TWI484159B

TWI484159B - 用以測定或識別平板顯示器或其像素之位置的方法及裝置

Info

Publication number: TWI484159B
Application number: TW098132274A
Authority: TW
Inventors: Sam Soo Jung; Danhua Zhao; Jongho Lee
Original assignee: Photon Dynamics Inc
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2015-05-11
Also published as: WO2010036818A1; CN102203625B; KR101451352B1; KR20140108694A; JP2012503797A; KR20110070886A; TW201017155A; CN102203625A; KR20160142412A

Description

用以測定或識別平板顯示器或其像素之位置的方法及裝置

交互參照相關申請案

本發明主張在2008年9月25日提出名稱為“Automatic Dynamic Pixel Map Correction And Drive Signal Calibration”之美國臨時申請案第61/100241號之利益，其內容全部作為參考併入本文。

發明背景

本發明係有關於在平板顯示器之製造期間及較特定地在液晶顯示面板的陣列製造步驟期間之缺陷檢測。

在平板液晶顯示器(LCD)的製造期間，使用薄玻璃的大透明板作為一基板供薄膜電晶體(TFT)陣列的沉積。通常，多個獨立的TFT陣列被包含在一玻璃基板中而經常被稱為TFT面板。另外，一主動式矩陣LCD(或AMLCD)涵蓋在每一像素或次像素(sub-pixel)使用一電晶體或二極體之顯示器之類別，且因此此類玻璃基板也被稱為AMLCD面板。平板顯示器也可使用OLED技術來製造，且雖然平板顯示器典型地用玻璃來製造但也可用塑膠或其它基板來製造。

TFT圖案沉積在許多階段中執行，其中在每一階段，一特定材料(諸如一金屬、銦錫氧化物(ITO)、結晶矽、非晶矽等)被沉積在前一層(或玻璃)的上面，與一預定圖案一致。每一階段典型地包括多個步驟，諸如沉積、遮罩、蝕刻、剝離等。

在這些階段的每一階段及在每一階段中的各種步驟中，可能出現許多生產缺陷影響最終的LCD產品之電氣及/或光學性能。參考第1圖，此類缺陷包括但不局限於進入到ITO 112中的金屬突出110、進入到金屬116中的ITO突出114、所謂的鼠嚙(mouse bite)118、開口電路120、電晶體124中的短路122、外來顆粒126及在像素下的殘留物128。在一像素下的非晶矽(a-Si)殘留物128可能由於蝕刻不足或微影問題而產生。其它缺陷包括遮罩問題、過度蝕刻等。

在一完成的液晶平板中，液晶(LC)材料的一薄層被配置在兩片玻璃之間。一片玻璃包含該圖案化的二維TFT電極陣列。每一電極在大小上可大約為100微米且藉由沿著該面板邊緣被設置的驅動電路可具有施加於其上之一獨特的電壓。在一完成的產品中，由每一個別電極所產生的電場耦合至該LC材料並調變在該像素化的區域中發射光的量。此效果當遍及整個二維陣列整體實施時在該完成的平板上產生一可見的影像。

雖然該TFT圖案化及沉積製程是嚴格控制的，但在該TFT陣列中出現缺陷仍是不可避免的。這限制了產品良率且不利地影響生產成本。當該LC材料被注入上層玻璃板(一般地載有濾色器陣列)與下層玻璃板(載有該TFT陣列)之間時就出現與LCD面板相關聯之製造成本的一重要部分。因此，在此製造步驟之前識別並且校正任何影像品質問題是重要的。在注入該液晶材料之前檢驗LCD面板的問題是在沒有LC材料的情況下不可得可見的影像來檢查。在LC材料的沉積之前，出現在一給定像素位點上的唯一信號是由在與該特定像素相關聯之電極上的電壓所產生的電場(假定與該等像素沒有做實體接觸)。

為了克服此限制，Photon Dynamics公司已開發出一電光檢驗及測試系統，其也被稱為一陣列測試器或陣列檢查器(AC)。該陣列測試器透過使用如例如在美國專利4,983,911、5,097,201及5,124,635中所述之一電壓成像感測器(VIOS)可識別在LC顯示器中的缺陷。如例如在美國專利5,235,272及5,459,410中所述，使用特定型樣來電氣地驅動在該面板內要被測試之該等像素電極。當受測試面板遭電氣地驅動時，與缺陷相關聯的一些像素電極較之該等正常像素電極電氣地表現不同。使用該電壓成像感測器及相關聯的影像處理軟體可檢測此類不同。透過使用不同驅動型樣(drive pattern)之組合，可推導出該等缺陷中的許多缺陷之類型及位置。

第2圖及第3A圖是在一玻璃板10上移動以檢測其上的缺陷之一攝影機35及調變器15之透視圖及前視圖。第3B圖是被設置以感測來自該面板上該等像素電極的該等電場之攝影機35及調變器15之一前視圖。如第3A至3B圖所說明，為了測試該圖案化的玻璃板10，包括一調變器15之該成像感測器頭(由Photon Dynamics開發)在要遭檢驗之受測試面板(PUT)之一區域20上移動並接著下降至距該面板的表面幾微米內。使用特定驅動型樣電氣地驅動在該面板上的該等像素電極陣列。在該等面板像素電極30與該調變器15之間之該小的空氣間隙25允許來自該圖案化玻璃板10上每一受驅動像素電極30之電場耦合至調變器15以產生該面板之一暫時可見的顯示(或電壓影像)。此可見的顯示隨後被該成像感測器頭的攝影機35所擷取用來識別缺陷。在檢驗區域20之後，調變器15移動至該面板上的另一區域並重複此過程。透過此步進重複式(step-and-repeat)過程，可檢驗及測試整個PUT的缺陷。在第2B圖及第2C圖中，LC調變器15被顯示為包括一LC材料45及一平坦玻璃50。

