CN101813713A - 用于检测平板显示器的探针单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测平板显示器的探针单元，能根据基板上形成的电路图受到的温度及光的影响，测量电气特征的变化。该探针单元包括：接纳基板的平台；设有探针并与基板上形成的电路图电连接的探头；将探头在平台上移动的线性驱动设备；用于测量平台上温度的参考温度测量部；安装在探头上，通过加热或冷却位于探针和电路图之间的接触部分从而提供特定温度条件的热流喷射设备；设置在平台上的多个背光模块，通过将光照射在基板的背面而将光量提供给电路图；用于提供电力的电源；控制热流喷射设备及背光模块而将特定的温度和光量同时施加到电路图上的控制器，控制器计算出参考温度与的特定温度的相关性，输出用于测量基板温度的有效时间。

Description

用于检测平板显示器的探针单元
技术领域
本发明涉及用于检测平板显示器的探针单元，尤其是涉及能根据与平板显示器的基板上形成的电路图相关的温度和光的影响，测量电气特征的变化来检测平板显示器的探针单元。
背景技术
如现有技术中公知的，现已大规模开发平板显示器将其作为阴极射线管的替代显示器。这种平板显示器典型地包括液晶显示器(LCD)，等离子显示面板(PDP)，场致发射显示器(FED)，真空管荧光显示器(VFD)等。
这种平板显示器通常是由以下一系列步骤制成的，所述步骤包括制造上下基板的步骤，将上下基板粘结的步骤，以及诸如此类的步骤。更具体地，为了制造下基板，在玻璃板上形成多个单元。然后，在每个单元内设置多条横向线和纵向线，其按照矩阵方式相互交叉。在横向线和纵向线的每一个交叉部上形成具有透明像素电极的像素单元。上述像素单元由薄膜晶体管(TFT)形成，与横向线和纵向线以及像素电极连接。在划线步骤中将玻璃板上形成的多个单元切割出，所述划线步骤紧跟在检查步骤之后。按照这种方式从玻璃板上切割出多个单元，即，分别将下基板粘结到在上基板单独制造步骤中完成的上基板上。然后，将用于驱动像素单元的驱动电路和其它元件装配到上下基板上，继而制成一个平板显示器。
同时，在平板显示器的制造过程中，对玻璃板上形成的多个单元进行检测的步骤是通过采用探针单元将电测试信号应用于电路图上完成的，从而检查电路的状态。这种探针单元的其中之一，例如最近的探针检测单元的典型实例，已在由本申请的同一申请人提交的韩国专利公开号NO.10-2007-0024938(’938发明)或者韩国专利登记号No.10-0768912(’912专利)中公开。
如图1中所示，’938发明在探头124的一侧设有热气鼓风机130。因此，’938发明设计为基于玻璃112上的温度影响检测电路的耐用性及电气特征，对玻璃的温度影响是通过将热气或冷气喷射到位于探针122与玻璃112之间的接触点上实现的。
同时，如图2中所示，’912专利具有多个背光模块160以将光照射到基板300的背面，其能够调节照射在基板300的背面上的光量，从而根据光量的影响来检查电路的耐用性及电气特征。
上述探针检测单元只考虑了温度或者光量的影响，分别对电路的耐用性及电气特征进行检测。因此，它们具有这样的缺点，即在同时考虑温度和光量的情况下，无法对电路的耐用性及电气特征进行检测。
虽然’912专利的背光模块160具有加热线圈，能根据热效应，即温度，检测上述特征，但其具有这样的缺点，即不能对基板300的所有部分的特征进行精确地检测。其原因是因为背光模块160是按照预定间隔间歇地设置在基板300的背面，这样仅将热量作用于特定位置处的电路部分。
发明内容
