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對(duì)平板顯示(FPD)的主動(dòng)元件進(jìn)行特征分析類似于半導(dǎo)體集成電路的測試。然而，為了能夠最優(yōu)化地提高LCD、OLED和LEP測試的速度和精度，需要對(duì)現(xiàn)有的參數(shù)測試系統(tǒng)、連接電纜和測試方法進(jìn)行適當(dāng)修改。
無序列硅LCD測試 應(yīng)解決超低電流測量問題
無序列硅(a-si)，主動(dòng)矩陣液晶二極管(AMLCD)的傳統(tǒng)技術(shù)，它仍然主導(dǎo)著一些市場，比如移動(dòng)電話、桌面顯示器以及大部分的TV。盡管a-si薄膜晶體管(TFT)比新一代的低溫硅聚合物(LTPs)LCD的速度更小，體積更大，需要更多的外部電路，現(xiàn)在在其第五代和第六代產(chǎn)品中，使用a-si基底技術(shù)來制造更大的顯示器，制造商們?nèi)栽谂で鬁p少成本的方法。
成本是主要考慮的因素，所以產(chǎn)品測試時(shí)間必須減到最少，一般地在產(chǎn)品階段需要測試的參數(shù)是：Id-Vg曲線掃描、開啟電壓Vth、正向電流、漏電流IL、開關(guān)(響應(yīng))時(shí)間、觸點(diǎn)阻抗和電容。
這些測量是在LCD平板的外邊緣周圍數(shù)個(gè)測試元素組(TEGs)上進(jìn)行的。有時(shí)，也測量一些工作像素以檢查In-dium/Tin氧化物(ITO)導(dǎo)電層的特性。
典型的系統(tǒng)包括確認(rèn)FPD中的主動(dòng)元件部分特性，它包括DC源測量單元(源表)、開關(guān)矩陣(可以使用一套設(shè)備測試多個(gè)器件)、探針臺(tái)和電纜連接。由于平板的巨大尺寸，F(xiàn)PD產(chǎn)品測試設(shè)備也是相當(dāng)大的，并且是高度自動(dòng)化的。
LCD-TFT的參數(shù)特性要求能夠?qū)μ幱贠FF狀態(tài)下的漏電流進(jìn)行高度靈敏的測試。如果開啟電壓和漏電流太高，會(huì)對(duì)影像產(chǎn)生重要影響，所以電流必須要測至fA量級(jí)。柵極漏電流對(duì)器件性能的影響也是重要的，和其他低電流現(xiàn)象一樣。
還有一種常見現(xiàn)象，當(dāng)配置好一套FPD特征系統(tǒng)后，測試者往往對(duì)DC參數(shù)儀器比較關(guān)注，而忽略了系統(tǒng)的其他部分，比如電纜、探針卡等。事實(shí)上，這些部分成了噪聲最主要的來源。
對(duì)于超低電流測量，具備一套高度集成的參數(shù)特征分析系統(tǒng)是非常重要的，不僅包括測量系統(tǒng)，也包括測試夾具、探針臺(tái)、開關(guān)系統(tǒng)、連接、電纜接地和屏蔽等方方面面。即使系統(tǒng)裝好之后，下面這些因素依然影響著測量噪聲，精度和測試速度：電纜和寄生電容、分流阻抗、接地/屏蔽/保護(hù)、開關(guān)矩陣的漂移和漏電、探針卡和測試頭設(shè)計(jì)、儀器噪聲和設(shè)置時(shí)間及環(huán)境電氣噪聲等。
低溫聚合硅顯示 要求更多測試
早期的聚合石英硅要求有高的沉積溫度，然而這對(duì)于在玻璃上LCD的制造是不切實(shí)際的。然而，今天的LTPS技術(shù)已經(jīng)克服了制造中的很多問題，其固有的較高速度給顯示技術(shù)帶來了可以看見的好處。玻璃上p-si技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在同一工藝過程中也能生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)切片，這節(jié)省了成本和空間，改善了可靠性。作為低溫p-si顯示技術(shù)發(fā)展所帶來的低成本生產(chǎn)技術(shù)，它將繼續(xù)在尖端技術(shù)和市場份額中占有一席之地。它們迅速發(fā)展，成為具有高附加值的顯示器。這些"在玻璃上的系統(tǒng)"的FPD功耗小，會(huì)產(chǎn)生更明亮的圖像，具有較快的響應(yīng)速度、更高的分辨率，對(duì)外部電路要求較少。
