CN105702188A - 液晶显示装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种液晶显示装置及其测试方法。所述液晶显示装置包括显示面板、柔性电路板和印刷电路板组件，所述柔性电路板用于连接所述显示面板和所述印刷电路板组件。所述测试方法包括：在所述印刷电路板组件上获得测量信号，以测量信号路径的回路阻抗，所述信号路径至少经由所述显示面板上的集成电路；获所述信号路径上的线路阻抗；根据所述回路阻抗和所述线路阻抗，计算所述集成电路的bonding阻抗。该测试方法利用印刷电路板组件上的测试焊盘进行bonding阻抗测试，从而实现快速测量和防止测试损坏显示面板。

Description

液晶显示装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，更具体地，涉及液晶显示装置及其测试方法。

背景技术

液晶显示装置(LCD)是包括显示面板、柔性电路板(FPC)和印刷电路板组件(PCBA)的组件。在液晶显示装置中，显示面板包括相对设置的一对基板以及夹在二者之间的液晶层。在基板上的像素电极和公共电极之间施加电压产生电场，可以改变液晶层的液晶分子的取向，从而可以控制每个像素的透射率以实现图像显示。由于液晶显示装置具有低耗电、重量轻和厚度薄的优点，因此广泛地用作电视机、笔记本电脑、平板电脑、手机、数字照相机等的显示装置。

图1a和1b示出根据现有技术的液晶显示装置的结构示意图，其中图1a示出液晶显示装置的俯视图，图1b示出沿线AA截取的截面图。液晶显示装置100包括印刷电路板组件110、柔性电路板120和显示面板130。印刷电路板组件110包括印刷电路板及其上安装的电子元件，用于提供显示面板130的各种控制信号、数据信号和驱动电压。柔性电路板120用于连接印刷电路板组件110和显示面板130。显示面板包括下基板131和上基板132。在下基板131上安装驱动集成电路(驱动IC)140且设置布线135。驱动IC和布线135之间利用各向异性导电粘接膜150进行电连接。

由于驱动IC140的邦定(bonding)阻抗是影响图像显示质量的重要因素，如果bonding阻抗过大可能导致显示图像异常，因此在液晶显示装置的生产作业和实验解析中，均需要进行驱动IC140的bonding阻抗测试。

常规的bonding阻抗测试方法从显示面板130的布线135获得测试信号。由于布线135上覆盖有保护膜，因此，在测试时探针刺穿保护膜接触布线135。该测试方法不仅操作不便和耗费时间，并且容易损坏显示面板130的布线135，导致显示面板130图像显示异常。

因此，期望进一步开发可以简单高效且可以保护显示面板的bonding阻抗测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供利用印刷电路板组件上的测试焊盘进行bonding阻抗测试的液晶显示装置及其测试方法，以实现快速测量和防止测试损坏显示面板。

根据本发明的一方面，提供一种用于液晶显示装置的测试方法，所述液晶显示装置包括显示面板、柔性电路板和印刷电路板组件，所述柔性电路板用于连接所述显示面板和所述印刷电路板组件，所述方法包括：在所述印刷电路板组件上获得测量信号，以测量信号路径的回路阻抗，所述信号路径至少经由所述显示面板上的集成电路；获所述信号路径上的线路阻抗；根据所述回路阻抗和所述线路阻抗，通过从所述回路阻抗中减去所述线路阻抗，计算所述集成电路的bonding阻抗。

优选地，所述线路阻抗包括所述显示面板产生的第一线路阻抗、所述柔性电路板产生的第二线路阻抗和所述印刷电路板组件产生的第三线路阻抗中的至少一个。

优选地，通过模拟集成电路设计软件计算，或者通过在工程样品验证测试阶段测量，获得所述第一线路阻抗。

优选地，通过将所述柔性电路板的多条布线各自的第一端分别与所述印刷电路板组件的相应布线电连接，以及将所述柔性电路板的所述多条布线的(柔性电路板与显示面板bonding端)彼此短接，在所述印刷电路板组件上进行测量，以获得所述第二线路阻抗。

优选地，获得信号路径的线路阻抗包括：预先测量标准长度的布线在不同线宽下的阻抗作为参考值；以及根据所述参考值以及所述信号路径上的布线的实际长度和线宽，计算所述布线的线路阻抗。

优选地，所述印刷电路板组件包括多个测试焊盘，所述集成电路包括多个测试引脚，每个测试焊盘经由印刷电路板组件、柔性电路板和显示面板上的布线连接至所述集成电路的一条测试引脚。