因此，本发明是为了解决现有技术中出现的上述问题，且本发明的目的在于提供一种用于检测平板显示器的探针单元，当需检测平板显示器的耐用性及电气特征时，依据与基板上形成的整个电路图相关的光(光量)和热(温度)的协同变化，能精确检查出电气特征的变化。
为了实现上述目的，这里提供了一种用于检测平板显示器的探针单元，包括：平台，用于接纳平板显示器的基板；探头，所述探头与基板上形成的电路图电连接，并在探头上设有探针，用于检查电路图的特征；线性驱动设备，用于将探头在平台上沿着X轴和Y轴的方向移动；参考温度测量部，用于测量平台上提供的参考温度测量点的温度；热流喷射设备，其安装在探头上，通过加热或冷却位于探针和电路图之间的接触部分从而提供特定的温度条件；多个背光模块，其设置在平台上，通过将光照射在基板的背面而将光量提供给电路图；电源，用于为热流喷射设备和背光模块提供电力；控制器，用于控制热流喷射设备及背光模块，从而可以将特定的温度和光量同时施加到电路图上，其中控制器计算出参考温度测量点的参考温度与通过热流喷射设备的特定温度的相关性，从而输出用于测量基板温度的有效时间。
热流喷射设备可以包括加热元件以加热位于探针和电路图之间的接触部分，以及环境温度测量部，用于测量由加热元件加热的周围的温度。
此外，热流喷射设备可以包括热吸收元件以冷却位于探针和电路图之间的接触部分，以及环境温度测量部，用于测量由热吸收元件冷却的周围的温度。
此外，热流喷射设备可以包括阀，以便根据控制器的控制操作引入压缩气体，流速测量传感器用于测量压缩气体的量，流速调节器用于调节压缩气体的量，以及压力调节器用于调节压缩气体的压力。
同时，背光模块可以包括用于产生光的发光元件，发光管，用于形成发光元件的光通过的路径，具有扩散板的发光表面，所述扩散板允许来自于发光管的光在基板的背面上均匀地扩散，以及支架，用于在发光管内支撑发光表面。
本发明进一步包括亮度计，该亮度计用于测量由背光模块照射的光的亮度。控制器可以被配置为通过将亮度计的亮度信息与背光模块的亮度信息进行比较，从而将背光模块的亮度控制在一定水平。
更具体地，控制器可以包括接口，用于与亮度计及背光模块通信，以及存储器，用于存储背光模块的驱动信息。因此，控制器可以被构成为能控制电源的驱动操作，从而利用提供的亮度信息和驱动信息将背光模块的亮度保持在一定水平，所述提供的亮度信息是由亮度计和经过接口的背光模块提供的，且所述提供的驱动信息是由存储器提供的。
根据上面论述的本发明的结构，应注意到，能同时测量平板显示器的基板上温度和光的影响，而在现有技术中却需要分开测量，这使得有可能根据温度和光的影响精确测量相关性，而在现有技术中仅是通过推理确定温度和光的影响。此外，应理解为采集数据的一系列步骤是在测试基板的耐用性的同时，分别测量温度和光的影响，这需要花费较长时间，而所述一系列步骤是可以省略的，从而，将进行检测的时间减少一半。
附图说明
随后通过结合附图的具体描述，本发明的上述及其他的目的、特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是根据韩国专利公开号No.10-2007-0024938例举的探针检测装置的平面示意图；
图2是根据韩国专利登记号No.10-0768912例举的探针检测装置的平面示意图；
图3是根据本发明的优选实施例例举的探针单元的平面示意图；
图4是根据本发明的优选实施例例举的探针单元的立体图；
图5是根据本发明的优选实施例例举的对于探针单元控制操作的配置的框图；以及
图6是应用于本发明的背光模块的实施例的前视图、左侧正视图、俯视图以及仰视图。
具体实施方式
接下来，将参考附图介绍本发明的优选实施例。在接下来的描述和附图中，相同的引用数字用于表示相同的或相似的部件，而关于相同或相似部件的这种重复描述将被省略。
