JP2007183192A - 検査方法、検査回路及び電気光学装置用基板、並びに電気光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えばTFTアレイ基板に形成された複数の差動増幅回路の特性ばらつきを、当該基板に画素部を形成する前に予め検査する。
【解決手段】差動増幅回路SAijは、第1信号線の組XL1及びXL2の夫々に対応して異なるタイミングで第1信号線の組XL1及びXL2の夫々と導通し、差動増幅回路SAij毎に第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの夫々が信号供給線213a及び213bの夫々に読み出される。これにより、第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの電位の差である出力電圧が差動増幅回路SAij毎に検出され、出力電圧が検査用電圧に比べて増幅されているか否かが判定されることによって、差動増幅回路Sijが正常に動作しているか判定される。これにより、差動増幅回路の含まれるTFT53及び54の閾値電圧の差が複数の差動増幅回路間で相互にばらついているか否かが間接的に判明する。
【選択図】図1
【解決手段】差動増幅回路SAijは、第1信号線の組XL1及びXL2の夫々に対応して異なるタイミングで第1信号線の組XL1及びXL2の夫々と導通し、差動増幅回路SAij毎に第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの夫々が信号供給線213a及び213bの夫々に読み出される。これにより、第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの電位の差である出力電圧が差動増幅回路SAij毎に検出され、出力電圧が検査用電圧に比べて増幅されているか否かが判定されることによって、差動増幅回路Sijが正常に動作しているか判定される。これにより、差動増幅回路の含まれるTFT53及び54の閾値電圧の差が複数の差動増幅回路間で相互にばらついているか否かが間接的に判明する。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置に用いられるTFTアレイ基板等の電気光学装置用基板に形成された複数の差動増幅回路を検査できる検査方法、検査回路、及びこのような検査方法を応用可能な電気光学装置用基板、並びに電気光学装置の技術分野に関する。
液晶装置等の電気光学装置は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下「TFT」と称す。)等が形成されたTFTアレイ基板等の電気光学装置用基板を検査する工程と、TFTアレイ基板及び液晶等の電気光学素子を駆動するための対向電極が形成された対向基板間に液晶を封入する工程とを経て形成される。完成品である液晶装置が正常に作動するか否かの検査は、最終的には、完成された液晶装置によって画像が正しく表示されるか否かによって行われる。このような電気光学装置において、TFTアレイ基板に形成された画素のTFTや保持容量の不具合がTFTアレイ基板を検査する工程で検出されなかった場合には、完成品である液晶装置に対して行う検査によって初めて不具合が検出されることになり、電気光学装置を製造する際の歩留まりの低下及びコストの増大を招く問題点がある。
このような問題点を解決する手段の一つとして、例えば特許文献1は、画素アレイ内においてコンパレータに電気的に接続された2本の信号線及び走査線の全ての交差に対応して配置された画素について、電気光学装置用基板を形成した段階で2つの画素において保持された電位を比較することによって画素に不良が生じているか否かを検査する技術を開示している。
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、コンパレータの性能に不具合があった場合、画素部の検査が正しく行われない可能性がある。
すなわち、コンパレータは微小な電位差を比較しなくてはならないため、コンパレータを構成するトランジスタの閾値にばらつきがあると、コンパレータは正常に動作せず、正確な検査が行えない恐れがある。
このため、特許文献1のようなコンパレータを内蔵した電気光学装置用基板を製造するにあたっては、閾値のばらつきを必要限度内に抑えることができる、トランジスタの製造プロセスが必要となる。
そのためには、製造プロセスが上記の要件を満たすようにトランジスタを製造できるかどうかを予め検査する必要がある。
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、電気光学装置の製造プロセスにおける、トランジスタの閾値ばらつきの範囲を検査するための、検査方法、検査回路、及びこのような検査方法を利用できる電気光学装置用基板、並びに電気光学装置を提供することを課題とする。
本発明に係る検査方法は上記課題を解決するために、基板上に形成された複数の差動増幅回路を用いた検査方法であって、前記差動増幅回路を構成する複数のトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に前記2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって、前記差動増幅回路に検査用電圧を印加する電圧印加ステップと、前記一方の端子を介して出力された第1出力信号及び前記他方の端子を介して出力された第2出力信号の夫々を前記差動増幅回路毎に読み出す読み出しステップと、前記第1出力信号及び前記第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて、前記検査用電圧が正常に増幅されたか否かを前記差動増幅回路毎に判定する判定ステップとを備え、前記検査用電圧を順次変更して、該変更された検査用電圧毎に前記電圧印加ステップ、前記読み出しステップ及び前記判定ステップを順次実行することによって、基板上に形成された前記複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価する。
本発明に係る検査方法において、「最低電圧」とは、差動増幅回路が増幅可能な電圧、即ち差動増幅回路によって検出可能な電圧の最低値を意味する。したがって、差動増幅回路は最低電圧が低いほど小さな電圧を検出可能であり、差動増幅回路の検出感度は高くなる。
本発明に係る検査方法では、先ず、電圧印加ステップにおいて、例えば一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって、差動増幅回路に検査用電圧を印加する。即ち、第1検査信号及び第2検査信号の電位差が検査用電圧になる。
本発明に係る検査方法では、差動増幅回路が3つ以上のトランジスタを含んでいてもよく、一対のトランジスタはこれら3つ以上のトランジスタの中から差動増幅回路の回路構成及び検査用電圧に応じて選択的に動作する2つのトランジスタで構成される。
検査される差動増幅回路の個数は、本発明に係る検査方法によって取得された検査結果について十分な信頼性が得られる程度の個数であり、例えば6個以上が好ましい。勿論、統計的に見てより信頼性の高い検査結果を取得するためには、検査される差動増幅回路の個数が多いほど良いことは言うまでもない。
本発明に係る検査方法では、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位と、2つのトランジスタの夫々の閾値電圧とが差動増幅回路の動作状態に大きく影響する。より具体的には、例えば2つのトランジスタの夫々に印加されるゲート電圧は、差動増幅回路の動作時において第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位に応じて決まり、2つのトランジスタのうちゲート電圧が先に閾値電圧を超えたトランジスタが他方のトランジスタより先に動作する。2つのトランジスタのうち先に動作したトランジスタは、差動増幅回路に含まれる他の素子等の構成要素と連動して動作する。第1出力信号及び第2出力信号の夫々は、2つのトランジスタの動作状態に応じて一方の端子及び他方の端子の夫々に出力される。
尚、差動増幅回路の検査時において、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位の差、即ち検査用電圧は後述する一連のステップ毎に変更可能であるため、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位の相対的な高低関係は、特に限定されるものではない。
次に、読み出しステップにおいて、一方の端子を介して出力された第1出力信号及び他方の端子を介して出力された第2出力信号の夫々を差動増幅回路毎に読み出す。複数の差動増幅回路は、差動増幅回路毎に第1出力信号及び第2出力信号を出力できるように互いに電気的に接続され、且つ差動増幅回路外部への第1出力信号及び第2出力信号の出力が制御される。
次に、判定ステップにおいて、第1出力信号及び第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて、検査用電圧が正常に増幅されたか否かを差動増幅回路毎に判定する。ここで、「出力電圧に基づいて」とは、例えば出力電圧及び検査用電圧を比較することを意味している。出力電圧が検査用電圧より増幅されている場合には、検査用電圧が印加された際に一対のトランジスタが正常に動作していると判定され、当該差動増幅回路は当該検査用電圧を検出可能であると判定される。より具体的には、例えば第1検査信号の電位が第2検査信号の電位より高い場合、第1出力信号の電位が第2出力信号の電位より高く、且つ出力電圧が検査用信号より増幅されている場合には、一対のトランジスタが正常に動作していると判定される。
ここで、「一対のトランジスタが正常に動作している」とは、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位の差である検査用電圧に比べて、2つのトランジスタの夫々の閾値電圧の差が相対的に小さいことを意味する。このような場合、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタのうち動作すべきトランジスタのゲート電圧が先に当該トランジスタの閾値電圧を超え、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位の高低関係を維持した状態で、第1検査信号に対応する第1出力信号及び第2検査信号に対応する第2出力信号が出力される。
他方、出力電圧が検査用電圧に比べて増幅されていない場合には、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位の高低に応じて先に動作すべきトランジスタが動作せず、一対のトランジスタは正常に動作していないと判定される。一対のトランジスタは正常に動作していないということは、検査用電圧が2つのトランジスタの夫々の閾値電圧の差より小さいことを意味する。
したがって、本発明に係る検査方法によれば、判定ステップによって検査用電圧が正常に増幅されたか否かが判定されることによって、当該検査用電圧について差動増幅回路が正常に動作したか否か、即ち2つのトランジスタの夫々の閾値電圧の差が、当該検査用電圧が増幅されるに十分な程度に小さいか否かが間接的に判定されることになる。加えて、検査用電圧が増幅されたか否かは差動増幅回路毎に判定されるため、当該検査用電圧が印加された場合において、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの夫々の閾値電圧の差と当該検査用電圧との相対的な大小関係が差動増幅回路毎に判定できることになる。
ここで、差動増幅回路が正常に動作しなくなる検査用電圧が、差動増幅回路によって増幅可能な電圧、即ち差動増幅回路によって検出できる電圧の検出感度に相当する。
