TWM527544U - 液晶顯示器測試系統 - Google Patents

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TWM527544U
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肯特 阮
寇修 甘迦海卡
尼爾 阮
史帝文 歐奇
銀 杜
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光子動力公司
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Description

液晶顯示器測試系統
本專利申請案根據35 USC 119(e)，以2010年1月8日提出申請且名稱為“自動處理使用於液晶顯示器測試設備中的電光傳感器之技術”之美國臨時申請案第61/293,579號為基礎，主張其優先權，其全部內容係併入此案以供參考。
本新型係關於液晶顯示器測試系統，特別是關於一種自動處理使用於液晶顯示器測試設備中的電光傳感器之技術。
本新型係有關於使用於液晶(LC)或有機發光二極體(OLED)顯示器中的薄膜電晶體(TFT)陣列的電檢察的機器。
於平面液晶顯示器的製造中，為了確認已製造的顯示器中的瑕疵，係執行各種不同的檢驗階段。其中一種類型的檢查為使用於顯示器中的薄膜電晶體陣列的電檢察。這類陣列測試器的一個範例為商業上可從Photon Dynamics,Inc.an Orbotech Company of San Jose,CA取得的Array Checker AC5080。
透過使用於例如美國專利第4,983,911、5,097,201、及5,124,635號中所敘述的電壓映像(Voltage Imaging ®)測試裝置及方法，該陣列測試器(或者於此參照為“陣列檢查器”或“AC”)可確認液晶顯示器中的瑕疵。因為液晶顯示器係包含一像素陣列，當電性驅動該液晶顯示器時，某些關於瑕疵的像素電性行為不同於正常像素，且因此可使用電壓映像感測器檢測這樣的不同。
此等電壓映像感測器典型地依靠電光傳感器，其依次可基於液晶材料(如向列曲線排列狀態或扭曲向列分子)或其他電雙折射晶體(例如，如鉭酸鋰或鈮酸鋰的波克斯晶體(Pockels Crystals))。於Orbotech的陣列檢查器的實例中，電光材料係貼附於夾在透明電極與反射薄膜之間的重量約5lbs.的玻璃載體。所產生的總成係參照為一”調變器”，使用元件符號10識別於第1A圖中。參考第1B圖，調變器10係安裝於一調變器空氣軸承底座20，該調變器空氣軸承底座20係依附於一由映像感測器(如CCD攝影機60)所覆蓋的光學透鏡總成40。一照明器80係依附至該攝影機60。所構成的總成係參照為電壓映像光學系統(VIOS)100-如第1圖中所示。
第2A圖及第2B圖分別為該調變器空氣軸承底座20的示意圖的前視及上視圖。參考第2A圖，於檢驗期間，在測試以確保該電光傳感器(調變器)與TFT玻璃面板210上的像素電極之間的實質的電容偶合，該調變器係放置於距該TFT玻璃面板210足夠小的距離。此距離典型地大約25-80 um，係藉由使用數個(例如3個)可調節流量的注入器220的空氣軸承所維持。調變器感測回饋類比信號225測量作用於該電光材料上的透明電極的偏電壓。該調變器底座包括可攫取並定位或釋放該調變器的一組夾鉗230。該等夾鉗適於以氣體驅動以將該調變器牢固於該檢驗頭。第2A及2B圖亦顯示一於漂浮板240中的調變器容納凹口235。該漂浮板係牢固於該調變器底座250。此外，每一調變器可具有可被該檢驗頭上的無線射頻識別讀取器270所感測之其本身的無線射頻識別標籤260。
由於數個原因，進入陣列測試系統中的調變器或相似的電光傳感器總成係為必要的，例如：1)移除/安裝電光傳感器元件；2)清理該電光傳感器元件的感測(面板側)表面，以移除干擾測試過程及可能在測試中損害該面板的粒子及其他碎屑，並且最佳化該傳感器元件本身的使用壽命；3)調整該空氣軸承設定，為了確保調變器在測試中為水平且於一板之上並飛在正確的高度。典型地，此調整係實行於每個調變器交換之後，或當需要調整以維持適當的信號強度及一致性的任何時候。
