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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Überprüfungsverfahren für ein Substrat
mit aktiver Matrix, ein Substrat mit aktiver Matrix, eine Flüssigkristallvorrichtung
und eine elektronische Apparatur, und insbesondere Techniken zur Überprüfung einer
Art von Substrat mit aktiver Matrix, bei dem ein digitaler Datenleitungstreiber
(Treiber, in dem ein digitales Signal eingegeben und von einer digitalen
zu einer analogen Form umgewandelt wird, um ein analoges Signal zum
Antreiben von Datenleitungen auszugeben) (in der Folge als "digitaler Treiber" bezeichnet) auf
dem Substrat gebildet ist.
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Stand der
Technik
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In
den letzten Jahren wurden aktiv Forschungen bezüglich eines Substrates mit
aktiver Matrix mit eingebautem Treiber, in dem Treiberschaltungen (Treiber)
für Abtastleitungen
und Datenleitungen auf einem Substrat gebildet sind, und einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die das Substrat verwendet, durchgeführt. Ein solches Substrat mit.
aktiver Matrix wird zum Beispiel unter Verwendung von Niedertemperatur-Folysiliziumtechniken
erzeugt. Um Produkte, in welchen das obengenannte Substrat verwendet wird,
auf den Markt zu bringen, muss vom Standpunkt der Garantieleistung
eine exakte Überprüfung von
entsprechenden Artikeln/nicht entsprechenden Artikeln durchgeführt werden,
nachdem das Substrat gebildet wurde, aber vor dem Zusammenbauen
einer Platte.
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Nach
der Studie des gegenwärtigen
Erfinders erfordert die zuvor beschriebene Überprüfung vorwiegend Grundüberprüfungen,
wie die Prüfung der
Ausgangsleistung der Treiber und das Erkennen einer Unerbrechung
der Datenleitungen, und Überprüfungen der
Eigenschaften von Schaltvorrichtungen (TFTs, MIMs, usw.), die in
Pixeln enthalten sind, und der Leckeigenschaften von Speicherkondensatoren,
die sich auf eine Überprüfung auf
einen Punktdefekt in einer aktiven Matrixeinheit beziehen.
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Im
Falle eines digitalen Treibers zum Antreiben der Datenleitungen
(das heißt,
eines digitalen Datenleitungstreibers), wurde ein Verfahren zum gleichzeitigen
Antreiben zu vorbestimmten Zeitpunkten (leitungsweises Antriebsverfahren)
verwendet, da die Aufmerksamkeit der einfachen digitalen Datenspeicherung
galt.
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Eine
Anzeigevorrichtung mit einem solchen eingebauten digitalen Treibers
mit leitungsweisem Antrieb wurde nicht verwirklicht, so dass nicht
klar ist, wie die zuvor beschriebenen, äußerst zuverlässigen Überprüfungen ausgeführt werden.
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WO
9624123A offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung
mit einem Antriebsverfahren und ein Verfahren zur deren Überprüfung. Die
Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Datenleitungen, Pixeln, Abtastleitungen
und einen digitalen Datenleitungstreiber zum Antreiben der Datenleitungen.
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EP 0627722 offenbart eine
Lichtmodulatorvorrichtung mit einer Fehlerdetektionsschaltung. Die Vorrichtung
umfasst Pixel, die sowohl Transistoren vom Dünnfilmtyp wie auch Flüssigkristallzellen
enthält,
die von Flüssigkristalltreiberelektroden
angetrieben werden, die in einer Matrixform gemeinsam mit Bildsignalleitungen
und Steuersignalleitungen angeordnet sind, die an jeden der Transistoren
angeschlossen sind.
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US 5539326 offenbart eine
Methode zum Testen der Verdrahtung oder des Zustandes einer Flüssigkristallanzeige
und eines Dünnfilmtransistors.
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Daher
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer
Technik zur Überprüfung eines
Substrats mit aktiver Matrix, das einen darauf montierten digitalen
Treiber enthält,
so dass äußerst zuverlässige Substrate
und Anzeigevorrichtungen usw. auf den Markt gebracht werden können.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Substrat mit aktiver
Matrix bereitgestellt, umfassend:
eine Vielzahl von Datenleitungen
und eine Vielzahl von Abtastleitungen, wobei eine Vielzahl von Pixeln an
Schnittpunkten der Datenleitungen und der Abtastleitungen bereitgestellt
ist;
einen digitalen Datenleitungstreiber zum Antreiben der
Vielzahl von Datenleitungen; eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen,
wobei jede Schaltvorrichtung für
ein entsprechendes der Pixel bereitgestellt ist;
eine Vielzahl
von Speicherkondensatoren zum Speichern von Signalen, die von dem
digitalen Datenleitungstreiber über
eine entsprechende Datenleitung und Schaltvorrichtung empfangen
werden, wobei jedes Pixel einen von der Vielzahl von Speicherkondensatoren
in einem Substratzustand hat; und
eine Überprüfungsschaltung, die an Enden
der Vielzahl von Datenleitungen gegenüber dem digitalen Datenleitungstreiber
bereitgestellt ist;
wobei die Überprüfungsschaltung so aufgebaut
ist, dass eine Überprüfung eines
Signals durchgeführt wird,
das von einem Speicherkondensator eines Pixels gespeichert wird,
wenn sich ein Ausgangsanschluss des digitalen Datenleitungstreibers
in einem Hochimpedanzzustand befindet.
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Da
der digitale Treiber für
die Datenleitungen einen D/A-Wandler
in einer Ausgangseinheit hat, kann er eine aktive Matrixeinheit
(Messung von Punktdefekten) nicht überprüfen, indem er ein einmal ausgegebenes
Signal wieder über
einen gemeinsamen Kanal liest.
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Da
gemäß der vorliegenden
Erfindung jedoch die Überprüfungsschaltung
an den gegenüberliegenden
Enden der Datenleitungen zu dem digitalen Treiber bereitgestellt
ist, können
Signale in die Kondensatoren (Speicherkondensatoren) in der aktiven
Matrixeinheit durch Antreiben der Datenleitungen mit dem digitalen
Treiber geschrieben werden, und die geschriebenen Signale können durch
die Überprüfungsschaltung
ausgelesen werden. Daher kann eine Bestimmung durchgeführt werden,
ob ein Punktdefekt vorhanden ist oder nicht.
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Wenn
beim Signallesen mit der Überprüfungsschaltung
der Ausgang des digitalen Treibers (A/D-Wandler-Ausgang) auf EIN
ist, ist die Defektbestimmung auf der Basis von Signalen, die aus
den Speicherkondensatoren gelesen werden, nicht gesichert. Somit
muss in einem Schritt zum Ermitteln eines Basissignals für eine Punktdefektbestimmung der
Ausgang der Überprüfungsschaltung
ausgeschaltet werden (in einen Hochimpedanzzustand gebracht werden).
Daher enthält
der digitale Treiber die Funktion, den Ausgang in einen Hochimpedanzzustand
zu versetzen.
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Da
die Überprüfungsschaltung
als Schaltung bereitgestellt ist, die zur Überprüfung verwendet wird, muss sie
nicht bei hoher Geschwindigkeit arbeiten, wie der digitale Treiber,
und muss nur eine minimale Funktion erfüllen, zum Beispiel imstande
sein, eine Überprüfung auszuführen. Daher
hat der digitale Treiber gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Struktur mit bidirektionalen Schaltern (z.B. analogen Schaltern)
und Steuermitteln zum Steuern der Umschaltung der Schalter. Ihre
vereinfachte Schaltungsanordnung und die fehlende Notwendigkeit
hochentwickelter Betriebseigenschaften erfordern nur eine geringe
Transistorgröße, wodurch
Raum gespart werden kann. Daher kann die Überprüfungsschaltung leicht auf dem
Substrat mit aktiver Matrix montiert werden.
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"Überprüfungsschaltung" bezeichnet eine Schaltung,
die vorwiegend zur Überprüfung verwendet
wird und nicht die Funktion hat, die Datenleitungen anzutreiben
wie der digitale Treiber, aber die Verwendung einer anderen Aufgabe,
die sich von der Überprüfung unterscheidet,
und den Einschluss einer Komponente, die für eine andere Aufgabe als die Überprüfung verwendbar
ist, nicht ausschließt.
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Vorrichtungen,
die in der Überprüfungsschaltung
enthalten sind, können
durch ein identisches Herstellungsverfahren gemeinsam mit Vorrichtungen hergestellt
werden, die im digitalen Treiber enthalten sind.
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Auf
einem Substrat mit aktiver Matrix werden ein digitaler Treiber und
eine Überprüfungsschaltung durch
ein identisches Verfahren hergestellt. Zum Beispiel ermöglichen
Niedertemperatur-Polysilizium-Dünnfilmtransistor-(TFT)-Techniken die Herstellung.
