(57)【要約】【課題】ＴＦＴアレイの試験に有効であると共に、他の応用にも利用可能である、新規なディスプレイ用基板、それを含むパネル、及びその検査方法・装置を提供する。【解決手段】画素の各々に対応した駆動回路を有する液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板であって、駆動回路の各々に近接して、オン状態にしたときに駆動回路と外部配線との間の電流パスを提供するよう制御する光制御スイッチが設けられる。検査の際には、各画素単位に対応する駆動回路に、能動素子を動作確認することのできる大きさの電流を提供し、所定の光制御スイッチに光を提供し、光制御スイッチをオン状態にさせ、光制御スイッチを通過する電流を測定することにより評価を行う。【選択図】図２
2004264349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素の各々に対応した駆動回路を有する液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板にして、前記駆動回路の各々に近接して、オン状態にしたときに前記駆動回路と外部配線との間の電流パスを提供するよう制御する光制御スイッチが設けられることを特徴とするアクティブマトリクス回路基板。
【請求項２】
前記光制御スイッチは前記駆動回路中の能動素子に直列にして接続され、製造工程中の液晶又はＥＬ材料が配置される前の段階で、所定位置の前記駆動回路を動作させ且つ対応する前記光制御スイッチを外部からの光によってオン状態にすることによって前記駆動電流が前記光制御スイッチを通過できるようにし、通過する電流を測定して前記駆動回路内の所定能動素子の動作を検査できるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項３】
前記アクティブマトリクス回路基板は、ＥＬディスプレイ用基板とされ、前記光制御スイッチは、前記アクティブマトリクス回路基板上に設けられるＥＬ発光素子からの光を直接検出する検出素子として使用されることを特徴とする、請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項４】
前記アクティブマトリクス回路基板は、ＥＬディスプレイ用基板とされ、前記光制御スイッチは、前記アクティブマトリクス回路基板上に設けられるＥＬ発光素子からの光が外部の対象物によって反射されることによる反射光を検出する検出素子として使用されることを特徴とする、請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項５】
前記アクティブマトリクス回路基板における前記光制御スイッチは、外部ポインティング装置からの発光を検出する検出素子として使用されることを特徴とする、請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項６】
前記光制御スイッチは、該光制御スイッチが置かれる画素単位に隣接した他の画素単位に対応する駆動回路に設けられるいずれかの配線に出力するよう構成されることを特徴とする、請求項２に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項７】
前記光制御スイッチは、該光制御スイッチが置かれる画素単位に隣接した他の画素単位に対応する駆動回路におけるゲート線に出力するよう構成されることを特徴とする、請求項６に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項８】
前記光制御スイッチは、前記駆動回路に追加された配線に出力するよう構成されることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項９】
前記光制御スイッチは、光導電性スイッチとされることを特徴とする、請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項１０】
前記光制御スイッチに対して、直列に抵抗が付加されるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項１１】
前記光制御スイッチは、前記駆動回路と同じ半導体材料を基体とする半導体層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項１２】
前記半導体材料が、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンであることを特徴とする、請求項１１に記載のアクティブマトリクス回路基板。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載のアクティブマトリクス回路基板と、該回路基板上に配置されるＥＬ材料層を含むことを特徴とするディスプレイパネル。
