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WO2004070403A1 - 薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の検査装置及び方法 - Google Patents

薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の検査装置及び方法 Download PDF

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WO2004070403A1
WO2004070403A1 PCT/JP2004/000788 JP2004000788W WO2004070403A1 WO 2004070403 A1 WO2004070403 A1 WO 2004070403A1 JP 2004000788 W JP2004000788 W JP 2004000788W WO 2004070403 A1 WO2004070403 A1 WO 2004070403A1
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WO
WIPO (PCT)
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probe
substrate
thin film
film transistor
active matrix
Prior art date
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PCT/JP2004/000788
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English (en)
French (fr)
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Go Tejima
Toshiaki Ueno
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Agilent Technologies Inc
Original Assignee
Agilent Technologies Inc
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Publication date
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    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
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    • G01R1/073—Multiple probes
    • G—PHYSICS
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    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/312—Contactless testing by capacitive methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Definitions

  • the present invention relates to a thin film 'matrix substrate inspection apparatus and inspection method.
  • TFTs thin film transistors
  • the stage of forming TFT array on a glass substrate that is, before the liquid crystal encapsulation or the organic EL application process.
  • the TFT array test which electrically tests whether the completed TFT array works is very important.
  • FIG. 2 shows an example of a typical TFT drive circuit for one pixel in a liquid crystal panel.
  • 50 indicates a data line
  • 51 indicates a gate line
  • 52 indicates a common line
  • 53 indicates a liquid crystal
  • 54 indicates a transparent electrode using ITO (indium tin oxide).
  • ITO indium tin oxide
  • FIG. 3 shows an example of a typical TFT drive circuit for one pixel in an organic EL panel.
  • the organic EL panel itself requires self-lighting of approximately 10 ⁇ m because it emits light by itself. Therefore, it differs from the TFT array for liquid crystal in that a driving transistor 42 and a drive line 56 for supplying a driving current are attached. Similar to the liquid crystal panel, it is preferable that the TFT array test of the organic EL panel is also performed before the costly application process of the organic EL 5 5, that is, with the ITO electrode 54 exposed.
  • non-contact type inspection apparatuses as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 6-2749 4 and 2 0 2 0 2 2 7 8 9 have been proposed.
  • the apparatus described in JP-A-6-27494 is an apparatus for determining the presence or absence of a pixel defect by bringing a probe close to a substrate to which an alternating current is applied and measuring a voltage induced on the probe. It is.
  • a probe larger than the pixel is brought close to the drive circuit on the pixel to which the pulse wave current is applied, and the voltage induced in the probe is measured. It is an apparatus which determines the presence or absence of a defect by setting.
  • the devices described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 6-274 4 and 2 0 2 2 2 8 9 9 have a sufficient dielectric constant of air, so the probe is not sufficiently close to the substrate. It is not possible to use a probe with a wide detection area for inspection of substrates for panels with low flatness and large area because it is impossible to obtain good measurement sensitivity. For this reason, in addition to the need for precise gear control of the probe, there is a problem that the throughput of the inspection becomes low because the number of times to move the probe increases.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a non-contact thin film inspection apparatus and method of a non-contact type thin film matrix which can cope with inspection of a substrate for organic EL with high throughput. Do. Disclosure of the invention
  • an inspection apparatus comprising: a signal supply means for supplying a signal to a thin film transistor active matrix substrate; a probe disposed opposite to the substrate; and detection means for detecting a signal flowing to the probe. It is an object of the present invention to provide an inspection apparatus characterized by comprising a fluid supply means for supplying a dielectric fluid between the substrate and the probe.
  • the dielectric fluid is filled between the substrate and the probe at the time of inspection, a large capacitance can be obtained, a highly sensitive inspection can be performed even if the gap is wide, and the gap control becomes easy.
  • the gap may be wide, a probe with a large surface area can be used even if the flatness of the substrate is low, and the inspection throughput can be dramatically improved.
  • the dielectric fluid between the substrate and the probe it is possible to couple the open ITO electrode and the probe with a large capacity, and form a closed circuit with low impedance between the substrate and the probe. As a result, it is possible to inspect the substrate for measurement and the substrate for organic EL panels.
  • the signal supply means comprises signal supply means for supplying a non-stationary wave signal.
  • the dielectric fluid is composed of a liquid of polar molecules.
  • the dielectric fluid comprises water.
  • the probe is configured to have a plurality of test electrodes.
  • the detection means includes detection means for detecting the current flowing through the probe.
  • the present invention provides a process of making a probe face a thin film transistor active matrix substrate, a process of supplying a dielectric fluid between the substrate and the probe, a closed circuit including the substrate, the dielectric fluid and the probe. Supplying a signal to the circuit; the closed circuit And a step of detecting the signal flowing through the thin film substrate.
  • the substrate is configured of a liquid crystal panel substrate.