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Der
digitale Treiber enthält
einen Schalter in seiner Ausgangseinheit und ein Öffnen des
Schalters versetzt die Ausgangseinheit in einen Hochimpedanzzustand.
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Der
Schalter ist in der Ausgangseinheit vorgesehen, um den Ausgang des
digitalen Treibers in den Hochimpedanzzustand zu bringen.
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Der
digitale Treiber enthält
einen von einem Schaltkondensator-D/A-Wandler, einem Widerstandsketten-D/A-Wandler
und einem PWM-D/A-Wandler.
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Beispiele
für einen
D/A-Wandler, die auf einem Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden
Erfindung montiert werden können,
sind dargestellt.
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In
einem Schaltkondensator-D/A-Wandler zum Beispiel sind Schalter für jeden
der bewerteten Kondensatoren bereitgestellt, und die Ladung jedes Kondensators
ist mit einem Kopplungskondensator durch Steuerung des Umschaltens
der Schalter kombiniert, so dass eine Umwandlungsspannung erzeugt wird.
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In
einem Widerstandsketten-D/A-Wandler wird zum Beispiel eine widerstandsgeteilte
Spannung selektiv durch Steuern des Umschaltens der Schalter, die
an den Ausgangskanälen
bereitgestellt sind, extrahiert, so dass eine Umwandlungsspannung
erzeugt wird.
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In
einem PWM-D/A-Wandler wird zum Beispiel die EIN-Dauer eines Schalters,
der an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, in der sich der Spannungswert
mit der Zeit ändert
(rampenförmige Welle)
in Übereinstimmung
mit einem digitalen Datenwert gesteuert, so dass eine Umwandlungsspannung
erzeugt wird.
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Das
Steuernmittel in der Überprüfungsschaltung
führt eine
punktweise Abtastung der bidirektionalen Schalter durch.
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Die Überprüfungsschaltung
hat zum Beispiel ein punktweises Abtastsystem der Datenleitungen unter
Verwendung von Schieberegistern usw., und führt eine Überprüfung durch das punktweise Lesen der
Daten aus.
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Wenn
die Anzahl der bidirektionalen Schalter M ist (wobei M eine natürliche Zahl
von nicht kleiner als 2 ist) führt
das Steuermittel in der Überprüfungsschaltung
wiederholt den gleichzeitigen Antrieb von P (wobei P eine natürliche Zahl ist)
bidirektionalen Schaltern Q (wobei Q eine natürliche Zahl ist) mal aus, wodurch
insgesamt ein Antrieb von M (M = P × Q) bidirektionalen Schaltern
ausgeführt
wird.
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Die Überprüfungsschaltung
verwendet eine Methode, die sich von einer punktweisen Abtastung unterscheidet.
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Wenigstens
ein Teil der Überprüfungsschaltung
ist in einem Raum angeordnet, der sich in dem Substrat mit aktiver
Matrix befindet und nicht zur Ausführung der wesentlichen Funktionen,
wie der Anzeige eines Bildes, beiträgt.
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Da
die Überprüfungsschaltung
nur eine geringe Transistorgröße und eine
kleine eingenommene Fläche
benötigt,
kann zumindest ein Teil der Überprüfungsschaltung
in einem Raum angeordnet werden, der sich in dem Substrat mit aktiver
Matrix befindet und nicht zur Ausführung der wesentlichen Funktionen,
wie der Anzeige eines Bildes, beiträgt, das heißt, einem sogenannten toten
Raum. Daher kann die Vergrößerung des
Substrats mit aktiver Matrix und der Flüssigkristallanzeigeverrichtung
entfallen.
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Die Überprüfungsschaltung
ist in einer Dichtungsposition angeordnet, die durch Dichtungsmaterial
in einem Plattenherstellungsverfahren gebildet wird.
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Die
Position, die von dem Dichtungsmaterial in einem Plattenherstellungsverfahren
abgedichtet wird, ist ein toter Raum, der unvermeidlich in dem Substrat
mit aktiver Matrix gebildet wird. Durch Anordnen der Überprüfungsschaltung
in diesem Raum kann eine effektive Nutzung des Raums erreicht werden.
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Sowohl
die Überprüfungsschaltung
als auch der digitale Treiber ist in mehrere Stücke unterteilt und auf dem
Substrat mit aktiver Matrix angeordnet.
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Es
gibt Fälle,
dass die Anordnung getrennter Schaltungen eine effektivere Nutzung
eines toten Raumes ermöglicht.
Durch das Ausmaß der
Trennung wird die Anzahl von Vorrichtungen in einem Block verringert
und ausreichend Raum für
die Schaltungsanordnung erzeugt. Zusätzlich kann durch das Ausmaß der Verringerung
in der Anzahl von Vorrichtungen die Betriebsfrequenz eines Schieberegisters oder
dergleichen, die in Serie arbeiten, verringert werden.
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Die Überprüfungsschaltung
ist in mindestens eine erste Überprüfungsschaltung
und eine zweite Überprüfungsschaltung
geteilt, während
der digitale Treiber in mindestens einen ersten digitalen Treiber und
einen zweiten digitalen Treiber geteilt ist,
der erste digitale
Treiber und die erste Überprüfungsschaltung
sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen, wobei die Datenleitungen
dazwischen bereitgestellt sind, und der zweite digitale Treiber
und die zweite Überprüfungsschaltung
sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen, wobei. die Datenleitungen
dazwischen bereitgestellt sind, und
der erste digitale Treiber
und die zweite Überprüfungsschaltun
sind an identischen Enden der Datenleitungen angeordnet, und der
zweite digitale, Treiber und die erste Überprüfungsschaltung sind an identischen
Enden der Datenleitungen angeordnet.
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Es
wird eine Schaltungsanordnung gebildet, in der die getrennten identischen
Schaltungen (sowohl die erste Schaltung als auch die zweite Schaltung)
an den gegenüberliegenden
Seiten der Datenleitungen angeordnet sind, die zwischen ihnen bereitgestellt
sind.
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Da
die Schaltungen verteilt und an der oberen und unteren Oberfläche des
Substrats mit aktiver Matrix angeordnet sind, ist es leicht, einen
toten Raum um den Anzeigebereich effektiv zu nutzen. Insbesondere
gibt es tote Räume
gleichmäßig um Dichtungspositionen
um das Substrat (an der Ober- und Unterseite),
was vorteilhaft ist, wenn Räume
effektiv genutzt werden.
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Zusätzlich verringert
die Schaltungstrennung die Anzahl von Vorrichtungen in einem Schaltungsblock
entsprechend der Anzahl von Trennungen, die genug Raum für die Schaltungsanordnung
erzeugen. Durch das Ausmaß der
Verringerung in der Anzahl von Vorrichtungen kann die Betriebsfrequenz
eines Schieberegisters oder dergleichen, die in Serie arbeiten,
verringert werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Überprüfungsverfahren
für das
Substrat mit aktiver Matrix bereitgestellt, wie gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben, umfassend die folgenden
Schritte:
Schreiben von Signalen in die Speicherkondensatoren
unter Verwendung des Datenleitungstreibers,
Versetzen des Ausgangsanschlusses
des Datenleitungstreibers in einen Hochimpedanzzustand; und
Ermitteln
eines Basissignals als Basis für
eine Überprüfung durch
Lesen der Signale, die in die Speicherkondensatoren geschrieben
sind, mit der Überprüfungsschaltung,
und Überprüfen einer
aktiven Matrixeinheit auf der Basis des ermittelten Basissignals.
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Anschließend wird
eine Grundmethode für eine Überprüfung einer
aktiven Matrixeinheit unter Verwendung eines Substrats mit aktiver
Matrix wie folgt beschrieben.
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Die Überprüfung des
digitalen Treibers selbst und die Überprüfung einer Unterbrechung der Datenleitungen
werden durchgeführt,
bevor jeder Schritt ausgeführt
wird.
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Bevor
die aktive Matrixeinheit überprüft wird, werden
die Ausgangseigenschaften eines digitalen Treibers selbst und die
Unterbrechung der Datenleitungen überprüft (einleitend Überprüfung).
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Gemäß dem zuvor
beschriebenen Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung
ist eine Überprüfungsschaltung
gegenüber
einem digitalen Treiber angeordnet, wobei Datenleitungen dazwischen
bereitgestellt sind. Somit kann die einleitende Überprüfung leicht auf der Basis des
Empfangs oder der Amplitude der empfangenen Signale usw. durchgeführt werden,
indem ein leitungsweiser Antrieb jeder Datenleitung, zum Beispiel
einmal, unter Verwendung des digitalen Treibers durchgeführt wird,
und dann wird die Überprüfungsschaltung
entweder durch eine leitungsweise Abtastung oder eine punktweise
Abtastung, die mit der Abtastung der Datenleitungen synchronisiert
ist, abgetastet und dann die Signale, die über die Datenleitungen gesendet
werden, werden empfangen.
