TWI468778B - 液晶顯示裝置之測試設備及方法 - Google Patents

Description

液晶顯示裝置之測試設備及方法

本發明係關於一種液晶顯示裝置之測試設備，特別是關於一種能夠提高測試效率之液晶顯示裝置之測試設備及其方法。

液晶顯示裝置係為一種藉由液晶使用光調變之顯示裝置。液晶顯示裝置應用電壓至液晶，並且改變其分子配向。從而轉換液晶中的若干光學特性例如複折射(birefractivity)、光偏振以及光色散為視覺變化。

這種液晶顯示裝置可小於布朗管(Brown tube)(或陰極射線管)。因此，液晶顯示裝置可被廣泛地應用至辦公室自動化應用例如個人與膝上型電腦監視器與影印機，以及可攜帶式應用例如行動電話與呼叫器。

液晶顯示裝置可被分類為包含主動矩陣型之多種類型。主動矩陣型液晶顯示裝置已經被主動用於顯示裝置中。主動矩陣型液晶顯示裝置之製造製程包含基板清洗製程、基板圖案化製程、配向膜形成製程、基板組合/液晶注入製程，以及安裝製程。

更特別地，基板清洗製程在基板圖案化製程前後使用清潔劑清除下基板與上基板之上的污染物。基板圖案化製程包含下基板圖案化製程與上基板圖案化製程。

上基板包含其上形成的彩色濾光片、共同電極、黑色矩陣以及其他元件。下基板包含其上形成的訊號線、薄膜電晶體以及畫素電極。訊號線包含資料線、閘極線以及其他。每一薄膜電晶體形成於閘極線與資料線之交叉處。每一畫素電極形成於資料線與閘極線定義之畫素區域上。畫素電極連接它們各自的薄膜電晶體之源電極。

在配向膜形成製程期間，首先下基板被塗佈配向膜，然後被擦除。液晶之下基板與上基板透過基板組合/液晶注入製程被完成。基板組合/液晶注入製程包含順序完成的上下基板之組合製程、液晶注入製程、注入孔密封製程、清洗製程、研磨製程以及測試製程。

以上方法製造的液晶面板可包含上述製造期間由於錯誤或疏忽造成的斑痕缺陷。斑痕缺陷呈現發散亮度，可完全或局部地產生於液晶面板上。這種斑痕缺陷可透過巨觀照相術(或者使用裸眼檢查)被偵測。換言之，斑痕缺陷之偵測取決於檢驗員的眼力。因此，劣質液晶顯示裝置經常分佈有點狀缺陷、線狀缺陷與/或斑痕缺陷。此外，檢驗員難以用裸眼檢查近來流行的大尺寸液晶顯示裝置。

因此，本發明實施例在於提供一種液晶顯示裝置測試設備及其方法，實質上避免習知技術之限制與缺點所導致的一或多個問題。

本發明實施例之目的在於提供一種液晶顯示裝置測試設備及其方法，可方便地偵測組合液晶面板之缺陷以提高測試效率。

本發明其他的優點、目的和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點、目的和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其它優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。

依照本發明實施例之一個常見方面，一種液晶顯示裝置測試設備包含：基座，處於空中漂浮結構以用於放置包含組合上下基板之液晶面板；背光單元，包含放置於基座下方之用於發射光線之光源、被形成以圍繞且保護此光源之保護膜，以及形成於保護膜之上的下偏光板，以首次沿固定軸方向偏光此光源所發射的光線；上偏光板，與液晶面板之上表面間隔固定距離，用於沿固定軸方向第二次偏光來自液晶面板之光線；以及電荷耦合裝置照相機，放置於上偏光板之上，用於使用上偏光板第二次偏光之光線以掃描液晶面板上之影像，其中下偏光板包含不同特性之第一、第二、第三與第四偏光板，放置於保護膜之上、下、左與右表面上。

本發明實施例之另一方面之一種液晶顯示裝置之測試方法使用一設備，此設備包含：基座，處於漂浮結構以用於放置包含組合上基板與下基板之液晶面板；背光單元，包含放置於基座下方之用於發射光線之光源、被形成以圍繞且保護光源之保護膜，以及形成於保護膜之上的下偏光板，以首次沿固定軸方向偏光此光源所發射的光線；上偏光板，與液晶面板之上表面間隔固定距離，以沿固定軸方向第二次偏光來自液晶面板之光線；以及電荷耦合裝置照相機，放置於上偏光板之上，使用上偏光板第二次偏光之光線以掃描液晶面板上的影像。此液晶顯示裝置之測試方法包含：令此光源發射光線；首次透過下偏光板沿固定軸方向偏光此光源所發射的光線，以應用此光線至基座上方放置的液晶面板；透過上偏光板沿固定軸方向第二次偏光來自液晶面板之光線；使用第二次偏光之光線藉由電荷耦合裝置照相機掃描液晶面板之影像；偵測掃描影像上之區域之間的亮度差；以及比較此亮度差與參考值，以判斷液晶面板是否滿意。