一玻璃板(plate)可能相當大(例如，第7代大小的板每一邊近乎兩米)，因而經常被劃分成多個面板(panel)。例如，第2圖的玻璃板10顯示為包括六個面板18。習知地，每一面板包含驅動液晶顯示器所需之薄膜電晶體(TFT)陣列電路。典型地藉由觀測該TFT電路對被施加驅動電壓尤其是型樣及序列之響應來完成該面板的測試。使用利用一電光調變器檢測該等TFT響應或較特定地在該像素電極上的該等電場之諸如Photon Dynamics的VIOS之一成像感測器頭，或使用利用一電子束檢測該等TFT響應之AKT的感測器頭來觀測並記錄該等TFT響應。使用一成像裝置，諸如一CCD攝影機(當使用VIOS時)或一檢測器(當使用電子束時)來記錄該等觀測到的響應。如第2圖所示，一成像感測器頭典型地小於一受測試面板(PUT)。為了測試該玻璃板上的所有面板，該成像感測器頭必須隨著該面板而移動，如上所述，在每一位置擷取影像。Photon Dynamics的VIOS系統產生該面板之該等缺陷的一電壓圖(voltage map,VM)影像。該電壓圖識別每一檢測到的缺陷在該面板座標空間內的該等座標以使得它們可易於被諸如修復及檢視系統之其他系統再次定位。

第4圖是設置在一LCD面板18上面之成像感測器35之一俯視示意圖。LCD面板18顯示為沿著由X_面板 -Y_面板座標軸所定義的該平面被設置。成像感測器35顯示為沿著由X_感測器 -Y_感測器座標軸所定義的該平面被設置。為了確定該等平面中之一平面相對於另一平面的位置，需要三個自由度，諸如(□)一已知的LCD像素(諸如像素70)與一已知的成像感測器像素(諸如像素60)之間之X及Y偏移，及(□)該成像感測器與該LCD面板之X-Y軸之間的旋轉角度α。

第5圖顯示在如在先前技藝中習知的用於產生一電壓圖之一系統的各種元件之間的控制及資料流程。一型樣產生器100提供一驅動型樣給該PUT。之後，一VIOS 102使用其CCD攝影機產生該PUT的一電壓影像。該產生的電壓影像包括一量測影像及一校準影像。在一板測試的開始，一機械像素圖(MPM)、光學校正資料及對準資訊被供應給一電腦，該電腦作為響應產生一動態像素圖106。該MPM是自該面板及該板之該等對準標記及幾何資訊而取得。該動態像素圖(DPM)連同該量測影像及該校準影像隨後被一影像處理電腦104使用以產生該電壓圖。

第6A圖是一面板150之一俯視示意圖，如在先前技藝中習知的，該面板150包括設置在該面板之兩對角相對的角之面板對準標記152及162。使用耦接至墊片200、202、204及206的該等信號線來啟動在該主動顯示區(active display area)160中的該等像素。在第6圖中還顯示了面板切割線156。針對該等LCD像素電極的幾何資訊包括該像素大小及該像素陣列沿X及Y的間距及它們相對於該等對準標記的位置關係。第6B圖是主動顯示區160之區域170之一放大視圖，顯示為包括位在列172、174與行182、184、186、188的相交處之八個像素。對於每一面板，該測試系統量測該等對準標記的相對位置及方位並接著計算該面板的該X、Y位置及旋轉。該系統技術之典型的準確度大約為20微米，而一典型的LCD像素電極大約為100微米×300微米寬。光學校正資料是在該系統的安裝期間累積。此類光學校正資料包括，例如，(□)該成像攝影機相對於整個成像感測器頭的旋轉及位置，(□)該成像感測器頭相對於其在該測試系統內X-Y方向上的行進之初始位置及旋轉，(□)其它光學資訊，諸如失真，及(□)階段錯誤。使用此資訊產生一DPM。

該DPM提供指導該AC找到每一LCD像素電極的中心位置之一虛擬座標系統，藉此使得該VM影像能夠表示真實的電壓資訊。該VM影像可經歷附加的影像處理以決定該等缺陷的確切性質。因此，該DPM的準確度影響該等電壓值，及藉此也影響該缺陷檢測性能。

典型地，一DPM必須準確到一LCD像素電極之尺寸以內，例如在100微米至10微米以內。習知的DPM處理序列，諸如第5圖所示，不允許自動併入自該LCD像素陣列本身之量測或影像擷取之位置資料。例如，在一習知方法中，該使用者手動調整一理想的DPM方格以匹配該LCD像素電極陣列之一電壓影像。此方法是冗長且耗時的，因為其對於受測試的每個板都重複。經常，由於時間限制，執行一次此方法而將該產生圖供後續的板再使用，儘管該等先前結果可能不適用。準確度也視該使用者的一致性及判斷而定。

