JPS62204291A - 表示パネル用プロ−バ - Google Patents

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〕 この発明は、表示パネル用プローバに関するもので、例
えば、アクティブ・マトリックス構成の液晶表示パネル
用プローバに利用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

液晶表示パネルとして、そのコントラスト比を高めるた
め、薄膜トランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）を内蔵して、アク
ティブ・マトリックス構成とした液晶表示パネルが開発
されている（例えば、日経マグロウヒル社１９８４年１
月２日付ｒ日経エレクトロニクス１頁１０４〜頁１０５
参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような液晶表示パネルにおいては、技術の進展によ
り試作品の段階から商品として量産され始めている。こ
のため、試作の段階ではあまり問題にされなかった動作
試験のための検査装置が必要になった。この試験におい
ては、画素毎に設けられた薄膜トランジスタが所望の特
性を持つものであるい否かの試験を行うものである。し
かしながら、上記薄膜トランジスタは、高解像度を得る
ために極めて小さいく形成された画素毎にそれぞれが形
成されるものであるので、膨大な数になるとともに高密
度に形成されるため、その電極への電気的接続を行うこ
とが極めて難しい。

この発明の目的は、比較的簡単な構成によって表示パネ
ルの試験のために、その測定電極への電気的接続を行う
表示パネル用プローバを提供することにある。

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。

すなわち、被試験表示パネルの測定載置台の互いに対向
する一対の辺にそれぞれ平行及びそれと直角方向に移動
する第１及び第２のステージ機構と、上記測定載置台の
一対の辺と直角をなす他辺に平行及びそれと直角に移動
する第３のステージ機構と、上記第１ないし第３のそれ
ぞれのステージ機構によって位置制御がなされプローブ
ヘッドを設けて、被試験表示パネルの任意の点にプロー
ブを圧着させるようにするものである。

〔作　用〕

上記した手段によれば、薄膜トランジスタ等のアクティ
ブ素子に対して試験信号を供給することができるから、
それぞれ独立して特性試験を行うことができる。

〔実施例１〕 第１図には、この発明に係る表示パネル用プローバの一
実施例の概略平面図が示されている。

被試験液晶表示パネルＬＣＤは、後述する測定載置台（
置）に載置される。この測定載置台（ＴＢＬ）の同図に
おける上辺に平行に、ＸステージＸ５ＴＧが設けられる
。このＸステージＸ５ＴＧは、パルス（ステッピング）
モータによって駆動され、同図に示した矢印のようにＸ
軸方向に高精度に移動する。この実施例では、特に制限
されないが、上記ＸステージＸ５ＴＧにそれと直角方向
に、言い換えるならば、Ｙ軸方向にプローブヘッドＨ１
を比較的小さな距離だけ移動させる微調移動ステージＹ
Ｓ°が設けられる。このプローブヘッドＨ１は、プロー
ブアームＡ１が設けられる。このプローブアームＡ１の
先端部には、その先端が液晶表示パネルの電極面に向か
うようなプローブが取り付けられる。特に制限されない
が、このプローブは、バネ性をもった細い線条のタング
ステン針によって構成される。このプローブとしては、
例えば、半導体ウェハプローバに用いられるようなプロ
ーブが利用される。上記プローブヘッドＨ１は、上記プ
ローブアームＡ１を上下動させるアップ／ダウン機構、
言い換えるならば、プローブの尖端を液晶表示パネルの
電極面に圧着させる機能が設けられる。このようなアッ
プ／ダウン機構は、特に制限されないが、パルスモータ
の回転運動を上下運動に変換するカム機構又は電磁石を
用いることによって実現される。