本発明に係る検査方法では、検査用電圧を順次変更することによって、電圧印加ステップ、読み出すステップ及び判定ステップを順次実行することによって、複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価する。
より具体的には、例えば検査用電圧を段階的に小さくしていきながら検査用電圧毎に差動増幅回路が正常に動作しているか否かを判定することにより、各差動増幅回路に含まれる一対のトランジスタの閾値電圧の差が概ね判明する。検査用電圧を段階的に小さくしていくことによって、通常、正常に動作しなくなる差動増幅回路の個数は増大し、差動増幅回路の夫々が動作しなくなった検査用電圧が当該差動増幅回路における一対のトランジスタの閾値電圧の差に対応していることになる。
加えて、上述したように複数の差動増幅回路毎に閾値電圧の差が判明するため、複数の差動増幅回路間における最低電圧のばらつきが検査される。これにより、被検査対象である複数の差動増幅回路における検査用電圧の検出精度と、検出精度が複数の差動増幅回路間で互いに揃っているかという検出精度の均一性とが判明する。
このようにして検査用電圧を変更する毎に電圧印加ステップ、読み出すステップ及び判定ステップを順次実行することによって、例えば変更された検査用電圧に対して正常に動作する差動増幅回路の不良数の分布が算出可能となり、算出された不良数の分布に基づいて一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきを検査できる。また、検査対象である複数の差動増幅回路は、基板上に形成された全ての差動増幅回路でなくてもよく、検査結果が統計的にみて信頼性を有する程度、或いは閾値電圧の差のばらつきを検査するために実践上有効な検査結果を取得可能な個数であればよい。
以上説明したように本発明に係る検査方法によれば、例えば複数の差動増幅回路の夫々が含む一対のトランジスタの最低電圧のばらつきを評価できるため、基板上に複数の差動増幅回路が形成された段階で、例えば当該基板をTFTアレイ基板に用いるか否かを判断でき、差動増幅回路が製造された後に同一の基板上に画素部が形成されるという事態を回避することが可能である。
これにより、例えばTFTアレイ基板となるべき基板上に差動増幅回路を形成した後の工程が無駄になってしまうことによる製造コストの増大、及び最終的に形成される電気光学装置の歩留まりの低下を低減できる。加えて、例えば閾値電圧の差のばらつきが互いに小さい複数の差動増幅回路が形成された基板を選択的にTFTアレイ基板として用いることによって、同一基板上に形成された画素部の良否を検査する際の検査精度を高めることができる。
本発明に係る検査方法の一の態様では、前記電圧印加ステップに先んじて前記第2検査信号の電位を基準電位として前記第1検査信号の電位を変更することによって前記検査用電圧を変更する。
この態様によれば、第2電位信号の電位を基準電位に固定した状態で、第1電位信号の電位を変更するだけで上述の一連のステップ毎に簡便に検査用電圧を変更することが可能である。したがって、検査用電圧を印加する電圧印加用回路の回路構成及び配線の接続を簡便することが可能である。
本発明に係る検査方法の他の態様では、前記差動増幅回路には、一対のトランジスタが二組設けられ、前記一対のトランジスタの夫々は、互いに同じ導電型のチャネル領域を有しており、前記差動増幅回路は、前記一方の端子及び前記他方の端子の夫々に電気的に接続されており且つ前記一対のトランジスタと電気的に交差結合された他の一対のトランジスタを備えており、前記他の一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの夫々は、前記導電型と異なる導電型のチャネル領域を有しており、前記第1出力信号及び前記第2出力信号は、前記一対のトランジスタ及び前記他の一対のトランジスタが互いに連動して動作することによって出力される。
この態様では、「交差結合」とは、後に実施形態で説明する差動増幅回路を構成する複数のトランジスタ相互の電気的に接続状態を意味する。
この態様では、例えば、一対のトランジスタが正常に動作すると仮定した場合、第1検査信号の電位が基準電位より高い場合には、第1出力信号の電位は第1検査信号の電位より高く、且つ第2出力信号の電位は基準電位より低くなる。また、第1検査信号の電位が基準電位より低い場合には、第1出力信号の電位は第1検査信号の電位より低く、且つ第2出力信号の電位は基準電位より高くなる。
したがって、この態様によれば、第1検査信号及び第2検査信号の夫々の電位の高低関係によらず、一対のトランジスタ及び前記他の一対のトランジスタが互いに連動して動作することによって検査用電圧が増幅された出力電圧が出力され、検査用電圧が増幅された否かが容易に判定可能である。
本発明に係る検査方法の他の態様では、前記複数の差動増幅回路の夫々は、前記基板上に形成された2本の第1信号線を一組として構成される複数の第1信号線の組と、前記複数の第1信号線の組と互いに交差するように配設された複数の第2信号線との交差の夫々に対応して形成されており、前記一方の端子及び前記他方の端子の夫々は、前記差動増幅回路毎に設けられた第1スイッチング回路を介して前記2本の第1信号線の夫々に電気的に接続されており、前記2本の第1信号線の夫々は、前記2本の第1信号線の組毎に設けられた第2スイッチング回路を介して2本の信号供給線の夫々に電気的に接続されており、前記電圧印加ステップにおいて、前記第1スイッチング回路及び前記第2スイッチング回路の夫々がオン状態に切り換えられた状態で、前記2本の信号供給線を介して前記第1検査信号及び前記第2検査信号の夫々を前記一方の端子及び前記他方の端子の夫々に供給し、前記読み出しステップにおいて、前記第2信号線毎に互いに異なるタイミングで供給された複数系統の第1スイッチング信号によって前記第1スイッチング回路のオンオフを切り換えると共に前記2本の第1信号線の組毎に互いに異なるタイミングで供給された複数系統の第2スイッチング信号によって前記第2スイッチング回路のオンオフを切り換えることによって、前記差動増幅回路毎に前記第1出力信号及び前記第2出力信号の夫々を前記2本の信号供給線の夫々に読み出す。
この態様において、「第1スイッチング回路」は、2本の第1信号線の夫々に電気的に接続された、例えばTFT等のトランジスタを含む回路である。このようなトランジスタは、例えば差動増幅回路が形成された基板上に形成されており、その動作時に、一方の端子及び他方の端子と、2本の第1信号線の夫々とを導通させる。「第2スイッチング回路」は、2本の第1信号線の組毎に設けられており、その動作時に、2本の第1信号線と、2本の信号供給線とを電気的に導通させる。
この態様では、電圧印加ステップにおいて、第1スイッチング回路及び第2スイッチング回路の夫々がオン状態に切り換えられた状態で、2本の信号供給線を介して第1検査信号及び第2検査信号の夫々を一方の端子及び他方の端子の夫々に供給する。これにより、第1検査信号の電位及び第2検査信号の基準電位の電位差に応じた検査用電圧を一方の端子及び他方の端子間に印加できる。
読み出しステップでは、第2信号線毎に互いに異なるタイミングで供給された複数系統の第1スイッチング信号によって第1スイッチング回路のオンオフを切り換えることによって、例えばマトリクス状に配置された複数の差動増幅回路の行方向に配列された差動増幅回路の一群毎に第1スイッチング回路のオンオフを切り換えることが可能である。加えて、2本の第1信号線の組毎に互いに異なるタイミングで供給された複数系統の第2スイッチング信号によって第2スイッチング回路のオンオフを切り換えることによって、例えば、複数の差動増幅回路の列方向に沿って配置された差動増幅回路の一群と、2本の第1信号線の組との電気的な導通及び非導通が切り換えられる。
したがって、第1スイッチング回路及び第2スイッチング回路のオンオフを切り換えることによって、例えば第1検査信号及び第2検査信号を一括で複数の差動増幅回路の夫々に供給できると共に、差動増幅回路毎に第1出力信号及び第2出力信号を2本の信号供給線の夫々に読み出すことが可能である。
尚、第1スイッチング回路及び第2スイッチング回路のオンオフを切り換えるためには、例えばこれら第1のスイッチング回路及び第2スイッチング回路に応じて設けられたシフトレジスタから第1スイッチング信号及び第2スイッチング信号を供給すればよい。このようなシフトレジスタは、第2信号線及び第1信号線に夫々に対応して、基板上に形成されていればよい。
この態様によれば、例えば検査対象である複数の差動増幅回路に一括で第1検査信号及び第2検査信号を供給でき、且つ検査用電圧が増幅されたか否かを判定するために参照される第1出力信号及び第2出力信号を複数の差動増幅回路毎に読み出すことが可能である。したがって、被検査対象となる差動増幅回路の個数を増やした場合でも、迅速、且つ簡便に差動増幅回路を検査でき、閾値電圧の差のばらつきについて統計的な信頼性を高めることが可能である。
本発明に係る検査回路は上記課題を解決するために、基板上に形成された複数の差動増幅回路からなる検査回路であって、前記差動増幅回路を構成する複数のトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に前記2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって、前記差動増幅回路に検査用電圧を印加する電圧印加手段と、前記一方の端子を介して出力された第1出力信号及び前記他方の端子を介して出力された第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて前記検査用電圧が増幅されたか否かを前記差動増幅回路毎に判定するために、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を前記差動増幅回路毎に読み出す読み出し手段とを備え、前記読み出し手段は、前記検査用電圧が変更される毎に該変更された検査用電圧に応じて出力された第1出力信号及び第2出力信号を読み出すことによって、基板上に形成された前記複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価する。
本発明に係る検査回路によれば、上述の検査方法と同様に、複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価できるため、基板上に複数の差動増幅回路が製造された段階で、例えば当該基板をTFTアレイ基板に用いることができるか否かを判断でき、差動増幅回路が製造された後に同一の基板上に画素部が形成されるという事態を回避でき、最終的に製造される電気光学装置等の製品の歩留まりの低下及び製造コストの増大を低減できる。
本発明に係る電気光学装置用基板は上記課題を解決するために、基板と、前記基板上の画素領域の周辺に位置する周辺領域に形成されており、複数の差動増幅回路とを備えた電気光学装置用基板であって、前記複数の差動増幅回路の夫々が有する一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に前記2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって前記差動増幅回路に検査用電圧を印加する電圧印加手段と、前記一方の端子を介して出力された第1出力信号及び前記他方の端子を介して出力された第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて前記検査用電圧が増幅されたか否かを前記差動増幅回路毎に判定するために、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を前記差動増幅回路毎に読み出す読み出し手段とを備え、前記読み出し手段は、前記検査用電圧が変更される毎に該変更された検査用電圧に応じて出力された第1出力信号及び第2出力信号を読み出すことによって、基板上に形成された前記複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価することができる。
