CN101900893B - 液晶面板内异物颗粒的检测方法和液晶面板控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶面板内异物颗粒的检测方法和液晶面板控制电路。该检测方法包括：向栅极线通入栅极开启电压，向数据线通入信号电压，以使液晶分子达到设定的扭转角度；停止向数据线通入信号电压，并向栅极线通入大于栅极断开电压且小于栅极开启电压的第一电压；检查液晶面板显示的图像，呈现异常颜色和/或异常灰度的位置具有异物颗粒。该控制电路包括数据驱动电路、栅极驱动电路和第一电压产生电路。本发明采用先施加电场使液晶分子扭转，再对电场进行漏电，使液晶分子在自身力作用下进行扭转恢复的技术手段，使异物颗粒影响液晶分子所呈现在图像上的差异更为明显，能够提高异物颗粒的检出率。

Description

液晶面板内异物颗粒的检测方法和液晶面板控制电路

技术领域

本发明涉及液晶面板内的异物检测技术，尤其涉及一种液晶面板内异物颗粒的检测方法和液晶面板控制电路。

背景技术

液晶面板(Panel)是由两基板对盒形成的，其间填充有液晶层。虽然有清洗措施，但在液晶面板的制造过程中，还可能会有一些细小的异物颗粒被封装到液晶面板之中。这些异物颗粒无论是导电的还是非导电的，都会影响液晶面板的显示效果，尤其是医疗器械用显示屏等高精度显示器的显示效果。

现有液晶面板盒检测(Cell Test)中检测盒内异物颗粒的方法，是在点亮背光源后，向成盒的液晶面板输入正常的单色图像信号，由操作员根据视认性辨别颜色和灰度的差异，如发现与周围像素不同的异常颜色或异常灰度，即确认有不良。

在进行本发明的研究过程中，发明人发现现有的检测方法存在如下缺陷：当异物颗粒的尺寸较小时，异物颗粒所导致的像素颜色或灰度差异很小，若导电的异物颗粒没有游动到金属层之间引起短路，那么也不会出现亮点或亮线，操作员依靠视觉观察难以察觉，这样会导致漏检。但在该液晶面板随后被搬运或使用时，异物颗粒可能会移动位置，当导电的异物颗粒游动到金属层线路之间时，即会发生短路而出现亮点或亮线的不良显示。如果是不导电的异物颗粒，会使显示颜色出现差异，对于一些高品质、高精度的显示屏来说，无法达到显示要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种液晶面板内异物颗粒的检测方法和液晶面板控制电路，以提高对液晶面板内异物颗粒成功检测的概率，保证产品的合格率。

为实现上述目的，本发明提供了一种液晶面板内异物颗粒的检测方法，包括：

向栅极线通入栅极开启电压，并向数据线通入信号电压，使液晶分子达到设定的扭转角度；

停止向数据线通入信号电压，并向所述栅极线通入第一电压，所述第一电压大于栅极断开电压且小于栅极开启电压；

检查液晶面板显示的图像，呈现异常颜色和/或异常灰度的位置具有异物颗粒。

上述方案中，当通入第一电压时，液晶分子在自身力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度，以供检查。

为实现上述目的，本发明还提供了一种液晶面板控制电路，包括用于向栅极线通入栅极开启电压或栅极断开电压的栅极驱动电路，以及用于向数据线通入信号电压的数据驱动电路，还包括：

第一电压产生电路，用于在液晶分子达到设定的扭转角度之后，所述第一电压产生电路向栅极线通入第一电压，所述第一电压大于栅极断开电压且小于栅极开启电压，以使液晶分子在自身力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度。

由以上技术方案可知，本发明采用先施加电场使液晶分子扭转，然后施加第一电压，使其缓慢漏电，液晶分子在自身力作用下进行扭转恢复的技术手段，利用了在没有外界电场的作用下，异物颗粒对液晶分子的作用力影响更大的原理，能够使异物颗粒影响液晶分子所呈现在图像上的差异放大，更为明显，更易被视觉检出，从而能够有效提高异物颗粒的检出率，提高产品的合格率。

