CN1750101A - 内建测试电路的源极驱动器及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种内建测试电路的源极驱动器及其测试方法，所述源极驱动器是使用于薄膜晶体管液晶显示器，且所述源极驱动器其包含N个驱动单元与P个测试单元。驱动单元分别接收一数字资料，并根据该数字资料产生一模拟的输出信号。而每个测试单元分别接收M个驱动单元的输出信号，并根据一选择信号选择其中一输出信号作为测试信号。当该测试信号的电压高于一高参考电压或低于一低参考电压时，测试单元输出代表异常的状态信号给一外接的测试机。测试机即可根据该状态信号产生测试结果。该测试单元包含一多任务器、一第一比较器、一第二比较器、以及一判断单元。

Description

内建测试电路的源极驱动器及其测试方法

技术领域

本发明是关于一种薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器，特别是关于一种内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器及其测试方法。

背景技术

目前液晶显示器的源极驱动器(Source Driver)，其量产测试(MassProduction Test)，是利用测试机(Tester)来完成测试与筛选。

图1显示一习知源极驱动器。该源极驱动器10包含N个驱动单元11。每个驱动单元11包含一位准调整单元(level shifter)111、一数字模拟转换器(Digital to Analog Converter，DAC)112、以及一缓冲器(unitgain buffer)113。每个驱动单元11接收一数字资料。该数字资料经由位准调整单元111调整后，传送至数字模拟转换器112。数字模拟转换器112的输出信号透过缓冲器113输出一模拟输出信号。因此，一般的源极驱动器会产生输出信号S(1)～S(N)。

图2显示一习知源极驱动器的测试机的示意图。测试机(Tester)20用来对源极驱动器10作测试与筛选。一般的测试机20包含P个测试模组21，而每个测试模组21包含一多任务器(Multiplexier)211与一模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)212。多任务器211接收M个模拟输出信号S(1)～S(M)。须注意，测试模组21的数目P、多任务器211接收的模拟输出信号的数目M、以及驱动单元11的数目N，必须满足P*M≥N的条件。

在此例中，测试机20接收源极驱动器10所输出的N个模拟输出信号S(1)～S(N)。并由P个测试模组21的多任务器211分别接收M个驱动单元的输出信号S(1)～S(M)。接着多任务器211借由选择信号的控制将该模拟输出信号S(1)～S(M)依序选择为测试信号，并将测试信号传送至模拟数字转换器212。模拟数字转换器212将测试信号转换为数字资料。最后测试机20根据各个模拟数字转换器212所产生的数字资料，分析与判断源极驱动器10的输出电压是否符合规格。依此方式，可完整地测试出源极驱动器的特性。

然而，源极驱动器10通常具有300～500个输出接脚，也就是驱动单元11的数目N约等于300～500。所以测试机20也必须具有足够的输入。也就是满足上述P*M≥N，测试机20才可支持量测这么多的输出。因此测试模组21的输入接脚数目M与测试模组21的数目P，必须随着驱动单元11的数目N增加而增加。如此，造成了测试机20总输入接脚的布线体积、以及测试模组21的数目增加，使得机台整体建置体积增加。并且为了达到高精确的量测结果，模拟数字转换器212，也必须具有极高的精密度(High Resolution)。所以导致了测试机20的价格昂贵。基于上述原因，造成液晶显示器的源极驱动器10的测试成本居高不下。

综上所述，如何使测试机20总输入接脚的布线体积、以及测试模组21的数目减少，使得机台整体建置体积下降，并能达到高精确的量测结果，同时降低测试机20的价格，实为一急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器，而解决测试机的总输入接脚的布线体积、以及测试模组的数目增加，使得测试机整体建置体积增加的问题。

本发明的另一目的在于提供一种内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器，而能达到高精确的量测结果，同时解决测试机价格昂贵的问题。

为达成上述目的，本发明提供了一种内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器，其包含N个驱动单元与P个测试单元。每个驱动单元，是分别接收一数字资料，并根据该数字资料产生一对应的模拟输出信号。而每个测试单元，是接收M个驱动单元的输出，并根据一选择信号选择其中一个驱动单元的输出信号作为测试信号。当该测试信号的电压高于一高参考电压或低于一低参考电压时，测试单元输出代表异常的状态信号给测试机。

