CN101228450A - 用于平板显示器的直接探测传感器 - Google Patents

Abstract

传感器线性阵列中各传感器部分地包括，探测电极和与之相关的反馈电路。探测电极适于被引入其上形成有多个像素电极的平板附近，以电容性探测像素电极上的电压。各反馈电路用于通过反馈信号有源驱动与之相关的电极，从而在固定偏置下保持与之相关的电极上的电压。各反馈电路可包括放大器，所述放大器具有与探测电极耦合的第一输入端和耦合以接收偏置电压的第二输入端。此放大电路的输出信号用于产生有源驱动探测电极的反馈信号，偏置电压可以为地电位。

Description

用于平板显示器的直接探测传感器

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。

如图2所示，阵列60适于包括穿过各像素单元的水平地址线X和垂直地址线Y。地址线和浮动平板的间距将典型的小于探测片与LCD面板的间距。因此，输出数据呈现的地址串扰总量通常相对较大。此外，在检测中，例如使用二维阵列60的每像素单元为40微米×40微米，需要各像素的探测电路和探测电极(浮动平板)在基本相同的范围内，例如40×40平方微米的面积。任意给定像素的水平和垂直尺度所强加的面积限制阻碍了在二维阵列上开发和使用复杂的探测电路。因此，二维阵列被迫使用简单但并非有效的探测电路。

图3示出了现有技术中公知的、位于LCD像素电极210附近的用于探测LCD像素电极201上电压的无源导电平板205。LCD像素电极210与相对的无源电极205构成简单的平行板电容器，其电容量由∈A/D确定，其中∈为两平板间材料的介电常数，A为平板面积、D为两板间距。LCD电压耦合至相对电极的程度取决于由平板205、210定义的平行板电容与其他寄生电容(尤其例如C1和C2)的比率。这些寄生电容愈大，耦合电压愈小。此外，多数寄生电容具有非线性，并造成耦合特性的非线性响应。除了将无源电极205周期性复位至已知直流电压Vreset的复位晶体管230外，电极205在探测过程中为浮动或无源的。众所周知，晶体管230具有耦合至探测电极205的源极，接收复位时钟信号reset_clk的栅极，以及耦合至复位偏置电压Vreset的漏极。

虽然易于实现，但是图3所示的已有探测技术具有众多缺点。首先，由于无源电极205浮动，因此当通过平板201耦合至其上的LCD像素电压改变时，电极205的电压变化。从而寄生电容C1和C2直接影响耦合灵敏度。其次，由于采用负载电阻220以提供增益，晶体管21 5栅极与漏极之间的寄生电容C1的表观电容，由于公知的密勒增益效应，将乘以增益。这将进一步降低探测灵敏度。第三，电源Vdd的任何噪声将直接耦合至信号输出。第四，由于寿命、温度或处理等原因造成的晶体管215的增益变化直接影响输出信号质量。第五，电容C1的倍增效应将降低由晶体管215提供的增益级带宽。第六，由于寄生电容主要为结电容，因此电压耦合为非线性。第七，电路输出被限制于二进制逻辑状态，并且探测依赖于探测过程中LCD像素单元电压的时变变化。

有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器需要由无定形或多晶硅薄膜晶体管(TFT)制备的底板。多晶硅显示器需要使用低温工序制造(LTPS)，以避免对玻璃特别是柔性(如塑料)衬底的损伤。AMOLED底板的低温工序制造十分复杂，需要使用多至例如10步精密控制的掩模步骤。这被认为是大尺寸AMOLED显示器低成本和高产量的潜在挑战。使用无定形硅底板的AMOLED显示器制造可能需要较少的掩模步骤，但却面临同样的挑战。由于AMOLED显示器愈来愈大，因此所需检测和生产管理愈发严格。人们已进行努力以改善其工艺。然而，即使人们将更多的希望寄托于通过在生产过程中更早地发现致命缺陷来在AMOLED制造过程中改进工艺以及提高产量和降低成本，但却很少关注于AMOLED检测工具的研究。随着用于显示器和电视市场的AMOLED显示器尺寸和数量的增大，对于检测工具的需求将愈发严格。

