專利名稱：利用短路棒和高頻時(shí)鐘信號(hào)檢驗(yàn)具有集成驅(qū)動(dòng)器ic的tft-lcd的陣列測(cè)試的制作方法
利用短路棒和高頻時(shí)鐘信號(hào)
檢驗(yàn)具有集成驅(qū)動(dòng)器IC的TFT-LCD的陣列測(cè)試
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)與2005年11月15日提交的、題為"Array Test Using The Shorting Bar And High Frequency Clock Signal For The Inspection Of TFT-LCD With Integrated Driver IC (利用短路棒和高頻時(shí)鐘信號(hào)檢驗(yàn) 具有集成驅(qū)動(dòng)器IC的TFT-LCD的陣列測(cè)試)"的第60/737,090號(hào)美國(guó) 臨時(shí)申請(qǐng)相關(guān)，并根據(jù)35 USC 119(e)要求該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)， 該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用而并入本文。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及薄膜晶體管(TFT)陣列的檢驗(yàn)，更具體地涉及 對(duì)具有集成電路(IC)驅(qū)動(dòng)器的TFT陣列的檢驗(yàn)。
在成品液晶平板中，液晶(LC)材料的薄層設(shè)置在兩片玻璃之間。 在一片玻璃上，已經(jīng)對(duì)二維陣列的電極進(jìn)行構(gòu)圖。每個(gè)電極的尺寸為 100微米量級(jí)，并且能夠通過沿面板邊緣設(shè)置的多路晶體管而在電極 上施加獨(dú)特的電壓。在成品中，由每個(gè)單獨(dú)的電極產(chǎn)生的電場(chǎng)均耦合 到LC材料中，并對(duì)在像素化的區(qū)域中傳輸?shù)墓獾臄?shù)量進(jìn)行調(diào)制。當(dāng) 總計(jì)對(duì)整個(gè)二維陣列生效時(shí)，這種效力在平板上產(chǎn)生可視圖像。
在將LC材料注入上層和下層玻璃板之間時(shí)，產(chǎn)生了與LCD面板 相關(guān)的很大一部分生產(chǎn)成本。因此，在上述生產(chǎn)步驟之前識(shí)別并糾正 任何圖像質(zhì)量問題是很重要的。在沉積液晶(LC )材料之前檢驗(yàn)LCD 面板的問題在于，沒有LC材料^t沒有可用來檢驗(yàn)的可視圖像。在沉 積LC材料之前，如果由外部電源驅(qū)動(dòng)，則在給定的像素上呈現(xiàn)的唯 一信號(hào)是由該像素上的電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)。測(cè)試這種面板陣列的裝置通 常利用像素的電學(xué)性質(zhì)(例如作為晶體管柵極或數(shù)據(jù)線上的變化的驅(qū) 動(dòng)電壓的函數(shù)的電場(chǎng)或像素電壓)。如第4,983,911號(hào)美國(guó)專利所描述的那樣，由Photon Dynamics設(shè)計(jì)的陣列測(cè)試器使用電壓圖像光學(xué)系 統(tǒng)(VIOS)。由Applied Komatsu出售的陣列測(cè)試器使用電子束和成像 系統(tǒng)來檢測(cè)缺陷。上述兩種陣列測(cè)試器都需要與其各自的檢測(cè)方法工 藝結(jié)合的裝置來對(duì)樣品進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)。
授權(quán)給Henley等人并且通過引用而全部并入本文的第5,081,687 號(hào)美國(guó)專利描述了一種陣列測(cè)試方法，根據(jù)該方法將電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的模 式應(yīng)用于所測(cè)試的面板。參照?qǐng)D1，其中示出通常的有源矩陣LCD面 板部分IO包括像素12的陣列。每個(gè)像素12均通過同時(shí)對(duì)適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng) 線14和柵極線16進(jìn)行定址來激活。驅(qū)動(dòng)元件18與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)。 驅(qū)動(dòng)線14、柵極線16、像素12和像素驅(qū)動(dòng)元件18通過平版印刷或其 它工藝而沉積在光亮的玻璃襯底上。奇數(shù)編號(hào)的4冊(cè)才及線可以通過每隔 一個(gè)柵極線16連接的短路棒(shorting bar) 30而同時(shí)定址。偶數(shù)編 號(hào)的柵極線可以通過第二短路棒(未示出)來定址。同樣，奇數(shù)編號(hào) 的數(shù)據(jù)線可以通過每隔一個(gè)數(shù)據(jù)線14連接的短路棒28來定址。偶數(shù) 編號(hào)的數(shù)據(jù)線可以通過第二短路棒(未示出)來定址?？梢詫⒉煌?驅(qū)動(dòng)模式應(yīng)用于柵極線和數(shù)據(jù)線上，以確定那些像素是有缺陷的。