其中，测试单元更包含一多任务器、一第一比较器、一第二比较器、以及一判断单元。多任务器是接收M个驱动单元的输出信号，并根据前述选择信号输出其中一个驱动单元的输出信号作为测试信号。第一比较器，是接收测试信号与高参考电压，并比较测试信号与高参考电压高低，将结果借由一第一比较信号传到判断单元。第二比较器，是接收测试信号与低参考电压，并比较测试信号与低参考电压高低，将结果借由一第二比较信号传到判断单元。判断单元，是接收前述第一比较信号与前述第二比较信号，如果测试信号比高参考电压高或比低参考电压低时，第一比较器或第二比较器将告知判断单元测试信号有异常，而判断单元将输出代表异常的状态输出信号给测试机。如果测试信号比高参考电压低并且比低参考电压高时，判断单元将输出代表正常的状态输出信号给测试机。测试机在接收判断单元的输出后，可得知测试信号是否满足规格(Spec)的要求。

本发明另提供一种薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器的测试方法，该源极驱动器是接收N个数字资料并产生N个模拟输出信号，该测试方法是包含下列步骤：设定灰阶值的初始值G；输入灰阶值第G阶的数字资料；产生参考电压，是产生对应于前述灰阶值第G阶的高参考电压与低参考电压；产生一选择信号，该选择信号选择一模拟输出信号作为测试信号；比较步骤，是比较前述测试信号的电压是否低于前述高参考电压且高于前述低参考电压；当前述测试信号的电压高于前述高参考电压或低于前述低参考电压时，将一不良警示信号致能，并结束测试；当前述测试信号的电压未高于前述高参考电压且未低于前述低参考电压时，则改变前述选择信号选择另一模拟输出信号作为测试信号，并跳回前述比较步骤；当所有模拟输出信号均已测试完毕，则改变灰阶值G，并跳回前述产生参考电压步骤；当所有灰阶值均已测试完毕，则结束。

本发明还提供一种薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器的测试方法，该源极驱动器是接收N个数字资料并产生N个模拟输出信号，是包含下列步骤：设定灰阶值的初始值G；输入灰阶值第G阶的数字资料；产生高参考电压，是产生对应于前述灰阶值第G阶的高参考电压；产生一选择信号，该选择信号选择一模拟输出信号作为测试信号；第一比较步骤，是比较前述测试信号的电压是否高于前述高参考电压；当前述测试信号的电压高于前述高参考电压时，将一不良警示信号致能，并结束测试；产生低参考电压，是产生对应于前述灰阶值第G阶的低参考电压；第二比较步骤，是比较前述测试信号的电压是否低于前述低参考电压；当前述测试信号的电压低于前述低参考电压时，将一不良警示信号致能，并结束测试；当前述测试信号的电压未高于前述高参考电压且未低于前述低参考电压时，则跳回前述产生高参考电压步骤，并改变前述选择信号选择另一模拟输出信号作为测试信号；当所有模拟输出信号均已测试完毕，则改变灰阶值G，并跳回前述高参考电压产生步骤；当所有灰阶值均已测试完毕，则结束。

本发明的内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器，借由将测试单元内建于源极驱动器中，使测试单元的M个输入接脚，可利用印刷电路的方式设置。因而减少了习知测试模组因输入接脚的数目M增加所占去的大量布线体积。并且因为输入接脚利用印刷电路的方式设置，可大量增加输入接脚的数目M，而仅需占据少量体积，并能减少测试单元的数目P，以满足P*M≥N的条件。

