CN107193139A - 显示面板测试设备及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示面板测试设备，基台，包括用于承载面板的弹性承载区域；旋转装置，与基台连接，用于控制基台在水平面旋转第一预设角度，第一预设角度大于等于0度；施压装置，包括设置于基台上用于承载面板的第一侧、能够对面板施加第一方向的力的压头，第一方向与竖直方向之间具有第二预设角度；压力感应装置，与施压装置连接、能够感应压头对面板施加的力的大小；光源，设置于基台上用于承载面板的第一侧，用于对面板的受力位置提供透射光；光检装置，设置于基台上与第一侧相对的第二侧、用于获取施压装置对面板施压产生的图像信息；处理装置，用于根据图像信息确定面板产生不良的临界条件。本发明还涉及一种显示面板测试方法。

Description

显示面板测试设备及测试方法

技术领域

本发明涉及液晶产品制作技术领域，尤其涉及一种显示面板测试设备及测试方法。

背景技术

为了维持薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，简称TFT-LCD)的彩膜基板和阵列基板之间的盒厚，通常在液晶面板CF侧制作柱形隔垫物(Post Spacer，简称PS)以保持盒厚一致。柱形隔垫物PS通常包括较高的主隔垫物Main PS和较低的副隔垫物Sub PS。

在实际生产作业中，因为液晶面板受到各种不可控的外力，Main PS产生滑动，使Main PS所在的亚像素配向膜损伤，在黑画面下产生像素漏光，即PS Mura不良。

目前没有PS Mura的评价基准，在新产品PS Mura风险评估和不良改善过程中，无法准确评价产品PS Mura的风险水平，只能采用投入大量验证品，通过验证品PS Mura不良率的方法来评价风险，此种方法的问题主要有：

成本高昂：为了减小数据统计的偶然性，需要投入大量产品比较不同生产条件的PS Mura发生率，每次验证需要耗费大量的物料和加工费，并占用产线量产实际，使正常量产产能降低，损失较大。

时间周期长：PS Mura可能的发生工序很多，从Cell对盒后-Cut-减薄-ET-模组等各个工序都可能会产生PS Mura，所以统计PS Mura的发生率需要等待产品完全完成模组制作及信息电算，才能统计出准确的良率对比，时间成本较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种显示面板测试设备及测试方法，快速、准确的确定出现PS Mura的条件。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种显示面板测试设备，包括：

基台，包括用于承载面板的弹性承载区域；

旋转装置，与所述基台连接，用于控制所述基台在水平面旋转第一预设角度，所述第一预设角度大于等于0度；

施压装置，包括设置于所述基台上用于承载面板的第一侧、能够对面板施加第一方向的力的压头，所述第一方向与竖直方向之间具有第二预设角度；

压力感应装置，与所述施压装置连接、能够感应所述压头对面板施加的力的大小；

光源，设置于所述基台上用于承载面板的所述第一侧，用于对面板的受力位置提供透射光；

光检装置，设置于所述基台上与所述第一侧相对的第二侧、用于获取所述施压装置对面板施压产生的图像信息；

处理装置，用于根据所述图像信息确定面板产生灰度不良的临界条件。

进一步的，所述光检装置包括：

灰度检测单元，用于检测面板受力位置的灰度变化；

图像摄取单元，用于在面板的受力位置的灰度上升幅度超出预设范围时、获取面板受力位置的微观图片。

进一步的，所述处理装置包括：

第一处理单元，用于将所述微观图片与不良样本图片进行对比；

第二处理单元，用于在所述微观图片与不良样本图片的相似度满足预设要求时判断面板出现灰度不良；

第三处理单元，用于获取并存储所述临界条件，所述临界条件包括面板受力位置受到的压力、压头与竖直方向的角度。

进一步的，所述施压装置包括：

两个支撑杆，能够沿水平方向移动，且分别位于所述基台相对的两侧；

连接杆，位于两个所述支撑杆之间，所述连接杆位于所述基台的上方能够随着所述支撑杆的移动而在基台的上方移动，所述压头可移动的设置在所述连接杆上；

升降结构，用于控制所述压头向靠近基台的方向移动以对基台上的面板施加压力，所述升降结构包括丝杠和压杆，所述压杆的一端与所述压头连接，所述压杆的另一端穿过所述连接杆与所述丝杠连接；

