CN102542959A - 一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法及设备，涉及液晶显示产品测试领域，能够去除掉TFT所受的栅极直流偏压的影响。其方案为：在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′；将待测液晶盒打开，向栅极加载直流电压V_G，经过规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A；在数据库中找到TFT特性值曲线与A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″；得到待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。

Description

一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法及设备

技术领域

本发明涉及液晶显示产品测试领域，尤其涉及一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法及设备。

背景技术

一直以来，如何克服直流偏压的影响是LCD液晶显示屏最大的课题和难点之一。这种影响主要体现在两个方面上：一方面，液晶分子在长时间的同一方向的直流电压下会发生变化；另一方面，在玻璃基板上制作的半导体电路也容易受到直流偏压的影响。即源极上的直流偏压对液晶分子的影响和栅极上的直流偏压对TFT(Thin FilmTransistor，薄膜场效应晶体管)特性的影响，因此，传统的测量设备也分为两种：

1)针对液晶分子在长时间的同一方向直流电压下容易出现变化的问题，使用光学测量设备，测量液晶屏幕在一定的源极直流偏压下一段时间后电压透过率曲线的变化。

2)针对TFT容易受到直流偏压的影响的问题，使用半导体测量设备测量TFT特性值曲线在一定的栅极直流偏压下一段时间后的变化。

在进行上述液晶分子受直流偏压影响的测量过程中，发明人发现现有技术中，测量TFT特性得到的结果是TFT受到栅极直流偏压影响的结果，而测量液晶屏电压透过率所得到的结果却是来自液晶分子所受源极直流偏压影响和TFT所受栅极直流偏压影响的综合作用。由此可见，现有的测量直流偏压影响下的电压透过率的方法得到的并不是正常工作情况下的液晶分子所受的源极直流偏压的影响，而是一种综合结果，因而在此基础上进行分析得到的结论的可信度也大大降低。

发明内容

本发明的实施例提供一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法及设备，能够去除掉TFT所受的栅极直流偏压的影响，提高了分析的精确性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法，包括：

在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′；

将所述待测液晶盒打开，向栅极加载所述直流电压V_G，经过所述规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A；

在数据库中找到TFT特性值曲线与所述A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″；

得到所述待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过所述规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。

一种测量设备，包括：

电压透过率测量单元，用于在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′；

TFT特性值测量单元，用于向打开后的所述待测液晶盒的栅极加载所述直流电压V_G，经过所述规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A；

数据库查找单元，用于在数据库中找到TFT特性值曲线与所述A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″；

计算单元，用于计算得到所述待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过所述规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。

本发明实施例提供的测量直流偏压影响下的电压透过率的方法及设备，首先测量待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率，得到电压透过率曲线T′；再将待测液晶盒打开，向栅极加载直流电压V_G，经过规定时间t后，测得TFT特性值曲线A；然后，在数据库中找到TFT特性值曲线与该A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线T″；则得到待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。这样，针对待测液晶盒的TFT所受的栅极直流偏压的影响，通过从数据库中找到该栅极直流偏压对应的电压透过率曲线T″，并减去该T″，从而去除掉了TFT所受的栅极直流偏压的影响，由此得到更加准确的液晶分子在源极直流偏压下的电压透过率，进而为相关分析提供了精确数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的测量直流偏压影响下的电压透过率的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的测量设备的结构示意框图；

图3为本发明另一实施例提供的测量设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的测量设备的切换开关的示意框图；

图5为栅极施加25V直流电压，源极施加-4V直流电压，1800秒后得到的电压透过率曲线图；

图6为栅极加载25V直流电压，1800秒后的TFT特性值曲线图；

图7为从数据库中找出的相应液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线图；

图8为源极直流偏压影响后的电压透过率图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在以下的各个实施例中，针对液晶盒的源极，在实际操作中加载的是一交流电压，由于参考电压为直流电压，所以在一定时间内看，其效果相当于在源极一直加载了一个直流电压。

本发明实施例提供的测量直流偏压影响下的电压透过率的方法，如图1所示，该方法步骤包括：

S101、在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′；

S102、将待测液晶盒打开，向栅极加载直流电压V_G，经过规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A；

S103、在数据库中找到TFT特性值曲线与A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″；

这里所谓的规定误差范围内，可以为：两条曲线的上升点、下降点以及拐点对应的纵坐标相同，对应的横坐标的差值小于等于±0.1V；或者，将两条曲线沿纵轴方向四等分，上面的三段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的十分之一；下面的一段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的五分之一。

