CN100374869C - 用于测试液晶显示器件的装置及其测试方法 - Google Patents

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Abstract

用于测试液晶显示器件的装置及其测试方法。一种用于测试液晶显示(LCD)器件的装置包括：待测试的TFT(薄膜晶体管)阵列基板；安装在所述薄膜晶体管阵列基板上方的调制器，该调制器包括透明基板和电泳膜；以及安装在所述调制器上方的相机，用于观察图像的亮度。

Description

用于测试液晶显示器件的装置及其测试方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器件，具体地，涉及一种用于测试液晶显示器件的装置和测试方法，其适用于大尺寸的液晶显示器件并且能够缩短测试时间。
背景技术
对各种便携式电子器件(例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、以及笔记本计算机)的需求的增长增加了对重量轻、外形薄的小平板显示器件的需求。这种平板显示器件包括液晶显示(LCD)器件、等离子体显示板(PDP)器件、场致发射显示(FED)器件、以及真空荧光显示(VFD)器件。在这些不同器件中，因为LCD器件的大规模生产技术简单、驱动系统容易、并且图像质量高，所以LCD器件得到了积极的发展。
LCD器件包括：下基板、上基板、以及形成在这两个基板之间的液晶层。下基板是驱动器件阵列基板，包括多个像素。在每个像素中形成诸如薄膜晶体管的驱动器件。上基板是滤色器基板，包括用于实现实际颜色的滤色器层。另外，分别在下基板和上基板上形成像素电极和公共电极，并在像素电极和公共电极上设置用于配向液晶分子的配向膜。
通过沿着基板的外边缘形成的密封剂将下基板和上基板连接在一起。形成在上基板和下基板之间的间隔物(spacer)保持均匀的单元间隙(cell gap)。通过形成在下基板上的驱动器件驱动液晶分子，其中对穿过液晶层透射的光的量进行控制以显示图像。
在具有这种结构的LCD器件中，通过用于形成驱动器件的驱动器件阵列基板工艺来形成下基板，通过用于形成滤色器的滤色器基板工艺来形成上基板。
在驱动器件阵列基板工艺中，形成设置在下基板上的多条选通线和多条数据线，它们交叉以限定像素区。在每个像素区都形成薄膜晶体管，即与选通线和数据线相连的驱动器件，之后，形成与该薄膜晶体管相连的像素电极，从而当通过薄膜晶体管向其施加信号时驱动液晶层。
另外，在滤色器基板工艺中，在上基板上形成黑底，随后在其上形成滤色器，然后最后形成公共电极。
之后，通过间隔物和密封剂形成工艺将两个基板连接在一起，然后将连接的基板分割为多个板单元，由此完成液晶显示板。
在连接两个基板之前，另行执行测试处理以检测缺陷，例如薄膜晶体管的短路或者断路，以及形成在薄膜晶体管(TFT)阵列基板上的线之间的短路或者断路。
图1是表示用于测试TFT阵列基板的方法的示意图。
如图所示，用于测试TFT阵列基板的装置1包括：待测试的TFT阵列基板10；安装在TFT阵列基板10上方的调制器(modulator)35；以及安装在调制器35上方的相机40。
调制器35包括在一基板20和反射板33之间注入的聚合物散布型液晶(PDLC)层30，在基板20上形成有透明电极31。由液晶滴形成PDLC层30，通过将液晶与聚合物混和、并随后向该混和物发射紫外线而使液晶与聚合物分离，从而获得所述液晶滴。PDLC层30由包括树脂和硬化剂的环氧树脂制成。由透明电极31和像素电极11之间的电压差来驱动PDLC层30，透明电极31形成于调制器35的基板20上，而像素电极11形成于TFT阵列基板10上。
如果不向PDLC层30施加电压，则液晶滴为随机排列，从而散射入射光。因此，在相机40中观察到暗色图像。相反地，如果向透明电极31和像素电极11施加电压，则PDLC层30的液晶滴中的液晶分子排列为与电场平行，从而利用反射板33反射入射光并透射所反射的光。因此，在相机40中看到亮色图像。由此，通过改变像素电极11和透明电极31之间的电压可改变相机观察到的所显示的图像的亮度，其中像素电极11形成于TFT阵列基板10上，透明电极31形成在调制器35中。
当在TFT阵列基板10出现诸如断路或短路的缺陷时，通过相机观察，该区域中的图像亮度不同于其它区域中的图像亮度，使得缺陷容易被检测。
然而，具有这种结构的用于测试TFT阵列基板的现有技术的装置有很多问题，包括以下：
首先，因为用于现有测试装置的调制器35具有由交替层压的TiO2和SiO2形成的反射板，所以制造大尺寸的调制器很困难。因此，为了测试TFT阵列基板的整个表面，必须移动调制器来反复执行测试。由于这个原因，需要很长时间来完成测试，并且该调制器不适于大尺寸的液晶显示器件。
另外，调制器35与TFT阵列基板10保持大约10～20μm的距离。当在TFT阵列基板10工艺中使用有机钝化层以确保孔径比时，在该基板的表面可能形成凸起。如果调制器的反射板与该凸起接触，则损坏反射板。从而，必须以新调制器来更换该调制器，因此增加了成本。
发明内容
