JPS63182578A - 液晶表示装置の検査装置 - 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 本発明は薄膜トランジスタ素子アレイを応用した液晶表
示装置の検査装置に関するものである。

以下薄膜トランジスタ素子アレイをＴＦＴアレイと呼ぶ
。

従来の技術 液晶表示装置の表示容量増大に伴って、走査線数が増え
、従来から用いられている電極マトリ・ノクス方式では
液晶表示装置の表示コントラストや応答速度が低下する
。そこで表示特性向上のためにアクティブマトリックス
型液晶表示装置にＴＰＴアレイが利用されつつある。

第７図はＴＰＴアレイを用いた液晶表示装置の一部等価
回路図である。複数本のゲート信号線３及びこれらのゲ
ート信号線と直交する複数本のソース信号線４を備え、
その各交点に薄膜トランジスタ素子１を設け、そのドレ
イン電極は液晶の等価回路である絵素コンデンサ２と接
続されている。

ゲート・ソース間で短絡が発生すると、これらに接続さ
れている絵素の表示状態が異常となり、表示特性におけ
る線欠陥となることから表示品位を著しく低下させる。

また薄膜トランジスタ素子のゲート・ドレイン間及びソ
ース・ドレイン間で短絡が発生すると、この短絡により
絵素の表示状態が異常となることから、表示特性上にお
ける点欠陥となり、上記線欠陥と同じく表示品位を低下
させる要因となる。したがって前述した線欠陥および点
欠陥を検出し、欠陥−所を修正することが重要となる。

以下、図面を参照しながら、従来の液晶表示装置の検査
装置について説明する。第８図は従来の液晶表示装置の
検査装置のブロック図である。第８図において、５は液
晶表示装置であり、薄膜トランジスタ素子Ｔｍｎ　（ｍ
、ｎは整数）、絵素コンデンサＣｍｎ　（ｍ、ｎは整数
）、ゲート信号線Ｘｍ（ｍは整数）、ソース信号線Ｙｎ
　（ｎは整数）が作製されている。また液晶表示装置中
の６はゲート・ドレイン間短絡欠陥を、７はソース・ド
レイン間短絡欠陥を生じているところを示している。

８はソース信号線との接続手段、９はゲート信号線との
接続手段、１０は抵抗値測定手段、１１はテストプロー
ブ位置決め手段、１９はテストプローブまた３１ｍ（ｍ
は整数）はゲート信号線との接続手段９中に設けられた
スイッチ、５２ｎ（ｎは整数）はソース信号線との接続
である。ゲート信号線との接続手段９は液晶表示装置５
の任意のゲート信号線と電気的接続をとることができ、
ソース信号線との接続手段８は液晶表示語Ｗ５の任意の
ソース信号線と電気的接続をとることができ、テストプ
ローブ位置決め手段１１は任意の絵素のドレイン端子に
テストプローブ１９を位置決めすることができる。また
抵抗値測定手段はテストプローブ１９とソース信号線接
続手段・ゲート信号接続手段とに接続されており、任意
のゲート信号線またはソース信号線と任意の薄膜トラン
ジスタ素子のドレイン端子間の抵抗値を測定することが
できる。以下同一記号、同一番号のものは同一構成とす
る。

以上のように構成された液晶表示装置の検査装置につい
てその動作を説明する。まずゲート・ドレイン間欠陥の
検出方法について説明する。この場合はソース信号線と
の接続手段８はＹ１端子のスイッチＳ２１を開放すると
ともにゲート信号線接続手段９はＸ１端子のスイッチＳ
Ｉ、を閉じる。つぎにテストプローブ位置決め手段１１
は薄膜トランジスタ素子ＴＩ＋のドレイン端子にテスト
プローブ１９を位置決めする。次に抵抗値測定手段１０
は薄膜トランジスタ素子Ｔ１゜のゲート・ドレイン間の
抵抗値を測定する。測定された抵抗値より欠陥を検出す
ることができる。同じように薄膜トランジスタ素子Ｔ２
ＩについてはＸ１端子のスイッチＳ１１を開放しＸ２端
子のスイッチＳヮを閉じ、テストプローブ１２を薄膜ト
ランジスタ素子Ｔ４のドレイン端子に位置決めし、抵抗
値を測定するという動作をくりかえせばよい。薄膜トラ
ンジスタ素子Ｔｍ１まで終了すればつぎにソース信号線
接続手段８はＹ２端子のスイッチＳ４を開放し、今回は
薄膜トランジスタ素子Ｔ、に対して前述と同じ動作をく
りかえし、抵抗値を測定していけばよい。以上の動作を
薄膜トランジスタ素子Ｔｍｎまでくりかえせばよい。