本発明に係る電気光学装置用基板によれば、上述の検査方法と同様に、基板上に複数の差動増幅回路が製造された段階において、複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価できるため、最低電圧のばらつきが小さい差動増幅回路が形成された基板を選択できる。このようにして選択された基板をTFTアレイ基板に用い、且つ当該基板上に画素部を形成することによって、これら差動増幅回路を用いて精度良く画素部の良否を検査できる。
本発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、上述の電気光学装置用基板を備えている。
本発明に係る電気光学装置によれば、上述の電気光学装置用基板を備えている。したがて、最低電圧のばらつきが小さい差動増幅回路を用いて画素部を検査することができ、最終的な製品である電気光学装置における画素部の不具合を事前に検査でき、結果的に表示性能に優れた電気光学装置を提供することができる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
以下、図面を参照しながら本発明に係る検査方法、検査回路、及び電気光学装置用基板、並びに電気光学装置の各実施形態を説明する。
(検査回路の構成)
先ず、図1及び図2を参照しながら本発明に係る検査回路の実施形態を説明する。図1は、本実施形態に係る検査回路の電気的な接続状態を示したブロック図であり、図2は、差動増幅回路の電気的な構成を示す回路図である。尚、本実施形態に係る検査回路200は、被検査対象である複数の差動増幅回路SAij(i=1、2、3,j=1、2)を検査するための回路であり、後述する電気光学装置に設けられた画素部を検査するための検査回路とは異なる点に留意されたい。
先ず、図1及び図2を参照しながら本発明に係る検査回路の実施形態を説明する。図1は、本実施形態に係る検査回路の電気的な接続状態を示したブロック図であり、図2は、差動増幅回路の電気的な構成を示す回路図である。尚、本実施形態に係る検査回路200は、被検査対象である複数の差動増幅回路SAij(i=1、2、3,j=1、2)を検査するための回路であり、後述する電気光学装置に設けられた画素部を検査するための検査回路とは異なる点に留意されたい。
図1において、検査回路200は、第2信号線YLi(i=1、2、3)、2本の第1信号線の組XLj(j=1、2)、複数の第1スイッチング回路SYij(i=1、2、3,j=1、2)、第2スイッチング回路SXj(j=1、2)、信号供給線213、Xシフトレジスタ201、及びYシフトレジスタ202を備えており、複数の差動増幅回路SAijを検査可能に構成されている。検査回路200は、例えば液晶装置等の電気光学装置に適用されるTFTアレイ基板、或いはTFT等の半導体素子を含む差動増幅回路が形成される素子シリコン基板等の素子形成基板に形成されており、これら基板上に形成される差動増幅回路を検査可能に形成されている。
検査回路200によって複数の差動増幅回路SAijの夫々に第1検査信号及び第2検査信号を供給する際には、Xシフトレジスタ201、Yシフトレジスタ202、2本一組の第1信号線の組XLj、第2信号線YLi、第1スイッチング回路Sij、第2スイッチング回路Sj、並びに信号供給線213が本発明の「電圧印加手段」の一例として動作し、複数の差動増幅回路SAijから第1出力信号及び第2出力信号を読み出す際には、Xシフトレジスタ201、Yシフトレジスタ202、2本一組の第1信号線の組XLj、第2信号線YLi、第1スイッチング回路Sij、第2スイッチング回路Sj、及び信号供給線213が本発明の「読み出し手段」の一例として動作する。
本実施形態に係る検査回路200では、2本の第1信号線の組XL1及びXL2の夫々と、3本の第2信号線YL1、YL2及びYL3との交差に応じて3行×2列に配列された6つの差動増幅回路SAijを検査する場合の回路構成例を挙げているが、本発明の検査回路によれば、被検査対象となる差動増幅回路の個数は、6個に限定されるものではない。また、被検査対象である複数の差動増幅回路は、基板上に差動増幅回路と共に形成された検査回路によって検査可能に配置されていればよく、複数の差動増幅回路がマトリクス状に配置されている場合に限定されるものではない。
本実施形態に係る検査回路200では、第2信号線YLiの夫々は、マトリクス状に配置された複数の差動増幅回路SAijの行毎に設けられており、各行に配設された第1スイッチング回路Sij及びYシフトレジスタ202に電気的に接続されている。複数の第2信号線YLiの夫々は、検査用電圧を差動増幅回路SAijの夫々に印加する際に、Yシフトレジスタ202から供給された第1スイッチング信号Yi(i=1、2、3)を第1スイッチング回路Sijに供給する。
第1スイッチング回路Sijは、2つのTFTを備えて構成されている。これら2つのTFTのゲートは、第2信号線YLiに電気的に接続されており、ソースは2本一組の第1信号線の組の夫々を構成する第1信号線XL1a及びXL1b、並びにXL2a及びXL2bに電気的に接続されている。より具体的には、例えば第1スイッチング回路S11が備えるTFTTr11a及びTr11bの夫々のゲートは、第2信号線YL1に電気的に接続されており、TFTTr11a及びTr11bの夫々のソースは、第1信号線XL1a及びXL1bの夫々に電気的に接続されている。
第1スイッチング回路Sijに含まれる2つのTFTは、差動増幅回路SAijに検査用電圧が印加される際に、第2信号線YLiを介してYシフトレジスタ202から供給されたスイッチング信号Y1、Y2及びY3に応じてオフ状態からオン状態に切り換えられる。これにより、第1信号線の組XL1及びXL2と、複数の差動増幅回路SAijとが、第1スイッチング回路Sijに含まれる2つのTFTの夫々を介して導通する。
第1スイッチング回路Sijに含まれる2つのTFTは、差動増幅回路SAijの夫々から信号供給線213に第1出力信号及び第2出力信号が読み出される際に、マトリクス状に配置された複数の差動増幅回路SAijの行毎にオフ状態からオン状態に切り換えられ、差動増幅回路SAijと第1信号線の組XL1及びXL2とが導通する。これにより、各行の差動増幅回路SAijの夫々から第1出力信号及び第2出力信号を第1信号線に出力可能になる。
2本一組の第1信号線の組XL1及びXL2は、複数の第2信号線YLiの夫々と交差するように形成されており、これら第1信号線の組XL1及びXL2と、第2信号線YLiの交差に応じて差動増幅回路SAijが配置されている。2本一組の第1信号線の組XL1及びXL2の夫々は、複数の差動増幅回路SAijの各列に配設された第1スイッチング回路Sijに電気的に接続されている。加えて、2本一組の第1信号線の組XL1及びXL2は、第2スイッチング回路Sjを介して信号供給線213に電気的に接続されている。2本一組の第1信号線の組XL1及びXL2の夫々において、各組に含まれる第1信号線の一方は、2本の信号線213a及び213bの一方に電気的に接続されており、他方は、2本の信号線213a及び213bの他方に電気的に接続されている。より具体的には、例えば2本一組の第1信号線の組XL1を構成する第1信号線XL1a及びxl1bの夫々は、第2スイッチング回路S1に含まれるTFTTr01a及びTr01bの夫々を介して信号供給線213a及び213bの夫々に電気的に接続されている。
第2スイッチング回路S1及びS2の夫々が有するTFTTr01a、Tr01b、Tr02a及びTr02bのゲートは、Xシフトレジスタ201に電気的に接続されており、これらTFTのソース及びドレインの夫々は、第1信号線及び信号供給線の夫々に電気的に接続されている。より具体的には、例えば第2スイッチング回路S1を構成するTFTTr01a及びTr01bの夫々のゲートは、Xシフトレジスタ201からゲートにスイッチング信号を供給可能なようにXシフトレジスタ201と電気的に接続されており、ソース及びドレインは、第1信号線XL1a及びXL1bと、信号供給線213a及び213bの夫々に電気的に接続されている。
第2スイッチング回路Sjに含まれる2つのTFTは、差動増幅回路SAijに検査用電圧が印加される際に、Xシフトレジスタ201から供給されたスイッチング信号X1及びX2に応じてオフ状態からオン状態に切り換えられる。これにより、第1信号線XL1a、XL1b、XL2a及びXL2bと、複数の差動増幅回路SAijとが、第2スイッチング回路S1及びS2に含まれる2つのTFTの夫々を介して導通する。差動増幅回路SAijに検査用電圧を印加する際には、第1スイッチング回路Sijがオフ状態からオン状態に切り換えられているため、信号供給線213に外部回路から供給された第1検査信号STa及び第2検査信号STbが第1信号線XL1a、XL1b、XL2a及びXL2bを介して全ての差動増幅回路SAijに一括で供給される。
第2スイッチング回路SXjに含まれる2つのTFTは、差動増幅回路SAijの夫々から信号供給線213a及び213bの夫々に第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbが読み出される際に、マトリクス状に配置された複数の差動増幅回路SAijの列毎に対応してオフ状態からオン状態に切り換えられる。差動増幅回路SAijは、第1信号線の組XL1及びXL2の夫々に対応して異なるタイミングで第1信号線の組XL1及びXL2の夫々と導通し、差動増幅回路SAij毎に第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの夫々が信号供給線213a及び213bの夫々に読み出される。これにより、第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの電位の差である出力電圧が差動増幅回路SAij毎に検出される。
(差動増幅回路の構成)
次に、図2を参照しながら差動増幅回路SAijの回路構成を詳細に説明する。
次に、図2を参照しながら差動増幅回路SAijの回路構成を詳細に説明する。
図2において、差動増幅回路SAijは、4個のTFT51、52、53及び54、第1スイッチング回路Sijに電気的に接続された本発明の「2つの端子」の一例である端子Sa及びSb、TFT131及び135、端子Sp及びSnを備えている。より具体的には、pチャネル型のTFT51及び52からなる一対のトランジスタと、nチャネル型のTFT53及び54からなる一対のトランジスタとを備えた交差結合型の差動増幅回路であり、pチャネル型のTFT51及び52からなる一対のトランジスタと、nチャネル型のTFT53及び54からなる一対のトランジスタとの夫々が、本発明の「一対のトランジスタ」の一例である。差動増幅回路SAijが有する一対のトランジスタは同じ導電型のチャネル領域を有する2つのトランジスタを一組として構成されており、これら2組の一対のトランジスタは互いに異なる導電型のチャネル領域を有するトランジスタで構成されている。
TFT51及び52は互いに電気的に直列に接続されており、TFT53及び54は互いに電気的に直列に接続されている。TFT51のゲートは、TFT52及び54を電気的に接続するノードSoに電気的に接続されている。TFT52のゲートは、TFT51及び53を電気的に接続するノードSeに電気的に接続されている。TFT53のゲートは、ノードSoに電気的に接続されている。TFT54のゲートは、ノードSeに電気的に接続されている。ノードSoは、端子Sbに電気的に接続されており、ノードSeは、端子Saに電気的に接続されている。このように4つのTFTが互いに電気的に接続された回路構成を、本明細書では“交差結合型”と称する。