检测OLED显示器的一种传统方法为光学检测底板。图4示出了一种适用于接收OLED 402的x-y焊盘阵列400。各OLED 402_ij焊盘通过相应的晶体管420_ij耦合至数据线和栅极线，其中序号i和j分别为OLED焊盘402_ij所在位置的行和列。图中显示出三条此类数据线406、408和410，以及四条此类栅极线412、414、416和418。例如，图中显示OLED焊盘402₁₁通过晶体管420₁₁耦合至数据线406和栅极线416。光学检测不提供像素的功能性信息。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，传感器线性阵列的各传感器部分地包括：探测平板(电极)和相关反馈电路。探测电极适用于设置在其上形成有多个像素电极的平板附近，从而电容性地例如通过非接触方法测量像素电极上的电压。各反馈电路用于有源驱动与其相关的探测电极，从而在固定偏置下保持与之相关的探测电极上的电压。反馈电路使得可在无需像素电压的暂态变化的情况下实现像素电压的探测。传感器线性阵列适用于以恒定扫描速率在平板上方扫描。平板可包括LCD像素、OLED像素等等。

在一个实施方案中，各反馈电路部分地包括：放大电路，其具有耦合至探测电极的第一输入端，以及耦合以接收偏置电压的第二输入端。放大电路的输出信号用于产生用于有源驱动探测电极的反馈信号。反馈电路及其相关探测电极可构造于相同的半导体衬底上或不同的半导体衬底上。

在一个实施方案中，偏置电压电源为地电位，然而可以理解也可使用其它直流偏置电压，在一个实施方案中，放大电路为运算放大器(op-amp)，然而可以理解也可使用其它任何采用反馈以保持放大器输入端电压固定的放大电路，而无论其复杂性。在这些实施方案中，电容性单元可耦合至放大器的第一输入端和输出端之间。运算放大器的输出信号与像素电极电压成线性比例变化。由于运算放大器有源驱动与之相关的探测电极至已知直流电位，因此运算放大器输入端的寄生电容对探测灵敏度具有相对较小的影响。

为执行此检测，在扫描开始时将固定模式的直流电压施加于面板上的像素。当线性阵列在板上移动且新像素被扫描时，与各探测电极相关的反馈电路通过电容性耦合接收被探测的信号。用于将各探测电极保持为基本固定的偏置电压的电流总量在反馈电容上积分，并提供对像素电极所产生并电容性耦合至探测电极的被探测电场的测量。运算放大器可被周期性复位，以避免漏电流造成的漂移。

在一个实施方案中，LCD平板被周期性刷新，以抑制像素电压衰减。在本发明中，由于线性扫描是连续的，因此在刷新期间，某些被扫描的像素数据可能无效。为确保每像素行在LCD面板数据有效时均被扫描到，使用了与第一传感器线性阵列相距已知距离设置的第二传感器线性阵列。因此，在数据无效期间通过第一线性阵列扫描像素行可由第二线性阵列在刷新结束且数据重新有效后被扫描。

例如微弱短路或晶体管泄漏等缺陷通过测量刷新周期后一段已知时间内像素电压的衰减总量进行探测。为实现此检测，使用了与第一和第二传感器阵列空间上分离的第三传感器线性阵列。电压衰减通过一对线性探测器在两个不同时间距离上进行测量。

