CN104390174B - 光源装置及使用该装置的tft‑lcd检测系统 - Google Patents

光源装置及使用该装置的tft‑lcd检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种光源装置及使用该装置的TFT‑LCD检测系统。光源装置包括具有第一端部和第二端部的壳体，第一端部的中轴线与第二端部的中轴线平行或重合，第一端部设有出光口，第二端部内侧安装有用于发射光线的点光源。设置于第一端部和第二端部之间的菲涅尔透镜。点光源位于菲涅尔透镜的焦点处，菲涅尔透镜中的光面朝向于第一端部，菲涅尔透镜中刻录有同心圆的一面朝向第二端部。固定于第一端部的出光口处并与菲涅尔透镜平行的导电薄膜，其内部填充液晶分子，导电薄膜与设置于壳体上的通电开关电连接。本发明利用通电开关控制导电薄膜中液晶分子的排列形式，使得透过导电薄膜出射的光束可在平行光与漫射光之间切换。

Description

光源装置及使用该装置的TFT-LCD检测系统
技术领域
本发明涉及液晶显示器检测领域，具体涉及一种用于液晶显示器检测用的光源装置及使用该装置的检测系统。
背景技术
TFT-LCD(Liquid Crystal Display-Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管液晶显示器)是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)显示器的显示器件。TFT-LCD的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，现已迅速成为市场上的主流产品。
在TFT-LCD生产完毕后需要对其质量进行检测，其中，TFT-LCD中是否存在有缺陷的液晶分子是质量检测的重要内容。图1示出了现有对TFT-LCD进行质量检测的检测设备图。如图1所示，TFT-LCD质量检测设备包括检测光源装置101、TFT-LCD支撑件102和图像采集装置103。检测光源装置101发出漫射光，TFT-LCD支撑件102可为透明玻璃等透光物件，TFT-LCD平放于TFT-LCD支撑件102上，图像采集装置103用于TFT-LCD中有缺陷液晶分子在漫射光源打开后所成图像的采集。
上述检测设备的检测原理为：开启检测光源装置101，其发出漫射光源对LCD-TFT进行照射，若LCD-TFT中存在有缺陷的液晶分子，存在缺陷的液晶分子透射出的颜色与正常液晶透射出的颜色不一致，存在缺陷的液晶分子在图像采集装置中形成的图像是一个亮点或暗点。若在漫射光源打开的情况下，LCD-TFT的图像采集中存在亮点，则判定LCD-TFT中存在有缺陷的液晶分子，定为不合格产品予以剔除。
本发明的发明人注意到，在生产过程中，TFT-LCD的表面不可避免地会落上灰尘，而在对TFT-LCD内部液晶分子进行检测的过程中，漫射光源对TFT-LCD进行照射时，漫射光源不同方向的光线遇到灰尘时光线被散射，在进行图像采集后，散落于TFT-LCD表面的灰尘在图像采集装置中形成的图像也是亮点。因此，在LCD-TFT质量检测中，就存在将TFT-LCD表面上的灰尘误认为是LCD-TFT内部液晶分子存在缺陷，从而造成误检。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种光源装置，用于能够对TFT-LCD表面上的灰尘和TFT-LCD内部存在缺陷的液晶分子进行区别，以降低LCD-TFT质量检测设备的误检率。
根据本发明的实施例，提供了一种光源装置，包括：
包括具有第一端部和第二端部的壳体，第一端部有效光路的中轴线与第二端部有效光路的中轴线平行或重合，第一端部设有出光口，第二端部内侧安装有光线的点光源；
菲涅尔透镜，设置于第一端部和第二端部之间，所述点光源位于所述菲涅尔透镜的焦点处，所述菲涅尔透镜中的螺纹面朝向第一端部，所述菲涅尔透镜的光面朝向第二端部；