端子Saは、第1スイッチング回路SYijに含まれる一のTFTを介して第1信号線に電気的に接続されており、端子Sbは、当該第1スイッチング回路SYijに含まれる他のTFTを介して第1信号線に電気的に接続されている。より具体的には、図1及び図2に示すように、例えば差動増幅回路SA11に含まれる端子Saは、TFTTr11aを介して第1信号線XL1aに電気的に接続されており、端子Sbは、TFTTr11bを介して第1信号線XL1bに電気的に接続されている。その他の差動増幅回路SAijも差動増幅回路SA11と同様に、各差動増幅回路に対応する第1スイッチング回路Sijを介して第1信号線の組XL1又はXL2に電気的に接続されている。
TFT51及び52は、TFT131を介して電源線141に電気的に接続されている。端子Spは、TFT131のゲートに電気的に接続されている。TFT131は、差動増幅回路SAijの検査時に端子Spを介してゲートに第1駆動信号SApが供給され、オン状態に切り換えられる。これにより、TFT51及び52のノードC1の電位が電源線141から供給される電源電位VDDに設定される。
TFT53及び54は、TFT135を介して接地されている。端子Snは、TFT135のゲートに電気的に接続されている。TFT135は、差動増幅回路SAijの検査時に端子Snを介してゲートに第2駆動信号SAnが供給され、オン状態に切り換えられる。これにより、TFT53及び54のノードC2の電位が接地電位となる。
検査回路200及び差動増幅回路SAijによれば、後に検査方法について詳細に説明するように、差動増幅回路Sijの夫々が含む一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきを検査できる。より具体的には、TFT51及び52の夫々における閾値電圧の差、或いはTFT53及び54の夫々における閾値電圧の差が、複数の差動増幅回路でどの程度ばらついているかを検査できる。したがって、本実施形態に係る検査回路によれば、例えばTFTアレイ基板上に複数の差動増幅回路が製造された段階で、当該基板をTFTアレイ基板に用いるか否かを判断でき、差動増幅回路が製造された後に同一の基板上に画素部が形成されるという事態を回避でき、最終的に製造される電気光学装置等の製品の歩留まりの低下及び製造コストの増大を低減できる。
(検査方法)
次に、図1乃至図4を参照しながら本実施形態に係る検査方法を説明する。本実施形態に係る検査方法は、上述の検査回路を用いることによって実施可能である。以下では、本実施形態に係る検査方法を説明しつつ、本実施形態に係る検査回路を構成する各要素の動作状態を更に詳細に説明する。図3は、本実施形態に係る検査方法の処理ルーチンを示す流れ図であり、図4は検査結果の一例を示すグラフである。
次に、図1乃至図4を参照しながら本実施形態に係る検査方法を説明する。本実施形態に係る検査方法は、上述の検査回路を用いることによって実施可能である。以下では、本実施形態に係る検査方法を説明しつつ、本実施形態に係る検査回路を構成する各要素の動作状態を更に詳細に説明する。図3は、本実施形態に係る検査方法の処理ルーチンを示す流れ図であり、図4は検査結果の一例を示すグラフである。
尚、本実施形態に係る検査方法では、説明の便宜上、TFT53及び54の夫々の閾値電圧の差のばらつきを検査するために、端子Saを本発明の「一方の端子」とし、端子Sbを本発明の「他方の端子」の一例とする。加えて、差動増幅回路SAijの検査時において、基準電位を有する第2検査信号STbを端子Sbに供給し、端子Saに第1検査信号STaを供給する場合を例に挙げて説明する。また、本実施形態に係る検査方法を説明する際に、随時図1及び図2を参照する。
図3において、差動増幅回路SAijに印加される検査用電圧の電圧が設定される(S10)。検査用電圧は、差動増幅回路SAijの夫々が有する端子Sa及びSbの夫々に供給される第1検査信号STa、及び第2検査信号STbの夫々の電位の差で規定される。第2検査信号STbは、基準電位として一定の電位を有しており、検査用電圧は第1検査信号STaの電位を第2検査信号STbの電位に対して相対的に変更することによって変更される。
次に、検査用電圧を差動増幅回路SAijに印加する(S20)。Yシフトレジスタ202から第2信号線YL1、YL2及びYL3の夫々を介して第1スイッチング信号Y1、Y2及びY3が第1スイッチング回路SY11、12、・・・、SY32に供給されると共に、Xシフトレジスタ201から第2スイッチング回路SX1及びSX2の夫々に第2スイッチング信号X1及びX2が供給されることによって、第1スイッチング回路SYij及び第2スイッチング回路SXjの全てがオン状態に切り換えられ、各差動増幅回路SAが有する端子Sa及びSbに信号供給線213a及び213bの夫々を介して第1検査信号STa及び第2検査信号STbが供給される。これにより、すべての差動増幅回路SAijに一括で検査用電圧が印加される。差動増幅回路SAijは、その検査時にTFT51及び52のノードC1に電源電位VDDが供給され、TFT53及び54のノードC2に接地電位が供給される。
ここで、図2を参照しながらTFT53及び54からなる一対のトランジスタが正常に動作する場合と、正常に動作していない場合について詳細に説明する。
図2において、前提としてTFT53の閾値電圧が1.3V、TFT54の閾値電圧が1.0Vであると仮定し、第2検査信号STbの電位、即ち端子Sbの電位を5.0Vとし、第1検査信号STaの電位、即ち端子Saの電位を5.0〜6.0Vまで0.1V刻みで変化させることによって検査用電圧を0.1〜1.0まで変更しながら差動増幅回路Sijを検査する場合を例に挙げる。このような場合、端子Saを介して出力される第1出力信号OPaの電位が端子Sbを介して出力される第2出力信号OPbの電位より高く、これら出力信号の電位の差が検査用電圧の電圧より増幅されていれば、差動増幅回路SAijは正常に動作していることになり、差動増幅回路SAijは検査用電圧を検出可能であると判定される。尚、検査用電圧は、数十mVから数百mVずつ段階的に変更すれば実践上差動増幅回路の検査は十分に可能である。
先ず、差動増幅回路SAijが正常に動作しない場合を説明する。端子Sbの電位を5.0V、端子Saの電位を5.1Vとした場合、差動増幅回路SAijが動作状態になることによって、ノードC2の電位が5.0Vから接地電位に向かって序々に低下していく。ノードC2の電位が3.9Vになると、端子Sa及びノードC2間の電位差、即ちTFT53のゲート電圧は1.2Vとなり、ゲート電圧はTFT53の閾値電圧(1.3V)を超えていない。したがって、TFT53はオフ状態のままである。
他方、端子Sb及びノードC2間の電位差、即ちTFT54のゲート電圧は1.1Vとなり、TFT54の閾値電圧(1.0V)を超えるゲート電圧がTFT54に印加され、TFT54はオン状態に切り換わる。ノードC2及び端子Sa間はTFT54を介して導通し、端子Saの電位が第1検査信号STaの電位5.1Vより低い接地電位に近付く。また、端子Saの電位が接地電位に近付くことによって、TFT51がオン状態に切り換わり、端子Sbの電位が電源線の電源電位VDDに設定される。
したがって、差動増幅回路SAijに検査用電圧が印加された際には、端子Sbより電位が高かった端子Saの電位が、差動増幅回路SAijが動作することによって端子Sbの電位より低くなり、これに伴い、端子Saを介して出力される第1出力信号OPaの電位が端子Sbを介して出力される第2出力信号OPbの電位より低くなる。差動増幅回路Sijに供給された第1検査信号STa及び第2検査信号STbの相対的な電位の高低関係と、第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの相対的な電位の高低関係とが一致しない。したがって、差動増幅回路SAijに印加された検査用電圧は差動増幅回路Sijの動作に応じて増幅されないことになり、差動増幅回路SAijは正常に動作していないことになる。
本例では、差動増幅回路SAijは正常に動作していない場合、一対のトランジスタを構成するTFT53及び54の夫々の閾値電圧の差が、端子Sa及び端子Sbの電位である検査用電圧(0.1V)より大きい。したがって、差動増幅回路SAijは検査用電圧(0.1V)を検出できないことになり、差動増幅回路SAijが検出可能な検査用電圧の最低電圧は、0.1Vより大きいことになる。
次に、差動増幅回路SAijが正常に動作する場合を説明する。端子Sbの電位を5.0V、端子Saの電位を5.5Vとした場合、差動増幅回路SAijが動作状態になることによって、ノードC2の電位が5.0Vから接地電位に向かって序々に低下していく。ノードC2の電位が4.1Vになると、端子Sa及びノードC2間の電位差、即ちTFT53のゲート電圧は1.4Vとなり、TFT53はオン状態に切り換わる。ノードC2及び端子Sb間はTFT53を介して導通し、端子Sbの電位が第2検査信号STbの電位(5.0V)より低い接地電位に近付く。また、端子Sbの電位が接地電位に近付くことによって、TFT52がオン状態に切り換わり、端子Saの電位が電源線141の電源電位VDDに近付く。
他方、端子Sb及びノードC2間の電位差、即ちTFT54のゲート電圧はTFT54の閾値電圧より小さい0.9Vとなり、TFT54はオフ状態のままである。
差動増幅回路SAijに検査用電圧が印加された際には、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタであるTFT53及び54と、TFT53及び54に電気的に接続された他の一対のトランジスタを構成するTFT51及び52が互いに連動して動作することによって第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbが出力される。
端子Sbより電位が高かった端子Saの電位が、差動増幅回路SAijが動作されることによって端子Sbの電位より更に高くなり、これに伴い、端子Saを介して出力される第1出力信号OPaの電位が端子Sbを介して出力される第2出力信号OPbの電位より更に高くなる。この結果、差動増幅回路SAijに印加された検査用電圧に比べて、第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbの電位の差である出力電圧が検査用電圧より増幅されることになり、差動増幅回路SAijは正常に動作していることになる。
本例では、差動増幅回路SAijは正常に動作している場合、一対のトランジスタを構成するTFT53及び54の夫々の閾値電圧の差が、端子Sa及び端子Sbの電位である検査用電圧が0.5Vより小さく、差動増幅回路SAijは検査用電圧(0.5V)を検出できることになる。
このように、差動増幅回路SAijが正常に動作しているか否かは、検査用電圧が増幅されたか否かによって判定可能であり、検査用電圧の大きさによって一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの夫々の閾値電圧の差の大きさを見積もることが可能である。
尚、本実施形態に係る検査方法では、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタとしてTFT53及び54を例に挙げたが、TFT51及び52についてもチャネル領域の導電型と、端子Sa及びSbに供給する第1検査信号及び第2検査信号の電位の高低関係とがTFT53及び54の動作を判定する場合と逆になるだけであり、基本的にTFT53及び54の場合と同様にこれらTFTの閾値電圧の差を見積もることが可能である。これにより差動増幅回路が増幅できる最低電圧が判明する。
再び、図3において、差動増幅回路SAij毎に第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbを信号供給線213に読み出し(S30)、差動増幅回路SAij毎に当該差動増幅回路Sijが正常に動作しているか否かが判定される(S40)。