通常，在將面板制造和裝配成其最終形式(例如，電腦監(jiān)視器、 手機(jī)顯示器、電^見機(jī)等)時(shí)，加入最終顯示板的電驅(qū)動(dòng)電路。圖2示 出了面板200,其利用多個(gè)連接器204與印刷電路板204電連接。假 定圖2中的面板200包括圖1中示出的電路。柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC) (未示出)安裝在印刷電路板204上，然后使印刷電路板204與面板 200電接觸以驅(qū)動(dòng)像素柵才及線。
然而，最近隨著非晶硅材料與相關(guān)工藝和設(shè)計(jì)的應(yīng)用的增加，集 成電路(IC)柵極驅(qū)動(dòng)器在面板上形成，如圖3所示。例如，參見SID 05 Diges第939頁Kim等人的"High-Resolution Integrated a-Si Row Drivers (高分辨率集成的Si列驅(qū)動(dòng)器)";SID 05 Digest第950頁上 Lebmn等人的"Design of Integrated Drivers with Amorphous Silicon TFTs for Small Displays, Basic Concepts (用于小顯示器的具有非晶娃 TFT的集成驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)、基本原理)"。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，第一短路棒驅(qū)動(dòng)具有集成柵極驅(qū)動(dòng)器電路的TFT陣 列的數(shù)據(jù)線。另一組短路棒驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器電路的相應(yīng)終端。在所有 像素由施加至短路棒的驅(qū)動(dòng)信號(hào)充電之后測(cè)量像素電壓。柵極電壓通 過所述一組短路棒由4冊(cè)極驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)逐漸地施加到4冊(cè)才及線 上，所述短路棒依次由從一個(gè)或多個(gè)圖案發(fā)生器接收的時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。 電壓同時(shí)施加到由第 一短路棒連接在一起的數(shù)據(jù)線上。施加電壓而產(chǎn) 生了顯示圖案，隨后將該顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案進(jìn)行比較。通過 將結(jié)果顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案進(jìn)行比較來檢測(cè)可能存在的缺陷。


圖1示出了如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的典型有源矩陣LCD面板部分；
圖2示出了如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的部分裝配的面板，該面板與包 括集成電路柵極驅(qū)動(dòng)器的印刷電路板相電接觸；
圖3示出了部分裝配的面板，該面板具有適于對(duì)形成在面板上的 像素的柵極線進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的集成電路；
圖4A示出了設(shè)置在集成于TFT面板上的柵極驅(qū)動(dòng)器IC中的多個(gè) 移位寄存器；
圖4B示出了施加到圖4A中的柵極驅(qū)動(dòng)電路上的多個(gè)輸入信號(hào)的 時(shí)序圖4C示出了由圖4A中的柵極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的輸出信號(hào)的時(shí)序
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式、利用多個(gè)短路棒測(cè)試的平板 的簡(jiǎn)化俯視方塊圖6是用于測(cè)試圖5中的平板的多種信號(hào)的示例性時(shí)序圖7A為示出了另一示例性柵極驅(qū)動(dòng)器IC的輸入信號(hào)數(shù)量的表
格；
圖7B為圖5A中示出的輸入信號(hào)的示例性時(shí)序圖；以及 圖8示出了用于產(chǎn)生信號(hào)的多個(gè)示例性電路方塊，該信號(hào)驅(qū)動(dòng)本 發(fā)明的短路棒。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，第一短路棒驅(qū)動(dòng)具有集成柵極驅(qū)動(dòng)器電路的TFT陣 列的數(shù)據(jù)線，即，具有在其上形成集成電路的襯底的TFT陣列的數(shù)據(jù) 線。另一組短路棒驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器電路的相應(yīng)終端。在像素由驅(qū)動(dòng)信 號(hào)充電后測(cè)量像素電壓。4冊(cè)極電壓通過所述一組短路棒由柵極驅(qū)動(dòng)器 IC逐漸地施加到柵極線上，該組短路棒依次由從一個(gè)或多個(gè)圖案發(fā)生 器接收的時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。電壓同時(shí)施加到由第 一短路棒連接在一起的 數(shù)據(jù)線上。本發(fā)明產(chǎn)生了具有用于柵極驅(qū)動(dòng)器IC的高頻的以及用于數(shù) 據(jù)線的低頻的任意波形。在某些實(shí)施方式中，多個(gè)第一短路棒可用來 向數(shù)據(jù)線提供信號(hào)而多個(gè)第二短路棒可用來向柵極線提供信號(hào)。