LTPs顯示要求能有更多的測試，因?yàn)樗鼈円肓似渌目刂破骷⑶乙谝曨l下操作。這些測試包括驅(qū)動(dòng)器IC上的測量帶有時(shí)鐘信號(hào)的數(shù)字測試、高頻率操作下的檢測等。因此，和傳統(tǒng)的a-si產(chǎn)品比較起來，要能夠有更高的測試速度。假設(shè)p-si主動(dòng)器件相對(duì)較小，并且經(jīng)常是在較低電流下工作，測試它們可能要求有更高的靈敏度。此外，在p-siFPD上進(jìn)行類似的參數(shù)測試，會(huì)遇到在a-si測試中同樣的問題。然而，其他的信號(hào)源和儀器使得LTPs測試系統(tǒng)的集成成為了一個(gè)問題。這包括參數(shù)測試儀接口問題、同步問題以及軟件兼容性問題。
有機(jī)發(fā)光(OEL)FPD材料 評(píng)估很關(guān)鍵
光發(fā)射聚合物(LEP)器件是在布魯赫斯大學(xué)和英國劍橋大學(xué)的工作人員在研究大分子聚合物技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。這種技術(shù)主要用在小面積及低速/分辨率的應(yīng)用。聚合物顯示的主要優(yōu)點(diǎn)是它能夠?qū)⑼繉痈采w在玻璃基底上。在某些情況下，將感光物質(zhì)加入到薄膜中，因此，理論上非常容易做成簡單的、低成本的主動(dòng)矩陣顯示。
OLED器件是基于Kodak公司的小分子技術(shù)發(fā)展起來的，它與大部分半導(dǎo)體工藝流程技術(shù)是相同的，但是遠(yuǎn)比LEP制造復(fù)雜。然而，它們是高信息容量的弄潮兒，比如寬頻顯示器、監(jiān)視器、TV等。在這些應(yīng)用中，它們幾乎取代了LCD，因此，有很多研究者和公司熱衷于此項(xiàng)技術(shù)。
材料壽命仍然是限制OELFPD技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素，所以測試集中于評(píng)估材料、工藝過程以及光輸出與工作壽命的關(guān)系。在產(chǎn)品生產(chǎn)和過程期間，器件特性測試系統(tǒng)能夠有助于生產(chǎn)者為提高產(chǎn)量和質(zhì)量而對(duì)工藝進(jìn)行修正。與OLED測試有關(guān)的一個(gè)問題是這些系統(tǒng)中的較高的電容值。盡管很多測量與AMLCD器件相同，但在測試過程中必須在不額外增加測試時(shí)間的情況下處理這個(gè)電容。而且，如果OELFPD像素是主動(dòng)發(fā)光器件，在DC和脈沖DC工作的條件下確認(rèn)LIV特性，會(huì)增加測試的復(fù)雜性。
相關(guān)鏈接 FPD的發(fā)展趨勢
FPD的制造商們正在著重于新技術(shù)的應(yīng)用以滿足市場應(yīng)用的需要。顯示技術(shù)從無序列的LTPs、LCD顯示器發(fā)展到高能發(fā)射的有機(jī)OLED，這些高速發(fā)展的技術(shù)帶來了高附加值的產(chǎn)品，但也增大了投資成本，目的是縮短進(jìn)入市場的時(shí)間，啟動(dòng)新的產(chǎn)品線，同時(shí)提高產(chǎn)量，所有這些均要求不管是在研發(fā)和生產(chǎn)階段，儀器系統(tǒng)要能夠進(jìn)行有效率的測試，為更高的產(chǎn)量和精度提供保障。 |
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