本发明的一个优点是提供了一种用于测试液晶显示器件的装置，该装置通过在用于测试TFT阵列基板的测试装置的调制器中使用诸如MEP(Microencapsulated Electrophoretic，微封装电泳)膜的电泳膜代替PDLC层，从而适于大尺寸液晶显示器件并能够缩短测试时间。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如在此具体实施和广义说明的，提供了一种用于测试液晶显示器件的装置，其包括：待测试的TFT(薄膜晶体管)阵列基板；安装在TFT阵列基板上方的调制器，该调制器包括形成在透明基板下表面上的透明电极和所述透明电极下表面上的MEP(微封装电泳)膜；以及安装在调制器上方的相机，用于观察图像的亮度。
另外，还包括用于向调制器发射光的光源，并且TFT阵列基板包括：透明基板；在透明基板上水平和垂直设置的多条选通线和多条数据线，用以限定像素；形成在选通线和数据线的各个交叉处的薄膜晶体管；以及形成在各像素区并与所述薄膜晶体管电连接的像素电极。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如在此具体实施和广义说明的，提供了一种用于测试液晶显示器件的装置，其包括：待测试的TFT(薄膜晶体管)阵列基板；安装在TFT阵列基板上方的调制器，该调制器包括形成在一透明基板的下表面上的透明电极和在所述透明电极的下表面上的电子纸(electronic paper)，所述电子纸是通过将多个球与聚合物粘合剂混合来获得的；以及安装在调制器上方的相机，用于测量图像的亮度。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如在此具体实施和广义说明的，提供了一种用于测试液晶显示器件的方法，其包括：制备包括第一透明电极的测试基板；布置一调制器，其位于距测试基板预定间隔处，并包括在透明基板的下表面上第二透明电极和在所述透明电极的下表面上的具有电子墨水(electronic ink)的MEP膜；向调制器发射光；在第一透明电极和第二透明电极之间施加电压；利用第一透明电极和第二透明电极之间的电压根据极性使电子墨水分为上侧和下侧；以及由相机来观察由分为上侧和下侧的电子墨水所反射或者吸收(未反射)的光的亮度。
如上所述，本发明提供了一种用于测试TFT阵列基板的装置，其包括调制器及其测试装置，该调制器具有诸如MEP(微封装电泳)膜或者电子纸的电泳膜。
电泳膜具有这样的特性：外部电场可使极性不同的粒子组分离，并且，本发明中的调制器使用包括白色粒子和黑色粒子的电泳膜，例如MEP膜或者电子纸。
根据本发明的测试装置的调制器的优点在于，因为能够制造大尺寸的调制器，所以可以容易地对大尺寸LCD器件进行测试，并且可以缩短测试时间。用于现有技术的调制器的PDLC层需要由交替层压TiO2和SiO2制造的特殊反射板，这导致难以制造大尺寸的调制器，与该PDLC层相比，本发明中使用的电泳膜(即MEP(微封装电泳)膜或者电子纸)因为其自身优异的反射特性而不需要反射板，从而可以制造大尺寸的调制器。
在以下结合附图对本发明的详细说明中，本发明的上述和其它特征、方面和优点将更加明显。
附图说明
为进一步理解本发明而提供的附图被并入且构成本申请的一部分，其示出了本发明的实施例，并且与文字说明一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是表示现有的用于测试液晶显示器件的装置的示意图；
图2是表示根据本发明一个实施例的用于测试液晶显示器件的装置的示意图；
图3是详细表示TFT阵列基板的图；
图4是详细表示测试装置的调制器的图；
图5是详细表示调制器的MEP膜的图；
图6是表示本发明另一实施例的图；以及
图7A和7B是表示电子纸的驱动的图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的实施例，其示例在附图中示出。
图2至3示出了本发明的一个实施例，其中图2是表示根据本发明的测试装置的示意性剖面图，图3是TFT阵列基板的平面图。图4是详细表示测试装置的调制器的图，图5是表示当接收到电场时在调制器的MEP膜内部产生的对电子墨水的驱动的图。
首先，如图2所示，根据本发明一个实施例的用于测试LCD器件的装置100包括：待测试的TFT阵列基板110、包括MEP膜(微封装电泳膜)130的调制器135、以及用于观察调制器135的亮度的相机140。
如图3所示，TFT阵列基板110包括：选通线104和数据线106，它们被水平和垂直地设置以限定像素101；以及形成在选通线104和数据线106的各个交叉处的TFT(薄膜晶体管)。该TFT包括：与选通线104相连的栅极103；形成于栅极103上的半导体层108，当向栅极103施加扫描信号时激活该半导体层108；以及形成于半导体层108上的源极/漏极。在像素101的显示区形成像素电极111，像素电极111与源极105a和漏极105b相连，以当半导体层108激活时通过源极105a和漏极105b接收扫描信号而操作液晶(未示出)。这里，像素电极111由透明导电材料(例如ITO(铟锡氧化物)或者IZO(铟锌氧化物))制成，以下将像素电极111称为第一透明电极。