附图说明

图1A示出了现有技术中公知的、置于已构图的玻璃平板上方的浮动调制器。

图1B示出了现有技术中公知的、靠近已构图的玻璃平板以执行检测的图1中的浮动调制器。

图2示出了现有技术中公知的二位传感器阵列。

图3示出了现有技术中公知的、位于LCD像素电极附近以探测其上电压的无源导电性平板。

图4示出了现有技术中公知的、适用于接收OLED的二维焊盘(pad)阵列。

图5示出了根据本发明一个实施方案的位于像素电极附近以检测其上电压的传感器。

图6A示出了根据本发明一个实施方案的有源驱动的传感器。

图6B示出了根据本发明另一实施方案的有源驱动的传感器。

图7A示出了根据本发明一个实施方案的有源驱动的传感器的线性阵列。

图7B示出了图7A中传感器线性阵列的简化截面视图。

图7C示出了根据本发明另一实施方案的有源驱动的传感器的线性阵列。

图8示出了根据本发明一个实施方案的多个线性阵列传感器。

图9示出了根据本发明一个实施方案的用于本发明中线性传感器阵列的CCD传感器。

图10示出了根据本发明一个实施方案的位于线性传感器阵列中的多个有源驱动传感器。

图11示出了根据本发明一个实施方案的传感器线性阵列的截面视图。

图12示出了根据本发明一个实施方案的适于使用线性传感器阵列进行检测的OLED阵列。

具体实施方式

根据本发明的一个实施方案，引入传感器线性阵列至待测平板附近(例如10微米至100微米)，从而电容性测量面板电极产生的电场。在一个示例性实施方案中，平板为LCD面板，各传感器包括探测电极和放大电路。扫描速率约为每秒100毫米或每毫秒100微米。下文中将参照LCD面板进行描述。然而可以理解，本发明可同等应用于其它任何类型的面板。

图5所示为位于面板320附近的传感器300，面板320包含大量像素330，图中只显示出其中之一。根据本发明的一个实施方案，传感器330被示出为包含探测电极(导电平面)305和放大电路310。图6A示出了传感器300，其中放大电路310为运算放大器(op-amp)并采用反馈组态。在图6A所示的示例性实施方案中，运算放大器310的反向输入端连接至探测电极305，并通过反馈电容315连接至运算放大器310的输出端。运算放大器310的同向输入端接地。探测电极305被有源驱动以保持自身电压为已知地电位电压。因此，由于运算放大器310的同向输入端为地电位，当传感器300接近于LCD像素时，探测电极305维持虚地电位，而非被探测像素的电压。换言之，无论是否探测相对像素的电压，探测电极305均维持虚地电位。

图6B示出了根据本发明另一实施方案的传感器300的电路原理图。探测电极305通过高增益反馈网络被有源驱动至固定直流电平。当LCD像素365移近探测电极305时，可探测用于维持此电压所必需的位移电荷。所示的示例性的反馈网络包含运算放大器310、电容器315。运算放大器310用于将探测电极305上的电压保持为施加于运算放大器310同向输入端380的偏置电压VBias。可以理解，本发明适用于其它任何用于探测和有源驱动传感器电极305以保持其电压为常数的反馈电路。例如，在一个实施方案中，传感器300具有接近1000倍的开环增益。从而，在此类实施方案中，探测电极305的电压变化保持为运算放大器310输出端呈现的电压变化的1/1000。因此，如果例如运算放大器输出端的最大电压摆幅约为2V，探测电极305上的最大电压变化量为2mV。

在图6A和6B所示的示例性实施方案中，由于反馈，由运算放大器反向侧流出的电流保证电极305上的电压在LCD像素电极移近时不会变化。运算放大器输入端的高阻抗需要流至探测电极305的大部分电流来自于反馈电容器315。由此造成的反馈电容器315两端电压由Q/C确定，其中Q为维持探测电极305为固定电位所需的总电荷量，C为电容器315的电容量。

运算放大器310的输出信号与LCD像素电极电压呈线性比例变化，其中比例常数为C。因此，传感器阵列可分辨施加有固定直流电压的像素在不同灰度值的像素输出。由于运算放大器310有源地驱动探测电极305至已知直流电位，因此运算放大器310输入端的寄生电容对探测灵敏度的影响相对较小。根据本发明，反馈组态的其他优点还包括：(i)电源噪声抑制，(ii)由于增益机制由线性反馈电容器而非非线性开环晶体管所控制而得到的线性度，(iii)由反馈方法所导致的对于增益、操作差异和寿命差异的不敏感性，以及(iv)由于基本消除密勒增益倍增而得到的宽频带。

可以理解，在图6A和6B的示例性实施方案中被示出为包括运算放大器310和电容器315、限定反馈网络的探测电路可以与探测电极305构造于同一半导体衬底上。作为选择，运算放大器310和电容器315也可与探测电极305构造于不同的半导体衬底上。

