NL8700933A - Testmethode voor lcd-elementen. - Google Patents

Description

Pfflf 12.097 1 * N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Testmethode voor LCD-elementen.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het testen van een deelinrichting van een weergeefinrichting met een schakelelement tussen tenminste één besturingslijn en een deel van een te vormen beeldelement.

5 Onder schakelelementen worden in deze aanvrage onder meer verstaan dunne film transistoren (FET's), diodes en bijvoorbeeld MIM's (metaal-isolator-metaal), maar ook bijvoorbeeld combinaties van diodes, zoals onder andere toegepast in dioderingen of schakelelementen die ten behoeve van redundancy uit meerdere deelelementen zijn opgebouwd.

10 Bij grotere weergeefinrichtingen, met name actieve vloeibaar-kristal weergeefinrichtigen die volgens een matrix zijn georganiseerd, neemt het aantal schakelelementen en daardoor de kans op niet of gedeeltelijk functionerende schakelelementen snel toe. Omdat daarmee de kans op afkeur van het gerede product toeneemt bestaat er 15 behoefte aan een keuring van tussenproducten. Een probleem hierbij is dat niet, zoals bijvoorbeeld bij halfgeleider producten, het product functioneel in een vroeg stadium (zoals bijvoorbeeld IC's op de plak, vóór aansluiten en afmontage) kan worden getest.

Het voltooide product kan niet langs elektrische of 20 elektronische weg kan worden gekeurd, omdat het optisch schakelen bijvoorbeeld visueel moet worden gecontroleerd. Omdat het nu bovendien een voltooid product betreft met inbegrip van besturingselektronica is het uit kostenoverweging van groot voordeel indien een deelproduct, dat op zich reeds een groot gedeelte van het totale product bevat, zoals bijvoorbeeld 25 een eerste steunplaat van een vloeibaar kristal weergeefinrichting voorzien van schakelelementen, op eenvoudige wijze kan worden getest (en zonodig gerepareerd). Haast een verminderde uitval bij het eindproduct leidt dit tot besparing van materiaal (onder andere vloeibaar kristal materiaal, tweede steunplaten). Bovendien maakt het eerder ingrijpen in 30 het fabricage-proces mogelijk.

De uitvinding stelt zich ten doel een dergelijke testmethode te verschaffen.

β / r: * ;< * PHN 12.097 2

Een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort heeft daartoe het kenmerk, dat het schakelelement of het deel van het te vormen beeldelement wordt afgetast door middel van een energiebundel.

De energiebundel kan bijvoorbeeld een elektronenbundel of 5 een lichtbundel, in het bijzonder een laserstraal zijn.

Hierbij zij opgemerkt dat het testen met behulp van een laserstraal of een elektronenbundel op zichzelf voor halfgeleiderschakelingen bekend is uit de IC-technologie. Daar worden echter in het algemeen extra schakelelementen aangebracht, zoals 10 thyristoren (DOS 28.31.787), fotogevoelige schakelaars (ÜSP 3,801,910) of extra voedingslijnen (FR 2.316.728). In de te testen deelinrichtingen van een weergeefinrichting zouden dergelijke extra voorzieningen het vervaardigen van dergelijke deelinrichtingen extra gecompliceerd maken. Bovendien zijn zij bij het testen met behulp van de werkwijze volgens de 15 uitvinding volstrekt overbodig.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de tekening, waarin

Figuur 1 een eerste voorbeeld van de werkwijze toont;

Figuur 2 een variant hierop toont voor een ander soort 20 opbouw van de weergeefinrichting;

Figuur 3 een voorbeeld toont van de werkwijze voor het testen van deelinrichtingen van de inrichting, zoals getoond in de Nederlandse octrooiaanvrage no. 8.502.663 (PHN 11.508), terwijl;

Figuur 4 voorbeelden van de daarbij behorende 25 testkarakteristieken toont en;

Figuur 5 een werkwijze toont voor het testen en zonodig herstellen van een soortgelijke deelinrichting, zoals getoond in Figuur 1.

Figuur 1 toont schematisch een deel van een weergeefinrichting 10 die in dit voorbeeld als een matrix is 30 georganiseerd. De matrix bevat rijelektroden 11 en kolomelektroden 12. Terplaatse van de kruisingen van rijelektroden en kolomelektroden zijn vloeibaar kristal elementen 9 via een schakelelement, in dit voorbeeld een dunne film veldeffect transistor 13 met de rijelektroden 11 en de kolomelektroden 12 verbonden. De vloeibaar kristal beeldelemeten bevatten 35 een beeldelektrode 17 die zich in dit voorbeeld op de zelfde steunplaat bevindt als de elektroden 11, 12 en de transistoren 13. Verder bevatten de beeldelementen een tegenelektrode 18 op een tweede steunplaat, die in 8 > r ' : PHN 12.097 3 *

Figuur 1 door middel van streeplijnen is aangegeven.

