專利名稱：Tft陣列試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種TFT陣列試驗(yàn)方法以及裝置，特別是關(guān)于一種在同一步驟中制造像素內(nèi)的晶體管的EL元件用TFT陣列基板的試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
在個(gè)人電腦的監(jiān)視器、或電視機(jī)、行動(dòng)電話等中所使用的純平顯示器(FPD)由液晶或EL元件等顯示元件、電氣控制顯示元件狀態(tài)的薄膜晶體管陣列(TFT陣列)構(gòu)成。TFT陣列基板16的構(gòu)成為，如圖1所示，多個(gè)像素27排列為矩陣狀，閘極控制線22和數(shù)據(jù)線20矩陣狀配置，并連接于各像素27。各像素的控制如下進(jìn)行通過閘極控制線22和數(shù)據(jù)線20選擇控制對(duì)象像素，通過施加于數(shù)據(jù)線20的電壓設(shè)定顯示亮度。
近年來，備受注目的顯示元件是顯示色域廣，適于FPD小型輕量化的有機(jī)EL元件。有機(jī)EL元件具有亮度隨驅(qū)動(dòng)電流而變化的特性。因此，EL元件用TFT陣列需要通過施加于數(shù)據(jù)線20的電壓，控制EL元件的驅(qū)動(dòng)電流的控制電路。
圖2表示代表性EL元件用TFT陣列16的像素27的構(gòu)成。像素選擇晶體管23的閘極連接于閘極控制線22，汲極連接于數(shù)據(jù)線20。像素選擇晶體管23的源極連接于驅(qū)動(dòng)晶體管24的閘極。驅(qū)動(dòng)晶體管24的源極連接于電源線21。保持電容25連接于驅(qū)動(dòng)晶體管24的閘極和電源線21。驅(qū)動(dòng)晶體管24的汲極在完成FPD面板時(shí)連接于EL元件26，但根據(jù)TFT陣列16的狀態(tài)，由于沒有密封EL元件26，因此為開放狀態(tài)。
接著，說明像素27的動(dòng)作。閘極控制線22一般施加0V的斷開電壓，因此各像素的像素選擇晶體管23成為斷開狀態(tài)。進(jìn)行像素控制時(shí)，首先對(duì)連接于作為控制對(duì)象的像素27(選擇像素)的閘極控制線22施加-5V的接通電壓。于是，像素選擇晶體管23的汲極與源極間成為導(dǎo)通狀態(tài)。繼而，對(duì)數(shù)據(jù)線20施加相應(yīng)于期望發(fā)光亮度的電壓V。于是，保持電容25被充電，驅(qū)動(dòng)晶體管的閘極電壓保持為V。由于保持電容連接于驅(qū)動(dòng)晶體管24的閘極和源極，因此驅(qū)動(dòng)晶體管24的汲極與源極間流動(dòng)有相應(yīng)于電壓V的EL元件驅(qū)動(dòng)電流。但是，根據(jù)TFT陣列的狀態(tài)，由于沒有密封EL元件，汲極為開放狀態(tài)，因此驅(qū)動(dòng)電流不流動(dòng)。
然而，TFT陣列16形成于玻璃基板上。圖3(b)表示形成有TFT陣列的玻璃基板的剖面圖，(a)表示對(duì)應(yīng)的電路。另外，(a)中由于布局的關(guān)系，電源線21分為兩根表示，但兩者為電氣連接的同一根線。
TFT陣列16的控制電路形成于涂有覆膜層31的玻璃基板30上。首先，在和晶體管23、24的閘極層23g、24g相對(duì)的位置上形成有多晶硅層23p、24p，在汲極和源極的位置上形成有p+半導(dǎo)體層(摻雜有硼的硅層)。并且，在和保持電容25的電極25g相對(duì)的位置上形成有多晶硅層25p，連接于多晶硅層25p設(shè)有晶體管23的源極層23s。
各層均由第一絕緣層32覆蓋，但汲極23d、24d以及源極23s、24s分別設(shè)有金屬布線層20m、28、29、21m。金屬布線層20m、21m分別連接于數(shù)據(jù)線20、電源線21。在第一絕緣層32的上層上形成有由構(gòu)造材料形成的晶體管23、24的閘極層23g、24g，以及由同一構(gòu)造材料形成的保持電容25的電極25g。雖然沒有圖示，但驅(qū)動(dòng)晶體管24的閘極層24g和像素選擇晶體管23的源極層相連接。并且，為實(shí)現(xiàn)圖2的電路，需要電氣連接金屬布線層21m和電極25g，但根據(jù)使用方面，兩者無需電氣連接。通過覆蓋閘極層23g、24g以及電極25g，形成第二絕緣層33，進(jìn)而在其上層形成有保護(hù)層34。