旋转结构，用于控制所述压头绕所述连接杆旋转至所述第一方向。

进一步的，所述压力感应装置为设置于所述压杆上的压力传感器。

进一步的，所述光源设置于所述压杆外周面，且所述光源为环形LED，其透射光的强度可调。

进一步的，所述基台还包括位于所述弹性承载区域四周的周边区域，所述周边区域由金属材质制成，所述弹性承载区域包括基材和设置于所述基材上的弹性垫。

本发明还提供一种显示面板测试方法，采用上述的显示面板测试设备对面板进行测试，其特征在于，包括以下步骤：

将面板放置于基台的弹性承载区域；

将基台在水平面旋转第一预设角度，其中，所述预设角度为0时，基台不旋转；

压头在竖直平面内旋转第二预设角度；

压头以预设速度向靠近面板的方向移动、并对面板提供在第一方向的压力，所述第一方向与竖直方向之间具有所述第二预设角度；

压头移动至第一位置时，获取压头对面板施压产生的图像信息；

根据所述图像信息判断面板是否产生不良；

如果面板产生不良，则根据所述图像信息确定面板产生不良的临界条件；如果面板未产生不良，则压头继续向靠近面板的方向移动。

进一步的，所述临界条件包括面板受力位置受到的压力、压头与竖直方向的角度。

进一步的，所述压头旋转第一预设角度以对面板提供在第一方向的压力之前还包括：

将压力感应装置和光源移动到预设位置；

保存压头接触面板的位置的坐标信息；

打开光源，并根据面板的透过率调节光源发出的光的强度。

本发明的有益效果是：可以快速、准确、低成本的获得产生PS Mura的临界条件。

附图说明

图1表示本发明实施例中显示面板测试设备结构示意图；

图2表示本发明实施例中基台结构示意图；

图3表示本发明实施例中基台截面示意图；

图4表示本发明实施例中部分结构示意图；

图5表示本发明实施例中显示面板测试设备使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1和图3所示，本实施例提供一种显示面板测试设备，包括：

基台1，包括用于承载面板的弹性承载区域12；

旋转装置，与所述基台1连接，用于控制所述基台1在水平面旋转第一预设角度，所述第一预设角度大于等于0度；

施压装置，包括设置于所述基台1的用于承载面板的第一侧、能够对面板施加第一方向的力的压头2，所述第一方向与竖直方向之间具有第二预设角度；

压力感应装置7，与所述施压装置连接、能够感应所述压头2对面板施加的力的大小；

光源5，设置于所述基台1上用于承载面板的所述第一侧，用于对面板的受力位置提供透射光；

光检装置6，设置于所述基台1上与所述第一侧相对的第二侧、用于获取所述施压装置对面板施压产生的图像信息；

处理装置，用于根据所述图像信息确定面板产生不良的临界条件。

施压装置对面板施加第一方向的力，处理装置根据光检装置6获取的图像信息进行判断，在面板出现不良(由柱状隔垫物滑动引起的灰度不均PS Mura)时，获取并存储面板产生不良的临界条件，无需大量的样板，即可快速、准确且低成本的获取面板产生PS Mura不良的临界条件。

为了使得面板更容易发生PS Mura，通过旋转装置可以使得基台1在水平面旋转预设角度，预设角度的确定可以根据实际需要设定。

所述光检装置6的具体结构形式可以有多种，只要实现获取施压装置的施压结果即可，所述光检装置6包括：

灰度检测单元，用于检测面板受力位置的灰度变化；

图像摄取单元，用于在面板的受力位置的灰度上升幅度超出预设范围时、获取面板受力位置的微观图片。

在透射光源5一定的情况下，随着面板受压的增大，液晶面板的盒厚发生变化，受压点周围的灰度也会发生变化，但在PS Mura开始发生后，灰度会有明显的增大，灰度检测单元可以感知灰度的变化。

为了便于检测面板灰度的变化，灰度检测单元的检测区域为大于压头2直径的圆形区域。

优选的，灰度检测单元的检测区域为3倍压头2直径的圆形区域。

为了保证面板的受压点(受力位置)在光检区域的中心，显示面板测试设备还包括控制光检装置6移动的移动装置，移动装置包括：

交叉设置的导轨，光检装置6可移动的设置在所述导轨上；

用于控制光检装置6随着压头2位置的移动而移动的控制结构，在控制结构的控制下，光检装置6可以随时随着压头2位置的变化而移动位置，使得面板的受力位置始终在光检区域中心。