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Der
Schritt zur Überprüfung der
aktiven Matrixeinheit auf der Basis der ermittelten Basissignale enthält den Schritt
der Betrachtung der zweidimensionalen Verteilung der Basissignaleigenschaften
in der aktiven Matrixeinheit.
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In
vielen Fällen
enthält
das Basissignal, das zur Überprüfung der
aktiven Matrixeinheit ermittelt wird, beachtliches Rauschen. Daher
ist es wirksam, eine relative Überprüfung unter
Betrachtung nicht nur des Absolutwertes der Signaleigenschaft sondern auch
einer Abnormalität
in der Signaleigenschaftsverteilung durchzuführen (z.B. des Vorhandenseins eines
bestimmten Abschnitts, der eine Abnormalität in der Form eines signifikanten
Punkts im Vergleich mit der Nachbarschaft anzeigt, usw.).
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Der
Schritt zur Überprüfung der
aktiven Matrixeinheit auf der Basis der ermittelten Basissignale enthält den Schritt
des Vergleichens des ermittelten Basissignals mit einem Abtastsignal,
das zuvor erstellt wird.
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Dies
ist eine Methode zur Überprüfung, die durch
einen Vergleich mit einem Abtastsignal ausgeführt wird. Die Flüssigkristallvorrichtung
wird mit einem Substrat mit aktiver Matrix zusammengebaut, und hat
eine hohe Zuverlässigkeit,
wenn sie eine bestimmte Überprüfung bestanden
hat. Ferner umfasst die Flüssigkristallvorrichtung
ein Substrat mit aktiver Matrix und hat eine hohe Zuverlässigkeit,
wenn sie eine bestimmte Überprüfung bestanden
hat. Die elektrische Apparatur, die die Flüssigkristallvorrichtung enthält, hat
auch eine hohe Zuverlässigkeit
aufgrund der hohen Zuverlässigkeit
der Flüssigkristallvorrichtung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Apparatur zur Ausführung eines Beispiels eines Überprüfungsverfahrens
eines Substrats mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel von Schaltungen zeigt, die auf
einem Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung montiert
sind.
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3 ist
ein Diagramm, das den schematischen Vergleich zwischen der Größe eines
Transistors, der in dem D/A-Wandler in 2 enthalten
ist, und der Größe eines
Transistors, der in der Überprüfungsschaltung
in 2 enthalten ist, zeigt.
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4 ist
eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
die ein Beispiel zeigt, in dem die Überprüfungsschaltung unter einem
Dichtungsmaterial angeordnet ist.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Entwurf einer Ausführungsform eines Überprüfungsverfahrens
für ein
Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das genauere Einzelheiten des Überprüfungsverfahrens
für ein Substrat
mit aktiver Matrix einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das genauere Einzelheiten der Punktdefektmessung
in 5 zeigt.
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8 ist
ein Flussdiagramm, das genauere Einzelheiten der Statusbestimmung
in 6 zeigt.
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9 besteht
aus (a) einer Draufsicht, die ein Beispiel der Struktur eines Pixels
zeigt, das in einer aktiven Matrixeinheit enthalten ist, und (b),
einem äquivalenten
Schaltungsdiagramm der Struktur in (a).
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10 besteht
aus (a) einer Draufsicht, die ein anderes Beispiel der Struktur
eines Pixels zeigt, das in einer aktiven Matrixeinheit enthalten
ist, und (b), einem äquivalenten
Schaltungsdiagramm der Struktur in (a).
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11 ist
ein Diagramm, das einen Entwurf eines strukturellen Beispiels eines
Kapazitätsteiler-D/A-Wandlers
zeigt, der in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.
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12 ist
ein Diagramm, das ein strukturelles Beispiel der Schaltung eines
Teils des Kapazitätsteiler-D/A-Wandlers
von 11 zeigt.
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13 ist
ein Diagramm, das einen Entwurf eines strukturellen Beispiels eines
Widerstandsteiler-D/A-Wandlers zeigt, der in der vorliegenden Erfindung
verwendbar ist.
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14 ist
ein Diagramm, das eine Skizze eines strukturellen Beispiels eines
PWM-D/A-Wandlers zeigt, der in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.
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15 besteht
aus (a) und (b) Diagrammen, die einen Entwurf eines Beispiels der Überprüfungsschaltungen
zeigen, die in 1 beziehungsweise 2 dargestellt
sind.
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16 ist
ein Diagramm, das einen Entwurf eines anderen Beispiels der Struktur
der Überprüfungsschaltungen
zeigt, die in 1 und 2 dargestellt
sind.
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17 ist
ein Diagramm, das ein anderes Beispiel einer Struktur der Schaltungen
zeigt, die auf dem Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden
Erfindung montiert sind.
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18 ist
ein Diagramm, das Positionen zeigt, die verwendet werden, wenn ein
Glassubstrat geschnitten wird, um ein Substrat mit aktiver Matrix herzustellen.
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19 ist
ein Diagramm, das eine Schaltungsanordnung der Abtastleitungstreiberschaltung, einer
Datenleitungstreiberschaltung, einer Überprüfungsschaltung usw. zeigt.
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20 ist
ein Diagramm, das einen ersten Schritt in einer Ausführungsform
eines Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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21 ist
ein Diagramm, das einen zweiten Schritt in der Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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22 ist
ein Diagramm, das einen dritten Schritt in der Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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23 ist
ein Diagramm, das einen vierten Schritt in der Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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24 ist
ein Diagramm, das einen fünften Schritt
in der Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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25 ist
ein Diagramm, das einen sechsten Schritt in der Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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26 ist
ein Diagramm, das einen siebenten Schritt in der Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
das Substrat mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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27 ist
ein Diagramm, das die Struktur einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
zeigt, in der ein Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung
verwendet wird.
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28 ist
ein Diagramm, das ein Beispie1 (einen Laptop-Computer) einer elektronischen Apparatur
zeigt, in der ein Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung
verwendet wird.
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29 ist
ein Diagramm, das ein anderes Beispiel (einen Flüssigkristallprojektor) einer
elektronischen Apparatur zeigt, in der ein Substrat mit aktiver
Matrix der Vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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30 besteht
aus (a) einer Schnittstrukturansicht der Vorrichtung entlang der
Linie A-A in 9(a) und (b) einer Schnittstrukturansicht
der Vorrichtung entlang der Linie A-A in 10(a).
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In
den Zeichnungen bezeichnen die Bezugszeichen Folgendes.
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- 10
- Testsystemsteuerung
- 20
- Taktgeber
- 30
- Datengenerator
- 40
- Hochgeschwindigkeitsverstärker und A/D-Wandler
- 100
- Tester
für das
Substrat mit aktiver Matrix
- 200
- Vollautomatischer
Prover
- 210
- Prover-Steuerung
- 220
- DUT-Platte
- 300
- Substrat
mit aktiver Matrix
- 310
- Aktive
Matrixeinheit
- 320
- Abtastleitungstreiber
- 330
- Digitaler
Datenleitungstreiber mit einer OFF-Ausgangsfunktion
- 340
- Überprüfungsschaltung
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Es
folgt eine ausführlichere
Beschreibung unter Bezugnahme auf die folgenden Ausführungsformen
der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
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Erste Ausführungsform
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(1) Entwurf eines Überprüfungssystems
und dessen Betrieb
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine gesamte Zusammenstellung einer Apparatur
zur Ausführung
eines Beispiels eines Überprüfungsverfahrens
für ein
Substrat mit aktiver Matrix der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Diese
Ausführungsform
beschreibt einen Fall, wo ein Substrat mit aktiver Matrix (in der
Folge als "TFT-Substrat" bezeichnet) mit
Schaltvorrichtungen in einem Pixelab schnitt, die aus Dünnfilmtransistoren
(TFTs) gebildet sind, überprüft wird.
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In 1 enthält ein Tester 100 für ein TFT-Substrat
eine Testsystemsteuerung 10 zum Überwachen und Steuern eines Überprüfungsvorgangs,
einen Taktgeber 20 zum Erzeugen verschiedener Taktsignale,
einen Datengenerator 30 zum Ausgeben von Daten zur Überprüfung, einen
Hochgeschwindigkeitsverstärker
und A/D-Wandler 40 und eine Datenanalyseeinrichtung 50,
der Daten, die vom A/D-Wandler ausgegeben werden, eingegeben werden,
und die eine vorbestimmte Analyse durchführt.