  • the substrate is configured of an organic EL panel substrate.
  • a detection area of the probe is configured to be larger than a surface area of a pixel on the substrate.
  • the method further includes the step of discharging the dielectric fluid from between the substrate and the probe.
  • the distance between the substrate and the probe is controlled by the supply amount of the dielectric fluid.
  • FIG. 1 is an overall view of a scanning device according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a typical TFT driving circuit for one pixel in a liquid crystal panel.
  • FIG. 3 is a diagram showing a typical TFT driving circuit for one pixel in an organic EL panel.
  • FIG. 4 is a close view of a substrate and a probe according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of one pixel of the TFT array and its drive circuit in a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory view of a test signal of the present invention.
  • (A) is a test
  • (b) is a current waveform when there is no pixel defect in an array.
  • (c) is an example of another detection signal, and
  • (d) is a detection waveform when there is no pixel defect.
  • FIG. 7 is a diagram showing the movement of the probe in a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a close up view of the substrate and probe of the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the temperature change of the relative permittivity of water.
  • FIG. 10 is a diagram showing the end face of the mouth of a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a close up view of the substrate and the probe in another preferred embodiment of the present invention.
  • the examination device application method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail below.
  • the inspection of the substrate for the organic EL panel is described in detail. It is obvious that it is also possible to inspect a substrate for a liquid crystal panel by the same principle and device.
  • FIG. 1 shows the entire configuration of an inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 14 is a signal supply device
  • 15 is a pixel selection device
  • 31 is an XY stage
  • 32 is a thin film transistor active matrix substrate for an organic EL panel
  • 33 is a probe
  • 34 is an XY stage and a probe Position control device
  • 35 is a water supply device
  • 37 is a signal detection device
  • 39 is water.
  • the substrate 32 is mounted on an XY stage 31 and pixels 40 with a size of 100 t m x 100 ⁇ ⁇ are arranged in a matrix.
  • the position control device 34 is connected to the stage 31 and the probe 33, moves the stage 31 in the X and ⁇ directions to position the substrate 32, and moves the probe 33 in the X and ⁇ directions. Position the inspection position.
  • the gap control of the substrate 32 and the probe 33 can be performed by measurement of the distance by an optical method using a laser and mechanical position control by a piezo element.
  • the water supply device 35 is connected to the probe 33, and supplies the dielectric fluid, water 39, to the probe 33.
  • the dielectric fluid is a fluid having a large relative dielectric constant, and corresponds to a liquid of polar molecules such as methyl alcohol, ethyl alcohol, water, etc.
  • the substrate 32 is not corroded.
  • pure water which is easy to use in common with the equipment used in the manufacturing process.
  • the conductivity of the pure water used was less than 0.60 SZ cm.
  • the water supply device 35 may be provided exclusively for the inspection device as in this embodiment, or may be shared with the substrate cleaning device or the like in the substrate 32 manufacturing process.
  • the probe 33 is provided with a water supply and drainage pipe 20 for supplying and draining water 39 on each of the four end faces as shown in Fig. 10. Further, an air flow 21 of nitrogen gas is provided on the outer side thereof. Not to leak out of the Water supply water 35 supplied from water supply device 35 is supplied between water supply and drainage pipe 20 to substrate 32 and probe 33 on any end face of probe 33 and is discharged from water supply and drainage pipe 2 on the opposite side. Ru.
  • the pixel selection device 15 is connected to the substrate 32 and supplies a signal for selecting a pixel to be detected.
  • a signal supply unit 14 that is a signal supply unit supplies a test signal equivalent to that in actual use to the substrate 3 2.
  • the current detection device 37 which is detection means, is connected to the probe 33, detects the current flowing through the substrate 32 and evaluates the state of the circuit of each pixel to determine the presence or absence of a defect and the state of the defect. .
  • FIG. 8 is a view showing the vicinity of the substrate 32 and the probe 33. As described above, the IT0 electrode 54 connected to the driving transistor 42 is formed on the substrate 32. Figure 8 Each of the ITO electrodes 54 corresponds to each pixel of the panel. Probe 3 3 on the board
  • a plurality of electrodes 41 having the same size as 100 m x 1 00 z m as the pixels on the substrate 32 are provided in an array.
  • the use of the array-like electrode 41 can reduce the influence of the capacitance induced between the wires other than the ITO electrode 54 such as the drive wire 56 and the probe 33, and thus the sensitivity is high. Inspection is possible. Further, the inspection signal supplied to the drive line 56 is supplied to the pixel corresponding to the driving transistor 42 turned on (turned on) by the pixel selection device 1.5, and the signal is transmitted to the electrode. The presence of a defective pixel and the state thereof are determined by detection using a current detection device 3 7 connected to 4 1.
  • FIG. 5 is an explanatory view of one pixel of a TFT array used for an organic EL panel and its drive circuit.