自圖3可知，像素驅(qū)動(dòng)晶體管23通過閘極層23g、汲極層23d、以及源極層23s而形成。并且，驅(qū)動(dòng)晶體管24通過閘極層24g、汲極層24d、以及源極層24s而形成。這樣，TFT陣列上的晶體管23、24的閘極層之間、絕緣層之間、源極以及汲極的多晶硅層之間可以共通形成，因此可以在同一步驟中制造。
另外，本申請(qǐng)中，構(gòu)造材料是指構(gòu)成晶體管或保持電容的各極的材料。例如，像素驅(qū)動(dòng)晶體管23的閘極的構(gòu)造材料為構(gòu)成閘極23g的金屬，汲極和源極的構(gòu)造材料為構(gòu)成汲極23d以及源極23s的p+半導(dǎo)體。另外，像素驅(qū)動(dòng)晶體管23的閘極的構(gòu)造材料除本實(shí)施例的金屬以外，也可以是鎢硅、以及多晶硅等材料。構(gòu)造材料根據(jù)晶體管的極性或特性，各TFT陣列各不相同。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開平2003-295790號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利特開平2003-337546號(hào)公報(bào)[發(fā)明所欲解決的問題]由于TFT陣列基板16具有較大面積，因此難以于基板上全面均勻地制造具有電氣特性的機(jī)能零件(晶體管或保持電容)。因此，流動(dòng)于各像素的驅(qū)動(dòng)晶體管24的汲極與源極間的驅(qū)動(dòng)電流不均一，其結(jié)果為，會(huì)存在于發(fā)光亮度產(chǎn)生不均一的問題。此不均一較小時(shí)在實(shí)用方面不會(huì)造成影響，但如果不均一為規(guī)定以上，就不適合用作產(chǎn)品。因此，需要試驗(yàn)所制造的TFT陣列是否存在亮度不均一的裝置。
然而，一般由于有機(jī)EL材料價(jià)格高昂，因此較為理想的是在密封EL材料前判斷TFT陣列是否良好。然而，根據(jù)密封EL元件26前的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)晶體管24的汲極端子為開放狀態(tài)，因此存在無法直接測定驅(qū)動(dòng)電流的問題。

發(fā)明內(nèi)容
上述問題可以通過一種試驗(yàn)方法解決，所述試驗(yàn)方法是將像素配置為矩陣狀的TFT陣列基板的試驗(yàn)方法，所述像素具備像素選擇晶體管，所述像素選擇晶體管具有由第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；以及驅(qū)動(dòng)晶體管，其具有由上述第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由上述第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；且，所述試驗(yàn)方法包含對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加第一電壓，使上述源極電壓初始化的第一步驟；對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加第二電壓，并測定流動(dòng)于上述像素選擇晶體管的汲極以及源極間的電流的第二步驟；以及根據(jù)上述電流、以及上述第一電壓與上述第二電壓的電位差，求出上述像素選擇晶體管的接通電阻的第三步驟。
