマトリクス型液晶表示パネルの良
否の検査を行なう液晶表示パネルの検査装置および、そ
の検査方法に関するものである。

従来の技術 近年、液晶表示装置の絵素数増大に伴って、走査線数
が増え、従来から用いられている単純マトリックス型液
晶表示パネルでは表示コントラストや応答速度が低下す
るための各絵素にスイッチング素子を配置したアクティ
ブマトリクス型液晶表示パネルが利用されつつある。前
記液晶表示パネルには数万個以上の薄膜トランジスタ
（以後、TFTと呼ぶ）を形成する必要がある。現在の技
術では前記TFTおよび信号線などをすべて無欠陥で形成
することは困難であるため、液晶表示パネル形成後、検
査を行ない良否の判定を行なう必要がある。また、修正
が可能な液晶表示パネルは欠陥モードと欠陥箇所を検出
し、レーザーなどで加工を行なう。以上のことから、液
晶表示パネルの検査が高速に行なえ、欠陥モード、欠陥
箇所を検出できる液晶表示パネルの検査装置およびその
検査方法が待ち望まれている。

以下、従来の液晶表示パネルの検査装置について図面
を参照しながら説明する。

第８図は従来の液晶表示パネルの検査装置のブロック
図である。第８図において、801は液晶表示パネル、806
は前記液晶表示パネルの積載台、802a,802bはプロー
ブ、803a,803bはXYステージなどで構成され、前記プロ
ーブの位置決めを行なうプローブ位置決めステージ、80
4は位置決めステージ802a,802bの制御を行なうコントロ
ーラ、805は抵抗計である。

以上のように構成された液晶表示パネル検査装置につ
いてその動作を説明する。まず、液晶表示パネル801は
積載台806に乗せられ、角度、位置などが調整され位置
決めされる。次にコントローラ804は位置決めステージ8
03a,803bにX,Y座標などの位置決め信号を転送する。位
置決めステージ803a,803bは前記位置決め信号にもとづ
き、移動を行ない、プローブ802a,802bを液晶表示パネ
ル801のゲート信号線または、ソース信号線の引き出し
電極（図示せず）に位置決めする。位置決めが完了する
と位置決め完了信号を、コントローラ804に送出する。

コントローラ804は位置決め完了信号を認識すると、
抵抗計805に対して抵抗値測定開始信号を送出する。抵
抗計805はプローブ802a,802b間の抵抗値を測定する。測
定された抵抗値はコントローラ804に送られ、前記抵抗
値により液晶表示パネルに欠陥が発生しないないかを判
定される。上記と同様の動作により、すべてのゲート信
号線とソース信号線にプローブを圧接し、液晶表示パネ
ルは検査される。

以下、従来の液晶表示パネルの検査方法について説明
する。第９図は従来の液晶表示パネル検査装置を用いて
その検査方法の説明図である。第９図において、G₁〜G₄
はゲート信号線、S₁〜S₅はソース信号線、TM₁₁〜TM₃₅、
TS₁₁〜TS₄₄は薄膜トランジスタ（以後、TFTと呼ぶ）P₁₁
〜P₄₄は絵素電極、901はソース信号線S₃に発生した断線
欠陥、902はゲート信号線G₂に発生した断線欠陥、903は
ゲート信号線G₂とソース信号線S₄の交点部に発生した短
絡（以後、クロスショートと呼ぶ）である。なお、第９
図において、液晶表示パネルの信号線数などは説明を容
易にするために非常に少なく描かれている。以上のこと
は以下の図面でも同様である。ここで、検査方法の一例
として、まず液晶表示パネルの信号線の断線欠陥の検査
方法について説明する。

