CN1519560A - 液晶显示面板的检测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示面板的检测方法及其系统，其是通过光学取像以撷取液晶显示面板的若干个图像画面的灰阶度变化曲线，由该灰阶度变化曲线的振幅及中心值可决定图像画面的闪烁度。本发明可依据所得到的闪烁度的数值高低，而调整液晶显示面板的驱动电路的电位，以消除人眼所能察觉的闪烁现象。

Description

液晶显示面板的检测方法及其系统

技术领域

本发明是关于一种液晶显示面板的检测方法及其系统，特别是关于一种应用机器视觉来检测液晶显示面板的闪烁程度的检测方法及其系统。

背景技术

闪烁现象是液晶显示器中影响显示质量的重要因素，其与人眼敏感度有直接的关系。薄膜晶体管(TFT)和超扭转(STN)液晶显示器是目前最被广泛应用的显示器，然而两者都会有闪烁的现象。一般而言，显示器驱动信号需在一定时间内施加一交流电场来驱动其进行极性反转。但在一般的扭转液晶盒中，由于离子电荷效应较容易产生闪烁现象，因此虽然提高外加电场的频率可以降低闪烁的程度，但外加的电场频率越高，其功率消耗也会越大。而薄膜晶体管由于寄生电容缘故，造成了信号电压的度位移，回此正负半周的信号大小不同，故其闪烁现象更为严重。

目前液晶显示面板供货商提出四种极性反转的驱动方法，但在呈现特定测试图样时仍会产生闪烁的现像，例如点反转(dotinversion)的驱动方法在呈现以次像素(sub-pixel)设计的测试图样时会有闪烁点发生，而列反转(line inversion)的驱动方法在呈现水平线的测试图样时容易有闪烁的缺陷，换言之，这四种驱动方法都会因遇到某类测试图样而暴露闪烁的问题，当然也易被视觉敏感的使用者在观赏时检视到同样的问题。

在液晶显示面板出货前需要经过品管人员检视每片面板的显示品质，并尽量将每片面板的显示效果调整至一致，其中闪烁程度即为一项重要的缺陷检验。然而每个人因视觉的差异，对于闪烁现象的察觉能力也有所不同，如此将造成品检执行的严重偏差，经常发生的是液晶显示面板通过品检后出货至客户端，却被视觉敏感的客户检查出不良品而遭到退货，因而造成公司信誉和金钱上的损失。

综上所述，市场上迫切需要一种标准化及自动化的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供液晶显示面板的检测方法及其系统，可提供最佳的检测方式以检测出液晶显示面板画面的闪烁程度，能完全取代人工以肉眼为依据的检测作业方式。

本发明的第二目的是提供一种调整液晶显示面板的驱动电路的方法，可正确地使每片面板画面的闪烁程度调整至最低，而且具有良好的一致性。

为达到上述目的，本发明提供了一种液晶显示面板的检测方法及其系统，其是通过光学取像撷取液晶显示面板的若干个图像画面的灰阶度变化曲线，由该灰阶度变化曲线的振幅及中心值可决定该图像画面的闪烁度。使用者或一自动调整装置可依据所得到的闪烁度的数值，调整液晶显示面板的驱动电压，从而降低灰阶度变化曲线的振幅，同时会使得闪烁度数值变大。如此反复检测与回馈调整，将闪烁程度降至最低，即，使闪烁度数值为最大值，最终消除人眼所能察觉的闪烁现象。

根据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示面板的检测方法，包含下列步骤：提供一液晶显示面板；驱动该液晶显示面板以显示一测试图样画面；设定该画面取样及测量的方式；以光学取像的方式记录该液晶显示面板的画面；分析该取样画面的灰阶度变化；及通过该灰阶度变化的振幅与中心值的比值以判断该取样像素的闪烁度是否超过一预定的门限值。

根据本发明的另一方面，提供了一种液晶显示面板的检测系统，包含：一液晶显示面板，用于显示一测试图样画面，所还液晶显示面板另具有调整驱动电压的一旋钮；一光学取像装置，用于撷取所述测试图样画面；及一控制器，用于计算所述光学取像装置所撷取画面的灰阶度变化而产主一闪烁度，并判断该闪烁度是否超过一预定的门限值。