上述過程牽涉到該電光元件的密集的手動處理，且因此需要身體進入該系統內部的檢驗頭。然而，因顯示器製造於其上的玻璃的尺寸增加，所以陣列測試系統於其中之使用於製造過程的設備的尺寸亦增加。同樣地，為了保持足夠的生產量，檢驗頭的數量因玻璃尺寸增加而 增加。例如，Gen5(1100mm×1300mm)AC系統使用單一電壓映像光學系統，雖然Gen10(2850mm×3050mm且較大)使用4個。系統的尺寸及頭的數量的增加，使得直接進入電光傳感器越來越困難，如同陣列測試系統300示意圖的第3圖中所例示說明。對於處理較Gen8大的玻璃基體的系統，對操作員而言，實際上不可能從系統的側邊安全抵達所有VIOS 100檢驗頭(3個或更多個)。這對於那些使用龍門式結構(如Orbotech Gen8陣列檢查器)的系統尤其是確實的，因為它們一般使用主龍門梁320於玻璃任一側的縱向方向移動於其上之高的升降器310(典型地由花崗岩所製造)。由於玻璃裝載機器人室330存在於前側，係不可能從系統前方進入。系統的背面為操作員可安全地停滯於環境室340圍繞工具的封閉體(適當地由連鎖系統所停用的平台所提供)內部的唯一處，但由於例如電子櫃350或探針組構站360(使用於組構子系統在測試中傳遞電驅動信號至面板被檢驗的配置)的子系統的存在，甚至在那裡亦非常困難抵達檢驗頭。注意到，於分離進入的系統(split access system)中，後方進入是不可能的，但側邊進入係較為簡單，因為沒有系統長度的升降器。
另一關於手動處理電光傳感器元件及它們安裝於其中的底座的議題為安全及損害的議題。操作員越需要密切身體鄰近檢驗頭工作，與系統上的移動部件碰撞而應有的傷害的機會越大-注意到，於AC系統上的VIOS頭具有大約200lbs的移動質量、1.7G的發展加速度、及速度加快 超過1m/s！同樣地，操作員在檢驗中可能會掉落電光傳感器元件至該板、平鋪夾頭370、或系統的其他部件上，由此導致該板、傳感器元件、及/或系統的損害。
第4圖為先前技藝中已知的調變器交換程序的流程圖400。如同第4圖中所顯示，傳統地實行替換AC系統中的調變器(或相似地，安裝新的調變器)係藉由選擇405一VIOS檢驗頭、從控制電腦的圖形使用者介面發出410交換序列、以及移動415所選擇的將發生交換的VIOS頭至一可進入區域。接著，第一操作員將一容器放置於420該調變器(或者於此參照為電光傳感器元件或僅為傳感器)下方，若有任何存在，同時第二操作員按壓腳驅動機械開關以打開或釋放425保持該調變器的夾鉗(第2A及2B圖中的元件230)。第一操作員接收430掉落於該容器中的調變器。第二操作員可遠端地釋放腳開關，因此關閉435該等調變器夾鉗。接著，一裝有新的調變器的容器係由第一操作員放置於440空的調變器底座下面。之後，第二操作員再一次按壓腳開關以遠端地打開445該等調變器夾鉗。然後，第一操作員將該調變器手動裝載450進入該底座。然後，第二操作員釋放腳開關，遠端地關閉455該等夾鉗以將新的調變器攫取於底座之中。一旦可安全進行，測試檢驗可接著藉由GUI重啟460。
於依靠電光傳感器的陣列測試系統中，在測試以確保兩段防止著地(touchdown)的時間之間的電容偶合中，該傳感器需要被保持於面板上方之小(取決於傳感器類型及操作模式，例如約50um)且一致的距離。此典型地係藉 由有多個合併於保持傳感器元件或調變器的底座中的空氣注入器(第2A-B圖中的元件220)的空氣軸承之方式而確保。通常，係使用3個注入器(定位於等邊三角形的角)，因為3個點定義一平面。個別控制通過該等注入器的每一者的流量，以於這一點之上提升(增加流量)或降低(減少流量)該調變器。一般，此調整係於測試中該檢驗頭降低(“間隙(gapping)”)至板的第一地點時所實行。為了調整，係典型地使用該映像感測器上所檢測到的信號。例如，於先前的陣列檢查器系統中，係藉由手動個別調整每一注入器的流量，以得到於間隙位置(I-偏壓)之所欲的未加工的檢測到的信號，或I-偏壓信號與盡可能地提升至接近目標高度值的頭所記錄的信號之間之所欲的差異，而完成調平。於先前產生陣列測試器系統中，係使用可手動調整的閥以控制該等注入器的每一者的壓力而完成每一空氣注入氣的流量調整。
本新型係關於一種液晶顯示器測試系統。依照本新型的一個實施例，一種自動處理使用於液晶顯示器測試系統中的電光傳感器元件的電腦化技術，部分地包括，將電光傳感器放置於定位在平台總成上的保持器中、改變該平台總成相關於一檢驗頭的位置以將該電光傳感器元件固定至該檢驗頭、以及將該電光傳感器從該保持器轉移至該檢驗頭。
依照本新型的數個不同實施例，該自動處理使用 於液晶顯示器測試系統中的電光傳感器元件的電腦化技術，部分地亦包括，使該檢驗頭對準該保持器、垂直移動該檢驗頭朝向該保持器、以及垂直移動該保持器朝向該檢驗頭。於另一實施例中，該技術包括，於轉移該電光傳感器之前及之後，確認該電光傳感器元件存在於該檢驗頭及保持器上。於另一實施例中，該電光傳感器元件係放置於一容器中以防止人體接觸。
依照本新型的一個實施例，一種液晶顯示器測試系統部分地包括一或多個檢驗頭、一或多個保持器、一平台總成、一或多個電光傳感器元件、一夾鉗、以及一電腦控制系統。該等保持器係適於覆蓋該等電光傳感器元件。該平台總成係適於保持該保持器，及將該等電光傳感器元件從該等保持器轉移至該等檢驗頭。該夾鉗係適於將該等電光傳感器元件牢固至該等檢驗頭。