ソース信号線の断線の検出方法はプローブ802a,802b
をソース信号線S₁の両辺に位置決め圧接する。次に、抵
抗計805を動作させ、ソース信号線の抵抗値を測定す
る。もし、信号線の断線が発生していた場合、抵抗計に
は通常よりも高抵抗が測定されるために信号線の断線を
検出できる。同様にプローブ802a,802bをソース信号線S
₂に移動させ、抵抗計805で抵抗値を測定し断線の有無を
検査する。以上の動作をすべてのソース信号線に対して
行なうことにより、ソース信号線の断線検査を行なえ
る。ゲート信号線の断線の検査も同様にプローブ802a,8
02bをゲート信号線の両端に圧接し、抵抗値を測定する
ことにより行なうことができる。第９図に示す液晶表示
パネル801には断線箇所901,902が発生しているため、ソ
ース信号線S₂およびゲート信号線G₂の抵抗値を測定した
際、高抵抗値が測定されることにより断線欠陥を検出で
きる。

次にクロスショートの検査方法について説明する。ま
ず、プローブ802aをゲート信号線G₁に、プローブ802bを
ソース信号線S₁に圧接する。次にプローブ802a,802b間
の抵抗値を抵抗計805で測定する。次に、プローブ802a
は固定しておき、プローブ802bを順次ソース信号線S₂か
らSn（ただしｎは整数）に圧接し、各圧接状態での抵抗
値を測定する。ゲート信号線G₁に対する各ソース信号線
間の抵抗値の測定が終了すると、プローブ802aをゲート
信号線G₂に圧接し、同様にプローブ802bをソース信号線
S₁からSnまで圧接していき、各圧接状態での抵抗値を測
定する。以上の動作をすべてのゲート信号線およびソー
ス信号線に行なうことにより各交点での抵抗値を測定す
る。第９図に示す液晶表示パネルでクロスショート903
が発生しているため、プローブ802aをゲート信号線G₂に
プローブ802bをソース信号線S₄に圧接したとき、抵抗計
805に通常よりも低い抵抗値が測定されることにより、
クロスショート903を検出することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の液晶表示パネルの検査装置およ
びその検査方法では、以下の課題がある。まず第１に、
すべてのゲート信号線とソース信号線にプローブを順次
圧接していく必要があるために、位置決めに長時間を要
し、検査時間が長いという問題点がある。第２に、クロ
スショートを検査するため、ゲート信号線にプローブを
位置決めする位置決めステージと、ソース信号線にプロ
ーブを位置決めする位置決めステージの２台以上必要に
なり、検査装置の設備コストが高くつくという問題点が
ある。第３に、信号線の断線検査において信号線の断線
は検出できるが、断線箇所は検出できないという問題点
がある。前記断線箇所の検出とは、ソース信号線S₃の断
線901がゲート信号線G₂とG₃の間にあることの検出であ
る。断線箇所を検出できれば、前記箇所を光CVD技術な
どにより、断線箇所に導電物を堆積させ、接続をとるこ
とにより修正でき、製造歩溜りを大幅に向上できる。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明の液晶表示パネルの
検査装置は、液晶表示パネルのソース信号線の端子電極
と接続をとる複数のプローブと、前記プローブを一体と
してソース信号線の端子電極に位置決めを行う位置決め
ステージと、電圧発生器と、前記電圧発生手段からの電
圧を前記プローブに選択的に印加または／およびソース
信号線に送出された信号をプローブを介して信号検出器
に入力させる切り換えスイッチと、前記切り換えスイッ
チと同期をとり液晶表示パネルのゲート信号線に信号を
印加する走査ドライブICを制御する制御回路とを具備す
るものである。

また、本発明の液晶表示パネルの検査方法は、一画素
に複数のTFTを形成した液晶表示パネルにおいて、ゲー
ト信号線に電圧を印加し、画素の複数のTFTを動作状態
にする画素を順次シフトさせるとともに、第１のソース
信号線に電圧を印加し、前記第１のソース信号線に隣接
したソース信号線に送出される信号の有無を検出するこ
とにより信号線の欠陥を検出するものである 作用 本発明の液晶表示パネルの検査装置は、走査ドライブ
ICによりゲート信号線に電圧を印加するため、ゲート信
号線にはプロービングの必要がない。また、検査方法は
第１のソース信号線の一端方向から信号を印加し、前記
ソース信号線に隣接したソース信号線の同一前記一端方
向から検出するものである。したがって、信号線の断線
を信号線の両端にプローブを圧接せずに信号線の一端方
向からのプロービングで検出できる。