【請求項１４】
液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板に設けられる画素駆動回路の動作を検査する方法において、
液晶又はＥＬ材料が配置される前の前記回路基板の各画素単位に対応する駆動回路に、該駆動回路中の所定の能動素子を動作確認できる大きさの電流を提供する工程と、
前記駆動回路の所定位置に接続される光制御スイッチに光を提供し、前記光制御スイッチをオン状態にする工程と、
前記光制御スイッチがオン状態にされたときに前記光制御スイッチを通過する電流を測定する工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記駆動回路に電流を提供する工程、前記光制御スイッチに光を提供する工程、及び前記電流を測定する工程は、前記光が前記回路基板を走査するようにして前記駆動回路に対して順に行われることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記光は一つの画素単位に対応する光制御スイッチのみに照射されるべく集光されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記光は、マトリクス状の画素単位に対応する一列或いは複数列内で複数の画素単位に対応した前記駆動回路の前記光制御スイッチに照射されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記光の照射時間は、単位時間内の照射で前記能動素子の駆動が確認できる程度の電荷量が前記能動素子を通過できるように設定されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
液晶又はＥＬ材料が配置される前のディスプレイ回路基板を支持する支持部材と、
前記ディスプレイ回路基板上の各画素駆動回路に、該駆動回路中の所定の能動素子を動作確認できる大きさの電流を提供する電源装置と、
前記ディスプレイ回路基板上で、各画素駆動回路に接続されて成る光制御スイッチに光を提供する光源装置と、
前記光が前記光制御スイッチに提供されてオン状態とされたときの電気特性を測定する測定手段とを有することを特徴とする液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板の検査装置。
【請求項２０】
前記光源装置は、レーザ光源とされることを特徴とする、請求項１９に記載の検査装置。
【請求項２１】
前記測定手段は、前記光制御スイッチを通過する電流を測定するよう構成されることを特徴とする、請求項１９に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ或いは有機ＥＬディスプレイパネルの生産段階における電気的特性試験に関し、特に薄膜トランジスタ（以下にＴＦＴと呼ぶ）アレイの電気的試験に好適なプローブ装置及びそれを用いたディスプレイ基板試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明の解決すべき課題】
液晶ディスプレイにおいては、高画素数化と大画面化が追求されており、近年要求される高い画像品質を実現するために、ＴＦＴ［Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；薄膜トランジスタ］  を用いたアクティブマトリクス方式が主流になっている。また、バックライトを必要とする液晶ディスプレイに対して、自己発光型の有機ＥＬ（又はＯＬＥＤ［Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ］  ともいう。）は、液晶ディスプレイにはない利点を有し、近年急ピッチに開発が進められている。
【０００３】
ＴＦＴ方式の液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイの生産において、ＴＦＴアレイをガラス基板上に形成した段階、即ち液晶の封入あるいは有機ＥＬ塗布工程の前に、完成したＴＦＴアレイが電気的に動作するか否かを電気的に試験する、いわゆるＴＦＴアレイテストを行うことは、ディスプレイ生産における最終完成品の歩留まりを向上する上で非常に重要である。ＴＦＴアレイテストの段階で、もしも特定の画素（ピクセル）を駆動するＴＦＴ回路に電気的不良が発見された場合には、ＴＦＴアレイテストの情報に基づいて、その不良が回復可能な場合には欠陥の修正処置が施される。また、不良個所が多く、事前にディスプレイ組立後の出荷検査において不良と判断される場合には、以後の工程を停止できる。即ち、そのような不良製品について、液晶方式の場合は、カラーフィルタとの接着及び液晶封入工程、有機ＥＬ方式の場合は、有機ＥＬの塗布工程といったその後のコストのかかる工程を省略できるというメリットがある。