依照本新型的某些實施例，該平台總成更適於運載探針接觸總成。該等保持器係可調整於許多方向，而使得能夠調整該等電光傳感器元件至檢驗頭的平面。該等保持器具有垂直的順從性，以減少該等檢驗頭與電光傳感器元件之間任何殘餘的未校準。該等保持器包括一或多個校準基準。一於檢驗頭上的攝影機係適於查看該等校準基準使得能夠將該等保持器校準該攝影機。感測器係適於確認該等電光傳感器元件存在於及鄰近保持器中及檢驗頭上。該等感測器非必需地可為鄰近感測器及/或無線射頻識別讀取器。該夾鉗非必需地可為氣體驅動夾鉗。
依照本新型的一個實施例，一種清理液晶顯示器測試系統的電光傳感器的電腦化技術，部分地包括，將一有至少一個清理站的第一平台總成運送至一第二平台總成、移動該第二平台總成相關於該第一平台總成的位置、將電光傳感器元件定位於該清理站中、以及遞送一第一氣流以從電光傳感器元件的表面鬆脫並移除粒子。該第二平台總成部分地包括至少一個檢驗頭及至少一個電光傳感器元件。
依照本新型的某些實施例，該清理液晶顯示器測試系統的電光傳感器的電腦化技術，部分地亦包括，使該檢驗頭帶對準該清理站、垂直移動該檢驗頭朝向該清理站、垂直移動該保持器朝向該檢驗頭、及/或於開始清理過程之前確認該等電光傳感器元件鄰近該清理站。於其他實施例中，該氣流中的第一氣體部分地包括乾淨的乾燥空氣或氮氣、或離子化而能夠移除受靜電引力所吸引的粒子。
依照本新型的某些實施例，該清理液晶顯示器測試系統的電光傳感器的電腦化技術，部分地包括，從數個噴口將水排除，以及於排除水之後從一或多個噴嘴遞送空氣或一第二氣流而使該電光傳感器元件乾燥。該技術更部分地包括，使用一或多個設置於該檢驗頭上的校準基準以將該電光傳感器元件對準該清理站。該技術更部分地包括，於遞送該第一氣體之前，使用一或多個感測器以確認該電光傳感器元件鄰近該清理站。該技術更部分地包括，於遞送該第一氣體之前，使用該等感測器以確認該電光傳 感器元件鄰近該清理站。
依照本新型的某些實施例，該清理液晶顯示器測試系統的電光傳感器的電腦化技術，部分地包括，使該第一平台總成適於運載探針接觸總成。該技術更包括，藉由於數個方向調整該清理站，而調整該電光傳感器元件相對於該檢驗頭的平面。該技術更包括，藉由於該清理站中具有垂直順從性，而減少該檢驗頭與電光傳感器元件之間殘餘的未校準。
依照本新型的一個實施例，一種液晶顯示器測試系統部分地包括一檢驗頭、至少一個清理站、及一適於保持並移動該清理站的平台總成。該清理站係適於接受並覆蓋電光傳感器元件。該清理站部分地包括一或多個用於遞送第一氣流至該電光傳感器元件的表面以從其表面鬆脫並移除粒子的噴嘴。
依照本新型的某些實施例，於氣流中的第一氣體可為乾淨的乾燥空氣或氮氣、或離子化而能夠移除受靜電引力所吸引的粒子。該清理站部分地包括數個適於排除水的噴口、及適於在排除水之後遞送空氣或第二氣體而使該電光傳感器元件乾燥的噴嘴。該平台總成更適於運載探針接觸總成。該清理站係可調整於數個方向，使得能夠調整該電光傳感器元件相對於該檢驗頭的平面。該清理站具有具有垂直的順從性以減少該檢驗頭與電光傳感器元件之間殘餘的未校準。該清理站可部分地包括一或多個校準基準。該檢驗頭部分地包括一攝影機。該系統部分地包括一 或多個適於在遞送第一氣體之前確認該電光傳感器元件鄰近該清理站的感測器。
於本新型的一個實施例中，一種用於在測試中遠端調整液晶顯示器測試系統的電光傳感器元件與面板之間的距離的電腦化技術，部分地包括，於測試中將該電光傳感器元件定位於該面板上方、及遠端控制透過一或多個孔口所注入的氣體的流量及壓力。該氣流係使用於將該電光傳感器元件定位於距該面板已知的垂直距離中。
依照本新型的某些實施例，該用於在測試中遠端調整液晶顯示器測試系統的電光傳感器元件與面板之間的距離的電腦化技術，部分地亦包括，使用閉合迴路控制系統以調整垂直距離，直到一檢驗頭上的映像感測器上檢測到目標信號值。該技術部分地更包括，藉由選擇數個使用電磁閥而耦接至該等孔口的每一者的固定孔口流量控制閥中的一個，以控制於該等孔口的每一者的氣體的流量與壓力。該技術部分地更包括，於數個不同位置或於每一面板測試開始時執行該調整。該技術部分地更包括，首先選擇第一固定孔口流量控制閥、及視需要而選擇第二固定孔口流量控制閥。該第一孔口流量控制閥部分地包括一比該第二孔口流量控制閥較狹窄的孔口。
依照本新型的一個實施例，一種液晶顯示器測試系統部分地包括一電光傳感器元件、一或多個於該電光傳感器元件上用於注入氣體的孔口、及一適於控制氣體流量與壓力的電腦。氣體流量係使用於將該電光傳感器元件定 位於距一面板已知的垂直距離中。