對於某些LCD面板組態，提供相鄰LCD像素之間足夠的信號對比與其它相比而言較容易實現。習知的棋盤型樣可能適用於一2閘2資料(2G2D)面板150(見第6A圖)，該2閘2資料(2G2D)面板150包括用於驅動兩分離的閘輸入(“閘偶(gate even)”GE 200及“閘奇(gate odd)”GO 202)及兩分離的資料輸入(“資料偶(data even)”DE 204及“資料奇(data odd)”DO 206)之短路棒(shorting bar)。在陣列測試及處理之後及組裝成最終的平板顯示器產品之前，沿著面板切割線156切割該面板以移除該短路棒圖案及對準標記。第7圖是一1閘1資料(1G1D)面板180之一俯視示意圖，該1閘1資料(1G1D)面板180包括用於驅動閘線208之一單一短路棒及用於驅動資料輸入線210之一單一短路棒。其他型樣，諸如1G2D也是可能的。

第8A顯示施加於諸如在第6A圖中顯示的面板150之一2G2D面板上的該等電壓信號以產生一棋盤型樣。第8B圖顯示相鄰像素之間對第8A圖之該等棋盤驅動信號的響應之對比。由於在一2G2D面板中，有兩獨立的資料驅動信號及兩獨立的閘驅動信號驅動該陣列的交替列及行，一資料/閘對(例如，GO 202與DO 204)較之第二資料/閘對(GE 200與DE 206)可以一不同的型樣及序列來遭驅動。較特定地，奇列及行可遭高驅動而所有的該等偶列及行遭低驅動。例如，一LCD像素電極可帶正電而其在X及Y方向上之相鄰的LCD像素電極帶負電；各該帶負電的像素在X及Y方向同樣地被帶正電的像素所圍繞。因此，針對每一成像感測器位點的一峰值平均電壓可根據該CCD電壓影像來計算，藉此提供用來調整該DPM的結果。因此，在一棋盤型樣中，相鄰LCD像素電極在X及Y方向上都可互相區別開來。此方法之一缺點在於(□)它局限於某些類型的LCD面板，及(□)要得到預期的準確度，需要大量的資料樣本及/或額外的信號雜訊濾波演算法，這些都需要較多時間。第8C圖顯示第8B圖的該等像素沿XX方向或YY方向接收之該等電壓。第8D圖顯示記錄第8C圖的該等面板像素之該等響應之該等相關聯的攝影機像素。第8E圖顯示第8D圖的該等攝影機像素之該等輸出信號。由於會導致信號降級的各種因素，該凈信號可能不如在第8B至8E圖中所示的信號清晰，但是仍可讀的。

儘管LCD像素電極具有相對銳利的實體邊界，圍繞該等像素的該支援電路相當窄(例如大約十至二十微米寬的線，具有大約相同或較小的間隔)。像素間的距離也短，即幾十微米。這麼短的距離可致使在一像素中的該等電荷進入到該相鄰支援電路。該等LCD像素電極電荷在該電極的該等邊緣也引起局部電場效應，這可扭曲在該等相鄰電極內的電荷之分佈，因而導致如可用該成像攝影機看到之總信號之不一致的分佈。

諸如第7圖的面板180之一1G1D面板之該單一閘及資料驅動輸入致使所有的LCD像素電極以相同方式來響應。第9A圖顯示施加於一1G1D面板上的該閘及資料電壓信號。第9B圖顯示該等像素之間對第9A圖的該等驅動信號響應的對比。如自第9B圖所見，該等像素彼此不能輕易區分開來。第9C圖顯示由第9B圖的該等像素沿著該等XX或YY方向所接收之該等電壓。第9D圖顯示記錄第9C圖的該等面板像素的該等響應之該等相關聯的攝影機像素。由於會導致該等信號的降級的各種因素，一LCD像素電極與另一LCD像素電極的該信號實際上無法區分。雖然與該板(plate)或面板(panel)之該等對準標記相比，LCD像素電極的一影像或量測為該旋轉參數提供一較可靠的值，但是來自該LCD像素陣列的該資訊之準確度受該影像或量測之解析度是否允許將該等LCD像素電極彼此區分開來而影響。該影像或量測之解析度進一步視多個影響因素而定。第一是一對準系統的光學器件。第二是相鄰LCD像素電極之間的信號對比。第三是由於不完美的材料及/或電效應導致的橫跨一給定像素電極兩端及像素電極之間的該信號之失真。第四是由於一不完美的對準系統橫跨一給定像素電極兩端及像素電極之間的信號的降級。

該影像或量測的解析度對該等LCD像素電極及該等攝影機CCD像素及出現在該攝影機與LCD像素電極之間的任何光學器件具有強烈的依賴。一CCD像素在大小上典型地大約10至15微米，而其投影影像在大小上大約30至40微米。一LCD像素電極在大小上典型地大約121微米×大約363微米。因此，如果該等光學器件對準良好，用該攝影機及其光學器件易於將LCD像素電極彼此區分開來。然而，因為該LCD及攝影機像素電極是規則的陣列且因為該兩陣列具有不同的間距或週期，一莫爾()(或干擾)條紋(pattern)可產生，尤其當該等各自的陣列之該等間距相對於彼此不是整數時。此外，一陣列相對於另一陣列的一輕微旋轉產生一干擾條紋。這導致該陣列內該等LCD像素電極之不一致的信號強度。