优选地，所述集成电路的所述多个测试引脚经由所述集成电路的内部引线彼此电连接。

优选地，所述集成电路的所述多个测试引脚是所述集成电路在工作中未被其它线路使用且属于相同电气网络的空闲引脚。

优选地，所述多个测试焊盘包括第一测试焊盘和第二测试焊盘，所述多个引脚包括彼此电连接的第一测试引脚和第二测试引脚，测得所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘经由所述集成电路的测量信号路径的回路阻抗的步骤包括：在所述第一测试焊盘和所述第二测试焊盘之间用量测仪器测试所述回路阻抗。

优选地，所述集成电路采用多个各向异性粘接膜中的一个固定在所述显示面板上，并且实现所述集成电路与所述显示面板上的布线之间的电连接；所述柔性电路板采用所述多个各向异性粘接膜中的另一个固定在所述显示面板与印刷电路板组件上，并且实现所述显示面板的布线与所述印刷电路板组件之间的电连接。

根据本发明的另一方面，提供一种液晶显示装置，包括：显示面板，包括用于产生驱动信号的集成电路，并且根据驱动信号显示图像；印刷电路板组件，包括用于获取测量信号的多个测试焊盘，并且提供控制信号、数据信号和驱动电压；以及柔性电路板，用于电连接所述印刷电路板组件与显示面板，其中，所述集成电路包括多个测试引脚，每个测试焊盘经由印刷电路板组件、柔性电路板和显示面板上的布线连接至所述集成电路的一条测试引脚。

优选地，所述集成电路的所述多个测试引脚经由所述集成电路的内部引线彼此电连接。

优选地，所述集成电路的所述多个测试引脚是所述集成电路在工作中未使用且属于相同电气网络的空闲引脚。

优选地，所述液晶显示装置还包括多个各向异性粘接膜，所述集成电路采用所述多个各向异性粘接膜中的一个固定在所述显示面板上，并且实现所述集成电路与所述显示面板上的布线之间的电连接；所述柔性电路板采用所述多个各向异性粘接膜中的另一个固定在所述显示面板与印刷电路板组件上，并且实现所述显示面板的布线与所述印刷电路板组件之间的电连接。

该bonding阻抗测试方法将测试信号的获取位置从显示面板上的布线转移至印刷电路板组件上的测试焊盘。由于不需要采用探针接触显示面板的布线，因此可以防止测试损坏显示面板。

该阻抗测试方法可以通过测试焊盘获取测试信号，因此不需要采用探针测试机台进行测试。因此，通过本发明的线路设计，可以方便快捷地在印刷电路板组件上测试驱动IC的bonding阻抗。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1a和1b示出根据现有技术的液晶显示装置的结构示意图。

图2a和2b示出根据本发明实施例的液晶显示装置的结构示意图。

图3示出根据本发明的实施例的bonding阻抗测试方法中信号路径的示意图。

图4示出图3中的信号路径上各个部分的阻抗。

图5示出根据本发明的实施例的bonding阻抗测试方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如各个部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图2a和2b示出根据本发明实施例的液晶显示装置的结构示意图，其中图2a示出该液晶显示装置的俯视图，图2b示出该液晶显示装置沿线AA截取的截面图。液晶显示装置100包括印刷电路板组件110、柔性电路板120和显示面板130。

印刷电路板组件110包括印刷电路板及其上安装的电子元件，用于提供显示面板130的控制信号、数据信号和驱动电压。

柔性电路板120用于连接印刷电路板组件110和显示面板130。柔性电路板120包括例如由聚酰亚胺或聚酯薄膜制成的绝缘基板和在绝缘基板上形成的布线，从而具有可弯曲的特性。柔性电路板120的布线在基板的侧边暴露，在一个实例中，柔性电路板120采用下文所述的各向异性粘接膜固定在印刷电路板组件110和显示面板130上，并且实现印刷电路板组件110的布线和显示面板130的布线之间的电连接。在另一个实例中，柔性电路板120可以插入印刷电路板组件110和显示面板130中的插座中，或者焊接在印刷电路板组件110和显示面板130中的布线上，从而实现电连接。