  • 11 is a gate line drive circuit
  • 12 is a data line drive circuit
  • 16 is an AC power supply
  • 43 is a pixel selection transistor.
  • a gate line driving circuit 11 which is a part of the pixel selection device 15 is connected to all or a part of a plurality of gate lines 51 and is connected to a gate line 51 to which a pixel to be inspected is connected. Apply a predetermined voltage.
  • a data line drive circuit 12 which is a part of the pixel selection device 15 is connected to all or a part of the plurality of data lines 50 and is connected to a data line 50 to which a pixel to be detected is connected. Apply a voltage of The pixel selection transistor 43 is connected to the gate of the drive transistor 42, and the drive transistor
  • the pixel selection transistor 15 When a voltage is applied to the data line 50 and the gate line 51, the pixel selection transistor 15 is turned on, and the driving transistor 42 is turned on (on state).
  • An AC power supply 16 which is a part of the signal supply device 14 is connected to a drive line 56 and supplies a pulse wave signal of a non-stationary wave signal.
  • the non-stationary wave signal means a signal such as a pulse wave signal or a sine wave signal whose voltage or current changes with time.
  • the substrate 32 to be measured is set on the stage 31, and the current detection device 37 and the pixel selection device 15 are connected to the substrate 32.
  • the stage 31 and the probe 33 are moved by the position control device 34 to move the probe 33 above the inspection position of the substrate 32 so that the probe 33 approaches the substrate 32.
  • the gap between the substrate 32 and the probe 33 is 10.
  • the water supply device 35 starts the supply of water 39 between the substrate 32 and the probe 33. In this state, a voltage is applied to the data line 50 and the gate line 51 of the pixel to be inspected first to make the driving transistor 42 of the pixel to be inspected conductive. And, from the signal supply device 14, the pulse wave signal as shown in FIG.
  • a test signal is applied to the closed circuit by applying a voltage.
  • a current of 10 A which is necessary for the luminescence of the organic EL, was applied in order to inspect the panel in a state close to actual use.
  • the measurement frequency is 10 MHz.
  • the defective pixel to be inspected is detected.
  • voltages are applied to the data lines 50 and gate lines 51 of adjacent pixels to perform inspection in the same manner.
  • the inspection of all the pixels facing the probe 33 is sequentially performed.
  • the probe 33 is moved as shown in FIG. 7, and the same inspection is repeated for all pixels on the substrate 32.
  • new water 39 is always supplied during the inspection. At this time, water is supplied from the water supply and drainage pipe 20 disposed at the end face corresponding to the front in the moving direction of the probe 33, and water is drained from the water supply and drainage pipe 20 on the opposite side.
  • a pulse-shaped signal as shown in FIG. 6 (a) is used as a detection signal, but a sinusoidal signal as shown in FIG. 6 (c) may be used.
  • the current detection device 37 detects a current I s 90 ° out of phase as shown in FIG. 6 (d).
  • a temperature control device should be provided when inspection takes a long time or when the temperature changes. If the temperature of water 39 is kept constant, more accurate inspection is possible.
  • FIG. 4 is a view near the substrate 32 and the probe 33 corresponding to FIG. 8 of the embodiment described above.
  • This embodiment differs from the embodiment described above in that the electrode 41 on the probe is a flat plate.
  • the flat electrode 41 has advantages of low manufacturing cost and easy alignment as compared with the arrayed electrode.
  • the electrode 41 is provided with innumerable fine holes (not shown), through which the water 39 supplied from the water supply device 35 is supplied between the substrate 32 and the probe 33.
  • the detection area that can be detected by the probe 33 is the surface area of the electrode 41. The wider the detection area, the more the number of pixels that can be detected without moving the probe 33. Therefore, in this modification, a probe 33 having a detection area larger than the surface area of the pixel is employed.
  • FIG. 11 is a schematic view of such a control device, in which 23 is a gap measuring device of a substrate 32 and a probe 33 by a laser 24 and 35 is a water supply device.
  • the gap measuring device 23 constantly measures the gap between the substrate 32 and the probe 33 by means of the laser 24 and outputs information on the difference from a predetermined target value to the water supply device 35.
  • the water supply device 35 adjusts the amount of water supplied to the probe 33 based on the difference information. Water supplied from the water supply device 35 to the probe 33 is supplied between the substrate 32 and the probe 33 from the fine holes provided in the probe 33. In this manner, the gap between the substrate 32 and the probe 33 is constantly monitored by the gap measuring device 33, and feedback is provided to the water supply device 35. It is possible to stably maintain a minute gap from ⁇ to several tens / im.