S104、得到待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。

在此，电压透过率曲线的相减为曲线中每个电压值对应的透过率值的相减。

本发明实施例提供的测量直流偏压影响下的电压透过率的方法，首先测量待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率，得到电压透过率曲线T′；再将待测液晶盒打开，向栅极加载直流电压V_G，经过规定时间t后，测得TFT特性值曲线A；然后，在数据库中找到TFT特性值曲线与该A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线T″；则得到待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。这样，针对待测液晶盒的TFT所受的栅极直流偏压的影响，通过从数据库中找到该栅极直流偏压对应的电压透过率曲线T″，并减去该T″，从而去除掉了TFT所受的栅极直流偏压的影响，由此得到更加准确的液晶分子在源极直流偏压下的电压透过率，进而为相关分析提供了精确数据。

本发明实施例提供的测量设备20，如图2所示，包括：

电压透过率测量单元201，用于在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′。

TFT特性值测量单元202，用于向打开后的待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，经过规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A。

数据库查找单元203，用于在数据库中找到TFT特性值曲线与A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″。

这里所谓的规定误差范围内，可以为：两条曲线的上升点、下降点以及拐点对应的纵坐标相同，对应的横坐标的差值小于等于±0.1V；或者，将两条曲线沿纵轴方向四等分，上面的三段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的十分之一；下面的一段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的五分之一。

计算单元204，用于计算得到待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。

本发明实施例提供的测量设备，首先电压透过率测量单元测量待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率，得到电压透过率曲线T′；再将待测液晶盒打开，由TFT特性值测量单元向栅极加载直流电压V_G，经过规定时间t后，测得TFT特性值曲线A；然后，数据库查找单元在数据库中找到TFT特性值曲线与该A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线T″；计算单元计算得到待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。这样，针对待测液晶盒的TFT所受的栅极直流偏压的影响，通过从数据库中找到该栅极直流偏压对应的电压透过率曲线T″，并减去该T″，从而去除掉了TFT所受的栅极直流偏压的影响，由此得到更加准确的液晶分子在源极直流偏压下的电压透过率，进而为相关分析提供了精确数据。

另外，该测量设备也可以分别进行电压透过率的测量和TFT特性值的测量，能够将现有的需多个设备进行的测量工作融合到一个设备上来，方便了测量工作，节省了硬件成本。

本发明另一实施例提供的测量设备30，如图3所示：

在测量设备30的最上方使用金属或其他遮光材料制作一个暗室32，为电压透过率的测量提供测量环境。测量时的待测样品液晶盒(Panel)40放置于暗室32中。在暗室32之下，本实施例的整个测量设备30自上而下可以分成四层，分别是：背光模块33、光学测量模块34、光学测量模块34和电源/处理/计算模块36。

具体的，第一层为背光模块33，由于液晶盒40多为透射型设计，因此需要测量设备30为其提供背光照明。最上层的背光模块33可以采用性能比较稳定的卤化灯或其他稳定光源，为待测液晶盒40提供背光源。

第二层为光学测量模块34，例如采用光学测量系统DMS900，其中包括光电放大器、光学处理器等部分(图中未表示)。光学测量模块34通过精密传导线连接探针38(第一探针)，探针38(第一探针)用于向液晶盒40的栅极、源极加载电压；光学测量模块34还通过光纤和镜头37连接在一起。镜头37对液晶盒40进行光学测量，得到的数据通过光学测量模块34发送至电源/处理/计算模块36(数据处理模块)，电源/处理/计算模块36(数据处理模块)处理后得到液晶盒40的电压透过率电压曲线。

在本实施例中，可以将为设备各个模块提供电源的电源功能、进行数据处理得到电压透过率曲线和TFT特性值曲线的数据处理功能、以及最后计算得到受源极直流偏压影响下的电压透过率曲线的计算功能和在一个模块中，即本实施例中的电源/处理/计算模块36，可以采用PC机和各种驱动电源。这样可以节省测量设备空间，降低测量设备成本。

第三层为半导体测量模块35，例如采用安捷伦公司的4156C，通过精密传导线连接探针38(第二探针)，用于向打开后的待测液晶盒40的栅极加载电压，测量源极、漏极间的电流大小，得出高精度的TFT特性数据，该数据通过半导体测量模块35发送至电源/处理/计算模块36(数据处理模块)，电源/处理/计算模块36(数据处理模块)处理后得到TFT的特性值曲线。