导电薄膜，内部填充液晶分子，固定于第一端部的出光口处并与所述菲涅尔透镜平行，所述导电薄膜与设置于所述壳体上的通电开关电连接。
进一步地，光源装置还包括用于夹持所述导电薄膜的第一光学玻璃和第二光学玻璃；
第一光学玻璃设置于靠近所述菲涅尔透镜的一侧，其表面镀有增透膜；
第二光学玻璃设置于靠近所述出光口的一侧。
更进一步地，在所述点光源和所述菲涅尔透镜之间还包括扩散板，所述扩散板与所述菲涅尔透镜平行设置。
作为优选方案，在所述点光源外侧的壳体上设有散热片，所述散热片上设有伸入所述壳体内的铝基板，所述点光源固定于所述铝基板上；
所述铝基板与所述散热片之间涂覆有导热硅脂。
更为优选地，在所述菲涅尔透镜与所述导电薄膜之间还包括与所述菲涅尔透镜平行、且间隔均匀的至少一组菲涅尔透镜。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光源装置，包括：
包括第一端部和第二端部的壳体，第一端部有效光路的中轴线与第二端部有效光路的中轴线垂直，第一端部设有出光口，第二端部内侧安装有点光源；
反射镜，设置于第一端部和第二端部之间，第一端部的中轴线与所述反射镜的反射镜面的夹角为45度，第二端部的中轴线与所述反射镜的反射镜面的夹角为45度；
菲涅尔透镜，设置于所述反射镜和第一端部之间，所述菲涅尔透镜中刻录有同心圆的一面朝向第一端部，所述菲涅尔透镜中的光面朝向于所述反射镜的反射镜面；所述点光源位于所述菲涅尔透镜的焦点处，
导电薄膜，内部填充液晶分子，固定于第一端部的出光口处并与所述菲涅尔透镜平行，所述液晶膜与设置于所述壳体上的通电开关电连接。
进一步地，光源装置还包括用于夹持所述导电薄膜的第一光学玻璃和第二光学玻璃；
第一光学玻璃设置于靠近所述菲涅尔透镜的一侧，其表面镀有AR增透膜；
第二光学玻璃设置于靠近所述出光口的一侧。
更进一步地，在所述点光源和所述反射镜之间还包括扩散板，所述扩散板与所述反射镜的反射镜面的夹角为45度。
优选地，在所述点光源外侧的壳体上设有散热片，所述散热片上设有伸入所述壳体内的铝基板，所述点光源固定于所述铝基板上；
所述铝基板与所述散热片之间涂覆有导热硅脂
更为优选地，在所述菲涅尔透镜与所述导电薄膜之间还包括与所述菲涅尔透镜平行、且间隔均匀的至少一组菲涅尔透镜。
根据本发明的再一方面，还提供了一种TFT-LCD检测系统，包括如上述方案中任一所述的光源装置。
由以上技术方案可知，本发明利用点光源与菲涅尔透镜的光路组合，制作一种发光特性为平行光的光源，并在光源的出光口处设置内设液晶分子的导电薄膜，通过电控技术，控制导电薄膜中液晶分子的排列形式，以改变导电薄膜的调光率，使得透过导电薄膜出射的光束可在平行光与漫射光之间切换，实现一种光源装置实现两种类型光的发射。
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示出了现有对TFT-LCD进行质量检测的检测设备图；
图2是根据一优选实施例示出的一种光源装置的结构图；
图3是根据另一优选实施例示出的光源装置的结构图。
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、完整的描述，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作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。
图2是根据一优选实施例示出的一种光源装置的结构图，如图2所示，光源装置包括壳体1、点光源2、菲涅尔透镜3和导电薄膜4。
壳体1包括第一端部10和第二端部11，第一端部10的中轴线与第二端部11的中轴线平行或重合。光源装置的第一端部10和第二端部11均涉及光路的传输，更为优选地，第一端部10有效光路的中轴线与第二端部11有效光路的中轴线平行或重合。第一端部10设有出光口，点光源2设置于第二端部11内侧的中心处。点光源2向四周发射光线。