考察以下圖式以及詳細描述，本領域之技術人員顯然可看出其他系統、方法、特徵以及優點。全部這些系統、方法、特徵以及優點將包含於此描述中，係在本發明之保護範圍之內，並且受到以下申請專利範圍之保護。此章節內容並非被視為這些專利申請範圍之限制。以下結合實施例討論其他方面與優點。可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。

以下，將結合圖式部份對本發明的較佳實施方式作詳細說明。以下介紹的這些實施例作為例子從而為本領域之普通技術人員傳達其精神。因此，這些實施例可以被實施為不同的形狀，從而並非限制於本說明所述之這些實施例。此外，為了方便，圖式中裝置的大小與厚度可以放大。只要可能，在這些圖式部份中所使用的相同的參考標號均代表相同或同類部件。

「第1圖」所示係為本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備之示意圖。「第2圖」所示係為「第1圖」之液晶顯示裝置測試設備之截面之剖視圖。

請參考「第1圖」與「第2圖」，本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備包含：基座110，被建立以用於液晶顯示裝置之測試；液晶面板100，放置於基座110上方；複數個線掃描照相機140，與液晶面板100間隔固定距離；以及主體單元130，用於支援複數個線照相機140。液晶顯示裝置測試設備更包含位於基座110下方之背光單元120，用於照射光線於液晶面板100之上。

液晶面板100與基座110間隔固定距離而放置。為此，液晶面板100漂浮在基座110以上的半空中。液晶面板100包含彼此組合的上基板101與下基板103。這種液晶面板沿既定方向在基座110上移動。

上基板101包含其上形成的彩色濾光片、共同電極、黑色矩陣以及其他元件。下基板103包含其上形成的訊號線、薄膜電晶體(TFT)以及畫素電極。訊號線包含資料線、閘極線以及其他線。每一薄膜電晶體形成於閘極線與資料線之交叉處。每一畫素電極形成於資料線與閘極線定義之畫素區域之上。畫素電極連接它們各自薄膜電晶體之源電極。

複數個線掃描照相機140各自包含電荷耦合裝置(charge coupled device；CCD)。電荷耦合裝置照相機140拍攝液晶面板100，並且自動地產生缺陷位置與/或缺陷區域之坐標。上偏光板150被放置於每一電荷耦合裝置照相機140之前方。

背光單元120包含：光源125，用於發射光線；保護膜135，被形成以保護光源125；以及，下偏光板160，位於保護膜135之上。下偏光板160包含第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d，用於環繞保護膜135。或者，下偏光板160可用於包含偏光膜以及擴散板。此實例中，背光單元120之光源125中發射的光線沿固定軸方向透過偏光膜被偏光，然後透過擴散板被擴散，從而被應用至液晶面板100。

現在解釋本發明實施例之用於測試液晶顯示裝置之液晶顯示裝置測試設備之作業。

首先，背光單元120之光源125發射光線。光源125所發射的光線首次沿固定軸方向透過下偏光板160被偏光。沿固定軸方向被偏光的光線被應用至包含組合上基板101與下基板103之液晶面板100。

然後，應用至液晶面板100之光線透過液晶面板100內的液晶的各向異性折射率沿不同方向被輸出。沿不同方向輸出的光線進入上偏光板150。上偏光板150沿固定軸方向第二次偏光此入射光線。沿固定軸方向透過上偏光板150第二次被偏光之光線允許電荷耦合裝置照相機140獲得液晶面板100之影像。

透過電荷耦合裝置照相機140獲得的液晶面板100之影像可包含不同亮度之區域，即某些部位出現斑痕缺陷，某些不會出現斑痕缺陷。因此，包含組合上基板101與下基板103之液晶面板100上的缺陷位置透過液晶面板100之影像上的亮度差被揭示，其中液晶面板100之影像係透過電荷耦合裝置照相機140而獲得。