在此，需说明的是，半导体测量模块35除采用安捷伦公司的4156C外，还可以使用其他半导体特性测量仪器。

在本实施例中，可以将光学测量模块34所用所用的第一探针和半导体测量模块35所用的第二探针，利用切换开关39合为一个探针38使用。切换开关39如图4所示，在测量电压透过率时，探针38的切换开关39的动触点391与静触点392电连接，进而与光学测量模块34电连接；在测量TFT特性时，探针38的切换开关39的动触点391与静触点393电连接，进而与半导体测量模块35电连接，从而实现了探针的复用。探针38可以针对源、漏、栅极至少有三个。

同样，镜头37也可以通过同样构造的切换开关39进行复用，在进行电压透过率测量时作为测量镜头，在进行TFT特性测量时作为观察镜头。因此切换开关39构造动作与上述探针38的切换开关39相同，不再赘述。

第四层为电源/处理/计算模块36，一方面通过驱动线路与背光模块33、光学测量模块34、光学测量模块34相连，为其提供电源；另一方面通过GPIB(General Purpose Interface Bus，通用接口总线)与光学测量模块34、光学测量模块34相连，进行相应的数据处理，得到电压透过率曲线和TFT特性值曲线。最后还通过对数据库的查找，计算得到最后的结果。

此外，可以使用立体电子箱31对整个测量设备30的各个组件进行封装，使其更好地避免外界的电磁干扰，整体上更加整齐和美观，同时有利于设备备件及耗材更换。

利用本实施例提供的测量设备30进行的测量直流偏压影响下的电压透过率的过程如下：

在进行测量时，首先将待测液晶盒40放置在暗室32中的测试平台中，打开背光源。对待测液晶盒40的某一个区域进行驱动，由于没有外围驱动电路，因此只能对其施加直流和交流两种电压，栅极正常工作的脉冲电压是无法实现的，因此在本实施例中，可以通过探针38对栅极施加25V(V_G)的直流电压，使栅极一直保持在打开的状态。通过探针38向源极施加交流的±6V，模拟实际工作情况，同时参考电压设定为2V，在这种情况下，液晶分子所感受到的电压是：第一帧为+6-2＝+4V，第二帧为-6-2＝-8V，依次循环下去，在一定时间内看，相当于在源极一直加载一个-4V(V_D)的直流电压。液晶分子受到其影响很有可能发生变化，在规定时间后，本实施例中例如1800秒(t)后测量器电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′，如图5所示。将该T′发送至电源/处理/计算模块36。

然后，将待测液晶盒40打开，测量相应区域的TFT特性值在栅极直流偏压影响下的变化情况。由于上一步骤中，栅极加载了25V的直流电压，且加载了1800秒，则本步骤就对应取得栅极加载25V(V_G)直流电压1800秒(t)后的TFT特性值曲线。首先利用一个探针38向栅极施加25V(V_G)的直流电压，加载1800秒(t)后，再利用两个探针分别接触在待测区域的源极和漏极区域，测量源漏之间的电流大小，并最终得到栅极加载25V(V_G)直流电压1800秒(t)后的TFT特性值曲线，记为A，如图6所示。将该A发送至电源/处理/计算模块36。

接着，在电源/处理/计算模块36中，从数据库中找到TFT特性值曲线与该A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″，如图7所示。

这里所谓的规定误差范围内，可以为：两条曲线的上升点、下降点以及拐点对应的纵坐标相同，对应的横坐标的差值小于等于±0.1V；或者，将两条曲线沿纵轴方向四等分，上面的三段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的十分之一；下面的一段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的五分之一。

最后，在电源/处理/计算模块36中计算得到该待测液晶盒40在源极加载直流电压-4V(V_D)，经过规定时间1800秒(t)后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。即图5中的曲线减去图7中的曲线，得到。