檢驗及測試的一挑戰是測定該等LCD像素電極相對於該感測器的數位攝影機的位置以使得該擷取到的可見顯示或電壓影像能夠被進一步處理來擷取缺陷資訊。一旦該等影像被處理且該等缺陷被檢測，可使用該等LCD像素電極與該等缺陷之間的該映射資訊來識別該等缺陷的位置供在諸如檢視或修復系統之其它系統中的進一步使用。自該等電壓影像擷取詳細的缺陷資訊需要準確地知道該等LCD像素電極位置。此外，測定LCD像素電極之位置需要將該成像感測器頭的攝影機陣列與該成像感測器頭上的一參考位置實體相關或相映射，並隨後將該感測器頭的該位置與該面板上的一位置相關或相映射。

典型地，將該系統的成像攝影機與整個感測器頭相映射是該系統之校準程序的一部分，該系統的校準程序在初始安裝時完成並此後間或地被核對，例如每隔幾個月一次。然而，測定該感測器頭相對於該板的位置必須在測試每一板之前完成。此外，一典型的TFT像素電極大約100微米×300微米。因此，LCD像素之位置的準確度必須測定在例如10至100微米之內。在大批量生產許多產品的情況下，平板顯示器的商業供應商日益需要高的生產量及快速的TACT時間。因此，花費在對準或校準一面板上的時間理想地應該被保持短。

發明概要

一種測定一平板顯示器相對於一感測頭位置之位置的方法，依據本發明之一實施例其部分地包括下列步驟，將一第一信號施加於耦接至形成在該面板上的該等像素之多個閘線上，擷取該等閘線對該第一信號的響應，將一第二信號施加於耦接至形成在該面板上的該等像素之多個資料線上，擷取該等資料線對該第二信號的響應，將該第一及第二響應相組合以產生一組合響應，並使用該組合響應來測定該等閘線與資料線的該等相交。該等相交表示該等像素的位置。在一些實施例中，該方法進一步包括使用該等像素位置來測定該平板顯示器相對於該感測頭之偏移及旋轉值。

一種可操作以測定一平板顯示器的像素位置之裝置，依據本發明之一實施例部分地包括，一信號產生器、一感測頭及一電腦系統。該信號產生器可操作以將信號供應給耦接至形成在該面板上之該等像素之多個閘線及資料線，一感測頭可操作以擷取該等閘及資料線對該第一信號之響應及一電腦系統。該等電腦系統具有將該等閘及資料線的該等響應組合以產生一組合響應之一模組，及使用該組合響應來測定該等閘線與資料線的該等相交之一模組。該等相交表示該等像素的該等位置。在一些實施例中，該裝置進一步包括使用該等像素位置來測定該平板顯示器相對於該感測頭的該等偏移及旋轉值之一模組。

一種識別形成在一平板顯示器之多個面板中之像素的該等位置之方法，依據本發明之一實施例，其部分地包括下列步驟，供應一電壓給該等面板中之一面板以使得沿著該面板之該等邊緣之至少一邊緣設置的像素呈現與非沿著該面板之此邊緣設置的剩餘像素之一子集之該影像對比不同的一影像對比，並使用該等影像對比之間的不同來識別該面板之該等像素的位置。

一種可操作以識別形成在一平板顯示器之一或多個面板上的像素之該等位置之裝置，依據本發明之一實施例，其部分地包括，一信號產生器、一感測頭及一電腦系統。該信號產生器供應電壓信號給該等面板中之至少一面板。該感測頭擷取設置在該面板上之該等像素之一或多個電壓影像。該等擷取的電壓影像呈現與沿著該面板之該等邊緣之至少一邊緣設置的像素相關聯之一第一對比。該等擷取的電壓影像呈現與該面板之該等剩餘像素相關聯之一第二對比。該電腦系統使用該第一與第二對比之間的不同來識別該面板之該等像素之位置。