上記測定載置台（ＴＢＬ）の同図における左辺に平行に
、ＹステージＹＳＴＧが設けられる。このＹステージＹ
ＳＴＧは、パルス（ステッピング）モータによって駆動
され、同図に矢印で示したようにＹ軸方向に高精度に移
動する。この実施例では、特に制限されないが、上記Ｙ
ステージＹＳＴＧにそれと直角方向に、言い換えるなら
ば、Ｘ軸方向にプローブヘッド１１２を比較的小さな距
離だけ移動させる微調移動ステージＸＳ°が設けられる
。このプローブヘッドＨ２は、上記同様なプローブが取
り付けられるプローブアームＡ２が設けられる。このプ
ローブヘッドＨ２は、上記プローブヘッドＨ１と同様に
プローブアームＡ２を上下動させるアップ／ダウン機構
が設けられる。

上記測定載置台（置）の同図における右辺側には、Ｘ／
ＹステージＸ／ＹＳＴＧが設けられる。このＸ／Ｙステ
ージＸ／ＹＳＴＧは、上記同様に２つのパルス（ステッ
ピング）モータによって駆動され、プローブヘッドＨ３
を同図に矢印で示したようにＹ軸及びＹ軸方向に高精度
に移動させる。このプローブヘッドＨ３は、上記同様な
プローブが取り付けられるプローブアームＡ３が設けら
れる。このプローブヘッドＨ３には、上記プローブヘッ
ドＨ１等と同様に、そのプローブアームＡ３を上下動さ
せるアップ／ダウン機構が設けられる。なお、上記測定
載置台（ＴＢＬ）の各辺と各ステージＸ５ＴＧ、ＹＳＴ
Ｇの軸とは平行に配置される。したがって、これらのテ
スージＸ５ＴＧ、ＹＳＴＧは、各辺に対して比較的短い
間隔をもって配置される。これにより、上記プローブヘ
ッドＨ１とＨ２に取り付けられるプローブアームＡＩ、
Ａ２は、比較的短く形成される。これに対して、ｘ／Ｙ
ステージＸ／ＹＳＴＧは、Ｘステージによる最も左側の
位置が測定載置台（置）の右辺に接触してしまわないよ
うにする必要がある。これにより、プローブアームＡ３
の長さは、載置台（液晶表示パネルＬＣＤ）ＴＢＬのＸ
方向の長さとほり同じような長さにされる。

顕微鏡ＭＣは、上記プローブの尖端と液晶表示パネルＬ
ＣＤの測定電極との針合わせ等のための観察に利用され
る。この顕微鏡ＭＣにより液晶表示パネルの全面の観察
を行うようにするため、顕微鏡ＭＣは、Ｌ字形の自在ア
ームＭＣＡＭに取り付けられている。

第２図には、上記プローバの概略正面図が示されている
。

測定載置台ＴＢＬは、例えば取り付は用の支柱の上面側
に固定指示されている。測定載置台ＴＢＬは、最大の液
晶表示パネル（ＬＣＤ）に対応された大きさのを持ち、
その側面側に捻子等によって固定指示するものである。

上記捻子等による固定指示によって液晶表示パネル（Ｌ
ＣＤ）と上記測定載置台ＴＢＬのＸ及びＹ軸がぼり一致
させられる。同図において代表として例示的に示されて
いるプローブアームＡ２の先端部分には、斜めに液晶表
示パネル（ＬＣＤ）の表面に向かうプローブが取り付け
られる。特に制限されないが、このプローブの他端側に
は、リード線の一端が接続され、他端はテスター側との
接続を行うコネクターに接続される。そして、このコネ
クタによりケーブルを介してテスターとの接続がおこな
わる。このような構成は、例えば、周知の半導体ウエハ
プローバ等と同様であるので、その詳細な説明を省略す
る。