つぎにソース・ドレイン間欠陥の検出方法について説明
する。この場合はゲート信号線との接続手段９はＸ１端
子のスイッチＳ１１を開放するとともにソース信号線と
の接続手段８はＹ１端子のスイッチＳ４を閉じる。つぎ
にテストプローブ位置決め手段１１は薄膜トランジスタ
素子ＴＩ＋のドレイン端子にテストプローブ１９を位置
決めする。

次に抵抗値測定手段１０は薄膜トランジスタ素子Ｔ１１
のソース・ドレイン間の抵抗値を測定する。

測定された抵抗値より欠陥を検出することができる。同
じように薄膜トランジスタ素子Ｔ４についてはＸ２端子
のスイッチｓ１□を開放し、テストプローブ１２を薄膜
トランジスタ素子Ｔ４のドレイン端子に位置決めし、抵
抗値を測定するという動作をくりかえせばよい。薄膜ト
ランジスタＴ　ｒｎ　１まで終了すればつぎにソース信
号線との接続手段８はＹ１端子のスイッチｓ２＋を開放
し、スイッチＳｔ１を閉じ今回は薄膜トランジスタ素子
Ｔ、Ｚに対して前述と同じ動作をくりかえし、抵抗値を
測定していけばよい。以上の動作を薄膜トランジスタ素
子Ｔｍｎまでくりかえせばよい。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成ではテストプローブを用
いるため、テストプローブを直接薄膜トランジスタのド
レイン端子やドレイン端子に接続された絵素電極に接触
させる必要があり、素子表面を損傷するおそれがある。

またテストプローブの接触不良による欠陥検出もれがお
こりやすい。

そのうえ、テストプローブを移動させながら欠陥検出を
おこなう必要がなるため位置決め時間に膨大な時間を要
するという問題点を有してした。

本発明は上記問題点に鑑み、液晶表示装置の欠陥検出を
非接触かつ容易に検出する液晶表示装置の検査装置を提
供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の液晶表示装置の検
査装置は任意のゲート信号線に電気的接続をとる手段と
ゲート信号発生手段と任意のソース信号線に接続する手
段とソース信号発生手段と任意の絵素の表示状態を光学
的に検出する手段を有するという構成を備えたものであ
る。

作用 本発明は上記した構成により次のようになる。

正常の液晶表示装置ではゲート信号あるいはソース信号
のみでは液晶表示装置上に作製された薄膜トランジスタ
素子のドレイン端子の絵素コンデンサには充電はおこな
われない。したがって絵素は点燈状態とならない。ゆえ
に点燈状態となった絵素を光学的検出手段で検出すれば
薄膜トランジスタ素子あるいは絵素コンデンサの欠陥を
検出することができる。また通常のゲート信号とソース
信号を印加すれば絵素コンデンサに充電がおこなわれる
から絵素は点燈状態となる。しかし薄膜トランジスタ素
子または絵素コンデンサに欠陥があれば、全熱点燈しな
かったり、点滅状態となる。ゆえに欠陥を検出すること
ができる。また点滅状態となった絵素に接続されている
薄膜トランジスタ素子または絵素コンデンサに印加する
ゲート信号・ソース信号を可変させることにより点滅状
態から点燈状態に変化させることができる。したがって
欠陥の程度および状態をも検出することができる。