圖式簡單說明

第1圖顯示如在先前技藝中習知的一平板上的多個示範缺陷。

第2圖顯示如在先前技藝中習知的在一圖案化的玻璃板上移動以檢測缺陷之一示範攝影機及一示範調變器。

第3A圖是第2圖的在該圖案化的玻璃板上移動之該示範攝影機及示範調變器之一前視圖。

第3B圖顯示第2圖的設置在該圖案化的玻璃板附近以檢測缺陷之該示範攝影機及示範浮動調變器。

第4圖是設置在一LCD面板上面之一成像感測器之一俯視示意圖。

第5圖顯示如在先前技藝中習知的用於產生一電壓圖之一系統的各種元件之間的控制及資料流程。

第6A圖顯示包括一TFT陣列、面板參考標記及用來測試該陣列的一2G2D短路棒之一示範面板。

第6B圖是第6A圖之該面板的一區域之一放大視圖。

第7圖顯示包括一TFT陣列、面板參考標記及用來測試該陣列的一1G1D短路棒之一示範面板。

第8A圖顯示如在先前技藝中習知的施加於第6A圖之該2G2D面板以產生一棋盤型樣之示範電壓。

第8B圖顯示由於施加第8A圖所示的示範電壓而產生之該像素電極之該棋盤型樣電壓圖。

第8C圖顯示由第8B圖的該等像素沿著該等XX或YY方向所接收之該等示範電壓。

第8D圖顯示記錄第8C圖的該等面板像素之該等響應之該等相關聯的攝影機像素。

第8E圖顯示第8D圖的該等攝影機像素之該等輸出信號。

第9A圖顯示如在先前技藝中習知的施加於第7圖所示的該1G1D面板之示範電壓。

第9B圖是由於施加第9A圖所示的示範電壓而產生之該等像素電極之一空間電壓圖。

第9C圖顯示由第9B圖的該等像素沿著該等XX或YY方向所接收之該等電壓。

第9D圖顯示記錄第9C圖的該等面板像素之該等響應之該相關聯的攝影機像素。

第9E圖顯示第9D圖的該等攝影機像素之示範輸出信號。

第10A圖是依據本發明之一示範實施例之適用於測定一平板顯示器之該等像素的該等位置的該等信號之一示範時序圖。

第10B至10G圖是依據本發明之一實施例之接收在第10A圖中所示之該等電壓的該等閘線及資料線之示範影像。

第11A圖是使用依據本發明之一示範實施例的電壓信號來驅動資料及閘線的一平板的一部分之一畫面截圖。

第11B及11C圖是第11A圖的該影像沿著X及Y方向所獲之強度曲線(profile)。

第12A至12C圖顯示依據本發明之一示範實施例之用於測定一平板平面與一攝影機平面之間的偏移量之一示範過程。

第13A至13D圖顯示依據本發明之一示範實施例之用於測定一平板平面與一攝影機平面之間的旋轉角度之一示範過程。

第14圖顯示依據本發明之一示範實施例之用於產生一電壓圖之一系統的各種元件之間的控制及資料之流程。

第15圖顯示依據本發明之一實施例而使用之一影像處理電腦600。

本發明之詳細說明

依據本發明之一實施例，在一平板上形成之像素的該等位置在用於檢測平板上的缺陷之諸如一攝影機之一感測頭的座標空間中相對快速的被測定。為了測定該等像素位置，把設計以提供表示該面板的像素之該等位置(或較特定地，該像素中一特性點的該等位置，例如其中心或一隅角)之一較銳利、較清晰的信號之一信號驅動型樣施加於該面板上，而不論該面板類型為何，其可能是一2G2D、1G1D或其它的。此後，在該攝影機的像素之座標空間中擷取並評估關於該等平板像素電極的位置資訊。測定該等LCD像素相對於該攝影機的像素之偏移及旋轉被自動化，藉此改進TACT時間。使用由該感測頭擷取的影像自該面板所擷取的缺陷資訊及該面板的像素位置隨後被運送至其它系統，諸如檢視或修復系統。

下面，要明白的是，該術語面板像素電極與LCD像素(或LCD像素電極)是可交換使用的來指正在受測試的形成在該面板上的該TFT電極電路。還要明白的是，該等術語成像感測器像素、攝影機像素或CCD像素也是可交換使用的且指擷取該等面板像素之影像的該成像感測器(也稱為攝影機)陣列的一部分。此外，要明白的是，一LCD空間由該LCD的像素電極座標來定義及一CCD空間由一相關攝影機的CCD座標來定義。進一步要明白的是，當下面的描述參考一CCD攝影機或CCD像素提供時，本發明之實施例同樣地適用於包括其它感測器陣列諸如CMOS或類似物之攝影機感測器。

依據本發明之一實施例，信號驅動型樣在沒有激發該等像素的情況下施加於該等閘線及該等資料線。該等閘線及資料線具有與該等面板像素相同的週期或間距但是因為該等閘線及資料線具有比該等攝影機像素較窄的尺寸，故它們提供較銳利的且較清晰的信號。該等閘及資料線的該等相交提供關於該等像素位置的資訊。該等像素位置隨後被用來產生一動態像素圖(DPM)。

第10A圖顯示依據本發明之一示範實施例之施加於一面板的閘及資料線之一驅動型樣。該等各種驅動電壓之時序以一選定的圖框速率與該攝影機的影像記錄相關聯。如在第10A圖中所示，該等資料線在圖框1期間被驅動至一正的電壓而該等閘線被保持在接地電位。在第1圖框週期屆滿之前，觸發該攝影機並記錄一影像，如在第10B圖中所示。在第10E圖中的該五點線顯示接收第10A圖中所示的該電壓型樣之五示範資料線。

在圖框2期間，以接地電位供應該等資料線而以一非零電壓驅動該等閘線。在圖框2屆滿之前且在該驅動電壓已給該等資料線充電之後，觸發該攝影機及記錄另一影像，如在第10C圖中所示。在第10F圖中的該兩點線顯示接收第10A圖中所示的該電壓型樣之兩示範閘線。

該等閘及資料驅動型樣可重複多次以收集與第10B圖及第10C圖所示相類似的影像。隨後組合該等結果以形成一組合影像，如在第10D圖中所示。第10G圖顯示第10E圖及第10F圖之該等資料及閘線之該十個相交。這十個相交定義該等LCD像素之該等隅角的該等位置(或可選擇地它們可用來測定該等LCD像素的中心)。可使用可能具有該等閘與資料線之該等驅動器之間的不同排序、該等閘與資料線之該等驅動器之間的不同時序或不同電壓之其它閘/資料線驅動型樣。在其它實施例中，可同時驅動該等閘及資料線，只要該等像素未被充電(激發)。此外，在第10D圖中顯示的該組合影像可以以多種不同方式而產生。例如，在一實施例中，許多資料線及閘線被獨立地驅動以使它們相關聯影像能夠被擷取及處理。此後，它們的影像遭組合以定位它們的相交。在另一實施例中，該等資料線的一影像與該等閘線之一影像相組合以定位它們的相交。

