專利名稱：利用短路棒和高頻時鐘信號檢驗具有集成驅動器ic的tft-lcd的陣列測試的制作方法
利用短路棒和高頻時鐘信號
檢驗具有集成驅動器IC的TFT-LCD的陣列測試
相關申請的交叉引用
本申請與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鐘信號檢驗 具有集成驅動器IC的TFT-LCD的陣列測試)"的第60/737,090號美國 臨時申請相關，并根據(jù)35 USC 119(e)要求該美國臨時申請的優(yōu)先權， 該美國臨時申請的全部內(nèi)容通過引用而并入本文。
背景技術：
本發(fā)明一般涉及薄膜晶體管(TFT)陣列的檢驗，更具體地涉及 對具有集成電路(IC)驅動器的TFT陣列的檢驗。
在成品液晶平板中，液晶(LC)材料的薄層設置在兩片玻璃之間。 在一片玻璃上，已經(jīng)對二維陣列的電極進行構圖。每個電極的尺寸為 100微米量級，并且能夠通過沿面板邊緣設置的多路晶體管而在電極 上施加獨特的電壓。在成品中，由每個單獨的電極產(chǎn)生的電場均耦合 到LC材料中，并對在像素化的區(qū)域中傳輸?shù)墓獾臄?shù)量進行調(diào)制。當 總計對整個二維陣列生效時，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，產(chǎn)生了與LCD面板 相關的很大一部分生產(chǎn)成本。因此，在上述生產(chǎn)步驟之前識別并糾正 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LCD 面板的問題在于，沒有LC材料^t沒有可用來檢驗的可視圖像。在沉 積LC材料之前，如果由外部電源驅動，則在給定的像素上呈現(xiàn)的唯 一信號是由該像素上的電壓產(chǎn)生的電場。測試這種面板陣列的裝置通 常利用像素的電學性質(zhì)(例如作為晶體管柵極或數(shù)據(jù)線上的變化的驅 動電壓的函數(shù)的電場或像素電壓)。如第4,983,911號美國專利所描述的那樣，由Photon Dynamics設計的陣列測試器使用電壓圖像光學系 統(tǒng)(VIOS)。由Applied Komatsu出售的陣列測試器使用電子束和成像 系統(tǒng)來檢測缺陷。上述兩種陣列測試器都需要與其各自的檢測方法工 藝結合的裝置來對樣品進行電驅動。
授權給Henley等人并且通過引用而全部并入本文的第5,081,687 號美國專利描述了一種陣列測試方法，根據(jù)該方法將電驅動信號的模 式應用于所測試的面板。參照圖1，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。每個像素12均通過同時對適當?shù)尿寗?線14和柵極線16進行定址來激活。驅動元件18與每個像素相關聯(lián)。 驅動線14、柵極線16、像素12和像素驅動元件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)編號的4冊才及線可以通過每隔 一個柵極線16連接的短路棒(shorting bar) 30而同時定址。偶數(shù)編 號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 的數(shù)據(jù)線可以通過每隔一個數(shù)據(jù)線14連接的短路棒28來定址。偶數(shù) 編號的數(shù)據(jù)線可以通過第二短路棒(未示出)來定址。可以將不同的 驅動模式應用于柵極線和數(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、 手機顯示器、電^見機等)時，加入最終顯示板的電驅動電路。圖2示 出了面板200,其利用多個連接器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。柵極驅動器集成電路(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電接觸以驅動像素柵才及線。