実施例 以下本発明の液晶表示装置の検査装置について、図面を
参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例の液
晶表示装置の検査装置のブロック図である。第１図にお
いて１２は光学的検出手段、工３はゲート信号発生手段
、１４はソース信号発生手段である。光学的検出手段は
非接触で任意の絵素の状態を検出できるものであり、フ
ォトトランジスタ素子などを用いてもよいし、目視でも
おこなうことができる。ゲート信号発生手段１３が発生
する信号はゲート信号線との接続手段９を通じて任意の
ゲート信号線に印加することができ、またゲート信号発
生手段は液晶表示装置に作製された薄膜トランジスタ素
子をオン状態に保持する電圧または同期的にオン状態と
オフ状態にする電圧を発生することができ、かつ前記ト
ランジスタをオン状態にする電圧・オン状態を保持する
時間および周期時間を可変できる機能をもっている。

ソース信号発生手段１４が発生する信号はソース信号線
との接続手段８を通じて任意のソース信号線に印加する
ことができ、またソース信号発生手段１４は一定電圧ま
たは複数の一定電圧を周期的にくりかえす信号を発生さ
せることができ、かつ前記電圧の大きさおよび周期を可
変できる機能をもっている。またソース信号発生手段１
４が発生する信号はゲート信号発生手段１３が発生する
信号と同期をとることが可能である。

以上のように構成された液晶表示装置の検査装置につい
てその動作を説明する。

まず、ゲート・ドレイン間短絡欠陥の検出について説明
する。第２図はゲート・ドレイン間短絡欠陥の検出を説
明するためのブロック図であり、薄膜トランジスタ素子
Ｔ２１にゲート・ドレイン間短絡部１５が発生している
。第２図においてスイッチＳＩ２のみを閉じて液晶を光
が十分に透過する状態に保つことができる大きさの信号
をゲート信号発生手段からゲート信号線Ｘ２に印加した
場合を考える。もし薄膜トランジスタ素子に欠陥がなけ
ればゲート信号線Ｘ２に接続されている絵素は非点燈状
態である。しかしゲート信号線Ｘ２に接続されている薄
膜トランジスタ素子Ｔ、Ｊにゲート・ドレイン間短絡が
あるため絵素コンデンサＣｉＩには短絡部１５を通じて
信号が加わり絵素は点燈状態となる。前記点燈状態とな
った絵素を光学的検出手段１２で検出すれば薄膜トラン
ジスタ素子Ｔ２．に欠陥が発生していることがわかる。

また薄膜トランジスタ素子Ｔ４の欠陥状態を検出するに
は次のようにすればよい。前記欠陥状態とば、短絡欠陥
部分に抵抗値をもっている場合であり、非常に高抵抗の
場合は、薄膜トランジスタ素子は正常動作をすることが
でき、完全短絡の場合は異常となる。しかし、高抵抗の
場合たとえば数キロオームから１メガオームの短絡の場
合、絵素の表示状態が多少異常となる。近年、点欠陥・
線欠陥数が減少するにつれ、上記の高抵抗の短絡も検出
し、その状態を測定し、プロセスを改善していくことが
必要となりつつある。これはＴＦＴアレイ作製プロセス
のトラブルにより薄膜トランジスタ素子を構成する絶縁
膜に微細なピンホールが生じ電気的導通が生じている場
合などにおこると考えられる。この欠陥状態を検出する
にはスイッチＳ１□とスイッチＳ！ｌを閉じ、第６（ａ
）図に示すようなゲート信号をゲート信号発生手段１３
からソース信号をソース信号発生手段から発生させる。

第６図においてａをトランジスタをオンする時間すを信
号周期時間とする。前記のような短絡欠陥がある場合、
ゲートが閉じられている時間つまりｂ−ａの時間に絵素
コンデンサち充電された電荷を放電してしまう。ゆえに
絵素は点燈と消燈をくりかえす状態つまり点滅状態とな
る。しかしゲートを開く時間ａを長くまたは周期時間す
を短くすることにより絵素を点燈状態にすることが絵素
コンデンサの容量と短絡部の抵抗の時間数により可能で
ある。前記点燈状態となるときを光学的検出手段１２で
検出し、そのときのａおよびｂの値から欠陥状態を知る
ことができる。