附图说明

本发明将依照附图来说明，其中：

图1是本发明液晶显示面板的检测系统的示意图。

图2是本发明检测装置测量像素的灰阶度变化曲线图；

图3是本发明液晶显示面板的检测方法的流程图。

图4是本发明液晶显示面板的测量灰阶度的画面取样方式，及

图5(a)至(d)是本发明液晶显示面板的检测固定装置的优选实施例的示意图。

图中符号说明：

10液晶显示面板的检测系统

11，11a，11b、11’光学取像装置

12控制器

14测试图样产生器

51、51’固定架

52、52’面板工作台

53回转机构

57手动工具

60、60’液晶显示面板

64、64’旋钮

70操作者

80自动旋转机构

具体实施方式

图1是本发明液晶显示面板检测系统的示意图，其是在液晶显示面板60的上方设置一光学取像装置11，一般多使用CCD或CMOS摄影机，该类摄影机规格上又可分为矩阵型或单一线型，还可区分为模拟或数字两种信号输出方式。利用测试图样产生生器14产主特定的测试图样，使得液晶显示面板60显示该测试图样画面(frame)，此测试图样产生器14可与控制器12联机或不联机，同时固定在上方的光学取像装置11会随着时间连续的撷取该液晶显示面板60的画面，将送至控制器12(例如一般计算机与图像撷取卡的组合)计算其灰阶度的变化，并以曲线形式记录下来。

以上所述的检测系统10测量取样画面，将观察到的其灰阶度变化绘制成曲线图，如图2所示。图中横坐标为时间轴，纵坐标为光学取像装置11所得图像数字化后的亮度灰阶度。很明显地，该取样画面的灰阶度并非一定值，是以近似正弦函数或三角波形的曲线作上下的灰阶度变化。曲线上每点代表其中一次取样画面的灰阶度，其中La与Lb可分别视为该曲线的广义平均振幅及平均上下振幅值、而Lc一般有两种定义，一种是灰阶度的平均值，此时除非是完全上下相同波形，否则La≠Lb/2；另一种Lc是代表波峰a’与波谷b’值的平均值，此时La＝Lb/2。由该亮度变化曲线可得到类似的闪烁度的公式(一)、公式(二)、公式(三)、公式(四)、公式(五)或公式(六)＞如下：

FL＝K/Lb+M         ……公式(一)

FL＝K/La+M         ……公式(二)

FL＝KlogLc/La+M    ……公式(三)

FL＝KlogLc/Lb+M         ……公式(四)

FL＝KlogLc/(Lb/2)+M     ……公式(五)

FL＝KlogLc/(Lb-La)+M    ……公式(五)

其中K与M为系数，默认值分别为20与0，此K与M值是作为校正后仿真补偿使用。振幅La或Lb愈大，表示闪烁的状况愈严重，因此FL值会愈小。反之当振幅La或Lb愈小，表示闪烁状况较佳，FL值会比较大。当然除了这六个公式以外，若能将闪烁度表示为Lc相对于La或Lb的比值的关系式皆为本发明的精神所在，并不限于以对数或自然对数表示的关系式。

本发明可利用此闪烁度的数值作为调整液晶显示面板60的驱动电路的依据，而不是主差异性较大的人眼去观察并完成调整。

图3是本发明液晶显示面板的检测方法流程图，依照步骤30，由测试图样产生器设定测试图样。步骤31，由液晶显示面板显示该测试图样，一般该测试图样是依照液晶显示面板的驱动方式而设计，其目的是使最容易暴露其检测缺点的画面呈现出来。在步骤32，当液晶显示面板呈现该测试图形，取像装置会随着时间而进行该显示画面的光学取像，通常会连续取样超过曲线一个完整周期的样本数当液晶显示面板依照测试图样命令每个像素显示色阶，而取像装置将随着时间进行该显示面面的光学取像。在步骤33，由步骤32所取像的数据，测量画面中取样画面的灰阶度变化。在步骤34，由取样像素的灰阶度变化曲线可得到Lc、La及Lb等三个数值，将该两个数值代入公式(一)、公式(二)、公式(三)、公式(四)、公式(五)或公式(六)，就能决定其闪烁度的数值，上述公式的选择可由使用者来决定，至此已完成液晶显示面板的闪烁现象的测量，接下来是进行调整的动作。