依照本新型的某些實施例，該液晶顯示器測試系統部分地亦包括一適於自動調整該垂直距離直到映像感測器上檢測到目標信號值的閉合迴路控制系統。該檢驗頭係適於保持該液晶顯示器系統的電光傳感器元件。數個固定孔口流量控制閥係耦接至該等孔口的每一者，以控制氣體的流量與壓力。一電磁閥係耦接至該等固定孔口流量控制閥，並且係適於選擇該等固定孔口流量控制閥中的一個。一第一固定孔口流量控制閥部分地包括一比第二孔口流量控制閥較狹窄的孔口。另一實施例部分地包括一耦接於該等固定孔口流量控制閥與孔口的每一者之間以防止回流的止回閥。該電磁閥係適於首先選擇該第一固定孔口流量控制閥、並視需要而選擇該第二固定孔口流量控制閥。
10‧‧‧調變器
20‧‧‧調變器空氣軸承底座
40‧‧‧光學透鏡總成
60‧‧‧CCD攝影機
80‧‧‧照明器
100‧‧‧電壓映像光學系統
210‧‧‧TFT玻璃面板
220‧‧‧注入器
225‧‧‧感測回讀類比信號
230‧‧‧夾鉗
235‧‧‧調變器容納凹口
240‧‧‧漂浮板
250‧‧‧調變器底座
260‧‧‧無線射頻識別標籤
270‧‧‧無線射頻識別讀取器
300‧‧‧陣列測試系統
310‧‧‧升降器
320‧‧‧主龍門梁
330‧‧‧玻璃裝載機器人室
340‧‧‧環境室
350‧‧‧電子櫃
360‧‧‧探針組構站
370‧‧‧平鋪夾頭
400‧‧‧流程圖
405-460‧‧‧步驟
500‧‧‧自動調變器交換台
510‧‧‧前側探針桿
520‧‧‧(調變器)交換夾
530‧‧‧後側探針桿
540‧‧‧(調變器)清理站
610‧‧‧(接收器)環
620‧‧‧運載箱
630‧‧‧可調整基座
640‧‧‧自鎖螺帽
645‧‧‧O形環
650‧‧‧定位銷或校準銷
660‧‧‧校準瞄準圈
670‧‧‧調變器鄰近感測器
680‧‧‧調變器存在感測器
690‧‧‧箱感測器
700‧‧‧流程圖
702-732‧‧‧步驟
750‧‧‧流程圖
752-778‧‧‧步驟
800‧‧‧調變器清理站
810‧‧‧接收器環
820‧‧‧真空密封
830‧‧‧清理空間
840‧‧‧噴嘴
842‧‧‧螺線管
844‧‧‧螺線管
846‧‧‧清理氣流
850‧‧‧調正插針
860‧‧‧校準瞄準圈
870‧‧‧鄰近感測器
900‧‧‧流程圖
902-918‧‧‧步驟
1000‧‧‧空氣軸承控制空氣力學
1005‧‧‧飛行匣
1010‧‧‧流量控制閥
1015‧‧‧流量控制閥
1020‧‧‧流量控制閥
1025‧‧‧纜道
1030‧‧‧寬孔口
1035‧‧‧窄孔口
1037‧‧‧檢查閥
1050‧‧‧遠端空氣軸承自動控制
1055‧‧‧控制器
第1A圖為先前技藝中已知的調變器的示意圖；第1B圖為先前技藝中已知的電壓映像光學系統(VIOS)的示意圖；第2A圖為先前技藝中已知的調變器空氣軸承底座的前視圖示意圖；第2B圖為該先前技藝中已知的調變器空氣軸承底座的上視圖示意圖；第3圖為強調進入議題之先前技藝中已知的陣列測試系統的示意圖；第4圖為先前技藝中已知的調變器交換程序的流 程圖；第5圖為依照本新型的一個實施例的自動調變器交換台的示意圖；第6A及6B圖分別為依照本新型的一個實施例的調變器交換夾的前視及上視圖；第7A圖為敘述依照本新型的一個實施例而用於自動卸載調變器的序列的流程圖；第7B圖為敘述依照本新型的一個實施例而用於自動裝載調變器的序列的流程圖；第8A及8B圖分別為依照本新型的一個實施例的調變器清理站的前視及上視圖；第9圖為依照本新型的一個實施例而使用於自動清理調變器的序列的流程圖；第10A及10B圖顯示依照本新型的一個實施例的遠端空氣軸承控制空氣力學及自動控制的一些組件。
為了容易進入例如產生7檢驗頭及以後的大型陣列測試系統的檢驗頭，並且為了防止對操作員的傷害及對陣列測試系統中的設備、玻璃基體與電光傳感器元件的損害，本新型的實施例提供自動處理這類系統中的電光傳感器元件，部分地包括，裝載/卸載、清理、及藉由改進調整的準確性及重複性並降低執行此操作所需要的時間而調整空氣軸承。為達到上述目的，除了其他優點，本新型的實施例提供將於下文詳細敘述的(i)自動調變器交換器、(ii)自 動調變器清理站、及(iii)調變器空氣軸承的遠端調整。
自動調變器交換台(AME)
第5圖為依照本新型的一個實施例的自動調變器交換台500的示意圖。如同將於下文詳細敘述，除了其他優點，自動調變器交換台500藉由自動交換陣列測試系統上的電光傳感器元件，克服了進入的議題以及於傳統系統中的安全與損害風險。為達到此，自動調變器交換台500包括一些設置於在檢驗中傳達驅動面板的信號的龍門平台中的一個之上的交換夾。此等龍門平台係於此參照為探針桿(PB)，且適於運載在測試中遞送電驅動信號至面板的探針接觸總成。於一實施例中，每一陣列檢查器系統有兩個探針桿。該等調變器交換夾520係典型地放置於後側探針桿530，並定位在後側探針桿530的行程範圍的後側末端。以此組構，可以對操作員及設備的最小風險而將調變器放置於交換夾之中(或者於此參照為保持器)或從其中取回。該等交換夾的數量可取決於檢驗頭的數量。於一實施例中，每一頭有一個交換夾。於另一實施例中，具有比頭較少的交換夾。又於其他實施例中，有2個交換夾對應3個頭。