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Abstract

薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板にプローブを対向させる工程と、前記基板と前記プローブの間に誘電性流体を供給する工程と、前記基板と前記プローブとを含む閉回路に電源を供給する工程と、前記電源により前記閉回路に流れる信号を検出する工程を有する前記基板を検査する検査方法により、高いスループットで、有機ＥＬ用の基板にも適した非接触型のＴＦＴアレイ基板検査装置および方法を提供する。

Description

' 'マトリクス基板の検査装置及び方法 技術分野
本発明は、 薄膜 'マトリクス基板の検查装置およぴ検查方法 関する。 背景技術
近年、 液晶デイスプレイや有機 ELディスプレイに代表されるフラットパネルディス プレイは、 高い画像品質を実現するために薄膜トランジスタ （TFT) を用いたァクティ ブマトリクス方式が主流になっている。 TFT方式の液晶または有機 ELパネルの生産に おいては、 高価な液晶や有機 EL材料の無駄を防ぐため、 TFTァレイをガラス基板上に 形成した段階、即ち液晶の封入あるいは有機 EL塗布工程の前に、完成した TFTアレイ が動作するか否かを電気的に試験する TFT アレイテストが非常に重要である。 すなわ ち、 液晶の封入あるいは有機 EL塗布工程の前に TFTアレイテストを行うことにより、 特定の画素を駆動する TFT回路の電気的不良を発見することができ、 欠陥画素の救済 処置や、 欠陥画素を含む基板を工程から除去することにより、 コス トのかかる以降のェ 程の歩留まりを向上させることができる。
図 2に液晶パネルにおける代表的な 1画素分の T F T駆動回路の例を示す。 図におい て、 5 0はデータ線、 5 1はゲート線、 5 2はコモン線、 5 3は液晶、 5 4は I T O (ィ ンジゥム錫酸化物) を用いた透明電極を示す。 図 2に示すように、 駆動回路がマトリク ス状に画素の数だけガラス基板上に形成されたものを TFT アレイと称する。 前述した TFTアレイテス トは液晶 5 3の封入前に行われるため、 画素の数 ITO電極 5 4が露出 した状態で検査が行う。 この様な駆動回路の試験方法としては TFT を電気的にスイツ チングさせて、正常な電位が ITO電極 5 4の表面に発生しているかどうかを計測して判 断するのが一般的である。 電圧をデータ線 5◦に印加した状態で、 試験対象となる駆動 回路のゲート線 5 1に電圧を印加することで、 選択した TFT トランジスタをオン状態 に設定できる。 この時に、 ITO電極 5 4にデータ線の印加電圧と同じ電圧が生じていれ ば TFT トランジスタは正常であると判断できる。 図 3は有機 E Lパネルにおける代表的な 1画素分の TFT駆動回路の例を示す。 図 3 において、 4 2は駆動用のトランジスタ、 5 0はデータ線、 5 1はゲート線、 5 2はコ モン線、 5 4は ITO電極、 5 5は有機 E L、 5 6はドライブ線を示す。 有機 E Lパネル は、 液晶パネルと異なり有機 E L自体が自己発光するため 1 0 μ Α程度の駆動電流が必 要となる。 このため、 液晶用の T F Tアレイに比べ、 駆動用のトランジスタ 4 2と駆動 電流を供給するドライブ線 5 6が付カ卩されている点が異なる。 有機 E Lパネルの T F T アレイテストも液晶パネルと同様に、 コストのかかる有機 E L 5 5塗布工程の前、 すな わち ITO電極 5 4が露出した状態で行われることが好ましい。
このように、 T F Tアレイテストは基板上の ITO電極 5 4が露出した状態で行われる ため、 画素に非接触で検査を行う必要がある。 また、 薄膜トランジスタアクティブマト リクス基板上には多くの画素が存在するため、 経済性の観点から高いスループッ卜が要 求される。 このような検査装置として、 特開平 6— 2 7 4 9 4号公報およぴ特開 2 0 0 2 - 2 2 7 8 9号公報に示すような非接触型の検査装置が提案されている。 特開平 6— 2 7 4 9 4号公報記載の装置は、 交流電流を印加した基板にプローブを近接させ、 プロ ーブに誘起される電圧を測定することによって画素の欠陥の有無を判定する装置であ る。 また、 特開 2 0 0 2— 2 2 7 8 9号公報記載の装置は、 パルス波電流を印加した画 素上に駆動回路に画素より大きなプローブを近接させ、 プローブに誘起される電圧を測 定することによって欠陥の有無を判定する装置である。
しかし、 特開平 6— 2 7 4 9 4号公報および特開 2 0 0 2— 2 2 7 8 9号公報記載の 装置は、 空気の誘電率は小さいためプローブを基板に十分に近接させないと十分な測定 感度を得ることができず、 平坦度が低く面積が広いパネル用の基板を検査には、 広い検 知面積をもつプローブを使用することはできない。 このため、 プローブの精密なギヤッ プ制御手段が必要となるほか、 プロ一ブを移動する回数が多くなるため、 検査のスルー プットが低くなるという問題がある。