附图说明

图1为本发明实施例所基于的阵列基板中一个像素单元的俯视结构示意图；

图2为本发明第一实施例所提供的液晶面板内异物颗粒的检测方法的流程图；

图3为本发明第二实施例所提供的液晶面板控制电路的局部电路示意图；

图4为本发明第三实施例所提供的液晶面板控制电路的局部电路示意图。

具体实施方式

本发明实施例所提供的液晶面板内异物颗粒的检测方法包括的基本步骤如下：

向栅极线通入栅极开启电压，并向数据线通入信号电压，使液晶分子达到设定的扭转角度；

停止向数据线通入信号电压，并向栅极线通入第一电压，第一电压大于栅极断开电压且小于栅极开启电压，液晶分子在自身力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度；

观察员通过检查上述漏电过程中液晶面板所显示图像上的异常颜色和/或异常灰度就可以确定异物颗粒所在位置。识别到异常后可以由盒测试(CellTest)对该液晶面板进行再次检查确认，以防止错判，例如利用显微镜进行照相，再进行维修。

本发明上述检测方法所基于的原理是：液晶分子在电场的作用下会发生扭转，在电场取消时，液晶分子会依靠自身的弹性力作用而逐渐恢复至初始的未扭转状态，当存在异物颗粒时，异物颗粒会影响液晶分子的扭转恢复而呈现与其他液晶分子的扭转角度差异。可能出现的扭转差异包括：异物颗粒的阻碍作用降低了液晶分子的扭转速度，从而扭转角度要大于其他液晶分子，而且这种差异会随着时间的推移而增大，扭转角度不同的液晶分子对光的透过率不同，从而在液晶面板上呈现出不同的灰度，存在异物颗粒处的液晶分子可称为呈现了异常灰度；当异物颗粒是具有取向性或极性时，对液晶分子的扭转也会产生影响，其变化趋势虽然不确定，但色差会体现的更为明显。

现有技术中是在向液晶层施加电场的过程后，观察异物颗粒对已扭转的液晶分子的扭转状态的影响，此时异物颗粒对液晶分子的作用需克服电场对液晶分子的扭转作用力，因此，异物颗粒尺寸较小时对液晶分子扭转的影响微小，不易察觉。采用本实施例的技术方案，液晶分子从扭转状态恢复到非扭转状态的过程中依靠自身弹性力作用来恢复，没有外界电场的作用时，异物颗粒对液晶分子扭转恢复过程的影响是显著的，呈现出来与其他液晶分子在颜色或灰度上的差异自然增大，更易于被观察发现。因此，能够提高对液晶面板内异物颗粒成功检测的概率，保证产品的合格率。

使液晶层的状态经历上述“扭转至设定角度-在自身弹性力作用下恢复”的变化过程可以有多种手段来实现，下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

以下实施例以检测薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display；以下简称：TFT-LCD)的液晶面板为例进行说明，但本发明并不限于检测此种液晶面板，其他结构的、只要能够具有图像显示功能的液晶面板都可以适用本发明。

图1为本发明实施例所基于的阵列基板中一个像素单元的俯视结构示意图。该阵列基板包括衬底基板，在衬底基板上形成有横纵交叉的多根数据线3和栅极线2，相邻的栅极线2和数据线3围设出一个像素单元，如图1所示。每个像素单元中有像素电极13、存储电极5和TFT开关，TFT开关具体包括栅电极4，源电极9和漏电极8。栅电极4连接在栅极线2上，源电极9和漏电极8分别连接数据线3和像素电极13。在栅电极4与源电极9和漏电极8之间设置有有源层7，当栅电极4从栅极线2上获取栅极开启电压时，有源层7就会使源电极9和漏电极8导通，从而实现数据线3与像素电极13的导通，当数据线3中通有信号电压时，即可以为像素电极13充电。若栅电极4从栅极线2获取的是栅极断开电压，则有源层7无法实现源电极9和漏电极8的导通。液晶面板的控制电路包括有数据驱动电路和栅极驱动电路，分别用来控制向数据线3和栅极线2输入的电压。

