CN107346068A - 检测系统和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测系统和检测方法，属于电路检测技术领域，本发明提供一种检测系统，用于检测透明电路基板，该透明电路基板具有两侧，且在该电路基板上布置有电路图案，包括：垂直型液晶显示器件，设置在该透明电路基板的一侧,用于显示该透明电路基板的电路检测图案；背光源，设置在该透明电路基板的另一侧，用于透过该透明电路基板为该液晶显示器件提供均匀背光。本发明还公开了该检测系统的检测方法，可以用于检测能够形成垂直电场的透明线路板。

Description

检测系统和检测方法

技术领域

本发明涉及检测领域，尤其涉及一种检测装置和检测方法。

背景技术

液晶显示技术是一种电光转换技术，即根据加在液晶两侧的电场大小，改变液晶的排列状态，从而改变经过液晶层的光路方向，最终改变液晶显示装置的出光效果。液晶显示技术可以直接把不同大小的电信号转变成不同亮度的光信号，从而显示成图案。从液晶显示技术的电光特性反推，可以根据不同亮度的光信号，判断加在液晶两侧的电场大小。

VA(Vertical Alignment)液晶显示技术利用垂直电场驱动液晶分子转动，实现亮暗画面的显示。VA显示模式的特点是液晶分子垂直玻璃基板排列，形成垂直配向。在不加电和加电状态下，液晶分子的方向实现垂直和倾斜之间的切换，液晶分子的旋转属于空间旋转(Z轴)。

如图1A、1B所示，垂直电场型液晶显示面板包括：下偏光片601，阵列基板602，彩膜基板606，上偏光片607，在阵列基板602和彩膜基板606之间夹设VA液晶605,驱动VA液晶605工作的电压由像素电极603与公共电极604提供。

在图1A中，在无外加电压条件下，作为自然光的背光源穿过下偏光片601后，形成平行于液晶分子短轴的直线偏光。由于像素电极603与公共电极604之间没有形成电场，VA液晶没有发生转动，偏光方向不能转动，以同样的状态射入第二偏光板607。因为直线偏光与第二偏光板607的偏光轴垂直，所以这里的直线偏光就被第二偏光板607吸收，显示呈黑色状态。这种黑色是第一偏光板与第二偏光板正交形成的，排除了液晶层的影响，具有最佳的黑色效果。所以，在无外加电压条件下，VA液晶面板显示为黑色。

在图1B中，当像素电极603与公共电极604之间施加电压差后，形成垂直电场，驱动VA液晶发生转动，液晶分子沿着电场方向倾斜躺下。穿过下偏光片601后形成的直线偏振光，经过液晶层后，呈(椭)圆偏光状态，最终透过第二偏光板607，呈白色状态。这时，VA液晶面板显示为白色。施加电压后要使液晶分子倾斜躺下，需要液晶分子具有负的介电常数异方性，即要求液晶的△ε<0。如图1B所示，加电压后的液晶分子朝一侧倾斜。

利用垂直电场驱动液晶分子转动，实现亮暗画面显示的液晶显示模式还有TN(Twisted Nematic)液晶显示模式、OCB(Optically Compensated Birefringence，光学补偿弯曲排列)液晶显示模式，等等。

现有技术中，基于垂直电场的液晶显示模式，产生垂直电场的液晶显示器件的像素电极与公共电极都分布在阵列基板上。常规的不包括像素电极与公共电极等功能电极的垂直型液晶显示器件还未被单独制作成产品，并应用于检测电路领域。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是针对现有技术存在上述或其它问题，提供一种检测系统和检测方法，其利用垂直电场型液晶显示器件可以高效直观的检测透明电路基板，具有检测方法简单、检测精度高、成本低的优点。

为了达到上述或其它目的，本发明一方面提出了一种检测系统,用于检测透明电路基板，该透明电路基板具有两侧，且在该电路基板上布置有电路图案，包括：垂直型液晶显示器件，设置在该透明电路基板的一侧,用于显示该透明电路基板的电路检测图案；背光源，设置在该透明电路基板的另一侧，用于透过该透明电路基板为该液晶显示器件提供均匀背光。

进一步地，该垂直电场型液晶显示器件，由下至上依次包括：第一基板，第一配向膜，液晶层，第二配向膜，公共电极层，第二基板，其中，该第一基板和该第二基板彼此相向对置，液晶层，夹设于该第一基板和该第二基板之间,施加垂直电场时液晶分子在垂直方向上旋转透光。