为实现检测，在扫描开始时向面板(板)上的像素施加固定模式的直流电压。运算放大器310用于将探测电极305维持在恒定电位所需的电流提供了像素电压的大小。当线性阵列移动通过板，且各新像素被扫描时，运算放大器310探测出由此得到的静态图形的电场。此运算放大器可周期性以例如30Hz或更低的频率复位，以避免由于漏电流造成的漂移。

图7A为根据本发明的一个实施方案的M个线性探测电极阵列(行)505₁、505₂、...、505_M的顶视图500。由于本发明的传感器阵列为线性的，因此只需进行行解码以访问任意探测电极，而无需进行列解码。换言之，访问位于任意行505₁、505₂、...、505_M中的任意传感器只需进行行地址解码。线性传感器单元的顶视图500被示出为在各M行中具有N个探测电极510_ij，其中序号i和j分别为探测电极所在位置的行和列。例如，行505₁被示出为包括探测电极510₁₁、510₁₂、...、510_1N，行505_M包括探测电极510_M1、510_M2、...、510_MN。各探测电极510_ij下方形成有与探测电极对应的探测电路。图7B示出了线性阵列505₁的简化截面视图。如图7B所示，各探测电路520_1j位于与之耦合的相应探测电极510_1j下方。

图7C为根据本发明的一个实施方案的M个线性探测电极阵列(行)705₁、705₂、...、705_M的顶视图700。根据实施方案700，探测电路720_ij置于检测板中的探测电极710_ij之间。在图7C中，由阴影区域标示的探测电路720_ij构造于硅衬底内，并临近探测电极。

由于本发明中的传感器线性排列，因此其可获得超越已有二维阵列技术的若干优点，例如传感器以及探测电路的物理布局优势。举例来说，如果各传感器具有40微米的x尺寸，以及40微米的y尺寸，各探测电极305被形成为具有相同尺寸，例如40微米×40微米，从而允许例如放大器、电容器等等相关电路被形成为靠近探测电极。各传感电极下方可用的额外硅面积允许构造更复杂的电路，例如前述使用反馈将像素平板保持为已知值的运算放大器310，如图6A和6B所示。

如图6A和6B所示，反馈的使用使放大器310能够具有高线性响应，并能够收集对制造过程依赖较小的可重复的数据。使用电容器315的反馈设置同时使工作时的温度变化和寿命影响减至最小。无论LCD像素值处于探测或测量期间，反馈均可保持探测电极305上的电压为已知值。因此，本发明中的各传感器测量运算放大器310用于在不同LCD像素电压时将探测电极305保持为恒定电位所需电流总量，而非直接探测LCD电压的变化。由于探测电极305上的电压不发生变化，因此寄生电容不会削弱灵敏度。此外，由于只需在一个维度上进行寻址，地址线可布放于有源探测电极区域之外，从而降低了寻址馈通产生的噪声。

使用短路棒探针器时，LCD面板的带宽限制允许给定LCD像素电压的变化为约每秒60次。因此，关键在于所用传感器不再需要LCD像素电压的暂态变化以探测各新像素值。传统已有探测技术为实现探测，需要LCD像素电压的暂态变化至少为2kHz，但此速率难于实现。根据本发明，传感器探测LCD像素电压无需LCD像素电压的暂态变化。为实现此技术，扫描开始时，即向LCD面板阵列施加固定模式的电压。当传感器线性阵列移动通过LCD面板阵列，且各新LCD像素被扫描时，运算放大器310探测出由此得到的静态图形的电场。在某些实施方案中，运算放大器310可能需要以例如30Hz的频率被周期性复位，以避免漏电流造成的漂移。

在一个实施方案中，LCD面板例如每30-50毫秒刷新一次，以抑制施加于像素上的电压随时间衰减。完成此刷新过程可能需要例如约4-7毫秒。由于本发明中线性扫描是连续的，在刷新周期内，部分扫描得到的LCD面板数据可能是无效的。为部分地克服这一缺陷，在某些实施方案中，至少两个间距为已知物理距离的线性传感器位于同一基片上。使用成对传感器保证了在LCD面板刷新期间，由第一传感器阵列遗漏的数据可由扫描过程中跟随第一传感器的第二传感器进行拾取。换言之，为确保每一行像素在LCD面板数据有效期间被扫描到，第二阵列与第一阵列留有间隔，使第二阵列可在第一阵列之后约例如7-10毫秒(略长于无效数据时间)经过指定像素行。由此，由第一阵列在数据无效期间扫描的行可由第二阵列于刷新完成且数据重新有效后扫描。