本实施例中，所述图像摄取单元为高分辨率的CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)，可以获取面板受压过程的即时图片。

本实施例中，所述处理装置包括：

第一处理单元，用于将所述微观图片与不良样本图片进行对比；

第二处理单元，用于在所述微观图片与不良样本图片的相似度满足预设要求时判断面板出现不良；

第三处理单元，用于获取并存储所述临界条件，所述临界条件包括面板受力位置受到的压力、压头2与竖直方向的角度。

因Main PS是规律分布，故面板的PS Mura不良微观的漏光点也是规律的，故可通过将所述微观图片与不良样本图片进行对比确认是否出现PS Mura，以区别面板因受压后PS恢复慢形成整体发白的Touch Mura，避免误判。

在本实施例的另一实施方式中，所述处理装置包括第四处理单元，可以直接通过图像摄取单元获取的微观图片获取面板上是否出现规律的漏光点的判断结果。

如图4和图5所示，施压装置的具体结构形式可以有多种，本实施例中，所述施压装置包括：

两个支撑杆3，能够沿水平方向移动(即图5中的X方向)，且分别位于所述基台1相对的两侧；

连接杆4，位于两个所述支撑杆3之间，所述连接杆4位于所述基台1的上方能够随着所述支撑杆3的移动而在基台1的上方移动，所述压头2可移动的设置在所述连接杆4上，连接杆4上设有导轨，压头2可移动的设置于导轨上；

升降结构，用于控制所述压头2向靠近基台1的方向移动以对基台1上的面板施加压力，所述升降结构包括丝杠和压杆，所述压杆的一端与所述压头2连接，所述压杆的另一端穿过所述连接杆4与所述丝杠连接；

旋转结构，用于控制所述压头2绕所述连接杆4旋转至所述第一方向。

本实施例中，压杆为金属材质保证强度，压头2为橡胶材质，压头2与面板接触面积随着压力增加而缓慢增大，避免压碎面板。

压头2向基台1的方向移动的移动速度根据面板的薄厚程度设定，为避免压碎面板，面板越薄速度越小。

本实施例中优选的压头2的移动速度为5～20mm/min，但不以次为限。

旋转结构控制压头2绕所述连接杆4旋转至所述第一方向，以使得压头2对面板提供斜向外力。所述第一方向与竖直方向之间的角度范围优选为10°～35°。

压头2未处于工作状态时，压头2是与面板相垂直设置的，在压头2对面板施加压力时，压头2绕所述连接杆4顺时针旋转角度b(在与水平面相垂直的竖直平面内旋转)，如图4所示，则Cos b代表对面板压力的垂直向下分量，Cos b可根据面板薄厚程度调整，防止垂直压力过大使面板压碎。

本实施例中，所述旋转结构的结构形式可以有多种，只要实现压头的旋转即可，本实施例中，旋转结构包括连接于连接杆与支撑杆之间的旋转轴，连接杆旋转带动压头旋转。

本实施例的另一实施方式中，旋转结构包括与压杆连接的旋转部，旋转部可以直接控制压头的旋转。

本实施例中优选的，所述压力感应装置7为设置于所述压杆上的压力传感器，压力传感器可实时的感应压头2对面板施加的压力的大小。且压力传感器为高精度的压力传感器，其精度可达到0.00001N。

本实施例中，所述光源5设置于所述压杆外周面，且所述光源5为环形LED，其透射光的强度可调。

因PS Mura一般发生在受压点周围，所以光源5设置于所述压杆外周面，使得光源5发出的透射光可完全覆盖面板上PS Mura形成区域。

不同的面板的透过率不同，光源5的透射光的强度可调增加了测试面板的适用范围。

如图2和图3所示，本实施例中，所述基台1还包括位于所述弹性承载区域12四周的周边区域11，所述周边区域11由金属材质制成，所述弹性承载区域12包括基材121和设置于所述基材121上的弹性垫122。

基台1的周边区域11为金属材质保证可基台1的强度，弹性垫122的设置便于面板受压形变，利于面板产生柱状隔垫物滑动引起的灰度不均的现象的发生。

本实施例中所述基材121为玻璃材质，所述弹性垫122为高透明的TPE(热塑性弹性体)软垫，硬度在邵氏硬度30A左右，较柔软，便于面板在测试区域受压形变，且高透明的设置便于光检装置6获取面板受压灰度的变化。