実施例 以下、本発明の液晶表示パネルの検査装置の一実施例
について図面を参照しながら説明する。第１図は本発明
の一実施例における液晶表示パネルの検査装置のブロッ
ク図である。第１図において、101は液晶表示パネル、1
02は液晶表示パネル101上に形成もしくは実装されたゲ
ート信号線に信号を印加するためのゲート走査IC、103
は前記ゲート走査ICを制御し、任意のゲート信号線にTF
Tをオンさせる電圧（以後、オン電圧と呼ぶ）およびTFT
をオフさせる電圧（以後、オフ電圧と呼ぶ）の印加位置
をコントロールできるゲート走査IC制御手段、104はプ
ローブカード、105は前記プローブカード104に取り付け
られ液晶表示パネルとソース信号線との電気的接続手段
としてのプローブピン、106はプローブピン105をソース
信号線に位置決めするための位置決め手段であり、たと
えば、X,Y,Z軸可動のプローバなどが概当する。108は所
定電圧を発生させる直流電源などの信号発生手段、107
は前記信号発生手段からの電圧をプローブピン105に印
加する状態とプローブピン105からの信号を次段の入力
端子選択手段に印加する状態を切り換えるアナログスイ
ッチなどから構成される入出力切換手段、109はアナロ
グスイッチなどから構成され、複数の入力端子から１つ
の入力端子を選択し、出力端子に接続する機能を持つ入
力端子選択手段、110は前記入力端子選択手段からの出
力信号にもとづいて、液晶表示パネルの欠陥の有無を判
定する判定手段、111は上記個々の手段を制御する制御
手段である。さらに本発明の液晶表示パネルの検査装置
を理解するため、各ブロックを第２図〜第７図を用いて
説明する。まず、第２図はゲート走査IC制御手段103の
ブロック図である。第２図においてDATA端子はゲート走
査ICにオン電圧および、オフ電圧を出力させるためのデ
ータ信号を出力するための端子、クロック（CLOCK）端
子は前記データ信号をラッチし、かつゲート走査ICのオ
ン電圧あるいはオフ電圧位置をシフトさせるためのクロ
ックを出力するための端子、イネイブル（ENABLE）は端
子ゲート走査ICの出力をすべてオフ電圧出力に制御する
ための端子、エスピー（SP）端子はゲート走査ICのオン
電圧またはオフ電圧の出力位置を右あるいは左方向にシ
フトさせる制御端子である。ゲート走査IC制御手段は制
御手段111からオン電圧を出力するゲート信号線番号を
受け取ると、前記４つの出力端子よりデータを出力し、
ゲート走査ICの指定ゲート信号線にオン電圧を出力させ
る。第３図は第１図のプローブカード104およびプロー
ブピン105部の斜視図である。第３図において、301はプ
ローブピン105および入出力切換手段107の入力端子とを
接続するための配線、302はプローブカード104の取り付
け板、303はＺ軸方向の位置の微調整を行なうためのネ
ジ（以後、Ｚ軸微調ネジと呼ぶ）、304はＸ軸方向の位
置の微調整を行なうためのネジ（以後、Ｘ軸微調ネジと
呼ぶ）、305は支持柱であり、前記支持柱はX,Y,Z軸方向
に可動できる位置決め手段に接続されている。プローブ
ピン105と液晶パネルのソース信号線の引き出し線401と
の接続状態を第４図に示す。なお、図面においてプロー
ブピン105の数は５本としたがこれに限定されるもので
はなく、通常数10本以上形成される。第５図は入出力切
換手段107のブロック図である。第５図においてX₁〜X₅
は前記配線301が接続される入出力端子、Y₁〜Y₅は入力
端子選択手段109の入力端子に接続される出力端子、S₁
〜S₅はアナログスイッチである。アナログスイッチSW₁
〜SW₅は制御手段111からの切換信号にもとづいて印加電
圧Ｅを入出力端子Xn（ｎは１〜５の整数）あるいは入出
力端子XnをYn（ｎは１〜５の整数）と個々に接続する。
第６図は入力端子選択手段109のブロック図である。第
６図において601はバッファ、602は複数入力端子から１
出力端子を選択するアナログスイッチである。前記入力
端子選択手段109は制御手段111からの入力信号選択手段
により所定Yn（ｎは１〜５の整数）端子とO₀端子とを接
続する。