进一步地，通过对该液晶层两侧的该透明电路基板上的电路图案和该垂直型液晶显示器件上的公共电极层施加电压产生垂直电场,使该液晶显示器件显示电路检测图案。

进一步地，还包括第一偏光片和第二偏光片，分别配置在相向对置的该第一基板和该第二基板的外侧表面上。

进一步地，还包括第一偏光片和第二偏光片，该第一偏光片配置在该背光源的光源出射一侧表面上，该第二偏光片配置在该第二基板的外侧表面上。

进一步地，还包括第一偏光片和第二偏光片，该第一偏光片间隔配置在该背光源与该透明电路基板之间，该第二偏光片间隔配置在该第二基板的外侧。

进一步地，还包括图像采集装置，布置在该液晶显示器件的显示检测图案一侧。

本发明另一方面还提出了一种检测方法,用于检测透明电路基板，该透明电路基板具有两侧，且在该电路基板上布置有电路图案，通过对该电路图案施加电压，该电路图案产生水平电场，包括：提供垂直电场型液晶显示器件，设置在该透明电路基板的一侧，用于根据该电路图案产生的水平电场显示检测图案；提供背光源，设置在该透明电路基板的另一侧，用于透过该透明电路基板为该液晶显示器件提供背光。

进一步地，在该电路图案不施加电压时，该液晶显示器件显示全黑画面或全白画面；在对该电路图案施加电压时，该液晶显示器件显示电路检测画面；将该检测画面与标准画面对比，判断该透明电路基板的电路图案是否正常。

进一步地，提供图像采集装置，布置在该液晶显示器件的显示检测图案一侧，用于采集该电路检测画面；提供计算机装置，用于将输入的该电路检测画面与标准检测画面对比，判断该透明电路基板的电路图案缺陷所在的位置。

本发明通过将能够产生垂直电场的透明电路基板放置于VA、TN、OCB等液晶显示器件的下方，驱动液晶分子转动，实现亮暗画面的显示。通过观察液晶盒的显示画面，可以判断透明电路板的线路功能是否正常，从而确定透明电路板是否能正常工作。

附图说明

图1A为现有技术中垂直电场型液晶显示器件关态时立体结构示意图；

图1B为现有技术中垂直电场型液晶显示面板开态时立体结构示意图；

图2为本发明一实施列的检测装置的结构示意图；

图3为本发明又一实施例的检测装置结构示意图；

图4为本发明图2中用于检测的显示器件结构示意图；

图5A-5C为垂直型液晶显示器件的液晶转动面与偏光板吸收轴之间的关系；

图6为本发明另一实施列的检测装置的结构示意图；

图7为本发明图6中显示器件结构示意图；

图8为本发明图6中背光源结构示意图；

图9为本发明再一实施列的检测装置的结构示意图；

图10本发明图9中显示器件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

利用垂直电场液晶显示技术检测透明线路板时，可以选择VA、TN、OCB等液晶显示模式。优选地，采用VA液晶显示模式所使用的液晶材料。如果没有特别说明，下面所述的液晶都是VA液晶。

图2为本发明一实施列的检测装置的结构示意图。如图2所示，本发明提供一种检测装置，用于检测透明电路基板，该透明电路基板具有两侧，且在该电路基板200上布置有电路图案，包括：垂直电场型液晶显示器件100，施加垂直电场时液晶分子在垂直方向上旋转透光；驱动电路，用于驱动该透明电路基板200上的电路图案和该液晶显示器件100上的公共电极层产生垂直电场；其中，该液晶显示器件100设置在该透明电路基板200的一侧，在该垂直电场的作用下显示检测图案；背光源300，设置在该透明电路基板200的另一侧，用于透过该透明电路基板200为该液晶显示器件100提供背光。

液晶显示器件100为布置有公共电极的液晶盒，通过透明线路板200上的电路图案与显示器件100上的公共电极给液晶显示器件100中的液晶提供垂直电场。控制施加在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间的电压，可以改变显示器件100的液晶排列状态，从而改变显示器件100的亮度。用于显示器件100显示的光源由背光源300提供，背光源300提供均匀的面光源。透明线路板200上的线路电压由驱动电源601提供，显示器件100上的电极电压由驱动电源602提供。