因此，解决了测试机的建置体积增加的问题。

又因为利用第一比较器、第二比较器、以及判断单元的搭配运用，而分析出该测试信号是否满足规格(spec)的要求，因而取代了昂贵的测试机，达到降低成本的功效。

附图说明

图1为一习知源极驱动器；

图2为一习知测试机；

图3A为一使用本发明内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器整体的测试架构；

图3B为图3A的测试单元的第一实施例的方块图；

图4为一根据本发明的一种判断单元；

图5为另一根据本发明的一种判断单元；

图6为一根据本发明的一种薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器的测试方法；

图7为图3A的测试单元的第二实施例的方块图；

图8A与图8B为另一根据本发明的一种薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器的测试方法。

符号说明：

10～习知源极驱动器

11～驱动单元

111～位准调整单元

112～数字模拟转换器

113～缓冲器

20～测试机

21～测试模组

211～多任务器

212～模拟数字转换器

30～内建测试电路的源极驱动器

31、71～测试单元

311、711～多任务器

312、313、712～第一比较器

314、714～判断单元

33～测试机

41、51、53～NOT门

42～NAND门

52～NOR门

具体实施方式

以下参考图式详细说明本发明内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器，并且相同的元件将以相同的符号标示。

图3A显示使用本发明内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器整体的测试架构。该测试架构包含N个驱动单元11、P个测试单元31、以及一测试机33。N个驱动单元11分别接收一数字资料，并根据该数字资料分别产生一模拟输出信号S(1)～S(N)。每个测试单元31接收M个驱动单元的输出信号，并根据一选择信号选择其中一个输出信号作为测试信号，并输出一状态信号。当该测试信号高于一高参考电压Vmax(G)或低于一低参考电压Vmin(G)时，测试单元31的状态信号为错误状态。最后测试机33仅需根据每个状态信号的状态来输出一测试信号，来表示对应于该测试信号的驱动单元符合规格。测试机33的控制信号包含选择信号、高参考电压Vmax(G)低参考电压Vmin(G)、与阶段控制信号。驱动单元11的动作及架构，与图1的驱动单元11相同，不再重复说明。

图3B显示本发明的一种内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的测试单元的第一实施例。测试单元31包含一多任务器311、一第一比较器312、一第二比较器313、以及一判断单元314。该多任务器311接收M个驱动单元的输出信号S(1)～S(M)，且根据选择信号输出其中一个驱动单元的输出信号S(1)～S(M)，作为一测试信号。第一比较器312是接收测试信号与第一参考电压信号Vref_1，并比较测试信号与第一参考电压信号Vref_1的电压值后输出第一比较信号Comp_1。第一参考电压信号Vref_1的电压值定义为高参考电压Vmax(G)。第二比较器313是接收测试信号与第二参考电压信号Vref_2，并比较测试信号与第二参考电压信号Vref_2的电压值后输出第二比较信号Comp_2。第二参考电压信号Vref_2的电压值定义为低参考电压Vmin(G)。判断单元314是接收第一比较信号Comp_1与第二比较信号Comp_2，并根据其状态产生状态信号。如果测试信号的电压比高参考电压Vmax(G)高时，则第一比较信号Comp_1为H，否则第一比较信号Comp_1为L。如果测试信号的电压比低参考电压Vmin(G)低时，第二比较信号Comp-_2为L，否则第二比较信号Comp_2为H。因此，判断单元314只要侦测出第一比较信号Comp_1为H或第二比较信号Comp_2为L，则将代表异常状态的状态信号给测试机33。因此，测试机33可接收由判断单元314所输出的状态信号，借以判断出该测试信号是否超出高参考电压Vmax(G)与低参考电压Vmin(G)的范围，而得知该测试信号是否满足规格(spec)的要求。亦即，当判断单元314所输出的信号为代表异常状态的状态信号时，表示该测试信号所对应的驱动单元11不良。

图4显示判断单元的一种实施例。该判断单元314是接收第一比较信号Comp_1与第二比较信号Comp_2，并产生状态信号。该判断单元314包含一NOT门41与一NAND门42。NOT门41的输入端接收第一比较信号Comp_1，而其输出端连接至NAND门42的一输入端。NAND门42的另一输入端接收第二比较信号Comp_2。因此，若第一比较信号Comp_1为L且第二比较信号Comp_2为H时，NAND门42的输出为H。而当第一比较信号Comp_1为H或第二比较信号Comp_2为L时，NAND门42所输出的状态信号为L，代表异常状态。