菲涅尔透镜3设置于第一端部10和第二端部11之间。菲涅尔透镜3中的螺纹面朝向于第一端部10，菲涅尔透镜3的光面朝向第二端部11。点光源2位于菲涅尔透镜3的焦点处。点光源2发出的光线经菲涅尔透镜3的螺纹面入射后，经螺纹面射出后变为平行光束。对于菲涅尔透镜3，刻录有同心圆的一面为螺纹面，与螺纹面相反的一面为光面。
由于本申请中的点光源2位于菲涅尔透镜3的焦点上，因此点光源2的发光面越小越好，为了达到光源的发光功率，本申请优选采用COB LED(chip On board，将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接)模组点光源2。COB LED模组具有功率高、低热阻、热传导系数高、比单颗LED颗粒亮度高的特点。
本发明中根据点光源2发光面的需要，采用焦距为f120毫米的菲涅尔透镜3，螺纹距为0.5毫米，厚度为2毫米。优选地，本申请中光源装置中经菲涅尔镜表面发出的准平行光束约5度。由于菲涅尔透镜3具有口径大、厚度薄、重量轻、易加工的特点，且能够完成普通凸透镜完成的汇聚效果，较普通凸透镜节省空间、因此应用在本申请的光源装置中，使本申请具有外形紧凑、重量轻、方便安装等优点。
导电薄膜4固定于第一端部10的出光口处并与菲涅尔透镜3平行。导电薄膜4与设置于壳体上的通电开关(图中未显示)电连接。导电薄膜4的内部填充液晶分子，在通电开关关闭时，导电薄膜4处于未通电状态，此时导电薄膜4内的液晶分子无序排列，经菲涅尔透镜3透射后的平行光照射到导电薄膜4上时，经导电薄膜4发出的光为漫射光。在通电开关打开时，导电薄膜4处于通电状态，此时导电薄膜4内的液晶分子有序平行排列，经菲涅尔透镜3透射后的平行光照射到导电薄膜4上时，平行光束经导电薄膜4后发出平行光。
进一步地，本申请中的光源装置还包括用于夹持导电薄膜4的第一光学玻璃5和第二光学玻璃6。其中，第一光学玻璃5设置于靠近菲涅尔透镜3的一侧，为使经菲涅尔透镜3透射的平行光能够较多地进入导电薄膜4，第一光学玻璃5在靠近菲涅尔透镜3的一侧表面镀有增透膜。更进一步地，为保护导电薄膜及防止眩光进入导电薄膜4，增透膜选用AR增透膜(Anti-Refletance，减反射增透膜)。第二光学玻璃6设置于靠近出光口的一侧，用于防尘并保护导电薄膜4不被划伤。
更进一步地，为使点光源2发射的光线具有更广的辐射面积，本申请中的光源装置在点光源2和菲涅尔透镜3之间还设置有扩散板7。优选地，扩散板7靠近点光源2设置并与菲涅尔透镜3平行设置。本申请中的扩散板7优选采用双面磨砂的PC(Polycarbonate，聚碳酸脂)材料制成，扩散板7用于将点光源2发出的光转换为更均匀的光斑。PC材料的扩散板7具有透过率高的优点，磨砂面使扩散板7的漫射效果更好，且耐热，不易变形。
为保证点光源2的散热问题，本申请在点光源2外侧的壳体1上设有散热片8，散热片8上设有伸入壳体1内的铝基板，点光源2固定于铝基板(图中未示出)上。优选地，铝基板与散热片8之间还涂覆有导热硅脂(图中未示出)。散热片8的外侧还设有散热风扇9。通过散热片8和散热风扇9增加空气流动，能够较好地实现点光源2的散热问题。
作为各实施例中的优选实施例，本申请在菲涅尔透镜3与导电薄膜4之间还包括与菲涅尔透镜3平行、且间隔均匀的至少一组菲涅尔透镜3。其中，菲涅尔透镜3与导电薄膜4之间可设置一组、两组、三组或更多组菲涅尔透镜3。多组菲涅尔透镜3能够对由菲涅尔透镜3发出的平行光束进行多次整形，从而提高平行光束的平行质量。
图3为根据另一优选实施例示出的光源装置的结构图。如图3所示，光源装置包括壳体1、点光源2、反射镜20、菲涅尔透镜3和导电薄膜4。
壳体1包括第一端部10和第二端部11，第一端部10有效光路的中轴线与第二端部11有效光路的中轴线垂直。第一端部10设有出光口，点光源2设置于第二端部11内侧的中心处。点光源2向四周发射光线。优选地，本实施例中点光源2优选采用COB LED模组点光源。