图3和4是分别根据本发明的优选实施例例举的探针单元的平面示意图和立体图。图5是根据本发明的优选实施例例举的对于探针单元控制操作的配置的框图。此外，图6是应用于本发明的背光模块的实施例的前视图、左侧正视图、俯视图以及仰视图。
如上述附图所示，根据本发明的探针单元包括用于准备接纳形成有电路图的平板显示器的基板“S”的平台1；探头3，该探头具有探针2用于检查电路图的特征；线性驱动设备4，用于将探头3在平台1上移动；参考温度测量部5，用于测量位于平台1上的参考温度测量点“P”的温度；热流喷射设备6，用于向位于探针2与电路图之间的接触点提供特定的温度条件；背光模块7，用于为电路图提供光量；电源8，用于为热流喷射设备6及背光模块7提供电力；以及控制器9，用于控制同时提供给电路图的特定温度及光量。
包括上述结构的本发明的优选实施例的具体描述将在下文中举例说明。
平台1设置在基底板10上，如图4中所示。当需测试的基板“S”水平地设置在平台1上时，探头3的探针2适于面对基板“S”的电路图。
线性驱动设备4由设置在基底板10上的多个线性电动机构成，其将探头3在平台1的X轴和Y轴方向上移动。
优选地，可以设置3个探头3。通过线性驱动设备4将每个探头3移动到指定位置，以及将设置在探头3上的探针2与基板“S”的水平和垂直线衬垫以及像素电极或者类似物接触。当电测试信号应用于水平线和垂直线衬垫以及像素电极或者类似物上，探针2可以检查出电路图是好是坏。尤其是，为了进行精确的检测，必须提供环境情况，诸如与薄膜晶体管电路的实际工作条件类似的温度和光量。为了提供上述环境情况，在本发明中，是通过热流喷射设备6和背光模块7将特定的温度及光量同时施加到基板“S”的电路图上。
用于将特定的温度状态施加到基板“S”的电路图上的结构包括热流喷射设备6，其适于将位于探针2和电路图之间的接触部分加热或冷却到特定温度；电源8，为热流喷射设备6提供电力；气体调节部11，用于调节经过气体供给线路引入热流喷射设备6的气体总量；控制器9，用于控制提供给热流喷射设备6的电力及气体；温度调节部12，其用于改变由热流喷射设备6提供的热气或冷气周围的温度，并在控制器9的控制操作下通过改变施加于热流喷射设备6的电量来调节上述温度；继电器13，独立于温度调节部12，用于根据来自于控制器9的控制信号和来自于气体调节部11的信号切断提供给热流喷射设备6的电力；以及参考温度测量部5，用于在温度测量点“P”测量其温度，以及将测量的温度发送给上面描述的控制器9。
热流喷射设备6可以包括加热部6a，其通过采用电力产生热量，以及环境温度测量部6b，其测量环境温度，即热流喷射设备6内部的气体温度。除此之外，热流喷射设备6可以具有热吸收部6c用于替代加热部6a，所述热吸收部能够在电力作用下被冷却，以检查寒冷状态下的基板“S”的电气特征。在这种情况下，由于上述的结构及控制方法与具有加热部6a的结构和控制方法相同，因此，在下文中将以例举的方式介绍具有加热部6a的这种情况。
加热部6a是通过继电器13连接到电源8上，以及将立式线圈应用于加热部6a，从而限制磁噪声的产生。环境温度测量部6b测量热流喷射设备6的环境温度，并将测量的温度发送给温度调节部12。
温度调节部12根据热流喷射设备6的环境温度信息来控制应用于加热部6a的来自于电源8的电量，因而，控制热流喷射设备6的环境温度。此外，温度调节部12将得到的环境温度信息发送给控制器9。
同时，电源8，作为用于加热部6a的能量来源，考虑到电源中的60Hz噪声，因此可采用线性DC电源以替代AC电源。