【０００４】
ところで、従来の液晶ディスプレイ用基板の駆動回路において、液晶を封入する前にその検査を行うため、液晶の表面電位を測定する方法を採用することができた。即ち、液晶が電圧で駆動されるため、液晶封入前においても駆動回路を動作させれば、液晶に接することになる電極の電位が変化し、この表面電位の変化を測定することにより、駆動回路の良否判定を行うことができたからである。しかしながら、自発光型のＥＬディスプレイの場合には、電流駆動方式をとるために、各駆動回路に電流を供給しないと駆動回路中の能動素子の動作の良否を判定できない。従って、従来用いられてきた定電圧駆動回路の特性評価を対象とした液晶用ＴＦＴアレイテスタでは、有機ＥＬディスプレイの評価には対応出来なかった。
【０００５】
かかる問題を解決するための手段の一例として、電極の表面に仮の導電膜を配置して、この導電膜を介して駆動回路に電流を提供し、動作を確認した後にこれを除去する方法が知られている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法は、検査用の膜の形成除去が手間となり、またＥＬ材料と電極の間の接続不良を生じる要因を形成し得ることにもなる。更に、駆動回路内に容量素子を配置して、この容量素子に充電された電荷を読み取ることで、能動素子の動作の是非を間接的に評価する方式が知られている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法はあくまでも素子の動作を間接的に評価するものであり、能動素子の動作を直接確認するものではないので、更なる信頼性の高い評価方法が必要とされる。更に、ディスプレイ用の基板を検査するために光を照射して、リーク電流を増加させる手法も知られている（特許文献３参照）。しかしながら、リーク電流は定量的に制御できるものではないので、測定に必要な電流値に閾値が存在する場合には、測定の信頼性を保証できない。そこで、本発明は、かかる問題を解決し、信頼性の高い検査が可能であるディスプレイ基板、及びそれを用いた検査方法・検査装置を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
一方で、完成したＥＬディスプレイは、多数の光源たるＥＬ素子をその中に含む点で、液晶ディスプレイと相違している。即ち、液晶を用いたフラットパネルディスプレイによれば、液晶自体は発光するものではないので、多くの場合、光源として冷陰極管や白色ＬＥＤと拡散板とを使ってディスプレイ全面に均一な光強度を供給する構成を有する。液晶はその光の強度を調節するフィルタの役目も有している。従って、ＥＬディスプレイの場合には、外部要因等によって個々のＥＬ素子の特性が経時的に変化し、その発光強度にばらつきが生じた場合には、ディスプレイとして実用に耐える性能を維持できない。従って、完成後のディスプレイの性能を画素単位で検査できる手法があり、その結果に基づき各素子の発光が制御されることが好ましい。従って、本発明は、かかる検査手段を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
更に、液晶又はＥＬ型のディスプレイは、コンピュータ等の情報端末機器における表示機能の他、入力手段の一部を構成することが望まれる場合もあり、例えば、タッチパネルやペン入力型デバイスが市販され、実用的に知られている。かかる場合に、ディスプレイ用基板自体にそのような追加の機能を持たせることができれば、追加の製造プロセスも省略することができ、製造プロセス上極めて有効である。また、ＥＬディスプレイは、前述のように自発光型のデバイスであるので、入力デバイスの発展型として簡易スキャナ等の他の機能を持たせることも考えられる。従って、本発明は、従来ディスプレイに対してオプションとして付加されてきた機能をディスプレイ基板で実現することを第３の目的とする。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０８２４３号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０２５号公報