在具有这种结构的LCD器件中，TFT的源极105a和漏极105b与像素中形成的像素电极111电连接，当通过源极105a和漏极105b向像素电极111施加信号时，驱动液晶，从而显示图像。
如图4所示，对于调制器135，在由玻璃或者塑料制成的透明基板120上形成第二透明电极131，可以以与TFT阵列基板110的第一透明电极111的材料相同的材料来制成第二透明电极131，并在其上形成MEP膜130。另外，可以在MEP膜130的表面上设置用于保护MEP膜130的保护膜137。
MEP膜130的一个优点是，电子墨水在聚合物粘合剂132中形成微胶囊(capsule)133，分布在微胶囊133中的电子墨水包括白色颜料133a和黑色颜料133b。
如图5所示，白色颜料133a和黑色颜料133b分别具有正(+)电荷特性和负(-)电荷特性，白色颜料133a带正电(+)，而黑色颜料133b带负电(-)。因此，如果向第一透明电极111和第二透明电极131施加电压，则由在这两个电极111和131之间产生的电场使得白色颜料133a和黑色颜料133b分离。例如，如果对第一透明电极111施加负(-)电压，而对第二透明电极131施加正(+)电压，则使得带有正(+)电荷的白色颜料133a向第一透明电极111移动，而带有负(-)电荷的黑色颜料133b向第二透明电极131移动。相反地，如果对第一透明电极111施加正(+)电压，而对第二透明电极131施加负(-)电压，则使得白色颜料133a向第二透明电极131移动，而黑色颜料133b向第一透明电极111移动。可以改变黑色颜料133b和白色颜料133a的极性。
如上所述，如果在第一透明电极111和第二透明电极131之间插入了极性不同的白色颜料133a和黑色颜料133b的情况下向这两个电极111和131之间施加电场，则极性相同的颜料聚集在一起，从而将黑色颜料和白色颜料分别分离到微胶囊133的上侧和下侧。
本发明致力于使用电子墨水的这些特性来测试TFT阵列基板。即，在对TFT阵列基板110的第一透明电极111施加正(+)电压而对调制器135的第二透明电极131施加负(-)电压的情况下，通过相机140观察到亮图像，这代表像素的正常工作。这是因为具有正(+)电荷的白色颜料133a朝着第二透明电极131分布，而白色颜料133a反射外部的光。
另外，因为可以将MEP膜130和调制器135连接或者拆卸，所以可以更换MEP膜130和调制器135以对应于待测试基板的尺寸。即，可以将适合于测试基板的尺寸的MEP膜130和调制器135连接到测试基板上。
通过简单的测试装置的程序变化即可不需更换调制器135而容纳各种尺寸的测试基板。即，在选择MEP膜130以适于最大的测试基板110的尺寸之后，每当测试基板从一个尺寸变为另一个时就对测试装置的程序进行控制。由此，可以不更换调制器就容纳各种尺寸的TFT阵列基板。
如上所述，在本发明中，在TFT阵列基板110的第一透明电极111和调制器135的第二透明电极131之间插入电子墨水，该电子墨水包括吸收光的黑色颜料133b和反射光的白色颜料133a，并且黑色颜料133b和白色颜料133a彼此电分离，从而可以通过由相机140观察的图像亮度来执行对LCD器件是否正常工作的测试。除电子墨水之外，在调制器135中还可以使用任何类型的电泳膜，只要该电泳膜具有相反的极性，并且同时反射光和吸收光。例如，也可以使用包括多个小球的电子纸，每个球都是一半为白面另一半为黑。
图6表示使用电子纸的本发明第二实施例。如图所示，根据本发明第二实施例的调制器235使用电子纸230。通过将多个球233与聚合物粘合剂232混和来获得电子纸230，每个球都在一半具有白色粒子233a而在另一半具有黑色粒子233b。白色粒子233a带有负(一)电荷，而黑色粒子233b带有正(+)电荷。
如图6所示，当不在第一透明电极211和第二透明电极231之间施加电场时，与聚合物粘合剂232相混和的球233被设置为其白色粒子233a和黑色粒子233b随机排列。然而，如图7A和7B所示，如果在这两个电极211和231之间施加电场，则使得白色粒子233a朝着施加了正(+)电压的电极旋转，而黑色粒子233b朝着施加了负(一)电压的电极旋转。
即，如图7A所示，如果对第一透明电极211施加正(+)电压而对第二透明电极231施加负(一)电压，则白色粒子233a朝着第一透明电极211排列，而黑色粒子233b朝着第二透明电极231排列。由此，通过相机(未示出)观察到的图像变为黑色。
另外，如图7B所示，如果对第一透明电极211施加负(一)电压而对第二透明电极231施加正(+)电压，则黑色粒子233b朝着第一透明电极211排列，而白色粒子233a朝着第二透明电极231排列。由此，通过相机(未示出)观察到的图像变为白色。在这种情况下，可以改变黑色粒子233b和白色粒子233a的极性。
如本文所述，本发明提供了一种用于测试LCD器件的装置。具体地，在本发明中，提供了具有优异的反射特性的电泳膜(例如MEP膜或者电子纸)，从而能够提供一种不需要反射板并能够制造为大尺寸的调制器。因此，缩短了LCD器件的测试时间，并且可以容易地进行对大尺寸LCD器件的测试。