次にソース・ドレイン間短絡の検出について説明する。

第３図はソース・ドレイン間陥落欠陥の検出を説明する
ためのブロック図であり、薄膜トランジスタ素子ＴＩ２
にソース・ドレイン間短絡部１６が発生している。第３
図においてスイッチＳ２２のみを閉じて液晶を光が十分
に透過する状態に保つことができる大きさの信号をソー
ス信号発生手段１４からソース信号線Ｙ２に印加した場
合を考える。もし薄膜トランジスタ素子に欠陥がなけれ
ばソース信号線Ｙ２に接続されている絵素は非点燈状態
である。しかしソース信号線Ｙ２に接続されている薄膜
トランジスタ素子Ｔ！ｌにソース・ドレイン間短絡があ
るため絵素コンデンサＣ１□には短絡部１６を通じて信
号が加わり絵素は点燈状態となる。前記点燈状態となっ
た絵素を光学的検出手段１２で検出すれば薄膜トランジ
スタ素子Ｔヮに欠陥が発生していることがわかる。

また薄膜トランジスタ素子ＴＩ２の欠陥状態を検出する
には次のようにすればよい。第３図においてスイッチＳ
！１とスイッチＳ２２を閉じ、第６（ｂ１図に示すよう
なゲート信号をゲート信号発生手段１３からソース信号
をソース信号発生手段１４から周期をとりながら発生さ
せ、印加する。前記のような短絡欠陥がある場合、ソー
ス信号電圧が低電圧時、絵素コンデンサに充電された電
荷を放電してしまう。ゆえに絵素は点燈と消燈をくりか
えす状態となる。しかしトランジスタをオンする時間ａ
を長くまたは周期時間すを短くすることにより絵素を点
燈状態にすることが可能である。この点燈状態となると
きを光学的検出手段１２で検出し、そのときのａおよび
ｂの値から欠陥状態を知ることができる。以上はａおよ
びｂを可変させるとしたがソース信号電圧あるいはゲー
ト信号電圧の大きさを変化させても絵素コンデンサへの
充電量を変化させることができるため、前記電圧の大き
さからも欠陥状態を知ることができることは明らかであ
る。

次に絵素コンデンサ・ゲート信号線間短絡欠陥の検出に
ついて説明する。第４図は絵素コンデンサ・ゲート信号
線間短絡欠陥の検出を説明するためのブロック図であり
、絵素コンデンサＣＩ＋とゲート信号線Ｘ２に短絡欠陥
が発生している。第４図においてスイッチＳヮのみを閉
じて液晶を光が十分に透過する状態に保つことができる
大きさの信号をゲート信号発生手段からゲート信号線Ｘ
２に印加した場合を考える。もし短絡欠陥がなければ絵
素は非点燈状態である。しかし短絡部１７があるため絵
素コンデンサＣ１１には信号が加わり絵素は点燈状態と
なる。前記点燈状態となった絵素を光学的検出手段１２
で検出すれば絵素コンデンサＣＩ＋　・ゲート信号線Ｘ
２間に短絡欠陥が発生していることを検出できる。

次に絵素コンデンサ・ソース信号線間短絡欠陥の検出に
ついて説明する。第５図は絵素コンデンサ・ソース信号
線間短絡欠陥の検出を説明するためのブロック図であり
、絵素コンデンサＣ１１とソース信号線Ｙ２に短絡欠陥
が発生している。第５図においてスイッチＳ４のみを閉
じて液晶を光を十分に透過する状態に保つことができる
大きさの信号をソース信号発生手段からソース信号線Ｙ
２に印加した場合を考える。もし短絡欠陥がなければ絵
素は非点燈状態である。しかし短絡部分１８があるため
絵素コンデンサＣＩ＋には信号が加わり絵素は点燈状態
となる。前記点燈状態となった絵素を光学的検出手段１
２で検出すれば絵素コンデンサＣＩＩ　・ソース信号線
７２間に短絡欠陥が発生していることがわかる。