この実施例によるプローバによるアクティブ・マトリッ
クス・パネルに対する試験動作の作動形態を第３図に従
った次に説明する。

被試験液晶表示パネルＬＣＤは、各画素毎に薄膜トラン
ジスタが形成される。例えば、これらのマトリックス配
置された薄膜トランジスタのうち、横の行に配置された
薄膜トランジスタのゲートは、横方向に走る配線によっ
て共通接続される。上記ゲートを共通接続する配線の両
端は、液晶表示パネルＬＣＤの左右の両辺に沿って配列
された電極に接続される。また、縦の列に配置された薄
膜トランジスタのドレインは、縦方向に走る配線によっ
て共通接続される。上記ドレインを共通接続する配線の
両端は、液晶表示パネルＬＣＤの上下の両辺に沿って配
列された電極に接続される。上記薄膜トランジスタのソ
ースは、各画素を構成する液晶の一方の電極に接続され
る。上記画素の数は、例えば横８インチで縦６インチの
平面に１２００×８００のように高密度に形成される。

以上構成のアクティブ・マトリックス構成の液晶表示パ
ネルの薄膜トランジスタの特性試験を行うに当たり、被
試験液晶表示パネルＬＣＤは、上記プローバの測定載置
台ＴＢＬに固定載置させられる。このように、液晶表示
パネルＬＣＤを単に固定載置したのみでは、Ｘステージ
Ｘ５ＴＧ及びＹステージＹＳＴＧのそれぞれのＹ軸及び
Ｙ軸と、上記固定載置された液晶表示パネルのＸ軸及び
Ｙ軸とは一致しない場合がある。すなわち、同図に点線
で示したように、上記各ステージＸ５ＴＧ及びＹＳＴＧ
に対して液晶表示パネルＬＣＤが微少角度だけ回転させ
られて固定載置されることによって両者間の軸にずれが
生じる。このような軸のずれを修正するために、例えば
、半導体ウェハプローバのように、測定載置台ＴＢＬに
回転機構を設けることが考えられる。

しかしながら、上記測定ｆｉ３！ｉ台ＴＢＬの大きさが
半導体ウェハに比べて大型になるため、僅かにそれを回
転させても、その周辺での移動距離が太き（なってしま
う。このため、例えば、ＸステージＸ５ＴＧを液晶表示
パネルＬＣＤ　（載置台）の左端Ｐ１に移動させて、そ
の位置合わせを行ったのち、同様な右端Ｐ２に移動させ
て、そのずれ分を修正するように、液晶表示パネルＬＣ
Ｄ　（載置台）を回転させると、相対的に左端Ｐｌ側が
逆方向に移動してしまう。したがって、上記ステージＸ
５ＴＧのＸ軸と液晶表示パネルＬＣＤのＸ軸を精度良く
一致させるためには、複数回にわたって同様な位置合わ
せ作業が必要になってしまう。

この実施例では、各ステージＸ５ＴＧ及びＹＳＴＧに、
それぞれの軸と直角方向の微調移動用ステージが設けら
れる。これによって、例えば、第３図に点線で示したよ
うに、液晶表示パネルしＣＤが固定載置された場合、ま
ずＸステージＸ５ＴＧを上記左端Ｐ１に移動させて、そ
のプローブの先端が目標の電極と一致させるように、ｍ
＋＋［移動ステージＹＳ゛によって、−Δｙの微調整を
行う。

すなわち、微調移動ステージＹＳ゛によりプローブベッ
ドＨ１は、載置台側に対して押し出される。

次に、ＸステージＸ５ＴＧを上記右端Ｐ３に移動させて
、そのプローブの先端が目標の電極と一致させるように
、微調移動ステージＹＳ”によって、＋Δｙの微調整を
行う。すなわち、微調移動ステージＹＳ’　によりプロ
ーブベッドＨ１は、載置台側に対して引き戻される。こ
のような２つの微調整量−Δｙと＋Δｙを最初に求める
だけで、以後の測定中においては、上記液晶表示パネル
ＬＣＤの回転角度に対応される両端Ｐ１と２３間に存在
する等間隔の各電極の座標に対するＸ軸及びＹ軸方向の
修正をマイクロコンピュータ等によって構成されるコン
トローラの演算によって簡単に求めることができる。こ
こで、上記のように液晶表示パネルＬＣＤのＸ軸が対応
されたＸステージＸ５ＴＧの各軸に対して角度を持つ場
合、ＸステージＸ５ＴＧ側から見た液晶表示パネルＬＣ
ＤのＸ方向の長さが実効的に短くされる。これに応じて
、液晶表示パネルＬＣＤのＸ方向に並んで配列される各
電極のピンチも実効的に短くされるため、上記のように
微調移動ステージＹＳ゛によるＹ軸の修正の他、Ｘ軸に
対する修正も同時に行われるものである。