为了提高检测效率，可以采用如图3所示的自动检测方案。图3为本发明又一实施例的检测装置结构示意图。如图3所示，与图2的区别是在显示器件100的显示面上增加一个图像采集装置400。该图像采集装置400布置在该液晶显示器件的显示检测图案一侧。图像采集装置400可以是摄像机(CCD)、TFT平板探测器等。TFT平板探测器是一种半导体光电转换器件，包括：感知光线强弱的光敏材料，提取并存储光生载流子的TFT阵列结构。图像采集装置400采集到的显示器件100所显示的画面，被输入到计算机中，通过比对软件与标准画面进行比对，可以快速判断透明线路板200的功能是否正常。比如，可以准确定位感测线图形缺陷的具体位置。

显示器件100的显示区域大于透明线路板待检测线路的分布范围，可以一次性完成显示器件100对透明线路板200的检测。在显示器件100上显示的最小图案单元的尺寸与显示器件100的液晶层厚度为同一个量级。

图4为本发明图2中用于检测的显示器件结构示意图。如图4所示，本发明公开了一种显示器件，由下至上包括：第一偏光板101，第一基板102，第一配向膜103，液晶层104，第二配向膜105，第二基板106，透明公共电极107，第二偏光板108。其中，该第一基板101和该第二基板102，彼此相向对置，液晶层104，夹设于该第一基板101和该第二基板102之间,施加垂直电场时液晶分子在垂直方向上旋转透光。

第一配向膜103的配向方向与第一偏光板101的偏光轴平行，第二配向膜105的配向方向与第二偏光板108的偏光轴平行。第一偏光板101和第二偏光板102的偏光轴可以是垂直正交的关系，也可以是平行的关系。优选地，第一偏光板101和第二偏光板102的偏光轴是垂直正交的关系。优选地，第一配向膜103的配向方向与第二配向膜105的配向方向正交。

显示器件100中的第一配向膜103的配向方向D1以及第二配向膜105的配向方向D2与透明线路板200的线路形状相关。VA液晶分子属于一轴性媒质，偏光板吸收轴与液晶分子长轴之间的方位角ψ＝45°时，VA显示的光利用效率最高。简化后的VA透过率公式如(1)所示。根据公式(1)，对于单色光而言，影响VA透过率的只有液晶的△nd值。VA显示通过液晶分子在垂直方向上的转动改变液晶的△nd值，液晶分子的转动面与偏光板吸收轴之间的关系如图5A、5B所示。

如图5A所示，在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间没有施加电压时，液晶沿着第一配向膜103的配向方向D1排列。来自背光源300的光线透过第一偏光板101之后，完全透过液晶层104，最后到达第二偏光板108。因为第二偏光板108的偏光轴P2与第一偏光板101的偏光轴P1正交，所以，光线全部被第二偏光板108吸收，没有光线能够穿出显示器件100，显示器件100显示黑色。

如图5B所示，在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间施加不同电压后，液晶沿着垂直电场E的方向转动，转动的幅度与透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间的电压差值有关。来自背光源300的光线透过第一偏光板101之后，被液晶层104改变了偏振方向，最后到达第二偏光板108。因为第二偏光板108的偏光轴P2与第一偏光板101的偏光轴P1正交，部分光线被第二偏光板108吸收，部分光线穿出显示器件100，显示器件100显示白色。

如图5C所示，在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间施加最大的电压差值后，液晶沿着垂直电场E的方向转动。来自背光源300的光线透过第一偏光板101之后，被液晶层104改变了偏振方向，最后到达第二偏光板108。因为第二偏光板108的偏光轴P2与第一偏光板101的偏光轴P1正交，没有光线被第二偏光板108吸收，都穿出显示器件100，显示器件100显示白色。

根据显示器件100上显示的图像，把显示的画面与标准画面进行对比，可以判断透明线路板200的线路功能是否正常。比如，如果显示器件100显示时出现某一行不能正常显示，说明对应这一行的透明线路板200的线路发生断路现象。

图6为本发明另一实施列的检测装置的结构示意图。如图6所示，本发明提供的垂直型液晶显示器件800布置有公共电极的液晶盒，通过透明线路板200和液晶显示器件800的公共电极给液晶显示器件800中的液晶提供垂直电场。控制施加在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间的电压，可以改变显示器件800的液晶排列状态，从而改变显示器件800的亮度。用于显示器件800显示的光源由背光源700提供，背光源700提供均匀的线偏振光。透明线路板200上的线路电压由驱动电源601提供，显示器件800上的公共电极电压由驱动电源602提供。