然而，最近隨著非晶硅材料與相關工藝和設計的應用的增加，集 成電路(IC)柵極驅動器在面板上形成，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列驅動器)";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的集成驅動器的設計、基本原理)"。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，第一短路棒驅動具有集成柵極驅動器電路的TFT陣 列的數(shù)據(jù)線。另一組短路棒驅動柵極驅動器電路的相應終端。在所有 像素由施加至短路棒的驅動信號充電之后測量像素電壓。柵極電壓通 過所述一組短路棒由4冊極驅動器集成電路(IC)逐漸地施加到4冊才及線 上，所述短路棒依次由從一個或多個圖案發(fā)生器接收的時鐘信號驅動。 電壓同時施加到由第 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期的顯示圖案進行比較。通過 將結果顯示圖案與預期的顯示圖案進行比較來檢測可能存在的缺陷。


圖1示出了如現(xiàn)有技術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 括集成電路柵極驅動器的印刷電路板相電接觸；
圖3示出了部分裝配的面板，該面板具有適于對形成在面板上的 像素的柵極線進行驅動的集成電路；
圖4A示出了設置在集成于TFT面板上的柵極驅動器IC中的多個 移位寄存器；
圖4B示出了施加到圖4A中的柵極驅動電路上的多個輸入信號的 時序圖4C示出了由圖4A中的柵極驅動電路產(chǎn)生的輸出信號的時序
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式、利用多個短路棒測試的平板 的簡化俯視方塊圖6是用于測試圖5中的平板的多種信號的示例性時序圖7A為示出了另一示例性柵極驅動器IC的輸入信號數(shù)量的表
格；
圖7B為圖5A中示出的輸入信號的示例性時序圖；以及 圖8示出了用于產(chǎn)生信號的多個示例性電路方塊，該信號驅動本 發(fā)明的短路棒。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，第一短路棒驅動具有集成柵極驅動器電路的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。另一組短路棒驅動柵極驅動器電路的相應終端。在像素由驅動信 號充電后測量像素電壓。4冊極電壓通過所述一組短路棒由柵極驅動器 IC逐漸地施加到柵極線上，該組短路棒依次由從一個或多個圖案發(fā)生 器接收的時鐘信號驅動。電壓同時施加到由第 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動器IC的高頻的以及用于數(shù) 據(jù)線的低頻的任意波形。在某些實施方式中，多個第一短路棒可用來 向數(shù)據(jù)線提供信號而多個第二短路棒可用來向柵極線提供信號。
圖4A示出了包括多個移位寄存器406"…406n (在本文中全體并 可選地稱為406)的柵極驅動器IC404,每個寄存器406均接收一對 180異相的時鐘信號，以及啟動信號Vst。當保持每個寄存器406關聯(lián) 的啟動信號Vst時，每個寄存器406均被配置為輸出脈沖。圖4B是施 加到柵極驅動器IC404上的信號的時序圖，圖4C是由柵極驅動器IC 404產(chǎn)生的信號的時序圖。如從上述時序圖中看出的那樣，當施加到 移位寄存器4061輸入終端上的信號Vst進行低至高的轉變時，移位寄 存器406產(chǎn)生與提供給柵極414!(未示出)的時鐘信號CK1和CK2 同步的輸出脈沖。也就是說，信號Vst啟動了驅動模式。移位寄存器 406t的輸出脈沖用作移位寄存器4062的啟動信號，移位寄存器4062 依次將其輸出信號提供至柵極4142 (未示出)等。因此，與輸入信號 流CK1和CK2相對應，及時地以階梯形式產(chǎn)生輸出信號414。根據(jù)本 發(fā)明，第一短路棒450用來向移位寄存器406提供時鐘信號CK1，第 二短路棒452用來向移位寄存器406提供時鐘信號CK2，而第三短路 棒454用來提供電壓Vdd。這種兩相時鐘設計，即， 一對180。異相的 互補時鐘信號，允許來自時鐘饋通(feed-through)和高寄生電容的任 何信號失真由相對的時鐘來補償。