ステップS30では、本発明の「複数系統の第1スイッチング信号」の一例であるスイッチング信号Y1、Y2及びY3が第2信号線YLi毎に互いに異なるタイミングで第1スイッチング回路SYijの行毎に供給され、第1スイッチング回路SYijのオンオフが行毎に切り換えられる。これと共に、本発明の「複数系統の第2スイッチング信号」の一例であるスイッチング信号X1及びX2が2本の第1信号線の組XL1及びXL2の夫々に互いに異なるタイミングで供給され、第2スイッチング回路SX1及びSX2のオンオフが切り換えられる。このように、順次オンオフが切り換えられる第1スイッチング回路SYij及び第2スイッチング回路SXjを介して信号供給線213a及び213bの夫々に各差動増幅回路Sijから第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbが順次読み出される。
ステップS40では、差動増幅回路SAij毎に読み出された第1出力信号OPa及び第2出力信号OPbで規定される出力電圧が検査用電圧に比べて増幅されているか否かが判定される。これにより、被検査対象となった差動増幅回路のうち検査用電圧を増幅可能な差動増幅回路の個数が判明する。
次に、検査用電圧の大きさを変更するか否かが判断され、検査用電圧を変更しない場合いは本実施形態の検査方法を終了する。検査用電圧を変更する場合には、再度ステップS10に戻り、新たな検査用電圧が設定され、変更された検査用電圧についてステップS20乃至ステップS50からなる一連のステップが実行される。
ここで、図4を参照しながら差動増幅回路の不良数の分布の一例を説明する。図4は、差動増幅回路の不良数の分布の一例を示したグラフである。
図4において、検査用電圧Vtを大きくすることによって、典型的には差動増幅回路の不良数は減少する。他方、検査用電圧Vtを小さくした場合には、不良数が増大し、検査用電圧に比べて閾値電圧の差が大きいトランジスタを有する差動増幅回路が増大する。したがって、図中不良数を示す曲線が図中右側、即ち検査用電圧が大きい側にシフトすると、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの閾値電圧の差が大きい差動増幅回路が被検査対象である差動増幅回路により多く含まれていることになる。逆に、不良数を示す曲線が図中左側、即ち検査用電圧が小さい側にシフトした場合には、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの閾値電圧の差が小さい差動増幅回路が被検査対象である差動増幅回路により多く含まれていることになる。
本実施形態に係る検査方法によれば、検査用電圧を変更することによって検出可能な検査用電圧の最低電圧が差動増幅回路毎に判明し、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの閾値電圧の差について差動増幅回路間相互におけるばらつきが間接的に判明する。これにより、被検査対象である差動増幅回路において検出可能な検査用電圧の最低電圧の標準偏差等の統計的な情報も取得可能である。
尚、本実施形態に係る検査方法では、6個の差動増幅回路を検査する場合を例に挙げているが、検査数を増やすことにより、検査結果の統計的な信頼性は向上することは言うまでもない。また、検査用電圧は、ステップS10、ステップS20、ステップS30及びステップS50からなる一連のステップを実行する毎に、第2検査信号STbの電位を基準電位として第1検査信号STaの電位を変更することによって変更可能である。したがって、本実施形態に係る検査方法によれば、第2電位信号STbの電位を基準電位に固定した状態で、第1電位信号STaの電位を変更するだけで一連のステップ毎に簡便に検査用電圧を変更することが可能であり、検査用電圧を印加する電圧印加用回路の回路構成及び配線の接続構成を簡便することが可能である。
このように、本実施形態に係る検査方法によれば、複数の差動増幅回路毎に閾値電圧の差が判明するため、複数の差動増幅回路間における閾値電圧の差のばらつきが検査される。これにより、被検査対象である複数の差動増幅回路における検査用電圧の検出精度と、検出精度が複数の差動増幅回路間で互いに揃っているかという検出精度の均一性とに関する情報を取得可能である。
また、本実施形態に係る検査方法によれば、検査用電圧を変更する毎に一連のステップを実行することによって、例えば変更された検査用電圧に対して正常に動作する差動増幅回路の不良数の分布が算出可能となり、算出された不良数の分布に基づいて一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきを検査できる。また、検査対象である複数の差動増幅回路は、基板上に形成された全ての差動増幅回路でなくてもよく、検査結果が統計的にみて信頼性を有する程度、或いは閾値電圧の差のばらつきを検査するために実践上有効な検査結果を取得可能な個数であればよい。
このように基板上に形成された複数の差動増幅回路の一部を検査することによって、当該基板上に同時に形成された複数の差動増幅回路の電気特性に関する統計的な情報を取得できる。より具体的には、基板上に形成された全ての差動増幅回路を検査することなく、差動増幅回路に含まれる一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきに関する情報を取得できる。
以上説明したように本実施形態に係る検査方法によれば、差動増幅回路の夫々が含む一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつき、即ち差動増幅回路が増幅可能な最低電圧を評価できるため、基板上に複数の差動増幅回路が形成された段階で、例えば当該基板をTFTアレイ基板に用いるか否かを判断でき、差動増幅回路が製造された後に同一の基板上に画素部が形成されるという事態を回避することが可能である。
これにより、例えばTFTアレイ基板となるべき基板上に差動増幅回路を形成した後の工程が無駄になってしまうことによる製造コストの増大、及び最終的に形成される電気光学装置の歩留まりの低下を低減できる。加えて、例えば閾値電圧の差のばらつきが互いに小さい複数の差動増幅回路が形成された基板を選択的にTFTアレイ基板として用いることによって、同一基板上に形成された画素部の良否を検査する際の検査精度を高めることができる。
(電気光学装置及び電気光学装置用基板)
次に、図5乃至図9を参照しながら本発明の電気光学装置用基板、及び電気光学装置の各実施形態を説明する。尚、本実施形態では、本発明に係る電気光学装置用基板の一例として液晶パネル等の電気光学装置に適用されるTFTアレイ基板を挙げ、本発明の電気光学装置の一例として液晶パネルを挙げる。
次に、図5乃至図9を参照しながら本発明の電気光学装置用基板、及び電気光学装置の各実施形態を説明する。尚、本実施形態では、本発明に係る電気光学装置用基板の一例として液晶パネル等の電気光学装置に適用されるTFTアレイ基板を挙げ、本発明の電気光学装置の一例として液晶パネルを挙げる。
<電気光学装置の構成>
図5及び図6を参照しながら本実施形態に係る液晶パネルの構成を説明する。図5は、本発明に係る電気光学装置用基板の一例であるTFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た液晶パネル100の概略的な平面図であり、図6は、図1のH−H´断面図である。尚、本実施形態の液晶パネル100は、駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式を採用している。
図5及び図6を参照しながら本実施形態に係る液晶パネルの構成を説明する。図5は、本発明に係る電気光学装置用基板の一例であるTFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に対向基板20の側から見た液晶パネル100の概略的な平面図であり、図6は、図1のH−H´断面図である。尚、本実施形態の液晶パネル100は、駆動回路内蔵型のTFTアクティブマトリクス駆動方式を採用している。
図5及び図6において、液晶パネル1は、TFTアレイ基板10と、TFTアレイ基板10に対向配置された対向基板20とを備えている。TFTアレイ基板10及び対向基板20間には液晶層50が封入されており、TFTアレイ基板10及び対向基板20は、複数の画素部から構成されてなる画素領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52を介して相互に接着されている。
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
画素領域10aの周辺に位置する周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、X−ドライバ回路101及び外部回路接続端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。Y−ドライバ回路104は、この一辺に隣接する2辺のいずれかに沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。尚、Y−ドライバ回路104を、X−ドライバ回路101及び外部回路接続端子102が設けられたTFTアレイ基板10の一辺に隣接する2辺に沿って設けるようにしてもよい。この場合、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿って設けられた複数の配線によって、二つのY−ドライバ回路104は互いに接続されるようにする。
対向基板20の4つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材106が配置されている。他方、TFTアレイ基板10にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これら上下導通端子及び上下導通材106により、TFTアレイ基板10及び対向基板20間で電気的な導通をとることができる。
TFTアレイ基板10には、被検査対象である複数の差動増幅回路を含んでなる検査回路200aが形成されている。検査回路200aを用いて検査される複数の差動増幅回路は、後述する画素部を検査するために用いられる差動増幅回路と同時にTFTアレイ基板10上に形成されている。検査回路200aの回路構成及び検査回路200aを用いた検査方法は、上述の検査回路および検査回路と同様であるため、詳細な説明は省略する。検査回路200aに含まれる差動増幅回路を検査することによって画素部を検査するために用いられる差動増幅回路における一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきが検査されている。尚、本実施形態では検査回路200aがTFTアレイ基板10に残されているが、検査回路200aは差動増幅回路の検査が終了した段階で、TFTアレイ基板10から除去されていてもよく、完成品である液晶パネル1に残されていなくてもよい。
図6において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板20上には、対向電極21の他、格子状又はストライプ状の遮光膜23、更には最上層部分に配向膜が形成されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
本実施形態に係る液晶パネルによれば、後に説明するように閾値電圧の差のばらつきが小さい差動増幅回路を用いて画素部を検査することができ、最終的な製品である液晶パネルにおける画素部の不具合を事前に検査でき、結果的に表示性能に優れた液晶パネルを提供することができる。
<電気光学装置用基板の構成>
次に、図7乃至図9を参照しながら、TFTアレイ基板10の構成及びTFTアレイ基板10に形成された差動増幅回路を用いて画素部を検査する手順を説明する。図7は、TFTアレイ基板10の主要な回路構成を示したブロック図である。