控制器9从温度调节部12获得热流喷射设备6的环境温度信息，同时还从参考温度测量部5获得参考温度测量点“P”的参考温度信息。然后，控制器9根据上述信息计算出参考温度和环境温度的相关性，并将其存储，以及告知用户用于测量基板“S”的温度的有效时间。
同时，气体调节部11包括诸如电磁阀的阀11a，用于在控制器9的控制操作下从气源(未示出)引入压缩气体，流速测量传感器11b用于测量压缩气体的总量，流速调节器11c用于调节压缩气体的总量，以及压力调节器11d用于调节压缩气体的压力。压缩气体的总量对于将热气的温度保持在一定水平下是十分重要的。为了这个目的，流速测量传感器11b为继电器13提供了精确测量的压缩气体的总量的信息，然后，当供给的压缩气体的总量的压力低于参考值，继电器13切断供给加热部6a的电源。
探头3可配有高分辨率的显微镜14，其用于搜查基板“S”上的薄膜晶体管的接触衬垫，或者与探针2接触。此外，当热流喷射设备6工作时，显微镜14用于建立参考温度测量点“P”的参考位置。
同时，作为用于将特定的光量施加于基板“S”的电路图的结构，多个背光模块7可以按照如下配置，所述背光模块通过将光照射在基板“S”的背面上为电路图提供一定量的光，此时，所述基板设置在平台1上。即，如图6中所示，本发明优选实施例的背光模块7包括发光元件7a用于发光；发光管7b用于形成发光元件7a的光通过的路径；发光表面7d由透明材料制成，所述透明材料诸如人造树脂、玻璃、或类似物，所述发光表面具有扩散板7c，所述扩散板允许来自于发光管7b的光在基板“S”的背面上均匀地扩散；以及支架7e，用于支撑发光管7b内的发光表面7d。在发光管7b的一侧可进一步包括光传感器7f，用于检测从扩散板7c或发光表面7d反射的光量或者其亮度。
优选地，发光元件7a应具有高亮度及一定的均匀性，且其颜色、温度以及其它光学特征都应与当前作用于LCD的背光相同。此外，发光元件7a被制成能随意调节上述光量。此外，发光元件7a应在短时间内保持亮度稳定，持续地保持指定的亮度，并且在其使用期限内在亮度上不会发生变化。因此，可采用任意一种具有上述特征的发光元件7a。其中一个实例为发光二极管(LED)。更具体地，发光元件7a可由红、绿、蓝的LEDs组成，所述红、绿、蓝的LEDs作为发光二极管的背光，这是为了在光谱发生变化时测量薄膜晶体管的电场效应。作为选择，可将紫外发光元件或红外发光元件作为发光元件7a。因此，这样产生的光谱不仅在可见光范围内，还可以在紫外光或红外光的范围内，使得有可能在更广泛的光范围内检测基板“S”的电气特征。
在本发明的优选实施例中，用于测量从背光模块7发出的光的亮度的亮度计15被安装在探头3内，用来将背光模块7的亮度控制在均匀水平。同时，控制器9将背光模块7的亮度控制在预定的一定水平，这是通过将背光模块7的亮度与亮度计15的亮度进行比较实现的。换言之，光传感器7f将光感信息传递给控制器9，且所述控制器利用这种光感信息控制背光模块7的亮度。
控制器9可以包括接口18，用于与亮度计15和背光模块7进行通信；存储器16，用于存储多个背光模块7的亮度信息；输入设备17，用于接收来自用户的各种输入信息；以及输出设备19，用于将经输入设备17和控制器9输入的信息输出。同时，上述的电源8被设计为将电力提供给各个背光模块7，从而控制对应于多个背光模块7的亮度。控制器9根据这样的比较值控制电源8的驱动操作，所述比较值为将经接口18从亮度计15得到的背光模块7的亮度信息与存储器16中存储的亮度信息进行比较的值。
同时，根据本发明的控制器9控制热流喷射设备6和背光模块7，这样可将特定的温度和光量同时作用于电路图。因此，有可能在将温度和光量同时作用于电路图时，依据其影响，对电路的耐用性和电气特征进行检测。照此，将在下文中详细介绍由控制器9对热流喷射设备6及背光模块7进行控制的过程。