如上所述，通过使用包括电泳膜的调制器作为根据本发明的测试装置，根据本发明的测试装置适用于大尺寸LCD器件，并且能够缩短测试时间，从而提高生产率。
由于可以在不脱离本发明的精神或者本质特征的情况下以多种形式来实施本发明，所以应该理解，除非另外指出，否则上述实施例不限于以上说明的所有细节，而可以在如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围中广泛地构成这些实施例，因此，所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的边界和范围、或者这些边界和范围的等同物内的所有变化和修改。

Claims (18)

1.一种用于测试液晶显示器件的装置，所述装置包括：
待测试的薄膜晶体管阵列基板；
安装在所述薄膜晶体管阵列基板上方的调制器，所述调制器包括透明基板的下表面上的透明电极和所述透明电极的下表面上的微封装电泳膜；以及
安装在所述调制器上方的相机，用于观察图像的亮度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述微封装电泳膜包括聚合物粘合剂和电子墨水。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述电子墨水包括白色颜料和黑色颜料。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述白色颜料带有正电荷，而所述黑色颜料带有负电荷。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述白色颜料带有负电荷，而所述黑色颜料带有正电荷。
6.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括用于向所述调制器发射光的光源。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述薄膜晶体管阵列基板包括：
透明基板；
多条选通线和多条数据线，在所述透明基板上水平和垂直设置，以限定像素区；
薄膜晶体管，形成在所述选通线和所述数据线的交叉处；以及
像素电极，形成在各个像素区中并与所述薄膜晶体管电连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其中可根据所述薄膜晶体管阵列基板的尺寸更换所述微封装电泳膜或者所述调制器中的一个。
9.一种用于测试液晶显示器件的装置，包括：
待测试的薄膜晶体管阵列基板；
安装在所述薄膜晶体管阵列基板上方的调制器，该调制器包括形成在透明基板的下表面上的透明电极和形成在所述透明电极的下表面上的电子纸，所述电子纸是通过将多个球与聚合物粘合剂混合来获得的；以及
安装在所述调制器上方的相机，用于观察图像的亮度。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述电子纸包括多个球，每个球都在该球的一半表面具有白色粒子，而在另一半表面具有黑色粒子。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述白色粒子带有负电荷，而所述黑色粒子带有正电荷。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述白色粒子带有正电荷，而所述黑色粒子带有负电荷。
13.一种用于测试液晶显示器件的装置，包括：
待测试的薄膜晶体管阵列基板；
调制器，安装在所述薄膜晶体管阵列基板上方，包括形成在透明基板的下表面上的透明电极和形成在所述透明电极的下表面上的电泳膜；以及
安装在所述调制器上方的相机，用于观察图像的亮度。
14.根据权利要求13所述的装置，其中根据所述薄膜晶体管阵列基板的尺寸，通过可拆卸地连接，来更换所述电泳膜或者所述调制器。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述电泳膜的粒子组包括黑色粒子和白色粒子。
16.一种用于测试液晶显示器件的方法，所述方法包括：
制备包括第一透明电极的测试基板；
在距所述测试基板预定间隔处设置调制器，该调制器包括在透明基板下表面上的第二透明电极和在所述第二透明电极下表面上的电泳膜；
向所述调制器发射光；
在所述第一透明电极和所述第二透明电极之间施加电压；以及
通过相机来观察由第一透明电极和第二透明电极的电压引起的根据极性而被分为上侧和下侧的电子墨水所反射的光的亮度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中可以根据所述测试基板的尺寸来改变所述电泳膜或者所述调制器。
18.根据权利要求16所述的方法，其中将所述电泳膜设置为对应于所述测试基板的最大尺寸，并通过改变程序来容纳各种尺寸的测试基板。
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