【特許文献３】特開平７−１５１８０８号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための新たな検査手段を提供するものである。本発明によれば、ディスプレイ基板の各駆動回路の能動素子に近接して、光制御スイッチが形成される。光制御スイッチは、光等の光照射を受けた場合にのみ、電気的なパスをオン状態とする。即ち、所定の画素に対応する駆動回路を動作状態にしつつ、その駆動回路に含まれる光制御スイッチに光を照射することにより、照射時間の間だけ光制御スイッチを電流が通過可能とすることができる。この電流を、ゲート線或いは他の配線を介して外部に取り出して測定することにより、駆動回路中の能動素子の動作を直接的に評価することができる。
【００１０】
即ち、本発明は、ディスプレイ回路基板に設けられる画素駆動回路の動作を検査する方法において、前記ディスプレイ回路基板上の各画素単位に対応する駆動回路に、該駆動回路中の所定の能動素子を動作確認できる大きさの電流を提供する工程と、前記駆動回路の所定位置に接続される光制御スイッチに光を提供し、前記光制御スイッチをオン状態にする工程と、前記光制御スイッチがオン状態にされたときに前記光制御スイッチを通過する電流を測定する工程とを有することを特徴とする方法を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板にして、検査のため、或いは他の応用のために、光に応答するスイッチ又は検出器を備えた回路基板を提供する。スイッチ又は検出器は、ディスプレイの各画素に対応した駆動回路の単位ごとに設けられる。光に応答する検査用のスイッチは、駆動回路単位中の所定の能動素子に対して直列に置かれる。検査は、液晶又はＥＬ材料を配置する前段階で行われる。スイッチを使用しない状態、即ちスイッチがオフの状態では、高抵抗での絶縁状態が維持される。駆動回路には、所定の電流値の電流が提供されるようにし、この状態で必要な時間幅を有する光がスイッチに照射される。これによってスイッチがオン状態とされ、動作されている能動素子から電流がスイッチを通じて外部に出力される。出力された電流を測定することにより駆動回路の動作を直接的に評価することができる。
【００１２】
本発明による回路基板が有する検出器は、液晶又はＥＬ材料を配置してディスプレイパネルを完成させた状態で、ＥＬ素子からの光を受けることができる。各検出器は、画素に対応して設けられているので、各画素のＥＬ素子からの発光について検出器で検出された光強度を評価することにより、各画素に対応した光源が適正に動作しているか否かを確認することができる。
【００１３】
更に、本発明による回路基板が有する検出器は、ディスプレイパネルの完成状態で内外から受ける光を検出することができる。例えば、パネル表面近傍に物体を配置した場合に、所定の画素でのＥＬ素子の発光を、その近くに位置する他の画素に対応する駆動回路の単位に対応して設けられる検出器で検出することができる。従って、この物体を人間の指又はペン用の部材とすることによって、これをポインティングデバイスとして利用することもでき、或いは、ディスプレイ近傍に位置する平面の模様等を読み取る簡易的なスキャナとして利用することもできる。
【００１４】
上述の光応答のスイッチ及び検出器は共通の素子とすることが望ましい。これによって、ディスプレイパネルの開口面積を比較的大きくしつつ、追加の有用な機能が付加されたディスプレイ基板及びそれを含むディスプレイパネルが提供される。スイッチ又は検出器の形成は、駆動回路を形成する一連の半導体製造プロセスで行われ、結果としてスイッチ又は検出器は、駆動回路に内蔵される構成とされ得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適実施形態となるアクティブマトリクスディスプレイ回路基板、それを含むディスプレイパネル、その検査方法、及びそのための検査装置について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、代表的な有機ＥＬディスプレイ用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アクティブマトリクス回路基板の構成の概略を示す図である。図示されるのは、単一の画素に対応する回路である。１１、１２、１３の各配線は、それぞれデータ線（ｍ）、電源線、ゲート線（ｎ）を示す。これらは、ディスプレイの駆動回路の画素単位を決定する。各画素単位には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ１５、１６及び容量素子１７が設けられる。図示するように、完成した有機ＥＬディスプレイパネルでは、回路上では薄膜トランジスタのドレインの先に位置し、基板面に沿って形成される電極４１上に、ＥＬ材料１８が配置される。即ち、ＥＬ材料１８は、薄膜トランジスタ１６を通過する電流によって発光するよう構成される。
【００１７】