图5显示判断单元的另一实施例。判断单元314包含一第一NOT门51、一NOR门52、以及一第二NOT门53。第一NOT门51的输入端接收第二比较信号Comp_2，而其输出端连接至NOR门52的一输入端。NOR门52的另一输入端接收第一比较信号Com_1，且其输出端连接至第二NOT门53的输入端。因此，在此实施例中只要是第一比较信号Com_1为H或第二比较信号Comp_2为L，则判断单元314所输出的状态信号为L，代表异常状态。

须注意者，测试单元31的数目P、多任务器311接收的模拟输出信号的数目M、与驱动单元11的数目N，必须满足P*M≥N的条件。

在本实施例中，因为仅需利用一第一比较器312、一第二比较器313、以及一判断单元314的搭配运用，即可分析出对应于该测试信号的驱动单元是否满足规格(spec)的要求，而取代习知技术的昂贵的测试机，所以本案达到了降低成本的功效。

图6显示本发明的一种薄膜晶体管液晶显示器的源极驱动器的测试方法。源极驱动器30接收N个数字资料，并产生N个模拟输出信号S(1)～S(N)。该测试方法，包含下列步骤：

步骤S602：开始。

步骤S604：设定灰阶值的初始值G＝0。灰阶值的分辨率可由数字资料的位元数来决定，例如10位元的数字资料，其灰阶值为0～1023。

步骤S606：输入灰阶值第G阶的数字资料。亦即输入灰阶值第G阶的数字资料至所有的驱动单元11。

步骤S608：产生灰阶值第G阶的高参考电压Vmax(G)与低参考电压Vmin(G)。该等参考电压可由测试机33产生。

步骤S610：产生一选择信号。该选择信号选择一模拟输出信号作为测试信号。由于每个测试单元是接收M个模拟输出信号，且每个时间点仅能检测一个模拟输出信号，因此借由该选择信号来选择其中一个模拟输出信号作为测试信号。该选择信号可由测试机33产生。

步骤S612：比较测试信号是否低于高参考电压Vmax(G)与高于低参考电压Vmin(G)。

步骤S614：当测试信号高于高参考电压Vmax(G)或低于低参考电压Vmin(G)时，表示测试信号不良并跳至步骤S622。而当测试信号低于高参考电压Vmax(G)且高于低参考电压Vmin(G)时，表示测试信号符合规格并跳至步骤S616。

步骤S616：判断所有模拟输出信号是否均已测试过，若否，则跳回S610。而当所有模拟输出信号均测试完毕时，则跳至步骤S618。

步骤S618：判断所有灰阶值是否均已测试过，若否，则跳至S620。而当所有灰阶值均测试完毕时，则跳至步骤S624。

步骤S620：改变灰阶值G，并跳回步骤S606。例如，每次将灰阶值G加1。

步骤S622：将一不良警示信号致能，并跳至步骤S624。

步骤S624：结束测试。

图7显示本发明的一种内建测试电路的薄膜晶体管液晶显示器的测试单元的第二实施例。该测试单元71与第一实施例的测试单元31的架构大致相同，均包含多任务器、比较器与判断单元，其差异为测试单元71仅包含一比较器712，并且其比较信号的方式分为一第一比较阶段与一第二比较阶段。

于第一比较阶段时，比较器712接收由多任务器711输出的测试信号与一参考电压信号Vref，此时参考电压信号Vref的电压为高参考电压Vmax(G)，并比较测试信号的电压与高参考电压Vmax(G)的电压，将结果借由一比较信号Comp传到判断单元714。当该测试信号未高于高参考电压Vmax(G)时，进入第二比较阶段。于第二比较阶段时，参考电压信号Vref为低参考电压Vmin(G)，此时比较测试信号的电压与低参考电压Vmin(G)的电压，将结果借由比较信号Comp传到判断单元714。判断单元714是根据一阶段控制信号来得知目前阶段为第一比较阶段或第二比较阶段，而阶段控制信号可由测试机33提供。因此本实施例借由减少比较器的数目，可减少源极驱动器的体积，而达到缩小源极驱动器的效果，但其缺点为必须分成两个阶段测试。