圖4A示出了包括多個(gè)移位寄存器406"…406n (在本文中全體并 可選地稱為406)的柵極驅(qū)動(dòng)器IC404,每個(gè)寄存器406均接收一對(duì) 180異相的時(shí)鐘信號(hào)，以及啟動(dòng)信號(hào)Vst。當(dāng)保持每個(gè)寄存器406關(guān)聯(lián) 的啟動(dòng)信號(hào)Vst時(shí)，每個(gè)寄存器406均被配置為輸出脈沖。圖4B是施 加到柵極驅(qū)動(dòng)器IC404上的信號(hào)的時(shí)序圖，圖4C是由柵極驅(qū)動(dòng)器IC 404產(chǎn)生的信號(hào)的時(shí)序圖。如從上述時(shí)序圖中看出的那樣，當(dāng)施加到 移位寄存器4061輸入終端上的信號(hào)Vst進(jìn)行低至高的轉(zhuǎn)變時(shí)，移位寄 存器406產(chǎn)生與提供給柵極414!(未示出)的時(shí)鐘信號(hào)CK1和CK2 同步的輸出脈沖。也就是說，信號(hào)Vst啟動(dòng)了驅(qū)動(dòng)模式。移位寄存器 406t的輸出脈沖用作移位寄存器4062的啟動(dòng)信號(hào)，移位寄存器4062 依次將其輸出信號(hào)提供至柵極4142 (未示出)等。因此，與輸入信號(hào) 流CK1和CK2相對(duì)應(yīng)，及時(shí)地以階梯形式產(chǎn)生輸出信號(hào)414。根據(jù)本 發(fā)明，第一短路棒450用來向移位寄存器406提供時(shí)鐘信號(hào)CK1，第 二短路棒452用來向移位寄存器406提供時(shí)鐘信號(hào)CK2，而第三短路 棒454用來提供電壓Vdd。這種兩相時(shí)鐘設(shè)計(jì)，即， 一對(duì)180。異相的 互補(bǔ)時(shí)鐘信號(hào)，允許來自時(shí)鐘饋通(feed-through)和高寄生電容的任 何信號(hào)失真由相對(duì)的時(shí)鐘來補(bǔ)償。
為了對(duì)TFT陣列進(jìn)行電測(cè)試，應(yīng)用了電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的模式，并且例 如Photon Dynamics的電壓成^f象系統(tǒng)(VIOS)的4全測(cè)裝置在面寺反上掃描，以光學(xué)地或電學(xué)地觀察沒有對(duì)信號(hào)模式作出反應(yīng)的所有像素。如上所
述，電驅(qū)動(dòng)信號(hào)的模式施加到IC柵極驅(qū)動(dòng)器上，并且也通過數(shù)據(jù)短路
棒或單獨(dú)的數(shù)據(jù)線施加到數(shù)據(jù)線上。將所產(chǎn)生的顯示圖案與預(yù)期的顯 示圖案進(jìn)行比較以檢測(cè)出缺陷。
圖5是面板400的高度簡(jiǎn)化的俯^L圖。如圖所示，面板400部分 地包括像素陣列402以及柵極驅(qū)動(dòng)器IC 404。柵極驅(qū)動(dòng)器IC 404包括 多個(gè)如在圖4A中示出的移位寄存器。在圖5的實(shí)例中，IC柵極驅(qū)動(dòng) 器404需要三個(gè)輸入信號(hào)，即，信號(hào)Vst， CLK1、 CLK2以及電源電 壓VDD。信號(hào)CLK1和CLK2分別由短路棒450和452驅(qū)動(dòng)。利用短 路棒454提供電壓Vdd。
通過短路棒608!和6082來驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線分為一組"奇數(shù)" 線和一組"偶數(shù)"線，"奇數(shù)"線和"偶數(shù)"線分別通過短路棒608, 和6082連接至接觸點(diǎn)DO("數(shù)據(jù)奇數(shù)")610和DE("數(shù)據(jù)偶數(shù)")612。 根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試方法，與相同短路棒連接在一起的像素同時(shí)被啟動(dòng)。 圖6是在圖5中示出的多種信號(hào)的示例性時(shí)序圖。如圖6所示，通常 以相對(duì)于柵極線("CK1"和"CK2")而言較低的頻率驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)線("數(shù) 據(jù)奇數(shù)"和"數(shù)據(jù)偶數(shù)")。