上述のように、本発明は、ＥＬ材料１８を配置する前に、薄膜トランジスタ基板を検査する手法を提供するものである。そこで、本発明は、検査を行うために、ＥＬ材料１８が存在しない状態での電流パスを構成し得るものである。図２は、本発明の第１の好適実施形態となる回路基板の構成を示す概略図である。図示されるように、電極４１に導通するようにして光制御可能なスイッチ５１が配置される。このスイッチ５１は、薄膜トランジスタ１６に直列に接続されており、スイッチ５１の逆の端は、隣接する駆動回路の単位におけるゲート線（ｎ＋１）に接続される。従って、スイッチ５１がオン状態とされたときは、能動素子である薄膜トランジスタ１６及びスイッチ５１を通過して、隣接する駆動回路のゲート線１４からの出力により出力電流を測定することができる。即ち、特定の画素に対応する駆動回路を選択し、適当な電流の出力が確認できれば、駆動回路は正常に動作できるものであり、画素の欠陥を生じるものでないことが確認される。
【００１８】
光制御されるスイッチ５１の典型的な例は、光導電性スイッチである。光導電性スイッチである場合の構造の具体例が、図３及び図４に記載される。図３は、図１の略画素単位の回路について各構成要素の配置の概略を示す平面図である。また、図４は、その断面構造の概略図である。
【００１９】
図３中で、参照番号２１、２２、２３が、示される画素単位のそれぞれデータ線、電源線及びゲート線である。図中には、横方向に隣接する画素単位の電源線２９、及び縦方向に隣接する画素単位のゲート線２４が合わせて示される。また、図中の参照番号２７で示されるのは、キャパシタンス電極であり、ＥＬ材料に接するＩＴＯ電極は、参照番号２８で示される。光制御のスイッチは、参照番号５１で示される。図示されるようにスイッチ５１は、ＩＴＯ電極２８とゲート線２４との間に、ゲート線２４の長さ方向に沿って細長の部分にして形成される。
【００２０】
図４の概略断面図には、各回路要素を構成する回路の層構造が具体的に示される。参照番号３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８は、それぞれガラス基板、第１の絶縁層、第２の絶縁層、第３の絶縁層、第４の絶縁層、第５の絶縁層、遮光金属膜、ＩＴＯ電極の各層を示している。また、参照番号４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７は、それぞれ、半導体薄膜、ゲート電極、絶縁膜、ドレイン側配線、金属電極、光導電性スイッチ、ゲート線をそれぞれ示している。図示されるように、光導電性スイッチの主要部は、ゲート線４７の底側に位置するが、薄膜トランジスタを構成する半導体薄膜４１と同じ材料によって構成されるので、製造プロセスも複雑なものとはならない。金属電極４５は高さ方向に上方に延び、ＩＴＯ電極３８に接続される。これによって、図２に示される回路構成が実現される。
【００２１】
図５乃至図７には、本発明の第２の好適実施形態となる回路基板の構成が示される。図５は、図２類似の概略図が示される。第１の実施形態の相違点は、更に、光スイッチ１０１と直列に抵抗素子１０２を付加したことである。光導電性スイッチの電流―電圧特性は通常非線形であり、トランジスタのようにある電圧まではリニアに変化するが、それ以上の電圧では電流は飽和する特性を示す。この非線形な特性はＴＦＴの試験項目に制限を加える。即ち、ある範囲で電圧を連続的に加えたときの電流値を測定しようとする場合、光導電性スイッチの特性の影響を無視できなくなる。そこで光導電性スイッチ１０１より十分大きい抵抗値を持つ抵抗素子１０２を直列に接続することでその影響を無くすことができるという利点がある。
【００２２】
図６及び図７も、第２の実施形態について説明する図で、それぞれ、図３類似の概略平面図、図４類似の断面図である。図６によれば、抵抗素子１０２は、やはり隣接する画素単位であって、光制御のスイッチ５１がオンとされるときに電流が出力されるゲート線２４の近傍に設けられ得る。図７には、その形成の一例が示される。図示されるように、半導体層４６の中間部分が絶縁体により絶縁され、金属層４９が形成されることにより抵抗素子１０２を形成することができる。但し、抵抗素子１０２の形成方法は、この方法に限らず他の方法であっても良く、例えば、半導体層の一部の不純物添加量を変更することによっても形成され得る。
【００２３】
図８は、本発明の好適実施形態となる、ＥＬ材料が配置される前にＴＦＴディスプレイ基板を試験する装置を示す図である。参照番号７１は、ディスプレイ基板を配置する基板保持装置であり、参照番号７２は、光照射装置を示す。基板保持装置７１の詳細は、図９に平面図として示され、光照射装置７２の詳細は、図１０に側面図として示される。
【００２４】