图8示出了根据本发明的一个实施方案的线性阵列传感器600的集合。图中只显示出605、610、615和620四个线性阵列。在检测中，传感器阵列600沿YY’方向移动。阵列605和615的间距为D2微米，类似的，阵列610和620的间距为D2微米。以每毫秒100微米的速率进行扫描时，D2为700至1000微米。虽然并未显示，但可以理解可以使用具有类似特性以及相应物理关系的更多线性阵列传感器。

假设线性阵列传感器600沿YY’方向移动。线性阵列被如此放置，以使阵列620中第一传感器在线性扫描的刷新周期内探测到无效数据的像素及其电压，可由传感器610在已知时间间隔之后探测和捕获。类似的，在线性扫描的这种刷新周期内由第一阵列615探测到无效数据的像素及其电压，可由传感器605在这种扫描中探测和捕获。

本发明也适用于检测缺陷的存在，如微弱短路或晶体管漏电。此类缺陷通过观测刷新周期之后一段已知时间内像素上的电压电平发生的衰减进行测量。为实现此技术，与各阵列相连的为与之间距为D1微米的第二阵列。如图8所示，阵列605和610分离间距为D1微米，即扫描中例如约1至5毫秒延迟。以每毫秒100微米的速率扫描时，D1为100至500微米。类似的，阵列615和620分离间距也为D1微米。电压衰减由传感器600通过分离间距为D1微米的相应阵列对测量得到。例如，线性阵列605和610被共同使用以探测被测像素的电压衰减总量。

在某些实施方案中，线性阵列传感器使用耦合至浮动栅极的采用载入溢出采样器(fill-and-spill sampler)结构的CCD架构，如图9所示。传感器单元阵列中各CCD的控制栅810与相应金属平板830电连通，在某些实施方案中，金属平板830大致为被测LCD像素较窄尺寸的1/2。换言之，在这些实施方案中，如果LCD的像素宽100微米，高300微米，CCD的金属平板(探测电极)可为50微米宽，50微米高。为探测LCD面板上的电场，金属平板830的阵列(只示出一个)被引入LCD面板电极820附近(10至100微米)，从而使LCD像素上的电场能够电容性耦合至金属平板830。电场耦合至CCD金属平板使CCD的载入溢出采样器上感应出转换为电荷包形式的电压。在这种形式下，信号可通过类似常规CCD成像器的方法读出。

本发明的一些实施方案包括配置为可并行测量不同LCD像素电压的N个传感器线性阵列。为实现由任一阵列在任意给定时间内得到的数据的转换，使用了一个或多个复用器。图10示出了靠近N个线性传感器阵列300₁、300₂、...、300_N设置的LCD面板10。由传感器探测的信号由复用器805接收，复用器805选择性地将接收到的信号中的一路提供至其输出端。各运算放大器310提供的电压等于由该运算放大器310探测到的像素电压乘以比例C₁/C₂，其中C₁为电容器315中任意一个电容器的电容量，C₂为由探测电极305中任意一个与相对的像素电极所确定的电容量。

图11示出了根据本发明一个实施方案的传感器线性阵列900。在实施方案900中，电容器探测电极905形成于玻璃衬底920上，有源探测电路(包括探测放大器等)形成于半导体衬底930上。阵列包括形成于玻璃衬底920上的N个电容极板905₁、905₂、...、905_N，以及形成于半导体衬底920上的N个有源探测电路910₁、910₂、...、910_N。半导体衬底930和玻璃衬底920通过绝缘介质如硅氧化物或硅氮化物彼此绝缘。可以理解，以相同下标表示的电容极板和有源探测电路彼此相关并相互耦合。例如电容极板905₁耦合至有源探测电路910₁并通过金属915₁与之相连。在一些实施方案中，可能使用旋压玻璃同时构成玻璃衬底和绝缘介质，其中电容极板905构造于玻璃衬底上。在此类实施方案中，玻璃衬底层和绝缘介质层均为使用旋压玻璃制造的同一层的一部分。