「第3圖」所示係為「第1圖」所示之背光單元之詳細示意圖。背光單元120包含：光源125，用於發射光線；保護膜135，被形成以環繞光源125；以及第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d，各自位於保護膜135之外表面上，如「第1圖」與「第3圖」所示。

在第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d中，分別提供至保護膜135之上表面與下表面之第一偏光板160a與第二偏光板160b用於橫向電場切換(in-plane switching；IPS)模式之液晶面板100中。相反地，分別提供至保護膜135之左右側面之第三偏光板160c與第四偏光板160d用於扭轉向列(twisted nematic；TN)模式之液晶面板100中。

因此，依照基座110上方(或之上)放置的液晶面板100係處於橫向電場切換模式或者扭轉向列模式，保護膜135之上表面與下表面之上的第一偏光板160a與第二偏光板160b的位置可與第三偏光板160c與第四偏光板160d之位置交換。為此，背光單元120更包含旋轉軸手柄(圖中未表示)，用於旋轉第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d；以及馬達(圖中未表示)，用於驅動旋轉軸手柄。旋轉軸手柄與保護膜135組合，並且透過馬達之旋轉扭矩改變第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d之位置。

更特別地，如果基座110上方(或之上)放置的液晶面板100係處於橫向電場切換模式，馬達響應操作者之命令，並且一同旋轉此旋轉軸手柄與保護膜135，從而定位第一偏光板160a與第二偏光板160b於液晶面板100下方。相反，當基座110上方(或之上)放置的液晶面板100係處於扭轉向列模式時，依照操作者之命令，藉由馬達旋轉保護膜與旋轉軸手柄，第三偏光板160c與第四偏光板160d被定位於液晶面板100下方。

依照這種方式，位於保護膜135之外表面上的第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d之位置可依照液晶面板100之模式被改變。

「第4圖」所示係為本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備所完成之測試製程之流程圖。

如「第4圖」所示，本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備放置液晶面板100於基座110上方處於漂浮狀態(步驟S1)，其中液晶面板100包含組合上基板101與下基板103。背光單元120中包含的第一、第二、第三與第四偏光板160a、160b、160c與160d之位置依照基座110上放置的液晶面板100之模式被改變。然後，背光單元120內的光源125發射光線(步驟S2)。

光源125所發射的光線首次透過下偏光板160沿固定軸方向被偏光(步驟S3)。然後，首次沿固定軸方向被偏光之光線被應用至液晶面板100(步驟S4)。入射在液晶面板100上的光線透過液晶面板100內的液晶的各向異性折射率沿不同方向被輸出。發散光線之輸出進入上偏光板150，沿固定軸方向從液晶面板100輸出的光線第二次被偏光(步驟S5)。

第二次被偏光之光線允許電荷耦合裝置照相機140掃描液晶面板100，從而獲得影像(步驟S6)。獲得的影像被提供至視覺板(圖中未表示)，此視覺板用於完成視覺檢查(步驟S7)。視覺板消除獲得影像內包含的雜訊，並且提高此消除雜訊之影像之對比度。此外，根據提高對比度之影像之正常部位與缺陷部位之間產生的亮度差，視覺板判定液晶面板100可是否劣質(步驟S8)。

如果影像中正常部位與缺陷部位之間產生的亮度差大於參考值(或臨界值)，視覺板則識別被測試之液晶面板100為可被修復或者被丟棄之不滿意產品(步驟S9)。相反，當亮度差小於參考值(或臨界值)時，視覺板則識別被測試之液晶面板100為優良產品，從而允許被測試之液晶面板100被應用至後續製程(步驟S10)。

如上所述，使用下偏光板與上偏光板首次與第二次所偏光之光線，本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備及其方法可藉由電荷耦合裝置照相機掃描包含組合上基板與下基板之液晶面板。順序地，根據此液晶面板之掃描影像，液晶顯示裝置測試設備及其方法判定此液晶面板是否劣質。因此，與僅僅依賴裸眼判斷之習 知技術測試方法比較，液晶顯示裝置測試設備及其方法可極大地提高測試效率。

此外，本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備及其方法能夠依照液晶面板之模式改變不同的下偏光板。因此，液晶顯示裝置測試設備及其方法可測試橫向電場切換與扭轉向列模式之液晶面板。因此，可極大地提高測試效率。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