基板保持装置７１は、固定台７３上に設けられる移動機構６８を有し、その上にディスプレイ部分６６を含む基板６７を配置させて支持することができる。図８及び図９には、ディスプレイ部分６６を４つ含む基板の例が示されている。移動機構６８は、固定台７３上で上下左右、或いは回転方向に移動可能とされるため、固定台７３上の被測定ディスプレイ６６を必要に応じて所望の位置へ移動することができる。測定されるディスプレイ部分６６には、プローブ装置６５が配置される。プローブ装置６５は、基板に電流を供給し、その出力を確認するために被測定基板上に設けられる電極に接触する。この電極は検査のために設けられていることが望ましい。
【００２５】
図８は、照射装置保持手段６３に支持される光照射手段８０を含む。保持手段６３は、照射手段８０を固定位置に置くことができるが、必要に応じて可動とすることもできる。図１０に示すように、光照射手段８０は、参照番号８２Ａ乃至８２Ｅとして示される複数の半導体レーザ、ヒートシンク８１、コリメータレンズ８３、ビーム形状変換機８４、及びフォーカス用レンズ８５を含む。半導体レーザ８２Ａ乃至８２Ｅからフォーカス用レンズ８５までの構成は主に、光の均一な混合を目的としたものであり、他の手段で代用することも可能である。本実施形態では、これによって幅１００μｍ、長さ数１０ｃｍのオーダーの細長照射ビームを構成し、これにより、例えば列ごとに光を照射して駆動回路の動作評価を行うことを可能にしている。
【００２６】
図１１は、ディスプレイの試験手順を示すための説明図である。例えば、前述の細長ビームは、ピクセルの全列かつ少なくとも２行に常に照射されるような形状にする。今Ｃ行のピクセルを全て試験することを考える。即ち、（ｃ，１）から始めて（ｃ，ｎ）まで行うことにする。各ピクセルの中で光導電性スイッチは比較的下部に配置されている。最初に、（ｃ，１）のピクセルを試験するため光スポットは９２の位置に配置される。  （ｃ，１）のピクセルの試験が終わった後、（ｃ，２），．．，（ｃ，ｎ）の順で試験が行われる。その間にも光ビームは方向９４の方に進められる。常にｃ行の光導電性スイッチに光が当たっているようにするためには、最後の（ｃ，ｎ）のピクセルの試験を行うときに光ビームは９３の位置にあるように、１行分動くようにしなければならない（図では、理解を容易にするためビームの位置を横方向に少しずらして示す）。従って、１ピクセル当たりの縦方向の長さをｌ［ｍ］、１ピクセル当たりのテスト時間をｔ［ｓ］、１行当たりのピクセル数をｍとするとビームのスピードｓは、ｓ＝ｌ／（ｔ  ＊  ｍ）    ［ｍ／ｓ］で表される。この方法を使えば光ビームの移動が連続的に行うことができ、試験時間を短縮することができる。但し、この方法は一例であり、更に様々な方法が考えられる。また、ビーム形状も、細長の形状でなく他の形状のものでも良く、更に小径のビームを走査する方法によっても良い。
【００２７】
図１２には、本発明によるディスプレイ基板を含むディスプレイパネルの応用の一例を説明する図である。上述したように、本発明によるディスプレイ基板は、光検出器として利用可能である光スイッチを含み得るので、これを利用して、ピクセル間の輝度のばらつきを解決する手段が提供される。図１２には、隣接した二つのピクセル（画素）に対応する回路図が示される。
【００２８】
即ち、本実施形態では、ピクセル間の輝度のばらつきを抑えるため、光導電性スイッチを光検出素子として光強度を測定し、それによって輝度を調節する。光強度の測定はディスプレイ表示中に常に行うのではなく、起動時或いは任意の時間に毎回行う。例えば、ピクセル１２０ＡのＥＬ素子１１８Ａを発光させ、ピクセル１２０Ｂの光検出器１１９Ｂで受光することを考える。この応用型において、光検出器１１９Ａ、１１９Ｂの片側の端子はそれぞれ新たに設けられた検出線１１４Ａ、１１４Ｂに接続される。ピクセル１２０ＡのＥＬ素子はＯＮ状態（発光）になるようにＴＦＴ１１５Ａをオンさせ、ＴＦＴ１１６ＡがＯＮになるように容量素子１１７Ａに対して電圧Ｖ１が加えられるようにして充電される。このとき、検出線１１４Ａは開放状態である。一方ピクセル１２０Ｂでは、容量素子１１７Ｂに充電される電圧はＥＬ素子１１８Ｂを発光させるには足りない電圧Ｖ２が加えられる。但し、この電圧でＴＦＴのドレイン−ソース間にある程度の電流を流すことができる。この状態でＥＬ素子１１８Ａからの光を隣のピクセル１２０Ｂの光検出器１１９Ｂが受光し、その光による抵抗の減少でＴＦＴ１１６Ｂを介した電流を受光端子１１４Ｂより測定することで、ピクセル１２０Ａの光量を検出するこができる。この方法に基づいて一つのピクセルからの光が無視できるほど弱められる領域内で、一つのピクセルを発光させたときに隣のピクセルでその強度を測定し、１ピクセル当たりに要する設定強度との比較をし、それよりずれていたならば設定強度になるよう容量素子１１７Ａ、に加わる電圧を調整する。その方法で全てのピクセルの強度を測定することでディスプレイとして安定性を高められる。尚、前述の実施形態と同様に、光導電性スイッチは、有機ＥＬディスプレイパネルの完成前に有機ＥＬが配置されない状態での基板の動作試験にも使用され得る。