像素顯示時(shí)的亮度和流動(dòng)于EL元件間的電流具有較深厚的關(guān)系。流動(dòng)于EL元件的電流為流動(dòng)于驅(qū)動(dòng)晶體管的源極以及汲極的電流，和驅(qū)動(dòng)晶體管的接通電阻具有較深厚的關(guān)系。在此，像素選擇晶體管的接通電阻和驅(qū)動(dòng)晶體管具有較深厚的關(guān)系。這是因?yàn)?，兩者形成于接?00μm左右以內(nèi)的區(qū)域，由制造工序造成的晶體管的電氣特性非常相似。因此，可以通過測定像素選擇晶體管的接通電阻，推斷驅(qū)動(dòng)晶體管的接通電阻的不均一，即TFT陣列基板的亮度不均一。
可以測定TFT陣列的像素選擇晶體管的接通電阻。并且，可以通過抽取所述接通電阻的不均一，在密封EL元件前，推斷TFT陣列的亮度不均一。


圖1是TFT陣列以及試驗(yàn)裝置的概要構(gòu)成圖。
圖2是TFT陣列各像素的電路圖。
圖3是TFT陣列基板上各像素的剖面圖。
圖4是試驗(yàn)的流程圖。
圖5是表示試驗(yàn)裝置和各像素電氣連接的電路圖。
符號(hào)說明10 可變電壓電源
11控制機(jī)構(gòu)15電流計(jì)16TFT陣列18處理機(jī)構(gòu)23像素選擇晶體管24驅(qū)動(dòng)晶體管25保持電容27像素具體實(shí)施方式

以下，參照?qǐng)D式表示本發(fā)明的代表性實(shí)施例。
圖1是TFT陣列基板16和試驗(yàn)裝置17的概要構(gòu)成圖。試驗(yàn)裝置17具備對(duì)TFT陣列16的數(shù)據(jù)線20施加電壓的可變電壓電源10；插入于數(shù)據(jù)線20和可變電壓電源10之間，測定流動(dòng)于數(shù)據(jù)線20的電流的電流計(jì)15；連接于可變電壓電源10、閘極控制線22以及電源線21上，且控制這些元件進(jìn)行試驗(yàn)的控制裝置11；以及連接于控制裝置11的處理裝置18。處理裝置18具備存儲(chǔ)器和處理器，具有將測定結(jié)果儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，并解析測定結(jié)果，計(jì)算像素選擇晶體管23的接通電阻，抽取接通電阻的不均一的機(jī)能?？勺冸妷弘娫?0也可以切換復(fù)數(shù)個(gè)固定電壓電源而加以利用。TFT陣列基板16的構(gòu)成和背景技術(shù)中的說明相同。
圖5是表示TFT陣列16的像素27和試驗(yàn)裝置17的主要元件電氣連接的關(guān)系的電路圖。像素選擇晶體管23的閘極連接于閘極控制線22，汲極連接于數(shù)據(jù)線20。數(shù)據(jù)線20連接于可變電壓電源10和電流計(jì)15。像素選擇晶體管23的源極連接于驅(qū)動(dòng)晶體管24的閘極以及保持電容25。驅(qū)動(dòng)晶體管24的源極以及保持電容25連接于電源線21。電源線21連接于電源12。
TFT陣列16的發(fā)光亮度的不均一是由驅(qū)動(dòng)晶體管24的汲極與源極間電流(EL元件驅(qū)動(dòng)電流)的不均一造成的。并且，驅(qū)動(dòng)晶體管24的汲極與源極間電流的不均一是由驅(qū)動(dòng)晶體管24的接通電阻的不均一造成的。像素27的玻璃基板的剖面圖構(gòu)成和圖3相同，驅(qū)動(dòng)晶體管24和像素選擇晶體管23相互接近而配置。像素選擇晶體管23以及驅(qū)動(dòng)晶體管24的閘極、汲極以及源極各端子分別由同一構(gòu)造材料構(gòu)成，并且在同一步驟中制造。因此，像素選擇晶體管23的接通電阻的不均一和驅(qū)動(dòng)晶體管24的接通電阻的不均一密切相關(guān)。因此，通過測定像素選擇晶體管23的接通電阻，可以推斷驅(qū)動(dòng)晶體管24的接通電阻的不均一，即TFT陣列基板16的亮度不均一。
接著，以圖4的流程圖為基礎(chǔ)，說明試驗(yàn)步驟。首先，測定第一行第一列像素的像素選擇晶體管23的接通電阻。控制裝置11對(duì)電源線21施加7V(V0)(步驟40)，將可變電壓電源10的輸出電壓設(shè)定為2V(第一電壓V1)(步驟41)。在此狀態(tài)下，如果對(duì)閘極控制線22施加-5V，那么像素選擇晶體管23接通，保持電容25充電為5V(Vc＝V1-V2)(步驟42)。其后，暫時(shí)將閘極控制線22的施加電壓設(shè)為0V，使像素選擇晶體管23斷開(步驟43)。將可變電壓電源10的電壓設(shè)定為5V(第二電壓V2)后(步驟44)，再次將閘極控制線22的施加電壓設(shè)為-5V。于是，像素選擇晶體管23的汲極與源極間會(huì)產(chǎn)生3V(Vds＝V2-V1)的電位差，因此會(huì)流動(dòng)突波電流。用電流計(jì)15測定所述突波電流的電流量I，求出接通電阻R(＝Vds/I)(步驟45)。所求出的接通電阻儲(chǔ)存在處理機(jī)構(gòu)18內(nèi)的存儲(chǔ)器內(nèi)。