次に、図7乃至図9を参照しながら、TFTアレイ基板10の構成及びTFTアレイ基板10に形成された差動増幅回路を用いて画素部を検査する手順を説明する。図7は、TFTアレイ基板10の主要な回路構成を示したブロック図である。
図7において、TFTアレイ基板10は、検査回路4、X−ドライバ101、Y−ドライバ104、サンプリング回路110、走査線Gj(j=1、2、・・・、n;2以上の整数)、及び信号線Soi(i=1、2、・・・、m;mは2以上の整数)を備えている。
検査回路4は、複数の差動増幅回路15、第1駆動信号供給回路21、第2駆動信号供給回路22、イコライズ回路23、電圧印加用配線24、プリチャージ回路25、接続回路26、TFT11、12a、及び12b、トランスミッションゲート6、複数の信号線Soi(i=1、2、・・・、m)、及び複数の信号線Sei(i=1、2、・・・、m)を備えている。
信号線Soi及び信号線Seiは、画素領域10aから差動増幅回路15まで延在されており、差動増幅回路15のノードSo及びSeに夫々電気的に接続されている。信号線Soi及び信号線Seiは、画素領域10aに設けられた複数の走査線Gjに交差するように画素領域10a内に延在されている。画素領域10aに設けられた画素部70は、信号線Soi及び複数の走査線Gjの交差に合わせて配置され、信号線Soiに電気的に接続されている。信号線Seiは、画素部70と電気的に接続されていない。
接続回路26は、テスト回路接続ゲート端子を介してテスト回路と電気的に接続されたテスト信号供給線45と、プルダウン回路35とを備えている。テスト信号供給線45は、TFTアレイ基板10を検査する際に、テスト回路から供給された一系列のテスト信号をトランスミッションゲート6に供給する。プルダウン回路35は、テスト信号供給線45を介してトランスミッションゲート6に供給されるテスト信号が変動しないようにテスト信号供給線45の電位を安定化させる。
トランスミッションゲート6は、信号線Soi及び信号線Seiの夫々の途中に設けられている。トランスミッションゲート6は、画素部70からみて差動増幅回路15に近い側に設けられており、信号線Soi及びSeiの夫々の途中に電気的に接続された複数のTFT14を備えている。複数のTFT14は、TFTアレイ基板10を検査する際にテスト信号供給線45を介してテスト回路から供給されるテスト信号に応じて一括でオン状態に切り換えられる。これにより、信号線Soi及びSeiの夫々を介して差動増幅回路15に供給される第1電位信号及び第2電位信号の供給路を確保でき、後述する画素部70に設けられたTFT71がオン状態に切り換えられていれば、各画素部70から各差動増幅回路15に信号線Soi及びSeiの夫々を介して第1電位信号及び第2電位信号を一括で供給できる。
ここで、第1電位信号は、予め画素部70に供給されていた検査信号が画素部70から読み出された信号であり、画素部70に生じた不具合に応じて検査信号の電位と異なる電位で出力される。第1電位信号と同時に信号線Seiを介して差動増幅回路15に供給される第2電位信号の電位は予め信号線Seiに印加されていた中間電位と同等の電位で出力される。中間電位とは、差動増幅回路15が第1電位信号の電位の高低を判定する際に比較対象となる基準電位である。
イコライズ回路23は、イコライズ信号供給線43及びプルダウン回路33を備えており、TFT11のオンオフを切り換えるためのプリチャージ信号がイコライズ信号供給線43を介してTFT11のゲートに供給される。プルダウン回路33は、イコライズ信号供給線43の電位が変動することを低減する。
プリチャージ回路25は、TFT12a及び12bのゲートに電気的に接続されたプリチャージ信号供給線44と、プリチャージ信号供給線44に電気的に接続されたプルダウン回路34とを備えている。プリチャージ信号供給線44はイコライズ信号供給線43にも電気的に接続されている。プリチャージ信号供給線44は、TFT11、12a及び12bのオンオフを切り換えるためにプリチャージ端子を介して外部から供給されたプリチャージ信号をTFT11、12a及び12bのゲートに供給する。プルダウン回路34は、プリチャージ信号供給線44の電位の変動を低減する。
電圧印加用配線24は、TFT12aのソース及び12bのドレインに電気的に接続されており、TFT12a及び12bにプリチャージ電圧を印加する。プリチャージ電圧は、予め中間電位に設定されており、TFT12a及び12bに供給される。尚、プリチャージ電圧は、信号線Soi及び信号線Seiの夫々を介して第1電位信号及び第2電位信号が差動増幅回路15に供給される前にTFT12a及び12bに供給される。
TFT11、12a及び12bは、プリチャージ信号によってオン状態に切り換えられ、第1電位信号及び第2電位信号が第1信号線Soi及び第2信号線Seiに供給される前に信号線Soi及び信号線Seiの電位差が無くなるように信号線Soi及び信号線Seiの電位を設定する。より具体的には、TFTF11のソース及びドレインと、TFT12aのドレイン及びTFT12bのソースの夫々が信号線Soi及び信号線Seiに電気的に接続されており、プリチャージ信号がTFT11、12a及び12bのゲートに供給された後、プリチャージ電圧がTFT12a及び12bの夫々のソース及びドレイン間に供給される。これにより、信号線Soi及び信号線Seiの電位差を無くすように、TFT11のソース及びドレイン間、TFT12a及び12bの夫々のソース及びドレイン間に電流が流れ、信号線Soi及び信号線Seiの夫々の電位が中間電位に等しくなる。したがって、差動増幅回路15が第1電位信号及び第2電位信号を比較する前提として、これら信号を差動増幅回路15に供給する信号線Soi及び信号線Seiの電位を揃えることができる。
第1電位信号及び第2電位信号が、電位が揃った信号線Soi及び信号線Seiの夫々を介して差動増幅回路15に供給された場合、画素部70から出力された第1電位信号及び第2電位信号の電位の高低関係が維持されたまま第1電位信号及び第2電位信号が差動増幅回路15に供給される。したがって、第1電位信号の電位及び第2電位信号の電位の高低関係が信号線Soi及び信号線Sei間の電位差に起因して変動することを低減でき、第1電位信号及び第2電位信号の電位の高低関係が逆転することを低減できる。
第1駆動信号供給回路21は、第1駆動信号供給線41及びプルアップ回路31を備えている。第1駆動信号供給線41は、差動増幅回路15に電気的に接続されたスイッチング素子であるTFT13pのゲートに電気的に接続されており、外部から供給された第1駆動信号SApEをTFT13pのゲートに供給する。第1駆動信号SApEは、センスアンプを駆動するためのセンスアンプ駆動信号であり、後述するように差動増幅回路15は、ノードSo及びSeの夫々に入力される信号のうち高い電位を有する信号の電位をより高くし、低い信号の電位をより低くするセンスアンプとして機能する。TFT13pはpチャネル型のTFTであり、駆動信号がゲートに供給されるとオン状態に切り換わり、電源電位VDDを差動増幅回路15の接続端子Spに供給する。
第2駆動信号供給回路22は、第2駆動信号供給線42及びプルダウン回路32を備えている。第2駆動信号供給線42は、差動増幅回路15に電気的に接続されたTFT13nのゲートに電気的に接続されており、外部から供給された駆動信号をTFT13nのゲートに供給する。TFT13nはnチャネル型のTFTであり、駆動信号がゲートに供給されるとオン状態に切り換わり、電源電位VDDを差動増幅回路15に供給する。プルダウン回路32は、第2駆動信号供給線42の電位を維持する。
差動増幅回路15は、信号線Soi及び信号線Seiを一組とする信号線の組毎に一つずつ設けられている。トランスミッションゲート6がオン状態になった際に、第1電位信号及び第2電位信号が信号線Soi及び信号線Seiの夫々から差動増幅回路15のノードSo及びSeの夫々に供給される。差動増幅回路15は、第1電位信号及び第2電位信号を比較することによって信号線Soi及びSeiの夫々を介して判定手段であるテスト回路に高電位信号又は低電位信号を出力する。
差動増幅回路15は4個のトランジスタで構成された増幅回路であり、上述した差動増幅回路SAijと同様の回路構成を有している。差動増幅回路15は、第1電位信号が第2電位信号より僅かに高い電位を有している場合には、第1電位信号に比べて電位が高められた高電位信号を信号線Soiを介して判定手段の一例であるテスト回路に出力する。このように電位が高められた高電位信号によれば、第1電位信号の電位が第2電位信号の電位より高いことを明確にできる。差動増幅回路15は、第1電位信号が第2電位信号より僅かに低い電位を有している場合には、第1電位信号に比べて電位がより低くされた低電位信号を信号線Soiを介して出力する。このような低電位信号によれば、第1電位信号の電位が第2電位信号の電位より低いことを明確にできる。
信号線Seiを介して差動増幅回路15に供給される第2電位信号は、第1電位信号の電位を高くする或いは低くする際の基準となる基準電位である。第1電位信号は、信号線Soiに電気的に接続された画素部70に不具合が生じているか否か、即ち画素部70の良否を反映した信号であり、第2電位信号と第1電位信号との電位差は、これら信号線の配線容量によって変動する電位の大きさに比べて僅かな大きさである。差動増幅回路15は、第1電位信号の電位及び第2電位信号の高低関係が明確に判定できるように高電位信号又は低電位信号を出力する。
TFTアレイ基板10に形成された複数の差動増幅回路15は、TFTアレイ基板10に形成された検査回路200aによって検査される複数の差動増幅回路と同時にTFTアレイ基板10に形成されている。画素部70及び画素領域10aの周辺に配置されたドライバ回路等の各種回路部及び走査線等の配線部は、検査回路200aに含まれる差動増幅回路が検査された際にこれら差動増幅回路の夫々に含まれる一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきが小さいことが確認された上でTFTアレイ基板10上に形成されている。
したがって、本実施形態に電気光学装置用基板の一例であるTFTアレイ基板10に形成された差動増幅回路15は、画素部70から供給される第1電位信号及び第2電位信号の微小な電位差を各差動増幅回路で均一に検出でき、TFTアレイ基板10は、画素部70の不具合を検出する検出精度が高められている。
画素部70は一方の信号線の一例である信号線Soiに電気的に接続されており、他方の信号線の一例である信号線Seiには電気的に接続されていない。信号線Seiを介して差動増幅回路15に供給される第2電位信号は画素部70の不具合に起因する電位の変動をうけることなく、基準電位である中間電位と同等の電位に維持されたまま差動増幅回路15に供給される。これにより、正常な画素部70に不具合が生じていると判定されることを低減でき、画素部70の検査精度を高めることができる。
尚、図7に図示しないテスト回路が、信号線Soiに電気的に接続された画素部70に不具合が生じているか否かを電圧論理に基づいて判定する。より具体的には、例えばテスト回路は、画素部に予め供給されていた第1電位信号のもとになる検査信号の電位の第2電位信号の電位に対する高低関係と、中間電位及び高電位信号の電位又は低電位信号の電位の高低関係の情報とを比較することによって画素部70に不具合が発生しているか否かを判定する。第1電位信号の元になる検査信号の電位が中間電位より高い場合に、差動増幅回路15から高電位信号が出力されれば信号線Soiに電気的に接続された画素部70、即ち第1電位信号のもとになる検査信号が供給された画素部70に不具合が発生していないとテスト回路は判定する。同様に第1電位信号のもとになる検査信号の電位が第2電位信号の電位より低い場合に、差動増幅回路15から低電位信号が出力されれば第1信号線に電気的に接続された画素部70、即ち第1電位信号のもとになる検査信号が供給された画素部に不具合が発生していないとテスト回路は判定する。