第6A及6B圖分別為依照本新型的一個實施例的調變器交換夾520的示意圖的前視及上視圖。調變器交換夾520係顯示為具有適於接收調變器10的接收器環610。於某些實施例中，交換夾520包括可接收調變器以防止人體接觸的第二調變器容器、保持器、或箱，例如運載箱620。接收器環610係定位於可調整基座630的頂部，可調整基座630可 於所有6個自由度中調整足夠的範圍(例如，多達250um)而使其與調變器放置於其中的每一空氣軸承底座共面。可藉由水平螺絲或螺栓及自鎖螺帽640的方式鎖固最後的調整。此外，接收器環藉由放置於環610與可調整基座630之間的O形環645的方式而具有固有的垂直順從性，允許其化去或減少該夾中的調變器的平面與調變器底座的平面之間任何殘餘的未校準。如所示，接收器環具有3個定位銷或校準銷650以準確地將調變器定位於該夾的內部，並防止調變器(或其運載箱620)於交換過程其間在該夾中的側向動作。
為了相對於檢驗頭而定位交換夾(及因此放置於其中的調變器)，一校準瞄準圈660(或者於此參照為校準基準或標記)係固定於該接收器環的每一側邊之上。可用一依附至該檢驗頭的側邊的光學攝影機而查看該校準標記。可根據所記錄的瞄準圈位置及光學攝影機系統的中央與調變器空氣軸承底座(即，檢驗光學儀器)之間(已知)的偏移，而調整牽涉該交換台的平台(於AC系統的實例中的VIOS X平台及後側探針桿龍門)的正確X、Y及θ位置。
一些設置於交換夾及檢驗頭上的感測器使得能夠監測交換過程並防止碰撞。於本新型的某些實施例中，係於每一夾上使用三個鄰近感測器。一參照為調變器鄰近感測器670的第一鄰近感測器感測調變器存在於該接收器環之中。一參照為調變器存在感測器680的第二鄰近感測器於裝載調變器時(例如，從調變器底座裝載於檢驗頭上)感測該調變器。一參照為箱感測器690的第二鄰近感測器感測交 換夾上的第二調變器容器、保持器、或箱(若使用)。此外，若每一調變器係裝備有其本身的無線射頻識別標籤，可使用檢驗頭上的無線射頻識別讀取器以確認調變器交換成功並於交換其間追蹤調變器。亦可使用調變器的感測回體類比信號以確認調變器交換成功。
第7A圖為敘述依照本新型的一個實施例而用於自動卸載調變器的序列的流程圖750。前側探針桿(未運載交換夾)可停放752於該系統的前側。運載該等檢驗頭的主要龍門可移動754至一預定縱向(Y-)交換位置，例如其行程的後側末端(此可使交換時間減至最少)。該龍門亦可維持於其目前的位置。該等帶有需要被交換的調變器的檢驗頭(固定於X/Z平台組合上)，係於Z-方向向上移動756至預定側向(X-)交換位置。此等X位置應對應該後側探針桿上的交換夾的X-位置。該Z-位置應對應使用於查看校準標記的攝影機的焦距，假定該等檢驗頭與交換夾之間沒有機械干涉。將後側探針桿(運載應為空的交換夾-此可使用鄰近感測器而確認758)移動至主要龍門的下方，並且記錄762該等校準標記的位置(若其等未落入使用於查看其等的光學攝影機的視野中，可使用764螺旋搜尋程序)。
基於所記錄的位置，可調整766該後側探針桿的Y方向、及θ或Z-位置與該等檢驗頭的X-位置。該等檢驗頭係降低768至交換位置高度(此可藉由如上文所敘述的存在感測器而判定770)，並將該調變器釋放772至交換夾之上。一旦使用存在感測器確認774該調變器存在於該夾之中，將 該等檢驗頭再次升起776，並且將該後側探針桿於Y方向移動至其行程的後側末端。操作員此刻可移除778已從檢驗頭上移除的調變器。
於某些實施例中，使用於攫取或釋放調變器的調變器底座夾鉗，係由一位於測試器放置於其中的環境室的外側的按鈕所驅動。
第7B圖為敘述依照本新型的一個實施例而用於自動裝載調變器的序列的流程圖700。於下文中，係假定已使用例如顯示於流程圖750中並於上文所敘述的序列而從檢驗頭上卸載調變器。參考第7B圖，係藉由首先選擇702一VIOS檢驗頭並從控制電腦的圖形使用者介面發出704自動交換序列而達到自動裝載一調變器。接著，該等檢驗頭及後側探針桿軸移動706至一為了裝載/卸載進入(類似上述的卸載步驟1-3)而預先定義的位置。操作員安裝並校準708該調變器對齊容器進入後側探針桿上對應的交換夾。操作員離開710該系統的封閉體，並於安全時繼續該過程序列。