對(duì)第一行各列的像素依序進(jìn)行同樣的測定步驟，然后依序?qū)Φ诙?、第三行……最終行各列的像素進(jìn)行測定步驟，針對(duì)所有像素，求出像素選擇晶體管23的接通電阻，并儲(chǔ)存于處理機(jī)構(gòu)18的存儲(chǔ)器內(nèi)。(步驟46)。此時(shí)，根據(jù)TFT陣列16上的副像素的實(shí)際排列，將接通電阻的面內(nèi)分布數(shù)據(jù)設(shè)為2維排列，從而進(jìn)行儲(chǔ)存。本實(shí)施例的試驗(yàn)裝置17具有將此2維排列狀儲(chǔ)存的接通電阻通過灰度顯示而進(jìn)行顯示的機(jī)能。
接著，對(duì)接通電阻的排列實(shí)施過濾處理(步驟48)。本實(shí)施例的試驗(yàn)裝置中，針對(duì)各像素，求出所述像素和位于所述像素上下左右周邊4像素的合計(jì)5像素的接通電阻的平均值。其中，所述過濾處理的目的在于刪除2維排列較大梯度的信息，因此也可以適用其它2維數(shù)據(jù)的低通濾波處理。
最后，處理裝置18求出過濾處理前的排列的各排列要素和過濾處理后的排列的各排列要素的差分，抽取接通電阻的不均一(步驟49)。并且，將不均一的大小為閾值以上的像素判定為不良像素。
此時(shí)，用以良否判定中的閾值如下決定。即，對(duì)預(yù)先知道存在有亮度不均一的TFT陣列進(jìn)行上述接通電阻的測定和不均一的抽取。并且，求出對(duì)應(yīng)于存在亮度不均一的像素的排列像素的差分值和不存在亮度不均一的像素的差分值的平均值差分。將此差分值設(shè)為良否判定的閾值。
另外，本實(shí)施例中，測定所有像素的像素選擇晶體管23的接通電阻，進(jìn)行良否判定，但為了縮短試驗(yàn)時(shí)間，也可以使用每隔數(shù)個(gè)像素進(jìn)行測定的測定結(jié)果而進(jìn)行判定。當(dāng)預(yù)先知道會(huì)有不均一傾向時(shí)，可以集中特定部分進(jìn)行測定，從而判定良否。并且，在對(duì)判定為不良像素的處理(步驟49)中，并不是求出各排列要素之間的差分，而是求出各排列要素的比，通過判定比是否為閾值以上，可以進(jìn)行良否判斷。進(jìn)而，用來進(jìn)行像素良否判定的閾值并不一定需要如上述般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)求得，也可以將相當(dāng)于全測定像素的接通電阻的平均值的規(guī)定比例(例如3％)的值設(shè)為閾值。
以上，參照特定實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明的技術(shù)思想，但本發(fā)明所屬領(lǐng)域的業(yè)者應(yīng)了解在不脫離申請(qǐng)專利范圍的主旨以及范圍的情況下，可以添加各種變更以及改變。
權(quán)利要求
1.一種試驗(yàn)方法，其特征在于其是將像素配置為矩陣狀的TFT陣列基板的試驗(yàn)方法，所述像素具備像素選擇晶體管，所述像素選擇晶體管具有由第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；以及驅(qū)動(dòng)晶體管，其具有由上述第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由上述第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；且，所述試驗(yàn)方法包含對