同様に、ＹステージＹＳＴＧを上記左端Ｐ１に移動させ
て、そのプローブの先端が目標の電極と一致させるよう
に、微調移動ステージＸＳ”によって、−ΔＸの微調整
を行う。次に、ＹステージＹＳＴＧを上記左下端Ｐ２に
移動させて、そのプローブの先端が目標の電極と一致さ
せるように、微調移動ステージＸＳ゛によって、＋ΔＸ
の微調整を行う。このような２つの微調整量−ΔＸと＋
ΔＸを最初に求めるだけで、以後の測定中においては上
記同様な端Ｐ１と２２間に存在する等間隔の各電極の座
標に対するＹ軸及びＸ軸方向の修正をマイクロコンピュ
ータ等によって構成されるコントローラの演算によって
簡単に求めることができる。ここで、上記同様に液晶表
示パネルＬＣＤのＹ軸が対応されたＸステージＸ５ＴＧ
の各軸に対して角度を持つ場合、ＹステージＹＳＴＧ側
から見た液晶表示パネルＬＣＤのＹ方向の長さが実効的
に短くされる。これに応じて、液晶表示パネルＬＣＤの
Ｙ方向に並んで配列される各電極のピッチも実効的に短
くされるため、上記のように微調移動ステージＸＳ°に
よるＸ軸の修正の他、Ｙ軸に対する修正も同時に行われ
るものである。

また、プローブヘッドＨ３は、Ｘ／Ｙステージを利用し
て、最初（例えば左上）の電極に対する位置合わせを行
う。

このような位置合わせ作業の後、試験動作を開始させる
と、各ステージは、例えば左上の測定素子に対応した電
極に移動され、各プローブヘッドＨ１〜Ｈ３のアップ／
ダウン機構が作動して、各プローブを上記位置合わせさ
れた電極表面に圧着させることによって各電極に対する
電気的接続を得る。この後、テスターからの試験電圧又
は電流が供給され、その特性試験が行われる。

この試験が終わると、上記アップ／ダウン機構によるプ
ローブの圧着を開放させる。そして、例えば、Ｘステー
ジＸ５ＴＧと微調移動ステージＹＳ°のパルス午−夕に
上記配線のピッチに相当する距離を移動させるパルスを
供給して、１ピッチ分右側に移動させる。これにより、
プローブヘッドＨ１のプローブの尖端は、次の電極上に
移動させられる。また、同様にＸ／ＹステージＸ／ＹＳ
ＴＧにも薄膜トランジスタのソース電極の１ピッチ分に
相当するパルスを供給して、そのプローブ尖端を次の薄
膜トランジスタのソース電極上に移動させる。この場合
、上記修正値が演算によって自動的に求められ、上記そ
れぞれのパルス数、言い換えるならば、移動量が決定さ
れる。このようにして、左側から右側に向かって横方向
に順に測定を行う場合、最初の行の試験測定が終了する
までの間、ＹステージＳＴＧは、最初の状態のままとさ
れる。

上記最初の行の試験が終了すると、ＹステージＳＴＧは
、その電極（配線）の１ピッチ分下に移動する。また、
Ｘ／ＹステージＸ／ＹＳＴＧも、次の行の薄膜トランジ
スタのドレインの１ピッチ分に相当する上記同様な修正
を含む移動を行う。

これによって、次の行の右端の薄膜トランジスタへの針
合わせが自動的に行われ、上記同様に特性試験を行う。

そして、この行においては、効率的なプローブヘッドの
移動を行わせるため、特に制限されないが、上記最初の
行とは逆に右側から左側に向かって次々に上記動作を繰
り替えしてその特性試験を行う。以下同様の動作を繰り
返すことによって、全ての薄膜トランジスタの特性試験
を行うことができる。