為了對TFT陣列進行電測試，應用了電驅動信號的模式，并且例 如Photon Dynamics的電壓成^f象系統(tǒng)(VIOS)的4全測裝置在面寺反上掃描，以光學地或電學地觀察沒有對信號模式作出反應的所有像素。如上所
述，電驅動信號的模式施加到IC柵極驅動器上，并且也通過數(shù)據(jù)短路
棒或單獨的數(shù)據(jù)線施加到數(shù)據(jù)線上。將所產(chǎn)生的顯示圖案與預期的顯 示圖案進行比較以檢測出缺陷。
圖5是面板400的高度簡化的俯^L圖。如圖所示，面板400部分 地包括像素陣列402以及柵極驅動器IC 404。柵極驅動器IC 404包括 多個如在圖4A中示出的移位寄存器。在圖5的實例中，IC柵極驅動 器404需要三個輸入信號，即，信號Vst， CLK1、 CLK2以及電源電 壓VDD。信號CLK1和CLK2分別由短路棒450和452驅動。利用短 路棒454提供電壓Vdd。
通過短路棒608!和6082來驅動數(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)明的測試方法，與相同短路棒連接在一起的像素同時被啟動。 圖6是在圖5中示出的多種信號的示例性時序圖。如圖6所示，通常 以相對于柵極線("CK1"和"CK2")而言較低的頻率驅動數(shù)據(jù)線("數(shù) 據(jù)奇數(shù)"和"數(shù)據(jù)偶數(shù)")。
每個平板制造者均對IC柵極驅動器進行不同的設計，并且可以具 有不同的輸入信號定義以及需要不同數(shù)量的輸入信號。圖7A為示出 了柵極驅動器IC (未示出)另一實例的表格，該柵極驅動器IC具有 IO個輸入終端并因而需要IO個輸入信號來工作。圖7B示出了與圖6 中示出的表格對應的輸入信號的時序圖的實例。根據(jù)本發(fā)明，采用提 供信號Reset、 CLK1、 CLK2、 CLK3、 CLK4以及Vgl的6個短路棒， 其中每個短路棒均向上述柵極驅動器IC的IO個輸入終端中的不同的 輸入終端提供信號。三個以上的短路棒向晶體管提供驅動電壓Vdd、 Vddl以及Vdd2。
圖8示出了用來測試具有集成柵極驅動器電路的TFT陣列的系統(tǒng) 配置的一個實例。圖案發(fā)生器產(chǎn)生任意的波形并且電壓放大器804對 所產(chǎn)生的波形進行放大。多路復用器806選擇面板進行測試，并將所 需的信號傳輸至IC柵極驅動器和數(shù)據(jù)線短路棒。在一個實施方式中，柵極驅動器IC可以設計為在60Hz或75Hz的頻率上工作。具有用于 驅動XGA分辨率面板的60Hz時鐘信號的典型脈沖寬度為20ps。如果 針對安全因素的設計參數(shù)為2，則脈沖寬度應大于10ps,以驅動柵極 驅動器IC。在圖6中示出的實施例中，脈沖寬度為16jiis，其小于用于 驅動XGA的60Hz的典型脈沖寬度。然而，這能夠適當?shù)貑酉袼亍?本發(fā)明可以利用同一系統(tǒng)來檢測兩種TFT陣列，即，傳統(tǒng)的TFT陣列 和具有^l"極驅動器IC的TFT陣列。
本發(fā)明的以上實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 有平板的柵極驅動器電路類型的限制。本發(fā)明不受集成的柵極驅動器 的輸入信號數(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利要求的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種用于測試平板顯示器的方法，所述平板顯示器具有多個第一驅動線和多個第二驅動線，所述方法包括將第一短路棒耦合至所述多個第一驅動線；將多個第二短路棒耦合至所述多個第二驅動線；將第一測試信號施加至所述第一短路棒；將多個第二測試信號施加至所述多個第二短路棒以產(chǎn)生第一結果顯示圖案；以及檢測所述第一結果顯示圖案與預期的顯示圖案之間的差別。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述預期的顯示圖案包括預期 的圖像數(shù)據(jù)，所述方法進一步包括對所述第一結果顯示圖案的一部分進行成像，以產(chǎn)生感測的圖像 數(shù)據(jù)；以及將所述感測的圖像數(shù)據(jù)與所述預期的圖像數(shù)據(jù)進行比較，以檢測 二者之間的差別。