显示面板130包括下基板131和上基板132。在下基板131上可以设置薄膜晶体管(TFT)阵列和像素电极阵列。在薄膜晶体管导通时，与薄膜晶体管相连接的像素电极上施加驱动电压。在上基板132上可以设置公共电极，该公共电极上施加公共电压。由于像素电极和公共电极之间的电压差，从而形成电场。液晶分子层夹在下基板131和上基板132之间。由于可以逐个像素驱动像素电极，因此，相应像素位置的液晶分子可以根据产生的电场发生偏转，从而逐个像素控制透射率，实现图像显示。在本申请中，为了简明起见未示出下基板131中的薄膜晶体管(TFT)阵列和像素电极阵列，也未示出上基板132中的公共电极。

在如图2a所示，显示面板的下基板131的尺寸大于上基板132，二者重叠的区域用于夹持液晶分子层，作为像素显示区域。下基板131的周边区域可以安装附加的电子元件和设置布线。在该实施例中，显示面板130还包括设置在下基板131上的驱动集成电路(驱动IC)140和布线135。

各向异性导电粘接膜(ACF)150包括热固性粘接剂151和其中分散的导电颗粒152构成的导电粘接剂膜。在加热的作用下热固性粘接剂发生交联固化。在利用粘接剂电极实现粘结的同时，利用粘接剂中的导电颗粒实现各向异性导电。也即，在垂直方向上，各向异性导电粘接膜150中的导电颗粒彼此接触实现导电，而在平面内，各向异性导电粘接膜150中的导电颗粒彼此隔开实现绝缘。

如图2b所示，驱动IC140与布线135之间利用各向异性导电粘接膜150进行电连接。驱动IC140包括引脚141。为了在显示面板130上安装驱动IC140，在显示面板130上放置驱动IC140，使得IC140的引脚141面对显示面板130上的布线135。在驱动IC140和布线135之间设置各向异性导电粘接膜150，在加热加压的条件下，驱动IC140的引脚141接近显示面板130的布线135，从而实现垂直方向的导电，同时实现平面内的绝缘。

与图1a和1b所示的现有技术的液晶显示装置不同，根据本发明的液晶显示装置100包括设置在印刷电路板组件110上的测试焊盘21。可以采用公知的两端法或四端法测试bonding阻抗。在两端法测试中，测试焊盘21的数量为两个。在四端法测试中，测试焊盘的数量为三个或四个。

该bonding阻抗测试方法将测试信号的获取位置从显示面板130上的布线转移至印刷电路板组件110上的测试焊盘21。由于不需要采用探针接触显示面板130的布线，因此可以防止测试损坏显示面板。

该阻抗测试方法可以通过测试焊盘获取测试信号，因此不需要采用探针测试机台进行测试。在印刷电路板组件上测试驱动IC的bonding阻抗，整个测试过程仅需要不到3分钟即可完成。与之相对比，采用探针测试机台在显示面板的布线上测试驱动IC的bonding阻抗，整个测试过程需要耗时30分钟。因此，通过本发明的线路设计，可以方便快捷地在印刷电路板组件上测试驱动IC的bonding阻抗。

图3示出根据本发明的实施例的bonding阻抗测试方法中信号路径的示意图。在该实施例中，采用两端法测试驱动IC的bonding阻抗。因此，印刷电路板组件110上设置两个测试焊盘21a和21b。

测试焊盘21a依次经由印刷电路板组件110上的布线111a和插座112a、柔性印刷电路板120上的布线121a、显示面板130上的布线135a和各向异性导电粘接膜150连接至驱动IC140的引脚141a，进而连接至驱动IC140的内部电路。

类似地，测试焊盘21b依次经由印刷电路板组件110上的布线111b和插座112b、柔性印刷电路板120上的布线121b、显示面板130上的布线135b和各向异性导电粘接膜150连接至驱动IC140的引脚141b，进而连接至驱动IC140的内部电路。

在该实施例中，驱动IC140的引脚141a和141b是专用的测试引脚，或者在工作中未使用且属于相同电气网络的空闲引脚。所述测试引脚通过驱动IC140的内部布线142彼此电连接。所述空闲引脚通过驱动IC140的内部电气网络彼此电连接。由于驱动IC140的引脚141a和141b在驱动IC140的内部彼此电连接，因此两个引脚之间的阻抗通常小于1欧姆，从而允许来自测试焊盘的测试信号经由驱动IC140的内部电路形成回路。

图4示出图3中的信号路径上各个部分的阻抗。在bonding阻抗测试时，在印刷电路板组件110的两个测试焊盘21a和21b上施加电流I，并且在两个测试焊盘21a和21b之间的电压，从而获得回路阻抗RT。