例如扭曲向列(Twisted Nematic；以下简称：TN)模式的液晶面板，与阵列基板对应的彩膜基板上一般设置有整面的公共电极，公共电极一般通有恒定的公共电压，公共电极与像素电极为液晶层提供电场作用，使得液晶分子在电场作用下反转。

本发明的液晶面板内异物颗粒的检测方法应用到TFT-LCD上时，可以具体有如下实施例所述的实现方式。

第一实施例

图2为本发明第一实施例所提供的液晶面板内异物颗粒的检测方法的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤10、向阵列基板上的栅极线通入栅极开启电压Von，并向阵列基板上的数据线通入信号电压，从而向阵列基板上的像素电极充入信号电压，信号电压与彩膜基板公共电极上的公共电压形成扭转电场，施加到液晶层的两端，以使液晶分子达到设定的扭转角度。

步骤10是向液晶面板输入图像的常规步骤，优选的是给所有的像素输入同样的信号电压，以便呈现单一颜色的图像，且信号电压优选为驱动液晶分子扭转达到90度扭转角度的电压。例如，对于全白模式的液晶面板，即在常态下呈现最高灰度级的液晶面板，输入信号电压使液晶分子扭转，液晶面板会呈全黑的最低灰度级状态。

具体的，向阵列基板上的栅极线通入栅极开启电压，并向阵列基板上的数据线通入信号电压可以包括：

步骤101、向栅极驱动电路通入一帧开启信号STV和一行开启信号CPV；

步骤102、栅极驱动电路根据该帧开启信号STV和行开启信号CPV逐行向栅极线通入栅极开启电压Von，同时数据驱动电路向各数据线通入信号电压。

步骤20、停止向数据线通入信号电压，并向栅极线通入第一电压V，第一电压大于栅极断开电压Voff且小于栅极开启电压Von。停止向数据线通入信号电压则会停止向像素电极连续充入的信号电压，此时可以采用阵列基板上的存储电极与公共电极保持扭转电场两端的已有电压值，栅极线通入的第一电压则对该扭转电场进行放电。

阵列基板上的存储电极是固有结构，在正常显示图像时，当数据线通入信号电压时，存储电极和公共电极之间形成存储电容，数据线停止输出信号电压或栅极线输入栅极断开电压时，则存储电容起到在一段时间内维持电场的作用，通常可以在一帧的时间内维持电场。

优选的是可以在逐渐减小扭转电场两端的电压值之前，即在向栅极线通入第一电压之前，停止输入帧开启信号，没有帧开启信号，则控制电路无法再向栅极线和数据线输入图像所需的电压，因此，液晶面板的显示相当于停止在上一帧的画面上。

向栅极线通入第一电压V来施加到液晶层上，实际上是对存储电极和公共电极之间的扭转电场进行放电，从而逐渐减小扭转电场两端的电压值。由于栅极线通入的第一电压V高于栅极断开电压Voff，即栅电极没有完全关断，所以源漏极之间的漏电流会加大产生缓慢漏电的效果。扭转电场漏电后，液晶分子在自身弹性力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度。

步骤30、检查液晶面板显示的图像，呈现异常颜色和/或异常灰度的位置具有异物颗粒。

虽然在停止充电后，该扭转电场也会因为自身结构的漏电容而自行漏电，但是该漏电速度较慢，优选的是向液晶层施加第一电压，以逐渐减小扭转电场两端的电压值。可以通过控制第一电压值使扭转电场缓慢漏电完成，若漏电过程太快，则电场中电量会瞬间放完而导致没有充足的时间观测画面，且漏电速度太快相当于有电压的跳变，会对液晶分子有力的作用，所以较佳的是通过设定合适的第一电压使扭转电场缓慢放电。

