利用短路棒和高频时钟信号检验具有集成驱动器IC的TFT－LCD的阵列测试

摘要

根据本发明，第一短路棒(608

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2005年11月15日提交的、题为″Array Test Using The Shorting Bar And High Frequency Clock Signal For The Inspection Of TFT-LCD With Integrated Driver IC(利用短路棒和高频时钟信号检验 具有集成驱动器IC的TFT-LCD的阵列测试)″的第60/737,090号美国 临时申请相关，并根据35USC 119(e)要求该美国临时申请的优先权， 该美国临时申请的全部内容通过引用而并入本文。

发明背景

本发明一般涉及薄膜晶体管(TFT)阵列的检验，更具体地涉及 对具有集成电路(IC)驱动器的TFT阵列的检验。

在成品液晶平板中，液晶(LC)材料的薄层设置在两片玻璃之间。 在一片玻璃上，已经对二维阵列的电极进行构图。每个电极的尺寸为 100微米量级，并且能够通过沿面板边缘设置的多路晶体管而在电极 上施加独特的电压。在成品中，由每个单独的电极产生的电场均耦合 到LC材料中，并对在像素化的区域中传输的光的数量进行调制。当 总计对整个二维阵列生效时，这种效力在平板上产生可视图像。

在将LC材料注入上层和下层玻璃板之间时，产生了与LCD面板 相关的很大一部分生产成本。因此，在上述生产步骤之前识别并纠正 任何图像质量问题是很重要的。在沉积液晶(LC)材料之前检验LCD 面板的问题在于，没有LC材料便没有可用来检验的可视图像。在沉 积LC材料之前，如果由外部电源驱动，则在给定的像素上呈现的唯 一信号是由该像素上的电压产生的电场。测试这种面板阵列的装置通 常利用像素的电学性质(例如作为晶体管栅极或数据线上的变化的驱 动电压的函数的电场或像素电压)。如第4,983,911号美国专利所描述 的那样，由Photon Dynamics设计的阵列测试器使用电压图像光学系 统(VIOS)。由Applied Komatsu出售的阵列测试器使用电子束和成像 系统来检测缺陷。上述两种阵列测试器都需要与其各自的检测方法工 艺结合的装置来对样品进行电驱动。

授权给Henley等人并且通过引用而全部并入本文的第5,081,687 号美国专利描述了一种阵列测试方法，根据该方法将电驱动信号的模 式应用于所测试的面板。参照图1，其中示出通常的有源矩阵LCD面 板部分10包括像素12的阵列。每个像素12均通过同时对适当的驱动 线14和栅极线16进行定址来激活。驱动元件18与每个像素相关联。 驱动线14、栅极线16、像素12和像素驱动元件18通过平版印刷或其 它工艺而沉积在光亮的玻璃衬底上。奇数编号的栅极线可以通过每隔 一个栅极线16连接的短路棒(shorting bar)30而同时定址。偶数编 号的栅极线可以通过第二短路棒(未示出)来定址。同样，奇数编号 的数据线可以通过每隔一个数据线14连接的短路棒28来定址。偶数 编号的数据线可以通过第二短路棒(未示出)来定址。可以将不同的 驱动模式应用于栅极线和数据线上，以确定那些像素是有缺陷的。

通常，在将面板制造和装配成其最终形式(例如，电脑监视器、 手机显示器、电视机等)时，加入最终显示板的电驱动电路。图2示 出了面板200，其利用多个连接器204与印刷电路板204电连接。假 定图2中的面板200包括图1中示出的电路。栅极驱动器集成电路(IC) (未示出)安装在印刷电路板204上，然后使印刷电路板204与面板 200电接触以驱动像素栅极线。