本实施例中，基台1的弹性承载区域12比基台1的周边区域11低，以便防止面板放置在弹性承载区域12的一角受压时发生滑动。

优选的，基台1的弹性承载区域12与基台1的周边区域11的高度差为5mm左右，但不以此为限。

基台1整体可在旋转装置的控制下根据需要水平旋转至指定角度，以便调整面板受压的角度。

本发明还提供一种显示面板测试方法，采用上述的显示面板测试设备对面板进行测试，其特征在于，包括以下步骤：

将面板放置于基台1的弹性承载区域12；

将基台1在水平面旋转第一预设角度，其中，所述第一预设角度为0时，基台1不旋转；

压头2旋转第二预设角度以对面板提供在第一方向的压力；

压头2以预设速度向靠近面板的方向移动、并对面板提供在第一方向的压力，所述第一方向与竖直方向之间具有所述第二预设角度；

压头移动至第一位置时，获取压头对面板施压产生的图像信息；

根据所述图像信息判断面板是否产生不良；

如果面板产生不良，则根据所述图像信息确定面板产生不良的临界条件；如果面板未产生不良，则压头继续向靠近面板的方向移动。

进一步的，所述临界条件包括面板受力位置受到的压力、压头2与竖直方向的角度。

进一步的，所述压头2旋转第二预设角度以对面板提供在第一方向的压力之前还包括：

将压力感应装置7和光源5移动到预设位置；

保存压头2接触面板的位置的坐标信息；

打开光源5，并根据面板的透过率调节光源5发出的光的强度。

对面板进行测试的具体流程如下：

将面板100放置在基台1的弹性承载区域12的一角，在旋转装置的控制下基台1在水平面旋转角度a，为了使面板更容易产生PS Mura，角度a优选设置为45°，如图4所示；

旋转结构控制压头2绕连接杆4旋转顺时针旋转角度b至第一方向，则Cos b代表对面板压力的垂直向下分量，压头2对面板施加的压力的大小可根据面板薄厚程度调整，防止垂直压力(cosb)过大使面板压碎，角度b范围优选为10°～35°，如图4所示；

将施压装置移动至面板要测试的位置，并保存当前压头2的位置信息(支撑杆3在X方向的坐标和压头2在连接杆4上移动后在Y方向的坐标)，移动装置中的控制结构根据压头2的位置信息计算出压头2接触面板的位置，并控制光检装置6移动至与压头2相对应的位置，使得面板的受力位置位于光检区域的中心；

压头2向靠近面板的方向移动，压头2的移动速度可以根据面板的薄厚程度确定，为避免压碎面板，面板越薄速度越小，优选为5～20mm/min；

开启光源5发射透射光，并根据相应面板的透过率调节透射光的强度；

面板从受压开始，灰度检测单元开始检测到灰度有小幅上升，但是出现PS Mura或Touch Mura时灰度会有比较明显的上升，为了避免误判，图像摄取单元在面板的受力位置的灰度上升幅度超出预设范围时获取面板受力位置的微观图片，根据当前面板受力位置周围的微观图片与存储的不良样本图片对比，若是规律性的间隔漏光点则判定为出现PSMura，停止施压并保存当前压力值；反之判定为Touch Mura，压头2继续施压直至出现PSMura。

面板发生PS Mura的2个必要条件为：面板受到斜向外力和面板变形，通过此原理，本发明实施例提供一种测试方法：将面板放置在一定硬度易形变的基台1上，并将面板在水平面上进行一定角度的旋转(更容易出PS Mura)，通过给面板一定角度的斜向外力，再现PSMura的形成过程，在这个过程中再通过光检装置6和处理装置的配合，在施压的同时分辨出PS Mura的产生，从而准确得到PS Mura产生所需的临界力值，通过本实施例的测试方法，可以达到快速、准确的测量出面板产生PS Mura所需要的临界条件。其优点有：

评价量化、准确：可以精确的测量出面板发生PS Mura的临界压力值，使用高精度的压力传感器，其精度可达到0.00001N。

样品制程简单：样品完成Single Cell(液晶对盒)后只需贴完Pol(偏光片)即可进行评价，MDL(模组工艺))段后续工序都不进行，大大降低了测试方法所需的物料和加工成本。