首先，为了测量位于平台1上的参考温度测量点“P”处的参考温度，此时基板“S”还没设置在平台1上，将线性驱动设备4在X轴或Y轴方向上移动从而将探头3定位在参考温度测量点“P”的中心。此时，可以利用安装在探头3上的显微镜14将探头3容易地设置在参考温度测量点“P”的中心点上。
然后，设置在探头3一侧上的热流喷射设备6喷出热气流，喷出的热气流处于参考温度测量点“P”和探针2之间的接触部分用于加热相同部位。在加热操作中，通过参考温度测量部5来测量参考温度测量点“P”的参考温度，并将该参考温度发送给控制器9。然后，控制器9通过利用参考温度测量值和热流喷射设备6的环境温度测量值来执行特定的温度测量程序，从而计算出参考温度和环境温度之间的相关性并存储之。此外，当用户随后对基板“S”进行加热检测时，控制器9利用如上面介绍的计算出及存储的相关性告知用户用于测量基板“S”温度的有效时间。利用参考温度测量点“P”用于基板“S”的表面温度的相关测量的原因是因为，在基板“S”的加热检测过程中，当温度测量传感器与基板“S”直接接触时，基板“S”上形成的薄膜晶体管可能会破裂。
当参考温度的测量结束时，将基板“S”加载到平台1上。线性驱动设备4在X轴或Y轴方向上移动从而将探头3定位在需要检测的电路图的预定部分。当探针2与需要检测的电路图的预定部分接触时，如薄膜晶体管，用户设定温度测量程序的测量温度并启动这一程序。然后，热流喷射设备6将热气流喷到需检测的电路图部分与探针2之间的接触点上以实现相同部位的加热，使得其与基板“S”上计算出的表面温度一致。
热流喷射设备6的环境温度被实时地连续监测，并被传递到温度调节部12。当将环境温度与基板“S”的表面温度通过与温度调节部12的通信联系起来时，控制器9表示基板“S”的检测是有效的。此外，控制器9通过温度调节部12控制供给给热流喷射设备6的电量，并通过气体调节部11控制施加于热流喷射设备6的流速的量和气压，据此，在探针检测过程中将热气流的温度保持在同一水平。照此，应注意到，用户能在基板“S”的任意位置上通过将基板“S”加热到特定温度条件下，执行电路图的检测。
同时，控制器9控制背光模块7，这样当通过热流喷射设备6的加热操作将需检测的电路图加热到特定温度条件下时，可将特定的光量施加到电路图上。
在进行检测之前，应补偿背光模块7的亮度。在这种的情况下，将具有亮度计15的探头3移动到背光模块7的中心，其需要对背光模块的亮度进行检测，通过控制器9的控制操作将应用于背光模块7的电源的驱动信息存储在存储器16中，该驱动信息能从亮度计15传送的背光模块7的表面的亮度信息及从背光模块7中的光传感器7f传送的亮度信息计算得到。同时，为了补偿背光模块7的亮度，当由用户经输入设备17输入应用于背光模块7上的电源的设定信息时，该设定信息同亮度信息及驱动信息一起以信息表的形式存储。按照上述形式存储的信息用于在随后的电气特征检测过程中补偿背光模块7的亮度，以及在对基板“S”进行电气特征检测之前补偿各个背光模块7的亮度。这里，由于各个背光模块7在平台1上的每个坐标已被确定，如上所述，控制器9利用具有亮度计15的探头3的坐标信息能生成信息表，并保存关于每个背光模块7的同样的信息。
当注意到加载到平台1上的基板“S”的电路图检测的电气特征发生变化时，控制器9提取背光模块7的信息，所述背光模块设置在需要检测的基板“S”的电路图的背面，以及所述控制器从对应的背光模块7的光传感器7f接收背光模块7的内部亮度信息。此外，控制器9从亮度计15接收对应的背光模块7的外部亮度信息，并将内部或外部亮度信息与信息表进行比较分析，提取出为了均匀保持背光模块7的亮度所需的电压及电流值，从而相应地控制电源8。