さらに、 有機 E Lパネル用の基板の場合は、 I T O電極 5 4が接続されている駆動用 のトランジスタ 4 2の端子には何ら負荷が接続されていない状態のため、 有機 E L塗布 前の状態ではトランジスタ 4 2に電流が流れなレ、。 この点、図 3の点線で示したように、 I T O電極 5 4と並列に予め検查用の負荷 C tを設けておく方法があるが、 基板上に余 計なスペースが必要となり、 また基板作成工程も増えるという問題がある。 また、 電流 駆動である有機 E Lパネルの検査は実際の使用条件と同じ電流を流して検査を行うこ とが望ましいが、 電圧駆動の液晶パネルの検查装置である特許文献 1および 2の装置で かかる電流を流そうとすると大きな印加電圧が必要となる結果、 基板とプローブ間で絶 縁破壊が起きてしまう。
本発明は上記の問題点を解決し、 高スループットで、 有機 E L用の基板の検查にも対 応可能な非接触型の薄膜 ブマトリクス基板の検査装置および方 法を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 薄膜トランジスタァクティブマトリクス基板に信号を供給する信号供給手 段と、 前記基板に対向して配置されたプローブと、 前記プローブに流れる信号を検出す る検出手段とを有する検査装置において、 前記基板と前記プローブの間に誘電性流体を 供給する流体供給手段を有することを特徴とする検査装置を提供するものである。
この装置によれば、 検查時に基板とプローブ間に誘電性流体が充填されるため大きな キャパシタンスが得られ、 ギャップが広くても高感度な検査が可能となり、 ギャップコ ントロールが容易となる。 また、 ギャップが広くてもよいため、 基板の平坦度が低くて も広い表面積をもつプローブを使用することができ、 検査のスループットを飛躍的に向 上させることができる。 さらに、 基板とプローブ間に誘電性流体が充填されることによ り、 開放状態にある I T O電極とプローブを大きな容量で結合させることができ、 基板 とプローブ間にインピーダンスの低い閉回路を形成することができるため、 測定用の負 荷がなレ、有機 E Lパネル用の基板の検査も行うことができる。
好ましくは、 前記信号供給手段は、 非定常波信号を供給する信号供給手段で構成され る。
好ましくは、 前記誘電性流体は、 有極性分子の液体で構成される。
好ましくは、 前記誘電性流体は、 水で構成される。
好ましくは、 前記プローブは、 複数の検査用の電極を有するように構成される。
好ましくは、 前記検出手段は、 前記プローブに流れる電流を検出する検出手段で構成 される。
また、 本発明は、 薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板にプローブを対向させ る工程と、 前記基板と前記プローブの間に誘電性流体を供給する工程と、 前記基板、 前記誘電性流体および前記プローブを含む閉回路に信号を供給する工程と、 前記閉回路 に流れる前記信号を検出する工程を有することを特徴とする薄膜トラン V イブマトリタス基板の検查方法を提供するものである。
好ましくは、 前記基板は、 液晶パネル用基板で構成される。
好ましくは、 前記基板は、 有機 E Lパネル用基板で構成される。
好ましくは、 前記プローブの検知面積は、 前記基板上の画素の表面積よりも広くなる ように構成される。
好ましくは、 前記誘電体流体を前記基板と前記プローブの間から排出する工程を、 さ らに含む。
好ましくは、 前記誘電性流体の供給量によって、 前記基板と前記プローブとの間隔を 制御する。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の好適実施形態である検查装置の全体図である。
図 2は、 液晶パネルにおける代表的な 1画素分の T F T駆動回路を示す図である。 図 3は、 有機 E Lパネルにおける代表的な 1画素分の T F T駆動回路を示す図である。 図 4は、 本発明の実施形態変形例の基板とプローブの近傍図である。
図 5は、 本発明の好適実施形態における T F Tアレイの 1画素とその,駆動回路の拡大 図である。
図 6は、本発明の検査信号の説明図である。 （a ) は実施形態の検査信号であり、 （b ) はアレイに画素欠陥がないときの電流波形である。 また、 （c ) は別の検查信号の例で あり、 （d ) は画素欠陥がないときの検知波形である。
図 7は、 本発明の好適実施形態におけるプローブの動きを示す図である。
図 8は、 本発明の好適実施形態の基板とプローブの近傍図である。
図 9は、 水の比誘電率の温度変化を示す図である。
図 1 0は、 本発明の好適実施形態のプ口一プ端面を示す図である。