第1電位信号の基になる検査信号の電位が第2電位信号の電位より高い場合に差動増幅回路15から低電位信号が出力されれば、信号線Soiに電気的に接続された画素部70、即ち第1電位信号の基になる検査信号が供給された画素部70に何らかの不具合が発生しているとテスト回路は判定する。第1電位信号の基になる検査信号の電位が第2電位信号の電位より低い場合に差動増幅回路15から高電位信号が出力されれば信号線Soiに電気的に接続された画素部70、即ち第1電位信号のもとになる検査信号が供給された画素部70に何らかの不具合が発生しているとテスト回路は判定する。画素部70の良否についての判定は、X−ドライバ回路101、Y−ドライバ回路104及びサンプリング回路110の動作に応じて画素部70毎に行われる。
次に、図7及び図8を参照しながら、画素部の回路構成を説明する。図8は画素部の回路図である。
図8において、画素部70は、TFT73、液晶素子72、及び蓄積容量73を備えている。TFT71は、ソースが信号線Soiに電気的に接続されており、ゲートが走査線Gjに電気的に接続されている。TFT71は、検査時に供給されるスイッチング信号によってオンオフが切り換えられ、画素部70は第1電位信号を信号線Soiに出力する。液晶素子72は、TFTアレイ基板10及びTFTアレイ基板10に対応するように配置される対向基板間に注入される液晶と、この液晶を挟持する一対の電極を有している。蓄積容量73は、画像表示が行われる際に画素部70に供給された画像信号を一時的に保持し、複数の画素部70のアクティブマトリクス駆動を可能にする。
図7において、複数の走査線Gjと、複数の信号線Soi及び複数の信号線Seiとが、画素領域10aで互いに交差するように配設されており、複数の画素部70は、信号線Soi及びSeiと、走査線Gjとの交差に応じて配置されていると共に、信号線Soiに電気的に接続されている。
次に、図7及び図8を参照しながら、画素部70から差動増幅回路15に第1電位信号及び第2電位信号を供給する手順を説明する。
図7及び図8において、走査線G1に電気的に接続された複数の画素部70が備えるスイッチング素子71の夫々に走査線G1を介してスイッチング信号が供給される。この段階で、走査線G1に電気的に接続された画素部70から第1電位信号が差動増幅回路15に供給される。このとき、第1電位信号を差動増幅回路15に供給できるようにトランスミッションゲート6はオン状態に切り換えられており、走査線G1に電気的に接続された画素部70の夫々から信号線Soiを介して第1電位信号が差動増幅回路15に供給される。ここで、第2電位信号も信号線Seiを介して差動増幅回路15に供給される。
続いて、複数の走査線Gnの2行目の走査線G2を介して走査線G2に電気的に接続された画素部70にスイッチング信号が供給され、これら画素部70から第1電位信号が差動増幅回路15に供給される。スイッチング信号は、Y−ドライバ回路104から各走査線Gjに出力されるが、画像を表示する際に走査線Gjから画素部70に供給される走査信号とは異なる信号である。このようにして、最終行の走査線Gnに電気的に接続された画素部70まで順次スイッチング信号が供給され、各画素部70から第1電位信号及び第2電位信号の夫々が差動増幅回路15に供給される。
図7において、信号線Soiの一端は差動増幅回路15まで延在されており、他端はX−ドライバ回路101まで延在されている。信号線Soiの途中にはサンプリング回路110を構成するTFT111が電気的に接続されている。画素領域10aで画像を表示する際には、信号線Soiは各画素部70に画像信号を供給するデータ線として機能する。即ち、信号線Soiは、画素領域10aに画像信号を供給するためのデータ線と共用されると共に、検査時にはサンプリング回路110を介して差動増幅回路15から出力された高電位信号又は低電位信号をテスト回路に出力する。本実施形態では、信号線Soiがそのままデータ線として機能するように信号線Soiが各部と電気的に接続されている。信号線Seiは画素部70と電気的に接続されていないため、画像を表示する際にデータ線として機能しないが、サンプリング回路110を構成するTFT111と電気的に接続されている。これにより、信号線Seiと一組とされる信号線Soiから高電位信号又は低電位信号をテスト回路に出力する際に、高電位信号又は低電位信号と比較される参照信号がテスト回路に出力される。
データ線と共用された信号緯Soiによれば、データ線とは別に信号線を設ける必要がない。したがって、画像表示領域10aにおける開口領域のサイズを狭めることなく、画素部70の良否を判定するために高電位信号又は低電位信号を出力するための回路を構成することが可能である。よって、画質を高めるために画素部の密度を高めるに伴いデータ線のピッチが狭められた場合でも、画素部の画質を低下させることなく画素部の良否を検査するための検査回路4を基板上の狭い領域に形成できる。
TFTアレイ基板10によれば、一本の走査線に電気的に接続された複数の画素部の良否を個別に判定でき、不具合が生じている画素部を特定できる。尚、画像を表示する際には、例えばトランスミッションゲート6をオフ状態に切り換えておけば、画像信号を供給するためにデータ線を使用でき、画素領域10aで支障なく画像を表示できる。
このように、本実施形態のTFTアレイ基板によれば、画素部毎に不具合が生じているか否かを検出することが可能である。加えて第2電位信号を出力する他方の信号線には、この信号線が一の走査線と交差する交差領域において他の画素部が電気的に接続されていないため、正常な画素部に不具合が発生していると判断されない。
本実施形態では、TFTアレイ基板に形成された検査回路200aによって差動増幅回路の電気特性が検査されているため、一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの閾値電圧の差のばらつきが小さいTFTアレイ基板が選択されている。
したがって、本実施形態の電気光学装置用基板の一例であるTFTアレイ基板によれば、電気特性のばらつきが小さい差動増幅回路を用いて、TFTアレイ基板を製造した段階で画素部に生じている不具合を正確に、且つ漏れなく検出することが可能であり、これに伴い例えば液晶装置等の電気光学装置の歩留まりを高めることができ、装置の製造コストを低減することが可能である。
次に、図9を参照しながら、信号線Soi及び信号線Seiを介して高電位信号又は低電位信号を出力する際の各種信号のタイミングを説明する。図9は、信号線Soi及び信号線Seiを介して各種信号を出力するタイミングを示したタイミングチャートである。尚、図9では、画素部に予め供給される検査信号の電位が中間電位より高い場合を例に挙げており、信号線Soi及び信号線Seiを除く他の2本一組とされる信号線の組も同様なタイミングチャートで各信号を出力する。
図9において、タイミングt1までに画素部70には検査信号が供給されている。プリチャージ回路25は、プリチャージ信号供給線44を介してタイミングt1にプリチャージ信号PCGをTFT11、12a及び12bのゲートに供給する。TFT11、12a及び12bはオン状態となり、電圧印加用配線24を介してプリチャージ電圧が信号線Soi及び信号線Seiに印加される。これにより、信号線Soi及び信号線Seiの電位が中間電位に設定される。
トランスミッションゲート6がオン状態に切り換えられた後、走査線G1は、タイミングt3においてスイッチング信号を画素部70に供給し、交差領域P1iにおいて第1電位信号が信号線Soiを介して差動増幅回路15に供給される。尚、走査線G1は、走査線G1に電気的に接続された画素部70の全てにスイッチング信号を供給し、走査線G1に電気的に接続された画素部70が備えるTFT71がオン状態に切り換えられる。第1電位信号は、走査線G1に電気的に接続された複数の画素部70の夫々からこれら画素部に対応する差動増幅回路15に供給される。
ここで、画素部70に不具合が生じていない場合には、予め画素部に供給された検査信号の電位と同様に、中間電位より高い電位を有する第1電位信号が信号線Soiを介して差動増幅回路15に供給される。このとき、第1電位信号は、中間電位よりわずかに高い電位を有している。第2電位信号を出力する信号線Seiの電位は、予め設定された中間電位であり、第1電位信号の電位より僅かに低い。このように、画素部70に不具合が生じていない場合には、画素部70に予め供給された検査信号の電位及び中間電位間の電位の高低関係が、第1電位信号の電位及び第2電位信号の電位の高低関係にそのまま維持されている。
タイミングt4に第2駆動信号供給回路22からTFT13nに駆動信号SAnEが供給されると、差動増幅回路15は信号線Seiの電位を低下させる。これにより、第1電位信号が供給されたノードSoの電位より低い電位を有するノードSeの電位は、第2電位信号を供給された時点より低い電位に下げられる。
タイミングt5において、第1駆動信号供給回路21からTFT13pに第1駆動信号SApEが供給されると、差動増幅回路15は第1電位信号が供給されたノードSoの電位を第2電位信号が供給された時点の電位より高める。
タイミングt4及びt5の夫々において、差動増幅回路15に供給された信号のうち低い電位を有する第2電位信号が供給されたノードSeの電位はより低く下げられ、高い電位を有する第1電位信号が供給されたノードSoの電位はより高く上げられる。これにより、ノードSo及びSeの夫々の電位の高低関係が明確になる。差動増幅回路15は、ノードSoの電位を有する高電位信号を信号線Soiを介してテスト回路等の判定手段に出力する。これと同時に差動増幅回路15は、ノードSeの電位を有する参照信号を信号線Seiを介してテスト回路等の判定手段に出力する。
このようなテスト回路は、高電位信号及び参照信号を比較する。高電位信号は第1電位信号より電位が高められており、且つ参照信号は中間電位より電位が下げられているので、テスト回路は、第2電位信号及びこの第2電位信号よりわずかに高い電位を有する第1電位信号を比較する場合に比べて、高電位信号の電位が参照信号の電位より高いことを明確に判定できる。ここで、検査信号の電位及び中間電位の高低関係と、高電位信号の電位及び参照信号の電位の高低関係は一致しているため、テスト回路は被検査対象である画素部に不具合が生じていないと判定する。
次に、走査線G2に電気的に接続された画素部の良否を判定するために、タイミングt6からt7間において、信号線Soi及びSeiにプリチャージ電圧が供給され、これら信号線が再び中間電位に設定される。
タイミングt8において、走査線G2がスイッチング信号を出力し、走査線G2に電気的に接続された画素部70にスイッチング信号が供給される。スイッチング信号が供給された画素部70は、走査線G1に電気的に接続された画素部70と同様に第1電位信号を信号緯Soiを介して差動増幅回路15に出力する。ことき、信号線Seiは第2電位信号を差動増幅回路15に供給する。これにより、走査線G1と同様にして信号線Soiに電気的に接続された画素部70のうち走査線G2に電気的に接続された画素部70に対応した高電位信号又は低電位信号、及び参照信号が差動増幅回路から各信号線を介してテスト回路に出力され、走査線G2に電気的に接続された画素部70の良否を判定できる。このようにして、順次走査線G3、G4、・・・、Gnの夫々に電気的に接続された画素部の良否を順次判定することが可能である。加えて、すでに述べたように、各差動増幅回路15から出力される高電位信号又は低電位信号、及び参照信号をサンプリング回路110を介して差動増幅回路15毎にテスト回路に出力できることから、画素部毎に良否を判定することが可能であり、画像表示領域10aに配置された複数の画素部の一つ一つについて不具合が生じていないことを確認できる。