100‧‧‧液晶面板

101‧‧‧上基板

103‧‧‧下基板

110‧‧‧基座

120‧‧‧背光單元

125‧‧‧光源

130‧‧‧主體單元

135‧‧‧保護膜

140‧‧‧照相機

150‧‧‧上偏光板

160‧‧‧下偏光板

160a‧‧‧第一偏光板

160b‧‧‧第二偏光板

160c‧‧‧第三偏光板

160d‧‧‧第四偏光板

第1圖所示係為本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備之示意圖；第2圖所示係為第1圖之液晶顯示裝置測試設備之截面之剖視圖；第3圖所示係為第1圖所示之背光單元之詳細示意圖；以及第4圖所示係為本發明實施例之液晶顯示裝置測試設備所完成之測試製程之流程圖。

100‧‧‧液晶面板

101‧‧‧上基板

103‧‧‧下基板

110‧‧‧基座

120‧‧‧背光單元

125‧‧‧光源

135‧‧‧保護膜

140‧‧‧照相機

150‧‧‧上偏光板

160‧‧‧下偏光板

Claims (4)

1. 一種液晶顯示裝置之測試設備，包含：一基座，處於一空中漂浮結構以用於放置包含組合上基板與下基板之一液晶面板；一背光單元，包含放置於該基座下方之用於發射光線之一光源、被形成以圍繞且保護該光源之一保護膜，以及形成於該保護膜之上的一下偏光板，以首次沿一固定軸方向偏光該光源所發射的光線；一上偏光板，與該液晶面板之該上表面間隔一固定距離，用於沿該固定軸方向第二次偏光來自該液晶面板之光線；一電荷耦合裝置照相機，放置於該上偏光板之上，用於使用該上偏光板第二次偏光之光線以掃描該液晶面板上之一影像；以及一主體單元，用以用於支援該電荷耦合裝置照相機，其中該下偏光板包含不同特性之第一、第二、第三與第四偏光板，放置於該保護膜之上、下、左與右表面上，其中分別提供至該保護膜之該上表面與該下表面之該第一偏光板與該第二偏光板係用於橫向電場切換模式之該液晶面板，其中分別提供至該保護膜之該左表面與該右表面之該第三偏光板與該第四偏光板係用於扭轉向列模式之該液晶面板，其中依照該液晶面板之模式旋轉該保護膜，其中該第一、第二、第三與第四偏光板彼此接觸。
2. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置之測試設備，其中當該液晶面板之模式為橫向電場切換模式時，該第一偏光板與該第二偏光板被定位於該液晶面板下方，其中當該液晶面板之模式為扭轉向列模式時，該第三偏光板與該第四偏光板被定位於該液晶面板之下方。
3. 如請求項第1項所述之液晶顯示裝置之測試設備，其中該背光單元更包含：一旋轉軸手柄，依照該液晶面板之模式連接該保護膜以改變該第一、第二、第三與第四偏光板之位置；以及一馬達，用於控制該旋轉軸手柄。
4. 一種液晶顯示裝置之測試方法，該方法使用一設備，該設備包含：一基座，處於一漂浮結構以用於放置包含組合上基板與下基板之一液晶面板；一背光單元，包含放置於該基座下方之用於發射光線之一光源、被形成以圍繞且保護該光源之一保護膜，以及形成於該保護膜之上的一下偏光板，以首次沿一固定軸方向偏光該光源所發射的光線；一上偏光板，與該液晶面板之上表面間隔一固定距離，以沿該固定軸方向第二次偏光來自該液晶面板之光線；一電荷耦合裝置照相機，放置於該上偏光板之上，使用該上偏光板第二次偏光之光線以掃描該液晶面板上的一影像；以及一主體單元，用以用於支援該電荷耦合裝置照相機，其中該下偏光板包含不同特性之第一、第二、第三與第四偏光板，放置於該保護膜之上、下、左與右表面上， 其中該第一、第二、第三與第四偏光板彼此接觸，該方法包含：令該光源發射光線；首次透過該下偏光板沿該固定軸方向偏光該光源所發射的光線，以應用此光線至該基座上方放置的一液晶面板；第二次透過該上偏光板沿該固定軸方向偏光來自該液晶面板之光線；使用第二次偏光之光線藉由該電荷耦合裝置照相機掃描該液晶面板之影像；偵測該掃描影像上之區域之間的一亮度差；以及比較該亮度差與一參考值，以判斷該液晶面板是否滿意，其中分別提供至該保護膜之該上表面與該下表面之該第一偏光板與該第二偏光板係用於橫向電場切換模式之該液晶面板，其中分別提供至該保護膜之該左表面與該右表面之該第三偏光板與該第四偏光板係用於扭轉向列模式之該液晶面板，其中依照該液晶面板之模式旋轉該保護膜。