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加第一電壓，使上述像素選擇晶體管的上述源極電壓初始化的第一步驟；對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加第二電壓，并測定流動(dòng)于上述像素選擇晶體管的汲極以及源極間的電流的第二步驟；以及根據(jù)上述電流以及上述第一電壓與上述第二電壓的電位差，求出上述像素選擇晶體管的接通電阻的第三步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)方法，其特征在于進(jìn)一步包含對(duì)多數(shù)像素實(shí)施上述第一步驟到上述第三步驟的步驟；生成根據(jù)像素配置排列上述復(fù)數(shù)個(gè)像素的上述接通電阻的第一排列的步驟；對(duì)上述第一排列實(shí)施規(guī)定過濾，生成第二排列的步驟；以及通過比較上述第一排列與上述第二排列，求出不均一的步驟。
3.一種試驗(yàn)裝置，其特征在于其是將像素配置為矩陣狀的TFT陣列基板的試驗(yàn)裝置，所述像素具備像素選擇晶體管，所述像素選擇晶體管具有由第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；以及驅(qū)動(dòng)晶體管，其具有由上述第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由上述第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；且，所述試驗(yàn)裝置具有對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加第一以及第二電壓的一個(gè)或多數(shù)電源；測定上述像素選擇晶體管的汲極以及源極電流的電流計(jì)；對(duì)于規(guī)定的像素，對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加上述第一電壓后，對(duì)上述像素選擇晶體管的上述汲極施加上述第二電壓，測定當(dāng)施加上述第二電壓時(shí)流動(dòng)于上述電流計(jì)的電流量的控制機(jī)構(gòu)；以及根據(jù)上述電流量、以及上述第一電壓與第二電壓的電位差，求出上述像素選擇晶體管的接通電阻的處理機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于上述控制機(jī)構(gòu)進(jìn)一步具有測定復(fù)數(shù)個(gè)上述像素的上述電流量的機(jī)能，且上述處理機(jī)構(gòu)進(jìn)一步具有抽取上述像素的接通電阻的不均一的機(jī)能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以在密封EL元件前推斷TFT陣列的亮度不均一的試驗(yàn)裝置。本發(fā)明可以通過一種試驗(yàn)方法解決上述問題，所述試驗(yàn)方法是將具備像素選擇晶體管以及驅(qū)動(dòng)晶體管的像素配置成矩陣狀的TFT陣列基板的試驗(yàn)方法，上述像素選擇晶體管具有由第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極，上述驅(qū)動(dòng)晶體管具有由第一構(gòu)造材料構(gòu)成的閘極、以及由第二構(gòu)造材料構(gòu)成的源極以及汲極；且所述試驗(yàn)方法包含對(duì)像素選擇晶體管的汲極施加第一電壓，使上述源極電壓初始化的第一步驟；對(duì)像素選擇晶體管的汲極施加第二電壓，并測定流動(dòng)于像素選擇晶體管的汲極以及源極間的電流的第二步驟；以及根據(jù)電流以及第一電壓與第二電壓的電位差，求出上述像素選擇晶體管的接通電阻的第三步驟。
文檔編號(hào)G09G3/30GK1734273SQ2005100903
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者近松圣, 田島佳代子 申請(qǐng)人:安捷倫科技公司