上述步骤10和20实现了向液晶层施加一扭转电场以使液晶分子达到设定的扭转角度，并保持扭转电场两端的电压值，且通过第一电压漏电逐渐减小扭转电场两端的电压值。本实施例中的上述步骤充分利用了现有TFT-LCD液晶面板的结构和信号输入方式来实现本发明的基本步骤，在具体应用中，若液晶面板上像素单元的结构不同，控制电路的设计不同，也可以采用其他方式来实现本发明的基本步骤，例如可以通过设计专用的检测电路来实现。

依据上述介绍的原理，本实施例相当于放大了对小异物颗粒导致不良的可视性，尤其适用于检测出人眼视觉可辨认的临界值以上尺寸的小异物颗粒和尺寸更小的具有取向性的有机小异物，例如液晶取向层上的聚酰亚胺(PI)碎屑等。采用本实施例的技术方案，略小于或接近于亚像素的异物颗粒，因为有色差的变化，对人的眼睛比较敏感，经过放大后不良就更容易检出了。

具体应用中实现向栅极线通入第一电压的方式有多种，例如，可以断开栅极线与栅极断开电压供给线路的连接，并闭合栅极线与第一电压源的连接，第一电压源向栅极线通入第一电压。

或者，也可以在栅极断开电压供给线路与栅极线之间设置一分压电阻，通过调节栅极断开电压供给线路与栅极线之间的分压电阻值，向栅极线通入第一电压。

本发明还提供了一种液晶面板控制电路，可以用于实现本发明的上述方法，具体的，该液晶面板控制电路包括用于向栅极线通入栅极开启电压或栅极断开电压的栅极驱动电路，以及用于向数据线通入信号电压的数据驱动电路，且该控制电路还包括：第一电压产生电路，用于在液晶分子达到设定的扭转角度之后，第一电压产生电路向栅极线通入第一电压，第一电压大于栅极断开电压且小于栅极开启电压，以使液晶分子在自身力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度。实现第一电压产生电路的电路形式有多种，下面通过实施例分别介绍。

第二实施例

图3为本发明第二实施例所提供的液晶面板控制电路的局部电路示意图。液晶面板的控制电路中包括有栅极驱动电路和数据驱动电路，还包括第一电压产生电路，且第一电压产生电路连接在控制电路中。第一电压产生电路具体包括：栅极切断开关15、电源切换开关16和第一电压源17。其中，栅极切断开关15用于切断栅极驱动电路与各栅极线的连接，栅极驱动电路和数据驱动电路控制向液晶层施加一扭转电场以使液晶分子达到设定的扭转角度之后，在扭转电场两端的电压值保持时，该栅极切断开关15执行断开动作以断开栅极驱动电路与栅极线的连接。电源切换开关16与栅极切断开关15相关联，用于在栅极切断开关15执行断开动作时，该电源切换开关16执行闭合动作，以切换至第一电压源17与各栅极线连接。即将原有印刷电路板(Print Circuit Board；以下简称：PCB)向栅极线提供栅极断开电压Voff切换为由第一电压源17向栅极线提供第一电压。第一电压源17经电源切换开关16与栅极线相连，用于向栅极线通入第一电压。如图3所示，原栅极驱动电路中存在向栅极线提供栅极断开电压Voff的线路，栅极切断开关15即连接在栅极断开电压供给线路上。当正常显示图像时，栅极切断开关15闭合，正常地传输栅极断开电压Voff，当需要检测异物颗粒时，在液晶面板上已出现设定画面，液晶分子已到设定扭转角度后的任何时候，可以联动地触发栅极切断开关15断开动作和电源切换开关16的闭合动作，由第一电压源17提供新的第一电压。第一电压源17经电源切换开关16与栅极线相连，通过栅极线向液晶层施加第一电压，以适当加大漏电速率逐渐减小扭转电场两端的电压值，从而使液晶分子在自身弹性力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度。