以下、本発明の液晶表示パネルの検査装置の動作につ
いて第１図を用いて説明する。まず、制御手段111は位
置決めデータを位置決め手段106に選出する。位置決め
手段106は前記データにもとづき移動を行ない、プロー
ブピン105を液晶表示パネル401の引き出し電極401に圧
接し電気的接続を取る。次に、制御手段111は入出力切
換手段107に切換信号を、入力端子選択手段に入力端子
選択信号を送出し、最も端に位置する第１のプローブピ
ン105に電圧を印加し、前記第１のプローブピン105に隣
接する第２のプローブピン105から信号を入力し、入力
端子選択手段109のO₀端子に出力できる状態に制御す
る。次にゲート走査IC制御手段103を制御し、所定ゲー
ト信号線にオン電圧を印加する。その際、第２プローブ
ピンに印加される信号をO₀端子より取り出し、判定手段
110で液晶表示パネルの欠陥の有無を判定し、判定手段1
10は結果を制御手段111に送出する。以上の動作を今後
は第２のプローブピンに電圧を印加し、前記第２のプロ
ーブピンに隣接した第３のプローブピンより信号を入力
できるようにスイッチを制御し同様の処理を行なう。す
べてのプローブピン105に対して上記の処理が終了する
と、位置決め手段106を移動させ、プローブピン105を他
のソース信号線の引き出し電極401に圧接する。

以下、本発明の液晶表示パネルの検査方法の一実施例
について図面を参照しながら説明する。第７図は本発明
の液晶表示パネルの検査方法の一実施例を説明するため
の説明図である。第７図において、R₁〜R₃はピックアッ
プ抵抗、701,702は信号線の断線箇所、703はクロスショ
ートである。

はじめに、ソース信号線の断線の検査方法について説
明する。まず、プローブピン105をソース信号線に圧接
する。次にスイッチSW₁およびSW₂などを制御し、ソース
信号線S₁に電圧Ｅを印加し、ソース信号線S₂と出力端子
O₀とを接続する。次にゲート走査IC制御手段103を制御
し、ゲート信号線G₁とG₂にオン電圧を、他のゲート信号
線にオフ電圧を印加する。するとTFTのTM₁₁およびTS₁₁
はオン状態となり、SW₁→S₁→TM₁₁→P₁₁→TS₁₁→S₂→SW
₂→O₀なる電流経路ができる。しかし、断線箇所701があ
るため、上記電流経路ができず、したがってO₂には接地
電位しか検出されない。判定手段110はコンパレータの
一端子に入力された基準電圧と前記電位とを比較し、断
線が発生していることを制御手段111に送出する。そこ
で制御手段111はゲート走査IC制御手段103を制御し、オ
ン電圧印加位置をシフトさせ、ゲート信号線G₂とG₃にオ
ン電圧を印加する。するとTFTのTM₂₁およびTS₂₁がオン
状態となる。以上の動作を順次行ない、ゲート信号線G₃
とG₄にオン電圧を印加したとき、SW₁→S₂→TM₃₁→P₂₁→
TS₃₁→S₂→SW₂→O₀なる電流経路ができることにより、O
₀に出力電圧が出力される。以上のことより、ゲート信
号線G₂とG₃間に断線箇所があることを検出することがで
きる。しかしながら、上記の処理だけではソース信号線
S₁上でゲート信号線G₃とG₄間に断線箇所が発生していた
場合との判別ができない。この判別はソース信号線S₂に
電圧を印加し、ソース信号線S₃から信号入力状態とした
上で、ゲート信号線G₁とG₂にオン電圧を印加したとき、
SW₂→S₂→TM₁₂→P₁₂→TS₁₂→S₃→SW₃→O₀なる電流経路
ができないことから判別することができる。以上の動作
をプローブを移動させながら、ソース信号線S₂に電圧印
加、S₃より信号入力、ソース信号線S₃に電圧印加、S₄よ
り信号入力、ソース信号線S₄に電圧印加、S₅より信号入
力とすべてのソース信号線に対して行なうことにより、
ソース信号線の断線および断線箇所の検出を行なうこと
ができる。以上のようにソース信号線の断線検出はプロ
ーブピン105を圧接した箇所から見て最も遠い画素のTFT
をオン状態にし、ソース信号線の断線の有無を検出した
後、断線箇所を検出する。