【００２９】
本発明によるディスプレイ基板の他の応用として、ディスプレイパネルに近い位置にある外部部材を読み取る応用が考えられる。即ち、この原理により、タッチパネル、ペン入力、或いは簡易型のスキャナが実現される。光源にはＥＬ素子を用い、その放射された光が対象物で反射された光を光検出器又は光スイッチで検出することでタッチパネル、スキャナの機能を実現する。発光と受光は前節で述べたように隣接する二つのピクセルをそれぞれ用いる。受光側のピクセルの検出手段は、ディスプレイ基板に追加された他の配線により、電流を外部に取り出すことができるようにする。この検出手段は、上述の液晶又はＥＬ材料配置前のディスプレイ基板の検査にも使用され得る。
【００３０】
図１３に、この応用が例示される。ピクセルＡのＥＬ素子の発光素子１３３Ａより放射された光は（参照番号１３５）、対象物１３４で反射され（参照番号１３６）、ピクセルＢの光導電性スイッチ１３２Ｂで受光される。ディスプレイのＥＬ素子は赤、青、緑の３色からなっているので、通常使われているスキャナのように光検出器の前段にカラーフィルタを用いる必要も無い。また対象物を介さずに光スイッチに受光する光をキャンセルするために、対象物測定前に測定物の無い状態での受光特性を測定しておく必要がある。タッチパネルも方法はほぼ同じである。対象物からの反射光強度を検出した後、演算システム、ディスプレイ制御機構で信号処理が行われる。この方法によって特に携帯型パソコンにおける機能の大幅な向上が期待される。この方法により体積、重量を増やすこと無くＰＣの多機能化が図られる。尚、発光・受光のピクセルは、隣接されるものでも良いが、必ずしも隣接する必要はない。
【００３１】
以上のように、本発明のアクティブマトリクスディスプレイ回路基板、それを含むディスプレイパネル、その検査方法、及びそのための検査装置について、詳細に説明したが、これはあくまでも例示的なものであり、本発明を制限するものではなく、当業者によって更に様々な変形・変更が可能である。
【００３２】
上述の本発明の好適実施形態に即して、本発明を説明すると、本発明は、画素の各々に対応した駆動回路を有する液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板にして、前記駆動回路の各々に近接して、オン状態にしたときに前記駆動回路と外部配線との間の電流パスを提供するよう制御する光制御スイッチが設けられることを特徴とするアクティブマトリクス回路基板を提供する。
【００３３】
好ましくは、前記光制御スイッチは前記駆動回路中の能動素子に直列にして接続され、製造工程中の液晶又はＥＬ材料が配置される前の段階で、所定位置の前記駆動回路を動作させ且つ対応する前記光制御スイッチを外部からの光によってオン状態にすることによって前記駆動電流が前記光制御スイッチを通過できるようにし、通過する電流を測定して前記駆動回路内の所定能動素子の動作を検査できるようにされる。
【００３４】
好ましくは、前記アクティブマトリクス回路基板は、ＥＬディスプレイ用基板とされ、前記光制御スイッチは、前記アクティブマトリクス回路基板上に設けられるＥＬ発光素子からの光を直接検出する検出素子として使用される。
【００３５】
好ましくは、前記アクティブマトリクス回路基板は、ＥＬディスプレイ用基板とされ、前記光制御スイッチは、前記アクティブマトリクス回路基板上に設けられるＥＬ発光素子からの光が外部の対象物によって反射されることによる反射光を検出する検出素子として使用される。
【００３６】
好ましくは、前記アクティブマトリクス回路基板における前記光制御スイッチは、外部ポインティング装置からの発光を検出する検出素子として使用される。
【００３７】
好ましくは、前記光制御スイッチは、前記光制御スイッチが置かれる画素単位に隣接した他の画素単位に対応する駆動回路に設けられるいずれかの配線に出力するよう構成される。
【００３８】
好ましくは、前記光制御スイッチは、前記光制御スイッチが置かれる画素単位に隣接した他の画素単位に対応する駆動回路におけるゲート線に出力するよう構成される。
【００３９】
好ましくは、前記光制御スイッチは、前記駆動回路に追加された配線に出力するよう構成される。
【００４０】
好ましくは、前記光制御スイッチは、光導電性スイッチとされる。
【００４１】