図 1 1は、 本発明の別の好適実施形態における基板とプローブの近傍図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に添付図面を参照して、 本発明の好適実施形態となる検查装置おょぴ方法につ いて詳細に説明する。 なお、 本実施形態では有機 ELパネル用の基板の検査を詳細に説 明するが、 同様な原理と装置で液晶パネル用の基板の検査も行うことができることは明 らかである。
図 1は本発明の好適実施形態となる検査装置の全体の構成を示す。
図 1において、 1 4は信号供給装置、 1 5は画素選択装置、 3 1は XYステージ、 3 2は有機 ELパネル用の薄膜トランジスタアクティブマトリタス基板、 3 3はプローブ、 3 4は X Yステージとプローブの位置制御装置、 3 5は水供給装置、 3 7は信号検出装 置、 3 9は水である。 図 7のように基板 3 2上は、 XYステージ 3 1に設置され、 1 0 0 t m X 1 0 0 μ πιの大きさの画素 4 0がマトリクス状に配置されている。 位置制御装置 3 4はステージ 3 1とプローブ 3 3に接続され、 ステージ 3 1を Xおよび Υ方向に移動 させて基板 3 2の位置決めを行うとともに、 プローブ 3 3を X、 Ύ Ζ方向に移動させ て検査位置に位置決めを行う。 基板 3 2とプローブ 3 3のギャップ制御は、 レーザーを 用いた光学的手法による距離の測定と、 ピエゾ素子による機械的な位置制御により行う ことができる。 水供給装置 3 5はプローブ 3 3に接続され、 プローブ 3 3に誘電体流体 である水 3 9を供給する。 ここで、 誘電体流体とは比誘電率が大きな流体であり、 メチ ルアルコール、 エチルアルコール、 水などの有極性分子の液体等が該当するが、 本実施 形態では、 基板 3 2を腐食せず、 製造工程で使用する装置と共通化が容易な純水を採用 した。 使用した純水の導電率は 0 . 0 6 SZ c m以下であった。 水供給装置 3 5は本 実施形態のように検査装置専用のものを設けてもよいし、 基板 3 2製作工程における基 板洗浄装置などと共通化してもよい。 プローブ 3 3には、 図 1 0のように 4つの端面に それぞれ水 3 9の給排水を行う給排水管 2 0が設けられ、 さらにその外側に窒素ガスの エアフロー 2 1を設けて水 3 9がプローブの外に漏れ出さないようにしている。 水供給 装置 3 5から供給された水 3 9は、 プローブ 3 3の任意の端面の給排水管 2 0から基板 3 2とプローブ 3 3間に供給され、 対向する辺の給排水管 2◦から排出される。 また、 画素選択装置 1 5は基板 3 2に接続され、 検查对象となる画素を選択する信号を供給す る。 信号供給手段である信号供給装置 1 4は、 実使用状態と同等の検査信号を基板 3 2 に供給する。 検出手段である電流検出装置 3 7は、 プローブ 3 3に接続され、 基板 3 2 に流れる電流を検出し、 各画素の回路の状態を評価することにより、 欠陥の有無や欠陥 の状態を判定する。
図 8は、 基板 3 2とプロ一ブ 3 3の近傍を示した図である。 基板 3 2上には前述した ように、 駆動用のトランジスタ 4 2に接続された IT0電極 5 4が形成されている。 図 8 において、 各 ITO電極 5 4がパネルの各画素に対応している。 プローブ 3 3には、 基板
3 2と対向する面に、 基板 3 2上の画素と同じ 1 0 0 m X 1 0 0 z mの大きさの複数 の電極 4 1がアレイ状に設けられている。このように、アレイ状の電極 4 1を用いると、 ドライブ線 5 6などの I T O電極 5 4以外の配線とプローブ 3 3間に誘起されるキヤ パシタンスの影響を小さくすることができ、 高感度な検査が可能となる。 また、 ドライ ブ線 5 6に供給された検査用の信号は、 画素選択装置 1. 5により導通状態 （オン状態） にされた駆動用トランジスタ 4 2に対応する画素に供給され、 その信号を電極 4 1に接 続された電流検出装置 3 7で検出することによって欠陥画素の有無とその状態を判定 する。
図 5は、 有機 ELパネルに用いられる TFTアレイの 1画素とその駆動回路の説明図で ある。 図 5において 1 1はゲート線駆動回路、 1 2はデータ線駆動回路、 1 6は交流電 源、 4 3は画素選択用トランジスタである。 画素選択装置 1 5の一部であるグート線駆 動回路 1 1は複数のグート線 5 1のうち全部または一部に接続され、 検査対象となる画 素が接続されているゲート線 5 1に所定の電圧を印加する。 画素選択装置 1 5の一部で あるデータ線駆動回路 1 2は、 複数のデータ線 5 0のうち全部または一部に接続され、 検查対象なる画素が接続されているデータ線 5 0に所定の電圧を印加する。 画素選択用 トランジスタ 4 3は駆動用トランジスタ 4 2のゲートに接続され、 駆動用トランジスタ