在两端法测试中，回路阻抗RT是电流I的流动路径上的所有电子元件或布线的阻抗之和。在该实施例的方法中，回路阻抗RT可以表示为以下公式(1)：

RT＝RA+RF+RI+R0(1)

其中，RA表示由显示面板130的布线135a和135b导致的第一线路阻抗，RF表示由柔性电路板120上的布线121a和121b导致的第二线路阻抗，RI表示由各向异性导电粘接膜150导致的bonding阻抗，R0表示由印刷电路板组件110上的布线111a和111b导致的第三线路阻抗。

图5示出根据本发明的实施例的bonding阻抗测试方法的流程图。

在步骤S01中，采用印刷电路板组件上的测试焊盘，经由包括驱动IC的内部电路彼此连接的两个引脚的信号路径，测量包括所述驱动IC的bonding阻抗的回路阻抗RT。优选地，在测试焊盘21a和21b之间用量测仪器测试回路阻抗。

在步骤S02中，获得显示面板130的布线的第一线路阻抗RA。在该实施例中，采用模拟IC设计软件，例如JEDAT软件计算出第一线路阻抗RA。在替代的实施例中，在工程样品验证测试(EVT)中实际测量获得显示面板130的第一线路阻抗RA。

在步骤S03中，获得柔性电路板120的布线的第二线路阻抗RF。

在该实施例中，为了获得第二线路阻抗RF，可以进行第一次测量，其中，将柔性电路板120的布线121a和121b各自的第一端与印刷电路板组件110的布线111a和111b分别电连接，将柔性电路板120的布线121a和121b各自的第二端彼此短接。经由印刷电路板组件110的测试焊盘21a和21b施加电流，测量两端的电压，从而根据电压与电流的比值计算出第二线路阻抗RF。优选地，在测试焊盘21a和21b之间用量测仪器测试第二线路阻抗RF。

在替代的实施例中，为了获得第二线路阻抗RF，可以预先测量柔性电路板120上标准长度且不同线宽的布线的阻抗，然后根据柔性电路板120的布线121a和121b的实际长度和线宽计算出第二线路阻抗RF。该标准长度是根据典型的布线长度选择的数值。例如，表1示出柔性电路板120的标准长度为220毫米的布线在不同线宽下进行5次测量获得的阻抗及其平均值。

表1：柔性电路板的布线的阻抗与线宽的关系

由阻抗公式可知：同一种材质的线材阻抗大小，跟布线的长度成正比，跟布线的宽度成反比。因此，如果柔性电路板120的布线121a和121b的实际长度和线宽分别为5mm和3mill，则根据表1可以估算出由柔性电路板120的布线导致的第二线路阻抗RF为：

$R_F=\frac{5mm}{220mm}\×1.452\mathrm{\Ω}=0.033\mathrm{\Ω}$

由此可见，第二线路阻抗RF远小于1欧姆，通常远小于驱动IC140的bonding阻抗。

在步骤S04中，获得印刷电路板组件110的第三线路阻抗R0。

在该实施例中，为了获得第三线路阻抗R0，仅计入印刷电路板组件110自身的布线阻抗，忽略了其它元件或布线的阻抗。可以预先测量印刷电路板组件110上标准长度且不同线宽的布线的阻抗，然后根据印刷电路板组件110的布线111a和111b的实际长度和线宽计算出第三线路阻抗R0。该标准长度是根据典型的布线长度选择的数值。例如，表2示出印刷电路板组件110的标准长度为220毫米的布线在不同线宽下进行5次测量获得的阻抗及其平均值。

表2：印刷电路板组件的布线的阻抗与线宽的关系

如果印刷电路板组件110的布线111a和111b的实际长度和线宽分别为5mm和4mill，则根据表1可以估算出由柔性电路板120的布线导致的第二线路阻抗RF为：

$R_0=\frac{5mm}{220mm}\×\frac{4mil}{3mil}\×3.256\mathrm{\Ω}=0.098\mathrm{\Ω}$

由此可见，第三线路阻抗R0远小于1欧姆，通常远小于驱动IC140的bonding阻抗。

在步骤S05中，根据以下公式(2)计算驱动IC140的bonding阻抗：

RI＝RT-RA-RF-R0(2)

其中，RT表示采用测试焊盘测量的回路阻抗，RA表示由显示面板130的布线135a和135b导致的第一线路阻抗，RF表示由柔性电路板120上的布线121a和121b导致的第二线路阻抗，R0表示由印刷电路板组件110上的布线111a和111b导致的第三线路阻抗。