根据本发明的一些实施方案，线性阵列传感器用于检测OLED面板。为实现此技术，在各行OLED焊盘上放置检测线，以使位于此待测行的晶体管能够使用前述直接探测感测。图12为适用于接收OLED902的x-y焊盘阵列950。各OLED 902_ij焊盘通过相应晶体管904_ij耦合至数据线和栅极线，其中下标i和j分别为OLED焊盘所在位置的行和列。图中显示出三条此类数据线940₁、940₂、940₃，以及四根此类栅极线925₁、925₂、925₃和925_M。例如，OLED焊盘902₁₁通过晶体管904₁₁耦合至数据线940₁和栅极线925₁。当然，阵列950典型的具有比图12所显示出的更多的数据线和栅极线。

位于各行的还有与栅极线平行的检测线。例如，检测线930₁与栅极线925₁平行并相邻，检测线930₂与栅极线925₂平行并相邻，等等。在一些实施方案中，各检测线由耦合至位于此行的晶体管的源极或漏极的金属层构成。例如，检测线930₁耦合至晶体管904₁₁、904₁₂和904₁₃的源极或漏极A、B和C。这些晶体管的其余漏极/栅极耦合至数据线940₁、940₂和940₃。在图12所示实施方案中，各检测线耦合至电阻器。例如，检测线930₁耦合至电阻器960的一端。

当电压施加于任一栅极线时，所有耦合至此行的晶体管导通。例如，当栅极线925₂接收到高电平，晶体管904₂₁、904₂₂和904₂₃导通。这导致当电压电位呈现于源极(漏极)和漏极(源极)两端时产生由源极(漏极)流至漏极(源极)的电流。电流流动分别导致焊盘902₂₁、902₂₂和902₂₃的节点E、F和G上电位的产生。随后可根据本发明的直接探测感测技术对焊盘902_ij上产生的电压进行测量以识别缺陷。因此，通过允许电流流动，像素晶体管的电流承载能力可使用直接探测感测(DDS)或其它电压感测技术进行表征。

在OLED底板的制造中，本发明的直接探测感测可在底板修改时识别缺陷并提供过程控制数据。DDS与像素负载晶体管可共同实现OLED底板的电流表征。此外，DDS与具有(或不具有)像素负载晶体管的邻近OLED像素的差分测量的结合可实现小像素电流(或电压)缺陷的检测。因此，根据本发明，可实现缺陷的检测以及OLED卷至卷制造的过程控制。

在本发明的一些实施方案中，底板可被修改以包括检测晶体管，检测晶体管在使用时将检测电流直接导入至地，而非使用将像素晶体管输出端连接至远端负载电阻的检测线。在其它实施方案中，DDS只用于检测相邻检测像素之间的差异。这可使用软件程序或在硬件中通过采样与OLED像素间距对应的时间或空间上分开的两点的数据流实现。所得信号而后相减，并且对此差分信号实施缺陷检测算法。此差分系统可能由于电压噪声而受到影响，但DDS系统的高信噪比SNR刚好适用于此类应用。

根据本发明的OLED检测提供了若干优点。优点如下。根据本发明的检测速度较快并与电子束检测工具相比具有较大的信噪比；TACT与流水线操作(例如～60秒/片)一致；本发明可于任意环境(由真空至大气压力，以及任意湿度控制)下操作。本发明具有10微米量级的空间分辨率。本发明可缩放至较大规格。本发明适用于柔性衬底。本发明也可用于测量电流。

本发明的上述实施方式是示例性的而非限制性的。各种可选方案和等价方案都是可能的。本发明不受探测电路中使用的放大器类型或放大电路、反馈电路、偏置电压等限制。本发明不受线性阵列数量以及位于各线性阵列中传感器数量的限制。本发明不受扫描速率限制。本发明不受本公开设置的集成电路类型的限制。本公开不受任何例如CMOS、双极或BICMOS等可用于制造本公开的特定类型的制造技术。对于本发明的公开内容，其它的补充、删减和修改都是显而易见的，其均落入所附权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种用于检测形成在面板上的像素阵列的装置，所述装置包括：