Volgens de uitvinding wordt de deelinrichting die zich op de eerste steunplaat bevindt eerst getest, voordat de beide steunplaten tegen elkaar worden bevestigd en vervolgens de ruimte tussen de 5 steunplaten met vloeibaar kristal materiaal wordt gevuld en daarna afgesloten. Hiertoe bestaan een aantal verschillende mogelijkheden.

Volgens een eerste werkwijze kan de poort 15 van de dunne film veldeffect transistor 13 via de rijelektrode 11 een zodanige spanning krijgen dat de transistor 13 geleidend wordt. Tegelijkertijd met de 10 selectie van een transistor 13 wordt bijvoorbeeld de beeldelektrode 17 die met de afvoerzóne 16 van de transistor verbonden is voorzien van een hoeveelheid negatieve lading. Dit kan geschieden door de betreffende beeldelektrode 17 af te tasten met een elektronenbundel 7. De op de beeldelektrode aanwezige lading kan vervolgens via de geleidende 15 transistor 13 en de kolomelektrode 12 (die verbonden is met de aanvoerzóne 14 van de transistor 13) met algemeen bekende middelen worden gedetecteerd. Het al dan niet detecteren van de lading geeft een indicatie voor een al dan niet goed werkende transistor 13 respectievelijk al dan niet aanwezige interconnecties.

20 Omgekeerd kan via de transistoren 13 ook lading op de beeldelektroden 17 worden aangebracht door een transistor 13 te selecteren via een rijelektrode 11 en de aanvoerzóne 14 via een kolomelektrode 12 een zodanige spanning te geen dat de bijbehorende beeldelektrode 17 wordt opgeladen. De lading op de beeldelektrode 17 kan dan weer worden 25 gedetekteerd door aftasten met een elektronenbundel 7 in een “scanning electron microscope*. Dit maakt weer goed/fout detectie mogelijk.

De selectie van de rijelektroden 11 kan rechtstreeks plaats vinden, via aansluitpunten 6, maar desgewenst ook via een hulpcircuit 8, waarbij zich een aantal stralingsgevoelige schakelelementen, in dit 30 voorbeeld fotogevoelige dioden 19 tussen de aansluitpunten 6 van de rijelektroden 11 en een testspanningslijn 20 bevinden. Door een van de dioden 19 met straling 21 van de geschikte golflente te beschijnen wordt deze geleidend en krijgt de bijbehorende rijelektrode 11 de gewenste spanning.

35 Figuur 2 toont een deel van een soortgelijke matrix, waarbij de schkelelementen nu worden gevormd door dioden 22, terwijl de kolomelektroden 12 en de rijelektroden 11 nu op verschillende steunplaten 8 7 0 0 £ 3 3 ip ΡΗΝ 12.097 4 zijn aangebracht. Het gedeelte met de rijelektroden 11, de dioden 22 en de beeldelektroden 17 kan weer op een soortgelijke wijze worden getest als beschreven aan de hand van Figuur 1. De (met getrokken lijnen getekende) kolomelektroden 12 en de tegenelektrode 18 bevinden zich op de tweede 5 steunplaat.

Figuur 3 toont schematisch een gedeelte van een andere weergeefinrichting 10, met een besturingsschakeling die geschikt is voor de wijze van besturen zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage no. 8.502.663 (PHN 11.508). Doordat hier alle dioden 23 tussen de 10 rijelektroden 11a, 11b parallel geschakeld zijn is afzonderlijk elektrisch testen niet mogelijk. Wel kunnen de paren (of elk van de dioden 23 afzonderlijk) met een laserbundel 5 worden bestraald. De dioden 23 worden hierbij geacht te zijn vervaardigd uit fotogevoelig materiaal, zoals bijvoorbeeld amorf silicium. Onder invloed van de bestraling gaat er een 15 fotostroom Ιφ lopen tussen de rijelektroden 11a, 11b, waarvan de karakteristiek op algemeen bekende wijze kan worden getest. (Hierbij wordt de spanning op rijelektrode 11a geacht hoger te zijn dan die op rijelektrode 11b).

De kolomelektroden 12 en de tegenelektroden 18 bevinden 20 zich weer op de andere steunplaat en kunnen dus niet bij de test gebruikt worden.

Is één van beide dioden niet aangesloten of is een verbinding op een andere wijze verbroken dan geeft de fotostroom geen aanleiding tot een verandering in de gemeten stroom. Ook kan de stroom-25 spanningskarakteristiek (curve a in Figuur 4) afwijkingen vertonen door en te hoge serieweerstand (curve b in Figuur 4) of bijvoorbeeld een te lage parallel weerstand (curve c in Figuur 4), respectievelijk een kortsluiting. Aan de hand van de gemeten stroom bij bijvoorbeeld een testspanning Vm (Figuur 4) is het dan bijvoorbeeld mogelijk niet alleen 30 een test op aanwezigheid van de dioden 23 uit te voeren, maar ook een zekere vorm van procesbewaking en kwaliteitscontröle te realiseren. Op soortgelijke wijze kunnen de dioden 24 worden getest.