次にゲート信号線の断線の検出方法について説明す
る。まず、プローブピン105をゲート走査IC102より最も
遠いソース信号線にプローブを圧接する。第７図の場
合、ソース信号線S₃〜S₅にプローブピンを圧接する。な
お、実際の液晶表示パネルにはソース信号線およびゲー
ト信号線は各200本以上形成されている。次に、スイッ
チSW₂およびSW₃などを制御し、ソース信号線S₅に電圧Ｅ
を印加し、ソース信号線S₄と出力端子O₀とを接続する。
次に、ゲート走査IC制御手段103を制御し、ゲート信号
線G₁とG₂にオン電圧を、他のゲート信号線にオフ電圧を
印加する。するとTM₁₄およびTS₁₄はオン状態となり、SW
₃→S₅→TS₁₄→P₁₄→TM₁₄→S₄→SW₂→O₀なる電流経路が
でき、電圧がO₀に出力される。次に、ゲート信号線G₂と
G₃にオン電圧を印加する。しかし、ゲート信号線G₃に断
続箇所702が発生しているため、オン電圧はそれ以後伝
達されない。したがってTM₂₄はオンしない。

したがって、SW₃→S₃→TS₂₄→P₂₄→TM₂₄→S₄→SW₂→O
₀なる電流経路は発生せず、O₀端子には接地電位が出力
される。以上のことからゲート信号線G₃に断線が発生し
ていることを検出できる。以上の動作をすべてのゲート
信号線に対して行ない、ゲート信号線の断線を検出す
る。次に、ソース信号線S₄に電圧Ｅを印加し、ソース信
号線S₃をO₀端子と接続し、今後は断線が検出されたゲー
ト信号線にオン電圧を印加して検査を行なっていく。つ
まり、ゲート信号線G₂とG₃のみにオン電圧を印加する。
以上の動作をプローブピンを移動させながら順次行なっ
ていく。第７図の場合では、ソース信号線S₃に電圧Ｅを
印加し、ソース信号線S₂をO₀端子と接続した時、はじめ
て、SW₃→S₃→TS₂₂→P₂₂→TM₂₂→S₂→SW₂→O₀なる電流
経路が発生し、電圧がO₀端子に出力する。以上のことか
らゲート信号線G₃の曲線箇所はソース信号線S₂とS₃の間
に発生していることを検出できる。

なお、クロスショートの検出も高速に容易に行なうこ
とができる。まず、ゲート走査IC制御手段103を制御
し、すべてゲート信号線にオフ電圧を印加する。次にプ
ローブを順次ソース信号線に圧接し検査を行なう。この
時、SW₁〜SW₃を制御しソース信号線から信号の入力状態
にしておく。プローブを圧接したソース信号線にクロス
シュートがなければO₀端子は接地電位となる。ソース信
号線S₄にプローブを圧接した時、クロスシュート703が
発生している為、O₀端子にはオフ電圧が出力される。次
に、ゲート信号線G₁にオン電圧を印加し、前記オン電圧
印加位置をゲート信号線G₄の方向に順次移動させる。
今、ゲート信号線G₂にオン電圧を印加した時、O₀端子に
オン電圧が出力される。以上のことから、ゲート信号線
G₂とソース信号線S₄の交点にクロスシュート703が発生
していることを検出できる。

なお、本発明の実施例において、ソース信号線との接
続はプローブピンを用いるとしたが、これに限定するも
のでなく、たとえば、導電ゴムコネクタなどを用いても
よいことはう言うまでもない。