3. —種用于測試平板顯示器的裝置，所述面板具有多個第一信號 線以及多個第二信號線，所述裝置包括第一短路棒，其適于耦合至所述多個第一驅動線；多個第二短路棒，其適于耦合至所述多個第二驅動線；控制電路，其適于對所述第 一短路棒和所述多個第二短路棒提供信號以產(chǎn)生結果顯示圖案；用于對所述結果顯示圖案進行成像以產(chǎn)生感測的圖像數(shù)據(jù)的裝置；以及用于檢測所述第一結果顯示圖案與預期的顯示圖案之間差別的裝置。
4. 如權利要求3所述的裝置，其中所述預期的顯示圖案包括預期的圖像數(shù)據(jù)，所述裝置進一步包括用于對所述第一結果顯示圖案的一部分進行成像以產(chǎn)生感測的圖 像數(shù)據(jù)的裝置；以及將所述感測的圖像數(shù)據(jù)與所述預期的圖像數(shù)據(jù)進行比較、以檢測 二者之間差別的裝置。
5. —種用于測試平板顯示器的方法，所述平板顯示器具有多個第 一驅動線和多個第二驅動線，所述方法包括將多個第 一短路棒耦合至所述多個第 一驅動線； 將多個第二短路棒耦合至所述多個第二驅動線；將多個第一信號施加至所述多個第 一短路棒； 將多個第二信號施加至所述多個第二短路棒以產(chǎn)生第一結果顯示圖案；以及檢測所述第一結果顯示圖案與預期的顯示圖案之間的差別。
6. 如權利要求5所述的方法，其中所述預期的顯示圖案包括預期 的圖像數(shù)據(jù)，所述方法進一步包括對所述第 一 結果顯示圖案的 一 部分進行成像以產(chǎn)生感測的圖像數(shù) 據(jù)；以及將所述感測的圖像數(shù)據(jù)與所述預期的圖像數(shù)據(jù)進行比較以檢測二 者之間的差別。
7. —種用于測試平板顯示器的裝置，所述面板具有多個第一信號 線以及多個第二信號線，所述裝置包括多個第一短路棒，其適于耦合至所述多個第一驅動線； 多個第二短路棒，其適于耦合至所述多個第二驅動線； 控制電路，其適于對所述多個第一短路棒和所述多個第二短路棒提供信號以產(chǎn)生結果顯示圖案；用于對所述結果顯示圖案進行成像以產(chǎn)生感測的圖像數(shù)據(jù)的裝置；以及用于檢測所述第一結果顯示圖案與預期的顯示圖案之間差別的裝置。
8.如權利要求7所述的裝置，其中所述預期的顯示圖案包括預期 的圖像數(shù)據(jù)，所述裝置進一步包括用于對所述第一結果顯示圖案的一部分進行成像以產(chǎn)生感測的圖 像數(shù)據(jù)的裝置；以及將所述感測的圖像數(shù)據(jù)與所述預期的圖像數(shù)據(jù)進行比較以檢測二 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)驅動具有集成柵極驅動器電路的TFT陣列(402)的數(shù)據(jù)線(606)。另一組短路棒(450)驅動柵極驅動器電路(404)的相應終端。在所有像素由施加至短路棒的驅動信號(Vdd、Vst、CK1等)充電之后測量像素電壓。柵極電壓通過所述一組短路棒由柵極驅動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或多個圖案發(fā)生器接收的時鐘信號驅動。電壓同時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期的顯示圖案比較。通過將結果顯示圖案與預期的顯示圖案比較來檢測可能存在的缺陷。
文檔編號G02F1/1343GK101292168SQ200680039322
公開日2008年10月22日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權日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 申請人:光子動力學公司