再者，图8A与图8B显示使用图7的测试单元71的源极驱动器的测试方法。源极驱动器接收N个数字资料，并产生N个模拟输出信号S(1)～S(N)。该测试方法，包含下列步骤：

步骤S802：开始。

步骤S804：设定灰阶值的初始值G＝0。灰阶值的分辨率可由数字资料的位元数来决定，例如10位元的数字资料，其灰阶值为0～1023。

步骤S806：输入灰阶值第G阶的数字资料。亦即输入灰阶值第G阶的数字资料至所有的驱动单元11。

步骤S808：产生高参考电压，是产生灰阶值第G阶的高参考电压。该高参考电压可由测试机33产生。

步骤S810：产生一选择信号，其选择一模拟输出信号作为测试信号。该选择信号可由测试机33产生。

步骤S812：为高参考电压比较阶段，是比较测试信号是否低于高参考电压。

步骤S814：当测试信号高于高参考电压Vmax(G)时，表示对应于该测试信号的驱动单元不良，跳至步骤S826。而当测试信号低于高参考电压Vmax(G)时，跳至步骤S816。

步骤S816：产生低参考电压，是产生灰阶值第G阶的低参考电压Vmin(G)。该低参考电压可由测试机33产生。

步骤S818：低参考电压比较阶段，是比较测试信号是否高于低参考电压Vmin(G)。

步骤S820：当前述测试信号低于低参考电压Vmin(G)时，表示对应于该测试信号的驱动单元不良，跳至步骤S826。而当前述测试信号高于低参考电压Vmin(G)时，跳至步骤S822。

步骤S822：判断所有模拟输出信号是否均已测试过，若否，则跳回S808。而当所有模拟输出信号均测试完毕时，则跳至步骤S824。

步骤S824：判断所有灰阶值是否均已测试过，若否，则跳至S828。而当所有灰阶值均测试完毕时，则跳至步骤S830。

步骤S826：将一不良警示信号致能，并跳至S830结束测试。

步骤S828：改变灰阶值G，并跳回步骤S806。例如，每次将灰阶值G加1。

步骤S830：结束测试。

以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的要旨，该行业者可进行各种变形或变更，例如可将多个判断单元的输出线路连接，如8个一组，并将此组输出线路直接推至接脚(PAD)，或是再经过一些逻辑运算后再推到接脚，以减少接脚的数目。

Claims (11)

1、一种内建测试电路的源极驱动器，是使用于薄膜晶体管液晶显示器，其特征在于所述内建测试电路的源极驱动器包含：

多个驱动单元，是分别接收一数字资料，并根据该数字资料产生一模拟输出信号；

多个测试单元，是分别接收至少一个前述输出信号，并根据一选择信号选择其中一个输出信号作为测试信号，每个测试单元比较测试信号与一高参考电压及一低参考电压，并输出一状态信号；

其中，当该测试信号的电压低于前述高参考电压且高于前述低参考电压时，将前述状态信号设定为正常状态，而当该测试信号的电压高于前述高参考电压或低于前述低参考电压时，将前述状态信号设定为异常状态。

2、根据权利要求1所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于每个前述测试单元包含：

一多任务器，是接收至少一个前述输出信号，并根据前述选择信号输出其中一个输出信号作为前述测试信号；

一第一比较器，是接收前述测试信号与一第一参考电压信号，并比较测试信号与该第一参考电压信号的电压，并产生一第一比较信号；

一第二比较器，是接收前述测试信号与一第二参考电压信号，并比较测试信号与该第二参考电压信号的电压，并产生一第二比较信号；

一判断单元，是接收前述第一比较信号与第二比较信号，产生前述状态信号。

3、根据权利要求2所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于：若其中前述测试单元的数目P、前述多任务器所接收的模拟输出信号的数目M、以及前述驱动单元的数目N，必须满足P*M≥N的条件。