根据控制器9的控制操作，电源8将与上面提取的值对应的电力供应给背光模块7。因此，背光模块7在检测电气特征的过程中，具有均匀及理想的亮度。换言之，控制器9能分析发光管7b内部或外部的每个测量到的亮度值。然后，如果光量大于或小于参考值，则控制器9通过电源8立即输出补偿电压或电流值，其使得发光元件7a能将光量保持在一定偏差内。
如上所述的，应理解为，由于背光模块7将具有均匀及理想亮度的光量照射到需要检测的位于基板“S”背面的电路图部分上，因此有可能对相关基板“S”的电路图进行耐用性及电气特征检查。
因此，按照上述的，通过热流喷射设备6加热基板“S”，这样将特定温度条件下提供给需要检测的电路图部分。此外，将来自于背光模块的具有均匀及理想亮度的特定光量情况作用于上述电路图部分，使得有可能依据同时提供的温度和光量的效果来精确检测电路的耐用性及电气特征。
尽管是以例举的方式介绍了本发明的优选实施例，但本领域技术人员应理解为，在不脱离本发明所附权利要求书公开的范围和精神内的各种变形、添加以及替换都是有可能的。

Claims (7)

1.一种用于检测平板显示器的探针单元，包括：
平台，用于接纳平板显示器的基板；
探头，所述探头与基板上形成的电路图电连接，在所述探头上设有探针，用于检查电路图的特征；
线性驱动设备，用于将探头在平台上沿着X轴和Y轴方向移动；
参考温度测量部，用于测量平台上提供的参考温度测量点的温度；
热流喷射设备，安装在探头上，通过加热或冷却位于探针和电路图之间的接触部分从而提供特定的温度条件；
多个背光模块，设置在平台上，通过将光照射在基板的背面而将光量施加到电路图；
电源，用于为热流喷射设备和背光模块提供电力；
控制器，用于控制热流喷射设备及背光模块，从而能将特定的温度和光量同时施加到电路图上，其中控制器计算出参考温度测量点的参考温度与经由热流喷射设备的特定温度的相关性，从而输出用于测量基板温度的有效时间。
2.如权利要求1所述的探针单元，其特征在于，所述热流喷射设备包括加热元件以加热位于探针和电路图之间的接触部分；以及环境温度测量部，用于测量由加热元件加热的周围的温度。
3.如权利要求1所述的探针单元，其特征在于，所述热流喷射设备包括热吸收元件以冷却位于探针和电路图之间的接触部分；以及环境温度测量部，用于测量由热吸收元件冷却的周围的温度。
4.如权利要求1-3任一项所述的探针单元，其特征在于，所述热流喷射设备包括阀，以便根据控制器的控制操作引入压缩气体；流速测量传感器用于测量压缩气体的总量；流速调节器用于调节压缩气体的总量；以及压力调节器用于调节压缩气体的压力。
5.如权利要求1所述的探针单元，其特征在于，所述背光模块包括用于发光的发光元件；发光管，用于形成发光元件的光通过的路径；具有扩散板的发光表面，所述扩散板允许来自于发光管的光在基板的背面上均匀地扩散；以及支架，用于支撑发光管内的发光表面。
6.如权利要求1所述的探针单元，其特征在于，进一步包括亮度计，用于测量由背光模块照射的光的亮度，其中控制器能通过这种方式将背光模块的亮度控制在预定的一定水平，该方式为通过将背光模块的亮度信息与亮度计的亮度信息进行比较。
7.如权利要求6所述的探针单元，其特征在于，所述控制器包括接口，用于与亮度计及背光模块进行通信，以及存储器，用于存储背光模块的驱动信息，其中控制器能控制电源的驱动操作，从而利用提供的亮度信息和驱动信息将背光模块的亮度保持在一定水平，所述提供的亮度信息是由亮度计和经过接口的背光模块提供的，且所述驱动信息是由存储器提供的。
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