反射镜20设置于第一端部10和第二端部11之间，第一端部10的中轴线与反射镜20的反射镜面的夹角为45度，第二端部11的中轴线与反射镜20的反射镜面的夹角为45度。优选地，本申请中的反射镜20为表面镀铝的光学玻璃，反射率大于98％。
菲涅尔透镜3，设置于反射镜20和第一端部10之间，菲涅尔透镜3中刻录有同心圆的一面，即螺纹面朝向第一端部10，菲涅尔透镜3中的光面朝向于反射镜20的反射镜面；点光源2位于菲涅尔透镜3的焦点处。
本申请中的反射镜20主要用于转折光路，满足菲涅尔透镜3所要求的焦距参数，以利于压缩光源装置的体积。同时，通过反射镜20，将点光源2由光源下侧的水平放置，转换为光源后侧的竖直放置，有利于点光源2散热装置的设计。
导电薄膜4固定于第一端部10的出光口处并与菲涅尔透镜3平行。导电薄膜4与设置于壳体上的通电开关(图中未显示)电连接。导电薄膜4的内部填充液晶分子，在通电开关关闭时，导电薄膜4处于未通电状态，此时导电薄膜4内的液晶分子无序排列，经菲涅尔透镜3透射后的平行光照射到导电薄膜4上时，经导电薄膜4发出的光为漫射光。在通电开关打开时，导电薄膜4处于通电状态，此时导电薄膜4内的液晶分子有序平行排列，经菲涅尔透镜3透射后的平行光照射到导电薄膜4上时，平行光束经导电薄膜4后发出平行光。
进一步地，本实施例中的光源装置还包括用于夹持导电薄膜4的第一光学玻璃5和第二光学玻璃6。其中，第一光学玻璃5设置于靠近菲涅尔透镜3的一侧，为使经菲涅尔透镜3透射的平行光能够较多地进入导电薄膜4，第一光学玻璃5在靠近菲涅尔透镜3的一侧表面镀有增透膜。更进一步地，为防止光线反射，增透膜选用AR增透膜(Anti-Refletance，减反射增透膜)。第二光学玻璃6设置于靠近出光口的一侧，用于防尘并保护导电薄膜4不被划伤。
进一步地，为使点光源2发射出的辐射光线具有更广的辐射面积，本实施例中在点光源2和反射镜20之间设置扩散板7，其中，扩散板7与反射镜20的反射镜面的夹角为45度。优选地，扩散板7优选采用双面磨砂的PC材料制成。
优选地，本实施例中的光源装置还包括设置于点光源2外侧壳体1上的散热片8，散热片8上设有伸入壳体1内的铝基板，点光源2固定于铝基板上。优选地，铝基板与散热片8之间还涂覆有导热硅脂。散热片8的外侧还设有散热风扇9。通过散热片8和散热风扇9增加空气流动，能够较好地实现点光源2的散热问题。
在本实施例中，菲涅尔透镜3与导电薄膜4之间也可加设与菲涅尔透镜3平行、且间隔均匀的至少一组菲涅尔透镜3，以用于对由菲涅尔透镜3发出的平行光束进行多次整形，从而提高平行光束的平行质量。
由以上技术方案可知，本发明中的光源装置利用点光源与菲涅尔透镜的光路组合，制作一种发光特性为平行光的光源，并在光源的出光口处设置内设液晶分子的导电薄膜，通过电控技术，控制导电薄膜中液晶分子的排列形式，以改变导电薄膜的调光率，使得透过导电薄膜出射的光束可在平行光与漫射光之间切换，实现一种光源装置实现两种类型光的发射。
根据本发明的再一方面，还提供了一种TFT-LCD检测系统。TFT-LCD检测系统包括利用上述各种结构光源装置的任一种，TFT-LCD支撑件和图像采集装置。
利用上述TFT-LCD检测系统对TFT-LCD进行的工作方法如下：
首先利用未通电状态的光源装置发射的漫射光对LCD-TFT进行照射，若图像采集装置中采集到亮点，则对每个亮点的坐标进行标记；然后将光源装置进行通电，此时光源装置发射出平行光，利用此平行光对LCD-TFT进行照射，有缺陷的液晶能够进行透射，因此在图像采集装置中形成的图像仍然是亮点，而灰尘颗粒由于能够阻挡平行光线，因此灰尘颗粒在图像采集装置中形成的图像为黑点。由此，可判断出亮点为LCD-TFT中的缺陷液晶，黑点为附着于LCD-TFT上的灰尘，从而可轻易地分辨出液晶缺陷和灰尘，大大降低TFT-LCD检测系统的误检率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种光源装置，其特征在于，包括：