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Der
vollautomatische Prover 200 enthält eine Prover-Steuerung 210 und
eine DUT-Platte 220 als Schnittstelle für verschiedene Signale.
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Ein
TFT-Substrat 300 hat eine aktive Matrixeinheit, einen Abtastleitungstreiber 320,
einen digitalen Datenleitungstreiber 330 mit einer OFF-Ausgangsfunktion
(in der Folge einfach als "digitaler
Datenleitungstreiber" bezeichnet),
und eine Überprüfungsschaltung 340.
Die OFF-Ausgangsfunktion ist die Funktion, die ermöglicht,
dass ein Ausgang in einen Hochimpedanzzustand gezwungen wird. Bei
der Überprüfung wird
eine Sonde (ein Überprüfungsanschluss,
der in 1 nicht dargestellt ist) des vollautomatischen
Provers an einen bestimmten Anschluss (in 1 nicht
dargestellt) angeschlossen, in dem das TFT-Substrat 300 exponiert
ist.
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Zusätzlich werden
Taktsignale und Überprüfungsdaten
unter der Überwachung
und Steuerung der Testsystemsteuerung 10 von dem Taktgenerator 20 und
dem Datengenerator 30 in dem TFT-Substrattester 100 ausgegeben.
Diese werden über
die DUT-Platte 220 im vollautomatischen Prover 200 zu dem
TFT-Substrat 300 gesendet.
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Die
Taktsignale werden dem Abtastleitungstreiber 320 in dem
TFT-Substrat 300, dem digitalen Datenleitungstreiber 330 beziehungsweise
der Überprüfungsschaltung 340 eingegeben,
und die Überprüfungsdaten
werden dem digitalen Datenleitungstreiber 330 eingegeben.
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Nach
Beendigung eines bestimmten Überprüfungsverfahrens
(Einzelheiten des Überprüfungsvorgangs
werden in der Folge beschrieben), gibt die Überprüfungsschaltung 340 ein
ermitteltes analoges Signal (in der Folge als "Basissignal" beschrieben) aus, das als Grundlage
für die Überprüfung dient, und
dieses Basissignal wird über
die DUT-Platte 220 in dem vollautomatischen Prover 200 zu
dem TFT-Tester 100 gesendet. Es wird durch den Hochgeschwindigkeitsverstärker und
A/D-Wandler im TFT-Tester 10 verstärkt und von der analogen in
die digitale Form umgewandelt, und die umgewandelten Daten werden
der Datenanalyseeinrichtung 50 eingegeben, wo deren vorbestimmte
Analyse ausgeführt
wird.
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(2) Entwurf von Schaltungen,
die auf dem TFT-Substrat 300 gebildet sind
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In 2 zeigt
ein Beispiel eines spezifischen Blockdiagramms des TFT-Substrats 300,
das in 1 dargestellt ist. Damit eine Überprüfung unter Verwendung des in 1 dargestellten
Systems ausgeführt
werden kann, muss das TFT-Substrat 300 einige
notwendig Bedingungen erfüllen.
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Mit
anderen Worten, die notwendigen Bedingungen sind, dass der digitale
Datenleitungstreiber eine OFF-Ausgangfunktion hat (die Funktion,
den Ausgang in einen Hochimpedanzzustand zu setzen) und dass jeder
Pixelabschnitt eine Kapazität
im Substratzustand hat.
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Wie
in 2 dargestellt, enthält der digitale Datenleitungstreiber 330,
der in das TFT-Substrat 300 eingebaut ist, ein m-Bit Schieberegister 400,
einen u-Bit-Dateneinga beanschluss (D1 bis du), u × m Schalter
SW1 bis SWum, einen u × m-Bit
Zwischenspeicher A (Bezugszeichen 410) und einen Zwischenspeicher
B (Bezugszeichen 420), und einen m-Bit D/A-Wandler 430.
In dieser Ausführungsform hat
der D/A-Wandler 430 eine
OFF-Ausgangsfunktion.
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Der
Abtastleitungstreiber 320 enthält ein n-Bit Schieberegister 322.
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Die
aktive Matrixeinheit enthält
eine Vielzahl von Datenleitungen X1 bis Xm, eine Vielzahl von Abtastleitungen
Y1 bis Yn, TFTs (M1), die in einer Matrix angeordnet sind und an
entsprechende Abtastleitungen und die Datenleitungen angeschlossen
sind, und Speicherkondensatoren (Haltekondensatoren) CS1. Das
Vorhandensein der Speicherkondensatoren CS1 ermöglicht eine
Messung von Punktdefekten im Substratzustand.
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Im
TFT-Substratzustand sind keine Flüssigkristallkondensatoren CLC vorhanden. In 2 jedoch
sind zum besseren Verständnis
die Flüssigkristallkondensatoren
CLC der Deutlichkeit wegen dargestellt.
Zusätzlich
werden Anschlüsse
der Speicherkondensator CS1 gegenüber ihren
Anschlüssen
an die TFTs (M1) so gehalten, dass sie ein gemeinsames Potenzial
VCOM haben.
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(3) Spezifische Strukturen
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1. Struktur
des Speicherkondensators
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In 9(a) und (b) ist die Struktur eines Pixels
in der aktiven Matrixeinheit in 2 dargestellt.
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In 9 zeigt
(a) ihre Schaltungsanordnung und (b) zeigt ihre äquivalent Schaltung. Die Schnittstruktur
der Vorrichtung entlang der Linie A-A in 9(A) ist
in 30(a) dargestellt.
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In 9(a) bezeichnen die Bezugszeichen 5000, 5100 Abtastleitungen
und die Bezugszeichen 5200, 5300 bezeichnen Datenleitungen.
Zusätzlich bezeichnet
das Bezugszeichen 5400 eine Kondensatorleitung und des
Bezugszeichen 5500 bezeichnet eine Pixelelektrode.
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Wie
aus 30(a) erkennbar ist, ist ein Isolierfilm 5520, ähnlich einem
Isolierfilm 5510, zwischen einer Verlängerung 5505 des Drains
eines TFT, und einer Kondensatorleitung 5400 gebildet,
die gleichzeitig in dem Schritt zur Bildung einer Abtastleitung
(Gate-Elektrode) 5000 gebildet wird, und ein Zwischenschicht-Isolierfilm 5530 ist
zwischen der Kondensatorleitung 5400 und der Pixelelektrode 5500 gebildet.
Diese bilden einen Speicherkondensator (CS1) 5410.
Das Bezugszeichen 5600 bezeichnet eine Öffnung (einen Bereich, durch
den Licht hindurchgeht) und K1, K2 bezeichnen Kontaktbereiche.
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Der
Speicherkondensator (CS1) kann unter Verwendung
der Struktur gebildet werden, die in 10(a) und
(b) dargestellt ist. In 30(b) ist
die Schnittstruktur der Vorrichtung entlang der Linie A-A in 10(a) dargestellt.
-
In 9 sind
die Kondensatorleitungen getrennt gebildet. In 10 wird
der Speicherkondensator jedoch durch Überlappen der Verlängerung
des TFT-Drains mit einer benachbarten Abtastleitung (Gate-Elektrode)
gebildet.
-
Mit
anderen Worten, wie in 10(a) und 30(b) dargestellt, ist ein Isolierfilm 5130, ähnlich einem
Gate-Isolierfilm 5120, zwischen einer Drain-Verlängerung 5700,
die aus Polysilizium besteht, und einer benachbarten Abtastleitung (Gate-Elektrode) 5100 gebildet,
und ein Zwischenschicht-Isolierfilm 5140 ist zwischen der
benachbarten Abtastleitung 5100 und der Pixelelektrode 5500 gebildet.
-
Diese
bilden einen Speicherkondensator 5420. In 10(a) sind
Teile, die jenen in 9(a) entsprechen,
mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
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(2) Struktur des D/A-Wandlers
-
Es
können
jene mit Strukturen, die in 11 bis 14 dargestellt
sind, für
den m-Bit D/A-Wandler 430 in 2 verwendet
werden.
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Wenn
eine Punktdefektüberprüfung durchgeführt wird,
ist erforderlich, dass der Ausgang eines D/A-Wandlers ausgeschaltet
wird, nachdem ein Signal zuvor in den Kondensator eines Pixels geschrieben
wurde. Daher hat jeder der D/A-Wandler
in 11 bis 14 eine
OFF-Ausgangsfunktion (die Funktion, den Ausgang in einen Hochimpedanzzustand
zu setzen). Es folgt eine genaue Beschreibung.