なお、上記アクティブ素子を含まない、例えば横方向に
走る走査電極と、縦方向に走る信号電極からなるドツト
マトリックス構成の液晶表示パネルにおいては、例えば
、上記ＸステージＹＳＴＧのプローブにより上記走査電
極の左端に接続を行い、Ｘ／ＹステージＸ／ＹＳＴＧの
プローブにより上記走査電極の右端の接続を行うことに
よって、横方向に走る走査電極の断線の有無及び抵抗値
を検出することができる。また、上記ＸステージＸ５Ｔ
Ｇのプローブにより上記信号電極の上端に接続を行い、
Ｘ／ＹステージＸ／ＹＳＴＧのプローブにより上記信号
電極の下端の接続を行うことによって、縦方向に走る信
号電極の断線の有無及び抵抗値を検出することができる
。

〔実施例２〕 図示しないが、上記ＸステージＸ５ＴＧとＹステージＹ
ＳＴＧに代えて、上記Ｘ／ＸステージＸ／ＹＳＴＧを設
ける。言い換えるならば、上記微調整用の各ステージＹ
Ｓ”　とＸＳｏのストロークを長くするようにするもの
である。

これにより、例えば、第４図に示しように、１つの基板
ＳＵＢに、複数の液晶表示パネルＬＣＤ１１ないしＬＣ
Ｄ２２のように形成した場合、これら複数の液晶表示パ
ネルの周辺部にそれぞれ設けられる電極への電気的接続
が可能になるものである。すなわち、液晶表示パネルＬ
ＣＤ２１と、ＬＣＤ２２の測定のときには、Ｘステージ
Ｘ５ＴＧにおいて、そのストロークが長くされたＹ方向
ステージが、その上辺の電極まで延長される。また、液
晶表示パネルＬＣＤ１２と、ＬＣＤ２２の測定のときに
は、ＹステージＹＳＴＧにおいて、そのストロークが長
くされたＸ方向ステージが、その左辺の電極まで延長さ
れる。

なお、上記のように１つの基板ＳＵＢに複数の液晶表示
パネルを同時に形成することによって、その量麹性の向
上が図られるものである。このような曹産性を高めた液
晶表示パネルに対しても、上記のようなステージ機構の
採用によって、その測定が可能となって効率的な動作試
験を行うことができるものとなる。なお、半導体集積回
路と同様に、上記基板上の個々の液晶パネルＬＣＤＩＩ
ないしＬＣＤ２２は、上記試験終了の後に分割されるも
のである。

上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りであ
る。すなわち、 （１）それぞれにそれと直角方向のＲｉｍ移動ステージ
が設けられたＸ、Ｙテスージ及びＸ／Ｙステージ１ＲＩ
ｆＲにそれぞれにプローブヘッドを設けるという簡単な
構成によって、上記Ｘ、Ｙステージの軸に対して回転角
度を持って固定載置された被測定表示パネルに対する針
合わせが簡単に行えるという効果が得られる。

（２）上記（１）により、載置台には、それを回転させ
るような針合わせ用のステージが不要になるから、装置
の薄型化及び軽量化を実現できるという効果が得られる
。

（３）プローブの数は、３本のみで構成できるから、針
合わせが極めて容品に行えるという効果が得られる。

（４）プローブによる電気的接続は、測定中の素子に対
してのみ行うものであるから、測定すべき素子（スイッ
チトリー）が不要になるという効果が得られる。

（５）上記（４）により、プローバとテスターとの電気
的接続を行うケーブルの数を少なくできるという効果が
得られる。

（６）上記ＸステージＸ５ＴＧとＹステージＹＳＴＧの
微調整用の各ステージＹＳ”とＸＳｏのストロークを長
くすることにより、１つの基板に複数の液晶表示パネル
が形成される場合でも、そのままの状態でその測定を行
うことができるという効果が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、パターン認識
装置を設けて、上記のようなＸ及びＹステージにおける
２点の針金わせを自動的に行うようにするものであって
もよい。