4、根据权利要求2所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于：前述第一参考电压信号的电压高于前述第二参考电压信号。

5、根据权利要求4所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于：前述测试信号的电压高于前述第一参考电压信号的电压时，前述第一比较信号为L，前述测试信号的电压低于前述第二参考电压信号的电压时，前述第二比较信号为H。

6、根据权利要求5所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于前述判断单元包含：

一反向逻辑门，是接收前述第一比较信号；

一与非门，是接收前述反向逻辑门的输出与前述第二比较信号，并输出前述状态信号。

7、根据权利要求5所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于前述判断单元包含：

一第一反向逻辑门，是接收前述第二比较信号；

一或非门，是接收前述第一反向逻辑门的输出与前述第一比较信号；

一第二反向逻辑门，是接收前述或非门的输出信号，并输出前述状态信号。

8、根据权利要求1所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于前述测试单元包含：

一多任务器，是接收多个前述模拟输出信号，并根据前述选择信号输出其中一个模拟输出信号作为前述测试信号；

一比较器，是接收前述测试信号与一参考电压信号，并输出一比较信号；

一判断单元，是接收前述比较信号，并根据比较信号的状态输出前述状态信号；

其中，当前述参考电压信号的电压为前述高参考电压时，若测试信号的电压高于参考电压信号的电压，则前述状态信号为异常状态，而当该参考电压信号的电压为前述低参考电压时，若测试信号的电压低于参考电压信号的电压，则前述状态信号为异常状态。

9、根据权利要求8所述的内建测试电路的源极驱动器，其特征在于：若其中前述测试单元的数目P、前述多任务器所接收的模拟输出信号的数目M、以及前述驱动单元的数目N，必须满足P*M≥N的条件。

10、一种内建测试电路的源极驱动器的测试方法，该源极驱动器是使用于薄膜晶体管液晶显示器，并接收N个数字资料并产生N个模拟输出信号，该测试方法是包含下列步骤：

设定灰阶值的初始值G；

输入灰阶值第G阶的数字资料；

产生参考电压，是产生对应于前述灰阶值第G阶的高参考电压与低参考电压；

产生一选择信号，该选择信号选择一模拟输出信号作为测试信号；

比较步骤，是比较前述测试信号的电压是否低于前述高参考电压且高于前述低参考电压；

当前述测试信号的电压高于前述高参考电压或低于前述低参考电压时，将一不良警示信号致能，并结束测试；

当前述测试信号的电压未高于前述高参考电压且未低于前述低参考电压时，则改变前述选择信号选择另一模拟输出信号作为测试信号，并跳回前述比较步骤；

当所有模拟输出信号均已测试完毕，则改变灰阶值G，并跳回前述产生参考电压步骤；

当所有灰阶值均已测试完毕，则结束。

11、一种内建测试电路的源极驱动器的测试方法，该源极驱动器是使用于薄膜晶体管液晶显示器，并接收N个数字资料并产生N个模拟输出信号，是包含下列步骤：

设定灰阶值的初始值G；

输入灰阶值第G阶的数字资料；

产生高参考电压，是产生对应于前述灰阶值第G阶的高参考电压；

产生一选择信号，该选择信号选择一模拟输出信号作为测试信号；

第一比较步骤，是比较前述测试信号的电压是否高于前述高参考电压；

当前述测试信号的电压高于前述高参考电压时，将一不良警示信号致能，并结束测试；

产生低参考电压，是产生对应于前述灰阶值第G阶的低参考电压；

第二比较步骤，是比较前述测试信号的电压是否低于前述低参考电压；

当前述测试信号的电压低于前述低参考电压时，将一不良警示信号致能，并结束测试；

当前述测试信号的电压未高于前述高参考电压且未低于前述低参考电压时，则跳回前述产生高参考电压步骤，并改变前述选择信号选择另一模拟输出信号作为测试信号；

当所有模拟输出信号均已测试完毕，则改变灰阶值G，并跳回前述高参考电压产生步骤；

当所有灰阶值均已测试完毕，则结束。

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