每個(gè)平板制造者均對(duì)IC柵極驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，并且可以具 有不同的輸入信號(hào)定義以及需要不同數(shù)量的輸入信號(hào)。圖7A為示出 了柵極驅(qū)動(dòng)器IC (未示出)另一實(shí)例的表格，該柵極驅(qū)動(dòng)器IC具有 IO個(gè)輸入終端并因而需要IO個(gè)輸入信號(hào)來工作。圖7B示出了與圖6 中示出的表格對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)的時(shí)序圖的實(shí)例。根據(jù)本發(fā)明，采用提 供信號(hào)Reset、 CLK1、 CLK2、 CLK3、 CLK4以及Vgl的6個(gè)短路棒， 其中每個(gè)短路棒均向上述柵極驅(qū)動(dòng)器IC的IO個(gè)輸入終端中的不同的 輸入終端提供信號(hào)。三個(gè)以上的短路棒向晶體管提供驅(qū)動(dòng)電壓Vdd、 Vddl以及Vdd2。
圖8示出了用來測(cè)試具有集成柵極驅(qū)動(dòng)器電路的TFT陣列的系統(tǒng) 配置的一個(gè)實(shí)例。圖案發(fā)生器產(chǎn)生任意的波形并且電壓放大器804對(duì) 所產(chǎn)生的波形進(jìn)行放大。多路復(fù)用器806選擇面板進(jìn)行測(cè)試，并將所 需的信號(hào)傳輸至IC柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)線短路棒。在一個(gè)實(shí)施方式中，柵極驅(qū)動(dòng)器IC可以設(shè)計(jì)為在60Hz或75Hz的頻率上工作。具有用于 驅(qū)動(dòng)XGA分辨率面板的60Hz時(shí)鐘信號(hào)的典型脈沖寬度為20ps。如果 針對(duì)安全因素的設(shè)計(jì)參數(shù)為2，則脈沖寬度應(yīng)大于10ps,以驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O 驅(qū)動(dòng)器IC。在圖6中示出的實(shí)施例中，脈沖寬度為16jiis，其小于用于 驅(qū)動(dòng)XGA的60Hz的典型脈沖寬度。然而，這能夠適當(dāng)?shù)貑?dòng)像素。 本發(fā)明可以利用同一系統(tǒng)來檢測(cè)兩種TFT陣列，即，傳統(tǒng)的TFT陣列 和具有^l"極驅(qū)動(dòng)器IC的TFT陣列。
本發(fā)明的以上實(shí)施方式為說明性的而非限制性的。各種替代和等 同方式都是可能的。本發(fā)明不受平板顯示器類型的限制，也不受集成 有平板的柵極驅(qū)動(dòng)器電路類型的限制。本發(fā)明不受集成的柵極驅(qū)動(dòng)器 的輸入信號(hào)數(shù)量的限制。根據(jù)本發(fā)明，其它的增加、減少或替代是顯 而易見的并且旨在落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試平板顯示器的方法，所述平板顯示器具有多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)線和多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)線，所述方法包括將第一短路棒耦合至所述多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)線；將多個(gè)第二短路棒耦合至所述多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)線；將第一測(cè)試信號(hào)施加至所述第一短路棒；將多個(gè)第二測(cè)試信號(hào)施加至所述多個(gè)第二短路棒以產(chǎn)生第一結(jié)果顯示圖案；以及檢測(cè)所述第一結(jié)果顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案之間的差別。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述預(yù)期的顯示圖案包括預(yù)期 的圖像數(shù)據(jù)，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述第一結(jié)果顯示圖案的一部分進(jìn)行成像，以產(chǎn)生感測(cè)的圖像 數(shù)據(jù)；以及將所述感測(cè)的圖像數(shù)據(jù)與所述預(yù)期的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢測(cè) 二者之間的差別。
3. —種用于測(cè)試平板顯示器的裝置，所述面板具有多個(gè)第一信號(hào) 線以及多個(gè)第二信號(hào)線，所述裝置包括第一短路棒，其適于耦合至所述多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)線；多個(gè)第二短路棒，其適于耦合至所述多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)線；控制電路，其適于對(duì)所述第 一短路棒和所述多個(gè)第二短路棒提供信號(hào)以產(chǎn)生結(jié)果顯示圖案；用于對(duì)所述結(jié)果顯示圖案進(jìn)行成像以產(chǎn)生感測(cè)的圖像數(shù)據(jù)的裝置；以及用于檢測(cè)所述第一結(jié)果顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案之間差別的裝置。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述預(yù)期的顯示圖案包括預(yù)期的圖像數(shù)據(jù)，所述裝置進(jìn)一步包括用于對(duì)所述第一結(jié)果顯示圖案的一部分進(jìn)行成像以產(chǎn)生感測(cè)的圖 像數(shù)據(jù)的裝置；以及將所述感測(cè)的圖像數(shù)據(jù)與所述預(yù)期的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、以檢測(cè) 二者之間差別的裝置。