由于异物颗粒对液晶分子自身弹性力作用来恢复扭转的影响更加明显，所以上述控制电路更易于检测出小尺寸的异物颗粒，降低漏检率，提高产品合格率。

第三实施例

图4为本发明第三实施例所提供的液晶面板控制电路的局部电路示意图。本实施例与上述第二实施例的区别在于，第一电压产生电路包括一分压变阻器18，分压变阻器18连接在栅极驱动电路和栅极线之间，用于改变栅极驱动电路向栅极线通入的电压值来通入第一电压。具体可以连接在栅极断开电压供给线路中。

本发明液晶面板控制电路实施例可以执行本发明液晶面板内异物颗粒的检测方法任一实施例的技术方案，控制电路中的栅极驱动电路和数据驱动电路可以按照常规方式输入一帧的图像，检测时是输入单一颜色高灰度级的图像。当开始检测，即第一电压产生电路动作以输入第一电压。

采用本实施例的技术方案，可以通过对现有控制电路PCB板的改造实现对信号输出的改变，进而放大异物颗粒对液晶区域的影响，提高对小异物颗粒的检出率。对电路的改进小，成本低，且实现效果好，可以有效降低异物颗粒的漏检率，提高产品的合格率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种液晶面板内异物颗粒的检测方法，其特征在于，包括：

向栅极线通入栅极开启电压，并向数据线通入信号电压，使液晶分子达到设定的扭转角度；

停止向数据线通入信号电压，并向所述栅极线通入第一电压，所述第一电压大于栅极断开电压且小于栅极开启电压；

检查液晶面板显示的图像，呈现异常颜色和/或异常灰度的位置具有异物颗粒。

2.根据权利要求1所述的液晶面板内异物颗粒的检测方法，其特征在于：所述信号电压为驱动所述液晶分子扭转达到90度扭转角度的电压。

3.根据权利要求1所述的液晶面板内异物颗粒的检测方法，其特征在于，向所述栅极线通入第一电压包括：

断开所述栅极线与栅极断开电压供给线路的连接，并闭合所述栅极线与第一电压源的连接，所述第一电压源向所述栅极线通入所述第一电压。

4.根据权利要求1所述的液晶面板内异物颗粒的检测方法，其特征在于，向所述栅极线通入第一电压包括：

调节栅极断开电压供给线路与栅极线之间的分压电阻值，向所述栅极线通入所述第一电压。

5.一种液晶面板控制电路，包括用于向栅极线通入栅极开启电压或栅极断开电压的栅极驱动电路，以及用于向数据线通入信号电压的数据驱动电路，其特征在于，还包括：

第一电压产生电路，用于在液晶分子达到设定的扭转角度之后，所述第一电压产生电路向栅极线通入第一电压，所述第一电压大于栅极断开电压且小于栅极开启电压，以使液晶分子在自身力作用下逐渐减小扭转角度，存在异物颗粒处的液晶分子因扭转角度差异而呈现异常颜色和/或异常灰度。

6.根据权利要求5所述的液晶面板控制电路，其特征在于，所述第一电压产生电路包括：

栅极切断开关，用于切断栅极驱动电路与各栅极线的连接；

电源切换开关，与所述栅极切断开关相关联，用于在所述栅极切断开关执行断开动作时，所述电源切换开关执行闭合动作以切换至第一电压源与各栅极线连接；

第一电压源，经所述电源切换开关与栅极线相连，用于向栅极线通入所述第一电压。

7.根据权利要求5所述的液晶面板控制电路，其特征在于，所述第一电压产生电路包括：

分压变阻器，连接在所述栅极驱动电路和栅极线之间，用于改变所述栅极驱动电路向所述栅极线通入的电压值来通入所述第一电压。

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