第11A圖是具有使用依據本發明之一示範實施例的電壓信號驅動之資料及閘線的一平板的一部分之一畫面截圖。第11B圖及第11C圖是第11A圖的該影像沿著該X方向(資料線)及Y方向(閘線)所擷取之該等強度曲線。在第11B圖及第11C圖中的該週期最大值分別表示該等資料線及閘線位置。資料及閘線之該相交的位置可由沿著在一組合數位影像中的該等線之該強度最大值的位置來識別，因為它是該資料信號與該閘信號的總和。

因為該等資料及閘線寬度小於該等攝影機像素寬度，故它們信號的相當一部分遭分佈在一單一攝影機像素內，及因此由於莫爾效應而導致的任何電位改變相對容易識別。此外，因為與該等面板像素電極相比，該等閘及資料線具有較小的總截面且彼此較遠分離，故它們具有較小的電荷密度及減小的電場干擾效應。因此，依據本發明之實施例由於集中的電荷而引起之邊緣場(fringe field)效應明顯減弱。

依據本發明之另一實施例，增強的計算技術使用該等面板像素位置允許測定該成像感測器頭的放大率(透過比較由該成像感測器所量測的該間距與該面板之幾何規格)及該面板像素平面相對於該攝影機像素平面的旋轉及偏移度。換言之，如上所述或使用任何其它技術(例如棋盤或即時驅動型樣化)測定之該等面板像素位置可用來校正階段誤差、由於光學器件的誤差等。這接著允許放寬對該等階段及光學器件的要求。

第12A圖顯示具有許多示範Chevron^TM 形狀的像素302₁ 、302₂ 、302₃ 之一LCD面板300，像素302₁ 、302₂ 、302₃ 的位置用來測定面板300與一成像攝影機之該等XY平面之間的偏移及旋轉度。該面板之一重複特徵的一模板，諸如其像素，自一位點的影像來擷取。一位點被理解為指其影像可被一成像攝影機在一單次拍攝中擷取之該面板的一區域。選擇諸如位在例如該面板之一隅角(例如，該成像攝影機於此開始其掃描)的像素302₁ 之一LCD像素作為一參考像素。一相對應攝影機像素312₁ 之該預期的位置也顯示在第12A圖中。接著，建構該重複LCD像素電極之一影像模板350，如在第12B圖中所示。在第12B圖中的每一方格表示一攝影機像素。使用一點線方格在第12B圖中顯示攝影機像素312₂ 的位置。接著，模板350被設置在其預期的位置(基於該參考像素的位置)以計算該模板的實際位置與其預期的位置之間的差。此後，該模板以一系統方式來移位直至滿足一條件。當例如該模板的實際位置與其預期的位置之間的差符合由一臨限值所定義的最小值時此條件可滿足。可以以多種方式來發現這樣的一最小差。例如，該模板可以自該開始點在四個方向以固定步階來移位或其可以以使用尋求使該差收斂至一最小值之計算所決定之增量及方向來移動，等等。要明白的是，可使用任何其它像素形狀及可使用任何其它像素來作為參考像素電極。該模板的實際位置與其預期的位置之間的差(對應於攝影機像素之該實際位置312₁ 與預期的位置312₂ 之間的差，如第12C圖所示)當這樣的一條件滿足時表示該LCD與該攝影機在該X-Y平面的偏移。參考第12A圖，該參考LCD像素電極的位置經常被知曉為在至少一LCD像素大小的一半(50至100微米，典型地)之內。依據本發明之實施例，當使用二維內插法時，該XY偏移可被測定達一攝影機像素大小以內或更小。依據本發明之其它實施例，為了測定該偏移，自面板上的一位點選擇多個子區域，例如5個。此後，位在該等選定區域中的該等像素之該等量測的位置與該等預期的位置之間的平均偏差被用來測定該偏移。

第13A至13D圖示意地顯示依據本發明之另一示範實施例之用於測定該LCD面板與該攝影機成像陣列之間的該旋轉角度之一方法。對於該偏移量測，該方法使用該LCD像素陣列的重複圖案。為了測定該旋轉，擷取一LCD影像位點400，如在第13A圖中所示。接著，選擇諸如在該擷取的影像位點中的子區域402之一位點子區域作為一參考位點。該子區域可位在例如該位點影像的一隅角且跨越例如以100個攝影機像素寬之100x100攝影機像素之一區域。接著，如在第13C圖中所示，該參考子區域影像之一影像404橫向地(例如，沿著該攝影機的該X軸)被置於影像404預期要重複的一位置。第13C圖也顯示該面板與該CCD攝影機的該等X-Y座標。此後，計算該參考子區域402與該子區域影像404在其預期位置之間的差。此後，該參考子區域以相對於該橫向移動方向90度的一方向(例如沿著該攝影機的Y軸)以一系統方式來移位直至滿足一條件。當例如此差符合由一臨限值所定義的一最小值時，此條件可滿足。在第13D圖中顯示為α的該旋轉角度由產生一最小值的該參考子區域影像404之最終位置、該參考影像402的該初始位置及該參考影像404的該預期的位置來定義。如本文方法所描述之該旋轉角度的準確度部分地由該兩子區域之間的距離、該子區域的大小及該內插解析度來決定。在一範例中，可實現大約0.055弧分或2微米的一準確度。可以以多種方式中之任一種來找到該該最小差。例如，該參考影像可自開始點移動在例如四個方向的固定步或其可在使用尋求使該差收斂至一最小值之計算所決定之增量或方向上來移動，等等。要明白的是，該等參考子區域可以具有不同的大小且位在不同位點。