在此，电压透过率曲线的相减为曲线中每个电压值对应的透过率值的相减。

本发明实施例提供的测量设备及测量方法，首先测量待测液晶盒的栅极加载直流电压25V(V_G)，源极加载直流电压-4V(V_D)，经过规定时间1800秒(t)后的电压透过率，得到电压透过率曲线T′；再将待测液晶盒打开，向栅极加载直流电压25V(V_G)，经过规定时间1800秒(t)后，测得TFT特性值曲线A；然后，在数据库中找到TFT特性值曲线与该A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线T″；则得到待测液晶盒在源极加载直流电压-4V(V_D)，经过规定时间1800秒(t)后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。这样，针对待测液晶盒的TFT所受的栅极直流25V偏压的影响，通过从数据库中找到该栅极直流偏压对应的电压透过率曲线T″，并减去该T″，从而去除掉了TFT所受的栅极直流25V偏压的影响，由此得到更加准确的液晶分子在源极直流偏压下的电压透过率，进而为相关分析提供了精确数据。

另外，该测量设备也可以分别进行电压透过率的测量和TFT特性值的测量，能够将现有的需多个设备进行的测量工作融合到一个设备上来，方便了测量工作，节省了硬件成本。

需要说明的是，本实施例只是列举了一种情况，栅极、源极还可以加载其他电压值，如向栅极加载-8V等，向源极加载1.8V、2V、2.2V、2.4V等，规定的时间也不仅是1800秒，还可以是10秒、100秒、7200秒等等。其测量计算过程与本实施例相同。如图8所示，即为不同的源极电压(1.8V、2V、2.2V、2.4V)影响不同时间(0分钟、30分钟、60分钟……)后的电压透过率曲线。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种测量直流偏压影响下的电压透过率的方法，其特征在于，包括：

在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′；

将所述待测液晶盒打开，向栅极加载所述直流电压V_G，经过所述规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A；

在数据库中找到TFT特性值曲线与所述A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″；

得到所述待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过所述规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T″。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述规定误差范围内包括：

两条曲线的上升点、下降点以及拐点对应的纵坐标相同，对应的横坐标的差值小于等于±0.1V；或者

将两条曲线沿纵轴方向四等分，上面的三段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的十分之一；下面的一段曲线对应的横坐标相同时，其所对应的纵坐标的差值小于等于纵轴刻度的五分之一。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电压透过率曲线的相减为曲线中每个电压值对应的透过率值的相减。

4.一种测量设备，其特征在于，包括：

电压透过率测量单元，用于在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，得到电压透过率曲线，记为T′；

TFT特性值测量单元，用于向打开后的所述待测液晶盒的栅极加载所述直流电压V_G，经过所述规定时间t后，测量TFT特性值，得到TFT特性值曲线，记为A；

数据库查找单元，用于在数据库中找到TFT特性值曲线与所述A在规定误差范围内的液晶盒，并得到该液晶盒的无直流偏压影响的电压透过率曲线，记为T″；

计算单元，用于计算得到所述待测液晶盒在源极加载直流电压V_D，经过所述规定时间t后的电压透过率曲线T：T＝T′-T ″。

5.根据权利要求4所述的测量设备，其特征在于，所述电压透过率测量单元，包括：

暗室，由遮光材料构成，用于提供电压透过率测量环境；

背光模块，位于所述暗室内，用于为待测液晶盒提供背光；

第一探针，与光学测量模块电连接，用于向待测液晶盒的栅极、源极加载电压；

镜头，通过光纤与光学测量模块连接，用于对所述待测液晶盒进行光学测量；

光学测量模块，用于在待测液晶盒的栅极加载直流电压V_G，源极加载直流电压V_D，经过规定时间t后，测量电压透过率，将测量数据传送到数据处理模块；

数据处理模块，与所述光学测量模块电连接，用于对所述光学测量模块传送的数据进行处理，得到电压透过率曲线，记为T′。

6.根据权利要求5所述的测量设备，其特征在于，所述TFT特性值测量单元，包括：

第二探针，与半导体测量模块电连接，用于向打开后的所述待测液晶盒的栅极加载电压；测量源极、漏极间的电流大小；

半导体测量模块，用于在打开后的所述待测液晶盒的栅极加载所述直流电压V_G，经过所述规定时间t后，测量TFT特性值，将测量数据传送到所述数据处理模块；

所述数据处理模块，还与所述半导体测量模块电连接，还用于对所述半导体测量模块传送的数据进行处理，得到TFT特性值曲线，记为A。

7.根据权利要求6所述的测量设备，其特征在于，所述第一探针、第二探针为包括切换开关的一个探针；在测量TFT特性值时，所述探针通过切换开关与所述半导体测量模块电连接；在测量电压透过率时，所述探针通过切换开关与所述光学测量模块电连接。

8.根据权利要求书7所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备的各个模块位于电子箱内。

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