包括具有第一端部(10)和第二端部(11)的壳体(1)，第一端部(10)有效光路的中轴线与第二端部(11)有效光路的中轴线平行或重合，第一端部(10)设有出光口，第二端部(11)内侧安装有点光源(2)；
菲涅尔透镜(3)，设置于第一端部(10)和第二端部(11)之间，所述点光源(2)位于所述菲涅尔透镜(3)的焦点处，所述菲涅尔透镜(3)的螺纹面朝向第一端部(10)，所述菲涅尔透镜(3)的光面朝向第二端部(11)；
在所述点光源(2)和所述菲涅尔透镜(3)之间还包括扩散板(7)，所述扩散板(7)与所述菲涅尔透镜(3)平行设置；
导电薄膜(4)，内部填充液晶分子，固定于第一端部(10)的出光口处并与所述菲涅尔透镜(3)平行，所述导电薄膜(4)与设置于所述壳体(1)上的通电开关电连接；
还包括用于夹持所述导电薄膜(4)的第一光学玻璃(5)和第二光学玻璃(6)；
第一光学玻璃(5)设置于靠近所述菲涅尔透镜(3)的一侧，其表面镀有增透膜；
第二光学玻璃(6)设置于靠近所述出光口的一侧。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，在所述点光源(2)外侧的壳体(1)上设有散热片(8)，所述散热片(8)上设有伸入所述壳体(1)内的铝基板，所述点光源(2)固定于所述铝基板上；
所述铝基板与所述散热片(8)之间涂覆有导热硅脂。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，在所述菲涅尔透镜(3)与所述导电薄膜(4)之间还包括与所述菲涅尔透镜(3)平行、且间隔均匀的至少一组菲涅尔透镜。
4.一种光源装置，其特征在于，包括：
包括第一端部(10)和第二端部(11)的壳体(1)，第一端部(10)有效光路的中轴线与第二端部(11)有效光路的中轴线垂直，第一端部(10)设有出光口，第二端部(11)内侧安装有点光源(2)；
反射镜(20)，设置于第一端部(10)和第二端部(11)之间，第一端部(10)的中轴线与所述反射镜(20)的反射镜面的夹角为45度，第二端部(11)的中轴线与所述反射镜(20)的反射镜面的夹角为45度；
菲涅尔透镜(3)，设置于所述反射镜和第一端部(10)之间，所述菲涅尔透镜(3)中刻录有同心圆的一面朝向第一端部(10)，所述菲涅尔透镜(3)中的光面朝向于所述反射镜的反射镜面；所述点光源(2)位于所述菲涅尔透镜(3)的焦点处；
在所述点光源(2)和所述反射镜之间还包括扩散板(7)，所述扩散板(7)与所述反射镜的反射镜面的夹角为45度；
导电薄膜(4)，内部填充液晶分子，固定于第一端部(10)的出光口处并与所述菲涅尔透镜(3)平行，所述导电薄膜与设置于所述壳体(1)上的通电开关电连接；
还包括用于夹持所述导电薄膜(4)的第一光学玻璃(5)和第二光学玻璃(6)；
第一光学玻璃(5)设置于靠近所述菲涅尔透镜(3)的一侧，其表面镀有AR增透膜；
第二光学玻璃(6)设置于靠近所述出光口的一侧。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，在所述点光源(2)外侧的壳体(1)上设有散热片(8)，所述散热片(8)上设有伸入所述壳体(1)内的铝基板，所述点光源(2)固定于所述铝基板上；
所述铝基板与所述散热片(8)之间涂覆有导热硅脂。
6.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，在所述菲涅尔透镜(3)与所述导电薄膜(4)之间还包括与所述菲涅尔透镜(3)平行、且间隔均匀的至少一组菲涅尔透镜。
7.一种TFT-LCD检测系统，其特征在于，包括如权利要求1～6中任一所述的光源装置。
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