接著，該系統使用感測器自動檢查712調變器存在於交換夾之中。若調變器未存在於該夾之中，該過程序列中止732。若感測器成功檢測到調變器位於該夾之中，後側探針桿龍門移動714至主要龍門下方的一預先定義的交換位置。接著，該系統使用夾上的校準標記及檢驗頭上的光學攝影機以自動校準716該檢驗頭、主要龍門、及後側探針桿(類似上述的卸載步驟4)。若自動校準失敗，該過程序列中止732。若自動校準為成功的，該檢驗頭漸漸地下降718 至交換高度(類似上述的卸載步驟5)。為了將調變器固定至該檢驗頭，該系統使用感測器檢查720該調變器是否鄰近。若鄰近檢查720失敗，該過程序列中止732。若該鄰近檢查成功，操作員遠端驅動檢驗頭上的調變器底座上的調變器夾鉗，以從該夾攫取772該調變器。
接者，該系統使用感測器自動確認724以確定該調變器係成功地由該檢驗頭鉗緊。若鉗緊檢查724失敗，該過程序列中止732。若成功地鉗緊該調變器，升起該檢驗頭726。接著，該等檢驗頭及探針桿軸移動728至為了裝載/卸載進入而預先定義的位置。接著，操作員進入730該系統的封閉體以從後側探針桿龍門中移除空的容器。
整個調變器交換過程係由電腦所控制。至少有三個主要用作控制軟體的組件，即運動控制、校準、及使用者介面。該軟體的運動控制組件確保該等牽涉到為了於正確序列交換而移動至正確位置的軸。該運動控制亦牽涉防止一軸與另一軸碰撞的連鎖。該軟體的校準控制判定校準瞄準圈相對於光學攝影機視野中心的偏移，並據以判定用於調變器交換的平台位置的修正。該軟體的使用者介面組件使得使用者能夠安全地對於每一頭操作交換過程(例如，運動、校準、裝載/卸載)的不同平台。
自動調變器清理站(AMCS)
傳統清理AC系統中的調變器牽涉到從其底座移除該調變器；以溶劑吸入式光學擦拭清理並將其再次放回。
依照本新型的一個實施例的自動調變器清理站 藉由能夠實行清理陣列測試系統上的電光傳感器元件的自動技術，克服了進入的議題以及目前手動程序固有的安全與損害的風險。第8A及8B圖分別為依照本新型的一個實施例的調變器清理站540的示意圖的前視及上視圖。調變器清理站800包括一適於從檢驗頭接收調變器10的接收器環810、以及一或多個適於連續或脈衝注入可鬆脫因靜電引力而存在於表面之粒子的離子化空氣或N2的噴嘴840。於清理操作以後，該清理站係藉由放置於接收器環與調變器10之間的清理空間830的真空密封820的方式而保持於負壓，藉此移除透過離子化所鬆脫的任何粒子。係透過線式離化器(inline ionizer)及噴嘴840而提供離子化空氣；係透過分離孔口(未顯示)而提供真空。可藉由電腦控制的螺線管842及844分別開啟或關閉空氣(或N2)及真空的供應。清理氣流846的方向係由第8A圖中的粗箭頭所指示。此外，具有無塵室捲布輥的擦淨器可安裝於自動調變器清理站中，以擦拭該調變器的檢測表面。或者，可藉由安裝於清理站中的噴口所提供的去離子水並接著使用相同站中的噴嘴所提供的(加熱過的)乾淨乾燥空氣或氮氣以乾燥之方式，而完成清理該調變器。
該等清理站可相似於該調變器交換夾。於一實施例中，該等清理站包括調正插針850、校準瞄準圈860、及鄰近感測器870。本新型的某些實施例包括多數個清理站540，如同第5圖中所例示說明。本新型的某些實施例包括相同數量的清理站及檢驗頭。於某些實施例中，執行清理 作業的組件可整合於調變器交換夾之中。又於其他實施例中，使用於清理的組件係與使用於交換調變器的組件分離，並且固定於前側探針桿(第5圖中的元件510)上。
第9圖為為依照本新型的一個實施例而使用於自動清理調變器的序列的流程圖900。如同第9圖中所例示說明，係藉由選擇902將被清理的VIOS頭、並從控制電腦的圖形使用者介面發出904自動清理序列，而完成清理一調變器。該清理過程的操作序列係相似於交換過程。
該後側探針桿(為運載清理站)停放於該系統的後側。該等具有所選擇的調變器的檢驗頭(其固定於主要龍門上的X/Z平台組合之上)於Z-方向往上移動至預定的側向(X-)”清理”位置。此等X位置對應於該前側探針桿上的清理夾的X-位置。該Z-位置對應於使用於查看校準標記的攝影機的焦距，假定該等檢驗頭與清理站之間沒有機械干涉。該主要龍門可移動至一例如前側探針桿上方的預定的”清理”位置，或者可保持於其目前的位置。該前側探針桿(運載交換夾)移動906至該主要龍門的下方(若尚未於該處)，並且記錄該等校準標記的位置(若未落入使用於查看其等的光學攝影機的視野中，可使用螺旋搜尋程序)。於自動校準908期間，可基於所記錄的位置以調整該前側探針桿的Y及θ位置與該等檢驗頭的X-位置。若自動校準失敗，該過程序列中止918。若自動校準為成功的，該等檢驗頭漸漸地下降910至清理站之中。接著，該系統檢查912固定至清理站的調變器是否鄰近(此可藉由如上文所敘述的存在感測器 而判定)，但並未鬆開該調變器。若鄰近檢查912失敗，該過程序列中止918。若鄰近檢查成功，清理過程開始914。於清理完成之後，檢驗過程正常地重啟916。