好ましくは、前記光制御スイッチに対して、直列に抵抗が付加されるように構成される。
【００４２】
好ましくは、前記光制御スイッチは、前記駆動回路と同じ半導体材料を基体とする半導体層を含む。
【００４３】
好ましくは、前記半導体材料が、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンである。
【００４４】
更に、本発明は、前述のいずれかのアクティブマトリクス回路基板と、該回路基板上に配置されるＥＬ材料層を含むことを特徴とするディスプレイパネルを提供する。
【００４５】
更に、本発明は、液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板に設けられる画素駆動回路の動作を検査する方法において、液晶又はＥＬ材料が配置される前の前記回路基板の各画素単位に対応する駆動回路に、該駆動回路中の所定の能動素子を動作確認できる大きさの電流を提供する工程と、前記駆動回路の所定位置に接続される光制御スイッチに光を提供し、前記光制御スイッチをオン状態にする工程と、前記光制御スイッチがオン状態にされたときに前記光制御スイッチを通過する電流を測定する工程とを有することを特徴とする方法を提供する。
【００４６】
好ましくは、前記駆動回路に電流を提供する工程、前記光制御スイッチに光を提供する工程、及び前記電流を測定する工程は、前記光が前記回路基板を走査するようにして前記駆動回路に対して順に行われる。
【００４７】
好ましくは、前記光は一つの画素単位に対応する光制御スイッチのみに照射されるべく集光される。
【００４８】
好ましくは、前記光は、マトリクス状の画素単位に対応する一列或いは複数列内で複数の画素単位に対応した前記駆動回路の前記光制御スイッチに照射される。
【００４９】
好ましくは、前記光の照射時間は、単位時間内の照射で前記能動素子の駆動が確認できる程度の電荷量が前記能動素子を通過できるように設定される。
【００５０】
更に、本発明は、液晶又はＥＬ材料が配置される前のディスプレイ回路基板を支持する支持部材と、前記ディスプレイ回路基板上の各画素駆動回路に、該駆動回路中の所定の能動素子を動作確認できる大きさの電流を提供する電源装置と、前記ディスプレイ回路基板上で、各画素駆動回路に接続されて成る光制御スイッチに光を提供する光源装置と、前記光が前記光制御スイッチに提供されてオン状態とされたときの電気特性を測定する測定手段とを有することを特徴とする液晶又はＥＬディスプレイ用のアクティブマトリクス回路基板の検査装置を提供する。
【００５１】
好ましくは、前記光源装置は、レーザ光源とされる。
【００５２】
好ましくは、前記測定手段は、前記光制御スイッチを通過する電流を測定するよう構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的な有機ＥＬディスプレイ用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）アクティブマトリクス回路基板の構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の第１の好適実施形態となる回路基板の構成を示す概略図である。
【図３】図１の略画素単位の回路について各構成要素の配置の概略を示す平面図である。
【図４】画素単位の回路について各構成要素の配置の概略を示す断面構造の概略図である。
【図５】本発明の第２の好適実施形態となる回路基板を示す、図２類似の概略図が示される。
【図６】本発明の第２の好適実施形態となる回路基板を示す、図３類似の概略平面図である。
【図７】本発明の第２の好適実施形態となる回路基板を示す、図４類似の断面図である。
【図８】本発明の好適実施形態となる、ＥＬ材料が配置される前にＴＦＴディスプレイ基板を試験する装置を示す図である。
【図９】基板保持装置の詳細を示す平面図である。
【図１０】光照射装置の詳細を示す側面図である。
【図１１】ディスプレイの試験手順を示すための説明図である。
【図１２】本発明によるディスプレイ基板を含むディスプレイパネルの応用の一例を説明する図である。
【図１３】本発明のディスプレイ基板の含むディスプレイパネルの応用の他の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【図１】
2004264349.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004264349.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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