4 2の動作状態を司る。 データ線 5 0とゲート線 5 1に電圧が印加されると画素選択用 トランジスタ 1 5がオン状態となり、 駆動用トランジスタ 4 2が導通状態 （オン状態） となる。 信号供給装置 1 4の一部である交流電源 1 6は、 ドライブ線 5 6に接続され、 非定常波信号のパルス波信号を供給する。 ここで、 非定常波信号とは、 パルス波信号や 正弦波信号など、 時間とともに電圧または電流が変化する信号をいう。
次に検査装置の動作を説明する。 まず、 測定対象となる基板 3 2をステージ 3 1上に セットし、 電流検出装置 3 7と画素選択装置 1 5を基板 3 2に接続する。 次に位置制御 装置 3 4によりステージ 3 1およびプローブ 3 3を動かして、 プローブ 3 3を基板 3 2 の検查位置の上に移動させ、 プロ一ブ 3 3を基板 3 2に近接させる。 本実施形態では基 板 3 2とプローブ 3 3間のギャップを 1 0 とした。 そして水供給装置 3 5から基板 3 2とプローブ 3 3の間に水 3 9の供給を開始する。 この状態で、 最初に検査する画素 のデータ線 5 0とゲート線 5 1に電圧を印加して、 検查する画素の駆動用トランジスタ 4 2を導通状態にする。 そして、 信号供給装置 1 4より図 6 ( a ) のようなパルス波信 号を印加することにより閉回路に検査信号を印加する。 パネルの実使用状態に近い状態 で検査を行うため、 有機 E Lの発光に必要な 1 0 Aの電流を印加した。 また、 測定周 波数は 1 0 MH zである。 このときに閉回路に流れる電流を電流検出装置 3 7にて検知 する。 画素に欠陥がない場合には、 図 6 ( b ) のように印加電圧 V dと水 3 9のキャパ シタンスによるインピーダンス Zから求められる微分波形の電流 I s ( I s = V d / Z ) が検出される。 もし、 電流が流れない力、極端に少ない場合には画素選択用トランジ スタ 4 3や駆動用トランジスタ 4 2などの欠陥が考えられる。 またもし、 大きな電流が 流れたり、 異なる波形の信号が検出される場合には駆動用トランジスタ 4 2や I T O電 極 5 4などからのリークが考えられる。 このようにして検査対象の欠陥画素を検出する。 このようにして 1つの画素の検査が終了すると、 隣接する画素のデータ線 5 0とゲー ト線 5 1に電圧を印加して同様に検査を行う。 このようにしてプローブ 3 3と対向する 全ての画素の検査を順々に行う。 全ての画素の検査が終了すると、 図 7のようにプロ一 ブ 3 3を移動し、 基板 3 2上の全ての画素に対して同様な検查を繰り返し行う。
なお、 不純物混入による誘電性流体の汚染防止やプローブ 3 3の移動容易化のため、 検査中は常に新しい水 3 9を供給し続ける。 このとき、 プローブ 3 3の移動方向前面に あたる端面に配置された給排水管 2 0から水 3 9を供給し、 反対側の給排水管 2 0から 排水することによって、 検査画素に安定して水 3 9を供給しつづけることができる。 なお、 本実施形態では検查信号として図 6 ( a ) のようなパルス形状の信号を用いた が、 図 6 ( c ) のような正弦波形状の信号でもよい。 この場合、 画素に欠陥が無ければ 電流検出装置 3 7には図 6 ( d ) のような 9 0度位相がずれた電流 I sが検知される。 また、 水 3 9の比誘電率は図 9のように温度とともに変化するため、 検査に時間がか かる場合や温度変化がある環境下などで検查を行う場合には、 温度制御装置を設けて水 3 9の温度を一定に保つようにすると、 より高精度な検査が可能となる。
さらに、各画素の個別検査に先立って、全てまたは任意の複数の画素を同時に選択し、 選択された画素のうち、 プ口 'ーブ 3 3が対向している範囲の画素に欠陥画素が含まれて V、るか否かを一括判定し、 欠陥画素が含まれている場合のみ個別画素ごとに検査を行う 検査方法をとることにより、 さらに高スループットの検査を行うことができる。
以上のような実施形態により、 特許文献 1および 2のように基板 3 2とプローブ 3 3 間に空気層を設けた従来の装置と比べ、 広いギヤップでも検査が可能となり、 精密なギ ャップ制御手段が不要となった。また、平坦度の低く面積が広いパネル用基板の検査に、 広い検知面積をもつプローブを使用することができるので、 検査のスループットが飛躍 的に向上する。
さらに、 従来のように、 基板 3 2とプローブ 3 3のギャップを空気層で有機 E Lパネ ル用の基板を検査しようとすると、 有機 E L素子の発光に必要な 1 0 μ Αの電流を流す ためにはギャップ間に 2 Vの電位差を与える必要があり、 絶縁破壌してしまうおそれが あつたが、 ギヤップに水 3 9を供給することにより 0 . 2 Vの電位差で 1 0 μ Αの電流 を流すことができ、 安全に検査を行うこ.とができるようになった。