所需数量少：根据需求进行科学抽样，一般只需十几张或几十张样品的评价结果即可比较不同面板或条件的PS Mura临界力水平，为PS Mura的风险规避和改善提供判断基准。

评价时间短：单张面板约1分钟左右即可确定其临界力值。

总而言之，本发明的评价方法准确、快速、且成本低，便于进行更多的条件验证，为PS Mura不良的风险评估及改善提供基准和依据，从而实现良率的提升。

以上所述为本发明较佳实施例，需要说明的是，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种显示面板测试设备，其特征在于，包括：

基台，包括用于承载面板的弹性承载区域；

旋转装置，与所述基台连接，用于控制所述基台在水平面旋转第一预设角度，所述第一预设角度大于等于0度；

施压装置，包括设置于所述基台上用于承载面板的第一侧、能够对面板施加第一方向的力的压头，所述第一方向与竖直方向之间具有第二预设角度；

压力感应装置，与所述施压装置连接、能够感应所述压头对面板施加的力的大小；

光源，设置于所述基台上用于承载面板的所述第一侧，用于对面板的受力位置提供透射光；

光检装置，设置于所述基台上与所述第一侧相对的第二侧、用于获取所述施压装置对面板施压产生的图像信息；

处理装置，用于根据所述图像信息确定面板产生不良的临界条件。

2.根据权利要求1所述的显示面板测试设备，其特征在于，所述光检装置包括：

灰度检测单元，用于检测面板受力位置的灰度变化；

图像摄取单元，用于在面板的受力位置的灰度上升幅度超出预设范围时、获取面板受力位置的微观图片。

3.根据权利要求2所述的显示面板测试设备，其特征在于，所述处理装置包括：

第一处理单元，用于将所述微观图片与不良样本图片进行对比；

第二处理单元，用于在所述微观图片与不良样本图片的相似度满足预设要求时判断面板出现不良；

第三处理单元，用于获取并存储所述临界条件，所述临界条件包括面板受力位置受到的压力、压头与竖直方向的角度。

4.根据权利要求1所述的显示面板测试设备，其特征在于，所述施压装置包括：

两个支撑杆，能够沿水平方向移动，且分别位于所述基台相对的两侧；

连接杆，位于两个所述支撑杆之间，所述连接杆位于所述基台的上方能够随着所述支撑杆的移动而在基台的上方移动，所述压头可移动的设置在所述连接杆上；

升降结构，用于控制所述压头向靠近基台的方向移动以对基台上的面板施加压力，所述升降结构包括丝杠和压杆，所述压杆的一端与所述压头连接，所述压杆的另一端穿过所述连接杆与所述丝杠连接；

旋转结构，用于控制所述压头绕所述连接杆旋转至所述第一方向。

5.根据权利要求4所述的显示面板测试设备，其特征在于，所述压力感应装置为设置于所述压杆上的压力传感器。

6.根据权利要求4所述的显示面板测试设备，其特征在于，所述光源设置于所述压杆外周面，且所述光源为环形LED，其透射光的强度可调。

7.根据权利要求1所述的显示面板测试设备，其特征在于，所述基台还包括位于所述弹性承载区域四周的周边区域，所述周边区域由金属材质制成，所述弹性承载区域包括基材和设置于所述基材上的弹性垫。

8.一种显示面板测试方法，采用权利要求1-7任一项所述的显示面板测试设备对面板进行测试，其特征在于，包括以下步骤：

将面板放置于基台的弹性承载区域；

将基台在水平面旋转第一预设角度，其中，所述预设角度为0时，基台不旋转；

压头在竖直平面内旋转第二预设角度；

压头以预设速度向靠近面板的方向移动、并对面板提供在第一方向的压力，所述第一方向与竖直方向之间具有所述第二预设角度；

压头移动至第一位置时，获取压头对面板施压产生的图像信息；

根据所述图像信息判断面板是否产生不良；

如果面板产生不良，则根据所述图像信息确定面板产生不良的临界条件；如果面板未产生不良，则压头继续向靠近面板的方向移动。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述临界条件包括面板受力位置受到的压力、压头与竖直方向的角度。

10.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述压头旋转第一预设角度以对面板提供在第一方向的压力之前还包括：

将压力感应装置和光源移动到预设位置；

保存压头接触面板的位置的坐标信息；

打开光源，并根据面板的透过率调节光源发出的光的强度。