为了提高检测效率，可以采用如图3所示的自动检测方案。显示器件800的显示区域大于透明线路板待检测线路的分布范围，可以一次性完成显示器件800对透明线路板200的检测。在显示器件800上显示的最小图案单元的尺寸与显示器件800的液晶层厚度为同一个量级。

图7为本发明图6中显示器件结构示意图。如图7所示，本发明公开了一种显示器件，从下至上依次包括：第一基板801，第一配向膜802，液晶层803，第二配向膜804，第二基板805，透明公共电极806，第二偏光板807。其中，该第一基板801和该第二基板802，彼此相向对置，液晶层803，夹设于该第一基板801和该第二基板802之间,施加垂直电场时液晶分子在垂直方向上旋转透光。

图8为本发明图6中背光源结构示意图。如图8所示，背光源包括：第一偏光板701，光学膜片组合702，光源703，反射片704。光源703可以是LED点光源，也可以是CCFL(ColdCathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯管)线光源，也可以是使用导光板后的面光源。如果是使用导光板后的面光源，在导光板的侧边需要设置LED或者CCFL光源。反射片704的作用是把投射到反射片上的光反射到第一偏光板701方向，提供光的利用效率。光线膜片组合702一般包括棱镜片、扩散板等光学膜片，具体的组合需要根据实际光学要求进行设计制作。第一偏光板701的作用是把背光源的自然光转为线偏振光。

第一配向膜802的配向方向与第一偏光板701的偏光轴平行，第二配向膜804的配向方向与第二偏光板807的偏光轴平行。第一偏光板701和第二偏光板807的偏光轴可以是垂直正交的关系，也可以是平行的关系。优选地，第一偏光板701和第二偏光板807的偏光轴是垂直正交的关系。优选地，第一配向膜802的配向方向与第二配向膜804的配向方向正交。

显示器件800中的第一配向膜802的配向方向D1以及第二配向膜804的配向方向D2与透明线路板200的线路形状相关。具体关系与图5所示相似。

在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间没有施加电压时，液晶沿着第一配向膜103的配向方向D1排列。来自背光源700的偏振光完全透过液晶层803，最后到达第二偏光板807。因为第二偏光板807的偏光轴P2与第一偏光板701的偏光轴P1正交，所以，光线全部被第二偏光板807吸收，没有光线能够穿出显示器件800，显示器件800显示黑色。

在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间施加不同电压后，液晶沿着垂直电场E的方向转动，转动的幅度与透明线路板200上的线路与显示器件100上的公共电极之间的电压差值有关。来自背光源700的线偏振光被液晶层803改变了偏振方向，最后到达第二偏光板807。因为第二偏光板807的偏光轴P2与第一偏光板701的偏光轴P1正交，部分光线被第二偏光板807吸收，部分光线穿出显示器件800，显示器件800显示白色。

根据显示器件800上显示的图像，把显示的画面与标准画面进行对比，可以判断透明线路板200的线路功能是否正常。比如，如果显示器件800显示时出现某一行不能正常显示，说明对应这一行的透明线路板200的线路发生断路现象。

图9为本发明再一实施列的检测装置的结构示意图。如图9所示，本发明提供一种检测装置，液晶显示器件900为布置有公共电极的液晶盒，通过公共电极与透明线路板200给液晶显示器件900中的液晶提供垂直电场。控制施加在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间的电压，可以改变显示器件900的液晶排列状态，从而改变显示器件900的亮度。用于显示器件900显示的光源由背光源300提供，背光源300提供均匀的面光源。透明线路板200上的线路电压由驱动电源601提供，显示器件900上的公共电极电压由驱动电源602提供。在背光源300与透明线路板200之间隔着第一偏光板501，在显示器件900上方设置有第二偏光板502，第一偏光板501与第二偏光板502作为分离部件，可以根据显示器件900的液晶配向关系，进行适当的位置调整。

为了提高检测效率，可以采用如图3所示的自动检测方案。显示器件900的显示区域大于透明线路板待检测线路的分布范围，可以一次性完成显示器件900对透明线路板200的检测。在显示器件900上显示的最小图案单元的尺寸与显示器件900的液晶层厚度为同一个量级。

图10本发明图9中显示器件结构示意图。如图10所示，本发明还公开了一种显示器件，从下至上依次包括：第一基板901，第一配向膜902，液晶903，第二配向膜904，第二基板905，透明公共电极906。其中，该第一基板901和该第二基板902，彼此相向对置，液晶层903，夹设于该第一基板901和该第二基板902之间,施加垂直电场时液晶分子在垂直方向上旋转透光。