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Schaltkondensator-D/A-Wandler
-
Der
D/A-Wandler 430 in 11 ist
ein Schaltkondensator-D/A-Wandler
mit einer OFF-Ausgangsfunktion. In diesem Wandler wird eine elektrische
Ladung in bewerteten Kondensatoren (binär bewerteten Kondensatoren)
C1 bis C8 aufgebaut, und wenn 8-Bit Eingangsdaten D1 bis D8 "1" sind, werden die entsprechenden Schalter
(SW20 bis SW28) geschlossen, um die elektrische Ladung zwischen den
entsprechenden Kondensatoren (C1 bis C8) und einem Kopplungskondensator
D30 zu übertragen, wodurch.
eine Umwandlungsspannung, die den 8-Bit Eingangsdaten D1 bis D8
entspricht, an einem Ausgangsanschluss VOUT erzeugt
wird. In 11 sind die Schalter (SW1 bis
SW8) Rückstellschalter
für die Kondensatoren
C1 bis C8, und V0 ist eine Rückstellspannung.
Ein Schalter C40 ist ein Rückstellschalter für den Kopplungskondensator
C30.
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Eine
Schaltersteuerungsschaltung 6000 ist bereitgestellt, um
die Schalter SW20 bis SW28 zwangsweise zu öffnen, so dass der Ausgangsanschluss
VOUT sich in einem schwebenden Zustand (Hochimpedanzzustand)
befindet.
-
In 12 ist
die spezifische Struktur des Schalters SW20 dargestellt. Der Schalter
SW20 enthält
ein Übertragungs-Gate, das aus einem
n-MOS Transistor M10, einem p-MOS Transistor M20 und einem Inverter
INV1 besteht, und einen n-MOS Transistor M30, der in Serie an das Übertragungs-Gate angeschlossen
ist. Die Schaltersteuerungsschaltung 6000 bewirkt, dass
der Ausgang, der den Eingangsdaten D1 entspricht, in den Hochimpedanzzustand gelangt,
indem der n-MOS
Transistor M30 abgeschaltet wird. Die anderen Schalter, die den
anderen Eingangsdaten entsprechen, können auf gleiche Weise in einen
Hochimpedanzzustand gebracht werden.
-
In 11 und 12 ist
die Schaltersteuerungsschaltung 6000 unabhängig bereitgestellt,
und in 12 ist der spezielle Transistor
(M30) zum Erzeugen des Hochimpedanzzustandes bereitgestellt. Die
Anordnung ist jedoch nicht immer auf diese beschränkt. Zum
Beispiel können
in 11 und 12 durch
Verwendung eines Rückstellsignals
oder dergleichen zum zwangsweisen Fixieren der Eingangsdaten D1
bis D8 auf "0", der Schalter (SW20)
in 11 und die Übertragungs-Gates
(M10, M20) in 12 ausgeschaltet werden, um
den Ausgang in den Hochimpedanzzustand zu bringen.
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Widerstandsketten-D/A-Wandler
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Der
in 13 dargestellte D/A-Wandler 430 empfängt einen
Umwandlungsausgang VOUT durch Steuern des Öffnens und
Schließens
von Schaltern SW100 bis SW108, um eine geteilte Spannung, die von
jedem der gemeinsamen Verbindungspunkte der Widerstände R1 bis
R8 erhalten wird, die in Serie angeschlossen sind, auszuwählen und
zu extrahieren.
-
Das Öffnen und
Schließen
der Schalter SW100 bis SW108 wird durch den Ausgang eines Dekodierers 7000 bestimmt.
Die Schalter SW100 bis SW108 (Schaltergruppe 7100) werden
von einer Schaltersteuerungsschaltung 7200 gesteuert, so dass
sie gleichzeitig geöffnet
werden, und der Ausgang kann in einen Hochimpedanzzustand gebracht werden.
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PWM-D/A-Wandler
-
Der
in 14 dargestellte D/A-Wandler 430 verwendet
eine PWM-Schaltung 7502 zur Erzeugung eines Impulssignals
mit einer Impulsbreite, die dem Wert von Eingangsdaten entspricht,
und erhält
einen Umwandlungsausgang VOUT durch Verwenden
der Impulsbreite zum Steuern der EIN-Dauer (Dauer des geschlossenen
Zustandes) eines Schalters 7506. Das Bezugszeichen 7504 bezeichnet
eine Stromversorgung mit rampenförmiger
Welle und das Bezugszeichen 7400 bezeichnet eine Zwischenspeicherschaltung,
in der Bilddaten vorübergehend
gespeichert werden. Zusätzlich
ermöglicht
die Steuerung durch die Schaltersteuerungsschaltung 7508,
dass der Schalter 7506 zwangsweise geöffnet wird, und der Ausgang
im Hochimpedanzzustand ist.
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(3) Struktur der Überprüfungsschaltung
-
Die
in 15(a) und (b) und 16 gezeichneten
sind als Überprüfungsschaltung 340,
die in 2 dargestellt ist, verwendbar. "Überprüfungsschaltung" bedeutet, dass sie
zur Überprüfung verwendet
wird, aber nicht zum Antreiben der Datenleitungen bestimmt ist,
wie der Datenleitungstreiber, schließt aber nicht aus, dass sie
eine Struktur hat, die für
einen anderen Zweck als die Überprüfung verwendet
wird, oder dass die gesamte Schaltung für einen anderen Zweck als die Überprüfung verwendet wird.
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In
der Überprüfungsschaltung 342 in 15(a) werden von MOS-Transistoren verwendete
Analogschalter SWX1 bis SWXm entsprechend
jeder der Datenleitungen X1 bis Xm bereitgestellt, und eine punktweise
Abtastung der Analogschalter SWX1 bis SWXm wird mit Ausgängen von einem Schieberegister 7600 durchgeführt, wobei
Basissignale, die als Grundlage für die Überprüfung dienen, der Reihe nach
von einem Ausgangsanschluss TOUT erhalten werden
können.
Die Basissignale werden zu der DUT-Platte 220 im vollautomatischen
Prover 200 gesendet.
-
In 15(b) treibt ein Ausgang vom Schieberegister 7602 analoge
Schalterpaare (SWX1 bis SWXm)
an, was im Prinzip dahingehend gleich wie in 15(A) ist,
dass eine punktweise Abtastung verwendet wird. Durch gleichzeitiges
Antreiben von zwei analogen Schaltern muss die Anzahl von Bits (die Anzahl
von Stufen) nur m/2 Bits sein. Zusätzlich werden die Basissignale
von zwei Anschlüssen
TOUT1 und TOUT2 erhalten.
-
In
der Überprüfungsschaltung 342 in 16 wird
eine andere Technik als eine punktweise Abtastung verwendet. Mit
anderen Worten, die Technik besteht darin, dass, wenn m analoge
Schalter SWX1 bis SWXm angetrieben
werden, p analoge Schalter gleichzeitig angetrieben werden und der
Antrieb wiederholt q mal ausgeführt
wird, wodurch der Antrieb von insgesamt m (m = p × q) analogen
Schaltern ausgeführt
wird.
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Eine
Schaltersteuerungsschaltung 7300 schaltet wiederholt Steuerleitungen
G1 bis Gq ein, und sobald jede Steuerleitung eingeschaltet ist,
werden gleichzeitig Basissignale von Ausgangsleitungen L1 bis Lp
erhalten.
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Da
jede der zuvor beschriebenen Überprüfungsschaltungen
keine Datenleitungstreiberfähigkeit
benötigt,
und keinen Hochgeschwindigkeitsantrieb zur Bildanzeige erfordert,
kann deren Transistorgröße klein
sein und erfordert im Prinzip nur eine minimale Betriebsfähigkeit.
Daher kann die eingenommene Fläche
extrem verringert werden und sie kann auf einem TFT-Substrat gebildet
werden.
-
3 zeigt
den Vergleich zwischen der Größe eines
MOS-Transistors
an der Ausgangsstufe des D/A-Wandlers 430 unter der Bedingung,
dass der D/A-Wandler einen punktweisen Antrieb durchführen kann,
und der Größe eines
MOS-Transistors, der die Überprüfungsschaltung 342 bildet.
-
Mit
anderen Worten, die Kanalbreite (W) des MOS-Transistors M200, der
den D/A-Wandler 430 bildet, der für einen punktweisen Antrieb
geeignet ist, muss mindestens 1000 μm oder mehr sein. Im Gegensatz
dazu ist die Kanalbreite (W) des MOS-Transistors M300, der die Überprüfungsschaltung 342 bildet,
vorzugsweise 100 μm
oder weniger. Mit anderen Worten, die Größe, die für den Überprüfungsschaltungstransistor notwendig
ist, ist 1/10 oder weniger.