根据上述的分析可知，由于第二线路阻抗RF和第三线路阻抗R0远小于驱动IC140的bonding阻抗，因此，在上述的bonding阻抗时可以忽略第二线路阻抗RF和第三线路阻抗R0的影响。在替代的实施例中，可以省略上述的步骤S03和S04。在该替代的实施例中，根据以下公式(3)估算驱动IC140的bonding阻抗：

RI≈RT-RA(3)

其中，RT表示采用测试焊盘测量的回路阻抗，RA表示由显示面板130的布线135a和135b导致的第一线路阻抗。

在上述的实施例中，描述了采用印刷电路板组件上的测试焊盘测量回路阻抗并且计算出驱动IC的bonding阻抗的测试方法，其中，采用两端法测量回路阻抗，从而使用两个测试焊盘。

在替代的实施例中，可以采用四端法测量回路阻抗，其中使用三个或四个测试焊盘。每个测试焊盘经由印刷电路板组件、柔性电路板和显示面板上的布线连接至驱动IC的一条测试引脚。所述驱动IC的测试引脚经由其内部电路彼此连接。因而，在两个测试焊盘上施加电流时，可以在其它的测试焊盘上获取电压，计算回路电阻。该方法可以进一步减小印刷电路板组件、柔性电路板和显示面板上的布线导致的线路阻抗，例如，由于电压采样端上可能没有电流流过，因此可以将前述的线路阻抗减小一半。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种用于液晶显示装置的测试方法，所述液晶显示装置包括显示面板、柔性电路板和印刷电路板组件，所述柔性电路板用于连接所述显示面板和所述印刷电路板组件，所述方法包括：

在所述印刷电路板组件上获得测量信号，以测量信号路径的回路阻抗，所述信号路径至少经由所述显示面板上的集成电路；

获所述信号路径上的线路阻抗；

根据所述回路阻抗和所述线路阻抗，通过从所述回路阻抗中减去所述线路阻抗，计算所述集成电路的bonding阻抗。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其中，所述线路阻抗包括所述显示面板产生的第一线路阻抗、所述柔性电路板产生的第二线路阻抗和所述印刷电路板组件产生的第三线路阻抗中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其中，通过模拟集成电路设计软件计算，或者通过在工程样品验证测试阶段测量，获得所述第一线路阻抗。

4.根据权利要求2所述的测试方法，其中，通过将所述柔性电路板的多条布线各自的第一端分别与所述印刷电路板组件的相应布线电连接，以及将所述柔性电路板的所述多条布线的第二端彼此短接，在所述印刷电路板组件上进行测量，以获得所述第二线路阻抗。

5.根据权利要求2所述的测试方法，其中，获得信号路径的线路阻抗包括：

预先测量标准长度的布线在不同线宽下的阻抗作为参考值；以及

根据所述参考值以及所述信号路径上的布线的实际长度和线宽，计算所述布线的线路阻抗。

6.根据权利要求2所述的测试方法，其中，所述印刷电路板组件包括多个测试焊盘，所述集成电路包括多个测试引脚，每个测试焊盘经由印刷电路板组件、柔性电路板和显示面板上的布线连接至所述集成电路的一条测试引脚。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其中，所述集成电路的所述多个测试引脚经由所述集成电路的内部引线彼此电连接。

8.根据权利要求6所述的测试方法，其中，所述集成电路的所述多个测试引脚是所述集成电路在工作中未被其它线路使用且属于相同电气网络的引脚。

9.一种液晶显示装置，包括：

显示面板，包括用于产生驱动信号的集成电路，并且根据驱动信号显示图像；

印刷电路板组件，包括用于获取测量信号的多个测试焊盘，并且提供控制信号、数据信号和驱动电压；以及

柔性电路板，用于电连接所述印刷电路板组件与显示面板；

其中，所述集成电路包括多个测试引脚，每个测试焊盘经由印刷电路板组件、柔性电路板和显示面板上的布线连接至所述集成电路的一条测试引脚。

10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，还包括多个各向异性粘接膜，

所述集成电路采用所述多个各向异性粘接膜中的一个固定在所述显示面板上，并且实现所述集成电路与所述显示面板上的布线之间的电连接；所述柔性电路板采用所述多个各向异性粘接膜中的另一个固定在所述显示面板与印刷电路板组件上，并且实现所述显示面板的布线与所述印刷电路板组件之间的电连接。