具有N个传感器的第一传感器线性阵列，每个传感器包括：

探测电极，适于电容性耦合至设置于所述面板上的像素电极；以及

相关反馈网络，配置为用于在所述探测电极置于所述像素电极附近以电容性耦合至所述像素电极时保持所述探测电极为基本恒定的电压，所述第一传感器线性阵列适用于以连续速率在所述面板上扫描。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述反馈网络包括：

运算放大器，包括耦合至所述探测电极的第一输入端以及耦合以接收第一电压源的第二输入端，其中所述运算放大器的输出信号用于产生适于驱动所述运算放大器的第一输入端的反馈信号。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一电压源为地电位。

4.如权利要求2所述的装置，其中所述反馈网络进一步包括设置在所述放大器的第一输入端与所述放大器的输出端之间的电容性单元。

5.如权利要求2所述的装置，进一步包括：

具有N个传感器的第二传感器线性阵列，其与所述具有N个传感器的第一传感器线性阵列相隔距离D1，所述具有N个传感器的第二传感器线性阵列被配置为在所述第一传感器线性阵列扫描过面板像素的一行后预定的时间间隔扫描所述像素行，其中所述第二传感器线性阵列适于电容性测量呈现在面板像素上的电压。

6.如权利要求5所述的装置，进一步包括：

具有N个传感器的第三传感器线性阵列，其与所述具有N个传感器的第二传感器线性阵列相隔距离D2，所述具有N个传感器的第三传感器线性阵列被配置为在所述第一传感器线性阵列扫描过面板像素的一行后预定的时间间隔扫描所述像素行。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述第二和第三传感器线性阵列的每个传感器包括：

探测电极，适于电容性耦合至设置于所述面板上的像素电极；以及

相关反馈网络，配置为用于在与之相关的所述探测电极置于所述像素电极附近以电容性耦合至所述像素电极时保持所述探测电极为基本恒定的电压。

8.如权利要求6所述的装置，其中所述第二和第三线传感器性阵列的每个反馈网络包括：运算放大器，所述运算放大器包括耦合至所述相关探测电极的第一输入端以及耦合以接收第一偏压的第二输入端，其中所述运算放大器的输出信号用于产生适于驱动所述运算放大器的第一输入端的反馈信号。

9.一种检测其上形成有多个像素的面板的方法，所述方法包括：

在时间T1将探测电极耦合至像素电极以探测所述像素电极的电压；以及

通过反馈信号将所述探测电极像素保持在基本恒定的电压，所述反馈信号根据所探测的像素电极电压产生，其中所述探测电极设置在传感器线性阵列内。

10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：

将所探测的像素电极电压提供至放大电路的第一输入端；以及

由所述放大电路产生的输出电压产生反馈信号。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述放大电路包括运算放大器。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

向所述放大电路的第二输入端提供偏压。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述偏压为地电位。

14.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

将所述放大电路的所述输出端电容性耦合至所述放大电路的所述第一输入端。

15.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

在时间T2将第二探测电极电容性耦合至所述像素电极，以探测所述像素电极电压；其中T1与T2相隔预定的时间；以及

通过反馈信号将所述第二探测电极像素保持在基本恒定的电压，所述反馈信号根据所述第二探测电极所探测的像素电极电压产生。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：

在时间T3将第三探测电极电容性耦合至所述像素电极，以探测所述像素电极电压；其中T3与T1相隔预定的时间；以及

通过反馈信号将所述第三探测电极像素保持在基本恒定的电压，所述反馈信号根据所述第三探测电极所探测的像素电极电压产生。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第二和第三传感器进一步包括：

探测电极，适于电容性耦合至设置于所述面板上的所述像素电极；以及

相关反馈网络，配置为用于在与之相关的所述探测电极置于所述像素电极附近以电容性耦合至所述像素电极时保持所述探测电极为基本恒定的电压。

18.如权利要求9所述的方法，其中所述像素电极在电容性耦合至所述探测电极之前接收直流电压。

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