5. —種用于測(cè)試平板顯示器的方法，所述平板顯示器具有多個(gè)第 一驅(qū)動(dòng)線和多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)線，所述方法包括將多個(gè)第 一短路棒耦合至所述多個(gè)第 一驅(qū)動(dòng)線； 將多個(gè)第二短路棒耦合至所述多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)線；將多個(gè)第一信號(hào)施加至所述多個(gè)第 一短路棒； 將多個(gè)第二信號(hào)施加至所述多個(gè)第二短路棒以產(chǎn)生第一結(jié)果顯示圖案；以及檢測(cè)所述第一結(jié)果顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案之間的差別。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述預(yù)期的顯示圖案包括預(yù)期 的圖像數(shù)據(jù)，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述第 一 結(jié)果顯示圖案的 一 部分進(jìn)行成像以產(chǎn)生感測(cè)的圖像數(shù) 據(jù)；以及將所述感測(cè)的圖像數(shù)據(jù)與所述預(yù)期的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以檢測(cè)二 者之間的差別。
7. —種用于測(cè)試平板顯示器的裝置，所述面板具有多個(gè)第一信號(hào) 線以及多個(gè)第二信號(hào)線，所述裝置包括多個(gè)第一短路棒，其適于耦合至所述多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)線； 多個(gè)第二短路棒，其適于耦合至所述多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)線； 控制電路，其適于對(duì)所述多個(gè)第一短路棒和所述多個(gè)第二短路棒提供信號(hào)以產(chǎn)生結(jié)果顯示圖案；用于對(duì)所述結(jié)果顯示圖案進(jìn)行成像以產(chǎn)生感測(cè)的圖像數(shù)據(jù)的裝置；以及用于檢測(cè)所述第一結(jié)果顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案之間差別的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述預(yù)期的顯示圖案包括預(yù)期 的圖像數(shù)據(jù)，所述裝置進(jìn)一步包括用于對(duì)所述第一結(jié)果顯示圖案的一部分進(jìn)行成像以產(chǎn)生感測(cè)的圖 像數(shù)據(jù)的裝置；以及將所述感測(cè)的圖像數(shù)據(jù)與所述預(yù)期的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以檢測(cè)二 者之間差別的裝置。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，第一短路棒(608₁)驅(qū)動(dòng)具有集成柵極驅(qū)動(dòng)器電路的TFT陣列(402)的數(shù)據(jù)線(606)。另一組短路棒(450)驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)器電路(404)的相應(yīng)終端。在所有像素由施加至短路棒的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Vdd、Vst、CK1等)充電之后測(cè)量像素電壓。柵極電壓通過所述一組短路棒由柵極驅(qū)動(dòng)器集成電路逐漸地施加到柵極線上，該組短路棒依次由從一個(gè)或多個(gè)圖案發(fā)生器接收的時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)。電壓同時(shí)施加到由第一短路棒連接在一起的數(shù)據(jù)線上。施加電壓而產(chǎn)生了顯示圖案，隨后將該顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案比較。通過將結(jié)果顯示圖案與預(yù)期的顯示圖案比較來檢測(cè)可能存在的缺陷。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK101292168SQ200680039322
公開日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者全明鐵, 巴里·麥金利, 薩巴瑞·桑吉維, 阿提拉·埃爾沙欣 申請(qǐng)人:光子動(dòng)力學(xué)公司