注意到，如同於交換的實例中，整個過程係由電腦所控制，包括牽涉到清理的空氣與真空的驅動與時間安排。
調變器空氣軸承的遠端調整
依照本新型的一個實施例，係藉由使用兩個固定孔口流量控制閥(一個有窄的孔口，另一個有寬的孔口)而能夠遠端控制每一注入器的流量，以克服進入的議題及目前手動程序所固有的安全與損害的風險。於每一注入器，係透過專用電磁閥逆流而完成孔口的選擇。相較於現有的設計，每一注入器通道中的空氣流量的範圍可因此增加，並且可於電腦控制之下而於流過對應的寬孔口與窄孔口之高流量範圍與低流量範圍之間遠端切換。本新型的一實施例中的遠端空氣軸承控制空氣力學與自動控制的詳細內容係分別顯示於第10A及10B圖中。可藉由透過軟體控制該等孔口及空氣壓力，而細微地調整該調變器在測試中於面板上的高度。此調整可由操作員遠端地實行，或者可於沒有操作員介入的情況下自動化操作。演算法反覆地以小的增加量增加或減少空氣軸承的壓力，直到達到間隙目標為止。演算法首先選擇通過窄孔口的低空氣流量以判定是否達到該間隙目標，並且視需要而選擇用於高空氣流量的寬孔口以增加空氣流量而達到該目標。因此，氣流可使用於將電 光傳感器元件定位於距該面板已知的垂直距離中。使用此自動化形式，使得能夠於不同位置或於每一受測試面板開始時(例如於每一面板的第一地點，而非僅僅於面板的每一板在該板包括多數個面板之處的第一地點)實行更頻繁的空氣軸承調整，且能夠於該板上實行更準確的間隙控制並最佳化調變器的使用壽命。
第10A圖顯示依照本新型的一個實施例的遠端空氣軸承控制空氣力學1000。飛行匣(flight drawer)1005提供3個耦接至分別的流量控制閥1010、1015及1020的注入器流線A-C，該等流量控制閥1010、1015及1020透過穿過纜道(cable track)1025之分別的寬或窄孔口線而各自耦接至分別通道的空氣流。每一氣流通道的一對線路係耦接通過電壓映像光學系統100中的分別的寬及窄孔口1030及1035，並透過空氣聯結器耦接至調變器底座20上分別的流線A-C。該飛行匣對每一注入器通道提供一遠端控制壓力範圍。每一通道中的壓力係饋入導引加壓空氣至分別對應高或低空氣流量範圍的寬或窄固定孔口的流量控制閥。來自固定孔口的流量係接著導引至保持調變器的調變器底座。空氣接著流入調變器空氣軸承噴嘴A、B及C。每一孔口的順流檢查閥1037係使用於隔離每一注入器通道中未使用的寬或窄接腳，以防止額外的回流空氣量，不影響空氣軸承的剛性。
第10B圖顯示依照本新型的一個實施例的遠端空氣軸承自動控制1050。Delta-Tau 34AA-2控制器1055藉由驅動流量控制閥1010、1015及1020之分別的光隔離功率電 晶體1060-1070，耦接控制信號A-C及類比接地(AGND)至每一電壓映像光學系統100的一組飛行組件。係從飛行匣提供+V電源至每一流量控制閥。每一流量控制閥一般係適於耦接來自飛行匣1005的空氣流至窄孔口，除非啟動三個控制信號A-C的其中一個以發送空氣流至寬孔口。
100‧‧‧電壓映像光學系統
310‧‧‧升降器
320‧‧‧主龍門梁
330‧‧‧玻璃裝載機器人室
340‧‧‧環境室
350‧‧‧電子櫃
360‧‧‧探針組構站
370‧‧‧平鋪夾頭
500‧‧‧自動調變器交換台
510‧‧‧前側探針桿
520‧‧‧(調變器)交換夾
530‧‧‧後側探針桿
540‧‧‧(調變器)清理站

Claims (23)

  1. 一種液晶顯示器(LCD)測試系統，包含：一或多個檢驗頭；一或多個適於收容一或多個電光傳感器元件(electro-optical transducer element)的保持器；一適於保持該一或多個保持器的平台總成，該平台總成更適於使用一電腦控制系統將該一或多個電光傳感器元件從該一或多個保持器轉移至該一或多個檢驗頭；以及一適於將該一或多個電光傳感器元件牢固至該一或多個檢驗頭的夾鉗。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該平台總成更適於運載探針接觸總成。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該一或多個保持器於複數個方向係為可調整，而能調整該一或多個電光傳感器元件至該一或多個檢驗頭的平面。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該一或多個保持器具有一垂直順從性，以減少該一或多個檢驗頭與該一或多個電光傳感器元件之間任何殘餘的未校準(misalignment)。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該一或多個保持器包括一或多個校準基準(alignment fiducial)，且其中一設置於該一或多個檢驗頭上的攝影機係適於查看該等校 準基準，而能將該一或多個保持器校準該攝影機。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該系統更包含一或多個感測器，其係適於確認該一或多個電光傳感器元件存在於及鄰近該一或多個保持器之中及該一或多個檢驗頭之上。