次に正常薄膜トランジスタ素子の特性を検査する方法に
ついて第１図と第６（ａ）図を用いて説明する。たとえ
ば薄膜トランジスタ素子Ｔ４の特性を検査するためには
スイッチＳＩ！を閉じ、第６（ａ）図のゲート信号をゲ
ート信号線Ｘ２に印加する。かつスイッチＳ４を閉じ、
第６（ｂ）図のソース信号をソース信号線Ｙ２に印加す
る。すると絵素コンデンサＣ４に電荷が充電され、絵素
は点燈状態となる。次に第６（ａ）図のトランジスタを
オンする時間ａを短くまたは周期時間すを長くしていけ
ば絵素はしだいに点滅状態となるから、前記状態を光学
的検出手段で検出すれば薄膜トランジスタ素子の特性を
検査することができる。

なお本実施例ではトランジスタａまたは周期時間すを変
化させるとしたが、ゲート電圧あるいはソース電圧を変
化させても絵素コンデンサへの充電量を可変させること
ができるから薄膜トランジスタ素子の特性を検査できる
ことは明らかである。

発明の効果 以上のように本発明はテストプローブを用いず、非接触
で液晶表示装置を検査できるため、従来の液晶表示装置
の検査装置のように薄膜トランジスタ素子などの表面を
全く損傷するおそれがなく、かつテストプローブを移動
手段など機械的駆動手段をもたないため非常に高速に検
査をおこなうことができる。その上、液晶表示装置を点
燈させて検査をさせるものであるから、液晶表示装置を
最終製品あるいは最終製品に近い状態で検査をおこなう
ことができ、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示装置の検査装置の
ブロック図、第２図、第３図、第４図。 第５図は本発明の検査装置を用いて液晶表示装置の検査
を説明するためのブロック図、第６図はゲート信号・ソ
ース信号のタイミングチアート図、第７図はＴＰＴアレ
イを用いた液晶表示装置の一部等価回路図、第８図は従
来の一実施例の液晶表示装置の検査装置のブロック図で
ある。 １・・・・・・薄膜トランジスタ素子、２・・・・・・
絵素コンデンサ、３・・・・・・ゲート信号線、４・・
・・・・ソース信号線、５・・・・・・液晶表示装置、
８・・・・・・ソース信号線との接続手段、９・・・・
・・ゲート信号線との接続手段、１０・・・・・・抵抗
値測定手段、１１・・・・・・テストプローブ位置決め
手段、１２・・・・・・光学的検出手段、１３・・・・
・・ゲート信号発生手段、１４・・・・・・ソース信号
発生手段、１９・・・・・・テストプローブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクティブマトリックス型液晶表示装置にあって
   、任意のゲート信号線に電気的接続をとる手段とゲート
   信号発生手段と任意のソース信号線に電気的接続をとる
   手段とソース信号発生手段と任意の絵素の表示状態を光
   学的に検出する手段とを有することを特徴とする液晶表
   示装置の検査装置。
2. （２）ゲート信号発生手段は、液晶表示装置に作製され
   たスイッチ素子としてのトランジスタのスイッチをオン
   状態に保持する電圧または前記トランジスタのスイッチ
   を周期的にオン状態とオフ状態にする電圧を発生させる
   ことができ、かつ前記トランジスタのスイッチをオン状
   態にする電圧、オン状態を保持する時間およびオン状態
   とオフ状態を繰り返す周期を可変できることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の液晶表示装置の検査
   装置。
3. （３）ソース信号発生手段は任意の大きさの一定電圧ま
   たは複数の一定電圧を周期的にくり返す信号を発生する
   ことができ、かつ前記電圧の大きさおよび周期を可変で
   きることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   液晶表示装置の検査装置。