根据该闪烁度的数值并判断其是否为最大值，如步骤35所示，若不是最大值表示未达到该液晶显示面板的最佳状态，因此需要调整相关的驱动电路，如步骤36所示。一般液晶显示面板多提供调整共同电压的旋钮，当该共同电压调整至最适当的数值时，将使得液晶旋转的角度变化在像素的极性切换时尽量缩小，如此灰阶度的变化幅度也将达最小化。调整后则以循环的方式，返回到步骤32再进行光学取像。反之，若步骤35的判决为是，将进行步骤37，判断是否该闪烁度达到预设的门限值。若符合该门限值则表示该液晶显示面板已调整为合格品，相反，则表示该液晶显示面板既使经过调整仍为不良品。

图4是本发明液晶显示面板的测量灰阶度的画面取样方式。整个液晶显示面板的画面61，可垂直或水平划分为数个区域，区域数目最小为1，是作为测量闪烁度的不同范围。以图4为例，是将画面61划分四个垂直的测量区域611～614，接着由光学取像装置11撷取图像并送至控制器12。依所设定的测量区域，在完成曲线的做法上有两种：第一种是测量该区域所有像素的灰阶度并计算其平均值，作成一灰阶度变化曲线。第二种是抽取数条或一条扫描线62上的像素为测量目标。不同测量区域611～614内可分别求得La、Lb及Lc的值，并通过公式(一)～公式(六)决定其每个测量区域的闪烁度数值。由于液晶显示面板的电路安排方式，画面61上测量区域611～614的闪烁度并不一致。决定面板60的闪烁好坏与等级，一般会设定一个闪烁度的门限值，此门限值决定面板闪烁的容忍度，当然也可设定若干个闪烁度以判定等级的优劣。当区域数大于1时，则会有每区域的个别闪烁度值。此时，可利用平均各区域闪烁度值、最低的区域闪烁度值或其它方式以供判断。

由于各制造厂商的液晶显示面板60供调整共同电压的旋钮64位置不一，有的是与面板画面在同一侧如图5(a)；而也有与面板画面在不同侧，如图5(b)的液晶显示面板60’。为能使液晶显示面板的检测系统都适用于这两种型式的液晶显示面板60及60’，需要采用两套光学取像装置11a及11b，以一上一下的方式架设在固定架51上，并分别位于面板工作台52的两侧。该面板工作台52的中央部分有一开口，可配合液晶显示面板60’的显示面朝下放置，并由下方的光学取像装置11b撷取画面。当然，操作者70仍可持手动工具57由上方转动旋钮64’，将画面的闪烁现象调整至最轻微，如此考虑人体工程的检测固定装置会提高操作者70的工作效率。

另一种检测固定装置则仅使用一组光学取像装置11’，并辅以一个可回转180°的固定架51’，此种方式正如图5(c)及5(d)所示。该固定架51’于固定光学取像装置11’，并与夹持该液晶显示面板60或60’的面板工作台52’相结合。另有一回转机构53控制该固定架51’进行180°回转的运动，而该回转机构53可使用一般回转汽缸，或是致动器与轴传动元件的组合件。

当调整共同电压的旋钮64与显示面在同一侧时，可便液晶显示面板60的显示面朝上放置在画板工作台52’，如图5(c)所示。此时操作者70可持手动工具57从上方转动旋钮64，或者是利用一自动旋转机构80执行调整的工作，将画面的闪烁现象降至最轻微。也就是当闪烁度的数值达最大值时，就停止转动旋钮64的动作，然而如图5(d)所示，当调整共同电压的旋钮64’与显示面不在同一侧，且液晶显示面板60’的显示而朝下放置在面板工作台52’上，此时可通过回转机构53将固定架51’回转180°，因此光学取像装置11’会转到液晶显示面板60’的下方，而操作者70或自动旋转机构80即可以在相同的位置转动旋钮64’。当然，可以由系统回馈信号命令自动旋转机构80将旋钮64’转至最佳的位置。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域的熟练技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。回此。本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，井为本申请的权利要求书所涵盖。