-
Da,
wie zuvor beschrieben, die Transistorgröße klein und die eingenommene
Fläche
verringert sein kann, kann zumindest ein Teil der Überprüfungsschaltung 342 im
Raum des TFT-Substrats angeordnet werden, der nicht zur Ausführung wesentlicher Funktionen,
wie der Bildanzeige, beiträgt,
mit anderen Worten, im sogenannten toten Raum. Daher kann eine Vergrößerung des
TFT-Substrats und der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
unterdrückt
werden.
-
Wie
zum Beispiel in 4 dargestellt, kann die Überprüfungsschaltung 342 in
einer Dichtungsposition angeordnet werden, die durch das Dichtungsmaterial
in einem Herstellungsverfahren für eine
TFT-Substratplatte gebildet wird. In 4 ist für ein besseres
Verständnis
die Schnittstruktur einer vollendeten Flüssigkristallanzeigevorrichtung
gezeichnet.
-
In 4 bezeichnet
das Bezugszeichen 500 ein Glassubstrat, das Bezugszeichen 510 einen SiO2-Film, das Bezugszeichen 520 bezeichnet
einen Gate-Isolierfilm, die Bezugszeichen 530, 540 bezeichnen
Zwischenschicht-Isolierfilme, die Bezugszeichen 522, 524 bezeichnen
Source-Drain-Schichten, und das Bezugszeichen 526 bezeichnet
eine Gate-Elektrode.
-
Der
MOS-Transistor M300, der die Überprüfungsschaltung
bildet, ist in einem Dichtungsbereich A1 angeordnet, der durch ein
Dichtungsmaterial 550 gebildet ist. Die Dichtungsposition,
die durch das Dichtungsmaterial gebildet wird, ist ein toter Raum, der
unvermeidlich in dem Substrat mit aktiver Matrix entsteht. Durch
Anordnen der Überprüfungsschaltung
in diesem Raum kann der Raum effektiv genutzt werden.
-
In 4 bezeichnet
das Bezugszeichen 560 ein Gegensubstrat, die Bezugszeichen 570, 572 bezeichnen
Ausrichtungsschichten, und das Bezugszeichen 574 bezeichnet
einen Flüssigkristall.
-
(4) Verfahren zur Überprüfung eines
TFT-Substrats
-
1. Skizzierung
-
Eine Überprüfung eines
TFT-Substrats ist weitgehend in einen Schritt (einleitender Überprüfungsschritt,
Schritt 600 – 5)
zum Erfassen von Unterbrechungen von Signalleitungen und zur Überprüfung eines
Ausgangs von einem D/A-Wandler, und
einen Schritt (Schritt 610) zur Überprüfung von Punktdefekten unterteilt.
-
Die Überprüfung (Schritt 600)
zum Erfassen von Unterbrechungen von Signalleitungen und zur Überprüfung eines
Ausgangs von einem D/A-Wandler ist eine Überprüfung, die durch die Basisstruktur des
Substrats mit aktiver Matrix (1, 2)
dieser Ausführungsform
ausgeführt
wird. In der Überprüfung kann
die Überprüfung allgemein
durch eine Abtastung durch Einschalten aller Ausgänge des
digitalen Datenleitungstreibers 330 und Verwenden der Überprüfungsschaltung 340 zum
Empfangen der Ausgänge
durchgeführt
werden.
-
Wenn
zum Beispiel keine Ausgangssignale von dem Datenleitungstreiber über die
Datenleitungen übertragen
werden, wird bestimmt, dass die Datenleitungen getrennt sind oder
der Datenleitungstreiber selbst einen Defekt hat. Der Schritt (Schritt 610)
zur Überprüfung von
Punktdefekten wird in der Folge beschrieben.
-
2. Spezifischer Überprüfungsprozess
-
In 6 ist
ein Beispiel für
einen spezifischen Überprüfungsprozess
dargestellt.
-
In
Bezug auf das Flussdiagramm in 6 wird ein
Verfahren angewendet, in dem eine Überprüfung in der Reihenfolge der
für die Überprüfung erforderlichen
Zeit durchgeführt
wird, das heißt,
in dem ein Objekt, das eine kurze Überprüfungszeit benötigt, als
erstes überprüft wird,
und gemäß diesem
Verfahren werden alle notwendigen Schritte überprüft. Der Überprüfungsprozess ist jedoch nicht
darauf beschränkt,
und falls ein Defekt gefunden wird, ist es möglich, die Durchführung anschließender Überprüfungen zu
stoppen. Der Überprüfungsprozess
in 6 wird der Reihe nach in der Folge beschrieben.
-
Zunächst wird
eine Bestimmung vorgenommen, ob ein TFT-Substrat, das noch nicht überprüft wurde,
vorhanden ist (Schritt 700). Wenn ein TFT-Substrat vorhanden
ist, das noch nicht überprüft wurde,
wird das Substrat mit dem System in 1 ausgerichtet
(an diesem montiert) (Schritt 700) und dann wird eine Prüfung ("Proving") mit dem vollau tomatischen
Prover 220 in 1 durchgeführt (Schritt 720).
-
Zusätzlich wird
ein vom Treiber verbrauchter Strom gemessen (Schritt 730).
Dieser Schritt bestimmt, ob ein Verbrauchsstrom, der in den Datenleitungen
strömt,
und eine Stromversorgung für
den Abtasttreiber (und die Überprüfungsschaltung)
sich in einem normalen Bereich befindet oder nicht. Falls ein Kurzschluss
in der Stromversorgung eintritt, fließt Überstrom, und dann kann die
Bestimmung durchgeführt
werden.
-
Anschließend wird
ein Endimpuls des Abtastleitungstreibers gemessen (Schritt 740).
Mit anderen Worten, ein Impuls wird in die erste Stufe des Schieberegisters
eingegeben und eine Bestimmung durchgeführt, ob der Impuls von der
letzten Stufe zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgegeben wird. Da der
Impuls ein digitales Signal ist, kann eine sofortige Bestimmung
ausgeführt
werden.
-
Anschließend wird
ein Endimpuls des Datenleitungstreibers ähnlich wie bei dem Abtastleitungstreiber
gemessen (Schritt 750).
-
Anschließend wird
eine Kurzschlussüberprüfung der
Datenleitungen (Signalleitungen) und der Abtastleitungen ausgeführt (Schritt 760).
-
Mit
anderen Worten, ein Strom, der vom Abtastleitungstreiber zu der Überprüfungsschaltung fließt, wird
gemessen, während
alle Ausgänge
des Abtasttreibers auf einen hohen Pegel gestellt sind, und jeder
Schalter in der Überprüfungsschaltung
eingeschaltet ist. Wenn ein Kurzschluss in der Verbindung auftritt,
fließt Überstrom.
-
Anschließend wird
eine Unterbrechungsüberprüfung der
Datenleitungen (Signalleitung) und der Abtastleitungen ausgeführt (Schritt 770).
-
Mit
anderen Worten, während
alle Ausgänge des
digitalen Treibers auf einen hohen Pegel gestellt sind, wird eine
Stromänderung
durch aufeinanderfolgendes Verschließen der Schalter der Überprüfungsschaltung
erfasst. Wenn eine Unterbrechung vorhanden ist, nimmt der Stromfluss
ab, wodurch ein Erfassen möglich
ist.
-
Anschließend werden
die Ausgänge
des D/A-Wandlers gemessen (Schritt 780).
-
Vor
der Durchführung
der Punktdefektüberprüfung werden
alle Ausgänge
des D/A-Wandlers überprüft. In dieser Überprüfung ist
zur Erhöhung
ihrer Präzision
bevorzugt zu prüfen,
ob die Ausgangspegel der Signale, die eine Vielzahl von Grauskalen: weiß, schwarz
und Zwischentöne
haben, richtig sind oder nicht.
-
Insbesondere
wird eine Spannung, die bei einem vorbestimmten Pegel eingestellt
ist, an alle Datenleitungen (Signalleitungen) ausgegeben, dann wird
der Ausgang des D/A-Wandlers nach einer bestimmten Zeit in einen
Hochimpedanzzustand gebracht, und die Spannung jeder Überprüfungsschaltung
(Signalleitung) wird unter Verwendung der Überprüfungsschaltung erfasst.
-
Anschließend wird
eine Punktdefektmessung durchgeführt
(Schritt 790).
-
Insbesondere
wird diese Punktdefektmessung nach dem in 7 dargestellten
Prozess durchgeführt.