第14圖顯示依據本發明之一示範實施例之用於產生一電壓圖之一系統500的各種元件之間的控制及資料的流程。一型樣產生器400提供一像素驅動型樣及線驅動型樣給該受測試面板。此後，一VIOS使用具可以是CCD攝影機或其它攝影機之攝影機產生該受測試面板之一電壓影像、一校準影像及一量測影像。一影像處理電腦506使用此資料來測定該等面板像素位置以及該面板相對於該攝影機的影像平面在該X-Y平面中之偏移及旋轉量。一動態像素圖產生器508自影像處理電腦506接收此資訊且作為響應計算一機械像素圖(MPM)、光學校正資料及對準資訊。影像處理電腦506自動態像素圖產生器508接收該計算的機械像素圖(MPM)、光學校正資料及對準資訊以產生一電壓圖。

使用影像計算偏移及旋轉的時間視該初始影像的信號對比的品質而定。因為一LCD面板包括重複陣列，可應用多種信號增強演算法中的任一種信號增強演算法。對於具有低信號對比的影像可能需要較複雜的演算法或連續應用多種演算法。

可用一交互相關演算法、絕對差值和(sum of absolute differences)演算法或其它類似的演算法來執行用於測定偏移或旋轉的影像比較。習知地，交互相關是兩影像I ₁ (x,y)、I ₂ (x,y)之相似性的一量測，如下面定義：

其中n 是在每一影像中的像素數，及μ₁ 、μ₂ 、σ₁ 及σ₂ 是該兩影像的該等平均值及標準偏差。參數r可在-1與1之間變化。如果兩影像相同，則r=1。

參考第13C圖，如果所示的該兩子區域之間的距離是多個LCD像素大小，當無旋轉時，該兩子區域之間的交互相關是一最大值。如果有一旋轉，該峰值交互相關將針對該子區域影像404而移動至一新的位置。因此，該旋轉角度可藉由找尋子區域影像404的偏移來檢測。如果使用交互相關來測定偏移及旋轉而非找尋最大值點，則搜尋最大值點。

執行交互相關可能是耗時的。依據另一實施例，使用如下定義的絕對差值和(SAD)可實現用於測定偏移或旋轉的影像比較：

習知地，一SAD可在0與無窮間變化。該兩影像越相似，該SAD值越小。如果該兩影像相同，SAD =0。參考第13D圖，可藉由找尋子區域404之最小SAD位置來檢測旋轉誤差。SAD演算法比交互相關演算法較快但較不準確。

第15圖顯示依據本發明之一實施例使用的一影像處理電腦600。影像處理電腦600顯示為包括至少一處理器602，該處理器602經由一匯流排子系統604與多個周邊裝置通訊。這些周邊裝置可包括一儲存子系統606(部分地包括一記憶體子系統608及一檔案儲存子系統610)、使用者介面輸入裝置612、使用者介面輸出裝置614及一網路介面子系統616。該等輸入及輸出裝置允許使用者與資料處理系統602互動。

網路介面子系統616提供與其它電腦系統、網路及儲存資源604的一介面。該等網路可包括網際網路、一區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、一無線網路、一內部網路、一專用網路、一公用網路、一切換網路或任何其它適當的通訊網路。網路介面子系統616充當用於接收來自其它來源的資料並用於自該電腦(資料處理裝置)將資料傳輸至其它來源之一介面。網路介面子系統616之實施例包括一乙太網路卡、一數據機(電話、衛星、電纜、ISDN等)、(異步)數位用戶線路(DSL)單元等等。

使用者介面輸入裝置612可包括一鍵盤、諸如一滑鼠、軌跡球、觸控板之指向裝置或圖形輸入板、一掃描器、一條碼掃描器、併入顯示器的一觸控屏、諸如聲音識別系統、麥克風之音訊輸入裝置或其它類型的輸入裝置。一般地，使用該術語輸入裝置意圖是包括將資訊輸入至處理裝置之所有可能類型的裝置及方式。

使用者介面輸出裝置614可包括一顯示子系統、一印表機、一傳真機或諸如音訊輸出裝置之非視覺顯示。該顯示子系統可以是陰極射線管(CRT)、諸如一液晶顯示器(LCD)之一平板裝置或一投影裝置。一般地使用該術語輸出裝置意圖是包括自該處理裝置將資訊輸出之所有可能類型的裝置及方式。

儲存子系統606可遭組配以儲存提供依據本發明之實施例的該功能性之基本規劃及資料建構。例如，依據本發明之一實施例，實現本發明之功能性的軟體模組可儲存在儲存子系統606中。這些軟體模組可由處理器602來執行。儲存子系統606也可提供用於儲存依據本發明所使用的資料之一儲存庫。儲存子系統606可包括例如記憶體子系統608及檔案/磁碟儲存系統610。