この場合、上記！調整量Δｙ及びΔｙから、各３つのス
テージの移動制御量を算出でるから、液晶表示パネルの
自動搬入／搬出化と相俟って完全自動化が可能になる。

また、載置台にＺステージを設け、半導体ウエハプロー
バのように、被測定物を上に押し上げることによってプ
ローブとの圧着を行うようにするものであってもよい。

この場合には、プローブヘッドの個々に設けられるアッ
プ／ダウン機構を省略できるものとなる。

さらに、被測定物である表示パネルの表面の反り、歪を
検出するためのセンサーを各プローブヘッドに設けて、
そのセンサー出力によって、プローブの押し下げ量を制
御するような機能を付加するものであってもよい。この
場合には、パルスモータを利用して、そのアップ／ダウ
ン量を精度良く制御させることが望ましい。これによっ
て、上記センサー出力に従って駆動パルス数を形成する
ことによって、プローブ尖端のアップ／ダウン量が高精
度に制御できるから上記表示パネルの表面の反り、歪に
応じた最適な針圧を得ることができるものとなる。

この発明は、高密度に画素が構成される表示パネル用プ
ローバとして広（利用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、それぞれにそれと直角方向の微調移動ステ
ージ又は比較的長いストロークを持つステージ機構が設
けられたＸ、Ｙテスージ及びＸ／Ｙステージ機構にそれ
ぞれにプローブヘッドを設けるという簡単な構成により
て、上記Ｘ、Ｙステージの軸に対して回転角度を持って
固定載置された被測定表示パネルに対する針合わせ又は
１つの基板上に複数の表示パネルの測定が可能にされる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す概略平面図、 第２図は、その一実施例を示す概略正面図第３図は、針
合わせ動作及び測定動作の概略を説明するための平面図 第４図は、複数の液晶表示パネルが形成される基板の一
例を示す概略平面図である。 Ｘ５ＴＧ・・Ｘステージ、ＹＳＴＧ・・Ｙステージ、ｘ
ｓ’　、ｙｓ”　・・微調移動ステージ、Ｘ／ＹＳＴＧ
・・Ｘ／Ｙテスージ、Ｈ１〜Ｈ３・・プローブヘッド、
Ａｌ〜Ａ３・・プローブアーム、ＬＣＤ・・液晶表示パ
ネル、ＭＣ・・顕微鏡、ＴＢＬ・・載置台

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被試験表示パネルの測定載置台と、この測定載置台
   の互いに対向する一対の辺にそれぞれ平行及びそれと直
   角方向に移動する第１及び第２のステージ機構と、上記
   測定載置台の一対の辺と直角をなす他辺に平行及びそれ
   と直角に移動する第３のステージ機構と、上記第１ない
   し第３のそれぞれのステージ機構によって位置制御がな
   され、それぞれプローブが取り付けられる第１ないし第
   ３のプローブヘッドとを含むことを特徴とする表示パネ
   ル用プローバ。 ２、上記第１及び第３のステージ機構は、対応する辺に
   沿って平行に移動する主ステージと、上記主ステージに
   設けられ、それと直角方向に比較的小さな移動量をもっ
   て第１及び第３のプローブヘッドを移動させる微調移動
   ステージからなるものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の表示パネル用プローバ。 ３、上記第１、第１及び第３のプローブヘッドは、その
   アームに取り付けられたプローブの尖端を上下動させる
   アップ／ダウン機構が設けられるものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１、又は第２項記載の表示パネ
   ル用プローバ。 ４、上記被試験表示パネルは、薄膜トランジスタが内蔵
   されたアクティブ・マトリックスの液晶表示パネルであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１、第２又は第３
   項記載の表示パネル用プローバ。