Mit anderen Warten, Signale werden in die Speicherkondensatoren
in den Pixeln (Schritt 900) geschrieben, in dem alle Ausgänge des
digitalen Datenleitungstreibers eingeschaltet werden, so dass die Spannung,
die bei einem vorbestimmten Pegel eingestellt ist, an alle Datenleitungen
(Signalleitungen) ausgegeben wird. Anschließend werden die Ausgänge der
D/A-Wandler des digitalen Datenleitungstreibers in einen Hochimpedanzzustand
gebracht (Schritt 910). Danach wird eine Schwankung des
Potenzials für
jedes Pixel erfasst (Schritt 920), indem die Abtastleitungen
einzeln bei geschlossenen Schaltern gewählt werden. Falls notwendig,
werden zusätzlich
eine Reihe von Erfassungen (Schritt 930) und die Erfassungen
mit verschiedenen Schreibzuständen
(Schritt 940) ausgeführt.
-
Wenn
eine Abnormalität
(ein Defekt) in einem der obengenannten Schritte festgestellt wird, wird
die defekte Adresse nach Bedarf erfasst und als Basisdaten zur Statusbestimmung
verwendet (Schritt 800 in 6).
-
Da
die Basisdaten, die als Basis für
die Erfassung dienen, in den obengenannten Schritten erhalten werden,
wird eine umfassende Statusbestimmung auf Grundlage der Basisdaten
durchgeführt (Schritt 810 in 6).
-
Zum
Beispiel wird die Statusbestimmung derart umfassend durchgeführt, dass,
wie in 8 dargestellt, die zweidimensionale Verteilung
der Basisdaten auf dem TFT-Substrat betrachtet wird um festzustellen,
ob ein Teil (signifikanter Punkt), der einen numerischen Wert zeigt,
welcher sich extrem von jenem der Nachbarschaft unterscheidet (Schritt 960), vorhanden
ist, und eine Abnormalität
wird unter Verwendung von Abtastdaten für einen Vergleich ermittelt
(Schritt 970).
-
Zusätzlich werden
die obengenannten Überprüfungsschritte
der Reihe nach für
andere Chips durchgeführt,
die noch nicht überprüft wurden (Schritte 820, 830 in 6).
-
Wie
zuvor beschrieben kann gemäß dieser Ausführungsform
eine Überprüfung auf
einen entsprechenden Artikel eines Substrats mit aktiver Matrix
mit einem eingebauten digitalen Datenleitungstreiber präzise in
kurzer Zeit ausgeführt
werden.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung von 17 beschrieben.
-
Ein
Merkmal dieser Ausführungsform
ist, dass digitale Datenleitungstreiber und Überprüfungsschaltungen so angeordnet
sind, dass sie in nach oben und nach unten gerichtete geteilt sind,
und die nach oben und nach unten gerichteten getrennten Schaltungen
sehr nahe beieinander angeordnet sind, so dass eine kompakte Struktur
erhalten wird.
-
Wie
in 17 dargestellt, bestehen die digitalen Datenleitungstreiber
aus den zwei folgenden: einem erster Treiber 8000A und
einem zweiten Treiber 8000B. Die Struktur des digitalen
Datenleitungstreibers selbst ist mit jener in 2 identisch.
Die zweiteilige Form bewirkt jedoch, dass die Anzahl von Bits jedes
Treibers 1/2 mal von jener in 2 ist.
-
Zusätzlich bestehen
die Überprüfungsschaltungen
aus den zwei folgenden: einer ersten Schaltung 8100A und
einer zweiten Schaltung 8100B. Die erste Schaltung 8100A ist
an gerade Datenleitungen (X2, X4 bis Xm) angeschlossen, und die
zweite Schaltung 8100B ist an ungerade Datenleitungen (X1,
X3 bis Xm-1) angeschlossen. In 17 bezeichnen
die Bezugszeichen S1, S2, S3, S4, Sm und Sm-l analoge Schalter und
die Bezugszeichen 8102 und 8104 bezeichnen einstufige
Schieberegister.
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Durch
Teilen der Treiber und Überprüfungsschaltungen
wie in dieser Ausführungsform
beschrieben, können
verschiedene Vorteile, die in der Folge beschrieben sind, erhalten
werden.
-
Mit
anderen Worten, eine Teilung der Treiber und Überprüfungsschaltungen ermöglicht,
dass die Anzahl von Vorrichtungen, die jede Schaltung bilden, um
die Hälfte
verringert wird, die eingenommene Fläche in gleichem Maße verkleinert
wird, und die Anordnung der Vorrichtungen mit Zwischenraum erfolgt.
-
Da
die Anzahl der Schieberegisterstufen auch halbiert ist, wird zusätzlich auch
die Betriebsfrequenz halbiert, was für das Schaltungsdesign von Vorteil
ist.
-
Ferner
führt die
Schaltungsteilung zu der gleichmäßigen Anordnung
von Schaltungen, die um Pixel angeordnet sind, wodurch ein toter
Raum effizient genutzt werden kann. Zum Beispiel ist dies vorteilhaft,
um den toten Raum direkt unter dem Dichtungsmaterial zu nutzen,
wie in 4 beschrieben.
-
Mit
anderen Worten, das Dichtungsmaterial wird so bereitgestellt, dass
seine gleichmäßige Breite den
Umfang des Substrats berührt,
ohne eine übermäßige Belastung
auf das Substrat auszuüben.
Daher sind die geteilten Schaltungen und die verringerte Anzahl
von Schaltungsvorrichtungen zur Verbesserung der Nutzungseffizienz
des toten Raumes direkt unter dem Dichtungsmaterial nützlich.
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Insbesondere
ist die Vorrichtungsgröße der Überprüfungsschaltungen
kleiner als die Größe der Treibervorrichtung.
Somit verringert eine Teilung der Überprüfungsschaltungen den Raum,
was für
das Design der Schaltungsanordnung von Vorteil ist.
-
In 19 ist
ein Beispiel der Anordnung einer Überprüfungsschaltung usw. auf einem
Substrat mit aktiver Matrix (TFT-Substrat) dargestellt. 19 zeigt
nicht nur die Schaltungsanordnung von Treibern usw. auf dem Substrat
mit aktiver Matrix, sondern auch vertikale Schnittflächen und
transversale Schnittflächen
einer Flüssigkristallplatte,
die das TFT-Substrat enthält.
-
In 19 bezeichnet
das Bezugszeichen 9100 ein Substrat mit aktiver Matrix
(TFT-Substrat), die Bezugszeichen 8000A und 8000B bezeichnen
einen digitalen Datenleitungstreiber und eine Überprüfungsschaltung, und das Bezugszeichen 320 bezeichnet
einen Abtastleitungstreiber. Zusätzlich
bezeichnet das Bezugszeichen 8300 ein lichtabschirmendes
Muster, in dem eine aktive Matrixeinheit (Pixel) vorhanden ist.
Das Bezugszeichen 8400 bezeichnet eine Montageanschlusseinheit,
das Bezugszeichen 9200 bezeichnet ein Dichtungsmaterial, das
Bezugszeichen 574 bezeichnet einen Flüssigkristall und das Bezugszeichen 9000 bezeichnet
ein Gegensubstrat (ein aus einem Farbfilter gebildetes Substrat).
-
Wie
aus 19 hervorgeht, ist sowohl der Abtastleitungstreiber,
der Datenleitungstreiber als auch die Überprüfungsschaltung unter effektiver
Nutzung der toten Räume
um das Substrat mit aktiver Matrix angeordnet. Daher ist diese Anordnung
dazu ausgelegt, den toten Raum in der Dichtungsposition durch das
Dichtungsmaterial effektiv zu nutzen.
-
Die
Flüssigkristallplatte
(Substrat mit aktiver Matrix 9100), die in 19 dargestellt
ist, wird durch eine Schneideschritt hergestellt, wie zum Beispiel
in 18 dargestellt ist.
-
Mit
anderen Worten, in 18 werden ein Substrat mit aktiver
Matrix (TFT-Substrat) 9100 und ein Gegensubstrat (Farbfiltersubstrat) 9000 durch eine
großformatige
Klebetechnik aneinandergeklebt, und dann werden sie geschnitten,
um sechs Platten zu bilden. In 18 sind
Schnittlinien (L10, L11, L30, L31, L32, L33), die durch abwechselnd
lang und kurz gestrichelte Linien dargestellt sind, Linien, an welchen
das Substrat mit aktiver Matrix und das Gegensubstrat gleichzeitig
geschnitten werden. Schnittlinien (L20, L21), die durch punktierte
Linien dargestellt sind, sind Linien, an welchen nur das Gegensubstrat geschnitten
wird.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
In
dieser Ausführungsform
wird ein Verfahren (Herstellungsverfahren unter Verwendung von Niedertemperatur-Polysiliziumtechniken)
zur Herstellung von Dünnfilmtransistoren
(TFT) auf einem Substrat mit aktiver Matrix unter Verwendung von 20 bis 26 beschrieben.