然而，最近随着非晶硅材料与相关工艺和设计的应用的增加，集 成电路(IC)栅极驱动器在面板上形成，如图3所示。例如，参见SID 05Diges第939页Kim等人的″High-Resolution Integrated a-Si Row Drivers(高分辨率集成的Si列驱动器)″；SID 05 Digest第950页上 Lebrun等人的″Design of Integrated Drivers with Amorphous Silicon TFTs for Small Displays，Basic Concepts(用于小显示器的具有非晶硅 TFT的集成驱动器的设计、基本原理)″。

发明内容

根据本发明，第一短路棒驱动具有集成栅极驱动器电路的TFT阵 列的数据线。另一组短路棒驱动栅极驱动器电路的相应终端。在所有 像素由施加至短路棒的驱动信号充电之后测量像素电压。栅极电压通 过所述一组短路棒由栅极驱动器集成电路(IC)逐渐地施加到栅极线 上，所述短路棒依次由从一个或多个图案发生器接收的时钟信号驱动。 电压同时施加到由第一短路棒连接在一起的数据线上。施加电压而产 生了显示图案，随后将该显示图案与预期的显示图案进行比较。通过 将结果显示图案与预期的显示图案进行比较来检测可能存在的缺陷。

附图说明

图1示出了如现有技术中所公知的典型有源矩阵LCD面板部分；

图2示出了如现有技术中所公知的部分装配的面板，该面板与包 括集成电路栅极驱动器的印刷电路板相电接触；

图3示出了部分装配的面板，该面板具有适于对形成在面板上的 像素的栅极线进行驱动的集成电路；

图4A示出了设置在集成于TFT面板上的栅极驱动器IC中的多个 移位寄存器；

图4B示出了施加到图4A中的栅极驱动电路上的多个输入信号的 时序图；

图4C示出了由图4A中的栅极驱动电路产生的输出信号的时序 图；

图5是根据本发明的一个实施方式、利用多个短路棒测试的平板 的简化俯视方块图；

图6是用于测试图5中的平板的多种信号的示例性时序图；

图7A为示出了另一示例性栅极驱动器IC的输入信号数量的表 格；

图7B为图5A中示出的输入信号的示例性时序图；以及

图8示出了用于产生信号的多个示例性电路方块，该信号驱动本 发明的短路棒。

具体实施方式

根据本发明，第一短路棒驱动具有集成栅极驱动器电路的TFT阵 列的数据线，即，具有在其上形成集成电路的衬底的TFT阵列的数据 线。另一组短路棒驱动栅极驱动器电路的相应终端。在像素由驱动信 号充电后测量像素电压。栅极电压通过所述一组短路棒由栅极驱动器 IC逐渐地施加到栅极线上，该组短路棒依次由从一个或多个图案发生 器接收的时钟信号驱动。电压同时施加到由第一短路棒连接在一起的 数据线上。本发明产生了具有用于栅极驱动器IC的高频的以及用于数 据线的低频的任意波形。在某些实施方式中，多个第一短路棒可用来 向数据线提供信号而多个第二短路棒可用来向栅极线提供信号。

图4A示出了包括多个移位寄存器406₁....406_N(在本文中全体并 可选地称为406)的栅极驱动器IC404，每个寄存器406均接收一对 180异相的时钟信号，以及启动信号Vst。当保持每个寄存器406关联 的启动信号Vst时，每个寄存器406均被配置为输出脉冲。图4B是施 加到栅极驱动器IC 404上的信号的时序图，图4C是由栅极驱动器IC 404产生的信号的时序图。如从上述时序图中看出的那样，当施加到 移位寄存器406₁输入终端上的信号Vst进行低至高的转变时，移位寄 存器406产生与提供给栅极414₁(未示出)的时钟信号CK1和CK2 同步的输出脉冲。也就是说，信号Vst启动了驱动模式。移位寄存器 406₁的输出脉冲用作移位寄存器406₂的启动信号，移位寄存器406₂依次将其输出信号提供至栅极414₂(未示出)等。因此，与输入信号 流CK1和CK2相对应，及时地以阶梯形式产生输出信号414。根据本 发明，第一短路棒450用来向移位寄存器406提供时钟信号CK1，第 二短路棒452用来向移位寄存器406提供时钟信号CK2，而第三短路 棒454用来提供电压Vdd。这种两相时钟设计，即，一对180°异相的 互补时钟信号，允许来自时钟馈通(feed-through)和高寄生电容的任 何信号失真由相对的时钟来补偿。