Claims (27)

1、一种液晶显示面板的检测方法，包含下列步骤：

提供一液晶显示面板；

驱动该液晶显示面板以显示一测试图样画面；

设定该画面取样及测量的方式；

以光学取像的方式记录该液晶显示面板的画面；

分析该取样画面的灰阶度变化；及

通过该灰阶度变化的振幅与中心值的比值以判断该取样像素的闪烁度是否超过一预定的门限值。

2、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述光学取像方式是使用一CCD摄影机，CMOS摄影机、单一线型摄影机或矩阵型摄影机。

3、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述测试图样是由一测试图样产生器所产生，再通过一显示驱动接口以驱动所述液晶显示面板呈现该测试图样画面。

4、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝K/Lb+M所决定，Lb代表所述灰阶度变化的上下平均振幅，K与M为系数。

5、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝K/La+M所决定，La代表所述灰阶度变化的平均振幅，K与M为系数。

6、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/La+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，La代表该灰阶度变化的平均振幅，K与M为系数。

7、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/Lb+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，Lb代表所述灰阶度变化的上下平均振幅，K与M为系数。

8、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb/2)+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，Lb代表所述灰阶度变化的正负平均振幅，K与M为系数。

9、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb-La)+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，La代表所述灰阶度变化的平均振幅，Lb代表所述灰阶度变化的正负平均振幅，K与M为系数。

10、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于其另包含一调整所述液晶显示面板的驱动电压，使所述闪烁度高于所述门限值的步骤。

11、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于其另包含下列步骤：

判断所述闪烁度是否达最大值；及

若未达最大值，则调整所述液晶显示面板的驱动电压。

12、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于其另包含判断所述闪烁度的最大值是否超过所述门限值的步骤。

13、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述测试图样画面取样及测量的方式是将该画面划分成数个测量区域。

14、根据权利要求1所述的液晶显示面板的检测方法，其特征在于所述测试图样画面取样及测量的方式是选择至少一条扫瞄线。

15、一种液晶显示面板的检测系统，包含：

一液晶显示面板，用于显示一测试图样画面，所还液晶显示面板另具有调整驱动电压的一旋钮；

一光学取像装置，用于撷取所述测试图样画面；及

一控制器，用于计算所述光学取像装置所撷取画面的灰阶度变化而产主一闪烁度，并判断该闪烁度是否超过一预定的门限值。

16、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述光学取像装置是使用一CCD摄影机，CMOS摄影机、单一线型摄影机或矩阵型摄影机。

17、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是灰阶度变化的振幅本身或振幅与中心值的比值的关系式。

18、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝K/Lb+M所决定，Lb代表所述灰阶度变化的上下平均振幅，K与M为系数。

19、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝K/La+M所决定，La代表该灰阶度变化的平均振幅，K与M为系数。

20、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/La+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值，或波峰与波谷的平均值，La代表所述灰阶度变化的平均振幅，K与M为系数。

21、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/Lb+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，Lb代表所述灰阶度变化的上下平均振幅，K与M为系数。

22、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb/2)+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，Lb代表所述灰阶度变化的正负平均振幅，K与M为系数。

23、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于所述闪烁度FL是由公式FL＝KlogLc/(Lb-La)+M所决定，Lc代表所述灰阶度变化的中心值或波峰与波谷的平均值，La代表所述灰阶度变化的平均振幅，Lb代表所述灰阶度变化的正负平均振幅，K与M为系数。

24、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于其另包含一测试图样产生器，用于产生所述测试图样。

25、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于其另包含一可回转180度的固定架，用于调整所述光学取像装置的位置。

26、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于其另包含一光学取像装置，所述两个光学取像装置是设置于所述液晶显示面板的检测位置的两侧。

27、根据权利要求15所述的液晶显示面板的检测系统，其特征在于其另包含一自动旋转机构，用以调整所述旋钮。

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