第一配向膜902的配向方向与第一偏光板501的偏光轴平行，第二配向膜904的配向方向与第二偏光板502的偏光轴平行。第一偏光板501和第二偏光板502的偏光轴可以是垂直正交的关系，也可以是平行的关系。优选地，第一偏光板501和第二偏光板502的偏光轴是垂直正交的关系。优选地，第一配向膜902的配向方向与第二配向膜904的配向方向正交。

显示器件900中的第一配向膜902的配向方向D1以及第二配向膜904的配向方向D2与透明线路板200的线路形状相关。具体关系与图5所示相似。

在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间没有施加电压时，液晶沿着第一配向膜903的配向方向D1排列。来自背光源300的偏振光完全透过显示器件900，最后到达第二偏光板502。因为第二偏光板502的偏光轴P2与第一偏光板501的偏光轴P1正交，所以，光线全部被第二偏光板502吸收，处于第二偏光板502右侧的观察设备没有看到光线，即只能看到黑色的画面。

在透明导电板200的导电线路与显示器件100的公共电极之间施加不同电压后，液晶沿着垂直电场E的方向转动，转动的幅度与透明线路板200上的线路与显示器件100上的公共电极之间的电压差值有关。来自背光源300的线偏振光被液晶层903改变了偏振方向，最后到达第二偏光板502。因为第二偏光板502的偏光轴P2与第一偏光板501的偏光轴P1正交，部分光线被第二偏光板502吸收，部分光线穿出第二偏光板502，处于第二偏光板502右侧的观察设备能够看到光线，即能够看到一定亮度的画面。

根据显示器件900上显示的图像，把显示的画面与标准画面进行对比，可以判断透明线路板200的线路功能是否正常。比如，如果显示器件900显示时出现某一行不能正常显示，说明对应这一行的透明线路板200的线路发生断路现象。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种检测系统,用于检测透明电路基板，该透明电路基板具有两侧，且在该电路基板上布置有电路图案，包括：

垂直型液晶显示器件，设置在该透明电路基板的一侧,用于显示该透明电路基板的电路检测图案；

背光源，设置在该透明电路基板的另一侧，用于透过该透明电路基板为该液晶显示器件提供均匀背光。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，该垂直电场型液晶显示器件，由下至上依次包括：第一基板，第一配向膜，液晶层，第二配向膜，公共电极层，第二基板，其中，该第一基板和该第二基板彼此相向对置，液晶层，夹设于该第一基板和该第二基板之间,施加垂直电场时液晶分子在垂直方向上旋转透光。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，通过对该液晶层两侧的该透明电路基板上的电路图案和该垂直型液晶显示器件上的公共电极层施加电压产生垂直电场,使该液晶显示器件显示电路检测图案。

4.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，还包括第一偏光片和第二偏光片，分别配置在相向对置的该第一基板和该第二基板的外侧表面上。

5.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，还包括第一偏光片和第二偏光片，该第一偏光片配置在该背光源的光源出射一侧表面上，该第二偏光片配置在该第二基板的外侧表面上。

6.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，还包括第一偏光片和第二偏光片，该第一偏光片间隔配置在该背光源与该透明电路基板之间，该第二偏光片间隔配置在该第二基板的外侧。

7.根据权利要求1-6之一所述的检测系统，其特征在于，还包括图像采集装置，布置在该液晶显示器件的显示检测图案一侧。

8.一种检测方法,用于检测透明电路基板，该透明电路基板具有两侧，且在该电路基板上布置有电路图案，包括：

提供垂直电场型液晶显示器件，设置在该透明电路基板的一侧，用于显示该透明电路基板的电路检测图案；

提供背光源，设置在该透明电路基板的另一侧，用于透过该透明电路基板为该液晶显示器件提供背光。

9.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，

在该电路图案不施加电压时，该液晶显示器件显示全黑画面或全白画面；

在对该电路图案施加电压时，该液晶显示器件显示电路检测画面；

将该检测画面与标准画面对比，判断该透明电路基板的电路图案是否正常。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，

提供图像采集装置，布置在该液晶显示器件的显示检测图案一侧，用于采集该电路检测画面；

提供计算机装置，用于将输入的该电路检测画面与标准检测画面对比，判断该透明电路基板的电路图案缺陷所在的位置。