次に、図9を参照しながら画素部に不具合が生じている場合を説明する。画素部70には、予め中間電位より高い電位を有する検査信号が供給されている。走査線G1からスイッチング信号が画素部に供給されたタイミングt3において、画素部70は中間電位より僅かに低い電位を有する第1電位信号を差動増幅回路15に供給する。尚、中間電位より低い電位を有する第1電位信号が供給されたノードSoの電位を図中点線で示したL0とする。ここで、第1電位信号が中間電位より低い電位を有しているのは、例えば電流リークが生じているTFT、或いは電流リークが生じている蓄積容量を画素部が含んでいる場合に相当する。
タイミングt4において、第2駆動信号供給回路22からTFT13nに第2駆動信号SAnEが供給されると、差動増幅回路15は、中間電位より低い電位を有する第1電位信号が供給されたノードSoの電位を更に低い電位に低下させる(図中点線L1で示す)。より具体的には、差動増幅回路15のノードSoに供給された第1電位信号の電位は、差動増幅回路15のノードSeに供給された第2電位信号の電位より僅かに低いため、差動増幅回路15は第1電位信号及び第2電位信号の電位を比較し、信号線Soiの電位をより低い電位に下げる。差動増幅回路15は、ノードSoの電位と等しい電位を有する低電位信号を出力する。
タイミングt5において、第1駆動信号供給回路21からTFT13pに第1駆動信号SApEが供給されると、差動増幅回路15は第2電位信号の電位を高める。ノードSeの電位は差動増幅回路15によって電位が下げられたノードSoの電位より高い電位であるため、差動増幅回路15は、ノードSeの電位を中間電位より高い電位に高める。差動増幅回路15は、中間電位より電位が高められたノードSeの電位と等しい電位を有する参照信号を出力する。
この結果、テスト回路は、信号線Soi及び信号線Seiの夫々に供給された第1電位信号及び第2電位信号の高低関係が維持されたままの低電位信号及び参照信号を検出する。テスト回路は、第1電位信号より電位が下げられた低電位信号を検出することによって第1電位信号の電位が中間電位より低いことを明確に検出できる。尚、低電位信号及び中間電位の高低関係は中間電位の電位に対する検査信号の電位の高低関係とは逆であり、このような場合にはテスト回路は画素部に不具合が生じていると判定する。
このように、本実施形態に係る電気光学装置用基板の一例であるTFTアレイ基板10によれば、予め画素部に供給された検査信号の電位及び中間電位の高低関係と、テスト回路で電位が比較される高電位信号又は低電位信号の電位、及び参照信号の電位の高低関係が一致するか否かを判定することによって、画素部に不具合が生じているか否かを判定できる。加えて、各交差領域において他の信号線とされる信号線Seiには画素部が電気的に接続されていないため、各交差領域で2本一組とされる信号線を介してテスト回路に出力される2つの信号の電位を比較することによって正常な画素部に不具合が生じていると判定されることをなくすことができる。これにより、画素部の良否を画素部毎に確実に判定できる。
加えて、本実施形態に係る電気光学装置用基板によれば、上述の検査方法と同様に、基板上に複数の差動増幅回路が製造された段階において、差動増幅回路の夫々が含む一対のトランジスタの閾値電圧の差のばらつきを検査できるため、閾値電圧の差のばらつきが小さい差動増幅回路が形成された基板を選択できる。このようにして選択された基板をTFTアレイ基板に用い、且つ当該基板上に画素部を形成することによって、これら差動増幅回路を用いて精度良く画素部の良否を検査でき、高い表性能を有する電気光学装置を提供できる。
(電子機器)
次に、上述した液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。
次に、上述した液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。
まず、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図10は、上述した液晶装置を備えた電子機器の一例であるプロジェクタの構成例を示す平面図である。図10に示すように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gに入射される。
液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、RおよびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
ここで、各液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
尚、液晶パネル1110R、1110Bおよび1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
1・・・液晶パネル、4,200・・・検査回路、10・・・TFTアレイ基板、SA,15・・・差動増幅回路、101・・・X−ドライバ、104・・・Y−ドライバ、201・・・Xシフトレジスタ、202・・・Yシフトレジスタ
Claims (7)
- 基板上に形成された複数の差動増幅回路を用いた検査方法であって、
前記差動増幅回路を構成する複数のトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に前記2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって、前記差動増幅回路に検査用電圧を印加する電圧印加ステップと、
前記一方の端子を介して出力された第1出力信号及び前記他方の端子を介して出力された第2出力信号の夫々を前記差動増幅回路毎に読み出す読み出しステップと、
前記第1出力信号及び前記第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて、前記検査用電圧が正常に増幅されたか否かを前記差動増幅回路毎に判定する判定ステップとを備え、
前記検査用電圧を順次変更して、該変更された検査用電圧毎に前記電圧印加ステップ、前記読み出しステップ及び前記判定ステップを順次実行することによって、基板上に形成された前記複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価すること
を特徴とする検査方法。 - 前記電圧印加ステップに先んじて前記第2検査信号の電位を基準電位として前記第1検査信号の電位を変更することによって前記検査用電圧を変更すること
を特徴とする請求項1に記載の検査方法。 - 前記差動増幅回路には、一対のトランジスタが二組設けられ、前記一対のトランジスタの夫々は、互いに同じ導電型のチャネル領域を有しており、
前記差動増幅回路は、前記一方の端子及び前記他方の端子の夫々に電気的に接続されており且つ前記一対のトランジスタと電気的に交差結合された他の一対のトランジスタを備えており、
前記他の一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタの夫々は、前記導電型と異なる導電型のチャネル領域を有しており、
前記第1出力信号及び前記第2出力信号は、前記一対のトランジスタ及び前記他の一対のトランジスタが互いに連動して動作することによって出力されること
を特徴とする請求項1又は2に記載の検査方法。 - 前記複数の差動増幅回路の夫々は、前記基板上に形成された2本の第1信号線を一組として構成される複数の第1信号線の組と、前記複数の第1信号線の組と互いに交差するように配設された複数の第2信号線との交差の夫々に対応して形成されており、
前記一方の端子及び前記他方の端子の夫々は、前記差動増幅回路毎に設けられた第1スイッチング回路を介して前記2本の第1信号線の夫々に電気的に接続されており、
前記2本の第1信号線の夫々は、前記2本の第1信号線の組毎に設けられた第2スイッチング回路を介して2本の信号供給線の夫々に電気的に接続されており、
前記電圧印加ステップにおいて、前記第1スイッチング回路及び前記第2スイッチング回路の夫々がオン状態に切り換えられた状態で、前記2本の信号供給線を介して前記第1検査信号及び前記第2検査信号の夫々を前記一方の端子及び前記他方の端子の夫々に供給し、
前記読み出しステップにおいて、前記第2信号線毎に互いに異なるタイミングで供給された複数系統の第1スイッチング信号によって前記第1スイッチング回路のオンオフを切り換えると共に前記2本の第1信号線の組毎に互いに異なるタイミングで供給された複数系統の第2スイッチング信号によって前記第2スイッチング回路のオンオフを切り換えることによって、前記差動増幅回路毎に前記第1出力信号及び前記第2出力信号の夫々を前記2本の信号供給線の夫々に読み出すこと
を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の検査方法。 - 基板上に形成された複数の差動増幅回路からなる検査回路であって、
前記差動増幅回路を構成する複数のトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に前記2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって、前記差動増幅回路に検査用電圧を印加する電圧印加手段と、
前記一方の端子を介して出力された第1出力信号及び前記他方の端子を介して出力された第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて前記検査用電圧が増幅されたか否かを前記差動増幅回路毎に判定するために、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を前記差動増幅回路毎に読み出す読み出し手段とを備え、
前記読み出し手段は、前記検査用電圧が変更される毎に該変更された検査用電圧に応じて出力された第1出力信号及び第2出力信号を読み出すことによって、基板上に形成された前記複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価すること
を特徴とする検査回路。 - 基板と、前記基板上の画素領域の周辺に位置する周辺領域に形成されており、複数の差動増幅回路とを備えた電気光学装置用基板であって、
前記複数の差動増幅回路の夫々が有する一対のトランジスタを構成する2つのトランジスタに電気的に接続された2つの端子の一方の端子に第1検査信号を供給すると共に前記2つの端子の他方の端子に第2検査信号を供給することによって前記差動増幅回路に検査用電圧を印加する電圧印加手段と、
前記一方の端子を介して出力された第1出力信号及び前記他方の端子を介して出力された第2出力信号の電位差である出力電圧に基づいて前記検査用電圧が増幅されたか否かを前記差動増幅回路毎に判定するために、前記第1出力信号及び前記第2出力信号を前記差動増幅回路毎に読み出す読み出し手段とを備え、
前記読み出し手段は、前記検査用電圧が変更される毎に該変更された検査用電圧に応じて出力された第1出力信号及び第2出力信号を読み出すことによって、基板上に形成された前記複数の差動増幅回路の夫々が増幅できる最低電圧のばらつきを評価することができること
を特徴とする電気光学装置用基板。 - 請求項6に記載の電気光学装置用基板を備えたこと
を特徴とする電気光学装置。
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JP2006002147A JP2007183192A (ja) | 2006-01-10 | 2006-01-10 | 検査方法、検査回路及び電気光学装置用基板、並びに電気光学装置 |
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-
2006
- 2006-01-10 JP JP2006002147A patent/JP2007183192A/ja not_active Withdrawn
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