  7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該一或多個感測器為鄰近感測器及/或無線射頻識別(RFID)讀取器。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該夾鉗為一氣體驅動夾鉗。
  9. 一種液晶顯示器(LCD)測試系統，包含：一檢驗頭；至少一個適於接受並收容一電光傳感器元件的清理站；以及一適於保持並移動該至少一個的清理站的平台總成，其中該至少一個的清理站包含一或多個噴嘴，其係用以遞送一第一氣流至該電光傳感器元件的表面，以從該電光傳感器元件的表面鬆脫並移除粒子。
  10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該第一氣流中的一氣體係從由乾淨的乾燥空氣及氮氣所組成的群組中選擇。
  11. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該第一氣流係遭離子化，而能移除受靜電引力所吸引的粒子。
  12. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該至少一個的清理站包含複數個噴口及噴嘴，該等噴口係適於排除水 (dispense water)，該等噴嘴係適於在排除水之後遞送空氣或一第二氣體而使該電光傳感器元件乾燥。
  13. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該平台總成更適於運載探針接觸總成。
  14. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該至少一個的清理站於複數個方向係為可調整，而能相對於該檢驗頭調整該電光傳感器元件的平面。
  15. 如申請專利範圍第14項之系統，其中該至少一個的清理站具有一垂直順從性，以減少該檢驗頭與該電光傳感器元件之間殘餘的未校準(misalignment)。
  16. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該至少一個的清理站包含一或多個校準基準(alignment fiducial)，其中該檢驗頭包含一攝影機。
  17. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該系統包含一或多個感測器，其係適於在遞送該第一氣流之前確認該電光傳感器元件鄰近該至少一個的清理站。
  18. 一種液晶顯示器(LCD)測試系統，包含：一電光傳感器元件；設置於該電光傳感器元件上用於注入一氣體的一或多個孔口；以及一適於控制該氣體的流量與壓力的電腦，該氣體流量係使用於在測試中將該電光傳感器元件定位於距一面板已知的一垂直距離中。
  19. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該液晶顯示器系統 更包含一閉合迴路控制系統，適於自動調整該垂直距離，直到一映像感測器上檢測到目標信號值為止，而該映像感測器係設置於一適於保持該液晶顯示器系統的該電光傳感器元件的檢驗頭上。
  20. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該液晶顯示器系統更包含：耦接至該一或多個孔口的每一者以控制該氣體的流量與壓力的複數個固定孔口流量控制閥；以及一耦接至該等複數個固定孔口流量控制閥的電磁閥，該電磁閥係適於選擇該等複數個固定孔口流量控制閥中的一個。
  21. 如申請專利範圍第20項之系統，其中該等複數個固定孔口流量控制閥中的一第一者包含有較該等固定孔口流量控制閥中的一第二者之孔口更為狹窄的一孔口。
  22. 如申請專利範圍第21項之系統，其中該電磁閥係適於首先選擇該等複數個固定孔口流量控制閥中的該第一者，並視需要而選擇該等複數個固定孔口流量控制閥中的該第二者。
  23. 如申請專利範圍第20項之系統，其中該液晶顯示器系統更包含：耦接於該等複數個固定孔口流量控制閥的每一者與該一或多個孔口之間以防止回流的一止回閥。
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