記憶體子系統608可包括多個記憶體，包括用於儲存程式執行期間的指令及資料之一主隨機存取記憶體(RAM)618及儲存固定指令之一唯讀記憶體(ROM)620。檔案儲存子系統610提供針對程式及資料檔案之持久的(非依電的)儲存，且可包括一硬碟驅動機、一軟磁碟驅動機以及相關聯之可移除媒體、一光碟唯讀記憶體(CD-ROM)驅動機、一光學驅動機、可移除媒體匣及其它類似的儲存媒體。

匯流排子系統604提供用於致能該處理裝置之該等各種元件及子系統彼此相互通訊之一機制。儘管匯流排子系統604示意地顯示為一單一匯流排，但是該匯流排子系統之可選擇的實施例可使用多個匯流排。

該處理裝置可為不同類型，包括一個人電腦、一可攜式電腦、一工作站、一網路電腦、一主機(mainframe)、一資訊站或任何其它資料處理系統。要明白的是，該電腦系統600的描述只是作為一範例。具有比第15圖所示的該系統較多或較少的許多其它組態是可能的。

本發明之實施例提供多個優點。第一，如上所述，該閘/資料線與該等周圍的像素區域之間的較高對比使該面板與攝影機之間之偏移及旋轉的量測能夠比習知的技術更為準確。第二，由於該等閘線、資料線及它們的相交具有與該等面板像素電極相同的週期或間距，故這些線的該等電壓影像可用來以比該等習知技術較高的準確度不僅測定該等面板像素電極的間距及週期而且測定該等面板像素電極中心之位置。第三，由該成像感測器頭所量測的該像素間距與該面板的幾何規格之比較提供該成像感測器頭的光學放大率之一量測。這接著允許放寬該等感測器頭光學器件要求。

依據本發明之另一實施例，檢測面板邊緣。為了實現此目的，以一電壓來給面板中所有的該等LCD像素充電以使得在該面板之最外周邊與該面板本身之主動區(見例如第6A圖、第6B圖及第7圖)之間產生一高的對比。以這樣的一方式來驅動該面板致能該面板之該等邊緣(即該主動區的該等邊界)的一清晰輪廓。使用影像處理演算法及該機械像素圖，在一棋盤板型樣不能使用(例如1G1D面板)時可使用此類實施例來測定像素中心的位置。在此類實施例中，探測框(probe frame)提供該等驅動電壓給該等接觸墊片，該等接觸墊片被設置在靠近該主動區處。如果整個主動區在該面板的一側不可見，則該面板的該等剩餘邊緣可用來決定該像素圖。

儘管上面的描述是參考使用一VIOS技術之一電光測試方法來提供的，但是本發明之實施例可同樣地應用於使用需要複雜及昂貴的校準板之電子束技術之TFT陣列的測試。另外，由於該等資料及閘線信號以所施加的電壓之一函數而線性地變化，本發明之實施例可用於電子束測試器、VIOS測試器等中之電壓靈敏度校準。

因為依據本發明，響應於施加電壓至該等閘線及資料線所獲得的該等電壓影像典型地具有良好的信號對比，該映射過程可足夠快且可在每一面板(panel)的基礎上應用而無總TACT時間之明顯降級。依據習知的方法，該映射過程最多按每一板(plate)來執行且通常較少執行，與之不同，本發明之實施例提供映射中的自動動態調整。換言之，本發明之實施例在一板內發生多次調整。習知的方法需要大約例如4至5秒來完成偏移及旋轉及最終DPM的計算，而本發明之實施例可在例如一秒或不到一秒內執行更準確的計算。

本發明之上面的實施例是說明性的而非限制。各種替代及等效物是可能的。鑑於本揭露，其它增加、減少或修改是明顯的且意欲落入後附的申請專利範圍之範圍內。

10．．．玻璃板

15．．．調變器

18．．．LCD面板

20、170．．．區域

25．．．空氣間隙

30．．．面板像素電極

35．．．攝影機、成像感測器

45．．．LC材料

50．．．平坦玻璃

60、70．．．像素

100．．．型樣產生器

102．．．VIOS

104．．．影像處理電腦

106．．．動態像素圖

110．．．金屬突出

112．．．ITO

114．．．ITO突出

116．．．金屬

118．．．鼠嚙

120．．．開口電路

122．．．短路

124．．．電晶體

126．．．外來顆粒

128．．．殘留物

150、180．．．面板

152、162．．．面板對準標記

156．．．面板劃線

160．．．主動顯示區

172、174．．．列

182、184、186、188．．．行

200．．．墊片、閘偶

202．．．墊片、閘奇

204．．．墊片、資料奇

206．．．墊片、資料偶

208．．．閘線

210．．．資料輸入線

300．．．LCD面板

302₁ 、302₂ 、302₃ ．．．Chevron^TM 形狀像素

312₁ ．．．攝影機像素、實際位置

312₂ ．．．攝影機像素、預期位置

350．．．影像模板

400．．．LCD影像位點

402．．．子區域、參考子區域、參考影像

404．．．影像、子區域影像、參考子區域、參考子區域影像、參考影像、子區域

500．．．系統

506．．．影像處理電腦

508．．．動態像素圖產生器

600．．．影像處理電腦、電腦系統

602．．．處理器

604．．．匯流排子系統

606．．．儲存子系統

608．．．記憶體子系統

610．．．檔案儲存子系統

612．．．使用者介面輸入裝置

614．．．使用者介面輸出裝置

616．．．網路介面子系統

618．．．主隨機存取記憶體

620．．．唯讀記憶體