In alle getoonde voorbeelden geldt dat de schakelelementen ten behoeve van redundancy meervoudig kunnen worden uitgevoerd. Zo is in 35 Figuur 5 de veldeffecttransistor 13 van de inrichting van figuur 1 dubbel uitgevoerd als transistoren 13a, 13b. De rijelektrode 11 is in principe verbonden met de poort van transistor 13a en strekt zich uit tot vlak bij 5 PHN 12.097 5 de poort van transisor 13b. Indien nu bij een test, zoals beschreven aan de hand van Figuur 1, transistor 13a niet aangesloten blijkt of anderszins niet goed functioneert, dan kan net behulp van de laserbundel 25 een las 26 worden aangebracht tussen de rijelektrode 11 en de poort van transistor 5 13a. Dezelfde laserbundel 25 kan zonodig ook benut worden om de aansluiting tussen de rijelektrode 11 en de poort van transistor 13a, respectievelijk de verbinding tussen transistor 13a en andere elementen (zoals de verbinding 27 met beeldelektrode 17) te verwijderen. Anderzijds kunnen de beide transistoren 13a, 13b reeds vooraf beiden aangesloten 10 zijn, waarbij na opladen van beeldelektroden 17 met een elektronenbundel, elk van de transistoren 13a, 13b met een laserstraal bestraald worden zodat goed/fout-detectie kan plaats vinden. De aansluiting van een niet goed functionerende transistor kan dan zonodig weer met behulp van een 15 laserstraal worden verbroken.

Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot de hier getoonde voorbeelden, maar zijn, binnen het kader van de uitvinding, voor de vakman diverse variaties mogelijk. Zo kunnen ook schakelelementen als dioderingen met behulp van laserbestraling worden getest; een voorwaarde 20 hierbij is dat de tot de diodering behorende dioden lateraal gescheiden zijn. De werkwijze beschreven aan de hand van figuur 2 kan ook worden toegepast met andere schakelelementen dan dioden, zoals bijvoorbeeld varistors, MIM's of andere dipolen. Evenzo kunnen in het voorbeeld van Figuur 1 de veldeffect-transistoren door andere driepolen vervangen 25 worden. Ook kan in een eventuele hulpschakeling 8 het aantal fotodioden 19 worden teruggebracht door één fotodiode met meerdere rijelektroden 11 te verbinden, terwijl in plaats van fotodioden ook stralingsgevoelige weerstanden kunnen worden gebruikt. Tenslotte hoeven de te testen deelinrichtingen niet noodzakelijk deel uit te maken van een 30 weergeefinrichting die als matrix georganiseerd is, terwijl de uitvinding ook toepasbaar is op andere dan vloeibaar kristallijn weergeefinrichtingen.

r ‘ c

Claims (10)

1. Werkwijze voor het testen van een deelinrichting van een weergeefinrichting met een schakelelement tussen tenminste één besturingslijn en een deel van een te vormen beeldelement, met het kenmerk, dat het schakelelement of het deel van het te vormen beeldelement 5 wordt afgetast door middel van een energiebundel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de energiebundel een elektronenbundel is.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het deel van het te vormen beeldelement door de elektronenbundel wordt 10 opgeladen en de werking van het schakelelement wordt getest door ontlading van het te vormen beeldelement via het schakelelement.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het deel van het te vormen beeldelement van lading wordt voorzien via het schakelelement en de toevoer van lading naar het te voeren beeldelement 15 wordt getest met behulp van een scanning electronenmicroscoop.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de laadstroom om het te vormen beeldelement van lading te voorzien verkregen wordt met behulp van tenminste een stralingsgevoelig schakelelement, dat selectief met een lichtbundel, in het bijzonder een laserstraal, bestraald 20 kan worden.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de energiebundel een lichtbundel, in het bijzonder een laserstraal, is.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het schakelelement tenminste een fotogevoelig halfgeleiderelement bevat dat 25 door de lichtbundel wordt afgetast.

8. Werkwijze volgens conclusie 1 tot en met 7, met het kenmerk, dat het schakelelement redundante elementen bevat die afhankelijk van het testresultaat in de verbinding tussen de besturingslijn en het te vormen beeldelement kunnen worden opgenomen of daaruit verwijderd.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat een laserstraal wordt gebruikt voor het maken respectievelijk verbreken van de verbinding.

10. Werkwijze volgens conclusie 6 tot en met 9, met het kenmerk, dat de fotogevoelige halfgeleiderelementen lateraal gescheiden 35 zijn. r ~ ?< λ f* ύ *êc h : y j? é 5