[发明专利]用于平板显示器的直接探测传感器

说明书

相关申请的交叉引用

根据35 USC 119(e)，本申请要求以下美国临时申请的优先权，所述申请的全部内容通过引用并入本文：2005年4月22日递交的题为“Detector For Measuring Functionality Of LCD Flat-Panel Pixels(用于测量LCD平板像素功能性的探测器)”的第60/673,967号申请，代理方卷号为014116-009600US；2005年6月2日递交的题为“Testing Of LCD Electrode(LCD电极测试)”的第60/687,621号申请，代理方卷号为014116-010400US；2005年6月9日递交的题为“Testing Of LCD Electrode(LCD电极测试)”的第60/689,601号申请，代理方卷号为014116-010500US；2005年7月8日递交的题为“Direct Detect Sensor ForOLED Display(用于OLED显示器的直接探测传感器)”的第60/697,844号申请，代理方卷号为014116-010600US。

背景技术

在制成的液晶平板中，在两玻璃薄片之间安装有一层液晶材料薄层。在其中一片玻璃薄片上构图有二维电极阵列。每一电极的尺寸约为100微米，并可具有通过沿面板边缘设置的多路复用晶体管施加于其上的特定电压。在制成的产品中，由各单独电极产生的电场耦合至液晶材料，并调制相应像素区域内的透射光总量。此效应作用于全部二维阵列中的聚合体时产生平板上的可视图像。

将液晶材料注入上层和下层玻璃板之间的过程是关乎LCD面板生产成本的重要部分。因此在此生产步骤之前识别并修正图像质量问题十分重要。在淀积液晶材料之前检测LCD面板所面临的问题是，在没有液晶材料的情况下，没有可见图像可供检查。在淀积液晶材料之前，给定像素上呈现的信号仅为像素上电压产生的电场(假设与像素无直接接触)。

为克服此缺陷，光子动力学公司开发了浮动调制器。此浮动调制器部分地包括表面具有液晶材料薄层的相对大块的光学平面玻璃，如图1A所示。

为检测已构图的玻璃板10，调制器15在待被检测的区域20上物理地移动，而后下降至距离平板表面几微米，如图1B所示。平板电极30和液晶调制器15之间的小气隙25允许电场由已构图的玻璃板10上的各像素电极30耦合至调制器15，以产生面板上临时可视的图像。此可视图像而后由照相机35捕获，用于识别缺陷。区域20检测完毕后，调制器15抬升并移动至面板上的另一区域，且重复此过程。通过此分步重复过程，可检测全部液晶面板的缺陷。如图1A和1B所示，液晶调制器15包括液晶材料45和平面玻璃50。

提高检测速度的需求与日俱增，而使用上述调制器高速检测LCD面板面临技术挑战。例如，将可能重达数磅的调制器由当前位置物理抬升、移动至下一位置以及降低调制器以准备好下一检测操作的需求将影响系统处理能力。

此外，使用上述调制器，产生于LCD薄层上的可视图像通过来自于液晶材料表面的反射光获得。液晶材料在关态成为散射介质，在开态成为透射介质。这将典型地导致所产生的调制光的直流成分具有相对较小信息量。对于照相机35，这意味成像器必须能够处理相对较大的信号(对于直流分量)，即使信号中包含的信息相对较弱。此外光成分中相对较大的直流成分将携载相对大量的散粒噪声，此散粒噪声需要被排除以再现平板缺陷数据。而且，已有调制器无法直接适用于连续和线性的扫描。

非接触电容性耦合技术已开发用于检测LCD平板阵列。依照已知方法之一，电学浮动(开路)导电平板或扩散区域被引入LCD面板附近。这导致LCD像素上的电压电容性耦合至浮动平板，由此导致此电压的变化与气隙电容和寄生电容(平板至衬底，以及平板至周围电路)的比率成比例。此电压变化而后被缓冲并被进行片外测量。图2示出了可电容性耦合以检测LCD面板的二维传感器阵列60。此二维阵列60具有若干缺点。

首先，此二维阵列需要分步重复移动，因此降低了检测处理能力。其次，此阵列的寄生电容相对较大，并可能导致灵敏度低下。第三，由于寄生电容多数具有非线性(尤其使用扩散区域时)，因此传感器本身将表现出非线性。此外，在此二维阵列中，读出地址线具有相对较大的寄生电容，所述读出地址线用于选择哪个像素值被发送至片外。