また、プローブピンを順次移動させるとしたが、液晶
表示パネルのすべてのソース信号線に一度に接続が取れ
る場合は位置決め手段106が必要ないことは言うまでも
ない。

また、本発明の検査対象物は液晶表示パネルとした
が、これに限定するものではなく、たとえば、液晶の注
入前の状態つまりTFTアレイの検査にも適用することが
できる。

発明の効果 本発明の液晶表示パネルの検査装置および、その検査
方法では、ゲート信号線にはゲート走査ICを積載または
形成し、前記ICを制御することによりゲート信号線にオ
ン、オフ電圧を印加する。したがって、プローブピンを
ソース信号線に圧接するだけでよい。ゆえに非常に高速
な検査を行なうことができる。

また、ゲート信号線およびソース信号線の断線および
クロスショートを検査はすべてソース信号線の片端にプ
ローブピンを圧接するだけで行なうことができる。した
がって、従来では複数の位置決めステージを要したもの
が１台の位置決めステージで検査装置を構成でき、検査
装置の設備コストを低減できる。

また、従来の検査では断線箇所が検出できなかった
が、本発明では容易に検出することができ、断線箇所の
修正が可能になることから、液晶表示パネルの製造歩留
りを大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第５図および第６図は本発明の液晶表
示パネルの検査装置の一実施例のブロック図、第３図、
第４図は本発明の液晶表示パネルの検査装置の一実施例
の一部斜視図、第７図は本発明の液晶表示パネルの検査
方法の一実施例を示す説明図、第８図は従来の液晶表示
パネルの検査装置のブロック図、第９図は従来の液晶表
示パネルの検査方法の説明図である。 101,801……液晶表示パネル、102……ゲート走査IC、10
3……ゲート走査IC制御手段、104……プローブカード、
105,802a,802b……プローブピン、106……位置決め手
段、107……入出力切換手段、108……信号発生手段、10
9……入力端子選択手段、110……判定手段、111……制
御手段、301……配線、302……取付け板、303……Ｚ軸
微調ネジ、304……Ｘ軸微調ネジ、305……支持柱、401
……引き出し線、SW₁〜SW₅……切り換えスイッチ、X₁〜
X₅……入出力端子、Y₁〜Y₅……入力端子、601……バッ
ファ、602……アナログスイッチ、701,702,901,902……
断線箇所、703,903……クロスショート、R₁〜R₃……抵
抗、803a,803b……位置決めステージ、804……コントロ
ーラ、805……抵抗計、806……積載台。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示パネル上に形成されたソース信号
   線の一端と電気的接続をとるための複数の接続手段と、
   前記複数の接続手段を一体としてソース信号線の一端に
   位置決めが行えかつ位置を移動できる位置決め手段と、
   信号を発生させる信号発生手段と、信号の有無と大きさ
   のうち少なくとも一方を検出する信号検出手段と、前記
   信号発生手段からの信号を前記接続手段を介してソース
   信号線に印加する機能と、ソース信号線に送出されてい
   る信号を接続手段を介して信号入力手段に入力する機能
   を有する切り換え手段と、前記液晶表示パネルに装備さ
   れたゲート信号線に信号を印加する走査回路を制御する
   走査回路制御手段とを具備することを特徴とする液晶表
   示パネルの検査装置。
2. 【請求項２】一画素に複数の薄膜トランジスタを形成し
   た液晶表示パネルにあって、一画素の複数の薄膜トラン
   ジスタを動作状態にし、かつ、液晶表示パネルに装備さ
   れたゲート信号線に信号を印加する回路を制御すること
   により、薄膜トランジスタを動作状態にする画素を順次
   シフトさせるとともに、第１のソース信号線に信号を印
   加し、前記第１のソース信号線に隣接した第２のソース
   信号線に送出される前記信号線の有無または大きさを測
   定することによりゲート信号線とソース信号線のうち少
   なくとも一方の断線欠陥を検出することを特徴とする液
   晶表示パネルの検査方法。