次に、 本発明の実施形態の変形例を紹介する。 図 4は前述した実施形態の図 8に対応 する基板 3 2とプローブ 3 3の近傍図である。 前述した実施形態とはプローブ上の電極 4 1が平板となっている点が異なる。 平板状の電極 4 1は、 アレイ状の電極に比べ製造 コストが安く、 位置合わせが容易であるという長所を有する。 電極 4 1には無数の細か ぃ孔 (図示しない) が設けられており、 この孔により水供給装置 3 5から供給された水 3 9を基板 3 2とプローブ 3 3の間に供給している。 ここで、 プローブ 3 3により検知 できる検知面積は、 電極 4 1の表面積であり、 この検知面積が広いほどプローブ 3 3を 移動せずに検查できる画素数が増える。 このため、 本変形例では画素の表面積よりも大 きな検知面積を有するプローブ 3 3を採用している。
また、 逆に画素とほぼ等しいか画素面積以下の大きさのプローブ 3 3を利用すると、 平坦度が低い基板やより正確さが求められる検査に対応することができる。
また、 水 3 9の供給量によつて基板 3 2とプローブ 3 3のギヤップ制御を行つてもよ い。 図 1 1はこのような制御装置の模式図で、 2 3はレーザ 2 4による基板 3 2とプロ ーブ 3 3のギヤップ測定装置、 3 5は水供給装置である。 ギヤップ測定装置 2 3は基板 検査中、 常時、 レーザ 2 4によって基板 3 2とプロープ 3 3のギャップを測定し、 予め 定められた目標値との差異情報を水供給装置 3 5に出力する。 水供給装置 3 5は、 差異 情報に基づいてプローブ 3 3に供給する水量を調節する。 水供給装置 3 5からプローブ 3 3に供給された水は、 プローブ 3 3に設けられた細かい孔から基板 3 2とプローブ 3 3間に供給される。 このようにして、 ギャップ測定装置 3 3により、 基板 3 2とプロ一 ブ 3 3間のギヤップを常時監視して、 水供給装置 3 5にフィードバックすることによつ て、 簡便な構成で、 数 μ πιから数十/ i mという微小ギャップを安定して維持することが できる。
なお、 上述した本実施形態おょぴその変形例は、 特許請求の範囲に記載した本発明の 説明のための一実施形態にすぎず、 特許請求の範囲で示した権利範囲内において種々の 変形を行うことができることは、 当業者にとって明らかである。

Claims

請求の範囲 プマトリクス基板に信号を供給する信号供給手段と、 前記基板に対向して配置されたプローブと、 前記プローブに流れる信号を検出する検出 手段と、 前記基板と前記プローブの間に誘電性流体を供給する流体供給手段を有するこ とを特徴とする検査装置。
2 . 前記信号供給手段は、 非定常波信号を供給する信号供給手段であることを特徴と する請求項 1に記載の薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の検査装置。
3 . 前記誘電性流体は、 有極性分子の液体であることを特徴とする請求項 1に記載の 薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の検査装置。
4 . 前記誘電性流体は、 水であることを特徴とする請求項 3に記載の薄膜トランジス タアクティブマトリクス基板の検査装置。
5 . 前記プローブは、 複数の検查用の電極を有することを特：|敷とする請求項 1に記載 の薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の検査装置。
6 . 前記検出手段は、 前記プローブに流れる電流を検出する検出手段であることを特 徴とする請求項 1に記載の薄膜トランジスタアクティブマトリタス基板の検査装置。
7 . 薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板にプローブを対向させる工程と、 前 記基板と前記プローブの間に誘電性流体を供給する工程と、 前記基板、 前記誘電性流体 および前記プローブを含む閉回路に信号を供給する工程と、 前記閉回路に流れる前記信 号を検出する工程を有することを特徴とする薄膜トランジスタアクティブマトリタス 基板の検査方法。
8 . 前記基板は、 液晶パネル用基板であることを特徴とする請求項 7に記載の薄膜ト ランジスタアクティブマトリクス基板の検查方法。
9 . 前記基板は、 有機 E Lパネル用基板であることを特徴とする請求項 7に記載の薄 膜トランジスタアクティブマトリクス基板の検査方法。
1 0 . 前記プローブの検知面積は、 前記基板上の画素の表面積よりも広いことを特徴 とする請求項 7に記載の薄膜 '、マトリタス基板の検査方法。
1 1 . 前記誘電体流体を前記基板と前記プローブの間から排出する工程を、 さらに含 むことを特徴とする請求項 7に記載の薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の 検查方法。
1 2 . 前記誘電性流体の供給量によって、 前記基板と前記プローブとの間隔を制御す ることを特徴とする請求項 7に記載の薄膜トランジスタアクティブマトリクス基板の 検査方法。
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