-
In
dem Prozess in 20 bis 26 werden auch
Kondensatoren hergestellt. Daher kann dieser Prozess nicht nur zur
Herstellung einer Überprüfungsschaltung
und eines Schieberegisters eines Treibers verwendet werden, sondern
auch zur Herstellung des Schaltkondensator-A/D-Wandlers in 11.
-
Schritt 1
-
Zunächst wird,
wie in 20 dargestellt, eine Pufferschicht 4100 auf
einem Substrat 4000 gebildet und eine amorphe Siliziumschicht 4200 wird auf
der Pufferschicht 4100 gebildet.
-
Schritt 2
-
Anschließend wird,
wie in 21 dargestellt, ein Glühen durch
Bestrahlen der gesamten Oberfläche
der amorphen Siliziumschicht 4200 mit einem Laserstrahl
ausgeführt.
Infolgedessen wird das amorphe Silizium polykristallisiert, um eine
polykristalline Siliziumschicht 4220 zu bilden.
-
Schritt 3
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Anschließend werden,
wie in 22 dargestellt, Inselbereiche 4230, 4240 und 4250 durch Strukturieren
der polykristallinen Siliziumschicht 4220 gebildet. Die
Inselbereiche 4230, 4240 und 4250 sind
Schichten, in welchen die aktiven Bereiche (Source, Drain) eines
MOS-Transistors gebildet werden. Zusätzlich ist der Inselbereich 4250 eine Schicht,
die eine Elektrode eines Dünnfilmkondensators
darstellt.
-
Schritt 4
-
Anschließend wird,
wie in 23 dargestellt, eine Maskenschicht 4300 gebildet,
und Phosphor- (P-) Ionen werden in den Inselbereich 4250 dotiert, so
dass er einen geringen Widerstand hat.
-
Schritt 5
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Anschließend wird,
wie in 24 dargestellt, ein Gate-Isolierfilm 4400 gebildet,
und TaN-Schichten 4500, 4510 und 4520 werden
auf dem Gate-Isolierfilm gebildet. Die TaN-Schichten 4500 und 4510 sind
Schichten, die MOS-Transistor-Gates
bilden, und die TaN-Schicht 4520 ist eine Schicht, die
eine andere Elektrode eines Dünnfilmkondensators
bildet. Anschließend
wird eine Maskenschicht 4600 gebildet, und Phosphor- (P-)
Ionen werden durch Selbstausrichtung dotiert, um eine Source-Schicht 4231 und
eine Drain-Schicht 4232 zu bilden, die vom n-Typ sind,
wobei die Gate-TaN-Schicht 4500 als Maske
dient.
-
Schritt 6
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Anschließend werden,
wie in 25 dargestellt, Maskenschichten 4700a und 4700b gebildet, und
Bor- (B-) Ionen werden durch Selbstausrichtung dotiert, um eine
Source-Schicht 4241 und
eine Drain-Schicht 4242 zu bilden, die vom p-Typ sind, wobei
die Gate-TaN-Schicht als Maske dient.
-
Schritt 7
-
Anschließend wird,
wie in 26 dargestellt, ein Zwischenschicht-Isolierfilm 4800 gebildet
und Kontaktlöcher
werden in dem Zwischenschicht-Isolierfilm ausgebildet, bevor Elektrodenschichten 4900, 4910, 4920 und 4930,
die aus ITO und Al bestehen, gebildet werden. Die Elektroden werden
an die TaN-Schichten 4500, 4510 und 4520 und
die polykristalline Siliziumschicht 4250 durch die Kontaktlöche, die
in 26 nicht dargestellt sind, angeschlossen. Dies
stellt einen n-Kanal TFT, einen p-Kanal TFT und einen MOS-Kondensator
fertig.
-
Durch
Verwendung des zuvor beschriebenen Produktionsverfahrens mit gemeinsamen
Schritten kann die Herstellung erleichtert werden, was auch hinsichtlich
der Kosten vorteilhaft ist. Da Polysilizium eine Trägermobilität hat, die
deutlich größer als bei
amorphem Silizium ist, ist ferner ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb
durchführbar,
der hinsichtlich der Erhöhung
der Betriebsgeschwindigkeit der Schaltung vorteilhaft ist.
-
Da
eine Bestimmung entsprechender Artikel unter Verwendung des zuvor
beschriebenen Überprüfungsverfahrens
durchgeführt
wird, kann zusätzlich
die Zuverlässigkeit
der fertigen Produkte deutlich erhöht werden. Dadurch können qualitativ
hochwertige Produkte auf den Markt gebracht werden.
-
Obwohl
das zuvor beschriebene Produktionsverfahren Niedertemperatur-Polysilizium-TFT-Techniken
verwendet, ist das Herstellungsverfahren nicht immer darauf beschränkt. Wenn
zum Beispiel eine vorbestimmte Betriebsgeschwindigkeit der Schaltung
garantiert ist, kann ein Prozess mit amorphem Silizium verwendet
werden. Zusätzlich
zu TFTs können
Vorrichtungen mit Doppelanschlüssen, wie
MIMs, als Schaltvorrichtungen in Pixeln verwendet werden.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
In
dieser Ausführungsform
werden eine Flüssigkristallplatte,
die unter Verwendung eines Substrats mit aktiver Matrix der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird, und eine elektronische Vorrichtung, die
die Platte enthält,
usw., als Beispiel beschrieben. Jede davon ist eine qualitativ hochwertige
Apparatur.
-
1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung
(27)
-
Eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung
umfasst ein Gegenlicht 2000, einen Polarisator 2200,
ein TFT-Substrat 2300, einen Flüssigkristall 2400,
ein Gegensubstrat (Farbfiltersubstrat) 2500 und einen Polarisator 2600,
wie zum Beispiel in 27 dargestellt ist. In dieser
Ausführungsform
ist (sind), wie zuvor beschrieben, eine Treiberschaltung 2310 (und eine Überprüfungsschaltung)
auf einem TFT-Substrat 2300 gebildet.
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2. Personal-Computer (28)
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Ein
Personal-Computer 1200, wie in 28 dargestellt,
hat eine Haupteinheit, die mit einer Tastatur 1202 und
einem Flüssigkristallanzeigeschirm 1206 versehen
ist.
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3. Flüssigkristallprojektor (29)
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Der
Flüssigkristallprojektor 1100,
der in 29 dargestellt ist, ist ein
Projektor vom Projektionstyp mit einer durchlässigen Flüssigkristallplatte als Glühbirne,
und verwendet zum Beispiel ein optisches System mit einer Dreiplattenprisma-Methode.
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In 29 wird
in dem Projektor 1100 ein Projektionslicht, das von einer
Lampeneinheit 1102 mit weißer Lichtquelle ausgestrahlt
wird, durch eine Vielzahl von Spiegeln 1106 und zwei dichroitische
Spiegel 1108 in einem Lichtleiter 1104 in drei
Primärfarben
RGB getrennt, und jeder davon wird zu drei Flüssigkristallplatten 1110R, 1110G und 1110B geleitet, um
entsprechende Farbbilder anzuzeigen. Die Strahlen, die von den entsprechenden
Flüssigkristallplatten 1110R, 1110G und 1110B moduliert
werden, fallen aus drei Richtungen auf das dichroitische Prisma 1112.
In dem dichroitischen Prisma 1112 werden die roten R und
blauen B Strahlen 90° gebeugt,
und die grünen
G Strahlen bewegen sich geradeaus. Somit werden die entsprechenden
Farbbilder kombiniert, und ein Farbbild wird durch eine Projektionslinse 1114 auf
einen Schirm usw. projiziert.
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Zusätzlich umfassen
die elektronischen Apparaturen, bei welchen die vorliegende Erfindung
angewendet werden kann, eine Engineering Workstation (EWS), einen
Pager oder ein tragbares Telefon, einen PC für Textverarbeitung, ein Fernsehgerät, einen
Sucher, einen Videokassettenrecorder mit direkter Monitoransicht,
ein elektronisches Taschenbuch, einen elektronischen Tischrechner,
ein Autonavigationssystem, ein POS-Terminal, eine Apparatur mit Berührungsbildschirm,
usw..
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Überprüfungsverfahren für ein Substrat
mit aktiver Matrix, ein Substrat mit aktiver Matrix, eine Flüssigkristallvorrichtung
und eine elektronische Apparatur, und insbesondere Techniken zur Überprüfung einer
Art von Substrat mit aktiver Matrix, in dem ein digitaler Datenleitungstreiber
vom digitalen Typ (Treiber, in dem ein digitales Signal eingegeben
und von einer digitalen zu einer analogen Form umgewandelt wird,
um ein analoges Signal zum Antreiben von Datenleitungen auszugeben:
in der Folge als "digitaler
Treiber" bezeichnet)
auf dem Substrat gebildet ist.