为了对TFT阵列进行电测试，应用了电驱动信号的模式，并且例 如Photon Dynamics的电压成像系统(VIOS)的检测装置在面板上扫描， 以光学地或电学地观察没有对信号模式作出反应的所有像素。如上所 述，电驱动信号的模式施加到IC栅极驱动器上，并且也通过数据短路 棒或单独的数据线施加到数据线上。将所产生的显示图案与预期的显 示图案进行比较以检测出缺陷。

图5是面板400的高度简化的俯视图。如图所示，面板400部分 地包括像素阵列402以及栅极驱动器IC 404。栅极驱动器IC 404包括 多个如在图4A中示出的移位寄存器。在图5的实例中，IC栅极驱动 器404需要三个输入信号，即，信号Vst，CLK1、CLK2以及电源电 压VDD。信号CLK1和CLK2分别由短路棒450和452驱动。利用短 路棒454提供电压Vdd。

通过短路棒608₁和608₂来驱动数据线。数据线分为一组“奇数” 线和一组“偶数”线，“奇数”线和“偶数”线分别通过短路棒608₁和608₂连接至接触点DO(“数据奇数”)610和DE(“数据偶数”)612。 根据本发明的测试方法，与相同短路棒连接在一起的像素同时被启动。 图6是在图5中示出的多种信号的示例性时序图。如图6所示，通常 以相对于栅极线(“CK1”和“CK2”)而言较低的频率驱动数据线(“数 据奇数”和“数据偶数”)。

每个平板制造者均对IC栅极驱动器进行不同的设计，并且可以具 有不同的输入信号定义以及需要不同数量的输入信号。图7A为示出 了栅极驱动器IC(未示出)另一实例的表格，该栅极驱动器IC具有 10个输入终端并因而需要10个输入信号来工作。图7B示出了与图6 中示出的表格对应的输入信号的时序图的实例。根据本发明，采用提 供信号Reset、CLK1、CLK2、CLK3、CLK4以及VgI的6个短路棒， 其中每个短路棒均向上述栅极驱动器IC的10个输入终端中的不同的 输入终端提供信号。三个以上的短路棒向晶体管提供驱动电压Vdd、 Vdd1以及Vdd2。

图8示出了用来测试具有集成栅极驱动器电路的TFT阵列的系统 配置的一个实例。图案发生器产生任意的波形并且电压放大器804对 所产生的波形进行放大。多路复用器806选择面板进行测试，并将所 需的信号传输至IC栅极驱动器和数据线短路棒。在一个实施方式中， 栅极驱动器IC可以设计为在60Hz或75Hz的频率上工作。具有用于 驱动XGA分辨率面板的60Hz时钟信号的典型脉冲宽度为20μs。如果 针对安全因素的设计参数为2，则脉冲宽度应大于10μs，以驱动栅极 驱动器IC。在图6中示出的实施例中，脉冲宽度为16μs，其小于用于 驱动XGA的60Hz的典型脉冲宽度。然而，这能够适当地启动像素。 本发明可以利用同一系统来检测两种TFT阵列，即，传统的TFT阵列 和具有栅极驱动器IC的TFT阵列。

本发明的以上实施方式为说明性的而非限制性的。各种替代和等 同方式都是可能的。本发明不受平板显示器类型的限制，也不受集成 有平板的栅极驱动器电路类型的限制。本发明不受集成的栅极驱动器 的输入信号数量的限制。根据本发明，其它的增加、减少或替代是显 而易见的并且旨在落在所附权利要求的范围之内。